JP2006204968A - 霧化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】数１０〜数１００ｎｍオーダーの微細粒径で且つ数１０ｇ／ｈ以上の加湿や野菜への水分補給に必要な霧化量を発生することができる霧化装置を提供すること。
【解決手段】１次ミスト発生部１２と、接地された筒形状電極１４と、筒形状電極１４の内側中心に設けられた棒状電極１５とから構成されたコロナ放電部１３と、コロナ放電部１３の出口にはオゾン分解触媒フィルタ１７を設け、筒形状電極１４内面に撥水膜１６の処理を施したことにより、数百ｎｍオーダーの粒径の微細ミストを数１０ｇ／ｈ〜数１００ｇ／ｈの霧化量で効率的に且つ安全に発生することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、加湿器、冷蔵庫、食器洗い乾燥機等の家電製品に備えられる霧化装置に関するものである。

従来、霧化装置については超音波方式、静電霧化方式によるものがある。超音波方式による霧化は、発生するミスト粒径は数μｍ程度である。これに対して、静電霧化方式のミストは数十ｎｍのオーダーのミストに微細化して霧化することができる。空気清浄機に用いられている静電霧化方式については以下の技術がある（例えば、特許文献１参照）。

図２および図３は、上記特許文献１に記載された従来の霧化装置を示すものである。図に示すように、霧化装置は霧化させることになる水を収容した水溜め部６を下部に備えたもので、円筒状で且つ周囲に通風孔１１が開口する筺体部１０と、該筺体部１０の上部に配された対向電極３と、筺体部１０の下部に嵌めこ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吸水体４とで構成されている。

上記の構成において、印加電極２に高電圧を印加したとき、水溜め部６に貯留した水は棒状吸水体４に毛細管現象で吸い上げられ、その先端部に達した水はレイリー分裂を起こして数十ｎｍオーダーの粒径のミストとなって霧化する。
特開２００４−３５８３６３号公報

しかしながら、前記従来の構成では、棒状吸水体４に毛細管現象で吸い上げられ先端部に達した水が帯電して分裂し霧化するため、数十ｎｍオーダーの粒径の微細ミストが発生するものの、霧化量は０．５〜１．０ｇ／ｈと小さい。このため、部屋の加湿を行ったり、冷蔵庫に保存される野菜に対して水分供給をするといった用途には適用するのが困難であるという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、数１０〜数１００ｎｍオーダーの微細粒径で且つ数１０ｇ／ｈ以上の加湿や野菜への水分補給に必要な霧化量を発生することができる霧化装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明の霧化装置は、１次ミスト発生部とコロナ放電部とから構成されたものである。

これによって、超音波方式や圧力スプレーノズル等の１次ミスト発生部で霧化された粒径２〜１０μｍのミストは、コロナ放電部で帯電し帯電量がミストの表面張力を超えると分裂し微細化し数１０〜数１００ｎｍオーダーの微細粒径のミストが発生する。このとき、霧化量は、１次ミスト発生部として超音波方式や圧力スプレーノズルを用いると数１０〜数１００ｇ／ｈを実現することができる。

また、放電により種々の活性酸素種が発生するため、冷蔵庫の野菜室に適用した場合は、微細ミストが野菜表面の気孔から内部に浸透し、組織内部の侵入菌や有害物質を活性酸素種で分解することができる。

本発明の霧化装置は、数１０〜数１００ｎｍオーダーの微細粒径で且つ数１０ｇ／ｈ以上の加湿や野菜への水分補給に必要な霧化量を発生することができる。

第１の発明は、１次ミスト発生部とコロナ放電部とから構成されたことにより、１次ミスト発生部で霧化された粒径２〜１０μｍのミストは、コロナ放電部で帯電し帯電量がミストの表面張力を超えると分裂し微細化し数１０〜数１００ｎｍオーダーの微細粒径のミストが発生する。このとき、霧化量は、１次ミスト発生部として超音波方式や圧力スプレーノズルを用いると数１０〜数１００ｇ／ｈを実現することができる。

また、放電により種々の活性酸素種が発生するため、冷蔵庫の野菜室に適用した場合は、微細ミストが野菜表面の気孔から内部に浸透し、組織内部の侵入菌や有害物質を活性酸素種で分解することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明のコロナ放電部を、接地された筒形状電極と、前記筒形状電極の内側中心に設けられた棒状電極とから構成することにより、ミストが外部へ拡散することなく放電部を通過し、ミストが放電部に暴露される時間を長く取れるため、効率よくミストを微細化することができる。

第３の発明は、特に、第２の発明の筒形状電極と棒状電極間の距離を２〜３０ｍｍ、放電部の距離となる筒形状電極と棒状電極の長さを２０〜１５０ｍｍとすることにより、低電圧下でミストに帯電することができ、さらに効率良くミストを微細化することができる。

第４の発明は、特に、第２又は第３の発明の棒状電極にマイナスの高電圧を印加することにより、さらに低電圧で安定して放電することができ、効率的にミストに帯電させて微細化することができる。

第５の発明は、特に、第２又は第３の発明の棒状電極にプラスの高電圧を印加することにより、オゾン発生量を低減してミストに帯電させて微細化することができるので、さらに安全性を向上することができる。

第６の発明は、特に、第２又は第３の発明の棒状電極に交流の高電圧を印加することにより、ミストにプラスの電荷とマイナスの電荷を帯電させることができ、電気的引力により帯電したミストが筒状電極内壁へ向かって移動することを防止することができるので、筒形状電極内壁へのミスト付着量を低減し、放電による霧化量の低下を軽減することができる。

第７の発明は、特に、第２〜６のいずれか１つの発明の棒状電極の表面を凹凸のある粗面形状にしたことにより、放電時に電界集中が起こるのを防ぎ、棒状電極全体から放電を起こし易くなるため、放電部に流れるミスト全体に効率良く帯電し微細化することができる。

第８の発明は、特に、第１〜７のいずれか１つの発明のコロナ放電部の出口部に無機酸化物を担持したオゾン分解触媒フィルタを設けたことにより、放電により発生したオゾンが無機酸化物により分解されオゾン濃度を低減し、さらに安全性を向上することができる。

第９の発明は、特に、第２〜８のいずれか１つの発明の筒形状電極の内面に撥水膜処理をしたことにより、帯電したミストが筒形状電極内面に付着することを低減し、放電による霧化量の低下をさらに軽減することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における霧化装置の断面図を示すものである。図１において、霧化装置１の下部には、１次ミスト発生部１２である超音波霧化部が設けられている。この内部には超音波素子（図示せず）が備えられており、ある一定の水位を保った水が貯留されている。そして、１次ミスト発生部１２の上部は開口しており、その開口部にコロナ放電部１３が設けられている。

コロナ放電部１３は、接地された筒形状電極１４と、その内側中心部に設けられた高電圧電源（図示せず）と接続された棒状電極１５とから構成されている。筒形状電極１４と棒状電極１５は長さ５０ｍｍで、電極間距離は５ｍｍに設置されている。また、筒形状電極１４の内側はフッ素系の撥水膜１６の処理が施されている。棒状電極１５はタングステン等の金属から成り、その表面は凹凸の粗面形状である。そして、コロナ放電部１３の出口には、無機酸化物を担持したオゾン分解触媒フィルタ１７が設けられている。

以上のように構成された霧化装置について、以下その動作、作用を説明する。１次ミスト発生部１２の超音波振動子に電圧が印加されると一定の周波数で振動し、この振動エネルギーによって貯留された水面から水柱が立ち、水柱が分裂してミストを発生する。このときのミスト粒径は２〜５μｍとなっている。そして、このミストは１次ミスト発生部１２の上部に備えられたコロナ放電部１３に流入する。

コロナ放電部１３において、棒状電極１５に−５ｋＶの高電圧が印加されると流入したミストは帯電し、この帯電量がミストの表面張力を超えると分裂し数１０ｎｍ〜数１００ｎｍの粒径に微細化する。このとき、１次ミスト発生部１２から発生するミストの霧化量は数１０ｇ／ｈ〜数１００ｇ／ｈであるため、コロナ放電部での微細化後の霧化量もほぼ同等の霧化量となる。

コロナ放電部１３は、筒形状電極１４と棒状電極１５とから構成されている為、１次ミスト発生部１２で発生したミストは外部へ拡散することなく放電部を通過し、ミストが放電部に暴露される時間を長く取れるため、効率良くミストを微細化することができる。また、棒状電極１５にマイナスの高電圧を印加することにより、安定して放電することができより効率的にミストに帯電することができる。

さらに、棒状電極１５の表面を凹凸のある粗面形状にしたことにより、放電時に電界集中が起こるのを防ぎ、棒状電極全体から放電を起こし易くなるため、放電部に流れるミスト全体に効率良く帯電することができる。

また、コロナ放電部１３の出口には、無機酸化物を担持したオゾン分解触媒フィルタ１７が設けられているので、放電により発生したオゾンが無機酸化物により分解されオゾン濃度を低減し、さらに安全性を向上することができる。

また、筒形状電極１４の内面にフッ素系の撥水膜１６の処理をしたことにより、帯電したミストが筒形状電極内面に付着することを低減し、放電による霧化量の低下をさらに軽減することができる。

こうして、本実施の形態では、数百ｎｍオーダーの粒径の微細ミストを数１０ｇ／ｈ〜数１００ｇ／ｈの霧化量で発生することができる。したがって、本実施の形態の霧化装置を冷蔵庫の野菜室に用いた場合、コロナ放電部１３では放電により活性酸素種が発生しており、放出した微細ミストに付着した形で、野菜が貯蔵される保存室へ拡散する。そして、貯蔵した野菜の表面に付着する。微細ミストはサブミクロンの粒径であるため、野菜表面の気孔から内部に浸透し保湿性を高めると共に、組織内部の侵入菌や有害物質を活性酸素種で分解することができる。

以上のように、本実施の形態においては、１次ミスト発生部と、接地された筒形状電極と、筒形状電極の内側中心に設けられた棒状電極とから構成されたコロナ放電部と、コロナ放電部の出口にはオゾン分解触媒フィルタを設け、筒形状電極内面に撥水膜処理を施したことにより、数百ｎｍオーダーの粒径の微細ミストを数１０ｇ／ｈ〜数１００ｇ／ｈの霧化量で効率的に且つ安全に発生することができる。

尚、本実施の形態において、電圧の極性はマイナスの高電圧としたが、プラスの高電圧とすることで印加電圧は高くなるが、オゾン濃度を低減することができる。また、交流電圧とすることで、ミストには両極性の電荷が帯電するため、帯電ミストが筒形状電極１４内面への移動を軽減し、さらに霧化量の減少を防止することができる。

以上のように、本発明にかかる霧化装置は、サブミクロンオーダーの粒径で数１０ｇ／ｈ〜数１００ｇ／ｈの霧化量で効率的に且つ安全に発生することができるので、冷蔵庫、洗濯機、食器洗い乾燥機、エアコン等の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における霧化装置の側面図 従来の霧化装置の横断面図 同霧化装置の上面図

符号の説明

１２ １次ミスト発生部
１３ コロナ放電部
１４ 筒形状電極
１５ 棒状電極
１６ 撥水膜
１７ オゾン分解触媒フィルタ

Claims (9)

1. １次ミスト発生部とコロナ放電部とから構成されたことを特徴とした霧化装置。
2. コロナ放電部は、接地された筒形状電極と、前記筒形状電極の内側中心に設けられた棒状電極とから構成されたことを特徴とした請求項１記載の霧化装置。
3. 筒形状電極と棒状電極間の距離は２〜３０ｍｍ、放電部の長さとなる筒形状電極と棒状電極の長さは２０〜１５０ｍｍであることを特徴とした請求項２記載の霧化装置。
4. 棒状電極はマイナスの高電圧を印加することを特徴とした請求項２あるいは３に記載の霧化装置。
5. 棒状電極はプラスの高電圧を印加することを特徴とした請求項２又は３記載の霧化装置。
6. 棒状電極は交流の高電圧を印加することを特徴とした請求項２又は３記載の霧化装置。
7. 棒状電極の表面は凹凸のある粗面であることを特徴とした請求項２〜６のいずれか１項に記載の霧化装置。
8. コロナ放電部の出口部に無機酸化物を担持したオゾン分解触媒フィルタを設けたことを特徴とした請求項１〜７のいずれか１項に記載の霧化装置。
9. 筒形状電極の内面を撥水膜処理したことを特徴とした請求項２〜８のいずれか１項に記載の霧化装置。

Images