CN101898180B - 静电雾化设备 - Google Patents

Abstract

一种静电雾化设备，其包括发射电极、对置电极、供水装置、高压源以及消音器。对置电极与发射电极成相对的关系设置。供水装置构造成给发射电极供水。高压源构造成在发射电极与对置电极之间施加电压以便使发射电极上的水静电雾化，由此产生雾。消音器包括吸音管道，该吸音管道形成为管状从而具有轴向孔。所述轴向孔在其一个轴向端部处形成有与所述开口连通的入口，在其另一个轴向端部处形成有用于使雾通过轴向孔流出的出口。所述吸音管道附连至对置电极，使得所述入口与所述开口保持连通。所述吸音管道具有内周表面。所述内周表面包括吸音表面。所述吸音表面位于所述对置电极与所述出口之间。所述吸音表面的整个区域没有被覆盖。

Description

静电雾化设备

技术领域

本发明涉及一种静电雾化设备。该静电雾化设备构造成产生带电的微小水粒子雾并将雾供给到空间。当静电雾化设备产生雾时，该静电雾化设备产生噪音。因此，该静电雾化设备包括吸收噪音的消音器。

背景技术

日本专利申请公报No.2005-131549A(以下称为专利申请1)公开了一种静电雾化设备。该静电雾化设备包括发射电极、带有开口的对置电极、雾化筒、高压源以及供水装置。发射电极和对置电极被支撑于雾化筒，使得对置电极与发射电极成相对关系设置。供水装置构造成将水供给至发射电极的尖端。高压源构造成在发射电极与对置电极之间施加电压。当高压源在发射电极与对置电极之间施加电压时，在发射电极与对置电极之间产生电场。当发射电极尖端上的水受到电场作用时，水形成为圆锥形状。这种圆锥形状的水称作泰勒圆锥。另外，当圆锥形状的水受到电场作用时，圆锥形状的水被静电雾化，由此产生具有纳米尺寸的带电的微小水粒子雾。这些纳米尺寸的带电的微小水粒子雾通过对置电极的开口排出。

当专利申请1的静电雾化设备产生带电的微小水粒子雾时，根据静电雾化导致噪音产生。

针对专利申请1的静电雾化设备的问题，日本专利申请公报No.2007-289918(以下称为专利申请2)公开了一种带有消音器管道的静电雾化设备。消音器管道包括保持件和吸音构件。保持件由内圆筒和外圆筒构成。内圆筒限定出雾流动路径。内圆筒形成有多个切口。外圆筒与内圆筒协作以在它们之间形成有空间。吸音构件设置在保持件的该空间中。因此，吸音构件通过切口暴露于雾流动路径。消音器管道附连至雾化筒，使得对置电极的开口与内圆筒连通。专利申请2的静电雾化设备同样产生纳米尺寸的带电的微小水粒子雾和噪音。雾和噪音通过开口和内圆筒的内部。具有纳米尺寸的带电的微小水粒子雾从位于消音器管道的一个端部处的出口排出。另一方面，噪音通过内圆筒的切口，然后被吸音构件吸收。通过这种方式，降低由静电雾化产生的噪音。

在专利申请2的静电雾化设备中，大部分噪音通过内圆筒的切口，由此被吸音构件吸收。但是，吸音构件通过切口部分暴露于内圆筒中的空气下。因此，部分噪音被内圆筒反射。因而，一部分噪音通过消音器管道。此外，专利申请2中的消音器管道附连至雾化筒，使得内圆筒的一个端部装配到雾化筒的一个端部中。因此，为了确保消音器管道有足够的吸音特性，要求采用大的消音器管道。也就是说，专利申请2中的带有消音器管道的静电雾化设备尺寸很大。

发明内容

为了解决以上问题实现了本发明。本发明的目的是提供一种具有消音器的静电雾化设备，其中消音器构造成吸收在进行静电雾化时所产生的所有噪音。

为了解决以上问题，本发明公开了一种静电雾化设备100。该静电雾化设备包括：发射电极、对置电极、供水装置以及消音器。发射电极形成为棒状。对置电极具有开口。对置电极与发射电极成相对的关系设置。供水装置构造成给发射电极供水。高压源构造成在发射电极与对置电极之间施加电压以便使供给至发射电极的水静电雾化，由此产生雾，这些雾流动通过开口。消音器包括吸音管道。吸音管道形成为管状从而具有轴向孔。轴向孔在其一个轴向端部处形成有与所述开口连通的入口，并在另一个轴向端部处形成有用于使所述雾通过所述轴向孔流出的出口。吸音管道附连至对置电极，使得入口与所述开口保持连通，以便将雾经出口引出吸音管道。内周表面包括吸音表面。该吸音表面位于所述对置电极与所述出口之间。该吸音表面在所述内周表面的整个内圆周上延伸。该吸音表面的整个内圆周都没有被覆盖。

当发射电极上的水被静电雾化时，产生噪音。但是，通过这种构造，噪音被吸音管道吸收。

优选地，对置电极成形为具有圆筒252。该圆筒装配到入口中。

这种构造使得可能将雾通过吸音管道引向出口。此外，消音器直接附连至具有圆筒形状的对置电极。因此，这种构造还使得可能减小静电雾化设备的尺寸。

优选地，所述轴向孔的内直径从所述入口朝所述出口逐渐变小。

通过这种构造，所述吸音管道有效地吸收噪音。此外，这种构造使得可能防止雾扩散。因此，将从所述出口排出的雾施加到目标物。另外，这种构造使得可能增加所述吸音管道的数量。因此，通过这种构造有效地吸收噪音。

优选地，所述对置电极具有第一端部和第二端部。所述吸音表面位于所述第一端部与所述出口之间。

优选地，所述圆筒具有第一端部和第二端部。所述吸音表面位于所述第一端部与所述出口之间。

优选地，所述供水装置由帕尔贴模块(Peltier module)501限定。所述帕尔贴模块构造成用于冷却所述发射电极。所述发射电极构造成冷却所述发射电极周围的空气，使得所述发射电极使空气中的水蒸汽在所述发射电极上凝结成水。

附图说明

图1是第一实施方式的静电雾化设备的侧视截面图。

图2是结合有静电雾化设备的壳体的侧视截面图。

图3是壳体和静电雾化设备的分解立体图。

图4是静电雾化设备的分解立体图。

图5是第二实施方式的静电雾化设备的侧视截面图。

具体实施方式

(第一实施方式)

结合附图对本实施方式中的静电雾化设备进行说明。图1示出了静电雾化设备100的侧视截面图。静电雾化设备100包括发射电极200、对置电极250、托架300、高压源400、供水装置500、风扇540、消音器600以及壳体750。

如图1所示，托架300形成为具有圆筒形状。托架300设置用于保持发射电极200、对置电极250、导热板310、供水装置500以及散热片330。托架300具有形成有孔口320的圆周壁。托架300在下端部处形成有底座340。

发射电极200由导电材料制成。发射电极200形成为棒状，由此具有轴线。发射电极200在其上端部处形成有发射端201。发射电极200在其下端部处形成有凸缘202。凸缘202热耦联至导热板310。发射电极200的下端部由底座340支撑，由此发射电极200由托架300支撑。此外，发射电极200由底座340支撑，使得发射电极200伸入到托架300的内部中。因此，发射电极200被空气包围。在将发射电极200冷却到低于水的露点的情况下，发射电极200使发射电极200周围的空气中的水蒸气凝结成水。

对置电极250由导电材料制成。对置电极250形成为具有环形形状从而具有开口255。具体地，对置电极250形成为具有圆筒252和凸缘256。圆筒252的一个轴向端部为第一端部253，另一个轴向端部为第二端部254。凸缘256位于第二端部254处。凸缘256固定于托架300的上端部，使得对置电极与发射电极200成相对的关系设置。因此，第二端部254固定于托架300的上端部。此外，发射电极200的轴线与对置电极250的中心对准。圆筒252定位成比凸缘256更远离发射电极200。因此，第一端部253与发射电极200间隔一定距离，该距离大于第二端部254与发射电极200之间的距离。因此，圆筒252伸出到托架300外。

高压源400构造成在发射电极200与对置电极250之间施加大约-4.6千伏的电压。结果，当高压源在发射电极200与对置电极250之间施加电压时，在发射电极200与对置电极250之间产生电场。当发射端201保持有水时，高压源400通过电场使水静电雾化。因此，高压使水静电雾化从而产生雾。

供水装置500由帕尔贴模块501限定。帕尔贴模块501由第一电路板510、第二电路板510以及多个热电转换元件530构成。第一电路板510和第二电路板520均由电绝缘材料制成。例如，电绝缘材料为诸如氧化铝。还可能采用氮化铝作为电绝缘材料。第一电路板510和第二电路板520均在其一个表面处设置有彼此面对的图形化电路。每个图形化电路均通过电线连接至电源(未示出)。热电转换元件530由热电转换材料制成。热电转换元件530设置在第一电路板510与第二电路板520之间，使得热电转换元件530彼此串联布置。因此，当电源在第一电路板510与第二电路板520之间施加电压时，电流流过热电转换元件530。

热电转换元件530构造成当电流流过热电转换元件530时将热从第一电路板510传递至第二电路板520。因此，当电流流过热电转换元件530时，第一电路板510被冷却。因此，第一电路板510用作帕尔贴模块510的冷却侧。第一电路板510热耦联至导热板310，由此通过导热板310热耦联至发射电极200。因此，帕尔贴模块510构造成冷却发射电极，从而给发射电极200供水。相反，当电流流过热电转变元件530时第二电路板被加热。因地，第二电路板520定义为帕尔贴模块501的散热侧。第二电路板520热耦联至散热片330。因此，第二电路板520的热被传递到散热片330。散热片330的热辐射到散热片330周围的空气中。

如图4所示，托架承载风扇540。风扇构造成产生气流。具体地，风扇构造成产生第一气流和第二气流。第一气流通过散热片330。也就是说，风扇540构造成产生用于冷却散热片330的第一气流。另一方面，第二气流经孔口320通过托架300。也就是说，风扇540构造成产生用于将包含水蒸气的空气供给到托架300内部的第二气流。风扇540构造成产生在散热片330周围流动的气流。

消音器600设置用于吸收噪音。消音器600由吸音管道610和保持件620构成。吸音管道610设置用于吸收噪音。因此，优选采用具有高吸音系数的吸音管道。因此，要求吸音管道610由具有高吸音系数的材料制成。例如，具有高吸音系数的材料是诸如聚氨酯系列的泡沫树脂。此外，还优选采用具有耐臭氧性的吸音管道。为了将耐臭氧性应用于吸音管道，优选采用由诸如金属棉、三元乙丙橡胶(EPDM)系列的泡沫树脂以及玻璃棉的材料制成的吸音管道。此外，还优选采用具有耐水性能的吸音管道。为了应用耐水性能，还优选采用由诸如金属棉、聚醚类泡沫聚氨酯树脂以及玻璃棉的材料制成的吸音管道。另外，还优选采用具有调湿性能的吸音管道。因此，还优选采用由诸如硅藻土的材料制成的吸音管道。

吸音管道610形成为管状，使得吸音管道610具有轴向孔612。所以，吸音管道610具有外表面615和内周表面616。轴向孔612在一个轴向端部处形成有入口613，在另一个轴向端部处形成有出口614。入口613的内直径近似等于圆筒252的外直径。因此，在发射端201处产生的雾流到吸音管道610。这些雾被从入口613引入到轴向孔中，继而流过轴向孔612，并最终通过轴向孔612从出口614流出。

保持件620设置用于保持吸音管道610。具体地，保持件620成形为用以保持吸音管道610，使得保持件620仅覆盖吸音管道610的外表面615。为了将吸音管道610粘结到保持件620，可采用胶粘剂。保持件620的两个轴向端部都具有与轴向孔612相连通的开口。

如图4所示，保持件620由保持件上半部621和保持件下半部622构成。保持件620成形为用以覆盖消音器600、托架300以及散热片330。保持件620在其一个端部处设置有漏斗管623。漏斗管623设置用于将雾从轴向孔612朝向消音器600的外部顺利地排出。因此，保持件620覆盖吸音管道610使得漏斗管623定位成与轴向孔612连通。

吸音管道610附连至对置电极250，使得圆筒252装配到入口613中。因此，轴向内孔612的内周表面616具有定位于出口614与第一端部253之间的吸音表面617。吸音表面617在内周表面的整个内周上延伸。因此，吸音表面的整个圆周都没有被覆盖。吸音表面617直接暴露在轴向孔612中的空气下。此外，入口与开口255保持连通，用于将雾经出口614引出吸音管道610。

如图3所示，壳体750将托架300、高压源、供水装置500以及消音器600结合在其中。通过这种方式，构造成静电雾化设备。图2示出了静电雾化设备的侧向截面图。如图2所示，静电雾化设备结合在壳体750中。

静电雾化设备如下进行操作。首先，开启高压源400和电源。当电源开启时，在第一电路板510与第二电路板520之间施加电压。因此，电压施加至热电转换元件530。因此，电流流过热电转换元件530。根据流过热电转换元件530的电流，热点转换元件530将热从第一电路板510传递至第二电路板520。结果，将第一电路板510冷却至水的露点以下，并将第二电路板520加热。第一电路板510通过导热板310热耦联至凸缘202。因此，当第一电路板510被冷却到水的露点以下时，发射电极200也被冷却至水的露点以下。当发射电极200被冷却时，发射电极200对发射电极200周围的空气进行冷却。因此，温度为水的露点的发射电极200使空气中的水蒸气凝结成水。因此，通过空气中的水蒸气的凝结给发射电极200的表面供水。另一方面，根据热从第一电路板510传递至第二电路板520，第二电路板520被加热。第二电路板520的热传递至散热片330。散热片330的热释放到散热片330周围的空气中。此外，风扇540产生通过散热片330的第一气流。因此，风扇540产生冷却散热片330的气流。因此，散热片330的热释放到散热片330周围的空气中。

此外，高压源在发射电极200与对置电极250之间施加电压，在发射电极200与对置电极250之间产生电场。电场使发射电极的表面上的水朝发射端201移动。通过这种方式，发射端201保持有水。此外，风扇540产生用于将空气从托架300外部移送至托架300内部的第二气流。因此，风扇540构造成将包含水蒸气的空气连续地供给到托架300的内部。因此，发射端201持续保持有水。另外，第二气流通过吸音管道610。

此外，因为在发射电极200与对置电极250之间产生电场，所以电场使发射端201上的水带电。电场将带电的水拉向对置电极。也就是说，库伦力将带电的水拉向对置电极。根据库伦力，发射端201上的水形成为具有小圆锥形状。这种圆锥形状的水称为泰勒圆锥。小泰勒圆锥进一步接收电场。因此，小泰勒圆锥被使得进一步带电。进一步带电的水接收大的库伦力。通过这种方式，泰勒圆锥增大并具有大量电荷。因为泰勒圆锥具有大量电荷，所以泰勒圆锥接收大的库伦力。之后，库伦力变得大于泰勒圆锥的表面张力。然后泰勒圆锥破碎。也就是说，引发瑞利破碎。根据瑞利破碎，使发射端201上的水静电雾化。根据静电雾化，产生雾。这种雾包含带电的微小水粒子。

随着静电雾化，还产生从发射电极200朝向对置电极250的离子风。该雾风将雾从托架300携带到消音器600。此外，第二气流也将雾从托架300携带到消音器600。因此，雾通过开口255和入口613流向消音器600。因此，雾流动到轴向孔612。雾经出口流出轴向孔。也就是说，轴向孔612将雾经由出口614朝漏斗管623引导。接着，雾从漏斗管623排出。

另一方面，当根据静电雾化而产生雾时，也产生了噪音。这些噪音通过圆筒252朝轴向孔612行进。但是，吸音管道610吸收轴向孔612中的噪音。此外，整个吸音表面直接暴露在轴向孔612中的空气下。因此，轴向孔612中的噪音被吸音管道610有效地吸收。

如上所述，静电雾化设备100包括消音器600，消音器600由保持件和吸音管道构成。保持件620保持吸音管道610，使得保持件仅覆盖吸音管道610的外表面615。也就是说，保持件的成形为不覆盖内周表面616。另外，内周表面616具有吸音表面617。吸音表面617位于第一端部253与出口614之间。吸音表面617在整个内周表面616上延伸。此外，因为保持件仅覆盖吸音管道的外表面615，因此整个吸音表面617直接围绕轴向孔612中的空气。所以，整个吸音表面617吸收当发射电极上的水被静电雾化时所产生的噪音。因此，噪音被吸音管道610有效地吸收。

另外，对置电极250形成为具有圆筒252。圆筒252装配到入口613中。因此，可能减小消音器600的尺寸。

而且，还可能采用具有轴向孔的吸音管道，该轴向内控的内直径从入口朝出口逐渐变小。图5示出了包括轴向孔具有内直径的轴向孔612的吸音管道610。轴向孔612的内直径从入口朝出口逐渐变小。因此，入口613的内直径大于出口614的内直径。结果，轴向孔612防止雾扩散。因此，可能有效地将雾施加到目标物。另外，这种构造使得可能增大吸音管道610的容积。结果，构造成有效地吸收噪音。

此外，供水装置由帕尔贴模块和电源限定。帕尔贴模块由第一电路板510、第二电路板520以及热电转换元件530构成。热电转换元件530设置在第一电路板510与第二电路板520之间。电源构造成在第一电路板510与第二电路板520之间施加电压，从而使电流流到热电转换元件530。热电转换元件530构造成将热从第一电路板510传递至第二电路板，由此热电转换元件530冷却第一电路板510。第一电路板510热耦联至发射电极200，从而冷却发射电极200，由此发射电极200使发射电极周围的空气中的水蒸气凝结成水。通过这种构造，可能获得无需供水必需品的供水装置。

另外，在该实施方式中，采用帕尔贴模块501作为供水装置。然而，还可能采用由水箱、管和诸如活塞的加压装置构成的供水装置。在这种情况下，水箱构造成用于储存水。管成形为在水箱与发射电极之间进行连接。加压装置构造成给水箱中的水施加压力，以便将水经管送至发射电极。此外，还可能采用由水箱和构造成产生毛细作用的管构成的供水装置。在这种情况下，水箱构造成用于储存水。管成形为在水箱与发射电极之间进行连接。管构造成通过毛细作用将水箱中的水供给至发射电极。另外，还可能采用由具有出水口的水箱构成的供水装置。在这种情况下，水箱设置到壳体上，使得水箱中的水从出水口滴落到发射电极。

此外，如上所述，吸音管道由诸如EPDM系列的泡沫树脂、玻璃棉等材料制成。然而，还可能组合吸音管道的材料。因此，可能同时解决多个上述问题。例如，优选采用具有第一圆筒状层和包围第一圆筒状层的第二圆筒状层的吸音管道。第一圆筒状层由EPDM系列的泡沫树脂制成。第二圆筒状层由聚氨酯系列的泡沫树脂制成。通过这种构造，聚氨酯系列的树脂被具有高耐臭氧性的EPDM系列的树脂覆盖。因此，可能防止聚氨酯由于静电雾化而放电。另外，还可能通过聚氨酯系列的树脂有效地吸收噪音。当然，组合方式并不局限于此。

Claims (5)

1.一种静电雾化设备，包括：

形成为棒状的发射电极；

对置电极，所述对置电极具有开口并与所述发射电极成相对的关系设置；

供水装置，所述供水装置构造成给所述发射电极供水；

高压源，所述高压源构造成在所述发射电极与所述对置电极之间施加电压，以使供给至所述发射电极的水静电雾化，由此产生雾，所述雾流动通过所述开口；

消音器，所述消音器包括吸音管道，所述吸音管道形成为管状从而具有轴向孔，所述轴向孔在其一个轴向端部处形成有与所述开口连通的入口并在另一个轴向端部处形成有用于使所述雾通过所述轴向孔流出的出口，

其中，

所述吸音管道附连至所述对置电极，使得所述入口与所述开口保持连通，用于将所述雾经所述出口引出所述吸音管道，

所述吸音管道具有内周表面，

所述内周表面包括吸音表面，所述吸音表面位于所述对置电极与所述出口之间并在所述内周表面的整个内圆周上延伸，并且

整个所述吸音表面都没有被覆盖，

所述对置电极成形为具有圆筒，所述圆筒装配到所述入口中。

2.如权利要求1所述的静电雾化设备，其中，

所述轴向孔具有从所述入口朝所述出口逐渐变小的内直径。

3.如权利要求1所述的静电雾化设备，其中，

所述对置电极具有第一端部和第二端部，

所述吸音表面位于所述第一端部与所述出口之间。

4.如权利要求1所述的静电雾化设备，其中，

所述圆筒具有第一端部和第二端部，

所述吸音表面位于所述第一端部与所述出口之间。

5.如权利要求1所述的静电雾化设备，其中，

所述发射电极具有轴线，所述轴线进行对准使得所述轴线穿过所述开口。 

Images