CN101391243B - 静电雾化器及具有静电雾化器的热空气吹风机 - Google Patents

Abstract

提供了一种静电雾化器及具有静电雾化器的热空气吹风机，该静电雾化器能够通过由响应于向放电电极施加的电压而形成的电场引起的放电，对供给放电电极的液体进行静电雾化。该静电雾化器具有产生要施加至放电电极的脉冲信号的高压产生电路，该高压产生电路包括：高压控制电路，将输入AC信号转换为脉冲信号；以及触发装置，将由高压控制单元获得的脉冲信号升高到要施加至放电电极的脉冲电压的电压值。

Description

静电雾化器及具有静电雾化器的热空气吹风机

相关申请的交叉参考

本申请基于并要求于2007年9月21日提交的日本专利申请No.TOKUGAN2007-245170的优先权益；其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及一种产生带电液体微粒的静电雾化器，并且还涉及一种热空气吹风机，该热空气吹风机配备有静电雾化器以及传送加热的空气的空气吹送单元。

背景技术

已知在日本专利申请待审No.11-300975中公开的一种传统的设备。根据该专利申请中所公开的液体雾化器所采纳的技术，该液体雾化器具有浸没在液体中的喷射电极以及位于液体外部的、与喷射电极相对的反电极，并通过向喷射电极提供具有可控脉宽的脉冲电压、然后启动液体雾化器，来产生精细微粒，其中每一个微粒具有可以控制的不同的微粒大小，从而可以以低电压产生非常高密度的、在大小上变化较少的细小的微粒。

在这个传统的液体雾化器中，仅脉宽控制和脉冲电压调节不足以改进静电雾化在高电场中的性能，因此，期望增加每一个微粒上的静电放电并减小微粒的大小，以进一步改进静电雾化的性能。

此外，在这一传统的雾化器中，由脉冲供给单元供给的脉冲用于电极启动控制器，以产生施加至喷射电极的脉冲电压。因此，需要提供有利地导致部件数目增加和复杂的电路结构的脉冲供给单元。

鉴于这些问题已经实现了本发明，本发明的目的是提供一种静电雾化器，该静电雾化器可以进一步减小带电的液体微粒的微粒大小，从而改进性能，并在结构对其进行缩小和简化。本发明的另一目的是提供一种可以传送热空气并喷射精细带电液体微粒的热空气吹风机。

发明内容

为了实现上述目的，本发明提供了一种静电雾化器，该静电雾化器通过由响应于向放电电极的电压施加而形成的电场引起的放电对提供给放电电极的液体进行雾化。静电雾化器包括产生施加至放电电极的脉冲电压的电压产生单元，该电压产生单元包括：转换单元，将输入AC信号转换为脉冲信号；以及触发装置(igniter)，将转换单元所获得的脉冲信号升高到施加至放电电极的脉冲电压的电压值。

附图说明

结合附图，根据下列描述和所附权利要求，本发明的示例性实施例将变得更加显而易见。应理解，这些附图仅仅是示例性实施例，因此不应被理解为限制本发明范围，将通过利用附图，使用附加特征和细节来描述本发明的典型实施例，在附图中：

图1示出了根据本发明的第一实施例的静电雾化器的配置；

图2是静电雾化器的电压波形图；

图3示出了高压控制电路和平滑/整流电路的电路结构；

图4示出了电场与在静电雾化时观察到的精细液体微粒之间的关系；

图5是施加至放电电极的电压的电压波形图；

图6示出了施加至放电电极的电压与放电时间时的放电电流之间的关系；

图7示出了根据本发明的第二实施例的静电雾化器的配置；以及

图8示出了根据配备有静电雾化器的本发明的第三实施例的热空气吹风机的结构。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的优选实施例进行说明。

[第一实施例]

图1示出了根据本发明的第一实施例的静电雾化器的配置。

参照图1，静电雾化器具有整流器电路1、高压产生电路2、放电单元3、供水单元4、电容器5(5a、5b)、以及电阻器(6a、6b)。

该整流器电路1通过全波整流和半波整流对工业用的AC电源7所供应的交流电进行整流，在全波整流的情况中，整流器电路1向高压产生电路2提供诸如图2的电压波形图中的V1所示的整流后的信号。

高压产生电路2包括高压控制电路21、可操作作为升压变压器的触发装置22、以及平滑/整流电路23，并且升高整形器电路1所供应的整形后的电压V1，以产生高压脉冲信号。

一旦从整形器电路1接收到整形后的信号，高压控制电路21就基于该整形后的信号产生脉冲形的信号，该脉冲形的信号具有高于工业用的AC电压的频率，并适于向触发装置22输入，也就是说适于触发装置22的升高操作。例如，这个脉冲形的信号是由图2的电压波形图中的V2示出的脉冲信号。将所产生的脉冲信号提供给触发装置22。

触发装置22具有连接至高压控制电路21的初级线圈以及连接至平滑/整流电路23的次级线圈，并升高高压控制电路21所提供的脉冲电压，从而产生由次级线圈预先设置的大约-3kV至-4kV的正或负高脉冲电压。将所产生的脉冲电压提供给向平滑/整流电路23。

一旦接收到频率比AC电源7的频率高的升高后的脉冲电压时，连接至触发装置22的次级线圈的平滑/整流电路23对脉冲电压进行平滑和整流，从而产生其频率已经被大致地减少至AC电源7的频率的脉冲信号，例如，诸如由图2的电压波形图中的V3指示的负电压脉冲信号。将所产生的脉冲信号提供给放电单元3。

放电单元3具有放电电极31以及反向集电极(例如，接地电极32)，该反向集电极在放电电极与其之间产生高电场。高电场中的放电产生带电的(例如，带负电的)微粒水(离子化的薄雾，下面简称为离子薄雾)和带电的(例如，带负电的)离子，从而实现静电雾化。

在第一实施例和后面说明的其它实施例中，将水作为要被雾化的液体进行处理，但是液体不局限于水，并且可以是例如通过向水中添加其它物质、并将它们混合而制备的液体。

放电电极31连接至平滑/整流电路23的高电压输出侧上提供的端子，并将通过平滑/整形电路23获得的高脉冲电压施加至该放电电极31。将接地电极32布置在距放电电极预定距离处，并给出到其的地电势。接地电极31和放电电极32在二者之间产生高电场，以执行放电。

供水单元4供应用于由放电单元3执行静电雾化的水。例如供水单元4具有用于存储水的储水池，并将存储在储水池中的水提供给放电电极31。备选地，供水单元4具有例如Peltier模块作为制冷单元，用于将放电电极31冷却到露点以下以获得放电电极31的冷凝水。

如上所述，当使用除水以外的液体来进行静电雾化时，可以将预先准备的液体存储在储水池中，以代替存储水。

电容器5由串联在平滑/整流电路23的低电压输出侧上提供的端子与AC电源7之间的两个电容器5a和5b构成。电容器5充当高频低阻抗元件，以连接平滑/整流电路23的低电压输出侧上的端子与AC电源7。

电阻器6由串联在平滑/整流电路23的低电压输出侧上提供的端子与AC电源7之间的两个电阻器6a和6b构成。电阻器6充当确保电路稳定操作的元件，并连接平滑/整流电路23的低电压输出侧上的端子与AC电源7。

例如，如图3中所示地配置图1所示的高压控制电路21和平滑/整流电路23。

如图3所示，高压控制电路21具有电阻器211、开关设备212(诸如在达到预定参考电压时进行切换的SIDAC)、以及电容器213。平滑/整流电路23具有二极管231和电容器232。在高压控制电路21从整流器电路1接收到整流后的信号时，经由电阻器211对电容器213进行充电，并在电荷电势达到参考电压时，开关设备212从“关”切换至“开”，相应地给电容器213通电。经由开关元件212，将在电容器213中充电的电荷电压施加至触发装置22，然后电容器213的电压降至参考电压以下，因此开关设备212切换至“关”。由此重复这个操作，以产生前面已经说明过的、如图2中的V2所示的脉冲信号。

利用这样的配置，将高压产生电路2所产生的脉冲信号的电压设置为高电压(离子薄雾喷射电压)，以便通过放电单元3的放电产生离子薄雾，以及在将该电压施加至放电电极31时也不会发生泄漏，尽管该电压根据电压施加的持续时间而不同，但是例如该电压大约为-3.3kV。

在将该高电压施加至放电电极31时，在放电电极31与接地电极32之间产生高电场。从供水单元4向放电电极31供水。在这种情况中，当将脉冲信号施加至放电电极31时，由于如上所述的在放电电极31与接地电极32之间产生的高电场，供给放电电极31的水被静电雾化，从而产生离子薄雾。所产生的离子薄雾携带静电电荷，并因此从放电电极31转移至接地电极32(因为在放电电极31和接地电极32之间存在高电场)。通过来自诸如风扇之类的空气吹送单元的空气流，有效地将这一转移中的离子薄雾喷射到外部。应注意，甚至在没有空气吹送单元的情况下，也能够喷射所产生的离子薄雾，但是可以通过利用空气吹送单元来进一步增加喷射效率。

如上所描述，根据第一实施例，通过向放电电极31施加脉冲信号，可以在放电电极31与接地电极32之间产生高电场，而不会在放电操作期间引起泄漏电流。高电场的产生增加了喷射的每一微粒的放电的能量，并且在高电场条件下的静电雾化也能够增加离子薄雾上的静电电荷。因此，在放电操作期间的电场密度与减小至某微小尺寸的微粒数目之间的关系显示出了如图4所示的特性，这意味着较高的电场导致已经减小至某一尺寸(例如大约5nm)的离子薄雾微粒的数目的增加。

一种与传统的方法相比进一步增加电场密度的可能的方法时升高应用于放电电极的电压，但是当升高应用的电压时，会产生泄漏电流。为了克服这个问题，如在第一实施例中说明的，施加的电压从持续恒定电压信号变化为间歇脉冲信号，从而可以升高施加的电压，而不会引起泄漏电流。

与此同时，在不使用在第一实施例中被采用以输入脉冲信号的触发装置，而使用输入用于产生脉冲信号的高频正弦波的普通升压变压器时，必须从高压控制电路21向这个升压变压器提供适合输入至升压变压器的高频的、间歇信号。因此，需要产生这种信号的电路结构，该电路结构能够增加部件数目和电路大小，并使电路结构更加复杂。

在第一实施例中，代替普通的升压变压器，采用触发装置来输入脉冲形的信号，并升高所施加的电压，与使用普通的升压变压器的情况相比，该触发装置实现了小尺寸、简单的结构。此外，如图5所示，当采用触发装置时，与使用普通的升压变压器(高压变压器的方法)的情况相比，能够在不引起泄露电流的情况下缩短可适用于放电电极的最大电压的输出时间(施加时间)，从而可以将所施加的电压设置为较大的值，由此产生高电场。

当向放电电极持续施加恒定的电压时，与施加脉冲信号的情况相比，所施加的电压较低，以防止如上所述的泄漏电流。因此，为了产生离子薄雾并获得其效果，需要产生离子薄雾的放电电流值。假设将离子薄雾施加至头发，以在其上获得效果，这个放电电流值是由在图6所示的在头发上出现的效果处的变压器使用输出特性(恒定电压施加时的电压-电流特性)上的点指示的值。这个放电电流值比也在图6中示出的出现在头发上的效果处的变压器使用输出特性(恒定电压施加时的电压-电流特性)上的点指示的值，由此增加了电流消耗。

在第一实施例中，能够容易地获得高电压，从而可以降低需要用以产生离子薄雾的放电电流。因此，可以降低电流消耗。

[第二实施例]

图7示出了根据本发明的第二实施例的静电雾化器的配置。

参照图7，第二实施例的特征在于限流电路8，例如，在高压产生电路2的平滑/整流电路23与放电单元3的放电电极31之间提供电阻器，以便限制从高压产生电路2获得的、并经由限流电路8施加至放电电极31的高压脉冲信号的电流。

除了在第一实施例中实现的优点，通过使用限流电路8来限制限流电路8施加至放电电极31的脉冲信号的电流，确保稳定地产生离子薄雾。

[第三实施例]

图8是电吹风的结构的示意图，该电吹风是根据本发明的第三实施例的配备有图1或图7所示的静电雾化器的热空气吹风机的示例。

参照图8，电吹风具有构成主要部件的外壳81，还具有与外壳81成一体的手柄82，将手柄82提供在外壳81的下壁，以使其向下突出。在外壳81中，提供了用于从进气口87吸入空气的风扇84，以及用于使风扇84旋转的电动机83。在电动机83的下侧，提供了加热单元85，将加热器86布置在加热单元85上，以便选择性地对风扇84送来的空气进行加热，并在加热器86被选择性地放电时产生暖风，这里所产生的暖风经由送风口88送到外部。

在手柄82中，提供了开关89，用于接通/切断电动机83、加热器86和静电雾化器，并且也切换电吹风的其它功能。

在高压产生单元2、放电单元3和供水单元4在外壳81的上壁的前端部分中，这些连同电压调整电路1(未示出)一起构成了图1或图7所示的静电雾化器。通过由风扇84产生的、然后被引到引入通道90中的空气流，沿与来自送风口88吹送空气的同一方向，将放电单元3所产生的离子薄雾喷射出。

电容器被布置在外壳81内的进气口87与风扇84之间的上壁上，并经由导线(未示出)连接至高压产生电路2。

如上所述，通过在吹风机上安装图1所示的根据第一实施例的静电雾化器或图7所示的根据第二实施例的静电雾化器作为热空气吹风机，可以将从吹风机喷射出的离子薄雾微粒减小至精细的微粒大小，增加离子薄雾上的静电电荷，此外还增加了具有精细微粒大小的离子薄雾的数量。这增强了进入头发的离子薄雾的渗透性，并提高了在头发上的潮湿效果。

此外，通过将施加至放电电极31的脉冲信号的电压幅度设置在带电的离子喷射电压与离子薄雾喷射电压之间，可以提供有效的因素，即，只要静电雾化器正在运转，那么就能够一直喷射提供吹干效果的离子和提供潮湿效果的离子雾之一或二者。

尽管本发明的发明人已经参考本发明的实施例对本发明进行了描述，构成本发明的公开的一部分的论述和附图不应被认为是对本发明的限制。也就是说，本领域的技术人员基于前述实施例所构成的各个备选实施例、示例和操作技术当然落入本发明的范围内。

Claims (3)

1.一种静电雾化器，通过由响应于向放电电极施加的电压而形成的电场引起的放电，对供给放电电极的液体进行静电雾化，所述静电雾化器包括：

电压产生单元，产生要施加至放电电极的脉冲电压，其中

所述电压产生单元包括：

转换单元，将输入AC信号转换为脉冲信号；以及

触发装置，将由转换单元获得的脉冲信号升高到要施加至放电电极的脉冲电压的电压值，

其中，所述电压产生单元配置用于将施加至放电电极的脉冲电压的电压幅度设置在带电的离子喷射电压与离子薄雾喷射电压之间。

2.根据权利要求1的静电雾化器，还包括限流单元，所述限流单元限制要施加至放电电极的脉冲电压的电流值。

3.一种热空气吹风机，包括：

根据权利要求1的静电雾化器；以及

传送暖风的热空气吹风单元。

Images