JP4195989B2 - 静電霧化装置及びこれを備えた空気清浄機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は静電霧化装置及びこれを用いた空気清浄機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
湿度の調整などのための水の霧化装置の一つとして、静電霧化装置がある。特許第３２６０１５０号公報などには、多孔体で構成された搬送体で保持される水と対向電極との間の高電圧を印加し、毛細管現象で多孔体の先端まで運ばれた水が対向電極に向けて霧化するものが示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３２６０１５０号公報
【特許文献２】
特開２００１−２８６５４６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記静電霧化装置では、次の点が常に問題となる。すなわち、霧化させる水が例えば水道水、地下水、電解水、ｐＨ調整水、ミネラルウォーター、ビタミンＣやアミノ酸等の有用成分が入った水、アロマオイルや芳香剤や消臭剤等が添加されている水等に、Ｃａ，Ｍｇ等のミネラル成分が入った水である時、毛細管現象で搬送体の先端部まで引き上げられた時、空気中のＣＯ2と反応し、搬送体の先端部にＣａＣＯ3，ＭｇＯ等として析出付着して静電霧化が起こり難くなってしまうものであり、これが原因で定期的にメンテナンスを必要としていた。
【０００５】
本発明はこのような点に鑑みなされたものであって、その目的とするところはメンテナンスが不要で長期にわたる連続運転にも問題を招くことがない静電霧化装置とこれを用いた空気清浄機を提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
しかして本発明に係る静電霧化装置は、水を溜める水溜め部と、水溜め部内の水を搬送する多孔質体からなる搬送体と、この水に電圧を印加する水印加電極と、上記搬送体と対向する位置に配された対向電極と、上記水印加電極と対向電極との間に高電圧を印加する電圧印加部とからなる静電霧化装置であって、前記水印加電圧と対向電極との間に印加する高電圧の特性がマイナスであり、且つ上記搬送体は上記水のｐＨ値によってマイナスに帯電する多孔質セラミックからなることに第１の特徴を有しており、前記水印加電圧と対向電極との間に印加する高電圧の特性がプラスであり、且つ上記搬送体は上記水のｐＨ値によってプラスに帯電する多孔質セラミックからなることに第２の特徴を有している。
【０００７】
多孔質セラミック内を毛細管現象で水が対向電極方向に流れる時、多孔質セラミック中の毛細管内に電気浸透流が生じて、この流れでＣａ，Ｍｇ等のミネラル成分が搬送体の対向電極と対向する先端に向かわないようにしたものである。
【０００８】
そして本発明に係る空気清浄機は、送風用のファン及び除塵用のフィルタを備えるとともに、ファン及びフィルタの下流側に請求項１または請求項２記載の静電霧化装置が配されていることに特徴を有している。フィルタ通過後の空気が静電霧化装置に向かうようにしたものであり、静電霧化装置で発生したミストが空気清浄機のファンによる空気の流れによって広がるものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明を実施の形態の一例に基づいて詳述すると、この静電霧化装置は、図１に示すように、水溜め部１と、下端を水溜め部１内の水に浸している複数本の多孔質体からなる棒状の搬送体２と、これら搬送体２の保持及び水に対する電圧の印加のための水印加電極４と、保持部６によって保持されているとともに上記複数本の搬送体２の先端部と対向する対向部を備えている対向電極３と、上記水印加電極４と対向電極３との間に高電圧を印加する電圧印加部５とからなるもので、上記水印加電極４は搬送体２の水溜まり部１側の根元付近を保持するものとなっていることが好ましく、また電圧印加部５としては、５００Ｖ／ｍｍの電界強度を与えることができるものが好ましい。
【００１０】
そして、上記搬送体２は上述のように毛細管現象で水を先端にまで運ぶことができる多孔質体で形成されているのであるが、ここでは気孔率が１０〜７０％、粒径が２〜５００μｍ、断面形状がφ２ｍｍ以下の多孔質セラミックを用いているとともに、対向電極３が接地され且つ水印加電極４にマイナスの電圧が印加される場合、使用する水のｐＨ値でマイナスに帯電する等電位点を有する材料からなるものを使用している。なお、水のｐＨ値が７であるならば、シリカを主成分とするものを好適に用いることができる。
【００１１】
この場合、水印加電極４にマイナスの電圧を印加した状態で水と多孔質セラミックである搬送体２とが接触した時、シラノール基の乖離によって搬送体２が図２に示すようにマイナスに帯電し、対向電極方向が図中の白抜き矢印で示す方向である時、多孔質セラミックである搬送体２中の毛細管内の水は静電ポテンシャルの分布（ゼータ電位を図中Ｚで示す）を持つものとなって電気二重層が形成され、図中イで示す方向のいわゆる電気浸透流が発生するものであり、Ｃａ，Ｍｇ等の陽イオンは電位の低い水印加電極４の方に向かう。つまり、水は搬送体２内を毛細管現象で対向電極３方向に引き上げられるが、Ｃａ，Ｍｇ等の陽イオンは対向電極３側に向かわないために、搬送体２の先端で空気中のＣＯ2と反応し、搬送体の先端部にＣａＣＯ3，ＭｇＯ等として析出付着するという事態を招くことがないものである。図中Ｓは毛細管現象による流れと電気浸透流との間の滑り面を示している。
【００１２】
対向電極３が接地され且つ水印加電極４にプラスの電圧が印加される場合、使用する水のｐＨ値でプラスに帯電する等電位点を有する材料からなる多孔質セラミックを搬送体２に使用する。なお、水のｐＨ値が７であるならば、アルミナを主成分とするものを好適に用いることができる。この場合、図３に示すように、電位の高い水印加電極４方向に流れる電気浸透流の陰イオンの流れに伴ってＣａ，Ｍｇ等の陽イオンも水印加電極４の方に向かう。従って、この場合においても、Ｃａ，Ｍｇ等の陽イオンは対向電極３側に向かわないために、搬送体２の先端で空気中のＣＯ2と反応し、搬送体の先端部にＣａＣＯ3，ＭｇＯ等として析出付着するという事態を招くことがないものである。
【００１３】
前述のシリカ（ＳｉＯ2）の配合比を多くすれば、使用する水のｐＨ値が下がってもマイナスに帯電する等電位点を有するもの（表１参照）となり、逆にアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）の配合比を多くすれば、プラスに帯電する等電位点を有するもの（表２参照）となる。
【００１４】
【表１】
【００１５】
【表２】
【００１６】
図４に上記の静電霧化装置９を備えた空気清浄機１０を示す。図中ａはプレフィルタ部、ｂは除塵・脱臭フィルタ部、ｃはファンであり、ファンｃの駆動により、プレフィルタ部ａと除塵・脱臭フィルタ部ｂとを通過する空気の流れアは、静電霧化装置９を通過して、ミストと共に空気清浄機１０外に放出される。
【００１７】
静電霧化で生じるミストは、電界強度５００Ｖ／ｍｍ以上において毎分０．０２ｍｌ程度にした時、ナノサイズのものとなるとともに活性種（ヒドロキシラジカル、スーパーオキサイド等）を持ったものとなり、このようなナノサイズミストは室内に放出された時、室内の空気や室内壁面等に付着している付着物の脱臭を行う。下記はナノサイズミストに含まれた活性種と臭気との脱臭反応式である。
アンモニア ２ＮＨ3＋６ＯＨ→Ｎ2＋６Ｈ2
アセトアルデヒド ＣＨ3ＣＨＯ＋６ＯＨ＋Ｏ2→２ＣＯ2＋５Ｈ2
酢酸 ＣＨ3ＣＯＯＨ＋４ＯＨ＋Ｏ2→２ＣＯ2＋４Ｈ2
メタンガス ＣＨ4＋４ＯＨ＋Ｏ2→ＣＯ2＋Ｈ2
一酸化炭素 ＣＯ＋２ＯＨ→ＣＯ2＋Ｈ2
一酸化窒素 ２ＮＯ＋４ＯＨ→Ｎ2＋２Ｏ2＋２Ｈ2
ホルムアルデヒド ＨＣＨＯ＋４ＯＨ→ＣＯ2＋３Ｈ2
【００１８】
【発明の効果】
以上のように本発明に係る静電霧化装置では、搬送体である多孔質セラミック内を毛細管現象で水が対向電極方向に流れる時、多孔質セラミック中の毛細管内に電気浸透流が生じ、この流れでＣａ，Ｍｇ等のミネラル成分が搬送体の対向電極と対向する先端に向かわないようにしたものであり、この結果、搬送体の対向電極と対向する先端にＣａＣＯ3，ＭｇＯ等の静電霧化を妨げることになる析出物の付着が生じることがなく、長期にわたる連続運転にもメンテナンスが不要なものである。
【００１９】
そして本発明に係る空気清浄機では、フィルタ通過後の空気が静電霧化装置に向かうことから、静電霧化装置内を流れる空気は清浄なもので静電霧化装置に室内の埃等が付着することがなくて、この点でもメンテナンスが不要なものであり、しかも静電霧化装置で発生したミストが空気清浄機のファンによる空気の流れによって広がる上に、発生させたミストがナノサイズミストである場合は、室内空気や室内壁面等の付着物の脱臭を期待することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例の分解斜視図である。
【図２】同上の動作の説明図である。
【図３】同上の他例の動作説明図である。
【図４】同上の空気清浄機の概略断面図である。
【符号の説明】
１ 水溜め部
２ 搬送体
３ 対向電極
４ 水印加電極
５ 電圧印加部
【発明の属する技術分野】
本発明は静電霧化装置及びこれを用いた空気清浄機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
湿度の調整などのための水の霧化装置の一つとして、静電霧化装置がある。特許第３２６０１５０号公報などには、多孔体で構成された搬送体で保持される水と対向電極との間の高電圧を印加し、毛細管現象で多孔体の先端まで運ばれた水が対向電極に向けて霧化するものが示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３２６０１５０号公報
【特許文献２】
特開２００１−２８６５４６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記静電霧化装置では、次の点が常に問題となる。すなわち、霧化させる水が例えば水道水、地下水、電解水、ｐＨ調整水、ミネラルウォーター、ビタミンＣやアミノ酸等の有用成分が入った水、アロマオイルや芳香剤や消臭剤等が添加されている水等に、Ｃａ，Ｍｇ等のミネラル成分が入った水である時、毛細管現象で搬送体の先端部まで引き上げられた時、空気中のＣＯ2と反応し、搬送体の先端部にＣａＣＯ3，ＭｇＯ等として析出付着して静電霧化が起こり難くなってしまうものであり、これが原因で定期的にメンテナンスを必要としていた。
【０００５】
本発明はこのような点に鑑みなされたものであって、その目的とするところはメンテナンスが不要で長期にわたる連続運転にも問題を招くことがない静電霧化装置とこれを用いた空気清浄機を提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
しかして本発明に係る静電霧化装置は、水を溜める水溜め部と、水溜め部内の水を搬送する多孔質体からなる搬送体と、この水に電圧を印加する水印加電極と、上記搬送体と対向する位置に配された対向電極と、上記水印加電極と対向電極との間に高電圧を印加する電圧印加部とからなる静電霧化装置であって、前記水印加電圧と対向電極との間に印加する高電圧の特性がマイナスであり、且つ上記搬送体は上記水のｐＨ値によってマイナスに帯電する多孔質セラミックからなることに第１の特徴を有しており、前記水印加電圧と対向電極との間に印加する高電圧の特性がプラスであり、且つ上記搬送体は上記水のｐＨ値によってプラスに帯電する多孔質セラミックからなることに第２の特徴を有している。
【０００７】
多孔質セラミック内を毛細管現象で水が対向電極方向に流れる時、多孔質セラミック中の毛細管内に電気浸透流が生じて、この流れでＣａ，Ｍｇ等のミネラル成分が搬送体の対向電極と対向する先端に向かわないようにしたものである。
【０００８】
そして本発明に係る空気清浄機は、送風用のファン及び除塵用のフィルタを備えるとともに、ファン及びフィルタの下流側に請求項１または請求項２記載の静電霧化装置が配されていることに特徴を有している。フィルタ通過後の空気が静電霧化装置に向かうようにしたものであり、静電霧化装置で発生したミストが空気清浄機のファンによる空気の流れによって広がるものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明を実施の形態の一例に基づいて詳述すると、この静電霧化装置は、図１に示すように、水溜め部１と、下端を水溜め部１内の水に浸している複数本の多孔質体からなる棒状の搬送体２と、これら搬送体２の保持及び水に対する電圧の印加のための水印加電極４と、保持部６によって保持されているとともに上記複数本の搬送体２の先端部と対向する対向部を備えている対向電極３と、上記水印加電極４と対向電極３との間に高電圧を印加する電圧印加部５とからなるもので、上記水印加電極４は搬送体２の水溜まり部１側の根元付近を保持するものとなっていることが好ましく、また電圧印加部５としては、５００Ｖ／ｍｍの電界強度を与えることができるものが好ましい。
【００１０】
そして、上記搬送体２は上述のように毛細管現象で水を先端にまで運ぶことができる多孔質体で形成されているのであるが、ここでは気孔率が１０〜７０％、粒径が２〜５００μｍ、断面形状がφ２ｍｍ以下の多孔質セラミックを用いているとともに、対向電極３が接地され且つ水印加電極４にマイナスの電圧が印加される場合、使用する水のｐＨ値でマイナスに帯電する等電位点を有する材料からなるものを使用している。なお、水のｐＨ値が７であるならば、シリカを主成分とするものを好適に用いることができる。
【００１１】
この場合、水印加電極４にマイナスの電圧を印加した状態で水と多孔質セラミックである搬送体２とが接触した時、シラノール基の乖離によって搬送体２が図２に示すようにマイナスに帯電し、対向電極方向が図中の白抜き矢印で示す方向である時、多孔質セラミックである搬送体２中の毛細管内の水は静電ポテンシャルの分布（ゼータ電位を図中Ｚで示す）を持つものとなって電気二重層が形成され、図中イで示す方向のいわゆる電気浸透流が発生するものであり、Ｃａ，Ｍｇ等の陽イオンは電位の低い水印加電極４の方に向かう。つまり、水は搬送体２内を毛細管現象で対向電極３方向に引き上げられるが、Ｃａ，Ｍｇ等の陽イオンは対向電極３側に向かわないために、搬送体２の先端で空気中のＣＯ2と反応し、搬送体の先端部にＣａＣＯ3，ＭｇＯ等として析出付着するという事態を招くことがないものである。図中Ｓは毛細管現象による流れと電気浸透流との間の滑り面を示している。
【００１２】
対向電極３が接地され且つ水印加電極４にプラスの電圧が印加される場合、使用する水のｐＨ値でプラスに帯電する等電位点を有する材料からなる多孔質セラミックを搬送体２に使用する。なお、水のｐＨ値が７であるならば、アルミナを主成分とするものを好適に用いることができる。この場合、図３に示すように、電位の高い水印加電極４方向に流れる電気浸透流の陰イオンの流れに伴ってＣａ，Ｍｇ等の陽イオンも水印加電極４の方に向かう。従って、この場合においても、Ｃａ，Ｍｇ等の陽イオンは対向電極３側に向かわないために、搬送体２の先端で空気中のＣＯ2と反応し、搬送体の先端部にＣａＣＯ3，ＭｇＯ等として析出付着するという事態を招くことがないものである。
【００１３】
前述のシリカ（ＳｉＯ2）の配合比を多くすれば、使用する水のｐＨ値が下がってもマイナスに帯電する等電位点を有するもの（表１参照）となり、逆にアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）の配合比を多くすれば、プラスに帯電する等電位点を有するもの（表２参照）となる。
【００１４】
【表１】
【表２】
図４に上記の静電霧化装置９を備えた空気清浄機１０を示す。図中ａはプレフィルタ部、ｂは除塵・脱臭フィルタ部、ｃはファンであり、ファンｃの駆動により、プレフィルタ部ａと除塵・脱臭フィルタ部ｂとを通過する空気の流れアは、静電霧化装置９を通過して、ミストと共に空気清浄機１０外に放出される。
【００１７】
静電霧化で生じるミストは、電界強度５００Ｖ／ｍｍ以上において毎分０．０２ｍｌ程度にした時、ナノサイズのものとなるとともに活性種（ヒドロキシラジカル、スーパーオキサイド等）を持ったものとなり、このようなナノサイズミストは室内に放出された時、室内の空気や室内壁面等に付着している付着物の脱臭を行う。下記はナノサイズミストに含まれた活性種と臭気との脱臭反応式である。
アンモニア ２ＮＨ3＋６ＯＨ→Ｎ2＋６Ｈ2
アセトアルデヒド ＣＨ3ＣＨＯ＋６ＯＨ＋Ｏ2→２ＣＯ2＋５Ｈ2
酢酸 ＣＨ3ＣＯＯＨ＋４ＯＨ＋Ｏ2→２ＣＯ2＋４Ｈ2
メタンガス ＣＨ4＋４ＯＨ＋Ｏ2→ＣＯ2＋Ｈ2
一酸化炭素 ＣＯ＋２ＯＨ→ＣＯ2＋Ｈ2
一酸化窒素 ２ＮＯ＋４ＯＨ→Ｎ2＋２Ｏ2＋２Ｈ2
ホルムアルデヒド ＨＣＨＯ＋４ＯＨ→ＣＯ2＋３Ｈ2
【００１８】
【発明の効果】
以上のように本発明に係る静電霧化装置では、搬送体である多孔質セラミック内を毛細管現象で水が対向電極方向に流れる時、多孔質セラミック中の毛細管内に電気浸透流が生じ、この流れでＣａ，Ｍｇ等のミネラル成分が搬送体の対向電極と対向する先端に向かわないようにしたものであり、この結果、搬送体の対向電極と対向する先端にＣａＣＯ3，ＭｇＯ等の静電霧化を妨げることになる析出物の付着が生じることがなく、長期にわたる連続運転にもメンテナンスが不要なものである。
【００１９】
そして本発明に係る空気清浄機では、フィルタ通過後の空気が静電霧化装置に向かうことから、静電霧化装置内を流れる空気は清浄なもので静電霧化装置に室内の埃等が付着することがなくて、この点でもメンテナンスが不要なものであり、しかも静電霧化装置で発生したミストが空気清浄機のファンによる空気の流れによって広がる上に、発生させたミストがナノサイズミストである場合は、室内空気や室内壁面等の付着物の脱臭を期待することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例の分解斜視図である。
【図２】同上の動作の説明図である。
【図３】同上の他例の動作説明図である。
【図４】同上の空気清浄機の概略断面図である。
【符号の説明】
１ 水溜め部
２ 搬送体
３ 対向電極
４ 水印加電極
５ 電圧印加部
Claims (3)
- 水を溜める水溜め部と、水溜め部内の水を搬送する多孔質体からなる搬送体と、この水に電圧を印加する水印加電極と、上記搬送体と対向する位置に配された対向電極と、上記水印加電極と対向電極との間に高電圧を印加する電圧印加部とからなる静電霧化装置であって、前記水印加電圧と対向電極との間に印加する高電圧の特性がマイナスであり、且つ上記搬送体は上記水のｐＨ値によってマイナスに帯電する多孔質セラミックからなることを特徴とする静電霧化装置。
- 水を溜める水溜め部と、水溜め部内の水を搬送する多孔質体からなる搬送体と、この水に電圧を印加する水印加電極と、上記搬送体と対向する位置に配された対向電極と、上記水印加電極と対向電極との間に高電圧を印加する電圧印加部とからなる静電霧化装置であって、前記水印加電圧と対向電極との間に印加する高電圧の特性がプラスであり、且つ上記搬送体は上記水のｐＨ値によってプラスに帯電する多孔質セラミックからなることを特徴とする静電霧化装置。
- 送風用のファン及び除塵用のフィルタを備えるとともに、ファン及びフィルタの下流側に請求項１または請求項２記載の静電霧化装置が配されていることを特徴とする空気清浄機。
Priority Applications (12)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003149807A JP4195989B2 (ja) | 2003-05-27 | 2003-05-27 | 静電霧化装置及びこれを備えた空気清浄機 |
| US10/552,743 US7473298B2 (en) | 2003-05-27 | 2004-05-26 | Charged water particle, and method for creating environment where mist of charged water particle is dispersed |
| PCT/JP2004/007593 WO2004105958A1 (ja) | 2003-05-27 | 2004-05-26 | 帯電微粒子水、および帯電微粒子水でなるミストが分散された環境の形成方法 |
| EP04734926A EP1666156B1 (en) | 2003-05-27 | 2004-05-26 | Method and apparatus for creating environment where mist of charged water particle is dispersed |
| PCT/JP2004/007594 WO2004105959A1 (ja) | 2003-05-27 | 2004-05-26 | 静電霧化装置及びこれを用いた空気清浄機 |
| EP11192173A EP2428278A3 (en) | 2003-05-27 | 2004-05-26 | Charged fine particulate water, and method of creating environment where mist of the charged fine particulate water is dispersed |
| KR1020057018662A KR100661069B1 (ko) | 2003-05-27 | 2004-05-26 | 대전 미립자수 및 대전 미립자수로 이루어지는 미스트가 분산된 환경의 형성 방법 |
| CN201210145613.5A CN102794256B (zh) | 2003-05-27 | 2004-05-26 | 带电微粒子水和形成其中分散有带电微粒子水的雾状物的环境的方法 |
| AT04734926T ATE552913T1 (de) | 2003-05-27 | 2004-05-26 | Verfahren und vorrichtung zur schaffung einer umgebung, in der ein nebel aus geladenen wasserteilchen dispergiert wird |
| CN2004800098625A CN1774301B (zh) | 2003-05-27 | 2004-05-26 | 带电微粒子水和形成其中分散有带电微粒子水的雾状物的环境的方法 |
| TW093115047A TW200505802A (en) | 2003-05-27 | 2004-05-27 | Charged fine particle water and method for forming a environment dispersed mist formed by charged fine particle water |
| TW93115043A TWI248822B (en) | 2003-05-27 | 2004-05-27 | Electrostatic atomizing device and air cleaner using the same |
Applications Claiming Priority (1)
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