JP2006122759A - Electrostatic atomization apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体をナノメータサイズに静電霧化するための静電霧化装置に関するものである。 The present invention relates to an electrostatic atomizer for electrostatic atomizing a liquid to a nanometer size.
従来から静電霧化装置として、例えば特許文献1が知られている。この特許文献1に示された従来例にあっては、搬送部が多孔体で構成してあり、多孔体で構成した搬送部で液溜め部の水を毛細管現象により搬送し、搬送した水を静電霧化するようになっている。
For example,
図14には静電霧化の原理図が示してあり、図中1は水を溜める液溜め部、2は多孔体よりなる搬送部、3は対向電極、4は印加電極、5は印加電極4と対向電極3の間に高電圧を印加する電圧印加部であり、電圧印加部5により印加電極4と対向電極3の間に高電圧を印加することで、搬送部2の上端に搬送した液体Wを静電霧化してイオンミストを発生するものである。
FIG. 14 shows a principle diagram of electrostatic atomization. In the figure, 1 is a liquid reservoir for storing water, 2 is a transport unit made of a porous material, 3 is a counter electrode, 4 is an applied electrode, and 5 is an applied electrode. 4 is a voltage application unit that applies a high voltage between the
この静電霧化装置6によるナノメータサイズのイオンミストの発生のメカニズムは、搬送部2と対向電極3との間にかけられた電圧により搬送部2の先端部に供給された水のような液体Wが帯電し、帯電した液体Wにクーロン力が働き、搬送部2の先端に供給された液体Wの液面が局所的に先端が尖った錐状に盛り上がる(テイラーコーン)。このクーロン力が液体Wの表面張力を超えると液体Wが分裂、飛散し(レイリー分裂)、ナノメータサイズのイオンミストが発生するのである。
The mechanism of generation of nanometer-sized ion mist by the
ところが、従来にあっては液溜め部1の水位の変化に関係なく搬送部2と対向電極3との間に一定電圧をかけて静電霧化をおこなっていた。
However, conventionally, electrostatic atomization has been performed by applying a constant voltage between the
このように同じ高電圧を印加した場合における液溜め部1内における液体Wの水位(液溜め部1内における液体W残量)及び液溜め部1内の液体Wの液面と搬送部2の先端部との水頭差と、放電電流(静電霧化量)との関係は図3に示すようなものである。すなわち、テイラーコーンTによる放電領域において、液体Wの水位が高いと(液体Wが多いと)、液面と搬送部2の先端部との水頭差が小さく、液体Wによる尖った形状(テイラーコーンT)の高さが高くなり、テイラーコーンTの先端と対向電極3との間の距離が短くなり放電電流が増加し、静電霧化量も多い。一方、テイラーコーンTによる放電領域において、液体Wの水位が低下すると(残量が減少すると)、液面と搬送部2の先端部との水頭差が大きくなり、液体Wによる尖った形状(テイラーコーンT)の高さが低くなり、テイラーコーンTの先端と対向電極3との間の距離が長くなり放電電流が減少し、静電霧化量も減少する。また、水位が一定以下に低下すると(液体W残量が所定量以下になると)、テイラーコーンTによる放電領域を外れて液体Wによる尖った形状(テイラーコーンT)が非常に小さくなり、放電自体ができず、静電霧化がしなくなる。
Thus, when the same high voltage is applied, the level of the liquid W in the liquid reservoir 1 (the remaining amount of the liquid W in the liquid reservoir 1), the liquid level of the liquid W in the
したがって、液溜め部1の水位の変化に関係なく搬送部2と対向電極3との間に一定電圧をかけて静電霧化を行っていた従来例にあっては、液溜め部1内の液体Wの水位が変化するとナノメータサイズのイオンミストの霧化量が変化し、安定した霧化量とすることができず、また、霧化量の調整もできないという問題があった。
Therefore, in the conventional example in which electrostatic atomization is performed by applying a constant voltage between the
また、静電霧化のために使用する液体Wとしては、例えば、水道水、電解水、pH調整水、ミネラルウォータ、ビタミンC・アミノ酸等の有用成分が入った水、アロマオイルや芳香剤や消臭材等が入った水が使用されている。これらの液体W中にCa、Na等のミネラル成分が入ったものを使用すると、多孔体よりなる搬送部2を毛細管現象で水が先端部に引き上げられ、空気中のCO2が液体Wに溶け込んでできる炭酸イオンと反応し、搬送部2の先端部にCaCO3やNaHCO3やCaSO3等を生成し、静電霧化や自然蒸発による水の消費により搬送部2の先端部では飽和溶解濃度以上に濃くなり、個々の成分が析出して堆積する。特に、一定周期で放電電圧を印加し静電霧化させているため、放電電圧を印加してないときは搬送部2の先端部に十分に液体Wを保持できず、この場合、搬送部2の先端部で飽和溶解濃度以上に濃くなり、搬送部2の先端部に上記析出物が析出付着して搬送部2を構成する多孔体を目詰まりさせるという問題があった。このように多孔体が目詰まりすると毛細管現象による液体Wの搬送を阻害し、静電霧化が起こり難くなり、長期間にわたり安定して静電霧化ができず、このため、搬送部2に析出付着して目詰まりしている析出物等を除去するメンテナンスを行ったり、あるいは、搬送部2を交換したりするというメンテナンスを行う必要があった。
本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、液溜め部の水位が変化しても、ナノメータサイズのイオンミストの霧化量を所定の霧化量にできて霧化を安定化でき、また、搬送部の先端部に金属イオンが析出付着することがなく、長期間にわたり安定して静電霧化ができる静電霧化装置を提供することを課題とするものである。 The present invention has been invented in view of the above-mentioned conventional problems, and even when the water level of the liquid reservoir changes, the atomization amount of the nanometer-sized ion mist can be made to be a predetermined atomization amount, and the atomization can be achieved. It is an object of the present invention to provide an electrostatic atomizing device that can stably stabilize electrostatic atomization over a long period of time without metal ions being deposited and adhering to the tip of the transport unit. is there.
上記課題を解決するために本発明に係る静電霧化装置は、液溜め部1に溜まった液体Wを搬送するための尖った先端形状を有する搬送部2と、搬送部2の搬送方向に対向するように配置された対向電極3と、搬送部2と対向電極3との間に高電圧を印加する電圧印加部5とを備えて、前記搬送部2と対向電極3との間に高電圧を印加することにより搬送部2の先端部に搬送された液体Wが先端が尖ったテイラーコーンTとなると共に該テイラーコーンTとなった液体Wが霧化してナノメータサイズのイオンミストを発生させる静電霧化装置6において、液溜め部1の水位が変化しても高電圧の印加によって生成するナノメータサイズのイオンミストの霧化量が液溜め部1の水位の変化により変わらないように維持するための霧化量維持手段を設けて成ることを特徴とするものである。
In order to solve the above problems, the electrostatic atomizer according to the present invention includes a
このような構成とすることで、液溜め部1の水位が変化しても、霧化量維持手段により静電霧化によるナノメータサイズのイオンミストの霧化量が所定の霧化量となるようにできる。
By setting it as such a structure, even if the water level of the
また、霧化量維持手段が、液溜め部1の水位に応じて水位が低下すると搬送部2と対向電極3との間に印加する電圧の印加時間を長くすると共に水位が高くなると搬送部2と対向電極3との間に印加する電圧の印加時間を短くするように制御するものであることが好ましい。
Further, when the atomization amount maintaining means decreases the water level according to the water level of the
すなわち、液溜め部1の水位が低下して液面と搬送部2の先端部との水頭差が大きくなることで搬送部2の先端部に形成されるテイラーコーンTの高さが低くなってテイラーコーンTの先端と対向電極との間の距離が長くなったり、あるいは、液溜め部1の水位が高くなって液面と搬送部2の先端部との水頭差が小さくなることで搬送部2の先端部に形成されるテイラーコーンTの高さが高くなってテイラーコーンTの先端と対向電極3との間の距離が短くなっても、水位が高くなると搬送部2と対向電極3との間に印加する電圧の印加時間を短くし、水位が低くなると搬送部2と対向電極3との間に印加する電圧の印加時間を同じにすることで、水位の変化にかかわらず搬送部2の先端部に形成されるテイラーコーンT先端と対向電極との間を流れる放電電流をほぼ同じにして霧化量を安定化できる。
That is, the height of the Taylor cone T formed at the front end portion of the
また、霧化量維持手段が、液溜め部1の水位に応じて水位が低下すると搬送部2と対向電極3との間に印加する電圧を高くすると共に水位が高くなると搬送部2と対向電極3との間に印加する電圧を低くするように電圧値を変えるように制御するものであることが好ましい。
Further, when the atomization amount maintaining means lowers the water level according to the water level of the
すなわち、液溜め部1の水位が低下して液面と搬送部2の先端部との水頭差が大きくなることで搬送部2の先端部に形成されるテイラーコーンTの高さが低くなってテイラーコーンTの先端と対向電極との間の距離が長くなったり、あるいは、液溜め部1の水位が高くなって液面と搬送部2の先端部との水頭差が小さくなることで搬送部2の先端部に形成されるテイラーコーンTの高さが高くなってテイラーコーンTの先端と対向電極3との間の距離が短くなっても、水位が高くなると搬送部2と対向電極3との間に印加する電圧を低くし、水位が低くなると搬送部2と対向電極3との間に印加する電圧を高くすることで、水位の変化にかかわらず搬送部2の先端部に形成されるテイラーコーンT先端と対向電極3との間を流れる放電電流をほぼ同じにして霧化量を安定化できる。
That is, the height of the Taylor cone T formed at the front end portion of the
また、静電霧化の運転中に、テイラーコーンTとなった液体Wが放電する放電電圧を一定周期で印加すると共に、放電電圧の非印加時に搬送部2の先端部に供給された液体Wを先端が尖ったテイラーコーンT形状に形成できるが該形成されたテイラーコーンTが放電を開始する電圧よりも低い電圧を搬送部2と対向電極3との間に常時印加することが好ましい。
Further, during the operation of electrostatic atomization, a discharge voltage discharged by the liquid W that has become the Taylor cone T is applied at a constant period, and the liquid W supplied to the leading end of the
このように放電電圧の非印加時に、搬送部2の先端部に供給された液体Wが先端が尖ったテイラーコーンTが形成できるが放電開始する電圧よりも低い電圧を搬送部2と対向電極3との間に常時印加することで、搬送部2の先端部に搬送された液体Wを放電開始前にテイラーコーンTとして形成して放電し始める前の状態を維持でき、放電電圧をかけた際に放電霧化開始までの時間を近くし、放電電圧の印加時間、印加する放電電圧により正確に霧化量を調整することができる。また、放電電圧をかけていない時も搬送部2の先端部に常に放電には到らないがテイラーコーンTが形成されて液体Wが十分に保持されることになり、長時間使用においても、搬送部2の先端部において液体Wが飽和溶解濃度以上に濃くなることがなく、搬送部2の先端部において金属イオンなどの析出が低減し、放電電流低下や静電霧化量の低下も少なくできる。
As described above, when the discharge voltage is not applied, the liquid W supplied to the tip of the
また、静電霧化の運転中に、テイラーコーンTとなった液体Wが放電する放電電圧を一定周期で印加すると共に、該一定周期で印加する放電電圧の印加直前に該放電電圧の印加の直前に該放電電圧よりも少し高い又は少し低い電圧を印加することが好ましい。 In addition, during the electrostatic atomization operation, a discharge voltage that discharges the liquid W that has become the Taylor cone T is applied at a constant period, and the discharge voltage is applied immediately before the application of the discharge voltage that is applied at the constant period. It is preferable to apply a voltage slightly higher or lower than the discharge voltage immediately before.
このように放電電圧の印加の直前に該放電電圧よりも少し高い又は少し低い電圧を印加することで、液体Wが供給される搬送部2の先端部に形成される液体Wによる尖った形状であるテイラーコーンTができる時間を短縮し、放電開始までの時間を短縮できるものであり、放電電圧をかけた際に放電霧化開始までの時間を近くし、放電電圧の印加時間、印加する放電電圧により正確に霧化量を調整することができる。
In this way, by applying a voltage slightly higher or lower than the discharge voltage immediately before the application of the discharge voltage, it has a sharp shape due to the liquid W formed at the tip of the
本発明は、液溜め部の水位が変化しても静電霧化によるナノメータサイズのイオンミストの霧化量を所定の霧化量にできて、霧化が安定化するという効果がある。 The present invention has an effect that the atomization amount of the nanometer-sized ion mist by electrostatic atomization can be set to a predetermined atomization amount even when the water level of the liquid reservoir changes, and the atomization is stabilized.
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。 Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the accompanying drawings.
図1には本発明の静電霧化装置6の概略構成図が示してあり、図2には断面図が示してある。この図1、図2に示すように、静電霧化装置6は、水を収容したタンクよりなる液溜め部1と、下端が液溜め部1内に入れられた液体Wに浸される多孔質セラミックよりなる棒状の搬送部2と、これら搬送部2の保持及び液体Wに対する電圧の印加のための印加電極4と、絶縁体からなる保持部8によって保持されていると共に上記搬送部2の先端部と対向する対向部を備えている対向電極3と、上記印加電極4と対向電極3との間に高電圧を印加する電圧印加部5とからなるもので、対向電極3と印加電極4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してある。
FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of an
搬送部2は棒状をした多孔質セラミックにより構成してあって、搬送部2の上端は尖った針状霧化部11となっており、更に搬送部2の中央に下端面から針状霧化部11の先端に到る孔2aが上下に貫通して形成してあり、該孔2aは例えばφ0.05〜0.7mm程度となっている。この搬送部2の一部(外周部)は非透水性のPtやCなどの導電性材料で構成した導電部50となっており、添付図面においては搬送部2の外周に導電部5を形成してある。
The
この搬送部2は、液溜め部1を構成するタンクの上開口部に取付けられた印加電極4を嵌装して設けてあり、搬送部2の上部が印加電極4よりも上方に突出し、下部が印加電極4から下方に突出して上記液溜め部1内に入れられた液体Wと接触するようになっている。
The
液溜め部1の上開口部に取付けられた印加電極4には円筒状のスカート9が下方に突設してあって、上記搬送部2の外側を囲んでいると共に、その下端は搬送部2の下端より下方に位置している。印加電極におけるこのスカート9は、液溜め部1内に入れられた水と接触することで水に高電圧を印加すると同時に搬送部2の保護を行うようになっている。
A
図2に示すように、液溜め部1の上部には絶縁体からなる筒状をした保持部8の下部が取付けられ、該保持部8の上端開口を閉じるように対向電極3が配置され、これにより対向電極3が搬送部2の搬送方向の先端(つまり搬送部2の上端部)と対向するように配置される。対向電極3の中央には開口部12が設けてある。対向電極3を接地し、印加電極4に電圧印加部5を接続して高電圧を印加すると共に、多孔質セラミックで形成されている搬送部2が毛細管現象により液溜め部1に入れてある液体Wを吸い上げている時、搬送部2の上端の針状霧化部11が印加電極4側の実質的な電極として機能する。
As shown in FIG. 2, the lower part of the cylindrical holding
上記液溜め部1内に溜められた水のような液体Wは搬送部2内の孔2a及び多孔質部分を毛細管現象により上端部の針状霧化部11側へと搬送される。
The liquid W such as water stored in the
そして、電圧印加部5により印加電極4と対向電極3との間に高電圧を印加すると、多孔質セラミックよりなる搬送部2の先端の針状霧化部11が実質的な電極となり、搬送部2と対向電極3との間にかけられた電圧により針状霧化部11に達した液体Wが帯電し、帯電した液体Wにクーロン力が働き、液体Wの液面が局所的に先端が尖った錐状に盛り上がる(テイラーコーンT)。この時印加される電圧が液体Wの表面張力を超えて分裂、飛散(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、搬送部2の上端に達した液体WはテイラーコーンT形状となってレイリー分裂を起こしてナノメータサイズのイオンミストが発生するという静電霧化がなされる。
When a high voltage is applied between the
このようにして発生してたナノメータサイズのイオンミスト(マイナスイオンミスト)は活性種(ヒドロキシラジカル、スパーオキサイド等)を持ったナノメータサイズのイオンミストであるため、これを室内に放出することで、室内の空気の脱臭のみならず、室内壁面等に付着した臭いを除去することことができる。 The nanometer-sized ion mist (negative ion mist) generated in this way is a nanometer-sized ion mist with active species (hydroxy radicals, superoxide, etc.). Not only the deodorization of the indoor air but also the odor adhering to the indoor wall surface can be removed.
上記のような構成の静電霧化装置6において、本発明は液溜め部1の水位が変化しても高電圧の印加によって生成するナノメータサイズのイオンミストの霧化量が液溜め部1の水位の変化により変わらないように維持するための霧化量維持手段を設けたことを特徴としている。
In the
図3に示すように、同じ高電圧印加状態においては、液溜め部1の液体Wの水位(液体Wの残量)により搬送部2の先端部への液体Wの供給能力が微妙に変化する。すなわち、テイラーコーンTによる放電領域において、液体Wの水位が高いと(液体Wが多いと)、液面と搬送部2の先端部との水頭差が小さく、液体Wによる尖った形状(テイラーコーンT)の高さが高くなり、テイラーコーンTの先端と対向電極3との間の距離が短くなり放電電流が増加し、静電霧化量も多い。一方、テイラーコーンTによる放電領域において、液体Wの水位が低下すると(残量減少すると)、液面と搬送部2の先端部との水頭差が大きくなり、液体Wによる尖った形状(テイラーコーンT)の高さが低くなり、テイラーコーンTの先端と対向電極3との間の距離が長くなり放電電流が減少し、静電霧化量も減少する。また、水位が一定以下に低下すると(液体残量が所定量以下になると)、テイラーコーンTによる放電領域を外れて液体Wによる尖った形状(テイラーコーンT)が非常に小さくなり、放電自体ができず、静電霧化がしなくなる。図3はこの液溜め部1内における液体Wの水位(液溜め部1内における液体残量)及び液溜め部1内の液体Wの液面と搬送部2の先端部との水頭差と、放電電流(静電霧化量)との関係を、同じ高電圧を印加した場合をモデルとして示している。
As shown in FIG. 3, in the same high voltage application state, the supply capability of the liquid W to the tip of the
そこで、本発明においては、上記のように液溜め部1の水位が、テイラーコーンTによる放電領域において、水位が変化しても高電圧の印加によって生成するナノメータサイズのイオンミストの霧化量が液溜め部1の水位の変化により変わらないように維持するための霧化量維持手段を設け、液溜め部1の水位が変化しても、霧化量維持手段により静電霧化によるナノメータサイズのイオンミストの霧化量が所定の霧化量となるようしている。
Therefore, in the present invention, the amount of atomization of nanometer-sized ion mist generated by the application of a high voltage even when the water level changes in the discharge region by the Taylor cone T as described above. An atomization amount maintaining means is provided for maintaining the liquid level of the
すなわち、霧化量維持手段としては、液溜め部1の水位に応じて水位が低下すると搬送部2と対向電極3との間に印加する電圧の印加時間を長くすると共に水位が高くなると搬送部2と対向電極3との間に印加する電圧の印加時間を短くするように制御するものを挙げることができる。
That is, as the atomization amount maintaining means, when the water level decreases according to the water level of the
この場合、図6に示すように、一定周期で所定の電圧値の放電電圧V1を印加するのであるが、この一定周期で印加する放電電圧V1の印加の時間(デューティ)を、図3、図4のテイラーコーンTによる放電領域における水位が低い(液体残量が少ない)場合には長く、水位が高い(液体残量が多い)場合には短くなるように制御部により制御し、図6に示すように放電電流、霧化量を一定にするのである。 In this case, as shown in FIG. 6, the discharge voltage V 1 having a predetermined voltage value is applied at a constant cycle. The application time (duty) of the discharge voltage V 1 applied at the constant cycle is shown in FIG. 4 is controlled by the control unit so that it is long when the water level in the discharge region by the Taylor cone T in FIG. 4 is low (low amount of liquid) and short when the water level is high (high amount of liquid). As shown in FIG. 6, the discharge current and the amount of atomization are made constant.
水位の変化を検知する水位検知手段としては、例えば、放電電流を測定することで水位を検知できる。すなわち、水位が低下すると、テイラーコーンTの先端から対向電極3までの距離が長くなるので、放電電流が減少し、水位が高くなるとテイラーコーンTの先端から対向電極3までの距離が短くなるので、放電電流が増える。このように、水位と放電電流との間には相関関係があるので、放電電流を測定することで、水位を知ることができ、放電電流の測定値を制御部に入力し、この放電電流の測定値に基づいて放電電流が所定値よりも低下すると一定周期で印加する所定値の放電電圧V1の印加の時間(デューティ)を長くし、放電電流が所定値よりも高くなると一定周期で印加する所定値の放電電圧V1の印加の時間(デューティ)を短くするようにフィードバック制御し、これによりテイラーコーンTによる放電領域における満水(放電領域における最大の液体残量)状態から放電領域における最低水位(放電領域における最小の液体残量)までの間で、水位が変化しても図6に示す放電電流を一定にし、水位の変化にかかわらず霧化量を一定にする(図6における霧化量(面積)を一定にする)のである。
As a water level detection means for detecting a change in the water level, for example, the water level can be detected by measuring a discharge current. That is, when the water level decreases, the distance from the tip of the Taylor cone T to the
ここで、一定周期で印加する放電電圧V1は図3、図4のテイラーコーンTによる放電領域における最低水位(放電領域における最小の液体残量)の場合に放電して静電霧化を可能とする電圧と、満水(放電領域における最大の液体残量)の場合に放電して静電霧化を可能とする電圧との間の任意の電圧が設定される。 Here, the discharge voltage V 1 applied at a constant period is discharged and electrostatic atomization is possible in the case of the lowest water level (minimum liquid remaining amount in the discharge area) in the discharge area by the Taylor cone T of FIGS. And an arbitrary voltage between the voltage that discharges and enables electrostatic atomization in the case of full water (maximum remaining liquid amount in the discharge region).
また、霧化量維持手段としては、液溜め部1の水位に応じて水位が低下すると搬送部2と対向電極3との間に印加する電圧を高くすると共に水位が高くなると搬送部2と対向電極3との間に印加する電圧を低くするように電圧値を変えるように制御するものであってもよい。
Further, as the atomization amount maintaining means, when the water level decreases according to the water level of the
この場合、図7に示すように、一定周期で放電電圧を印加するのであるが、この一定周期で印加する放電電圧の放電時間(デューテイ)は同じで、且つ、放電電圧の電圧値を、図3、図5のテイラーコーンTによる放電領域における水位が低い(液体残量が少ない)場合には高い放電電圧V2、水位が高い(液体残量が多い)場合には上記V2よりも低い放電電圧V3となるように制御部により制御し、これにより図7に示すように放電電流、霧化量を一定にするのである。ここで、上記放電電圧V3>放電電圧V2であり、また、放電電圧V2は図3、図5のテイラーコーンTによる放電領域における満水(放電領域における最大の液体残量)の場合に放電して静電霧化を可能とする電圧よりも大きく、放電電圧V3は図3、図5のテイラーコーンTによる放電領域における最低水位(放電領域における最小の液体残量)の場合に放電して静電霧化を可能とする電圧よりも小さい。 In this case, as shown in FIG. 7, the discharge voltage is applied at a constant cycle, but the discharge time (duty) of the discharge voltage applied at the constant cycle is the same, and the voltage value of the discharge voltage is shown in FIG. 3, high discharge voltage V 2, (often remaining liquid amount) level is high when the Taylor cone water level is low in the discharge region by T in FIG. 5 (less liquid remaining amount) lower than the V 2 in the case controlled by the control unit so that the discharge voltage V 3, thereby the discharge current as shown in FIG. 7, it is to a constant atomization amount. Here, the discharge voltage V 3 > the discharge voltage V 2 , and the discharge voltage V 2 is full in the discharge region (maximum liquid remaining amount in the discharge region) by the Taylor cone T in FIGS. discharge larger than the voltage that enables the electrostatic atomization, discharge voltage V 3 is 3, the discharge in the case of low water (minimum remaining liquid amount in the discharge region) in the discharge area by the Taylor cone T of FIG. 5 The voltage is smaller than the voltage that enables electrostatic atomization.
水位の変化を検知する水位検知手段としては、上記のように放電電流を測定することで水位を検知するものであり、放電電流の測定値を制御部に入力し、この放電電流の測定値に基づいて放電電流が所定値よりも低下すると一定周期で印加する放電電圧の電圧値が高くなるように、また、放電電流が所定値よりも高くなると一定周期で印加する所定値の放電電圧の電圧値が低くなるようにフィードバック制御し、これにより図5のテイラーコーンTによる放電領域における満水(放電領域における最大の液体残量)状態から放電領域における最低水位(放電領域における最小の液体残量)までの間で、水位が変化しても図7に示す放電電流を一定にし、水位の変化にかかわらず霧化量を一定にするのである。 As the water level detection means for detecting the change in the water level, the water level is detected by measuring the discharge current as described above, and the measured value of the discharge current is input to the control unit, and the measured value of the discharge current is used. When the discharge current is lower than the predetermined value, the voltage value of the discharge voltage applied at a constant cycle is increased. When the discharge current is higher than the predetermined value, the voltage of the discharge voltage is applied at a predetermined cycle. Feedback control is performed so that the value becomes lower, and thereby, the water level in the discharge region (maximum remaining liquid amount in the discharge region) by the Taylor cone T in FIG. In the meantime, even if the water level changes, the discharge current shown in FIG. 7 is made constant, and the atomization amount is made constant regardless of the change in the water level.
水位検知手段として前述の各実施形態では放電電流値を測定し、この放電電流値の変化で水位の変化を測定するようにした例を示したが、液溜め部1に水位センサを設け、水位センサで求めた水位の信号を制御部に入力し、水位に応じて前述のように一定周期で印加する放電電圧の放電時間(デューテイ)を変化させたり、放電電圧を変化させるように制御してもよいものである。
In each of the embodiments described above as the water level detection means, the discharge current value is measured, and the change in the water level is measured by the change in the discharge current value. However, a water level sensor is provided in the
また、本発明においては、液溜め部1内の液体Wの水位が放電可能な放電領域以下となった場合は、放電電圧の印加を停止するように制御するものであり、搬送部2の先端部と対向電極3との間で直接放電がなされないようする。これにより、直接放電による搬送部2の先端部の磨耗、劣化を防止するようになっている。
Further, in the present invention, when the water level of the liquid W in the
この場合、例えば、図1、図2に示すように搬送部2の外側に液体Wに浮く磁石を備えたフロート30を移動自在に被嵌し、水位が放電可能な放電領域以下に低下すると該磁石を備えたフロート30が下降し、フロート30の磁石により液溜め部1の底部下面に設けた磁石連動スイッチ31が動作し、電圧印加部5による放電電圧の印加を停止するように制御する。
In this case, for example, as shown in FIGS. 1 and 2, when a
次に、本発明の他の実施形態につき図8に基づいて説明する。 Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
本実施形態においては、前述のように液溜め部1における水位が放電領域にある場合に、水位が変化しても、テイラーコーンTとなった液体Wが放電する所定値の高電圧を一定周期で印加して静電霧化によるナノメータサイズのイオンミストの霧化量が一定となるように制御する当たって、一定周期で印加する放電電圧の印加の時間(デューティ)を、図3、図4のテイラーコーンTによる放電領域における水位が低い(液体残量が少ない)場合には長く、水位が高い(液体残量が多い)場合には短くなるように制御部により制御することで、水位の変化に関係なく放電霧化量を一定にするように制御することは前述の図6で説明した実施形態と同じであるが、本実施形態においては更に、上記のように静電霧化の運転中に、テイラーコーンTとなった液体Wが放電する放電電圧V1を一定周期で印加すると共に、放電電圧V1の非印加時に搬送部2の先端部に供給された液体Wを先端が尖ったテイラーコーンT形状に形成できるが該形成されたテイラーコーンTが放電を開始する電圧よりも低い電圧V0を搬送部2と対向電極3との間に常時印加するように制御部により制御している。
In the present embodiment, as described above, when the water level in the
ここで、搬送部2の先端部に供給された液体Wが先端が尖ったテイラーコーンTが形成できるが放電開始する電圧よりも低い電圧V0とは、上記液溜め部1における水位が放電領域における最高水位、つまり、満水の時に搬送部2の先端部に供給された液体Wが先端が尖ったテイラーコーンTが形成され且つ放電を開始する電圧よりも低い電圧V0である。当然電圧V0は上記放電電圧V1よりも小さい。
Here, the liquid V supplied to the tip of the
このように、一定周期で印加する放電電圧V1の非印加時に、搬送部2の先端部に供給された液体Wが先端が尖ったテイラーコーンTが形成できるが放電開始する電圧よりも低い電圧V0を搬送部2と対向電極3との間に常時印加することで、搬送部2の先端部に搬送された液体Wを放電開始前にテイラーコーンTとして形成して放電し始める前の状態を維持でき、一定周期で放電電圧をかけた際に放電霧化開始までの時間を近くすることができ、これにより、放電電圧の印加時間、印加する放電電圧により正確に霧化量を調整することができる。また、一定周期で印加する放電電圧V1の非印加時に、搬送部2の先端部に供給された液体Wが先端が尖ったテイラーコーンTが形成できるが放電開始する電圧よりも低い電圧V0を搬送部2と対向電極3との間に常時印加しているので、放電電圧V1をかけていない時も搬送部2の先端部に常に放電には到らないがテイラーコーンTが形成されて液体Wが十分に保持されることになる。したがって、長時間使用においても、運転中搬送部2の先端部において放電時も非放電時も常にほぼ所定量の液体Wが存在することになり、これにより液体Wが放電や自然蒸発で飽和溶解濃度以上に濃くなることがなく、これにより搬送部2の先端部において金属イオンなどの析出が低減し、放電電流低下や静電霧化量の低下も少なくできる。
Thus, a constant period at the time of non-application of the discharge voltages V 1 to be applied, the lower than the voltage but the liquid W supplied to the tip portion of the conveying
すなわち、搬送部2に電圧を印加した場合に、搬送部2の下端部と先端部(上端部)とでは電位差が大きいため、搬送部2内の液体(水)Wが電気分解してpH分離が起こり、液体(水)中に含まれるカルシウムイオン、ナトリウムイオンなどと空気中の二酸化炭素(CO2)等が反応し、炭酸カルシウム(CaCO3)や炭酸水素ナトリウム(NaHCO3)や炭酸マグネシウム(MgCO3)などを生成し、静電霧化や自然蒸発による液体Wの消費で搬送部2の先端で液体Wが飽和溶解濃度以上に濃くなり、搬送部2の先端部に上記成分が析出、堆積し、これにより搬送部2における液体Wの搬送能力が低下し、静電霧化量が減少するが、本実施形態のように、一定周期で印加する放電電圧V1の非印加時に、搬送部2の先端部に供給された液体Wが先端が尖ったテイラーコーンTが形成できるが放電開始する電圧よりも低い電圧V0を搬送部2と対向電極3との間に常時印加して、運転中搬送部2の先端部において放電時も非放電時も常にほぼ所定量の液体Wが存在するようにすることで、液体Wが放電や自然蒸発で飽和溶解濃度以上に濃くなるのを防ぐことができ、いっそう静電霧化量を一定に安定化することができる。
That is, when a voltage is applied to the
図9には更に他の実施形態が示してある。 FIG. 9 shows still another embodiment.
本実施形態においては、前述のように液溜め部1における水位が放電領域にある場合に、水位が変化しても、一定周期で印加する放電電圧の放電時間(デューテイ)は同じで、且つ、放電電圧の電圧値を、図3、図5のテイラーコーンTによる放電領域における水位が低い(液体残量が少ない)場合には高い電圧V2とし、水位が高い(液体残量が多い)場合には上記V2よりも低い電圧V3となるように制御部により制御し、放電電流、霧化量を一定にするように制御することは前述の図7で説明した実施形態と同じであるが、本実施形態においては更に、上記のようにテイラーコーンTとなった液体Wが放電する高電圧を上記のように水位に応じて一定周期で変化させて印加して静電霧化させる動作時に、搬送部2の先端部に供給された液体Wが先端が尖ったテイラーコーンTが形成できるが放電開始する電圧よりも低い電圧V0を搬送部2と対向電極3との間に常時印加するようにしている。
In the present embodiment, as described above, when the water level in the
本実施形態においても、前述の図8に示す実施形態と同様に、搬送部2の先端部に搬送された液体Wを放電開始前にテイラーコーンTとして形成して放電し始める前の状態を維持でき、一定周期で放電電圧をかけた際に放電霧化開始までの時間を近くすることができ、これにより、放電電圧の印加時間、印加する放電電圧により正確に霧化量を調整することができる。また、長時間使用においても、運転中搬送部2の先端部において放電時も非放電時も常にほぼ所定量の液体Wが存在することになり、これにより液体Wが放電や自然蒸発で飽和溶解濃度以上に濃くなることがなく、これにより搬送部2の先端部において金属イオンなどの析出が低減し、放電電流低下や静電霧化量の低下も少なくできる。
Also in the present embodiment, as in the embodiment shown in FIG. 8 described above, the liquid W transported to the front end of the
次に、本発明の更に他の実施形態につき図10に基づいて説明する。 Next, still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
本実施形態においては、前述のように液溜め部1における水位が放電領域にある場合に、水位が変化しても、テイラーコーンTとなった液体Wが放電する所定値の放電電圧V1を一定周期で印加して静電霧化によるナノメータサイズのイオンミストの霧化量が一定となるように制御する当たって、一定周期で印加する放電電圧V1の印加の時間(デューティ)を、図3、図4のテイラーコーンTによる放電領域における水位が低い(液体残量が少ない)場合には長く、水位が高い(液体残量が多い)場合には短くなるように制御部により制御することで、水位の変化に関係なく放電霧化量を一定にするように制御することは前述の図6で説明した実施形態と同じであるが、本実施形態においては更に、上記のようにテイラーコーンTとなった液体Wが放電する高電圧を一定周期で印加して静電霧化させる動作時に、テイラーコーンTとなった液体Wが放電するための放電電圧V1を一定周期で印加すると共に、該放電電圧V1の印加の直前に該放電電圧V1よりも少し高い電圧V4を印加するように制御部により制御している。
In the present embodiment, as described above, when the water level in the
このように放電電圧の印加V1の直前に該放電電圧V1よりも少し高い電圧V4を印加するように制御することで、液体Wが供給される搬送部2の先端部に形成される液体Wによる尖った形状であるテイラーコーンTができる時間を短縮し、放電開始までの時間を短縮できる。これにより放電電圧V1をかけた際に放電霧化開始までの時間を近くし、放電電圧V1の印加時間、印加する放電電圧V1により正確に霧化量を調整することができる。ここで、電圧V4は前記のテイラーコーンTによる放電領域で放電可能な電圧である。
By controlling to apply in this way immediately before the application V 1 of the discharge voltage the discharge voltage slightly higher voltage V 4 than V 1, is formed at the distal end portion of the
図11には更に他の実施形態が示してある。 FIG. 11 shows still another embodiment.
本実施形態においては、前述のように液溜め部1における水位が放電領域にある場合に、水位が変化しても、一定周期で印加する放電電圧の放電時間(デューテイ)は同じで、且つ、放電電圧の電圧値を、図3、図5のテイラーコーンTによる放電領域における水位が低い(液体残量が少ない)場合には高い電圧V2とし、水位が高い(液体残量が多い)場合には上記V2よりも低い電圧V3となるように制御部により制御し、放電電流、霧化量を一定にするように制御することは前述の図7で説明した実施形態と同じであるが、本実施形態においては更に、上記のようにテイラーコーンTとなった液体Wが放電する放電電圧を上記のように水位に応じて一定周期で変化させて印加して静電霧化させる動作時に、テイラーコーンTとなった液体Wが放電するための放電用の電圧を一定周期で印加すると共に、水位が低い(液体残量が少ない)場合には上記放電電圧V2の印加の直前に該放電電圧V2よりも少し低い電圧V5を一定時間印加し、水位が低い(液体残量が少ない)場合には上記放電電圧V3の印加の直前に該放電電圧V3よりも少し高い電圧V5で且つ放電可能な電圧を一定時間印加するように制御部により制御している。
In the present embodiment, as described above, when the water level in the
本実施形態においても、前述の実施形態と同様に、液体Wが供給される搬送部2の先端部に形成される液体Wによる尖った形状であるテイラーコーンTができる時間を短縮し、放電開始までの時間を短縮できる。これにより放電電圧をかけた際に放電霧化開始までの時間を近くし、放電電圧の印加時間、印加する放電電圧により正確に霧化量を調整することができる。ここで、電圧V5は前記のテイラーコーンTによる放電領域で放電可能な電圧である。
Also in the present embodiment, as in the above-described embodiment, the time required for the tailor cone T having a sharp shape formed by the liquid W formed at the tip of the
図12、図13には前述のような構成の静電霧化装置6を空気浄化装置20に内装した例を示している。空気浄化装置20空気浄化部21と、静電霧化装置6とが内装してある。空気浄化部21は、室内空気を吸入するための吸込み口22と、ろ過した空気を室内に吐出するための吐出口23と、吸込み口22から吐出口23に到る風路26内に設けた不織布や活性炭等のフィルタ24と、ファン25とを備えたもので、室内空気を吸込み口22から吸い込んでフィルタ24でろ過して清浄な空気として吐出口23から室内に吐出するようになっており、いわゆるフィルタ24でろ過する方式(フィルタレーション方式)により室内に浮遊しているほこり等を除去するようになっている。この空気浄化装置20に内装した静電霧化装置6は前述のような構成のもので、静電霧化装置6は前記風路26のフィルタ24を設けた部分よりも下流側に配置してあり、フィルタ24で清浄化された空気流に乗って静電霧化装置6で発生したナノメータサイズのイオンミストが吐出口23から室内に放出され、室内の脱臭を行うものである。ここで、清浄化された空気が静電霧化装置6を通過することで、静電霧化装置6の電圧が印加されている部分に室内の埃等が付着することがなく、埃の付着が原因で静電霧化が生じ難くなることを防止している。
FIGS. 12 and 13 show an example in which the
1 液溜め部
2 搬送部
3 対向電極
5 電圧印加部
6 静電霧化装置
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