JP2008104982A - Electrostatic atomization apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、活性種(ラジカル)を含んだナノメータサイズの帯電微粒子水を発生させ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 generating nanometer-sized charged fine particle water containing active species (radicals).
従来から、活性種を含んだナノメータサイズの帯電微粒子水を発生させる静電霧化装置が知られている。この静電霧化装置は、放電電極と、放電電極の前方に配置された対向電極と、放電電極に供給された水に高電圧を印加することで静電霧化して活性種を含んだナノメータサイズの帯電微粒子水を生成すると共に帯電微粒子水をイオン風により前方に飛散させ、室内空気、室内壁面等の付着物の脱臭や、ダニや花粉等のアレルゲン物質の不活性化をおこなったり、あるいは、人の肌や髪に潤いを与えたりするようになっている。 Conventionally, an electrostatic atomizer that generates nanometer-sized charged fine particle water containing active species is known. This electrostatic atomizer is a nanometer containing active species by electrostatic atomization by applying a high voltage to a discharge electrode, a counter electrode arranged in front of the discharge electrode, and water supplied to the discharge electrode. Generate charged particle water of a size and scatter the charged particle water forward with ion wind to deodorize deposits such as room air and wall surface, inactivate allergen substances such as mites and pollen, or Moisturizes people's skin and hair.
ところが、上記のような静電霧化装置にあっては、活性種を含んだナノメータサイズの帯電微粒子水を生成する際に、オゾンが発生してしまう。一般的なオゾンの発生は、 However, in the electrostatic atomizer as described above, ozone is generated when generating nanometer-sized charged fine particle water containing active species. General ozone generation is
で表される。但し、eは電子、O・は酸素ラジカル、M1はO・又はO2又はO3を表す。 It is represented by However, e represents an electron, O. represents an oxygen radical, and M 1 represents O., O 2 or O 3 .
オゾンは、その濃度が高くなると人体に悪影響を及ぼすものであり、室内のオゾン濃度は環境基準値の0.06ppm以下に抑えるように定められているため、ファンによる希釈を行ったりするが、ファンによる希釈は根本的な解決とはならず、長時間使用するとオゾン濃度が0.02ppm以上となって不快感を与えてしまう恐れがあるため、静電霧化装置においてナノメータサイズの帯電微粒子水の生成の際に発生したオゾンが静電霧化装置から外部に飛翔しないようにする必要がある。 Ozone has an adverse effect on the human body when its concentration is high, and the indoor ozone concentration is set to be 0.06 ppm or less of the environmental standard value. Dilute by is not a fundamental solution, and the ozone concentration may be 0.02 ppm or more when used for a long time, which may cause discomfort. It is necessary to prevent ozone generated during generation from flying outside from the electrostatic atomizer.
このような問題を考慮したものとして、特許文献1が知られている。特許文献1に示された従来例は、放電電極の前方に対向電極を中心線がほぼ一致するように配置し、更に、対向電極の前方に帯電微粒子水のイオン風による飛翔方向と直交するようにハニカム形状又はパンチングメタル状又は金網状に形成した基材の表面にオゾン分解触媒を添着し、帯電微粒子水の生成の際に発生したオゾンをハニカム形状又はパンチングメタル状又は金網状に形成した基材の表面にオゾン分解触媒により分解するようにしている。しかしながら、対向電極の前方に帯電微粒子水のイオン風による飛翔方向と直交するようにハニカム形状又はパンチングメタル状又は金網状に形成した表面にオゾン分解触媒を添着した基材が存在するため、イオン風により飛翔する帯電微粒子水はハニカム形状又はパンチングメタル状又は金網状の多数の孔を通過して装置の外に飛翔することになり、イオン風による飛翔する帯電微粒子水の一部がハニカム形状又はパンチングメタル状又は金網状の基材に付着し、多数の孔を通過して装置の外に飛翔する帯電微粒子水の量が少なくなり、この結果、帯電微粒子水による脱臭効果や、ダニや花粉等のアレルゲン物質の不活性化効果、あるいは、人の肌や髪に潤いを与える効果等が低下するという新たな問題が発生する。
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、装置の外にオゾンが放出されるのを抑制しながら同時に帯電微粒子水の装置の外への飛散量が低下しないように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 was invented in view of the above-described conventional problems, and while preventing ozone from being released outside the apparatus, at the same time, the amount of charged fine particle water scattered outside the apparatus is not reduced. It is an object of the present invention to provide an electrostatic atomizer that can be used.
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、放電電極1と、中央部に円状の開口を有する対向電極2とを中心線がほぼ一致するように対向配置し、放電電極1に供給された水に高電圧を印加して静電霧化して帯電微粒子水を生成すると共に帯電微粒子水を対向電極の中央部の開口を通して飛散させるようにした静電霧化装置3において、対向電極2の放電電極1と反対側において対向電極1に対向するように筒状の通路部4を中心線がほぼ一致するように対向配置し、筒状の通路部4の少なくとも内面部に放電電極1で発生したオゾンを確保するためのオゾン確保部5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-described problems, an electrostatic atomizer according to the present invention disposes a
放電電極1に供給された水に高電圧を印加して静電霧化して活性種(ラジカル)を含んだナノメータサイズの帯電微粒子水を生成する際にオゾンが発生する。ここで、帯電微粒子水は帯電している(例えばマイナスに帯電している)ので、放電により生じるイオン風により放電電極1側からの対向電極2の中央部の円状の開口の中心を通り、筒状の通路部4の中心線に沿って装置の外部に飛翔するが、一方、オゾンは帯電していないので、イオン風により飛翔することなく、筒状の通路部4内を浮遊しており、該浮遊しているオゾンが通路部4の内面部のオゾン確保部5に到達して付着するとオゾンが確保されて装置外に出ない。したがって、発生した帯電微粒子水はイオン風により筒状の通路部4をスムーズに通過して装置の外に飛翔することで、活性種(ラジカル)を含んだナノメータサイズの帯電微粒子水の装置の外への放出量が減少せず、一方、オゾンは装置の外への放出量を抑制することができる。
Ozone is generated when a high voltage is applied to the water supplied to the
また、オゾン確保部5にオゾンを分解するための触媒部6を設けることが好ましい。
Moreover, it is preferable to provide the
このような構成とすることで、オゾン確保部5に確保されたオゾンが触媒部6により分解されて無害化される。
By setting it as such a structure, the ozone ensured by the
また、筒状の通路部4の壁部が筒状の通路部4と交差して筒状の通路部4の内外に開口するハニカム構造となっていることが好ましい。
Moreover, it is preferable that the wall part of the cylindrical channel |
このような構成とすることで、オゾンの確保面積が増えてオゾンの確保量が増える。この結果、装置の外へのオゾンの放出量がより抑制することができる。 With such a configuration, the area for securing ozone increases and the amount of ozone secured increases. As a result, the amount of ozone released outside the apparatus can be further suppressed.
また、筒状の通路部4にオゾン確保部5を着脱自在に設けることが好ましい。
Further, it is preferable that the
このような構成とすることで、オゾン確保部5の交換が容易となる。
By setting it as such a structure, replacement | exchange of the
また、オゾン確保部5が発生する帯電微粒子水と同じ極性に帯電されていることが好ましい。
Moreover, it is preferable to be charged with the same polarity as the charged fine particle water generated by the
このような構成とすることで、イオン風により飛翔する帯電微粒子水が筒状の通路部4の内面部のオゾン確保部5に付着するのが防止され、帯電微粒子水の装置の外への放出量が多くなる。
With such a configuration, the charged fine particle water flying by the ionic wind is prevented from adhering to the
また、オゾン確保部5にオゾンを加熱分解するためのヒーター部7が設置してあることが好ましい。
Moreover, it is preferable that the
このような構成とすることで、触媒部6によるオゾンの分解がより効果的にできる。 By setting it as such a structure, decomposition | disassembly of ozone by the catalyst part 6 can be performed more effectively.
また、筒状の通路部4に消音構造が形成してあることが好ましい。
Further, it is preferable that a silencer structure is formed in the
このような構成とすることで、放電により発生する音を消音できる。 With such a configuration, it is possible to mute the sound generated by the discharge.
本発明は、上記のように、対向電極の前方に筒状の通路部を配置し、放電電極の中心線と、対向電極の中心線と、筒状の通路部の中心線とをほぼ一致させ、筒状の通路部の少なくとも内面部に放電電極で発生したオゾンを確保するためのオゾン確保部を設けたので、装置の外にオゾンが放出されるのを抑制しながら同時に帯電微粒子水の装置の外への飛翔量が減少しないようにでき、この結果、オゾンによる人体への悪影響を防ぎつつ帯電微粒子水による脱臭効果や、ダニや花粉等のアレルゲン物質の不活性化効果や、人の肌や髪に潤いを与える効果等を十分に発揮できる。 In the present invention, as described above, the cylindrical passage portion is disposed in front of the counter electrode, and the center line of the discharge electrode, the center line of the counter electrode, and the center line of the cylindrical passage portion are substantially matched. Since the ozone securing part for securing the ozone generated at the discharge electrode is provided at least on the inner surface of the cylindrical passage part, the apparatus for charged fine particle water while suppressing the release of ozone to the outside of the apparatus As a result, the deodorizing effect by charged fine particle water, the inactivation effect of allergen substances such as mites and pollen, and the human skin can be prevented while preventing the harmful effects of ozone on the human body. The effect of moisturizing hair and hair can be fully demonstrated.
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.
静電霧化装置3は、放電電極1と、放電電極1の前方に設けた対向電極2と、放電電極1と対向電極2との間に高電圧を印加するための高電圧印加部8と、放電電極1の先端に水を供給するための水供給手段9とを備えることで装置の主体が構成してあり、本発明においては、更に、対向電極2の前方に少なくとも内面部がオゾン確保部5となった筒状の通路部4を設けて静電霧化装置3を構成してある。
The
静電霧化装置3における水供給手段9としては、図1に示すような、水タンク部9aに溜めた水Wを毛細管現象などの水搬送手段により放電電極1の先端部に供給するものと、図2に示すような、放電電極1をペルチェ素子9bのような冷却手段により冷却して空気中の水分を放電電極1の先端部に結露させて結露水として供給するものとがあり、本発明においてはいずれの例にも適応できる。
As the water supply means 9 in the
図1に示す例においては、放電電極1が多孔質セラミック等の多孔質材や細孔を有する部材よりなる先端が尖ったり、丸くなったりした棒状をしたものであって、毛細管現象により放電電極1の先端に水タンク部9a内の水Wを供給するようになっている。
In the example shown in FIG. 1, the
また、図2に示す例においては、ペルチェ素子9bの冷却部9c側に熱伝導性の良い材料よりなる先端が尖ったり、丸くなったりした棒状の放電電極1を接続し、放電電極1を冷却することで、空気中の水分を供給するようになっている。
In the example shown in FIG. 2, a rod-
上記いずれの例においても、棒状をした放電電極1の前方には対向電極2が配置され、該対向電極2の中心線が放電電極1の中心線とほぼ一致するようになっている。更に、対向電極2の前方に筒状の通路部4が配置され、この筒状の通路部4の中心線が上記放電電極1の中心線、対向電極2の中心線とほぼ一致するようになっている。
In any of the above examples, the
筒状の通路部4の少なくとも内面部に放電電極1で発生したオゾンを確保するためのオゾン確保部5を設けてある。
An
上記放電電極1、対向電極2、高電圧印加部8、水供給手段9を備えた主体、筒状の通路部4は装置ハウジング(図示せず)内に内装され、筒状の通路部4の先端開口部が装置ハウジングに設けた吐出口に臨んでいる。
The
上記の構成の静電霧化装置3は、放電電極1の先端部に水が供給された状態で、高電圧印加部8により放電電極1の先端側がマイナス電極となって電荷が集中するように該放電電極1と対向電極2との間に5kV程度の高電圧を印加すると、放電電極1の先端部に供給された水が帯電し、帯電した水にクーロン力が働き、水の液面が局所的に円錐形状(テイラーコーン)に盛り上がり、円錐形状となった水の先端に電荷が集中して電荷の密度が高密度となり、高密度の電荷の反発力ではじけるようにして水が分裂・飛散(レーリー分裂)を繰り返して静電霧化を行い、活性種(ラジカル)を含むナノメータサイズの帯電微粒子水を大量に発生させる。この時、同時にオゾンが発生する。
In the
上記のように放電電極1と対向電極2との間に高電圧を印加すると、放電電極1から対向電極2に向かう電気力線が発生して、放電電極1から対向電極2の中心線に沿ったイオン風が生じる。ここで、ナノメータサイズの帯電微粒子水は帯電しているため、上記イオン風により放電電極1先端からおおむね対向電極2の中心線及び、これ中心線がほぼ一致している筒状の通路部4の中心線に沿って飛翔して筒状の通路部4の先端開口から装置外方に飛翔する。
When a high voltage is applied between the
一方、ナノメータサイズの帯電微粒子水が発生した際に同時に発生したオゾンは帯電してないので、イオン風により飛翔することはなく、浮遊しているので、筒状の通路部4内を浮遊しており、該浮遊しているオゾンが通路部4の内面部のオゾン確保部5に到達して付着するとオゾン確保部5にオゾンが確保されて装置外に出ない。したがって、筒状の通路部4内を浮遊しながら筒状の通路部4の先端開口から装置の外に放出されるオゾンの量を抑制することができる。この場合、オゾン確保部5への付着をより確実にするためにオゾン確保部5に吸着材を設けるとオゾンの確保がより確実にできる。
On the other hand, ozone generated simultaneously with the generation of nanometer-sized charged fine particle water is not charged, so it does not fly by ion wind and floats, so it floats in the
本発明においては、発生したオゾンの装置の外への放出量を少なくしながら、発生したナノメータサイズの帯電微粒子水はおおむね筒状の通路部4の中心線に沿うイオン風により筒状の通路部4をスムーズに通過して装置の外に飛翔することで、活性種(ラジカル)を含んだナノメータサイズの帯電微粒子水の装置の外への放出量が減少しないようにできる。この結果、オゾンによる人体への悪影響を防ぎつつ活性種を含んだナノメータサイズの帯電微粒子水による脱臭効果や、ダニや花粉等のアレルゲン物質の不活性化効果や、人の肌や髪に潤いを与える効果等を十分に発揮できることになる。
In the present invention, while the amount of generated ozone released outside the apparatus is reduced, the generated nanometer-size charged fine particle water is generally formed into a cylindrical passage portion by an ionic wind along the center line of the
図3には本発明の他の実施形態が示してある。図3の実施形態においては、オゾン確保部5にオゾンを分解するための触媒部6を設けた例である。オゾンを分解するための触媒部6を形成するオゾン触媒の材料としては、白金(Pt)、金(Au)、パラジウム(Pd)、銀(Ag)、ロジウム(Rh)、イリジウム(Ir)、オスミウム(Os)等の貴金属や、鉄(Fe)、マンガン(Mn),ニッケル(Ni)、コバルト(Co)、クロム(Cr)等の卑金属等が上げられるが、特に限定はない。オゾン確保部5にオゾンを分解するための触媒部6を設けるに当っては、オゾン確保部5自体を上記したオゾン触媒の材料により形成したり、あるいは、オゾン確保部5に上記オゾン触媒の材料を添着したりする。
FIG. 3 shows another embodiment of the present invention. In the embodiment of FIG. 3, the
触媒部6によるオゾンの分解は、 The decomposition of ozone by the catalyst unit 6
や、 Or
や、 Or
で表される。但し、M2はオゾンを分解する触媒を示す。 It is represented by M 2 represents a catalyst for decomposing ozone.
上記のようにオゾン確保部5にオゾンを分解するための触媒部6を設けることで、オゾン確保部5に確保されたオゾンが触媒部6によりオゾンが分解して無害化することができる。
By providing the
図4には、筒状の通路部4の壁部を筒状の通路部4の中心線と交差し且つ筒状の通路部4の内外に開口するハニカム構造(つまりハニカムの開口方向が通路部4の中心線と交差する方向となっている)となっている例が示してある。
FIG. 4 shows a honeycomb structure in which the wall portion of the
この実施形態においては、通路部4の内面部だけでなく、ハニカムの内面部が、浮遊するオゾンが付着してオゾンを確保するためのオゾン確保部5となり、オゾン確保部5の面積が増えてオゾンの確保量が増える。したがって、本実施形態においては装置の外へのオゾンの放出量がより抑制することができる。
In this embodiment, not only the inner surface portion of the
また、この筒状の通路部4の壁部をハニカム構造となったオゾン確保部5としたものにおいて、オゾン確保部5がオゾンを分解するための触媒部6で形成してあるか、又はオゾン確保部5に触媒の材料を添着して触媒部6を設けたものにおいては、オゾンを分解するための触媒面積が増えてよりいっそうオゾンの分解が効果的に行えることになる。
Further, in the case where the wall portion of the
図5には筒状の通路部4の内面部に筒状のオゾン確保部5を着脱自在に嵌め込んだ例である。この場合、着脱自在となった筒状のオゾン確保部5は前述のようにオゾンを分解する触媒部6を設けたものであってもよく、また、着脱自在となった筒状のオゾン確保部5は筒状の通路部4の中心軸と交差するハニカム構造の壁部を有するものであってもよく、また、このハニカム構造のものが触媒部6を設けたものであってもよい。
FIG. 5 shows an example in which a cylindrical
このように、筒状の通路部4に筒状のオゾン確保部5を着脱自在に設けることで、オゾン確保部5の交換が容易となる。この場合、オゾン確保部5の軸方向の端部を通路部4の軸方向の端部よりの少し突出させておくとオゾン確保部5の取り外しが容易となる。
In this way, the
また、図6には本発明の更に他の実施形態が示してある。本実施形態においては、上記の実施形態のうち、オゾン確保部5にオゾンを分解する触媒部6を設けたものにおいて、オゾン確保部5にオゾンを加熱分解するためのヒーター部7が設置してある。本実施形態においては、ヒーター部7により触媒部6を加熱することができ、触媒によるオゾンの分解効率を向上することができる。
FIG. 6 shows still another embodiment of the present invention. In the present embodiment, in the embodiment described above, in which the
なお、図示を省略しているが、上記各実施形態において、オゾン確保部5が発生する帯電微粒子水と同じ極性に帯電してもよい。このようにオゾン確保部5を帯電微粒子水と同じ極性に帯電させることで、例えば帯電微粒子水がマイナスに帯電している場合は、オゾン確保部5をマイナスに帯電させることで、前述のイオン風により筒状の通路部4の中心軸に沿って飛翔する帯電微粒子水がオゾン確保部5に付着しようとしても、同じ極性に帯電しているため反発して付着することがなく、確実にイオン風によって飛翔して装置の外部に放出されることになり、帯電微粒子水の装置の外への放出量が多くなる。
In addition, although illustration is abbreviate | omitted, in each said embodiment, you may charge to the same polarity as the charged fine particle water which the
また、図7には本発明の更に他の実施形態が示してある。本実施形態においては、前述の各実施形態における筒状の通路部4に消音構造が形成してある。消音構造を形成するに当っては、例えば、筒状の通路部4の外周に発泡合成樹脂の消音部材11を囲設することにより消音構造とする。これにより消音部材11により放電により発生する音を消音できる。
FIG. 7 shows still another embodiment of the present invention. In the present embodiment, a silencing structure is formed in the
また、図示を省略しているが、オゾン確保部5に紫外線を照射してオゾンを消滅させるための紫外線照射部を具備するようにしてもよい。
Although not shown, an ultraviolet irradiation unit for irradiating the
なお、図3乃至図7に示す実施形態では水供給手段9としては、水タンク部9aに溜めた水Wを毛細管現象などの水搬送手段により放電電極1の先端部に供給するものを例として図示しているが、図3乃至図7の実施形態において、図2と同様に、放電電極1をペルチェ素子9bのような冷却手段により冷却して空気中の水分を放電電極1の先端部に結露させて結露水として供給するものであってもよいのは勿論である。
In the embodiment shown in FIGS. 3 to 7, the water supply means 9 is an example in which the water W stored in the water tank portion 9a is supplied to the tip of the
1 放電電極
2 対向電極
3 静電霧化装置
4 通路部
5 オゾン確保部
6 触媒部
7 ヒータ部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
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JP2006291786A JP2008104982A (en) | 2006-10-26 | 2006-10-26 | Electrostatic atomization apparatus |
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Cited By (4)
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2006
- 2006-10-26 JP JP2006291786A patent/JP2008104982A/en not_active Withdrawn
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