CN109641223B - 静电喷雾装置 - Google Patents

静电喷雾装置 Download PDF

Info

Publication number
CN109641223B
CN109641223B CN201780053831.7A CN201780053831A CN109641223B CN 109641223 B CN109641223 B CN 109641223B CN 201780053831 A CN201780053831 A CN 201780053831A CN 109641223 B CN109641223 B CN 109641223B
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
electrode
spraying
time
electrostatic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201780053831.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109641223A (zh
Inventor
窦文清
原田亚丘子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Chemical Co Ltd filed Critical Sumitomo Chemical Co Ltd
Publication of CN109641223A publication Critical patent/CN109641223A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109641223B publication Critical patent/CN109641223B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B05B5/053—Arrangements for supplying power, e.g. charging power
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B12/00—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
    • B05B12/004—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area comprising sensors for monitoring the delivery, e.g. by displaying the sensed value or generating an alarm
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B12/00—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
    • B05B12/08—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means
    • B05B12/10—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means responsive to temperature or viscosity of liquid or other fluent material discharged
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B12/00—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
    • B05B12/08—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means
    • B05B12/12—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means responsive to conditions of ambient medium or target, e.g. humidity, temperature position or movement of the target relative to the spray apparatus
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/007—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means the high voltage supplied to an electrostatic spraying apparatus during spraying operation being periodical or in time, e.g. sinusoidal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B05B5/053—Arrangements for supplying power, e.g. charging power
    • B05B5/0533—Electrodes specially adapted therefor; Arrangements of electrodes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B05B5/057—Arrangements for discharging liquids or other fluent material without using a gun or nozzle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/08—Plant for applying liquids or other fluent materials to objects

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Electrostatic Spraying Apparatus (AREA)

Abstract

静电喷雾装置(100)具备：高电压产生装置(22)，在喷射电极(1)与基准电极(2)之间施加电压；以及控制电路(24)，与喷射电极(1)以及基准电极(2)中的电流值以及电压值独立地，基于表示(i)自装置的周围环境、以及(ii)对自装置供给电力的电源(21)的动作状态中的至少任一者的运转环境信息，对高电压产生装置(22)的输出电力进行控制。

Description

静电喷雾装置
技术领域
本发明涉及静电喷雾装置。
背景技术
一直以来，将容器内的液体从喷嘴喷射的喷雾装置被应用于广泛的领域。作为这种喷雾装置，已知有通过电流体力学(EHD：Electro Hydrodynamics)将液体雾化并进行喷雾的静电喷雾装置。该静电喷雾装置在喷嘴的前端附近形成电场，并利用该电场将喷嘴的前端的液体雾化并进行喷射。作为公开了这样的静电喷雾装置的文献，已知有专利文献1。
专利文献1的静电喷雾装置具备电流反馈电路，电流反馈电路测定基准电极的电流值。专利文献1的静电喷雾装置被电荷平衡，因此通过测定该电流值并进行参照，从而可准确地掌握喷射电极中的电流。而且，专利文献1的静电喷雾装置通过使用将喷射电极中的电流值保持为恒定的值的反馈控制，由此提高喷雾的稳定性。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：国际专利公报2013/018477号公报(2013年2月7日公开)
发明内容
发明要解决的课题
然而，对于专利文献1的静电喷雾装置，发现了如下的应改善的方面。
具体地，专利文献1的静电喷雾装置需要具备用于进行反馈控制的电流反馈电路，与其相应地，搭载于基板的电子部件增加。与此相伴地，在专利文献1的静电喷雾装置中，电路设计的负担、制造成本增加。此外，在专利文献1的静电喷雾装置中，在不存在反馈电路的情况下，产生喷雾稳定性受损这样的问题。
本发明正是为了解决上述的问题而完成的，其目的在于，通过简易的构造来提供喷雾稳定性优异的静电喷雾装置。
用于解决课题的技术方案
为了解决上述的课题，本发明的一个方式涉及的静电喷雾装置是通过在第一电极与第二电极之间施加电压由此从该第一电极的前端将液体进行喷雾的静电喷雾装置，具备：
电压施加部，在上述第一电极与上述第二电极之间施加上述电压；以及
控制部，与上述第一电极以及上述第二电极中的电流值以及电压值独立地，基于表示(i)自装置的周围环境、以及(ii)对自装置供给电力的电源的动作状态中的至少任一者的运转环境信息，对上述电压施加部的输出电力进行控制。
关于以往的反馈控制，例如，如果是电流反馈控制，则通过测定第二电极的电流值并施加反馈控制，以使该测定值为给定的电流值，从而进行依赖于自装置的运转状态的控制。因此，以往的反馈控制需要反馈电路，电路构造(电路结构)会复杂化。此外，在不存在反馈电路的情况下，喷雾稳定性会受损。
相对于此，在本发明的一个方式涉及的静电喷雾装置中，控制部与上述第一电极以及上述第二电极中的电流值以及电压值独立地，基于上述的运转环境信息对上述电压施加部的输出电力进行控制(以下，有时也将该控制称为“输出电力控制”)。
输出电力控制即使在第一电极的电阻值低时也能够在第一电极与第二电极之间形成适合于静电喷雾的电场。因此，本发明的一个方式涉及的静电喷雾装置即使在容易在第一电极与第二电极之间产生漏电流的高湿度条件下也能够保持喷雾量以及喷雾的稳定性。此外，即使在其它条件下，本发明的一个方式涉及的静电喷雾装置的喷雾量以及喷雾稳定性与以往的电流反馈控制等相比较也不逊色。
因此，本发明的一个方式涉及的静电喷雾装置无需具备以往认为是必需的反馈电路，还能够简化电路构造并大幅降低制造成本。
像这样，本发明的一个方式涉及的静电喷雾装置能够通过简易的构造来提供喷雾稳定性优异的静电喷雾装置。
此外，在本发明的一个方式涉及的静电喷雾装置中，也可
上述电压施加部具备：
振荡器，将从上述电源供给的直流电流变换为交流电流；
变压器，与上述振荡器连接，对电压的大小进行变换；以及
转换器电路，与上述变压器连接，将交流电流变换为直流电流，
上述控制部向上述振荡器输出将占空因数设定为恒定的PWM信号(脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation)信号)。
根据上述的结构，在本发明的一个方式涉及的静电喷雾装置中，控制部为了将上述电压施加部的输出电力控制为恒定而向上述振荡器输出将占空因数设定为恒定的PWM信号。
因此，本发明的一个方式涉及的静电喷雾装置经由PWM信号的占空因数的设定来进行输出电力控制，因此能够在不伴随复杂的电路构造的情况下进行输出电力控制。
此外，在本发明的一个方式涉及的静电喷雾装置中，
上述控制部可以根据PWM信号的占空因数对上述输出电力进行控制。
根据上述的结构，本发明的一个方式涉及的静电喷雾装置能够通过变更PWM信号的占空因数来进行输出电力控制。
此外，在本发明的一个方式涉及的静电喷雾装置中，
上述运转环境信息作为表示上述周围环境的信息，可以包括表示自装置周围的气温、湿度、压力、以及上述液体的粘度中的至少一个的信息。
根据上述的结构，本发明的一个方式涉及的静电喷雾装置能够将表示自装置周围的气温、湿度、压力、以及上述液体的粘度中的至少一个的信息用作表示周围环境的信息(运转环境信息的一个方式)来进行输出电力控制。
此外，在本发明的一个方式涉及的静电喷雾装置中，也可
上述运转环境信息包括表示自装置周围的气温的信息，
上述控制部根据PWM信号的占空因数对上述输出电力进行控制，且
若上述气温变高，则提高上述PWM信号的占空因数，
若上述气温变低，则降低上述PWM信号的占空因数。
在一般的自然环境下，若气温高，则湿度变高，若湿度变高，则由于空气中的水分的影响，受到在第一电极的周围带电的电荷导致的影响从而变得容易产生漏电流。若产生漏电流，则第一电极的电阻值下降，变得在第一电极与第二电极之间难以形成适合于静电喷雾的电场。
因此，在本发明的一个方式涉及的静电喷雾装置中，若自装置周围的气温变高，则提高上述PWM信号的占空因数，增大在第一电极与第二电极之间形成的电场的强度。由此，本发明的一个方式涉及的静电喷雾装置即使在自装置周围的气温高的情况下也能够保持喷雾的稳定性。
另一方面，在自装置周围的气温低时，若PWM信号的占空因数保持高的状态，则自装置的消耗电力会增加。因此，在作为对自装置供给电力的电源而使用了例如蓄电池(干电池)的情况下，因为积蓄在该蓄电池的电力量是有限的，所以难以进行长期间的运转。
因此，在本发明的一个方式涉及的静电喷雾装置中，若自装置周围的气温变低，则降低上述PWM信号的占空因数，使得能够进行历经长期间的运转。也就是说，本发明的一个方式涉及的静电喷雾装置即使在自装置周围的气温低的情况下也能够在长期运转这一点上保持喷雾的稳定性。
像这样，本发明的一个方式涉及的静电喷雾装置通过具备上述的结构，从而能够与气温无关地保持喷雾稳定性。
此外，在本发明的一个方式涉及的静电喷雾装置中，
上述控制部可以基于以下的式(1)来决定以自装置将上述液体进行喷雾的时间以及停止喷雾的时间为一个周期的喷雾间隔。
[数学式1]
Figure BDA0001982825000000041
在此，
Sprayperiod(T)：温度T下的、以自装置将液体进行喷雾的时间以及停止喷雾的时间为一个周期的喷雾间隔(s(秒))；
T：气温(℃)；
T0：初始设定温度(℃)；
Sprayperiod_compensation_rate：喷雾时间补偿率(-)；
Sprayperiod(T0)：初始设定温度T0下的、以自装置将液体进行喷雾的时间以及停止喷雾的时间为一个周期的喷雾间隔(s)。
本发明的一个方式涉及的静电喷雾装置在自装置周围的气温变高的情况下，增大以自装置将液体进行喷雾的时间和停止喷雾的时间为一个周期的喷雾间隔。此外，本发明的一个方式涉及的静电喷雾装置在自装置周围的气温变低的情况下，减小以自装置将液体进行喷雾的时间以及停止喷雾的时间为一个周期的喷雾间隔。
由此，本发明的一个方式涉及的静电喷雾装置能够与气温的变化无关地维持喷雾稳定性。
此时，因为控制部通过基于式(1)的运算来决定喷雾间隔，所以能够迅速且准确地决定该喷雾间隔。
此外，在本发明的一个方式涉及的静电喷雾装置中，
上述控制部可以基于以下的式(2)来决定使上述PWM信号接通的时间。
[数学式2]
Figure BDA0001982825000000051
在此，
PWM_ON_time(T)：PWM信号的接通时间(μs)；
T：气温(℃)；
PWM_compensation_rate：PWM补偿率(/℃)；
PWM_ON_time(T0)：初始设定温度T0下的PWM信号的接通时间(μs)。
本发明的一个方式涉及的静电喷雾装置在自装置周围的气温变高的情况下延长PWM信号的接通时间。此外，本发明的一个方式涉及的静电喷雾装置在自装置周围的气温变低的情况下缩短PWM信号的接通时间。
由此，本发明的一个方式涉及的静电喷雾装置能够与气温的变化无关地维持喷雾稳定性。
进而，因为控制部通过基于式(2)的运算来决定PWM信号的接通时间，所以能够迅速且准确地决定该PWM信号的接通时间。
此外，在本发明的一个方式涉及的静电喷雾装置中，也可
若上述气温变高，则上述控制部增大以自装置将液体进行喷雾的时间以及停止喷雾的时间为一个周期的喷雾间隔，且提高上述PWM信号的占空因数，
若上述气温变低，则上述控制部减小以自装置将液体进行喷雾的时间以及停止喷雾的时间为一个周期的喷雾间隔，且降低上述PWM信号的占空因数。
一般来说，关于液体，若气温下降，则粘度上升，若气温上升，则粘度下降。因此，本发明的一个方式涉及的静电喷雾装置考虑到该粘度特性，在自装置周围的气温高的情况下，提高PWM信号的占空因数。虽然由此消耗电力增加，但是通过增大喷雾间隔来抑制消耗电力，取得电力的消耗平衡。
同样地，本发明的一个方式涉及的静电喷雾装置在自装置周围的气温低的情况下减小喷雾间隔。虽然由此消耗电力增加，但是通过降低PWM信号的占空因数来抑制消耗电力，取得电力的消耗平衡。
而且，通过根据自装置周围的气温对PWM信号的占空因数或喷雾间隔进行调整，从而保持喷雾的稳定性。
像这样，本发明的一个方式涉及的静电喷雾装置在考虑液体的粘度特性的同时谋求电力的消耗平衡，并且实现了历经长期间的稳定性高的运转。
此外，在本发明的一个方式涉及的静电喷雾装置中，
上述运转环境信息作为表示上述电源的动作状态的信息，可以包括表示从上述电源向上述电压施加部供给的电压以及电流中的至少一者的大小的信息。
根据上述的结构，本发明的一个方式涉及的静电喷雾装置能够将表示从电源向电压施加部供给的电压以及电流中的至少一者的大小的信息用作表示电源的动作状态的信息(运转环境信息的一个方式)来进行输出电力控制。
像这样，本发明的一个方式涉及的静电喷雾装置未必一定要作为运转环境信息而使用表示自装置的周围环境的信息才能够进行输出电力控制。
此外，本发明的一个方式涉及的静电喷雾装置可以还具备：变换电路，对从上述电源向上述电压施加部供给的电压的大小进行变换，
上述变换电路设置在上述电源与上述电压施加部之间，
上述控制部通过向该变换电路给予使上述变换电路中的上述电压的变换倍率增减的指令，由此对上述输出电力进行控制。
根据上述的结构，本发明的一个方式涉及的静电喷雾装置能够通过使变换电路中的电压的变换倍率增减来进行输出电力控制。
像这样，本发明的一个方式涉及的静电喷雾装置也能够通过变更PWM信号的占空因数以外的方法来进行输出电力控制。
发明效果
如上所述，本发明的一个方式涉及的静电喷雾装置是通过在第一电极与第二电极之间施加电压由此从该第一电极的前端将液体进行喷雾的静电喷雾装置，具备：
电压施加部，在上述第一电极与上述第二电极之间施加上述电压；以及
控制部，与上述第一电极以及上述第二电极中的电流值以及电压值独立地，基于表示(i)自装置的周围环境、以及(ii)对自装置供给电力的电源的动作状态中的至少任一者的运转环境信息，对上述电压施加部的输出电力进行控制。
故此，本发明的一个方式涉及的静电喷雾装置能够通过简易的构造来提供喷雾稳定性优异的静电喷雾装置。
附图说明
图1是本发明的实施方式1涉及的静电喷雾装置的结构图。
图2是用于说明本发明的实施方式1涉及的静电喷雾装置的外观的图。
图3是用于说明喷射电极以及基准电极的图。
图4是典型的静电喷雾装置的结构图。
图5是示出基于电流反馈控制的喷射电极的电阻值与喷射电极的电压值的关系的曲线图。
图6是对电流反馈控制、电压反馈控制、电流/电压反馈控制、输出电力反馈控制各自示出喷射电极的电阻值与喷射电极中的电压值的关系的曲线图。
图7是示出输出电力控制以及输出电力反馈控制的情况下的喷射电极的电阻值与喷射电极的电压的关系的曲线图。
图8是示出从电源向高电压产生装置的输入电力与PWM信号的占空因数的关系的曲线图。
图9是示出电流反馈控制以及输出电力控制各自的经过天数与喷雾量的关系的图。
图10是示出电流反馈控制以及输出电力控制各自的经过天数与电池电压的关系的图。
图11是示出气温15℃且相对湿度35％下的经过天数与喷雾量的关系的图。
图12是示出气温15℃且相对湿度35％下的喷雾天数与输出电力的关系的图。
图13是示出气温25℃且相对湿度35％下的经过天数与喷雾量的关系的图。
图14是示出气温25℃且相对湿度35％下的喷雾天数与输出电力的关系的图。
图15是示出气温35℃且相对湿度75％下的经过天数与喷雾量的关系的图。
图16是示出气温35℃且相对湿度75％下的喷雾天数与输出电力的关系的图。
图17是示出使占空因数变化为6.7％、13.3％、3.3％时的气温15℃且相对湿度35％、气温25℃且相对湿度55％、气温35℃且相对湿度75％下的经过天数与喷雾量的关系的曲线图。
图18是示出将占空因数设定为13.3％时的气温15℃且相对湿度35％、气温25℃且相对湿度55％、气温35℃且相对湿度75％下的经过天数与喷雾量的关系的曲线图。
图19是示出将占空因数设定为13.3％且应用了补偿方案时的气温15℃且相对湿度35％、气温25℃且相对湿度55％、气温35℃且相对湿度75％下的经过天数与喷雾量的关系的曲线图。
图20是示出在上述的图19中使用的PWM信号的设定的图。
图21是示出基于电池电压的补偿的一个例子的图。
图22是本发明的实施方式2涉及的静电喷雾装置的结构图。
图23是示出本发明的实施方式2中的变压器的输入电压与喷射电极的电压之间的关系的图。
具体实施方式
(实施方式1)
以下，参照附图对实施方式1涉及的静电喷雾装置100进行说明。在以下的说明中，对于同一部件以及构成要素标注同一附图标记。它们的名称以及功能也相同。因此，不重复对它们的详细说明。
像以下叙述的那样，在本实施方式中，关于根据PWM信号(脉冲宽度调制(PulseWidth Modulation)信号)的占空因数对高电压产生装置(电压施加部)22的输出电力进行控制(进行输出电力控制)的结构来说明。
(关于静电喷雾装置100)
静电喷雾装置100是用于芳香油、农产品用化学物质、医药品、农药、杀虫剂、空气净化药剂等的喷雾等的装置。如图1所示，静电喷雾装置100具备喷射电极(第一电极)1、基准电极(第二电极)2、以及电源装置3。
首先，通过图2对静电喷雾装置100的外观进行说明。图2是用于说明静电喷雾装置100的外观的图。
如图所示，静电喷雾装置100是长方体形状。在该装置的一面配设有喷射电极1以及基准电极2。喷射电极1位于基准电极2的附近。此外，形成有环状的开口11，使得包围喷射电极1。形成有环状的开口12，使得包围基准电极2。
在喷射电极1与基准电极2之间施加电压，由此在喷射电极1与基准电极2之间形成电场。从喷射电极1对带正电的液滴进行喷雾。基准电极2使电极附近的空气离子化而带负电。然后，带负电的空气由于在电极间形成的电场与带负电的空气粒子间的排斥力而进行从基准电极2远离的运动。该运动产生空气的流动(以下，也有时称为离子流)，通过该离子流，带正电的液滴向从静电喷雾装置100远离的方向进行喷雾。
静电喷雾装置100也可以不是长方体形状，而是其它形状。此外，开口11以及开口12也可以是不同于环状的形状，其开口尺寸也能够适当地进行调整。
(关于喷射电极1、基准电极2)
通过图3对喷射电极1以及基准电极2进行说明。图3是用于说明喷射电极1以及基准电极2的图。
喷射电极1具有金属性毛细管(例如，304型不锈钢等)等导电性导管和作为前端部的前端部5。喷射电极1经由电源装置3而与基准电极2电连接。从前端部5对喷雾物质(以下，称为“液体”)进行喷雾。喷射电极1具有相对于喷射电极1的轴心而倾斜的倾斜面9，越朝向前端部5则前端越细，是尖锐的形状。
基准电极2由金属销(例如，304型钢销等)等导电性杆构成。喷射电极1以及基准电极2空开恒定的间隔分开，相互平行地配置。喷射电极1以及基准电极2例如相互空开8mm的间隔进行配置。
电源装置3在喷射电极1与基准电极2之间施加高电压。例如，电源装置3在喷射电极1与基准电极2之间施加1～30kV之间的高电压(例如，3～7kV)。若被施加高电压，则在电极间形成电场，在电介质10的内部产生电偶极子。此时，喷射电极1带电为正，基准电极2带电为负(也可以相反)。而且，负的偶极子产生在最靠近正的喷射电极1的电介质10的表面，正的偶极子产生在最靠近负的基准电极2的电介质10的表面。此时，带电的气体以及物质种类被喷射电极1以及基准电极2释放。在此，如上所述，在基准电极2中生成的电荷是极性与液体的极性相反的电荷。因此，液体的电荷被在基准电极2中生成的电荷平衡化。故此，静电喷雾装置100能够基于电荷平衡的原理来谋求喷雾的稳定性。
电介质10例如由尼龙6、尼龙11、尼龙12、聚丙烯、尼龙66或聚缩乙醛-聚四氟乙烯混合物等的电介质材料构成。电介质10在喷射电极装配部6中对喷射电极1进行支承，并在基准电极装配部7中对基准电极2进行支承。
(关于电源装置3)
通过图1对电源装置3进行说明。图1是静电喷雾装置100的结构图。
电源装置3具备电源21、高电压产生装置22、以及控制电路(控制部)24。
电源21供给静电喷雾装置100的运转所需的电源。电源21可以是众所周知的电源，包括主电源或一个以上的蓄电池。电源21优选低电压电源、直流(DC)电源，例如，组合一个以上的干电池而构成。电池的个数根据所需的电压电平和电源的消耗电力来决定。电源21对高电压产生装置22的振荡器221供给直流电力(换言之，直流电流以及直流电压)。
高电压产生装置22具备振荡器221、变压器222、以及转换器电路223。振荡器221将直流电力变换为交流电力(换言之，交流电流以及交流电压)。在振荡器221连接变压器222。变压器222对交流电流的电压的大小(或交流电流的大小)进行变换。在变压器222连接转换器电路223。转换器电路223生成所希望的电压，将交流电力变换为直流电力。通常，转换器电路223具备电荷泵和整流电路。典型的转换器电路是科克罗夫特-沃尔顿电路。
控制电路24将被设定为恒定的值的PWM信号输出到振荡器221。所谓PWM，是通过对输出脉冲信号的时间(脉冲宽度)进行变更来控制电流、电压的方式。所谓脉冲信号，是重复接通、断开的电信号，例如，可用矩形波表示。作为电压的输出时间的脉冲宽度可用矩形波的横轴表示。
在PWM方式中，利用以恒定周期动作的定时器。在该定时器设定使脉冲信号接通的位置来控制脉冲宽度。将恒定周期中设为接通的比率称为“占空因数”(也称为“占空比”)。
控制电路24为了应对各种各样的用途而具备微处理器241。微处理器241也可以被设计为，能够基于其它反馈信息(运转环境信息)25对PWM信号的占空因数进一步进行调整。反馈信息25中包括环境条件(气温、湿度、和/或大气压)、液体量、由用户进行的任意的设定等。该信息作为模拟信息或数字信息被提供，并由微处理器241进行处理。微处理器241也可以被设计为，还能够通过基于输入信息对喷射间隔、开启喷射的时间、或施加电压中的任一者进行变更，从而进行用于提高喷射的品质以及稳定性的补偿。
作为一个例子，电源装置3具备为了温度补偿而使用的热敏电阻等温度感测元件。此时，电源装置3按照由温度感测元件感测的温度的变化使喷射间隔变化。喷射间隔是以静电喷雾装置100将液体进行喷雾的时间以及停止喷雾的时间为一个周期的喷雾间隔。例如，考虑喷雾(开启)的期间为35秒钟(在此期间，电源在第一电极与第二电极之间施加高电压)且喷雾停止(关闭)的期间为145秒钟(在此期间，电源不在第一电极与第二电极之间施加高电压)的周期性的喷射间隔的情况。在该情况下，喷射间隔为35秒+145秒＝180秒。
喷射间隔能够通过内置于电源的微处理器241的软件进行变更。喷射间隔可以被控制为，若温度上升，则从设定点起增加，若温度下降，则从设定点起减少。喷射间隔的增加以及缩短优选服从根据被喷雾的液体的特性确定的给定的指标。方便起见，喷射间隔的补偿变化量可以被限制为，喷射间隔仅在0～60℃(例如，10～45℃)之间变化。因此，由温度感测元件记录的极端的温度被视为错误而不被考虑，对于高温以及低温，设定虽然不是最佳但是能够容忍的喷射间隔。
作为反馈信息25，如图1中所示，可举出温度传感器251的测定结果、湿度传感器252的测定结果、压力传感器253的测定结果、关于液体的内容物的信息254(例如，表示用水平仪测定了液体贮留量的结果的信息)、电压/电流传感器255的测定结果等。此外，关于液体的内容物的信息254中也可以包括表示液体的粘度的信息(例：表示用粘度传感器(未图示)测定了液体的粘度的结果的信息)。
在此，将表示(i)静电喷雾装置100的周围环境、以及(ii)对静电喷雾装置100供给电力的电源21的动作状态中的至少任一者的信息称为运转环境信息。作为运转环境信息，也可以使用反馈信息25。
作为一个例子，运转环境信息作为表示静电喷雾装置100的周围环境的信息也可以包括表示该静电喷雾装置100的周围的气温、湿度、压力、以及上述液体的粘度中的至少一个的信息。在本实施方式中，例示在表示静电喷雾装置100的周围环境的信息中包括表示该静电喷雾装置100的周围的气温的信息(温度信息)的情况来进行说明。另外，关于运转环境信息包括表示电源21的动作状态的信息(例：电压/电流传感器255的测定结果)的情况，将后述。
上述的运转环境信息例如存储在控制电路24的内部存储器。控制电路24例如可以具备闪速存储器等内部存储器。控制电路24例如参照存储在内部存储器的运转环境信息来执行后述的各种输出电力控制。通常，控制电路24从微处理器241的输出端口对振荡器221输出PWM信号。此外，喷射占空因数以及喷射间隔也是可以经由相同的PWM输出端口来进行控制的。在静电喷雾装置100将液体进行喷雾的期间，对振荡器221输出PWM信号。
控制电路24也可以通过对振荡器221中的交流电流的振幅的大小、频率、或占空因数、电压的接通-断开时间(或者它们的组合)进行控制，从而能够对高电压产生装置22的输出电压进行控制。
(关于以往的反馈控制)
接着，对在以往的静电喷雾装置中利用的反馈控制及其课题进行说明。在此基础上，对用于解决该课题的本实施方式涉及的静电喷雾装置100进行说明。
(以往的静电喷雾装置)
通过图4对使用以往的反馈控制的典型的静电喷雾装置200以及电源装置300进行说明。图4是典型的静电喷雾装置200的结构图。另外，以下仅对与图1的电源装置3的不同点进行说明。
静电喷雾装置200使用将基准电极2的电流值保持为恒定值的电流反馈控制。静电喷雾装置200包括电源装置300，电源装置300具备电源21、高电压产生装置22、控制电路24、以及监视电路23。
监视电路23具备电流反馈电路231以及电压反馈电路232。
电流反馈电路231对基准电极2的电流值进行测定。静电喷雾装置200被电荷平衡，因此能够通过测定基准电极2的电流值并进行参照而准确地监视喷射电极1中的电流值。电流反馈电路231例如可以包括变流器等以往的任何电流测定装置。
而且，关于基准电极2的电流值的信息从电流反馈电路231向控制电路24输出。控制电路24对PWM信号的占空因数进行变更，使得基准电极2的电流值保持为恒定值。然后，控制电路24向振荡器221输出变更后的PWM信号。
此外，监视电路23也可以具备电压反馈电路232，在该情况下，测定施加于喷射电极的电压。一般来说，施加电压通过测定形成对喷射电极1和基准电极2进行连接的分压器的两个电阻器的接合部处的电压而直接进行监视。或者，施加电压通过使用同样的分压器的原理来测定在科克罗夫特-沃尔顿电路内的节点生成的电压而进行监视。同样地，关于电流反馈，反馈信息经由A/D交换器或者通过使用比较器将反馈信号与基准电压值进行比较而进行处理。
像这样，典型的静电喷雾装置200使用将基准电极2的电流值保持为恒定值的电流反馈控制。反馈控制可以是电压反馈控制等，以下，对各种反馈控制进行说明。也一并说明各个反馈控制的课题。
(各种反馈控制及其课题)
反馈控制有电流反馈控制、电压反馈控制、电流/电压反馈控制、输出电力反馈控制等。以下，对各反馈控制进行说明。
电流反馈控制是将基准电极的电流值保持为恒定值的控制，具有消耗电力少这样的优点。另一方面，在电流反馈控制中，若喷射电极1的电阻值低于某个值，则不易在喷射电极1与基准电极2之间形成适合于液体的喷雾的电场。作为这样的情形，可考虑在喷射电极1与基准电极2之间产生漏电流的情况。通过图5对此进行说明。
图5是示出基于电流反馈控制的喷射电极1的电阻值与喷射电极1的电压值的关系的一个例子的曲线图。
如图所示，在喷射电极1与基准电极2之间施加了4.8kV以上且6.4kV以下程度的电压的情况，并且喷射电极1的电阻值为5.5GΩ以上且8.0GΩ以下的情况下，喷射电极1的电压成为适合于液体的喷雾的电压范围。也就是说，在喷射电极1的电阻值为5.5GΩ以上且8.0GΩ以下时，在喷射电极1与基准电极2之间可形成适合于液体的喷雾的电场。换言之，可以说对于静电喷雾装置而言，喷射电极1的电阻值为5.5GΩ以上且8.0GΩ以下是用于进行正常的运转的允许范围。
然而，若在喷射电极1与基准电极2之间产生漏电流等而使喷射电极1的电阻值低于某个值(在图5中为5.5GΩ)，则在喷射电极1与基准电极2之间不会形成适合于液体的喷雾的电场。在一般的自然环境下，若气温高，则湿度变高。而且，若湿度变高，则由于空气中的水分的影响，受到在喷射电极1的周围带电的电荷造成的影响从而变得容易产生漏电流。
像这样，在电流反馈控制中，存在如下课题，即，在喷射电极1的电阻值低于某个值的情况下，不易产生适合于喷雾的电场。
进而，电流反馈控制需要电流反馈控制电路，电流反馈控制电路需要防止静电放电以及过电压的结构。也就是说，在电流反馈控制中，还存在电路构造变得复杂、制造成本变高这样的课题。
另外，在喷射电极1的电阻值变得低于5.5GΩ的情况下，为了在喷射电极1与基准电极2之间形成适合的电场，可考虑将电流反馈控制切换为电压反馈控制(后述)这样的控制。
接着，电压反馈控制为了在各种各样的运转环境中给出良好的喷雾结果，需要提高输出电压。因此，在电压反馈控制中存在消耗电流变多这样的课题。此外，电压反馈控制需要电压反馈控制电路，因此存在电路构造变得复杂、制造成本变高这样的课题。
电流/电压反馈控制能够扩宽喷射电极1的电阻值的允许范围。另一方面，电流/电压反馈控制需要电流反馈控制电路以及电压反馈控制电路，因此存在电路构造变得复杂、制造成本变高这样的课题。
输出电力反馈控制是将喷射电极1中的、作为电流值与电压值之积的电力(输出电力)保持为恒定值的控制方法。输出电力反馈控制的电力效率低，且与电流/电压反馈控制相比，喷射电极1的电阻值的允许范围窄。这是因为，在喷射电极1的电阻值低于某个值时，输出电力低于可进行静电喷雾的水平。
上述的四种反馈控制在喷射电极1的电阻值处于允许范围内(在图5中为5.5GΩ以上且8.0GΩ以下)时示出良好的喷雾结果。其中，在成本方面以及消耗电力的观点上，可以说电流反馈控制最佳。通过图6对此进行说明。
图6是对电流反馈控制、电压反馈控制、电流/电压反馈控制、以及输出电力反馈控制各自示出喷射电极1的电阻值与喷射电极1中的电压值的关系的曲线图。图中，影线部分表示与喷射电极1的电阻值的允许范围(5.5GΩ以上且8.0GΩ以下)和电压范围对应的区域。
如图6所示，在喷射电极1的电阻值为5.5GΩ以上且8.0GΩ以下时，在使用了电流反馈控制的情况下喷射电极1的电压值变得最低，从消耗电力的观点出发，可以说电流反馈控制最佳。另一方面，在使用了电压反馈控制的情况下，喷射电极1的电压值变得最高，与电流反馈控制相比，消耗电力变多。
像这样，在喷射电极1的电阻值处于某个允许范围时，电流反馈控制是最佳的。
然而，电流反馈控制被发现如下的课题，即，在喷射电极1的电阻值比允许范围低时，在喷射电极1与基准电极2之间不会形成适合于静电喷雾的电场。发明人为了解决该课题，发现了输出电力控制这样的控制方法。以下，对输出电力控制进行说明。
(输出电力控制)
如图1所示，在静电喷雾装置100中，控制电路24基于上述的运转环境信息，对高电压产生装置22的振荡器221输出被设定为恒定的值的PWM信号。由此，在静电喷雾装置100中，高电压产生装置22的输出电力(更具体为从高电压产生装置22向喷射电极1供给的电力)变得恒定。
以后，将静电喷雾装置100的控制方法称为输出电力控制。在输出电力控制中，与喷射电极1以及基准电极2中的电流值以及电压值独立地，基于上述的运转环境信息，对高电压产生装置22的输出电力进行控制。
也就是说，输出电力控制的技术思想与通过进行对喷射电极1中的电流值与电压值之积的反馈控制而将输出电力控制为恒定的输出电力反馈控制不同。
在此，图7是示出输出电力控制以及输出电力反馈控制的情况下的喷射电极的电阻值与喷射电极的电压的关系的曲线图。如图所示，若输出电力反馈控制的设定值被设定得合适，则基于输出电力控制以及输出电力反馈控制的、喷射电极1的最大的电阻值(在图6中为8GΩ)下的喷射电极1的电压值均成为大约7kV。
然而，若喷射电极1的电阻值比8GΩ低，则基于输出电力控制的喷射电极1中的输出电压变得比基于输出电力反馈控制的输出电压高。这意味着，在喷射电极1的电阻值比8GΩ低的范围中，输出电力控制的静电喷雾性能变得比输出电力反馈控制的静电喷雾性能高。
进而，输出电力控制不需要反馈电路，能够简化电路构造，能够大幅降低静电喷雾装置100的制造成本。
图8是示出从电源21向高电压产生装置22的输入电力与PWM信号的占空因数的关系的曲线图。在制作了图8的曲线图之后，首先，通过几种模式对PWM信号的占空因数的设定值进行变更。然后，测定与变更后的设定值对应的电池的消耗电流。接着，通过(消耗电流)×(电池电压)算出从电源21向高电压产生装置22的输入电力，并将该输入电力相对于PWM信号的占空因数进行描绘。
如图所示，输入电力与PWM信号的占空因数处于比例的关系。据此可理解，经由PWM信号的占空因数的设定，能够进行高电压产生装置22的输出电力的控制。这是因为，高电压产生装置22的输出电力根据上述的输入电力而变化。另外，从控制向高电压产生装置22的输入电力这样的观点出发，本实施方式的输出电力控制也可以被称为输入电力控制。
接着，通过图9确认在电流反馈控制和输出电力控制中是否看到对喷雾量有意义的差异。图9是示出电流反馈控制以及输出电力控制各自的经过天数与喷雾量的关系的图。
实际的占空因数通过对喷雾的状态进行观察来决定。在图9中，为了不依赖于喷射电极1的电阻值而在喷射电极1中得到充分高的电压值，占空因数被设定为6.7％。此时，PWM周期为1.2ms，接通时间为80μs。
如图所示，电流反馈控制以及输出电力控制均与经过天数无关地保持着大约0.6g/天的喷雾量而进行推移。此外，关于双方的控制，作为标准偏差(σ)的2倍的2σ均与经过天数无关地推移了10％左右。也就是说，在喷雾量及其稳定性上，电流反馈控制以及输出电力控制未看到有意义的差异。
图10是示出电流反馈控制以及输出电力控制各自的经过天数与电池电压的关系的图。
如图所示，电流反馈控制的电池电压比输出电力控制的电池电压高。据此可知，输出电力控制的电力消耗量更高。但是，需要附带说明的是，即使是输出电力控制，在使用了两节单3电池的一个月期间的使用中，喷雾性能仍收敛在允许范围内。
接着，通过图11～图16对在不同的条件下使用输出电力控制进行了静电喷雾时的结果进行说明。在此，所谓不同的条件下，是(1)气温15℃且相对湿度35％、(2)气温25℃且相对湿度55％、(3)气温35℃且相对湿度75％。此外，图11、图13、图15分别是进行了10次喷雾时的平均值以及标准偏差(σ)的2倍值的曲线图。
图11是示出气温15℃且相对湿度35％下的经过天数与喷雾量的关系的图。图12是示出气温15℃且相对湿度35％下的喷雾天数与输出电力的关系的图。
图13是示出气温25℃且相对湿度35％下的经过天数与喷雾量的关系的图。图14是示出气温25℃且相对湿度35％下的喷雾天数与输出电力的关系的图。
图15是示出气温35℃且相对湿度75％下的经过天数与喷雾量的关系的图。图16是示出气温35℃且相对湿度75％下的喷雾天数与输出电力的关系的图。
如图11、图13、图15所示，在任一条件下，平均喷雾量均维持0.6g/天以上。据此可知，输出电力控制在各种各样的条件下均能够对所希望的量的液体进行喷雾。另外，越是高温多湿，标准偏差(σ)的2倍值的变动越大，变得不稳定。
此外，如图12、图14、图16所示，在任一条件下，输出电力均保持在5.0mW左右，在喷射电极1中可得到充分高的电压值。另外，越是高温多湿，输出电力越稳定地超过5.0mW。
(占空因数的设定)
接着，使用图17对不同的条件下的最佳的占空因数进行说明。图17是示出使占空因数变化为6.7％、13.3％、3.3％时的气温15℃且相对湿度35％、气温25℃且相对湿度55％、气温35℃且相对湿度75％下的经过天数与喷雾量的关系的曲线图。
在获取本数据时，在喷射电极1中对输出电压以及电流值进行计测，并通过电源装置3记录了其结果。输出电力作为喷射电极1中的输出电压与电流值之积而获取。输出电力是通过静电喷雾而消耗的电力的总计，具体地，是使液滴带正电所需的电力和生成带负电的离子流所需的电力的合计值。
根据上述的数据获取的结果，在高湿度下输出电力变高。认为这是在喷射电极1的周围的电介质带电的电荷造成的影响。此外，为了在高湿度下提高喷雾特性，优选提高输出电力。这是为了增强喷射电极1的周边的电场而生成充分的离子流。
若对三种条件下的喷雾结果进行比较，则气温35℃且相对湿度75％的高湿度下的喷雾特性变化得最复杂。作为其主要原因，可想到在喷射电极1的周围的电介质带电的电荷造成的影响。另一方面，气温15℃且相对湿度35％、气温25℃且相对湿度55％下的喷雾特性稳定，变化得不那么大。
接着，对使占空因数变化为6.7％、13.3％、3.3％时的喷雾结果进行说明。
在试验开始后的最初的6天，将占空因数设定为6.7％(PWM周期为1.2ms，接通时间为80μs)。接下来，从试验开始第6天起至第16天为止，将占空因数设定为13.3％(PWM周期为1.2ms，接通时间为160μs)。进而，在试验开始第16天以后，将占空因数设定为3.3％(PWM周期为1.2ms，接通时间为40μs)。
根据图17的结果，在将占空因数设定为13.3％时，喷雾的稳定性变得最良好。认为这是因为，在喷射电极1的周围的电介质带电的电荷造成的影响最小。另一方面，在将占空因数设定为3.3％时，喷雾的稳定性变得最低。这是因为，在喷射电极1的周围的电介质带电的电荷造成的影响变得最大，气温35℃且相对湿度75％的高湿度下的喷雾特性显著地受到影响。
根据该结果，可以说以下情况。也就是说，即使不使用反馈控制，通过输出电力控制也能够稳定地得到所希望的喷雾量。此时，通过将占空因数设定得高，减轻在喷射电极1的周围的电介质带电的电荷造成的影响，从而即使在高湿度条件下，也能够进一步提高喷雾的稳定性。
(补偿方案)
在图17中，示出了通过提高PWM信号的占空因数的设定值来抑制喷雾变动。
然而，若提高PWM信号的占空因数，则消耗电流变多。通过图18对此进行说明。图18是示出将占空因数设定为13.3％时的气温15℃且相对湿度35％、气温25℃且相对湿度55％、气温35℃且相对湿度75％下的经过天数与喷雾量的关系的曲线图。
像使用图18说明的那样，在将占空因数设定为13.3％时，气温35℃且相对湿度75％的高湿度下的喷雾状态稳定。此外，在将占空因数设定为13.3％时，气温15℃且相对湿度35％、气温25℃且相对湿度55％这样的湿度条件下的喷雾特性也稳定。
然而，在气温15℃且相对湿度35％、气温25℃且相对湿度55％下，历经长时间在低温度下施加高电压，电源装置3的消耗电流变多。其结果是，可设想用两节单3电池的连续运转期间不满30天。图18示出在使用两节单3电池来运转静电喷雾装置时，在气温15℃且相对湿度35％的条件下成为不足15天的运转天数，在气温25℃且相对湿度55％的条件下成为不足20天的运转天数。预先积蓄在电池的电力量是有限的，因此若运转天数短，则将对利用者要求过度的电池更换。
因此，发明人研究了即使在低温度下也抑制消耗电流的补偿方案。该补偿方案着眼于以下方面进行了研究，即，在高湿度条件下，优选提高PWM信号的占空因数，且气温越高，湿度也越高。
具体地，在静电喷雾装置100中，控制电路24可以基于以下的式(1)，即，
[数学式3]
Figure BDA0001982825000000211
Sprayperiod(T)：温度T下的以静电喷雾装置100将液体进行喷雾的时间和停止喷雾的时间为一个周期的喷雾时间(s)；
T：气温(℃)；
T0：初始设定温度(℃)；
Sprayperiod_compensation_rate：喷雾时间补偿率(-)；
Sprayperiod(T0)：初始设定温度T0下的以静电喷雾装置100将液体进行喷雾的时间和停止喷雾的时间为一个周期的喷雾时间(s)；
决定喷雾时间(喷雾间隔)Sprayperiod(T)。
此外，在静电喷雾装置100中，控制电路24也可以基于以下的式(2)，即，
[数学式4]
Figure BDA0001982825000000212
PWM_ON_time(T)：PWM信号的接通时间(μs)；
PWM_compensation_rate：PWM补偿率(/℃)；
PWM_ON_time(T0)：初始设定温度T0下的PWM信号的接通时间(μs)；
时间和停止喷雾的时间为一个周期的喷雾时间(s)；
决定PWM信号的接通时间(使PWM信号接通的时间)PWM_ON_time(T)。
上述的式(1)以及式(2)是表示补偿方案的式子，用于气温T为10℃以上且40℃以下的情况。另外，虽然在图17等中例示了气温T为15℃以上且35℃以下的情况，但是本申请的发明人已确认，在气温T为(i)10℃以上且15℃以下的情况、以及(ii)35℃以上且40℃以下的情况下，也能够应用上述的式(1)以及式(2)。
气温T可以由在图1记载的温度传感器251获取，也可以从外部的温度计获取。而且，如上所述，运转环境信息中包括温度信息(表示气温T的信息)。
该温度信息从温度传感器251或者外部的温度计发送到微处理器241。微处理器241将该温度信息插入到式(1)以及式(2)来运算Sprayperiod(T)以及PWM_ON_time(T)。
式(1)中的初始设定温度T0(℃)、喷雾时间补偿率(-)、Sprayperiod(T0)、以及式(2)中的PWM_compensation_rate：/℃、PWM_compensation_rate：/℃可以预先输入到微处理器241。各个值可以保存在控制电路24的内部存储器等。
例如，在式(1)中，设T0＝15℃、Sprayperiod_compensation_rate＝3.311/℃。此外，Sprayperiod(T0)在15℃设为171.6(s)。
同样地，在式(2)中，例如，设PWM_compensation_rate＝5/℃。此外，PWM_ON_time(T0)在15℃设为80(μs)。
式(1)以及式(2)所示的补偿方案伴随着气温的变化来设定PWM信号的占空因数的设定值。也就是说，若气温上升，则提高PWM信号的占空因数的设定值，若气温下降，则降低PWM信号的占空因数的设定值。通过使用该补偿方案，从而即使是在喷射电极1与基准电极2之间产生漏电流而使喷射电极1的电阻值成为1GΩ以上且5.5GΩ以下的范围那样的情况，也能够在喷射电极1与基准电极2之间形成强的电场。也就是说，即使在电介质带电的电荷的影响波及到在喷射电极1与基准电极2之间形成的电场，也能够通过对高电压产生装置22的振荡器221输出被设定为恒定的值的PWM信号的输出电力控制来保持喷雾的稳定性。
另外，如果气温不变化，则PWM信号的占空因数的设定值不变。故此，静电喷雾装置100还能够按每个气温使用与该气温对应的PWM信号的占空因数的设定值进行输出电力控制。
图19是示出将占空因数设定为13.3％且应用了补偿方案时的气温15℃且相对湿度35％、气温25℃且相对湿度55％、气温35℃且相对湿度75％下的经过天数与喷雾量的关系的曲线图。
与图18进行对比可知，在气温15℃且相对湿度35％、以及气温25℃且相对湿度55％下的喷雾中，使用两节单3电池来运转静电喷雾装置时，在维持良好的喷雾状态的同时运转天数变长。这意味着，气温15℃且相对湿度35％、以及气温25℃且相对湿度55％下的喷雾中的消耗电流下降。另外，关于图19的数据，在式(1)中，设T0＝15℃、Sprayperiod_compensation_rate＝3.311/℃，Sprayperiod(T0)在15℃设为171.6(s)。此外，在式(2)中，设PWM_compensation_rate＝5/℃，PWM_ON_time(T0)在T0＝15℃设为80(μs)。
在此，静电喷雾装置100也可以将液体的粘度特性也考虑在内而对如下的补偿方案进行组合。具体地，关于液体，若气温下降，则粘度上升，若气温上升，则粘度下降。因此，在气温上升的情况下，例如，控制电路24降低Sprayperiod(T)的设定值。由此，在气温变高的情况下，可抑制电池的电力消耗。另一方面，在气温上升的情况下，例如，控制电路24提高PWM_ON_time。由此，若气温变高，则电池的电力消耗提高。构筑如下的补偿方案，即，在取得这两者的平衡的同时跨越宽幅的气温范围而成为最佳的电力消耗量。此外，通过该方案，在高温条件下，可适度地抑制液体的喷雾量。
像这样，也能够应用将液体的粘度特性也考虑在内的补偿方案。同样地，也能够应用基于静电喷雾装置100的周围的湿度、压力(大气压)、贮留在静电喷雾装置100的液体量这样的信息的补偿方案。
此外，也能够进一步使用表示静电喷雾装置100的周围环境的信息(运转环境信息的一个方式)中包含的、温度信息以外的信息(例：表示湿度、压力、粘度的信息)进行输出电力控制。或者，也可以仅使用温度信息以外的信息进行输出电力控制。
图20是示出在上述的图19中使用的PWM信号的设定的图。在图20中，横轴表示气温(温度)T。此外，分别地，左端的纵轴表示PWM_ON_time(T)，右端的纵轴表示PWM信号的占空因数(PWM duty(PWM占空比))。另外，在图20中，也与图19同样地，T0＝15℃，PWM_compensation_rate＝5/℃。
如图20所示，已确认，通过根据气温T对PWM信号的占空因数进行调整，从而在15℃～35℃的温度范围中可保持喷雾的稳定性。
除此以外，已确认，通过图20所示的PWM信号的占空因数的调整，在T＝15℃、25℃、35℃的各气温下，从喷射电极1的前端部5进行喷雾的液体的形状成为泰勒锥状。即，确认了15℃～35℃的温度范围中的良好的喷雾状态以及喷雾量的稳定。
(基于电池电压的补偿的一个例子)
在上述的例子中，对运转环境信息包括表示气温T的信息(表示静电喷雾装置100的周围环境的信息的具体例)的情况下的补偿方法进行了叙述。接下来，对运转环境信息包括表示电源21的动作状态的信息(例：电压/电流传感器255的测定结果)的情况下的补偿方法进行例示。
例如，运转环境信息作为表示电源21的动作状态的信息可以包括表示从电源21向高电压产生装置22供给的电压以及电流中的至少一方的大小的信息。以下，对运转环境信息是表示从电源21向高电压产生装置22供给的电压(电池电压)的大小的信息的情况进行例示。另外，电池电压可以通过电压/电流传感器255来测定。
图21是示出基于电池电压的补偿的一个例子的图。在图21中，横轴表示电池电压。此外，分别地，左端的纵轴表示喷射电极1的电压，右端的纵轴表示PWM信号的占空因数(PWMduty(PWM占空比))。另外，设电池电压的初始值为3.2V。
如上所述，电池电压伴随着时间的经过而慢慢地下降。因此，如图21的“无PWM补偿”的图例所示，如果不调整PWM信号的占空因数，则伴随着电池电压的下降，喷射电极1的电压也会下降。因此，在电池电压变低某种程度的情况下，喷雾的稳定性有可能受损。
因此，本申请的发明人新发现了如图21的“有PWM补偿”的图例所示地伴随着电池电压的下降而对PWM信号的占空因数进行调整的补偿方案。
具体地，控制电路24对PWM信号的占空因数进行调整，使得若电池电压下降则提高该占空因数。由此，即使电池电压伴随着时间的经过而下降，也能够将喷射电极1的电压保持为恒定(大约6kV)，因此能够保持喷雾的稳定性。
(静电喷雾装置100的效果)
像以上那样，在本实施方式的静电喷雾装置100中，控制电路24与喷射电极1以及基准电极2中的电流值以及电压值独立地，基于表示(i)静电喷雾装置100的周围环境、以及(ii)电源21的动作状态中的至少任一者的运转环境信息，对高电压产生装置22的输出电力进行控制。由此，能够通过简易的构造来实现喷雾稳定性优异的静电喷雾装置。
另外，虽然在本实施方式中例示了通过调整PWM信号的占空因数来进行输出电力控制的情况，但是如以下的实施方式2所述，也能够通过PWM以外的方式进行输出电力控制。
(实施方式2)
以下，基于图22以及图23对本发明的实施方式2进行说明。
图22是本实施方式的静电喷雾装置100a的结构图。另外，以下，仅对与图1的静电喷雾装置100的不同点进行说明。
如图22所示，静电喷雾装置100a与实施方式1的静电喷雾装置的不同点在于，(i)具备变换电路26，(ii)不从控制电路24对振荡器221输出PWM信号。像以下叙述的那样，静电喷雾装置100a以通过PWM以外的方式进行输出电力控制为目的来构成。
变换电路26是对从电源21向高电压产生装置22供给的电压的大小进行变换的电路。变换电路26例如是DC/DC转换器。此外，变换电路26设置在电源21与高电压产生装置22之间。
具体地，变换电路26将从电源21输入的直流电压V1(作为输入电压的电池电压)变换为大小不同的直流电压V2(输出电压)。然后，变换电路26将该电压V2供给到高电压产生装置22(更具体为振荡器221)。在此，将K＝V2/V1称为变换电路26中的电压的变换倍率。
图23是示出变压器222的输入电压(换言之，振荡器221的输出电压)与喷射电极1的电压之间的关系的图。在图23中，分别地，横轴表示变压器222的输入电压，纵轴表示喷射电极1的电压。此外，在图23中，对喷射电极1的电阻值为“4GΩ”、“5GΩ”、以及“6GΩ”这三种情况示出了变压器222的输入电压与喷射电极1的电压之间的关系。
如图23所示，关于喷射电极1的各电阻值，确认了随着变压器222的输入电压变小而喷射电极1的电压变小。同样地，确认了随着变压器222的输入电压变大而喷射电极1的电压变大。
因此，根据图23可理解，通过适当地调整变压器222的输入电压，从而能够将喷射电极1的电压保持为大致恒定的值(例：6kV)。换言之，即使不变更PWM信号的占空因数，也能够通过变更变压器222的输入电压来进行上述的输出电力控制。
基于这一点，本实施方式中的控制电路24构成为对变换电路26给予使上述的变换倍率K变化(增减)的指令。如上所述，振荡器221将输入到自身的直流电压(上述的电压V2)变换为交流电压，并将变换后的交流电压供给到变压器222。因此，通过变更电压V2的值，从而能够变更变压器222的输入电压。
在此，因为V2＝K×V1，所以如果通过控制电路24对上述的变换倍率K进行变更，则能够变更变压器222的输入电压。而且，如上所述，根据变压器222的输入电压来决定喷射电极1的电压。像这样，通过由控制电路24对变换倍率K进行变更，从而能够进行输出电力控制。
另外，关于基于控制电路24的变换倍率K的变更，与实施方式1的输出电力控制同样地，与喷射电极1以及基准电极2中的电流值以及电压值独立地基于上述的运转环境信息来进行。
作为一个例子，控制电路24中的变换倍率K的变更可以基于电池电压的大小(表示电源21的动作状态的信息的一个例子)来进行。此外，变换倍率K的变更也可以基于上述的气温T(表示静电喷雾装置100a的周围环境的信息的一个例子)来进行。此外，也可以基于电池电压的大小和气温T的双方来进行变换倍率K的变更。另外，如上所述，也可以进一步使用表示湿度、压力、液体的粘度等的信息进行变换倍率K的变更。
像以上那样，本实施方式的静电喷雾装置100a能够通过变更上述的变换倍率K来进行输出电力控制。即，静电喷雾装置100a能够通过变更PWM信号的占空因数以外的方法进行输出电力控制。根据静电喷雾装置100a，也与实施方式1同样地，能够通过简易的构造来实现喷雾稳定性优异的静电喷雾装置。
(附记事项)
本发明并不限定于上述的实施方式，能够在权利要求所示的范围内进行各种变更。即，关于将在权利要求所示的范围内适当地进行了变更的技术手段进行组合而得到的实施方式，也包含于本发明的技术范围。
产业上的可利用性
本发明涉及静电喷雾装置。
附图标记说明
1：喷射电极(第一电极)；
2：基准电极(第二电极)；
3：电源装置；
5：前端部；
6：喷射电极装配部；
7：基准电极装配部；
9：倾斜面；
10：电介质；
11、12：开口；
21：电源；
22：高电压产生装置(电压施加部)；
24：控制电路(控制部)；
25：反馈信息(运转环境信息)；
26：变换电路；
100、100a：静电喷雾装置；
221：振荡器；
222：变压器；
223：转换器电路；
231：电流反馈电路；
232：电压反馈电路；
241：微处理器；
251：温度传感器；
252：湿度传感器；
253：压力传感器；
254：关于液体的内容物的信息；
255：电压/电流传感器；
262：基准电极。

Claims (7)

1.一种静电喷雾装置，通过在第一电极与第二电极之间施加电压，由此从该第一电极的前端将液体进行喷雾，其特征在于，具备：
电压施加部，在上述第一电极与上述第二电极之间施加上述电压；以及
控制部，基于表示(i)静电喷雾装置的周围环境以及(ii)对静电喷雾装置供给电力的电源的动作状态中的至少一者的运转环境信息，对上述电压施加部的输出电力进行控制，
上述控制部与上述第一电极以及上述第二电极中的电流值以及电压值独立地对上述输出电力进行控制，
上述运转环境信息包括表示静电喷雾装置周围的气温的信息，
上述控制部根据PWM信号的占空因数对上述输出电力进行控制，且
若上述气温变高，则提高上述PWM信号的占空因数，
若上述气温变低，则降低上述PWM信号的占空因数，
上述控制部基于以下的式(1)来决定以静电喷雾装置将上述液体进行喷雾的时间以及停止喷雾的时间为一个周期的喷雾间隔，
Figure FDA0003007079550000011
在此，
Sprayperiod(T)：温度T下的以静电喷雾装置将液体进行喷雾的时间以及停止喷雾的时间为一个周期的喷雾间隔，s；
T：气温，℃；
T0：初始设定温度，℃；
Sprayperiod_compensation_rate：喷雾间隔补偿率，/℃；
Sprayperiod(T0)：初始设定温度T0下的以静电喷雾装置将液体进行喷雾的时间以及停止喷雾的时间为一个周期的喷雾间隔，s。
2.根据权利要求1所述的静电喷雾装置，其特征在于，
上述电压施加部具备：
振荡器，将从上述电源供给的直流电流变换为交流电流；
变压器，与上述振荡器连接，对电压的大小进行变换；以及
转换器电路，与上述变压器连接，将交流电流变换为直流电流，
上述控制部向上述振荡器输出将占空因数设定为恒定的脉冲宽度调制信号即PWM信号。
3.根据权利要求1或2所述的静电喷雾装置，其特征在于，
上述运转环境信息作为表示上述周围环境的信息，还包括表示静电喷雾装置周围的湿度、压力以及上述液体的粘度中的至少一个的信息。
4.根据权利要求1所述的静电喷雾装置，其特征在于，
上述控制部基于以下的式(2)来决定使上述PWM信号接通的时间，
Figure FDA0003007079550000021
在此，
PWM_ON_time(T)：PWM信号的接通时间，μs；
T：气温，℃；
T0：初始设定温度，℃；
PWM_compensation_rate：PWM补偿率，/℃；
PWM_ON_time(T0)：初始设定温度T0下的PWM信号的接通时间，μs。
5.根据权利要求1所述的静电喷雾装置，其特征在于，
若上述气温变高，则上述控制部增大以静电喷雾装置将液体进行喷雾的时间以及停止喷雾的时间为一个周期的喷雾间隔，且提高上述PWM信号的占空因数，
若上述气温变低，则上述控制部减小以静电喷雾装置将液体进行喷雾的时间以及停止喷雾的时间为一个周期的喷雾间隔，且降低上述PWM信号的占空因数。
6.根据权利要求1或2所述的静电喷雾装置，其特征在于，
上述运转环境信息作为表示上述电源的动作状态的信息，包括表示从上述电源向上述电压施加部供给的电压以及电流中的至少一者的大小的信息。
7.根据权利要求1所述的静电喷雾装置，其特征在于，
上述静电喷雾装置还具备：变换电路，对从上述电源向上述电压施加部供给的电压的大小进行变换，
上述变换电路设置在上述电源与上述电压施加部之间，
上述控制部通过对该变换电路给予使上述变换电路中的上述电压的变换倍率增减的指令，由此对上述输出电力进行控制。
CN201780053831.7A 2016-09-05 2017-09-04 静电喷雾装置 Active CN109641223B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016172888 2016-09-05
JP2016-172888 2016-09-05
PCT/JP2017/031736 WO2018043735A1 (ja) 2016-09-05 2017-09-04 静電噴霧装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109641223A CN109641223A (zh) 2019-04-16
CN109641223B true CN109641223B (zh) 2021-08-06

Family

ID=61301233

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780053831.7A Active CN109641223B (zh) 2016-09-05 2017-09-04 静电喷雾装置

Country Status (9)

Country Link
US (1) US10994292B2 (zh)
EP (1) EP3508277A4 (zh)
JP (1) JP6994463B2 (zh)
CN (1) CN109641223B (zh)
AU (1) AU2017319627B2 (zh)
BR (1) BR112019003627B1 (zh)
MX (1) MX2019002361A (zh)
TW (1) TW201815478A (zh)
WO (1) WO2018043735A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3108046B1 (fr) * 2020-03-11 2023-02-10 Exel Ind Pulvérisateur, installation comportant un tel pulvérisateur et procédé associé
AU2021318916A1 (en) * 2020-07-28 2023-02-23 Syngenta Crop Protection Ag Plant injection apparatus and method
CN116262152A (zh) * 2021-12-15 2023-06-16 深圳摩尔雾化健康医疗科技有限公司 雾化量的控制方法、装置以及雾化装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2736650A1 (en) * 2011-07-29 2014-06-04 Sumitomo Chemical Company Limited Electrostatic atomizer, and method for electrostatically atomizing by use of the same
CN104192310A (zh) * 2014-09-02 2014-12-10 太仓市金港植保器械科技有限公司 一种静电喷雾装置及航空静电喷雾装置和静电喷雾方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IE45426B1 (en) * 1976-07-15 1982-08-25 Ici Ltd Atomisation of liquids
GB0115355D0 (en) * 2001-06-22 2001-08-15 Pirrie Alastair Vaporization system
JP4665839B2 (ja) * 2006-06-08 2011-04-06 パナソニック電工株式会社 静電霧化装置
CN101245531B (zh) 2006-10-06 2012-11-28 格罗兹-贝克特公司 用于纺织物加工的喷嘴条
JP2011073617A (ja) * 2009-09-30 2011-04-14 Panasonic Electric Works Co Ltd 車両用の静電霧化装置
US8861228B2 (en) * 2009-12-07 2014-10-14 Durr Systems Gmbh High voltage controller with improved monitoring and diagnostics
JP2011173085A (ja) * 2010-02-25 2011-09-08 Hitachi High-Technologies Corp Ｅｓｄ装置及びｅｓｄ方法
CN202129158U (zh) 2011-06-09 2012-02-01 邱士峰 置地式洒水器
JP5968716B2 (ja) 2012-08-01 2016-08-10 住友化学株式会社 静電噴霧装置
WO2014112447A1 (ja) * 2013-01-15 2014-07-24 住友化学株式会社 静電噴霧装置、および静電噴霧装置の制御方法
JP6199047B2 (ja) * 2013-02-28 2017-09-20 Hoya株式会社 磁気ディスク用ガラス基板の製造方法
JP6104640B2 (ja) 2013-03-01 2017-03-29 住友化学株式会社 静電噴霧装置
JP2014233667A (ja) * 2013-05-31 2014-12-15 住友化学株式会社 静電噴霧装置、および静電噴霧装置の制御方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2736650A1 (en) * 2011-07-29 2014-06-04 Sumitomo Chemical Company Limited Electrostatic atomizer, and method for electrostatically atomizing by use of the same
CN104192310A (zh) * 2014-09-02 2014-12-10 太仓市金港植保器械科技有限公司 一种静电喷雾装置及航空静电喷雾装置和静电喷雾方法

Also Published As

Publication number Publication date
TW201815478A (zh) 2018-05-01
US20190184412A1 (en) 2019-06-20
CN109641223A (zh) 2019-04-16
AU2017319627B2 (en) 2022-09-15
BR112019003627B1 (pt) 2022-07-19
WO2018043735A1 (ja) 2018-03-08
AU2017319627A1 (en) 2019-04-04
BR112019003627A2 (pt) 2019-05-21
JP6994463B2 (ja) 2022-01-14
EP3508277A4 (en) 2020-05-06
JPWO2018043735A1 (ja) 2019-06-24
MX2019002361A (es) 2019-06-17
US10994292B2 (en) 2021-05-04
EP3508277A1 (en) 2019-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105073271B (zh) 静电喷雾装置
US9937508B2 (en) Electrostatic spraying device and method for controlling electrostatic spraying device
CN109641223B (zh) 静电喷雾装置
KR101942124B1 (ko) 정전 분무 장치 및 그 정전 분무 장치를 이용하여 정전 분무를 하는 방법
EP3575002A1 (en) Electrostatic atomization device, information processing terminal, control method, and control program
WO2014112447A1 (ja) 静電噴霧装置、および静電噴霧装置の制御方法
EP2946839B1 (en) Electrostatic atomizer
TW201829070A (zh) 靜電噴霧裝置、資訊處理終端、電壓調整方法、及電腦可讀取記錄媒體
JP2014176833A (ja) 静電噴霧装置
JP2014233667A (ja) 静電噴霧装置、および静電噴霧装置の制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant