(57)【要約】【課題】装置の大型化や高コスト化を抑えつつ、複数の放電電極から帯電微粒子水を効率的に生成する。【解決手段】本発明は、複数の放電電極２と、放電電極２の全てに接続される単一の電圧印加部１４と、放電電極２をそれぞれ冷却して結露水Ｗを生成する熱交換器４とを備え、結露水Ｗを保持した放電電極２に電圧印加部１４で電圧を印加することによって帯電微粒子水を生成する静電霧化装置である。そして、放電電極２のそれぞれに保持される結露水Ｗの量を均一に保つように制御する保水量制御手段を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の放電電極と、前記放電電極の全てに接続される単一の電圧印加部と、前記放電電極をそれぞれ冷却して結露水を生成する熱交換器とを備え、前記結露水を保持した前記放電電極に前記電圧印加部で電圧を印加することによって帯電微粒子水を生成する静電霧化装置において、前記放電電極のそれぞれに保持される前記結露水の量を均一に保つように制御する保水量制御手段を備えたことを特徴とする静電霧化装置。
【請求項２】
前記保水量制御手段として、前記熱交換器を前記放電電極と一対一に対応させて設け、前記熱交換器による前記放電電極の冷却を制御することで、前記結露水の量を均一に保つように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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電電極に結露水を生じさせ、この結露水を基に帯電微粒子水を生成する静電霧化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
帯電微粒子水を生成するために、特許文献１等に記載の静電霧化装置が用いられる。この静電霧化装置は、放電電極に電圧印加部を接続させて備え、液体を保持した状態の放電電極に対して電圧を印加することによって、前記液体を基にして帯電微粒子水を発生させるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２７２０９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記の静電霧化装置においては、帯電微粒子水を大量に生成することが望まれる。このためには、放電電極と電圧印加部を有する静電霧化装置を、複数ブロック配置することが考えられる。しかし、このように複数ブロックを配置した場合、複数の電圧印加部が必要となるため、装置の大型化や高コスト化を招く。
【０００５】
これに対して、電圧印加部については単一のものを備え、この単一の電圧印加部を複数の放電電極に接続させることが考えられ、電圧印加部が単一で済むことから、装置の大型化や高コスト化は抑えられる。しかし、このように電圧印加部を共通化した場合、複数の放電電極が保持する液体の量にばらつきがあると、液体を多く保持する側の放電電極に静電霧化が集中的に生じ、全体としての帯電微粒子水の生成効率が低下するという問題がある。
【０００６】
本発明は前記問題点に鑑みて発明したものであって、装置の大型化や高コスト化を抑えつつ、複数の放電電極から帯電微粒子水を効率的に生成することのできる静電霧化装置を提供することを、課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために本発明を、下記構成を具備した静電霧化装置とする。
【０００８】
本発明の静電霧化装置は、複数の放電電極と、前記放電電極の全てに接続される単一の電圧印加部と、前記放電電極をそれぞれ冷却して結露水を生成する熱交換器とを備え、前記結露水を保持した前記放電電極に前記電圧印加部で電圧を印加することによって帯電微粒子水を生成する静電霧化装置において、前記放電電極のそれぞれに保持される前記結露水の量を均一に保つように制御する保水量制御手段を備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の静電霧化装置においては、前記保水量制御手段として、前記熱交換器を前記放電電極と一対一に対応させて設け、前記熱交換器による前記放電電極の冷却を制御することで、前記結露水の量を均一に保つように設けることが好適である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、装置の大型化や高コスト化を抑えつつ、複数の放電電極から帯電微粒子水を効率的に生成することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態１の静電霧化装置の概略的な構成図である。
【図２】同上の静電霧化装置での電圧印加の一例を示すグラフ図である。
【図３】同上の電圧印加の他例を示すグラフ図である。
【図４】本発明の実施形態２の静電霧化装置の概略的な構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明を、添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００１３】
図１には、本発明の実施形態１の静電霧化装置の構成を概略的に示している。以下においては、本実施形態の静電霧化装置の構成について、図１に基づいて述べる。
【００１４】
本実施形態の静電霧化装置は、二つの放電電極２と、これに一対一で対応して配置される二つの熱交換器４とを備える。熱交換器４はペルチェモジュール６からなり、ペルチェモジュール６の吸熱側に絶縁板８を接触させて配置し、放熱側には放熱フィン１０を接触させて配置している。さらにペルチェモジュール６には、電力供給を行うペルチェ電源供給部１２を一対一に対応して接続させている。
【００１５】
二つの放電電極２には、単一の電圧印加部１４がそれぞれ接続され、この電圧印加部１４から二つの放電電極２に対して同一電圧が付与されるように設けている。また、二つの放電電極２の先端部から２．５ｍｍ離れた箇所には、対向電極１６がそれぞれ配置されている。各対向電極１６と接地点との間には電流センサ１８を設けており、電流センサ１８を通じて放電電極２と対向電極１６の間の通電量を検知可能に設けている。電流センサ１８の検知結果に応じて、各ペルチェ電源供給部１２からペルチェモジュール６への供給電力（即ち、放電電極２に与える冷却強度）が制御される。
【００１６】
また、本実施形態の静電霧化装置では、二つの放電電極２の周囲空間に、湿度制御手段を備えている。この湿度制御手段は、毛細管現象によって液体（水）を保持するフェルトからなる液保持体２４と、液保持体２４に隣接して配置されるヒータ２６と、液保持体２４に対して液体を供給する液タンク２８及び液供給路３０からなる。
【００１７】
次に、本実施形態の静電霧化装置の動作について述べる。本実施形態の静電霧化装置では、各ペルチェ電源供給部１２が対応するペルチェモジュール６に電力を供給することで、各ペルチェモジュール６が絶縁板８を冷却し、絶縁板８を通じて放電電極２を冷却する。冷却された各放電電極２には空気中の水分を基にして結露水Ｗが生じ、この結露水Ｗが放電電極２に付着する。
【００１８】
本実施形態では、湿度制御手段として備えた液保持体２４がヒータ２６により加熱され、液保持体２４が含む液体を蒸発させるように設けているので、各放電電極２の周囲空間は９０％ＲＨ以上に保持される。そのため、冷却能力が小さくとも、冷却開始後すみやかに結露水Ｗが生成される。なお、この湿度制御手段を備えないものであってもよい。
【００１９】
結露水Ｗが付着した二つの放電電極２に対して、電圧印加部１４から４ｋＶ程度の直流電圧を共通に印加すると、それぞれの結露水Ｗの先端に電界が集中することで静電霧化を生じ、有効成分を含む帯電微粒子水が生成される。生成された帯電微粒子水は、対向電極１６を通過して外部空間にむけて放出される。
【００２０】
放電電極２にて静電霧化が生じる際に、放電によって放電電極２、対向電極１６及び接地点の間に電流が流れ、この電流を電流センサ１８が検知する。各ペルチェ電源供給部１２がペルチェモジュール６に供給する電力は、電流センサ１８で検知された電流値に応じて設定される。これは、放電によって放電電極２から対向電極１６を通じて接地点に流れる電流が、その放電電極２に保持される結露水Ｗの量に依存するという関係を利用したものである。
【００２１】
つまり、放電電極２から対向電極１６を通じて接地点に流れる電流が所定の基準値よりも大きい場合には、その放電電極２が保持する結露水Ｗが、所定の基準量よりも多いと判断される。この場合、ペルチェモジュール６への供給電力を低下させ、放電電極２の冷却能力を弱くする制御を行う。一方、放電電極２から対向電極１６を通じて接地点に流れる電流が所定の基準値よりも小さい場合には、その放電電極２が保持する結露水Ｗが所定の基準量よりも少ないと判断される。この場合、ペルチェモジュール６への供給電力を上昇させ、放電電極２の冷却能力を強くする制御を行う。二つの放電電極２に対して前記制御を同様に行うことで、両方の放電電極２が保持する結露水Ｗの量が、均一の所定量に保たれるように制御される。ここでの結露水Ｗの所定量は、７００〜２０００Ｖ／ｍｍの電界強度を結露水Ｗに印加して帯電微粒子水を効率的に生成できる量として、０．０２〜０．０８ｍｍ３の範囲内にて適宜設定される。
【００２２】
本実施形態では、前記電流値に基づいて各放電電極２の保水量を検知しているが、他の手段によって保水量を検知してもよい。例えば、各放電電極２の保水量を、位置センサや質量センサを用いて検知する手段を用いてもよいし、静電霧化時の放電電圧値を基に検知する手段を用いてもよい。また、保持される液量に応じて放電時の振動音が変化することを利用し、音センサを用いて振動音を検知することで保水量を検知する手段を用いてもよい。
【００２３】
また、電圧印加部１４によって各放電電極２に印加する電圧も、前述の直流電圧に限定されず、図２に示すような電圧でもよい。図２に示す電圧は、中央値が４ｋＶ、ピークピーク値が２ｋＶ、周波数が１Ｈｚの正弦波であるが、三角波やのこぎり波でもよい。また、図３に示すような４ｋＶ程度のパルス出力としてもよい。
【００２４】
また、本実施形態では放電電極２を二つ備え、これに一対一で対応するように対向電極１６、ペルチェモジュール６及びペルチェ電源供給部１２等を二つずつ備えているが、放電電極２が三以上であっても構わない。その場合、対向電極１６、ペルチェモジュール６及びペルチェ電源供給部１２等を、放電電極２に一対一で対応して備えればよい。
【００２５】
また、二つの放電電極２に対して別体の絶縁板８をそれぞれ接続させているが、これら絶縁板８を一体に形成することも可能である。また、放熱フィン１０も放電電極２ごとに別体で備えているが、これら放熱フィン１０を一体に形成することも可能である。
【００２６】
図４には、本発明の実施形態２の静電霧化装置の構成を概略的に示している。なお、本実施形態の基本的な構成は実施形態１と同様であるから、以下においては、実施形態１と同様の構成については同一符号を付して詳しい説明を省略し、実施形態１と異なる構成について詳述する。
【００２７】
本実施形態では、二つ備えた放電電極２に一対一で熱交換器４を接続させるのでなく、二つの放電電極２に対して単一の熱交換器４を接続させている。熱交換器４をなすペルチェモジュール６の吸熱側には、単一の絶縁板８を接触させて配置し、この絶縁板８の表面上の距離を隔てた箇所に、放電電極２を二つ立設している。また、ペルチェモジュール６の放熱側には、単一の放熱フィン１０を接触させて配置している。ペルチェ電源供給部１２によってペルチェモジュール６に電力を供給すると、二つの放電電極２の両方が、これら共通のペルチェモジュール６や絶縁板８によって冷却される。
【００２８】
一方、本実施形態では、二つ備えた放電電極２に一対一で対応するように、各放電電極２の周囲空間の湿度を制御する湿度制御手段を備えている。つまり、一方の放電電極２の周囲空間には、これに対応する液保持体２４とヒータ２６の組が配置され、他方の放電電極２の周囲空間には、これに対応する別の液保持体２４とヒータ２６の組が配置される。両方の液保持体２４には、途中分岐する液供給路３０を通じて、共通の液タンク２８から液体が供給される。そして、両方のヒータ２６は、電流センサ１８の検知結果に応じてそれぞれ温度制御される。
【００２９】
次に、本実施形態の静電霧化装置の動作について述べる。本実施形態の静電霧化装置では、上述したように、共通のペルチェモジュール６や絶縁板８によって両方の放電電極２を冷却し、各放電電極２に結露水Ｗを生成及び付着させる。そして、両方の放電電極２に対して共通の電圧印加部１４から電圧を印加することで、両方の放電電極２から帯電微粒子水が生成及び放出される。
【００３０】
そして、本実施形態では、電流センサ１８の検知結果に応じて各ヒータ２６の加熱温度（即ち、各放電電極２の周囲空間の湿度）が制御される。
【００３１】
つまり、電流センサ１８の検知結果から、放電電極２が保持する結露水Ｗが所定の基準量よりも多いと判断される場合には、その放電電極２と対応するヒータ２６の温度を低下させ、その放電電極２の周囲空間の湿度を下げるように制御する。一方、放電電極２が保持する結露水Ｗが所定の基準量よりも少ないと判断される場合には、その放電電極２と対応するヒータ２６の温度を上昇させ、その放電電極２の周囲空間の湿度を上げるように制御する。二つの放電電極２に対して前記制御を同様に行うことで、両方の放電電極２が保持する結露水Ｗの量が、均一の所定量に保たれるように制御される。
【００３２】
なお、本実施形態では放電電極２を二つ備えているが、放電電極２を三以上備えてもよい。いずれの場合でも、放電電極２に一対一で対応するように湿度制御手段を備え、結露水Ｗの保持量に応じて湿度制御手段をそれぞれ制御することで、複数の放電電極２が保持する結露水Ｗの量が、均一の所定量に保たれるように制御される。
【００３３】
以上、説明したように、本実施形態の静電霧化装置は、複数の放電電極２と、放電電極２の全てに接続される単一の電圧印加部１４と、放電電極２をそれぞれ冷却して結露水Ｗを生成する熱交換器４とを備え、結露水Ｗを保持した放電電極２に電圧印加部１４で電圧を印加することによって帯電微粒子水を生成するものである。そして、放電電極２のそれぞれに保持される結露水Ｗの量を均一に保つように制御する保水量制御手段を備えている。
【００３４】
本実施形態の静電霧化装置によれば、単一の電圧印加部１４から複数の放電電極２に対して、同一の電圧が印加される。このとき、複数の放電電極２には、保水量制御手段によって結露水Ｗが均一に保持されているので、これら複数の放電電極２の全てにおいて、静電霧化による帯電微粒子水が均一に生成される。つまり、本実施形態では、電圧印加部１４を共通化することで装置の大型化や高コスト化を抑えながら、複数の放電電極２から帯電微粒子水を効率的に生成することが可能となる。
【００３５】
さらに、本実施形態では、保水量制御手段として熱交換器４を放電電極２と一対一に対応させて設け、熱交換器４によって放電電極２の冷却を制御することで、前記結露水Ｗの量を均一に制御するように設けている。このようにすることで、保水量制御手段として特別な機器を別途備えずとも、熱交換器４を利用して保水量を制御することが可能となる。
【００３６】
以上、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の意図する範囲内であれば、適宜の設計変更を行うことが可能である。
【符号の説明】
【００３７】
２  放電電極
４  熱交換器
１４  電圧印加部
１６  対向電極
Ｗ  結露水
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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