JP2010194539A - Electrostatic atomizing device and electrostatic atomizing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レイリー分裂によりミストを発生させる静電霧化装置及び静電霧化方法に関するものである。 The present invention relates to an electrostatic atomizer and an electrostatic atomization method that generate mist by Rayleigh splitting.
水が供給される放電電極に高電圧を印加して放電させることで、放電電極が保持している水にレイリー分裂を生じさせて霧化させ、これによりナノメータサイズの帯電微粒子水(以下、これを「ナノサイズミスト」という)を生成する静電霧化装置がある。上記ナノサイズミストは、ラジカルを含むとともに長寿命であって、空間内への拡散を大量に行うことができ、室内の壁面や衣服やカーテン等に付着した悪臭成分などに効果的に作用し、無臭化することができるといった特徴を有している(特許文献1参照)。 By applying a high voltage to the discharge electrode to which water is supplied and discharging it, the water held by the discharge electrode is caused to undergo Rayleigh splitting and atomized, whereby nanometer-sized charged fine particle water (hereinafter referred to as this) There are electrostatic atomizers that produce "nano-sized mist". The nano-size mist contains radicals and has a long life, and can diffuse a large amount into the space, effectively acting on malodorous components attached to indoor walls, clothes, curtains, etc. It has a feature that it can be made non-brominated (see Patent Document 1).
上記静電霧化装置で生成したナノサイズミストを外部空間の隅々まで行き渡らせる為には、ナノサイズミストを大量に発生させるとともにこの大量のミストを外部に向けて勢い良く放出させるための送風手段を備えることが好適であるが、このように設けた場合には、送風手段の風量が小さくなった時に、放電によるオゾン濃度が噴出口付近で高くなるといった問題がある。 In order to spread the nano-sized mist generated by the electrostatic atomizer to every corner of the external space, a large amount of nano-sized mist is generated and the air blown to release the large amount of mist toward the outside. It is preferable to provide the means, but when it is provided in this way, there is a problem that when the air volume of the blower means becomes small, the ozone concentration due to the discharge becomes high near the jet outlet.
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、送風手段の風量が変更された場合であっても噴出口付近でオゾン濃度が高くなることを防止することのできる静電霧化装置及び静電霧化方法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 is an electrostatic that can prevent an increase in ozone concentration in the vicinity of the jet outlet even when the air volume of the blowing means is changed. An object of the present invention is to provide an atomizing device and an electrostatic atomizing method.
上記課題を解決するために本発明を、放電電極と、前記放電電極に高電圧を印加する高圧電源部と、前記放電電極に水を供給する手段と、前記放電電極が保持する水を静電霧化させて成る帯電微粒子水を外部空間に放出させる送風手段と、前記送風手段の風量に応じて前記放電電極の放電状態を所定のオゾン濃度以下となるように調整する制御手段と、を備えることを特徴とした静電霧化装置とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a discharge electrode, a high-voltage power supply unit that applies a high voltage to the discharge electrode, means for supplying water to the discharge electrode, and water held by the discharge electrode. A blowing unit that discharges atomized charged fine particle water to an external space, and a control unit that adjusts the discharge state of the discharge electrode to be equal to or lower than a predetermined ozone concentration in accordance with the air volume of the blowing unit. It is set as the electrostatic atomizer characterized by this.
上記構成の静電霧化装置にあっては、放電状態が風量に応じて調整されるので、噴出口付近でオゾン濃度が高くなるといったことが防止されるものである。 In the electrostatic atomizer having the above configuration, since the discharge state is adjusted according to the air volume, it is possible to prevent the ozone concentration from increasing in the vicinity of the ejection port.
上記制御手段は、放電電流値を基に放電状態を制御するとともに、目標とする放電電流値を送風手段の風量に応じて変更させるものであることが好ましい。 The control means preferably controls the discharge state based on the discharge current value and changes the target discharge current value according to the air volume of the blower means.
また、上記制御手段は、送風手段の風量に応じた割合で高圧電源部を間欠運転させるものであってもよい。 Moreover, the said control means may make a high voltage | pressure power supply part operate intermittently in the ratio according to the air volume of the ventilation means.
また、前記水を供給する手段は、結露水を生成する冷却手段であることが好ましい。このとき、上記制御手段を、間欠運転をする高圧電源部の運転期間内の放電電流値に応じて、冷却手段による放電電極の冷却度を制御するものとすると、放電極の冷却度は安定的に制御されることとなる。 The means for supplying water is preferably a cooling means for generating condensed water. At this time, if the control means controls the cooling degree of the discharge electrode by the cooling means in accordance with the discharge current value during the operation period of the high-voltage power supply unit that performs intermittent operation, the cooling degree of the discharge electrode is stable. Will be controlled.
更に、上記制御手段を、冷却手段による放電電極の冷却度を制御するに際して、間欠運転をする高圧電源部の休止割合に応じた補正を加えるものとすることで、高圧電源部の休止期間中に水の減少割合が少なくなることに対応して水の生成量を調整することができる。 Furthermore, when the cooling means controls the degree of cooling of the discharge electrode, the control means adds a correction according to the pause ratio of the high-voltage power supply section that performs intermittent operation, so that the high-voltage power supply section can be stopped during the pause period. The amount of water produced can be adjusted in response to the decrease in water reduction.
また、上記のように高圧電源部を間欠運転させるに際して、上記制御手段は、運転開始初期は高圧電源部を連続運転させるとともに、目標とする放電電流値に到達した直後から間欠運転を開始するものであってもよいし、運転開始初期の結露水生成直後から、高圧電源部の間欠運転を開始するものであってもよい。 In addition, when the high-voltage power supply unit is intermittently operated as described above, the control unit continuously operates the high-voltage power supply unit at the beginning of operation and starts the intermittent operation immediately after reaching the target discharge current value. Alternatively, the intermittent operation of the high-voltage power supply unit may be started immediately after the generation of condensed water at the beginning of operation.
更に、上記構成の静電霧化装置にあっては、上記制御手段が、送風手段の風量に応じて放電電流の上限値を設定し、高圧電源部を運転中に放電電流が上限値を超えた場合には高圧電源部を停止させるものであることや、冷却手段による放電電極の冷却度の上限を送風手段の風量に応じて設定し、放電電極の冷却度がこの上限を超えないように冷却手段を制御するものであることが好ましい。 Furthermore, in the electrostatic atomizer having the above configuration, the control means sets an upper limit value of the discharge current according to the air volume of the air blowing means, and the discharge current exceeds the upper limit value while the high-voltage power supply unit is in operation. In such a case, the high-voltage power supply unit should be stopped, or the upper limit of the cooling degree of the discharge electrode by the cooling means is set according to the air volume of the blowing means, so that the cooling degree of the discharge electrode does not exceed this upper limit. It is preferable to control the cooling means.
また、上記構成の静電霧化装置にあっては、接地された電極を備えることも好ましい。 Moreover, in the electrostatic atomizer of the said structure, it is also preferable to provide a grounded electrode.
また、上記課題を解決するために本発明を、放電電極が保持する水に高電圧を印加し、静電霧化により生成した帯電微粒子水を送風手段によって外部空間に放出させる静電霧化方法であって、前記送風手段の風量に応じて、所定のオゾン濃度となるように放電電流の変更又は前記高電圧の間欠的な印加を行うものとしてもよい。 In order to solve the above problems, the present invention provides an electrostatic atomization method in which a high voltage is applied to water held by a discharge electrode, and charged fine particle water generated by electrostatic atomization is discharged to an external space by a blowing means. And according to the air volume of the said ventilation means, it is good also as what changes a discharge current or intermittently applies the said high voltage so that it may become predetermined | prescribed ozone concentration.
なお、以上述べた各構成は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜組合せ可能である。 Each configuration described above can be appropriately combined without departing from the gist of the present invention.
本発明は、送風手段によりミストを勢い良く放出することが可能であるうえに、送風手段の風量が変更された場合であっても噴出口付近でオゾン濃度が高くなることを防止することができるという効果を奏する。 The present invention can discharge mist vigorously by the blowing means, and can prevent the ozone concentration from increasing near the jet outlet even when the air volume of the blowing means is changed. There is an effect.
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。図1には、本発明の実施形態における一例の静電霧化装置のユニット全体を示しており、図2には、本例の静電霧化装置の回路構成を示している。図1や図2に示すように、この静電霧化装置は、放電電極2と、この放電電極2の一端に所要の距離をおいて対向するとともにその内周縁が実質的な電極として機能する対向電極3と、これら両電極2,3間に放電用の高電圧を印加する高圧電源部4と、上記放電電極2の他端をその吸熱側に接続させて放電電極2を露点以下の温度に冷却する冷却手段としてのペルチェモジュール5と、ペルチェモジュール5用の電源部60を内蔵する電源6と、高圧電源部4やぺルチェモジュール5や後述のファン7を制御する為の制御手段である制御回路Cとを具備したもので、上記対向電極3は接地されており、放電時には放電電極2側に負もしくは正の高電圧(たとえば−4.6kV)が印加される。 Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the accompanying drawings. FIG. 1 shows an entire unit of an electrostatic atomizer of an example in the embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a circuit configuration of the electrostatic atomizer of this example. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, this electrostatic atomizer is opposed to the discharge electrode 2 at one end of the discharge electrode 2 with a required distance, and its inner peripheral edge functions as a substantial electrode. The counter electrode 3, the high voltage power source 4 that applies a high voltage for discharge between the electrodes 2 and 3, and the other end of the discharge electrode 2 is connected to the heat absorption side so that the temperature of the discharge electrode 2 is lower than the dew point. This is a control means for controlling the Peltier module 5 as a cooling means for cooling to the power source, a power source 6 incorporating a power source 60 for the Peltier module 5, the high-voltage power source unit 4, the Peltier module 5, and a fan 7 described later. The counter electrode 3 is grounded, and a negative or positive high voltage (for example, −4.6 kV) is applied to the discharge electrode 2 side during discharge.
図中の符号50は、ペルチェモジュール5の放熱側に配された放熱フィンであり、静電霧化装置のユニット内に配された送風手段であるファン7から送り出される送風が冷却風Bとなってこの放熱フィン50に当り、ぺルチェモジュール5の冷却効率を向上させる。また、ファン7から送り出される送風は分流されて誘引風Aともなり、この誘引風Aが、放電電極2が保持する水を静電霧化させて成るナノイオンミストを外部空間に向けて誘引して放出させる構造である。なお、冷却風Bを送り出す送風手段と、誘引風Aを送り出す送風手段とを別々に備えてあっても構わない。図中の符号51はペルチェモジュール5の温度測定用のサーミスタであり、符号8は環境温度湿度センサである。 Reference numeral 50 in the figure denotes heat radiating fins arranged on the heat radiating side of the Peltier module 5, and the air sent from the fan 7, which is the air blowing means arranged in the unit of the electrostatic atomizer, becomes the cooling air B. The cooling efficiency of the Peltier module 5 is improved by hitting the radiator fin 50. Further, the air blown from the fan 7 is diverted to become an induced wind A, and this induced wind A attracts a nano ion mist formed by electrostatic atomization of water held by the discharge electrode 2 toward the external space. It is a structure to be released. In addition, you may provide separately the ventilation means which sends out the cooling wind B, and the ventilation means which sends out the induced wind A. Reference numeral 51 in the figure is a thermistor for measuring the temperature of the Peltier module 5, and reference numeral 8 is an environmental temperature / humidity sensor.
上記高圧電源部4は、図3にも示すように高圧発生回路40と放電電圧検出回路41と放電電流検出回路42を備えたものである。放電電圧検出回路41にて検出された放電電圧と、放電電流検出回路42にて検出された放電電流は上記制御回路Cに入力され、制御回路Cにて放電電圧及び放電電流を基にペルチェモジュール5を制御し、このぺルチェモジュール5による放電電極2の冷却度、即ち放電電極2での結露水生成量を制御するものである。 The high-voltage power supply unit 4 includes a high-voltage generation circuit 40, a discharge voltage detection circuit 41, and a discharge current detection circuit 42 as shown in FIG. The discharge voltage detected by the discharge voltage detection circuit 41 and the discharge current detected by the discharge current detection circuit 42 are input to the control circuit C, and the Peltier module is based on the discharge voltage and the discharge current by the control circuit C. 5, the degree of cooling of the discharge electrode 2 by the Peltier module 5, that is, the amount of condensed water produced at the discharge electrode 2 is controlled.
放電電極2を冷却して空気中の水分を放電電極2上に結露させた状態で、放電電極2と対向電極3との間に放電電圧を印加する時、放電電極2上の水は図4に示すように対向電極3側に引っ張られてテーラーコーンと称される形状となる。このテーラーコーンの先端においてレイリー分裂が生じてナノサイズミストが生成されることで、静電霧化がなされる。 When the discharge voltage is applied between the discharge electrode 2 and the counter electrode 3 in a state where moisture in the air is condensed on the discharge electrode 2 by cooling the discharge electrode 2, the water on the discharge electrode 2 is as shown in FIG. As shown in FIG. 3, the shape is called a tailor cone by being pulled toward the counter electrode 3 side. Rayleigh splitting occurs at the tip of the tailor cone and nano-size mist is generated, whereby electrostatic atomization is performed.
この時、放電電極2上の水量が少なくなって図4(a)のようにテーラーコーンが小さくなれば放電電流は少なくなり、放電電極2上の水量が多くなって図4(c)のようにテーラーコーンが大きくなれば放電電流は増大する。ちなみに、−4.4kVの放電電圧の印加時、図4(a)に示す状態では放電電流が3.0μA、図4(b)に示す状態では放電電流が6.0μA、図4(c)に示す状態では放電電流が9.0μAであった。 At this time, if the amount of water on the discharge electrode 2 decreases and the tailor cone becomes smaller as shown in FIG. 4A, the discharge current decreases, and the amount of water on the discharge electrode 2 increases, as shown in FIG. If the tailor cone is larger, the discharge current increases. Incidentally, when a discharge voltage of −4.4 kV is applied, the discharge current is 3.0 μA in the state shown in FIG. 4A, the discharge current is 6.0 μA in the state shown in FIG. 4B, and FIG. In the state shown in FIG. 2, the discharge current was 9.0 μA.
つまり、結露水の量とテーラーコーンの形状(高さ)とが関係するとともに、テーラーコーンの高さから放電電流も変化するわけであり、これ故に、放電電流を測定することでテーラーコーンの高さ、即ち結露水の量を知ることができる。ここにおいて、放電電極2上の結露水の量が更に少なくなれば、放電電極2上の水と対向電極3との間の放電ではなく、放電電極2と対向電極3との間で放電が生じてオゾンの発生などを招くことになる。逆に、放電電極2上の水が更に多くなれば、対向電極3と水との距離が短くなり、短絡電流が流れて狙いの粒子径のミストが得られなくなる。 In other words, the amount of condensed water and the shape (height) of the tailor cone are related, and the discharge current also changes from the height of the tailor cone. Therefore, the height of the tailor cone is measured by measuring the discharge current. That is, the amount of condensed water can be known. Here, if the amount of condensed water on the discharge electrode 2 is further reduced, a discharge occurs between the discharge electrode 2 and the counter electrode 3 instead of a discharge between the water on the discharge electrode 2 and the counter electrode 3. This will cause ozone generation. Conversely, if the amount of water on the discharge electrode 2 is further increased, the distance between the counter electrode 3 and the water becomes short, a short-circuit current flows, and a mist having a target particle diameter cannot be obtained.
そこで、或る放電電圧の時の放電電流値から放電電極2上の水の量を推定し、この推定に基づいてペルチェモジュール5の冷却度を調整すれば、結露水生成量の調整を行うことが可能となる。つまり放電電流が少ない時はペルチェモジュール5の印加電圧を上昇させて放電電極2をさらに冷却して結露水を増加させ、放電電流が多い時は冷却度合を緩和させて結露水を減少させる方向にフィードバック制御することで、放電電極2上の結露水の量を常にナノサイズミストの発生に適した量に設定可能となる。 Therefore, if the amount of water on the discharge electrode 2 is estimated from the discharge current value at a certain discharge voltage and the degree of cooling of the Peltier module 5 is adjusted based on this estimation, the amount of condensed water generated can be adjusted. Is possible. That is, when the discharge current is small, the applied voltage of the Peltier module 5 is increased to further cool the discharge electrode 2 to increase the condensed water, and when the discharge current is large, the degree of cooling is reduced to reduce the condensed water. By performing feedback control, the amount of condensed water on the discharge electrode 2 can always be set to an amount suitable for generation of nano-size mist.
ただし、放電電圧が変われば、適切な結露水量を表すことになる放電電流値も変化することから、放電電圧に応じた最適な放電電流の範囲を規定し、検出される放電電流値i(n)が上記範囲の目標値i(n)typ付近を維持するように、制御回路Cがペルチェモジュール5の印加電圧のデューティ制御を行うようにしている。 However, if the discharge voltage changes, the discharge current value that represents an appropriate amount of condensed water also changes. Therefore, the optimum discharge current range according to the discharge voltage is specified, and the detected discharge current value i (n ) Maintains the vicinity of the target value i (n) typ in the above range, so that the control circuit C performs duty control of the voltage applied to the Peltier module 5.
また、運転開始初期の放電電極2が充分に冷却されていない時点では放電電極2上に結露水が生成されていないので、上記制御は放電電極2上に結露水が確保されてからのものとし、それまでは放電を行わずにペルチェモジュール5のみを動作させる。つまり、制御回路Cは静電霧化装置の運転開始に伴い、環境温度湿度センサ8で測定される環境温度及び湿度に応じた目標温度T(露点)を設定し、サーミスタ51から間接的に検出される放電電極2の温度が上記目標温度Tを含む所要温度範囲(T+1〜T−1)内に入るまでペルチェモジュール5を高レベルで作動させ(図5中の区間イ)、放電電極2の温度が上記所要温度範囲の上限値T+1まで下がれば、制御回路Cはペルチェモジュール5のデューティ制御による印加電圧制御を、放電電極2の温度フィードバックによる制御、つまりは周囲の温度及び湿度に応じて予め決定されたデューティ値とし、放電電極2の温度が上記所要温度範囲の下限値T−1を下回ればデューティを1段下げ、上限値T1を上回ればデューティを一段上げる制御を行う。そして上限値T+1にまで達した時点から結露水が放電電極2上に形成されたと目される所定時間t後に高圧電源部4を作動させ、予め設定した所定の高電圧を放電電極2と対向電極の3間に印加して放電を開始すると同時に、ペルチェモジュール5の印加電圧制御を放電電極2の温度フィードバックによる制御から放電電流に基づくフィードバック制御に切り替える。 In addition, since the condensed water is not generated on the discharge electrode 2 when the discharge electrode 2 at the initial stage of operation is not sufficiently cooled, the above control is performed after the condensed water is secured on the discharge electrode 2. Until then, only the Peltier module 5 is operated without discharging. In other words, the control circuit C sets the target temperature T (dew point) according to the environmental temperature and humidity measured by the environmental temperature / humidity sensor 8 and starts to detect it indirectly from the thermistor 51 with the start of operation of the electrostatic atomizer. The Peltier module 5 is operated at a high level until the temperature of the discharge electrode 2 is within the required temperature range (T + 1 to T-1) including the target temperature T (section a in FIG. 5). When the temperature falls to the upper limit value T + 1 of the required temperature range, the control circuit C performs the applied voltage control by the duty control of the Peltier module 5 in advance according to the control by the temperature feedback of the discharge electrode 2, that is, according to the ambient temperature and humidity. If the determined duty value is set, and the temperature of the discharge electrode 2 falls below the lower limit value T-1 of the required temperature range, the duty is lowered by one step, and if the temperature exceeds the upper limit value T1, the duty is increased by one step. Performing a gel control. The high-voltage power supply unit 4 is operated after a predetermined time t when the condensed water is formed on the discharge electrode 2 from the time when the upper limit value T + 1 is reached, and a predetermined high voltage set in advance is applied to the discharge electrode 2 and the counter electrode. The voltage applied to the Peltier module 5 is switched from the control based on the temperature feedback of the discharge electrode 2 to the feedback control based on the discharge current.
上記の結露水生成までの所定時間tは、電極冷却温度(冷却開始前の温度から目標温度Tを引いた値に相当)ΔTに応じて変化させることが好ましい。電極冷却温度ΔTが5℃以下であれば、きわめて結露しやすい状態であり、電極冷却温度ΔTが10℃以上であれば結露しにくい状態であることから、たとえば電極冷却温度ΔTが5℃以下であれば、上記所要時間tを30秒、電極冷却温度ΔTが5〜10℃であれば、上記所要時間tを60秒、電極冷却温度ΔTが10℃以上であれば、上記所要時間tを90秒とする。このような制御を行うことで、放電開始時の放電電極2上に結露水を確保することができるとともに、放電電極2上に結露水が多く生じ過ぎるといった事態を避けることができる。図6はこの点に関するフローチャートを示している。 The predetermined time t until the generation of condensed water is preferably changed according to the electrode cooling temperature (corresponding to a value obtained by subtracting the target temperature T from the temperature before the start of cooling) ΔT. If the electrode cooling temperature ΔT is 5 ° C. or less, it is extremely easy to condense, and if the electrode cooling temperature ΔT is 10 ° C. or more, it is difficult to condense. For example, the electrode cooling temperature ΔT is 5 ° C. or less. If the required time t is 30 seconds and the electrode cooling temperature ΔT is 5 to 10 ° C., the required time t is 60 seconds, and if the electrode cooling temperature ΔT is 10 ° C. or more, the required time t is 90 °. Seconds. By performing such control, dew condensation water can be secured on the discharge electrode 2 at the start of discharge, and a situation in which too much dew condensation water is generated on the discharge electrode 2 can be avoided. FIG. 6 shows a flowchart relating to this point.
なお、環境湿度は、環境温度湿度センサ8のような外部センサに依らずとも計測可能である。運転開始初期の放電電極2の冷却開始前に、放電電極2と対向電極3の間に高電圧を印加し、この時の放電電流と放電電圧を計測することで電極間抵抗(=放電電圧/放電電流)を測定するのである。この時点では放電電極2に水が生成されておらず、水が存在する時よりも電極2,3間の距離も離れているために、霧化が起こらないことは勿論、放電電流も微弱にしか流れない。しかし、この時の電極間抵抗は、空気中の水分量と相関があるので、ここから湿度を推定することが可能である。 The environmental humidity can be measured without using an external sensor such as the environmental temperature / humidity sensor 8. Before starting the cooling of the discharge electrode 2 at the beginning of operation, a high voltage is applied between the discharge electrode 2 and the counter electrode 3, and the discharge current and the discharge voltage at this time are measured, whereby the interelectrode resistance (= discharge voltage / Discharge current) is measured. At this point in time, water is not generated in the discharge electrode 2 and the distance between the electrodes 2 and 3 is further away than when water is present, so that no atomization occurs and the discharge current is also weak. Only flows. However, the inter-electrode resistance at this time has a correlation with the amount of moisture in the air, so the humidity can be estimated from here.
次に、放電電流に基づくフィードバック制御について詳述する。上記放電開始から各回路が安定するまでの時間Δtが経過した時点taで、制御回路Cは放電電圧検出回路41及び放電電流検出回路42から放電電圧値及び放電電流値の取り込みを開始し、一定時間毎の平均値を演算して得られた放電電圧値によって放電電流制御の放電電流の目標値i(n)typを取得し、測定された放電電流値i(n)が目標値i(n)typとなるようにペルチェモジュール5に加える印加電圧をデューティ制御でフィードバック制御する。 Next, feedback control based on the discharge current will be described in detail. At the time ta when the time Δt from when the discharge starts until each circuit becomes stable, the control circuit C starts taking in the discharge voltage value and the discharge current value from the discharge voltage detection circuit 41 and the discharge current detection circuit 42, and is constant. The target value i (n) typ of the discharge current of the discharge current control is obtained from the discharge voltage value obtained by calculating the average value for each time, and the measured discharge current value i (n) is the target value i (n ) The applied voltage applied to the Peltier module 5 is feedback-controlled by duty control so as to be typ.
ここではオーバーシュートを避けるために、図7に示すように、時刻taにおいて取り込みを開始した放電電圧値と放電電流値の平均値v(1),i(1)がΔt時間後の時刻tbにおいて定まり、更に時刻tbにおいて取り込みを開始した放電電圧値及び放電電流値の平均値v(2),i(2)がΔt時間後の時刻tcにおいて定まる時、時刻tb−tc間の上記Δt時間内の放電電流値の差Δi(2)=i(2)−i(1)を求めるとともに、時刻tbでの放電電圧v(1)及び時刻tcでの放電電流の目標値ityp(1)と、時刻tcでの放電電流の平均値i(2)との差Δid(2)とを求め、時刻tb−tc間のペルチェモジュール5の印加電圧のデューティをD(2)とする時、このデューティD(2)から増分ΔD(2)を
ΔD(2)=a×Δid(2)−b×Δi(2)
(a,bはパラメータ)
で求め、D(3)=D(2)+ΔD(2)を次の時刻tc−td間でのペルチェモジュール5の印加電圧のデューティとするものである。これを時間Δt毎に以降順次繰り返すること、即ち
ΔD(n)=a×Δid(n)−b×Δi(n) ・・・(1)
をΔt毎に求めることで、それまでのデューティD(n-1)に加算して次のデューティD(n)を決定するのである。なお、ここで言うデューティ値D(n)及び増分ΔD(n)は、デューティ0〜100%を256分割して割りふったD1〜D256に対応させている。
Here, in order to avoid an overshoot, as shown in FIG. 7, the average values v (1) and i (1) of the discharge voltage value and the discharge current value started to be taken in at time ta are at time tb after Δt time. When the average values v (2) and i (2) of the discharge voltage value and the discharge current value that have started to be taken in at time tb are determined at time tc after Δt time, within the time Δt between time tb and tc. Difference Δi (2) = i (2) −i (1) between the discharge voltage v (1) and the discharge voltage v (1) at time tb and the target value ityp (1) of the discharge current at time tc, When the difference Δid (2) from the average value i (2) of the discharge current at time tc is obtained and the duty of the applied voltage of the Peltier module 5 between time tb-tc is D (2), this duty D Increment ΔD (2) from (2) ΔD (2) = a × Δid (2) −b × Δi (2)
(A and b are parameters)
And D (3) = D (2) + ΔD (2) is used as the duty of the voltage applied to the Peltier module 5 during the next time tc-td. This is repeated sequentially every time Δt, that is, ΔD (n) = a × Δid (n) −b × Δi (n) (1)
Is obtained for each Δt, and is added to the previous duty D (n−1) to determine the next duty D (n). Note that the duty value D (n) and the increment ΔD (n) mentioned here correspond to D1 to D256 obtained by dividing the duty 0 to 100% by dividing into 256.
ここで、本例にあっては上記の如く誘引風Aを発生させる送風手段としてファン7を備えてあり、しかもファン7の回転数即ち誘引風Aの風量を多段階に設定可能に設けているので、風量を小さく設定した場合に放電によるオゾン濃度が噴出口付近で高くなるといった事態を避ける為に、高圧電源部4は連続運転させながら放電電流の目標値i(n)typをファン7の風量に応じて変更させるように制御回路Cを設けている。通常は風量が一定であれば放電電流が大きくなる程にオゾン濃度は増大するので、風量を大きく設定する程に放電電流の目標値i(n)typを大きな値に変更し、逆に風量が小さく変更された場合には目標値i(n)typを小さな値に変更するように設けることで、風量に関わらず噴出口付近でのオゾン濃度を規格以下に抑えながら、ナノサイズミストの効果を最大限に発揮可能となる。 Here, in this example, the fan 7 is provided as a blowing means for generating the induced wind A as described above, and the rotational speed of the fan 7, that is, the air volume of the induced wind A can be set in multiple stages. Therefore, in order to avoid a situation where the ozone concentration due to discharge becomes high near the jet outlet when the air volume is set small, the high voltage power supply unit 4 sets the target value i (n) typ of the discharge current to the fan 7 while continuously operating. A control circuit C is provided so as to be changed according to the air volume. Normally, if the airflow is constant, the ozone concentration increases as the discharge current increases. Therefore, the target value i (n) typ of the discharge current is changed to a larger value as the airflow is set larger. If the target value i (n) typ is changed to a smaller value when it is changed to a smaller value, the ozone concentration near the jet outlet is kept below the standard regardless of the air volume, and the effect of nano-size mist is achieved. It becomes possible to demonstrate to the maximum.
表1には、ファン7からの風量が「微風」、「弱」、「中」、「強」の4段階に設定可能であり、「中」に設定してあれば例えばI=6μAを目標値i(n)typとするのに対して、これを1段階弱い「弱」に変更すればI−3=3μAを目標値i(n)typとし、1段階強い「強」に設定すればI+3=9μAを目標値i(n)typとする場合を示している。つまり、外部空間が広い場合等に使用者がファン7の風量を「強」に設定すると、目標値i(n)typは自動的に高く設定されて放電状態を高レベルで維持し、外部空間内の隅々にまで多くのナノサイズミストを行き渡らせて効果を最大限に発揮させることができる。このとき風量が大きなことから噴出口付近でのオゾン濃度も規定以下に抑えられる。そして、外部空間が狭い場合や就寝時等の場合に使用者が風量を「弱」や「微風」に設定すると、目標値i(n)typは自動的に低く設定されて放電状態を低レベルで維持し、噴出口付近でのオゾン濃度を規定以下に抑えるものである。 Table 1 shows that the air volume from the fan 7 can be set in four stages of “light wind”, “weak”, “medium”, and “strong”. If “medium” is set, for example, I = 6 μA is set as a target. In contrast to the value i (n) typ, if this is changed to a weak “weak” by one step, I−3 = 3 μA is set to the target value i (n) typ and set to a strong “strong” by one step. The case where I + 3 = 9 μA is the target value i (n) typ is shown. In other words, if the user sets the air volume of the fan 7 to “strong” when the external space is wide, the target value i (n) typ is automatically set high to maintain the discharge state at a high level, and the external space A lot of nano-sized mist can be distributed to every corner to maximize the effect. At this time, since the air volume is large, the ozone concentration in the vicinity of the jet outlet is also kept below a specified level. When the user sets the air volume to “Weak” or “Breeze” when the external space is narrow or at bedtime, the target value i (n) typ is automatically set to a low level and the discharge state is set to a low level. The ozone concentration in the vicinity of the jet outlet is kept below the specified level.
また、上記のような式(1)を用いた計算を行ってペルチェモジュール5、即ちペルチェモジュール5による放電電極2の冷却度を制御するに際しては、間欠運転をする高圧電源部4の高圧デューティに応じた表3に示すような補正を加えることが好適である。これは、高圧電源部4の休止期間中は静電霧化による水の減少分が無くなることを考慮して、高圧デューティが小さくなる(つまり休止割合が大きくなる)程に大きな値を減じるように、式(1)から算出されるデューティ値を各計算毎に順次補正していくものであり、この補正を加えて得られるデューティでぺルチェモジュール5つまり放電電極2の冷却度を制御することで、放電電極2に結露水を過剰に生成させることなく安定して水を供給することのできる放電電極2の冷却度にまで、素早く且つ確実に収束させることができる。 When the calculation using the above formula (1) is performed to control the degree of cooling of the discharge electrode 2 by the Peltier module 5, that is, the Peltier module 5, the high-voltage duty of the high-voltage power supply unit 4 that operates intermittently is set. It is preferable to add a correction as shown in Table 3 accordingly. In consideration of the fact that there is no decrease in the amount of water due to electrostatic atomization during the pause period of the high-voltage power supply unit 4, the larger value is reduced as the high-pressure duty is reduced (that is, the pause ratio is increased). The duty value calculated from the equation (1) is sequentially corrected for each calculation, and the degree of cooling of the Peltier module 5, that is, the discharge electrode 2 is controlled by the duty obtained by applying this correction. The discharge electrode 2 can be quickly and reliably converged to the degree of cooling of the discharge electrode 2 that can stably supply water without generating excessive dew condensation water.
なお、結露水生成の判定は、既述したように放電電極2の温度が所要温度範囲内に達してから所定時間tを経過した時点で、結露水が放電電極2上に形成されたと判定するものであるが、サーミスタ51による放電電極2の温度検出や環境温度湿度センサ8による湿度検出を用いずに運転開始初期の制御を行う場合には、他の判定方法を用いることができる。 In addition, the determination of condensed water generation is determined that condensed water has been formed on the discharge electrode 2 when a predetermined time t has elapsed since the temperature of the discharge electrode 2 reached the required temperature range as described above. However, when the initial control of the operation is performed without using the temperature detection of the discharge electrode 2 by the thermistor 51 or the humidity detection by the environmental temperature / humidity sensor 8, another determination method can be used.
この場合の制御及び判定方法は下記の通りである。すなわち、制御回路Cは運転開始に伴い、環境温度を取り込んでこの環境温度に応じた電極冷却温度ΔTを設定し、この電極冷却温度ΔTに応じたペルチェ印加電圧(に対応するデューティ値)を設定する。ペルチェモジュール5における電極冷却温度ΔTと印加電圧とは線形の特性を有することから、電極冷却温度ΔTが大となるほど、印加電圧を高くすることになる。そして制御回路Cは高圧電源部4も同時に作動させて放電を開始するとともに放電電流検出回路42による放電電流の検出を行う。放電電極2上に水があれば放電電流が流れることになるが、結露水が生成されるに至っていない時点では正常であれば放電電流は殆ど流れないことになるから、ゼロに近い定数Iini(μA)を設定して、制御回路Cは検出された電流値が定数Iini未満であれば、正常時の動作として放電電圧の印加状態を保ったまま電流値の監視を定期的に続け、電流値が定数Iini(μA)以上となった時点で放電電極2に結露水が集まって静電霧化が開始されたと判断して、この時点で放電電流に基づくフィードバック制御に移行することとなる。 The control and determination method in this case is as follows. That is, as the operation starts, the control circuit C takes in the environmental temperature, sets the electrode cooling temperature ΔT according to the environmental temperature, and sets the Peltier applied voltage (corresponding to the duty value) according to the electrode cooling temperature ΔT. To do. Since the electrode cooling temperature ΔT and the applied voltage in the Peltier module 5 have linear characteristics, the applied voltage increases as the electrode cooling temperature ΔT increases. The control circuit C simultaneously activates the high-voltage power supply unit 4 to start discharging, and detects the discharge current by the discharge current detection circuit 42. If there is water on the discharge electrode 2, a discharge current flows. However, when the condensed water has not been generated, the discharge current hardly flows if it is normal. If the detected current value is less than the constant Iini, the control circuit C continues to monitor the current value periodically while maintaining the applied state of the discharge voltage as a normal operation. When the value becomes equal to or greater than the constant Iini (μA), it is determined that condensed water has gathered on the discharge electrode 2 and electrostatic atomization has started, and at this point, the control shifts to feedback control based on the discharge current.
また、運転開始初期はペルチェモジュール5のみを作動させて放電電極2の冷却のみを行う状態をしばし継続した後、高圧電源部4を作動させて放電を開始させるようにしてもよい。結露水が生成されるであろう時間だけ待って放電を始めるわけであり、この時間は1分以上であることが望ましい。そして、初期の数分間で生成される結露水の量で放電を始めた時の放電電流の上限値として定めた値よりも放電開始時の放電電流値が小さければ、放電電極2に正常に結露水が生成されたと判定して前述のフィードバック制御に移行する。 Further, at the initial stage of operation, only the Peltier module 5 is operated and only the discharge electrode 2 is cooled for a while, and then the high voltage power supply unit 4 is operated to start discharging. The discharge is started after waiting for a time when condensed water will be generated, and this time is preferably 1 minute or more. Then, if the discharge current value at the start of discharge is smaller than the value determined as the upper limit value of the discharge current when the discharge is started with the amount of dew condensation water generated in the initial few minutes, the condensation is normally formed on the discharge electrode 2. It determines with water having been produced | generated and transfers to the above-mentioned feedback control.
表4には、放電電流の上限値と、ぺルチェモジュール5の印加電圧のデューティの上限値とを示している。放電電流の上限値は、ファン7からの風量が小さくなる程に小さな値となるように設定されるものであり、本例にあっては放電電流の目標値i(n)typよりも常に一定値(5μA)だけ大きくなるように設定されている。そして、高圧電源部4を運転中に検出される放電電流がこの上限値を超えた場合には高圧電源部4を停止させるように制御することで、運転中に放電電流が急激に上昇して通常の制御ではこの上昇を抑えきれないといった場合には放電を緊急停止させてオゾン濃度の上昇を防止することができる。 Table 4 shows the upper limit value of the discharge current and the upper limit value of the duty of the applied voltage of the Peltier module 5. The upper limit value of the discharge current is set so as to become smaller as the airflow from the fan 7 becomes smaller. In this example, the upper limit value is always more constant than the target value i (n) typ of the discharge current. It is set to increase by the value (5 μA). When the discharge current detected during operation of the high-voltage power supply unit 4 exceeds this upper limit value, the discharge current increases rapidly during operation by controlling the high-voltage power supply unit 4 to stop. If this increase cannot be suppressed by normal control, the discharge can be stopped urgently to prevent the ozone concentration from rising.
2 放電電極
3 対向電極
4 高圧電源部
5 ぺルチェモジュール
7 ファン
C 制御回路
2 Discharge electrode 3 Counter electrode 4 High voltage power supply 5 Peltier module 7 Fan C Control circuit
Claims (12)
An electrostatic atomization method in which a high voltage is applied to water held by a discharge electrode, and charged fine particle water generated by electrostatic atomization is discharged to an external space by an air blowing means, depending on the air volume of the air blowing means, An electrostatic atomization method characterized by changing a discharge current or intermittently applying the high voltage so as to obtain a predetermined ozone concentration.
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Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4655691B2 (en) * | 2005-03-08 | 2011-03-23 | パナソニック電工株式会社 | Electrostatic atomizer |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018041666A (en) * | 2016-09-08 | 2018-03-15 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Voltage application device, and discharge device |
JP2018091501A (en) * | 2016-11-30 | 2018-06-14 | 日立工機株式会社 | Hot insulation or cold insulation box |
CN114173935A (en) * | 2019-06-26 | 2022-03-11 | 松下知识产权经营株式会社 | Active ingredient generating device |
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