JP2012143680A - 静電霧化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】目的箇所にまで導入管を位置ずれなく簡単に接続させることができ、且つ、この導入管を通じて帯電微粒子水を目的箇所にまで高効率で供給することのできる静電霧化装置を提供する。
【解決手段】帯電微粒子水を放出する放出口１０と、放出口１０に上流端が接続された導入管１１とを備えた静電霧化装置において、導入管１１は、小径部分１２と大径部分１３とが交互に連続する蛇腹構造１４をその流路途中に有し、蛇腹構造１４が有する複数の小径部分１２の内径ｒ２ａ，ｒ２ｂ，ｒ２ｃを、下流側に位置する小径部分１２ほど順に大きくなるように設けたものとする。これにより、蛇腹構造１４を有効活用して、導入管１１を目的箇所に簡単に接続させることができ、しかも、この導入管１１中の空気の流れには乱れが生じ難くなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、帯電微粒子水を放出することのできる静電霧化装置に関する。

静電霧化現象によって帯電微粒子水を生成し、目的箇所にむけて放出することのできる静電霧化装置が、従来から知られている。帯電微粒子水は、微小径で且つラジカルを含んだものであり、布地などに付着した臭いに対する脱臭効果や、ウィルスやカビ菌に対する抑制効果、アレル物質に対する抑制効果、等を発揮する（特許文献１等参照）。

この帯電微粒子水は、外部空間に一旦放出されると、目的箇所に至るまでの間に他部材に付着し、消滅することがある。その場合、目的箇所では帯電微粒子水による効果が十分に得られなくなる。そのため、帯電微粒子水を目的箇所にまで効率よく供給するために、帯電微粒子水が生成される箇所からその目的箇所にまで、導入管を繋ぐことが行われる。

特開２０１０−８９０８８号公報

前記導入管の下流端を目的箇所に嵌合等で接続させるとき、その目的箇所の位置や構造によっては接続が容易でなく、位置ずれ等が生じやすくなるといった問題があった。

そこで、本発明者らは、まず導入管の流路途中に蛇腹構造を備えることを考えた。しかし、この場合、導入管内の空気の流れが蛇腹構造の部分において乱れやすくなり、その結果、導入管を通じて目的箇所にまで供給される帯電微粒子水の量が減少するという問題があった。

本発明は前記問題点に鑑みて発明したものであって、目的箇所にまで導入管を位置ずれなく簡単に接続させることができ、且つ、この導入管を通じて帯電微粒子水を目的箇所にまで高効率で供給することのできる静電霧化装置を提供することを、課題とする。

前記課題を解決するため、本発明の静電霧化装置は、放電電極と、前記放電電極に水を供給する水供給手段と、電圧を印加することで前記放電電極に供給された前記水を静電霧化する電圧印加手段と、静電霧化により生成された帯電微粒子水を放出する放出口と、前記放出口に上流端が接続された導入管とを備え、前記導入管は、小径部分と大径部分とが交互に連続する蛇腹構造をその流路途中に有し、前記蛇腹構造が有する複数の前記小径部分の内径を、下流側に位置する前記小径部分ほど順に大きくなるように設けたものであることを特徴とする。

本発明の静電霧化装置において、前記導入管は、その下流端を空調装置の送風路中に接続させたものであり、前記空調装置の送風に乗せて前記帯電微粒子水を外部空間に放出させるように設けることが好ましい。

本発明は、目的箇所にまで導入管を位置ずれなく簡単に接続させることができ、且つ、この導入管を通じて帯電微粒子水を目的箇所にまで高効率で供給することができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態の静電霧化装置の部分断面図である。 一実施形態の静電霧化装置の側面図である。 一実施形態の静電霧化装置の要部断面図である。 （ａ）は比較例の静電霧化装置の部分断面図であり、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図である。 一実施形態と比較例の実験結果を示すグラフ図である。 一実施形態の静電霧化装置の設置例を示す斜視図である。

図１〜図３には、本発明の一実施形態の静電霧化装置を示している。なお、静電霧化装置の基本的な構成は前述の特許文献等で公知であるから、以下において、基本的な構成については簡単な説明に留める。

本実施形態の静電霧化装置は、箱型のハウジング８内に、図３に示すような柱状の放電電極１と、この放電電極１に水を供給する水供給手段２と、この放電電極１に電圧を印加する電圧印加手段３とを備える。

水供給手段２としては、放電電極１を冷却することで該放電電極１の表面に結露水を生成する冷却装置４を備えている。この冷却装置４は、複数のペルチェ素子を用いて放電電極１を冷却するものであるが、放電電極１を冷却できるものであれば他の構成であってもよい。また、水供給手段２を、水タンク等の他の箇所から放電電極１にまで水を供給する構成としてもよい。

電圧印加手段３としては、放電電極１の先端と対向する箇所に環状の対向電極６を配置し、この対向電極６と放電電極１の間に所定電圧を印加するように、両電極１，６間に電圧印加部７を接続させている。この電圧印加部７により、水が供給された状態の放電電極１に所定の高電圧を印加することによって、放電電極１が保持する水にマイナスの電荷を集中させ、静電霧化現象によってナノメータサイズの帯電微粒子水を生成させる。ここで、電圧印加手段３としては、電圧印加によって静電霧化を生じさせることができればよく、対向電極６を配置しない構成であっても構わない。

放電電極１の先端部分で生じた帯電微粒子水は、対向電極６の中央孔を通過して放出される（図３中の矢印ａ参照）。ハウジング８の一側面には、対向電極６を通過した帯電微粒子水が通過する放出筒９が形成され、この放出筒９の先端開口が、帯電微粒子水をハウジング８外に放出する放出口１０となっている（図１参照）。

本実施形態の静電霧化装置は、導入管１１をさらに備えている。導入管１１は、その一端が前記放出筒９に嵌合されるものであり、この嵌合によって、放出筒９先端の放出口１０が導入管１１の一端（上流端）に連通接続される。

導入管１１はゴム等の可撓性材料によって形成し、全体として屈曲自在に設けている。さらに、この導入管１１の流路途中には、小径部分１２と大径部分１３とが交互に形成された蛇腹構造１４を設けている。以下において、導入管１１のうち蛇腹構造１４よりも上流側の部分を「上流管部」として符号１５を付し、蛇腹構造１４よりも下流側の部分を「下流管部」として符号１６を付す。

上流管部１５と下流管部１６は共に円管状であり、上流管部１５の内径ｒ１よりも下流管部１６の内径ｒ３のほうが大きくなるように設けている。図１に示すように、蛇腹構造１４においては、上流管部１５の下流端から一連に大径部分１３が延設され、この大径部分１３から小径部分１２、大径部分１３、小径部分１２、…と交互に形成され、最下流にある大径部分１３から一連に下流管部１６が延設されている。

そして、本実施形態の導入管１１においては、蛇腹構造１４を形成する三つの小径部分１２の内径ｒ２ａ，ｒ２ｂ，ｒ２ｃを、いずれも上流管部１５の内径ｒ１より大きく、且つ、下流管部１６の内径ｒ３よりも小さく設けている。さらに、三つの小径部分１２の内径ｒ２ａ，ｒ２ｂ，ｒ２ｃのうちでは、下流側に位置する小径部分１２ほど大きくなるように設定している。

つまり、導入管１１の寸法関係は、ｒ１＜ｒ２ａ＜ｒ２ｂ＜ｒ２ｃ＜ｒ３となっている。そのため、図１中に一点鎖線で示すように、上流管部１５の下流端と、三つの小径部分１２と、下流管部１６の上流端とが、蛇腹構造１４の軸を中心として仮想される円錐台形状の外周面上に略位置するものとなっている。

この寸法関係にあることで、導入管１１を通じて搬送される帯電微粒子水は、その流路途中で消滅することが極力抑制されながら、目的箇所にまで効率的に搬送される。これは、本実施形態の導入管１１では蛇腹構造１４での空気の乱れが生じにくく、そのため、帯電微粒子水が流路途中で導入管１１の内壁に付着することなく、円滑に搬送されやすくなるからである。

この点につき、図４には比較例の静電霧化装置を示し、図５には、この比較例の静電霧化装置と本実施形態の静電霧化装置の、それぞれの実験結果を示している。

図４に示す比較例の静電霧化装置では、蛇腹構造１４を有する導入管１１の寸法関係のみを、本実施形態の静電霧化装置と相違するように設けている。具体的には、三つの小径部分１２の内径ｒ２ａ，ｒ２ｂ，ｒ２ｃを同一としている。そして、同一である内径ｒ２ａ，ｒ２ｂ，ｒ２ｃを、上流管部１５及び下流管部１６の内径ｒ１，ｒ３よりも小さく設けている。即ち、比較例での導入管１１の寸法関係は、ｒ２ａ＝ｒ２ｂ＝ｒ２ｃ＜ｒ１＝ｒ３である。

図５には、静電霧化装置本体から放出される帯電微粒子水の粒子数（つまり、ハウジング８の放出口１０から放出される段階での帯電微粒子水の粒子数）と、本実施形態の導入管１１を通じて目的箇所に放出される帯電微粒子水の粒子数と、比較例の導入管１１を通じて目的箇所に放出される帯電微粒子水の粒子数を、それぞれ示している。本実施形態の導入管１１と、比較例の導入管１１は、いずれも全長を２５０ｍｍとしている。

図示の結果から、比較例のように複数の小径部分１２の内径ｒ２ａ，ｒ２ｂ，ｒ２ｃを同一とし、上流管部１５の内径ｒ１よりも小さく設けた場合には、放出口１０から放出される段階よりも大幅に減少した粒子数でしか、帯電微粒子水を目的箇所にまで搬送できないことが分かる。

また、同じく図示の結果から、本実施形態のように複数の小径部分１２の内径ｒ２ａ，ｒ２ｂ，ｒ２ｃを設定した場合には、放出口１０から放出される段階からの減少幅を極力抑えた粒子数で、帯電微粒子水を目的箇所にまで搬送できることが分かる。

これは、図４（ｂ）に矢印ｂで示すように、小径部分１２の存在によって空気中に乱れが生じやすくなるからである。ナノメータサイズの微小径を有する帯電微粒子水は、乱れの影響を受けやすいため、導入管１１内の空気に乱れが生じると、導入管１１の内壁に付着して消滅する割合が増加する。加えて、帯電微粒子水が付着した箇所はマイナス帯電し、このマイナス帯電した部分が、同じくマイナス帯電した帯電微粒子水の流れを阻害するように働く。これらが相乗的に作用するため、比較例の導入管１１では、目的箇所に到達するまでの間に帯電微粒子水の粒子数が大幅に減少するものと考えられる。

これに対して、本実施形態の導入管１１では、流路途中に蛇腹構造１４が存在するものの、この蛇腹構造１４においては下流側に移動するにつれて小径部分１２の径が徐々に広がるように設けている。そのため、蛇腹構造１４及びその周辺での空気の流れが円滑となり、導入管１１内の空気中に乱れが生じることが最小限に抑えられる。前述したように、ナノメータサイズの微小径を有する帯電微粒子水は乱れの影響を受けやすいが、本実施形態ではこの乱れを極力抑制し、目的箇所に到達した時点での帯電微粒子水の粒子数の減少幅を、最小限に抑えている。

図６には、帯電微粒子水を搬送する目的箇所として、空調装置の送風路２０を選択した場合の例を示している。送風路２０は、空調装置本体（図示略）で空調した後の空気を外部空間に送り出すための管路であり、この送風路２０中に導入管１１の下流端を位置させ、導入管１１の下流端開口を通じて送風路２０内に帯電微粒子水を供給する。これにより、空調装置の送風に乗せて、帯電微粒子水を外部空間へと勢いよく放出することが可能となる。なお、帯電微粒子水を搬送する目的箇所が他の箇所であっても、蛇腹構造１４の可撓性及び伸縮性を有効に活用すれば、導入管１１を位置ずれなく簡単に接続させることができる。

以上述べたように、本実施形態の静電霧化装置は、放電電極１と、放電電極１に水を供給する水供給手段２と、電圧を印加することで放電電極１に供給された水を静電霧化する電圧印加手段３と、静電霧化により生成された帯電微粒子水を放出する放出口１０と、放出口１０に上流端が接続された導入管１１とを備える。導入管１１は、小径部分１２と大径部分１３とが交互に連続する蛇腹構造１４をその流路途中に有し、蛇腹構造１４が有する複数の小径部分１２の内径ｒ２ａ，ｒ２ｂ，ｒ２ｃを、下流側に位置する小径部分１２ほど順に大きくなるように設けたものである。これにより、本実施形態の静電霧化装置では、蛇腹構造１４での可撓性や伸縮性を有効活用して、導入管１１を目的箇所に位置ずれなく簡単に接続させることができる。しかも、蛇腹構造１４を有するにも関わらず、この導入管１１中の空気の流れには乱れが生じ難くなっている。そのため、導入管１１を通じて目的箇所にまで、帯電微粒子水を高効率で供給することができる。

また、図６に示す例において、導入管１１は、その下流端を空調装置の送風路２０中に接続させたものであり、空調装置の送風に乗せて帯電微粒子水を外部空間に放出させるように設けている。これにより、空調装置本体とは別の箇所に静電霧化装置本体を備えておき、この静電霧化装置本体から導入管１１を通じて高効率で送り込んだ帯電微粒子水を、空調装置の風に乗せて外部空間に勢いよく送り出すことができる。

以上、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明したが、本発明は前記各例の実施形態に限定されるものではなく、本発明の意図する範囲内であれば、各例において適宜の設計変更を行うことや、各例の構成を適宜組み合わせて適用することが可能である。

１ 放電電極
２ 水供給手段
３ 電圧印加手段
１０ 放出口
１１ 導入管
１２ 小径部分
１３ 大径部分
１４ 蛇腹構造
２０ 送風路
ｒ２ａ 内径
ｒ２ｂ 内径
ｒ２ｃ 内径

Claims (2)

1. 放電電極と、前記放電電極に水を供給する水供給手段と、電圧を印加することで前記放電電極に供給された前記水を静電霧化する電圧印加手段と、静電霧化により生成された帯電微粒子水を放出する放出口と、前記放出口に上流端が接続された導入管とを備え、前記導入管は、小径部分と大径部分とが交互に連続する蛇腹構造をその流路途中に有し、前記蛇腹構造が有する複数の前記小径部分の内径を、下流側に位置する前記小径部分ほど順に大きくなるように設けたものであることを特徴とする静電霧化装置。
2. 前記導入管は、その下流端を空調装置の送風路中に接続させたものであり、前記空調装置の送風に乗せて前記帯電微粒子水を外部空間に放出させるように設けたことを特徴とする請求項１に記載の静電霧化装置。
   

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