JP2011005442A

JP2011005442A - 放電装置

Info

Publication number: JP2011005442A
Application number: JP2009152709A
Authority: JP
Inventors: Shinjiro Seto; 慎二郎世戸; Akihide Sugawa; 晃秀須川
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2009-06-26
Filing date: 2009-06-26
Publication date: 2011-01-13
Anticipated expiration: 2029-06-26
Also published as: WO2010150903A1; CN102448617A; EP2445647A1; KR20120012477A; JP5513787B2; US20120062118A1

Abstract

【課題】簡単な構成で、帯電微粒子水又はイオンの発生量を減らすことなく、放出口の直ぐ近くにおけるオゾン臭を気にならないようにできる。
【解決手段】放電装置１は、静電霧化により帯電微粒子水を発生させる静電霧化装置１ａ又はイオンを発生させるイオン発生装置である。放電装置１に、帯電微粒子水又は静電イオンを発生させる放電電極２と、発生させた帯電微粒子水又はイオンを放出対象空間３に開口する放出口４に移送するための放出路５と、該放出路５の上流側端部を除いて少なくとも下流側が２分岐以上に分岐して各分岐路６の下流側端部に放出口４を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、静電霧化により帯電微粒子水を発生させる静電霧化装置又はイオンを発生させる放電電極を有するイオン発生装置よりなる放電装置に関するものである。

従来から、放電極に高電圧を印加する放電装置として、静電霧化により帯電微粒子水を発生させる静電霧化装置又はイオンを発生させる放電電極を有するイオン発生装置が知られている。

上記のような放電装置、例えば静電霧化装置を自動車の車室の天井に設置し、静電霧化装置で発生させたナノメータサイズの帯電微粒子水を放出口から車室内に放出することで、帯電微粒子水に含まれているスーパオキサイドラジカルやヒドロキシラジカルといったラジカルにより車室内の脱臭、除菌、アレルゲン物質の不活性化を行い、車室内空間を快適な空間にするようにしたものが、特許文献１により知られている。

静電霧化装置の放電電極に供給した水に高電圧を印加することで静電霧化して、ナノメータサイズの帯電微粒子水を生成する際、帯電微粒子水の発生と同時にオゾンが発生し、この発生した帯電微粒子とオゾンが放出口から車室内に放出されることになる。

ところが、特許文献１のように自動車の車室の天井に静電霧化装置を設置した場合、静電霧化装置の放出口のすぐ近くに乗車している人の頭部が位置し、放出口から放出された直後のオゾンの臭いが乗車している人にとって気になるおそれがあった。

ナノメータサイズの帯電微粒子水による脱臭、除菌、アレルゲン物質の不活性化をより効果的にするために、静電霧化装置による帯電微粒子水の発生量を増やすと、同時にオゾンの発生量も増え、放出口から放出するオゾン量はより多くなって、放出口の直近におけるオゾン濃度が高く、放出口のすぐ近くおけるオゾンの臭いがよりいっそう気になるという問題がある。

また、イオン発生装置によりイオンを発生させて室内に放出するものも知られているが、この従来例においても、イオンを発生させると同時にオゾンが発生し、放出口からイオンとオゾンが放出され、放出口の放出口のすぐ近くにおいては、オゾンの臭いが気になるという上記と同様の問題がある。

特開２００８−１５５９１５号公報

本発明は上記の従来例の問題点に鑑みて発明したものであって、簡単な構成で、帯電微粒子水又はイオンの発生量を減らすことなく、放出口の直ぐ近くにおいてオゾン臭が気にならないようにできる放電装置を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は、以下のような構成になっている。

本発明の放電装置１は、静電霧化により帯電微粒子水を発生させる静電霧化装置１ａ又はイオンを発生させるイオン発生装置である。本発明の特徴は、放電装置１に、帯電微粒子水又は静電イオンを発生させる放電電極２と、発生させた帯電微粒子水又はイオンを放出対象空間３に開口する放出口４に移送するための放出路５と、該放出路５の上流側端部を除いて少なくとも下流側が２分岐以上に分岐して各分岐路６の下流側端部に放出口４を設けることである。

このように放出路５の上流側端部を除いて少なくとも下流側が２分岐以上に分岐して各分岐路６の下流側端部に放出口４を設けてあるので、帯電微粒子水又はイオンを発生させる際に同時にオゾンが発生し、放出口４から帯電微粒子水又はイオンと共にオゾンが放出対象空間３に放出されるが、この際、発生したオゾンは、複数の放出口４から放出対象空間３に分かれて放出されることになり、一つの放出口４から放出された直近のオゾン量が少なくなり、臭いが気にならないようにできる。

また、複数の放出口４の面積の合計面積が、放出路５の上流側端部の面積よりも大きいことが好ましい。

このような構成とすることで、各分岐路６を流れる風速を遅くし、放出口４から放出されるまでの時間がかかるようにしてオゾンを空気と反応させてオゾン濃度を低下させることができる。

また、各放出口４の面積が放出路５の上流側端部の面積よりも大きいことが好ましい。

このような構成とすることで、各分岐路６を流れる風速をよりいっそう遅くし、オゾンを放出口４部分で空気と反応させてオゾン濃度を低下させることができる。

また、送風手段７を設けて空気流に乗せて帯電微粒子水又はイオンを放出口４から放出対象空間３に放出することが好ましい。

このような構成とすることで、外部の空気を取り込んで帯電微粒子水又はイオンと混ぜることで、放出口４から放出されるオゾン濃度をより低下させることができる。

また、放出路５の分岐部分８に複数の分岐路６における風量の比率を可変するための風量比率可変手段９を設けることが好ましい。

このような構成とすることで、放出方向を変えたり、あるいは、オゾンの臭いが気になる方向のオゾン放出量を低減したりできる。

本発明は、上記のように放出路の上流側端部を除いて少なくとも下流側が２分岐以上に分岐して各分岐路の下流側端部に放出口を設けるので、簡単な静電霧化装置又はイオン発生装置で発生させた帯電微粒子水又はイオンの放出対象空間への放出量を確保しながら、各放出口から放出されるオゾン量を低下でき、オゾン臭いが気にならないようにできる。

本発明の一実施形態の斜視図である。同上に用いる静電霧化装置本体の概略構成図である。本発明の他の実施形態の斜視図である。本発明の更に他の実施形態の斜視図である。同上の風量比率可変手段を設けた例を示す断面図である。本発明の静電霧化装置又はイオン発生装置を車両の車室内に設置した例を示す概略断面図である。

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。

本発明の放電装置１は、放電電極２に供給された水に高電圧を印加することで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１ａ、又は、放電電極２に高電圧を印加することでプラス又はマイナスに帯電したイオンを発生させるイオン発生装置である。

図１には放電装置１の一実施形態が示してあり、外郭ケース１０内に装置ハウジング部１１が設けてあり、装置ハウジング部１１内に静電霧化装置１ａの主体を構成する静電霧化装置本体１２又はイオン発生装置の主体を構成するイオン発生装置本体が内装してある。

以下、放電装置１として静電霧化装置１ａを例として説明する。

図２には装置ハウジング部１１内に内装する静電霧化装置本体１２の概略構成図が示してある。

静電霧化装置本体１２は、放電電極２と、放電電極２が配置された静電霧化室１３と、放電電極２の先端に供給する水供給手段１５と、放電電極２に供給された水に高電圧を印加して静電霧化により帯電微粒子水を生成するための高電圧印加手段１４とを備えたもので、添付図面に示す実施形態では水供給手段１５がペルチェユニット１６のような冷却手段により空気中の水分を冷却して結露水を生成することで放電電極２に水を供給するようになっている。したがって、本実施形態では冷却手段が放電電極２に水を供給する水供給手段１５を構成している。

また、添付図面に示す実施形態では、絶縁性を有する略筒状をした本体ケース１７の内部を仕切り１８で仕切り、本体ケース１７内の仕切りで仕切った片側半分に水供給手段１５であるペルチェユニット１６を内装し、本体ケース１７内の他の片側半分が静電霧化室１３となっている。

ペルチェユニット１６は、熱伝導性の高いアルミナや窒化アルミニウムからなる絶縁板の片面側に回路を形成してある一対のペルチェ回路板を、互いの回路が向き合うように対向させ、多数列設してあるＢｉＴｅ系の熱電素子を両ペルチェ回路板間で挟持すると共に隣接する熱電素子同士を両側の回路で電気的に接続させ、ペルチェ入力リード線を介してなされる熱電素子への通電により一方のペルチェ回路板側から他方のペルチェ回路板側に向けて熱が移動するように構成したものである。上記一方の側のペルチェ回路板の外側には冷却部１９を接続してあり、また、上記他方の側のペルチェ回路板の外側には放熱部２０が接続してあり、実施形態では放熱部２０として放熱フィンの例が示してある。

ペルチェユニット１６の冷却部１９側に放電電極２の後端部が接続してあって、該放電電極２が本体ケース１７内の仕切り１８に設けた孔を嵌通して静電霧化室１３内に突出している。

図２に示す実施形態では、筒状をした本体ケース１７の先端開口部に環状をした対向電極２１が設けてある。なお、対向電極２１を設けない場合であってもよい。

装置ハウジング部１１から放出路５が突出しており、図示を省略しているが放出路５の上流側端部が上記静電霧化室１３の出口に連通してある。

放出路５は静電霧化室１３の出口と連通する上流側端部を除き、少なくとも下流側が２分岐以上に分岐した分岐路６となっている。実施形態では、放出路５の略中間部分に分岐部分８を設け、該分岐部分８より下流側が２分岐以上の分岐路６に分岐してある。

各分岐路６の下流側端部がそれぞれ放出口４となっていて、静電霧化室１３で発生させた帯電微粒子水が放出路５を経て各分岐路６の放出口４から放出対象空間３に放出されるようになっている。

各分岐路６の放出口４の開口方向、つまり、帯電微粒子水の放出方向が異なる方向となっている。

外郭ケース１０には一端部が外部に開口し且つ他端部が装置ハウジング部１１の一側壁に至る空気流入部２５、一端部が外部に開口し且つ他端部が装置ハウジング部１１の他側壁に至る空気流出部２６が設けてあり、装置ハウジング部１１の一側壁に上記空気流入部２５と連通する入口が設けてあり、装置ハウジング部１１の一側壁に上記空気流出部２６と連通する出口が設けてある。

装置ハウジング部１１内はペルチェユニット１６の冷却部１９が位置する空間と、放熱部２０が位置する空間とを仕切りにより仕切ってあり、上記入口、出口がいずれも放熱部２０が位置する空間に開口している。

装置ハウジング部１１内には送風手段７が内装してあり、送風手段７を運転することで、外部空気が空気流入部２５、入口を経て放熱部２０が位置する空間内に流入し、放熱部２０を冷却して出口から空気流出部２６を経て外部に流出するようにしている。

上記のような構成の静電霧化装置１ａは例えば、図６のように自動車のような車両２７の天井部、インストルメントパネル、ドア内面部等に配設する。

静電霧化装置１ａを運転すると、ペルチェユニット１６に通電されて冷却部１９が冷却され、冷却部１９が冷却されることで放電電極２が冷却され、空気中の水分を結露して放電電極２の先端に水（結露水）を供給する。このように放電電極２に水が供給された状態で上記放電電極２の先端に供給された水に高電圧を印加することで、該高電圧により放電電極２の先端部に供給された水の液面が局所的に錐状に盛り上がり（テーラーコーン）が形成される。テーラーコーンが形成されると、該テーラーコーンの先端に電荷が集中してこの部分における電界強度が大きくなって、更にテーラーコーンを成長させる。このようにテーラーコーンが成長し該テーラーコーンの先端に電荷が集中して電荷の密度が高密度となると、テーラーコーンの先端部分の水が大きなエネルギー（高密度となった電荷の反発力）を受け、表面張力を超えて分裂・飛散（レイリー分裂）を繰り返してマイナスに帯電したナノメータサイズの帯電微粒子水が大量に生成される。

このようにして静電霧化により発生したナノメータサイズの帯電微粒子水は、放出路５を経て各分岐路６の下流側端部の放出口４からそれぞれ放出対象空間３である車室内に放出される。

放出対象空間３である車室内に放出されたナノメータサイズの帯電微粒子水は室内を浮遊して室内の内壁、シート、ダッシュボード、カーテン、車室内の人の衣服や毛髪等に付着する。

水を霧化させて発生させたナノメータサイズの帯電微粒子水（ナノミスト）はスーパーオキサイドラジカルやヒドロキシラジカルといったラジカルが含まれていているので、車室内の内壁、シート、ダッシュボード、カーテン、車室内内の人の衣服や毛髪等に付着した臭い成分の脱臭を行うことができると共に、人や衣服に付着して室内に持ち込まれた花粉等のアレルゲン物質も抑制することができ、殺菌、除菌もできる。また、ナノメータサイズと小さいので、車室内の隅々まで浮遊し、また繊維等の内部に侵入して内部まで脱臭、殺菌、除菌、アレルゲン物質の抑制等を図ることができる。

ここで、静電霧化装置１ａにおいて、放電電極２に供給された水に高電圧を印加して静電霧化することで上記のようにナノメータサイズの帯電微粒子水を生成する際、オゾンが発生し、帯電微粒子水と共にオゾンが放出対象空間３である車室内に放出される。

このオゾンは発生した直近では臭いが気になるが、発生したオゾンは、複数の放出口４からそれぞれ放出対象空間３に分かれて放出され、一つの放出口４から放出された直後のオゾン量が少なくてオゾン濃度が低く、放出口４の直ぐ近くにおいても臭いが気にならないようにできる。一例を示すと、同一能力の静電霧化装置本体１２を用いて放出路５を分岐せず放出口４が一つの場合、放出口４から放出された直後のオゾン濃度が０．３６６８ｐｐｍで、放出口４の近くではオゾン臭いが気になったが、同一能力の静電霧化装置本体１２を用いて放出路５を２分岐させた場合、一方の放出口４から放出された直後のオゾン濃度が０．１６６８ｐｐｍで、他方の放出口４から放出された直後のオゾン濃度が０．２０２２ｐｐｍであり、いずれの放出口４の近くでもオゾン臭いは気にならなかった。

したがって、静電霧化装置１ａを車両２７の天井部、インストルメントパネル、ドア内面部等に配設し、車両２７に乗車した人Ｍの頭部が静電霧化装置１ａの近くに位置し、しかも複数の放出口４のうち一つの放出口４の放出方向が人Ｍの頭部を向いていたとしても、上記のように一つの放出口４から放出されるオゾン量が少ないため、オゾン臭を人が気にならないようにできる。

上記のようにして複数の放出口４から車室内に放出されたオゾンは、車室内を浮遊しながら空気と反応して分解される。

図１に示す実施形態において、複数の放出口４の面積の合計面積が、放出路５の上流側端部の面積よりも大きく設定してある。このように、複数の放出口４の面積の合計面積が、放出路５の上流側端部の面積よりも大きくすることで、放出路５の上流部分を流れる風速よりも、各分岐路６を流れる風速を遅くすることができ、これにより、各放出口４から放出されるまでの時間がかかるようにしてオゾンがより長く空気に接触し、空気と反応することでオゾン濃度を低下させるようになっている。したがって、各放出口４から放出対象空間３である車室内に放出するオゾン濃度が低下し、放出口４から放出するオゾン量もよりいっそう少なくなり、放出口４の直ぐ近くにおいてオゾン臭を感じないようにできる。

この場合、図３に示すように、各放出口４の面積を放出路５の上流側端部の面積よりも大きくすると、各分岐路６を流れる風速をよりいっそう遅くし、オゾンを放出口４部分で空気と反応させてよりいっそうオゾン濃度を低下させることができる。

図４には本発明の他の実施形態が示してある。

本実施形態では、外郭ケース１０に設けた空気流出部２６の一端部の外部に開口する開口部３０を複数設け、該空気流出部２６の一端部の外部に開口する複数の開口部３０をそれぞれ複数の放出口４に隣接して設けてある。

これにより、送風手段７を運転することで、外部空気が空気流入部２５、入口を経て放熱部２０が位置する空間内に流入し、放熱部２０を冷却して空気流出部２６に流れ、空気流出部２６の一端部の複数の開口部３０からそれぞれ放出対象空間３である車室内に流出する。

この各開口部３０から流出する空気流に乗って各放出口４からそれぞれ帯電微粒子水が放出対象空間３である車室内に放出されるので、放出口４から放出されるオゾンは、放出口４から放出されると同時に開口部３０から流出する空気と混ざって濃度が低下し、よりいっそうオゾン臭が気にならないようにできる。

なお、上記例では送風手段７を運転して空気流によりペルチェユニット１６の放熱部２０を冷却するようにしたものにおいて、該送風手段７で発生させる空気流を放出口４に隣接した開口部３０から外部に排出するようにした例を示したが、上記とは別の送風手段７を設けて、放出口４に隣接して空気流が生じるようにし、該空気流に放出口４から放出されるとオゾンが混じって濃度を低下させるようにしてもよい。添付図面中矢印イは帯電微粒子水の放出を示し、矢印ロは送風手段７による空気流を示している。

図５には本発明の他の実施形態が示してある。本実施形態は、放出路５の分岐部分８に複数の分岐路６における風量の比率を可変するための風量比率可変手段９を設けてある。

図５においては風量比率可変手段９が移動（図では回動）自在な弁により構成してあり、弁を移動することで複数の分岐路６における風量の比率０〜１００％の範囲で切換えることができるようにしている。これにより、複数の放出口４のうち一方を閉じて他方から放出するようにしたり、あるいは、他方を閉じて一方から放出するようにしたりすることで、放出方向を変えることが可能となる。また、複数の放出口４のすべてから放出するが、一方よりも他方の風量を多くしたり、少なくすることで、複数の放出口４から放出されるオゾン量を変え、オゾンの臭いが気になる方向のオゾン放出量を少なくすることができる。風量比率可変手段９の移動は手動又は電動で行う。

上記実施形態では、放電装置１として静電霧化装置１ａの例で説明したが、放電装置１がイオン発生装置であってもよい。

この場合は、イオン発生装置の放電電極２に高電圧を印加することで、プラス又はマイナスのイオンが発生し、該イオンを放出路５の下流側の複数の分岐路６の各放出口４から放出対象空間３に放出するのである。このイオン発生時に同時にオゾンが発生するが、発生したオゾンは複数の分岐路６の各放出口４から分かれて放出されるため、放出口４から放出されるオゾン量が少なく、したがって、放出口４の直近であってもオゾン臭が気にならない。

また、上記各例は放電装置１である静電霧化装置１ａ又はイオン発生装置を車両２７の車室に設置した例を示したが、車両２７に設置するものにのみ限定されず、建物の室内あるいはその他の任意の放出対象空間３に設置してもよい。

１放電装置
１ａ静電霧化装置
２放電電極
３放出対象空間
４放出口
５放出路
６分岐路
７送風手段
８分岐部分
９風量比率可変手段

Claims

静電霧化により帯電微粒子水を発生させる静電霧化装置又はイオンを発生させるイオン発生装置において、帯電微粒子水又は静電イオンを発生させる放電電極と、発生させた帯電微粒子水又はイオンを放出対象空間に開口する放出口に移送するための放出路と、該放出路の上流側端部を除いて少なくとも下流側が２分岐以上に分岐して各分岐路の下流側端部に放出口を設けて成ることを特徴とする放電装置。
複数の放出口の面積の合計面積が、放出路の上流側端部の面積よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の放電装置。
各放出口の面積が放出路の上流側端部の面積よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の放電装置。
送風手段を設けて空気流に乗せて帯電微粒子水又はイオンを放出口から放出対象空間に放出することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の放電装置。
放出路の分岐部分に複数の分岐路における風量の比率を可変するための風量比率可変手段を設けて成ることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の放電装置。