JP2019208727A - 液体蒸散装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体のイオン風への接触面積を増大でき、イオン風により液体を蒸散させることで生成されるマイナスに帯電した液体微粒子を効率良く外部に放出可能な液体蒸散装置を提供すること。【解決手段】液体蒸散装置１は、コロナ放電によるイオン風を利用して、液体を蒸散させてマイナスに帯電した液体微粒子を生成して外部に放出する。針電極１５と下側円筒電極１６の間のコロナ放電によって形成される下向きイオン風７を、湾曲面からなる容器底面６によって案内して上向きイオン風１０に変更すると共に、上向きイオン風１０を、液体を吸引保持している多孔質素材からなる液体蒸散板１３に沿って流す。下向きイオン風７を抵抗なく上向きイオン風１０に円滑に変更でき、イオン風と液体の接触面積を増大できるので、効率良く、液体を蒸散させてマイナスに帯電した液体微粒子を外部に放出できる。【選択図】図１

Description

本発明は、針電極と円筒電極の間のコロナ放電により生じるイオン風を利用して、液体を蒸散（気化）させ、マイナスの電荷を帯びた液体微粒子を放出する液体蒸散装置に関する。

消臭剤、芳香剤、除菌剤などを含む液体（以下、機能水と呼ぶ場合もある。）その他の液体を、コロナ放電によって生じるイオン風を利用して蒸散（気化）させ、マイナスに帯電した液体微粒子の状態で放出させる装置が知られている。本発明者等は、特許文献１（特許第５８１９５６０号公報）において、このような装置を提案している。

特許文献１に記載の装置では、上部に放出口を有する容器内に、針の両端が上下方向に向いた、マイナスの高電圧が印加される針電極が配置される。針電極の下方に第一の円筒電極が配置され、針電極の上方に、上端開口が上記の放出口を規定している第二の円筒電極が配置される。容器の側面には吸込み口が開口し、吸込み口から第一の円筒電極に通じるダクトが配置され、ダクト内に針電極の下部が露出し、第一の円筒電極の下方に液体貯留部が配置される。ダクト内において、針電極の下端と第一の円筒電極との間でコロナ放電が行われ、吸込み口から第一の円筒電極を通過し液体貯留部に貯留されている液体表面へと向かう下向流のイオン風が生じる。

また、針電極の上端と第二の円筒電極との間でコロナ放電が行われ、液体貯留部に貯留されている液体表面から第二の円筒電極を通過し放出口へと向かう上向流のイオン風を生じさせるようにしている。これにより、下向流のイオン風を利用して、液体貯留部に貯留されている液体を蒸散させ微粒化させると共に、この微粒化した液体にマイナスの電荷を帯びさせ、上向流のイオン風を利用して、この微粒化しマイナスの電荷を帯びた液体を上昇させて第二の円筒電極の先端の放出口から外部へ放出させるようにしている。

この構成の装置は、ファンなどのモータ類や超音波発生器などを一切用いる必要がなく、構造がシンプルで消費電力も著しく少なく、しかも液体を微粒化して放出する能力が高い。よって、消臭能力や芳香拡散能力や除菌能力などを備えた機能水を、効率良く、微粒化して放出できる。

特許第５８１９５６０号公報

本発明は上記構成の装置の改良に関するものである。本発明の目的は、液体のイオン風への接触面積を大幅に増加してイオン風によって液体を効率良く蒸散（気化）し、生成されるマイナスに帯電した液体微粒子を効率良く外部に放出できる液体蒸散装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明による、コロナ放電によるイオン風を利用して液体を蒸散させて、マイナスに帯電した液体微粒子を生成して外部に放出する液体蒸散装置は、
上端に放出口が形成されている筒状の容器と、
外部から前記容器の容器内部に空気を取り込むダクトと、
前記容器内部に取り込まれた空気をコロナ放電によりイオン化して、前記容器底面に向かう下向きイオン風を形成する下側コロナ放電部と、
前記下向きイオン風の向きを、前記容器の容器底面および容器内周側面に沿って上向きに変更して上向きイオン風として前記放出口に向けて案内するイオン風通路と、
前記容器内部の上端側の部位において、前記イオン風通路を上昇する前記上向きイオン風を、コロナ放電により吸引して加速させて、前記放出口から容器外部に放出させる上側コロナ放電部と、
前記イオン風通路内において前記下向きイオン風および前記上向きイオン風が表面に沿って流れるように配置され、毛細管力によって液体を吸収保持可能な多孔質素材からなる液体蒸散部材と、
前記容器の外部から前記液体蒸散部材に液体を供給する液体供給部と、
を備えており、
前記上側コロナ放電部は、コロナ放電用のマイナス極である針電極と、この針電極の下向きの針先に下方から対峙するコロナ放電用のプラス極である下側円筒電極とを備え、
前記上側コロナ放電部は、前記針電極と、この針電極の上向きの針先に上方から対峙するコロナ放電用のプラス極である上側円筒電極とを備えている。

本発明の液体蒸散装置では、ダクトを介して外部から容器内部の下側コロナ放電部に空気が導入される。空気は、針電極の下側の針先と下側円筒電極との間に発生するコロナ放電によってイオン化され、下側円筒電極の中空部を通って下方に流れる下向きイオン風が生成される。下向きイオン風は、下側円筒電極の下端開口部から下方に流れ出た後は、容器底面および容器内周側面に沿って向きが上向きに変更され、容器内のイオン風通路を通って容器内部を上昇して、上側コロナ放電部に向かう。上側コロナ放電部における針電極の上側の針先と上側円筒電極の間のコロナ放電によって、上向きイオン風が上方に吸引されて加速され、上側円筒電極の中空部を通って上昇して、その上端開口部によって規定される放出口あるいは上端開口部に連通する放出口から、外部に勢いよく放出される。

容器内部において、下側円筒電極の下端開口部から下方に流れ出る下向きイオン風は、向きを上向きに変更され、液体蒸散部材の表面に沿って上昇する。液体蒸散部材は機能水などの液体を吸収保持している。液体蒸散部材の表面に沿ってイオン風が通過する間に、液体蒸散部材に保持されている液体がイオン風によって蒸散（気化）して、マイナスに帯電した液体微粒子が生成される。液体微粒子は上向きイオン風によって運ばれて、上側コロナ放電部を通って、上側円筒電極の上端開口部（放出口）から外部に放出される。

液体を吸収保持している多孔質素材からなる液体蒸散部材に沿ってイオン風を通すことで、イオン風と液体の接触面積を大きくでき、これにより、液体を効率良く多量に蒸散（気化）させて、マイナス電荷を帯電させた液体微粒子を効率良く多量に生成して放出できる。

ここで、本発明の液体蒸散装置において、下側円筒電極の下端開口部は、上方から容器底面の中心に対峙し、容器底面は、その底面中心から底面外周縁までの間が下方に湾曲した湾曲面によって規定され、液体蒸散部材は、イオン風通路内において、下側円筒電極の外周側に放射状に配置される。

下向きイオン風は、湾曲面からなる容器底面に沿って、その底面中心から底面外周側に向けて、放射状に配置されている液体蒸散板の間を通って外周側に放射状に広がる。これにより、流路抵抗を少なくでき、下向きイオン風の向きを円滑に上向きの流れに変更でき、大きな流速で液体微粒子を外部に放出できる。

また、本発明の液体蒸散装置では、液体供給部として、容器の底面の側から液体を吸い上げて液体蒸散部材に吸収保持させるための液体貯留用のトレーを配置すると共に、容器の途中の高さ位置に液体注入路を配置して、液体蒸散部材に液体を吸収保持させるようにしている。これにより、液体蒸散部材の全体に、十分な量の液体を吸収保持させることができる。

本発明を適用した液体蒸散装置の概略縦断面図、概略上面図、および概略横断面図である。

以下に、図面を参照して、本発明を適用した液体蒸散装置の実施の形態を説明する。図１（ａ）は本実施の形態に係る液体蒸散装置の概略縦断面図であり、図１（ｂ）はその概略上面図であり、図１（ｃ）はその底面部分を示す概略横断面図である。

液体蒸散装置１は、底付きの筒状の容器２と、液体Ｗ、例えば芳香剤等を含む機能水を溜めるトレー３とを備えている。トレー３に溜めた液体Ｗに、底部が浸漬する状態で容器２が配置される。容器２には、外部から容器内部４に空気を取り込むダクト５が取り付けられている。容器内部４には、ダクト５から取り込まれた空気をコロナ放電によりイオン化して、容器底面６に向かう矢印で示す下向きイオン風７を形成する下側コロナ放電部８が配置されている。また、容器内部４には、下向きイオン風７の向きを、容器底面６および容器内周側面９に沿って上向きに変更して上向きイオン風１０として容器上端の放出口４ａに向けて案内するイオン風通路１１が形成されている。さらに、容器内部４の上端側の部位には、イオン風通路１１を上昇する矢印で示す上向きイオン風１０を、コロナ放電により吸引して加速させて、放出口４ａから容器外部に放出する上側コロナ放電部１２が配置されている。

容器内部４のイオン風通路１１内には、毛細管力によって液体を吸収保持可能な多孔質素材からなる液体蒸散部材１３が装着されている。本例の液体蒸散部材１３は、放射状に配置された複数枚の液体蒸散板である。以下、液体蒸散部材１３を液体蒸散板１３として説明する。液体蒸散板１３のそれぞれには、容器外部から液体Ｗが供給される。本例では、トレー３に溜めた液体Ｗが供給されると共に、容器２の外周側面の側からも液体Ｗが供給される。

各部の構成を更に説明する。まず、下側コロナ放電部８は、コロナ放電用のマイナス極である針電極１５と、この針電極１５の下向きの針先１５ｂに下方から対峙するコロナ放電用のプラス極である下側円筒電極１６とを備えている。針電極１５および下側円筒電極１６は、容器内部４の中心に上下方向に同軸に配置されている。これらの間に形成されるコロナ放電によって、外部から導入される空気はイオン化されて、マイナスの電荷に帯電された下向きイオン風７が形成される。下向きイオン風７は、下側円筒電極１６の上端開口部１６ａから中空部１６ｂを通って下端開口部１６ｃから下方に吹き出る。

上側コロナ放電部１２は、共通の針電極１５と、この針電極１５の上向きの針先１５ａに上方から対峙するコロナ放電用のプラス極である上側円筒電極１７とを備えている。上側円筒電極１７は、針電極１５の上方において同軸に配置されている。これらの電極の間に形成されるコロナ放電によって上向きイオン風が生成され、イオン風通路１１に沿って上昇する上向きイオン風１０は吸引されて加速される。上向きイオン風１０は、イオン風通路１１から上側円筒電極１７の下端開口部１７ｃから中空部１７ｂを通ってその上端開口部１７ａから上方に吹き出される。本例では、容器２の上端に、上側円筒電極１７が上方に突出した状態で固定されており、この上側円筒電極１７の上端開口部１７ａが液体蒸散装置１の放出口４ａとなっている。上端開口部１７ａとは別に容器上端に放出口を設けてもよい。

下側コロナ放電部８に外部から空気を導入するダクト５は、容器２の上側部分の外周側面に開口する吸い込み口５ａを備えている。ダクト５は容器内部４の中心に向けて貫通して延びている。容器内部４において、ダクト５は、下側円筒電極１６の上端開口部１６ａに連通している。針電極１５の上側の針先１５ａの部分は、ダクト５の上端壁５ｂを貫通して上方に突出して、上側円筒電極１７の下端開口部１７ｃに下方から対峙している。

容器内部４のイオン風通路１１は、下側円筒電極１６の下端開口部１６ｃと、容器底面６との間に形成される底側通路部分１１ａと、下側円筒電極１６の外周を同心状に取り囲む下側通路部分１１ｂと、下側通路部分１１ｂの上端から上側円筒電極１７の下端開口部１７ｃまで延びる上側通路部分１１ｃとから構成されている。

液体蒸散板１３は、底側通路部分１１ａおよび下側通路部分１１ｂの部分に配置されている。液体蒸散板１３は、例えば、フェルト（合成樹脂製不織布）からなる。液体蒸散板１３は、液体が毛細管力によって吸収されて保持可能である。本例では、下側円筒電極１６の下端開口部１６ｃは、上方から容器底面６の底面中心に対峙しており、容器底面６は、その底面中心から底面外周縁までの間が下方に湾曲した湾曲面によって規定されている。液体蒸散板１３は、イオン風通路１１内において、下側円筒電極１６の外周側に放射状に配置されている。

液体蒸散板１３を装着するために、容器内周側面９の部分および容器底面６に沿って、複数本の装着部２２が形成されている。装着部２２は、容器底面６に底面中心回りに放射状に配置されている底面側装着部の部分と、容器内周側面９に配置されている内周面側装着部の部分とを備えている。これらは連続して形成しても良いし、不連続に形成してもよい。また、各装着部２２は装着用突起の間に形成してもよいし、凹状の装着溝の形態であってもよい。

次に、容器底面６には、当該容器底面６を貫通する複数個の開口部２３が形成されている。開口部２３には、多孔質素材を円柱状に成形した液体吸い上げ部材２４が装着されている。液体吸い上げ部材２４の上端は液体蒸散板１３に接触している。液体吸い上げ部材２４の下端部分は、容器底面６から下方に突出している。液体吸い上げ部材２４の下端部分は、トレー３に溜まる液体Ｗに浸漬した状態に配置される。液体Ｗは、毛細管力によって、液体吸い上げ部材２４を介して、液体蒸散板１３のそれぞれに吸い上げられて、それらに保持される。

容器内周側面９の所定高さの部位には、液体供給部を構成する円周方向に延びる円環状の液体注入路２１も形成されている。液体注入路２１には、外部から液体Ｗを注入するための液体注入口２１ａが形成されている。外部から液体注入口２１ａを介して供給される液体Ｗは、液体注入路２１に沿って流れる。本例では、液体蒸散板１３に液体Ｗが供給されるように、液体注入路２１には円周方向に沿って内周縁側に切り欠きが形成されており、ここに、液体蒸散板１３の外周側の縁が接している。これにより、液体が液体蒸散板１３に吸い込まれて保持される。

ここで、本例の容器２は、上側容器部分３１と下側容器部分３５から構成されている。上側容器部分３１は、円筒状の胴部３２と、この上端から上方に向けて窄まっている円錐台形状の部分を備えたテーパー状の肩部３３とを備えている。肩部３３の上端開口部に、上側円筒電極１７の下端開口部１７ｃの部分が同軸に嵌め込まれて固定されている。下側の胴部３２内にダクト５が配置されており、ダクト５の内部に針電極１５が同軸に配置され、その上側の針先１５ａの部分が上側の肩部３３内に突出している。イオン風通路１１の上側通路部分１１ｃは、上側容器部分３１の内周側面とダクト５の外周側面および上端面との間に形成されている。

容器２の下側容器部分３５も、本例では、底面を備えた円筒状の胴部３６と、この上端から上方に向けて窄まった円錐台形状の部分を備えたテーパー状の肩部３７から構成されている。下側容器部分３５の内部には、同軸に、その上端から下方に延びる状態に下側円筒電極１６が取り付けられている。

下側容器部分３５の容器底面６は、先に述べたように、その底面中心から底面外周縁までの間が下方に湾曲した湾曲面となっている。イオン風通路１１における底側通路部分１１ａは、湾曲面である容器底面６によって規定されている。底側通路部分１１ａに続く下側通路部分１１ｂは、胴部３６の円形内周面と下側円筒電極１６の円形外周面との間に形成される円環状断面の通路部分と、肩部３７のテーパー状内周面と下側円筒電極１６の円形外周面との間に形成される上方に向けて窄まる円環状断面の通路部分からなる。

容器底面６には、先に述べたように、液体蒸散板１３のそれぞれが装着される装着部２２の底面側装着部の部分が底面中心を中心として放射状に配置されている。また、胴部３６の円筒状内周面部分には、その円周方向に沿って、底面側装着部の部分のそれぞれに対応する位置に、装着部２２の内周面側装着部の部分が配置されている。液体蒸散板１３のそれぞれの外周側の縁は、容器底面６、下側容器部分３５の容器内周側面、および下側円筒電極１６の外周面に沿った輪郭形状をしている。液体蒸散板１３のそれぞれの内周側の縁は、下側円筒電極１６の外周面に沿った直線状の縁部分と、この下端下方の位置から容器底面６の底面中心に向かう傾斜状の縁部分を備えた輪郭形状をしている。各液体蒸散板１３を装着部２２に装着すると、下側容器部分３５内のイオン風通路１１の部分は、上下方向に延びる放射状に区画された状態になる。

この構成の液体蒸散装置１の動作を説明する。液体Ｗをトレー３に溜め、液体Ｗに容器２の底部が浸漬される状態にする。また、液体Ｗを液体注入口２１ａから注入する。トレー３に溜めた液体は、液体吸い上げ部材２４によって吸い上げられて、ここを介して、内部の液体蒸散板１３に吸い上げられて保持される。また、液体注入口２１ａから注入した液体Ｗは、液体注入路２１に沿って流れ、各液体蒸散板１３における高さ方向の途中位置から吸い込まれてその内部に保持される。このようにして、液体蒸散板１３の各部分には十分な量の液体が吸収保持される。

針電極１５と上側円筒電極１７の間、および針電極１５と下側円筒電極１６の間に、それぞれ高圧電流を印加して、それぞれの間にコロナ放電を発生させる。吸い込み口５ａからダクト５を介して、針電極１５と下側円筒電極１６の間に導入された空気は、コロナ放電領域を通過してイオン化されて、クローン力によってプラス側電極である下側円筒電極１６の側に吸引され、この下側円筒電極１６の中空部１６ｂを通って下方に流れる下向きイオン風７が形成される。

形成された下向きイオン風７は、下側円筒電極１６の下端開口部１６ｃから湾曲面によって規定される容器底面６の中心部分に向けて流れ出る。流れ出た下向きイオン風７は、湾曲面によって規定される容器底面６によって、容器底面６の中心から外周側に案内されて、向きが下向きから半径方向の外向きに変更される。また、放射状に配置されている液体蒸散板１３の表面に沿って放射状に広がり、上方に向けて流れる上向きイオン風１０になる。イオン風が液体蒸散板１３のそれぞれの両側表面に沿って流れる間に、液体蒸散板１３に吸収保持されている液体が蒸散（気化）して、マイナイスの電荷を帯びた液体微粒子が生成される。生成された液体微粒子は上向きイオン風１０によって運ばれる。

容器内周側面９に沿って流れる上向きイオン風１０は、イオン風通路１１の下側通路部分１１ｂを通って上昇して上側通路部分１１ｃに流れ込む。上昇する上向きイオン風１０は、上側円筒電極１７と針電極１５の間に形成されるコロナ放電によって、吸引されて加速されて流れる。上向きイオン風１０は、上側円筒電極１７の下端開口部１７ｃからその中空部１７ｂを通って上昇して、その上端開口部１７ａである放出口４ａから外部に勢い良く放出される。

液体を吸収保持している多孔質素材からなる液体蒸散板１３の両側表面に沿ってイオン風を通して流すことにより、単に、イオン風を液体液面に沿って流す場合に比べて、イオン風と液体との接触面積が大幅に増加する。よって、効率良く、液体を蒸散（気化）させてマイナスに帯電した液体微粒子を生成できる。

また、容器内部４において下側円筒電極１６の内部を通って下方に流れ出る下向きイオン風７は、湾曲面からなる容器底面６および放射状に配列された液体蒸散板１３によって案内されて、抵抗の少ない状態で放射状に外方および上方に導かれて、上向きイオン風１０となって流れる。また、上向きイオン風１０は、徐々に断面が絞られるイオン風通路１１を通って徐々に加速して上側円筒電極１７の内部に流入し、その上端の放出口４ａから外部に放出される。よって、イオン風に乗せて、マイナスに帯電した多量の液体微粒子を効果的に外部に放出できる。

１ 液体蒸散装置
２ 容器
３ トレー
４ 容器内部
４ａ 放出口
５ ダクト
５ａ 吸い込み口
５ｂ 上端壁
６ 容器底面
７ 下向きイオン風
８ 下側コロナ放電部
９ 容器内周側面
１０ 上向きイオン風
１１ イオン風通路
１１ａ 底側通路部分
１１ｂ 下側通路部分
１１ｃ 上側通路部分
１２ 上側コロナ放電部
１３ 液体蒸散部材（液体蒸散板）
１５ 針電極
１５ａ 針先
１５ｂ 針先
１６ 下側円筒電極
１６ａ 上端開口部
１６ｂ 中空部
１６ｃ 下端開口部
１７ 上側円筒電極
１７ 上端開口部
１７ａ 上端開口部
１７ｂ 中空部
１７ｃ 下端開口部
２１ 液体注入路
２１ａ 液体注入口
２２ 装着部
２３ 開口部
２４ 液体吸い上げ部材
３１ 上側容器部分
３２ 胴部
３３ 肩部
３５ 下側容器部分
３６ 胴部
３７ 肩部

Claims (5)

1. コロナ放電によるイオン風を利用して液体を蒸散させて、マイナスに帯電した液体微粒子を生成して外部に放出する液体蒸散装置であって、
   上端に放出口が形成されている筒状の容器と、
   外部から前記容器の容器内部に空気を取り込むダクトと、
   前記容器内部に取り込まれた空気をコロナ放電によりイオン化して、前記容器の容器底面に向かう下向きイオン風を形成する下側コロナ放電部と、
   前記下向きイオン風の向きを、前記容器底面および容器内周側面に沿って上向きに変更して上向きイオン風として前記放出口に向けて案内するイオン風通路と、
   前記容器内部の上端側の部位において、前記イオン風通路を上昇する前記上向きイオン風を、コロナ放電により吸引して加速させて、前記放出口から容器外部に放出させる上側コロナ放電部と、
   前記イオン風通路内において前記下向きイオン風および前記上向きイオン風が表面に沿って流れるように配置され、毛細管力によって液体を吸収保持可能な多孔質素材からなる液体蒸散部材と、
   前記容器の外部から前記液体蒸散部材に液体を供給する液体供給部と、
   を備えており、
   前記上側コロナ放電部は、コロナ放電用のマイナス極である針電極と、この針電極の下向きの針先に下方から対峙するコロナ放電用のプラス極である下側円筒電極とを備え、
   前記上側コロナ放電部は、前記針電極と、この針電極の上向きの針先に上方から対峙するコロナ放電用のプラス極である上側円筒電極とを備えている液体蒸散装置。
2. 請求項１において、
   前記下側円筒電極の下端開口部は、上方から前記容器底面の中心に対峙しており、
   前記容器底面は、その底面中心から底面外周縁までの間が下方に湾曲した湾曲面によって規定されており、
   前記液体蒸散部材は、前記イオン風通路内において、前記下側円筒電極の外周側に放射状に配置されている複数枚の液体蒸散板である液体蒸散装置。
3. 請求項２において、
   前記底面外周縁に連続して上方に延びる前記容器内周側面は、円筒状内周面部分と、この円筒状内周面部分の上側から上方に向けて内方に傾斜しているテーパー状内周面部分とを備えており、
   前記容器底面には、前記液体蒸散板のそれぞれが装着される底面側装着部が前記底面中心を中心として放射状に配置されており、
   前記円筒状内周面部分には、その円周方向に沿って、前記底面側装着部のそれぞれに対応する位置に内周面側装着部が配置されており、
   前記液体蒸散板のそれぞれは、前記容器底面および容器内周側面に沿った輪郭形状をしており、前記底面側装着部および前記内周面側装着部に装着されている液体蒸散装置。
4. 請求項１において、
   前記液体供給部は、
   前記容器の下側に配置した液体貯留用のトレーと、
   前記容器底面を貫通して前記トレーの側に開口する複数の開口部と、
   前記開口部に装着され、毛細管力によって前記トレーに貯留している液体を吸い上げ可能な液体吸い上げ部材と、
   を備えており、
   前記液体蒸散部材は、前記液体吸い上げ部材に接した状態に配置されている液体蒸散装置。
5. 請求項４において、
   前記液体供給部は、更に、
   前記容器内周側面に沿ってその周方向に延びる環状の液体注入路と、
   前記液体注入路から前記容器の外部に開口している液体注入口と、
   を備えており、
   前記液体蒸散部材は、前記液体注入路に接した状態に配置されている液体蒸散装置。

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