WO2012039292A1 - 静電霧化装置 - Google Patents

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WO2012039292A1
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unit
electrostatic atomizer
water
electrostatic
housing
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PCT/JP2011/070496
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English (en)
French (fr)
Inventor
昌治 町
須田　洋
浅野　幸康
純平 大江
泰浩 小村
Original Assignee
パナソニック株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B05B5/057—Arrangements for discharging liquids or other fluent material without using a gun or nozzle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/16—Arrangements for supplying liquids or other fluent material
    • B05B5/1608—Arrangements for supplying liquids or other fluent material the liquid or other fluent material being electrically conductive

Definitions

  • the present invention relates to an electrostatic atomizer that applies a voltage to a liquid to atomize it.
  • a charged fine particle mist is generated by applying a voltage to water supplied to the discharge portion and atomizing it.
  • a discharge electrode having a discharge portion is disposed in a high humidity area.
  • a high voltage application unit for applying a high voltage to the discharge electrode is disposed in the low humidity region.
  • the electrostatic atomizer can generate a large amount of charged fine particle mist by increasing the voltage applied to water.
  • the generation amount of ozone also increases. Since ozone has a specific odor, it is desirable to suppress its generation amount.
  • the present inventors focused on the fact that the amount of ozone generation can be suppressed by reacting ozone with water.
  • ozone generated in the discharge portion is easily consumed under the environment where the discharge electrode is disposed in the high humidity region.
  • the management of the apparatus may be complicated.
  • An object of the present invention is to provide an electrostatic atomizer which can suppress ozone generation and facilitate management of the device.
  • a discharge electrode having a discharge portion, and a high voltage application portion for applying a high voltage to the discharge electrode are provided.
  • An electrostatic atomizer is provided which applies a high voltage to atomize.
  • the electrostatic atomizer includes a humidifying unit that uses the moisture in the air to increase the absolute humidity of the environment where the electrostatic atomization is performed.
  • the humidifying unit preferably includes a cooling unit that cools moisture in the air to generate water.
  • the humidifying unit preferably further includes a heating unit that promotes evaporation of the water generated by the cooling unit.
  • the humidifying unit preferably further includes a porous body for moving the water generated in the cooling unit to the heating unit.
  • the humidifying unit preferably includes an adsorbent that adsorbs moisture in the air and a heating unit that heats the adsorbent.
  • the adsorbent is preferably at least one of zeolite and silica gel.
  • the electrostatic atomizing apparatus 10 includes an electrostatic atomizing unit 11 and a housing 21 in which the electrostatic atomizing unit 11 is accommodated.
  • the electrostatic atomization unit 11 includes a discharge electrode 12, an electrode Peltier unit 13 for cooling the discharge electrode 12, and a high voltage application unit 14 for applying a high voltage to the discharge electrode 12.
  • the discharge portion 12 a constitutes a tip portion of the discharge electrode 12.
  • the water vapor in the air is cooled and condensed to generate water, which is supplied to the discharge portion 12a.
  • the high voltage application unit 14 the water supplied to the discharge unit 12a is atomized.
  • charged particulate mist is generated by applying a voltage to water for atomization.
  • the discharge electrode 12 has a base portion, a columnar main body portion, and a spherical discharge portion 12 a.
  • the main body extends upward from the base.
  • the discharge part 12a is formed at the tip of the main body.
  • the discharge electrode 12 is formed of a material having thermal conductivity and conductivity, for example, a metal material.
  • a cylindrical wall 17 is disposed around the discharge electrode 12.
  • the wall 17 is made of an insulating material.
  • a space surrounded by the wall 17 is formed as an atomization space S1 for atomizing water.
  • the discharge electrode 12 is disposed in the atomization space S1.
  • the wall 17 is formed with an opening 17a for taking in air. Air is supplied to the atomization space S1 through the opening 17a of the wall 17.
  • a counter electrode 15 is provided at the upper end of the wall 17.
  • the counter electrode 15 functions as a ground electrode of the discharge electrode 12.
  • the counter electrode 15 is formed in an annular shape.
  • the charged fine particle mist present in the atomization space S1 is discharged from the inner opening 15a of the counter electrode 15.
  • the inner opening 15a of the counter electrode 15 functions as a release part from which the charged fine particle mist is released.
  • the discharge electrode 12 and the counter electrode 15 are connected to the high voltage application unit 14.
  • the high voltage application unit 14 applies a high voltage between the discharge electrode 12 and the counter electrode 15.
  • the electrode peltier unit 13 includes a pair of circuit boards disposed opposite to each other in the thickness direction, and a plurality of thermoelectric elements disposed between the circuit boards. The plurality of thermoelectric elements are electrically connected to one another via a circuit board. In the electrode peltier unit 13, heat is transferred from one circuit board to the other circuit board by energization.
  • One circuit board of the electrode peltier unit 13 is a cooling unit 13a, and the other circuit board is a heat radiation unit 13b.
  • the discharge electrode 12 is disposed on the upper surface of the cooling portion 13a via an insulating plate 18 having thermal conductivity.
  • a heat dissipation member 16 heat dissipation fin that promotes heat dissipation is disposed on the lower surface of the heat dissipation portion 13b.
  • the housing 21 is disposed to surround the electrostatic atomizer 10.
  • the housing 21 can stabilize the environment for electrostatic atomization.
  • An opening 21 a is formed at the top of the housing 21. The charged fine particle mist generated by the electrostatic atomizing device 10 is discharged into the atmosphere through the opening 21a.
  • the housing 21 is provided with a humidifying unit 31.
  • the humidifying part 31 is for raising the absolute humidity of the environment which performs electrostatic atomization using the water
  • the humidifying unit 31 includes a humidifying Peltier unit 32 and a porous body 33.
  • As the humidifying Peltier unit 32 one having a configuration similar to that of the electrode Peltier unit 13 can be used.
  • the cooling portion 32 a of the humidifying Peltier unit 32 is disposed outside the housing 21.
  • the heat radiating portion of the humidifying Peltier unit 32 that is, the heating portion 32b is disposed inside the housing 21.
  • the cooling unit 32 a water vapor is generated when the water vapor contained in the air outside the housing 21 is cooled and condensed.
  • the humidifying Peltier unit 32 is covered by a heat conductive insulating member (not shown).
  • the porous body 33 moves the water generated by the cooling unit 32 a to the heating unit 32 b.
  • the porous body 33 is disposed to penetrate the housing 21.
  • the porous body 33 is formed to connect the lower end of the cooling unit 32a and the entire surface of the heating unit 32b.
  • the water contained in the porous body 33 is heated by the heating unit 32 b and evaporated. Since the evaporated water becomes water vapor, the inside of the housing 21 is humidified.
  • a material having water absorbability that is, a material exhibiting a capillary phenomenon is used.
  • a resin foam the foam which contains a urethane type resin, polyolefin resin, etc. as a base material, and has the foam
  • the non-woven fabric include non-woven fabrics such as needle punches, chemical bonds and thermal bonds.
  • a material having an insulating property is used, preferably aluminum oxide, magnesium oxide, aluminum hydroxide, aluminum nitride, boron nitride, silicon nitride, silicon carbide or the like.
  • the porous body 33 may contain an antibacterial agent, an antifungal agent, and the like, as necessary.
  • the housing 21 is provided with a fan 22 for taking in the outside air.
  • the water obtained by the humidifying unit 31 is forcibly guided above the atomization space S1 and the counter electrode 15 by the fan 22.
  • Water is supplied to the discharge portion 12 a by the discharge electrode 12 being cooled by energization of the electrode peltier unit 13.
  • the high voltage applied between the discharge electrode 12 and the counter electrode 15 by the high voltage application unit 14 applies an electrostatic force to the water of the discharge unit 12 a to form a Taylor cone. Then, the water repeats the Rayleigh division, and a large amount of negatively charged charged fine particle mist is generated. When a large amount of charged fine particle mist is generated as described above, the generation amount of ozone also increases. Ozone is generated in an environment where electrostatic atomization is performed, such as above the atomization space S1 and the counter electrode 15.
  • the moisture contained in the air outside the housing 21 is cooled and condensed by the cooling unit 32a by energization of the humidifying Peltier unit 32, and water is generated.
  • the moisture evaporated in the housing 21 becomes wet air and flows above the atomization space S1 surrounded by the wall 17 and the counter electrode 15.
  • the wet air raises the absolute humidity of the environment in which electrostatic atomization is performed, such as above the atomization space S1 and the counter electrode 15. For this reason, in the environment where electrostatic atomization is performed, the reaction between ozone and water is promoted.
  • the half reaction equation for the reaction of ozone with water is shown by the following equation (1).
  • the humidifying unit 31 operates at the same time as the operation of the electrostatic atomizing unit 11, operates before the operation of the electrostatic atomizing unit 11, or operates intermittently during the operation of the electrostatic atomizing unit 11. .
  • the absolute humidity of the environment where electrostatic atomization is performed is raised by the humidifying unit 31. This promotes the reaction between ozone and water as well as the generation of the charged fine particle mist. Therefore, the generation of ozone can be efficiently suppressed.
  • the humidifying unit 31 is configured to increase the absolute humidity by using the moisture in the air. Therefore, it is possible to save time and effort for storing and supplying humidification water. Therefore, while suppressing the generation amount of ozone, management of the electrostatic atomizer 10 becomes easy.
  • the humidifying unit 31 includes the cooling unit 32a, the heating unit 32b, and the porous body 33. According to this configuration, the water vapor contained in the air can be cooled and condensed by the cooling unit 32a to generate water, and the water contained in the porous body 33 is heated by the heating unit 32b and evaporated. The water thus evaporated becomes steam, and the inside of the housing 21 is humidified. From this, the absolute humidity of the environment where electrostatic atomization is performed can be efficiently raised.
  • the cooling portion 32a of the humidifying Peltier unit 32 is exposed inside the housing 21, the cooling portion 32a of the humidifying Peltier unit 32 is exposed. On the other hand, the entire surface of the heating portion 32 b is covered with the porous body 33 outside the housing 21.
  • the porous body 33 can be efficiently heated, and evaporation of water in the porous body 33 can be promoted.
  • the heat radiating member 16 is disposed between the fan 22 and the humidifying unit 31. Further, the heat radiation member 16 is attached to the heat radiation portion 13 b of the electrode peltier unit 13. According to this configuration, the outside air taken into the housing 21 by the fan 22 is heated by the heat released from the heat dissipation member 16. Thereby, the cooling of the porous body 33 by the outside air is suppressed. For this reason, the fall of the evaporation efficiency of the water from the porous body 33 can be suppressed.
  • the humidifying unit 41 includes a humidifying Peltier unit 42 and a heating unit 43.
  • the cooling portion 42 a of the humidifying Peltier unit 42 is disposed inside the housing 21.
  • the heat radiating portion 42 b of the humidifying Peltier unit 42 is disposed outside the housing 21.
  • the cooling unit 42a the water vapor contained in the air in the housing 21 is cooled and condensed to generate water.
  • the heating unit 43 heats the air in the housing 21 to increase the amount of saturated water vapor in the housing 21. As a result, volatilization of the water generated in the cooling unit 42a is promoted.
  • the heat radiating unit 42b of the Peltier unit can be used in addition to various heaters.
  • the fan 22 forcibly takes in the outside air of the housing 21 into the housing 21, thereby replenishing the water contained in the outside air into the housing 21. Further, the fan 22 feeds the air heated by the heating unit 43 and the heat radiating member 16 to the upper side of the cooling unit 42 a, the atomization space S1, and the counter electrode 15.
  • the humidifying unit 41 includes the cooling unit 42 a. For this reason, water can be generated from the moisture in the air. For this reason, when the electrostatic atomization unit 11 is stopped, water is generated from the air taken into the housing 21, and when the electrostatic atomization unit 11 is operated, the stored water is evaporated to form electrostatic atomization. Can increase the absolute humidity of the environment in which the
  • the humidifying unit 41 includes the heating unit 43.
  • the air in the housing 21 is heated by the heating unit 43, and the amount of saturated water vapor in the housing 21 is increased. For this reason, absolute humidity of the environment where electrostatic atomization is performed can be raised.
  • the humidifying unit 51 includes an adsorbent 52 that adsorbs moisture in the air, and a heating unit 53 that heats the adsorbent 52.
  • the adsorbent 52 is composed of a hygroscopic part 52a, a dehumidifying part 52b, and a connecting part 52c that connects the hygroscopic part 52a and the dehumidifying part 52b.
  • the moisture absorbing portion 52 a is disposed outside the housing 21, and the dehumidifying portion 52 b is disposed inside the housing 21.
  • the connecting portion 52 c is disposed to penetrate the housing 21.
  • Examples of the adsorbent 52 include zeolite, silica gel, activated alumina, activated carbon and the like, which may be used alone or in combination of two or more. Among these, at least one of zeolite and silica gel is preferable.
  • the adsorbent 52 may contain an antibacterial agent, an antifungal agent, and the like, as necessary.
  • the adsorbent 52 may be formed by fixing the above-mentioned materials to a support.
  • the support for supporting the dehumidifying part 52b is formed of a material having thermal conductivity.
  • a heating unit 53 for heating the dehumidifying unit 52 b is disposed between the dehumidifying unit 52 b and the housing 21. Various heaters can be used as the heating unit 53.
  • the moisture absorbing portion 52a absorbs moisture contained in the air outside the housing 21.
  • the water contained in the moisture absorbing portion 52a moves to the dehumidifying portion 52b through the connecting portion 52c.
  • the dehumidifying part 52b is heated by the heating part 53, the water contained in the dehumidifying part 52b evaporates.
  • the evaporated water diffuses into the housing 21 to become wet air, and flows above the atomization space S1 and the counter electrode 15.
  • the moisture in the air is absorbed by the adsorbent 52.
  • the water absorbed by the adsorbent 52 is heated by the heating unit 53 and evaporated from the adsorbent 52.
  • the excess heat can be absorbed by the adsorbent 52 by stopping the heating by the heating unit 53. it can. That is, in an environment where electrostatic atomization is performed, in addition to raising absolute humidity, humidity can also be adjusted.
  • zeolite and silica gel are chemically stable and readily available.
  • the fan 22 may be omitted, and the mounting hole of the fan 22 provided in the housing 21 may be closed. In this case, outside air flows into the housing 21 through the opening 21 a of the housing 21. Further, instead of omitting the fan 22, the housing 21 may be provided with an opening different from the opening 21a. The flow of air in the housing 21 may be adjusted by taking in the outside air from this opening.
  • a storage unit for storing the water obtained by the cooling unit 42a may be provided.
  • a storage container, the porous body described in the first embodiment, or the like may be used as the storage unit.
  • humidification Peltier unit 32,42 was used for humidification parts 31 and 41, it replaces with this and cools steam using a heat cycle by using a compressor etc. May be
  • the fan 22 may be provided as in the first embodiment. Further, the housing 21 may be provided with an opening different from the opening 21a. The flow of air in the housing 21 may be adjusted by taking in the outside air from this opening.
  • the humidifying unit having the adsorbent and the heating unit may be provided only in the housing 21.
  • the electrostatic atomization unit 11 when the electrostatic atomization unit 11 is stopped, moisture is adsorbed from the air taken into the housing 21 to the adsorbent.
  • the water in the adsorbent can be evaporated in the housing 21 by operating the heating unit 53 before or at the start of operation of the electrostatic atomizing unit 11. Thereby, the absolute humidity of the environment where electrostatic atomization is performed can be raised.
  • the number of the humidifying parts 31, 41, 51 may be changed as appropriate. Also, the shapes of the humidifying portions 31, 41 and 51 may be changed as appropriate.
  • the housing 21 covers the discharge electrode 12, the heat dissipation member 16, and the atomization space S1, but as shown in FIG. 12 and only the atomization space S1 may be covered. Even when the humidifying parts 31, 41 and 51 are provided in the housing 21 shown in FIG. 5, the absolute humidity of the environment in which electrostatic atomization is performed can be increased. Moreover, in the electrostatic atomization apparatus 70 shown in FIG. 5, while providing the counter electrode 15 in the housing 21, the wall 17 which comprises atomization space S1 can also be abbreviate
  • the humidifying units 31, 41 and 51 may be provided at places other than the housing 21.
  • a wall 87 may be further disposed on the upper portion of the counter electrode 15 to form a flow path through which the charged fine particle mist flows.
  • This flow path is also the atomization space S2 in which the charged fine particle mist is present, as in the atomization space S1.
  • This flow path regulates the direction in which the charged fine particle mist is released.
  • the humidifying parts 31, 41 and 51 may be disposed on the wall 87 to increase the absolute humidity of the atomization space S2. Also in this case, the reaction between ozone and water is promoted in the atomization space S2 where electrostatic atomization is performed, and the generation amount of ozone is efficiently suppressed. Further, in the electrostatic atomizing device 80 of FIG. 6, a housing for covering the atomization space S1 may be provided, and the humidifying portions 31, 41 and 51 may be provided in the housing. In this case, the absolute humidity of the atomization space S1 in which electrostatic atomization is performed can be increased.
  • the counter electrode 15 may be a plus electrode. In this case, since the charged fine particle mist generated by the discharge is further attracted by the counter electrode 15, the driving force of the charged fine particle mist can also be increased.
  • the high voltage is applied to the discharge electrode 12 without providing the counter electrode 15.
  • the first to third embodiments may be changed to an electrostatic atomizer that generates positively charged charged fine particle mist.
  • the discharge unit 12a is cooled by the cooling unit 13a of the electrode peltier unit 13 to supply water to the discharge unit 12a, but instead, water is supplied from the storage tank You may change it to In this case, the pressure of a pump may be used to supply water from the storage tank to the discharge portion 12a, or capillary action may be used.
  • a liquid other than water for example, a lotion, a chemical solution or the like to generate nanometer-sized charged fine particle mist.
  • the ground electrode is formed by arranging the wall 17 made of an insulating material and having the opening 17a around the discharge electrode 12 and covering the surface of the wall 17 with a conductive film. Good.
  • the porous body 33 may be provided so as to cover the cooling portion 32a, or may be provided so as to expose a part of the heating portion 32b.
  • the mounting position of the heating unit 43 with respect to the housing 21 may be appropriately changed according to the flow of air in the housing 21.
  • the electrostatic atomization device 60 may be changed to the electrostatic atomization device 60 in which the heating unit 43 is omitted.
  • a gap may be provided between the dehumidifying part 52 b and the housing 21, and the heating part 53 may be provided on the surface of the dehumidifying part 52 b opposite to the housing 21. Even with this configuration, water can be evaporated from the dehumidifying unit 52b.

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  • Electrostatic Spraying Apparatus (AREA)

Abstract

　静電霧化部（１０）は、放電部（１２ａ）を有する放電電極（１２）と、放電部（１２ａ）に水を供給する電極用ペルチェユニット（１３）と、放電電極（１２）に高電圧を印加する高電圧印加部（１４）とを備えている。静電霧化装置（１０）は、放電部（１２ａ）に供給される水に高電圧を印加して霧化する。静電霧化装置（１０）は、空気中の水分を用いて静電霧化が行われる環境の絶対湿度を高める加湿部（３１）を備えている。

Description

静電霧化装置
　本発明は、液体に電圧を印加して霧化する静電霧化装置に関する。
　例えば、特許文献１に開示の静電霧化装置によれば、放電部に供給される水に電圧を印加して霧化することにより、帯電微粒子ミストが生成される。静電霧化装置では、放電部を有する放電電極が高湿度領域に配置されている。また、放電電極に高電圧を印加する高電圧印加部が低湿度領域に配置されている。静電霧化装置は、水に印加される電圧を高めることで、帯電微粒子ミストを大量に生成することができる。
　上述したように帯電微粒子ミストが大量に生成すると、オゾンの発生量も増大する。オゾンは特有の臭気を有するため、その発生量を抑えることが望まれる。本発明者らは、オゾンと水とを反応させることでオゾンの発生量が抑えられることに着目した。この点、特許文献１に開示の静電霧化装置では、放電電極が高湿度領域に配置されている環境下で、放電部で発生したオゾンが消費され易くなっている。しかしながら、放電電極付近を高湿度にするための水を貯留したり補給したりする必要があるため、装置の管理が煩雑になる虞がある。
特開２００８－１８４０４号公報
　本発明の目的は、オゾンの発生量を抑えるとともに装置の管理が容易になる静電霧化装置を提供することにある。
　上記課題を解決するため、本発明の第一の態様によれば、放電部を有する放電電極と、放電電極に高電圧を印加する高電圧印加部とを備え、放電部に供給される液体に高電圧を印加して霧化する静電霧化装置が提供される。静電霧化装置は、空気中の水分を用いて静電霧化が行われる環境の絶対湿度を高める加湿部を備えている。
　上記の静電霧化装置において、加湿部は、空気中の水分を冷却して水を生成する冷却部を備えていることが好ましい。
　上記の静電霧化装置において、加湿部は、更に、冷却部で生成された水の蒸発を促進する加熱部を備えていることが好ましい。
　上記の静電霧化装置において、加湿部は、更に、冷却部で生成された水を加熱部に移動させる多孔質体を備えていることが好ましい。
　上記の静電霧化装置において、加湿部は、空気中の水分を吸着する吸着材と、吸着材を加熱する加熱部とを備えていることが好ましい。
　上記の静電霧化装置において、吸着材は、ゼオライト及びシリカゲルの少なくとも一方であることが好ましい。
第１実施形態における静電霧化装置を示す概略図。 第２実施形態における静電霧化装置を示す概略図。 第２実施形態における静電霧化装置を示す概略図。 第３実施形態における静電霧化装置を示す概略図。 各実施形態における静電霧化装置の変更例を示す概略図。 各実施形態における静電霧化装置の変更例を示す概略図。
　（第１実施形態）
　以下、本発明の静電霧化装置を具体化した第１実施形態について図１を参照して説明する。
　図１に示すように、静電霧化装置１０は、静電霧化部１１と、静電霧化部１１が収容されるハウジング２１とを備えている。静電霧化部１１は、放電電極１２と、放電電極１２を冷却する電極用ペルチェユニット１３と、放電電極１２に高電圧を印加する高電圧印加部１４とを備えている。
　放電部１２ａは、放電電極１２の先端部を構成する。静電霧化装置１０では、空気中の水蒸気が冷却されて凝縮すると水が生成され、その水が放電部１２ａに供給される。そして、高電圧印加部１４により高電圧が放電電極１２に印加されると、放電部１２ａに供給された水が霧化する。こうして、水に電圧を印加して霧化することにより、帯電微粒子ミストが生成される。
　放電電極１２は、基台部、柱状の本体部、及び球状の放電部１２ａを有している。本体部は、基台部から上方に延びている。放電部１２ａは、本体部の先端に形成されている。放電電極１２は、熱伝導性及び導電性を有する材料、例えば、金属材料から形成されている。
　放電電極１２の周囲には、筒状の壁１７が配置されている。壁１７は、絶縁材料からなる。壁１７により囲まれた空間が、水を霧化させるための霧化空間Ｓ１として形成されている。放電電極１２は、霧化空間Ｓ１に配置されている。壁１７には、空気を取り込むための開口１７ａが形成されている。空気は、壁１７の開口１７ａを通って霧化空間Ｓ１に供給される。
　壁１７の上端には、対向電極１５が設置されている。対向電極１５は、放電電極１２のグランド電極として機能する。対向電極１５は、環状に形成されている。対向電極１５の内側開口１５ａより、霧化空間Ｓ１に存在する帯電微粒子ミストが放出される。対向電極１５の内側開口１５aは、帯電微粒子ミストが放出される放出部として機能する。
　放電電極１２及び対向電極１５は、高電圧印加部１４に接続されている。高電圧印加部１４は、放電電極１２と対向電極１５との間に高電圧を印加する。
　電極用ペルチェユニット１３は、厚さ方向に対向して配置される一対の回路基板と、両回路基板間に配置される複数の熱電素子とを備えている。複数の熱電素子は、回路基板を介して互いに電気的に接続されている。電極用ペルチェユニット１３では、通電により、一方の回路基板から他方の回路基板へと熱が移動する。電極用ペルチェユニット１３の一方の回路基板は冷却部１３ａであり、他方の回路基板は放熱部１３ｂである。
　冷却部１３ａの上面には、熱伝導性を有する絶縁板１８を介して、放電電極１２が配置されている。放熱部１３ｂの下面には、放熱を促進する放熱部材１６（放熱フィン）が配置されている。
　ハウジング２１は、静電霧化装置１０を取り囲むように配置されている。ハウジング２１により、静電霧化のための環境を安定化させることができる。ハウジング２１の上部には、開口２１ａが形成されている。静電霧化装置１０で生成された帯電微粒子ミストは、開口２１ａを介して大気中へと放出される。
　ハウジング２１には、加湿部３１が設けられている。加湿部３１は、空気中の水分を用いて、静電霧化を行う環境の絶対湿度を高めるためのものである。加湿部３１は、加湿用ペルチェユニット３２と多孔質体３３とを備えている。加湿用ペルチェユニット３２として、電極用ペルチェユニット１３と同様の構成のものを用いることができる。
　加湿用ペルチェユニット３２の冷却部３２ａは、ハウジング２１の外側に配置されている。加湿用ペルチェユニット３２の放熱部、即ち、加熱部３２ｂは、ハウジング２１の内側に配置されている。冷却部３２ａでは、ハウジング２１外の空気に含まれる水蒸気が冷却されて凝縮すると、水が生成される。加湿用ペルチェユニット３２は、図示しない熱伝導性を有する絶縁部材によって覆われている。
　多孔質体３３は、冷却部３２ａで生成された水を加熱部３２ｂへと移動させる。多孔質体３３は、ハウジング２１を貫通するように配置されている。多孔質体３３は、冷却部３２ａの下端と加熱部３２ｂの表面全体とを繋ぐように形成されている。
　多孔質体３３に含まれる水は、加熱部３２ｂにより加熱されて蒸発する。蒸発した水は水蒸気となるため、ハウジング２１内は加湿される。
　多孔質体３３として、吸水性を有する材料、即ち、毛細管現象を発揮する材料が用いられ、具体的には、樹脂発泡体、不織布、織布、セラミックス及びこれらの複合体が用いられる。樹脂発泡体として、ウレタン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等を基材として含みその内部に連続した気泡を有する発泡体が挙げられる。不織布として、ニードルパンチ、ケミカルボンド、サーマルボンド等の不織布が挙げられる。
　セラミックスとして、絶縁性を有する材料が用いられ、好ましく、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素等が用いられる。多孔質体３３には、必要に応じて、抗菌剤、防カビ剤等を含まれてもよい。
　ハウジング２１には、外気を取り込むファン２２が取り付けられている。ファン２２によって、加湿部３１により得られた水分が、霧化空間Ｓ１や対向電極１５の上方へと強制的に導かれる。
　次に、静電霧化装置１０の作用について説明する。
　電極用ペルチェユニット１３への通電により放電電極１２が冷却されることで、放電部１２ａには水が供給される。高電圧印加部１４により放電電極１２と対向電極１５との間に印加された高電圧は、放電部１２ａの水に静電気力を付与し、テイラーコーンを形成する。そして、水はレイリー分裂を繰り返し、マイナスに帯電した帯電微粒子ミストが大量に生成する。このように帯電微粒子ミストが大量に生成すると、オゾンの発生量も増大する。オゾンは、霧化空間Ｓ１や対向電極１５の上方等、静電霧化が行われる環境において発生する。
　一方、加湿部３１では、加湿用ペルチェユニット３２の通電により、ハウジング２１外の空気に含まれる水分が冷却部３２ａで冷却されて凝縮し、水が生成される。水は、冷却部３２ａを流れ落ちて、多孔質体３３に吸収される。水は、多孔質体３３に吸収された後、加熱部３２ｂに向けて移動する。水は、加熱部３２ｂにまで移動した後、加熱部３２ｂにより加熱されて蒸発する。ハウジング２１内で蒸発した水分は、湿潤空気となって、壁１７に囲まれた霧化空間Ｓ１や対向電極１５の上方へと流れ込む。この湿潤空気により、霧化空間Ｓ１や対向電極１５の上方等、静電霧化が行われる環境の絶対湿度が高められる。このため、静電霧化が行われる環境においてはオゾンと水との反応が促進される。オゾンと水との反応について半反応式は、以下の式（１）で示される。
　Ｏ３＋Ｈ２Ｏ＋２ｅ→Ｏ２＋２ＯＨ－　・・・（１）
　加湿部３１は、静電霧化部１１の作動と同時に作動するか、静電霧化部１１の作動前に作動するか、或いは、静電霧化部１１の作動中に間欠的に作動する。
　以上説明した本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
　（１）静電霧化が行われる環境の絶対湿度は、加湿部３１により高められる。これにより、帯電微粒子ミストの生成と共に、オゾンと水分との反応も促進される。このため、オゾンの発生を効率的に抑えることができる。また、加湿部３１は、空気中の水分を用いて上記の絶対湿度を高めるように構成されている。このため、加湿用の水を貯留したり補給したりするための手間を省くこともできる。よって、オゾンの発生量を抑えるとともに静電霧化装置１０の管理が容易になる。
　（２）加湿部３１は、冷却部３２ａ、加熱部３２ｂ及び多孔質体３３を備えている。この構成によれば、空気中に含まれる水蒸気を冷却部３２ａにより冷却し凝縮し水を生成できると共に、多孔質体３３に含まれる水が加熱部３２ｂにより加熱されて蒸発する。こうして蒸発した水が水蒸気となり、ハウジング２１内が加湿される。このことから、静電霧化が行われる環境の絶対湿度を効率的に高めることができる。
　（３）ハウジング２１の内側では、加湿用ペルチェユニット３２の冷却部３２ａが露出されている。一方、ハウジング２１の外側では、加熱部３２ｂの表面全体が多孔質体３３により覆われている。加湿用ペルチェユニット３２を上記のように構成することで、多孔質体３３を効率的に加熱することができ、多孔質体３３中の水の蒸発を促進させることができる。
　（４）ファン２２と加湿部３１との間には、放熱部材１６が配置されている。また、放熱部材１６は、電極用ペルチェユニット１３の放熱部１３ｂに取り付けられている。この構成によれば、ファン２２によりハウジング２１内に取り込まれた外気は、放熱部材１６から放出される熱によって加温される。これにより、外気による多孔質体３３の冷却が抑制される。このため、多孔質体３３からの水の蒸発効率の低下を抑えることができる。
　（第２実施形態）
　以下、本発明の第２実施形態について図２を参照して説明する。第２実施形態の静電霧化装置５０では、第１実施形態とは異なる加湿部の構成を中心に説明し、第１実施形態と同様の部分についてその詳細な説明を省略する。
　図２に示すように、加湿部４１は、加湿用ペルチェユニット４２と、加熱部４３とを備えている。加湿用ペルチェユニット４２の冷却部４２ａは、ハウジング２１の内側に配置されている。一方、加湿用ペルチェユニット４２の放熱部４２ｂは、ハウジング２１の外側に配置されている。
　冷却部４２ａでは、ハウジング２１内の空気に含まれる水蒸気が冷却されて凝縮すると水が生成される。加熱部４３によって、ハウジング２１内の空気が加熱されて、ハウジング２１内の飽和水蒸気量が高められる。その結果、冷却部４２ａで生成された水の揮発が促進される。加熱部４３として、各種ヒータの他に、ペルチェユニットの放熱部４２ｂを用いることもできる。
　ファン２２は、ハウジング２１の外気をハウジング２１内に強制的に取り込むことで、外気に含まれる水分をハウジング２１内に補給する。また、ファン２２は、加熱部４３や放熱部材１６により加温された空気を冷却部４２ａ、霧化空間Ｓ１、及び対向電極１５の上方に送り込む。
　第２実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
　（５）加湿部４１は、冷却部４２ａを備えている。このため、空気中の水分から水を生成することができる。このため、静電霧化部１１の停止時には、ハウジング２１内に取り込まれた空気から水を生成し、静電霧化部１１の作動時には、貯留した水を蒸発させることによって、静電霧化が行われる環境の絶対湿度を高めることができる。
　（６）加湿部４１は、加熱部４３を備えている。この場合、加熱部４３によりハウジング２１内の空気が加熱されて、ハウジング２１内の飽和水蒸気量が高められる。このため、静電霧化が行われる環境の絶対湿度を高めることができる。
　（第３実施形態）
　以下、本発明の第３実施形態について図４を参照して説明する。第３実施形態の静電霧化装置６０では、第１実施形態とは異なる加湿部の構成を中心に説明し、第１実施形態と同様の部分についてその詳細な説明を省略する。
　図４に示すように、加湿部５１は、空気中の水分を吸着する吸着材５２と、吸着材５２を加熱する加熱部５３とを備えている。
　吸着材５２は、吸湿部５２ａと、脱湿部５２ｂと、吸湿部５２ａ及び脱湿部５２ｂを連結する連結部５２ｃとから構成されている。吸湿部５２ａは、ハウジング２１の外側に配置され、脱湿部５２ｂは、ハウジング２１の内側に配置されている。連結部５２ｃは、ハウジング２１を貫通するように配置されている。吸着材５２として、ゼオライト、シリカゲル、活性アルミナ、活性炭等が挙げられ、これらを単独で用いてもよいし、複数種を組み合わせて用いてもよい。これらのうち、ゼオライト及びシリカゲルの少なくとも一方が好ましい。吸着材５２には、必要に応じて、抗菌剤、防カビ剤等が含まれてもよい。吸着材５２は、支持体に対し上記に挙げた材料を固定して形成してもよい。この場合、脱湿部５２ｂを支持する支持体は、熱伝導性を有する材料から形成される。脱湿部５２ｂとハウジング２１との間には、脱湿部５２ｂを加熱する加熱部５３が配置されている。加熱部５３として、各種ヒータを用いることができる。
　次に、上記の加湿部５１の作用について説明する。
　まず、吸湿部５２ａが、ハウジング２１外の空気に含まれる水分を吸湿する。吸湿部５２ａに含まれた水は、連結部５２ｃを通じて脱湿部５２ｂへと移動する。脱湿部５２ｂが加熱部５３により加熱されると、脱湿部５２ｂに含まれている水は蒸発する。蒸発した水分は、ハウジング２１内に拡散して湿潤空気となり、霧化空間Ｓ１や対向電極１５の上方に流れ込む。
　第３実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
　（７）加湿部５１では、吸着材５２により空気中の水分が吸湿される。また、吸着材５２に吸湿された水は、加熱部５３により加熱されて吸着材５２から蒸発する。この構成によれば、壁１７に囲まれた霧化空間Ｓ１の絶対湿度が過剰に高くなった場合、加熱部５３による加熱を停止することで、過剰な水分を吸着材５２に吸湿させることもできる。即ち、静電霧化が行われる環境において、絶対湿度を高めることに加えて、湿度を調節することもできる。
　（８）吸着材５２として、ゼオライト及びシリカゲルの少なくとも一方を使用することが好ましい。これらの吸着材は、化学的に安定であり、かつ入手が容易である。
　なお、上記各実施形態を次のように変更してもよい。
　・第１及び第２実施形態において、ファン２２を省略し、ハウジング２１に設けられたファン２２の取付孔を塞いでもよい。この場合、ハウジング２１の開口２１ａを通じて、ハウジング２１内に外気が流入される。また、ファン２２を省略する代りに、ハウジング２１に開口２１ａとは別の開口を設けてもよい。この開口から外気を取り込むことによって、ハウジング２１内の空気の流れを調整してもよい。
　・第２実施形態において、冷却部４２ａで得られた水を貯留するための貯留部を設けてもよい。貯留部として、例えば、貯留容器、第１実施形態で説明した多孔質体等を用いてもよい。
　・第１及び第２実施形態において、加湿部３１，４１に加湿用ペルチェユニット３２，４２を用いたが、これに代えて圧縮機等を用いることにより、冷熱サイクルを利用して水蒸気を冷却してもよい。
　・第３実施形態において、第１実施形態と同様にファン２２を設けてもよい。また、ハウジング２１に開口２１ａとは別の開口を設けてもよい。この開口から外気を取り込むことによって、ハウジング２１内の空気の流れを調整してもよい。
　・第３実施形態において、吸湿部５２ａ及び連結部５２ｃを省略してもよい。即ち、吸着材及び加熱部を有する加湿部をハウジング２１内にのみ設けてもよい。この場合、静電霧化部１１の停止時には、ハウジング２１内に取り込まれた空気から水分が吸着材に吸着される。そして、静電霧化部１１の作動開始前又は作動時に加熱部５３を作動させることにより、吸着材中の水をハウジング２１内で蒸発させることができる。これにより、静電霧化が行われる環境の絶対湿度を高めることができる。
　・第１～第３実施形態において、加湿部３１，４１，５１の数は適宜変更してもよい。また、加湿部３１，４１，５１の形状も適宜変更してもよい。
　・第１～第３実施形態において、ハウジング２１は、放電電極１２、放熱部材１６、及び霧化空間Ｓ１を覆っていたが、図５に示すように、放熱部材１６を覆わずに、放電電極１２及び霧化空間Ｓ１のみを覆うようにしてもよい。図５に示すハウジング２１に加湿部３１，４１，５１を設けた場合であっても、静電霧化が行われる環境の絶対湿度を高めることができる。また、図５に示す静電霧化装置７０では、対向電極１５をハウジング２１に設けると共に霧化空間Ｓ１を構成する壁１７を省略することもできる。この場合、ハウジング２１内の空間を霧化空間Ｓ１として使用でき、また、霧化空間Ｓ１を加湿部３１，４１，５１によって直接加湿することもできる。
　・第１～第３実施形態において、加湿部３１，４１，５１をハウジング２１以外の場所に設けてもよい。例えば、図６に示す静電霧化装置８０のように、対向電極１５の上部にさらに壁８７を配置することで、帯電微粒子ミストが流通する流路を形成してもよい。この流路も、霧化空間Ｓ１と同様に、帯電微粒子ミストが存在する霧化空間Ｓ２である。この流路により、帯電微粒子ミストの放出する方向が規制される。
　また、図６に示すように、加湿部３１，４１，５１を壁８７に配置して、霧化空間Ｓ２の絶対湿度を高めるようにしてもよい。この場合も、静電霧化が行われる霧化空間Ｓ２においてオゾンと水分との反応が促進されて、オゾンの発生量が効率的に抑えられる。また、図６の静電霧化装置８０において、霧化空間Ｓ１を覆うためのハウジングを設けると共に、そのハウジング内に加湿部３１，４１，５１を設けてもよい。この場合、静電霧化が行われる霧化空間Ｓ１の絶対湿度を高めることができる。
　・第１～第３実施形態において、対向電極１５をプラス電極としてもよい。この場合、放電によって生じた帯電微粒子ミストが対向電極１５によって更に引き付けられるため、帯電微粒子ミストの推進力を増大させることもできる。
　・第１～第３実施形態において、放電電極１２と対向電極１５との間に高電圧を印加する構成に代えて、対向電極１５を設けずに、放電電極１２に高電圧を印加するようにしてもよい。また、帯電除去板、壁１７、ハウジング２１等、放電電極１２の周囲に配置される静電霧化部１１や静電霧化装置が搭載される機器等を構成する各種部品を、対向電極１５として機能させてもよい。
　・第１～第３実施形態を、正の電荷を帯びた帯電微粒子ミストを発生する静電霧化装置に変更してもよい。
　・第１～第３実施形態において、電極用ペルチェユニット１３の冷却部１３ａにより放電部１２ａを冷却して放電部１２ａに水を供給していたが、これに代えて、貯留タンクから水を供給するように変更してもよい。この場合、放電部１２ａに貯留タンクから水を供給するのに、ポンプの圧力を用いてもよいし、毛細管現象を利用してもよい。
　・第１～第３実施形態において、水以外の液体、例えば、化粧水、薬液等を霧化して、ナノメータサイズの帯電微粒子ミストを生成してもよい。
　・第１～第３実施形態において、絶縁材料からなり開口１７ａを有する壁１７を放電電極１２の周囲に配置し、壁１７の表面を導電性膜により覆うことにより、グランド電極を形成してもよい。
　・第１実施形態において、多孔質体３３は、冷却部３２ａを覆うように設けてもよいし、加熱部３２ｂの一部を露出させるように設けてもよい。
　・第２実施形態において、ハウジング２１内の空気の流れに応じて、ハウジング２１に対する加熱部４３の取付位置を適宜変更してもよい。
　・第２実施形態において、図３に示すように、静電霧化装置から加熱部４３を省略した静電霧化装置６０に変更してもよい。
　・第３実施形態において、脱湿部５２ｂとハウジング２１との間に間隙を設けると共に、脱湿部５２ｂにおいてハウジング２１と反対側の面に加熱部５３を設けてもよい。この構成であっても、脱湿部５２ｂから水を蒸発させることができる。

Claims (6)

  1. 放電部を有する放電電極と、前記放電電極に高電圧を印加する高電圧印加部とを備え、前記放電部に供給される液体に前記高電圧を印加して霧化する静電霧化装置であって、
    　空気中の水分を用いて静電霧化が行われる環境の絶対湿度を高める加湿部を備えていることを特徴とする静電霧化装置。
  2. 請求項１記載の静電霧化装置において、
    　前記加湿部は、空気中の水分を冷却して水を生成する冷却部を備えていることを特徴とする静電霧化装置。
  3. 請求項２記載の静電霧化装置において、
    　前記加湿部は、更に、前記冷却部で生成された水の蒸発を促進する加熱部を備えていることを特徴とする静電霧化装置。
  4. 請求項３記載の静電霧化装置において、
    　前記加湿部は、更に、前記冷却部で生成された水を前記加熱部に移動させる多孔質体を備えていることを特徴とする静電霧化装置。
  5. 請求項１記載の静電霧化装置において、
    　前記加湿部は、前記空気中の水分を吸着する吸着材と、前記吸着材を加熱する加熱部とを備えていることを特徴とする静電霧化装置。
  6. 請求項５記載の静電霧化装置において、
    　前記吸着材は、ゼオライト及びシリカゲルの少なくとも一方であることを特徴とする静電霧化装置。
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