JP2015077558A - 有効成分発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】埃やヤニといった環境的因子の影響を受けにくい有効成分発生装置を提供する。【解決手段】本出願は、第１電極と、前記第１電極から所定距離Ｄだけ離間して配置される第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間で放電を生じさせる放電生成部と、を備える有効成分発生装置を開示する。前記所定距離Ｄは、４ｍｍ以上に設定される。前記第２電極は、環状電極であってもよい。前記環状電極は、４ｍｍ以上の内径を有してもよい。【選択図】図１

Description

本発明は、脱臭や除菌といった効果を有する有効成分を発生させる装置に関する。

特許文献１は、有効成分発生装置として利用される静電霧化装置を開示する。静電霧化装置は、放電電極と、対向電極と、電圧印加部と、熱交換器と、を備える。対向電極は、放電電極に対向する。熱交換器は、放電電極上で結露を生じさせる。電圧印加部は、放電電極と対向電極との間で放電を生じさせる。放電電極と対向電極との間で生じた放電によって、ラジカルを含有する水の微粒子（帯電微粒子水）が生成される。

特開２００６−６８７１１号公報

上述の静電霧化装置が、埃やタバコのヤニが浮遊する環境下で利用されるならば、帯電微粒子水の生成量が低減することもある。

本発明は、埃やヤニといった環境的因子の影響を受けにくい有効成分発生装置を提供することを目的とする。

本発明の一局面に係る有効成分発生装置は、第１電極と、前記第１電極から所定距離Ｄだけ離間して配置される第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間で放電を生じさせる放電生成部と、を備える。前記所定距離Ｄは、４ｍｍ以上に設定される。

上記構成によれば、第１電極と第２電極との間の距離が、４ｍｍ以上に設定されるので、埃やヤニといった粒子体は、第２電極に付着しにくくなる。したがって、有効成分発生装置は、埃やヤニといった環境的因子に影響を受けにくくなる。

上記構成において、前記第２電極は、環状電極であってもよい。前記環状電極は、４ｍｍ以上の内径を有してもよい。

上記構成によれば、環状電極は、４ｍｍ以上の内径を有するので、環状電極の開口部は、埃やヤニといった粒子体が付着しても、閉塞されにくい。したがって、有効成分発生装置は、埃やヤニといった環境的因子に影響を受けにくくなる。

上記構成において、前記放電生成部は、前記第１電極と前記第２電極との間に電圧Ｖを印加してもよい。前記電圧Ｖは、数１で表される条件が満たされるように設定されてもよい。

上記構成によれば、上記の数式によって表される関係が充足されるので、有効成分発生装置は、埃やヤニといった環境的因子の影響をほとんど受けることなく、有効成分を大量に発生させることができる。

本発明に係る有効成分発生装置は、埃やヤニといった環境的因子の影響を受けにくい。

第１実施形態の有効成分発生装置の概略的なブロック図である。 第２実施形態の静電霧化装置の概略的な断面図である。 電極間距離がラジカル発生率に与える影響を表すグラフである。 電極の開口部の直径がラジカル発生率に与える影響を表すグラフである。 放電電圧がラジカル発生率に与える影響を表すグラフである。

添付の図面を参照して、有効成分発生装置に関する様々な実施形態が以下に説明される。有効成分発生装置は、以下の説明によって、明確に理解可能である。「上」、「下」、「左」や「右」といった方向を表す用語は、単に、説明の明瞭化を目的とする。したがって、これらの用語は、限定的に解釈されるべきものではない。

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態の有効成分発生装置１００の概略的なブロック図である。図１を参照して、有効成分発生装置１００が説明される。

有効成分発生装置１００は、放電電極２００と、対向電極３００と、放電生成部４００と、を備える。対向電極３００は、放電電極２００に対向する。放電生成部４００は、放電電極２００と対向電極３００との間に電位差を生じさせる。この結果、放電電極２００と対向電極３００との間での放電が発生する。本実施形態において、放電電極２００は、第１電極として例示される。対向電極３００は、第２電極として例示される。

図１において、放電電極２００と対向電極３００との間の距離は、記号「Ｄ」で表されている。距離「Ｄ」は、４ｍｍ以上の値に設定される。この結果、埃やヤニの存在下においても、有効成分発生装置１００は、高い水準で、有効成分（例えば、ラジカル）を生成し続けることができる。

＜第２実施形態＞
第１実施形態に関連して説明された設計原理は、有効成分として帯電微粒子水を発生させる静電霧化装置に適用可能である。第２実施形態に関連して、静電霧化装置が説明される。

図２は、第２実施形態の静電霧化装置１００Ａの概略的な断面図である。図１及び図２を参照して、静電霧化装置１００Ａが説明される。第１実施形態と第２実施形態との間で共通して用いられる符号は、当該共通の符号が付された要素が、第１実施形態と同一の機能を有することを意味する。したがって、第１実施形態の説明は、これらの要素に援用される。静電霧化装置１００Ａは、有効成分発生装置として例示される。

静電霧化装置１００Ａは、放電電極２００Ａと、対向電極３００Ａと、放電生成部４００Ａと、液供給部５００と、筐体６００と、を備える。筐体６００は、上方に開口した箱体である。放電電極２００Ａ、対向電極３００Ａ、液供給部５００は、筐体６００内に収容並びに固定される。第１実施形態と同様に、放電電極２００Ａは、第１電極として例示される。対向電極３００Ａは、第２電極として例示される。

液供給部５００は、ペルチエ素子モジュール５１０と、放熱板５２０と、を含む。放熱板５２０は、ペルチエ素子モジュール５１０から発生した熱エネルギを筐体６００の外へ放出するために利用される。ペルチエ素子モジュール５１０は、放電電極２００Ａと、放熱板５２０との間に配置される。ペルチエ素子モジュール５１０は、放電電極２００Ａを冷却する。この結果、放電電極２００Ａ上で結露が発生する。本実施形態において、放電電極２００Ａの冷却に起因する結露によって、放電電極２００Ａに結露水が供給される。代替的に、他の技術によって、液体が放電電極に供給されてもよい。本実施形態の原理は、液供給部５００によって何ら限定されない。

放電電極２００Ａは、ペルチエ素子モジュール５１０に接続される基端部２１０と、基端部２１０とは反対側の先端部２２０と、を含む金属棒体であってもよい。ペルチエ素子モジュール５１０は、先端部２２０の表面に結露水が付着するように、基端部２１０を冷却する。

図２は、放電電極２００Ａの中心軸に沿って延びる軸線ＡＬと、軸線ＡＬと先端部２２０の表面との交点ＡＰと、を示す。放電電極２００Ａは、軸線ＡＬに沿って、ペルチエ素子モジュール５１０から上方に延びる。尚、放電電極２００Ａは、接地されている。

対向電極３００Ａは、放電電極２００Ａの上方で、筐体６００に固定される。放電電極２００Ａに対向する対向電極３００Ａは、全体的に、環状に形成される。本実施形態において、対向電極３００Ａは、環状電極として例示される。

対向電極３００Ａは、球状輪郭を描く下部３１０と、下部３１０から上方に延出する円筒状の上部３２０と、を含む。上述の交点ＡＰと下部３１０の内面（放電電極２００Ａに対向する面）との間の距離は、第１実施形態と同様に、記号「Ｄ」で表されている。距離「Ｄ」は、４ｍｍ以上の値（例えば、４．５ｍｍ）に設定される。

上部３２０は、軸線ＡＬに略一致する中心線によって規定される円筒形状をなす。図２は、上部３２０の内径を記号「Ｅ」を用いて表している。内径「Ｅ」は、４ｍｍ以上の値に設定される。静電霧化装置１００Ａが発生させた帯電微粒子水は、上部３２０によって規定される開口部３２１を通じて、筐体６００外へ放出される。

放電生成部４００Ａは、放電電極２００Ａと対向電極３００Ａとの間に電圧（例えば、４．５ｋＶ）を印加する。放電電極２００Ａに付着した結露水は、静電気力により交点ＡＰに引き寄せられ、テイラーコーンを形成する。この結果、放電電極２００Ａと対向電極３００Ａとの間での放電によって、帯電微粒子水が生成される。

放電生成部４００Ａによって印加される電圧の大きさは、上述の距離「Ｄ」に依存してもよい。

図３は、距離「Ｄ」がラジカル発生率に与える影響を表すグラフである。図２及び図３を参照して、距離「Ｄ」とラジカル発生率との間の関係が説明される。

本発明者等は、図２を参照して説明された静電霧化装置１００Ａの設計原理に基づいて作成された複数の試験装置を用いて、距離「Ｄ」とラジカル発生率との間の関係を調査した。複数の試験装置は、距離「Ｄ」において互いに異なる。

図３に示されるグラフは、距離「Ｄ」を除いて同一の試験条件の下で得られた。例えば、印加電圧は、全ての条件下で、４．５ｋＶである。図３のグラフの横軸は、距離「Ｄ」（図３において、電極間距離として表されている）を示す。図３のグラフの縦軸は、ラジカル発生率を表す。尚、ラジカル発生率は、以下の数式によって表されてもよい。

使用者は、ヤニが対向電極に付着していない条件（条件１）下におけるラジカルの発生量と、ヤニが対向電極に付着した条件（条件２）下におけるラジカルの発生量と、を調査し、ラジカル発生率を算出した。

図３のグラフから明らかな如く、距離「Ｄ」が「４ｍｍ」以上の範囲に設定されるならば、ラジカル発生率は、ヤニの付着に影響されず、略１００％を達成する。一方、距離「Ｄ」が「４ｍｍ」未満の範囲に設定されるならば、距離「Ｄ」の変化に応じて、ラジカル発生率は大きく変化する。したがって、距離「Ｄ」が「４ｍｍ」以上の値に設定されるならば、静電霧化装置１００Ａからのラジカルの発生は、ヤニに影響されにくくなることが分かる。

図４は、内径「Ｅ」がラジカル発生率に与える影響を表すグラフである。図２及び図４を参照して、内径「Ｅ」とラジカル発生率との間の関係が説明される。

本発明者等は、図２を参照して説明された静電霧化装置１００Ａの設計原理に基づいて作成された複数の試験装置を用いて、内径「Ｅ」とラジカル発生率との間の関係を調査した。複数の試験装置は、内径「Ｅ」において互いに異なる。

図４に示されるグラフは、内径「Ｅ」を除いて同一の試験条件の下で得られた。例えば、印加電圧は、全ての条件下で、４．５ｋＶである。図４のグラフの横軸は、内径「Ｅ」（図４において、開口部径として表されている）を示す。図４のグラフの縦軸は、ラジカル発生率を表す。

使用者は、ヤニが対向電極に付着していない条件（条件１）下におけるラジカルの発生量と、ヤニが対向電極に付着した条件（条件２）下におけるラジカルの発生量と、を調査し、ラジカル発生率を算出した。

図４のグラフから明らかな如く、内径「Ｅ」が「４ｍｍ」以上の範囲に設定されるならば、ラジカル発生率は、ヤニの付着に影響されず、略１００％を達成する。一方、内径「Ｅ」が「４ｍｍ」未満の範囲に設定されるならば、内径「Ｅ」の変化に応じて、ラジカル発生率は大きく変化する。したがって、内径「Ｅ」が「４ｍｍ」以上の値に設定されるならば、静電霧化装置１００Ａからのラジカルの発生は、ヤニに影響されにくくなることが分かる。

図２を参照して説明された如く、放電生成部４００Ａによって設定される電圧（以下の説明において、放電電圧「Ｖ」と称される）の値は、距離「Ｄ」に基づいて決定されてもよい。一般的に、放電電圧「Ｖ」の値が小さすぎるならば、十分な量のラジカルは得られない。放電電圧「Ｖ」の値が大きすぎるならば、アーク放電が生じ、電極の摩耗が引き起こされる。

図５は、放電電圧「Ｖ」がラジカル発生率に与える影響を表すグラフである。図２及び図５を参照して、放電電圧「Ｖ」とラジカル発生率との間の関係が説明される。

本発明者等は、図２を参照して説明された静電霧化装置１００Ａの設計原理に基づいて作成された試験装置を用いて、放電電圧「Ｖ」とラジカル発生率との間の関係を調査した。

図５に示されるグラフは、放電電圧「Ｖ」を除いて同一の試験条件の下で得られた。例えば、距離「Ｄ」は、全ての条件下で、４．５ｍｍである。図５のグラフの横軸は、放電電圧「Ｖ」を示す。図５のグラフの縦軸は、ラジカル発生量を表す。

図５のグラフから明らかな如く、放電電圧「Ｖ」が３．８ｋＶ未満であるならば、十分な量のラジカルは得られない。放電電圧「Ｖ」が５．８ｋＶを超えるならば、アーク放電が発生した。

本発明者等は、図３及び図４を参照して説明された適切な寸法設計（即ち、距離「Ｄ」＞４ｍｍ，内径「Ｅ」＞４ｍｍ）の下で作成された複数の試験装置を用いて、図５に示される数式の範囲で放電電圧「Ｖ」が設定されるならば、十分な量のラジカルをアーク放電なしで得られることを検証した。

本実施形態の原理は、ラジカルを利用して、脱臭や殺菌といった有益な効果を生じさせる装置に好適に利用される。

１００・・・・・・・・・・・・・・・・有効成分発生装置
１００Ａ・・・・・・・・・・・・・・・静電霧化装置
２００，２００Ａ・・・・・・・・・・・放電電極
３００，３００Ａ・・・・・・・・・・・対向電極
４００，４００Ａ・・・・・・・・・・・放電生成部

Claims (3)

1. 第１電極と、
   前記第１電極から所定距離Ｄだけ離間して配置される第２電極と、
   前記第１電極と前記第２電極との間で放電を生じさせる放電生成部と、を備え、
   前記所定距離Ｄは、４ｍｍ以上に設定されることを特徴とする有効成分発生装置。
2. 前記第２電極は、環状電極であり、
   前記環状電極は、４ｍｍ以上の内径を有することを特徴とする請求項１に記載の有効成分発生装置。
3. 前記放電生成部は、前記第１電極と前記第２電極との間に電圧Ｖを印加し、
   前記電圧Ｖは、数１で表される条件が満たされるように設定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の有効成分発生装置。
   

   

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