JP3952052B2

JP3952052B2 - 静電霧化装置

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Publication number: JP3952052B2
Application number: JP2004258745A
Authority: JP
Inventors: 浩一吉岡; 健太郎小林; 秀雄中西; 幹夫品川; 智治渡邉; 康彦末廣; 順二今井
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2004-09-06
Filing date: 2004-09-06
Publication date: 2007-08-01
Anticipated expiration: 2024-09-06
Also published as: JP2006068711A

Description

本発明は、静電霧化現象によりナノメータサイズのマイナスイオンミストを発生させる静電霧化装置に関するものである。

従来から放電極と、放電極に対向して位置する対向電極と、放電極に水を供給する供給手段とを備え、放電極と対向電極との間に高電圧を印加することで放電極に保持される水を霧化させ、ナノメータサイズで強い電荷を持つマイナスイオンミスト（ナノメータサイズの帯電微粒子水）を発生させる静電霧化装置が、特許文献１により知られている。

このナノサイズメータのマイナスイオンミストは、粒径が３〜数十ｎｍ程度であって、人体の角質細胞の大きさである７０ｎｍよりも小さな粒径であるため、このナノメータサイズのマイナスイオンミストは人体の角質層に浸透し、角質層表面の奥まで水分を十分に補給し、肌や毛髪に高い保湿効果を付与できるものであり、更に、活性種が水分子に包み込まれるようにして存在するナノメータサイズのマイナスイオンミストは脱臭効果、カビや菌の除菌や繁殖の抑制効果があり、更にまた、活性種が水分子に包み込まれるようにして存在するナノメータサイズのマイナスイオンミストは遊離基単独で存在する場合より寿命が長くなり、且つ、ナノメータサイズと非常に小さいので、空気中に長時間浮遊すると共に拡散性が高く、空気中に長時間満遍なく浮遊して、脱臭効果をより高めることができるという特徴を有している。

しかしながら、上記特許文献１に示された従来の静電霧化装置は、水の供給手段が、水が充填される水タンクと、水タンク内の水を毛細管現象により放電極まで搬送する水搬送部を備えた構造であるので、使用者は水タンク内に継続的に水を補給する必要があり、面倒な水補給の手間が強いられるという問題があって、使い勝手が悪いという問題があった。また、上記の静電霧化装置においては、供給する水が水道水のようなＣａ、Ｍｇ等の不純物を含む水であった場合、この不純物が空気中のＣＯ_２と反応して水搬送部の先端部にＣａＣＯ_３やＭｇＯ等を析出付着させ、毛細管現象による水の供給を阻害し、ナノメータサイズのマイナスイオンミストの発生を妨げるという問題があった。

そこで、上記問題を解決するために、上記水タンクの代りに、冷却により空気中の水分を基に水（結露水）を生成させるための冷却部を備え、ここで生成された水を水搬送部を介して放電極に搬送させることが考えられる。これによれば、水の補給の手間が不要となり、得られた水には不純物が含まれないことからＣａＣＯ_３やＭｇＯ等が析出付着しない。

しかしながら、この場合、冷却部で冷却を開始してから生成された水を放電極まで搬送し、ナノメータサイズのマイナスイオンミストを発生させるまでの間に少なくとも数分程度の時間がかかってしまい、例えば、ヘアドライヤ等の短時間だけ使用する商品に備えることは不適であるという新たな問題が生じ、更に、静電霧化装置内に冷却部や水搬送部を備えるので、コンパクト化が困難であるという問題がある。

このため、本発明者は本発明に到る過程で、空気中の水分を結露させて放電極に水を供給する水供給手段を、冷却部と放熱部とを有するペルチェユニットの冷却部に放電極を設けて構成することを考えた。これによれば、放電極自体を素早く冷却して空気中の水分を放電極において結露させて放電極に水を供給させることができ、水の補給の手間が不要であるばかりでなく、水搬送部も不要で、また、ペルチェユニットを用いるためコンパクトでありながら素早く放電極を冷却してナノメータサイズのマイナスイオンミストを発生させることができることが判明した。

ところで、静電霧化装置によるナノメータサイズのマイナスイオンミストの発生のメカニズムは、放電極と対向電極との間にかけられた電圧により放電極の先端部に供給された水が帯電し、帯電した水にクーロン力が働き、水の液面が局所的に錐状に盛り上がる（テーラーコーン）。結露の進展に伴い、このテーラーコーンが成長し、先端に電荷が集中してクーロン力が増大する。このクーロン力が水の表面張力を超えると水が分裂、飛散し（レイリー分裂）、ナノメータサイズのマイナスイオンミストが発生する。

そこで、更に、本発明者は本発明に到る過程で、上記のように放電極の先端部に供給された水をテーラーコーンとして形成するに当たって、図６のように放電極１の先端部に設ける放電部１ａを先が尖った錐形状とすることを考えた。このように放電極１の先端部に設ける放電部１ａを先が尖った錐形状にすると、放電部１ａが平坦面の場合に比べて、結露水ＷによりテーラーコーンＴが形成される場所が図６のように放電部１ａの最先端（つまり錐状の頂部）に特定されて一定の決まった位置で安定して結露水ＷがテーラーコーンＴとして形成され、更に、錐形状の放電部１ａの先端の水Ｗを通る電束密度が大きくなって放電部１ａの先端に生成した結露水Ｗを安定してテーラーコーンＴとして形成でき、更に、放電部１ａが平坦面の場合に比べて、水の形状が同量の水の場合、凸曲形状をしているので、この点でもテーラーコーンＴが安定して形成される。しかしながら、このように、放電部１ａを先が尖った錐形状にすると、形成されたテーラーコーンＴの先端に大きな電界が集中してナノメータサイズのマイナスイオンミストが生成されて空気中に飛び出した直後、錐形状をした放電部１ａの最先端の尖った金属部分が露出して金属放電が生じる可能性があり、ナノメータサイズのマイナスイオンミストが安定して生成できないおそれがあるという新たな問題が生じることが判明した。
特許第３２６０１５０号公報

本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、水の補給の手間が必要でないと共に素早くナノメータサイズのマイナスイオンミストを発生させることが可能で、また、装置のコンパクト化が図れ、また、放電極の先端部に生成した結露水を基にしてテーラーコーンを安定して形成できると共に金属放電を抑制し、ナノメータサイズのマイナスイオンミストが安定して生成できる静電霧化装置を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために本発明に係る静電霧化装置は、放電極１と、放電極１に空気中の水分を結露又は氷結させて水Ｗを供給する水供給手段３とを備え、放電極１に高電圧を印加することで放電極１に保持される水Ｗを霧化させる静電霧化装置４であって、上記水供給手段３を、冷却部５と放熱部６とを有するペルチェユニット７の冷却部５に放電極１を設けて構成し、放電極１の先端部を曲面状に凸曲した凸曲面部８として成ることを特徴とするものである。
また、放電極１に対向する対向電極２を設けることが好ましい。

このように放電極１の先端部おいて空気中の水分を結露又は氷結（以下結露の例で説明する）させて水Ｗを供給するので水Ｗを補給する必要がなく、しかも生成される水Ｗに不純物が含まれないので付着物除去の手間も必要でなく、加えて、放電極１に水Ｗが生成される構造であるから冷却を開始してから素早い時間でナノメータサイズのマイナスイオンミストＭを生成することが可能となり、例えばヘアドライヤー等の短時間だけ使用する商品に備えるにも適したものとなり、更に、静電霧化装置４に備える冷却手段としてペルチェユニット７を用いているので、コンパクトでありながら素早く且つ強力に放電極１を冷却して結露水Ｗを生成して水Ｗを自動供給できるものであり、更に、放電極１の先端部を曲面状に凸曲した凸曲面部８としてあるので、放電極１の先端部が平坦面の場合に比べて、テーラーコーンＴを形成する場所が凸曲面部８の頂部に特定されて一定の決まった位置で安定してテーラーコーンＴを形成することができ、また、凸曲面部８の頂部の水Ｗを通る電束密度が大きくなって放電極１の先端の凸曲面部８に生成した結露水Ｗを安定してテーラーコーンＴとして形成でき、更に、放電極１の先端部が平坦面の場合に比べて、水の形状が同量の水の場合、凸曲形状をしているので、この点でもテーラーコーンＴが安定して形成されることになり、更に、このように放電極１の先端部の形状をテーラーコーンＴが安定して形成できるように形成したにもかかわらず、曲面状に凸曲した凸曲面部８であってエッジ部分が無いため、形成されたテーラーコーンＴの先端に大きな電界が集中してナノメータサイズのマイナスイオンミストＭが生成されて空気中に飛び出した直後であっても、先が尖った錐形状のもののように放電極１の錐形状の最先端の尖った金属部分が露出して金属放電が生じ易いというような問題がなくて、金属放電を抑制でき、これらの理由により本発明においては、ナノメータサイズのマイナスイオンミストＭが安定して生成できるものである。

また、放電極１を、主体部９と、主体部９の先端に設けられる凸曲面部８よりなる放電部１ａとで構成し、主体部９と放電部１ａとの境界部分の外面に凹部１０又は凸部又は凹凸部を設けることが好ましい。

このような構成とすることで、主体部９と放電部１ａである凸曲面部８との境界部分の外面に形成した凹部１０又は凸部又は凹凸部が障害となって、放電極１の主体部９で生成された結露水Ｗが凸曲面部８部分で生成された結露水Ｗに吸収され難く、凸曲面部８においてテーラーコーンＴを形成するための結露水Ｗが過剰となることがなく、凸曲面部８で生成された結露水ＷだけでテーラーコーンＴが形成されることになって、一定の大きさ、形状のテーラーコーンＴが安定して形成されることになり、粒径がより小さいナノメータサイズのマイナスイオンミストＭが安定して生成できるものである。

また、放電極１を、柱状をした主体部９の先端部に凸曲面部８よりなる放電部１ａを形成することで構成し、主体部９の側面部と凸曲面部８との境界が弧状に面取りした面取り部１１となっていることが好ましい。

このような構成とすることで、柱状の材料の先端部を曲面状に凸曲するように加工するだけで、放電極１を形成できて、放電極１の形成が簡単にでき、しかも、主体部９の側面部と凸曲面部８との境界が弧状に面取りした面取り部１１となっているので、凸曲面部８自体にエッジが存在しないだけでなく、主体部９の側面部と凸曲面部８との境界にもエッジが存在せず、よりいっそう金属放電を抑制して、ナノメータサイズのマイナスイオンミストＭを安定して生成できるものである。

本発明は、使用者に水補給の手間や付着物除去の手間を強いることなく使用でき、また、素早くナノメータサイズのマイナスイオンミストを発生させることが可能で且つコンパクト化が図れ、しかも、結露水を所定の位置で安定してテーラーコーンに形成できると共に、金属放電を抑制してナノメータサイズのマイナスイオンミストが安定して生成できるという利点がある。

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。

本発明の静電霧化装置４は、冷却部５と放熱部６とを有するペルチェユニット７を用いたもので、ペルチェユニット７の冷却部５側に放電極１を接続して放電極１自体を冷却自在としている。図１に示す実施形態では、ペルチェユニット７に連結させてある支持枠１２の先端に対向電極２を支持させることで、放電極１と対向電極２とを所定の間隔を隔てて互いに対向する位置に固定させている。

上記ペルチェユニット７は、熱伝導性の高いアルミナや窒化アルミニウムからなる絶縁板１３の片面側に回路１４を形成してある一対のペルチェ回路板１５を、互いの回路１４が向き合うように対向させ、多数列設してあるＢｉＴｅ系の熱電素子１６を両ペルチェ回路板１５間で挟持すると共に隣接する熱電素子１６同士を両側の回路１４で電気的に接続させ、ペルチェ入力リード線１７を介してなされる熱電素子１６への通電により一方のペルチェ回路板１５側から他方のペルチェ回路板１５側に向けて熱が移動するように設けたものである。更に、上記一方の側（以下、冷却側という）のペルチェ回路板１５の外側にはアルミナや窒化アルミニウム等からなる高熱伝導性及び高耐電性の高い冷却用絶縁板１８を接続してあり、また、上記他方の側（以下、放熱側という）のペルチェ回路板１５の外側にはアルミナや窒化アルミニウム等からなる高熱伝導性の放熱板１９を接続してある。なお、上記ペルチェ回路板１５としてはエポキシ樹脂やポリイミド樹脂からなる絶縁板に回路１４を形成したものであってもよいし、これらの樹脂に熱伝導性の高いフィラーを含有させたものであってもよい。

本例においては、冷却側のペルチェ回路板１５の絶縁板１３と冷却用絶縁板１８とで冷却部５を形成し、放熱側のペルチェ回路板１５の絶縁板１３と放熱板１９とで放熱部６を形成するものであり、熱電素子１６を介して冷却部５側から放熱部６側へと熱が移動するようになっている。なお、放熱板１９の代りに放熱フィンを備えて放熱部６を形成してもかまわない。

上記支持枠１２は、ＰＢＴ樹脂やポリカーボネート樹脂やＰＰＳ樹脂等の絶縁材料を用いて両端の貫通した筒状に形成したものであり、一端側の開口部の外周縁にはその全周に亘って連結用のフランジ部２２を突設するとともに、他端側の開口部（以下、これをミスト吐出口２３という）にはインサート成形等により一体成形したリング状の対向電極２を位置させている。上記フランジ部２２には周方向に等間隔を隔てて複数のねじ孔２４を貫設しており、該ねじ孔２４を介してフランジ部２２を放熱板１９の周縁部にねじ２０でねじ止めすることで支持枠１２をペルチェユニット７に連結させている。連結手段としては上記ねじ止めに限定されず、例えば、支持枠１２をペルチェユニット７に加圧しながら両者を接着してもよい。支持枠１２の内周面からはその内部空間を放電空間Ｓ１と封止空間Ｓ２とに二分割するための隔壁２５を延設しており、この隔壁２５の中央には両空間Ｓ１、Ｓ２を連通させる連通孔２６が設けてある。

なお、上記のように支持枠１２に対向電極２を固定するのではなく、支持枠１２の放電極１と対向する箇所に導電性膜を被覆することで対向電極２を形成するようにしてもよい。

上記放電極１は、アルミニウムや銅、タングステン、チタン、ステンレス等の熱伝導性及び導電性の高い材料を用いて形成してあり、この放電極１は主体部９と主体部９の先端部に形成された放電部１ａとで構成してあり、本発明においては、主体部９の先端に設けた放電部１ａを主体部９の軸心の延長方向に曲面状に凸曲した凸曲面部８により構成したことに特徴がある。この主体部９の先端部に形成される放電部１ａとなる凸曲面部８はエッジが無く且つ中央部が外周部に比べて突出するように曲面状に凸曲したもので、例えば、図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｅ）のような半球形状、あるいは、図２（ｃ）、図２（ｄ）のような球形状、あるいは、図２（ｆ）乃至図２（ｉ）のように頂部がエッジとならず丸みをもった山型形状（ここで、図２（ｆ）、図２（ｈ）のものは主体部９の軸心が主体部９と放電部１ａとの境界と交わる点をＯとした場合、該点Ｏから放電部１ａである凸曲面部８の頂部までの寸法をｍ１、点Ｏから主体部９の軸心が主体部９と放電部１ａとの境界の外面までの寸法をｍ２とした場合、ｍ１＞ｍ２となっている例であり、また、図２（ｇ）、図２（ｉ）のものはｍ１＜ｍ２の例である）等が例示できるが、もちろん、上記例にのみ限定されず、凸曲面部８としては、中央部が外周部に比べて突出するように曲面状に凸曲した頂部となったものであれば他の形状をしていてもよいものである。

また、主体部９は柱状（例えば、円柱）をしており、主体部９の下端部には主体部９よりも大径の被挟持部９ａが設けてある。

また、図２（ａ）乃至（ｄ）、（ｆ）、（ｇ）に示す実施形態においては、柱状をした主体部９と放電部１ａとの境界部分の外面に凹部１０が設けた例である。

上記のような構成の放電極１はペルチェユニット７の冷却部５に設けられるのであるが、添付図面に示す実施形態においては、支持枠１２をペルチェユニット７に連結する際に、上記放電極１の主体部９を支持枠１２に設けた隔壁２５の連通孔２６に嵌め込んで放電部１ａ側を空間Ｓ１内に位置させ、被挟持部９ａ側を封止空間Ｓ２内に位置させることで、支持枠１２の隔壁２５が放電極１の被挟持部９ａとペルチェユニット７の冷却用絶縁板１８とを挟み込むものであり、この挟み込みによって放電極１がペルチェユニット７の冷却部５側に押圧されて接続状態となる。また、図中２７は封止部材であって、ペルチェユニット７内部を封止している。

支持枠１２の放電空間Ｓ１側の側周壁には図１に示すように複数の通風口２８が形成してあって、放電空間Ｓ１は対向電極２の固定されているミスト吐出口２３と通風口２８とを介して外部空間と連通する状態となっている。

図中２９は、支持枠１２の放電空間Ｓ１内において一端側が放電極１に接続されるとともに他端側が支持枠１２外に引き出されて高電圧印加部３０に接続されるように金属又は導電性プラスチックを用いて形成した高圧リード線であり、この高圧リード線２９を介して放電極１と電気的に接続された高電圧印加部３０を更に対向電極２と電気的に接続させることで放電極１と対向電極２との間に高電圧を印加するようになっている。

しかして、上記構成の静電霧化装置４において、熱電素子１６に対してペルチェ入力リード線１７を介して通電を行うと、各熱電素子１６内において同一方向への熱の移動が生じ、この熱移動の冷却側に接続される冷却部５を介して放電極１が冷却され、放電極１の周囲の空気が冷却されることで、空気中の水分が結露して液化されて放電極１の表面に水（結露水）Ｗが生成されるものである。そして、放電極１の先端部の放電部１ａに水Ｗが生成され且つ保持された状態で、高電圧印加部３０により放電極１の放電部１ａ側がマイナス電極となって電荷が集中するように該放電極１と対向電極２との間に高電圧を印加すると、放電極１と対向電極２との間にかけられた高電圧により放電極１の先端部の放電部１ａに供給された水Ｗと対向電極２との間にクーロン力が働いて、水Ｗの液面が局所的に錐状に盛り上がり（テーラーコーンＴ）が形成される。このようにテーラーコーンＴが形成されると、該テーラーコーンＴの先端に電荷が集中してこの部分における電界強度が大きくなって、これによりこの部分に生じるクーロン力が大きくなり、更にテーラーコーンＴを成長させる。そして、上記クーロン力が水Ｗの表面張力を超えると、テーラーコーンＴ形状となった水Ｗが分裂（レイリー分裂）を繰り返し、ナノメータサイズのマイナスイオンミストＭを大量に生成させる。

ナノメータサイズのマイナスイオンミストＭは放電極１と対向する対向電極２に向けて移動し、ミスト吐出口２３内に固定される対向電極２の中央孔を通過して静電霧化装置４の外部へと放出される。

ここで、支持枠１２の放電空間Ｓ１内の放電極１の周囲には通風口２８を介して常に新たな外気が導入され、したがって放電極１部分には安定的に水Ｗが生成される。

上記のように、放電極１の先端部の放電部１ａに結露して生成された水Ｗがクーロン力によりテーラーコーンＴ形状として成長して、クーロン力が水Ｗの表面張力を超えることで水Ｗが分裂（レイリー分裂）を繰り返し、ナノメータサイズのマイナスイオンミストＭを生成させるのであるが、本発明においては、前述のように、放電極１の先端部の放電部１ａが曲面状に凸曲した凸曲面部８により構成してあるので、凸曲面部８に生成した水Ｗが上記クーロン力により図３や図４の実線で示すように凸曲面部８の頂部の延長方向に盛り上がるように（つまり形成されるテーラーコーンＴの先端が凸曲面部８の頂部の延長方向となるように）テーラーコーンＴが形成されることになり、放電極１の先端部が平坦面の場合に比べて、テーラーコーンＴを形成する場所が凸曲面部８の頂部に特定されて一定の決まった位置で安定してテーラーコーンＴを形成することができることになる。

また、中央部が周囲に対して突出するように凸曲した凸曲面部８により構成された放電部１ａは、放電極１と対向電極２との間に高電圧を印加すると凸曲面部８の頂部の水Ｗを通る電束密度が他の部分に比べて最も大きく、このため、放電極１の先端の凸曲面部８に生成した結露水Ｗが凸曲面部８の頂部において頂部の延長線上に盛り上がるような安定したテーラーコーンＴとして形成できるものであり、また、水ＷがテーラーコーンＴとして形成される場所である放電極１の先端部自体が凸曲形状であるため、テーラーコーンＴを平坦面において形成する場合に比べ、凸曲面部８にテーラーコーンＴを形成するものであるから、テーラーコーンＴを形成する水の形状が同量の水の場合、凸曲形状をしているので、この点でも放電極１の先端の凸曲面部８に生成した結露水Ｗが凸曲面部８の頂部において頂部の延長線上に盛り上がるような安定したテーラーコーンＴとして形成できるものである。

しかも、上記のように放電極１の先端部の放電部１ａの一定の位置にテーラーコーンＴが安定して形成できるように放電部１ａの形状を中央部が周囲に比べて突出するように凸となるように形成したと言えども、既に述べたように、放電部１ａを曲面状に凸曲した凸曲面部８により構成してあるので、凸曲面部８の頂部にはエッジ部分が無く、このため形成されたテーラーコーンの先端に大きな電界が集中してナノメータサイズのマイナスイオンミストＭが生成されて空気中に飛び出した直後であっても、放電極１の放電部１ａが図６のように先が尖った錐形状の場合のように錐形状の最先端の尖った金属部分が露出して金属放電を起こすというようなことがなく、このように金属放電を抑制できるので、安定してナノメータサイズのマイナスイオンミストＭを生成することができる。

ところで、放電極１が冷却されると、凸曲面部８の表面に水（結露水）Ｗが生成されるだけでなく、図４の一点鎖線に示すように、主体部９の側面においても水（結露水）Ｗ１が生成される。そして、凸曲面部８の表面において生成された結露水Ｗが上記のようにクーロン力によりテーラーコーンＴとして形成される際、主体部９と凸曲面部８との境界部分で、主体部９の側面に生成された結露水Ｗ１が凸曲面部８の表面に生成された結露水Ｗに接触して図４の矢印のように凸曲面部８側に生成された結露水Ｗに吸収されて上記クーロン力により図４の一点鎖線で示すような大きなテーラーコーンＴ１を形成することがある。

ここで、凸曲面部８の表面に生成された結露水Ｗだけで図３や図４の実線のようにテーラーコーンＴが形成されてレイリー分裂により無数のナノメータサイズのマイナスイオンミストＭを生成する場合と、図４の一点鎖線に示すように主体部９の側面に生成された結露水Ｗ１が凸曲面部８の表面に生成された結露水Ｗに接触して凸曲面部８側に生成された結露水Ｗに吸収され大きなテーラーコーンＴ１を形成する。その結果、対向電極２と実質的な放電部となるテーラーコーンＴ１の先端との距離が短くなるため、放電状態が変化する。上述のような現象が頻繁に発生すると放電状態が不安定となる。

この点に着目し、図２（ａ）乃至（ｄ）、（ｆ）、（ｇ）に示す実施形態のものは放電部１ａである凸曲面部８に生成された結露水ＷのみでテーラーコーンＴを形成して、主体部９の側面に生成された結露水Ｗが凸曲面部８に生成された結露水Ｗ側に吸収されて結露水Ｗ過剰による大きなテーラーコーンＴを形成することがないように、放電極１の主体部９と、凸曲面部８よりなる放電部１ａとの境界部分の外面に凹部１０を設けてある。このように境界部分に凹部１０を設けると、この境界部分の外面に形成した凹部１０が障害となって、放電極１の主体部９の側面に生成された結露水Ｗが、放電部１ａである凸曲面部８の表面に生成された結露水Ｗに吸収され難くなり、この結果、上記のように放電極１の主体部９と、凸曲面部８よりなる放電部１ａとの境界部分の外面に凹部１０を設けた実施形態のものは、放電部１ａである凸曲面部８に生成された結露水Ｗのみで図３に示すように安定した形状のテーラーコーンＴを形成することができ、放電状態を安定に保つことができる。

上記実施形態においては、放電極１の主体部９と、凸曲面部８よりなる放電部１ａとの境界部分の外面に凹部１０を設けた例を示したが、凹部１０に代えて、放電極１の主体部９と、凸曲面部８よりなる放電部１ａとの境界部分の外面に凸部又は凹凸部を設けてもよく、このように境界部分の外面に凸部又は凹凸部を設けた場合も、境界部分の外面に形成した凸部や凹凸部が障害となって、放電極１の主体部９の側面に生成された結露水Ｗが、放電部１ａである凸曲面部８の表面に生成された結露水Ｗに吸収され難くすることが可能となり、この場合も放電部１ａである凸曲面部８に生成された結露水ＷのみでテーラーコーンＴを形成することができ、放電状態を安定に保つことができる。

また、図２（ｄ）（ｅ）（ｈ）（ｉ）に示す実施形態においては、柱状をした主体部９の側面部と凸曲面部８との境界が弧状に面取りした面取り部１１となっている。なお、図２（ｄ）に示すものは主体部９の先端と球状の電極部１ａとの境界が全く角のないくびれを有する例である。

このように、主体部９の側面部と凸曲面部８との境界が弧状に面取りした曲面状の面取り部１１となっていることで、境界部分がエッジのない曲面となって金属放電を抑制することができ、ナノメータサイズのマイナスイオンミストＭを長時間安定して生成することが可能となる。また、柱状の材料の先端部を曲面状に凸曲するように加工するだけで、放電極１を形成できるので、放電極１の形成が簡単にできるものである。

また、図２（ｃ）の実施形態では凸曲面部８が球状をしているので、凸曲面部８の頂部だけでなく側部もエッジがない曲面となっていて、このものも凸曲面部８の側面部における金属放電を抑制することが可能となる。

図５（ａ）（ｂ）にはそれぞれ本発明の放電極１及び対向電極２の具体例を示しており、各部の寸法を具体的な数字を入れて表示している。

なお、主体部９の径を放電部１ａよりも大きくしたのは、主体部９の先端部に設けられる放電部１ａを素早く効率的に冷却するためである。

本発明においては、上記のように、静電霧化装置４に、静電霧化するための水Ｗを放電極１に供給するための水供給手段として、冷却部５と放熱部６とを有するペルチェユニット７を備えて該ペルチェユニット７の冷却部５側に放電極１を設けることで、空気中の水分を基にして放電極１の放電部１ａ部分に水（結露水）Ｗが直接生成されるように構成しているので、使用者自身が水Ｗを補給する手間が不要であると共に、生成された水Ｗには不純物が含まれないことから、放電極１におけるＣａＣＯ_３やＭｇＯ等の析出付着が防止されるものであり、また、水が放電極１に直接生成されることから、静電霧化装置の運転を開始（すなわち、熱電素子１６への通電を開始）してからナノメータサイズのマイナスイオンミストＭを発生させるまでの時間が短くて済み、ドアドライヤ等の短時間だけ使用する商品にも問題無く備えることができ、加えて、水Ｗを入れておくためのタンクや、タンク内の水Ｗを放電極１まで搬送して供給するための搬送部を備える必要がないので、装置全体がコンパクト化されるものである。

なお、上記例では空気中の水分を結露させて放電部１ａに水を供給する例を示したが、空気中の水分を放電部１ａ部分において氷結させ、これを融かすことで放電部１ａに水を供給するようにしてもよいものである。

本発明の静電霧化装置の一実施形態の断面図である。（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）（ｇ）（ｈ）（ｉ）は同上の放電極の各実施形態を示す一部省略正面図である。同上の図２（ａ）におけるテーラーコーンの形成を示す説明図である。同上の図２（ｅ）におけるテーラーコーンの形成を示す説明図である。（ａ）（ｂ）は同上の放電極、対向電極の具体例を示す説明図である。従来例を示す概略説明図である。

符号の説明

１放電極
１ａ放電部
２対向電極
３水供給手段
４静電霧化装置
５冷却部
６放熱部
７ペルチェユニット
８凸曲面部
９主体部
１０凹部
１１面取り部
Ｍマイナスイオンミスト
Ｔテーラーコーン
Ｗ水

Claims

放電極と、放電極に空気中の水分を結露又は氷結させて水を供給する水供給手段とを備え、放電極に高電圧を印加することで放電極に保持される水を霧化させる静電霧化装置であって、上記水供給手段を、冷却部と放熱部とを有するペルチェユニットの冷却部に放電極を設けて構成し、放電極の先端部を曲面状に凸曲した凸曲面部として成ることを特徴とする静電霧化装置。
放電極に対向する対向電極を設けて成ることを特徴とする請求項１記載の静電霧化装置。
放電極を、主体部と、主体部の先端に設けられる凸曲面部よりなる放電部とで構成し、主体部と放電部との境界部分の外面に凹部又は凸部又は凹凸部を設けて成ることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の静電霧化装置。
放電極を、柱状をした主体部の先端部に凸曲面部よりなる放電部を形成することで構成し、主体部の側面部と凸曲面部との境界が弧状に面取りした面取り部となっていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の静電霧化装置。