JP2005177685A

JP2005177685A - 静電霧化装置

Info

Publication number: JP2005177685A
Application number: JP2003425098A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Yamaguchi; 友宏山口; Hiroshi Suda; 洋須田; Takayuki Nakada; 隆行中田; Tomonori Tanaka; 友規田中
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2003-12-22
Filing date: 2003-12-22
Publication date: 2005-07-07

Abstract

【課題】吸水体に水に含まれるミネラル成分が析出付着しない静電霧化装置を提供する。
【解決手段】霧化させるための水を収容する水タンク１と、上記水に電圧を印加する印加電極２と、上記水に接触しているとともに一端に霧化部３１を備えている吸水体３と、吸水体３の上記霧化部３１に対向している対向電極４とを備えて、吸水体３が水タンク１から吸い上げた水を吸水体３の霧化部３１において静電霧化させる静電霧化装置において、電圧印加時と電圧非印加時とで吸水体の蒸散面積を変化させる可変手段５を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は電界によってミストを発生させる静電霧化装置に関するものである。

ミストを発生させる霧化装置として、静電霧化装置が知られている（例えば特許文献１参照）。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。
特許第３２６０１５０号公報

しかしながら、上述したような従来の静電霧化装置の場合、電圧を印加していない時には吸水体表面の水と接していない部分より吸水体中の水分が自然蒸発し、水の中に含まれるＣａ、Ｍｇ等のミネラル成分が空気中のＣＯ_２と反応し、吸水体の周囲にＣａＣＯ_３、ＭｇＯ等として析出付着を起こし、多孔質の吸水体の吸水スピードが遅くなって静電霧化が起こり難くなってしまい、永続的あるいはメンテレス（メンテナンスフリー）で使用することはできないという問題があった。

本発明はこのような点に鑑みなされたものであって、その目的とするところは吸水体に水に含まれるミネラル成分が析出付着しない静電霧化装置を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために請求項１に係る発明にあっては、霧化させるための水を収容する水タンク１と、上記水に電圧を印加する印加電極２と、上記水に接触しているとともに一端に霧化部３１を備えている吸水体３と、吸水体３の上記霧化部３１に対向している対向電極４とを備えて、吸水体３が水タンク１から吸い上げた水を吸水体３の霧化部３１において静電霧化させる静電霧化装置において、電圧印加時と電圧非印加時とで吸水体３の蒸散面積を変化させる可変手段５を設けて成ることを特徴とするものである。このような構成とすることで、電圧非印加時に吸水体３の蒸散面を小さく又は無くすことができて、吸水体３へのミネラル成分等の析出付着を抑えることができる。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、吸水体３を水タンク１内の水面に対して上下することで蒸散面積を変化させる可変手段５を設けて成ることを特徴とするものである。このような構成とすることで、吸水体３を上下することで蒸散面積を変化させることができる。

また、請求項３の発明は、請求項１の発明において、水タンク１に上下動自在に設けた可動底５４を上下して該水タンク１の水面を上下させることでこの水に浸る吸水体３の蒸散面積を変化させる可変手段５を設けて成ることを特徴とするものである。このような構成とすることで、水タンク１の可動底５４を上下することで蒸散面積を変化させることができる。

また、請求項４の発明は、請求項１の発明において、吸水体３を水タンク１内の水面に対して上下するとともに、水タンク１に上下動自在に設けた可動底５４を上下して該水タンク１の水面を上下させることでこの水に浸る吸水体３の蒸散面積を変化させる可変手段５を設けて成ることを特徴とするものである。このような構成とすることで、吸水体３を上下するとともに、水タンク１の可動底５４を上下することで蒸散面積を変化させることができる。

本発明にあっては、電圧非印加時に吸水体の蒸散面を小さく又は無くすことができて、電圧非印加時に蒸散面積を小さくしないものと比べて吸水体へのミネラル成分等の析出付着を抑えることができて、多孔質の吸水体の吸水スピードが遅くなって静電霧化が起こり難くなってしまうのを防止して、永続的あるいはメンテレス（メンテナンスフリー）での使用を可能とする。

以下、本発明の静電霧化装置を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。

静電霧化装置は、図１に示すように、霧化させることになる水を収容した水タンク１を下部に備えたもので、円筒状で且つ周面に通風孔１２が開口するホルダー１０と、該ホルダー１０の上部に配された対向電極４と、ホルダー１０の下部に嵌め込まれて水に対する電圧印加を担う印加電極２と、この印加電極２によって保持されている複数本の棒状をした吸水体３と、同じく印加電極２によって保持されているイオン化針６とで構成されており、カップ状に形成されている上記水タンク１は、その上端開口縁の外面の突起１１が上記ホルダー１０の下部に装着されている印加電極２の外周フランジ部２３に設けられている係合凹所２４にバヨネット係合することで取り付けられている。水タンク１には、該水タンク１の側壁の上端部に形成した注水口より注水する。なお、本実施形態では水を霧化させるが、水の替わりに水溶液や他の液体を霧化させるものであってもよい。

対向電極４と印加電極２は共にカーボンのような導電材を混入した合成樹脂やＳＵＳのような金属で形成されることで導電性を有しているもので、ホルダー１０の上部に被せられる対向電極４はその外周面に形成された接続用突部４１の外面に接触する接地用接触板を通じて接地される。ホルダー１０の下部内に嵌め込み固定されてホルダー１０内面のリブ１１で押さえ固定されている印加電極２も同じく外周面に形成された接続用突部２１の外面に接触する接触板を介して高電圧発生源に接続される。

前記棒状をした吸水体３は、毛細管現象を起こす親水性多孔質材料（例えば多孔質セラミック）で形成されてその上端が針状に尖った針状の霧化部３１となっているもので、複数本、図示例では６本の吸水体３が印加電極２に取り付けられている。これら吸水体３は印加電極２の中央に配されたイオン化針６を中心とする同心円上に等間隔で配置されて、上部が印加電極２よりも上方に突出し、下部は下方に突出して上記水タンク１内に入れられた水と接触する。

図中２０は印加電極２から下方に突出している円筒状のスカートで、上記複数本の吸水体３の外側を囲んでいるとともに、その下端は吸水体３の下端よりも下方に位置している。スカート２０内部には、スカート２０の底面に形成した注水口２５より水タンク６内の水が注入されて満たされ、また同時に吸水体３の保護を行うものである。

ホルダー１０の上面開口を閉じるように装着された対向電極４は、図２に示すように中央に開口部４０を有するとともに、この開口部４０の縁は上方から見た時、前記複数本の吸水体３の上端の針状部を中心とする複数の同一径の円弧Ｒを他の円弧ｒで滑らかにつないだものとなっている。対向電極４を接地し、印加電極２に高電圧発生源を接続するとともに、吸水体３が毛細管現象で水を吸い上げている時、吸水体３の上端の針状霧化部が印加電極２側の実質的な電極として機能すると同時に、対向電極４の上記円弧Ｒが実質的な電極として機能するものである。なお、上記開口部４０には格子状保護カバー４３が被せられることで、開口部４０を通じてイオン化針６や吸水体３に手指などが接触することが防止されている。

今、水を入れた水タンク１を装着して、印加電極２のスカート２０に水を接触させると同時に、吸水体３に毛細管現象で水を吸い上げさせ、さらに対向電極４を接地するとともに印加電極２に高電圧発生源を接続して、印加電極２に負電圧を印加した時、この電圧が水にレイリー分裂を起こさせることができる高電圧であれば、吸水体３の上端の針状の霧化部３１に達した水はここでレイリー分裂を起こしてナノメータサイズの粒子径の霧化を生じさせる静電霧化がなされる。

また、この静電霧化装置では印加電極２によって保持されているイオン化針６にも負電圧が同時に印加され、対向電極４との間でのコロナ放電によってマイナスイオンの発生もなされる。この時、電極間の距離が同じであればマイナスイオン発生のため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、ここでは吸水体３の上端の霧化部３１から対向電極４までの距離Ｒ１よりも、イオン化針６から対向電極４までの距離Ｒ２をかなり長くすることで静電霧化の方を生じやすくしている。もっとも、水タンク１内の水が無くなるとともに吸水体３で保持している水も霧化されてなくなれば、上記マイナスイオンの発生のみが継続して行われる。

そして本発明においては、電圧印加時と電圧非印加時とで吸水体３の蒸散面積を変化させるための可変手段５を設けるものである。吸水体３の蒸散面とは、吸水体３の表面において水と接しておらず空気中に露出した部分をいうものとする。吸水体３の蒸散面においては、吸水体３に保持された水が蒸発した後に水に含まれていたミネラル成分が析出する。更に詳しくは、ミネラル成分として例えばＣａやＭｇ等が挙げられ、これらが空気中のＣＯ_２と反応して多孔質の吸水体３の内壁にＣａＣＯ_３やＭｇＯ等として析出付着を起こし、多孔質の吸水体３の吸水スピードが遅くなって静電霧化が起こり難くなってしまう。そこで、吸水体３の蒸散面積をできるだけ小さくして、蒸散面におけるミネラル成分の析出付着が起こるのを抑えるようにしてある。また、電圧印加時と電圧非印加時とで蒸散面積を可変にするのは、電圧印加時には吸水体３の少なくとも霧化部３１を水より露出させる必要があるためある程度蒸散面が生じてしまうが、電圧非印加時にはそのような制約がないため、できるだけ蒸散面積を小さくして、好ましくは蒸散面を無くすことで析出付着を防止するものである。

吸水体３の蒸散面積の可変手段は、本実施形態では、吸水体３を水タンク１内の水面に対して上下することで蒸散面積を変化させる可変手段５と、水タンク１に上下動自在に設けた可動底５４を上下して該水タンク１の水面を上下させることでこの水に浸る吸水体３の蒸散面積を変化させる可変手段５とを併用しており、以下に説明する。

吸水体３は、印加電極２に対して移動可能となっている。印加電極２の挿通穴（特に図示せず）に挿通された吸水体３は挿通穴を下方に引き抜かれるとともに下方から差し込まれ、吸水体３の上端部の霧化部３１が印加電極２の上方に位置したり下方に位置したりする。この吸水体３は、水タンク１の下方に設けた駆動部５３とこの駆動部５３の動力を吸水体３に伝達する伝達部５５とで上下動される。

また、もう一方の可変手段５として、水タンク１に溜まった水を上昇させるために、底面部５１を上下動可能に設けるとともに、この底面部５１を上下動させるための駆動部５３及び該駆動部５３の動力を底面部５１に伝達する伝達部５２とを設けてある。底面部５１は、上昇した際に水タンク１内の水を上昇させてその水がスカート２０の下端部に形成した注水口２５からスカート２０内に注入され、スカート２０内が水で満たされる。

この静電霧化装置の動作について説明する。まず、使用時（電圧印加時）には、吸水体３の下端部が固定された底面部５１を伝達部５２を介して駆動部５３によって上昇させて吸水体３の霧化部３１を印加電極２の上方に位置させるとともに、水タンク１の底面部５１を下降させて水面をＬ１まで下降させ、吸水体３の上端部の霧化部３１を印加電極２の上方に位置させる。吸水体３は水から露出し、その上端部の霧化部３１において霧化が行われる。なお、電圧印加時において吸水体３は全体が露出する必要はなく、少なくともその上端部の霧化部３１が露出していればよい。

不使用時（電圧非印加時）には、底面部５１を伝達部５２を介して駆動部５３によって下降させて吸水体３の霧化部３１を印加電極２の下方に位置させるとともに、水タンク１の底面部５１を上昇させてその水面をスカート２０の上端部Ｌ２にまで上昇させ、吸水体３の上端部の霧化部３１を水面下に位置させて吸水体３を完全に水没させる。電圧非印加時においては、吸水体３は全体が水没して蒸散面が無いのが好ましいが、少なくとも使用時におけるよりも蒸散面積を小さくすることで、使用時及び不使用時とも蒸散面積を変えない場合と比べて吸水体３へのミネラル成分等の析出付着を抑える効果が得られる。

なお、本実施形態では上述したように、吸水体３を水タンク１内の水面に対して上下する可変手段５と、水タンク１に上下動自在に設けた可動底５４を上下する可変手段５を併用しているが、これらを単独で用いてもよい。すなわち、吸水体３を水タンク１内の水面に対して上下する可変手段５のみを設ける場合は、水面を予めスカート２０の上端部近傍に位置するように水を収容し、電圧非印加時にこの水面下に吸水体３を水没させることで蒸散面を無くすか又は小さくすればよい。また、可動底５４を上下する可変手段５のみを設ける場合には、電圧非印加時に可動底５４を上昇して水面を上昇させることで吸水体３の大部分又は全てを水没させればよい。

次に、他の実施形態について図３に基づいて説明する。この実施形態においては、上実施形態における水タンク１部分がない静電霧化装置で、この静電霧化装置が図示しない可変手段５としての回転駆動手段によって使用時（図３（ａ）参照）と不使用時（図３（ｂ）参照）とで１８０°位相が異なるように回転され、不使用時においては静電霧化装置全体が水槽の水面Ｌ３下に水没し、吸水体３が静電霧化装置ごと水没するようにしている。回転駆動手段による静電霧化装置の動作としては、例えば、静電霧化装置を上方に移動し、回転させるとともに水槽の上方へ側方へ移動してその後で下方へ移動して水槽中に水没させるもの等が考えられるが、特に限定されない。なお、この実施形態では、不使用時に水槽中に水没させている間に吸水体３に吸水された水を使用時に霧化させるもので、使用時に水タンク等により吸水体３に水を供給したりせず、予め吸水された水が全て霧化されると霧化が終了する。

このような構成にすることによっても、蒸散面を無くして吸水体３へのミネラル成分の析出付着を防止するものである。

本発明の一実施形態を示し、（ａ）は使用時（電圧印加時）の断面図であり、（ｂ）は不使用時（電圧非印加時）の断面図である。同上の格子状カバーを外した状態の平面図である。他の実施形態を示し、（ａ）は使用時（電圧印加時）の概略断面図であり、（ｂ）は不使用時（電圧非印加時）の概略断面図である。

符号の説明

１水タンク
２印加電極
３吸水体
３１霧化部
４対向電極
５可変手段

Claims

霧化させるための水を収容する水タンクと、上記水に電圧を印加する印加電極と、上記水に接触しているとともに一端に霧化部を備えている吸水体と、吸水体の上記霧化部に対向している対向電極とを備えて、吸水体が水タンクから吸い上げた水を吸水体の霧化部において静電霧化させる静電霧化装置において、電圧印加時と電圧非印加時とで吸水体の蒸散面積を変化させる可変手段を設けて成ることを特徴とする静電霧化装置。
吸水体を水タンク内の水面に対して上下することで蒸散面積を変化させる可変手段を設けて成ることを特徴とする請求項１記載の静電霧化装置。
水タンクに上下動自在に設けた可動底を上下して該水タンクの水面を上下させることでこの水に浸る吸水体の蒸散面積を変化させる可変手段を設けて成ることを特徴とする請求項１記載の静電霧化装置。
吸水体を水タンク内の水面に対して上下するとともに、水タンクに上下動自在に設けた可動底を上下して該水タンクの水面を上下させることでこの水に浸る吸水体の蒸散面積を変化させる可変手段を設けて成ることを特徴とする請求項１記載の静電霧化装置。