JP4305114B2

JP4305114B2 - 静電霧化装置

Info

Publication number: JP4305114B2
Application number: JP2003343554A
Authority: JP
Inventors: 昭輔秋定; 利久平井; 晃秀須川; 史生三原; 修今堀; 俊幸山内; 成正岩本; 洋須田; 隆行中田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2003-10-01
Filing date: 2003-10-01
Publication date: 2009-07-29
Anticipated expiration: 2023-10-01
Also published as: JP2005103500A

Description

本発明は、静電霧化装置に関するものである。

従来から静電霧化装置として、液溜め部に溜まった液を多孔質材により構成した搬送部で毛細管現象を利用して搬送し、電圧印加部により液印加電極と対向電極との間に高電圧を印加して搬送部で搬送される液を帯電霧化させるようにしたものが知られている。（例えば特許文献１参照）。

従来の静電霧化の使用例では水を噴霧させ、活性種（ヒドロキシラジカル、スーパーオキサイド等）を持ったナノサイズのミストによって室内の空気、室内壁面等の付青物の脱臭を行なっているが、この場合において液５を入れた直後は搬送部２’が液５を吸い上げるまで、霧化させるまで時間がかかり、なるべく早い霧化が望まれている。

ところで、従来の搬送部はＳｉ０_２、Ａｌ_２Ｏ_３，ＭｇＯ等の多孔質セラミックで構成されていた。ここにおいて、多孔質セラミックは無数の気泡がランダムに連通しており、連通する細孔部分を介して毛細管現象によって液５を吸い上げるには、ジグザグの蛇行を繰り返しながら、図４の矢印に示すように液５を吸い上げるので、ある程度の時間が必要であった。

ちなみに、空間内の脱臭を定期的に使用する場合において、霧化対象の液５が水の場合、水を液貯め部に入れたまま連続して使用するときは搬送部２’が液５で濡れているので、あまり時間が必要でなく霧化をいち早く開始することができる。

しかしながら、使用者が毎回好みの香りを霧化させるために、アロマオイルその他の剤を含んだ液５を使用する場合、毎回の使用前に好みの剤を含んだ液５を入れて使用することが多く、液入れから霧化が開始するまでに時間がかかってしまう。またアロマオイル等は常に香りが気化したり、酸化するので、使用後も液溜め部に入れ続けて使用することは少ない。よってなるべく早く搬送部２’で液５を吸い上げて霧化できる静電霧化装置が望まれているのが現状である。
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、霧化対象の液が水以外にアロマオイル等の剤を含むものであっても、搬送部による液の吸い上げを早くして、液入れから静電霧化までの時間を短縮できると共に液を安定して供給できるようにした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請求項１に係る発明にあっては、液溜め部１より液５を搬送する搬送部２と、搬送部２による液５の搬送方向に対向するように配置された対向電極３と、液溜め部１から搬送部２の対向電極３側先端に至る経路中の液５に電圧を印加する液印加電極４と、液印加電極４と対向電極３との間に高電圧を印加する電圧印加部６とを有する静電霧化装置において、上記搬送部２は、セラミックよりなる多孔質の芯体２Ａの先端を除く外周面をセラミックよりも水との濡れ性に優れた材料よりなる被覆体２Ｂで覆って構成されていることを特徴としている。

このような構成とすることで、搬送部２の芯体２Ａの先端を除く外周面とセラミックよりも水との濡れ性に優れた材料よりなる被覆体２Ａとの境界面（隙間）に沿って、液５が毛細管現象で素早く吸い上げられるようになり、霧化対象の液５が水以外にアロマオイル等の剤を含むものであっても、液入れから静電霧化までの時間を短縮できるようになる。しかも、液５は芯体２Ａを構成する多孔質セラミック内部でも同時に吸い上げが行なわれることから、液５を素早く且つ安定して供給できるようになる。

また請求項２に係る発明にあっては、液溜め部１より液５を搬送する搬送部２と、搬送部２による液５の搬送方向に対向するように配置された対向電極３と、液溜め部１から搬送部２の対向電極３側先端に至る経路中の液５に電圧を印加する液印加電極４と、液印加電極４と対向電極３との間に高電圧を印加する電圧印加部６とを有する静電霧化装置において、上記搬送部２が、セラミックよりも水との濡れ性に優れた材料からなる多孔質体、又は、セラミックとセラミックよりも水との濡れ性に優れた材料との混合材料からなる多孔質体のいずれか一方で構成されていることを特徴としている。

このような構成とすることで、水との濡れ性に優れた材質の搬送部２内部を毛細管現象によって液５を素早く吸い上げることができ、請求項１と同様に液５を素早く且つ安定して供給できるようになると共に、請求項１よりも搬送部２の構造をシンプル化できる。

本発明にあっては、霧化対象の液が水以外にアロマオイル等の剤を含むものであっても、液入れから静電霧化までの時間を短縮でき、液を素早く且つ安定して供給することが可能となる。

また本発明にあっては、搬送部の構成をシンプルにしながら液を素早く且つ安定して供給することが可能となる。

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。

静電霧化装置は、図１に示すように、液溜め部１と、下端が液溜め部１内に入れられた液５に浸されて液５を搬送する複数本の棒状の搬送部２と、これら搬送部２の保持及び液５に対する電圧の印加のための液印加電極４と、絶縁体からなる保持部１２によって保持されていると共に上記複数本の棒状をした搬送部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、上記液印加電極４と対向電極３との間に高電圧を印加する電圧印加部６とからなるもので、対向電極３と液印加電極４は共にカーボンのような導電材を混入した合成樹脂やＳＵＳのような金属で形成してある。

上記搬送部２はその上端が針状に尖った針状霧化部９となっているもので、複数本、図示例では６本の棒状の搬送部２が液印加電極４に取付けられている。これらの複数本の棒状の搬送部２は液印加電極４の中央１０を中心とする同心円上に等間隔で配置されていて、各搬送部２の上部が液印加電極４よりも上方に突出し、下部が液印加電極４から下方に突出して上記液溜め部１内に入れられた液５と接触するようになっている。

上記対向電極３は、中央に開口部１１を有すると共に、この開口部１１の縁は上方から見た場合前記複数本の搬送部２の上端の各針状霧化部９を中心とする同一径の複数の円弧Ｒを滑らかにつないだ形状となっている。対向電極３を接地し、液印加電極４に電圧印加部６を接続して高電圧を印加すると共に、多孔質材で形成されている搬送部２が毛細管現象により液溜め部１に入れてある液５を吸い上げているとき、搬送部２の上端の針状霧化部９が液印加電極４側の実質的な電極として機能すると同時に、対向電極３の上記円弧Ｒが実質的な電極として機能するものである。対向電極３と液印加電極４の間に高電圧を印加するための電圧印加部６としては、５００Ｖ／ｍｍ以上、例えば、７００〜１２００Ｖ／ｍｍの電解強度を与えることができるものが好ましい。

そして、電圧印加部６により搬送部２と対向電極３との間に高電圧を印加することで、高電圧により搬送部２先端の液５が帯電して霧化してナノサイズのミストを発生するものであり、このようにして発生したナノサイズのミストは活性種を含有しており、この活性種を含有するナノサイズのミストは、例えば、室内に送出すると活性種を含有するナノサイズのミストにより室内壁面等に付着した臭いを除去することができるものである。

ここで、本発明においては、上記搬送部２は図２に示すように、先端が尖った円柱形状の多孔質セラミックからなる芯体２Ａと、芯体２Ａの外周面を覆う円筒状の被覆体２Ｂとで構成されている。芯体２Ａを構成する多孔質セラミックは、その粒子の粒径が２〜５００μｍ、毛細管が１〜２５０μｍ程度が望ましい。なお多孔質セラミック以外に多孔質金属合金等を使用してもよい。また被覆体２Ｂはセラミックよりも濡れ性に優れた材料、例えば、ガラス成分（或いは鉄成分）で構成されている。ここで、ガラス成分（或いは鉄成分）は濡れ性の良い材料であり、芯体２Ａの外周面との境界面（隙間）に沿って液５を毛細管現象で素早く吸い上げる働きをする。

すなわち、図３の模式図において、水との濡れ性（＝接触角）の数値は以下のとおりである。ガラス：０°〜４°、鉄：５°、セラミック：６０°〜７０°、ナイロン：７０°、パラフィン（ろう）：１０５°である。液５が毛細管を上昇する高さｈは、以下の式（数１）であらわされる。

ここで、ｄ：毛細管の直径（ｍ）、σは液体の表面張力係数（Ｎ／ｍ）、θ：接触角、ｇ：自由落下加速度、ρ：液体の密度（ｋｇ／ｍ^３）である。上式（数１）において接触角θが小さい方が濡れ性が良いものであり、また毛細管を上昇する高さは液５の接触角のｃｏｓ値に比例する。よってガラス（或いは鉄）を含む成分で搬送部２を形成することで液５の吸い上げスピードが早くなる。例えば、セラミックの接触角（θ）は６０°〜７０°なので濡れ性が悪いが、ガラス、鉄成分は濡れ性がきわめて良く、このようなガラス（或いは鉄）成分を含む被覆体２Ｂを多孔質セラミックからなる芯体２Ａの外周に配置して搬送部２を構成することで、搬送部２自体の濡れ性を向上させることができるものである。

しかして、多孔質セラミックからなる芯体２Ａの外周面をセラミックよりも濡れ性に優れた材料よりなる被覆体２Ａで覆った搬送部２を構成することで、液溜め部１からの液５を搬送部２で搬送する際に、液５が水以外にアロマオイル等の剤を含むものであっても、芯体２Ａの外周面と濡れ性に優れた被覆体２Ａの内周面との境界面（隙間）に沿って液５が素早く吸い上げられる。つまり、多孔質セラミックの外周部には小さな凹凸があり、その表面に沿って濡れ性の優れた被覆体２Ｂの内周面が接触しているため、この被覆体２Ｂの内面に沿って液５が素早く吸い上げられることとなり、液入れから静電霧化までの時間を短縮できるようになる。しかも液溜め部１内の液５は同時に芯体２Ａを構成する多孔質セラミック内部を毛細管現象で吸い上げられるため、霧化対象の液５を安定供給できるようになる。

なお、本例では被覆体２Ｂとしてガラス、鉄成分を例示したが、他の例としてセラミック粉末とガラス粉末との混合材料よりなる多孔質体で形成されてもよく、或いは、芯体２Ａの外周面に巻きつけて使用されるガラス繊維であってもよく、或いは、以下の表１で示したような配合例を有する多孔質体で形成されてもよいものである。これら各例においては、芯体２Ａ内部、及び芯体２Ａと被覆体２Ｂとの隙間以外に、被覆体２Ｂ内部でも液５が吸い上げられるため、液５の吸い上げ時間を一層短縮できる。また、搬送部２の形状、組成を改良して、濡れ性の良い材質を選定するにあたり、水、或いはアロマオイルやセドロール等の剤の密度、表面張力係数に応じて、それぞれの適切な搬送部２の気孔率、細孔径、配合成分を設定することで、最適な給水速度をもつ静電霧化装置を容易に実現できるものである。このことは以下の実施形態においても同様である。なお表１はガラス成分を配合した場合の被覆体２Ｂの成分構成割合の一例を示している。

本発明の他の実施形態として、搬送部２をセラミックよりも濡れ性に優れた材料からなる多孔質体、又は、セラミックとセラミックよりも濡れ性に優れた材料との混合材料からなる多孔質体のいずれか一方で構成してもよいものである。ここでセラミックよりも濡れ性の良い材料の例として、ガラス、鉄成分を挙げることができる。また、セラミックとセラミックよりも濡れ性に優れた材料との混合材料の例として、セラミック粉末とガラス粉末との混合材料で多孔質を形成する場合や、前記表１で示した配合例のものを挙げることができる。

しかして、多孔質の搬送部２をセラミックよりも濡れ性に優れた材質とすることで、霧化対象の液５を素早く吸い上げることが可能となり、前記実施形態と同様に液入れから静電霧化までの時間を短くできる効果が得られるものであり、そのうえ本例では前記実施形態のような芯体２Ａと被覆体２Ｂの二層構造ではなく、単層構造となるので、搬送部２の構造をシンプルにしながら、素早い吸い上げを実現できるものである。

本発明の一実施形態の静電霧化装置の分解斜視図である。（ａ）は同上の搬送部内を液が吸い上げられていく状態の説明図、（ｂ）は搬送部の底面図である。同上の搬送部内の水との濡れ性（＝接触角）の数値を説明する模式図である。（ａ）は従来の搬送部内を液が吸い上げられていく状態の説明図、（ｂ）は搬送部の底面図である。

符号の説明

１液溜め部
２搬送部
２Ａ芯体
２Ｂ被覆体
３対向電極
４液印加電極
５液
６電圧印加部

Claims

液溜め部より液を搬送する搬送部と、搬送部による液の搬送方向に対向するように配置された対向電極と、液溜め部から搬送部の対向電極側先端に至る経路中の液に電圧を印加する液印加電極と、液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を有する静電霧化装置において、上記搬送部は、セラミックよりなる多孔質の芯体の先端を除く外周面をセラミックよりも水との濡れ性に優れた材料よりなる被覆体で覆って構成されていることを特徴とする静電霧化装置。
液溜め部より液を搬送する搬送部と、搬送部による液の搬送方向に対向するように配置された対向電極と、液溜め部から搬送部の対向電極側先端に至る経路中の液に電圧を印加する液印加電極と、液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を有する静電霧化装置において、上記搬送部は、セラミックよりも水との濡れ性に優れた材料からなる多孔質体、又は、セラミックとセラミックよりも水との濡れ性に優れた材料との混合材料からなる多孔質体のいずれか一方で構成されていることを特徴とする静電霧化装置。