JP2013079780A

JP2013079780A - 静電霧化装置及び空気調節装置

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Publication number: JP2013079780A
Application number: JP2011220802A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Noda; 芳行野田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2011-10-05
Filing date: 2011-10-05
Publication date: 2013-05-02

Abstract

【課題】消費電力を小さくして帯電微粒子水を容易に発生させる静電霧化装置を提供する。
【解決手段】針状の放電電極１１と放電電極１１を冷却する冷却部１３とを備え、冷却部１３の冷却により結露した前記放電電極１１に高電圧を印加し、放電電極１１の先端部１１ａから放電して結露した水を霧化させる静電霧化装置１０において、放電電極１１の先端部１１ａを除く周面を覆う断熱部２５を設けた。
【選択図】図３

Description

本発明は、結露させた放電電極の放電により帯電微粒子水を発生する静電霧化装置及び空気調節装置に関する。

特許文献１には静電霧化装置を備えた従来の空気清浄機が開示されている。この空気清浄機は筐体に吸込口及び吹出口を開口し、筐体内に吸込口と吹出口とを連通させる送風ダクトが設けられる。送風ダクト内には送風機が配される。送風機の上流側には塵埃を捕集する集塵フィルタが配され、送風機の下流側には静電霧化装置が配される。

静電霧化装置は放電電極、対向電極及びペルチェ素子（冷却部）を備えている。放電電極は平板状の平板部と平板部に立設される円柱部とを有している。対向電極は円柱部の先端に対向した円筒状に形成される。ペルチェ素子は放電電極の平板部に接して配される。

ペルチェ素子に通電すると放電電極が冷却されるため、放電電極の表面に結露による水が生成される。次に、放電電極を負極として対向電極を正極とし、放電電極と対向電極との間に高電圧が印加される。これにより、放電電極にマイナスの電荷が集中し、水と対向電極との間にクーロン力が働いて表面張力を超えて水の分裂及び飛散が繰り返される。その結果、マイナス電荷に帯電した霧状の帯電微粒子水が生成される。

上記構成の空気清浄機において、送風機の駆動によって吸込口から送風ダクト内には室内の空気が取り込まれ、空気に含まれる塵埃が集塵フィルタにより捕集される。塵埃を除去された空気には静電霧化装置により発生した帯電微粒子水が含まれ、吹出口から送出される。帯電微粒子水を含む空気によって室内の殺菌等を行うことができる。

特開２０１１−３３２９３号公報特開２００９−４５５５１号公報

しかしながら、上記従来の静電霧化装置によると、冬場等の湿度が低い状態ではペルチェ素子が結露し難くなる。このため、十分な量の帯電微粒子水を発生させるためにペルチェ素子をより低温にすると、静電霧化装置の消費電力が大きくなるという問題がある。

本発明は、低湿度環境において低消費電力で帯電微粒子水を発生させることができる静電霧化装置及び空気調節装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の静電霧化装置は、針状の放電電極と前記放電電極を冷却する冷却部とを備え、前記冷却部の冷却により結露した前記放電電極に高電圧を印加し、前記放電電極の先端部から放電して結露した水を霧化させて帯電微粒子水を発生させる静電霧化装置において、前記放電電極の先端部を除く周面を覆う断熱部を設けたことを特徴とする。

この構成によると、放電電極は断熱材によって吸熱を抑制され、冷却部の冷却によって結露が発生する。結露した放電電極は高電圧の印加によって先端部から放電し、結露が霧化して帯電微粒子水が発生する。

また本発明は、上記構成の静電霧化装置において、前記放電電極の底部に平板状の平板部を設けるとともに、前記断熱部が前記平板部上に延設される延設部を有し、前記平板部と前記延設部とを一体に挟持したことを特徴とする。

また本発明は、上記構成の静電霧化装置において、前記断熱部が可撓性の材料からなることを特徴とする。

また本発明の空気調節装置は、前記静電霧化装置を備えたことを特徴とする。

本発明によると、放電電極の先端部を除く周面を覆う断熱部を設けたため、放電電極は断熱部によって吸熱を抑制され、低湿度環境において低消費電力で帯電微粒子水を発生させることができる。

本発明の第１実施形態の空気清浄機を示す側面断面図本発明の第１実施形態の空気清浄機のイオン送出装置を示す正面断面図本発明の第１実施形態の静電霧化装置を示す側面断面図本発明の第２実施形態の静電霧化装置を示す側面断面図

以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は第１実施形態の空気清浄機（空気調節装置）の側面断面図を示している。空気清浄機２０は筐体２１内にイオン送出装置１が配される。図２はイオン送出装置１の正面断面図を示し、図１は図２のＡ−Ａ断面図になっている。

筐体２１は背面に吸込口２が開口し、上面に吹出口３が開口する。筐体２１内に配されるイオン送出装置１は送風ダクト４、送風機５及び静電霧化装置１０を備えている。送風ダクト４は樹脂成形品により形成され、吸込口２と吹出口３とを連通させる。

送風機５はモータ５ａにより駆動されるシロッコファンにより形成され、吸気側を吸込口２に面して配置される。送風ダクト４は送風機５の上流側に吸気路４ａが形成され、下流側に排気路４ｂが形成される。

また、送風ダクト４内には吸込口２に面して塵埃を捕集するフィルタ２２が配されている。

図３は静電霧化装置１０の側面断面図を示している。静電霧化装置１０はカップ状のハウジング４１の下面の開口面が放熱フィン１４により塞がれ、ハウジング４１内に放電電極１１及びペルチェ素子１３が配される。また、ハウジング４１の上面中央部は開口し、開口面には環状の対向電極１２が取り付けられる。

ハウジング４１はＰＢＴ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ＰＰＳ樹脂、液晶ポリマー等の絶縁材料を用いて形成される。

放電電極１１は平板状の平板部１１ｃ上に針状の針状部１１ｂが立設される。針状部１１ｂの上部には径方向に突出する段差部１１ｄが設けられる。段差部１１ｄの上方に形成される先端部１１ａの周囲に対向電極１２が配される。詳細を後述するように、放電電極１１と対向電極１２との間に高電圧を印加すると、先端部１１ａからコロナ放電する。

針状部１１ｂは先端部１１ａを除く周面を断熱部２５により覆われる。断熱部２５は筒状のシリコンゴム、発泡ゴム、発泡プラスチック断熱材などの可撓性の材料により形成され、段差部１１ｄと平板部１１ｃとの間に配される。

段差部１１ｄによって断熱部２５を容易に抜け止めすることができる。また、断熱部２５を可撓性の材料により形成すると、断熱部２５の弾性によって断熱部２５と放電電極１１とを容易に密着させることができる。さらに、断熱部２５と放電電極１１との間の摩擦力によって断熱部２５を容易に抜け止めすることができる。

ペルチェ素子１３（冷却部）は平板部１１ｃの下面に接して配され、放電電極１１を冷却する。放熱フィン１４はペルチェ素子１３の下面に接し、吸気路４ａに臨んで配される。平板部１１ｃはペルチェ素子１３とペルチェ素子１３上に配される支持部材４０とによって挟持される。これにより、放電電極１１が支持される。

上記構成の空気清浄機２０において、空気清浄機２０の運転が開始されると送風機５及び静電霧化装置１０が駆動される。送風機５の駆動によって室内の空気が矢印Ｄ１に示すように吸込口２から送風ダクト４に流入する。送風ダクト４に流入した空気はフィルタ２２により塵埃が捕集され、排気路４ｂを流通する。

静電霧化装置１０が駆動されるとペルチェ素子１３に通電される。ペルチェ素子１３の通電によって放電電極１１から放熱フィン１４に伝熱し、外気との熱交換により放熱される。これにより、放電電極１１が冷却され、放電電極１１の表面に結露による水が生成される。この時、放電電極１１は断熱部２５によって吸熱を抑制され、低消費電力で結露させることができる。

次に、放電電極１１を負極として対向電極１２を正極とし、放電電極１１と対向電極１２との間に高電圧が印加される。これにより、放電電極１１にマイナスの電荷が集中し、水と対向電極１２との間にクーロン力が働いて表面張力を超えて水の分裂及び飛散が繰り返される。その結果、マイナス電荷に帯電した霧状の帯電微粒子水が生成される。帯電微粒子水は粒子径を数ｎｍ程度に形成すると容易に消滅するため、数十ｎｍ程度の粒子径に形成される。

これにより、排気路４ｂを流通する空気に帯電微粒子水が含まれ、吹出口３から矢印Ｄ２に示すように室内に向けて送出される。そして、帯電微粒子水によって室内の殺菌が行われる。

本実施形態によると、放電電極１１の先端部１１ａを除く周面を覆う断熱部２５を設けたため、放電電極１１は断熱部２５によって吸熱を抑制され、低湿度環境においても低消費電力で帯電微粒子水を発生させることができる。

また、断熱部２５が可撓性の材料からなるため、断熱部２５の弾性によって断熱部２５と放電電極１１とを容易に密着させることができる。さらに、断熱部２５と放電電極１１との間の摩擦力によって断熱部２５を容易に抜け止めすることができる。

また、空気清浄機２０は静電霧化装置１０を備えたため、静電霧化装置１０により発生した帯電微粒子水を室内へ送出する。これにより、室内の殺菌効果を得ることができる。

（第２実施形態）
次に図４は第２実施形態の静電霧化装置１０の側面断面図を示している。説明の便宜上、前述の図１〜３を示す第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付している。本実施形態では断熱部２５の形状が異なっている。その他の部分は第１実施形態と同様である。

断熱部２５には平板部１１ｃの上面に延設した延設部２５ａが設けられる。平板部１１ｃは延設部２５ａとともに一体にペルチェ素子１３と支持部材４０とによって挟持される。これにより、放電電極１１及び断熱部２５が支持される。

本実施形態によると、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、断熱部２５が平板部１１ｃ上に延設される延設部２５ａを有し、平板部１１ｃと延設部２５ｃとを一体に挟持したため、断熱部２５をより確実に抜け止めすることができる。

第１、第２実施形態において、放電電極１１をペルチェ素子１３により冷却しているが、他の冷却手段を用いてもよい。

本発明によると、静電霧化装置を有する空気清浄機、冷暖房機、加湿器、除湿機等の空気調節装置に利用することができる。

１イオン送出装置
２吸込口
３吹出口
４送風ダクト
４ａ吸気路
４ｂ排気路
５送風機
５ａモータ
１０静電霧化装置
１１放電電極
１１ａ先端部
１１ｂ針状部
１１ｃ平板部
１１ｄ段差部
１２対向電極
１３ペルチェ素子（冷却部）
１４放熱フィン
２０空気清浄機（空気調節装置）
２１筐体
２５断熱部
２５ａ延設部

Claims

針状の放電電極と前記放電電極を冷却する冷却部とを備え、前記冷却部の冷却により結露した前記放電電極に高電圧を印加し、前記放電電極の先端部から放電して結露した水を霧化させて帯電微粒子水を発生させる静電霧化装置において、前記放電電極の先端部を除く周面を覆う断熱部を設けたことを特徴とする静電霧化装置。
前記放電電極の底部に平板状の平板部を設けるとともに、前記断熱部が前記平板部上に延設される延設部を有し、前記平板部と前記延設部とを一体に挟持したことを特徴とする請求項１に記載の静電霧化装置。
前記断熱部が可撓性の材料からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の静電霧化装置。
前記静電霧化装置を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気調節装置。