JP3384811B2 - 静電噴霧装置、静電噴霧装置の使用方法及び静電噴霧方法 - Google Patents

静電噴霧装置、静電噴霧装置の使用方法及び静電噴霧方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は静電噴射装置に関する。エネルギ
効率および発電機電流容量は、その大部分の用途が重工
業用であるため、もつとも普通の静電噴射装置において
は重要なものとは考えられていなかつた。家庭用の小型
および/または手持式装置を設計しようとするとき、た
とえば、主要なコストの一つは通常発電機の形式の高電
圧供給装置である。発電機からの必要とする電流出力が
減少すると発電機を安価に製造することが可能になる。
しかしながら、従来提案された装置に関する問題は、発
電機の出力電流がいちじるしく減少すると装置の機能は
低下するかまつたく駄目になることである。広い意味で
本発明の概念は通常のものより電流容量がはるかに少な
い発電機を使用しうるようにすることである。
【0002】本発明の一特徴によれば、ノズルと、ノズ
ルに液体を供給する装置と、高電圧回路に供給する高電
圧出力を発生する高電圧供給装置とを有し、前記高電圧
回路は一極が高電圧出力に接続され、使用中、ノズルか
ら噴射される液体が静電的に荷電され、使用中、前記高
電圧供給装置における高電圧出力電極間の漏洩が 0.3マ
イクロアンペア以下である静電噴射装置が提供される。
漏洩は0.03マイクロアンペア以下であることが望まし
い。
【0003】従来技術の噴霧装置において、高電圧発電
機によつて供給される電流の大部分は表面漏洩電流およ
び好ましくないコロナ放電であり、ほんの一部が噴射電
流すなわち噴射に荷電するのに実際に使用される電流で
ある。たとえば公知の手持式静電クロツプ噴射装置は
(噴霧に荷電する)噴霧電流は約 0.5マイクロアンペア
で、漏洩電流は、使用中、5マイクロアンペアにもなる
ことがある。表面漏洩の減少は電位を発生するのに使用
される小型発電機のコスト低下を可能にする。
【0004】本発明の別の特徴によれば、ノズルと、ノ
ズルに液体を供給する装置と、高電圧回路に供給する高
電圧出力を発生する高電圧供給装置とを有し、前記高電
圧回路は一極が高電圧出力に接続され、使用中、液体の
一つ以上の線条(ligament)がノズルから推進され、前記
線条は静電的に荷電粒子に分散され、高電圧供給装置は
装置が単一線条の場合に15KVで 1.5マイクロアンペア
または一つ以上の線条の場合15KV当り0.8 +線条当り
0.15マイクロアンペアで噴霧されるとき最大出力電流を
有する静電噴射装置が提供される。
【0005】たとえば、高電圧供給装置は装置が単一線
条の場合に15KVで 1.5マイクロアンペアまたは多数線
条の場合15KV当り0.8 +線条当り0.15マイクロアンペ
アであるとき最大出力電流を発生する。噴射される液体
が適当な抵抗すなわち10ohm cmまたはそれ以上であ
る場合、非爆発的コロナ放電による電流消費は無視しう
る程度であり、高電圧供給装置が発生しうる最大出力電
流は単一線条に対して15KV当り0.33マイクロアンペア
または多線条噴霧装置場合15KV当り0.03+線条当り0.
15マイクロアンペアである。
【0006】上記のように、15KVでたとえば0.6 マイ
クロアンペアの最大出力電流容量は、15KVで、最大出
力電流容量は0.6 マイクロアンペアであるが、他の電圧
出力において作用するように構成された高電圧供給装置
に対して、最大電流出力容量は比例的に変化し、20KV
の作用電圧において、最大電流出力容量は20/15×
0.6すなわち 0.8マイクロアンペアである。本発明の装
置が(たとえば排出端が長い環状または直線状ノズルを
使用する)多線条噴霧を発生するように構成される場
合、少くとも 400ミクロンのピツチの線条を発生するよ
うに配置されるのが好ましい。
【0007】本発明の別の特徴によれば、ノズルと、ノ
ズルに液体を供給する装置と、高電圧回路に供給する高
電圧出力を発生する高電圧供給装置とを有し、前記高電
圧回路は一極が高電圧出力に接続され、使用中、ノズル
から噴霧される液体が静電的に荷電され、使用中、高電
圧出力の反対側電極に接続された導体または半導体間の
装置の表面を横切る最大平均電位勾配は、3KV/cm以下
である静電噴霧装置が提供される。表面を横切る最大平
均電位勾配は2KVより小さいのが好ましい。
【0008】その表面の部分に電位電流漏洩通路がこれ
らの表面部分の間の間隙を横切つて存在するように配置
されるよう装置が構成される場合、装置の通常の使用に
おいてその表面部分の間の空気通路電位勾配は6KV/cm
より決して大きくない。高電圧における通常のプラクテ
イスと比較して、電位勾配ははるかに小さい。このこと
は表面漏洩電流を減少し、また発電機の負荷を減少す
る。したがつて発電機は一層安価に製造される。
【0009】本発明のさらに別の特徴によれば、噴射さ
れる液体は排出弁を有する高圧コンテナに収容され排出
弁は、使用中、コンテナとノズルとの接近する相対運動
によつて開放され、装置はそこからノズルが延びる本体
または本体部分を有し、前記弁は、使用中、コンテナと
本体または本体部分との相対運動によつて開放され、ノ
ズルは本体または本体部分に対して静止したままである
静電噴射装置が提供される。
【0010】好ましくは、本体または本体部分は一体に
作られ本体または本体部分はその周囲が連続した絶縁プ
ラスチツク材料から作られ、ノズルは一端から突出し、
運動は一端からコンテナに加えられ弁を作動する。高電
圧供給回路はコンテナのノズルから離れた側に設置され
かつそこに電気的に接続するため高電圧端子を有し、発
電機の低電圧回路はコンテナから離れ、運動は発電機を
通してコンテナに加えられ弁を作動する。
【0011】発電機は調節されないですなわちフイード
バツク式電圧調整装置なしで出力電圧を発生し、それに
より発電機を安価に構成することを可能にしている。こ
のような発電機は、そのような噴射が比較的広い範囲の
作動電圧を許容しうるため、単一線条噴霧に使用され
る。
【0012】本発明の好ましい実施例において、発電機
は直流源の低電圧を比較的低い交流電圧に変流する装置
と、前記交流電圧の含有エネルギを貯蔵する装置と、前
記エネルギ貯蔵装置を繰返し放電して比較的小さい高周
波減衰振動電圧を発生する装置と、前記高周波電圧を大
きい減衰振動電圧(通常少なくとも10KV)に変換する
高ゲイン変成器と前記大電圧を整流して平滑な単極高電
圧出力を発生する装置とを有する静電噴射装置が提供さ
れる。そのような発電機は、電圧増幅器列を使用して低
入力電圧を静電噴射装置に使用するのに適した高電圧に
変換する、通常使用される型の発電機よりコンパクトな
形式を有しかつ安価に製造され、本発明の好ましい発電
機は通常使用される発電機に使用されるような調節され
た電圧出力を発生するためフイードバツクを必要としな
い。
【0013】本発明のさらに別の特徴において、ノズル
およびノズルに隣接した表面を有し、ノズルは使用中高
電圧に荷電されるため十分に絶縁され、それによりノズ
ルからの噴射は反発する静電噴霧装置が提供される。こ
のことは噴射された粒子の拡散する量を減少しねそれは
ある場合には好ましいことである。好ましい実施例にお
いて表面は環状である。
【0014】以下、本発明の実施例を図面に基づいて例
示として説明する。本発明は使用される目的に便利な形
状で実施される。図示の実施例はともに噴霧ガンの型式
を有する。図1,図2に示された噴射ガンは本体部材2
およびにぎり4を有する。本体部材2は絶縁プラスチツ
ク材料の管の形状を有する。管は一体すなわちクラムシ
エルモールデイングに比較してその周囲に割れ目はな
い。適当な材料は通常、好ましくは1014ohm cmより
大きい体積抵抗によつて限定されたグループから選択さ
れる。そのような体積抵抗の一定の適当な厚さは材料を
通る漏洩を無視しうる程度に減少する。問題は高電圧に
おいて表面を通る漏洩が重要になり、そこで使用中大き
い表面抵抗に対する要求がでてくることである。しかし
て容易に劣化するか容易に水を吸収する材料は適当でな
い。たとえば、材料は重量で 0.7%以上の水を吸収しな
いことが好ましい。適当な材料の例はABS、ポリプロ
ピレン、ポリエチレン、ある種のグレードの塩化ポリビ
ール、ポリカーボネート、アセタールである。
【0015】本体部材はキヤツプ8をうけいれるため端
部は外ねじ付きで、キヤツプ8もまたあるグループから
選択されたプラスチツク材料とすることができる。さも
なければ、端部キヤツプは絶縁性に劣る材料たとえばタ
フノール・カイト・ブランドとすることができる。端部
キヤツプ8は使用中そこからノズル12が突出する中央
孔10を有する。噴射される液体をノズルに供給する、
コンテナ14の形式の装置が設けられる。永久的にコン
テナ14に取付けられたノズル12は、端部キヤツプ内
側の凹所18にうけ入れ、それによりノズル12を端部
キヤツプの中心に正確に位置決めする、肩部16を有す
る。コンテナは端部キヤツプを外すことによつて交換す
ることができる。
【0016】コンテナは液体推進剤、(一部だけが図示
された)金属フオイルサツクによつて噴射される液体か
ら分離される液体推進剤たとえばフロロカーボン134Aに
よつて加圧される。ノズル12への流体の供給は弁20
によつて開閉され、ノズルの通路22は連通される。エ
アロゾル缶の場合におけるように、弁20をコンテナ1
4に向かつて押すと弁は開いて液体がコンテナから高圧
推進剤によつてノズルの通路22に向かつて推進され
る。コンテナ14の内部抵抗は流量を小さい値にたとえ
ば毎分1ccに制限し、液体はノズル出口24に、いくら
かのまたはかなりの霧化を生ずるのに十分でないきわめ
て小さい速度で到達する。図示の例においては、単一の
線条がノズル先端から排出される。他の例においては、
ノズルは環状または平面刃状にすることができ複数の液
体の線条がそこから排出する。
【0017】ノズル12から離れた本体部材2の端部に
は、高電圧発電機26が管状支持体28内に設けられて
いる。支持体28は本体部材2内で摺動可能かつ引張り
ばね29によつて端部キヤツプ8から隔離されている。
発電機は符号32で略示された接点に接続され、導通コ
ンテナ14に接触する高電圧出力電極30を有する。他
の高電圧出力電極は低電圧供給導線34と電気的に共通
で、抵抗器36を通してにぎり4外部の接触条片38に
接続されている。低電圧供給導線は電池40の一極に接
続されている。電池の他の極は別の低電圧供給導線42
によりマイクロスイツチ44を通して発電機に接続され
ている。
【0018】高電圧出力電極30から高電圧発電機26
に接続された低電圧側供給導線34までの漏洩電流通路
の長さを延長するため、高電圧発電機26は支持体28
に、たとえば管状の支持体28内に高電圧発電機26を
収納することにより、密封される。そのようにすること
により、高電圧発電機26の一方の高電圧出力電極30
と他方の電極との間における管状の支持体28の内側に
おける直接の表面漏洩電流通路は無くなる。低電圧側供
給導線34、42の絶縁は十分で、表面漏洩電流に関連
して、抵抗器36との連結部における絶縁を破壊するよ
うな絶縁体の大部分を通る重大な漏洩は存在しない。
【0019】図3に示された実施例において、管状支持
体28はコンテナ14のノズル端部に向かつて延びかつ
コンテナに嵌合するのに十分に大きい。これは、コンテ
ナから抵抗器36へのろええい通路をいずれも延長し、
コンテナ14が滑ることがあつても支持体によつて保持
され漏洩通路を劣化することはない。使用中弁20はコ
ンテナ14と本体2との相対運動によつて開放され、ノ
ズル12は本体に対して静止している。弁を作動する運
動は発電機の運動によつてコンテナに加えられる。この
ため、にぎり4は締付けられたとき点50で枢着された
レバー48の一端に作用するトリガ46を有する。レバ
ー48の運動はリンク51によつて一端54で枢着され
た別のレバー52に伝達される。レバー52の中央部分
は56はコンテナ14から離れた支持体28の端部に接
触し、トリガ46が締付けられるとき、その運動はノズ
ルに向かう支持体の運動にまたコンテナの運動に変換さ
れ、弁20を開放する。このときリンク58はマイクロ
スイツチ44を作動し動力が発電機に伝達される。発電
機の高電圧出力はコンテナにまたその中の液体に伝達さ
れる。高電圧は絶縁ノズルの場合液体を通してノズル先
端に伝達され、電場の強さは荷電噴霧を発生するのに十
分である。
【0020】噴霧はほとんど静電気力によつて形成さ
れ、そのような作用に適した液体は非水溶性液体の場合
1×10ないし5×1010ohm cmの範囲の抵抗をも
つのが好ましい。一層導電性で水溶性液体の場合、ジエ
ツトは高電圧が存在しない場合でも液圧によつて発生
し、ジエツトは粗大な粒子に分散する。高電圧の添加は
噴霧粒子のサイズを小さくすることによつて改善し、同
じ電荷は互いに反発するため、噴霧を一層霧状に拡大す
る。端部キヤツプ8は同様に絶縁材料によつて形成され
た環状シユラウドを有する。噴霧ガンの最初の作用にお
いて、少量の電荷はシユラウド外端62に蓄積する。シ
ユラウドが絶縁性、たとえばタフノール、ABS、ポリ
プロピレン、ポリエチレン、塩化ポリビニール、アクリ
ル・ポリカーボネート、アセタールのような非導電材料
から作られ、かつ絶縁性本体上に支持されると、漏洩は
荷電されたシユラウドを離れるのが十分に遅い。端部上
の電荷は噴霧と同じ極性で、したがつて反発する。この
ことは噴霧が上昇しまたは拡大する傾向を減少する。シ
ユラウド60はシユラウドの形状を制御するため使用す
ることができ、このため調節可能とするかまたは別のい
くつかの異なつた交換可能のシユラウドを設けることが
できる。
【0021】使用中にぎりは手で保持されトリガは上記
のように締付けられる。手は導電条片38に接触して接
地戻り回路を形成する。高電圧回路に関して、比較的導
電性の手の上のある点は導電性条片38にまた低電圧入
力電極と共通のそこに接続された高電圧発電機の出力電
極に有効に短絡する。発電機の高電圧出力電極間の二つ
の最短漏洩通路は図2に太い実線で図示されている。
【0022】使用中、支持体がコンテナ14後部に押付
けられることに留意すると、これらの漏洩通路の一方は
コンテナ14の背後から、本体部材2と支持体との間の
本体部材内側の面に沿い、リンク51およびレバー52
が接続する溝64を通り、にぎり4の外面上を導電性条
片38に達する。また本体の溝64から管状本体部材2
外面を(ただしにぎりの内側面を)トリガを締付ける使
用者の指に達する別の漏洩通路が存在する。別の漏洩通
路はコンテナ14前面から、本体部材の内面を横切り、
端部キヤツプのねじの面を通り、本体部材14およびに
ぎり4の外面上を使用者の手にまた導電性条片38に達
する。本体部材2がクラムシエルモールデイングとは反
対に、一体の管であるため、本体部材2を通る直接の表
面通路は存在しない。
【0023】発電機は調節されることなく噴射電流およ
び漏洩によつて表される負荷において、約15KVの電圧
で作動するような整流出力を有する。。最短漏洩通路の
距離は約8cmにされ、最短漏洩通路に亘つて1.88kv/cm
の平均電位勾配を生ずる。実際、平均電位勾配は3kv/
cm好ましくは2kv/cm以下とすべきである。そのような
パラメータに対応するガンの設計によつて、漏洩電流は
0.3マイクロアンペア以下、とくに好ましくは 0.03マ
イクロアンペア以下に減少することができる。10oh
m /cm以上の抵抗を有する液体を使用する図示の実施例
において毎分1ccの割合で噴霧すると、噴霧電流(実際
に液体に荷電する電流)は 0.1マイクロアンペアより少
ない。多線条噴霧器において、一線条当りの通常の最大
噴霧電流は約0.15マイクロアンペアである。図示のよう
な単一線条噴霧器の場合、最大噴霧電流は約 0.3マイク
ロアンペアである。しかして、作動中噴霧電流容量およ
び漏洩電流によつて表される負荷において 0.6マイクロ
アンペアの最大出力電流を有する、15KV発電機は大部
分の用途に適している。換言すれば低コスト発電機の利
点を達成するため、噴霧電流は 0.3マイクロアンペア以
上でなくまた漏洩電流は 0.3マイクロアンペア以上でな
いため、必要なすべてのことは、10ohm/cm程度の
高抵抗および噴霧するとき単一線条噴霧器に対して最大
0.6マイクロアンペアの電流を発生する15KV以上の発
電機である。漏洩が0.03マイクロアンペアに制限される
場合、 0.3マイクロアンペアまでの噴霧電流および0.03
マイクロアンペアまでの漏洩電流を発生するために必要
なすべてのことは、15KVで約0.33マイクロアンペアの
最大出力電流容量を有する発電機である。単一線条噴霧
器において、噴霧電流はしばしば通常の多線条噴霧器に
おけるよりも多い。多線条噴霧器において、噴霧電流は
通常たとえば15KV当り線条当り0.15マイクロアンペア
以上である。多線条噴霧器に対して必要なすべてのこと
は装置において実際に作動するとき線条当り0.15マイク
ロアンペア+漏洩量 0.3マイクロアンペア好ましくは0.
03マイクロアンペア以下の出力電流を発生する発電機で
ある。
【0024】前記記載において、非爆発的コロナ放電に
おける電流消費は無視することができ、一般の場合電機
の作動電圧が通常15KV程度であるが25KVまでの作動
電圧を有する発電機がとくに10 0hm.cm 程度の抵抗
を有する液体を噴霧するとき、過度のコロナ放電を発生
することなく使用できる。しかしながらある場合には、
15KV程度の作動電圧によつてさえ、コロナ放電の電流
消費量は噴霧電流に匹敵するかまたはそれ以上となる。
高抵抗の液体を多線条噴霧する際、コロナ放電から生ず
る電流消費量は通常無視できるが、しばしば多線条噴霧
に使用されるとき、とくに直線ノズルの場合噴霧端部に
乾燥点が発生すると、たとえば、1マイクロアンペアに
もなることがある。またたとえば5×10 ohm.cm 程
度の抵抗を有する液体または導電性粒子を含有する液体
を使用する単一線条噴霧の場合、コロナ放電が発生し、
約 0.5までの(通常それ以下の)電流消費を生ずる。多
線条噴霧は一般的に低抵抗液体に対しては実際的でな
い。しかして、噴霧装置がコロナ放電により無視しえな
い電流消費が発生するようなときに使用される場合、発
電機は噴霧電流、表面漏洩通路電流およびコロナ放電に
よる消費電流によつて表される負荷に対応する最大電流
出力容量を備えるように選択される。一般的に、コロナ
放電による無視しえない電流消費が予想される場合、約
1.5マイクロアンペアの最大出力電流容量を備えた発電
機は満足しうるもので、かつ図6に基づいて記載される
型の調節装置なしの低価格発電機として製造することが
できる。
【0025】図3に示された実施例は発電機を取付ける
方法および缶が弁を作動するため圧縮される方法を除い
て図1と同じである。この実施例において、コンテナは
図1,図2の実施例における本体部材2と同じ管状本体
部分2aに取付けられている。本体部分2aはこの場合
管状部分2aと一帯に示された端部キヤツプ8を有す
る。部分2aはたとえばモールデイングにより周囲の切
れ目なしに形成されている。部分2aはトリガ46をそ
の上に固定されている。本体部分2aが抜差しする別の
本体部分2bが発電機28を支持し、にぎり4がその上
に固定されている。本体部分2aおよび2bは図示しな
い装置によつて隔離されている。
【0026】作用において、トリガ46はにぎりに向か
つて発電機上の接点32がコンテナ14端部に達するま
で締付けられる。それ以上加圧されるとコンテナ14は
本体部分2aに対して移動する一方ノズルは部分2aに
静止している。この運動は弁が液体をコンテナからノズ
ルに供給するように作動して、上記のように静電的に荷
電された液体の噴霧を生ずる。また二つのもつとも短い
漏洩通路は図3,図4に示され、かつそれは図1,図2
に示すものと同様である。通路の一つはコンテナ14の
背後から、部分2aと2bの間の表面に沿つてトリガを
作動するにぎりに、さらに導電性条片38に達する。他
の通路は缶の前方から部分2aの内面上をづ開口10
(ノズルは絶縁性である)を通り、部分2aの外面上を
使用者の手にさらに導電性条片39に達する。漏洩通路
は十分に長く必要な低電圧電流が図1の実施例における
ように同じ低電圧電流の使用を可能にしている。
【0027】図6において、前記高電圧発電機は通常の
発電機のような電圧倍増器列の使用を必要としないもの
であるのが好ましい。図示のように、発電機はその入力
としてたとえば図1に示された電池パツク40から直流
電圧を入力としてうける発振器100を有する。通常、
この入力電圧は9V程度である。発振器100は通常10
0Hzの振動出力を発生し、それは変成器102によつて
比較的低い交流電圧(通常、約 200V)に変換され、そ
の電圧は変成器102からの含有出力エネルギを蓄積す
るため容量要素を使用する、エネルギ蓄積およびスイツ
チ回路104に伝達される。回路104は容量的に蓄積
されたエネルギを通常5ないし20Hzの周波数で繰返し
放電し、それにより減衰特性の振動出力を発生し(符号
106によつて示された信号参照)、その最大出力電圧
は 200Vで減衰率は信号が実際0Vまでミリ秒以内にあ
るようなものである。パルス信号106は20ないし25KV
程度の電圧(信号110)に変換する高ゲイン変成器1
08に伝達され、この信号は半波または全波整流回路1
12に伝達され発電機の単極高電圧出力114を発生す
る。信号114は平滑な形式で示され、平滑化は装置と
関連する漂遊容量によつて実施される。
【0028】ここに記載した実施例に使用するのに適し
た発電機の一型式はヨーロツパ特許出願163390に
記載されている。上記実施例は、液体に荷電するため、
液体とコンテナの型式の導体との間に電気接点を使用し
たが、他の装置も可能である。たとえば他のそのような
装置において、液体と発電機の高電圧出力との間のに電
気接点は存在せず、発電機の高電圧出力に接続されたリ
ング電極がノズルを囲んで誘導により液体に荷電する。
【0029】図示しない別の例において、ノズルはフエ
ルト・チツプ・ペンの筆記要素に使用されるものと同じ
多孔材料から作られる。コンテナは加圧する必要はな
く、ノズルへの液体の供給は毛管作用に依存している。
本明細書の主要な教示は装置表面を横切る漏洩の減少に
関するものであるが、この技術に通じた人々は、コロナ
放電を最少にして発電機負荷に対する好ましくない効果
を減少するため、装置が適当な材料から作られ、適当な
半径およびコーナーの半径を持つべきことが分かるであ
ろう。
【0030】漏洩電流を測定するため下記の技術が使用
される。装置の各部分は作業位置において組立てられる
が、発電機は実際の発電機に対応する位置に仮の電気接
点を有する非作業用ダミーによつて置換される。コンテ
ナは空にされるかまたは液体が供給されないようにされ
る。ノズルが乾燥しているとき、とくに導電性であるな
らば、コロナが発生し易い。これを阻止するため、ノズ
ルチツプはコロナ放電を防止するように十分に絶縁され
たかつ十分に大きい直径のカバーを嵌装される。作動電
圧に調節された外部発電機は、その高電圧回路を仮の発
電機の仮の高電圧極を横切つてたとえばコンテナと導電
性条片に接続される。感度の良い電流計または電位計が
外部発電機からの電流を測定するため接続され、その電
流は使用中の装置の漏洩電流を表す。
【0031】噴霧電流およびコロナ放電によつて消費さ
れた電流は装置を使用して液体を無孔の標的(たとえば
金属板)に向かつて噴霧し、細かいワイヤガーゼの格子
を装置と標的との間に介在させ、コロナ電流を格子に収
集して荷電された噴霧粒子を標的に収集することによつ
て決定することができる。格子および標的はそれぞれ電
流計に接続され、異なつた電流成分を測定することがで
きる。実際、粒子のあるものは格子の上に落下するが、
これは格子の交差するワイヤによつて決定される孔のサ
イズを適当な大きさ(たとえば 2.5cm角)にすること
によつて最少にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施する静電噴射ガンの断面図であ
る。
【図2】本発明を実施する静電噴射ガンの図1とは別の
とくに電流漏洩通路を示す断面図である
【図3】本発明を実施する別の静電噴射ガンの断面図で
ある
【図4】本発明を実施する別の静電噴射ガンの図3とは
別のとくに電流漏洩通路を示す断面図である
【図5】図1および図2と同様であるが、その変形を示
す図である。
【図6】本発明実施例に使用される高電圧発電機回路の
ブロック線図である。
【符号の説明】
2 本体部材 2a 本体部材の部分 2b 本体部材の別の部分 4 にぎり 8 キヤツプ 12 ノズル 14 コンテナ 20 弁 26 高電圧発電機 28 条片 30 高電圧電極 32 接点 34 低電圧導線 38 接触条片 40 電池 42 低電圧導線 44 マイクロスイツチ 46 トリガ 51 リンク 60 シユラウド 100 発振器 102 変成器 104 蓄積およびスイツチ回路 108 高ゲイン変成器 112 整流回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B05B 5/00 - 5/16

Claims (36)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ノズル(12)と、前記ノズルに噴霧する
    液体を供給する手段(14)と、使用時に前記ノズル
    (12)から噴霧された液体が静電的に帯電されるよう
    に接続された、高電圧出力電極(30)を具備する高電
    圧供給手段とからなる静電噴霧装置において、 前記高電圧供給手段の一方の高電圧出力電極(30)か
    ら他方の電極までの間に形成される漏洩電流通路が、使
    用中において、前記の両電極間での漏洩電流が0.3マ
    イクロアンペアよりも少ない値に減じるような長さを有
    することを特徴とする静電噴霧装置。
  2. 【請求項2】 前記漏洩が0.03マイクロアンペアよ
    り小さいことを特徴とする請求項に記載の装置。
  3. 【請求項3】 液体が、一つ又は複数の液糸の形態でノ
    ズルから強制的に噴霧され、その後液体が静電的に帯電
    された複数の液滴に分裂され、前記高電圧供給手段の出
    力電流が、液糸が一本の場合には装置が15kV当たり
    1.5マイクロアンペアで噴霧されている時、また、液
    糸が一本より多い場合には装置が15kV当たり0.8
    マイクロアンペア+液糸一本当たり0.15マイクロア
    ンペアで噴霧されている時に最大となることを特徴とす
    る請求項1に記載の装置。
  4. 【請求項4】 前記高電圧供給手段の最大出力電流が、
    液糸が一本の場合には15kV当たり0.3マイクロア
    ンペアであり、また、液糸が一本より多い場合には15
    kV当たり0.3マイクロアンペア+液糸一本当たり
    0.15マイクロアンペアであることを特徴とする請求
    に記載の装置。
  5. 【請求項5】 使用中、前記高電圧出力の反対側の極に
    接続された導体又は半導体間の装置表面を横切る最大平
    均電位勾配が1cm当たり3kVより小さいことを特徴
    とする請求項1に記載の装置。
  6. 【請求項6】 前記最大平均電位勾配が1cm当たり2
    kVより小さいことを特徴とする請求項に記載の装
    置。
  7. 【請求項7】 噴霧されるべき液体を収容し、かつノズ
    ルへの液体の供給を制御するための弁が設けられた押し
    つぶし可能なコンテナを収容する筒状本体部材と、 コンテナの交換を可能にするために取り外し可能に設け
    られ、前記ノズルが貫通する端部キャップと、 前記キャップに設けられた絶縁材料から成り、前記ノズ
    ルを囲むシェラウドとをさらに備え、 前記筒状本体が前記キャップで終端し、 装置の噴霧動作中に、前記シェラウドに、液体に印加す
    る極性と同じ極性の高電圧が発生されることを特徴とす
    る請求項の何れか一項に記載の装置。
  8. 【請求項8】 前記高電圧供給手段が、移動可能に装着
    される高電圧発生器を備え、 前記高電圧発生器が、装置の一部を形成する使用者が操
    作可能な部材の操作に応じて効果的に移動し、かつ、ノ
    ズルへの液体の供給を制御するために効果的に移動する
    ことを特徴とする請求項の何れか一項に記載の装
    置。
  9. 【請求項9】 前記高電圧発生器を、内部で長手方向に
    移動可能に収容する筒状本体と、 噴霧されるべき液体を収容し、ノズルへの液体の供給を
    制御する弁が設けられた押しつぶし可能なコンテナとを
    さらに備え、 前記コンテナが、高電圧発生器の前記長手方向の動きに
    応じて操作可能であることを特徴とする請求項に記載
    の装置。
  10. 【請求項10】 前記押しつぶし可能なコンテナが、弁
    を有効に開弁させるために、前記高電圧発生器の動きを
    弁に伝達するように適当に寸法決めされたケーシング内
    に収容されていることを特徴とする請求項に記載の装
    置。
  11. 【請求項11】 前記ケーシングが導電性であり、 前記ケーシングを介してノズル先端に高電圧発生器の高
    電圧出力から高電圧が供給されることを特徴とする請求
    10に記載の装置。
  12. 【請求項12】 噴霧されるべき液体を収容する排出弁
    を備えた高圧コンテナと、 そこからノズルが伸びる本体又は本体部分とをさらに備
    え、 前記弁が、使用中に、コンテナと本体又は本体部分との
    間の相対運動によって開弁し、 前記ノズルが、本体又は本体部分に対して固定されてい
    ることを特徴とする請求項の何れか一項に記載の
    装置。
  13. 【請求項13】 前記本体又は本体部分が、周囲が連続
    した絶縁プラスチック材料で形成されていることを特徴
    とする請求項12に記載の装置。
  14. 【請求項14】 高電圧供給回路が、コンテナのノズル
    から離れた側部に位置決めされ、高電圧コネクタを有す
    る発電器を備え、 前記発電器の低電圧回路がコンテナから離れていること
    を特徴とする請求項12又は13に記載の装置。
  15. 【請求項15】 前記高電圧供給手段が、移動可能に装
    着される高電圧発生器を備え、 前記高電圧発生器が、装置の一部を形成する使用者が操
    作可能な部材の操作に応じて効果的に移動し、かつ、ノ
    ズルへの液体の供給を制御するために効果的に移動する
    ことを特徴とする請求項12又は13に記載の装置。
  16. 【請求項16】 前記高電圧発生器を、内部で長手方向
    に移動可能に収容する筒状本体と、 噴霧されるべき液体を収容し、ノズルへの液体の供給を
    制御する弁が設けられた押しつぶし可能なコンテナとを
    さらに備え、 前記コンテナが、高電圧発生器の前記長手方向の動きに
    応じて操作可能であることを特徴とする請求項15に記
    載の装置。
  17. 【請求項17】 前記押しつぶし可能なコンテナが、弁
    を有効に開弁させるために、前記高電圧発生器の動きを
    弁に伝達するように適当に寸法決めされたケーシング内
    に収容されていることを特徴とする請求項16に記載の
    装置。
  18. 【請求項18】 前記ケーシングが導電性であり、 前記ケーシングを介してノズル先端に高電圧発生器の高
    電圧出力から高電圧が供給されることを特徴とする請求
    17に記載の装置。
  19. 【請求項19】 ノズルが絶縁材料で形成されているこ
    とを特徴とする請求項又は1214の何れか一
    項に記載の装置。
  20. 【請求項20】 前記高電圧供給手段が、 直流電源からの低電圧を比較的低い交流電圧に変換する
    装置と、 前記交流電圧の含有エネルギを貯える装置と、 前記エネルギ貯蔵装置を繰り返し放電して比較的小さい
    高周波減衰振動電圧を発生する装置と、 前記高周波電圧を大きい減衰振動電圧に変換する高ゲイ
    ン変換器と、 前記大きい減衰振動電圧を整流して平滑な単極高電圧出
    力を発生する装置とを有することを特徴とする請求項
    1214又は19の何れか一項に記載の装置。
  21. 【請求項21】 噴霧されるべき液体を収容し、かつノ
    ズルへの液体の供給を制御するための弁が設けられた押
    しつぶし可能なコンテナを収容する筒状本体部材と、 コンテナの交換を可能にするために取り外し可能に設け
    られ、前記ノズルが貫通する端部キャップと、 前記キャップに設けられた絶縁材料から成り、前記ノズ
    ルを囲むシェラウドとをさらに備え、 前記筒状本体が前記キャップで終端し、 装置の噴霧動作中に、前記シェラウドに、液体に印加す
    る極性を同じ極性の高電圧が加えられることを特徴とす
    る請求項19又は20に記載の装置。
  22. 【請求項22】 手持ち使用に適したハウジングをさら
    に備え、 前記ノズルに液体を供給する手段が、ハウジング内に収
    容された液体収容コンテナと、コンテナから前記ノズル
    に液体を供給する手段とを有し、 前記ハウジングが前記高電圧発生手段からの電流の漏洩
    を減少させるように構成され、 前記コンテナが押しつぶし可能に構成され、 ノズルに液体を効果的に供給するためにコンテナを圧縮
    する手段が設けられていることを特徴とする請求項1〜
    21の何れか一項に記載の装置。
  23. 【請求項23】 前記コンテナに弁が設けられ、 ハウジングに対するコンテナの移動に応じて前記弁の開
    弁が行われることを特徴とする請求項22に記載の装
    置。
  24. 【請求項24】 前記コンテナが押しつぶし可能に構成
    され、 該コンテナが、コンテナを加圧する流体を収容したケー
    シング内に収容されていることを特徴とする請求項22
    又は23に記載の装置。
  25. 【請求項25】 前記コンテナが押しつぶし可能に構成
    され、 該コンテナが、交換可能なユニットとしてハウジング内
    に収容されていることを特徴とする請求項2224
    何れか一項に記載の装置。
  26. 【請求項26】 前記コンテナが押しつぶし可能に構成
    され、 該コンテナがキャリア内に収容され、 前記キャリアがハウジング内で移動可能に装着され、 前記コンテナに弁が設けられ、 該弁が、コンテナの予め決められた方向の動きに応じて
    開弁し、 前記圧縮手段が、前記コンテナの動きに応じて弁が開弁
    した時にコンテナから液体を放出するように作動するこ
    とを特徴とする請求項22に記載の装置。
  27. 【請求項27】 前記ハウジングが、圧縮手段による液
    体の供給を制御するための使用者用トリガを有すること
    を特徴とする請求項2227の何れか一項に記載の装
    置。
  28. 【請求項28】 前記高電圧供給手段が、ハウジング内
    で移動可能に装着された高電圧発生器を備え、 前記高電圧発生器が、使用者が操作可能な部材の動作に
    応じて動き、 高電圧発生器又は高電圧発生器取付部の動きに応じてコ
    ンテナからの液体の供給が制御されることを特徴とする
    請求項2227の何れか一項に記載の装置。
  29. 【請求項29】 コンテナがハウジング内で移動可能に
    装着され、 圧縮手段がコンテナの動きに応じて制御され、ノズルへ
    の液体の供給及び停止を行うことを特徴とする請求項
    に記載の装置。
  30. 【請求項30】 ノズルを囲む絶縁材料から成るシェラ
    ウドをさらに備え、 装置の噴霧動作中に、前記シェラウドに、液体に印加す
    る極性と同じ極性の高電圧が発生されることを特徴とす
    る請求項29の何れか一項に記載の装置。
  31. 【請求項31】 相対的に移動可能な第1及び第2の本
    体部材と、 本体部材を相対的に動かすために使用者が操作可能なア
    クチュエータとをさらに有し、 前記本体部材の相対的な動きに応じて高電圧供給手段及
    び液体を供給する手段が作動することを特徴とする請求
    項1〜121419又は20の何れか一項に記
    載の装置。
  32. 【請求項32】 液体が水系から成るか又は1×105
    オームセンチメートルの抵抗を有する非水系液体より導
    電性が高い場合、 液体が、帯電した液滴に分裂する前に、流体圧力により
    噴流としてノズルから放出されることを特徴とする請求
    又はに記載の装置。
  33. 【請求項33】 ノズル、液体供給手段及び高電圧供給
    手段が、携帯用ユニット内に一体に設けられていること
    を特徴とする請求項乃至請求項32のいずれか一項に
    記載の装置。
  34. 【請求項34】 ノズルを覆うように装置に装着され、
    装置の噴霧動作中に、前記シェラウドに、液体に印加す
    る極性と同じ極性の高電圧が発生される絶縁材料から成
    るシェラウドによって噴霧を制御することを特徴とする
    請求項30に記載の静電噴霧装置の使用方法。
  35. 【請求項35】 ノズル、 ノズルに液体を供給する手段、及び複数の極を有する高
    電圧出力と、使用中に、ノズルから噴霧される液体が静
    電的に帯電されるように前記高電圧出力に接続される高
    電圧回路とを有する高電圧供給手段を備えた装置から噴
    霧を生成する静電噴霧方法において、 前記高電圧出力の反対側の極に接続された導体又は半導
    体間の装置表面を横切る最大平均電位勾配が1cm当た
    り3kVより小さくなるように装置を作動させて噴霧を
    生成することを特徴とする静電噴霧方法。
  36. 【請求項36】 前記高電圧出力の反対側の極に接続さ
    れた導体又は半導体間の装置表面を横切る最大平均電位
    勾配が1cm当たり2kVより小さくなるように装置を
    作動させて噴霧を生成することを特徴とする請求項35
    に記載の静電噴霧方法。
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