WO2006129592A1 - 静電霧化装置および同装置を用いた送風機 - Google Patents

静電霧化装置および同装置を用いた送風機 Download PDF

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Yasunori Matsui
Kazumi Okawa
Atsushi Isaka
Shinya Murase
Tomohiro Yamaguchi
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Matsushita Electric Works, Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to an electrostatic atomizer that atomizes a liquid by applying a high voltage, and more particularly to an electrostatic atomizer for generating charged fine particle mist having a nano-sized particle diameter.
  • This electrostatic spraying device is mainly composed of a tank for storing a liquid, a capillary tube installed in the tank, and a high voltage generator for applying a high voltage output to the liquid in the tank, and the liquid is at the tip of the capillary tube. Is ejected electrostatically as a mist having a small particle diameter from a spray outlet provided in the nozzle.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and it is possible to increase the generation amount of fine particle mist of a liquid (for example, water) while suppressing abnormal discharge and ozone generation amount. It is to provide an electrostatic atomizer.
  • An electrostatic atomization apparatus includes a high voltage generation circuit, an atomization electrode to which a high voltage is applied by the high voltage generation circuit, and a counter electrode disposed at a position facing the atomization electrode. And a liquid conveying means for conveying the liquid to the atomizing electrode, the high voltage generating circuit Is a single high voltage generating circuit, and a plurality of atomizing electrodes are connected in parallel to the single high voltage generating circuit, and a discharge is generated between the high voltage generating circuit and each of the plurality of atomizing electrodes. A resistor is inserted to suppress the current.
  • the tip of each atomization electrode has a convex curved surface. It is effective by reducing the electric field concentration at the tip of the atomizing electrode. In addition, even if the amount of liquid supplied to the atomizing electrode is reduced, an increase in discharge current can be suppressed, and as a result, an increase in the amount of ozone generated can be prevented.
  • the resistor inserted between the atomization electrode farthest from the counter electrode and the high voltage generation circuit is a resistor inserted between the other atomization electrode and the high voltage generation circuit. It is preferable to have a resistance value smaller than that of the body. In this case, electrostatic atomization is realized in a more stable discharge state by inserting a resistor having an appropriate resistance value between each atomization electrode and the high voltage generation circuit according to the distance difference. be able to.
  • the resistor preferably includes a variable resistor. In this case, it is possible to cope with changes in the electrostatic atomization conditions and to easily adjust the electrostatic atomization amount.
  • the electrostatic atomizer described above is inserted between the needle electrode for generating ions connected to the high voltage generating circuit, and between the needle electrode and the high voltage generating circuit. It is preferable that the second resistor has a resistance value greater than that of the resistor inserted between the atomizing electrode and the high voltage generation circuit. According to this configuration, ions (for example, negative ions) can be provided simultaneously with the fine mist generated by electrostatic atomization.
  • the electrostatic atomizer described above includes a tank for storing the liquid to be electrostatically atomized
  • the body conveying means is preferably made of a flexible material, and one end is connected to one of the atomizing electrodes and the other end is connected to the tank.
  • a blower such as a dryer or an air purifier.
  • the liquid transport means transports the liquid using the capillary phenomenon, the liquid can be transported to the atomizing electrode efficiently and stably by using the liquid head pressure.
  • a further object of the present invention is to provide a blower using the electrostatic atomizer described above. That is, the blower of the present invention includes the electrostatic atomizer having the above-described variable resistor, a blower unit, and a switch for switching the blower amount of the blower unit, and the variable resistor is interlocked with the operation of the switch. The resistance value of the vessel is switched.
  • FIG. 1 is a schematic view of an electrostatic atomizer that works according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 (A) and (B) are a side view and an end view of an atomizing electrode used in the electrostatic atomizer.
  • FIG. 3 (A) is a schematic circuit diagram of the electrostatic atomizer, and (B) is a graph showing the relationship between the discharge current and the applied voltage.
  • FIG. 4 is a graph showing the relationship between discharge current and applied voltage.
  • FIG. 5 is a graph showing the relationship between applied voltage and interelectrode voltage.
  • FIG. 6 is a plan view showing a positional relationship between a plurality of atomizing electrodes and a counter electrode.
  • FIG. 7 is a schematic circuit diagram of an electrostatic atomizer having an ion generating needle electrode according to a preferred embodiment of the present invention.
  • Fig. 8 is a schematic circuit diagram of an electrostatic atomizer having a variable resistor according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic circuit diagram of a blower equipped with an electrostatic atomizer that is used in a preferred embodiment of the present invention.
  • the electrostatic atomizer of the present embodiment includes a high voltage generation circuit 1 and a plurality of atomization electrodes 2 connected in parallel to the high voltage generation circuit 1 (two pairs in the figure). ), A counter electrode 3 disposed opposite to each atomizing electrode, a tank 40 for storing a liquid such as water, a liquid conveying member 21 for conveying a liquid from the tank 40 to each atomizing electrode, and each atomizing electrode 2 It is composed of a resistor R connected between the voltage generator 1 and the resistor R.
  • a high voltage generation circuit 1 that generates a negative voltage of several kV can be used.
  • reference numeral 41 denotes a liquid replenishing port for replenishing the tank 40 with liquid.
  • Each of the atomizing electrodes 2 used in the present embodiment has a hollow and smooth convex curved tip as shown in FIGS. 2 (A) and 2 (B).
  • a plurality of minute holes 20 communicating with the inner space are provided in the interior.
  • the other end of the atomizing electrode 2 is connected to the tank 40 through the liquid transport member 21.
  • the atomizing electrode 2 is preferably formed of a metal material having anti-rust properties such as stainless steel.
  • the counter electrode 3 has a ring shape and is grounded.
  • the generated charged fine particle mist is discharged to the outside through a ring-shaped internal opening.
  • a grid-shaped cover (not shown) in the internal opening of the counter electrode.
  • the cover material is formed of an antistatic material such as a silicon-based, organoboron-based, or high-polymer type resin so as not to be charged by the charged fine particle mist.
  • a voltage sufficiently lower than the voltage applied to the atomizing electrode 2 may be applied to the counter electrode 3.
  • the tank 40 as a liquid supply unit may be directly connected to each atomizing electrode 2 without using the liquid transport member 21.
  • the tank 40 functions as a liquid transport unit.
  • the degree of layout freedom of the tank 40 can be increased when an electrostatic atomizing device is installed in the electrical equipment. Is possible.
  • a single tank force allows liquid to be applied to the atomizing electrode 2 via a plurality of liquid conveying members By supplying the liquid, the entire apparatus can be reduced in size, and the tank 40 can be replenished with liquid and the remaining amount of liquid can be easily checked.
  • the tank 40 above the atomizing electrode 2, it is possible to stably supply the liquid to the atomizing electrode 2 using the water head pressure.
  • the diameter of the hole 20 is set so that the surface tension of the liquid (for example, water) in the hole is a tank filled with the liquid. It is preferably determined to be larger than the liquid head pressure (for example, water head pressure) exerted on the hole 20 by the liquid in 40.
  • the diameter of the round hole is preferably 0.5 mm or less
  • the vertical distance of the tank 40 with respect to the atomizing electrode 2 is preferably 60 mm or less (more preferably 55 mm or less).
  • the liquid is supplied to the atomizing electrode 2 by adopting a method in which moisture in the air is condensed on the surface of the atomizing electrode by cooling the atomizing electrode 2 using a cooling means such as a Peltier element. May be.
  • the cooling unit functions as a liquid transport unit. Since the size of the tank can be reduced and the tank can be omitted, it is effective for further downsizing of electrical equipment equipped with the electrostatic atomizer.
  • a tailor cone T is formed at the tip of the atomizing electrode 2 through the hole 20 at the tip of the atomizing electrode 2 and drawn to the outer surface of the tip of the atomizing electrode 2.
  • the liquid bounces due to its high-density electric charge, atomizes as a fine droplet mist, and scatters through the inner opening of the ring-shaped counter electrode 3. That is, the atomizing electrode 2 becomes a negative electrode, and charges are collected near the tip of the atomizing electrode 2.
  • the liquid transported from the tank 40 by the capillary phenomenon of the liquid transport member 21 is exposed to the discharge space between the atomizing electrode 2 and the counter electrode 3 through the hole 20 of the atomizing electrode 2.
  • a tailor cone T is generated at the tip of the atomizing electrode 2, and the liquid is exposed to a high electric field in the tailor cone T, and Rayleigh splitting occurs repeatedly, for example, 3 ⁇ !
  • a charged fine particle mist of a liquid (for example, water) having a particle diameter of ⁇ lOOnm is generated.
  • the generated mist is discharged through the internal opening of the counter electrode 3.
  • it is rare that the distance between the atomizing electrode 2 and the counter electrode 3 is completely equal, and even if it is small, the distance between the electrodes varies.
  • one of the atomizing electrodes 2 can be more easily electrically discharged than the other.
  • the electric field concentration at the tip of the atomizing electrode 2 may vary.
  • each resistor (R1, R2) has a high resistance value of several ⁇ or more, for example, 10 to 600 ⁇ , these resistors ( The voltage drop due to the presence of Rl, R2) makes it possible to adjust the interelectrode voltages VI, V2 between the atomizing electrode 2 and the counter electrode 3 to make the discharge state uniform and stable.
  • the discharge current is suppressed, the ozone concentration can also be suppressed.
  • FIG. 3 (B) the case where a resistor (R1, R2) of 100 M ⁇ is used is shown, and VO in the figure indicates a high voltage generating circuit voltage.
  • FIG. 4 shows the relationship between the discharge current and the applied voltage under different conditions.
  • C1 shows the relationship between applied voltage and discharge current when there is no resistor and there is liquid
  • C2 shows the relationship between applied voltage and discharge current when there is no resistor and there is no liquid
  • C3 is 50M ⁇ .
  • C4 indicates the relationship between applied voltage and discharge current when a resistor of 50M ⁇ is present and no liquid is present.
  • FIG. 5 shows the relationship between the applied voltage and the interelectrode voltage when the resistance antibodies (Rl, R2) have different resistance values.
  • the tip has a smooth convex curved surface!
  • the difference in the discharge current value due to the difference in force with or without the liquid at the tip of 2 is reduced, and the effect of inserting the resistor can be obtained more remarkably.
  • a ring-shaped common counter electrode 3 having a circular opening 30, four atomizing electrodes (2 a, 2 b, 2 c, 2 d), and an atomizing electrode 2 a having a circular opening 30
  • the remaining three atomization electrodes (2b, 2c, 2d) are located concentrically with the circular aperture 30.
  • the distance dl between the atomizing electrode 2a and the counter electrode 3 is longer than the distance d2 between the other atomizing electrodes (2b, 2c, 2d) and the counter electrode 3.
  • the resistance value of the resistor inserted between the atomizing electrode 2a and the high voltage generating circuit 1 is set to another atomizing electrode (2b,
  • the resistance value of the resistor inserted between 2c, 2d) and the high voltage generation circuit 1 is preferably smaller.
  • sharing the counter electrode 3 is effective in reducing the size of an electric device on which the electrostatic atomizer is mounted.
  • the electrostatic atomizer may be provided with an ion generation unit composed of a needle electrode 5 connected to the high voltage generation unit 1 and a counter electrode 3.
  • the resistor Ri connected between the needle electrode 5 and the high voltage generating part 1 is connected to the atomizing electrode 2 and the high voltage generating part 1. It is preferable to have a resistance value larger than that of the resistor R connected between the voltage generators 1. In short, it is preferable to suppress the discharge current flowing through the needle electrode 5 by using a resistor Ri having a resistance value larger than that of the resistor R. This stabilizes the discharge state between the needle-like electrode 5 and the counter electrode 3 and between the atomization electrode 2 and the counter electrode 3, and efficiently generates both charged fine particle mist and negative ions and stable force. be able to.
  • a variable resistor Rv may be used as shown in FIG. 8, or a plurality of resistors having different resistance values may be switched. It becomes possible to control the amount of mist generated in accordance with the supply state of the liquid to the atomizing electrode 2 and changes in ambient temperature and humidity. Note that at least one of the plurality of resistors may be the variable resistor Rv.
  • the switch S2 for switching a plurality of resistors (Rll, R12, R13) having different resistance values is used for the operation of the switch S1 for changing the blower air flow rate. It is characterized by being linked. In this case, if the resistance value changes, the voltage between the electrodes also changes, and as a result, the amount of electrostatic atomization can be adjusted. In other words, the electrostatic atomizer can be controlled to reduce the mist generation amount when the blast generation amount is large when the blast generation amount is large and the mist generation amount is small.
  • the blower shown in FIG. 9 has a mist generation amount automatic control function for controlling the mist generation amount in accordance with the blast amount.
  • reference numeral 60 is the power supply on the blower side
  • reference numeral 61 is the fan drive of the blower.
  • the dynamic circuit, 62 is a fan motor.
  • the resistors inserted between the plurality of atomizing electrodes connected in parallel and the single high voltage generation circuit are connected to the atomizing electrode and the counter electrode, respectively. Since the inter-electrode voltage is appropriately adjusted, it is possible to prevent variations in discharge due to the shape of the atomizing electrode and the distance difference between the atomizing electrode and the counter electrode. Further, by suppressing the discharge current, it is possible to reduce the generation amount of ozone and the occurrence of abnormal discharge such as metal discharge.
  • the electrostatic atomizer of the present invention capable of increasing the amount of fine mist generated under a stable discharge state is widely used for fans such as hair dryers and air purifiers. Application in the field is expected.

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Abstract

　異常放電やオゾン発生量を抑制しながら、微細ミストの生成量を増やすことができる静電霧化装置を提供する。この静電霧化装置は、単一の高電圧発生回路によって高電圧が印加される複数の霧化電極と、霧化電極に対向して配置される対向電極と、霧化電極の各々に液体（例えば、水）を搬送する液体搬送手段とを具備する。複数の霧化電極は、高電圧発生回路に並列に接続され、高電圧発生回路と霧化電極の各々の間には放電電流を抑制するための抵抗体が挿入される。

Description

明 細 書
静電霧化装置および同装置を用いた送風機
技術分野
[0001] 本発明は、液体に高電圧を印加して霧化させる静電霧化装置、殊にナノサイズの 粒子径を有する帯電微粒子ミストを生成するための静電霧化装置に関するものであ る。
背景技術
[0002] 液体に高電圧を印加することでレイリー分裂を起こさせ霧化する静電霧化装置とし ては、たとえば、特開平 5— 345156号公報に記載されているものがある。この静電 噴霧装置は、液体を収容するタンクと、タンク内に取り付けられる毛細管と、タンク中 の液体に高電圧出力を印加するための高電圧発生器とで主として構成され、液体は 毛細管の先端に設けた噴霧出口から粒子径の小さいミストとして静電的に噴出され る。
[0003] ところで、この種の静電霧化装置を空気清浄器等に使用する場合は、空気が清浄 化されるべき空間の広さに応じてミストの生成量を増加させる必要がある。例えば、ミ ストの生成量を増加させる最も簡単な方法として、複数台の静電霧化装置を使用す ることが考えられるが、空気清浄器自体の大型化およびコスト上昇が問題になる。ま た、液体の供給量を十分に確保しつつ、印加電圧を高く（すなわち、放電電流を大き く）すれば、ミストの生成量を増加させることができる。しかしながら、異常放電の発生 や、オゾン発生量の増加とつた別の問題がある。
発明の開示
[0004] そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、異常放電やオゾン発 生量を抑制しながら、液体 (例えば、水）の微粒子ミストの生成量を増やすことのでき る静電霧化装置を提供することにある。
[0005] 本発明に係る静電霧化装置は、高電圧発生回路と、高電圧発生回路によって高電 圧が印加される霧化電極と、霧化電極に対向する位置に配置される対向電極と、霧 化電極に液体を搬送する液体搬送手段とを具備するものであって、高電圧発生回路 は単一の高電圧発生回路であり、単一の高電圧発生回路には複数の霧化電極が並 列に接続され、高電圧発生回路と複数の霧化電極の各々との間には放電電流を抑 制するための抵抗体が挿入されることを特徴とする。
[0006] 上記した構成によれば、霧化電極の形状や、複数の霧化電極と対向電極との間の 距離差等に応じて霧化電極先端での電界集中にばらつきが生じても、各霧化電極と 高電圧発生回路との間に挿入した抵抗体による電圧降下によって各霧化電極と対 向電極との電極間電圧を調整し、静電霧化のための放電状態を均一安定化すること ができる。これにより、オゾンの発生量や異常放電 (例えば、金属放電)の発生を抑制 しながら、複数の霧化電極と対向電極の間における微細ミストの生成量を増加させる ことができる。
[0007] 上記した静電霧化装置において、霧化電極の各々の先端は、凸曲面を有すること が好ましい。霧化電極先端での電界集中の低減により有効である。また、霧化電極 への液体供給量が減少しても、放電電流の増加を抑えることができ、結果としてォゾ ン生成量の増加を防止することができる。
[0008] また、対向電極から最も遠くに位置する霧化電極と高電圧発生回路との間に挿入 される抵抗体は、他の霧化電極と高電圧発生回路との間に挿入される抵抗体より小 さい抵抗値を有することが好ましい。この場合は、距離差に応じて、各霧化電極と高 電圧発生回路との間に適切な抵抗値を有する抵抗体を挿入することで静電霧化をよ り安定した放電状態により実現することができる。
[0009] 上記した静電霧化装置にぉ ヽて、抵抗体は可変抵抗器を含むことが好ま ヽ。こ の場合は、静電霧化条件の変化に対応することができるとともに、静電霧化量の調整 も容易に行える。
[0010] また、上記した静電霧化装置は、さら〖こ、高電圧発生回路に接続されるイオン発生 用の針状電極と、針状電極と高電圧発生回路との間に挿入される第 2抵抗体とを含 み、第 2抵抗体は、霧化電極と高電圧発生回路との間に挿入される抵抗体より大きい 抵抗値を有することが好ましい。この構成によれば、静電霧化による微細ミストと同時 にイオン (例えば、マイナスイオン)を提供することができる。
[0011] また、上記した静電霧化装置は、静電霧化される液体を収容するタンクを含み、液 体搬送手段は可撓性材料で形成され、一端が霧化電極の 1つに接続され、他端がタ ンクに接続されることが好ましい。この場合は、静電霧化装置が組み込まれる電気機 器 (例えば、ドライヤーなどの送風機や空気清浄器）内におけるタンクのレイアウト自 由度を高めることができ、結果として、電気機器の小型化を図れるという長所がある。 また、液体搬送手段が毛細管現象を用いて液体を搬送する場合は、液頭圧を利用 することにより効率よく且つ安定して液体を霧化電極に搬送することができる。
[0012] 本発明のさらなる目的は、上記した静電霧化装置を用いた送風機を提供することに ある。すなわち、本発明の送風機は、上記した可変抵抗器を有する静電霧化装置と 、送風手段と、送風手段の送風量を切り換えるためのスィッチとを具備し、スィッチの 動作に連動して可変抵抗器の抵抗値が切り換わることを特徴とする。
[0013] この送風機によれば、送風状態に応じた最適な静電霧化状態を自動的に得られる という効果がある。
[0014] 本発明のさらなる特徴およびその効果は、以下の発明を実施するための最良の形 態力 より明確に理解されるだろう。
図面の簡単な説明
[0015] [図 1]本発明の好ましい実施形態に力かる静電霧化装置の概略図である。
[図 2] (A)および (B)は、静電霧化装置に使用される霧化電極の側面図及び端面図 である。
[図 3] (A)は静電霧化装置の概略回路図であり、 (B)は放電電流と印加電圧の関係 を示すグラフである。
[図 4]放電電流と印加電圧の関係を示すグラフである。
[図 5]印加電圧と電極間電圧の関係を示すグラフである。
[図 6]複数の霧化電極と対向電極の位置関係を示す平面図である。
[図 7]本発明の好ましい実施形態にカゝかるイオン発生用針状電極を有する静電霧化 装置の概略回路図である。
[図 8]本発明の好ましい実施形態に力かる可変抵抗器を有する静電霧化装置の概略 回路図である。
[図 9]本発明の好ましい実施形態にカゝかる静電霧化装置を備えた送風機の概略回路 図である。
発明を実施するための最良の形態
[0016] 以下、本発明の静電霧化装置および同装置を用いた送風機を好ましい実施形態 に基づいて詳細に説明する。
[0017] 図 1に示すように、本実施形態の静電霧化装置は、高電圧発生回路 1と、高電圧発 生回路 1に並列接続される複数の霧化電極 2 (図では 2対)、各霧化電極に対向配置 される対向電極 3、水のような液体を溜めるタンク 40、タンク 40から各霧化電極に液 体を搬送する液体搬送部材 21、各霧化電極 2と高電圧発生回路 1との間に接続され る抵抗体 Rとで構成される。例えば、本実施形態においては、数 kVの負電圧を発生 させる高電圧発生回路 1を使用することができる。また、図 1中、符号 41はタンク 40内 に液体を補充するための液体補充口である。
[0018] 本実施形態で使用される霧化電極 2の各々は、図 2 (A)および図 2 (B)に示すよう に、中空で且つ滑らかな凸曲面の先端部を有するとともに、先端部には内空間と連 通する微小な孔 20が複数個設けられている。霧化電極 2の他端は、液体搬送部材 2 1を通じてタンク 40に接続される。霧化電極 2は、ステンレス等の防鲭性を有する金 属材料で好ましくは形成される。
[0019] 一方、対向電極 3はリング形状を有し、アース接続される。生成された帯電微粒子ミ ストは、リング形状の内部開口を介して外部に吐出される。感電防止の観点から、対 向電極の内部開口には格子形状のカバー（図示せず)を配置することが好ましい。こ の場合は、帯電微粒子ミストによって帯電しないように、カバー材をシリコン系、有機 ホウ素系、高分子型の榭脂系などの帯電防止材料で形成することが好ましい。尚、 対向電極 3には霧化電極 2に印加する電圧に比して十分低い電圧を印加してもよい
[0020] 液体供給部としてのタンク 40は、液体搬送部材 21を介さずに各霧化電極 2に直接 連結してもよい。この場合は、タンク 40が液体搬送手段として機能する。尚、可撓性 の液体搬送部材 21を介して霧化電極 2にタンク 40を接続することで、電気機器内に 静電霧化装置を設置する場合において、タンク 40のレイアウト自由度を高めることが できる。また、単一のタンク力 複数の液体搬送部材 21を介して霧化電極 2に液体を 供給することで、装置全体の小型化を図れるとともに、タンク 40への液体の補充や液 体残量の確認作業を容易に行える。
[0021] また、タンク 40を霧化電極 2よりも上方に配置することで、水頭圧を利用して霧化電 極 2に液体を安定して供給することができる。適量の液体を放電空間に供給するとと もに、霧化電極 2からの液漏れを防ぐため、孔 20の直径は、孔における液体 (例えば 、水）の表面張力が、液体で満たされたタンク 40中の液体によって孔 20に力かる液 頭圧 (例えば、水頭圧)よりも大きくなるように決定されることが好ましい。一例として、 液体が水である場合、丸孔の直径は、 0. 5mm以下、霧化電極 2に対するタンク 40の 垂直距離は 60mm以下（より好ましくは 55mm以下）とすることが好ましい。また、タン ク 40には内部の圧力を大気圧に対してわずかに負圧とする弁を設けておくことが望 ましい。
[0022] 霧化電極 2への液体の供給は、霧化電極 2をペルチェ素子などの冷却手段を用い て冷却することで空気中の水分を霧化電極表面に結露させることで得る方式を採用 してもよい。この場合は、前記冷却手段が液体搬送手段として機能する。タンク寸法 の小型化や、タンクの省略を図れるので、静電霧化装置が搭載される電気機器のさ らなる小型化に有効である。
[0023] 上記した静電霧化装置にぉ 、て、各霧化電極 2に高電圧を印加すれば、タンク 40 から霧化電極 2の内部に供給された液体は、図 2 (A)に示すように、霧化電極 2先端 の孔 20を通じて霧化電極 2の先端部外面に引き出され、霧化電極 2先端にテーラー コーン Tが形成される。テーラーコーン Tの先端部では、液体はそれ自身が有する高 密度の電荷により弾けて微小な液滴ミストとなって霧化し、リング状の対向電極 3の内 部開口を介して飛散する。すなわち、霧化電極 2がマイナス電極となって電荷が霧化 電極 2の先端付近に集まる。一方、タンク 40から液体搬送部材 21の毛細管現象によ り搬送された液体は、霧化電極 2の孔 20を介して霧化電極 2と対向電極 3の間の放 電空間に曝される。これらの条件下において霧化電極 2の先端にはテーラーコーン T が発生し、テーラーコーン Tにおいては液体が高電界に曝され、レイリー分裂が繰り 返し起こり、例えば 3ηπ！〜 lOOnmの粒径を有する液体 (例えば、水）の帯電微粒子ミ ストが生成される。生成されたミストは、対向電極 3の内部開口を介して吐出される。 [0024] ここに、霧化電極 2と対向電極 3との間の距離が完全に等距離になることは稀であり 、わずかであっても電極間距離にはばらつきが生じる。また、複数の霧化電極 2と対 向電極 3の電極間距離が全く等しい場合であっても、いずれかの霧化電極 2が他の ものよりも電気的に放電しやすい状態になっていれば、霧化電極 2の先端での電界 集中にばらつきが生じること〖こなる。
[0025] し力しながら、本発明においては、各霧化電極 2と高電圧発生回路 1との間には抵 抗体 Rが接続されるので、上記したばらつきの発生を抑制することができる。すなわち 、図 3 (A)および図 3 (B)に示すように、各抵抗体 (R1、R2)を数 Μ Ω以上、たとえば 10〜600Μ Ωの高抵抗値とすれば、これらの抵抗体 (Rl、 R2)の存在による電圧降 下によつて、霧化電極 2と対向電極 3との間の電極間電圧 VI、 V2を調整し、放電状 態を均一安定ィ匕させることができる。また放電電流を抑制することになるので、オゾン 濃度も抑制することができる。尚、図 3 (B)においては、抵抗体 (R1、R2)として 100 M Ωのものを用いた場合を示しており、図中の VOは高電圧発生回路電圧を示して いる。
[0026] また、図 4に異なる条件下における放電電流と印加電圧の関係を示す。図中、 C1 は抵抗体無しで液体有りの場合の印加電圧と放電電流の関係を示し、 C2は抵抗体 無しで液体無しの場合の印加電圧と放電電流の関係を示し、 C3は 50M Ωの抵抗体 有りで液体有りの場合の印加電圧と放電電流の関係を示し、 C4は 50M Ωの抵抗体 有りで液体無しの場合の印加電圧と放電電流の関係を示している。また、図 5に、抵 抗体 (Rl、 R2)が異なる抵抗値を有する場合における印加電圧と電極間電圧の関係 を示す。
[0027] 上記したように、本実施形態においては、霧化電極 2として、先端が滑らかな凸曲 面となって!/ヽるものを用いて ヽるので、電極間距離差や霧化電極 2の先端に液体が 有る力否かの差による放電電流値の差が小さくなつて、抵抗体を挿入したことによる 効果をより顕著に得ることができる。
[0028] ところで、図 6に示すように、円形開口 30を有するリング状の共通対向電極 3と、 4 つの霧化電極 (2a、 2b、 2c、 2d)を、霧化電極 2aが円形開口 30の中心に位置すると ともに、残りの 3つの霧化電極（2b、 2c、 2d)が円形開口 30と同心円周上に位置する ように配置する時、霧化電極 2aと対向電極 3との間の距離 dlが他の霧化電極（2b、 2 c、 2d)と対向電極 3との間の距離 d2よりも長くなる。このような場合は、液体を均一に 静電霧化するため、霧化電極 2aと高電圧発生回路 1との間に挿入される抵抗体の抵 抗値を、他の霧化電極（2b、 2c、 2d)と高電圧発生回路 1との間に挿入される抵抗体 の抵抗値よりも小さくすることが好ましい。また、対向電極 3を共有ィ匕することは、静電 霧化装置が搭載される電気機器の小型化において有効である。
[0029] また、図 7に示すように、静電霧化装置に高電圧発生部 1に接続される針状電極 5 と対向電極 3でなるイオン発生部を設けてもょ ヽ。霧化電極 2と針状電極 5を高電圧 発生部 1に並列に接続する場合は、針状電極 5と高電圧発生部 1の間に接続される 抵抗体 Riが、霧化電極 2と高電圧発生部 1の間に接続される抵抗体 Rより大きな抵抗 値を有することが好ましい。要するに、抵抗体 Riには抵抗体 Rよりも抵抗値が大きい ものを用いて針状電極 5に流れる放電電流を抑制することが好ましい。これにより、針 状電極 5と対向電極 3の間、および霧化電極 2と対向電極 3の間の放電状態を安定 化し、帯電微粒子ミストとマイナスイオンの両方を効率よくし力も安定して生成すること ができる。
[0030] また、抵抗体としては、図 8に示すように、可変抵抗器 Rvを用いたり、抵抗値が異な る複数の抵抗体を切り換えれるようにしてもょ 、。霧化電極 2への液体の供給状態や 周囲環境の温度や湿度の変化等に対応させてミスト生成量を制御することが可能に なる。尚、複数の抵抗体のうち少なくとも 1つを可変抵抗器 Rvとしてもよい。
[0031] 次に、上記した本発明の静電霧化装置を送風機に搭載した場合の一例について 紹介する。この送風機は、図 9に示すように、抵抗値が異なる複数の抵抗体 (Rl l、 R 12、 R13)を切り換えるためのスィッチ S2を送風機の送風量を変更するためのスイツ チ S1の操作に連動させてあることを特徴とする。この場合は、抵抗値が変われば電極 間電圧も変化するので、結果的に静電霧化量を調節することが可能になる。すなわ ち、送風量が多い時にはミスト生成量を多ぐ送風量が少ないときにはミスト生成量を 少なくするように静電霧化装置を制御することができる。このように、図 9に示す送風 機は、送風量に応じてミスト生成量を制御するためのミスト生成量自動制御機能を有 することになる。尚、図中、符号 60は、送風機側の電源、符号 61は送風機のファン駆 動回路、符号 62はファン用モータである。尚、静電霧化装置を送風機として、へアド ライヤ一や空気清浄器への応用が有望視されるが、静電霧化装置によって生成され た微粒子ミストを有効に利用できるその他の電気機器に使用してもよいことはもちろ んである。
産業上の利用可能性
[0032] 上記したように、本発明によれば、並列接続された複数の霧化電極と単一の高電 圧発生回路との間に夫々挿入された抵抗体が霧化電極と対向電極との間の電極間 電圧を適切に調整するので、霧化電極の形状や、霧化電極と対向電極との間の距 離差による放電のばらつきを防ぐことができる。また、放電電流を抑制することで、ォ ゾンの発生量や金属放電等の異常放電の発生を低減することができる。
[0033] このように、安定した放電状態の下で微細ミストの生成量を増やすことができる本発 明の静電霧化装置は、ヘアドライヤーや空気清浄器などの送風機をはじめとして広 V、分野での応用が期待される。

Claims

請求の範囲
[1] 高電圧発生回路と、前記高電圧発生回路によって高電圧が印加される霧化電極と、 前記霧化電極に対向する位置に配置される対向電極と、前記霧化電極に液体を搬 送する液体搬送手段とを具備する静電霧化装置であって、前記高電圧発生回路は 単一の高電圧発生回路であり、前記単一の高電圧発生回路には複数の霧化電極が 並列に接続され、前記高電圧発生回路と前記複数の霧化電極の各々との間には放 電電流を抑制するための抵抗体が挿入されることを特徴とする静電霧化装置。
[2] 上記霧化電極の各々の先端は、凸曲面を有することを特徴とする請求項 1に記載の 静電霧化装置。
[3] 上記対向電極から最も遠くに位置する霧化電極と上記単一の高電圧発生回路との 間に挿入される抵抗体は、他の霧化電極と上記単一の高電圧発生回路との間に挿 入される抵抗体より小さ 、抵抗値を有することを特徴とする請求項 1に記載の静電霧 化装置。
[4] 上記抵抗体は、可変抵抗器を含むことを特徴とする請求項 1に記載の静電霧化装置
[5] 上記単一の高電圧発生回路に接続されるイオン発生用の針状電極と、前記針状電 極と上記単一の高電圧発生回路との間に挿入される第 2抵抗体とを含み、前記第 2 抵抗体は、上記霧化電極と上記単一の高電圧発生回路との間に挿入される抵抗体 より大きい抵抗値を有することを特徴とする請求項 1に記載の静電霧化装置。
[6] 上記液体搬送手段は可撓性材料で形成され、一端が霧化電極の 1つに接続され、 他端が上記液体を収容するタンクに接続されることを特徴とする請求項 1に記載の静 電霧化装置。
[7] 請求項 4に記載の静電霧化装置と、送風手段と、前記送風手段の送風量を切り換え るためのスィッチとを具備し、前記スィッチの動作に連動して上記可変抵抗器の抵抗 値が切り換わることを特徴とする静電霧化装置を用いた送風機。
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