(57)【要約】【課題】霧化電極の冷却に必要な電力を少なく済ませることにより、装置の動作にかかる電力を省エネルギー化することができる静電霧化装置を提供する。【解決手段】静電霧化装置１のケース２の内部に、霧化空間５の相対湿度を調整する調湿剤１６を設ける。調湿剤１６は、自身に水分にて霧化空間５を高湿に保つ。このため、霧化電極７の周囲の湿度が上昇し、霧化電極７の表面の露点が高くなるので、霧化電極７の表面に結露水を付着させるのに必要なペルチェ電流Ｉを低く抑えることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
霧化電極と、霧化電極を冷却する冷却手段とを備え、前記霧化電極を前記冷却手段によって基台部側から冷却することにより当該霧化電極に結露水を生成し、この霧化電極に電圧を印加することで耐電微粒子水を発生させる静電霧化装置の結露空間保湿機構において、
前記結露水を霧化する霧化空間の湿度を調整する調湿剤を、前記霧化空間の外部において前記冷却手段の近傍に配置した
ことを特徴とする静電霧化装置。
【請求項２】
前記霧化空間を周囲から囲う密封手段を設けた
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】
前記調湿剤を前記冷却手段の放熱側と接触するように配置した
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の静電霧化装置。
【請求項４】
前記調湿剤の片側を外気と接触するように配置した
ことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の静電霧化装置。
【請求項５】
前記調湿剤と接触する位置に吸湿剤を配置し、当該吸湿剤を外気と接触するように配置した
ことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の静電霧化装置。
【請求項６】
前記調湿剤と接触する位置に保水剤を配置した
ことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の静電霧化装置。
【請求項７】
前記霧化空間と前記調湿剤との間に、これらを仕切る仕切り壁を設けた
ことを特徴とする請求項１〜６のうち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、耐電微粒子水を空気中に放出可能な静電霧化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、家電製品の分野では、ナノメータサイズの帯電微粒子水を空気中に放出可能な静電霧化装置等が広く普及してきている（特許文献１等参照）。図７に、一般的な静電霧化装置８１の構成を図示する。静電霧化装置８１のハウジング８２の下部には、ペルチェ方式の熱交換ブロック８３が設けられている。熱交換ブロック８３において吸熱側には、熱交換ブロック８３によって冷却される霧化電極８４が設けられている。また、霧化電極８４の対向位置には、霧化電極８４と一対の電極をなす対向電極８５が配置されている。
【０００３】
この静電霧化装置８１では、熱交換ブロック８３によって霧化電極８４が冷却されると、ハウジング８２の内部が霧化空間８６となって冷やされ、霧化電極８４の表面に結露水が付着する。そして、霧化電極８４と対向電極８５との間に高電圧を印加することにより、霧化電極８４に付着した結露水を、ミスト状の帯電微粒子水として大気中に放出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−０００８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、この種の静電霧化装置８１においては、霧化電極８４の先端に大気中の水分を結露させるためには、周囲の温度湿度によって決まる露点以下に、霧化電極８４の先端を冷やす必要がある。このため、周囲環境によっては、熱交換ブロック８３のペルチェに流すペルチェ電流を高くする必要があり、これが省エネルギー化に支障を来していた。また、冷却効果を高めるために、装置にフィンを設けなくてはならない場合もあり、装置大型化の懸念もあった。
【０００６】
本発明の目的は、霧化電極の冷却に必要な電力を少なく済ませることにより、装置の動作にかかる電力を省エネルギー化することができる静電霧化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記問題点を解決するために、本発明では、霧化電極と、霧化電極を冷却する冷却手段とを備え、前記霧化電極を前記冷却手段によって基台部側から冷却することにより当該霧化電極に結露水を生成し、この霧化電極に電圧を印加することで耐電微粒子水を発生させる静電霧化装置の結露空間保湿機構において、前記結露水を霧化する霧化空間の湿度を調整する調湿剤を、前記霧化空間の外部において前記冷却手段の近傍に配置したことを要旨とする。
【０００８】
本発明では、前記霧化空間を周囲から囲う密封手段を設けたことを要旨とする。
本発明では、前記調湿剤を前記冷却手段の放熱側と接触するように配置したことを要旨とする。
【０００９】
本発明では、前記調湿剤の片側を外気と接触するように配置したことを要旨とする。
本発明では、前記調湿剤と接触する位置に吸湿剤を配置し、当該吸湿剤を外気と接触するように配置したことを要旨とする。
【００１０】
本発明では、前記調湿剤と接触する位置に保水剤を配置したことを要旨とする。
本発明では、前記霧化空間と前記調湿剤との間に、これらを仕切る仕切り壁を設けたことを要旨とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、霧化電極の冷却に必要な電力を少なく済ませることにより、装置の動作にかかる電力を省エネルギー化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態の静電霧化装置の構成を示す断面図。
【図２】静電霧化装置の部品構成を示す分解斜視図。
【図３】第２実施形態の静電霧化装置の構成を示す断面図。
【図４】他の構成の静電霧化装置の断面図。
【図５】第３実施形態の静電霧化装置の構成を示す断面図。
【図６】他の構成の静電霧化装置の断面図。
【図７】従来の静電霧化装置の構成を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した静電霧化装置の第１実施形態を図１及び図２に従って説明する。
【００１４】
図１及び図２に示すように、静電霧化装置１には、略四角箱形状のケース２が設けられている。ケース２の上部には、ケース２の開口を閉じる略板状の閉じ蓋３が設けられている。ケース２の内部には、周囲の空気を霧化して大気中に放出する霧化ブロック４が設けられている。霧化ブロック４は、ケース２及び閉じ蓋３で周囲を囲まれることにより、略密封性が確保されている。静電霧化装置１は、霧化ブロック４の内部が霧化空間５となって、大気中の空気を霧化する。なお、ケース２が密封手段を構成する。
【００１５】
霧化ブロック４のハウジング６の内部には、一対の霧化電極７及び対向電極８が装置高さ方向（図１及び図２のＺ軸方向）に対向配置されている。霧化電極７は、柱状をなす電極本体部７ａと、電極本体部７ａよりも大径の基台部７ｂとが設けられている。霧化電極７は、ケース２の側壁に複数形成された通気孔９と、霧化ブロック４のハウジング６の側壁に複数形成された通気孔１０とから流入した空気を霧化する。対向電極８の中央には、帯電微粒子水を放出する通し孔１１が形成されている。
【００１６】
霧化電極７の下部には、霧化電極７を冷却して霧化電極７に結露水を付着させるペルチェ１２が配設されている。ペルチェ１２は、電流（以降、ペルチェ電流Ｉと記す）が流されると冷え、この冷却効果によって霧化電極７を冷却する。ハウジング６の内部には、板状の仕切板１３が設けられ、仕切板１３に形成された開口孔１４に霧化電極７の電極本体部７ａが挿通されている。仕切板１３は、霧化電極７に付着した結露水のペルチェ１２側への流入を抑制する。なお、ペルチェ１２が冷却手段に相当する。
【００１７】
ペルチェ１２は、霧化電極７を冷却する際、霧化電極７との熱の受け渡しにより、霧化電極７と接する側が吸熱側となり、その反対側が放熱側となる。霧化電極７は、ペルチェ１２によって冷却されると、表面に結露水が付着する。そして、霧化電極７と対向電極８との間に高電圧が印加されると、霧化電極７の表面に付着した結露水が、ミスト状の帯電微粒子水となって、対向電極８の通し孔１１から閉じ蓋３の通気孔１５を通り、大気中に放出される。
【００１８】
本例の場合、ケース２の内部において霧化ブロック４の外側には、霧化ブロック４の内部の霧化空間５の相対湿度を調整する調湿剤１６が設けられている。調湿剤１６は、吸湿と放湿のバランスがとれた略四角形状のシート状の部材からなる。なお、相対湿度とは、ある気温で大気中に含まれる水蒸気の量（重量絶対湿度）を、その温度の飽和水蒸気量（重量絶対湿度）で割ったもの（単位：％）である。調湿剤１６は、ケース２の下端において周囲の壁によって囲まれる略密閉状をなす収納部１７に配置されている。調湿剤１６は、ペルチェ１２の放熱側と接触する状態で配置されている。ケース２の底壁には、調湿剤１６を外部の大気と接触させる通し孔１８が貫設されている。
【００１９】
調湿剤１６は、周囲から水分を吸収して、霧化空間５に放湿する。調湿剤１６は、ペルチェ１２の温度上昇によって吸湿面１９と放湿面２０とを有し、吸収した水が放湿面２０側に流れることにより、吸収した水を放湿面２０から霧化空間５に供給する。具体的には、ペルチェ１２の放熱側の温度上昇（約１〜２℃）によって、相対湿度の差により霧化空間５に水分が移動する。
【００２０】
次に、本例の静電霧化装置１の作用を、図１を用いて説明する。
図１に示すように、調湿剤１６は、吸湿面１９において周囲の大気から水分を吸収する。調湿剤１６は、ペルチェ１２の放熱側に接触しているので、この箇所においてペルチェ１２の温度上昇の影響を受け、放湿面２０から水分を放湿する。即ち、調湿剤１６には、吸湿面１９と放湿面２０とがあり、調湿剤１６の内で水分が吸湿側から放湿側に流れ、放湿面２０から水分が放湿されることとなる。
【００２１】
このとき、ペルチェ１２の放熱側の温度上昇（約１〜２℃）によって、相対湿度の差によって霧化空間５に水分が移動する。ここで、霧化空間５の体積を例えば4300mm３とすると、必要水分量は約0．18mgとなる。
【００２２】
そして、調湿剤１６が周囲から水分を吸収してペルチェ１２の温度上昇により調湿剤１６からの水分を放湿することと、ペルチェ１２の放熱側の温度上昇によって相対湿度の差により霧化空間５に水分が移動することの２つの効果によって、霧化空間５が高湿に保たれる。これにより、例えば霧化空間５の相対湿度が約８０％以上にキープされた高湿空間に維持される。
【００２３】
以上により、本例においては、ケース２の内部において霧化ブロック４の近傍に、霧化空間５の相対湿度を調整する調湿剤１６を設けたので、調湿剤１６が吸湿した水分を霧化空間５に放湿することが可能となる。即ち、調湿剤１６によって霧化空間５内の相対湿度を高くすることが可能となる。このため、霧化電極７の周囲の湿度が上昇するので、霧化電極７の表面における露点が高くなる。一般的に、露点が高くなれば、ペルチェ１２が霧化電極７に結露水を生じさせるのに必要なペルチェ電流Ｉが低い値で済む。
【００２４】
例えば、霧化空間５の相対湿度を８０％に維持すれば、相対湿度が低いときと比較して、例えば約0．25mAで済むことが分かった。即ち、低いペルチェ電流Ｉでも、霧化電極７に結露水を付着させることが可能となる。よって、静電霧化装置１から帯電微粒子水を発生させるのに必要な電力が少なく済むので、静電霧化装置１を省エネルギー化することが可能となる。
【００２５】
本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）ケース２の内部に、霧化空間５の相対湿度を調整する調湿剤１６を設けたので、調湿剤１６に含まれた水分にて霧化空間５を高湿に保つことが可能となる。このため、霧化電極７の周囲の湿度が上昇し、霧化電極７の表面の露点が高くなるので、霧化電極７の表面に結露水を付着させるのに必要なペルチェ電流Ｉを低く抑えることができる。従って、静電霧化装置１から帯電微粒子水を発生させるのに必要な電力が少なく済み、静電霧化装置１を省エネルギー化することができる。
【００２６】
（２）霧化ブロック４をケース２や閉じ蓋３によって囲むことにより、霧化ブロック４の密封性が確保されている。このため、調湿剤１６によって高湿に高められた霧化電極７の周囲の湿度が確保され易くなるので、ペルチェ電流Ｉの抑制に効果が高くなる。また、調湿剤１６の放湿が霧化空間５に強制的に向かうようにもなるので、ペルチェ電流Ｉの抑制に一層効果が高くなり、さらにその値も安定に保つことができる。
【００２７】
（３）調湿剤１６をペルチェ１２の放熱側に接触させたので、ペルチェ１２の発熱によって調湿剤１６の放湿効果を高めることができる。また、霧化空間５と調湿剤１６との相対湿度の差によって、調湿剤１６の水分が霧化空間５により拡散するので、ペルチェ電流Ｉの抑制に一層効果が高くなる。
【００２８】
（４）ケース２の底壁に通し孔１８を設け、調湿剤１６の片側（吸湿面１９）を外気と接触させている。このため、調湿剤１６は外気から水分を吸湿することが可能となるので、調湿剤１６の霧化空間５に対する放湿効果を一層高めることできる。このため、霧化電極７の周囲の湿度が更に上昇し、霧化電極７の表面の露点を更に高くすることが可能となるので、ペルチェ電流Ｉの抑制に一層効果が高くなる。
【００２９】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態を図３及び図４に従って説明する。なお、第２実施形態は、調湿剤１６の吸水性を高めた一実施例であって、他の基本的な構成は第１実施形態と同様である。よって、本例において、第１実施形態と同一部分は同一符号を付して詳しい説明を省略し、異なる部分についてのみ詳述する。
【００３０】
図３に示すように、調湿剤１６の裏面には、水分を吸収可能な吸湿剤２１が設けられている。吸湿剤２１は、調湿剤１６と接触する状態で配置されている。吸湿剤２１は、吸湿と放湿のうち吸湿の機能が高い略四角形状のシート状の部材からなる。吸湿剤２１は、周囲から水分を吸収し、水分を調湿剤１６に供給する。吸湿剤２１は、調湿剤１６とともにケース２内の収納部１７において略密封状態で収納されている。
【００３１】
この場合、吸湿剤２１が周囲の大気等から水分を吸収する。吸湿剤２１が吸収した水分は、調湿剤１６に移動する。このとき、ペルチェ１２の温度上昇によって、調湿剤１６から水分が霧化空間５に再放湿される。また、ペルチェ１２の放熱側の温度上昇によって、相対湿度の差により霧化空間５に水分が移動する。以上により、霧化空間５が高湿に保たれることになる。
【００３２】
本実施形態の構成によれば、第１実施形態に記載の（１）〜（４）に加え、以下の効果を得ることができる。
（５）吸湿作用の高い吸湿剤２１によって、効率よく水軍を吸湿し、その水分を調湿剤１６に移動させることができる。よって、調湿剤１６から水分が霧化空間５により放湿されるので、霧化電極７の周囲の湿度が更に上昇し、霧化電極７の表面の露点が更に高くなる。このため、ペルチェ電流Ｉの抑制に繋がり、更なる省エネルギー化に効果が高くなる。
【００３３】
（６）本例においては、図４に示すように、吸湿剤２１を省略し、調湿剤１６に予め水分を吸収しておく構成をとってもよい。このように、調湿剤１６に予め水を入れておく場合は、調湿剤１６から水がこぼれ落ちないようにするために、例えばケース２の底壁から通し孔１８を省略し、ケース２で調湿剤１６を密封状態に封止する必要がある。また、この場合は、大気から調湿剤１６への吸湿は無理であるが、調湿剤１６に水分を多量に含ませておけば、充分な放湿効果は期待できる。
【００３４】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態を図５及び図６に従って説明する。なお、第３実施形態も、第１及び第２実施形態と異なる部分についてのみ詳述する。
【００３５】
図５に示すように、調湿剤１６の裏面には、水分を保持しておく効果の高い保水剤２２が設けられている。保水剤２２は、調湿剤１６と接触する状態で配置されている。保水剤２２は、略四角形状のシート状の部材からなる。保水剤２２は、調湿剤１６で保水しきれずに調湿剤１６から溢れ出てきた水分を溜めておく役目や、調湿剤１６への水分を補給する役目などを有する。保水剤２２は、調湿剤１６とともにケース２内の収納部１７において略密封状態で収納されている。
【００３６】
さて、本例の場合、調湿剤１６の裏面に保水剤２２を設けたので、例えば吸湿剤２１に比べて、多く水分量の保水が可能となる。よって、例えば調湿剤１６で保水しきれない水分が調湿剤１６から溢れ出ても、保水剤２２でそれ以上溢れないようにすることが可能となる。このため、溢れ出た水分にて静電霧化装置１の通電部品がリークしてしまう状況が生じ難くなる。また、保水剤２２に水を予め入れておくことが可能となるので、暫くの間、調湿剤１６に水分を補給する手間を省くことも可能となる。
【００３７】
なお、本例においては、図６に示すように、ケース２の内部に、霧化空間５と調湿剤１６とを仕切る仕切り壁２３を設けてもよい。仕切り壁２３には、調湿剤１６の水分を霧化空間５に送る略格子状の開口孔２４が複数形成されている。このように、霧化空間５と調湿剤１６との間に仕切り壁２３を設ければ、霧化空間５と調湿剤１６との距離、つまり沿面距離を確保することが可能となるので、仮に調湿剤１６で保水しきれない水分が溢れ出しても、これが霧化空間５に流入し難くなる。よって、溢れ出た水分による静電霧化装置１の通電部品のリーク抑制に効果が高くなる。
【００３８】
また、同図に示すように、調湿剤１６及び保水剤２２がセットされる収納部１７の開口部２５を、下蓋２６によって下から閉じる構造としてもよい。この場合、調湿剤１６から放湿される水蒸気が外部に流出し難くなるので、調湿剤１６の放湿効果を高めることが可能となる。また、保水剤２２の保水量を増やして、水補給周期を延ばすことも可能である。さらに、下蓋２６に空気孔２７を設けて、水分の収支バランスをとることも可能である。なお、下蓋２６が密封手段を構成する。
【００３９】
本実施形態の構成によれば、第１実施形態に記載の（１）〜（４）に加え、以下の効果を得ることができる。
（７）図５の場合、保水剤２２にて水分を多量に保水可能であるので、調湿剤１６から保水しきれない水分が溢れ出しても、これを保水剤２２で溜めておくことができる。よって、静電霧化装置１の通電部品に水分が至り難くなり、通電部品の水によるリークを防止することができる。また、保水剤２２に水分を溜めておくことが可能となるので、調湿剤１６に水を補給する手間を省くこともできる。
【００４０】
（８）図６の場合、霧化空間５と調湿剤１６とを区分けする仕切り壁２３を設けたので、調湿剤１６で保水しきれない水分が溢れ出しても、これが静電霧化装置１の通電部品まで至り難くなる。よって、通電部品と水との間のリークを一層生じ難くすることができる。また、調湿剤１６及び保水剤２２の収納部１７の開口部２５を下蓋２６閉じるようにしたので、調湿剤１６から発生する水蒸気を極力逃がさないようにすることができ、結果、調湿剤１６の放湿効果を高めることができる。さらに、この下蓋２６に空気孔２７を設けたので、水分の収支バランスをとることもできる。
【００４１】
なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・各実施形態において、調湿剤１６は、ペルチェ１２に接触した配置位置をとることに限定されず、霧化空間５の外部においてペルチェ１２の近傍に配置されていれば、配置位置は特に問わない。
【００４２】
・各実施形態において、調湿剤１６、吸湿剤２１及び保水剤２２の形状、面積、厚さなどは、適宜変更可能である。
・各実施形態において、調湿剤１６、吸湿剤２１及び保水剤２２の材質は、それぞれ持たすべき機能を有していれば、材質等は特に限定されない。
【００４３】
・各実施形態において、冷却手段はペルチェ１２に限定されず、他の部材を使用してもよい。
・各実施形態において、密封手段は、ケース２や下蓋２６に限定されず、他の部材を適用してもよい。
【００４４】
・各実施形態において、それぞれの発明の思想を適宜組み合わせることも可能である。
・各実施形態において、ケース２や霧化ブロック４の形状は、実施形態に記載したものに限定されず、種々の形状に変更可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１…静電霧化装置、２…密封手段を構成するケース、５…霧化空間、７…霧化電極、７ｂ…基台部、１２…冷却手段としてのペルチェ、１６…調湿剤、２１…吸湿剤、２２…保水剤、２３…仕切り壁、２６…密封手段を構成する下蓋。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2013075270.tif 000005
【図４】
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【図５】
2013075270.tif 000007
【図６】
2013075270.tif 000008
【図７】
2013075270.tif 000009