TWI634951B - Electrostatic spray generating device and charged water particle dispersing device - Google Patents
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Abstract
[課題]提供一種可使平均粒徑為數微米以下的微粒子帶電放出的靜電噴霧產生裝置及帶電水粒子散布裝置。 [解決手段]靜電噴霧產生裝置包含：液體噴嘴部，以絕緣體材質做成，將液體柱放出至釋放空間；液體導管部，以絕緣體材質做成，將被加壓的液體導向液體噴嘴部；液體側電極，配置於液體導管部的內部並與液體接觸；氣體導管部，以絕緣體材質做成，具有配置於液體噴嘴部周圍的氣體噴嘴部，藉由使來自氣體噴嘴部之氣體流作用於從液體噴嘴部放出至釋放空間的液體柱之噴霧化點，而使液體柱微粒子化而生成含有微粒子之氣流的流、亦即噴霧流；及感應電極，配置成包圍位於開放空間的噴霧化點，並且帶有由絕緣體材質被覆以導體材質做成的電極導體之略環形；該靜電噴霧產生裝置是藉由從電源部對液體側電極與感應電極之間賦與預定電壓，而放出帶電微粒子之噴霧流。
Description
發明領域 本發明是有關於一種使水、海水、藥液等液體的微粒子帶電放出的靜電噴霧產生裝置及帶電水粒子散布裝置。
發明背景 以往，在使水等液體的微粒子帶電放出的靜電噴霧產生裝置中，具備：配置於噴射噴嘴之噴射空間側的感應電極部、及配置於噴射噴嘴之內部並接觸到水系滅火劑的水側電極部，且是構成為將藉由電源將電壓施加在感應電極部與水側電極部之間而生成的外部電場，施加於藉由噴射噴嘴而處於噴射過程中的水系滅火劑，使噴射粒子帶電。
根據如此的靜電噴霧產生裝置，可放出平均粒徑為20~200μm的微粒子，當使用於例如水霧滅火設備時，藉由使從帶電散布頭散布的水粒子帶電，藉由庫侖力，不僅是往高溫燃燒面之水粒子的附著，還會發生水粒子往燃燒材的全部表面的附著，與未帶電的普通水粒子相比，可大幅增加浸濕效果並提升滅火力。
又，當使用於水噴霧冷氣設備時，藉由使噴霧水帶電，可藉由庫侖力而增加對人的皮膚的附著量，提升清涼感。
又，根據以往的靜電噴霧產生裝置，可放出平均粒徑為10~300μm的水粒子，可在例如建築物的解體現場等形成由帶電水粒子構成的帶電水幕，使帶電水粒子電性地吸附並捕捉浮游於該帶電水幕的形成區域內之空氣中的粉塵，讓粉塵與帶電水粒子一起落下，而從空氣中除去。
以往的帶電水粒子散布裝置是由以下元件構成：絕緣體材質做成的液體導管部，使加壓的水導向噴出噴嘴部；噴射噴嘴部，噴出從液體導管部加壓供給的水而生成水粒子群；環形的感應電極部，被施加預定的電壓而形成預定的電場，讓以噴出噴嘴部生成的水粒子群藉由電場感應帶電而生成帶電水粒子群；及水側電極部，與水接觸並賦與施加於感應電極部的電壓之基準電位；感應電極部是藉由具備複數根保持臂的感應電極保持臂構造，而被保持在來自噴出噴嘴部的噴出水分裂生成水粒子的部位附近。
先前技術文獻 專利文獻 專利文獻1：日本特開2009-106405號公報 專利文獻2：日本特開2009-103335號公報
發明概要 發明欲解決之課題 然而，在以往的靜電噴霧產生裝置中，雖是使平均粒徑為20~200μm的微粒子帶電放出，但有令平均粒徑為數微米以下的用途，若是以往的靜電噴霧產生裝置，欲使平均粒徑為數微米以下的微粒子帶電放出較困難，此點是待解決的課題。
又，在以往的帶電水粒子散布裝置中，在處理水散布的環境下施加數千伏高電壓的感應電極部是構成為以100μm至6000μm厚的絕緣材被覆具導電性的金屬製電極心材。
又，必須藉由電極保持臂來調整感應電極部的位置，以使感應電極部之環形部的環形中心與噴射噴嘴的噴嘴中心一致，且，且為了防止錯位，是做成找到賦與固定推壓力的位置加以固定。
然而，即便感應電極部之電極心材的形狀尺寸皆相同，當以100μm至6000μm厚的絕緣材被覆時，欲將該被覆厚度正確地控制在預定值，技術上較困難，且安裝的每個感應電極部之被覆厚度以毫米單位有所不同，在以往的感應電極保持臂構造中，必須針對各個保持臂一邊移動一邊調整與裝置本體的固定位置，以成為環形之感應電極部的噴嘴中心，且必須找到為了保持之賦與固定推壓力的位置，需要困難的作業。該作業中噴出噴嘴與感應電極部有時會分離，且藉由目視來定位及固定較困難。
進而，感應電極部是在絕緣被覆材被觀察到有髒污或損傷時，需進行更換以維持絕緣性能，若要更換，以往是將帶電水粒子散布裝置整體從設置場所拆除後，再拆下被固定著的保持臂並更換感應電極部，需要費時的作業。
本發明之目的在於提供一種可使平均粒徑為數微米以下的微粒子帶電放出的靜電噴霧產生裝置。
又，本發明之目的在於提供一種即使外徑因絕緣材之被覆而有所不同，仍可簡單且容易地進行使感應電極部之環形部的環形中心與噴射噴嘴的噴嘴中心保持一致的作業的帶電水粒子散布裝置。
用以解決課題之手段 (靜電噴霧產生裝置) 本發明是一種靜電噴霧產生裝置，其特徵在於包含：液體噴嘴部，以絕緣體材質做成，將液體柱放出至釋放空間；液體導管部，以絕緣體材質做成，將被加壓的液體導向液體噴嘴部；液體側電極，配置於液體導管部的內部、或是藉由令液體導管部的一部分為導體材質而構成，並與液體接觸；氣體導管部，以絕緣體材質做成，具有配置於液體噴嘴部周圍的氣體噴嘴部，藉由使來自氣體噴嘴部之氣體流作用於從液體噴嘴部放出至開放空間的液體柱之預定位置亦即噴霧化點，而使液體柱微粒子化而生成含有微粒子之氣流的流、亦即噴霧流；及感應電極，帶有略環形，且配置成包圍位於釋放空間的噴霧化點，並且由絕緣體材質被覆以導體材質做成的電極導體；該靜電噴霧產生裝置是藉由從電源部對液體側電極與感應電極之間賦與預定的電壓，而放出帶電微粒子之噴霧流。
(感應電極的配置位置) 感應電極是位在釋放空間中，且環形中心位於液體噴嘴部之噴霧化點的同軸上的釋放空間側，並且環形部分位於擴展成圓錐狀的噴霧流的外側，進而，該感應電極是以設置有間隙的方式被保持，伴隨著氣體流從氣體噴嘴部噴出，外部氣體從周圍流入該間隙。
(液體壓力衰減部) 靜電噴霧產生裝置在液體導管部的液體供給側更設置有液體壓力衰減部，其是藉由使被供給之液體的壓力下降且轉換成均一的流速，而讓從液體噴嘴部放出至釋放空間的液體柱之形成狀態及流速，藉由被供給之液體的壓力調整來進行管理。
(孔口部及反射器部) 液體壓力衰減部包含有：孔口部，縮減被供給之液體的流量；及反射器部，配置於孔口部的流出側，使流體的壓力下降且轉換成均一的流速。
(電極供給電壓) 令從電源施加於液體側電極與感應電極之間的電壓在+0.5kV~+20kV或-0.5kV~-20kV的範圍。
(接地纜線之非接地) 從電源部對感應電極連接電壓施加纜線，並且對液體側電極連接接地纜線，令接地纜線不接地而相對於接地電位設成浮動電位。
(帶電水粒子散布裝置) 又，本發明之另一形態是一種帶電水粒子散布裝置，其在裝置本體設置有：液體導管部，以絕緣體材質做成，將被加壓的水導向噴出噴嘴部；噴射噴嘴部，噴出來自液體導管部之被加壓供給的水而生成水粒子群；環形的感應電極部，被施加預定的電壓而形成預定的電場，使利用噴出噴嘴部生成的水粒子群藉由電場感應帶電，而生成帶電水粒子群；水側電極部，配置於液體導管部的內部、或是藉由令液體導管部的一部分為導體材質而構成，與水接觸並賦與施加於感應電極部的電壓之基準電位；及感應電極保持部，使感應電極部保持在來自噴出噴嘴部的噴出水分裂而生成水粒子的部位附近；該帶電水粒子散布裝置之特徵在於構成為：感應電極部是以絕緣材被覆具導電性的電極心材而形成，感應電極保持部包含有決定感應電極部之保持位置的絕緣體材質之槓桿構造的感應電極保持臂，感應電極保持臂是配置在環繞感應電極部之環形部的至少3個地方，使成為槓桿構造之作用點的把持部抵接於環形部之外周部的至少3個地方，並從三個方向朝中心方向夾持環形部，並且使相當於槓桿構造之支點的部分抵接在形成於裝置本體的本體溝，而對槓桿構造之力點部的全部地方，同時地透過板部從推壓部賦與預定的緊固力，藉此對抵接於環形部之外周部的把持部同時地賦與推壓力，使環形部之環形中心與噴射噴嘴部之噴嘴中心大致保持一致。
(帶電水粒子散布裝置之另一形態) 進而，本發明之另一形態是一種帶電水粒子散布裝置，其在裝置本體設置有：液體導管部，以絕緣體材質做成，將被加壓的水導向噴出噴嘴部；噴射噴嘴部，噴出來自液體導管部之被加壓供給的水而生成水粒子群；環形的感應電極部，被施加預定的電壓而形成預定的電場，使利用噴出噴嘴部生成的水粒子群藉由電場感應帶電，而生成帶電水粒子群；水側電極部，配置於液體導管部的內部、或是藉由令液體導管部的一部分為導體材質而構成，與水接觸並賦與施加於感應電極部的電壓之基準電位；及感應電極保持部，使感應電極部保持在來自噴出噴嘴部的噴出水分裂而生成水粒子的部位附近；該帶電水粒子散布裝置之特徵在於構成為：感應電極部是以絕緣材被覆具導電性的電極心材而形成，感應電極保持部包含有：決定感應電極部之保持位置的絕緣體材質之感應電極保持臂、及將感應電極部固定在感應電極保持臂之電極保持位置的感應電極推壓件，藉以對感應電極部之環形部在至少三個地方支撐，感應電極保持臂是由柱部與臂部所構成，在臂部的電極保持位置上，形成有藉由感應電極推壓件之固定而使感應電極部之環形部嵌合的溝，在柱部的內部設置有用以往本體部安裝的孔，並且臂部設置有用以固定感應電極推壓件的螺絲孔，在將感應電極部之環形部緊貼於臂部之電極保持位置的狀態下，利用通過感應電極推壓件之螺絲孔的螺絲往臂部的緊固固定而嵌合於形成的溝，藉此使環形部之環形中心與前述噴射噴嘴部之噴嘴中心保持一致。
發明效果 (靜電噴霧產生裝置之效果) 根據本發明之靜電噴霧產生裝置，包含：液體噴嘴部，以絕緣體材質做成，將液體柱放出至釋放空間；液體導管部，以絕緣體材質做成，將被加壓的液體導向液體噴嘴部；與液體接觸的液體側電極，配置於液體導管部的內部、或是藉由令液體導管部的一部分為導體材質而構成；氣體導管部，以絕緣體材質做成，具有配置於液體噴嘴部周圍的氣體噴嘴部，藉由使來自氣體噴嘴部之氣體流作用於從液體噴嘴部放出至開放空間的液體柱之預定位置亦即噴霧化點，而使液體柱微粒子化而生成含有微粒子之氣流的流，亦即噴霧流；及感應電極，配置成包圍位於釋放空間的噴霧化點，並且帶有由絕緣體材質被覆以導體材質做成的電極導體之略環形；藉由從電源對液體側電極與感應電極之間賦與預定的電壓，而放出帶電微粒子之噴霧流，因此，藉由使氣體噴嘴部之氣體流作用於從液體噴嘴部放出之液體柱，可使液體柱微粒子化而生成含有平均粒徑成為數微米以下的微粒子之氣體的流、亦即噴霧流，且藉由對液體側電極與感應電極之間賦與預定的電壓，可使噴霧流之微粒子帶電放出，來自水、藥液等液體之平均粒徑成為數微米以下的帶電微粒子藉由庫侖力往適當的對象物效率良好地附著，伴隨著微粒子的附著，可大幅增加例如滅火或冷卻的效果，且可增加噴霧空間中的粉塵或異味因子的吸附量。
(感應電極之配置位置帶來的效果) 又，感應電極是位在釋放空間中，且環形中心位於液體噴嘴部之噴霧化點的同軸上的釋放空間側，並且環形部分位於擴展成圓錐狀的噴霧流的外側，進而，該感應電極是以設置有間隙的方式被保持，伴隨著氣體流從氣體噴嘴部噴出，外部氣體從周圍流入該間隙，因此，藉由該感應電極的配置，生成之帶電微粒子的荷質比成為1.0mC/Kg以上，已確認可確實地生成為該較大的荷質比且為數微米以下的帶電微粒子。
(液體壓力衰減部帶來的效果) 又，靜電噴霧產生裝置在液體導管部的液體供給側更設置有液體壓力衰減部，其是藉由使被供給之液體的壓力下降且轉換成均一的流速，而讓從液體噴嘴部放出至釋放空間的液體柱之形成狀態及流速，藉由被供給之液體的壓力調整來進行管理，且該液體壓力衰減部包含有：孔口部，縮減被供給之液體的流量；及反射器部，配置於孔口部的流出側，使流體的壓力下降且轉換成均一的流速；因此，流體柱從液體噴嘴部穩定且連續地被放出，且來自氣體噴嘴部之氣體流碰撞該流體柱，可確實地生成數微米以下的微粒子並且使其帶電放出。
又，藉由調整供給至液體導管部之液體的壓力，可視需要適當地調整帶電微粒子的噴霧量。
(電極供給電壓帶來的效果) 又，藉由令從電源施加於液體側電極與感應電極之間的電壓在+0.5kV~+20kV或-0.5kV~-20kV的範圍，可防止火花放電的發生。
(接地纜線之非接地帶來的效果) 又，由於是從電源部對感應電極連接電壓施加纜線，並且對液體側電極連接接地纜線，令接地纜線不接地而相對於接地電位設成浮動電位，因此，即使從電源部施加高壓電壓，只要使用者不同時接觸感應電極和液體側電極兩者，短路電流就不會流動，且幾乎無法設想同時觸碰感應電極和液體側電極兩者的狀況，結果，相較於將接地纜線接地而做成接地電位的情形，可確保更高的安全性。
(本發明之另一形態之靜電噴霧產生裝置的效果) 又，本發明之另一形態是一種靜電噴霧產生裝置，其在裝置本體設置有：液體導管部，以絕緣體材質做成，將被加壓的水導向噴出噴嘴部；噴射噴嘴部，將來自液體導管部之被加壓供給的水噴出而生成水粒子群；環形的感應電極部，被施加預定的電壓而形成預定的電場，並使利用噴出噴嘴部生成的水粒子群藉由電場感應帶電，而生成帶電水粒子群；水側電極部，配置於液體導管部的內部、或是藉由令液體導管部的一部分為導體材質而構成，與水接觸並賦與施加於感應電極部的電壓之基準電位；及感應電極保持部，使感應電極部保持在來自噴出噴嘴部的噴出水分裂而生成水粒子的部位附近；該帶電水粒子散布裝置是構成為：感應電極部是以絕緣材被覆具導電性的電極心材而形成，感應電極保持部包含有決定感應電極部之保持位置的絕緣體材質之槓桿構造的感應電極保持臂，感應電極保持臂是配置在環繞感應電極部之環形部的至少3個地方，使成為槓桿構造之作用點的把持部抵接於環形部之外周部的至少3個地方，並從三個方向朝中心方向夾持環形部，並且使相當於槓桿構造之支點的部分抵接在形成於裝置本體的本體溝，而對槓桿構造之力點部的全部地方，同時地透過板部從推壓部賦與預定的緊固力，藉此對抵接於環形部之外周部的把持部同時地賦與推壓力，使環形部之中心軸線與噴射噴嘴之中心軸線保持一致，因此，即使是在感應電極部之環形部的被覆厚度依每個感應電極部而有所不同的情況下，仍會對抵接於感應電極部之外周部的把持部，朝向環形部的環形中心，賦與同心圓之變位帶來的推壓力，使感應電極部之環形部的中心軸線與噴射噴嘴的中心軸線可自動地保持一致，在組裝作業或感應電極部的清掃或更換時，感應電極部之感應電極保持臂及電極推壓件的安裝、拆卸，能從感應電極部側的空間的作業來進行，並且不需要感應電極部的中心對位或是中心對位變得容易且確實，能不倚靠作業員的技能而使感應電極部之環形部相對於來自噴射噴嘴部的噴流經常保持在適切的位置，經常能得到良好的帶電性能。
(本發明之更另一形態的靜電噴霧產生裝置的效果) 進而，本發明之另一形態是一種靜電噴霧產生裝置，其在裝置本體設置有：液體導管部，以絕緣體材質做成，將被加壓的水導向噴出噴嘴部；噴射噴嘴部，噴出來自液體導管部之被加壓供給的水而生成水粒子群；環形的感應電極部，被施加預定的電壓而形成預定的電場，使利用噴出噴嘴部生成的水粒子群藉由電場感應帶電，而生成帶電水粒子群；水側電極部，配置於液體導管部的內部、或是藉由令液體導管部的一部分為導體材質而構成，與水接觸並賦與施加於感應電極部的電壓之基準電位；及感應電極保持部，使感應電極部保持在來自噴出噴嘴部的噴出水分裂而生成水粒子的部位附近；該帶電水粒子散布裝置構成為：感應電極部是以絕緣材被覆具導電性的電極心材而形成，感應電極保持部包含有：決定感應電極部之保持位置的絕緣體材質之感應電極保持臂、及將感應電極部固定在感應電極保持臂之電極保持位置的感應電極推壓件，藉以對感應電極部之環形部在至少3個地方支撐，感應電極保持臂是由柱部與臂部所構成，在臂部的電極保持位置上，形成有藉由感應電極推壓件之固定而使感應電極部之環形部嵌合的溝，在柱部的內部設置有用以往本體部安裝的孔，並且臂部設置有用以固定感應電極推壓件的螺絲孔，在將感應電極部之環形部緊貼於臂部之電極保持位置的狀態下，利用通過感應電極推壓件之螺絲孔的螺絲往臂部的緊固固定而嵌合於形成的溝，藉此使環形部之環形中心與前述噴射噴嘴之噴嘴中心保持一致，因此，在感應電極保持部之臂部的電極保持位置上，是藉由感應電極推壓件的固定而形成供感應電極部之環形部嵌合的溝，環形構件的中心直徑不會受到絕緣被覆的厚度左右，因此，藉由感應電極推壓件對感應電極保持臂固定而形成的溝成為包含環形部之中心直徑的溝，溝的位置是與感應電極部的被覆厚度無關，只要沿著環形部的中心直徑，被覆表面的形狀就會適合於溝位置，因此，只要將感應電極部朝感應電極保持臂不調整地放上電極保持位置並直接嵌合於利用感應電極推壓件之固定而形成的溝，就可以保持在預定位置，在組裝作業或感應電極部的清掃或更換時，感應電極部之感應電極保持臂及電極推壓件的安裝、拆卸，能從感應電極部側的空間的作業來進行，並且感應電極部的中心對位變得容易且確實，能不倚靠作業員的技能而使感應電極部之環形部相對於來自噴射噴嘴部的噴流經常保持在適切的位置，經常能得到良好的帶電性能。
用以實施發明之形態 [靜電噴霧產生裝置之實施形態] 圖1是以截面顯示本發明之靜電噴霧產生裝置的實施形態的說明圖，圖2是顯示從放出側觀看圖1之靜電噴霧產生裝置的平面圖，圖3是將設置於圖1之靜電噴霧產生裝置的液體導管部之氣體噴嘴部側取出顯示的說明圖，且圖3(A)顯示從噴嘴開口側觀看的平面，圖3(B)顯示軸穗方向的截面。
(靜電噴霧產生裝置之構造) 如圖1所示，靜電噴霧產生裝置10是以液體供給構件12、裝置本體14、噴嘴構件22構成，液體供給構件12、裝置本體14、噴嘴構件22是以絕緣材質做成。作為液體供給構件12、裝置本體14、噴嘴構件22的絕緣材質，是將聚氯乙烯樹脂、聚苯硫醚樹脂、乙酯樹脂、聚四氟乙烯樹脂、聚三氟氯乙烯樹脂、陶瓷(氧化鋁陶瓷)、及玻璃琺瑯的至少1種用於絕緣材質而形成。
於液體供給構件12之端部形成有配管安裝螺絲部15a，軸方向形成有液體供給孔15，且被供給以外部的水泵等加壓的水或藥劑等加壓液體。供給至液體供給構件12的液體之壓力，是在例如0.1~1.0MPa的範圍內進行調整。
液體壓力衰減部46設置於液體供給孔15所連通的內部流路。於液體壓力衰減部46，從流入側起配置有粗濾器48、孔口50、及反射器部52。
在緊接著液體供給構件12設置的裝置本體14之內部，組裝有在軸方向上形成有流路的液體側電極16。液體側電極16是以金屬的導電劑材質做成。除了金屬以外，液體側電極16的導電劑材質亦可使用具導電性的樹脂、纖維束、橡膠等來形成，又，亦可使用組合該等之複合物來形成。
防水電極端子42是對裝置本體14之橫向方向的安裝孔螺旋鎖入固定，且防水電極端子42的前端電性地接觸固定於液體側電極16。
裝置本體14的前端側是緊接著圓錐形的縮減部而形成有軸部，且在內部的軸方向上形成有液體導管部18，液體噴嘴部20在液體導管部18的前端開口。
配置於裝置本體14之前端外側的噴嘴構件22之內部形成有氣體導管部36，空氣供給管34從右側連結固定於氣體導管部36，藉由空氣供給管34從空氣壓縮機等供給壓縮到例如0.6~0.7MPa左右的空氣。
氣體噴嘴部24形成於噴嘴構件22及裝置本體14的前端。氣體噴嘴部24是於在裝置本體14的前端開口之液體噴嘴部20的外周錐面的螺旋方向上形成有圖3顯示的複數根導氣溝部60，且如圖1所示，藉由噴嘴構件22之前端的錐孔位於導氣溝部60的外側，而形成氣體噴嘴部24。
氣體噴嘴部24是對從液體噴嘴部20放出的液體柱38，透過導氣溝部60將壓縮空氣螺旋狀地噴出，並藉由使來自氣體噴嘴部24的氣體流作用於從液體噴嘴部20放出至開放空間的液體柱38之預定位置、亦即噴霧化點P，而使液體柱38微粒子化而生成含有微粒子之氣流的流、亦即噴霧流40。
感應電極26配置於液體噴嘴部20及氣體噴嘴部24之前端側的釋放空間。感應電極26是前端的環形部配置成包圍位於釋放空間的噴霧化點P，並利用以絕緣體材質做成的絕緣被覆30包覆住以導體材質做成的電極導體28，環形部是如圖2所示，藉由配置成放射狀的3根電極保持臂32而相對於噴嘴構件22被支撐固定。
在此，感應電極26之環形部是位在噴嘴構件22之前端側的釋放空間中，且環形中心Q位於液體柱38的噴霧化點P之同軸上的釋放空間側(外側)並且位於擴散成圓錐狀的噴霧流40的外側，進而，該感應電極26之環形部是設置有間隙而被保持，該間隙形成有外部氣體流入空間35，伴隨著來自氣體噴嘴部24的氣體流之噴出，外部氣體從周圍流入該外部氣體流入空間35。
感應電極26中的電極導體28為帶有導電性的金屬，除了金屬以外，亦可使用具導電性的樹脂、纖維束、橡膠等來形成，又，亦可使用組合該等之複合物來形成。
又，作為感應電極26之絕緣被覆30的絕緣材質，是將聚氯乙烯樹脂、聚苯硫醚樹脂、乙酯樹脂、聚四氟乙烯樹脂、聚三氟氯乙烯樹脂、陶瓷(氧化鋁陶瓷)、及玻璃琺瑯的至少1種用於絕緣材質而形成。
對液體側電極16與感應電極26，連接有來自電源部54的電壓施加纜線56與接地纜線58，且對液體側電極16的接地纜線58在本實施形態中為接地。若電源部54在液體側電極16與感應電極26之間施加+0.5kV~+20kV或-0.5kV~-20kV範圍的直流(交流或脈衝狀)之預定的電壓，在感應電極26之環形部的周圍就會形成預定的外部電場，而使在噴霧化點P生成的微粒子帶電，放出帶電微粒子之噴霧流40。
例如，當對感應電極26施加直流電壓時，會對應於感應電極26的極性，以正電荷與負電荷的任一電荷生成帶電微粒子。又，若以交流、脈衝狀施加電壓，會對應於交互地切換的感應電極26的極性，選擇性地以正電荷或負電荷生成帶電微粒子。
又，電源部54既可令施加於感應電極26的電壓為在+5kV~+20kV或-5kV~-20kV範圍的預定之固定電壓，亦可令其在+5kV~+20kV或-5kV~-20kV的範圍變動。且，像這樣令施加電壓在+5kV~+20kV或-5kV~-20kV的範圍，可防止火花放電之產生，確保安全並生成帶電微粒子之噴霧流40。
[靜電噴霧裝置之動作] 使用圖1所示之靜電噴霧產生裝置10時，是藉由連結於配管安裝螺絲部15a的配管來供給以水泵等加壓的液體，又，藉由空氣供給管34供給來自空氣壓縮機等的壓縮空氣，進而，藉由電源部54在液體側電極16及感應電極26之間施加+5kV~+20kV或-5kV~-20kV範圍的預定之電壓。
從液體供給孔15供給的加壓液體是從液體壓力衰減部46之粗濾器48被孔口52縮減而進入到反射器部52，且是在通過孔口52時減壓，在通過反射器部52時轉換成均一的流速，並通過液體導管部18而輸送至前端的液體噴嘴部20，從液體噴嘴部20朝釋放空間放出保持柱狀形態的液體柱38。
在此，可藉由調整供給至液體供給孔15之加壓液體的壓力，來調整並管理從液體噴嘴部20放出的液體柱38之形成狀態及流速(放出量)。
從空氣供給管34供給的壓縮空氣是從氣體導管部36輸送至氣體噴嘴部24，並從圖2及圖3所示之螺旋配置的導氣溝部60放出至開放空間，在成為預定位置的噴霧化點P碰撞到從液體噴嘴部20放出的液體柱38而作用，藉此使液體柱38微粒子化，而生成含有平均粒徑為數微米以下的微粒子之氣體的流、亦即噴霧流40。
在噴霧化點P生成的噴霧流40之微粒子是藉由形成於被施加固定電壓的感應電極26之環形部的外部電場而感應帶電，放出帶電微粒子群之噴霧流40。
像這樣利用空氣流的作用使液體柱38噴霧化的噴霧化點P、與感應電極26的環形中心Q的位置關係，是藉由使環形中心Q位於微噴霧化點P之同軸上的釋放空間側，而使因感應電極26之感應電場而帶電的微粒子之荷質比成為1.0~20mC/kg，已確認可生成為該較大的荷質比且確實地帶電的微粒子。
[靜電噴霧產生裝置之變形例]
(液體側電極)
上述實施形態雖然是在液體導管部之內部配置以導體材質做成的液體側電極，但亦可令以絕緣體材質做成的液體導管部的一部分為導體材質來構成液體側電極。
(接地纜線之非接地)
又，上述實施形態雖然是將連接於液體側電極的接地纜線接地於地面，但亦可令接地纜線不接地於地面而為離開地面的浮動電位。藉由像這樣令接地纜線不接地於地面而為浮動電位，只要使用者不同時觸碰感應電極與液體側電極兩者，短路電流就不會流動，且幾乎無法設想同時觸碰感應電極和液體側電極兩者的狀況，結果，相較於將接地纜線接地而做成接地電位的情形，可確保更高的安全性。
(其他)
又本發明之靜電噴霧產生裝置包含無損其目的及優點之適當的變形，且不受限於上述實施形態中顯示的數值。
[帶電水粒子散布裝置之第1實施形態]
圖7是顯示帶電水粒子散布裝置之第1實施形態的說明圖。圖7(A)是顯示正面，圖7(B)是破截一部分而顯示側面，圖7(C)是將板部取出顯示，圖7(D)是顯示平面。圖7是顯示圖7之帶電水粒子散布裝置的內部構造的截面圖，且亦顯示了圖7(D)的X-X截面。圖6是將圖7(4)之帶電水粒子散布裝置的感應電極取出顯示的說明圖。
(基本構造)
如圖7(A)、圖7(B)及圖7所示，本實施形態之帶電水粒子散布裝置100是以裝置本體112、本體蓋114、液體導管部116、水側電極部117、噴射噴嘴部118、感應電極部120、及感應電極保持部124所構成。
裝置本體112、本體蓋114、液體導管部116、噴射噴嘴部118、及感應電極保持部124是以絕緣材質做成，該絕緣材質是將聚氯乙烯樹脂、聚苯硫醚樹脂、乙酯樹脂、聚四氟乙烯樹脂、聚三氟氯乙烯樹脂、陶瓷(氧化鋁陶瓷)、及玻璃琺瑯的至少1種用於絕緣材質而形成。
在裝置本體112的內部，於軸心線136的方向上形成有貫通孔，水側電極部117從下側嵌入，液體導管部116則嵌入於其上側，且電極連結部119連接於水側電極部117。電極連結部119中設置有螺絲孔119a，進行從形成於裝置本體112之橫向方向上的水側電極纜線連接孔122插入的接地纜線之連接。又，液體導管部116的上部是透過本體蓋114而朝外部取出，並且被供給以外部的水泵等加壓的水。供給至液體導管部116之水的壓力是在例如0.1~1.0MPa的範圍做調整。
水側電極部117及電極連結部119是以金屬的導電材質做成。除了金屬以外，水側電極部117及電極連結部119的導電材質亦可使用具導電性的樹脂、纖維束、橡膠等來形成，又，亦可使用組合該等之複合物來形成。
噴射噴嘴部118設置在配置於裝置本體112的軸方向上之水側電極部117的前端側。噴射噴嘴部118放出平均粒徑為10~300μm的水粒子，可在例如建築物的解體現場等形成由帶電水粒子構成的帶電水幕，使帶電水粒子電性地吸附並捕捉浮游於該帶電水幕之形成區域內的空氣中的粉塵，讓粉塵與帶電水粒子一起落下，而從空氣中除去。
感應電極部120藉由感應電極保持部124而配置於噴射噴嘴部118的前端側的釋放空間。感應電極部120是如圖6中取出顯示般，形成為以絕緣被覆120c被覆具導電性的電極心材120b，且在配置於上下方向上的支撐部120d的下部前端形成有環形的環形部120a。
感應電極部120之電極心材120b為帶有導電性的金屬，除了金屬以外，亦可使用具導電性的樹脂、纖維束、橡膠等來形成，又，亦可使用組合該等之複合物來形成。
又，作為感應電極部120之絕緣被覆120c的絕緣材質，是將聚氯乙烯樹脂、聚苯硫醚樹脂、乙酯樹脂、聚四氟乙烯樹脂、聚三氟氯乙烯樹脂、陶瓷(氧化鋁陶瓷)、及玻璃琺瑯的至少1種用於絕緣材質而形成。
對水側電極部117與感應電極部120，是從未圖示之電源部連接有接地纜線與電壓施加纜線，若在水側電極部117與感應電極部120之間施加+0.5kV~+20kV或-0.5kV~-20kV範圍的直流(交流或脈衝狀)之預定電壓，在感應電極部120之環形部120a的周圍就會形成預定的外部電場，且來自噴射噴嘴部118的噴出水會在分裂點A附近分裂而生成水粒子，因此可使在分裂點A生成的水粒子帶電，放出帶電水粒子之噴霧流。
例如，當對感應電極部120施加直流電壓時，會對應於感應電極部120的極性，而生成正電荷與負電荷之任一者的帶電水粒子。又，若以交流、脈衝狀施加電壓，會對應於交互地切換的感應電極部120的極性，選擇性地以正電荷或負電荷生成帶電水粒子。
又，既可令由電源部施加於感應電極部120的電壓為在+0.5kV~+20kV或-0.5kV~-20kV範圍的固定電壓，亦可使之變動。且，像這樣做成在+0.5kV~+20kV或-0.5kV~-20kV的範圍，可防止火花放電之產生，確保安全並生成帶電水粒子之噴霧流。
(感應電極部的保持構造) 如圖7及圖6所示，感應電極保持部124是以形成於裝置本體112之下側外周的本體溝130、決定感應電極部120之保持位置的3根感應電極保持臂126、板部132、及推壓部134所構成。感應電極保持臂126、板部132及推壓部134是以絕緣材質做成，該絕緣材質是將聚氯乙烯樹脂、聚苯硫醚樹脂、乙酯樹脂、聚四氟乙烯樹脂、聚三氟氯乙烯樹脂、陶瓷(氧化鋁陶瓷)、及玻璃琺瑯的至少1種用於絕緣材質而形成。
板部132是如圖7(C)取出顯示般，在環形板部的內側形成有環形孔132a，且在外周的3個地方形成有供感應電極保持臂126嵌入的矩形溝134b。
感應電極部120之藉由感應電極保持部124對裝置本體112的組裝，是在將感應電極保持臂126配置於板部132之矩形溝134b的狀態下，嵌入於配置在本體112下部的噴射噴嘴部118的外側，接著，將推壓部134從下側螺旋鎖入。在此狀態下，是在感應電極部120之環形部120a已嵌入於形成在感應電極保持臂126之下端內側的把持部128之內側的狀態下，將推壓部134螺旋鎖入，並透過板部132使感應電極保持臂126固定於裝置本體112。
在此，感應電極保持臂126為決定感應電極部120之保持位置的槓桿構造，使成為槓桿構造之作用點Q的把持部128抵接於環形部120a之外周部的至少3個地方，並從三個方向朝中心方向夾持環形部120a，並且使相當於槓桿構造之支點P的部分抵接於本體溝130，而對相當於槓桿構造之力點R的全部地方透過板部132從推壓部134同時地賦與預定的緊固力，藉此對抵接於環形部120a之外周部的把持部128同時地賦與推壓力，使環形部120a之環形中心軸線自動地與噴射噴嘴部118之噴嘴中心軸線136保持一致。
因此，即使是在感應電極部120之環形部120a的被覆厚度依每一個感應電極部120而有所不同的情況下，仍會對抵接於感應電極部120之外周部的把持部128，朝向環形部120a的環形中心，賦與同心圓之變位帶來的推壓力，使感應電極部120之環形部120a的中心軸線與噴射噴嘴部118的軸心線136可自動地保持一致，在帶電水粒子散布裝置100的組裝作業或感應電極部120的清掃或更換時，感應電極部120的安裝、拆卸能從感應電極部120側的空間的作業來進行，並且不需要感應電極部120的中心對位或是中心對位變得容易且確實，能不倚靠作業員的技能而使感應電極部120之環形部120a相對於來自噴射噴嘴部118的噴流經常保持在適切的位置，對從噴射噴嘴部118噴射的水粒子之噴霧流經常能得到良好的帶電性能。
[帶電水粒子散布裝置之第2實施形態] 圖7是顯示帶電水粒子散布裝置之第2實施形態的說明圖，圖7(A)是顯示全體構成，圖7(B)是取出感應電極保持臂並以截面顯示。
如圖7所示，本實施形態之帶電水粒子散布裝置100是以裝置本體112、液體導管部116、噴射噴嘴部118、感應電極部120、及感應電極保持部144所構成，感應電極保持部144以外基本上是與圖7至圖6顯示的第1實施形態相同，因此省略其說明。
本實施形態之感應電極保持部144是以決定感應電極部120之保持位置的3根感應電極保持臂146、及將感應電極部120固定於感應電極保持臂146之電極保持位置的感應電極推壓件148所構成。感應電極保持臂146及感應電極推壓件148是以絕緣材質做成，該絕緣材質是將聚氯乙烯樹脂、聚苯硫醚樹脂、乙酯樹脂、聚四氟乙烯樹脂、聚三氟氯乙烯樹脂、陶瓷(氧化鋁陶瓷)、及玻璃琺瑯的至少1種用於絕緣材質而形成。
感應電極保持臂146是朝下地固定在形成於本體112之上部的凸緣部112a的3個地方，並配置成對感應電極部120之環形部120a在至少3個地方支撐。感應電極保持部144是由柱部146a及臂部146b所構成，藉由在臂部146b之電極保持位置上配置有感應電極推壓件148之前端的推壓部148a，而形成有包含感應電極部120之環形部120a之中心直徑的V溝146c，在柱部146a的內部設置有往裝置本體112的通孔146d，並且臂部146b設置有固定感應電極推壓件148的螺絲孔146e。
感應電極部120之藉由感應電極保持部144對裝置本體112的組裝，是在將感應電極部120之環形部120a緊貼於感應電極保持臂146之臂部146b之V溝146c的狀態下，將感應電極推壓件148往螺絲150已通過通孔148b的臂部146b緊固固定。藉此，感應電極部120之環形部120a的環形中心軸線與噴射噴嘴部118的軸心線136保持一致。
因此，在感應電極保持臂146之臂部146b的電極保持位置上，形成有沿著感應電極部120之環形部120a之中心直徑的V溝146c，由於環形部120a的中心直徑不受絕緣被覆120c的厚度左右，因此感應電極保持臂146之V溝146c的位置與感應電極部120之絕緣被覆120c的被覆厚度無關，只要沿著環形部120a的中心直徑，被覆表面的形狀就會適合於V溝146c的位置，因此只要將感應電極部120不調整地放上感應電極保持臂146之臂部146b的V溝146c，並直接以感應電極推壓件148固定，就可以保持在預定位置。
結果，在帶電水粒子散布裝置100的組裝作業或感應電極部120的清掃或更換時，感應電極部120之感應電極保持臂146及感應電極推壓件148的安裝、拆卸，能從感應電極部120側的空間的作業來進行，並且感應電極部120的中心對位變得容易且確實，能不倚靠作業員的技能而使感應電極部120之環形部120a相對於來自噴射噴嘴部118的水粒子之噴流經常保持在適切的位置，經常能得到良好的帶電性能。
[帶電水粒子散布裝置之變形例] 上述實施形態雖是將以導體材質做成的水側電極部配置於液體導管部的內部，但亦可藉由令以絕緣體材質做成的液體導管部之一部分為導體材質來構成水側電極部。
又，本發明之帶電水粒子散布裝置包含有無損其目的及優點之適當的變形，且不受限於上述實施形態中顯示的數值。
10‧‧‧靜電噴霧產生裝置
12‧‧‧液體供給構件
14‧‧‧裝置本體
15‧‧‧液體供給孔
15a‧‧‧配管安裝螺絲部
16‧‧‧液體側電極
18‧‧‧液體導管部
20‧‧‧液體噴嘴部
22‧‧‧噴嘴構件
24‧‧‧氣體噴嘴部
26‧‧‧感應電極
28‧‧‧電極導體
30‧‧‧絕緣被覆
32‧‧‧電極保持臂
34‧‧‧空氣供給管
35‧‧‧外部氣體流入空間
36‧‧‧氣體導管部
38‧‧‧液體柱
40‧‧‧噴霧流
42‧‧‧防水電極端子
46‧‧‧液體壓力衰減部
48‧‧‧粗濾器
50‧‧‧孔口
52‧‧‧反射器部
54‧‧‧電源部
56‧‧‧電壓施加纜線
58‧‧‧接地纜線
60‧‧‧導氣溝部
100‧‧‧帶電水粒子散布裝置
112‧‧‧裝置本體
114‧‧‧本體蓋
116‧‧‧液體導管部
117‧‧‧水側電極部
118‧‧‧噴射噴嘴部
119‧‧‧電極連結部
120‧‧‧感應電極部
120a‧‧‧環形部
120b‧‧‧電極心材
120c‧‧‧絕緣被覆
120d‧‧‧支撐部
122‧‧‧水側電極纜線連接孔
124‧‧‧感應電極保持部
126‧‧‧感應電極保持臂
12‧‧‧液體供給構件
14‧‧‧裝置本體
15‧‧‧液體供給孔
15a‧‧‧配管安裝螺絲部
16‧‧‧液體側電極
18‧‧‧液體導管部
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24‧‧‧氣體噴嘴部
26‧‧‧感應電極
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30‧‧‧絕緣被覆
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58‧‧‧接地纜線
60‧‧‧導氣溝部
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120‧‧‧感應電極部
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120b‧‧‧電極心材
120c‧‧‧絕緣被覆
120d‧‧‧支撐部
122‧‧‧水側電極纜線連接孔
124‧‧‧感應電極保持部
126‧‧‧感應電極保持臂
128‧‧‧把持部
130‧‧‧本體溝
132‧‧‧板部
132a‧‧‧環形孔
134‧‧‧推壓部
134b‧‧‧矩形溝
136‧‧‧軸心線(噴嘴中心軸線)
144‧‧‧感應電極保持部
146‧‧‧感應電極保持臂
146a‧‧‧柱部
146b‧‧‧臂部
146c‧‧‧V溝
146d‧‧‧通孔
146e‧‧‧螺絲孔
148‧‧‧感應電極推壓件
148a‧‧‧推壓部
148b‧‧‧通孔
150、152‧‧‧螺絲
A‧‧‧分裂點
P‧‧‧噴霧化點
Q‧‧‧環形中心
P‧‧‧支點
Q‧‧‧作用點
R‧‧‧力點
圖1是以截面顯示本發明之靜電噴霧產生裝置的實施形態的說明圖。 圖2是顯示從放出側觀看圖1之靜電噴霧產生裝置的平面圖。 圖3(A)、(B)是將設置於圖1之靜電噴霧產生裝置的液體導管部之氣體噴嘴部側取出顯示的說明圖。 圖4(A)~(D)是顯示帶電水粒子散布裝置之第1實施形態的說明圖。 圖5是顯示圖4之帶電水粒子散布裝置的內部構造的截面圖。 圖6(A)、(B)是將圖4之帶電水粒子散布裝置的感應電極部取出顯示的說明圖。 圖7(A)、(B)是顯示帶電水粒子散布裝置之第2實施形態的說明圖。
Claims (8)
- 一種靜電噴霧產生裝置，其特徵在於包含：液體噴嘴部，以絕緣體材質做成，將液體柱放出至釋放空間；液體導管部，以絕緣體材質做成，將被加壓的液體導向前述液體噴嘴部；液體側電極，配置於前述液體導管部的內部、或是藉由令前述液體導管部的一部分為導體材質而構成，並與前述液體接觸；氣體導管部，以絕緣體材質做成，具有配置於前述液體噴嘴部周圍的氣體噴嘴部，藉由使來自前述氣體噴嘴部之氣體流作用於從前述液體噴嘴部放出至開放空間的液體柱之預定位置亦即噴霧化點，而使前述液體柱微粒子化而生成含有微粒子之氣流的流、亦即噴霧流；及感應電極，帶有略環形，且配置成包圍位於前述釋放空間的前述噴霧化點，並且由絕緣體材質被覆以導體材質做成的電極導體；該靜電噴霧產生裝置是藉由從電源對前述液體側電極與前述感應電極之間賦與預定的電壓，而由形成在前述感應電極之環形部的外部電場使前述微粒子感應帶電，並放出帶電微粒子之前述噴霧流。
- 如請求項1之靜電噴霧產生裝置，其中，前述感應電極是位在前述釋放空間中，且環形中心位於前述液體噴嘴部之前述噴霧化點的同軸上的釋放空間側，並且環形部分位於擴展成圓錐狀的前述噴霧流的外側，進而，該感應電極是以設置有間隙的方式被保持，伴隨著前述氣體流從前述氣體噴嘴部噴出，外部氣體從周圍流入該間隙。
- 如請求項1之靜電噴霧產生裝置，其中，在前述液體導管部的液體供給側更設置有液體壓力衰減部，其是藉由使被供給之液體的壓力下降且轉換成均一的流速，而讓從前述液體噴嘴部放出至釋放空間的前述液體柱之形成狀態及流速，藉由前述被供給之液體的壓力調整來進行管理。
- 如請求項3之靜電噴霧產生裝置，其中，前述液體壓力衰減部包含有：孔口部，縮減被供給之液體的流量；及反射器部，配置於前述孔口部的流出側，使流體的壓力下降且轉換成均一的流速。
- 如請求項1之靜電噴霧產生裝置，其是令從電源部施加於前述液體側電極與前述感應電極之間的電壓在+0.5kV~+20kV或-0.5kV~-20kV的範圍。
- 如請求項1之靜電噴霧產生裝置，其是從電源部對前述感應電極連接電壓施加纜線，並且對前述液體側電極連接接地纜線，令前述接地纜線不接地而相對於接地電位設成浮動電位。
- 一種帶電水粒子散布裝置，其在裝置本體設置有：液體導管部，以絕緣體材質做成，將被加壓的水導向噴出噴嘴部；噴射噴嘴部，噴出來自前述液體導管部之被加壓供給的前述水而生成水粒子群；環形的感應電極部，被施加預定的電壓而形成預定的電場，使利用前述噴出噴嘴部生成的前述水粒子群藉由前述電場感應帶電，而生成帶電水粒子群；水側電極部，配置於前述液體導管部的內部、或是藉由令前述液體導管部的一部分為導體材質而構成，與前述水接觸並賦與施加於前述感應電極部的電壓之基準電位；及感應電極保持部，使前述感應電極部保持在來自前述噴出噴嘴部的噴出水分裂而生成前述水粒子的部位附近；該帶電水粒子散布裝置之特徵在於構成為：前述感應電極部是以絕緣材被覆具導電性的電極心材而形成，前述感應電極保持部包含有決定前述感應電極部之保持位置的絕緣體材質之槓桿構造的感應電極保持臂，前述感應電極保持臂是配置在環繞前述感應電極部之環形部的至少3個地方，使成為前述槓桿構造之作用點的把持部抵接於前述環形部之外周部的前述至少3個地方，並從三個方向朝中心方向夾持前述環形部，並且使相當於前述槓桿構造之支點的部分抵接在形成於前述裝置本體的本體溝，而對前述槓桿構造之力點部的全部地方，同時地透過板部從推壓部賦與預定的緊固力，藉此對抵接於前述環形部之外周部的前述把持部同時地賦與推壓力，使前述環形部之環形中心與前述噴射噴嘴部之噴嘴中心保持一致。
- 一種帶電水粒子散布裝置，其在裝置本體設置有：液體導管部，以絕緣體材質做成，將被加壓的水導向噴出噴嘴部；噴射噴嘴部，噴出來自前述液體導管部之被加壓供給的前述水而生成水粒子群；環形的感應電極部，被施加預定的電壓而形成預定的電場，使利用前述噴出噴嘴部生成的前述水粒子群藉由前述電場感應帶電，而生成帶電水粒子群；水側電極部，配置於前述液體導管部的內部、或是藉由令前述液體導管部的一部分為導體材質而構成，與前述水接觸並賦與施加於前述感應電極部的電壓之基準電位；及感應電極保持部，使前述感應電極部保持在來自前述噴出噴嘴部的噴出水分裂而生成前述水粒子的部位附近；該帶電水粒子散布裝置之特徵在於構成為：前述感應電極部是以絕緣材被覆具導電性的電極心材而形成，前述感應電極保持部包含有：決定前述感應電極部之保持位置的絕緣體材質之感應電極保持臂、及將前述感應電極部固定在前述感應電極保持臂之電極保持位置的感應電極推壓件，藉以對前述感應電極部之環形部在至少3個地方支撐，前述感應電極保持臂是由柱部與臂部所構成，在前述臂部的電極保持位置上，形成有藉由前述感應電極推壓件之固定而使前述感應電極部之前述環形部嵌合的溝，在前述柱部的內部設置有用以往本體部安裝的孔，並且前述臂部設置有用以固定前述感應電極推壓件的螺絲孔，在將前述感應電極部之環形部緊貼於前述臂部之前述電極保持位置的狀態下，利用通過前述感應電極推壓件之前述螺絲孔的螺絲往前述臂部的緊固固定而嵌合於形成的前述溝，藉此使前述環形部之環形中心與前述噴射噴嘴部之噴嘴中心保持一致。
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