(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電電極と、該放電電極に水を供給する水供給手段と、放電電極と対向する長尺の対向電極と、放電電極と対向電極との間に高電圧を印加するための高電圧印加手段とを備えて、高電圧を印加することで放電電極に供給された水を静電霧化する静電霧化装置であって、上記放電電極及び対向電極がそれぞれ長尺であって、該長尺の放電電極と長尺の対向電極とがそれぞれの長手方向が平行となるように対向して並設され、対向電極側に静電霧化された帯電微粒子水を放出するための開口を設けたものであり、放電電極が線材又は板材であり、該長尺の放電電極の長手方向に複数の突起を並設し、各突起を長尺の対向電極側に向けて突出して成ることを特徴とする静電霧化装置。
【請求項２】
水供給手段が、長尺の放電電極に沿わせて水を流すことで水を供給するものであることを特徴とする請求項１に記載の静電霧化装置。
【請求項３】
水供給手段が、長尺の放電電極を冷却して空気中の水分を長尺の放電電極に生成するための冷却手段であることを特徴とする請求項１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、静電霧化現象を利用して帯電微粒子水を生成する静電霧化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、放電電極と、該放電電極に水を供給する水供給手段と、放電電極と対向する対向電極と、放電電極と対向電極との間に高電圧を印加するための高電圧印加手段とを備えて、高電圧を印加することで放電電極に供給された水を静電霧化して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。
【０００３】
従来の静電霧化装置における放電電極は先端が尖った針状をしており、該針状をした放電電極の先端と対向するように対向電極を配置し、針状をした放電電極と対向電極との間に高電圧を印加すると、針状をした放電電極の先端に供給された水にクーロン力が働いて、水の液面が局所的に錐状に盛り上がってテーラーコーンが形成され、該テーラーコーンの先端に電荷が集中してこの部分における電界強度が大きくなって、該テーラーコーンの先端に電荷が集中して電荷の密度が高密度となると、テーラーコーンの先端部分の溶液が大きなエネルギー（高密度となった電荷の反発力）を受け、表面張力を超えて分裂・飛散（レイリー分裂）を繰り返してナノメータサイズの帯電微粒子水を生成させるようになっている。
【０００４】
このように、従来は針状をした放電電極の先端に供給された水をテーラーコーンとして形成して静電霧化をするものであるから、一つの放電電極に一つのテーラーコーンしか形成できず、帯電微粒子水の生成量が少ないという問題があった。
【０００５】
そこで、大量の帯電微粒子水を生成するため、針状をした放電電極を複数本設けた静電霧化装置が特許文献１に提案されている。
【０００６】
しかし、この特許文献１に示された従来例にあっては、放電電極を複数本必要とし、しかも複数本の放電電極は先端が尖った針状をしているため製作が面倒で、コストがかかり、また、複数の放電電極がすべて同じ条件で安定して静電霧化ができるようにするには、複数の放電電極の寸法精度、配置位置の精度、印加電圧の調整等が要求され、複数本の放電電極の先端に供給した水をそれぞれ安定して静電霧化するのは難しいという問題がある。
【特許文献１】特開２００６−２０５０１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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、一つの放電電極に複数のテーラーコーンを形成して多量の帯電微粒子を生成することができる簡単な構成の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】
【０００８】
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、該放電電極１に水Ｗを供給する水供給手段２と、放電電極１と対向する長尺の対向電極３と、放電電極１と対向電極３との間に高電圧を印加するための高電圧印加手段４とを備えて、高電圧を印加することで放電電極１に供給された水Ｗを静電霧化する静電霧化装置５であって、上記放電電極１及び対向電極３がそれぞれ長尺であって、該長尺の放電電極１と長尺の対向電極３とがそれぞれの長手方向が平行となるように対向して並設され、対向電極３側に静電霧化された帯電微粒子水を放出するための開口６を設けたものであり、放電電極１が線材又は板材であり、該長尺の放電電極１の長手方向に複数の突起７を並設し、各突起７を長尺の対向電極３側に向けて突出して成ることを特徴とするものである。
【０００９】
このような構成とすることで、長尺の放電電極１に水Ｗを供給し、長尺の放電電極１と、これと対向して並設した長尺の対向電極３との間に高電圧を印加することで、一つの長尺の放電電極１の長手方向の複数個所で水ＷがテーラーコーンＴとして形成されて複数個所で静電霧化が行われ、多量の帯電微粒子水を生成し、生成された帯電微粒子水を対向電極３側に設けた開口６から放出することができる。また、放電電極１を線材とすることで、放電電極１の構成が簡略化できる。また、長尺の放電電極１の複数の突起７部分でそれぞれ水ＷのテーラーコーンＴを安定して形成して静電霧化が行われ、安定して多量の帯電微粒子水を生成できる。
【００１４】
また、水供給手段２が、長尺の放電電極１に沿わせて水Ｗを流すことで水Ｗを供給するものであることが好ましい。
【００１５】
このような構成とすることで、長尺の放電電極１に沿わせて水Ｗを流すことで長尺の放電電極１の各部に水Ｗを安定して供給し、長尺の放電電極１の長手方向の複数個所でテーラーコーンＴを形成して複数個所で静電霧化が行われ、多量の帯電微粒子水を生成することができる。
【００１６】
また、水供給手段２が、長尺の放電電極１を冷却して空気中の水分を長尺の放電電極１に生成するための冷却手段８であることが好ましい。
【００１７】
このような構成とすることで、長尺の放電電極１を冷却して空気中の水分を長尺の放電電極１の全長にわたって結露水として生成し、この長尺の放電電極１の全長にわたって生成した結露水（水Ｗ）が、長尺の放電電極１の長手方向の複数個所でテーラーコーンＴとして形成されて複数個所で静電霧化が行われ、多量の帯電微粒子水を生成する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、上記のように、放電電極及び対向電極がそれぞれ長尺であって、該長尺の放電電極と長尺の対向電極とがそれぞれの長手方向が平行となるように対向して並設され、対向電極側に静電霧化された帯電微粒子水を放出するための開口を設けてあるので、一つの長尺の放電電極の長手方向の複数個所でテーラーコーンを形成して静電霧化を行うことができ、一つの放電電極で多量の帯電微粒子水を生成して開口から放出することができるものであり、多量の帯電微粒子水を生成するに当たって、従来のように複数の針状をした放電電極を必要とせず、一つの放電電極で簡単な構成で安定して多量の帯電微粒子水を生成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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。
【００２０】
本発明の静電霧化装置５は、放電電極１と、該放電電極１に水Ｗを供給する水供給手段２と、放電電極１と対向する長尺の対向電極３と、放電電極１と対向電極３との間に高電圧を印加するための高電圧印加手段４とを備えている。
【００２１】
放電電極１は図１、図２、図３、図４、図５の各実施形態のように金属の線材、あるいは図６に示す実施形態のように細幅の長尺の金属板などの導電性の長尺部材により形成してある。
【００２２】
金属の線材の一例を示すと、例えば、φ０．１のタングステン線のような線材が使用できる。もちろん、他の金属の線材であってもよく、また、径も上記の例にのみ限定されない。
【００２３】
対向電極３は導電性を有する長尺部材により形成してあり、図１、図２、図３、図４に示す実施形態ではパンチングメタル、多孔板を断面Ｕ字状に形成したもので、静電霧化された帯電微粒子水を放出するための多数の開口６を形成してある。また、図５においては一対の帯状をした金属板１０を一定間隔を隔てて並設することで対向電極３が構成してあり、一対の帯状をした金属板１０の一端部間が静電霧化された帯電微粒子水を放出するための開口６となっている。また、図６に示す実施形態では波状をした金属板により対向電極３が形成してあり、波状をした金属板の波の山部１１の頂部に開口６が形成してある。
【００２４】
上記長尺の放電電極１と長尺の対向電極３とがそれぞれの長手方向が平行となるように対向して並設してある。
【００２５】
図１、図２、図３、図４に示す各実施形態においては、線材よりなる放電電極１が断面Ｕ字状をした対向電極３の両側片の先端間に位置している。また、図５に示す実施形態では線材よりなる放電電極１が一対の帯状をした金属板１０の他端間に位置している。
【００２６】
放電電極１には水供給手段２により水Ｗが供給されるようになっている。
【００２７】
図１、図２にはそれぞれ水供給手段２の各実施形態が示してある。この図１、図２に示す実施形態においては、放電電極１を傾斜又は垂直姿勢にし、この傾斜又は垂直姿勢をした放電電極１の上端部に水Ｗを給水する給水部９（これが水供給手段２を構成している）を設け、この給水部９から放電電極１の上端部に水Ｗを給水することで、長尺の放電電極１上端から下端に向けて水Ｗが重力により放電電極１に沿って流れて長尺の放電電極１の長手方向の各部に水Ｗを供給するようになっている。
【００２８】
給水部９から放電電極１の上端部に水Ｗを給水するには種々の方法が考えられるが、例えば、放電電極１の上端に水滴を垂らすことで給水する。
【００２９】
図１に示す実施形態では給水部９を水溜め部９ａと、結露水生成手段９ｂとで給水部９を構成してある。本例においては、結露水生成手段９ｂがペルチェユニットあるいはその他の熱交換器の冷却部よりなる冷却手段で構成してあり、熱交換器の冷却部（又は冷却部に接続した冷却部材）を冷却することで、空気中の水分を結露水として生成して結露水を水溜め部９ａに溜め、水溜め部９ａに溜めた水Ｗを注水口部９ｃから放電電極１の上端部に供給するようになっている。この実施形態では空気中の水分を結露水として生成し、これを水源とするので、使用者は水を補給する必要がない。
【００３０】
また、図２に示す実施形態では給水部９を水溜め部９ａと、補給タンク９ｄとで構成してある。補給タンク９ｄの口部９ｅにはばね９ｆにより閉方向に弾性付勢された開閉弁９ｇが設けてあり、開閉弁９ｇには作用部９ｈが設けてあり、作用部９ｈを押圧する力が作用しない限り開閉弁９ｇが口部９ｅを閉じている。水溜め部９ａには開口部９ｉが設けてあり、開口部９ｉに補給タンク９ｄを上下逆にして口部９ｅを嵌め込むと、水溜め部９ａ内に設けた当たり部９ｊに作用部９ｈが押し当てられてばね９ｆに抗して開閉弁９ｇが移動して口部９を開き、補給タンク９ｄ内の水が水溜め部９ａに流下して溜められる。水溜め部９ａに溜めた水Ｗを注水口部９ｃから放電電極１の上端部に供給するようになっている。この実施形態においては使用者が補給タンク９ｄに水を入れて水溜め部９ａに補給するようになっている。
【００３１】
また、図３、図４、図５、図６に示す実施形態においては、水供給手段２を構成する冷却手段８で放電電極１を冷却して空気中の水分を長尺の放電電極１に結露水として生成するようにした例である。
【００３２】
この例の場合、例えばペルチェユニットあるいはその他の熱交換器の冷却部を冷却手段８とすることができ、放電電極１の端部を熱交換器の冷却部に接続することで、放電電極１を冷却して長尺の放電電極１の長手方向の各部に水Ｗを供給するようになっている。この例のように放電電極１を冷却して空気中の水分を結露水として長尺の放電電極１に生成するものにおいては、放電電極１の姿勢に特に限定はなく、水平姿勢にしても、長尺の放電電極１の各部において結露水が生成できる。
【００３３】
放電電極１と対向電極３とに高電圧印加手段４が接続してある。
【００３４】
上記の静電霧化装置５は、水供給手段２により長尺の放電電極１の長手方向の各部に水Ｗを供給する。このように放電電極１の長手方向の各部に水Ｗが供給された状態で長尺の放電電極１と長尺の対向電極３との間に高電圧を印加すると、長尺の放電電極１とこれと対向して並設された対向電極３との間にかけられた高電圧により長尺の放電電極１の長手方向の各部に供給された水Ｗと対向電極３との間にクーロン力が働いて、長尺の放電電極１の長手方向の複数個所において水Ｗの液面が局所的に錐状に盛り上がってテーラーコーンＴが形成される。このように長尺の放電電極１の長手方向の複数個所でテーラーコーンＴが形成されると、各テーラーコーンＴの先端においてはそれぞれ電荷が集中してこの部分における電界強度が大きくなって、これによりこの部分に生じるクーロン力が大きくなり、更にテーラーコーンＴを成長させる。このように放電電極１の長手方向の複数個所においてテーラーコーンＴが成長し、それぞれのテーラーコーンＴの先端に電荷が集中して電荷の密度が高密度となると、テーラーコーンＴの先端部分の水Ｗが大きなエネルギー（高密度となった電荷の反発力）を受け、表面張力を超えて分裂・飛散（レイリー分裂）を繰り返して活性種を含むナノメータサイズの帯電微粒子水が生成し、対向電極３側に設けた開口６から外部に放出される。
【００３５】
もちろん、送風手段（図示せず）により添付図面において矢印方向に送風するようにしてもよく、送風手段による風の流れに乗せて開口６から帯電微粒子水を外部に放出するようにしてもよい。
【００３６】
本発明においては、上記のように一つの長尺の放電電極１の長手方向の複数個所で水ＷがテーラーコーンＴとして形成されて複数個所で静電霧化が行われるので、一つの放電電極１により多量の帯電微粒子水を生成することができる。
【００３７】
このように静電霧化により生成される帯電微粒子水は、ナノメータサイズと極めて小さいために空気中に長時間浮遊すると共に拡散性が高いため、霧化対象空間内の隅々まで浮遊して、霧化対象空間の内面や霧化対象空間内に収納した収納物に付着するものであり、しかも、ナノメータサイズの帯電微粒子水活性種が水分子に包み込まれるようにして存在するため脱臭効果、カビや菌の除菌や繁殖の抑制効果があり、霧化対象空間内の内面や霧化対象空間内に入れた収納物に付着して脱臭効果、カビや菌の除菌や繁殖の抑制効果を発揮することになる。そして、本発明においては、上記のように一つの放電電極１により多量の帯電微粒子水を生成することができるので、上記脱臭、カビや菌の除菌や繁殖の抑制効果が優れたものとなる。
【００３８】
ここで、本発明においては、長尺の放電電極１の長手方向に複数の突起７を並設し、各突起７を長尺の対向電極３側に向けて突出し、この複数の突起７部分でテーラーコーンＴを生成するようにしてもよい。
【００３９】
その一例が図６に示してある。図６に示す実施形態では細幅で細長い金属板の長手方向の複数個所に一定間隔で先端が尖った（例えば三角形状をした）突起７が形成してある。金属の線材よりなる放電電極１にも突起７を形成してもよいが、図６のように細幅で細長い金属板よりなる放電電極１に突起７を形成するものにおいては、プレスにより簡単に突起７付きの放電電極１を形成することができる。
【００４０】
図６の実施形態においては対向電極３が波形形状をしており、上記放電電極１の各突起７がそれぞれ対向電極３の波の各山部１１と対向するように隣合う谷部１２間に位置しており、放電電極１と対向電極３との間の距離は、各突起７の先端と対向電極３との距離が最も短いように設定してある。また波の山部１１の頂部に開口６が形成してある。
【００４１】
この実施形態においては、前述の実施形態で述べたような水供給手段２により長尺の放電電極１の長手方向の各部に水Ｗを供給し、長尺の放電電極１と長尺の対向電極３との間に高電圧を印加すると、長尺の放電電極１とこれと対向して並設された対向電極３との間にかけられた高電圧により長尺の放電電極１の長手方向の複数個所に設けた各突起７の先端の水Ｗと対向電極３との間にクーロン力が働き、複数個所の突起７の先端において水Ｗの液面が局所的に錐状に盛り上がってテーラーコーンＴが形成される。このように長尺の放電電極１の長手方向の複数個所に設けた突起７の先端にテーラーコーンＴが形成されると、各テーラーコーンＴの先端においてはそれぞれ電荷が集中してこの部分における電界強度が大きくなって、これによりこの部分に生じるクーロン力が大きくなり、更にテーラーコーンＴを成長させる。このように放電電極１の長手方向の複数個所においてテーラーコーンＴが成長し、それぞれのテーラーコーンＴの先端に電荷が集中して電荷の密度が高密度となると、テーラーコーンＴの先端部分の水Ｗが大きなエネルギー（高密度となった電荷の反発力）を受け、表面張力を超えて分裂・飛散（レイリー分裂）を繰り返して活性種を含むマイナスに帯電したナノメータサイズの帯電微粒子水が生成し、対向電極３側に設けた開口６から外部に放出される。各突起７にはそれぞれ長尺の放電電極１の各突起７付近に存在する水Ｗが供給される。
【００４２】
この実施形態においては、長尺の放電電極１の複数の突起７部分でそれぞれ水ＷのテーラーコーンＴを安定して形成して静電霧化が行われるので、長尺の放電電極１における静電霧化をする位置が決まり、安定して多量の帯電微粒子水を生成できることになる。
【００４３】
なお、上記各実施形態において、一つの長尺の放電電極１と一つの長尺の対向電極３とをそれぞれの長手方向が平行となるように対向して並設した例を示したが、長尺の対向電極３を複数一体に連続させて対向電極部材を形成し、この一つの対向電極部材に設けた長尺の各対向電極３にそれぞれ一つの長尺の放電電極１をそれぞれの長手方向が平行となるように対向して並設してもよい。この場合、更に多量の帯電微粒子水を生成することができる。
【００４４】
なお、長尺の放電電極１の長手方向に複数の突起７を並設し、各突起７を長尺の対向電極３側に向けて突出し、この複数の突起７部分でテーラーコーンＴを生成するものにおいて、図６に示す実施形態では、対向電極３を波形形状に形成して放電電極１の各突起７が対向電極３の波の各山部１１と対向するようにした例で説明したが、対向電極３は波形形状のものにのみ限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施形態示し、（ａ）は概略構成図であり、（ｂ）は長尺の放電電極の複数個所でテーラーコーンが形成されている状態を示す説明図である。
【図２】同上の他の実施形態を示す概略構成図である。
【図３】同上の他の実施形態を示し、（ａ）は概略構成図であり、（ｂ）は断面図であり、（ｃ）は長尺の放電電極の複数個所でテーラーコーンが形成されている状態を示す説明図である。
【図４】同上の更に他の実施形態を示す概略構成図である。
【図５】同上の更に他の実施形態を示し、（ａ）は概略構成図であり、（ｂ）は断面図である。
【図６】同上の更に他の実施形態を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  放電電極
２  水供給手段
３  対向電極
４  高電圧印加手段
５  静電霧化装置
６  開口
７  突起
８  冷却手段
Ｗ  水
Ｔ  テーラーコーン
【図１】
0005179261.tif 000002
【図２】
0005179261.tif 000003
【図３】
0005179261.tif 000004
【図４】
0005179261.tif 000005
【図５】
0005179261.tif 000006
【図６】
0005179261.tif 000007