WO2020080347A1 - 静電噴霧装置 - Google Patents

静電噴霧装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2020080347A1
WO2020080347A1 PCT/JP2019/040428 JP2019040428W WO2020080347A1 WO 2020080347 A1 WO2020080347 A1 WO 2020080347A1 JP 2019040428 W JP2019040428 W JP 2019040428W WO 2020080347 A1 WO2020080347 A1 WO 2020080347A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrode
liquid
electrostatic spraying
spray
sprayed
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/040428
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
奥家　孝博
バン タン ダウ
Original Assignee
住友化学株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 住友化学株式会社 filed Critical 住友化学株式会社
Publication of WO2020080347A1 publication Critical patent/WO2020080347A1/ja

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01M—CATCHING, TRAPPING OR SCARING OF ANIMALS; APPARATUS FOR THE DESTRUCTION OF NOXIOUS ANIMALS OR NOXIOUS PLANTS
    • A01M7/00—Special adaptations or arrangements of liquid-spraying apparatus for purposes covered by this subclass
    • 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
    • B05B5/053—Arrangements for supplying power, e.g. charging power
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/02—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by spraying
    • B05D1/04—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by spraying involving the use of an electrostatic field

Definitions

  • the present invention relates to an electrostatic spraying device that electrostatically sprays a liquid, use of the electrostatic spraying device, and a method of using the electrostatic spraying device.
  • atomizers that atomize liquids such as aromatic oils, agricultural chemicals, pharmaceuticals, pesticides, pesticides, and air-purifying chemicals contained in containers and spray them from nozzles have been applied in a wide range of fields.
  • an electrostatic spraying device that atomizes and ejects a liquid by electrohydrodynamics (EHD) is known.
  • the electrostatic spraying device described in Patent Document 1 includes two electrodes, a pin (reference electrode) and a capillary (spray electrode) corresponding to the nozzle, and a voltage should be applied between the two electrodes. An electric field is formed between the two electrodes. As a result, the positively charged liquid is sprayed from the spray electrode.
  • the air in the vicinity of the reference electrode is ionized and negatively charged, and the negatively charged air is repulsive between the electric field formed between the electrodes and the negatively charged air, Move away from the reference electrode. This movement creates a flow of air (ion flow), which causes the positively charged liquid to be sprayed away from the device.
  • the electrostatic spraying device with the above-described configuration succeeds in generating a sufficient electric field for electrostatic spraying and can operate stably.
  • the negatively charged air from the reference electrode mixes with the positively charged liquid sprayed from the spray electrode at a position close to the device, and the negatively charged air electrically neutralizes the positively charged liquid.
  • the amount of positively charged liquid is significantly reduced. While positively charged liquid has the property of being attracted to a grounded object, electrically neutralized liquid spreads far into the space without being attracted to the grounded object, and thus is sprayed by the sprayed liquid. A wide space can be effectively treated.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an electrostatic spraying device capable of effectively adhering a liquid to an object to be sprayed in a place near the device. .
  • the present invention provides the following electrostatic spraying device.
  • Item 1 A tubular first electrode having a spray portion for spraying a liquid on the tip side, a tubular second electrode having a spray portion for spraying a liquid on the tip side, and a voltage between the first electrode and the second electrode At least a power source for charging the first electrode and the second electrode to polarities different from each other, the first electrode and the second electrode being arranged in parallel with each other.
  • the spray unit and the spray unit of the second electrode have a tip where an electric field focus is formed, and the position of the tip is changed according to the circumferential direction of the first electrode and the second electrode, so that the liquid is formed.
  • the first electrode and the second electrode are set in the circumferential direction so that the liquid is sprayed in a direction away from each other.
  • Item 2. The electrostatic spray according to Item 1, wherein the first electrode and the second electrode have their circumferential directions set so that the liquid is sprayed in a direction opposite to the direction of the other electrode. apparatus.
  • Item 3. Item 3.
  • the electrostatic spraying device according to Item 1 or 2 further comprising a rotating unit capable of rotating the first electrode and the second electrode and adjusting a circumferential direction thereof.
  • the spray portion of the first electrode and the spray portion of the second electrode have a pointed shape in which the tip end surface is inclined with respect to the axis and becomes narrower toward the tip. 4.
  • the electrostatic spraying device according to any one of items 1 to 3, which is located off the axis.
  • Item 5 The static liquid according to any one of items 1 to 4, further comprising: a first liquid tank that stores a liquid supplied to the first electrode, and a second liquid tank that stores a liquid supplied to the second electrode. Electrospray device.
  • the present invention also provides the following use of the electrostatic spraying device and a method of using the electrostatic spraying device.
  • Item 6. Use of the electrostatic spraying device according to any one of items 1 to 5 for electrostatically spraying a liquid.
  • Item 7. A method of using an electrostatic spraying device, wherein electrostatic spraying of a liquid is performed using the electrostatic spraying device according to any one of items 1 to 5 above.
  • the first electrode and the second electrode spray liquids charged with opposite polarities from the spray unit, and the direction in which the liquid is sprayed varies depending on the position of the tip of the spray unit.
  • the first electrode and the second electrode are configured so as to be defined, and their circumferential directions are set so that liquids are sprayed in the directions (reverse directions) away from each other.
  • the positively charged liquid sprayed from the first electrode and the negatively charged liquid sprayed from the second electrode are less likely to be mixed at a position close to the device, and the positively charged liquid is Hardly electrically neutralized by a negatively charged liquid. Therefore, since a large amount of positively or negatively charged liquid can be supplied to the space, the liquid can be effectively attached to the sprayed object existing in the location close to the device due to the characteristics of the charged liquid. .
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a state of adhesion of the liquid to an object around the electrostatic spraying device when the liquid is sprayed outward from the first electrode and the second electrode (also referred to as “outward spray”). is there.
  • the electrostatic spraying device includes a first electrode and a second electrode having a spray portion on the tip side, and by applying a high voltage between the first electrode and the second electrode, for example, aromatic oil, It is a device that sprays liquids such as agricultural chemicals, pharmaceuticals, pesticides, insecticides, and air cleaners from the spray section.
  • a high voltage between the first electrode and the second electrode for example, aromatic oil
  • the electrostatic spraying device 100 includes a first electrode 1 having a spray section 11 capable of spraying a liquid on the tip side, a second electrode 2 having a spray section 21 capable of spraying a liquid on the tip side, and a first electrode 1.
  • a power supply unit 3 that applies a voltage between the second electrode 2, a first liquid tank 4 that stores the liquid supplied to the first electrode 1, and a second liquid tank that stores the liquid supplied to the second electrode 2.
  • 5 and at least rotation means 6 for rotating the first electrode 1 and the second electrode 2 around the axis C.
  • the electrostatic spraying device 100 includes a housing 101, and the above-described components are housed in the housing 101.
  • the power supply unit 3 may be arranged outside the housing 101 so that both are externally connected.
  • the housing 101 has a built-in dielectric 102.
  • the dielectric 102 has non-conductivity and is formed of an insulating material such as nylon 6, nylon 11, nylon 12, nylon 66, polypropylene, or a polyacetyl-polytetrafluoroethylene mixture.
  • a first space 103 for accommodating the first electrode 1 and a second space 104 for accommodating the second electrode 2 at a position close to the first space 103 are formed inside the dielectric 102, and both spaces 103 are formed. , 104 are separated by a partition wall 105. Electrodes supporting portions 106 and 107 are provided in both spaces 103 and 104, the first electrode 1 is horizontally supported by the first electrode supporting portion 106, and the second electrode 2 is horizontally supported by the second electrode supporting portion 107. Supported by. Both spaces 103 and 104 are connected to openings 108 and 109 formed in the front surface of the housing 101, respectively, and the first electrode 1 and the second electrode 2 are respectively connected to the spray section 11 at the tip through the openings 108 and 109. 21 is exposed. In addition, the spray portions 11 and 21 of the first electrode 1 and the second electrode 2 are located at positions that are recessed from the front surface of the housing 101 by about 1 mm.
  • the shapes and sizes of the first space 103 and the second space 104 are not particularly limited, and can be set appropriately according to the shapes and sizes of the electrodes 1 and 2. Further, the shape and size of each of the openings 108 and 109 are not particularly limited as long as the shape and size of each of the electrodes 1 and 2 can be arranged therein.
  • the first electrode 1 and the second electrode 2 are composed of an elongated hollow tube (capillary) having conductivity, and are made of, for example, stainless steel (304 type stainless steel or the like), metal materials such as titanium, gold, silver, or polypropylene, It is made of a plastic material such as polycarbonate, ABS resin, or polyacetal.
  • the first electrode 1 and the second electrode 2 are arranged in parallel with each other with a constant gap.
  • the distance between the first electrode 1 and the second electrode 2 is not particularly limited, but is preferably 1 mm to 10 mm, more preferably 5 mm to 8 mm, and for example 8 mm.
  • the inner diameters of the first electrode 1 and the second electrode 2 are not particularly limited, but are preferably 0.05 mm to 0.3 mm, more preferably 0.1 mm to 0.2 mm, for example 0. It is 0.17 mm.
  • the length of the first electrode 1 and the second electrode 2 is not particularly limited, but is preferably 12 mm to 50 mm, more preferably 15 mm to 25 mm, and for example, 18 mm.
  • the first electrode 1 and the second electrode 2 include conduit portions 10 and 20 for guiding the supplied liquid to the tip side by a capillary phenomenon, and a spray portion 11 on the tip side for spraying the liquid in the form of fine droplets (mist). , 21 and are electrically connected to each other via the power supply unit 3 in the conduit units 10 and 20. Further, in the first electrode 1 and the second electrode 2, the conduit portions 10 and 20 are respectively connected to the first liquid tank 4 and the second liquid tank 5, and for example, by a liquid feeding means (not shown) such as a pump. The liquids stored in the first liquid tank 4 and the second liquid tank 5 are supplied to the first electrode 1 and the second electrode 2.
  • the first liquid tank 4 and the second liquid tank 5 store liquids such as aromatic oil, chemical substances for agricultural products, pharmaceuticals, pesticides, insecticides, and air cleaning chemicals.
  • the liquids stored in the first liquid tank 4 and the second liquid tank 5 may be the same type of liquid or different types of liquid.
  • the spray portions 11 and 21 of the first electrode 1 and the second electrode 2 have a shape in which a pipe is obliquely cut, and the tip end surface thereof is from one side with respect to the axis C from the one side.
  • the inclined surfaces 12 and 22 which incline to the opposite other side are formed. Therefore, the spray portions 11 and 21 become thinner toward the tip T, and the tip T has a sharp shape, and the tip T is located off the axis C.
  • the inclination angle ⁇ of the inclined surfaces 12 and 22 is not particularly limited, but is preferably 10 ° to 80 °, more preferably 30 ° to 70 °, and for example 50 °.
  • the axis C is an axis passing through the centers of the conduit portions 11 and 21 of the first electrode 1 and the second electrode 2.
  • the first electrode 1 and the second electrode 2 are set so as to face a predetermined direction in the circumferential direction. Specifically, as shown in FIG. 3, both the spray portions 11 of the first electrode 1 and the spray portion 21 of the second electrode 2 face inward so that the tips T are at the positions where they are most distant from each other. Thus, the first electrode 1 and the second electrode 2 are set. In FIG. 3, the position of the tip T is indicated by “x” in the plan view.
  • the rotating means 6 can rotate the first electrode 1 and the second electrode 2 around the axis C, for example, as shown in FIG. It is possible to arrange the first electrode 1 and the second electrode 2 so that the spray portions 21 of the two electrodes 2 face outward and both of them face each other so that the tips T are closest to each other.
  • the spray portion 11 of the first electrode 1 and the spray portion 21 of the second electrode 2 are arranged in a direction orthogonal to the direction in which the first electrode 1 and the second electrode 2 are arranged. It is also possible to arrange the first electrode 1 and the second electrode 2 so as to face the opposite directions.
  • the spray portion 11 of the first electrode 1 and the spray portion 21 of the second electrode 2 are oriented in the same direction in the direction orthogonal to the direction in which the first electrode 1 and the second electrode 2 are arranged. It is also possible to dispose the first electrode 1 and the second electrode 2, and further, the spray portion 11 of the first electrode 1 and the spray portion 21 of the second electrode 2 can be arranged so that the first electrode 1 and the second electrode 2 are It is also possible to arrange the first electrode 1 and the second electrode 2 so as to face the same direction in the direction in which they are arranged. 4 to 6, the position of the tip T is represented by "x" in the plan view.
  • the spray portions 11 and 21 of the first electrode 1 and the second electrode 2 have a pointed shape, and although the details will be described later, the circumferential directions of the first electrode 1 and the second electrode 2 ( The direction of the liquid sprayed from the spray units 11 and 21 is defined according to the position of the tip T of the spray units 11 and 21.
  • the power supply unit 3 is connected to the first electrode 1 and the second electrode 2 via electric wiring, and applies a voltage between the first electrode 1 and the second electrode 2.
  • the voltage applied between the first electrode 1 and the second electrode 2 is not particularly limited, but is a high voltage of 1 kV to 30 kV (preferably 3 kV to 7 kV).
  • the power supply unit 3 includes a power supply, a control switch, and a high voltage generator.
  • the control switch and the high voltage generator are connected to a control unit such as a microcomputer (not shown), and the control unit controls on / off (spray time) of the switch and output voltage.
  • the power supply supplies the power required to operate the equipment.
  • a known power source can be used as the power source, and either a DC power source or an AC power source may be used.
  • the power source is preferably a low voltage power source or a direct current (DC) power source, and for example, one or more voltaic batteries are combined to form one battery. Suitable batteries include alkaline dry batteries and lithium batteries.
  • the high voltage generator generates a high voltage by boosting the voltage supplied from the power supply, and applies the high voltage between the first electrode 1 and the second electrode 2.
  • the high voltage generator includes an oscillator, a transformer, and a converter circuit.
  • the oscillator converts direct current to alternating current, and the transformer is driven by alternating current.
  • a converter circuit is connected to this transformer.
  • the converter circuit includes a charge pump and a rectifier circuit.
  • the converter circuit generates a desired voltage and converts alternating current into direct current.
  • a typical converter circuit may be, for example, a Cockloft-Walton circuit.
  • the positively charged liquid from the first electrode 1 is on the surface of the dielectric body 102 adjacent to the first electrode 1.
  • the negatively charged liquid from the second electrode 2 accumulates on the surface of the dielectric 102 close to the second electrode 2 so that a strong force is exerted on the charged liquid in the direction away from the device.
  • the electric field is reformed at.
  • the positively charged liquid sprayed from the first electrode 1 is repelled by the surface of the dielectric body 102 adjacent to the first electrode 1 and moved away from the device rather than being attracted to the other second electrode 2. Is released.
  • the negatively charged liquid sprayed from the second electrode 2 is also repelled by the surface of the dielectric 102 close to the second electrode 2 and discharged in a direction away from the device rather than being attracted to the other first electrode 1. To be done.
  • the spray parts 11 and 21 of the first electrode 1 and the second electrode 2 have the inclined surfaces 12 and 22, and are tapered toward the tip T, the inclined surfaces 12 and 22 are formed. Liquid is sprayed from each of the electrodes 1 and 2 along.
  • the inclined surface 12 of the first electrode 1 is directed obliquely upward to the right, and the inclined surface 22 of the second electrode 2 is directed obliquely upward to the left.
  • the liquid is sprayed in a direction (arrows X1, X2) farther from the other electrode.
  • the inclined surface 12 of the first electrode 1 is directed obliquely upward to the left and the inclined surface 22 of the second electrode 2 is directed obliquely upward to the right.
  • the liquid is sprayed in the direction approaching the other electrode (arrows Y1, Y2).
  • the direction in which the liquid is sprayed is defined by the shapes and directions of the spray portions 11 and 21 of the electrodes 1 and 2 (more specifically, the inclination directions of the inclined surfaces 12 and 22 and the position of the tip T).
  • each of the electrodes 1 and 2 and a tip T of each of the electrodes 1 and 2 on which liquid is likely to move forms a focus of the electric field, and the focus of the electric field is on the inclined surfaces 12 and 22. It is formed along (in the direction orthogonal to the plane perpendicular to the inclined surfaces 12 and 22).
  • the spray portion 11 of the first electrode 1 and the spray portion 21 of the second electrode 2 as shown in FIGS. 5 and 6 are opposite to each other in the direction orthogonal to the direction in which the first electrode 1 and the second electrode 2 are arranged.
  • the liquid sprayed from the electrodes 1 and 2 is discharged so as to be separated from each other, but is positively charged because the electrodes 1 and 2 are close to each other.
  • Some mixing of the liquid with the negatively charged liquid takes place, resulting in more neutralization than in the case of FIG. Therefore, it is possible to supply the electrically neutralized liquid together with the positively charged liquid to the space in a well-balanced manner.
  • the positively charged liquid and the negatively charged liquid are in the middle.
  • the efficiency of reconciliation can be controlled and the amount of charge of the liquid discharged from the device can be adjusted. That is, in the electrostatic spraying device 100 of the present embodiment, by arranging the first electrode 1 and the second electrode 2 such that neutralization does not easily occur, the charge amount of the liquid is increased and the liquid is positively or negatively charged. While discharging a large amount of liquid, the charge amount of the liquid is adjusted by changing the arrangement of the first electrode 1 and the second electrode 2 to adjust the neutralization efficiency according to the usage situation and application. Thus, the liquid having a desired charge amount can be discharged.
  • tubular air channels 109 and 110 that are connected to the first space 103 and the second space 104, respectively, are formed inside the dielectric 102. Further, inside the housing 101, a blower fan 111 for blowing air to the air flow paths 109 and 110 inside the dielectric 102 is provided.
  • the blower fan 111 is driven by the control of a control unit (not shown), and takes in air from the outside of the housing 101 through the openings 112 and 113 and blows the air to the air passages 109 and 110, thereby to the first space 103 and the second space 104. An air flow is generated toward the openings 107 and 108. As a result, the liquid sprayed from the first electrode 1 and the second electrode 2 is effectively discharged in the direction away from the device by the air flow.
  • the rotating means 6 changes the circumferential direction of the first electrode 1 and the second electrode 2 by rotating the first electrode 1 and the second electrode 2 around the axis C.
  • the rotating means 6 can rotate the first electrode 1 and the second electrode 2 automatically or manually.
  • a mode switch is provided on the housing 101, and a control unit (not shown) controls the rotating means 6 in response to the operation of the mode switch, so that the first electrode 1 and the second electrode 2 are provided around the axis C in a predetermined manner. By rotating by an angle, the first electrode 1 and the second electrode 2 are set so as to face the desired direction in the circumferential direction.
  • the rotating means 6 includes a motor 60 serving as a drive source, a first gear 61 fixed to the first electrode 1 to rotate integrally with the first electrode 1, and a second gear fixed to the second electrode 2. It includes a second gear 62 that rotates integrally with the electrode 2, a third gear 63 that meshes with the first gear 61, and a one-way spring 64 that connects the second gear 62 and the third gear 63.
  • the motor 60 is, for example, a DC motor, a stepping motor, or the like that can rotate in forward and backward directions. Although not shown, the motor 60 is controlled by the control unit via a drive circuit. The rotation driving force of the motor 60 is transmitted to the second gear 62 via, for example, the reduction gear 65, and rotates the second electrode 2 about the axis C in the forward and reverse directions.
  • the one-way spring 64 integrates the second gear 62 and the third gear 63 by tightening the one-way spring 64 when the second gear 62 rotates in the positive direction, for example, and meshes with the third gear 63.
  • the first gear 61 is rotated in the opposite direction.
  • the second electrode 2 rotates in the positive direction around the axis C, and at the same time, the first electrode 1 rotates in the opposite direction around the axis C.
  • the circumferential directions of the first electrode 1 and the second electrode 2 are set to the outward direction shown in FIG. 3, but the first electrode 1 and the second electrode 2 are By rotating them both by 180 ° about the axis C, the circumferential direction of the first electrode 1 and the second electrode 2 can be set to the inward direction shown in FIG.
  • the one-way spring 64 causes the second gear 62 to idle with respect to the third gear 63 because the one-way spring 64 is not tightened.
  • the first electrode 1 does not rotate about the axis C, but only the second electrode 2 can rotate in the opposite direction about the axis C, so that the first electrode 1 and the second electrode 2 rotate synchronously.
  • the circumferential directions of the first electrode 1 and the second electrode 2 can be set to various directions. Since the first gear 61 is supported by the bearing 66, the rotational position of the first gear 61 is maintained by the friction with the bearing 66 even when the second gear 62 rotates independently. .
  • the circumferential directions of the first electrode 1 and the second electrode 2 can be grasped by detecting the rotational positions of the first gear 61 and the second gear 62, respectively.
  • the rotational positions of the first gear 61 and the second gear 62 can be detected by providing rotational position detection sensors 67 and 68 at positions close to the first gear 61 and the second gear 62, respectively.
  • the rotational position detection sensors 67, 68 are connected to a control unit (not shown), and the control unit controls the positioning of the rotational positions of the first gear 61 and the second gear 62 based on the electric signals from the rotational position detection sensors 67, 68. It
  • the rotational displacement of the drive shaft of the motor 60 is detected using a rotary encoder or the like, and the control unit controls the rotational positions of the first gear 61 and the second gear 62 based on the electric signal from the rotary encoder. You may do it. Further, when the motor 60 is a stepping motor that rotates by an angle corresponding to the number of drive pulses supplied, the control unit uses a number corresponding to the circumferential direction of the first electrode 1 and the second electrode 2. By supplying the drive pulse of 1 to the motor 60, the positioning control of the rotational positions of the first gear 61 and the second gear 62 may be performed.
  • the rotating means 6 having the above-described configuration is merely an example, and other configurations such as rotating the first gear 61 and the second gear 62 by using individual motors may be adopted. Also, other configurations may be adopted for the positioning control of the rotational positions of the first gear 61 and the second gear 62.
  • the housing 101 is provided with an on / off switch, and the control unit operates the on / off switch to turn on the power supply unit 3 (and the blower fan). By controlling, the spraying of the liquid is started and stopped.
  • various switches such as a setting switch and a timer switch that can change the strength of the liquid spray amount are provided in the housing 101, and the control unit is operated by the various switches to spray the liquid. The intensity of the amount may be adjusted, and the spraying time of the liquid may be set.
  • the first electrode 1 and the second electrode 2 are configured to spray liquids charged with opposite polarities from the tips, and
  • the first electrode 1 and the second electrode 1 are arranged so that the spray portions 11 and 21 at the tip of spraying the liquid have a pointed shape, and the tips T of the spray portions 11 and 21 are at positions most separated from each other.
  • the circumferential direction of 2 is set.
  • both the positively charged liquid sprayed from the first electrode 1 and the negatively charged liquid sprayed from the second electrode 2 are in the opposite direction to the other electrode. Since the positively charged liquid and the negatively charged liquid are hard to be mixed with each other, the positively charged liquid is hard to be electrically neutralized by the negatively charged liquid.
  • the liquid can be electrostatically sprayed and a large amount of positively or negatively charged liquid can be supplied to the space. By this, the liquid can be effectively adhered to the spray target existing near the device.
  • the first electrode 1 and the second electrode 2 can be rotated about the axis C by the rotating means 6, and the first electrode 1 and the second electrode 2 can be rotated.
  • the direction in the circumferential direction (the position of the tip T of the spray portions 11 and 21) can be changed. This makes it possible to control the efficiency of neutralization between the positively charged liquid sprayed from the first electrode 1 and the negatively charged liquid sprayed from the second electrode 2, and the liquid discharged from the device. It is possible to adjust the charge amount of. Therefore, the circumferential directions of the first electrode 1 and the second electrode 2 are adjusted so that the amount of positively charged liquid discharged is reduced and more electrically neutralized liquid is discharged.
  • the liquid can be diffused far away from the device without being affected by an object placed near the device. As a result, a large space can be effectively treated with the liquid.
  • the electrostatic spraying device 100 of the above embodiment includes the first liquid tank 4 and the second liquid tank 5 as tanks for storing the liquid to be supplied to the first electrode 1 and the second electrode 2, It is not always necessary to provide a tank for each of the electrodes 1 and 2, and a liquid may be supplied to each of the first electrode 1 and the second electrode 2 from one tank.
  • the rotating mechanism 6 rotates the first electrode 1 and the second electrode 2 to adjust the circumferential direction thereof, but the rotating mechanism 6 is not necessarily provided. It is not necessary, and the first electrode 1 and the second electrode 2 may be always set so as to face a predetermined direction in the circumferential direction. In this case, it is preferable that the first electrode 1 and the second electrode 2 are set so that the circumferential direction is the direction shown in FIG. If the negatively charged liquid sprayed from the second electrode 2 is discharged so as to be separated from each other, the direction may be set as shown in FIGS. 5 and 6.
  • the tip end surfaces of the spray portions 11, 21 of the electrodes 1, 2 are formed on the inclined surfaces 12, 22, the tip end T of the inclined surfaces 12, 22 is The focus of the electric field is formed, and the direction of the liquid sprayed from the spray units 11 and 21 is defined according to the position of the tip T.
  • the method for forming the focus of the electric field is not limited to the method described above, and for example, the tip end surfaces of the spray parts 11 and 21 are made flat surfaces without forming the inclined surfaces 12 and 22, and the focus of the electric field is changed.
  • the position of the projection or the projection is formed. According to the above, the direction of the liquid sprayed from the spray units 11 and 21 may be defined.
  • FIGS. 1 and 2 With the circumferential directions of the first electrode and the second electrode set to the outward direction shown in FIG. 3 and the inward direction shown in FIG. 4, respectively.
  • the charge amount of the liquid sprayed from the electrostatic spraying device (FIG. 3 may be referred to as “outward spray” and FIG. 4 may be referred to as “inward spray”) was measured.
  • the main configuration of the electrostatic spraying device is shown below.
  • the charge amount of the liquid sprayed from the electrostatic spraying device was also measured in a state where the tips of the first electrode and the second electrode were not obliquely cut.
  • Liquid liquid fragrance (fragrance: 10%, 0.02% sodium acetate aqueous solution: 3.6%, water: 16.4%, 95 %% ethanol: 12%, dipropylene glycol methyl: 58%)
  • Capillary made of stainless steel for the first and second electrodes having an outer diameter of 0.3 mm, an inner diameter of 0.17 mm, and a tip cut at an angle of 50 ° ⁇ The distance between the first and second electrodes is 8 mm .Dielectrics made of dielectric polypropylene ⁇ Current value and voltage value applied to the first and second electrodes Current value: 0.1 ⁇ A Voltage value: about 4 kV
  • the charge amount was measured using an aerosol electrometer (TSI Ltd).
  • the amount of charge is measured by connecting the inlet side of the electrometer to a non-conductive tube and then installing the other end of the tube at each measurement position (1) to (3) around the device shown in FIG. It was The distance from the device to each measurement position (1) to (3) is about 30 mm.
  • the charge amount is measured as shown in FIG. 10 by (1) front center side ⁇ (2) first electrode (positive electrode (+)) side ⁇ (1) front center side ⁇ (3) second electrode (negative electrode ( ⁇ )) Side. The results are shown in FIGS. 11 to 13.
  • an insulating base is installed in front of the electrostatic spraying device installed on a base such as a desk (in the direction in which the liquid is sprayed from the electrodes), and an insect is installed on the base.
  • An electrically conductive needle for fixing the was attached so as to protrude horizontally.
  • the needle was located at approximately the same height as each electrode of the electrostatic spraying device, and was attached in a state intersecting with the direction in which the liquid was sprayed from the electrodes so that the liquid was sprayed from each electrode from the side.
  • the distance between the electrostatic spraying device and the table is about 20 cm.
  • the needle itself has conductivity, the needle is not electrically grounded because the table to which the needle is attached is an insulator.
  • the charged liquid was not attracted to the needle that was not electrically grounded, while the charged liquid was attracted to the electrically grounded insect. confirmed. In this way, it is possible to confirm that it is possible to effectively attach liquid to a grounded object located in the vicinity of the device by releasing a large amount of positively or negatively charged liquid from the device. It was

Abstract

装置に近接する場所の噴霧対象物に対して液体を効果的に付着させることができる静電噴霧装置を提供する。　静電噴霧装置１００は、先端側にスプレー部１１を有する管状の第１電極１と、先端側にスプレー部２１を有する管状の第２電極２と、第１電極１と第２電極２との間に電圧を印加して、第１電極１及び第２電極２を互いに異なる極性に帯電させる電源部３とを少なくとも備え、第１電極１及び第２電極２は互いに平行に配置され、第１電極１のスプレー部１１及び第２電極２のスプレー部２１は、電場の焦点が形成される先端Ｔを有し、第１電極１及び第２電極２の周方向の向きに応じて先端Ｔの位置が変わることで液体の噴霧される方向が規定されており、第１電極１及び第２電極２は、液体が互いに離れる方向に噴霧されるように、その周方向の向きが設定されている。

Description

静電噴霧装置
　本発明は、液体を静電噴霧する静電噴霧装置、該静電噴霧装置の使用、及び、該静電噴霧装置の使用方法に関する。
　従来から、容器内に収容された芳香油、農産物用化学物質、医薬品、農薬、殺虫剤、空気清浄化薬剤などの液体をノズルから霧化して噴出させる噴霧装置が幅広い分野に適用されている。この種の噴霧装置として、電気流体力学（ＥＨＤ：Electro Hydrodynamics）により液体を霧化して噴出させる静電噴霧装置が知られている。
　この種の静電噴霧装置では、ノズルの先端近傍に電界を形成し、その電界を利用してノズルの先端の液体を霧化して噴出している。例えば特許文献１に記載の静電噴霧装置は、ピン（基準電極）と、ノズルに対応するキャピラリー（スプレー電極）との２つの電極を備えており、２つの電極の間に電圧を印加することで両電極の間に電界が形成される。これにより、スプレー電極からは正に帯電した液体が噴霧される。一方で、基準電極では、基準電極の近傍の空気がイオン化して負に帯電し、負に帯電した空気が電極間に形成された電場と負に帯電した空気との間の反発力とによって、基準電極から遠ざかる動きをする。この動きが空気の流れ（イオン流）を生み、このイオン流によって正に帯電した液体が装置から離れる方向に噴霧される。
特表２００４－５３０５５２号公報
　上述した構成の静電噴霧装置では、静電噴霧のための十分な電場を生成するのに成功し、安定して動作することができる。ただし、基準電極からの負に帯電した空気は、装置に近い位置でスプレー電極から噴霧される正に帯電した液体と混合され、負に帯電した空気により正に帯電した液体が電気的に中和されて、正に帯電した液体の量が大幅に減少する。正に帯電した液体は接地した物体に引き寄せられる特性がある一方で、電気的に中和された液体は、接地された物体に引き寄せられることなく、空間内を遠くまで広がるので、噴霧した液体により広い空間を効果的に処置することができる。
　しかしながら、上述した構成の静電噴霧装置では、例えば装置に近接した場所に存在する物体に液体を噴霧したい場合に、電気的に中和された液体が装置から多く放出されると、噴霧対象の物体に引き寄せられて付着する液体が少ないため、効果的に近接場の噴霧対象物を液体により処置することができず、この点において改良の余地がある。
　本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、装置に近接する場所の噴霧対象物に対して液体を効果的に付着させることができる静電噴霧装置を提供することを目的とする。
　本発明者らは鋭意検討した結果、以下に示す構成を有する静電噴霧装置により、上記課題を解決できることを見出し、本発明に到達した。すなわち、本発明は、以下の静電噴霧装置を提供する。
　項１．先端側に液体を噴霧するスプレー部を有する管状の第１電極と、先端側に液体を噴霧するスプレー部を有する管状の第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加して、前記第１電極及び前記第２電極を互いに異なる極性に帯電させる電源部と、を少なくとも備え、前記第１電極及び前記第２電極は互いに平行に配置され、前記第１電極のスプレー部及び前記第２電極のスプレー部は、電場の焦点が形成される先端を有し、前記第１電極及び前記第２電極の周方向の向きに応じて前記先端の位置が変わることで液体の噴霧される方向が規定されており、前記第１電極及び前記第２電極は、液体が互いに離れる方向に噴霧されるように、その周方向の向きが設定されている、静電噴霧装置。
　項２．前記第１電極及び前記第２電極は、他方の電極の方向と逆方向に向かって液体が噴霧されるように、その周方向の向きが設定されている、上記項１に記載の静電噴霧装置。
　項３．前記第１電極及び前記第２電極を回転させてその周方向の向きを調整可能な回転手段をさらに備える、上記項１又は２に記載の静電噴霧装置。
　項４．前記第１電極のスプレー部及び前記第２電極のスプレー部は、先端面が軸心に対して傾斜することで先端に向かうに連れて細くなる先の尖った形状を呈しているとともに、先端が軸心から外れた位置にある、上記項１～３のいずれかに記載の静電噴霧装置。
　項５．前記第１電極に供給する液体を貯留する第１液体タンクと、前記第２電極に供給する液体を貯留する第２液体タンクと、をさらに備える、上記項１～４のいずれかに記載の静電噴霧装置。
　また、本発明は、以下の静電噴霧装置の使用及び静電噴霧装置の使用方法を提供する。
　項６．液体の静電噴霧を行うための、上記項１～５のいずれかに記載の静電噴霧装置の使用。
　項７．上記項１～５のいずれかに記載の静電噴霧装置を用いて液体の静電噴霧を行う、静電噴霧装置の使用方法。
　本発明の静電噴霧装置によると、第１電極及び第２電極が互いに逆の極性に帯電した液体をスプレー部から噴霧するとともに、スプレー部の先端の位置に応じて液体の噴霧される方向が規定されるように構成されていて、第１電極及び第２電極は、液体が互いに離れる方向（逆方向）に噴霧されるように、その周方向の向きが設定されている。これにより、第１電極から噴霧される例えば正に帯電した液体と、第２電極から噴霧される例えば負に帯電した液体とは、装置に近い位置において混合されにくく、正に帯電した液体は、負に帯電した液体により電気的に中和されにくい。そのため、正又は負に帯電した液体を多く空間に供給することができるので、帯電した液体の特性により装置に近接する場所に存在する噴霧対象物に対して液体を効果的に付着させることができる。
静電噴霧装置の外観の概略構成を説明するための図である。 静電噴霧装置の内部の概略構成を説明するための図である。 第１電極及び第２電極の向きを説明するための図である。 第１電極及び第２電極の向きを説明するための図である。 第１電極及び第２電極の向きを説明するための図である。 第１電極及び第２電極の向きを説明するための図である。 第１電極及び第２電極から液体を互いに離れる方向に噴霧したときの液体の噴霧状態を説明するための図である。 第１電極及び第２電極から液体を互いに近づく方向に噴霧したときの液体の噴霧状態を説明するための図である。 回転手段の概略構成を拡大して示す図である。 静電噴霧装置周辺において第１電極及び第２電極から噴霧される液体の帯電量の測定位置を示す図である。 第１電極及び第２電極から液体を外向きに噴霧（「外向きの噴霧」と記すこともある。）したときの静電噴霧装置周辺の液体の帯電量を説明するための図である。 第１電極及び第２電極から液体を内向きに噴霧（「内向きの噴霧」と記すこともある。）したときの静電噴霧装置周辺の液体の帯電量を説明するための図である。 先端を斜めにカットしていない第１電極及び第２電極から液体を噴霧したときの静電噴霧装置周辺の液体の帯電量を説明するための図である。 静電噴霧装置周辺の物体に対して第１電極及び第２電極から噴霧される液体の付着状態を確認するための装置配置を概略的に示す図である。 第１電極及び第２電極から液体を外向きに噴霧（「外向きの噴霧」と記すこともある。）したときの静電噴霧装置周辺の物体に対する液体の付着状態を説明するための図である。
　本発明に係る静電噴霧装置は、先端側にスプレー部を有する第１電極及び第２電極を備え、高電圧を第１電極と第２電極との間に印加することにより、例えば芳香油、農産物用化学物質、医薬品、農薬、殺虫剤、空気清浄化薬剤などの液体をスプレー部から噴霧する装置である。以下、本発明に係る静電噴霧装置の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
　図１及び図２は、本実施形態の静電噴霧装置１００の概略構造を示す。静電噴霧装置１００は、先端側に液体を噴霧可能なスプレー部１１を有する第１電極１と、先端側に液体を噴霧可能なスプレー部２１を有する第２電極２と、第１電極１と第２電極２との間に電圧を印加する電源部３と、第１電極１に供給する液体を貯留する第１液体タンク４と、第２電極２に供給する液体を貯留する第２液体タンク５と、第１電極１及び第２電極２を軸心Ｃ周りに回転させる回転手段６とを少なくとも備える。
　静電噴霧装置１００は、ハウジング１０１を備えており、上記の各構成はハウジング１０１内に収納されている。なお、電源部３についてはハウジング１０１の外部に配置し、両者を外部接続するようにしてもよい。
　ハウジング１０１は、誘電体１０２を内蔵している。誘電体１０２は、非導電性を有しており、例えばナイロン６、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６６、ポリプロピレン又はポリアセチル－ポリテトラフルオロエチレン混合物などの絶縁材料により形成されている。
　誘電体１０２の内部には第１電極１を収容する第１空間１０３と、第１空間１０３に近接した位置において第２電極２を収容する第２空間１０４とが形成されており、両空間１０３，１０４は隔壁１０５により隔離されている。両空間１０３，１０４には、電極支持部１０６，１０７が設けられており、第１電極１は第１電極支持部１０６により水平に支持され、第２電極２は第２電極支持部１０７により水平に支持されている。両空間１０３，１０４は、ハウジング１０１の前面に形成された開口１０８，１０９とそれぞれ繋がっており、第１電極１及び第２電極２は、それぞれ開口１０８，１０９を介して先端のスプレー部１１，２１が露出している。なお、第１電極１及び第２電極２のスプレー部１１，２１は、ハウジング１０１の前面から１ｍｍほど奥まった位置にある。
　第１空間１０３及び第２空間１０４の形状及び大きさは特に限定されず、各電極１，２の形状及び大きさに応じて、適宜設定することが可能である。また、各開口１０８，１０９の形状及び大きさも特に限定されず、その内部に各電極１，２を配置できる形状及び大きさであればよい。
　第１電極１及び第２電極２は、導電性を有する細長い中空の管（キャピラリ）により構成されており、例えばステンレス（３０４型ステンレス鋼など）、チタン、金、銀などの金属材料又はポリプロピレン、ポリカーボネート、ＡＢＳ樹脂、ポリアセタールなどのプラスチック材料により形成されている。第１電極１及び第２電極２は、一定の間隔をあけて互いに平行に配置されている。第１電極１及び第２電極２の間隔は、特に限定されるものではないが１ｍｍ～１０ｍｍであることが好ましく、５ｍｍ～８ｍｍであることがより好ましく、例えば８ｍｍである。
　第１電極１及び第２電極２の内径は、特に限定されるものではないが０．０５ｍｍ～０．３ｍｍであることが好ましく、０．１ｍｍ～０．２ｍｍであることがより好ましく、例えば０．１７ｍｍである。また、第１電極１及び第２電極２の長さは、特に限定されるものではないが１２ｍｍ～５０ｍｍであることが好ましく、１５ｍｍ～２５ｍｍであることがより好ましく、例えば１８ｍｍである。
　第１電極１及び第２電極２は、供給された液体を毛細管現象により先端側まで導く導管部１０，２０と、液体を微小な液滴の状態（ミスト）で噴霧する先端側のスプレー部１１，２１とからなり、導管部１０，２０において電源部３を介して互いに電気的に接続されている。また、第１電極１及び第２電極２は、導管部１０，２０がそれぞれ第１液体タンク４及び第２液体タンク５に接続されており、例えばポンプなどの送液手段（図示せず）により第１液体タンク４及び第２液体タンク５に貯留された各液体が第１電極１及び第２電極２に供給される。
　第１液体タンク４及び第２液体タンク５には、例えば芳香油、農産物用化学物質、医薬品、農薬、殺虫剤、空気清浄化薬剤などの液体が貯留されている。第１液体タンク４及び第２液体タンク５に貯留される液体は、同じ種類の液体であってもよいし、異なる種類の液体であってもよい。
　第１電極１及び第２電極２のスプレー部１１，２１は、図３に示すように、管を斜めにカットした形状を呈しており、その先端面が軸心Ｃに対して一方側からその反対の他方側まで傾斜する傾斜面１２，２２をなしている。そのため、スプレー部１１，２１は、先端Ｔに向かうに連れて細くなり、先端Ｔが尖った形状を呈しているとともに、先端Ｔが軸心Ｃから外れた位置にある。傾斜面１２，２２の傾斜角度αは、特に限定されるものではないが１０°～８０°であることが好ましく、３０°～７０°であることがより好ましく、例えば５０°である。なお、軸心Ｃは、第１電極１及び第２電極２の導管部１１，２１の中心を通る軸を指す。
　第１電極１及び第２電極２は、周方向において所定の向きを向くようにセットされる。具体的には、図３に示すように、第１電極１のスプレー部１１と第２電極２のスプレー部２１とがともに内側を向くことで相対して先端Ｔ同士が最も離反する位置にあるように、第１電極１及び第２電極２がセットされる。なお、図３では、平面図において先端Ｔの位置を「×」で表している。
　また、本実施形態では、回転手段６により第１電極１及び第２電極２が軸心Ｃ周りに回転可能であるため、例えば図４に示すように、第１電極１のスプレー部１１と第２電極２のスプレー部２１とがともに外側を向くことで背を向けあって先端Ｔ同士が最も接近する位置にあるように、第１電極１及び第２電極２を配置することができる。その他、図５及び図６に示すように、第１電極１のスプレー部１１と第２電極２のスプレー部２１とが、第１電極１及び第２電極２が並ぶ方向と直交する方向において互いに逆を向くように、第１電極１及び第２電極２を配置することもできる。また、図示は省略するが、第１電極１のスプレー部１１と第２電極２のスプレー部２１とが、第１電極１及び第２電極２が並ぶ方向と直交する方向において同じ方向を向くように、第１電極１及び第２電極２を配置することもでき、さらに、第１電極１のスプレー部１１と第２電極２のスプレー部２１とが、第１電極１及び第２電極２が並ぶ方向において同じ方向を向くように、第１電極１及び第２電極２を配置することもできる。なお、図４～図６においても、平面図においては先端Ｔの位置を「×」で表している。
　第１電極１及び第２電極２は、スプレー部１１，２１が先の尖った形状を呈していることで、詳細は後述するが、第１電極１及び第２電極２の周方向の向き（スプレー部１１，２１の先端Ｔの位置）に応じてスプレー部１１，２１から噴霧される液体の向きが規定される。
　電源部３は、電気配線を介して第１電極１及び第２電極２に接続されており、第１電極１と第２電極２との間に電圧を印加する。第１電極１と第２電極２との間に印加する電圧としては、特に限定されるものではないが１ｋＶ～３０ｋＶ（好ましくは３ｋＶ～７ｋＶ）の高電圧である。
　電源部３は、図示は省略するが、電源と、制御スイッチと、高電圧発生装置とを備えている。制御スイッチ及び高電圧発生装置は、図示しないマイクロコンピュータなどの制御部に接続されており、制御部によりスイッチのオン／オフ（噴霧時間）や出力電圧が制御されている。
　電源は装置の運転に必要な電力を供給する。電源としては、周知の電源を用いることができ、直流電源および交流電源のうちの何れであってもよい。電源は、低電圧電源、直流（ＤＣ）電源が好ましく、例えば、１つ以上のボルタ電池を組み合わせて１つの電池を構成する。好適な電池としては、アルカリ乾電池、リチウム電池などを挙げることができる。
　高電圧発生装置は、電源から供給される電圧を昇圧することによって高電圧を生成し、その高電圧を第１電極１と第２電極２との間に印加する。高電圧発生装置は、発振器と、変圧器と、コンバータ回路とを備える。発振器は、直流を交流に変換し、変圧器は交流で駆動する。この変圧器にコンバータ回路が接続される。通常、コンバータ回路は、チャージポンプと整流回路とを備える。コンバータ回路は、所望の電圧を生成し、交流を直流に変換する。典型的なコンバータ回路として、例えばコックロフト・ウォルトン回路を挙げることができる。
　第１電極１と第２電極２との間に高電圧が印加されると、電極間に電場が形成され、例えば第１電極１が正に帯電し、第２電極２が第１電極１とは逆の極性となる負に帯電して、第１電極１からは正に帯電した液体が、第２電極２からは負に帯電した液体が、それぞれ微小な液滴の状態でスプレー部１１，２１より噴霧される。また、第１電極１及び第２電極２の間の誘電体１０２の内部に電気双極子が生じて、負の双極子が正に帯電した第１電極１に最も近い誘電体１０２の表面に生じ、正の双極子が負に帯電した第２電極２に最も近い誘電体１０２の表面に生じる。帯電した液体がそれぞれ第１電極１及び第２電極２のスプレー部１１，２１から噴霧されると、第１電極１からの正に帯電した液体が第１電極１に近接する誘電体１０２の表面に蓄積し、第２電極２からの負に帯電した液体が第２電極２に近接する誘電体１０２の表面に蓄積することにより、装置から離れる方向に帯電した液体に対して強い力が及ぶように電場が再形成される。これにより、第１電極１から噴霧される正に帯電した液体は、第１電極１に近接する誘電体１０２の表面で跳ね返され、他方の第２電極２に引き寄せられるよりも装置から離れる方向に放出される。また、第２電極２から噴霧される負に帯電した液体も、第２電極２に近接する誘電体１０２の表面で跳ね返され、他方の第１電極１に引き寄せられるよりも装置から離れる方向に放出される。
　ここで、第１電極１及び第２電極２のスプレー部１１，２１が傾斜面１２，２２を有していて、先端Ｔに向かうに連れて細く尖っていることで、この傾斜面１２，２２に沿って各電極１，２から液体が噴霧される。
　例えば、図３では、第１電極１の傾斜面１２は右斜め上方向を向いており、第２電極２の傾斜面２２は左斜め上方向を向いているので、各電極１，２からは他方の電極から遠のく方向（矢印Ｘ１，Ｘ２）に向かって液体が噴霧される。一方で、図４では、第１電極１の傾斜面１２は左斜め上方向を向いており、第２電極２の傾斜面２２は右斜め上方向を向いているので、各電極１，２からは他方の電極に近づく方向（矢印Ｙ１，Ｙ２）に向かって液体が噴霧される。このように、液体が噴霧される方向は、各電極１，２のスプレー部１１，２１の形状及び向き（より具体的には傾斜面１２，２２の傾斜方向、先端Ｔの位置）により規定される。
　これは、各電極１，２に形状変化が存在し、かつ、液体の移動が生じやすい各電極１，２の先端Ｔが電場の焦点が形成され、この電場の焦点が傾斜面１２，２２に沿って（傾斜面１２，２２に垂直な面に対して直交する方向に）形成されていることによる。
　よって、図３に示すような第１電極１のスプレー部１１と第２電極２のスプレー部２１とが相対して先端Ｔ同士が最も離反する位置にある場合には、図７に示すように、各電極１，２から噴霧される液体は、他方の電極の方向と逆方向に向かって互いに離れるように放出されるので、正に帯電した液体と負に帯電した液体とが混合されにくく、正に帯電した液体と負に帯電した液体との電気的な中和が起こりにくい。そのため、正又は負に帯電した液体を多く空間に供給することができ、当該液体は、接地された物体に引き寄せられる特性があるので、装置の近くに噴霧対象の物体が存在する場合には、噴霧対象物に液体を効果的に付着させることができる。
　また、図４に示すような第１電極１のスプレー部１１と第２電極２のスプレー部２１とが背を向けていて先端Ｔ同士が最も接近する位置にある場合には、図８に示すように、各電極１，２から噴霧される液体は、他方の電極の方向に向かって互いに近づくように放出されるので、正に帯電した液体と負に帯電した液体とが混合されやすく、正に帯電した液体と負に帯電した液体との電気的な中和が起こりやすい。そのため、電気的に中和された液体を多く空間に供給することができ、当該液体は、接地された物体に引き寄せられることなく空間内を遠くまで広がるので特性があるので、接地された物体に多少は付着しながらも液体により広い空間を効果的に処置することができる。
　さらに、図５及び図６に示すような第１電極１のスプレー部１１と第２電極２のスプレー部２１とが第１電極１及び第２電極２が並ぶ方向と直交する方向において互いに逆を向いている場合には、図示は省略するが、各電極１，２から噴霧される液体は、互いに離れるように放出されるものの、各電極１，２が近接しているため、正に帯電した液体と負に帯電した液体との混合が多少起こり、図７の場合よりも中和が起こる。そのため、正に帯電した液体とともに電気的に中和された液体をバランスよく空間に供給することができる。
　このように、第１電極１及び第２電極２の周方向の向き（スプレー部１１，２１の先端Ｔの位置）を変更することで、正に帯電した液体と負に帯電した液体とが中和する効率を制御することができ、装置から放出される液体の帯電量を調節することができる。つまり、本実施形態の静電噴霧装置１００では、第１電極１及び第２電極２を、中和が起こりにくい配置とすることで、液体の帯電量を多くして、正又は負に帯電した液体を多量に放出している一方で、使用状況や用途に応じて、第１電極１及び第２電極２の配置を変更して中和する効率を調節することで、液体の帯電量を調節して、所望の帯電量の液体を放出可能としている。
  なお、上述した第１電極１及び第２電極２から噴霧される液体を装置から離れる方向に放出するに際しては、誘電体１０２の使用とともに他の手段を用いることもできる。本実施形態では、図１及び図２に示すように、誘電体１０２の内部に第１空間１０３及び第２空間１０４にそれぞれ繋がる筒状の空気流路１０９，１１０が形成されている。また、ハウジング１０１内には誘電体１０２の内部の空気流路１０９，１１０に空気を送風する送風ファン１１１が設けられている。送風ファン１１１は図示しない制御部の制御により駆動し、開口１１２，１１３を介してハウンジング１０１外から空気を取り込んで空気流路１０９，１１０に送風することにより第１空間１０３及び第２空間１０４に開口１０７，１０８に向かう気流を生じさせる。これにより、第１電極１及び第２電極２から噴霧される液体は気流により装置から離れる方向により効果的に放出される。
　回転手段６は、第１電極１及び第２電極２を軸心Ｃ周りに回転させることで、第１電極１及び第２電極２の周方向の向きを変更する。回転手段６は、自動又は手動で第１電極１及び第２電極２を回転させることができる。自動の場合には、ハウジング１０１にモードスイッチを設け、図示しない制御部がモードスイッチの操作を受けて回転手段６を制御し、第１電極１及び第２電極２を軸心Ｃ周りに所定の角度だけ回転させることで、第１電極１及び第２電極２が周方向において所望の方向を向くようにセットされる。
　回転手段６は、本実施形態では、駆動源となるモータ６０と、第１電極１に固定されて第１電極１と一体回転する第１歯車６１と、第２電極２に固定されて第２電極２と一体回転する第２歯車６２と、第１歯車６１と噛み合う第３歯車６３と、第２歯車６２及び第３歯車６３を結合するワンウェイバネ６４とを含む。
　モータ６０は、例えばＤＣモータやステッピングモータなどの正逆各方向へ回転可能なものである。モータ６０は、図示は省略するが、制御部により駆動回路を介して制御される。第２歯車６２は、モータ６０の回転駆動力が例えば減速歯車６５を介して伝達されて、第２電極２を軸心Ｃ周りに正逆各方向へ回転させる。ワンウェイバネ６４は、例えば第２歯車６２が正方向に回転すると、ワンウェイバネ６４が巻き締めされることで第２歯車６２と第３歯車６３とを一体化させて、第３歯車６３と噛み合う第１歯車６１を逆方向に回転させる。これにより、第２電極２が軸心Ｃ周りに正方向に回転すると同時に、第１電極１が軸心Ｃ周りに逆方向に回転する。静電噴霧装置１００は、初期状態においては、第１電極１及び第２電極２の周方向の向きが図３に示す外向きに設定されているが、第１電極１及び第２電極２をともに軸心Ｃ周りに１８０°回転させることで、第１電極１及び第２電極２の周方向の向きを図４に示す内向きに設定することができる。一方で、ワンウェイバネ６４は、第２歯車６２が逆方向に回転すると、ワンウェイバネ６４が巻き締めされないので、第２歯車６２を第３歯車６３に対して空転させる。これにより、第１電極１は軸心Ｃ周りに回転させず、第２電極２のみを軸心Ｃ周りに逆方向に回転させることができるので、第１電極１及び第２電極２の同期回転と第２電極２の単独回転とを組み合わせることで、第１電極１及び第２電極２の周方向の向きを種々の向きに設定することができる。なお、第１歯車６１は軸受６６で支持されていることで、第２歯車６２が単独回転した際にも、第１歯車６１は軸受６６との間の摩擦によりその回転位置が保持されている。
　第１電極１及び第２電極２の周方向の向きは、それぞれ第１歯車６１及び第２歯車６２の回転位置を検出することで把握可能である。第１歯車６１及び第２歯車６２の回転位置は、第１歯車６１及び第２歯車６２にそれぞれ近接した位置に回転位置検出センサ６７，６８を設けることで検出することができる。回転位置検出センサ６７，６８は図示しない制御部に接続され、回転位置検出センサ６７，６８からの電気信号に基づいて制御部により第１歯車６１及び第２歯車６２の回転位置の位置決め制御がなされる。
　なお、モータ６０の駆動軸の回転の変位をロータリエンコーダなどを用いて検出し、ロータリエンコーダからの電気信号に基づいて制御部により第１歯車６１及び第２歯車６２の回転位置の位置決め制御がなされるようにしてもよい。また、モータ６０に、供給される駆動パルスの数に応じた角度だけ回転するステッピングモータを用いた場合には、制御部が第１電極１及び第２電極２の周方向の向きに応じた数の駆動パルスをモータ６０に供給することで、第１歯車６１及び第２歯車６２の回転位置の位置決め制御がなされるようにしてもよい。
　上述した構成の回転手段６は、あくまでも一例であり、第１歯車６１及び第２歯車６２をそれぞれ個別のモータを用いて回転させるなど、その他の構成を採用してもよい。また、第１歯車６１及び第２歯車６２の回転位置の位置決め制御についても、その他の構成を採用してもよい。
　上述した本実施形態の静電噴霧装置１００において、ハウジング１０１には、オン／オフスイッチが設けられており、制御部がオン／オフスイッチの操作を受けて、電源部３（及び送風ファン）を制御することで、液体の噴霧の開始及び停止がなされる。なお、オン／オフスイッチの他に、例えば液体の噴霧量の強弱を変更可能な設定スイッチやタイマースイッチなどの各種スイッチをハウジング１０１に設け、制御部が各種スイッチの操作を受けて、液体の噴霧量の強弱を調節したり、液体の噴霧時間を設定したりしてもよい。
　上述した本実施形態の静電噴霧装置１００によると、第１電極１及び第２電極２が互いに逆の極性に帯電した液体を先端から噴霧するように構成されており、各電極１，２の液体を噴霧する先端のスプレー部１１，２１が先の尖った形状を呈しているとともに、スプレー部１１，２１の先端Ｔ同士が最も離反する位置にあるように、第１電極１及び第２電極２の周方向の向きが設定されている。これにより、図７に示すように、第１電極１から噴霧される正に帯電した液体及び第２電極２から噴霧される負に帯電した液体は、ともに他方の電極の方向とは逆方向であって互いに最も離れるように放出されるので、正に帯電した液体と負に帯電した液体とが混合されにくく、正に帯電した液体は、負に帯電した液体により電気的に中和されにくい。そのため、上述した本実施形態の噴霧装置１を使用すれば、液体を静電噴霧することができるうえ、正又は負に帯電した液体を多く空間に供給することができるので、帯電した液体の特性により装置の近くに存在する噴霧対象物に液体を効果的に付着させることができる。
　また、上述した本実施形態の静電噴霧装置１００によると、回転手段６により第１電極１及び第２電極２を軸心Ｃ周りに回転可能であり、第１電極１及び第２電極２の周方向の向き（スプレー部１１，２１の先端Ｔの位置）を変更可能である。これにより、第１電極１より噴霧される正に帯電した液体と、第２電極２より噴霧される負に帯電した液体とが中和する効率を制御することができ、装置から放出される液体の帯電量を調節することができる。よって、第１電極１及び第２電極２の周方向の向きを調整し、正に帯電した液体の放出量を少なくして電気的に中和された液体が多く放出されるようにすることで、装置の近くに置かれるなどした物体の影響を受けることなく、液体を装置から遠くまで拡散させることができる。その結果、液体により広い空間を効果的に処置することができる。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
　例えば、上記実施形態の静電噴霧装置１００では、第１電極１及び第２電極２に供給するための液体を貯留するタンクとして第１液体タンク４及び第２液体タンク５を備えているが、必ずしも電極１，２ごとにタンクを備えている必要はなく、１つのタンクから第１電極１及び第２電極２にそれぞれ液体を供給するように構成してもよい。
　また、上記実施形態の静電噴霧装置１００では、回転機構６により第１電極１及び第２電極２を回転させてその周方向の向きを調整可能としているが、必ずしも回転機構６を備えている必要はなく、第１電極１及び第２電極２が常時、周方向において所定の向きを向くようにセットされるように構成してもよい。この場合、第１電極１及び第２電極２は、周方向の向きが図３に示す向きとなるようにセットされることが好ましいが、第１電極１から噴霧される正に帯電した液体と、第２電極２から噴霧される負に帯電した液体とが互いに離れるように放出されるのであれば、図５や図６に示す向きとなるようにセットされていてもよい。
　また、上記実施形態の静電噴霧装置１００では、各電極１，２のスプレー部１１，２１の先端面が傾斜面１２，２２に形成されていることで、傾斜面１２，２２の先端Ｔに電場の焦点が形成され、先端Ｔの位置に応じてスプレー部１１，２１から噴霧される液体の向きが規定されている。しかしながら、電場の焦点を形成するための方法は、上述した方法に限定されるものではなく、例えばスプレー部１１，２１の先端面を傾斜面１２，２２とすることなく平坦面とし、電場の焦点が形成される先端Ｔとして、当該先端面に突起を設けたり、スプレー部１１，２１の外周面に当該先端面よりも上方に突き出る細長い突状体を設けることで、突起や突状体の位置に応じてスプレー部１１，２１から噴霧される液体の向きが規定されるように構成してもよい。
　以下に本発明の実施例を示し、本発明をより具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
　まず、図１及び図２に示す静電噴霧装置を用いて、第１電極及び第２電極の周方向の向きを、図３に示す外向き及び図４に示す内向きにそれぞれ設定した状態で静電噴霧装置から噴霧（図３を「外向きの噴霧」、図４を「内向きの噴霧」と記すこともある。）される液体の帯電量を測定した。静電噴霧装置の主な構成については以下に示す。また、比較例として、第１電極及び第２電極について先端を斜めにカットしない状態で静電噴霧装置から噴霧される液体の帯電量も測定した。
・液体
　液体芳香剤（香料：１０％、０．０２％酢酸ナトリウム水溶液：３．６％、水：１６．４％、９５％%エタノール：１２％、ジプロピレングリコールメチル：５８％）
・第１電極及び第２電極
　ステンレスによって形成され、外径０．３ｍｍ、内径０．１７ｍｍであり、先端が５０°の角度でカットされたキャピラリ
・第１電極及び第２電極の間隔
　８ｍｍ
・誘電体
　ポリプロピレンからなる誘電体
・第１電極及び第２電極に印加した電流値及び電圧値
　電流値：０．１μＡ　電圧値：約４ｋＶ
　帯電量は、エアゾールエレクトロメーター（ＴＳＩ Ｌｔｄ）を用いて測定した。帯電量の測定はエレクトロメーターの入口側を非導電性のチューブと接続した後、チューブのもう一端を図１０に示した装置周囲の各測定位置（１）～（３）に設置することで行った。装置から各測定位置（１）～（３）までの距離は約３０ｍｍである。帯電量の測定は、図１０に示す（１）正面中央側→（２）第１電極（正電極（＋））側→（１）正面中央側→（３）第２電極（負電極（－））側の順に行った。その結果を図１１～図１３に示す。
　図１１によると、外向きの噴霧では、装置の正面中央側（１）ではほとんど帯電量を確認できなかったが、第１電極（正電極（＋））側（２）では液体が正に強く帯電していた。そして、測定位置を再び装置の正面中央側（１）に戻すにつれて帯電量が低下し、さらに測定位置を第２電極（負電極（－））側（３）に移動させると、液体が負に強く帯電していることが確認された。装置の正面中央側でほとんど帯電していなかったのは、それぞれの電極から噴霧された帯電した液体が互いに引き合い電気的に中和していると考えられる。
　次に、図１２によると、内向きの噴霧では、正負ともに帯電量が外向きの噴霧と比較して低下していることが確認された。
　次に、図１３によると、第１電極及び第２電極の先端を斜めにカットしない場合には、液体の霧化の安定性が低下するため、帯電量がさらに低下することが確認された。
　以上から、各電極の先端を斜めにカットすることで、噴霧される液体の帯電量が増加し、また、各電極の周方向の向きを所定の向きに設定することで、正又は負に帯電した液体を装置から多く放出することが可能であることを確認できた。
　次に、図１４に示すように、机などの基台上に設置された静電噴霧装置の正面前方（電極から液体が噴霧される方向）に絶縁性の台を設置し、台には虫を固定するための導電性の針を水平に突き出るように取り付けた。針は静電噴霧装置の各電極とほぼ同じ高さに位置するとともに、各電極より液体が横から噴霧されるように、電極から液体が噴霧される方向と交差する状態で取り付けた。静電噴霧装置と台との間隔は約２０ｃｍである。針自体は導電性を有しているが、針が取り付けられた台が絶縁体であるため、針は電気的に接地されていない状態になる。この電気的に接地されていない針に対して、まず、上述した静電噴霧装置で液体を図３に示す外向きに噴霧し、その様子を観察した。その結果を図１５（右）に示す。次に、針に虫（ゴキブリ）を突き刺すことで固定した。この状態では、虫は電気的に接地されないが、虫にアース線を繋ぐことで電気的に接地させた。生きている虫が地面や壁などを匍匐している場合、基本的に地面は接地状態にあるので、虫は電気的に接地された状態となる。よって、上述の通り、虫にアース線をつないだ状態は、虫が地面や壁などを匍匐している状態と同じ状態となる。この電気的に接地された虫に対して上述した静電噴霧装置で液体を図３に示す外向きに噴霧し、その様子を観察した。その結果を図１５（左）に示す。
　図１５によれば、電気的に接地されていない針に対して帯電した液体は引き寄せられなかったのに対し、電気的に接地された虫に対しては帯電した液体が引き寄せられていく様子が確認された。このように、正又は負に帯電した液体を装置から多く放出することで、装置に近接した場所にいる接地された物体に対して効果的に液体を付着させることが可能であることを確認できた。
　１　　　第１電極
　２　　　第２電極
　３　　　電源部
　４　　　第１液体タンク
　５　　　第２液体タンク
　６　　　回転手段
　１１　　スプレー部
　１２　　傾斜面
　２１　　スプレー部
　２２　　傾斜面
　１００　静電噴霧装置
　Ｔ　　　スプレー部の先端

Claims (7)

  1. 　先端側に液体を噴霧するスプレー部を有する管状の第１電極と、
    　先端側に液体を噴霧するスプレー部を有する管状の第２電極と、
    　前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加して、前記第１電極及び前記第２電極を互いに異なる極性に帯電させる電源部と、を少なくとも備え、
    　前記第１電極及び前記第２電極は互いに平行に配置され、
    　前記第１電極のスプレー部及び前記第２電極のスプレー部は、電場の焦点が形成される先端を有し、前記第１電極及び前記第２電極の周方向の向きに応じて前記先端の位置が変わることで液体の噴霧される方向が規定されており、
    　前記第１電極及び前記第２電極は、液体が互いに離れる方向に噴霧されるように、その周方向の向きが設定されている、静電噴霧装置。
  2. 　前記第１電極及び前記第２電極は、他方の電極の方向と逆方向に向かって液体が噴霧されるように、その周方向の向きが設定されている、請求項１に記載の静電噴霧装置。
  3. 　前記第１電極及び前記第２電極を回転させてその周方向の向きを調整可能な回転手段をさらに備える、請求項１又は２に記載の静電噴霧装置。
  4. 　前記第１電極のスプレー部及び前記第２電極のスプレー部は、先端面が軸心に対して傾斜することで先端に向かうに連れて細くなる先の尖った形状を呈しているとともに、先端が軸心から外れた位置にある、請求項１～３のいずれかに記載の静電噴霧装置。
  5. 　前記第１電極に供給する液体を貯留する第１液体タンクと、
    　前記第２電極に供給する液体を貯留する第２液体タンクと、をさらに備える、請求項１～４のいずれかに記載の静電噴霧装置。
  6. 　液体の静電噴霧を行うための、請求項１～５のいずれかに記載の静電噴霧装置の使用。
  7. 　請求項１～５のいずれかに記載の静電噴霧装置を用いて液体の静電噴霧を行う、静電噴霧装置の使用方法。
PCT/JP2019/040428 2018-10-17 2019-10-15 静電噴霧装置 WO2020080347A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-195789 2018-10-17
JP2018195789 2018-10-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020080347A1 true WO2020080347A1 (ja) 2020-04-23

Family

ID=70283830

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/040428 WO2020080347A1 (ja) 2018-10-17 2019-10-15 静電噴霧装置

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2020080347A1 (ja)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08504126A (ja) * 1992-12-01 1996-05-07 エレクトロソルズ・リミテッド 調剤装置
JPH10500603A (ja) * 1994-05-27 1998-01-20 エレクトロソルズ・リミテッド 調剤装置
JP2000512893A (ja) * 1996-06-27 2000-10-03 テクニシェ ユニバシテイト デルフト 乾燥粉体粒子の製造方法、前記方法により製造された粉体、および前記方法で使用する電極及び装置
JP2006521915A (ja) * 2003-04-07 2006-09-28 エアストリーム テクノロジー リミティッド スプレー電極
WO2012173262A1 (ja) * 2011-06-16 2012-12-20 独立行政法人産業技術総合研究所 エレクトロスプレーによるマイクロ反応場形成装置及び化学反応制御方法
JP2014117689A (ja) * 2012-12-19 2014-06-30 Daikin Ind Ltd 成膜装置
WO2014112447A1 (ja) * 2013-01-15 2014-07-24 住友化学株式会社 静電噴霧装置、および静電噴霧装置の制御方法
JP2014176834A (ja) * 2013-03-15 2014-09-25 Sumitomo Chemical Co Ltd 静電噴霧装置、および静電噴霧装置の制御方法
JP2018114433A (ja) * 2017-01-16 2018-07-26 アピックヤマダ株式会社 静電塗布装置および静電塗布方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08504126A (ja) * 1992-12-01 1996-05-07 エレクトロソルズ・リミテッド 調剤装置
JPH10500603A (ja) * 1994-05-27 1998-01-20 エレクトロソルズ・リミテッド 調剤装置
JP2000512893A (ja) * 1996-06-27 2000-10-03 テクニシェ ユニバシテイト デルフト 乾燥粉体粒子の製造方法、前記方法により製造された粉体、および前記方法で使用する電極及び装置
JP2006521915A (ja) * 2003-04-07 2006-09-28 エアストリーム テクノロジー リミティッド スプレー電極
WO2012173262A1 (ja) * 2011-06-16 2012-12-20 独立行政法人産業技術総合研究所 エレクトロスプレーによるマイクロ反応場形成装置及び化学反応制御方法
JP2014117689A (ja) * 2012-12-19 2014-06-30 Daikin Ind Ltd 成膜装置
WO2014112447A1 (ja) * 2013-01-15 2014-07-24 住友化学株式会社 静電噴霧装置、および静電噴霧装置の制御方法
JP2014176834A (ja) * 2013-03-15 2014-09-25 Sumitomo Chemical Co Ltd 静電噴霧装置、および静電噴霧装置の制御方法
JP2018114433A (ja) * 2017-01-16 2018-07-26 アピックヤマダ株式会社 静電塗布装置および静電塗布方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1248784C (zh) 静电雾化装置
US5409162A (en) Induction spray charging apparatus
JP3544350B2 (ja) 噴霧ノズル装置
US20100001105A1 (en) Humidification system
AU2005304395B2 (en) Electrostatic spray nozzle system
HU182865B (en) Process and apparatus for spraying pesticides
EP2800634B1 (en) System and method for delivering sprayed particles by electrospraying
JP2004500230A (ja) 方向制御式電磁流体力学的エーロゾル噴霧器
JP2006334503A (ja) 静電霧化装置
US20060124779A1 (en) Panel-mounted electrostatic spray nozzle system
WO2020080347A1 (ja) 静電噴霧装置
WO2010087486A1 (ja) ミスト発生装置
JP2004249171A (ja) 静電霧化装置及び静電霧化方法
KR101339813B1 (ko) 피부 보습기
JP3765538B2 (ja) 静電噴霧装置
JP2008055264A (ja) 有用物噴霧システム
JP2006068726A (ja) 液体噴霧装置
JP2010279875A (ja) 静電噴霧装置
JPS6415167A (en) Applying device for antistatic agent

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19872631

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19872631

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP