(57)【要約】【課題】装置の外にオゾンが放出されるのを抑制しながら同時に帯電微粒子水の装置の外への飛散量が低下しないようにできる。【解決手段】  放電電極１と、放電電極１の前方に配置された対向電極２と、放電電極１に供給された水に高電圧を印加して静電霧化して帯電微粒子水を生成すると共に帯電微粒子水を前方に飛散させるようにした静電霧化装置３である。対向電極２の前方に筒状の通路部４を配置し、放電電極１の中心線と、対向電極２の中心線と、筒状の通路部４の中心線とをほぼ一致させる。筒状の通路部４の少なくとも内面部に放電電極１で発生したオゾンを確保するためのオゾン確保部５を設ける。【選択図】図１
2008104982.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電電極と、中央部に円状の開口を有する対向電極とを中心線がほぼ一致するように対向配置し、放電電極に供給された水に高電圧を印加して静電霧化して帯電微粒子水を生成すると共に帯電微粒子水を対向電極の中央部の開口を通して飛散させるようにした静電霧化装置において、対向電極の放電電極と反対側において対向電極に対向するように筒状の通路部を中心線がほぼ一致するように対向配置し、筒状の通路部の少なくとも内面部に放電電極で発生したオゾンを確保するためのオゾン確保部を設けて成ることを特徴とする静電霧化装置。
【請求項２】
上記オゾン確保部にオゾンを分解するための触媒部を設けて成ることを特徴とする請求項１記載の静電霧化装置。
【請求項３】
上記筒状の通路部の壁部が筒状の通路部と交差して筒状の通路部の内外に開口するハニカム構造となっていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の静電霧化装置。
【請求項４】
筒状の通路部にオゾン確保部を着脱自在に設けて成ることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の静電霧化装置。
【請求項５】
オゾン確保部が発生する帯電微粒子水と同じ極性に帯電されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の静電霧化装置。
【請求項６】
オゾン確保部にオゾンを加熱分解するためのヒーター部が設置してあることを特徴とする請求項２記載の静電霧化装置。
【請求項７】
筒状の通路部に消音構造が形成してあることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の静電霧化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、活性種（ラジカル）を含んだナノメータサイズの帯電微粒子水を発生させるための静電霧化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、活性種を含んだナノメータサイズの帯電微粒子水を発生させる静電霧化装置が知られている。この静電霧化装置は、放電電極と、放電電極の前方に配置された対向電極と、放電電極に供給された水に高電圧を印加することで静電霧化して活性種を含んだナノメータサイズの帯電微粒子水を生成すると共に帯電微粒子水をイオン風により前方に飛散させ、室内空気、室内壁面等の付着物の脱臭や、ダニや花粉等のアレルゲン物質の不活性化をおこなったり、あるいは、人の肌や髪に潤いを与えたりするようになっている。
【０００３】
ところが、上記のような静電霧化装置にあっては、活性種を含んだナノメータサイズの帯電微粒子水を生成する際に、オゾンが発生してしまう。一般的なオゾンの発生は、
【０００４】
【化１】
2008104982.tif 000003
【０００５】
【化２】
2008104982.tif 000004
【０００６】
で表される。但し、ｅは電子、Ｏ・は酸素ラジカル、Ｍ１はＯ・又はＯ２又はＯ３を表す。
【０００７】
オゾンは、その濃度が高くなると人体に悪影響を及ぼすものであり、室内のオゾン濃度は環境基準値の０．０６ｐｐｍ以下に抑えるように定められているため、ファンによる希釈を行ったりするが、ファンによる希釈は根本的な解決とはならず、長時間使用するとオゾン濃度が０．０２ｐｐｍ以上となって不快感を与えてしまう恐れがあるため、静電霧化装置においてナノメータサイズの帯電微粒子水の生成の際に発生したオゾンが静電霧化装置から外部に飛翔しないようにする必要がある。
【０００８】
このような問題を考慮したものとして、特許文献１が知られている。特許文献１に示された従来例は、放電電極の前方に対向電極を中心線がほぼ一致するように配置し、更に、対向電極の前方に帯電微粒子水のイオン風による飛翔方向と直交するようにハニカム形状又はパンチングメタル状又は金網状に形成した基材の表面にオゾン分解触媒を添着し、帯電微粒子水の生成の際に発生したオゾンをハニカム形状又はパンチングメタル状又は金網状に形成した基材の表面にオゾン分解触媒により分解するようにしている。しかしながら、対向電極の前方に帯電微粒子水のイオン風による飛翔方向と直交するようにハニカム形状又はパンチングメタル状又は金網状に形成した表面にオゾン分解触媒を添着した基材が存在するため、イオン風により飛翔する帯電微粒子水はハニカム形状又はパンチングメタル状又は金網状の多数の孔を通過して装置の外に飛翔することになり、イオン風による飛翔する帯電微粒子水の一部がハニカム形状又はパンチングメタル状又は金網状の基材に付着し、多数の孔を通過して装置の外に飛翔する帯電微粒子水の量が少なくなり、この結果、帯電微粒子水による脱臭効果や、ダニや花粉等のアレルゲン物質の不活性化効果、あるいは、人の肌や髪に潤いを与える効果等が低下するという新たな問題が発生する。
【特許文献１】特開２００６−１９８５０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、装置の外にオゾンが放出されるのを抑制しながら同時に帯電微粒子水の装置の外への飛散量が低下しないようにできる静電霧化装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために本発明に係る静電霧化装置は、放電電極１と、中央部に円状の開口を有する対向電極２とを中心線がほぼ一致するように対向配置し、放電電極１に供給された水に高電圧を印加して静電霧化して帯電微粒子水を生成すると共に帯電微粒子水を対向電極の中央部の開口を通して飛散させるようにした静電霧化装置３において、対向電極２の放電電極１と反対側において対向電極１に対向するように筒状の通路部４を中心線がほぼ一致するように対向配置し、筒状の通路部４の少なくとも内面部に放電電極１で発生したオゾンを確保するためのオゾン確保部５を設けて成ることを特徴とするものである。
【００１１】
放電電極１に供給された水に高電圧を印加して静電霧化して活性種（ラジカル）を含んだナノメータサイズの帯電微粒子水を生成する際にオゾンが発生する。ここで、帯電微粒子水は帯電している（例えばマイナスに帯電している）ので、放電により生じるイオン風により放電電極１側からの対向電極２の中央部の円状の開口の中心を通り、筒状の通路部４の中心線に沿って装置の外部に飛翔するが、一方、オゾンは帯電していないので、イオン風により飛翔することなく、筒状の通路部４内を浮遊しており、該浮遊しているオゾンが通路部４の内面部のオゾン確保部５に到達して付着するとオゾンが確保されて装置外に出ない。したがって、発生した帯電微粒子水はイオン風により筒状の通路部４をスムーズに通過して装置の外に飛翔することで、活性種（ラジカル）を含んだナノメータサイズの帯電微粒子水の装置の外への放出量が減少せず、一方、オゾンは装置の外への放出量を抑制することができる。
【００１２】
また、オゾン確保部５にオゾンを分解するための触媒部６を設けることが好ましい。
【００１３】
このような構成とすることで、オゾン確保部５に確保されたオゾンが触媒部６により分解されて無害化される。
【００１４】
また、筒状の通路部４の壁部が筒状の通路部４と交差して筒状の通路部４の内外に開口するハニカム構造となっていることが好ましい。
【００１５】
このような構成とすることで、オゾンの確保面積が増えてオゾンの確保量が増える。この結果、装置の外へのオゾンの放出量がより抑制することができる。
【００１６】
また、筒状の通路部４にオゾン確保部５を着脱自在に設けることが好ましい。
【００１７】
このような構成とすることで、オゾン確保部５の交換が容易となる。
【００１８】
また、オゾン確保部５が発生する帯電微粒子水と同じ極性に帯電されていることが好ましい。
【００１９】
このような構成とすることで、イオン風により飛翔する帯電微粒子水が筒状の通路部４の内面部のオゾン確保部５に付着するのが防止され、帯電微粒子水の装置の外への放出量が多くなる。
【００２０】
また、オゾン確保部５にオゾンを加熱分解するためのヒーター部７が設置してあることが好ましい。
【００２１】
このような構成とすることで、触媒部６によるオゾンの分解がより効果的にできる。
【００２２】
また、筒状の通路部４に消音構造が形成してあることが好ましい。
【００２３】
このような構成とすることで、放電により発生する音を消音できる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、上記のように、対向電極の前方に筒状の通路部を配置し、放電電極の中心線と、対向電極の中心線と、筒状の通路部の中心線とをほぼ一致させ、筒状の通路部の少なくとも内面部に放電電極で発生したオゾンを確保するためのオゾン確保部を設けたので、装置の外にオゾンが放出されるのを抑制しながら同時に帯電微粒子水の装置の外への飛翔量が減少しないようにでき、この結果、オゾンによる人体への悪影響を防ぎつつ帯電微粒子水による脱臭効果や、ダニや花粉等のアレルゲン物質の不活性化効果や、人の肌や髪に潤いを与える効果等を十分に発揮できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。
【００２６】
静電霧化装置３は、放電電極１と、放電電極１の前方に設けた対向電極２と、放電電極１と対向電極２との間に高電圧を印加するための高電圧印加部８と、放電電極１の先端に水を供給するための水供給手段９とを備えることで装置の主体が構成してあり、本発明においては、更に、対向電極２の前方に少なくとも内面部がオゾン確保部５となった筒状の通路部４を設けて静電霧化装置３を構成してある。
【００２７】
静電霧化装置３における水供給手段９としては、図１に示すような、水タンク部９ａに溜めた水Ｗを毛細管現象などの水搬送手段により放電電極１の先端部に供給するものと、図２に示すような、放電電極１をペルチェ素子９ｂのような冷却手段により冷却して空気中の水分を放電電極１の先端部に結露させて結露水として供給するものとがあり、本発明においてはいずれの例にも適応できる。
【００２８】
図１に示す例においては、放電電極１が多孔質セラミック等の多孔質材や細孔を有する部材よりなる先端が尖ったり、丸くなったりした棒状をしたものであって、毛細管現象により放電電極１の先端に水タンク部９ａ内の水Ｗを供給するようになっている。
【００２９】
また、図２に示す例においては、ペルチェ素子９ｂの冷却部９ｃ側に熱伝導性の良い材料よりなる先端が尖ったり、丸くなったりした棒状の放電電極１を接続し、放電電極１を冷却することで、空気中の水分を供給するようになっている。
【００３０】
上記いずれの例においても、棒状をした放電電極１の前方には対向電極２が配置され、該対向電極２の中心線が放電電極１の中心線とほぼ一致するようになっている。更に、対向電極２の前方に筒状の通路部４が配置され、この筒状の通路部４の中心線が上記放電電極１の中心線、対向電極２の中心線とほぼ一致するようになっている。
【００３１】
筒状の通路部４の少なくとも内面部に放電電極１で発生したオゾンを確保するためのオゾン確保部５を設けてある。
【００３２】
上記放電電極１、対向電極２、高電圧印加部８、水供給手段９を備えた主体、筒状の通路部４は装置ハウジング（図示せず）内に内装され、筒状の通路部４の先端開口部が装置ハウジングに設けた吐出口に臨んでいる。
【００３３】
上記の構成の静電霧化装置３は、放電電極１の先端部に水が供給された状態で、高電圧印加部８により放電電極１の先端側がマイナス電極となって電荷が集中するように該放電電極１と対向電極２との間に５ｋＶ程度の高電圧を印加すると、放電電極１の先端部に供給された水が帯電し、帯電した水にクーロン力が働き、水の液面が局所的に円錐形状（テイラーコーン）に盛り上がり、円錐形状となった水の先端に電荷が集中して電荷の密度が高密度となり、高密度の電荷の反発力ではじけるようにして水が分裂・飛散（レーリー分裂）を繰り返して静電霧化を行い、活性種（ラジカル）を含むナノメータサイズの帯電微粒子水を大量に発生させる。この時、同時にオゾンが発生する。
【００３４】
上記のように放電電極１と対向電極２との間に高電圧を印加すると、放電電極１から対向電極２に向かう電気力線が発生して、放電電極１から対向電極２の中心線に沿ったイオン風が生じる。ここで、ナノメータサイズの帯電微粒子水は帯電しているため、上記イオン風により放電電極１先端からおおむね対向電極２の中心線及び、これ中心線がほぼ一致している筒状の通路部４の中心線に沿って飛翔して筒状の通路部４の先端開口から装置外方に飛翔する。
【００３５】
一方、ナノメータサイズの帯電微粒子水が発生した際に同時に発生したオゾンは帯電してないので、イオン風により飛翔することはなく、浮遊しているので、筒状の通路部４内を浮遊しており、該浮遊しているオゾンが通路部４の内面部のオゾン確保部５に到達して付着するとオゾン確保部５にオゾンが確保されて装置外に出ない。したがって、筒状の通路部４内を浮遊しながら筒状の通路部４の先端開口から装置の外に放出されるオゾンの量を抑制することができる。この場合、オゾン確保部５への付着をより確実にするためにオゾン確保部５に吸着材を設けるとオゾンの確保がより確実にできる。
【００３６】
本発明においては、発生したオゾンの装置の外への放出量を少なくしながら、発生したナノメータサイズの帯電微粒子水はおおむね筒状の通路部４の中心線に沿うイオン風により筒状の通路部４をスムーズに通過して装置の外に飛翔することで、活性種（ラジカル）を含んだナノメータサイズの帯電微粒子水の装置の外への放出量が減少しないようにできる。この結果、オゾンによる人体への悪影響を防ぎつつ活性種を含んだナノメータサイズの帯電微粒子水による脱臭効果や、ダニや花粉等のアレルゲン物質の不活性化効果や、人の肌や髪に潤いを与える効果等を十分に発揮できることになる。
【００３７】
図３には本発明の他の実施形態が示してある。図３の実施形態においては、オゾン確保部５にオゾンを分解するための触媒部６を設けた例である。オゾンを分解するための触媒部６を形成するオゾン触媒の材料としては、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）、オスミウム（Ｏｓ）等の貴金属や、鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ），ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、クロム（Ｃｒ）等の卑金属等が上げられるが、特に限定はない。オゾン確保部５にオゾンを分解するための触媒部６を設けるに当っては、オゾン確保部５自体を上記したオゾン触媒の材料により形成したり、あるいは、オゾン確保部５に上記オゾン触媒の材料を添着したりする。
【００３８】
触媒部６によるオゾンの分解は、
【００３９】
【化３】
2008104982.tif 000005
【００４０】
や、
【００４１】
【化４】
2008104982.tif 000006
【００４２】
や、
【００４３】
【化５】
2008104982.tif 000007
【００４４】
で表される。但し、Ｍ２はオゾンを分解する触媒を示す。
【００４５】
上記のようにオゾン確保部５にオゾンを分解するための触媒部６を設けることで、オゾン確保部５に確保されたオゾンが触媒部６によりオゾンが分解して無害化することができる。
【００４６】
図４には、筒状の通路部４の壁部を筒状の通路部４の中心線と交差し且つ筒状の通路部４の内外に開口するハニカム構造（つまりハニカムの開口方向が通路部４の中心線と交差する方向となっている）となっている例が示してある。
【００４７】
この実施形態においては、通路部４の内面部だけでなく、ハニカムの内面部が、浮遊するオゾンが付着してオゾンを確保するためのオゾン確保部５となり、オゾン確保部５の面積が増えてオゾンの確保量が増える。したがって、本実施形態においては装置の外へのオゾンの放出量がより抑制することができる。
【００４８】
また、この筒状の通路部４の壁部をハニカム構造となったオゾン確保部５としたものにおいて、オゾン確保部５がオゾンを分解するための触媒部６で形成してあるか、又はオゾン確保部５に触媒の材料を添着して触媒部６を設けたものにおいては、オゾンを分解するための触媒面積が増えてよりいっそうオゾンの分解が効果的に行えることになる。
【００４９】
図５には筒状の通路部４の内面部に筒状のオゾン確保部５を着脱自在に嵌め込んだ例である。この場合、着脱自在となった筒状のオゾン確保部５は前述のようにオゾンを分解する触媒部６を設けたものであってもよく、また、着脱自在となった筒状のオゾン確保部５は筒状の通路部４の中心軸と交差するハニカム構造の壁部を有するものであってもよく、また、このハニカム構造のものが触媒部６を設けたものであってもよい。
【００５０】
このように、筒状の通路部４に筒状のオゾン確保部５を着脱自在に設けることで、オゾン確保部５の交換が容易となる。この場合、オゾン確保部５の軸方向の端部を通路部４の軸方向の端部よりの少し突出させておくとオゾン確保部５の取り外しが容易となる。
【００５１】
また、図６には本発明の更に他の実施形態が示してある。本実施形態においては、上記の実施形態のうち、オゾン確保部５にオゾンを分解する触媒部６を設けたものにおいて、オゾン確保部５にオゾンを加熱分解するためのヒーター部７が設置してある。本実施形態においては、ヒーター部７により触媒部６を加熱することができ、触媒によるオゾンの分解効率を向上することができる。
【００５２】
なお、図示を省略しているが、上記各実施形態において、オゾン確保部５が発生する帯電微粒子水と同じ極性に帯電してもよい。このようにオゾン確保部５を帯電微粒子水と同じ極性に帯電させることで、例えば帯電微粒子水がマイナスに帯電している場合は、オゾン確保部５をマイナスに帯電させることで、前述のイオン風により筒状の通路部４の中心軸に沿って飛翔する帯電微粒子水がオゾン確保部５に付着しようとしても、同じ極性に帯電しているため反発して付着することがなく、確実にイオン風によって飛翔して装置の外部に放出されることになり、帯電微粒子水の装置の外への放出量が多くなる。
【００５３】
また、図７には本発明の更に他の実施形態が示してある。本実施形態においては、前述の各実施形態における筒状の通路部４に消音構造が形成してある。消音構造を形成するに当っては、例えば、筒状の通路部４の外周に発泡合成樹脂の消音部材１１を囲設することにより消音構造とする。これにより消音部材１１により放電により発生する音を消音できる。
【００５４】
また、図示を省略しているが、オゾン確保部５に紫外線を照射してオゾンを消滅させるための紫外線照射部を具備するようにしてもよい。
【００５５】
なお、図３乃至図７に示す実施形態では水供給手段９としては、水タンク部９ａに溜めた水Ｗを毛細管現象などの水搬送手段により放電電極１の先端部に供給するものを例として図示しているが、図３乃至図７の実施形態において、図２と同様に、放電電極１をペルチェ素子９ｂのような冷却手段により冷却して空気中の水分を放電電極１の先端部に結露させて結露水として供給するものであってもよいのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施形態の概略構成図である。
【図２】同上の他の実施形態の概略構成図である。
【図３】同上の更に他の実施形態の概略構成図である。
【図４】同上の更に他の実施形態の概略構成図である。
【図５】同上の更に他の実施形態の概略構成図である。
【図６】同上の更に他の実施形態の概略構成図である。
【図７】同上の更に他の実施形態の概略構成図である。
【符号の説明】
【００５７】
１  放電電極
２  対向電極
３  静電霧化装置
４  通路部
５  オゾン確保部
６  触媒部
７  ヒータ部
【図１】
2008104982.tif 000008
【図２】
2008104982.tif 000009
【図３】
2008104982.tif 000010
【図４】
2008104982.tif 000011
【図５】
2008104982.tif 000012
【図６】
2008104982.tif 000013
【図７】
2008104982.tif 000014