JP4645239B2 - 静電霧化装置 - Google Patents

Description

本発明は、静電霧化装置、殊にナノサイズミストを発生させるための静電霧化装置に関するものである。

水が供給される放電電極と対向電極との間に高電圧を印加して放電させることで、放電電極が保持している水にレイリー分裂を生じさせて霧化させることでナノメータサイズの帯電微粒子水を生成する静電霧化装置がある。

上記帯電微粒子水（ナノサイズミスト）は、ラジカルを含んでいるとともに長寿命であって、空間内への拡散を大量に行うことができ、室内の壁面や衣服やカーテンなどに付着した悪臭成分などに効果的に作用し、無臭化することができるといった特徴を有している。

しかし、水タンクに入れた水を毛細管現象によって放電電極に供給するものでは、水タンクへの水の補給を使用者に強いることになる。この手間を不要とするために空気を冷却することで水を生成する熱交換部を設けて、熱交換部で生成した水（結露水）を放電電極に送ることが考えられるが、この場合、熱交換部で結露水を生成してこの水を放電電極まで送るのに少なくとも数分程度の時間がかかってしまう。また、放電電極に確実に水が供給されているとは限らない。
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、水の補給の手間が不要である上にナノサイズミストの発生を素早く且つ適切に行うことが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、放電電極とこれに対向する対向電極を備えるとともに、上記放電電極を冷却して放電電極部分に空気中の水分を基に水を生成させる冷却手段と、上記両電極間に高電圧を印加して両電極間に放電を生じさせて上記水を霧化する高圧電源と、放電状態を監視して放電異常を検出する放電異常検出手段の出力に応じて上記高圧電源を制御する制御手段とを備えていることに特徴を有している。放電電極上に結露させて水を放電電極に直接供給するものであり、しかも水タンクを用いないために霧化させる水の有無の検出が困難となるが、静電霧化させるための水が放電電極上にあるかないかは放電異常として検出して、無駄な放電動作を抑止することができるようにしたものである。

放電異常検出手段は放電電流を検出するものであるとともに検出した放電電流値によって複数種の放電異常を判別検出するものであることが検出の簡便さで好ましく、また放電電流値によって放電電極部分の水の氷結に起因する放電異常を判別検出するものであることが好ましい。また、放電異常検出手段は放電電流を検出するものであるとともに検出した放電電流値と冷却手段の駆動出力値とから放電異常を判別検出するものであれば、さらに異常検出を的確に行うことができる。

放電異常検出手段は放電電圧を検出するものであるとともに検出した放電電圧値によって複数種の放電異常を判別検出するものであってもよい。より簡便に各放電異常を判別検出することができる。特に昇圧を行う高圧電源の一次側の電圧値を監視するものであると、安全に且つ簡便に複数種の放電異常の判別検出を行うことができる。

そして制御手段は放電異常検出手段による放電異常出力を受けて放電を停止させるものであると、装置の安全性を確保することができる。

また、制御手段は放電異常検出手段による放電電極部分の水の氷結に起因する放電異常出力を受けて冷却手段の動作を制御するものであると、静電霧化させるための水を放電電極上に適切に生じさせることができる。

また、制御手段は連続運転中に冷却手段及び高圧電源を所定時間だけ休止させるものであると、冷却手段による冷却が放電電極以外の部分にも及ぶことによる弊害を未然に防ぐことができる。
検出した放電電流値によって複数種の放電異常を判別検出するにあたっては、一定値以上の放電電流値が所定時間以上続くとき、金属放電が生じていると判断したり、検出される放電電流値が最適範囲の上限を越えると、放電電極上の水が過剰と判断することができ、検出される放電電流値が最適範囲の上限を越えるとともに設定された上限値以下であると、制御手段を介して放電をいったん停止させるものが好ましく、更には検出される放電電流値が設定された上限値よりも大きいとき、金属放電が生じていると判断するものが好ましい。
一定値以下の放電電流値が所定時間以上続くとき、放電電極上の水に氷結が生じていると判断することができる。
制御手段が冷却手段の動作も制御するものであるとともに、放電異常検出手段による氷結の判断出力を受けて氷結を溶解させる制御を冷却手段に対して行うものとしてもよい。
放電異常検出手段は、放電電流の安定から金属放電が生じていると判断するものであってもよい。
さらに、制御手段が冷却手段の動作も制御するものであるとともに、放電異常検出手段において検出される放電電流の値に応じて冷却手段をデューティ制御するものである時、検出される放電電流値が設定された下限値以下であって放電電極の温度が０℃を超えており且つ冷却手段のデューティが最大であれば、放電異常検出手段は放電電極に水が生成されていないと判断したり、検出される放電電流値が設定された下限値以下であって放電電極の温度が０℃以下であれば、放電異常検出手段は制御手段を介して冷却手段のデューティを低下させ、その後、一定時間後に放電電流値を再度検出して放電電流値が依然として上記下限値以下であると、放電電極の水が氷結していると判断してもよい。
また、放電異常検出手段は、検出される放電電流の所定時間内の変化量が予め定めた一定値を越えるとき、異常と判断するものであってもよい。
制御手段が冷却手段の動作も制御するものであるとともに、放電異常検出手段において検出される放電電流の値に応じて冷却手段を制御するものである時、放電異常検出手段は、冷却手段であるペルチェの入力電圧を変化させているにもかかわらず放電電流が変化しないとき、またはペルチェ入力電圧を下げているにもかかわらず放電電流が増加するとき、金属放電異常と判断するものとしたり、冷却手段であるペルチェの入力電圧を上げているにもかかわらず放電電流が減少するとき、放電電極への水のつき方が悪いと判断するものが好ましく、また、冷却手段であるペルチェの入力電圧がゼロに近い状態で放電電流が一定値以上の状態が所要時間継続するとき、異常放電が生じていると判断するものが好ましい。
検出した放電電圧値によって複数種の放電異常を判別検出するにあたっては、放電電圧値が第１の所定電圧以上であるとき、または第１の所定電圧よりも低い第２の所定電圧以下であるとき、放電異常と判断するものであることが好ましい。

本発明は、放電電極上に結露させて水を放電電極に直接供給するために、水の補給の手間を必要としないものであり、しかも静電霧化させるための水が放電電極上にあるかないかは放電異常として検出して無駄な放電動作を抑止することができて、適切な静電霧化を行うことができる。

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と、図４は本発明に係る静電霧化装置における静電霧化ユニット１を示しており、筒状のケース１０内の中央には先端が針状となった放電電極２が配置されているとともに、筒状ケース１０の開口部にはリング状で内周縁が実質的な電極として機能する対向電極３が配置されて、放電電極２と対向電極３とが放電用高圧電源４に接続されている。なお、対向電極３は接地されており、放電時には放電電極２側にたとえば−５．５ｋＶの高電圧が高圧電源４から印加される。

放電電極２を冷却する冷却手段は、図示例ではペルチェモジュール５で構成されていて、該ペルチェモジュール５の吸熱側が放電電極２に接続されて設けられている。図中５０はペルチェモジュール５の放熱側に配された放熱フィン、６はペルチェモジュール５用の電源である。この電源６としては、後述するようにペルチェモジュール５への印加直流電圧を可変としているものが好ましい。

そして放電電極２の温度測定用の温度センサーＳ３が設けられており、またケース１０外には環境温度及び環境湿度の測定用の温度センサーＳ１並びに湿度センサーＳ２が設けられている。

図３は上記静電霧化ユニット１を備えた静電霧化装置の全体を示しており、図中７は放熱フィン５０に風を送って放熱を促す放熱ファン、８は上記の放電用高圧電源４やペルチェモジュール用の電源６の動作を制御する制御回路Ｃが実装された回路基板であり、該回路基板８上には動作表示のための複数の発光部Ｌ１〜Ｌ４が設けられている。

図２に回路ブロックを示す。上記制御回路Ｃは前述の各センサーＳ１〜Ｓ３が接続された環境条件判断部Ｃ３と、ペルチェモジュール５（の電源６）が接続されたペルチェモジュール制御部Ｃ４と、放電部（放電用高圧電源４）が接続された放電電圧制御部Ｃ２と、放電異常判断部Ｃ１とを備えたものとして構成されており、放電異常判断部Ｃ１には放電電流の電流値を検出する放電電流検出部Ｓａが接続されて、放電異常判断部Ｃ１と放電電流検出部Ｓａとによって、放電状態を監視して放電異常を検出する放電異常検出手段が構成されている。

そして上記制御回路Ｃは、環境温度Ｔと環境湿度Ｒｈとの組み合わせに対して設定すべき放電電極２の温度（冷却温度）に関するテーブル（下表参照）を備えたものとなっている。なお、下表における冷却温度Ｔａ，Ｔｂ，ＴｃはＴａ＜Ｔｂ＜Ｔｃの関係にあって、例えば冷却温度Ｔａ＝−４〜−２℃であり、また表中の「↑」は下欄よりも高い温度、「→↑」は左欄及び下欄よりも高い温度であることを示しており、実際には夫々に露点より低い温度で且つ氷結してしまうことがないある温度もしくはある温度範囲が書き込まれている。また空白欄は、結露せずに氷結してしまう等の理由によってペルチェモジュール５への電圧印加を停止してしまう領域を示している。

ちなみに上記の表は、環境温度・湿度に対する露点温度のデータ（図５参照）に基づいて設定したもので、図中Ａ１が結露領域、Ａ２は氷結領域を示している。両者の境界をここでは−１℃にしているが、−４℃まで結露領域Ａ１として扱うことが可能である。

今、上記静電霧化装置による静電霧化の開始スイッチ（図示せず）を投入すれば、制御回路Ｃは図１に示すように環境温度Ｔと環境湿度Ｒｈとを上記センサーＳ１，Ｓ２から取り込み、得られた環境温度Ｔと環境湿度Ｒｈとに対応する冷却温度のデータを上記テーブルから取り込む。この時、テーブルが空白であればペルチェモジュール５に電圧を印加せず、加湿が必要であることを示す要加湿警告の発光部Ｌ２を点灯させる。

テーブルが空白でなければ、制御回路Ｃは温度センサーＳ３で検出される放電電極２の温度がテーブルに書き込まれた温度となるまでペルチェモジュール５を動作させて冷却するとともに、放電電極２の温度がテーブルに書き込まれた温度に達すれば、以降はテーブルに書き込まれた温度範囲内に納まるように、あるいは図６に示すように放電電極２の温度がテーブルに書き込まれた設定温度±１０％の範囲内に納まるようにペルチェモジュール５への印加電圧を温度センサーＳ３の出力を基にフィードバック制御し、また放電電極２と対向電極３との間の放電を開始させるとともに要加湿警告の発光部Ｌ２の消灯と、静電霧化中であることを表示する発光部Ｌ１の点灯とを行う。

制御回路Ｃは上記制御を繰り返すことで、放電電極２の表面に結露を生じさせて静電霧化させる水を放電電極２の表面に常に確保するものであり、多すぎない上に少なすぎることもない水が放電電極２の表面に結露によって確保されることから、放電による静電霧化も途切れたりすることなく連続的になされる。

上記のように放電電極２の温度がテーブルに書き込まれた温度にまで冷却された時点で放電を開始するほか、上記時点から所定時間が経過した時点で放電を開始したり、あるいは放電電極２の温度が放電開始温度に達した時点で放電を開始したりしてもよい。なお、ここでいう放電開始温度は、上記冷却温度と同様に環境温度と環境湿度との組み合わせに対して予め設定したものである。

また図７に示すようにペルチェモジュール５による放電電極２の冷却を開始してから所定時間が経過した時点で放電を開始するようにしてもよい。いずれにしても放電電極２の表面に結露水が生じていると考えられる時点まで放電を開始しないことで、放電電極２への直接放電を防止して放電電極２の摩耗を防ぐ。

ペルチェモジュール５による放電電極２の冷却制御について更に詳しく説明すると、テーブルから読み出した冷却温度まで放電電極２を冷却するにあたっては、まずはペルチェモジュール５をフルパワーで動作させて上記冷却温度まで放電電極２の温度を急速に下げ、その後は放電電極２の温度がテーブルから得られた冷却温度付近の温度を維持するように、たとえばデューティ制御でペルチェモジュール５の冷却能力を制御する。ちなみにデューティ制御は制御回路ＣからのＰＷＭ出力をＤＣ／ＤＣコンバータで直流電圧に変換してペルチェモジュール５に印加するとともに、上記直流電圧をたとえば０．５Ｖ〜３．０Ｖの間で０．１Ｖ単位で変化させることで行う。ペルチェモジュール５に対する印加電圧波形を制御（ＰＷＭ制御）することによって冷却能力を制御するようにしてもよい。

図８はある環境温度と環境湿度に対して上限温度がＴ１、下限温度Ｔ２の温度範囲が前記テーブルに書き込まれている場合の制御の一例を示しており、運転開始当初は上限温度Ｔ１に達するまではデューティ９８％（あるいは１００％）のフルパワー冷却を行い、いったん上限温度Ｔ１と下限温度Ｔ２との間の温度になれば、初回だけデューティ(Duty)を最低レベルに、２回目以降はそれまでのデューティを維持するものとし、下限温度Ｔ２より低くなれば、デューティを一段もしくは複数段下げ、上限温度Ｔ１より高くなればデューティを一段もしくは複数段上げる。なお、ここで言う一段は上記０．１Ｖ単位での変化となる。図９は運転開始時からの放電電極２の温度変化を示しており、図中のイはフルパワーによる冷却期間、ロはデューティ制御による冷却期間を示している。

また、図１０に示すように、狙いの温度幅に入る仮のデューティ値を環境温度等に応じて決定して、上限温度Ｔ１と下限温度Ｔ２との間の温度になった時、初回だけ上記仮デューティ値でペルチェモジュール５を冷却するようにしてもよい。この場合、電極温度が上限温度Ｔ１よりも下がった時点で適用されるデューティ値は、電極冷却飽和温度が狙いの温度帯に入るようなデューティ値とすることができるために、オーバーシュートが少なくて狙いの温度帯内に早期に収束することになる。

さらには、フルパワーでの冷却は上限温度Ｔ１よりも少しだけ高い温度（たとえばＴ１＋２℃）までとし、以降は上限温度Ｔ１と下限温度Ｔ２とに基づく上記制御に従うものとしてもよい。この場合もオーバーシュート、殊に下限温度Ｔ２よりも下がってしまうオーバーシュートを避けやすくなる。

上記の制御例では、環境温度がある温度範囲内で且つ環境湿度がある湿度範囲内にある時に、放電電極２の温度をある温度範囲内に保つようにしているが、より精密な制御を行うようにしてもよいのはもちろんである。たとえば、環境温度Ｔ、環境湿度Ｒｈ，飽和水蒸気圧Ｐｓ、水蒸気圧Ｐ、補正温度α（α＝０〜−３程度）とする時、

で求められる電極冷却温度Ｔｓに放電電極２の温度を保つのである。上記の式を多項式の近似曲線に変換して電極冷却温度Ｔｓを求めてもよい。

また、テーブルを用いる場合にしても、たとえば環境温度が２５℃で環境湿度が３０％の時の冷却温度をＴ１１、環境温度が３０℃で環境湿度が３０％の時の冷却温度をＴ１２、環境温度２５℃で環境湿度が４０％の時の冷却温度をＴ１３、環境温度が３０℃で環境湿度が４０％の時の冷却温度をＴ１４と設定したテーブルを設けておき、測定された環境温度が２６℃、環境湿度が３４％であるならば、上記温度Ｔ１１〜Ｔ１４から比例計算によって環境２６℃、環境湿度が３４％の時の冷却温度を求めて、放電電極２の温度をこの冷却温度に保つようにすれば、結露量の制御に関してより細かい制御を行うことができる。

このほか、環境温度と冷却温度との差に応じてデューティ比を変更するようにしてもよい。環境条件に適した制御を行うことができることになるために、安定した立ち上がりを得ることができる。

放電電極２の温度を測定する温度センサーＳ３を設けたものを示したが、温度センサーＳ３は必ずしも必要ではない。冷却温度に対する冷却吸熱量（図１１）を予め求めておき、放電電極２をある温度まで冷却するにあたっては冷却吸熱量を基に冷却することでその温度まで放電電極２を冷却することができる。

また、環境温度と環境湿度とを測定する温度センサーＳ１及び湿度センサーＳ２が静電霧化ユニット１に設けられているものを示したが、外部のセンサーから環境温度と環境湿度の情報が制御回路Ｃに伝達されるようにしたものであってもよい。

次に放電異常判断部Ｃ１の動作について説明すると、放電異常判断部Ｃ１は放電電流検出部Ｓａ（図１２参照：Ｒは電流検出用抵抗）で検出される電流値によって複数種の異常を判別するものであり、ここでは放電電流２０μＡ以上の状態が５分以上続く場合は金属放電が生じていると判断して金属放電表示の発光部Ｌ３を点灯させ、放電電流が４０μＡ以上となれば直ちに異常と判断して異常放電表示のための発光部Ｌ４を点灯させ、さらに要加湿でない状態で放電電流０．５μＡ以下の状態が１０分以上続くならば、氷結が生じたと判断して異常放電表示のための発光部Ｌ４を点滅させる。また、いずれの場合も放電を停止させると同時にペルチェモジュール５もオフとし、静電霧化表示の発光部Ｌ１を消灯する。この状態はリセットスイッチ（復帰ボタン）が投入されてリセットされるまで維持する。

なお、放電電極２上に氷結が生じた場合、放電電流が１μＡ以下となり、氷結したものが溶解したならば瞬時に大きな放電電流が流れ、水が少なくなると放電電流が小さくなることから、氷結が生じたかどうかに加えて、静電霧化が正常に行われているかどうかも検出することができ、氷結が生じた時の処理にはペルチェモジュール５の制御で溶解させて霧化を続行させるという処理を行うようにしてもよい。

図１３は上記の電流検出用抵抗Ｒの両端波形を示しており、正常時には同図(a)に示すように、水が静電霧化により微振動することから、波形の周期及び大きさが変化するのに対して、金属放電時には金属先端で安定放電するために同図(b)に示すように波形に大きな変化は生じない状態となることから、この点からも放電異常の検出を行うことができる。

放電異常の判断は放電電流の電流値ではなく電圧値に基づいて行ってもよい。図１４は昇圧を行う高圧電源４の一次側の電圧値を放電異常判断部Ｃ１に取り込み、その電圧値が所要の電圧Ｖ１であれば静電霧化のための放電が正常になされていると判断し、電圧Ｖ２（Ｖ２＞Ｖ１）以上あるいは電圧Ｖ３（Ｖ３＜Ｖ１）以下であれば放電異常が生じていると判断するのである。

図１５以下に他の実施形態の一例を示す。この静電霧化装置は、放電電極２とこの放電電極２の一端に所要の距離をおいて対向するとともに内周縁が実質的な電極として機能する対向電極３、これら両電極２，３間に放電用の高電圧を印加する高圧電源部、上記放電電極２の他端が吸熱側に接続されて放電電極２を露点以下の温度に冷却する冷却手段としてのペルチェモジュール５（図２０参照）、ペルチェモジュール用の電源部６０を内蔵している電源６、そして制御回路Ｃで構成されたもので、上記対向電極３は接地されており、放電時には放電電極２側にたとえば負の高電圧（たとえば−４．６ｋＶ）が印加される。

上記高圧電源部は高圧発生回路４０と放電電圧検出回路４１と放電電流検出回路４２を備えたもので、検出された放電電圧Ｖｖ及び放電電流Ｖｉは上記制御回路Ｃに入力され、制御回路Ｃは放電を行わせている間、放電電圧Ｖｖ及び放電電流Ｖｉを基にペルチェモジュール５の冷却度調整による結露水生成量の調整を行う。

すなわち、放電電極２を冷却することで空気中の水分を放電電極２上に結露させた状態で放電電圧を放電電極２と対向電極３との間に印加する時、放電電極２上の水は図１６に示すように対向電極３側に引っ張られてテーラーコーンと称される形状のものとなるとともに、そのテーラーコーンの先端においてレイリー分裂が生じてナノメータサイズの帯電微粒子水が生成されることで霧化がなされる。

この時、放電電圧が一定であれば、放電電極２上の水量が少なくなって図１６(a)に示すようにテーラーコーンが小さくなれば放電電流も少なくなり、放電電極２上の水量が多くなって図１６(c)に示すようにテーラーコーンが大きくなれば放電電流が増大する。ちなみに、−４．４ｋＶの放電電圧の印加時、図１６(a)に示す状態では放電電流が３．０μＡ、図１６(b)に示す状態では放電電流が６．０μＡ、図１６(c)に示す状態では放電電流が９．０μＡであった。

つまり、結露水の量にテーラーコーンの形状が関係しているとともにテーラーコーンの高さから放電電流も変化するわけであり、これ故に放電電流を測定することにより、テーラーコーンの高さ（結露水の量）を知ることができる。ここにおいて、放電電極２上の結露水の量が更に少なくなれば、放電電極２上の水と対向電極３間での放電ではなく、放電電極２と対向電極３との間で放電が生じてオゾンの発生などを招くことになる。逆に放電電極２上の水が更に多くなれば、対向電極３と水との距離が短くなり、短絡電流が流れて狙いの粒子径のミストが得られなくなる。

このためにここではある放電電圧の時の放電電流値から放電電極２上の水の量を推定し、この推定に基づき放電電極２を冷却する冷却手段であるペルチェモジュール５の冷却度調整による結露水生成量の調整を行うものとし、放電電流が少ない時はペルチェモジュール５の印加電圧を上昇させて放電電極２をさらに冷却して結露水を増加させ、放電電流が多い時は冷却度合を緩和させて結露水を減少させる方向へフィードバック制御することで、放電電極２上の結露水の量が常にナノサイズミストの発生に適した量となるようにしている。この結果、放電によるナノサイズミストを発生させる静電霧化が途切れたりすることなく連続的になされる。

ただし、放電電圧が変われば、適切な結露水量を表すことになる放電電流値も変化することから、表２に示すように放電電圧Ｖ(n)に応じた最適な放電電流ｉ(n)の範囲を規定し、検出される放電電流ｉ(n)値が上記範囲の中央値ｉ(n)typ付近を維持するようにペルチェモジュール５の印加電圧のデューティ制御を制御回路Ｃが行うようにしている。

また、放電電極２が冷えていない運転開始初期には放電電極２上に結露水が生成されていないことから、上記制御は放電電極２上に結露水が確保されてからのものとし、それまでは前述のように放電電極２の温度と、環境温度及び湿度に応じた目標温度（上限温度Ｔ１，下限温度Ｔ２）に基づく温度フィードバック制御でペルチェモジュール５を制御する。

次に放電電流に基づくペルチェモジュール５のフィードバック制御の詳細について説明すると、放電電極２上に結露水が確保された時点から放電を開始するとともに、この放電開始から各回路が安定するまでの時間Δｔが経過した時点ｔａで制御回路Ｃは放電電圧検出回路４１と放電電流検出回路４２から放電電圧値及び放電電流値の取り込みを開始し、一定時間毎の平均値を演算して得られた放電電圧値によって上記表２に基づく放電電流制御の放電電流値上限ｉ(n)max、目標値（中央値）ｉ(n)typ、下限ｉ(n)minを取得し、測定された放電電流ｉ(n)値が目標値ｉ(n)typとなるようにペルチェモジュール５に加える印加電圧をデューティ制御でフィードバック制御するのであるが、ここではオーバーシュートを避けるために、図１７に示すように、時刻ｔａにおいて取り込みを開始した放電電圧値及び放電電流値の平均値v(1)，ｉ(1)がΔｔ時間後の時刻ｔｂにおいて定まり、更に時刻ｔｂにおいて取り込みを開始した放電電圧値及び放電電流値の平均値v(2)，ｉ(2)がΔｔ時間後の時刻ｔｃにおいて定まる時、時刻ｔｂ−ｔｃ間の上記Δｔ時間内の放電電流値の差Δｉ(2)＝ｉ(2)−ｉ(1)を求めるとともに、時刻ｔｂでの放電電圧ｖ(1)と前記表２から求めた時刻ｔｃでの目標放電電流中央値ｉtyp(1)と、時刻ｔｃでの放電電流値ｉ(2)との差Δｉd(2)とを求め、時刻ｔｂ−ｔｃ間でのペルチェモジュール５の印加電圧のデューティをＤ(2)とする時、このデューティＤ(2)から増分ΔＤ(2)を
ΔＤ(2)＝ａ×Δｉd(2)−ｂ×Δｉ(2)
（ａ，ｂはパラメータ）
で求めて、Ｄ(3)＝Ｄ(2)＋ΔＤ(2)を次の時刻ｔｃ−ｔｄ間でのペルチェモジュール５の印加電圧のデューティとするものであり、時間Δｔ毎に以降順次繰り返することで、つまりは
ΔＤ(n)＝ａ×Δｉｄ(n)−ｂ×Δｉ(n)
をΔｔ毎に求めて、それまでのデューティＤ(n-1)に加算して次のデューティＤ(n)を決定している。放電電流値ｉ(n)と目標放電電流中央値ｉtyp(n)との差分Δｉd(n)に加えて、放電電流値の差分Δｉ(n)を考慮することから、前者のみを考慮した場合に生じやすいオーバーシュートを避けることができる。なお、ここで言うデューティ値Ｄ(n)及び増分ΔＤ(n)は、デューティ０〜１００％を２５６分割して割りふったＤ₀〜Ｄ₂₅₅に対応させている。

また、デューティの増加分ΔＤ(n)を求めるにあたり、それまでのデューティＤ(n-1)の値に応じた補正関数Ｆ{Ｄ(1)}を乗算するように、つまり
ΔＤ(n)＝（ａ×Δｉd(n)−ｂ×Δｉ(n))×Ｆ{Ｄ(n-1)}
とするようにしてもよい。この補正関数Ｆ{Ｄ(1)}は、それまでのデューティＤ(n-1)が低い時には小さい値を、デューティＤ(n-1)が高い時には大きい値を持つことで、デューティ全体の重み付けを行っているものであり、デューティが低い時には印加電圧も低くて電極冷却温度ΔＴも低い領域で水もできやすく、これ故にデューティの大幅な変化は結露水の余剰を生じやすくなるために、補正関数Ｆ{Ｄ(1)}はたとえば０．５として変化率を少なくし、逆にデューティが高い時は放電冷却温度ΔＴも高くて結露水ができにくい状態にあることから、補正関数Ｆ{Ｄ(1)}をたとえば２として変化率を大きくするのである。

以上の制御は、検出した放電電圧Ｖ(n)及び放電電流ｉ(n)が前記表２に示した範囲内にある場合で、次のような場合は制御回路Ｃ中の放電異常判断部が異常有りと判断して異常処理を行うようにしてある。

まず検出される放電電圧Ｖ(n)が表２に示した範囲外である時、つまりは−４．１ｋＶ未満である時には、印加電圧が不足して正常な放電が維持できず、また−５．２ｋＶを超えている場合は、電界の集中が発生して正常な放電ができなくなることから、制御回路Ｃは放電異常と判断し、この旨をランプ等の報知手段を用いて使用者に知らせるとともに放電を停止する。

また、検出された放電電圧Ｖ(n)に対応する放電電流値上限ｉ(n)maxを超える電流値ｉ(n)が検出された場合、及び放電電流値下限ｉ(n)min未満の電流値ｉ(n)が検出された場合、制御回路Ｃは次の処理を行う。

図１８は放電電流値下限ｉ(n)min未満の電流値ｉ(n)が検出された場合のフローを示しており、この場合、放電電極２の温度（電極サーミスタ温度）Ｔｈが０℃を超えているか０℃以下であるかによって処理を振り分けて、前者であればデューティが最大でなければ元の制御フローに戻すものの、デューティが最大であれば放電電極２に水が生じていないと判断するとともに、現在の環境で結露水を生成するのはペルチェモジュール５が能力不足していると判断して、環境が変化して電極目標温度が現状値よりも所定値Ｋだけ高くなるまで待機し、所定値Ｋ（図中のＡ℃）だけ高くなった時点で元の制御フローに戻す。

後者（Ｔｈ≦０℃）である時には、デューティを低下させて一定時間後に検出した放電電流値ｉ(n)が放電電流値下限ｉ(n)min以上になっておれば元の制御フローに戻し、放電電流値下限ｉ(n)minを下回っている状態が続いているならば、環境が変化して電極目標温度が現状値よりも所定値Ｋ（図中のＡ℃）だけ高くなるまで待機し、所定値Ｋだけ高くなった時点で元の制御フローに戻す。ちなみに前者は放電電極２に水が結露していない状態が考えられ、後者は結露した水が放電電極２上で氷結している状態が考えられる。

次に放電電流値上限ｉ(n)maxを超える電流値ｉ(n)が検出された場合であるが、これは放電電極２上に結露水が過剰に存在する場合が考えられるとともに、この状態では正常な静電霧化を持続することができないことから、この時にはペルチェモジュール５をオフとして、結露水の生成を停止する。図１９は具体例を示しており、次回の検出電流値ｉ(n+1)が放電電流値上限ｉ(n+1)maxよりも大きく且つ予め設定してある上限値ｉMaxよりも大きい時には放電をただちに停止し、環境が変わって電極冷却目標温度が高くなった時点で通常の制御フローに戻る。これは放電電極２に水が結露していない状態でコロナ放電が生じている場合が想定されるからである。

また、次回の検出電流値ｉ(n+1)が放電電流値上限ｉ(n+1)maxよりも大きく且つ上限値ｉMax以下である準危険領域である場合には、放電電極２の結露水が過多である場合が考えられるので、いったん放電を停止するとともにペルチェモジュール５のデューティを低下させ、次いで一定時間後に再度高圧を放電極２と対向電極３間に印加して放電を行わせてその時の放電電圧値と電流値を読み込み、この時の電流値が放電電流値上限ｉ(n)maxより低ければ、通常の制御フローに戻し、放電電流値上限ｉ(n)maxよりも大きく且つ上限値ｉMax以下である場合には、放電停止とデューティの低下とを再度行い、上限値ｉMaxを超える場合には放電を停止させ、環境が変わって電極冷却目標温度が高くなった時点で通常の制御フローに戻る。

また、放電電流に基づくペルチェモジュール５の印加電圧のフィードバック制御に際して、前述のようにデューティの増分ΔＤ(n)を（ａ×Δｉd(n)−ｂ×Δｉ(n))×Ｆ{Ｄ(n-1)}で求めている時、放電電流の時間Δｔ間の変化量Δｉ(n)が予め定めた一定値を越える時も、制御回路Ｃが異常が生じていると判断するようにしてある。放電電極２上に水がある状態で放電がなされている時には、放電電流が急激に大きく変化することはないことから、異常が生じていると判断するものであり、この場合も放電を停止（高圧電源部４をオフ）して環境が変わるまで待機状態とする。

このほか、前述のようにペルチェモジュール５の印加電圧を変化させて結露水量を変化させているにもかかわらず、検出される放電電流値が変化しなかったり通常とは逆の方向に増減する場合も異常が生じていると制御回路Ｃが判断できるようにしている。この場合、デューティ値の変化分ΔＤ(n)の積算値をΣΔＤ（ΔＤの符号が変化した時点で積算リセット）、放電電流変化分Δｉ(n)の積算値をΣΔｉ、Ｘを定数とする時、放電電流ｉが１μＡ異常流れている状態において、ｉ≧1μＡ且つΣΔＤ≧Ｘ且つ−1＜ΣΔｉ＜1の時（ペルチェ入力電圧を上げているのにもかかわらず放電電流が変化しない時）は金属放電異常状態にあると判断し、ｉ≧1μＡ且つΣΔＤ≧Ｘ且つΣΔｉ≦−1の時（ペルチェ入力電圧を上げているのにもかかわらず放電電流が減少する時）は、水の放電電極２への付き方が悪い状態であると判断し、ｉ≧1μＡ且つΣΔＤ≦−Ｘ且つ−1＜ΣΔｉ＜1の時（ペルチェ入力電圧を下げているのにもかかわらず放電電流が変化しない時）並びにｉ≧1μＡ且つΣΔＤ≦−Ｘ且つΣΔｉ≧1の時（ペルチェ入力電圧を下げているのにもかかわらず放電電流が増加する時）は、金属放電異常状態と判断し、いずれの場合も一定時間運転を停止して所要の待機状態を経た後、再度運転を開始するようにしている。

図２０に別の実施形態の一例を示す。これは上述のものに比して、放電電極２の温度測定用の温度センサーＳ３と環境湿度の測定用の湿度センサーＳ２を用いることなく、適切な制御、殊に運転初期の放電電極２に結露水が生成されるまでの制御を行うことができるようにしたもので、放電電極２上に結露水が確保されてからは上述のものと同じ制御を行うが、それまでは次のような制御を行っている。

すなわち、制御回路Ｃは運転開始に伴い、図２２に示すように温度センサーＳ１で測定される環境温度を取り込んでこの環境温度に応じた電極冷却温度Ｔｃを設定する。つまり環境温度（室温）が１８℃であれば水が氷結する温度−１℃を勘案して温度を１９℃下げることとし、この電極冷却温度Ｔｃに応じたペルチェ印加電圧を設定する。なお、ペルチェモジュール５は電極冷却温度Ｔｃと印加電圧とは図２１に示す特性を有することから、電極冷却温度Ｔｃが大となるほど、印加電圧を高くすることになる。この時、ここでは印加電圧をＰＷＭ制御で行っているために、制御回路Ｃは上記印加電圧を得ることができるデューティ（Ｄｕｔｙ）値を電源６に対して出力してペルチェモジュール５の冷却を開始させる。この時、制御回路Ｃは高圧電源部４も同時に作動させて放電を開始するとともに放電電流検出回路４２による放電電流の検出を行う。

放電電極２上に水があれば放電電流が流れることになるが、結露水が生成されるに至っていない時点では正常であれば放電電流は殆ど流れないことになる。このために、ゼロに近い定数Ｉini（μＡ）を設定して、制御回路Ｃは検出された電流値Ｉが定数Ｉini未満であれば、図２２の右側のフローに示すように、正常時の動作として放電電圧の印加状態を保ったまま、電流値Ｉの監視を定期的に続け、電流値Ｉが定数Ｉini（μＡ）以上となった時点で前述の放電電流制御の状態に移行する。つまり、放電電極２が冷却されて結露水が付着すれば、放電電極２には高圧が印加されている状態であるために電界の力によって結露水は放電電極２の先端に集まりはじめ、結露水がある程度結集すると放電による静電霧化が開始されるとともに、この時点で通常の放電電流に基づくフィードバック制御に移行するのである。

上記フィードバック制御に移行する条件となる電流値Ｉが定数Ｉini（μＡ）以上となるまでの間、制御回路Ｃは定期的にデューティ値を小刻みに高くしてペルチェモジュール５に印加する電圧を漸次高くしていくことで、結露水の生成を早める処理も行っており、湿度が低い場合に結露水の確保が遅くなってしまうということがない。なお、ここではデューティ値Ｄ(n)が１００％デューティとなるＤ₂₅₆となった時点でもフィードバック制御の状態に移行するようにしてある。

一方、運転開始初期に測定した電流値ＩがＩini（μＡ）以上であれば、放電電極２の先端にゴミが付着していてこのゴミのために金属放電が生じている、あるいは環境の湿度が異常に高い、あるいは前回の運転時の結露水が放電電極２に残っているといったことが考えられることから、この時は次のような処理を行う。

すなわち、図２２の左側のフローに示すように、高圧電源部４を停止させるとともにペルチェモジュール５への電圧印加も停止させた状態を一定時間だけ保ち、その後、再度高圧電源部４及びペルチェモジュール５を作動させ、この状態で放電電流値Ｉを計測する。ペルチェモジュール５を一定時間停止させるのは、環境の湿度が異常に高い場合の可能性を無くすためであり、また、前回の運転時の結露水がなくなるのを待つためである。

そして放電及び冷却を再開した時点での放電電流値Ｉが所定値Ｉｐ（Ｉｐの値は上記Ｉiniと同じもしくは少し大）より低ければ、放電電極２に水ができて金属放電から水での放電状態に移行したと判断して、前述のフィードバック制御に移行する。放電電流値Ｉが上記所定値Ｉｐより高ければ、高圧電源部４を停止させて、この状態でデューティ値を一段もしくは複数段高めた状態で放電電極２の冷却を行い、所定時間が経過すれば高圧電源４を作動させて放電電流値Ｉを測定し、再度所定値Ｉｐと比較するということを、デューティ値が１００％（Ｄ₂₅₆）となるまで繰り返す。

放電電極２に水がついていないにもかかわらず放電電流が大の時は、上述のように金属放電を起こしていると考えられるとともに、この状態での放電継続は放電電極２の劣化やオゾンの発生につながるために、高圧放電は定期的に繰り返されることになる電流値Ｉの測定の際にだけなされるようにしているものである。なお、ペルチェモジュール５のデューティ値は上述のように漸増させていくのであるが、最大になってしまった場合は、環境が低温低湿といった結露水の生成に厳しい環境であって、現状のペルチェモジュール５の冷却能力では結露水を確保することができないとの判断で高圧電源４のオフに加えてペルチェモジュール５もオフとする。

図２３は放電電極２が冷えていない運転開始初期の制御フローの更に他例を示しており、制御回路Ｃは運転開始に伴い、温度センサーＳ１で測定される環境温度を取り込んでこの環境温度に応じた電極冷却温度Ｔｃに対応するデューティ値を設定して、ペルチェモジュール５の冷却を開始させ、高圧電源部４を作動させずにペルチェモジュール５による放電電極２の冷却のみを行う状態をしばし継続した後、高圧電源部４を作動させて放電を開始させる。結露水が生成されるであろう時間だけ待って放電を始めるわけであり、この時間は１分以上であることが望ましい。そして、初期の数分間で生成される結露水の量で放電を始めた時の放電電流の上限値として定めたＩmaxの値よりも、放電開始時の放電電流値Ｉが小さければ、放電電極２に正常に水が付いたと判断して放電電流値に基づく冷却制御のフィードバック制御に移行する。水が生じていると推察される時期に放電を開始するために、放電電極２の劣化や摩耗が生じにくくなっているものである。なお、水ができていない場合にもＩ＜Ｉmaxとなってフィードバック制御に移行してしまうが、この状態では放電電流Ｉが殆ど流れていないことから、放電電極２の劣化や摩耗は少ない上に、水ができてしまえば本来の放電電流値での放電状態となるために問題となるほどのことはない。

一方、放電開始時の放電電流値Ｉが上記上限値Ｉmax以上であるならば異常があると判断して、図２３において左側のフローに示すように、高圧電源部４を停止させるとともにペルチェモジュール５への電圧印加も停止させた状態を一定時間だけ保ち、その後、再度高圧電源部４の動作による放電のみを再開させて、この状態で放電電流値Ｉを計測する。ペルチェモジュール５を一定時間停止させるのは、環境の湿度が異常に高い場合の可能性を無くすためであり、また、前回の運転時の結露水がなくなるのを待つためである。

そして放電を再開した時点での放電電流値Ｉが所定値Ｉｐ（Ｉｐの値は前記Ｉiniと同じもしくは少し大）より低ければ、放電電極２に付着していた水が殆どなくなったために放電電流が減少したとの判断により、通常のフィードバック制御に移行する。

この時点でも放電電流値Ｉが所定値Ｉｐ以上であれば、異常は水の量が多かったためではなく、逆に水がない状態で金属放電が生じていたからとの判断で、放電を停止させるとともにペルチェモジュール５のみを最大デューティで動作する状態を一定時間保って、放電電極２に水が短時間で生成されるようにした後、放電を開始させて再度放電電流値Ｉを計測し、この電流値Ｉが前記上限値Ｉmaxより小さければ、前述の場合と同様の判断で通常のフィードバック制御に移行し、前記上限値Ｉmax以上であれば、環境が低温低湿といった結露水の生成に厳しい環境であって、現状のペルチェモジュール５の冷却能力では結露水を確保することができないとの判断で高圧電源４のオフに加えてペルチェモジュール５もオフとする。この時、一定時間後に運転を最初から開始させるモードを設けておけば、連続運転中でも回りの環境が代わって結露水を確保できる環境になった時点で正常運転に至るものとなる。

運転開始初期の制御を図２２に示したものと図２３に示したものとのいずれで行うにせよ、放電電流値に基づいて結露水が生成されたかどうかを判断するものであり、放電電極温度や湿度を測定しなくても運転開始初期を含めて結露水を適切に確保して霧化させることができる。特に精度をあまり期待することができない湿度センサーを用いなくてもすむことや、高圧が印加される放電電極そのものの温度を測定することが困難で放電電極近傍の温度を測定しなくてはならないが故に、放電電極温度も正確に検出することが難しいことなどを考慮すれば、これらの検出部材が不要であるにもかかわらず、適切な制御を行うことができる点で利点を有している。

ところで、放電電極２の温度測定用の温度センサーＳ３と環境湿度の測定用の湿度センサーＳ２が無いということは、放電電極２上の結露水の氷結をこれらに基づいて判断することはできないということであるが、ペルチェモジュール５への印加電圧値とその印加時間及び放電電流値によって氷結しているかどうかの判断を行うことができる。

すなわち、放電電極２上の結露水が凍りかけている場合や完全に凍った場合、殆ど霧化できないために放電電流値はほぼ０（μＡ）となる。従って放電電流制御中において、放電電流値Ｉが例えば０．５μＡより小さく且つペルチェモジュール５のデューティ値が最大値を３０秒ほど維持していたならば、氷結していると判断しても間違いはない。

放電電流制御中において電流値が上昇せずに目標値と差が生じている場合、電流値の測定毎にデューティ値を上げる処理を行うことから、氷結時には常にデューティ値が最大値となっているからである。なお、一例として３０秒で示した時間を待って判断をするのは、氷結していなくてもデューティ値が一瞬だけ最大値をとるとともにその時の放電電流値が０．５μＡ未満である場合が存在するからである。

このほか、氷点付近で冷却制御している場合など、いままで水の状態で霧化できていたものが、放電電極２のわずかな温度低下で氷点領域に突入してしまうと、瞬時に凍ってしまう。この時の変化を捉えることで氷結の判断を行うようにしてもよい。例えば、図２４に示すように、放電電流値の３μＡ以上の低下が放電電流値の計測間隔であるΔｔ内に生じるとともに、この急激な低下後の放電電流値が０．５μＡ未満であれば、氷結したと判断するのである。上記低下は２Δｔ時間内で捉えるようにすれば、徐々に凍っていく場合などにも対応することができる。

このほか、冷却手段の印加電圧値と冷却手段の電流もしくは電圧対冷却温度特性から氷結の判断を行うようにしてもよい。前述のように冷却手段（ペルチェモジュール５）の印加電圧と電極冷却温度とは図２１に示した特性を示すことから、放電電極２に付着した水が氷結する温度を−１℃とすると、電極冷却温度Ｔｃが温度センサーＳ１から得られる環境温度＋１℃に相当する印加電圧以上の電圧が冷却手段に印加されている状態は、氷結が生じることになるからであり、従って、上記印加電圧に相当するデューティ値が放電電流値に基づくフィードバック制御中に出力されていれば氷結状態と判断することができる。

そして上記のように氷結状態にあると判断した時、制御回路Ｃは図２５に示す動作を実行するようにしておくのが好ましい。つまり、いったん高圧電源部４及びペルチェモジュール５をオフとし、この状態を一定時間保持する。その後、高電圧を印加するとともにペルチェモジュール５を低めのデューティで駆動し、放電電流値Ｉの計測を行う。上記のオフ期間内に氷結していた水が溶け出しておれば、放電電流が流れることから、放電電流値Ｉが微小電流（たとえば１μＡ）Ｉａを越えておれば、通常の放電電流値に基づくフィードバック制御に戻り、放電電流値Ｉが微小電流値Ｉａ以下であれば、放電電流が流れていなかったのは氷結ではなく、冷却手段の能力不足のために結露水が放電電極２上にできていないとの判断により、高圧電源部４及びペルチェモジュール５をオフとするのである。

また、放電電極２の温度測定用の温度センサーＳ３と環境湿度の測定用の湿度センサーＳ２を備えていないということは、放電電極２が十分冷えていないために結露水ができない状態にあるということも不明なわけであり、このために本来ならば放電電極２上に水が無いために放電電流が流れないはずであるにもかかわらず、放電電流が流れている異常状態は、次のようにして検出を行うことが行うことが好ましい。

すなわち、放電電極２上に水が無いにもかかわらず放電電流が流れるのは、何らかの原因で金属放電が生じているためと考えられ、この場合はその放電電流が大（たとえば５μＡ以上）である上に、放電電流が小さくなるようにペルチェ印加電圧を下げても放電電流値が減少しない。このために、ペルチェモジュール５の駆動デューティを変化させているにもかかわらず検出される放電電流値が一定であったり高い値を維持し続けるならば、電極２上に水が無い状態で異常放電がなされていると制御回路Ｃが判別して、ペルチェモジュール５及び高圧電源部４をオフとするようにしておくのである。たとえば、ペルチェモジュール５への印加電圧がゼロに近い電圧（たとえば０．３Ｖ以下）であり且つ放電電流値がたとえば３μＡ以上の値である状態が所要時間（たとえば３０秒間）継続する時は、異常放電が生じていると判断する。なお、ペルチェモジュール５及び高圧電源部４をオフとした後、一定時間が経過したり、環境温度が上昇すれば、運転を再開するようにしておくと、正常状態への復帰を期待することができる。

このほか、長時間運転を続けていると、放電電極２を絶縁板を介してペルチェモジュール５で冷却している関係で周辺温度も低下して、結露水が放電電極２上にだけでなく、放電電極２の周辺にも付着してくる場合があり、結露水が過剰となっているこのような状態では放電電極２先端の結露水への放電集中が妨げられることになって、正常な静電霧化ができなくなる虞がある。このために連続運転動作が所要時間（たとえば２時間）に達すれば、その時点でいったんペルチェモジュール５及び高圧電源部４をたとえば５分間ほどオフとした後、運転を再開するようにしておくとよい。

本発明の実施の形態の一例の動作の一例を示すフローチャートである。 同上のブロック回路図である。 同上の斜視図である。 同上の静電霧化ユニットの概略断面図である。 結露領域と氷結領域についての説明図である。 同上の動作の他例のフローチャートである。 同上の動作の更に他例のフローチャートである。 同上のペルチェモジュールの温度制御に関するフローチャートである。 同上の動作説明図である。 同上の他例の動作説明図である。 冷却温度と吸熱量との説明図である。 放電電流検出部の一例の回路図である。 (a)(b)は夫々正常時と異常時の波形のタイムチャートである。 (a)は放電電圧検出部の一例の回路図、(b)は正常時の電圧波形図、(c)(d)は異常時の電圧波形図である。 他の実施の形態の一例のブロック回路図である。 (a)(b)(c)は放電時に放電電極上の結露水で形成されるテーラーコーンの状態を示す説明図である。 同上の放電電流フィードバックに関する説明図である。 同上の異常検出時のフローチャートである。 同上の異常検出時の他のフローチャートである。 他の実施形態の一例のブロック図である。 電極冷却温度とペルチェ印加電圧との特性図である。 同上の制御の一例のフローチャートである。 同上の制御の他例のフローチャートである。 他例の動作状態の一例のタイムチャートである。 氷結からの復帰時の動作の一例のフローチャートである。

符号の説明

１ 静電霧化ユニット
２ 放電電極
３ 対向電極
５ ペルチェモジュール
Ｃ 制御回路

Claims (24)

1. 放電電極とこれに対向する対向電極を備えるとともに、上記放電電極を冷却して放電電極部分に空気中の水分を基に水を生成させる冷却手段と、上記両電極間に高電圧を印加して両電極間に放電を生じさせて上記水を霧化する高圧電源と、放電状態を監視して放電異常を検出する放電異常検出手段の出力に応じて上記高圧電源を制御する制御手段とを備えていることを特徴とする静電霧化装置。
2. 放電異常検出手段は放電電流を検出するものであるとともに検出した放電電流値によって複数種の放電異常を判別検出するものであることを特徴とする請求項１記載の静電霧化装置。
3. 放電異常検出手段は放電電流を検出するものであるとともに検出した放電電流値によって放電電極部分の水の氷結に起因する放電異常を判別検出するものであることを特徴とする請求項２記載の静電霧化装置。
4. 放電異常検出手段は放電電流を検出するものであるとともに検出した放電電流値と冷却手段の駆動出力値とから放電異常を判別検出するものであることを特徴とする請求項２または３記載の静電霧化装置。
5. 放電異常検出手段は放電電圧を検出するものであるとともに検出した放電電圧値によって複数種の放電異常を判別検出するものであることを特徴とする請求項１記載の静電霧化装置。
6. 放電異常検出手段は昇圧を行う高圧電源の一次側の電圧値を監視するものであることを特徴とする請求項５記載の静電霧化装置。
7. 制御手段は放電異常検出手段による放電異常出力を受けて放電を停止させるものであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の静電霧化装置。
8. 制御手段は放電異常検出手段による放電異常出力を受けて冷却手段の動作も制御するものであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の静電霧化装置。
9. 放電異常検出手段は放電電流を検出するものであり、制御手段は検出された放電電流値の変化と制御対象である冷却手段の冷却能力の制御方向との関係に基づいて冷却手段の電源をオフとするものであることを特徴とする請求項８記載の静電霧化装置。
10. 制御手段は連続運転中に冷却手段及び高圧電源を所定時間だけ休止させるものであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の静電霧化装置。
11. 放電異常検出手段は、一定値以上の放電電流値が所定時間以上続くとき、金属放電が生じていると判断するものであることを特徴とする請求項２記載の静電霧化装置。
12. 放電異常検出手段は、検出される放電電流値が最適範囲の上限を越えると、放電電極上の水が過剰と判断するものであることを特徴とする請求項２記載の静電霧化装置。
13. 放電異常検出手段は、検出される放電電流値が最適範囲の上限を越えるとともに設定された上限値以下であると、制御手段を介して放電をいったん停止させるものであることを特徴とする請求項１２記載の静電霧化装置。
14. 放電異常検出手段は、検出される放電電流値が設定された上限値よりも大きいとき、金属放電が生じていると判断するものであることを特徴とする請求項１２記載の静電霧化装置。
15. 放電異常検出手段は、一定値以下の放電電流値が所定時間以上続くとき、放電電極上の水に氷結が生じていると判断するものであることを特徴とする請求項３記載の静電霧化装置。
16. 制御手段は冷却手段の動作も制御するものであるとともに、放電異常検出手段による氷結の判断出力を受けて氷結を溶解させる制御を冷却手段に対して行うものであることを特徴とする請求項１５記載の静電霧化装置。
17. 放電異常検出手段は、放電電流の安定から金属放電が生じていると判断するものであることを特徴とする請求項２記載の静電霧化装置。
18. 制御手段は冷却手段の動作も制御するものであるとともに、放電異常検出手段において検出される放電電流の値に応じて冷却手段をデューティ制御するものであり、検出される放電電流値が設定された下限値以下であって放電電極の温度が０℃を超えており且つ冷却手段のデューティが最大であれば、放電異常検出手段は放電電極に水が生成されていないと判断するものであることを特徴とする請求項２記載の静電霧化装置。
19. 制御手段は冷却手段の動作も制御するものであるとともに、放電異常検出手段において検出される放電電流の値に応じて冷却手段をデューティ制御するものであり、検出される放電電流値が設定された下限値以下であって放電電極の温度が０℃以下であれば、放電異常検出手段は制御手段を介して冷却手段のデューティを低下させ、その後、一定時間後に放電電流値を再度検出して放電電流値が依然として上記下限値以下であると、放電電極の水が氷結していると判断するものであることを特徴とする請求項２記載の静電霧化装置。
20. 放電異常検出手段は、検出される放電電流の所定時間内の変化量が予め定めた一定値を越えるとき、異常と判断するものであることを特徴とする請求項２記載の静電霧化装置。
21. 制御手段は冷却手段の動作も制御するものであるとともに、放電異常検出手段において検出される放電電流の値に応じて冷却手段を制御するものであり、放電異常検出手段は、冷却手段であるペルチェの入力電圧を変化させているにもかかわらず放電電流が変化しないとき、またはペルチェ入力電圧を下げているにもかかわらず放電電流が増加するとき、金属放電異常と判断するものであることを特徴とする請求項２記載の静電霧化装置。
22. 制御手段は冷却手段の動作も制御するものであるとともに、放電異常検出手段において検出される放電電流の値に応じて冷却手段を制御するものであり、放電異常検出手段は、冷却手段であるペルチェの入力電圧を上げているにもかかわらず放電電流が減少するとき、放電電極への水のつき方が悪いと判断するものであることを特徴とする請求項２記載の静電霧化装置。
23. 制御手段は冷却手段の動作も制御するものであるとともに、放電異常検出手段において検出される放電電流の値に応じて冷却手段を制御するものであり、放電異常検出手段は、冷却手段であるペルチェの入力電圧がゼロに近い状態で放電電流が一定値以上の状態が所要時間継続するとき、異常放電が生じていると判断するものであることを特徴とする請求項２記載の静電霧化装置。
24. 放電異常検出手段は、放電電圧値が第１の所定電圧以上であるとき、または第１の所定電圧よりも低い第２の所定電圧以下であるとき、放電異常と判断するものであることを特徴とする請求項５または６記載の静電霧化装置。