JP6197986B2 - ミスト生成方法およびミスト生成装置 - Google Patents

Description

本発明は、ミスト生成方法およびミスト生成装置に関する。

従来、放電現象を利用して、空間の脱臭と除菌とを行う方法や装置が知られている（特許文献１および特許文献２）。特許文献１には、水を静電霧化することによりラジカルを含む静電微粒子水を生成し、該静電微粒子水を用いて脱臭やウイルスの不活性化を行う方法が開示されている。特許文献２には、水蒸気を放電によりイオン化してラジカルを生成し、装置内の所定箇所にて放出する空気清浄装置が開示されている。

特許第４６０８５１３号公報 特開２００１−９６１９０号公報

特許文献１に記載の方法において、帯電微粒子水に含まれるラジカルの量を増やす手法として、放電時の入力電力を上げる方法や、複数の放電装置を使用する方法がある。この場合、発生するオゾンの量が増える傾向がある。一方、特許文献２に記載の装置において、水蒸気をイオン化して生成されたラジカルは、反応性が高く寿命が短い。そのため、空間を長時間浮遊しにくく、遠方まで到達しにくい。その結果、特許文献２に記載の装置では、装置内の所定箇所における効果にとどまり、遠方において、充分な除菌や脱臭効果が得られない。

本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものであり、生成される際にオゾンの発生が抑制されつつ、遠方においても除菌や脱臭効果を充分に発揮し得るミストを生成するためのミスト生成方法およびミスト生成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の一局面のミスト生成方法は、第１のミストを生成するミスト生成工程と、該第１のミストとプラズマとを反応させて、前記第１のミストの粒子径よりも粒子径の小さい第２のミストを生成するプラズマ反応工程と、を備えることを特徴とする。

上記構成によれば、ミスト生成方法は、第１のミストとプラズマとを反応させて、第１のミストの粒子径よりも粒子径の小さい第２のミストを生成するプラズマ反応工程を備える。第１のミストは、プラズマと反応することにより、オゾンの発生が抑制されつつ、活性成分が含有され得る。また、第２のミストは、第１のミストよりも粒子径が小さいため、広い範囲に拡散しやすい。そのため、第２のミストは、広い空間において充分な除菌や脱臭効果を発揮し得る。

上記構成において、前記ミスト生成工程は、前記第１のミストとガスとを混合する工程を含み、前記プラズマ反応工程は、前記ガスと混合された前記第１のミストを、前記プラズマが発生するプラズマ発生空間を通過させることにより、前記プラズマと反応させる工程を含んでもよい。

上記構成によれば、ミスト生成工程は、第１のミストとガスとを混合する工程を含む。また、プラズマ反応工程は、ガスと混合された第１のミストを、プラズマが発生するプラズマ発生空間を通過させることにより、プラズマと反応させる工程を含む。第１のミストは、ガスと混合されることにより、第１のミストがプラズマ発生空間を通過する際の速度（プラズマとの反応時間）が制御されやすい。そのため、得られる第２のミストの粒子径や生成量は、調整されやすい。また、第１のミストをガスと混合することにより、プラズマ発生空間へ、第１のミストを含むガスを供給することができる。そのため、第１のミストの生成から第２のミストの生成までを一連の工程により連続的に行いやすい。その結果、第２のミストは、短時間で大量に生成され得る。

上記構成において、前記ミスト生成工程は、前記第１のミストの生成量、または前記第１のミストの粒子径のうち少なくともいずれか一方を制御することにより、前記第２のミストの粒子径を調整する工程を含んでもよい。

上記構成によれば、第２のミストの粒子径は、ミスト生成工程において、第１のミストの生成量、または第１のミストの粒子径のうち少なくともいずれか一方を制御することにより調整される。その結果、遠方に到達する第２のミストの到達量および第２のミストに含まれる活性成分の量が、より正確に制御され得る。

上記構成において、前記プラズマ反応工程は、前記プラズマの強度、前記プラズマ発生空間を通過する前記第１のミストの速度、前記ガスと前記プラズマとの反応性からなる群から選択される少なくとも１つを制御することにより、前記第２のミストの粒子径を調整する工程を含んでもよい。

上記構成によれば、第２のミストの粒子径は、プラズマの強度、プラズマ発生空間を通過する第１のミストの速度、ガスとプラズマとの反応性からなる群から選択される少なくとも１つを制御することにより調整される。その結果、遠方に到達する第２のミストの到達量および第２のミストに含まれる活性成分の量が、より正確に制御され得る。

上記構成において、前記ミスト生成工程は、前記第２のミストの粒子径を１ｎｍ以上１００ｎｍ以下に調整する工程を含んでもよい。

上記構成によれば、第２のミストの粒子径は、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下に調整される。この場合、第２のミストは、適切に空間を浮遊し得る。その結果、たとえば、大気の移動に伴って、容易に遠方まで拡散し得る。

上記構成において、前記プラズマ反応工程は、前記第２のミストの粒子径を１ｎｍ以上１００ｎｍ以下に調整する工程を含んでもよい。

上記構成によれば、第２のミストの粒子径は、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下に調整される。この場合、第２のミストは、適切に空間を浮遊し得る。その結果、たとえば、大気の移動に伴って、容易に遠方まで拡散し得る。

上記構成において、前記プラズマ反応工程は、前記第１のミストを、一対の電極間に生じる放電によって発生する前記プラズマに曝すことにより、該プラズマと反応させる工程を含んでもよい。

上記構成によれば、第１のミストは、一対の電極間に生じる放電によって発生するプラズマに曝されることにより、プラズマと反応する。この場合、第１のミストは、プラズマと充分に反応し、活性成分を多く含有する第２のミストとなる。また、第１のミストは、プラズマと効率よく反応するため、少ないプラズマ発生量で充分な活性成分を含む第２のミストが得られる。その結果、プラズマを発生させる際に要する消費電力が、軽減され得る。

上記構成において、前記プラズマ反応工程は、前記プラズマ発生空間を通過する際の、前記ガスと混合された前記第１のミストの速度を０．１Ｌ／分以上２０Ｌ／分以下に調整する工程を含んでもよい。

上記構成によれば、プラズマ発生空間を通過する際の、ガスと混合された第１のミストの速度は、０．１Ｌ／分以上２０Ｌ／分以下に調整される。この場合、第１のミストは、適切な通過速度でプラズマ発生空間を通過するため、充分な活性成分を含有する第２のミストが得られる。充分な活性成分を含む第２のミストは、粘性が適切に調整され、蒸発速度が抑制される。その結果、第２のミストは、遠方に到達しやすく、除菌や脱臭効果を充分に発揮し得る。

上記構成において、前記ミスト生成工程は、前記第１のミストの生成量を１μＬ／分以上１００μＬ／分以下に調整する工程を含んでもよい。

上記構成によれば、第１のミストの生成量は、１μＬ／分以上１００μＬ／分以下に調整される。この場合、第１のミストは、生成量が適切であるため、プラズマと混合された際に、個々の第１のミストと反応するプラズマの量が適切に調整され得る。その結果、充分な量の活性成分を含む第２のミストが効率よく得られる。

上記構成において、前記ミスト生成工程は、前記第１のミストの粒子径を１００ｎｍ以上１０μｍ以下に調整する工程を含んでもよい。

上記構成によれば、第１のミストの粒子径は、１００ｎｍ以上１０μｍ以下に調整される。この場合、第１のミストは、プラズマと反応する際に、該プラズマと接触する面積が適切に調整され得る。その結果、適切な量の活性成分を含む第２のミストが得られる。

本発明の他の一局面のミスト生成装置は、第１のミストを生成するミスト発生装置と、前記第１のミストが通過するプラズマ発生部を有するプラズマ発生装置と、を備え、該プラズマ発生装置は、前記プラズマ発生部において発生するプラズマと、前記第１のミストとを反応させて、前記第１のミストよりも粒子径の小さい第２のミストを生成することを特徴とする。

上記構成によれば、ミスト生成装置は、第１のミストを生成するミスト発生装置と、第１のミストが通過するプラズマ発生部を有するプラズマ発生装置とを備える。プラズマ発生装置は、プラズマ発生部において発生するプラズマと、第１のミストとを反応させて、第１のミストよりも粒子径の小さい第２のミストを生成する。第１のミストは、プラズマと反応することにより、オゾンの発生が抑制されつつ、活性成分が含有され得る。また、第１のミストは、プラズマと反応して、より粒子径の小さい第２のミストとなる。第２のミストは、第１のミストよりも粒子径が小さいため、遠方に到達しやすい。そのため、第２のミストは、遠方において除菌や脱臭効果を充分に発揮し得る。

本発明によれば、生成される際にオゾンの発生が抑制されつつ、遠方においても除菌や脱臭効果を充分に発揮し得るミストを生成するためのミスト生成方法およびミスト生成装置が提供される。

ミスト生成方法の概略的なフローチャートである。 ミスト生成装置の全体構成を示す斜視図である。 ミスト生成装置の模式図である。 一対の電極と電圧印加装置との構成を説明する斜視図である。 一対の電極と電圧印加装置との構成を説明する概略図である。 原料ミストの生成量と、機能性ミストの粒子径との関係を示す概略的なグラフである。 原料ミストの粒子径と、機能性ミストの粒子径との関係を示す概略的なグラフである。 ガス通過工程における空気の導入方向を説明する斜視図である。 ガス通過工程における空気の導入方向を説明する概略図である。 プラズマ電力と、機能性ミストの粒子径との関係を示す概略的なグラフである。 原料ミストの速度と、機能性ミストの粒子径との関係を示す概略的なグラフである。 空気とプラズマとの反応性と、機能性ミストの粒子径との関係を示す概略的なグラフである。 機能性ミスト生成部が備える一対の電極の別例の概略図である。

以下、本発明のミスト生成方法の実施形態が、図面を参照して説明される。図１は、本実施形態のミスト生成方法の概略的なフローチャートである。

ステップＳ１１０は、原料ミストを生成する工程である。原料ミストは、所定の粒子径（平均粒子径）を有する液体である。液体としては、水が例示される。原料ミストは、第１のミストとして例示される。ステップＳ１１０は、第１のミストを生成するミスト生成工程として例示される。

ステップＳ１２０は、ステップＳ１１０において得られた原料ミストとプラズマとを反応させて、該原料ミストの粒子径よりも粒子径の小さい機能性ミストを生成する工程である。機能性ミストには、プラズマにより生成される活性成分が含有される。機能性ミストは、第２のミストとして例示される。ステップＳ１２０は、第１のミストとプラズマとを反応させて、第１のミストの粒子径よりも粒子径の小さい第２のミストを生成するプラズマ反応工程として例示される。

これらのステップは、たとえば、以下に示されるミスト生成装置１０により実行され得る。

図２は、ミスト生成装置１０の全体構成を示す斜視図である。図３は、ミスト生成装置１０の模式図である。図２および図３を参照して、ミスト生成装置１０の全体構成が説明される。ミスト生成装置１０は、原料ミスト生成部２０と、機能性ミスト生成部３０と、ガス流路４０と、制御装置５０とを主に備える。

ガス流路４０は、内部に空気が流れる流路を備える管状部材である。ガス流路４０は、第１ガス流路４１と、第２ガス流路４２と、第３ガス流路４３とからなる。第１ガス流路４１は、一方の端部に流路内に空気７０を流入するためのガス流入口４１ａを備える。第１ガス流路４１の他方の端部は、原料ミスト生成部２０と接続される。第２ガス流路４２は、原料ミスト生成部２０と機能性ミスト生成部３０とを接続する。第３ガス流路４３の一方の端部は、機能性ミスト生成部３０と接続される。第３ガス流路４３は、他方の端部に機能性ミスト７３を放出する放出口４３ａを備える。ガス流入口４１ａの近傍には、通風ファン６０が配置されている。通風ファン６０は、ガス流路４０内に空気７０を導入し、該空気７０を、原料ミスト生成部２０に送る。矢印Ａ１は、空気７０の進行方向を示している。なお、空気７０を導入して原料ミスト生成部２０に送る方法は特に限定されず、通風ファン６０に代えて、たとえばポンプを用いてもよい。また、原料ミスト７１を自然拡散により機能性ミスト生成部３０に導入する場合には、通風ファン６０は省略される。空気７０は、ガスとして例示される。なお、使用されるガスは空気に限定されず、後述する機能性ミスト生成部３０においてプラズマを発生させることのできるガスであればよい。このようなガスとしては、空気７０以外に、窒素と酸素とが適宜混合された気体が例示される。また、たとえば圧力容器に封入された圧縮空気、圧縮窒素または圧縮酸素を、ガス流入口４１ａよりガス流路４０内に導入してもよい。

原料ミスト生成部２０は、原料ミスト７１を生成する装置であり、上記したステップＳ１１０を実行する。原料ミスト生成部２０は、混合室２１と、超音波霧化装置（図示せず）とを備える。

混合室２１は、原料ミスト７１と空気７０とを混合させるための空間を規定する。混合室２１は、第１ガス流路４１および第２ガス流路４２と連通している。そのため、ガス流入口４１ａより流入された空気７０は、第１ガス流路４１を進行し、混合室２１に導入される。

超音波霧化装置は、超音波霧化により原料ミスト７１を生成し、該原料ミスト７１を混合室２１に導入する装置である。超音波霧化装置は、液体（たとえば水）に超音波振動を与えて霧化する方法（超音波霧化）により、所定の粒子径を有する原料ミスト７１を生成する。超音波霧化に利用される超音波の周波数は、適切に選択される。超音波霧化装置により生成された原料ミスト７１は、混合室２１に導入される。混合室２１において、空気７０と原料ミスト７１とは混合される。参照符号７２は、原料ミスト７１が混合された空気を示している。

空気７２は、第２ガス流路４２を進行し、機能性ミスト生成部３０に導入される。

原料ミスト生成部２０は、第１のミストを発生するミスト発生装置として例示される。なお、原料ミスト７１を生成する装置としては、特に限定されず、超音波霧化装置に代えて、たとえば、弾性表面波が伝播している基板表面に液体を供給して該液体を霧化する装置（弾性表面波霧化装置）を用いてもよい。

機能性ミスト生成部３０は、機能性ミスト７３を生成する装置であり、上記したステップＳ１２０を実行する。機能性ミスト生成部３０は、プラズマ反応室３１と、一対の電極８０と、該電極８０に接続される電圧印加装置とを備える（図４参照）。一対の電極８０は、プラズマ反応室３１内に設けられる。

プラズマ反応室３１は、空気７２とプラズマとを反応させるための空間を規定する。プラズマ反応室３１は、第２ガス流路４２および第３ガス流路４３と連通している。そのため、空気７２は、第２ガス流路４２を進行し、プラズマ反応室３１に導入される。

図４は、一対の電極８０と電圧印加装置との構成を説明する斜視図である。図５は、一対の電極８０と電圧印加装置８４との構成を説明する概略図である。図４および図５を参照して、一対の電極８０と、該電極８０間に形成されるプラズマ発生空間が説明される。電極８０の周囲には、原料ミスト７１を含んだ空気７２が導入される。電圧印加装置８４は、一対の電極８０間に高電圧を印加する。高電圧が印加される場合、一対の電極８０間に放電が生じ、プラズマが発生する。参照符号８３は、プラズマが発生している空間（プラズマ発生空間）を示している。プラズマ発生空間８３は、電極８０の周囲に形成される。プラズマは、電極８０間の電界強度の強い場所ほど安定に、強い励起状態で形成される。このとき、空気７２中の窒素や酸素、水素、水蒸気を原料として、活性成分（たとえばヒドロキシラジカル、スーパーオキサイドラジカル、一酸化窒素ラジカル）が生成される。また、空気７２に含まれる原料ミスト７１は、放電により生じたプラズマと反応し、表面が活性化されるとともに、微細化される。プラズマと反応する場合、オゾンの発生は、抑制される。微細化された水は、活性成分が含有され、機能性ミスト７３となる。機能性ミスト７３の粒子径は、原料ミスト７１の粒子径よりも小さい。機能性ミスト７３は、第３ガス流路４３を進行し、放出口４３ａより放出される。機能性ミスト７３の粒子径は、原料ミスト７１の粒子径よりも小さいため、遠方に到達しやすい。そのため、機能性ミスト７３は、遠方において除菌や脱臭効果を充分に発揮し得る。プラズマ反応室３１は、第１のミストが通過するプラズマ発生部として例示される。機能性ミスト生成部３０は、プラズマ発生部を有するプラズマ発生装置、または、プラズマと、第１のミストとを反応させて、第１のミストよりも粒子径の小さい第２のミストを生成するプラズマ発生装置として例示される。

なお、プラズマを発生させる方法は、電圧印加装置８４を使用する方法に限定されない。プラズマを発生させる他の方法としては、高周波を用いて放電させる方法、周波数を増大させた数百ＭＨｚ以上数ＧＨｚ以下のマイクロ波を用いて放電させる方法が例示される。高周波を用いて放電させる方法によれば、放電により生じるプラズマ発生空間内のイオンの運動距離が小さくなり、プラズマ発生空間における電離イオンの量が増大する。その結果、安定したプラズマ発生空間を形成でき、原料ミスト７１を安定して反応させることができる。また、マイクロ波を用いて放電させる方法によれば、イオンだけでなく電子の運動距離も短くなるため、より密度が高く、活性成分の量が多いプラズマ発生空間を形成でき、原料ミスト７１を活性成分を含ませやすい。

また、ガス流路４０は必須ではなく、適宜省略し得る。すなわち、第１ガス流路４１は、原料ミスト生成部２０の一部に、空気７０を導入するガス流入口を設ける場合に省略し得る。第２ガス流路４２は、原料ミスト生成部２０と機能性ミスト生成部３０とを直接接続する場合に省略し得る。第３ガス流路４３は、機能性ミスト生成部３０の一部に、機能性ミスト７３を放出する放出口を設ける場合に省略し得る。

図３に戻り、制御装置５０は、原料ミスト生成部２０と、機能性ミスト生成部３０と、通風ファン６０とを制御する装置である。制御装置５０は、たとえば、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、所定の制御プログラムが記憶された不揮発性のＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）を主に含む。たとえば制御装置５０により通風ファン６０の風量が制御される場合、プラズマ発生空間８３を通過する原料ミスト７１の速度が調整される。たとえば制御装置５０により原料ミスト生成部２０の出力が制御される場合、原料ミスト７１の発生量や、原料ミスト７１の粒子径が調整される。たとえば制御装置５０により機能性ミスト生成部３０の出力が制御される場合、プラズマの強度や、プラズマ発生空間８３へのガスの導入方向、機能性ミスト７３の粒子径が制御される。原料ミスト生成部２０、機能性ミスト生成部３０および通風ファン６０は、原料ミスト７１よりも粒子径の小さい機能性ミスト７３を得るために、適切に制御される。

（ステップＳ１１０の詳細）
ミスト生成方法の説明に戻り、ステップＳ１１０において、原料ミスト７１は、たとえば、上記した原料ミスト生成部２０により生成される。また、ステップＳ１１０は、原料ミスト生成部２０により生成された原料ミスト７１を空気７０と混合する工程（ガス混合工程）を含む。原料ミスト７１と空気７０との混合は、たとえば、混合室２１において、ガス流入口４１ａより導入された空気７０に、原料ミスト７１を放出することにより行われる。ガス混合工程は、第１のミストとガスとを混合する工程として例示される。原料ミスト７１は、空気７０と混合されることにより、原料ミスト７１がプラズマ発生空間８３を通過する際の速度（プラズマとの反応時間）が制御されやすい。そのため、得られる機能性ミスト７３の粒子径や生成量は、調整されやすい。また、原料ミスト７１を空気７０と混合することにより、プラズマ発生空間８３へ、空気７２を供給しやすい。そのため、原料ミスト７１の生成から機能性ミスト７３の生成までを一連の工程により連続的に行いやすい。その結果、機能性ミスト７３は、短時間で大量に生成され得る。

また、ステップＳ１１０において、たとえば、（１）制御装置５０による制御を受けて、原料ミスト７１の生成量を制御する工程（生成量調整工程）、（２）制御装置５０による制御を受けて、原料ミスト７１の粒子径を制御する工程（第１粒子径調整工程）のうち、少なくとも１つの工程を採用することにより、ステップＳ１２０において生成される機能性ミスト７３の粒子径を調整することができる。粒子径が調整された機能性ミスト７３は、含まれる活性成分の量が適切に制御され、かつ、遠方に到達しやすい。

（１）生成量調整工程
生成量調整工程は、制御装置５０による制御を受けて、原料ミスト７１の生成量を制御する工程である。原料ミスト７１の生成量は、たとえば、超音波霧化装置（図示せず）により原料ミスト７１を生成する場合には、超音波振動が与えられる水の供給量を調整することにより制御される。図６は、原料ミスト７１の生成量と、機能性ミスト７３の粒子径との関係を示す概略的なグラフである。原料ミスト７１の生成量が多くなる場合、個々の原料ミスト７１と反応するプラズマの量や、個々の原料ミスト７１に含有される活性成分の量が減る。そのため、得られる機能性ミスト７３の粒子径は、小さくなる。生成量調整工程は、第１のミストの生成量を制御することにより、第２のミストの粒子径を調整する工程として例示される。

原料ミスト７１の生成量としては、特に限定されないが、１μＬ／分以上１００μＬ／分以下に調整されることが好ましい。原料ミスト７１の生成量がこの範囲内にある場合、原料ミスト７１は、生成量が適切であるため、ステップＳ１２０においてプラズマと混合された際に、個々の原料ミスト７１と反応するプラズマの量が適切に調整され得る。その結果、充分な量の活性成分を含む第２のミストが効率よく得られる。この場合、生成量調整工程は、第１のミストの生成量を１μＬ／分以上１００μＬ／分以下に調整する工程として例示される。

（２）第１粒子径調整工程
第１粒子径調整工程は、制御装置５０による制御を受けて、原料ミスト７１の粒子径を制御する工程である。原料ミスト７１の粒子径は、たとえば、超音波霧化装置により原料ミスト７１を生成する場合には、超音波の周波数を調整することにより制御される。図７は、原料ミスト７１の粒子径と、機能性ミスト７３の粒子径との関係を示す概略的なグラフである。原料ミスト７１の粒子径が大きくなる場合、プラズマ空間８３において活性化される表面積が大きくなり、含有される活性成分が多くなる。そのため、得られる機能性ミスト７３の粒子径は、大きくなる。第１粒子径調整工程は、第１のミストの粒子径を制御することにより、第２のミストの粒子径を調整する工程として例示される。

原料ミスト７１の粒子径（平均粒子径）としては、特に限定されないが、１００ｎｍ以上１０μｍ以下に調整されることが好ましい。原料ミスト７１の粒子径がこの範囲内にある場合、原料ミスト７１は、プラズマと反応する際に、該プラズマと接触する面積が適切に調整され得る。その結果、適切な量の活性成分を含む第２のミストが得られる。なお、原料ミスト７１の粒子径は、たとえば、レーザー回折式粒度分布測定装置（スプレーテック、スペクトリス（株）製）を使用して適切に測定される。この場合、第１粒子径調整工程は、第１のミストの粒子径を１００ｎｍ以上１０μｍ以下に調整する工程として例示される。

これらの工程により調整される機能性ミスト７３の粒子径は、原料ミスト７１の粒子径よりも小さければよく、特に限定されない。たとえば、機能性ミスト７３の粒子径は、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下に調整される。なお、機能性ミスト７３の粒子径は、たとえば、微分型電気移動度測定装置（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ａｎａｌｙｚｅｒ：ＤＭＡ）を使用して適切に測定される。粒子径が上記範囲に調整された機能性ミスト７３は、長時間にわたって空間を浮遊し、広範囲に拡散し得る。その結果、機能性ミスト７３は、たとえば、大気の移動に伴って、容易に遠方まで拡散し得る。（１）生成量調整工程および（２）第１粒子径調整工程は、第２のミストの粒子径を１ｎｍ以上１００ｎｍ以下に調整する工程として例示される。

（ステップＳ１２０の詳細）
ステップＳ１２０において、機能性ミスト７３は、たとえば、上記したプラズマ発生装置により生成される。また、ステップＳ１２０は、空気７２を、プラズマ発生空間８３を通過させることにより、該プラズマと反応させる工程（ガス通過工程）を含む。ガス通過工程は、一対の電極８０の周囲に形成されたプラズマ発生空間８３に、空気７２を曝すことにより行われる。

図８は、ガス通過工程における空気７２の導入方向を説明する斜視図である。図９は、ガス通過工程における空気７２の導入方向を説明する概略図である。図８および図９を参照して、プラズマ発生空間８３に導入される空気７２の導入方向が説明される。電圧印加装置８４により一対の電極８０（第１電極８１および第２電極８２）間に電圧が印加される場合、第１電極８１の先端８１ａと、第２電極８２の先端８２ａとの間に放電が生じる。該放電により、電極８０周囲の空気７２が電離し、プラズマが発生する。プラズマは、上記のとおり、電極８０間の電界強度の強い場所ほど安定に、強い励起状態で形成される。そのため、プラズマの強度は、先端８１ａと先端８２ａとを結ぶ電極８０間において特に強く、該電極８０間から放射状に離れるに従って弱くなる。すなわち、プラズマ発生空間８３は、一対の電極８０の周囲に略楕円球状に形成される。この場合、空気７２は、プラズマと充分に反応するように、プラズマ発生空間８３の広がりに沿って導入される。矢印Ａ２は、プラズマ発生空間８３の広がりに沿って導入される空気７２の導入方向を示している。その結果、活性成分を多く含有する第２のミストが得られる。また、原料ミスト７１は、プラズマと効率よく反応するため、少ないプラズマ発生量で充分な活性成分を含む機能性ミスト７３が得られる。したがって、プラズマを発生させる際に要する消費電力が、軽減され得る。ガス通過工程は、ガスと混合された第１のミストを、プラズマが発生するプラズマ発生空間８３を通過させることにより、プラズマと反応させる工程、および、第１のミストを一対の電極８０間に生じる放電によって発生するプラズマに曝すことにより、プラズマと反応させる工程として例示される。なお、空気７２をプラズマ発生空間８３に導入する方向は特に限定されず、プラズマ発生空間８３の広がりに沿った方向（矢印Ａ２で示される方向）に代えて、いずれの方向から導入してもよい。

また、ステップＳ１２０において、たとえば、（３）制御装置５０による制御を受けて、プラズマの強度を制御する工程（プラズマ強度調整工程）、（４）制御装置５０による制御を受けて、プラズマ発生空間８３を通過する原料ミスト７１の速度を制御する工程（通過速度調整工程）、（５）制御装置５０による制御を受けて、空気７２とプラズマとの反応性を制御する工程（反応性調整工程）のうち、少なくとも１つの工程を採用することにより、機能性ミスト７３の粒子径を、原料ミスト７１の粒子径よりも小さく調整することができる。粒子径が調整された機能性ミスト７３は、含まれる活性成分の量が適切に制御され、かつ、遠方に到達しやすい。

（３）プラズマ強度調整工程
プラズマ強度調整工程は、制御装置５０による制御を受けて、プラズマの強度を制御する工程である。機能性ミスト７３の粒子径は、たとえば、プラズマ電力を増減させることにより制御される。図１０は、プラズマ電力と、機能性ミスト７３の粒子径との関係を示す概略的なグラフである。プラズマ電力が大きくなる場合、活性成分が多く生じる。該活性成分は、原料ミスト７１に含有される。そのため、得られる機能性ミスト７３の粒子径は、大きくなる。プラズマ強度調整工程は、プラズマの強度を制御することにより、第２のミストの粒子径を調整する工程として例示される。

（４）通過速度調整工程
通過速度調整工程は、制御装置５０による制御を受けて、プラズマ発生空間８３を通過する原料ミスト７１の速度を制御する工程である。機能性ミスト７３の粒子径は、たとえば、通風ファン６０の出力を増減させることにより制御される。図１１は、原料ミスト７１の速度と、機能性ミスト７３の粒子径との関係を示す概略的なグラフである。原料ミスト７１の速度が大きくなる場合、原料ミスト７１は、プラズマ発生空間８３に曝される時間は短くなる。そのため、原料ミスト７１には、活性成分が含まれにくい。その結果、得られる機能性ミスト７３の粒子径は、小さくなる。通過速度調整工程は、プラズマ発生空間８３を通過する第１ミストの速度を制御することにより、第２のミストの粒子径を調整する工程として例示される。

原料ミスト７１の速度としては、特に限定されないが、０．１Ｌ／分以上２０Ｌ／分以下に調整されることが好ましい。原料ミスト７１の速度がこの範囲内にある場合、原料ミスト７１は、適切な速度でプラズマ発生空間８３を通過する。そのため、充分な活性成分を含有する機能性ミスト７３が得られる。充分な活性成分を含む機能性ミスト７３は、粘性が適切に調整され、蒸発速度が抑制される。その結果、機能性ミスト７３は、遠方に到達しやすく、除菌や脱臭効果を充分に発揮し得る。この場合、通過速度調整工程は、プラズマ発生空間８３を通過する際の、ガスと混合された第１のミストの速度を０．１Ｌ／分以上２０Ｌ／分以下に調整する工程として例示される。

（５）反応性調整工程
反応性調整工程は、制御装置５０による制御を受けて、空気７２とプラズマとの反応性を制御する工程である。機能性ミスト７３の粒子径は、プラズマ発生空間８３を通過する際のプラズマ強度の強さや、通過するプラズマ空間の距離により変化する。空気７２がプラズマ空間を通過する位置や角度を調整することにより制御される。図１２は、空気７２とプラズマとの反応性と、機能性ミスト７３の粒子径との関係を示す概略的なグラフである。空気７２とプラズマとの反応性が大きくなる場合、活性成分が多く生じる。該活性成分は、原料ミスト７１に含有される。そのため、得られる機能性ミスト７３の粒子径は、大きくなる。反応性調整工程は、ガスとプラズマとの反応性を制御することにより、第２のミストの粒子径を調整する工程として例示される。

これらの工程により調整される機能性ミスト７３の粒子径は、原料ミスト７１の粒子径よりも小さければよく、特に限定されない。たとえば、機能性ミスト７３の粒子径は、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下に調整される。粒子径が上記範囲に調整された機能性ミスト７３は、長時間にわたって空間を浮遊し、広範囲に拡散し得る。その結果、機能性ミスト７３は、たとえば、大気の移動に伴って、容易に遠方まで拡散し得る。（３）プラズマ強度調整工程、（４）通過速度調整工程および（５）反応性調整工程は、第２のミストの粒子径を１ｎｍ以上１００ｎｍ以下に調整する工程として例示される。

＜本実施形態のミスト生成方法が奏する特有の効果＞
本実施形態のミスト生成方法は、上記したステップＳ１１０において生成された原料ミスト７１は、ステップＳ１２０においてプラズマと反応することにより、オゾンの発生が抑制されつつ、活性成分が含有され得る。また、機能性ミスト７３は、原料ミスト７１よりも粒子径が小さいため、短時間で広い範囲に拡散しやすい。そのため、機能性ミスト７３は、広い空間において充分な除菌や脱臭効果を短時間で発揮し得る。

（その他の実施形態）
本発明が実施形態により説明されたが、本発明はこれに限定されるものではなく、たとえば以下のような実施形態がある。

図１３は、上記実施形態の機能性ミスト生成部３０が備える一対の電極８０の別例（電極９０）の概略図である。上記した実施形態では、互いの先端（先端８１ａおよび先端８２ａ）が対向する一対の電極８０を例示した（図４参照）。これに代えて、本発明では、図１３に示されるように、略棒状の放電電極９１と該放電電極９１に対向する円環状の対向電極９２とを主に含む一対の電極９０を採用してもよい。電極９０間に電圧が印加される場合、プラズマは、放電電極９１の先端において強い励起状態で発生する。すなわち、放電電極９１と対向電極９２との間には、電界強度にばらつきが生じている。この場合、空気７２は、放電電極９１から対向電極９２の方向（矢印Ａ３）へ導入されることが好ましい。これにより、プラズマ発生空間８３ａに向けて誘導される原料ミスト７１の量が増える。その結果、より低電力で、原料ミスト７１に充分な活性成分を含有させることができる。

本発明のミスト生成方法およびミスト生成装置は、生成される際にオゾンの発生が抑制されつつ、遠方においても除菌や脱臭効果を充分に発揮し得るミストを生成するためのミスト生成方法およびミスト生成装置の用途に好適である。

１０ ミスト生成装置
２０ 原料ミスト生成部
３０ 機能性ミスト生成部
４０ ガス流路
５０ 制御装置
６０ 通風ファン
７１ 原料ミスト
７３ 機能性ミスト
８３ プラズマ発生空間

Claims (10)

1. 第１のミストを生成するミスト生成工程と、
   該第１のミストとプラズマとを反応させて、前記第１のミストの粒子径よりも粒子径の小さい第２のミストを生成するプラズマ反応工程と、を備え、
   前記ミスト生成工程は、前記第１のミストの粒子径を制御する段階と、前記第１のミストとガスとを混合する工程と、を含み、
   前記プラズマ反応工程は、前記ガスが混合された前記第１のミストを、一対の電極間に生じる放電によって発生する前記プラズマに曝すことにより、該プラズマと反応させる工程を含み、
   前記一対の電極は、放電電極と、該放電電極に対向する対向電極と、を含み、
   前記ガスが混合された前記第１のミストは、前記プラズマに向けて前記放電電極から前記対向電極の方向へ導入される
   ミスト生成方法。
2. 前記プラズマ反応工程は、前記ガスと混合され前記第１のミストを、前記プラズマが発生するプラズマ発生空間を通過させることにより、前記プラズマと反応させる工程を含む、請求項１記載のミスト生成方法。
3. 前記ミスト生成工程は、前記第１のミストの生成量を制御することにより、前記第２のミストの粒子径を調整する工程を含む、請求項１記載のミスト生成方法。
4. 前記プラズマ反応工程は、前記プラズマ発生空間を通過する前記第１のミストの速度及び前記ガスと前記プラズマとの反応性のうち少なくとも１つを制御することにより、前記第２のミストの粒子径を調整する工程を含む、請求項２記載のミスト生成方法。
5. 前記ミスト生成工程は、前記第２のミストの粒子径を１ｎｍ以上１００ｎｍ以下に調整する工程を含む、請求項３記載のミスト生成方法。
6. 前記プラズマ反応工程は、前記第２のミストの粒子径を１ｎｍ以上１００ｎｍ以下に調整する工程を含む、請求項４記載のミスト生成方法。
7. 前記プラズマ反応工程は、前記プラズマ発生空間を通過する際の、前記ガスと混合された前記第１のミストの速度を０．１Ｌ／分以上２０Ｌ／分以下に調整する工程を含む、請求項４記載のミスト生成方法。
8. 前記ミスト生成工程は、前記第１のミストの生成量を１μＬ／分以上１００μＬ／分以下に調整する工程を含む、請求項３記載のミスト生成方法。
9. 前記ミスト生成工程は、前記第１のミストの粒子径を１００ｎｍ以上１０μｍ以下に調整する工程を含む、請求項３記載のミスト生成方法。
10. 第１のミストを生成するミスト発生装置と、
    前記第１のミストが通過するプラズマ発生部を有するプラズマ発生装置と、
    前記第１のミストの粒子径を制御する制御装置と、を備え、
    前記ミスト発生装置は、前記第１のミストにガスを混合し、
    前記プラズマ発生装置は、放電電極と、該放電電極に対向する対向電極とからなる一対の電極を含み、前記一対の電極間において発生するプラズマと、前記ガスが混合された前記第１のミストとを反応させて、前記第１のミストよりも粒子径の小さい第２のミストを生成し、
    前記ガスが混合された前記第１のミストは、前記プラズマに向けて前記放電電極から対向電極の方向へ導入される
    ミスト生成装置。

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