WO2016190118A1 - 微粒化した液体にマイナスの電荷を帯びさせ放出する装置 - Google Patents

Abstract

上部に放出口を有する容器内に、針両端が上下方向に向いたマイナス高電圧が印加される針電極、針電極の下方の第一円筒電極、針電極の上方の先端に前記放出口を備える第二円筒電極、を設け；容器側面に吸込口を開口させ；吸込口から第一の円筒電極に通じるダクトを設け；ダクト内に針電極の下部を露出させ；第一円筒電極下方に液体貯留部を設け；ダクト内において針電極下端と第一円筒電極の間でコロナ放電して吸込口から第一円筒電極を通過し液体貯留部の液体表面へ向かう下向流イオン風を生じさせ；針電極上端と第二円筒電極の間でコロナ放電して液体貯留部の液体表面から第二円筒電極を通過し放出口へ向かう上向流イオン風を生じさせ；下向流イオン風により液体貯留部の液体を蒸散・微粒化するとともに微粒化液体にマイナス電荷を帯びさせ；上向流イオン風により微粒化しマイナス電荷を帯びた液体を上昇させ第二円筒電極先端の放出口から外部へ放出させる；微粒化した液体にマイナスの電荷を帯びさせ放出する装置。

Description

微粒化した液体にマイナスの電荷を帯びさせ放出する装置

　本発明は、微粒化した液体にマイナスの電荷を帯びさせ放出する装置に関する。

　消臭剤、芳香剤、除菌剤などを含む液体を微粒化して放出する装置が知られている。
　例えば、消臭剤液が供給されるタンクと、消臭剤液を微粒化させるためのアトマイザと、該タンク内において微粒化された消臭剤液を所定の空気に対して噴霧するノズルを備えた消臭システムが提案されている（特許文献１参照）。

　しかしながら、この消臭システムは、「制御盤４０からの命令に基づいてエアポンプ３０が稼動し、タンク２内の消臭剤液３はアトマイザ２５によって微粒化される。こうして微粒化された消臭剤液３は、搬送管３５によって搬送されてノズル３６から噴霧される。従って、ノズル３６から所定の空気に対して消臭剤液３を噴霧することにより、その空気を消臭することができる。」（特許文献１の段落００２０参照）ものとされており、全体としてかなり大掛かりなシステムとなっている。

　また、アロマテラピー用のエッセンシャルオイルを含んだ水を貯留するタンク、前記タンク内に空気を吸引導入するファン羽根、前記ファン羽根を回転させる電気モータなど、を備えた電気芳香拡散機が提案されている（特許文献２参照）。
　さらに、超音波振動子を配置した超音波式の芳香拡散機も提案されている（例えば、特許文献３参照）。
　しかしながら、これらの芳香拡散機は、ファンなどのモータ類や超音波発生器などを用いる必要がある。

　このように従来から提案されている装置は、かなり大掛かりなシステムであったり、或いは、ファンなどのモータ類や超音波発生器などを用いる必要があることから、消費電力もある程度必要とされており、よりシンプルで消費電力も著しく少なく、しかも液体を微粒化して放出する能力が高いことから、消臭能力や芳香拡散能力や除菌能力などにも優れたものとすることができる、液体を微粒化して放出する装置が要望されている。

特許第３４９５１２４号公報 特開２００４－１４７７９９号公報 実用新案登録第３１５７６２９号公報

　本発明は、上記従来の問題点を解消し、ファンなどのモータ類や超音波発生器などを一切用いる必要がなく、よりシンプルで消費電力も著しく少なく、しかも液体を微粒化して放出する能力が高いことから、消臭能力や芳香拡散能力や除菌能力などにも優れたものとすることができる、液体を微粒化して放出する装置を提供することを目的とするものである。

　本発明は、以下の（１）～（３）に関するものである。
（１）：上部に放出口を有する容器内に；
　針の両端が上下方向に向いた、マイナスの高電圧が印加される針電極を設け；
　前記針電極の下方に第一の円筒電極を設け；
　前記針電極の上方に、先端に前記放出口を備えた第二の円筒電極を設け；
　前記容器の側面に吸込み口を開口させ；
　前記吸込み口から前記第一の円筒電極に通じるダクトを設け；
　前記ダクト内に前記針電極の下部を露出させ；
　前記第一の円筒電極の下方に液体貯留部を設け；
　前記ダクト内において、前記針電極の下端と前記第一の円筒電極との間でコロナ放電がなされて、前記吸込み口から前記第一の円筒電極を通過し前記液体貯留部に貯留されている液体表面へと向かう下向流のイオン風を生じさせ、かつ；
　前記針電極の上端と前記第二の円筒電極との間でコロナ放電がなされて、前記液体貯留部に貯留されている液体表面から前記第二の円筒電極を通過し前記放出口へと向かう上向流のイオン風を生じさせ；
　前記下向流のイオン風を利用して、前記液体貯留部に貯留されている液体を蒸散させ微粒化させると共にこの微粒化した液体にマイナスの電荷を帯びさせ、；
　前記上向流のイオン風を利用して、この微粒化しマイナスの電荷を帯びた液体を上昇させて前記第二の円筒電極先端の前記放出口から外部へ放出させる；
ことを特徴とする、微粒化した液体にマイナスの電荷を帯びさせ放出する装置に関するものである。

（２）：前記液体が、芳香成分、除菌成分、及び消臭成分から選ばれた１種以上の成分を含むものである、前記（１）に記載の装置に関するものである。

（３）：前記第一の円筒電極の直径が、前記第二の円筒電極の直径より大きいものである、前記（１）又は前記（２）に記載の装置に関するものである。

　本発明に係る微粒化した液体にマイナスの電荷を帯びさせ放出する装置（以下、単に「本発明の装置」と称することがある。）によれば、シンプルで消費電力も著しく少ない。
　しかも本発明の装置は、液体を微粒化して放出する能力が高いことから、これを消臭装置や芳香拡散装置や除菌装置などとした場合に消臭能力や芳香拡散能力や除菌能力などにも優れたものとすることができる、微粒化した液体にマイナスの電荷を帯びさせ放出する装置が提供される。

　本発明の装置によれば、微粒化した液体にマイナスの電荷を帯びさせ、空気中などの空間に効率よく放出することができる。
　放出される微粒化した液体（液滴）は、マイナスに帯電しており、放出された後は、プラスに帯電している場所へと向かう。
　一般的な室内においては、人、衣服、壁紙、カーテン等はプラスに帯電しやすくなっている。
　従って、本発明の装置により放出された、マイナスの電荷を帯びた微粒化した液体（液滴）は、プラスに帯電している人、衣服、壁紙、カーテン等へと向かうことになる。
　このため、本発明の装置によれば、液体として、芳香成分、除菌成分、及び消臭成分から選ばれた１種以上の成分を含むものを用いると、これら成分を含む微粒化した液体（液滴）を、より芳香や除菌や消臭などが必要なところへと向かわせることができる。
　従って、通常、空気中に放出される微粒化した液体（液滴）が、単に空気中などの空間を浮遊しているだけであるのに比べると、本発明の装置によれば、人に芳香を与える効果をより強くすることができ、また除菌や消臭をより効果的なものとすることができる。

本発明に係る装置の原理を示す説明図である。 本発明に係る装置の一実施形態を示す正面からみた説明図である。 本発明に係る装置の一実施形態を示す背面からみた説明図である。 本発明に係る装置の一実施形態を示す平面からみた説明図である。 本発明に係る装置の一実施形態を示す底面からみた説明図である。 本発明に係る装置の一実施形態を示す右側面からみた説明図である。 本発明に係る装置の一実施形態を示す左側面からみた説明図である。 図７の断面説明図である。 本発明に係る装置の一実施形態を示す斜視図である。 図９を別の角度からみた斜視図である。 図１０の分解説明図である。 本発明に係る装置を、これを構成する部品に分解したときの、吸込み口付近の部品（中間部外容器）の一例を示す斜視説明図である。 図１２に示す部品を別の角度からみた斜視説明図である。

　本発明は、微粒化した液体にマイナスの電荷を帯びさせ放出する装置に関し、
　上部に放出口を有する容器内に；
　針の両端が上下方向に向いた、マイナスの高電圧が印加される針電極を設け；
　前記針電極の下方に第一の円筒電極を設け；
　前記針電極の上方に、先端に前記放出口を備えた第二の円筒電極を設け；
　前記容器の側面に吸込み口を開口させ；
　前記吸込み口から前記第一の円筒電極に通じるダクトを設け；
　前記ダクト内に前記針電極の下部を露出させ；
　前記第一の円筒電極の下方に液体貯留部を設け；
　前記ダクト内において、前記針電極の下端と前記第一の円筒電極との間でコロナ放電がなされて、前記吸込み口から前記第一の円筒電極を通過し前記液体貯留部に貯留されている液体表面へと向かう下向流のイオン風を生じさせ、かつ；
　前記針電極の上端と前記第二の円筒電極との間でコロナ放電がなされて、前記液体貯留部に貯留されている液体表面から前記第二の円筒電極を通過し前記放出口へと向かう上向流のイオン風を生じさせ；
　前記下向流のイオン風を利用して、前記液体貯留部に貯留されている液体を蒸散させ微粒化させると共にこの微粒化した液体にマイナスの電荷を帯びさせ、；
　前記上向流のイオン風を利用して、この微粒化しマイナスの電荷を帯びた液体を上昇させて前記第二の円筒電極先端の前記放出口から外部へ放出させる；
ことを特徴とするものである。

　以下、本発明に係る微粒化した液体にマイナスの電荷を帯びさせ放出する装置の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
　図１は本発明に係る装置の原理を示す説明図である。図１中の矢印は、イオン風の流れを示している。
　また、図２は本発明に係る装置の一実施形態を示す、正面からみた説明図であり、図３はこれを背面からみた説明図であり、図４は平面からみた説明図であり、図５は底面からみた説明図であり、図６は右側面からみた説明図であり、図７は左側面からみた説明図である。図８は、図７の断面説明図である。
　但し、図面は、いずれも本発明の装置を示す概略図である。従って、製品化に際しては、必要に応じて、適宜より実用的な設計をなすことができる。

　図中、符号１は容器であり、この容器１の上部に放出口２が備えられている。
　本実施形態において、容器１は管状を、より詳しくは円筒管状をなしているが、本発明の精神を逸脱しない限り、これに限定されるものではなく、例えば角筒型の管状のものとすることもできる。

　このような容器１内に、針の両端が上下方向に向いた針電極３が設けられている。
　この針電極３には、高電圧、特にマイナスの高電圧が印加される。正放電よりも負放電のほうが高い流速のイオン風を得やすいからである。但し、必要に応じて、プラスの高電圧を印加できるようにしておくこともできる。
　針電極３にマイナスの高電圧が印加されることで、針電極３の尖った先端（上端３１と下端３２のそれぞれ）からコロナ放電を生じさせることができる。
　なお、針電極３に高電圧を印加するために、図示されていないが、別途高圧電源装置が備えられ、針電極３に接続されている。

　なお、高圧電源装置からは、－４，０００Ｖ～－１５，０００Ｖという、マイナスの高電圧の直流電流が印加される。但し、上記したように、必要に応じて、プラスの高電圧の直流電流を、特に４，０００Ｖ～１５，０００Ｖという、プラスの高電圧の直流電流を印加できるようにしておくこともできる。

　針電極３の下方には、詳しくは針電極３の下端３２の下方には容器１の底面１１よりも上方に、第一の円筒電極４（下側の円筒電極４）が設けられている。

　また、針電極３の上方には、詳しくは針電極３の上端３１の上方であって、放出口２よりも下方には、先端に放出口２を備えた第二の円筒電極５（上側の円筒電極５）が設けられている。

　このように本発明の装置では、針電極３を、上下の円筒電極、即ち第一の円筒電極４（下側の円筒電極４）と第二の円筒電極５（上側の円筒電極５）とに共通のものとし、無駄を防いでいる。
　通常、マイナスの高電圧（－４，０００～－１５，０００Ｖ）を印加する場合、針電極３側をプラス側（陽極）に、第一の円筒電極４（下側の円筒電極４）と第二の円筒電極５（上側の円筒電極５）側をマイナス側（陰極）とされる。

　このようにして針電極３と、第一の円筒電極４（下側の円筒電極４）、第二の円筒電極５（上側の円筒電極５）との間に、高電圧の直流電流を印加することにより、針電極３と第一の円筒電極４（下側の円筒電極４）、第二の円筒電極５（上側の円筒電極５）との間でコロナ放電を行い、針電極３側から第一の円筒電極４（下側の円筒電極４）側へ向かってと、針電極３側から第二の円筒電極５（上側の円筒電極５）側へ向かって、それぞれイオン風が流れるようにしている。

　ここで第一の円筒電極４（下側の円筒電極４）と第二の円筒電極５（上側の円筒電極５）とは、円筒電極という点では同様であるが、図示するように、その直径や筒の長さが異なったものとされている。特に、第一の円筒電極４（下側の円筒電極４）の直径を、第二の円筒電極５（上側の円筒電極５）の直径より大きいものとしておくことが好ましく、これにより、第一の円筒電極４（下側の円筒電極４）から放出した電子（e-）を、液体表面により広角的に（広い範囲に）当てることができる。但し、必要に応じて、その直径や筒の長さを同様のものとすることも可能である。

　即ち、まず、第一の円筒電極４（下側の円筒電極４）は、放出した電子（e-）を、後記する、液体貯留部９に貯留されている液体の表面に広角的に当てて蒸散させ微粒化させる反応を促進するため、直径を比較的大きく、筒の長さも比較的短くしている。
　一方、第二の円筒電極５（上側の円筒電極５）は、上記のようにして微粒化した液体（液滴）について、確実にマイナスの電荷を帯びさせ、かつ、これを層流で噴出させるため、直径を第一の円筒電極４（下側の円筒電極４）より小さくして、直径を比較的小さいものとし、しかも筒の長さは第一の円筒電極４（下側の円筒電極４）より長くして、筒の長さを比較的長いものとしている。

　針電極３の下方と上方には、第一の円筒電極４（下側の円筒電極４）と第二の円筒電極５（上側の円筒電極５）が、それぞれ円筒形状に設けられ、接地されて、それぞれ針電極３とこれら二つの電極間でコロナ放電がなされて、針電極３と第一の円筒電極４（下側の円筒電極４）との間では下向流（下降流）のイオン風を、針電極３と第二の円筒電極５（上側の円筒電極５）との間では上向流（上昇流）のイオン風を、それぞれ生じさせている。いずれも円筒電極としていることにより、強いイオン風を生じさせることができる。
　なお、コロナ放電は、火花が散るような放電ではなく、また、運転中、万一電極に触れたとしても、静電気程度のものであり、安全性についての心配はない。必要に応じて、適宜、既知の安全回路を組み込むことができる。

　さらに、容器１の側面１２には、吸込み口６が開口している。
　この吸込み口６付近の形状、構造は、特に図１、図２、図８、図９、図１０、図１１、図１２、図１３に詳しく示されている。

　容器１の側面１２に開けられた吸込み口６から、第一の円筒電極４（下側の円筒電極４）に通じるダクト７が設けられ、一つの流路を形成している。
　これにより、管状の容器１の内側に、ダクト７を出現せしめて、いわゆる二重管構造としている。
　即ち、吸込み口６より内側のダクト７を通じて外気を取り込むようにすると共に、このダクト７の外側と管状の容器１の内側との間に、もう一つの流路を形成せしめている。

　このダクト７内には、針電極３の下端３２を含む下部だけを露出させており、針電極３の上端３１を含む上部は、このダクト７内には露出させられていない。
　このため、上記のように二つの流路が形成されていることと相俟って、一つの針電極３だけで、その上下に存在する、第二の円筒電極５（上側の円筒電極５）と第一の円筒電極４（下側の円筒電極４）との間のコロナ放電に対応し得るものとなっている。

　さらに、第一の円筒電極４（下側の円筒電極４）の下方には、液体８を入れた、液体貯留部９が設けられている。
　この液体貯留部９に、芳香成分、除菌成分、及び消臭成分から選ばれた１種以上の成分を含む液体が貯留される。
　これら芳香成分、除菌成分、及び消臭成分としては、市販されているものなど、公知のものを用いることができる。
　例えば、芳香成分としては、植物に由来する天然香料、精油（エッセンシャルオイル）や、これらの他に合成香料を含むアロマオイルなどを挙げることができる。

　本発明に係る微粒化した液体にマイナスの電荷を帯びさせ放出する装置は、図８、図１０、図１１などに示したように、これを幾つかの部品に分けて作製し、分解可能なものとしておくことができる。

　図８は、本発明の装置の一実施形態を示す、左側面からみた説明図（図７）の断面説明図であると共に、分解されたときの構成部品をも示す図でもある。
　次に、図９は、本発明に係る装置の一実施形態を示す斜視図であり、図１０は、図９を別の角度からみた斜視図である。また、図１１は、図１０の分解説明図である。
　さらに、図１２は、本発明に係る装置を、これを構成する部品に分解したときの、吸込み口付近の部品（中間部外容器）の一例を示す斜視説明図であり、図１３は、図１２に示す部品を別の角度からみた斜視説明図である。

　本発明の装置は、上から順に、第二の円筒電極５（上側の円筒電極５）、上部外容器１３、吸込み口６が開口している中間部外容器１４、及び下部外容器１５と；下部外容器１５内に収容されている内容器１６；に分けられている。この内容器１６は、前記した液体貯留部９を構成しているものである。
　なお、内容器１６の上部には、第一の円筒電極４（下側の円筒電極４）が備えられている。
　また、針電極３は、吸込み口６が開口している中間部外容器１４の針電極取付け部１７に上下方向を向いて取り付けられており、針電極３の上端３１は、上部外容器１３内に存在せしめられ、針電極３の下端３２は、吸込み口６が開口している中間部外容器１４内に存在せしめられるようになっている。

　本発明の装置においては、ダクト７内において、針電極３の下端３２と第一の円筒電極４（下側の円筒電極４）との間でコロナ放電がなされて、吸込み口６から第一の円筒電極４（下側の円筒電極４）を通過し液体貯留部９に貯留されている液体表面へと向かう下向流（下降流）のイオン風を生じさせる。

　一方、本発明に係る装置においては、ダクト７外において、針電極３の上端と第二の円筒電極５（上側の円筒電極５）との間でコロナ放電がなされて、液体貯留部９に貯留されている液体表面から第二の円筒電極５（上側の円筒電極５）を通過し放出口２へと向かう上向流（上昇流）のイオン風を生じさせる。

　そして、本発明の装置においては、コロナ放電により発生した上記下向流（下降流）のイオン風を利用して、液体貯留部９に貯留されている液体を蒸散させ微粒化させると共にこの微粒化した液体にマイナスの電荷を帯びさせる。
　即ち、コロナ放電により発生した上記下向流（下降流）のイオン風を、液体貯留部９に貯留されている液体に当てて、液体を蒸散させ微粒化させると共に、この微粒化した液体にマイナスの電荷を帯びさせる。

　次いで、コロナ放電により発生した上記上向流（上昇流）のイオン風を利用して、この微粒化しマイナスの電荷を帯びた液体を上昇させて、第二の円筒電極５（上側の円筒電極５）先端の放出口２から外部へ放出させる。
　このようにして、微粒化した液体にマイナスの電荷を帯びさせ放出するものである。

　以上の構成による本発明の装置によれば、ファンなどのモータ類や超音波発生器などを一切用いる必要がなく、よりシンプルで消費電力も著しく少なく、しかも消臭能力や芳香拡散能力や除菌能力などにも優れた、液体を微粒化して放出することができる。

　さらに、上記した本発明に係る微粒化した液体にマイナスの電荷を帯びさせ放出する装置を、加湿空気清浄装置と組合せて、微粒化した液体にマイナスの電荷を帯びさせ放出する機能と加湿空気清浄機能とを備えたものとすることができる。
　ここで加湿空気清浄装置としては、市販されているものなど、公知のものを用いることができ、特に限定されない。
　このように、微粒化した液体にマイナスの電荷を帯びさせ放出する装置と加湿空気清浄装置とを備えたものとした場合、両装置を一緒に運転させても、或いは、それぞれ別々に運転させてもよく、季節や時間など様々な条件に応じて、適宜選定することができる。

　以上、本発明につき好適な形態例を挙げて種々説明してきたが、本発明はこの形態例に限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのは勿諭のことである。

　ここで本発明に係る微粒化した液体にマイナスの電荷を帯びさせ放出する装置を、例えば芳香成分を放出させる装置（芳香拡散装置）に適用した場合、ファンなどのモータ類や超音波発生器などを一切用いる必要がなく、よりシンプルで消費電力も著しく少なくて効率が良い上に、人に芳香を与える効果をより強くすることができることから、アロマテラピーをはじめ、認知症の予防など、幅広い分野で利用することが期待される。

　１　容器
　２　放出口
　３　針電極
　４　第一の円筒電極（下側の円筒電極）
　５　第二の円筒電極（上側の円筒電極）
　６　吸込み口
　７　ダクト
　８　液体
　９　液体貯留部
　１１　容器１の底面
　１２　容器１の側面
　１３　上部外容器
　１４　中間部外容器
　１５　下部外容器
　１６　内容器
　１７　針電極取付け部
　３１　針電極の上端
　３２　針電極の下端

Claims (3)

1. 　上部に放出口を有する容器内に；
   　針の両端が上下方向に向いた、マイナスの高電圧が印加される針電極を設け；
   　前記針電極の下方に第一の円筒電極を設け；
   　前記針電極の上方に、先端に前記放出口を備えた第二の円筒電極を設け；
   　前記容器の側面に吸込み口を開口させ；
   　前記吸込み口から前記第一の円筒電極に通じるダクトを設け；
   　前記ダクト内に前記針電極の下部を露出させ；
   　前記第一の円筒電極の下方に液体貯留部を設け；
   　前記ダクト内において、前記針電極の下端と前記第一の円筒電極との間でコロナ放電がなされて、前記吸込み口から前記第一の円筒電極を通過し前記液体貯留部に貯留されている液体表面へと向かう下向流のイオン風を生じさせ、かつ；
   　前記針電極の上端と前記第二の円筒電極との間でコロナ放電がなされて、前記液体貯留部に貯留されている液体表面から前記第二の円筒電極を通過し前記放出口へと向かう上向流のイオン風を生じさせ；
   　前記下向流のイオン風を利用して、前記液体貯留部に貯留されている液体を蒸散させ微粒化させると共にこの微粒化した液体にマイナスの電荷を帯びさせ、；
   　前記上向流のイオン風を利用して、この微粒化しマイナスの電荷を帯びた液体を上昇させて前記第二の円筒電極先端の前記放出口から外部へ放出させる；
   ことを特徴とする、微粒化した液体にマイナスの電荷を帯びさせ放出する装置。
   
2. 　前記液体が、芳香成分、除菌成分、及び消臭成分から選ばれた１種以上の成分を含むものである、請求項１に記載の装置。
   
3. 　前記第一の円筒電極の直径が、前記第二の円筒電極の直径より大きいものである、請求項１又は２に記載の装置。

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