CN102655939A - 静电雾化装置 - Google Patents

Abstract

一种结构简单并且允许尺寸减小的静电雾化装置。所述静电雾化装置(11)具有雾化电极，该雾化电极包括P型珀耳帖元件(11p)和与所述P型珀耳帖元件结合的N型珀耳帖元件(11n)。所述雾化电极(11)为尖头状，以利用所述P型珀耳帖元件和N型珀耳帖元件的结合部形成突起部。高压被施加给所述P型珀耳帖元件和N型珀耳帖元件，使得在雾化电极的末端部(11a)发生放电，电流流至所述P型珀耳帖元件和N型珀耳帖元件以在所述结合部产生冷却效应，并且通过放电将由冷却效应生成的冷凝水雾化以生成带电荷的细小水滴。

Description

静电雾化装置

技术领域

本发明涉及一种利用珀耳帖效应的静电雾化装置。

背景技术

日本专利号3980051和日本特开号2006-000826分别描述了一种现有技术的静电雾化装置，该装置利用珀耳帖模块进行冷却操作以产生冷凝水，将冷凝水供给放电电极，并利用放电电极进行放电以使冷凝水雾化成带电荷的细小水滴(纳米离子雾)。

在诸如日本专利号3980051和日本特开号2006-000826所公开的静电雾化装置中，放电电极固定于珀耳帖模块的冷却面，并且散热器固定于珀耳帖模块的散热面。更具体地，珀耳帖模块通过将P型珀耳帖元件和N型珀耳帖元件与多个电极连接而形成。然后，与珀耳帖模块分开制造的放电电极和散热器被固定于珀耳帖模块。以这种方式，静电雾化装置包括很多复杂的元件，从而尺寸很大。

本发明提供一种尺寸减小并且结构简单的静电雾化装置。

发明内容

本发明的一个方面是一种带有雾化电极的静电雾化装置，所述雾化电极包括P型珀耳帖元件和与所述P型珀耳帖元件结合在一起的N型珀耳帖元件。所述雾化电极为尖头状，以利用所述P型珀耳帖元件和N型珀耳帖元件的结合部形成突起部。高压被施加给所述P型珀耳帖元件和N型珀耳帖元件，使得在所述雾化电极的末端部发生放电，电流流至所述P型珀耳帖元件和N型珀耳帖元件以在所述结合部产生冷却效应，并且通过所述放电将由冷却效应生成的冷凝水雾化以生成带电荷的细小水滴。

所述雾化电极可包括设置在所述P型珀耳帖元件的结合面和所述N型珀耳帖元件的结合面之间的放电部件。此外，所述P型珀耳帖元件和所述N型珀耳帖元件可互相对称，并且结合在一起时形成为弓形。

可将第一高压施加给所述P型珀耳帖元件，并且将不同于所述第一高压的第二高压施加给所述N型珀耳帖元件，使得在所述雾化电极的末端部发生放电，并且电流流至所述P型珀耳帖元件和N型珀耳帖元件以执行冷却操作。

所述静电雾化装置还可包括面向所述雾化电极的对置电极。一冷却驱动电压被施加给所述P型珀耳帖元件和N型珀耳帖元件，这样电流流经所述P型珀耳帖元件和N型珀耳帖元件以执行冷却操作，并且一高压被施加给所述对置电极，这样在所述冷却驱动电压和所述高压之间的电势差引起在所述雾化电极的末端部发生放电。

所述静电雾化电极还可包括面向所述雾化电极的对置电极。

第一高压被施加给所述P型珀耳帖元件，并且与所述第一高压不同的第二高压被施加给所述N型珀耳帖元件，使得所述第一高压和第二高压之间的电势差引起电流流经所述P型珀耳帖元件和N型珀耳帖元件来执行冷却操作。此外，高压被施加给所述对置电极，这样在所述第一高压和该高压之间的电势差引起在所述雾化电极的末端部出现放电。

下面将利用实施例并参照附图来说明本发明的原理，通过下述说明，本发明的其他方面和优点将是显而易见的。

附图说明

结合附图，参考下文描述的本发明现时较佳实施例，可最好地理解本发明及其目的和优点，其中：

图1是根据本发明第一实施例的静电雾化装置的示意图；

图2是根据本发明第二实施例的静电雾化装置的示意图；以及

图3是根据本发明第三实施例的静电雾化装置的示意图。

具体实施例

现参考图1说明本发明第一实施例的静电雾化装置10。

静电雾化装置10包括雾化电极11的单元，各单元由P型珀耳帖元件(Peltier element)11p和N型珀耳帖元件11n形成。静电雾化电极11的单元集合在一起形成模块。P型珀耳帖元件11p和N型珀耳帖元件11n被弯曲并形成为彼此对称，使得具有向外鼓出的形状。P型珀耳帖元件11p和N型珀耳帖各自包括具有基端面的基端部11b，以及具有末端面的末端部11a，所述末端面沿与基端面延伸的方向垂直的方向延伸并位于与基端部11b间隔开的位置。换句话说，P型珀耳帖元件11p和N型珀耳帖元件11n从基端部11b朝末端部11a互相靠近。P型珀耳帖元件11p和N型珀耳帖元件11n的末端面互相结合，使得静电雾化电极11形成弓形和尖头状。P型珀耳帖元件11p和N型珀耳帖元件11n沿结合面12结合在一起，所述结合面12沿所述雾化电极11延伸的方向延伸。

在各雾化电极11上，P型高压电源13p给P型珀耳帖元件11p的基端部11b施加负的第一高压HV(A)，N型高压电源13n给N型珀耳帖元件11n的基端部11b施加负的第二高压HV(B)。第一高压HV(A)被设为在负极侧高于第二高压HV(B)，并在第一高压HV(A)和第二高压HV(B)之间设有电势差。由于该电势差，电流从N型珀耳帖元件11n流向P型珀耳帖元件11p。可在与雾化电极11的末端部11a间隔开的位置设置对置电极15(GND电极)，并且在这种情况下，雾化电极11朝对置电极15突出。

在静电雾化装置10中，施加给珀耳帖元件11p和11n的高压HV(A)和HV(B)与施加给对置电极15的高压之间的电势差(在这种情况下，第一高压HV(A)和施加给对置电极15的高压之间的电势差)导致绕雾化电极11的末端部11a发生的电晕放电。对置电极可以为与雾化电极11的末端部产生放电的物体，诸如接地GND、或具有预定电势的部件等。具体的，对置电极可以为静电雾化装置10收纳在内的壳体。当静电雾化装置10安装在空调器或空气净化器内时，空调器或空气净化器的壳体内壁可用作对置电极。当静电雾化装置10安装在冰箱内时，储存箱的壳体内壁可用作对置电极。或者，对置电极15可如上所述独立地设置。在这种状态下，由于高压HV(A)和高压HV(B)之间的电势差，电流从N型珀耳帖元件11n的基端部11b经由结合面12流向P型珀耳帖元件11p的基端部11b。这样在结合面12附近产生冷却(吸热)效应并且由结合面12周围的空气中的水气生成冷凝水W。

生成的冷凝水W移动到雾化电极11的末端部11a。由于在末端部11a处发生的放电，导致冷凝水W被雾化，即，发生静电雾化。这样生成朝对置电极15散开的带电荷细小水滴(纳米离子雾)。带电荷的细小水滴从静电雾化装置10中的雾化电极11的单元释放。当在空气净化器或面部美容装置中使用该静电雾化装置10时，例如，这些带电荷的细小水滴分散在室内或提供给使用者的皮肤。

根据第一实施例的静电雾化装置10的优点如下。

(1)在第一实施例中，P型珀耳帖元件11p和N型珀耳帖元件11n互相结合，并且他们的结合部形成尖头的雾化电极11，该尖头的雾化电极界定出静电雾化装置10的突起部。当给P型珀耳帖元件11p和N型珀耳帖元件11n(雾化电极11)以及对置电极15施加较高电压时，在雾化电极11的末端部11a处发生放电。此外，电流流至P型珀耳帖元件11p和N型珀耳帖元件11n并在结合部(结合面12)产生冷却效应。然后由冷却效应产生的冷凝水当经历放电时被雾化(静电雾化)。这样在末端部11a处生成带电荷的细小水滴。以这种方式，雾化电极11利用P型珀耳帖元件11p和N型珀耳帖元件11n形成尖头形，并且兼具散热和冷却功能。由此，雾化电极11具有简化的结构。这有助于静电雾化装置减小尺寸。

(2)在第一实施例中，形成为弓形并互相对称的P型珀耳帖元件11p和N型珀耳帖元件11n结合在一起形成尖头状的雾化电极11。这样达成满意的散热和冷却效果并稳定地生成带电荷的细小水滴。

(3)在第一实施例中，对置电极15对应于雾化电极11设置。因此，在雾化电极11处稳定地发生放电。这也使带电荷细小水滴的生成稳定。

(4)在第一实施例中，第一高压HV(A)被施加给P型珀耳帖元件11p，第二高压HV(B)被施加给N型珀耳帖元件11n，使得高压被施加给雾化电极11来放电。此外，在第一高压HV(A)和第二高压HV(B)之间设定一电势差。这样供电在P型珀耳帖元件11p和N型珀耳帖元件11n中产生电流来执行冷却操作并驱动雾化电极11。以这种简单的方式供电允许同时进行放电和冷却。

现结合图2讨论本发明第二实施例的静电雾化装置10a。

在第二实施例的静电雾化装置10a(雾化电极11)中，P型珀耳帖元件11p的末端面和N型珀耳帖元件11n的末端面通过导电的棒状放电部件14结合在一起。放电部件14具有末端部14a，该末端部14a稍微从由P型珀耳帖元件11p和N型珀耳帖元件11n形成的突起部的末端突出。该放电部件14不同于第一实施例的静电雾化装置10。

在静电雾化装置10a中，在放电部件14附近发生冷却效应并且在放电元件14周围生成冷凝水W。当在雾化电极11的末端部(即，放电部件14的末端部14a)出现放电时发生静电雾化。这样由冷凝水W生成带电荷的细小水滴(纳米粒子雾)。

除了第一实施例的静电雾化装置10的优点(1)-(4)，根据第二实施例的静电雾化装置10a具有下述优点。

在第二实施例中，放电部件14将P型珀耳帖元件11p和N型珀耳帖元件11n结合。这样防止了由放电导致珀耳帖元件11p和11n的磨损。此外，通过由耐磨材料形成放电部件14，可延长雾化电极11的寿命。

现参考图3说明本发明第三实施例的静电雾化装置10b。

根据第三实施例的静电雾化装置10b在如何供电，即，供电方式上与第一实施例的静电雾化装置10不同。冷却电源16将负的冷却驱动电压V供应给P型珀耳帖元件11p的基端部11b。N型珀耳帖元件11n的基端部11b连接至接地GND。由于冷却驱动电压V和接地GND之间的电势差，电流从N型珀耳帖元件11n流至P型珀耳帖元件11p。高压电源17连接至对置电极15，对置电极15位于与雾化电极11的末端部11a间隔开的位置。高压电源17将正的高压V施加给对置电极15。

在静电雾化装置10b中，施加给P型珀耳帖元件11p的冷却驱动电压V和施加给对置电极15的高压HV之间的电势差引起在雾化电极11的末端部11a的周围出现电晕放电。此外，电流从N型珀耳帖元件11n流至P型珀耳帖元件11p。这样在结合面12附近产生冷却效应并且在结合面12周围生成冷凝水W。通过在末端部11a处出现的放电产生的静电雾化将冷凝水W生成带电荷的细小水滴(纳米离子雾)。

除了第一实施例的静电雾化装置10的优点(1)-(3)，根据第三实施例的静电雾化装置10b具有下述优点。

在第三实施例中，在P型珀耳帖元件11p和N型珀耳帖元件11n之间施加冷却驱动电压V以产生用来执行冷却操作的电流，并且给对置电极施加高压HV。由这样的供电模式来驱动静电雾化装置10b，其中高压HV和冷却驱动电压V之间的电势差导致在雾化电极11的末端部11a处出现放电。这样简单的供电模式也允许同时进行放电和冷却。

本领域的技术人员应理解，本发明可在不脱离本发明精神和范围的情况下以许多其它具体形式实现。具体的，应理解本发明可以下述形式实施。

在上述说明的各实施例中，通过将弓形且互相对称的P型珀耳帖元件11p和N型珀耳帖元件11n结合来形成尖头状雾化电极11。但是，雾化电极11的形状不限于此，可根据需要进行修改。此外，雾化电极11的单元集合在一起形成模块化的静电雾化装置10。但是，可由一个或多个单元形成静电雾化装置10，只要单个单元能够生成(释放)足量的带电荷细小水滴。

在第一和第二实施例中，在静电雾化装置10中使用对置电极15。但是，可以取消对置电极15，代替的，例如可使用同样具有对置电极作用的外围部件。

在第一和第二实施例中，第一高压HV(A)被施加给P型珀耳帖元件11p，并且第二高压HV(B)被施加给N型珀耳帖元件11n以在第一高压HV(A)和第二高压HV(B)之间设置电势差。但是，不限于此种方式的供电模式，当在需要时可进行修改。例如，可以分时方式(time sharing manner)来施加引起放电的高压和执行冷却操作的电压。

在上述说明的各实施例中，可调整电压HV(A)、HV(B)、HV、V来调整放电电压或冷却能力。

在上述说明的各实施例中，可在雾化电极11附近设置独立制造的散热器以改进散热性能。

在此的实施例和实施方式应当认为是说明性的而非限制性的，并且本发明不限于在此给出的细节，而可以在所附的权利要求的范围内及其等同范围内作修改。

Claims (7)

1.一种静电雾化装置，包括：

雾化电极，其包括P型珀耳帖元件和与所述P型珀耳帖元件结合的N型珀耳帖元件，其中所述雾化电极为尖头状，以利用所述P型珀耳帖元件和N型珀耳帖元件的结合部形成突起部；

其中高压被施加给所述P型珀耳帖元件和N型珀耳帖元件，使得在所述雾化电极的末端部发生放电，电流流至所述P型珀耳帖元件和N型珀耳帖元件以在所述结合部产生冷却效应，并且通过所述放电将由冷却效应生成的冷凝水雾化以生成带电荷的细小水滴。

2.如权利要求1所述的静电雾化装置，其中所述雾化电极包括设置在所述P型珀耳帖元件的结合面和所述N型珀耳帖元件的结合面之间的放电部件。

3.如权利要求1或2所述的静电雾化装置，其中所述P型珀耳帖元件和所述N型珀耳帖元件互相对称，并且结合在一起时形成为弓形。

4.如权利要求1-3中任一项所述的静电雾化装置，其中第一高压被施加给所述P型珀耳帖元件，并且不同于所述第一高压的第二高压被施加给所述N型珀耳帖元件，使得在所述雾化电极的末端部发生放电，并且电流流至所述P型珀耳帖元件和N型珀耳帖元件以执行冷却操作。

5.如权利要求1-3中任一项所述的静电雾化装置，还包括：

面向所述雾化电极的对置电极；

其中冷却驱动电压被施加给所述P型珀耳帖元件和N型珀耳帖元件，使得电流流经所述P型珀耳帖元件和N型珀耳帖元件以执行冷却操作，并且高压被施加给所述对置电极，使得在该冷却驱动电压和该高压之间的电势差引起在所述雾化电极的末端部发生放电。

6.如权利要求1-3中任一项所述的静电雾化装置，还包括：

面向所述雾化电极的对置电极。

7.如权利要求6所述的静电雾化装置，其中，第一高压被施加给所述P型珀耳帖元件，并且与该第一高压不同的第二高压被施加给所述N型珀耳帖元件，使得该第一高压和第二高压之间的电势差引起电流流经所述P型珀耳帖元件和N型珀耳帖元件来执行冷却操作，并且高压被施加给所述对置电极，使得在该第一高压和该高压之间的电势差引起在所述雾化电极的末端部出现放电。

Images