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Title:
ELECTROSTATIC ATOMIZER AND HEATED AIR BLOWER COMPRISING THE SAME
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/037946
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is an electrostatic atomizer (1) comprising a discharge electrode (2) and a ground electrode (3), which atomizes a liquid supplied to the discharge electrode (2) by applying a voltage between the discharge electrode (2) and the ground electrode (3). In this electrostatic atomizer (1), local concentration of electric field on the ground electrode (3) can be relaxed by forming a curved surface (3a) with rounded corners at an end portion (3c) of the ground electrode (3).

Inventors:
NAKASONE HIDETOSHI
SAIDA ITARU
MIYATA HIROMITSU
Application Number:
PCT/JP2008/065324
Publication Date:
March 26, 2009
Filing Date:
August 27, 2008
Export Citation:
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Assignee:
PANASONIC ELEC WORKS CO LTD (JP)
NAKASONE HIDETOSHI
SAIDA ITARU
MIYATA HIROMITSU
International Classes:
B05B5/057; A45D20/12
Foreign References:
JP2006247454A2006-09-21
JP2007512942A2007-05-24
JPS57159564A1982-10-01
JP2007117971A2007-05-17
JPS5313651A1978-02-07
Attorney, Agent or Firm:
MIYOSHI, Hidekazu et al. (2-8 Toranomon 1-chome,Minato-k, Tokyo 01, JP)
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Claims:
 放電極とグランド電極とを備え、当該放電極とグランド電極との間に電圧を印加することで放電極に供給される液体を霧化させる静電霧化装置であって、
 前記グランド電極の端部に、角を丸めた曲面部が形成されていることを特徴とする静電霧化装置。
 前記曲面部は、前記グランド電極の前記放電極側の端部に、断面視で放電極側に凸状に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の静電霧化装置。
 前記曲面部は、断面視で、前記グランド電極の前記放電極側の面から放電極側の面の反対側の面にかけて略半円弧状に形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の静電霧化装置。
 前記グランド電極は、略円形断面を有するワイヤ状部材であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の静電霧化装置。
 前記グランド電極は、平面視で前記放電極を略中心とするとともに、前記グランド電極の前記放電極側の端部を外周とする略円形の開口部が設けられていることを特徴とする請求項1~4のうちいずれか1項に記載の静電霧化装置。
 請求項1~5のうちいずれか1項に記載の静電霧化装置を備えることを特徴とする加熱送風装置。
Description:
静電霧化装置およびそれを備え 加熱送風装置

 本発明は、静電霧化装置およびそれを備 た加熱送風装置に関する。

 従来、静電霧化装置として、特開平11-3009 75号公報に開示されているように、先端が鋭 な形状をした放電極と平板状のグランド電 とを備え、当該放電極とグランド電極との に電圧を印加して両電極間に電界を形成す ことで、放電極の先端に供給された液体を 電、分裂させてナノメータサイズで電荷を する液体微粒子を生成し、グランド電極に 成される電界と帯電した液体微粒子との間 働くクーロン力を利用して液体微粒子をグ ンド電極に向けて飛翔させるものが知られ いる。

 ところで、ナノメータサイズの液体微粒 は、放電極とグランド電極とで形成される 界を大きくするほど多量に形成されること 知られている(図1参照)。

 そのため、より多くの液体微粒子を生成さ るためには、放電極とグランド電極の間に 電界を発生させる必要がある。

特開平11-300975号公報

 しかしながら、上記従来技術では、端部 略直角の角部を有する平板状のグランド電 を用いているため、放電極とグランド電極 の間に電圧を印可して両電極間に電界を形 すると当該角部に電界集中が生じてしまう そのため、放電極とグランド電極の間に高 界を発生させた場合には、隣接する電極間 リーク電流が発生するおそれがある。した って、放電極とグランド電極との間の電界 度を高めることが難しかった。

 そこで、本発明は、ナノメータサイズの 体微粒子をより多量に生成することのでき 静電霧化装置およびそれを備えた加熱送風 置を得ることを目的とする。

 前記課題を解決するために請求項1の発明 にあっては、放電極とグランド電極とを備え 、当該放電極とグランド電極との間に電圧を 印加することで放電極に供給される液体を霧 化させる静電霧化装置であって、前記グラン ド電極の端部に、角を丸めた曲面部が形成さ れていることを特徴とする。

 請求項2の発明にあっては、請求項1に記 の静電霧化装置において、前記曲面部は、 記グランド電極の前記放電極側の端部に、 面視で放電極側に凸状に形成されているこ を特徴とする。

 請求項3の発明にあっては、請求項1また 請求項2に記載の静電霧化装置において、前 曲面部は、断面視で、前記グランド電極の 記放電極側の面から放電極側の面の反対側 面にかけて略半円弧状に形成されているこ を特徴とする。

 請求項4の発明にあっては、請求項1また 請求項2に記載の静電霧化装置において、前 グランド電極は、略円形断面を有するワイ 状部材であることを特徴とする。

 請求項5の発明にあっては、請求項1~4のう ちいずれか1項に記載の静電霧化装置におい 、前記グランド電極は、平面視で前記放電 を略中心とするとともに、前記グランド電 の前記放電極側の端部を外周とする略円形 開口部が設けられていることを特徴とする

 請求項6の発明にあっては、加熱送風装置 において、請求項1~5のうちいずれか1項に記 の静電霧化装置を備えることを特徴とする

 請求項1の発明によれば、グランド電極の 端部に角を丸めた曲面部を形成することで、 グランド電極の端部にエッジ部分がなくなり 、グランド電極に局所的に電界集中が生じる ことを緩和させることができる。

 請求項2の発明によれば、グランド電極の 端部の前記放電極側に、断面視で放電極側に 凸状の曲面部を形成することで、グランド電 極の放電極側の端部のエッジ部分がなくなり 、より高電界となる放電極に近い部位におい て電界集中が生じることを緩和させることが できる。その結果、放電極とグランド電極と の間の電界強度を高めることができる。

 請求項3の発明によれば、曲面部を断面視 で略半円弧状とすることで、グランド電極の 放電極側の面の反対側の面側の端部における エッジ部分もなくすことができるので、グラ ンド電極に局所的に電界集中が生じることを より緩和させることができる。

 請求項4の発明によれば、グランド電極を 断面視で略円形とすることで、全周にわたっ てエッジ部分をなくすことができるため、グ ランド電極に局所的に電界集中が生じるのを より一層緩和することができる。

 請求項5の発明によれば、グランド電極に 放電極側の端部を外周とする略円形の開口部 を設けるとともに、グランド電極を、平面視 で放電極が略中心となるように配置すること で、グランド電極のうち放電極に最も近い領 域を略環状とすることができるため、電界値 が高くなる部位が局所的に形成されてしまう のを抑制することができる。その結果、隣接 電極間にリーク電流が生じるのをより一層抑 制することができる。

 請求項6の発明によれば、イオンミストを より多く生じさせることができる静電霧化装 置を備えた加熱送風装置を得ることができる 。

図1は、電界と微細粒子生成量との関係 を示すグラフである。 図2は、本発明の第1実施形態にかかる 電霧化装置の斜視図である。 図3は、本発明の第1実施形態にかかる 電霧化装置の断面図である。 図4は本発明の第1実施形態にかかる加 送風装置の一例であるドライヤーの断面図 ある。 図5は、本発明および従来例のリーク回 避可能電界値と電流値との関係を示すグラフ である。 図6は、本発明の第2実施形態にかかる 電霧化装置の断面図である。 図7は、本発明の第3実施形態にかかる 電霧化装置の斜視図である。 図8は、本発明の第3実施形態にかかる 電霧化装置の断面図である。

 以下、本発明の実施形態について図面を 照しながら詳細に説明する。

 (第1実施形態)
 第1実施形態にかかる静電霧化装置1は、水( 体)が供給される柱状の放電極2と、放電極2 間隔を隔てて対向して配置されるグランド 極3と、リード線4を介して放電極2およびグ ンド電極3が接続され、放電極2とグランド 極3との間に電圧を印可する電圧印加部5と、 放電極2を冷却することにより放電極2の表面 大気中の水分を結露させる冷却装置6と、を 備えている。

 放電極2は、真鍮等の熱伝導生が良い材料 によって形成された略円柱状の部材であり、 その先端部には、先端に供給される液量を規 制する略球状の液体補給部2aが設けられてい 。

 グランド電極3は、図2および図3に示すよ に、平板状かつ略リング状をしており、グ ンド電極3の中央部には、平面視で放電極2 略中心とするとともに、グランド電極3の内 側端部(グランド電極の放電極側の端部)3cを 外周とする略円形の開口部3bが設けられてい 。

 さらに、第1実施形態では、グランド電極 3の放電極2に対向する対向面3dの内周側端部3c 側には、断面視で四半円弧状をしており、放 電極2側に凸の曲面部3aが形成されている。

 すなわち、第1実施形態では、曲面部3aが 面視で放電極2を略中心とする略円環状に形 成されている。

 冷却装置6は、半導体電子熱交換素子であ るペルチェ素子により構成されている。具体 的には、冷却装置6は、熱を吸収する吸熱板6b と、熱を放出する放熱板6dと、吸熱板6bと放 板6dとの間に介在し、吸熱板6b側の温度と放 板6d側の温度との温度差を適宜設定するた の熱伝素子6cと、を備えている。さらに、第 1実施形態では、放電極2と吸熱板6bとの間に 当該放電極2と吸熱板6b間を電気的に絶縁す 絶縁板6aを介在させ、放電極2とグランド電 3との間に電圧を印可した際に、放電極2と吸 熱板6bとの間にリーク電流が発生しないよう している。また、冷却装置6の放熱板6d側に 放熱フィン7が設けられている。そして、冷 却装置6によって放電極2を冷却する際に発生 る熱量を放熱フィン7によって放熱すること により、放電極2の冷却効果の低下を防ぐよ にしている。なお、吸熱板6bと放熱板6dとは 図示せぬリード線を介して電圧印加部5に電 気的に接続されている。

 以上の構成によれば、放電極2とグランド 電極3との間に電圧を印可すると、まず、冷 装置6によって放電極2が冷却される。そして 、放電極2の周囲の空気を冷却して結露点以 の温度まで下げることにより、空気中の水 気が放電極2の表面に水滴となって結露する

 このとき、放電極2の先端の液体補給部2a 供給された水滴は電荷を伴って空気中に飛 出し、そして、高電界中を漂う間にレイリ 分裂を繰り返して最終的に3~100nm程度のイオ ンミストMが生成され、グランド電極3側に放 される。

 次に、上述した静電霧化装置を備える加 送風装置について、ドライヤーを例に説明 る。

 第1実施形態にかかるドライヤー10は、図4 に示すように、筒状に形成されるハウジング 16の下部にグリップ28が折り畳み可能に取り けられている。このハウジング16の後端部に は吸入口15が形成される一方、ハウジング16 先端部には吐出口14が形成され、吸入口15で い込まれた空気がハウジング16の内部で適 加熱されて吐出口14から吹き出されるように なっている。第1実施形態では、吐出口14内に は、吐出格子24および吐出口14から吹き出さ る風の風向を調節するノズル25が設けられて いる。また、第1実施形態では、ハウジング16 の内部に上述した静電霧化装置1が取り付け れており、このハウジング16の上端部には、 吐出口14と同方向に解放される放出口21が形 されている。そして、この放出口21から静電 霧化装置1で生成されたイオンミストMを含む 気が吹き出されるようになっている。

 また、ハウジング16の内部には、保持筒23 が設けられており、この保持筒23に取り付け れたモータ19と、このモータ19により回転駆 動されるファン17と、ファン17により吸入口15 から吸い込まれた空気を整流する整流翼18と で送風部20が形成されている。そして、送 部20の下流側には、空気を加熱する加熱部と してのヒータ22が設けられている。すなわち ファン17の回転によって吸入口15から吸い込 まれた空気がヒータ22で加熱されて吐出口14 ら吹き出されるようになっている。

 なお、図4中の符号27はメインスイッチ、 号29は電源コードである。

 以上の構成のドライヤー10では、ファン17 を駆動してヒータ22に通電することにより、 出口14から温風の吹出しが可能となり、か 、静電霧化装置1で発生させたイオンミストM を放出口21から放出できるようになっている

 以上の第1実施形態によれば、グランド電 極3の放電極2に対向する対向面3dの内周側端 3c側に、断面視で四半円弧状をしており、放 電極2側に凸の曲面部3aを形成することで、グ ランド電極3の放電極2側にエッジ部分がなく るため、電圧を印可した際に局所的に電界 中が生じることを緩和させることができる

 ここで、図5は、第1実施形態および従来 のリーク回避可能電界値と電流値との関係 示すグラフである。図5において、f1は第1実 形態にかかるグランド電極を用いた場合の ラフで、f2は従来のグランド電極を用いた 合のグラフである。なお、図5では、従来例 して、平板状かつ略リング状をしており、 面視略長方形状のグランド電極を用いてい 。すなわち、図5は、放電極側に角部を有す る従来のグランド電極と放電極側に凸の曲面 部が形成されている第1実施形態のグランド 極とを比較した図である。このグラフによ ば、電流値が一定のとき(所定の電圧が印可 れたとき)のリーク回避可能電界値は、従来 例(図5中、点A)よりも本実施形態(図5中、点B) 方が値が高くなっている。

 すなわち、グランド電極3の対向面3d側の 周側端部3cに、放電極2側に凸の曲面部3aを けることで、放電極とグランド電極との間 印可する電圧を所定の値とした場合におけ 、リーク電流の発生を回避することのでき 許容電界値を従来の静電霧化装置よりも高 することができる。

 その結果、放電極とグランド電極との間 電界強度を高めることができるため、図1に 示すように、ナノメータサイズの微細粒子化 されたイオンミストMの量を増大させること できる。

 また、許容電界値が増加することで、グ ンド電極と放電極側との距離を小さくする とが可能となり、静電霧化装置の小型化を ることも可能である。

 また、第1実施形態によれば、グランド電 極3に内周側端部3cを外周とする略円形の開口 部3bを設けるとともに、グランド電極3を、平 面視で放電極2が略中心となるように配置す ことで、グランド電極3のうち放電極2の先端 の液体補給部2aに最も近い領域を略環状とす ことができ、電界値が高くなる部位が局所 に形成されてしまうのを抑制することがで る。その結果、リーク電流が生じるのをよ 一層抑制することができる。

 また、第1実施形態では、ナノメータサイ ズの微細粒子化されたイオンミストMの量を 大させることができる静電霧化装置1をドラ ヤー10に備えることで、毛髪等に潤いを持 せるイオンミストMをより多く生じさせるこ ができるドライヤーを得ることができるよ になる。

 (第2実施形態)
 図6は、本発明の第2実施形態にかかる静電 化装置の断面図である。なお、第2実施形態 かかる静電霧化装置は、上記第1実施形態に かかる静電霧化装置と同様の構成要素を有し ている。よって、それら同様の構成要素につ いては共通の符号を付与するとともに、重複 する説明を省略する。

 第2実施形態にかかる静電霧化装置1Aは、 6に示すように、基本的に上記第1実施形態 静電霧化装置1と略同様の構成を備えており グランド電極3Aの放電極2に対向する対向面3 dの内周側端部3c側に形成された曲面部3aAが、 断面視で略半円弧状をしている点が上記第1 施形態と異なっている。

 具体的には、曲面部3aAは、断面視でグラ ド電極3Aの内周側端部3c側に対向面3dから当 対向面3dの反対側の面3eにかけて略半円弧状 となるように形成されている。

 そして、上記第1実施形態と同様に、曲面 部3aAは平面視で放電極2を略中心とする略円 状に形成されている。

 以上の第2実施形態によっても、上記第1 施形態と同様の効果を奏することができる

 また、第2実施形態によれば、曲面部3aAを 断面視で略半円弧状とすることで、グランド 電極3Aの対向面3d側の端部だけでなく対向面3d の反対側の面3eの端部側においてもエッジを くすことができるので、電界集中が生じる をより一層緩和することができる。

 ところで、放出されたイオンミストMは電 荷を有しているため、グランド電極3Aに電界 生じるとグランド電極3A側に引き寄せられ 静電気力が働く。そしてこの静電気力は電 に比例するため、グランド電極3Aに電界集中 部が生じると、放出されたイオンミストMが 界集中部に引き寄せられやすくなってしま 。しかしながら、第2実施形態によれば、対 面3dの反対側の面3eの端部側における電界集 中を緩和することができるため、放出された イオンミストMがグランド電極3Aに捕捉されて しまうのを抑制することができ、以て、イオ ンミストMの放出量の減少を抑制することが きる。

(第3実施形態)
 図7は、本発明の第3実施形態にかかる静電 化装置の斜視図、図8は、静電霧化装置の断 図である。なお、第3実施形態にかかる静電 霧化装置は、上記第1実施形態にかかる静電 化装置と同様の構成要素を有している。よ て、それら同様の構成要素については共通 符号を付与するとともに、重複する説明を 略する。

 第3実施形態にかかる静電霧化装置1Bは、 7および図8に示すように、基本的に上記第1 施形態の静電霧化装置1と略同様の構成を備 えており、グランド電極3Bが略円形断面を有 るワイヤ状部材である点が上記第1実施形態 と異なっている。

 第3実施形態では、このグランド電極3Bは 平面視で放電極2を略中心とする略円環状に 形成されている。

 以上の第3実施形態によっても、上記第1 よび第2実施形態と同様の効果を奏すること できる。

 また、第3実施形態によれば、グランド電 極3Bを断面視で略円形とすることで、全周に たってエッジ部分をなくすことができる上 グランド電極3Bは、放電極2先端の液体補給 2aまでの距離のばらつきをなくすことがで るため、電界集中が生じるのをより一層緩 することができる。

 その結果、イオンミストMの放出量をより 一層増加させることができる。

 さらに、ワイヤ状部材を用いてグランド 極3Bを形成しているため、製造効率の向上 よび製造コストの削減を図ることができる

 以上、本発明にかかる静電霧化装置およ それを備えた加熱送風装置の好適な実施形 について説明したが、本発明は上記実施形 に限ることなく要旨を逸脱しない範囲で種 の実施形態を採用することができる。

 例えば、上記第1実施形態では、加熱送風 装置としてドライヤーを例示したが、ドライ ヤーに限らず、上述したものと同様の静電霧 化装置を備える場合には、ファンヒータ等の 他の加熱送風装置としても本発明を実施する ことができる。

 また、上記第2および第3実施形態にかか 静電霧化装置を備えた加熱送風装置として 本発明を実施することができる。

 また、上記第1から第3実施形態において 、グランド電極を放電極に対向させた場合 例示したが、グランド電極を放電極に対向 せなくても本発明を実施することができる

 本発明によれば、ナノメータサイズの液 微粒子をより多量に生成することのできる 電霧化装置およびそれを備えた加熱送風装 を得ることができる。