JP2005028325A - Electrostatic atomizing apparatus provided with negative ion generating function and air conditioner provided with the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マイナスイオンの発生機能を備えた静電霧化装置及びこれを備えた空気調和機に関する。 The present invention relates to an electrostatic atomizer having a function of generating negative ions and an air conditioner including the electrostatic atomizer.
ミストを発生させる霧化装置として、特許第3260150号公報(特許文献1)に示されているような静電霧化装置がある。これは水を収容した水タンクと、水タンク内の水を毛細管現象で吸い上げて先端の針状霧化部に導く吸水体と、吸水体の針状霧化部に対向する対向電極と、水タンク内の水もしくは吸水体で保持されている水に印加電極を介して電圧を印加する高圧発生回路とからなり、対向電極との間の放電箇所となる吸水体の針状霧化部に存在する水にレイリー分裂を起こさせて霧化することでミストを発生させるものである。 As an atomizer that generates mist, there is an electrostatic atomizer as disclosed in Japanese Patent No. 3260150 (Patent Document 1). This includes a water tank containing water, a water absorbing body that sucks water in the water tank by capillary action and leads it to a needle-shaped atomizing portion at the tip, a counter electrode that faces the needle-shaped atomizing portion of the water absorbing body, It consists of a high-voltage generating circuit that applies a voltage to the water in the tank or the water held by the water absorber through the applied electrode, and is present in the needle-like atomization part of the water absorber that becomes the discharge point between the counter electrode The mist is generated by causing Rayleigh splitting in the water to be atomized and atomizing.
また、マイナスイオンを発生させるマイナスイオン発生装置も良く知られている。これは対向電極と対向する針状電極であるイオン化針に高圧の負電圧を印加させてコロナ放電を行わせることでマイナスイオンを発生させるものである。
ここにおいて、上記静電霧化装置における対向電極に、印加電極に接続された吸水体の針状霧化部に加えてイオン化針も対向させ、対向電極を接地し、印加電極及びイオン化針に負の高電圧を加えるならば、マイナスイオンの発生機能を備えた静電霧化装置を少ない部品数で得ることができる。 Here, in addition to the needle-like atomization portion of the water absorbent connected to the application electrode, the ionization needle is also opposed to the counter electrode in the electrostatic atomizer, the counter electrode is grounded, and the application electrode and the ionization needle are negative. Thus, an electrostatic atomizer having a function of generating negative ions can be obtained with a small number of parts.
しかし、マイナスイオンを発生させるのに必要な電圧よりも、静電霧化に必要な電圧の方が高いことから、静電霧化を行う時にはマイナスイオンを発生させる時よりも高い電圧を供給しなくてはならない。そして、イオン化針と対向電極との間に必要以上の高電圧を印加すると、オゾンの発生を招いてしまう。 However, since the voltage required for electrostatic atomization is higher than the voltage necessary for generating negative ions, a higher voltage than that for generating negative ions is supplied when electrostatic atomization is performed. Must-have. If a voltage higher than necessary is applied between the ionization needle and the counter electrode, ozone is generated.
ここにおいて、静電霧化の発生と、マイナスイオンの発生とをスイッチで選択できるようにして、この選択操作に応じて上記電圧を変更すればよいのであるが、静電霧化のために用いている吸水体は、上述のように水タンク内の水を毛細管現象で吸い上げて先端の針状霧化部に導くものであり、従って水タンクに水を補給した直後に静電霧化のためのスイッチを入れて、静電霧化用の高電圧を供給しても、この時点では吸水体に水が十分に吸い上げられていないことから、静電霧化機能が働かず、イオン化針と対向電極との間に必要以上の高電圧が供給されてオゾンを発生させてしまうことになる。 Here, the generation of electrostatic atomization and the generation of negative ions can be selected with a switch, and the voltage may be changed in accordance with this selection operation, but it is used for electrostatic atomization. As described above, the water absorption body sucks up the water in the water tank by capillary action and guides it to the needle-shaped atomization section at the tip. Therefore, immediately after replenishing the water tank with water, Even if a high voltage for electrostatic atomization is supplied and water is not sufficiently sucked up by the water absorbing body at this point, the electrostatic atomization function does not work and it faces the ionization needle. High voltage more than necessary is supplied between the electrodes and ozone is generated.
また、水タンク内の水がなくなるとともに吸水体が保持している水が無くなった時にも同様の事態を招く。 Moreover, the same situation is caused when the water in the water tank runs out and the water held by the water absorbing body runs out.
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、静電霧化とマイナスイオンの発生とについての部品の共用化を図りつつ、静電霧化とマイナスイオンの発生のいずれの動作も適切に行わせることができるマイナスイオン発生機能付き静電霧化装置及びこれを備えた空気調和機を提供することを課題とするものである。 The present invention has been made in view of the above points, and it is possible to appropriately perform any operation of electrostatic atomization and generation of negative ions while sharing parts for electrostatic atomization and generation of negative ions. It is an object of the present invention to provide an electrostatic atomizer with a negative ion generation function that can be performed and an air conditioner including the same.
本発明にかかるマイナスイオン発生機能付き静電霧化装置は、水保持部に負電圧を印加する印加電極と、接地されている対向電極と、上記水に接触しているとともに上記対向電極に先端の針状霧化部を対向させて水保持部から吸い上げた水を静電霧化させる吸水体と、上記印加電極に接続されて上記対向電極との間のコロナ放電でマイナスイオンを発生させるイオン化針と、印加電極及びイオン化針と対向電極との間に高電圧を供給する高電圧回路とを備えるとともに、上記高電圧回路は、吸水体への水供給状況に応じて印加電極及びイオン化針に供給する電気エネルギーを変更するものであることに特徴を有して、水の関係で静電霧化を行えない状況下ではマイナスイオン発生に適した電気エネルギーを供給するようにしたものである。 An electrostatic atomizer with a negative ion generating function according to the present invention includes an application electrode that applies a negative voltage to a water holding unit, a grounded counter electrode, and a tip of the counter electrode that is in contact with the water. Ionization that generates negative ions by corona discharge between the water-absorbing body that electrostatically atomizes the water sucked up from the water holding section with the needle-shaped atomizing section facing each other and the application electrode. A high voltage circuit that supplies a high voltage between the needle, the application electrode and the ionization needle and the counter electrode, and the high voltage circuit is applied to the application electrode and the ionization needle in accordance with the state of water supply to the water absorber. It is characterized in that the electric energy to be supplied is changed, and electric energy suitable for generating negative ions is supplied in a situation where electrostatic atomization cannot be performed due to water.
上記高電圧回路は、静電霧化機能のオン操作に対して所定時間だけ上記電気エネルギーを低く保ち、その後、静電霧化に必要な値とするものや、静電霧化に供する水の有無を検知する検知手段の出力に応じて上記電気エネルギーを変更するものを好適に用いることができる。 The high voltage circuit keeps the electric energy low for a predetermined time with respect to the on operation of the electrostatic atomization function, and then sets the value necessary for electrostatic atomization or water used for electrostatic atomization. What changes the said electrical energy according to the output of the detection means which detects presence or absence can be used suitably.
そして本発明に係る空気調和機は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の静電霧化装置を加湿用のミスト発生手段として備えていることに特徴を有している。 And the air conditioner which concerns on this invention has the characteristics in having the electrostatic atomizer of any one of Claims 1-3 as a mist generating means for humidification.
本発明におけるマイナスイオン発生機能付き静電霧化装置においては、水が吸水体に達していない状況下ではマイナスイオン発生に適した電気エネルギーが供給されるために、オゾンの発生を招いてしまうようなことがないものである。 In the electrostatic atomizer with a negative ion generation function in the present invention, since electric energy suitable for negative ion generation is supplied in a situation where water does not reach the water absorbing body, generation of ozone may be caused. There is nothing wrong.
また、本発明に係る空気調和機においては、マイナスイオン発生機能と静電霧化によるミストの発生機能を備えたものとなる上に、これら両機能が適切に働くものとなる。 In addition, the air conditioner according to the present invention has a function of generating negative ions and a function of generating mist by electrostatic atomization, and both these functions work appropriately.
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明すると、図2〜図4に静電霧化装置31の一例を、図5〜図7に上記静電霧化装置31を加湿用のミスト発生手段として備えた空気調和機(加湿機)1を示している。
Hereinafter, the present invention will be described based on an embodiment shown in the accompanying drawings. FIG. 2 to FIG. 4 show an example of an
上記静電霧化装置31は、多孔質体から成る複数本の棒状部材であり毛細管現象によって基端側から先端側へと水を搬送する吸水体40と、この吸水体40を保持し且つ該吸水体40が搬送する水に対して電圧を印加する印加電極41と、複数本の吸水体40の先端部と対向して位置する対向電極42と、印加電極41と対向電極42との間に高電圧を印加する高電圧回路(図示せず)と、印加電極41や対向電極42や吸水体40を内部に保持した筒状部材であり吸水体40の先端側前方にミスト吐出口18を開口させてある筐体部43とを備えている。
The
上記電霧化装置31において、吸水体40に水を保持させた状態で高電圧回路により印加電極41に高電圧を印加すると、吸水体40に保持された水には該吸水体40の先端の針状霧化部と対向電極42との間に発生する高電圧の電界により、静電霧化現象が生じる。即ち、吸水体40に保持される水は高帯電のミストとして対向電極42側に向けて放出され、ミスト吐出口18から外部に吐出されることとなる。なお、図2中の49はイオン化針で吸水体40と同じく印加電極41によって保持されており、印加電極41を通じて高電圧が印加された時、対向電極42との間でのコロナ放電によりマイナスイオンを発生させる。
In the
上記筐体部43の内部空間は、印加電極41を挟んで吸水体40の基端側の部分(即ち、吸水体40の上流側周辺部分)である結露空間45と、吸水体40の先端側の部分(即ち、吸水体40の下流側周辺部分)である霧化空間46とに大別される。上記筐体部43には、結露空間45と連通した蒸気導入パイプ47を外方に延設しており、この蒸気導入パイプ47の先端を蒸気発生部44に接続することで、該蒸気発生部44から発生した蒸気を蒸気導入パイプ47を介して結露空間45内に供給するようになっている。結露空間45は、該結露空間45内に供給された蒸気が環流される間に冷却され凝縮して水に戻るような環流空間50となっており、ここで得られた水が吸水体40の基端側に供給されるものである。
The internal space of the
また、本例においては、筐体部43の結露空間45内に、保水性があり毛細管現象を生じ得る吸水体39を吸水体40の基端側部分(即ち上流側部分)と接触するように設けており、結露空間45内で蒸気の凝縮により得られた水を吸水体39の毛細管現象により効率的に吸水体40に供給するようになっている。
Further, in this example, in the
また、上記筐体部43には、霧化空間46を外部に開放する通風接続口48を吸水体40の側方にて開口するように設けている。更に、筐体部43の外部には、通風接続口48を介して筐体部43内に空気を送り込む送風部29を設けており、筐体部43には、送風部29から通風接続口48を介して送り込まれる空気を吸水体40と対向電極42との隙間に導く送風経路38を形成しているので、図2中の矢印で示すように、該通風接続口48から導入した空気は吸水体40の先端部前方へと送り込まれ、ミスト吐出口18から吐出されるようになっている。この空気の流れに乗せて、静電霧化で生じた高帯電のミストをミスト吐出口18から外部に広範囲に拡散させることができる。
In addition, the
なお、送風経路38中には、通路接続口48と吸水体40との間に遮蔽板37を設けて、送風部29から送り込まれた空気が吸水体40に直接当ることなく迂回して吸水体40の先端部前方へと送り込まれるようにしているので、吸水体40からの自然蒸発による水の流出は防止されるものである。
In the
次に、上記静電霧化装置31を加湿用のミスト発生手段として備えた空気調和機1の構造について詳述する。空気調和機1のハウジング20には、正面に水位パネル24と操作部23とを設けており、両側面には可倒式の取っ手25を接続させており、また、背面には空気浄化用フィルタを内蔵したフィルタケースを設けている。空気調和機1の内部には、シャーシ4をハウジング20と接続させて設けている。
Next, the structure of the
シャーシ4には、釜6を下側に保持した釜固定リング7をパッキン5を介在させてねじ固定しており、釜6の外周面にはヒータ19を配置している。上記釜6及びヒータ19が蒸気発生部44となっており、この蒸気発生部44において釜6内に貯まった水をヒータ19への通電により加熱蒸発させて、粒径が数μm以上の蒸気を発生させるようになっている。
A
蒸気発生部44の斜め上方には、給水タンク8を着脱自在に装着しており、給水タンク8の下方には、給水タンク8を所定箇所に装着した状態で該給水タンク8と接続されるように、貯水部(図示せず)をシャーシ4に支持させて設けている。貯水部と釜6とは連通パイプ10により連通接続されており、給水タンク8に充填された水は、一旦貯水部9に貯められた後に連通パイプ10を通って釜6内に供給される。
A
蒸気発生部44の上方には、下方の開口した蒸気誘導筒14がシャーシ4に立設した状態で保持されている。蒸気誘導筒14の上部側面には接続口14aを開口させており、この接続口14aには、両端が開口した筒状の吐出パイプ16の一端16a側を連通接続させている。吐出パイプ16の他端16b側はハウジング20の正面から外部に突出させており、この外部に突出した他端16b側の開口が、空気調和機1の正面方向に開口する第二ミスト吐出口15となっている。
Above the
しかして、蒸気発生部44にて発生させた蒸気は、上記の蒸気誘導筒14と吐出パイプ16とから成る蒸気供給経路22を介して、空気調和機1の正面に設けた第二ミスト吐出口15から加湿用のミストとして正面方向に吐出される。
Thus, the steam generated by the
上記吐出パイプ16は略水平に設置されたものであり、吐出パイプ16の流路途中には、シャーシ4に支持される送風パイプ17を下方から上方へと貫通させている。送風パイプ17の吐出パイプ16内に位置する貫入部分17aの側面には、第二ミスト吐出口15側に向けてスリット状に開口する送風口11を設けており、また、送風パイプ17の上端部17bには、送風口12を上方に開口させ設けている。加えて、送風パイプ17の上記貫入部分17aより下側の部分には、該送風パイプ17とフィルタケースとを連通させる風路13を接続しており、送風パイプ17の下端開口には、上方に向けて送風を行うモータファン2を接続させているので、モータファン2を稼動させることで、フィルタケースから吸入された空気が空気浄化用フィルタにより浄化されたうえで、風路13及び送風パイプ17を通り、送風口11と送風口12の両側から吐出されるようになっている。
The
ここで、前記した静電霧化装置31は、筐体部43の通風接続口48内に送風パイプ17の上端部17bが挿入されるように、吐出パイプ16の上方に設置されているので、モータファン2により送られる空気の一部が、送風パイプ17の上端部17bの送風口12側を通って筐体部43内に導入され、送風経路38を通って吸水体40の先端部前方に送り込まれて、ミスト吐出口18から吐出される。このように、本例の空気調和機1においては、上記のモータファン2が、静電霧化装置31の筒体部43内に空気を送り込む送風部29となっている。静電霧化装置31は、筐体部43のミスト吐出口18を開口させてある先端部をハウジング20から外部に僅かに突出させて設置しているので、ミスト吐出口18から吐出される空気は、空気調和機1の外部へと吐出されるようになっている。また、送風口11側から吐出された空気は、吐出パイプ16を通過し第二ミスト吐出口15から外部に吐出されるものである。
Here, since the
また、静電霧化装置31は、吐出パイプ16の上方に設置された状態で、筐体部43の蒸気導入パイプ47の下端開口部が吐出パイプ16内に挿入されるようになっていることから、蒸気発生部44で発生させた蒸気の一部が、蒸気導入パイプ47を介して結露空間45内にまで供給される。
Further, the
上記構成の空気調和機1において、給水タンク8内に水を充填した状態で、蒸気発生部44と静電霧化装置31とを稼動させた場合(送風部29は非稼動状態)には、給水タンク8から蒸気発生部44に供給された水が加熱蒸発されて粒径が数μm以上の蒸気を発生させ、この蒸気を蒸気供給経路22(即ち蒸気誘導筒14及び吐出パイプ16)を通じて、空気調和機1の正面に設けた第二ミスト吐出口15から加湿用のミストとして正面方向に吐出させる。同時に、静電霧化装置31においては、蒸気発生部44にて生じた蒸気の一部を蒸気供給経路22の経路途中から蒸気導入パイプ47を介して導入し、この蒸気を筐体部43内の結露空間45内にて凝集して得た水を基に、上述した静電霧化現象により高帯電であり粒径が1〜数十nmのミストを発生させて空気調和機1の正面に設けたミスト吐出口18から正面方向に吐出させる。
In the
本例の空気調和機1の静電霧化装置31から発生するミストは、粒径が1〜数十nmであるから、室内の循環気流に乗って遠方にまで行き届くとともに、人体の角質層表面の隙間の奥にまで充分に水が供給されるものである。また、高帯電であることから皮膚への付着性能にも優れている。加えて、本例の空気調和機1においては、蒸気発生部44から発生する蒸気の一部も加湿用のミストとして直接外部に吐出されるので、部屋全体を短時間で所望の湿度にまで上昇させ且つ維持することが容易である。つまり、本例の空気調和機1は、蒸気発生部44から発生する蒸気の一部を粒径が数μm以上である比較的大径のミストとして直接暴露させ、これにより人体の肌や喉に対して短時間で飽和近くまで水を供給したうえで、蒸気発生部44から発生する蒸気の一部を結露させて得た水を基に静電霧化装置31で発生させた粒径が1〜数十nmの比較的小径である高帯電のミストを暴露させ、これにより人体の肌や喉の水分量を更に上昇させていくことができるものである。
Since the mist generated from the
次に、上記空気調和機1において、蒸気発生部44及び静電霧化装置31の稼動と共に、送風部29(即ちモータファン2)を稼動させた場合について述べる。この場合、既述したように、フィルタケースから吸入されて浄化された空気が送風パイプ17の送風口11と送風口12の両側から吐出され、送風口11から吐出された空気が吐出パイプ16を通過して第二ミスト吐出口15から外部に吐出され、また、送風口12から吐出された空気が静電霧化装置31の筐体部43内に送り込まれてミスト吐出口18から外部に吐出される。そして、この送風部29の稼動により第二ミスト吐出口15から外部に吐出される空気の流れが、同じく第二ミスト吐出口15から吐出されるミストを外方に向けて強力に誘引し、また、送風部29によりミスト吐出口18から外部に吐出される空気の流れが、同じくミスト吐出口18から吐出されるミストを外方に向けて強力に誘引するものである。
Next, in the
ところで、前述のように吸水体40が水を吸い上げて先端の針状霧化部にまで水を行き渡らせるまでには時間がかかる上に、上述のように、この静電霧化装置31を備えた空気調和機1では、蒸気発生部44での加熱蒸発により発生させた蒸気を静電霧化装置31への水供給用として用いていることから、静電霧化機能を働かせるスイッチを投入しても、実際に静電霧化がなされるまではかなりの時間(たとえば15分程度)かかるものであり、従って静電霧化のためのスイッチの投入直後から静電霧化に必要な高電圧を印加電極41に加えた場合、静電霧化がなされないだけでなく、前記イオン化針49と対向電極42との間にマイナスイオン発生には高すぎる電圧が印加されてオゾンが発生してしまうことになる。
By the way, as described above, it takes time for the
このために、ここでは図1に示すように、静電霧化のためのスイッチをオンにしても吸水体40に霧化用の水が行き渡るのに必要な時間が経過するまでは印加電極41への供給電圧をマイナスイオン発生に適した電圧V1に抑制し、上記時間が経過すれば、静電霧化に適した高電圧V2を印加電極41に供給するようにしているとともに、給水タンク8もしくは蒸気発生部44に設けた水検知手段(もしくは静電霧化装置1内に設けた水分センサー)が水を検知しなくなれば、印加電極41に供給する電圧を再度マイナスイオン発生用の電圧V1に下げるようにしている。
For this reason, as shown in FIG. 1, even if the switch for electrostatic atomization is turned on, the application electrode 41 is used until the time required for the water for atomization to reach the
つまり、静電霧化によるミスト発生が可能な状態では静電霧化用の電圧V2を印加電極41に供給し、静電霧化によるミスト発生ができない状態の時には、マイナスイオン発生用の電圧V1を印加電極41に供給することで、イオン化針49と対向電極42との間のコロナ放電によるマイナスイオン発生を行わせるようにしているものである。従って、静電霧化の発生とマイナスイオン発生とをいずれも適切に行わせることができる。
That is, when the mist can be generated by electrostatic atomization, the voltage V2 for electrostatic atomization is supplied to the application electrode 41. When the mist cannot be generated by electrostatic atomization, the voltage V1 for generating negative ions is used. Is supplied to the application electrode 41 to generate negative ions by corona discharge between the
なお、蒸気発生部44で発生させた蒸気を静電霧化用の水として利用するのではなく、静電霧化用の水を収容した水タンクから水を吸水体40で吸い上げて霧化を行うものにおいても本発明を適用することができるのはもちろんである。
Instead of using the steam generated by the
1 空気調和機
31 静電霧化装置
40 吸水体
41 印加電極
42 対向電極
44 蒸気発生部
45 結露空間
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