JP4877290B2 - マイナスイオン発生機能付き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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本発明はマイナスイオンの発生機能を備えた静電霧化装置及びこれを備えた空気清浄機に関するものである。
ミストを発生させる霧化装置として、特許第3260150号公報(特許文献1)に示されているような静電霧化装置がある。これは図7に示すように、水Wを収容した水タンク6と、水タンク6内の水を毛細管現象で吸い上げて先端の針状霧化部に導く吸水体4と、吸水体4の針状霧化部に対向する対向電極3と、水タンク6内の水Wもしくは吸水体4で保持されている水に印加電極2を介して電圧を印加する高圧発生回路15とからなり、対向電極3との間の放電箇所となる吸水体4の針状霧化部に存在する水にレイリー分裂を起こさせて霧化することでミストMを発生させるものである。
また、マイナスイオンを発生させるマイナスイオン発生装置も良く知られている。これは対向電極と対向する針状電極に高圧の負電圧を印加させてコロナ放電を行わせることでマイナスイオンを発生させるものである
電霧化装置もマイナスイオン発生装置も電気的な構成はほぼ同じであるが、針状電極に水を保持させることはできない上に、静電霧化の方がマイナスイオン発生よりも大きな電圧が必要でマイナスイオン発生装置に静電霧化用の高電圧を印加した時には人体に悪影響を及ぼすオゾンが大量に発生することから、単一の構成で静電霧化とマイナスイオン発生の両機能を持たせることはできないといったことがあるために、これまでマイナスイオン発生機能を備えた静電霧化装置は提供されていない。
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、マイナスイオン発生機能を備えた静電霧化装置及び当該静電霧化装置を備えた空気清浄機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は、水保持部から水を吸い上げる吸水体と、上記水保持部の水に負電圧を印加して上記吸水体で静電霧化を行わせる印加電極と、該印加電極に負電圧を印加する高電圧発生源とを備えた静電霧化装置において、マイナスイオンを発生させるためのイオン化針を備え、上記印加電極は上記イオン化針に上記水保持部の水と同時に負電圧を印加することに特徴を有している。
また、上記印加電極を装着しているとともに周面に通風孔が開口するホルダーを更に備え、上記水保持部が水を収容して保持していることが好ましい。上記水保持部が上面に開口を有し、当該開口を上記印加電極で閉じていることが好ましい。上記水保持部の水に上記イオン化針を接触させていることが好ましい。
また、本発明の空気清浄機においては、上述のマイナスイオン発生機能付き静電霧化装置と、ファン及び風洞を有している送風機とを備え、吸い込み口から上記風洞を介して吹き出し口に至る空気流路のうち、上記静電霧化装置を上記風洞内で且つ上記吹き出し口近傍に配置していることに特徴を有している。
また、本発明の空気清浄機においては、上述のホルダーを有したマイナスイオン発生機能付き静電霧化装置と、ファン及び風洞を有する送風機とを備え、上記送風機が上記静電霧化装置配置用の収納凹所を有し、上記収納凹所の壁面に開口部を設けているとともに、上記開口部が上記通風孔に通じていることに特徴を有している。
本発明に係るマイナスイオン発生機能付き静電霧化装置及びこれを備えた空気清浄機においては、水保持部の水と上記イオン化針とに負電圧を同時に印加して上記吸水体で静電霧化を行わせるとともに上記イオン化針にコロナ放電を生じさせるために、マイナスイオン発生機能を備えた静電霧化装置とすることができる。
そして、接地されているとともに上記吸水体と上記イオン化針の両者に対向している対向電極を備えたものとすれば、対向電極を静電霧化とマイナスイオン発生とで共用して、少ない部品点数でマイナスイオン発生機能も備えたものとすることができ、さらに吸水体の針状霧化部と対向電極との間の距離よりもイオン化針と対向電極との間の距離の方が長くしていると、マイナスイオン発生と静電霧化とで同電圧の負電圧を用いることができるために、使用する高電圧発生回路も共用することができ、しかもオゾンの発生のおそれを無くすことができる。
以下本発明を実施の形態の一例に基づいて詳述すると、図示例の静電霧化装置1は霧化させることになる水を収容した水タンク6を下部に備えたもので、円筒状で且つ周面に通風孔12が開口するホルダー10と、該ホルダー10の上部に配された対向電極3と、ホルダー10の下部に嵌め込まれて水に対する電圧印加を担う印加電極2と、この印加電極2によって保持されている複数本の棒状吸水体4と、同じく印加電極2によって保持されているイオン化針5とで構成されており、カップ状に形成されて水保持部を構成する上記水タンク6は、その上端開口縁の外面の突起60が上記ホルダー10の下部に装着されている印加電極2の外周フランジ部21に設けられている係合凹所29にバヨネット係合することで取り付けられている。
対向電極3と印加電極2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されることで導電性を有しているもので、ホルダー10の上部に被せられる対向電極3はその外周面に形成された接続用突部30の外面に接触する接地用接触板71を通じて接地される。ホルダー10の下部内に嵌め込み固定されてホルダー10内面のリブ11で押さえ固定されている印加電極2も同じく外周面に形成された接続用突部20の外面に接触する接触板72を介して高電圧発生源に接続される。
前記棒状吸水体4は、多孔質セラミックで形成されてその上端が針状に尖った針状霧化部となっているもので、複数本、図示例では6本の吸水体4が印加電極2に取り付けられている。これら吸水体4は印加電極2の中央に配されたイオン化針5を中心とする同心円上に等間隔で配置されて、上部が印加電極2よりも上方に突出し、下部は下方に突出して上記水タンク6内に入れられた水と接触する。
図中22は印加電極2から下方に突出している円筒状のスカートで、上記複数本の吸水体4の外側を囲んでいるとともに、その下端は吸水体4の下端よりも下方に位置し、下端開口には格子状保護カバー17が被せられている。印加電極2における該スカート22は、水タンク6内に入れられた水と接触することで水に高電圧を印加すると同時に、上記格子状保護カバー17と共にセラミックで形成されている吸水体4の保護を行うものである。
ここで、印加電極2は、水タンク6が連結された時、水タンク6の上面開口を略密閉してしまうことで、傾いた時にも水タンク6内の水が漏れ出ることがないようにしており、この関係で上記スカート22の周方向の一部にはスカート22の上下方向全長にわたるスリット23を設けて、水を入れた水タンク6の装着時に上記スリット23によってスカート22で囲まれた空間内の空気を抜いてスカート22内への水の流入を許すようにしている。
ホルダー10の上面開口を閉じるように装着された対向電極3は、図3に示すように中央に開口部31を有するとともに、この開口部31の縁は上方から見た時、前記複数本の吸水体4の上端の針状部を中心とする複数の同一径の円弧Rを他の円弧rで滑らかにつないだものとなっている。対向電極3を接地し、印加電極2に高電圧発生源を接続するとともに、吸水体4が毛細管現象で水を吸い上げている時、吸水体4の上端の針状霧化部が印加電極2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。なお、上記開口部31には格子状保護カバー16が被せられることで、開口部31を通じてイオン化針5や吸水体4に手指などが接触することが防止されている。
今、水を入れた水タンク6を装着して、印加電極2のスカート22に水を接触させると同時に、吸水体4に毛細管現象で水を吸い上げさせ、さらに対向電極3を接地するとともに印加電極2に高電圧発生源を接続して、印加電極2に負電圧を印加した時、この電圧が水にレイリー分裂を起こさせることができる高電圧であれば、吸水体4の上端の針状霧化部に達した水はここでレイリー分裂を起こしてナノメータサイズの粒子径の霧化を生じさせる静電霧化がなされる。
また、この静電霧化装置1では印加電極2によって保持されているイオン化針5にも負電圧が同時に印加され、対向電極3との間でのコロナ放電によってマイナスイオンの発生もなされる。この時、電極間の距離が同じであればマイナスイオン発生のために必要な電圧よりも静電霧化に必要な電圧の方が高いことから、ここでは吸水体4の上端の針状部から対向電極3までの距離L1よりも、イオン化針5から対向電極3までの距離L2をかなり長くすることで静電霧化の方を生じやすくしている。もっとも、水タンク6内の水が無くなるとともに吸水体4で保持している水も霧化されてなくなれば、上記マイナスイオンの発生のみが継続して行われる。
図4に他例を示す。これは対向電極3の中央に配したイオン化針5の下端を下方に延長して水タンク6内の水と接触するようにしたものである。印加電極2とイオン化針5との間の電気的接触度(抵抗値)は製造上の理由によりばらつきが生じるが、印加電極2で負電圧が印加される水タンク6内の水にイオン化針5も接触させることで、イオン化針5に安定した負電圧を供給することができるものである。図中19はホルダー10に両端部が回動自在に取り付けられた取手である。
図5及び図6は上記静電霧化装置1を備えた空気清浄機7を示している。モータ83に寄って駆動されるファン82と風洞70とからなる送風機を備えて、前面の吸い込み口76から吸い込んだ空気をフィルター部81で濾過した後、吹き出し口77から外部に放出するのであるが、この空気清浄機7における吸い込み口76から吹き出し口77に至るまでの空気流路のうち、上記送風機における風洞70内で且つ吹き出し口77の近傍位置に上記静電霧化装置1が配設されている。
静電霧化で生じたナノメータサイズの粒子径のミストであるナノサイズミストは拡散性が元々高いが、送風機による送風に乗って広がるためにさらに拡散性が良好になっているものであり、このためにナノサイズミストが有している活性種によるところの室内空気中の臭気成分や室内壁面への付着物についての脱臭機能を有効に利用することができる。特に図示例のものでは、風洞70の一部に設けた収納凹所73内に静電霧化装置1を配置した時、接触板71,72と前記接続用突部20,30との接触を可能とするために収納凹所73の壁面に開けた開口部74(図1参照)と静電霧化装置1のホルダー10における通風孔12を通じて、静電霧化装置1の内部に一部の風が流入するために、霧化が促進されて霧化量が増大するとともにミストが風に乗って飛散しやすくなっている。
また、風洞70内に静電霧化装置1が配されているものの、静電霧化装置1付近を通過する空気はフィルター部81で濾過された清浄な空気であり、このために静電霧化装置1が汚れることはなく、上述のように一部の風が静電濾過装置1内に入るものの、汚れが原因で静電霧化が生じにくくなることが殆どないものである。
本発明の実施の形態の一例の断面図である。 同上の断面図である。 同上の格子状カバーを外した状態の平面図、 同上の他例の断面図である。 本発明に係る空気清浄機の一例の縦断面図である。 同上の横断面図である。 静電霧化装置の概略を示す説明図である。
符号の説明
1 静電霧化装置
2 印加電極
3 対向電極
4 吸水体
5 イオン化針
6 水タンク

Claims (6)

  1. 水保持部から水を吸い上げる吸水体と、上記水保持部の水に負電圧を印加して上記吸水体で静電霧化を行わせる印加電極と、該印加電極に負電圧を印加する高電圧発生源とを備えた静電霧化装置において、マイナスイオンを発生させるためのイオン化針を備え、上記印加電極は上記イオン化針に上記水保持部の水と同時に負電圧を印加することを特徴とするマイナスイオン発生機能付き静電霧化装置。
  2. 上記印加電極を装着しているとともに周面に通風孔が開口するホルダーを更に備え、上記水保持部が水を収容して保持していることを特徴とする請求項1に記載のマイナスイオン発生機能付き静電霧化装置。
  3. 上記水保持部が上面に開口を有し、当該開口を上記印加電極で閉じていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のマイナスイオン発生機能付き静電霧化装置。
  4. 上記水保持部の水に上記イオン化針を接触させていることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載のマイナスイオン発生機能付き静電霧化装置。
  5. 請求項1乃至4のいずれか1項に記載のマイナスイオン発生機能付き静電霧化装置と、ファン及び風洞を有している送風機とを備え、吸い込み口から上記風洞を介して吹き出し口に至る空気流路のうち、上記静電霧化装置を上記風洞内で且つ上記吹き出し口の近傍に配置していることを特徴とする空気清浄機。
  6. 請求項2に記載のマイナスイオン発生機能付き静電霧化装置と、ファン及び風洞を有する送風機とを備え、上記送風機が上記静電霧化装置配置用の収納凹所を有し、上記収納凹所の壁面に開口部を設けているとともに、上記開口部が上記通風孔に通じていることを特徴とする空気清浄機。
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