JP3260150B2 - カートリッジおよび静電噴霧装置 - Google Patents

カートリッジおよび静電噴霧装置

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JP3260150B2
JP3260150B2 JP29301291A JP29301291A JP3260150B2 JP 3260150 B2 JP3260150 B2 JP 3260150B2 JP 29301291 A JP29301291 A JP 29301291A JP 29301291 A JP29301291 A JP 29301291A JP 3260150 B2 JP3260150 B2 JP 3260150B2
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capillary
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    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B05B5/0255—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns spraying and depositing by electrostatic forces only
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
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  • Disinfection, Sterilisation Or Deodorisation Of Air (AREA)
  • Nozzles (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】この発明は、液体の静電噴霧に関し、特
に、例えば、芳香の付与又は吸収を液体によつて意図す
る場合に、或いは塵粒子などを周囲から沈殿させるに液
体を使用しようとする場合に、周囲に液体を噴霧させる
ための、装置に関する。
【０００２】この発明の一観点によれば、静電噴霧に適
した液体を貯蔵するためのカートリッジにおいて、カー
トリッジが、毛細構造体を有し、毛細構造体が、カート
リッジから毛細構造体の先端における噴霧出口に毛細作
用によつて液体を送るために、カートリッジの内部の中
に延長し、カートリッジがさらに、液体に静電荷を付与
できるようにする電気伝導径路を提供するための手段を
有し、毛細構造体は、噴霧出口を上向きに配置して、実
質的に垂直に向けたときに、毛細作用が、使用の際に加
えられる静電力に無関係に、重力の作用に抗して液体を
上向きに毛細構造体の噴霧出口に輸送するに十分である
ように、構成され、噴霧出口は、この噴霧出口の開口を
限定する最内方の周面と、最外方の周面と、前記両周面
の間で横方向に広がる端面とを有し、噴霧出口の開口に
おける液体が１０ｋＶから２５ｋＶの範囲の中の少くと
も一つの電位を受けたときに、前記端面を横切つて前記
の最外方の周面に向うように液体を牽引するに十分な電
位勾配が、前記両周面の間に開発されるように、構成さ
れ、これによつて、前記の最内方の周面から外向きに位
置する位置において、液体が、噴霧出口の開口のまわり
に環状体を形成しその後に小滴に分裂される液糸の列と
して、静電的に噴出されること、を特徴とするカートリ
ッジが提供される。
【０００３】かくして、この発明によれば、それ自身の
開口から単一のリガメントとして液体を噴霧する代わり
に、液体は、前記端面を横切るように広げられ、それ
で、これは、周方向に離れた、多くのジェットすなわち
多重のリガメント（液糸）による環状体（ハロー）に形
成され、これによつて、単一のリガメントを噴霧する手
段で得られるよりも直径の小さいリガメントの従って小
滴の噴霧が得られる。
【０００４】毛細構造体は、伝導材料、半伝導材料また
は絶縁材料からなることができる。
【０００５】この発明の一実施例において、毛細構造体
の噴霧出口が、絶縁材料からなり、前記端面が、半径方
向に直線状または曲線状の母線によつて形成され、これ
が、少くとも、その長さの大半部分に渉って、毛細構造
体の軸線に対して平行であるよりもむしろ主として直交
するように延長する。例えば、端面が、一般に平面状で
毛細構造体の軸線に直交するようにでき、或いはこれ
が、虚の鈍角頂点によつて定められる切頭円錐形状のも
のにできる。直線のまたは曲線の母線によつて定められ
る端面は、凹または凸にできる。絶縁噴霧出口の場合に
は、噴霧出口は、端面と前記の最外方の周面とが出会う
場所またはその近くで縁または十分にするどく丸められ
た形状を有し、それで、１０と２５ｋＶの間の前記電位
で、前述した電位勾配を開発するために、或る程度のコ
ロナが発生する。
【０００６】この発明の別の実施例において、噴霧出口
は、電気伝導材料からなり、この場合に、見出したとこ
ろによれば、実質的なコロナ放電が起り得るような輪郭
のはっきりとした縁または形状が存しないように、端面
が曲線の母線によつて形成される。例えば、端面は、こ
の場合に、凸に曲線状であるようにでき、少くとも最外
方の周面に対して、望ましくは最内方の周面に対して
も、滑らかに合併できる。
【０００７】この発明の第２の観点によれば、静電噴霧
に適した液体を貯蔵するためのカートリッジにおいて、
カートリッジが、くぼみの形成された底壁を有し、カー
トリッジがさらに、毛細構造体を有し、毛細構造体が、
くぼみから毛細構造体の先端における噴霧出口に毛細作
用によつて液体を送るように、毛細構造体の一端を前記
くぼみに収容するようにして、カートリッジの内部に延
長し、カートリッジがさらにまた、くぼみの中に収容さ
れた液体の部分に直接に静電荷を付与できるようにする
ための電気伝導径路を提供されるための手段を有するこ
と、を特徴とするカートリッジが提供される。
【０００８】この発明の別の観点によれば、予め定めら
れた向きで使用するに適し、そのように向けられたとき
に、一般に垂直上向きに毛細構造体を延長させるように
カートリッジを位置させるように配備される、カートリ
ッジを取外し可能に挿入できるハウジングと、カートリ
ッジの中への電気伝導径路を提供するための前記手段に
電位を付与するための、カートリッジの外部でハウジン
グの中に配置される高電圧手段とを有する、前記の第１
または第２の観点によつて定められるカートリッジを備
えた静電噴霧装置が提供される。
【０００９】この発明の１つの特色は、噴霧出口が、正
のヘッドを必要とすることなしに、一般に垂直上向きに
噴霧するように配置されていること、すなわち、噴霧出
口をカートリッジの中の液体のレベルより低いレベルに
位置させる必要がないこと、にある。
【００１０】ハウジングは、水平の面の上に配置するに
適するようにでき、その場合にこれは、平らな基部を有
すること、または水平の面と接触するための形状を有す
ることができ、そこで、ハウジングは、その中にカート
リッジを挿入したときに、毛細構造体が、その噴霧出口
を最上方にして一般に垂直に位置するように、向けられ
る。その代りとして、または付加的に、ハウジングは、
壁のような一般に垂直な面から吊るように意図でき、そ
の場合にこれは、ハウジングを使用の際に適当に向ける
ように配置された吊り手段を備える。例えば、ハウジン
グは壁接触面を包含でき、これは、吊り手段と共に、ハ
ウジングを壁に取付けたときに毛細構造体を適切に向け
ることを確保する。
【００１１】典型的には、噴霧すべき適当な液体は、１
０4 から１ないし２×１０8 オームｃｍの程度の体抵抗
率を有し、後者の限界は、毛細構造体が伝導材料の場合
に使用できる。
【００１２】カートリッジは、都合良くは、その水平の
寸法よりもいくぶんか小さい垂直の寸法を有するずんぐ
りした形状を備え、それでこれは、いっぱいの状態とほ
ぼからの状態との間の液体のレベルの変化を小さくしな
がら、十分な量の液体を収容できる。
【００１３】望ましくは、カートリッジは、そのいっぱ
いの状態とほぼからの状態との間の液体のレベルの差
が、１５ｍｍより大きく変化しないように、典型的に
は、この変化が約１０ｍｍより大きくないように、設計
される。
【００１４】毛細構造体は、一般に、噴霧すべき液体
が、良好な毛細上昇を示すような材料からなり、少くと
も１つの毛細通路を有し、通路の寸法および毛細構造体
の寸法は、上述したような液体の輸送を達成するように
選択される。
【００１５】毛細構造体は、都合よくは、例えば金属、
ガラスまたはプラスチックの管の、毛細管の形をなし、
或いはこれは、例えば一対の金属、ガラスまたはプラス
チックの管の、一対の一般に同心の面の間に定められた
環状通路の形をなすことができる。
【００１６】代りの実施例において、毛細構造体は、灯
心構造を形成する繊維の集合からなることができる。灯
心構造を形成する繊維は、管の中に密に詰めることがで
き、その先端は、毛細構造体の噴霧出口を形成する。
【００１７】毛細構造体が、絶縁材料の管によつて構成
される場合に、噴霧先端を構成する端部において、管
は、その軸線に実質的に直交するように、きれいに切断
でき、先端における管の壁厚は、管の中の液体のメニス
カスと管の外周縁との間の半径方向距離が短かく、これ
によつて、壁の厚さを横切る急峻な電位勾配が生成され
るように、選択すべきであり、これは、液体が出発する
先端の周縁に向って、先端における端面を横切って、メ
ニスカスから液体を引寄せること、を確保するのに重要
である。電位勾配は、作動の際に、これらの点の間に存
すると信ぜられる。というのは、液体のメニスカスに存
する電位と比べてこの点で低い電位を生じる外周縁で、
コロナが発生する傾向が存するからである。典型的に
は、先端における管の壁厚は、１ｍｍより大きくなく、
望ましくは約５００−６００ミクロンより大きくない。
この発明の前記の一つの観点によれば、先端で出現する
液体が多くのジエットすなわちリガメントとして噴霧さ
れる場合に、小さな寸法の滴が達成できる。毛細構造体
が絶縁材料の管の形をなす場合に、これは、ほとんど接
地された品物または構造が先端から比較的離れていると
きに、単一のジエット噴霧とは異って多ジエット噴霧を
確保するに十分なように、管の外周縁における電位勾配
がなつているように、先端における管の壁厚を選択する
ことによつて達成できる。
【００１８】毛細構造体が金属管の形をなす場合に、そ
の先端における管の外周縁は、とがつているべきでな
く、そうでないとすると、実質的なコロナ放電が起る。
望ましくは、管は、少くともその先端で、カニユール注
射針の方法で丸められている。伝導毛細管の壁厚は、典
型的には、１ｍｍより大きくはなく、さらに望ましく
は、約５００−６００ミクロンより大きくない。
【００１９】毛細構造体は、望ましくは、実質的にカー
トリッジの液体中味の全体を静電噴霧によつてカートリ
ッジからからにできるようにするため、カートリッジの
底またはその近くの位置から上向きに延長すべきであ
る。
【００２０】前記電気伝導径路を提供するための手段
は、望ましくは、高電圧手段とカートリッジの内部の場
所と間の電気的接続を提供するように配置され、そこ
で、静電位は、液体の助けによつて毛細構造体の先端に
付与される。
【００２１】カートリッジが電気絶縁材料からなる場合
には、かかる電気伝導手段は、カートリッジの壁、望ま
しくは基部、を貫通する電気接点によつて構成できる。
【００２２】代りに、カートリッジは、その内部と外部
の間に伝導径路を提供するに十分な伝導性材料で、少く
とも部分的に構成できる。例えば、カートリッジは、少
くとも一部が高電圧手段とカートリッジの中に収容され
た液体との間の電気的連結を提供するに十分な電気伝導
性の材料からなるような、少くとも１つの壁を有するこ
とができる。十分に電気伝導性ということは、良好な伝
導体と良好な絶縁体との中間のすなわち、１０6 から１
０13オームｃｍの範囲の体抵抗率を有する材料、すなわ
ち半伝導性材料の使用可能性を排除するものではなく、
かかる材料は、カートリッジと高電圧手段と間に良好な
電気的接触がなされる場合には、使用できる。
【００２３】カートリッジの伝導部分は、都合よくは、
カートリッジをハウジングの中に挿入したときに、前記
部分が自動的に高電圧手段の端子に整合するように、配
置される。毛細構造体の先端または前記端子に触れた場
合の衝激を抑制するため、高抵抗要素が、高電圧出力と
前記端子の間の高電圧手段の回路に包含できる。
【００２４】この発明の一実施例において、ハウジング
は、カートリッジを受けるくぼみを有し、その配備は、
カートリッジを前記くぼみの中に挿入したときに前記伝
導径路を提供する手段に整合する端子を、高電圧手段が
包含するようにできる。
【００２５】高電圧手段は、カートリッジから高電圧手
段を選択的に接続および遮断して、所望に応じ噴霧を中
断できるようにするための、使用者が作動できるスイッ
チを包含できる。
【００２６】高電圧手段の回路は、カートリッジをハウ
ジングから取除いたときに高電圧手段を無能力にするよ
うに作動できる、スイッチ手段を包含できる。かくし
て、この発明の前記一実施例において、無能力化スイッ
チ手段のスイッチング作用は、カートリッジをくぼみの
中に挿入したときに（使用者が作動できるスイッチが設
けられているときには、この制御下に）無能力化スイッ
チ手段によつて高電圧手段が正規に作動できるように、
カートリッジと連携するための、くぼみの近くに配置さ
れた作動子、によつて制御でき、くぼみからのカートリ
ッジの除去によつて、高電圧手段の無能力化を生じさせ
るような、作動子の作動が達成される。
【００２７】装置は、最初に静電的に荷電された粒子が
荷電されたままにとどまるような、噴霧を生成するよう
に作動でき、その利点として、粒子は、離れている接地
された品物および構造、例えば部屋の壁、天井および
床、への引き寄せによつて、周囲に広く分散する傾向を
有する。この場合に、液体に付与される静電位は、単一
極性のものにでき、或いはこれは、正の極性と負の極性
の間を交代でき、これによつて、粒子は、逆の極性の次
次の雲で噴霧され、交代の頻度は、粒子の次次の雲が、
空気で支えられながら、かなりの程度まで互に放電しな
いようなものである。例えば、頻度は１０ヘルツまたは
それ以下の程度に、典型的には５ヘルツまたはそれ以下
の程度にできる。
【００２８】代りに、装置は、最初に荷電した粒子が装
置から投出されのちに直ちに放電されるような、噴霧を
生成するように作動できる。これは、液体に交番静電位
を付与することによつて達成でき、これによつて、粒子
は、逆の特性の次次の雲で噴霧され、その際に交番電位
の頻度は、粒子の次次の雲が空気で支えられながら実質
的に互に放電するようなものである。例えば、交番電位
の頻度は、ヘルツの１０倍台の程度、典型的には少くと
も３０ヘルツにできる。噴霧の放電によつて、粒子は、
しばしばハウジングを支持する面であるほとんど接地さ
れた品物または構造に引寄せられる傾向が少ない。荷電
された粒子の場合に、粒子の或る割合が、ハウジングを
直ちに包囲する環状の区域において、支持面に沈積する
傾向が存する。この傾向は、空気で支えられるようにな
つたのちに直ちに、粒子を放電させるように配備するこ
とによつて、かなり低減する。
【００２９】有利なものとして、装置が交番電圧ではな
くむしろ単一極性の電圧源で作動される場合に、装置
は、使用の際にハウジングとこれに使用の際に接触する
面との間に電気的連続を与えて、高電圧手段のための接
地戻り径路を提供する、手段を包含する。かかる電気的
連続は、ハウジングを少くとも部分的に伝導材料から作
ることによつて、達成できる。代りに、ハウジングは、
これを使用の際に支持する面と接触するように配置され
た伝導部分を組込みできる。
【００３０】ハウジングは、都合よくは、カートリッジ
を一つの特定の向きにしたときに限って、ハウジングの
中へのカートリッジの適正な挿入が達成できるような、
内部形状を有する。ハウジングの内部への接近は、都合
よくは、取外しできる蓋によつて閉じられた開口を通し
て達成され、この蓋は開孔を包含し、これを通して、使
用の際に、毛細構造体が、突出し或いは噴霧をなすよう
に配置される。
【００３１】蓋は、多くの場合、電気絶縁材料または半
絶縁材料からなり、カートリッジの中の液面に存する高
電位から毛細構造体の先端を保護するに役立つ。或る場
合に、見出した処によれば、蓋の存在は、噴霧に有害に
作用し或いはこれを抑制するから、蓋、特にその設計お
よび材料の選択またはそのいずれか、は、噴霧機構に影
響を与えるかも知れない。
【００３２】故に、この発明の別の観点によれば、静電
噴霧装置が、静電噴霧に適した液体を貯蔵するためのカ
ートリッジを有し、カートリッジが、毛細構造体を包含
し、毛細混合体が、カートリッジから毛細構造体の先端
における噴霧出口に毛細作用によつて液体を送るよう
に、カートリッジの内部に延長し、静電噴霧装置がさら
に、カートリッジを取外し可能に挿入できるハウジング
を有し、ハウジングが、予め定められた向きで使用する
に適し、そのように向けられたときに、一般に垂直上向
きに毛細構造体を延長させるようにカートリッジを位置
させるように配備され、静電噴霧装置がさらにまた、カ
ートリッジの中の液体に静電位を付与するための、カー
トリッジの外部でハウジングの中に配置される高電圧手
段を有し、ハウジングが、開孔を備えた蓋を有し、この
開孔を通して、毛細構造体の先端が突出しまたは噴霧を
なすように配置され、蓋が、少くとも前記開孔を包囲す
る区域で、疎水性の電気絶縁材料からなる、静電噴霧装
置が提供される。
【００３３】望ましくは、蓋は、ポリプロピレン（ｐｏ
ｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）またはポリテン（ｐｏｌｙｔ
ｈｅｎｅ）のような疎水重合材料で、少くとも部分的に
構成される。疎水性材料の使用は、蓋へ戻り落下する噴
霧小滴または蓋への電荷沈積の他の手段（例えばコロナ
放電）の結果として、電荷が蓋に集合できる程度を、限
定するに役立つ。疎水材料の蓋の場合に、沈積した電荷
は、不動であつて、これによつて、その後の沈積を反発
するレベルまで迅速に増強する傾向を有する。これに反
して、親水性材料の蓋の場合には、電荷は自由に動く傾
向を有し、かくして大量の電荷が沈積でき、従って蓋に
おける電位の一般的な増強が生じその結果として、噴霧
が概して抑制される。
【００３４】この発明のさらに別の観点によれば、静電
噴霧装置が、静電噴霧に適した液体を貯蔵するためのカ
ートリッジを有し、カートリッジが、毛細構造体を包含
し、毛細構造体が、カートリッジから毛細構造体の先端
における噴霧出口に毛細作用によつて液体を送るよう
に、カートリッジの内部に延長し、静電噴霧装置がさら
に、カートリッジを取外し可能に挿入できるハウジング
を有し、ハウジングが、予め定められた向きで使用する
に適し、そのように向けられたときに、一般に垂直上向
きに毛細構造体を延長させるようにカートリッジを位置
させるように配備され、静電噴霧装置がさらにまた、カ
ートリッジの中の液体に静電位を付与するための、カー
トリッジの外部でハウジングの中に配置される高電圧手
段を有し、ハウジングが、開孔を備えた蓋を有し、この
開孔を通して、毛細管の先端が突出しまたは噴霧をなす
ように配置され、蓋が、少くとも前記開孔を包囲する区
域で半絶縁性材料を有し、かつ、蓋から遠ざかるように
電荷を輸送するための電気伝導径路を提供するための、
蓋の外面の下方に位置する手段を有する、静電噴霧装置
が提供される。
【００３５】この場合に、蓋における電荷の増強は、沈
積した電荷を蓋から逃し去ることによつて制限される。
【００３６】典型的には、半絶縁材料は、１０10から１
０13オームｃｍの範囲の中の体抵抗率を有し、例えば、
蓋は、少くとも部分的に、メラミン（ｍｅｌａｍｉｎ
ｅ）、ソーダガラス、または適当なセラミック材料、ま
たはフエノールフオルムアルデハイド（ｐｈｅｎｏｌ
ｆｏｒｍａｌｄｅｈｙｄｅ）組成物からなることができ
る。
【００３７】蓋から電荷を逃し去る手段は、蓋の材料の
中に埋込みでき、電極の形を取ることができ、これは、
使用の際に、例えばハウジングとこれを支持する面との
間の接触を介して、接地される。
【００３８】図面を参照しながら、この発明の例につい
て、以下に説明する。
【００３９】図面を参照すれば、空気新鮮化装置は、ハ
ウジング１０を有し、その底壁１２は、使用の際に、テ
ーブルの頂面、棚などのような一般に水平の面で支持さ
れるように意図される。ハウジング１０は、蓋１５を取
除くことによつて接近できる隔室１４を備え、それで、
噴霧すべき液体を収容するカートリッジ１６が、隔室の
中に挿入できる。液体は、静電噴霧に適したものであ
り、装置の意図された用途に適する特性を有するように
選択すべきである。すなわちこの場合に、液体は、芳香
特性を有するであろう。カートリッジ１６は、ずんぐり
した平行六面体の形状を有し、垂直方向のその最小寸法
は、カートリッジが満たされたときに、その底壁１８と
液体のレベルとの間の垂直距離が約１５ｍｍまたはそれ
以下（望ましくは約１０ｍｍまたはそれ以下）になるも
のである。カートリッジの底壁は、その中にくぼみ２０
を有し、これは、溜めとして作用する。
【００４０】毛細管２２は、一般に垂直であるように
（すなわち、水平な底壁１８に一般に直交するように）
カートリッジの中に取付けられ、その下端は、液体のレ
ベルが底壁１８に接近したときに管２２への液体供給を
維持できるように、くぼみ２０の中に収容される。毛細
管２２の上端は、直立したカラー２４によつて定められ
る開口を通り、蓋１５における開孔２５を通って、突出
し、止め手段２６が、カラー２４の中の中央に管２２を
位置決めするために設けられる。図１において、管２２
およびくぼみ２０は、カートリッジの一側に一するよう
に図示されているが、これらは、どこか他の場所に、例
えばカートリッジの中央または近くに（例えば、図２を
示されているように）、位置することもできる。
【００４１】カートリッジ１６は、その中の液体を高電
圧発生器２８（図１参照）の高電圧出力に接続するため
に設けるに適する。これは、既に述べたように、種種の
方法で達成でき、図示の実施例では、カートリッジは、
電気絶縁材料から形成され、電気的接点３０を備える。
接点３０は、くぼみ２０の基部に配置され、そこで、カ
ートリッジが、隔室１４の中に適正に挿入されたとき
に、接点３０は、発生器２８の高電圧出力に接続された
端子３２と整合する。ハウジングにおける隔室１４の一
般に水平な底壁は、カートリッジのくぼみ２０を受ける
ための降下場所３４を包含し、それで、カートリッジが
正しく配置されたときに、カートリッジの底壁１８は、
底壁１２に対して一般に平行になる。隔室１４および降
下場所は、ハウジングの中に正しく挿入されたときに限
って、カートリッジが端子３２に有効に接触するよう
に、寸法決めでき配置できる。
【００４２】発生器２８の低電圧側は、１つまたは多く
の電池（典型的には９ボルト）を包含する低電圧回路４
０に接続され、使用者によつて作動できるスイッチ４４
によつて開閉できる。発生器２８は、低電流で典型的に
は１０から２０ｋＶの程度の高電圧を生成し、使用の際
に、この電圧は、管２２からの液体の静電噴霧を達成す
るため、カートリッジ１６の液体中味に付与される。低
電圧回路４０は、発生器を制御してこれによつて要求に
従って噴霧を制御するように、配備できる。低電圧回路
は、ハウジングの底壁１２を介する接地への接続を有す
る。
【００４３】毛細管２２は、カートリッジの中の液体の
レベルに拘わらず、カートリッジからこの毛細管の最上
方先端に液体を送るに十分な毛細上昇を、垂直に配置さ
れたときに提供するに適する。これは、毛細管の適当な
寸法決めと、これを構成する材料の選択とによつて、達
成できる。管２２は、一般に、せまい開孔と比較的薄い
壁とを有する。管２２が絶縁材料のものである場合に
は、その噴霧端は、望ましくは、管の軸線に直交する端
面できれいに切断される。管が伝導材料のものである場
合には、過剰のコロナ放電を起す傾向があるから、とが
った縁は望ましくなく、故にかかる管は、望ましくは、
先端で丸みを付けられる。丸みを付けた先端を有する一
つの適当な形は、例えば２５ゲージの金属カニユーレ注
射針である。
【００４４】管２２は、３００から４００ミクロンまで
の内側直径、望ましくは１００から２５０ミクロンの程
度の内側直径と、0.5 から0.75ｍｍの程度の外側直径と
を有することがてき、管は、カートリッジから約１から
５ｍｍだけ突出するような長さを有することができる。
適当な材料には、この材料から形成された管が十分な毛
細上昇を提供するように寸法決めされている場合に、ナ
イロン（ｎｙｌｏｎ）およびポリテン（ｐｏｌｙｔｈｅ
ｎｅ）のようなプラスチック材料が包含される。2.5 ×
１０6 オームｃｍの抵抗率および1.52センチポイズの粘
度を有するエタノールベースの液体と関連して使用され
るナイロン管の場合に、２０ｋＶの程度の付与された電
圧を使用して、0.3 ｍｍの毛細開孔、0.3 ｍｍの壁厚お
よび２５ｍｍの毛細長さで、満足すべき多重ジエットの
噴霧が達成された。
【００４５】管２２とカラー２４の間には、液体をカー
トリッジから吐出するときの空気の侵入を可能にする、
環状間隙４２が定められる。カートリッジが転倒された
ときにも、或いはカートリッジから間隙４２を介して液
体が排出されるかも知れない位置にカートリッジが向け
られたときにも、間隙４２が表面張力によつて液体を捕
捉し保持するように、間隙４２は寸法決めされる。例え
ば、管２２が0.5 から0.75ｍｍの程度の外側直径を有す
るときに、これに対比して、カラ２４の内側直径は、１
から1.5 ｍｍの程度にできる。カートリッジを使用しな
いときに、管の開口および環状間隙を密閉するため、都
合よくは、カートリッジが密閉キヤップ（図示なし）を
備え、これは、例えばねじ係合またはスナップ嵌め係合
で、管の先端上に適合し、カラーに係合する。
【００４６】前述したように間隙４２を介して空気を侵
入させられるようにする代りに、毛細管は、カラー２４
の中に実質的に密閉するように嵌めることができ、別個
の空気侵入開口５２が配備できる。この開口は、漏洩を
ふせぐためにプラグ（図示なし）を嵌めることができ、
プラグは、ハウジング１０の中にカートリッジを挿入す
る際に、またはその後に、使用者によつて取外される。
【００４７】使用の際に、液体は、単独で管の毛細作用
によつて管の最上方先端に送られ、ここで、液体に付与
される高電圧によつて噴霧させられ、噴霧粒子は、荷電
し、これによつて、管の先端から、接地電位であるまわ
りの品物および構造に向かって引き去られる。典型的に
は、装置は部屋の中で使用され、故に、壁、天井およひ
床は、粒子を引き寄せる比較的離れた目標を提供する。
【００４８】図１の実施例において、蓋１５は、ポリプ
ロピレン（polypropylene)またはポリテン（polythene)
のような疎水性の電気絶縁プラスチックで組成され、そ
れで蓋の上に落下する荷電した小滴の結果として蓋の上
に蓄積する電荷は、実質的に不動であり、故に、蓋が充
電できる程度が限定され、従って、噴霧の抑制が回避さ
れる。図２は、図１の実施例と一般に同様な実施例を図
示し、同様の構成要素を示すに、同じ符号が使用され
る。図２の場合には、蓋への電荷の増強を阻止するに、
別の機構が採用され、かくして、この場合の蓋は、（典
型的には、１０10から１０−13オームｃｍの体抵抗率を
有する）半絶縁材料から組成され、電極６０が、蓋１５
の中に埋められ、例えば導線６２を介して、接地のよう
な低電位に接続される。それで、蓋の上に蓄積する電荷
は漏出され、これによつて、蓋における噴霧抑制電位の
増強が阻止される。電極６０は、蓋１５に関連するとし
て図示されているけれども、これは、ハウジング１０に
関連させ、蓋をハウジング１０に対して正しく配置した
ときに蓋に接触するように配置させることもできる。双
方の実施例において、ハウジング１０は、絶縁または半
絶縁の材料（例えば、少くとも１０10オームｃｍの体抵
抗率を有する）で構成できる。これが半絶縁材料のもの
である場合に、ハウジングは、ハウジングからの接点３
２および関連の回路の電気的隔離を確保するに、適当に
適する。例えば、カートリッジを座着させる支持体は、
絶縁材料からなることができる。
【００４９】図３は、絶縁毛細管２２の先端のための適
当な形状を図示する。管の端面は、管の軸線に直交する
ように、きれいに切断されている。限られた程度で、コ
ロナ放電が、端面の外周縁から起りその結果として、端
面の半径方向広がりを横切る電位の降下が生じる。端面
が半径方向に薄い場合には、１０から２５ｋＶの範囲の
中の付与電圧に対して開発される電位勾配は、端面を横
切るようにかつ外縁に向うように、管２２の開口で出現
する液体を引張るに、十分な程度に強くでき、前記外縁
で、多重のリガメントすなわちジエットの噴霧が起り、
リガメントは、管２２の外縁のまわりに実質的に等角度
に分布される。多重リガメント噴霧は、管から単一リガ
メント噴霧で達成できるよりも小さい寸法の小滴を生成
するという利点を生じる。理解すべき点として、多重リ
ガメント噴霧を確保するための管の先端の形状は、第３
図に図示されたものに限る必要はない。端面が図４に図
示されたように管の軸線に直交する以外のものである場
合に、同様の効果が、絶縁管に対して得ることができ
る。また、端面は、直線の半径母線によつて発生しない
ものである必要はなく、すなわち母線は、図５に示され
るように、曲線からなるものにできる。図３乃至図６に
おいて、符号２２ａは毛細構造体（管）２２の最内方の
周面を、また符号２２ｂは毛細構造体（管）２２の最外
方の周面を示している。
【００５０】管２２が伝導材料からなる場合には、管の
端面は、実質的なコロナ放電を起し得るような輪郭のは
つきりとした特色または構成を避けるようにすべきであ
る。多重リガメント噴霧は、図６に図示されるような形
状で達成され、ここで、端面は、丸められて管２２の外
周面に滑らかに合併されると見られる。
【００５１】変形実施例において、液体に付与される高
電圧を生成する回路は、前述したように交番出力を生成
するように設計でき、交番頻度は、反対の極性の噴霧粒
子の次次の雲が、空気で支えられながらそれらの電荷を
保持するか、管２２の先端から出たのちに互に放電する
か、のいずれかであるようなものである。後者の変形
は、放電された粒子が、ハウジングを支持する面のよう
な接地されたものによつて影響されることなしに、まわ
りの中で自由に分散する、という利点を有する。
【００５２】空気で支えられながら荷電されたままであ
るような噴霧粒子を生成することが望ましい場合には、
粒子の次次の雲が空気で支えられながらその電荷を保持
するような方法で、液体粒子を荷電するに交番電位を使
用することは、ハウジングを高度に絶縁された面で支持
する事態において、有利である。かかる事態において、
一方向の電位が液体に付与される場合には、ハウジング
（これは、支持面によつて接地から絶縁されている）の
底は、粒子の極性と逆の極性で荷電されるようになり、
その欠点として、ハウジングは、粒子のかなりの割合を
ハウジングの底のまわりに沈積させるような強い牽引力
を生成する。交番電位の使用は、逆の極性の電位の発生
が不可能であるから、上述した問題を避ける。
【００５３】いずれの場合にも低エネルギのものである
衝激を抑制するため、発生器の低電圧側は、ハウジング
に触れた場合の衝激を抑制するように、高抵抗を包含す
る。カートリッジが、隔室１４の中に正しく配置され、
発生器２８の高電圧出力に接続されたときに、電圧が管
２２のせまい開孔の中の液柱を介して付与されるという
事実によつて、液体の抵抗率および管の開孔の横断面お
よび長さの寸法によつて、高抵抗の径路（従って、そう
でないとすると管２２の先端に触れることによつて受け
るであろう衝激の抑制）が提供される。しかしながら、
液体によつて提供される抵抗は、所望ならば、発生器の
高電圧側、例えば発生器の高電圧出力と端子３２の間、
に高抵抗を包含させることによつて、補足のものにな
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明による静電空気新鮮化装置の図解
図。
【図２】 図１の装置の変型を表わす図解図。
【図３】 毛細管の先端の１つの形状の図解図。
【図４】 毛細管の先端の別の形状の図解図。
【図５】 毛細管の先端のさらに別の形状の図解図。
【図６】 毛細管の先端のさらにまた別の形状の図解
図。
【符号の説明】
１０ ハウジング １６ カートリッジ ２２ 毛細構造体（管） ２２ａ 毛細構造体（管）２２の最内方の周面 ２２ｂ 毛細構造体（管）２２の最外方の周面。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−132811（ＪＰ，Ａ) 国際公開90／3224（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B05B 1/00 - 17/08

Claims (37)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 静電噴霧に適した液体を貯蔵するカー
    トリッジにおいて、 カートリッジの内部へのび、カートリッジから先端にお
    ける噴霧出口に毛細作用によつて液体を供給する毛細構
    造体と、液体に静電荷を付与できるようにする導電性径
    路を形成する手段とを有し、 噴霧出口を上向きに配置して実質的に垂直に向けたとき
    に、使用の際に加えられる静電力に無関係に、重力の作
    用に抗して液体を上向きに毛細構造体の噴霧出口に輸送
    するに十分な毛細作用の得られるように毛細構造体が構
    成され、 噴霧出口が、この噴霧出口の開口を画定する最内方の周
    面と、最外方の周面と、前記両周面の間で横方向に広が
    る端面とを備え、噴霧出口の開口における液体が10kVか
    ら25kVの範囲内の少くとも一つの電位を受けたときに、
    前記端面を横切って前記の最外方の周面に向うように液
    体を牽引するに十分な電位勾配が前記両周面の間に形成
    されるように前記端面が構成され、これによつて、前記
    最内方の周面から外向きに位置する一つまたは複数の位
    置において、液体が、噴霧出口の開口のまわりに環状体
    を形成しその後に小滴に分裂される液糸の列として、静
    電的に噴出されることを特徴とするカートリッジ。
  2. 【請求項２】 毛細構造体が電気絶縁性材料または半
    導電性材料から成る請求項１に記載のカートリッジ。
  3. 【請求項３】 毛細構造体が導電性材料から成る請求
    項１に記載のカートリッジ。
  4. 【請求項４】 前記端面が、半径方向に直線状または
    曲線状の母線によつて画定され、この母線が、少くとも
    その長さの大半部分にわたって、毛細構造体の伸長線に
    対して平行であるよりもむしろ主として直交するように
    のびている請求項１に記載のカートリッジ。
  5. 【請求項５】 端面が、一般に平面状でしかも毛細構
    造体の伸長線に直交している請求項４に記載のカートリ
    ッジ。
  6. 【請求項６】 端面が、切頭円錐形状のものである請
    求項４に記載のカートリッジ。
  7. 【請求項７】 噴霧出口が、端面と前記最外方の周面と
    が出会う場所またはその近くで縁または十分に鋭く丸め
    られた形状をもち、10〜25kVの間の前記電位で、前述し
    た電位勾配を形成するために、或る程度のコロナが発生
    する請求項１、２、４、５及び６のうちのいずれか１項
    に記載のカートリッジ。
  8. 【請求項８】 実質的なコロナ放電が起り得るような
    輪郭のはつきりとした縁または形状が存しないように、
    端面が曲線の母線によつて画定される請求項３に記載の
    カートリッジ。
  9. 【請求項９】 静電噴霧に適した液体を貯蔵するカー
    トリッジにおいて、カートリッジがくぼみの形成された
    底壁を有し、くぼみから毛細構造体の先端における噴霧
    出口へ毛細作用によつて液体を送るように、毛細構造体
    の一端がくぼみに収容され、また、カートリッジがさら
    に、くぼみの中に収容された液体の部分に直接に静電荷
    を付与できるようにする導電性径路を形成する手段を有
    している請求項１〜８のいずれか１項に記載のカートリ
    ッジ。
  10. 【請求項１０】 垂直寸法が水平寸法よりも幾分小さい
    形状をもつ請求項１〜９のいずれか１項に記載のカート
    リッジ。
  11. 【請求項１１】 カートリッジのいっぱいの状態とほぼ
    空の状態との間の液体のレベルの差が15mm以上に変化し
    ないように構成した請求項10に記載のカートリッジ。
  12. 【請求項１２】 毛細構造体が管の形状である請求項１
    〜11のいずれか１項に記載のカートリッジ。
  13. 【請求項１３】 毛細構造体が、灯心の形をなす繊維の
    集合からなる請求項１〜11のいずれか１項に記載のカー
    トリッジ。
  14. 【請求項１４】 前記管の壁厚が１mmより大きくない請
    求項12に記載のカートリッジ。
  15. 【請求項１５】 カートリッジが電気絶縁性材料から成
    り、前記導電性径路がカートリッジの壁を貫通する電気
    接点によつて構成される請求項１〜14のいずれか１項に
    記載のカートリッジ。
  16. 【請求項１６】 カートリッジが、少くとも一部分にお
    いて、カートリッジの内部と外部との間に導電性径路を
    形成するために、十分に導電性の材料から成る請求項１
    〜14のいずれか１項に記載のカートリッジ。
  17. 【請求項１７】 静電噴霧に適した液体を貯蔵するカー
    トリッジにおいて、カートリッジが、くぼみの形成され
    た底壁と、カートリッジの内部にのび、一端が前記くぼ
    みに収容され、くぼみから毛細構造体の先端における噴
    霧出口へ毛細作用によつて液体を送るようにした毛細構
    造体と、くぼみの中に収容された液体の部分に直接に静
    電荷を付与できるようにする導電性径路を形成する手段
    とを有することを特徴とするカートリッジ。
  18. 【請求項１８】 垂直寸法が水平寸法よりも幾分小さい
    形状をもつ請求項17に記載のカートリッジ。
  19. 【請求項１９】 カートリッジのいっぱいの状態とほぼ
    空の状態との間の液体のレベルの差が15mm以上に変化し
    ないように構成した請求項18に記載のカートリッジ。
  20. 【請求項２０】 毛細構造体が管の形状である請求項17
    〜19のいずれか１項に記載のカートリッジ。
  21. 【請求項２１】 毛細構造体が、灯心の形をなす繊維の
    集合からなる請求項17〜19のいずれか１項に記載のカー
    トリッジ。
  22. 【請求項２２】 前記管の壁厚が１mmより大きくない請
    求項20に記載のカートリッジ。
  23. 【請求項２３】 カートリッジが電気絶縁性材料から成
    り、前記導電性径路がカートリッジの壁を貫通する電気
    接点によつて構成される請求項17〜22のいずれか１項に
    記載のカートリッジ。
  24. 【請求項２４】 カートリッジが、少くとも一部分にお
    いて、カートリッジの内部と外部との間に導電性径路を
    形成するために、十分に導電性の材料から成る請求項17
    〜22のいずれか１項に記載のカートリッジ。
  25. 【請求項２５】 請求項１〜16のいずれか１項に記載の
    カートリッジと、予め定められた向きで使用するに適
    し、そのように向けられたときに、一般に垂直上向きに
    毛細構造体を延長させるようにカートリッジを配置する
    ように設けられた、カートリッジを取外し可能に挿入で
    きるハウジングと、カートリッジ内への導電性径路を形
    成する前記手段に静電電位を付与するための、カートリ
    ッジの外部でハウジング内に設けられた高電圧手段とを
    有することを特徴とする静電噴霧装置。
  26. 【請求項２６】 高電圧手段が双極性であり、これによ
    つて、噴霧された粒子の次次の雲が逆極性のものである
    請求項25に記載の静電噴霧装置。
  27. 【請求項２７】 請求項17〜24のいずれか１項に記載の
    カートリッジと、予め定められた向きで使用するに適
    し、そのように向けられたときに、一般に垂直上向きに
    毛細構造体を延長させるようにカートリッジを配置する
    ように設けられた、カートリッジを取外し可能に挿入で
    きるハウジングと、カートリッジ内への導電性径路を形
    成する前記手段に静電電位を付与するための、カートリ
    ッジの外部でハウジング内に設けられた高電圧手段とを
    有することを特徴とする静電噴霧装置。
  28. 【請求項２８】 高電圧手段が双極性であり、これによ
    つて、噴霧された粒子の次次の雲が逆極性のものである
    請求項27に記載の静電噴霧装置。
  29. 【請求項２９】 静電噴霧に適した液体を貯蔵するため
    のカートリッジを有し、カートリッジがカートリッジの
    内部へのびる毛細構造体を備え、毛細構造体が、カート
    リッジから毛細構造体の先端における噴霧出口へ毛細作
    用によつて液体を送るようにされ、 またカートリッジを取外し可能に挿入できるハウジング
    を有し、ハウジングが、予め定められた向きで使用する
    に適し、そのように向けられたときに、一般に垂直上向
    きに毛細構造体を延長させるようにカートリッジを配置
    する位ように設けられ、 さらにまた、カートリッジの中の液体に静電電位を付与
    するための、カートリッジの外部でハウジングの中に設
    けられた高電圧手段を有し、ハウジングが、開孔をもつ
    蓋を備え、この開孔を通して、毛細構造体の先端が突出
    しまたは噴霧をを行うように配置され、蓋が、少くとも
    前記開孔を包囲する区域で、疎水性の電気絶縁性材料か
    ら成ることを特徴とする静電噴霧装置。
  30. 【請求項３０】 静電噴霧に適した液体を貯蔵するため
    のカートリッジを有し、カートリッジが、毛細構造体を
    備え、毛細構造体が、カートリッジから毛細構造体の先
    端における噴霧出口に毛細作用によつて液体を送るよう
    に、カートリッジの内部へのび、 また、カートリッジを取外し可能に挿入できるハウジン
    グを有し、ハウジングが、予め定められた向きで使用す
    るに適し、そのように向けられたときに、一般に垂直上
    向きに毛細構造体を延長させるようにカートリッジを配
    置するように設けられ、 さらにまた、カートリッジの中の液体に静電電位を付与
    するため、カートリッジの外部でハウジングの中に設け
    られた高電圧手段を有し、ハウジングが、開孔をもつ蓋
    を備え、この開孔を通して、毛細管の先端が突出しまた
    は噴霧を行うように配置され， 蓋が、少くとも前記開孔を包囲する区域で半絶縁性材料
    を備え、 さらにまた蓋から遠ざかるように電荷を輸送する導電性
    径路を形成するための、蓋の外面の下方に位置する手段
    を有することを特徴とする静電噴霧装置。
  31. 【請求項３１】 蓋から遠ざかるように電荷を輸送する
    前記手段が、蓋の材料の中に埋められた電極から成る請
    求項30に記載の静電噴霧装置。
  32. 【請求項３２】 静電噴霧に適した液体を貯蔵するカー
    トリッジを有し、カートリッジが、毛細構造体を備え、
    毛細構造体が、カートリッジから毛細構造体の先端にお
    ける噴霧出口に毛細作用によつて液体を送るように、カ
    ートレリッジの内部にのび、 また、カートリッジを取外し可能に挿入できるハウジン
    グを有し、ハウジングが、予め定められた向きで使用す
    るに適し、そのように向けられたときに、一般に垂直上
    向きに毛細構造体を延長させるようにカートリッジを配
    置するように設けられ、 さらに、カートリッジの中の液体に静電電位を付与する
    ための、カートリッジの外部でハウジング内に設けられ
    た高電圧手段を有し、ハウジングが、開孔をもつ蓋を備
    え、この開孔を通して、毛細構造体の先端が突出しまた
    は噴霧をなすように配置され、蓋が、少くとも前記開孔
    を包囲する区域で疎水性の電気絶縁性材料からなる静電
    噴霧装置において、 カートリッジが請求項１〜16のい
    ずれか１項に記載のカートリッジからなることを特徴と
    する静電噴霧装置。
  33. 【請求項３３】 静電噴霧に適した液体を貯蔵するカー
    トリッジを有し、カートリッジが、毛細構造体を備え、
    毛細構造体が、カートリッジから毛細構造体の先端にお
    ける噴霧出口に毛細作用によつて液体を送るように、カ
    ートレリッジの内部にのび、 また、カートリッジを取外し可能に挿入できるハウジン
    グを有し、ハウジングが、予め定められた向きで使用す
    るに適し、そのように向けられたときに、一般に垂直上
    向きに毛細構造体を延長させるようにカートリッジを配
    置するように設けられ、 さらに、カートリッジの中の液体に静電電位を付与する
    ための、カートリッジの外部でハウジング内に設けられ
    た高電圧手段を有し、ハウジングが、開孔をもつ蓋を備
    え、この開孔を通して、毛細構造体の先端が突出しまた
    は噴霧をなすように配置され、蓋が、少くとも前記開孔
    を包囲する区域で疎水性の電気絶縁性材料からなる静電
    噴霧装置において、 カートリッジが請求項17〜24のい
    ずれか１項に記載のカートリッジからなることを特徴と
    する静電噴霧装置。
  34. 【請求項３４】 静電噴霧に適した液体を貯蔵するカー
    トリッジを有し、カートリッジが、毛細構造体を備え、
    毛細構造体が、カートリッジから毛細構造体の先端にお
    ける噴霧出口に毛細作用によつて液体を送るように、カ
    ートリッジの内部へのび、 また、カートリッジを取外し可能に挿入できるハウジン
    グを有し、ハウジングが、予め定められた向きで使用す
    るに適し、そのように向けられたときに、一般に垂直上
    向きに毛細構造体を延長させるようにカートリッジを配
    置するように設けられ、 さらに、カートリッジの中の液体に静電電位を付与する
    ための、カートリッジの外部でハウジング内に設けられ
    た高電圧手段を有し、ハウジングが、開孔をもつ蓋を備
    え、この開孔を通して、毛細管の先端が突出しまたは噴
    霧をなすように配置され、蓋が、少くとも前記開孔を包
    囲する区域で半絶縁材料を備え、 また、蓋から遠ざかるように電荷を輸送するための導電
    性径路を形成するための、蓋の外面の下方に位置する手
    段を有する静電噴霧装置において、 カートリッジが請求項１〜16のいずれか１項に記載のカ
    ートリッジからなることを特徴とする静電噴霧装置。
  35. 【請求項３５】 静電噴霧に適した液体を貯蔵するカー
    トリッジを有し、カートリッジが、毛細構造体を備え、
    毛細構造体が、カートリッジから毛細構造体の先端にお
    ける噴霧出口に毛細作用によつて液体を送るように、カ
    ートリッジの内部へのび、 また、カートリッジを取外し可能に挿入できるハウジン
    グを有し、ハウジングが、予め定められた向きで使用す
    るに適し、そのように向けられたときに、一般に垂直上
    向きに毛細構造体を延長させるようにカートリッジを配
    置するように設けられ、 さらに、カートリッジの中の液体に静電電位を付与する
    ための、カートリッジの外部でハウジング内に設けられ
    た高電圧手段を有し、ハウジングが、開孔をもつ蓋を備
    え、この開孔を通して、毛細管の先端が突出しまたは噴
    霧をなすように配置され、蓋が、少くとも前記開孔を包
    囲する区域で半絶縁材料を備え、 また、蓋から遠ざかるように電荷を輸送するための導電
    性径路を形成するための、蓋の外面の下方に位置する手
    段を有する静電噴霧装置において、 カートリッジが請求項17〜24のいずれか１項に記載のカ
    ートリッジからなることを特徴とする静電噴霧装置。
  36. 【請求項３６】 静電噴霧に使用される請求項１〜16の
    いずれか１項に記載のカートリッジ。
  37. 【請求項３７】 静電噴霧に使用される請求項17〜24の
    いずれか１項に記載のカートリッジ。
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