JP5470890B2 - Stationary electrostatic spraying device - Google Patents
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Description
本発明は、電界によってノズルの先端から液体を噴霧する設置式の静電噴霧装置に関するものである。 The present invention relates to an installation type electrostatic spraying device that sprays liquid from the tip of a nozzle by an electric field.
従来より、容器内に貯留された液体を噴霧させるための液体噴霧装置が広く知られている。この種の液体噴霧装置として、ノズルの先端の電界を利用して液体を噴霧する、静電噴霧装置が知られている。 Conventionally, a liquid spraying device for spraying a liquid stored in a container is widely known. As this type of liquid spraying device, an electrostatic spraying device that sprays a liquid using an electric field at the tip of a nozzle is known.
特許文献１に開示される静電噴霧装置は、袋状の容器と、該容器と連通するノズルと、対向電極と、電源とを備えている。容器内の液体がノズルの先端に搬送された状態で、電源からノズル先端の液体に高電圧が印加されると、ノズル先端と対向電極との間に電界が形成される。これにより、ノズル先端で帯電された液体が引きちぎられて噴霧粒子となり、この噴霧粒子が拡散する。拡散した噴霧粒子は、所定の噴霧対象へ供給される。なお、特許文献１では、化粧水を噴霧粒子とし、この噴霧粒子を噴霧対象としての使用者の顔面等へ付着させるようにしている。
ところで、上記のような静電噴霧装置においては、噴霧粒子を噴霧対象へ確実に到達させるために、ノズル先端から所定距離に亘って線状の液糸（リガメント）を形成することが好ましい。即ち、ノズル先端から所定距離に亘って液糸を形成し、この液糸の先端で噴霧粒子を拡散させることで、比較的離れた噴霧対象に対して、微細な液滴を供給することができる。 By the way, in the electrostatic spraying apparatus as described above, it is preferable to form a linear liquid string (ligament) over a predetermined distance from the nozzle tip in order to ensure that the spray particles reach the spray target. That is, by forming a liquid yarn over a predetermined distance from the nozzle tip and diffusing the spray particles at the tip of the liquid yarn, it is possible to supply fine droplets to a relatively remote spray target. .
一方、静電噴霧装置を使用する場合、ノズル先端から噴霧対象までの距離は必ずしも一定ではなく、この距離は静電噴霧装置の使用状況に応じて変化する。従って、所定長さの液糸を形成して噴霧を行った場合にも、噴霧対象（例えば使用者）がノズル先端に近すぎると、液糸が噴霧対象に直接的に当たってしまう。また、噴霧対象がノズル先端から遠すぎると、液糸の先端から拡散した噴霧粒子が噴霧対象に届かなくなってしまう。その結果、この静電噴霧装置において、噴霧対象に対して最適な噴霧性能を得ることができないという問題が生じる。 On the other hand, when the electrostatic spraying device is used, the distance from the nozzle tip to the spray target is not always constant, and this distance varies depending on the usage state of the electrostatic spraying device. Accordingly, even when spraying is performed by forming a liquid yarn having a predetermined length, if the spray target (for example, a user) is too close to the tip of the nozzle, the liquid yarn directly hits the spray target. Moreover, if the spray target is too far from the nozzle tip, the spray particles diffused from the tip of the liquid yarn will not reach the spray target. As a result, in this electrostatic spraying device, there arises a problem that optimum spraying performance cannot be obtained for the spray target.
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、使用状況に応じて噴霧対象に対して最適な噴霧性状の液体を供給できる設置式の静電噴霧装置を提供することである。 This invention is made | formed in view of such a point, and is providing the installation type electrostatic spraying apparatus which can supply the liquid of the optimal spraying property with respect to spray object according to a use condition.
第１の発明は、液体を貯留する容器（21）と、該容器（21）の内部に連通するノズル（25）と、該容器（21）内の液体をノズル（25）内へ搬送する液体搬送機構（50）と、該ノズル（25）の先端に電界を形成するように電圧を印加する電源（45）とを備え、所定の設置部に設置され、上記電界によってノズル（25）の先端から液糸を形成するように使用者に向かって液体を噴霧する設置式の静電噴霧装置を対象とする。そして、この設置式の静電噴霧装置は、上記ノズル（25）の先端を通過する液体の流速を変化させる流速調整手段（57）と、上記電源（45）の印加電圧を調整する電圧調整手段（47）とを有し、上記液体の流速と該印加電圧との双方を調整することで上記液糸の長さを調整する液糸調整手段（47,57）を更に備え、上記液糸調整手段（47,57）の液糸の長さの調整範囲は、４０ｍｍよりも大きいことを特徴とする。 The first invention includes a container (21) for storing a liquid, a nozzle (25) communicating with the inside of the container (21), and a liquid for conveying the liquid in the container (21) into the nozzle (25). A transport mechanism (50) and a power source (45) for applying a voltage so as to form an electric field at the tip of the nozzle (25) are installed in a predetermined installation portion, and the tip of the nozzle (25) is installed by the electric field. target electrostatic spraying device installation type spraying liquid towards the user so as to form a liquid thread from. And this installation type electrostatic spraying device includes a flow rate adjusting means (57) for changing the flow rate of the liquid passing through the tip of the nozzle (25), and a voltage adjusting means for adjusting the applied voltage of the power source (45). (47), and further comprising liquid yarn adjusting means ( 47, 57) for adjusting the length of the liquid yarn by adjusting both the flow velocity of the liquid and the applied voltage, and the liquid yarn adjustment The adjustment range of the length of the liquid yarn of the means (47, 57) is larger than 40 mm .
第１の発明の静電噴霧装置では、液体搬送機構（50）によって容器（21）内の液体がノズル（25）内へ送られる。また、電源（45）から電圧が印加されてノズル（25）の先端に所定の電界が形成される。これにより、ノズル（25）の先端からは、所定長さの液糸が形成されるように液体が噴霧される。ここで、本発明では、液糸調整手段（47,57）によって液糸の長さを調整できる。従って、静電噴霧装置の使用状況に併せて最適な液糸の長さで噴霧を行うことができる。 In the electrostatic spraying device of the first invention, the liquid in the container (21) is sent into the nozzle (25) by the liquid transport mechanism (50). In addition, a voltage is applied from the power source (45) to form a predetermined electric field at the tip of the nozzle (25). Thereby, the liquid is sprayed from the tip of the nozzle (25) so that a liquid string of a predetermined length is formed. Here, in the present invention, the length of the liquid yarn can be adjusted by the liquid yarn adjusting means ( 47, 57). Therefore, spraying can be performed with the optimum length of the liquid yarn in accordance with the use state of the electrostatic spraying device.
第１の発明では、流速調整手段（57）がノズル（25）の面流速を変化させると、これに伴い液糸の長さが変化する。その結果、静電噴霧装置の使用状況に併せて最適な液糸の長さで噴霧を行うことができる。また、電圧調整手段（57）が、電源（45）の印加電圧を調整する。その結果、ノズル（25）の先端の電界強度が変化し、液糸の長さが変化する。 In the first invention, when the flow rate adjusting means (57) changes the surface flow rate of the nozzle (25), the length of the liquid yarn changes accordingly. As a result, it is possible to perform spraying with the optimum length of the liquid yarn in accordance with the use state of the electrostatic spraying device. Moreover, a voltage adjustment means (57) adjusts the applied voltage of a power supply (45). As a result, the electric field strength at the tip of the nozzle (25) changes, and the length of the liquid yarn changes.
本発明によれば、ノズル（25）の先端から形成される液糸長さを液糸調整手段（35,47,57）によって調整できるので、使用状況に応じた最適な液糸長さで噴霧を行うことができる。従って、例えば液糸長さを比較的長めに調節することで、比較的離れた噴霧対象に対しても噴霧粒子を到達させることができる。また、例えば液糸長さを比較的短めに調節することで、比較的近い噴霧対象に対して液糸が当たってしまうのを回避できる。 According to the present invention, since the liquid yarn length formed from the tip of the nozzle (25) can be adjusted by the liquid yarn adjusting means (35, 47, 57), spraying is performed with the optimum liquid yarn length according to the use situation. It can be performed. Therefore, for example, by adjusting the length of the liquid yarn to be relatively long, the spray particles can be made to reach a spray object that is relatively far away. Further, for example, by adjusting the liquid yarn length to be relatively short, it is possible to avoid the liquid yarn from hitting a relatively close spray target.
特に第１の発明では、ノズル（25）の面流速を変化させているので、比較的広範囲に亘って液糸長さを変化させることができる。また、第１の発明では、電源（45）の印加電圧を変化させているので、液糸長さを細かいレンジで微調整することができる。 In particular, in the first invention, since the surface flow velocity of the nozzle (25) is changed, the liquid yarn length can be changed over a relatively wide range. In the first invention, since the applied voltage of the power source (45) is changed, the liquid yarn length can be finely adjusted in a fine range.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本実施形態の静電噴霧装置（10）は、卓上等に設置されて使用者に向かって所定の液体を噴霧するものである。静電噴霧装置（10）は、噴霧装置本体（30）と、該噴霧装置本体（30）に交換可能に装着される噴霧カートリッジ（20）とを備えている。 The electrostatic spraying device (10) of the present embodiment is installed on a tabletop or the like and sprays a predetermined liquid toward the user. The electrostatic spraying device (10) includes a spraying device main body (30) and a spray cartridge (20) that is replaceably attached to the spraying device main body (30).
噴霧装置本体（30）は、筒状本体部（31）と支持部（32）と台座カバー（33）とを有している。支持部（32）は、筒状本体部（31）を支持する略矩形状の柱部材で構成されている。支持部（32）には、静電噴霧装置（10）を操作するためのスイッチ等が設けられている。台座カバー（33）は、下側が開放され且つ筒状本体部（31）の上部に沿うような略半円柱状に形成されている。静電噴霧装置（10）の使用時には、台座カバー（33）が支持部（32）の下端に連結されて噴霧装置本体（30）の台座として機能する（図１を参照）。静電噴霧装置（10）の不使用時には、台座カバー（33）が筒状本体部（31）の上部に取り付けられてノズル（25）を覆う状態となる（図示省略）。なお、この不使用時には、支持部（32）が台座として機能する。 The spraying device main body (30) has a cylindrical main body (31), a support (32), and a pedestal cover (33). The support portion (32) is configured by a substantially rectangular column member that supports the cylindrical main body portion (31). The support (32) is provided with a switch for operating the electrostatic spraying device (10). The pedestal cover (33) is formed in a substantially semi-cylindrical shape with the lower side open and along the upper part of the cylindrical main body (31). When the electrostatic spraying device (10) is used, the pedestal cover (33) is connected to the lower end of the support portion (32) and functions as a pedestal of the spraying device main body (30) (see FIG. 1). When the electrostatic spraying device (10) is not used, the pedestal cover (33) is attached to the upper portion of the cylindrical main body (31) and covers the nozzle (25) (not shown). In addition, when not in use, the support portion (32) functions as a pedestal.
筒状本体部（31）は、筒状の胴部（34）と、該胴部（34）の軸方向両端にそれぞれ形成される円形カバー部（35,36）とを有している。また、胴部（34）の斜め上方部位には、径方向外側に膨出するシュラウド部（37）が形成されている。シュラウド部（37）の先端側には、筒状本体部（31）内に臨むように開口穴が形成され、この開口穴にノズルベース（38）が径方向（図２に示す白抜きの矢印の方向）に進退自在に嵌り込んでいる。ノズルベース（38）には、表面側（外側）にノズル凹部（38a）が形成され、背面側に取付凹部（38b）が形成されている。ノズルベース（38）では、ノズル凹部（38a）の内側に噴霧カートリッジ（20）のノズル（25）が突出し、且つ取付凹部（38b）の内部に噴霧カートリッジ（20）の導電部材（22）が嵌り込む（詳細は後述する）。 The cylindrical main body portion (31) has a cylindrical trunk portion (34) and circular cover portions (35, 36) respectively formed at both axial ends of the trunk portion (34). In addition, a shroud portion (37) that bulges radially outward is formed at an obliquely upper portion of the body portion (34). An opening hole is formed on the tip side of the shroud portion (37) so as to face the cylindrical main body portion (31), and the nozzle base (38) is radially formed in this opening hole (the white arrow shown in FIG. 2). In the direction of). In the nozzle base (38), a nozzle recess (38a) is formed on the front surface side (outside), and an attachment recess (38b) is formed on the back surface side. In the nozzle base (38), the nozzle (25) of the spray cartridge (20) protrudes inside the nozzle recess (38a), and the conductive member (22) of the spray cartridge (20) fits inside the mounting recess (38b). (Details will be described later).
また、胴部（34）には、シュラウド部（37）の下側にＬＥＤライト（39）が形成されている。ＬＥＤライト（39）は、ノズル（25）の先端から噴霧される液体に向かって光を照射することで、噴霧性状を視認し易くするものである。 Further, an LED light (39) is formed on the trunk portion (34) below the shroud portion (37). The LED light (39) makes it easy to visually recognize the spray properties by irradiating light from the tip of the nozzle (25) toward the liquid to be sprayed.
一対の円形カバー部（35,36）は、胴部（34）の両側面を覆うように該胴部（34）に取り付けられている。各円形カバー（35,36）には、帯状の金属部材（40）がそれぞれ設けられている。金属部材（40）は、ノズル（25）内で電荷を帯びた液体との間において、所望の電界を形成するための電極（対向電極）を構成している。また、各円形カバー部（35,36）は、その軸心を中心として胴部（34）に対して回転可能に構成されている。 The pair of circular cover portions (35, 36) are attached to the body portion (34) so as to cover both side surfaces of the body portion (34). Each circular cover (35, 36) is provided with a strip-shaped metal member (40). The metal member (40) constitutes an electrode (counter electrode) for forming a desired electric field between the metal (40) and the charged liquid in the nozzle (25). Each of the circular cover portions (35, 36) is configured to be rotatable with respect to the trunk portion (34) about its axis.
筒状本体部（31）の内部には、噴霧カートリッジ（20）を収容するための収容部（41）と、噴霧カートリッジ（20）の容器（21）内の液体を搬送するための液体搬送機構（50）とが設けられている。収容部（41）は、筒状本体部（31）の内部において、噴霧カートリッジ（20）の容器（21）を収容するスペースを区画している。即ち、噴霧カートリッジ（20）は、収容部（41）に着脱自在に収容される。 Inside the cylindrical main body (31), a container (41) for housing the spray cartridge (20) and a liquid transport mechanism for transporting the liquid in the container (21) of the spray cartridge (20) (50) is provided. The accommodating part (41) defines a space for accommodating the container (21) of the spray cartridge (20) inside the cylindrical main body part (31). That is, the spray cartridge (20) is detachably accommodated in the accommodating portion (41).
液体搬送機構（50）は、噴霧カートリッジ（20）の容器（21）の周囲に配設されている。液体搬送機構（50）は、加圧部材（51）と仕切部材（52）と巻き取り部（53）とを有している。収容部（41）内では、加圧部材（51）と仕切部材（52）とが、筒状本体部（31）の軸方向に配列され、該加圧部材（51）と仕切部材（52）との間に噴霧カートリッジ（20）の容器（21）が介設されている。加圧部材（51）は、有底筒状の加圧部本体（51a）と、該加圧部本体（51a）の外周面に一体的に形成される２枚の突出板（51b,51b）とで構成されている。仕切部材（52）は、矩形板状に形成され、筒状本体部（31）の内部に保持されている。 The liquid transport mechanism (50) is disposed around the container (21) of the spray cartridge (20). The liquid transport mechanism (50) includes a pressure member (51), a partition member (52), and a winding unit (53). In the housing part (41), the pressure member (51) and the partition member (52) are arranged in the axial direction of the cylindrical main body part (31), and the pressure member (51) and the partition member (52) The container (21) of the spray cartridge (20) is interposed therebetween. The pressure member (51) includes a bottomed cylindrical pressure portion main body (51a) and two protruding plates (51b, 51b) formed integrally on the outer peripheral surface of the pressure portion main body (51a). It consists of and. The partition member (52) is formed in a rectangular plate shape and is held inside the cylindrical main body (31).
筒状本体部（31）の内部には、上記２枚の突出板（51b,51b）に対応するように、２つの巻き取り部（53,53）が設けられている。各巻き取り部（53,53）には、糸状ないしひも状のワイヤー部材（54）の一端がそれぞれ取り付けられている。各ワイヤー部材（54）の他端は、各突出板（51b）にそれぞれ連結している。また、図４に模式的に示すように、液体搬送機構（50）は、巻き取り部（53,53）を回転駆動するモータ（55）を有している。液体搬送機構（50）では、モータ（55）によって巻き取り部（53,53）が回転駆動されることで、ワイヤー部材（54）を介して加圧部材（51）が仕切部材（52）側へ引き寄せられる。これにより、容器（21）が加圧部材（51）によって加圧され、容器（21）内の液体がノズル（25）側へ押し出される（詳細は後述する）。 Two winding portions (53, 53) are provided inside the cylindrical main body portion (31) so as to correspond to the two protruding plates (51b, 51b). One end of a wire-like or string-like wire member (54) is attached to each winding part (53, 53). The other end of each wire member (54) is connected to each protruding plate (51b). As schematically shown in FIG. 4, the liquid transport mechanism (50) includes a motor (55) that rotationally drives the winding portions (53, 53). In the liquid transport mechanism (50), the winding member (53, 53) is rotationally driven by the motor (55), so that the pressure member (51) is moved to the partition member (52) side via the wire member (54). Be drawn to. Thereby, the container (21) is pressurized by the pressurizing member (51), and the liquid in the container (21) is pushed out to the nozzle (25) side (details will be described later).
噴霧カートリッジ（20）は、容器（21）と導電部材（22）とノズル保持部（23）とノズル（25）とが一体的に組み付けられて構成されている。 The spray cartridge (20) is configured by integrally assembling a container (21), a conductive member (22), a nozzle holding portion (23), and a nozzle (25).
容器（21）は、やや扁平な略直方体状の密閉式の袋によって構成されている。容器（21）は、液体を浸透させない比較的柔軟な材料から成る２枚のシートを重ね合わせることで構成されている。容器（21）の長手方向の一端側には、口部（21a）が突出して形成されている。 The container (21) is formed of a somewhat flat, substantially rectangular parallelepiped sealed bag. The container (21) is configured by overlapping two sheets made of a relatively soft material that does not allow liquid to permeate. A mouth portion (21a) is formed to protrude from one end side in the longitudinal direction of the container (21).
容器（21）の内部には、使用者の用途等に応じて所定の液体が充填される。本実施形態の容器（21）には、化粧用の液体として、保湿成分や抗酸化成分を含んだ液体（例えばヒアルロン酸を含む溶液）が充填される。また、容器（21）に充填される噴霧用の液体は、その電気抵抗率が１．０×１０４Ωｃｍ以上１．０×１０７Ωｃｍ以下となるように調整されている。 The container (21) is filled with a predetermined liquid according to the use of the user. The container (21) of the present embodiment is filled with a liquid containing a moisturizing component and an antioxidant component (for example, a solution containing hyaluronic acid) as a cosmetic liquid. Further, the spray liquid filled in the container (21) is adjusted so that its electrical resistivity is 1.0 × 10 4 Ωcm or more and 1.0 × 10 7 Ωcm or less.
導電部材（22）は、導電性の樹脂材料で構成されており、ノズルベース（38）の取付凹部（38b）に嵌合可能に構成されている。導電部材（22）は、容器（21）内の液体に接触するようにして口部（21a）に挿入される挿入部（22a）と、該挿入部（22a）よりも大径に形成されて口部（21a）の先端を覆うフランジ部（22b）とで構成されている。フランジ部（22b）は、図３に模式的に示すように、電源（45）と電気的に接続している。これにより、電源（45）は、導電部材（22）の挿入部（22a）を介して容器（21）内の液体、ひいてはノズル（25）内の液体に高電圧を印加するように構成されている。 The conductive member (22) is made of a conductive resin material, and is configured to be fitted in the mounting recess (38b) of the nozzle base (38). The conductive member (22) is formed with an insertion part (22a) inserted into the mouth part (21a) so as to contact the liquid in the container (21) and a diameter larger than that of the insertion part (22a). It is comprised with the flange part (22b) which covers the front-end | tip of a mouth part (21a). As schematically shown in FIG. 3, the flange portion (22b) is electrically connected to the power source (45). Thus, the power source (45) is configured to apply a high voltage to the liquid in the container (21) and eventually to the liquid in the nozzle (25) via the insertion portion (22a) of the conductive member (22). Yes.
ノズル（25）は、柔軟な樹脂製の細管によって構成されている。ノズル（25）の外径は、例えば０．３５ｍｍであり、ノズル（25）の内径は例えば０．１３ｍｍである。なお、ノズル（25）の内径は、０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることが好ましく、更には０．１３ｍｍ以上０．４２ｍｍ以下であることがより好ましい。ノズル（25）は、導電部材（22）に形成された貫通孔に挿通されている。ノズル（25）の一端は、容器（21）の内部と連通し、ノズル（25）の他端（先端）は、ノズル凹部（38a）の底部を貫通して筒状本体部（31）の外部に臨んでいる。 The nozzle (25) is configured by a flexible thin resin tube. The outer diameter of the nozzle (25) is, for example, 0.35 mm, and the inner diameter of the nozzle (25) is, for example, 0.13 mm. The inner diameter of the nozzle (25) is preferably 0.1 mm or more and 0.5 mm or less, and more preferably 0.13 mm or more and 0.42 mm or less. The nozzle (25) is inserted through a through hole formed in the conductive member (22). One end of the nozzle (25) communicates with the inside of the container (21), and the other end (tip) of the nozzle (25) passes through the bottom of the nozzle recess (38a) and is outside the cylindrical main body (31). It faces.
ノズル保持部（23）は、ノズルベース（38）及び導電部材（22）の内部にノズル（25）を保持するものである。ノズル保持部（23）とノズル（25）とは、いわゆるインサート成形によって一体形成されている。ノズル保持部（23）は、その外形が円柱状に形成されている。そして、ノズル保持部（23）は、ノズル（25）を内部に保持した状態で、ノズルベース（38）の貫通口、及び導電部材（22）のフランジ部（22b）の円形溝に嵌り込む。これにより、ノズル（25）と筒状本体部（31）の相対位置が決定される。また、ノズル保持部（23）は、内部に空隙が形成されている。この空隙によってノズル保持部（23）の周壁が薄肉となり、該周壁からの応力に伴うノズル（25）の潰れや捩れ等が抑制されている。 The nozzle holding part (23) holds the nozzle (25) inside the nozzle base (38) and the conductive member (22). The nozzle holding part (23) and the nozzle (25) are integrally formed by so-called insert molding. The outer shape of the nozzle holding part (23) is formed in a cylindrical shape. The nozzle holding portion (23) is fitted into the through hole of the nozzle base (38) and the circular groove of the flange portion (22b) of the conductive member (22) with the nozzle (25) held inside. Thereby, the relative position of a nozzle (25) and a cylindrical main-body part (31) is determined. The nozzle holding part (23) has a gap formed therein. Due to this gap, the peripheral wall of the nozzle holding portion (23) becomes thin, and the crushing or twisting of the nozzle (25) due to the stress from the peripheral wall is suppressed.
上記の電源（45）は、ノズル（25）の先端に電界を形成するように電圧を印加する。具体的には、電源（45）は、高圧の直流電源で構成されており、導電部材（22）に正極性の電圧を印加する。ここで、導電部材（22）は、容器（21）の液体と導通しており、且つこの液体は上述した液体搬送機構（50）によって、ノズル（25）の先端内部まで圧送されている。このため、この静電噴霧装置（10）では、実質的にはノズル（25）の先端近傍の液体に正極性の電圧が印加されることになる。これに対し、上述した金属部材（40）は、例えばゼロ電位となる対向電極を構成する。従って、ノズル（25）の先端の液体と、金属部材（40）との間に所定の電位差が付与される。その結果、ノズル（25）の先端と金属部材（40）との間には、ノズル（25）の先端の液体を噴霧するための電界が形成される。 The power source (45) applies a voltage so as to form an electric field at the tip of the nozzle (25). Specifically, the power source (45) is composed of a high-voltage DC power source, and applies a positive voltage to the conductive member (22). Here, the conductive member (22) is electrically connected to the liquid in the container (21), and this liquid is pumped to the inside of the tip of the nozzle (25) by the liquid transport mechanism (50) described above. For this reason, in this electrostatic spraying device (10), a positive voltage is substantially applied to the liquid near the tip of the nozzle (25). On the other hand, the metal member (40) mentioned above comprises the counter electrode used as a zero electric potential, for example. Therefore, a predetermined potential difference is applied between the liquid at the tip of the nozzle (25) and the metal member (40). As a result, an electric field for spraying the liquid at the tip of the nozzle (25) is formed between the tip of the nozzle (25) and the metal member (40).
例えば図５に示すように、本実施形態の静電噴霧装置（10）では、ノズル（25）の先端から所定距離に至るまでは、液体が放射状あるいは扇状に拡がらずに実質的に線状の軌跡となる、いわゆる液糸（リガメント）が形成され、該液糸の先端において液体が放射状あるいは扇状に拡散する（詳細は後述する）。 For example, as shown in FIG. 5, in the electrostatic spraying device (10) of the present embodiment, the liquid does not spread radially or fan-like until it reaches a predetermined distance from the tip of the nozzle (25), but is substantially linear. A so-called liquid yarn (ligament) is formed, and the liquid diffuses radially or in a fan shape at the tip of the liquid yarn (details will be described later).
図４に示すように、静電噴霧装置（10）には、液体搬送機構（50）のモータ（55）を制御するモータコントローラ（57）が設けられている。モータコントローラ（57）は、使用者等が操作可能なつまみ等によって構成され、つまみの位置に応じてモータ（55）のトルクや回転数が調節される。モータコントローラ（57）の操作によって、モータ（55）のトルクや回転数が変更されると、加圧部材（51）から容器（21）へ作用する圧力も変化する。これにより、容器（21）の内圧が調整されることで、ノズル（25）の先端から噴霧される液体の流量も調整され、ひいてはノズル（25）の先端を通過する液体の流速（面流速）が変化する。本実施形態では、このような液体の流速の変化に伴い、上記液糸の長さが調整可能となっている。即ち、本実施形態のモータコントローラ（57）は、液糸の長さを調整するための第１の液糸調整手段を構成している。 As shown in FIG. 4, the electrostatic sprayer (10) is provided with a motor controller (57) for controlling the motor (55) of the liquid transport mechanism (50). The motor controller (57) is configured by a knob or the like that can be operated by a user or the like, and the torque and rotation speed of the motor (55) are adjusted according to the position of the knob. When the torque and rotation speed of the motor (55) are changed by the operation of the motor controller (57), the pressure acting on the container (21) from the pressurizing member (51) also changes. As a result, the flow rate of the liquid sprayed from the tip of the nozzle (25) is adjusted by adjusting the internal pressure of the container (21). As a result, the flow velocity of the liquid passing through the tip of the nozzle (25) (surface flow velocity) Changes. In the present embodiment, the length of the liquid yarn can be adjusted with such a change in the flow rate of the liquid. That is, the motor controller (57) of the present embodiment constitutes a first liquid yarn adjusting means for adjusting the length of the liquid yarn.
なお、モータコントローラ（57）によって調整されるノズル面流速は、液糸の長さを充分に確保するために、１ｍｍ/sec以上１０００ｍｍ/sec以下の範囲とするのが好ましく、更には１０ｍｍ/sec以上１００ｍｍ/sec以下の範囲とするのがより好ましい。 The nozzle surface flow rate adjusted by the motor controller (57) is preferably in the range of 1 mm / sec to 1000 mm / sec, and more preferably 10 mm / sec, in order to sufficiently secure the length of the liquid yarn. The range of 100 mm / sec or less is more preferable.
図３に示すように、静電噴霧装置（10）には、電源（45）の印加電圧（出力電圧）を調整するための電圧調整手段としての電圧コントローラ（47）が設けられている。電圧コントローラ（47）は、使用者が操作可能なつまみ等によって構成され、つまみの位置に応じて電源（45）の印加電圧が調節される。電圧コントローラ（47）の操作によって電源（45）の印加電圧が変更されると、ノズル（25）の先端の液体と金属部材（40）との間の電界強度が変化する。本実施形態では、このような電界強度の変化によっても、上記液糸の長さが調整可能となっている。即ち、本実施形態の電圧コントローラ（47）は、液糸の長さを調整するための第２の液糸調整手段を構成している。 As shown in FIG. 3, the electrostatic spraying device (10) is provided with a voltage controller (47) as voltage adjusting means for adjusting the applied voltage (output voltage) of the power source (45). The voltage controller (47) is configured by a knob or the like that can be operated by the user, and the applied voltage of the power source (45) is adjusted according to the position of the knob. When the voltage applied to the power source (45) is changed by the operation of the voltage controller (47), the electric field strength between the liquid at the tip of the nozzle (25) and the metal member (40) changes. In the present embodiment, the length of the liquid yarn can be adjusted by such a change in electric field strength. That is, the voltage controller (47) of the present embodiment constitutes a second liquid yarn adjusting means for adjusting the length of the liquid yarn.
なお、電圧コントローラ（47）によって調整される電源（45）の印加電圧は、液糸の長さを充分に確保するために、３．５ｋＶ以上１０．０ｋＶ以下の範囲とするのが好ましく、更には４．０ｋＶ以上７．０ｋＶ以下の範囲とするのがより好ましい。 The applied voltage of the power source (45) adjusted by the voltage controller (47) is preferably in the range of 3.5 kV to 10.0 kV in order to sufficiently secure the length of the liquid yarn. Is more preferably in the range of 4.0 kV to 7.0 kV.
−運転動作−
次に、本実施形態の静電噴霧装置（10）の動作について説明する。この静電噴霧装置（10）では、いわゆるコーンジェットモードのＥＨＤ噴霧が行われる。
-Driving action-
Next, operation | movement of the electrostatic spraying apparatus (10) of this embodiment is demonstrated. In this electrostatic spraying device (10), so-called cone jet mode EHD spraying is performed.
静電噴霧装置（10）の使用時には、噴霧装置本体（30）からノズルベース（38）を外部に取り外し、ノズルベース（38）の取付凹部（38b）に噴霧カートリッジ（20）を装着する。そして、ノズルベース（38）及び噴霧カートリッジ（20）を一体としながら、筒状本体部（31）内の収容部（41）へ収容し、図２に示すような状態とする。 When the electrostatic spraying device (10) is used, the nozzle base (38) is removed from the spraying device body (30), and the spray cartridge (20) is mounted in the mounting recess (38b) of the nozzle base (38). Then, while integrating the nozzle base (38) and the spray cartridge (20), the nozzle base (38) and the spray cartridge (20) are accommodated in the accommodating portion (41) in the cylindrical main body portion (31), and the state shown in FIG.
静電噴霧装置（10）の運転時には、モータ（55）が駆動されて加圧部材（51）が容器（21）側へ引き寄せられる。これにより、容器（21）が加圧部材（51）によって押し付けられ、容器（21）内の圧力が上昇する。容器（21）内の圧力が上昇すると、容器（21）内の液体はノズル（25）の内部に流入し、ノズル（25）の先端から線状の液体（液糸）が噴出する。 During operation of the electrostatic spraying device (10), the motor (55) is driven to draw the pressure member (51) toward the container (21). Thereby, a container (21) is pressed by a pressurization member (51), and the pressure in a container (21) rises. When the pressure in the container (21) increases, the liquid in the container (21) flows into the nozzle (25), and a linear liquid (liquid yarn) is ejected from the tip of the nozzle (25).
また、静電噴霧装置（10）の運転時には、電源（45）から導電部材（22）へ高電圧（例えば約６．０ｋＶ）が印加される。これにより、導電部材（22）と接触状態の液体が分極し、ノズル（25）から噴出された液体の気液界面の近傍に＋（プラス）の電荷を帯びた液体が集まる。噴出された液体は、対向電極を成す金属部材（40）との電位差によって気液界面が引きちぎられて微細な粒径（例えば５０μｍ〜２００μｍ程度の粒径）の液滴となり、このような噴霧粒子が放射状に拡散する。 Further, during the operation of the electrostatic spraying device (10), a high voltage (for example, about 6.0 kV) is applied from the power source (45) to the conductive member (22). As a result, the liquid in contact with the conductive member (22) is polarized, and a liquid having + (plus) charge is collected in the vicinity of the gas-liquid interface of the liquid ejected from the nozzle (25). The jetted liquid is a liquid droplet having a fine particle size (for example, a particle size of about 50 μm to 200 μm) due to the potential difference with the metal member (40) constituting the counter electrode being broken, and such spray particles Diffuses radially.
以上のように、静電噴霧装置（10）では、ノズル（25）の先端から所定の距離（例えば８０ｍｍ）に亘って、線状の液糸（リガメント）が形成され、この液糸の先端において帯電した微細な噴霧粒子が拡散する（例えば図５を参照）。これにより、使用者が静電噴霧装置（10）のノズル（25）からある程度離れていても、使用者等の顔面等に微細な噴霧粒子（化粧水等）を広範囲に亘って付着させることができる。この際、噴霧粒子はプラスに帯電しているため、噴霧粒子を使用者の顔面等に電気的に誘引することができ、使用者の顔面等への付着性能を高めている。 As described above, in the electrostatic spraying device (10), a linear liquid string (ligament) is formed over a predetermined distance (for example, 80 mm) from the tip of the nozzle (25). The charged fine spray particles diffuse (see, for example, FIG. 5). As a result, even if the user is away from the nozzle (25) of the electrostatic spraying device (10) to some extent, fine spray particles (such as lotion) can adhere to the user's face and the like over a wide range. it can. At this time, since the spray particles are positively charged, the spray particles can be electrically attracted to the user's face and the like, and the adhesion performance to the user's face and the like is enhanced.
ところで、このような静電噴霧装置（10）の運転時において、ノズル（25）から噴霧対象（例えば使用者）までの距離は必ずしも一定ではない。即ち、拡散させた噴霧粒子を噴霧対象へ到達させるための最適な距離は、静電噴霧装置（10）の使用状況に応じて変化する。従って、図５に示すように液糸を形成して噴霧を行う際、例えばノズル（25）に対して使用者が近すぎると、使用者の顔面等に液糸が当たってしまう可能性がある。また、ノズル（25）に対して使用者が遠すぎると、使用者の顔面に噴霧粒子を到達させることができない可能性もある。その結果、この静電噴霧装置（10）において、使用者に対して最適な噴霧性状で液体を供給することができず、所望の性能を得ることができないという問題が生じてしまう。そこで、本実施形態では、液糸調整手段（47,57）によってノズル（25）の先端から形成される液糸の長さを適宜調整できるようにしている。 By the way, during the operation of such an electrostatic spraying device (10), the distance from the nozzle (25) to the spray target (for example, a user) is not necessarily constant. That is, the optimum distance for allowing the diffused spray particles to reach the spray target varies depending on the use state of the electrostatic spray device (10). Therefore, when spraying by forming liquid yarn as shown in FIG. 5, for example, if the user is too close to the nozzle (25), the liquid yarn may hit the user's face or the like. . Further, if the user is too far from the nozzle (25), the spray particles may not reach the user's face. As a result, in this electrostatic spraying device (10), the liquid cannot be supplied to the user with the optimal spraying property, and the desired performance cannot be obtained. Therefore, in this embodiment, the length of the liquid yarn formed from the tip of the nozzle (25) can be appropriately adjusted by the liquid yarn adjusting means (47, 57).
具体的には、本実施形態の静電噴霧装置（10）では、モータコントローラ（57）を調節することで、ノズル（25）の先端を通過する液体の面流速（ノズルから放出される液体の流量Ｖ／ノズル先端の開口面積Ｓ）を変化させ、これにより液糸の長さを調整できるようにしている。 Specifically, in the electrostatic spraying device (10) of the present embodiment, by adjusting the motor controller (57), the surface flow velocity of the liquid passing through the tip of the nozzle (25) (the liquid discharged from the nozzle) The flow rate V / the opening area S of the nozzle tip is changed so that the length of the liquid yarn can be adjusted.
例えば図６に示すグラフは、電源（45）の出力電圧を６．５ｋＶとした場合において、面流速と液糸の長さの関係を表したものである。なお、この例では、ノズルの先端の内径を３種類に変更しながら、面流速と液糸長さの関係を評価している。その結果、液糸の長さはノズルの内径にはさほど依存せず、面流速に応じて大きく変化することが確認できる。例えばノズルの内径を０．１３ｍｍとしたものでは、面流速を約１ｍｍ/sec〜約１００ｍｍ/secの範囲で変化させると、これに応じて、液糸の長さを約４５ｍｍ〜約１３０ｍｍの範囲で変化させることが確認できる。 For example, the graph shown in FIG. 6 represents the relationship between the surface flow velocity and the length of the liquid yarn when the output voltage of the power source (45) is 6.5 kV. In this example, the relationship between the surface flow velocity and the liquid yarn length is evaluated while changing the inner diameter of the tip of the nozzle into three types. As a result, it can be confirmed that the length of the liquid yarn does not depend so much on the inner diameter of the nozzle and greatly changes depending on the surface flow velocity. For example, in the case where the inner diameter of the nozzle is 0.13 mm, when the surface flow velocity is changed in the range of about 1 mm / sec to about 100 mm / sec, the length of the liquid yarn is accordingly in the range of about 45 mm to about 130 mm. Can be confirmed.
また、本実施形態の静電噴霧装置（10）では、電圧コントローラ（47）を調節することで、電源（45）の印加電圧、ひいてはノズル（25）の先端の電界強度を変化させ、これにより液糸の長さを調整できるようにしている。 In the electrostatic spraying device (10) of the present embodiment, the voltage controller (47) is adjusted to change the applied voltage of the power source (45), and consequently the electric field strength at the tip of the nozzle (25), thereby The length of the liquid yarn can be adjusted.
例えば図７に示すグラフは、上記の面流速に加えて電源（45）の出力電圧が液糸の長さに与える影響を評価したものである。この例では、ノズルの先端の内径を０．１３ｍｍとしたものについて、電源（45）の出力電圧を６．２ｋＶと６．５ｋＶとに変化させている。電源（45）の出力電圧を６．２ｋＶとした場合には、面流速を約１ｍｍ/sec〜約１００ｍｍ/secの範囲で変化させると、これに応じて、液糸の長さを約４０ｍｍ〜約１１０ｍｍの範囲で変化させることが確認できる。そして、例えば面流速を約１００ｍｍ/secとした場合に、電源（45）の出力電圧を６．２ｋＶ〜６．５ｋＶの範囲で変化させると、液糸の長さを約１１０ｍｍ〜約１３０ｍｍの範囲で変化させることができる。 For example, the graph shown in FIG. 7 evaluates the influence of the output voltage of the power source (45) on the length of the liquid yarn in addition to the above surface flow velocity. In this example, the output voltage of the power source (45) is changed between 6.2 kV and 6.5 kV for the nozzle having an inner diameter of 0.13 mm. When the output voltage of the power source (45) is 6.2 kV, if the surface flow rate is changed in the range of about 1 mm / sec to about 100 mm / sec, the length of the liquid yarn is about 40 mm to about 300 mm / sec. It can be confirmed that it is changed within a range of about 110 mm. For example, when the surface flow velocity is about 100 mm / sec and the output voltage of the power source (45) is changed in the range of 6.2 kV to 6.5 kV, the length of the liquid yarn is in the range of about 110 mm to about 130 mm. Can be changed.
−実施形態の効果−
本実施形態の静電噴霧装置（10）では、使用者がノズル（25）の面流速と電源（45）の印加電圧とを適宜調節することで、使用状況に応じて液糸の長さを調整することができる。従って、ノズル（25）と使用者との間の距離が変化しても、これに併せて液糸の長さを最適に変化させることができるので、使用者の顔面に比較的微細な噴霧粒子を確実に到達させることができる。また、ノズル（25）の面流速と電源（45）の印加電圧との双方を調節できるので、液糸の長さを微調整でき、噴霧性状をより最適な状態に変更できる。
-Effect of the embodiment-
In the electrostatic spraying device (10) of the present embodiment, the user adjusts the surface flow velocity of the nozzle (25) and the applied voltage of the power source (45) as appropriate so that the length of the liquid yarn can be adjusted according to the use situation. Can be adjusted. Therefore, even if the distance between the nozzle (25) and the user changes, the length of the liquid yarn can be optimally changed accordingly, so that relatively fine spray particles are formed on the user's face. Can be reached reliably. Moreover, since both the surface flow velocity of the nozzle (25) and the applied voltage of the power source (45) can be adjusted, the length of the liquid yarn can be finely adjusted, and the spray properties can be changed to a more optimal state.
〈その他の実施形態〉
上記実施形態において、以下のような他の構成としても良い。
<Other embodiments>
In the above embodiment, the following other configurations may be adopted.
上記実施形態では、加圧部材（51）による容器（21）の押圧力を変化させることで、ノズル（25）の流速を変化させている。しかしながら、流速調整手段として、例えばノズル（25）に液体を搬送するポンプの流量を変化させるものを用いても良い。また、ノズル（25）に一定の流量で液体を供給するものにおいて、ノズル（25）の開口面積を変化させるものを用いても良い。 In the said embodiment, the flow velocity of a nozzle (25) is changed by changing the pressing force of the container (21) by a pressurization member (51). However, as the flow rate adjusting means, for example, one that changes the flow rate of a pump that conveys liquid to the nozzle (25) may be used. Further, in the case where liquid is supplied to the nozzle (25) at a constant flow rate, a liquid that changes the opening area of the nozzle (25) may be used .
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。 In addition, the above embodiment is an essentially preferable illustration, Comprising: It does not intend restrict | limiting the range of this invention, its application thing, or its use.
以上説明したように、本発明は、電界によってノズルの先端から液体を噴霧する設置式の静電噴霧装置に関して有用である。 As described above, the present invention is useful for electrostatic spraying device installation type spraying liquid from the tip of the nozzle by an electric field.
10 静電噴霧装置
21 容器
25 ノズル
40 金属部材（対向電極）
45 電源
47 電圧コントローラ（電圧調整手段、液糸調整手段）
50 液体搬送機構
57 モータコントローラ（流速調整手段、液糸調整手段）
10 Electrostatic spraying device
21 containers
25 nozzles
40 Metal member (counter electrode)
45 Power supply
47 Voltage controller (voltage adjustment means, liquid yarn adjustment means)
50 Liquid transport mechanism
57 Motor controller (flow rate adjusting means, liquid yarn adjusting means)
Claims (1)
上記ノズル（25）の先端を通過する液体の流速を変化させる流速調整手段（57）と、上記電源（45）の印加電圧を調整する電圧調整手段（47）とを有し、上記液体の流速と該印加電圧との双方を調整することで上記液糸の長さを調整する液糸調整手段（47,57）を更に備え、
上記液糸調整手段（47,57）の液糸の長さの調整範囲は、４０ｍｍよりも大きいことを特徴とする設置式の静電噴霧装置。 A container (21) for storing liquid, a nozzle (25) communicating with the inside of the container (21), a liquid transport mechanism (50) for transporting the liquid in the container (21) into the nozzle (25), And a power supply (45) for applying a voltage so as to form an electric field at the tip of the nozzle (25) , installed at a predetermined installation part, and forming a liquid string from the tip of the nozzle (25) by the electric field An installation type electrostatic spraying device that sprays liquid toward the user ,
A flow rate adjusting means (57) for changing a flow rate of the liquid passing through the tip of the nozzle (25); and a voltage adjusting means (47) for adjusting an applied voltage of the power source (45). And a liquid yarn adjusting means ( 47, 57) for adjusting the length of the liquid yarn by adjusting both the applied voltage and the applied voltage ,
An installation type electrostatic spraying device characterized in that an adjustment range of the length of the liquid yarn of the liquid yarn adjusting means (47, 57) is larger than 40 mm .
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