JP4645121B2 - Electrostatic atomizer - Google Patents
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Description
本発明は、液体に静電気を印加することにより微細化されたミストを発生する静電霧化装置に関するものである。 The present invention relates to an electrostatic atomizer that generates fine mist by applying static electricity to a liquid.
従来から、ミストを発生させる霧化装置としては、特許文献1に示されるような静電霧化装置がある。これは霧化させる液体である水を貯蔵するための貯蔵部である水タンクと、この水タンク内の水を毛細管現象で吸い上げて先端の針状の霧化部に導く吸水体と、吸水体の針状の霧化部に対向する対向電極と、水タンク内の水に印加電極を介して電圧を印加する高圧発生回路とからなり、対向電極との間の放電箇所となる吸水体の針状の霧化部に存在する水にレイリー分裂を起こさせて霧化することでミストを発生するものである。
Conventionally, as an atomizer that generates mist, there is an electrostatic atomizer as disclosed in
また、上記の特許文献1では液体を霧化部に搬送するための搬送体としては吸水体のような毛細構造体が用いられているが、この搬送体としてセラミック多孔体で構成するものも提供されている。
ところで、搬送体1′としてセラミック多孔質体にて図23に示すような円柱状に成形したものが用いられた場合、このセラミック多孔質体中で生じる毛細管現象によって霧化させる液体を一端側から他端側へと搬送するようになっている。図24はセラミック多孔質体の断面図であり、1a′はセラミック粒子、1b′は毛細管現象で液体が通過する毛細管である。しかしセラミック粒子1a′で形成されるセラミック多孔質体中の毛細管1b′は蛇行流路となるので管路損失が大きく、また毛細管1b′が搬送体1′の一端側から他端側まで連続して形成されていない場合も考えられることから、貯蔵部内の液体を搬送体の霧化部にまで搬送するにはある程度の時間が必要となる。従って、例えば、使用の度に貯蔵部に新たに液体を供給する必要がある場合等にはミストが発生するまで時間がかかり、使用者にとっては使い勝手に難があるものとなっていた。
By the way, when a carrier porous body 1 'formed of a ceramic porous body in a cylindrical shape as shown in FIG. 23 is used, the liquid to be atomized by the capillary phenomenon generated in the ceramic porous body from one end side. It conveys to the other end side. FIG. 24 is a cross-sectional view of a ceramic porous body. 1a ′ is a ceramic particle, and 1b ′ is a capillary through which a liquid passes by capillary action. However, the capillary 1b 'in the ceramic porous body formed of the
また針状の霧化部が搬送体1′と同じ毛細構造体で構成されるものであると、液体が毛細構造体の穴径と同じ形、大きさのみで針状の霧化部に存在するため、多量の液体を針状霧化部に供給することが困難であった。よってこの場合も同様に、できるだけ針状の霧化部に多量の液体を搬送して供給することが必要とされていた。 In addition, if the needle-shaped atomizing section is composed of the same capillary structure as the carrier 1 ', the liquid exists in the needle-shaped atomizing section only in the same shape and size as the hole diameter of the capillary structure. For this reason, it has been difficult to supply a large amount of liquid to the needle-like atomization section. Therefore, in this case as well, it has been necessary to transport and supply a large amount of liquid to the needle-shaped atomization unit as much as possible.
本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、搬送体中において霧化させる液体を素早く搬送することにより、霧化部への液体の供給を早めると共に、液体の供給量も増加させることで、使用の度に貯蔵部に新たに霧化する液体を供給する必要のある場合であっても、素早くミストを発生させることが可能な静電霧化装置を提供することを課題とするものである。 The present invention has been invented in view of the above-described conventional problems, and by rapidly transporting the liquid to be atomized in the transport body, the liquid supply to the atomizing unit is accelerated and the amount of liquid supplied In addition, the electrostatic atomizer capable of generating mist quickly even when it is necessary to supply the liquid to be newly atomized to the storage unit every time it is used. It is to be an issue.
上記課題を解決するために本発明の請求項1の静電霧化装置は、霧化するための液体を供給する給液手段と、前記液体に電圧を印加する印加電極と、長手方向の一端側となる基端側が前記給液手段に存在する液体に接触すると共に長手方向の他端側に形成された先細となる先端部の先端に霧化部を有して前記液体を前記給液手段から前記霧化部に搬送する搬送体と、この搬送体の霧化部に対向した対向電極とを備え、前記搬送体が前記給液手段から吸い上げた液体を前記搬送体の霧化部で静電霧化する静電霧化装置であって、前記搬送体はこの搬送体の長手方向と略平行な平坦面を持つ棒状材を平坦面同士が隙間を介して対向するように並設することで形成され、この平坦面間の隙間を前記搬送体の基端から先端にまで通じさせると共に前記搬送体の長手方向における両側と前記搬送体の長手方向と直交する方向に開口させ、この隙間を前記液体の搬送流路としたことを特徴とする。このような構成によれば、搬送流路となる隙間は搬送体の一端から他端まで通じており、この隙間に沿って液体が毛細管現象により上昇するので、従来のものより素早く先端の霧化部に到達すると共に搬送される液体の量も増加する。よって霧化する液体を給液手段に入れた後にも比較的早い時間で霧化することが可能になる。
The electrostatic atomizer of
また本発明の請求項2の静電霧化装置は、霧化するための液体を供給する給液手段と、前記液体に電圧を印加する印加電極と、前記液体に接触していると共に先端に霧化部を備えて前記液体を前記給液手段から前記霧化部に搬送する搬送体と、この搬送体の霧化部に対向した対向電極とを備え、前記搬送体が前記給液手段から吸い上げた液体を前記搬送体の霧化部で静電霧化する静電霧化装置であって、前記搬送体はこの搬送体の長手方向と略平行な平坦面を持つ棒状材を前記平坦面同士が隙間を介して対向するように並設することで形成されて前記平坦面間の隙間を前記液体の搬送流路とし、前記搬送体の液体を搬送する方向と直交する方向の断面において、前記平坦面を前記平坦面間の隙間を前記断面の中心に向かう程狭くなるように傾斜させたことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided an electrostatic atomizer comprising: a liquid supply means for supplying a liquid for atomization; an application electrode for applying a voltage to the liquid; An atomizing section, a transport body for transporting the liquid from the liquid supply means to the atomization section, and a counter electrode facing the atomization section of the transport body, the transport body from the liquid supply means An electrostatic atomization device that electrostatically atomizes the sucked-up liquid at an atomization section of the transport body, wherein the transport body is a rod-shaped member having a flat surface substantially parallel to the longitudinal direction of the transport body. In a cross-section in a direction orthogonal to the direction of transporting the liquid of the transport body , the gap between the flat surfaces is formed by arranging them side by side so as to face each other with a gap therebetween as the liquid transport channel . tilting the flat surface as the gap between the flat surface becomes narrower as towards the center of the cross section Characterized in that is.
また本発明の請求項3の静電霧化装置は、霧化するための液体を供給する給液手段と、前記液体に電圧を印加する印加電極と、前記液体に接触していると共に先端に霧化部を備えて前記液体を前記給液手段から前記霧化部に搬送する搬送体と、この搬送体の霧化部に対向した対向電極とを備え、前記搬送体が前記給液手段から吸い上げた液体を前記搬送体の霧化部で静電霧化する静電霧化装置であって、前記搬送体はこの搬送体の長手方向と略平行な平坦面を持つ棒状材を前記平坦面同士が隙間を介して対向するように並設することで形成されて前記平坦面間の隙間を前記液体の搬送流路とし、前記搬送体の液体を搬送する方向と平行な方向の断面において、前記平坦面を前記平坦面間の隙間が前記先端の霧化部に向かう程狭くなるように傾斜させたことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided an electrostatic atomizer comprising: a liquid supply means for supplying a liquid for atomization; an application electrode for applying a voltage to the liquid; An atomizing section, a transport body for transporting the liquid from the liquid supply means to the atomization section, and a counter electrode facing the atomization section of the transport body, the transport body from the liquid supply means An electrostatic atomization device that electrostatically atomizes the sucked-up liquid at an atomization section of the transport body, wherein the transport body is a rod-shaped member having a flat surface substantially parallel to the longitudinal direction of the transport body. In a cross-section in a direction parallel to the direction of transporting the liquid of the transport body , the gap between the flat surfaces is formed by arranging them side by side so as to face each other with a gap therebetween as the liquid transport channel . tilting said flat surface so that a gap between the flat surface becomes narrower as towards the atomizing part of the tip Characterized in that is.
また本発明の請求項4の静電霧化装置は、霧化するための液体を供給する給液手段と、前記液体に電圧を印加する印加電極と、前記液体に接触していると共に先端に霧化部を備えて前記液体を前記給液手段から前記霧化部に搬送する搬送体と、この搬送体の霧化部に対向した対向電極とを備え、前記搬送体が前記給液手段から吸い上げた液体を前記搬送体の霧化部で静電霧化する静電霧化装置であって、前記搬送体はこの搬送体の長手方向と略平行な平坦面を持つ棒状材を前記平坦面同士が隙間を介して対向するように並設することで形成されて前記平坦面間の隙間を前記液体の搬送流路とし、前記複数並設した棒状材をこれら複数の棒状材の先端を結ぶ包絡線が中央付近の棒状材の先端が最も凸の曲線になるように配置したことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an electrostatic atomizer comprising: a liquid supply means for supplying a liquid for atomization; an application electrode for applying a voltage to the liquid; An atomizing section, a transport body for transporting the liquid from the liquid supply means to the atomization section, and a counter electrode facing the atomization section of the transport body, the transport body from the liquid supply means An electrostatic atomization device that electrostatically atomizes the sucked-up liquid at an atomization section of the transport body, wherein the transport body is a rod-shaped member having a flat surface substantially parallel to the longitudinal direction of the transport body. The gaps between the flat surfaces are formed so as to be opposed to each other with a gap between them, and the liquid transport channel is used as the liquid transport channel, and the plurality of rod- like members arranged in parallel are connected to the tips of the plurality of rod-like members. be characterized in that the envelope is arranged such that the most convex curve the tip of the rod-shaped member in the vicinity of the center .
また本発明の請求項5の静電霧化装置は、霧化するための液体を供給する給液手段と、前記液体に電圧を印加する印加電極と、前記液体に接触していると共に先端に霧化部を備えて前記液体を前記給液手段から前記霧化部に搬送する搬送体と、この搬送体の霧化部に対向した対向電極とを備え、前記搬送体が前記給液手段から吸い上げた液体を前記搬送体の霧化部で静電霧化する静電霧化装置であって、前記搬送体はこの搬送体の長手方向と略平行な平坦面を持つ棒状材を前記平坦面同士が隙間を介して対向するように並設することで形成されて前記平坦面間の隙間を前記液体の搬送流路とし、前記複数並設した棒状材をこれら複数の棒状材の先端を結ぶ包絡線が中央付近の棒状材の先端が最も凸の曲線になるように配置しながら、中央付近における中心に窪みができるようにしたことを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an electrostatic atomizer comprising: a liquid supply means for supplying a liquid for atomization; an application electrode for applying a voltage to the liquid; An atomizing section, a transport body for transporting the liquid from the liquid supply means to the atomization section, and a counter electrode facing the atomization section of the transport body, the transport body from the liquid supply means An electrostatic atomization device that electrostatically atomizes the sucked-up liquid at an atomization section of the transport body, wherein the transport body is a rod-shaped member having a flat surface substantially parallel to the longitudinal direction of the transport body. The gaps between the flat surfaces are formed so as to be opposed to each other with a gap between them, and the liquid transport channel is used as the liquid transport channel, and the plurality of rod- like members arranged in parallel are connected to the tips of the plurality of rod-like members. while the envelope is arranged such that the most convex curve the tip of the rod-shaped member in the vicinity of the center, near the center Characterized in that to allow a depression in the center of definitive.
また本発明の請求項6の静電霧化装置は、霧化するための液体を供給する給液手段と、前記液体に電圧を印加する印加電極と、前記液体に接触していると共に先端に霧化部を備えて前記液体を前記給液手段から前記霧化部に搬送する搬送体と、この搬送体の霧化部に対向した対向電極とを備え、前記搬送体が前記給液手段から吸い上げた液体を前記搬送体の霧化部で静電霧化する静電霧化装置であって、前記搬送体はこの搬送体の長手方向と略平行な平坦面を持つ棒状材を前記平坦面同士が隙間を介して対向するように並設することで形成されて前記平坦面間の隙間を前記液体の搬送流路とし、この搬送流路を複数有し、隣り合う前記搬送流路から液体が流れ込むような流路を有することを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an electrostatic atomizer comprising: a liquid supply means for supplying a liquid for atomization; an application electrode for applying a voltage to the liquid; An atomizing section, a transport body for transporting the liquid from the liquid supply means to the atomization section, and a counter electrode facing the atomization section of the transport body, the transport body from the liquid supply means An electrostatic atomization device that electrostatically atomizes the sucked-up liquid at an atomization section of the transport body, wherein the transport body is a rod-shaped member having a flat surface substantially parallel to the longitudinal direction of the transport body. each other and the transport passage of the liquid the gap between the flat surface is formed by juxtaposed to face each other with a gap, a plurality of the conveyance passage, the liquid from the conveying passage adjacent It has the flow path which flows in .
また本発明の請求項7の静電霧化装置は、霧化するための液体を供給する給液手段と、前記液体に電圧を印加する印加電極と、前記液体に接触していると共に先端に霧化部を備えて前記液体を前記給液手段から前記霧化部に搬送する搬送体と、この搬送体の霧化部に対向した対向電極とを備え、前記搬送体が前記給液手段から吸い上げた液体を前記搬送体の霧化部で静電霧化する静電霧化装置であって、前記搬送体はこの搬送体の長手方向と略平行な平坦面を持つ棒状材を前記平坦面同士が隙間を介して対向するように並設することで形成されて前記平坦面間の隙間を前記液体の搬送流路とし、前記平坦面が対向するように並設された棒状材が、互いに離れる方向に働く力を有しており、この棒状材が離れる方向に広がらないように棒状材を外から支える支持体によって前記並設された棒状材間の距離を一定に保つようにしたことを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an electrostatic atomizer comprising: a liquid supply means for supplying a liquid for atomization; an application electrode for applying a voltage to the liquid; An atomizing section, a transport body for transporting the liquid from the liquid supply means to the atomization section, and a counter electrode facing the atomization section of the transport body, the transport body from the liquid supply means An electrostatic atomization device that electrostatically atomizes the sucked-up liquid at an atomization section of the transport body, wherein the transport body is a rod-shaped member having a flat surface substantially parallel to the longitudinal direction of the transport body. Bars formed in parallel so that they are opposed to each other through a gap, and the gap between the flat surfaces is used as the liquid transport flow path, and the rod-shaped members arranged in parallel so that the flat surfaces are opposed to each other, It has a force that works in the direction of leaving, and the rod is not to spread in the direction of leaving. The support for supporting the is characterized in that to keep a constant distance between the bar-shaped member that is said juxtaposed.
請求項2乃至7の構成によれば、搬送流路となる隙間は搬送体の一端から他端まで通じており、この隙間に沿って液体が毛細管現象により上昇するので、従来のものより素早く先端の霧化部に到達すると共に搬送される液体の量も増加する。よって霧化する液体を給液手段に入れた後にも比較的早い時間で霧化することが可能になる。According to the configuration of the second to seventh aspects, the gap serving as the conveyance channel communicates from one end to the other end of the conveyance body, and the liquid rises by capillary action along the gap, so that the tip is quicker than the conventional one. The amount of liquid that is transported increases as it reaches the atomization section. Therefore, it is possible to atomize the liquid to be atomized in a relatively early time even after the liquid to be atomized is put into the liquid supply means.
加えて、請求項2、3では、霧化部への未達距離(到達しない距離)が短くなり、霧化部への液体の供給が容易になる。請求項4では、対向電極との間に高電圧を印加したとき静電気により液体が引き上げられて複数の搬送通路から中央の霧化部に集まるように液体が供給され、霧化部に液体がスムーズに供給される。請求項5では、対向電極との間に高電圧を印加したとき静電気により液体が引き上げられて複数の搬送通路から中央の霧化部に集まるように液体が供給され、しかも霧化部の窪みにこの窪みのサイズで液滴が溜まり、一層霧化部に液体がスムーズに供給される。請求項6では、複数の搬送流路から中央の搬送流路に液体が集まるように流れ、中央の霧化部に液体をスムーズに供給できると共に液体の供給量を増やすことができる。請求項7では、搬送流路の寸法精度のばらつきの少ない搬送体を形成できる。In addition, in
また本発明の請求項8の静電霧化装置は、請求項1乃至3のいずれか1項において、前記搬送体の先端の霧化部に液体が溜まる凹部を設けると共にこの凹部と前記搬送体の隙間とを連通させたことを特徴とする。この場合、対向電極との間に高電圧を印加したとき静電気により引き上げられて霧化部の凹部にこの凹部のサイズで液滴が溜まり、霧化部に液体がスムーズに供給される。 An electrostatic atomizing apparatus according to an eighth aspect of the present invention is the electrostatic atomizing device according to any one of the first to third aspects, wherein a concave portion in which liquid is accumulated is provided in an atomizing portion at a tip of the conveying body, and the concave portion and the conveying body. It is characterized by communicating with the gap. In this case, when a high voltage is applied between the counter electrode and the counter electrode, the liquid is pulled up by static electricity, and droplets are accumulated in the concave portion of the atomizing portion in the size of the concave portion, so that the liquid is smoothly supplied to the atomizing portion.
また本発明の請求項9の静電霧化装置は、請求項4において、前記棒状材は導電体であって、搬送方向の少なくとも先端の霧化部の表面を絶縁物にすることを特徴とする。この場合、霧化部で液体から放電が生じてスムーズに霧化できる。 The electrostatic atomizer according to
本発明は、叙述の如く搬送流路となる隙間は搬送体の一端から他端まで通じており、この隙間に沿って液体が毛細管現象により上昇するので、従来のものより素早く先端の霧化部に到達すると共に搬送される液体の量も増加するという効果あり、よって霧化する液体を給液手段に入れた後にも比較的早い時間で霧化することが可能になるものである。 In the present invention, as described above, the gap serving as the conveyance channel passes from one end of the conveyance body to the other end, and the liquid rises by capillary action along the gap, so that the atomizing portion at the tip is quicker than the conventional one. As a result, the amount of the liquid to be conveyed increases and the amount of the liquid to be transported increases, so that it is possible to atomize the liquid to be atomized in a relatively early time even after the liquid to be atomized is placed in the liquid supply means.
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。先ず、本発明の第1の実施の形態の例を図1乃至図4により説明する。図1は静電霧化装置の全体の構造を示すものであり、下部に設けた給液手段としての液溜め部2と、円筒状で且つ周面に通気孔3が開口する筐体部4と、この筐体部4の上部に配設された対向電極5と、筐体部4の下部に嵌め込まれて液体Lに対する電圧印加を担う印加電極6と、この印加電極6に保持されている複数本の搬送体1とで構成されている。液溜め部2には静電霧化するための液体Lが供給してある。搬送体1は液溜め部2の液体Lに接触させてあり、後述するように対向する平坦面9間の隙間12の搬送流路を介して毛細管現象で搬送体1の先端の霧化部7に液体を供給するようになっている。また印加電極6と対向電極5との間には電圧印加部8から高電圧を印加できるようになっている。そして電圧印加部8から電圧を印加することにより搬送体1の先端の霧化部7と対向電極5との間で放電させて霧化部7に存在する液体Lにレイリー分裂をおこさせて液体Lを静電霧化し、液体Lのミストを発生させるようになっている。
Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the accompanying drawings. First, an example of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows the overall structure of an electrostatic atomizer, which includes a
上記対向電極5と印加電極6との間に高電圧を印加する電圧印加部8は、電界強度が500V/mm以上を与えられるものが好ましい。また給液手段としての液溜め部2への液体Lの補給手段としては、例えば、直接液溜め部2に注入する方法、給液作用を持ったフェルトのようなものを介して流入させる方法、大気中の水分を冷却させることにより結露させた結露水を流入させる方法などがある。また使用する液体Lは、水道水、地下水、電解水、pH調整水といった水や、ミネラルウォーター、ビタミンC・アミノ酸等の有用成分、アロマオイル・芳香剤・消臭剤等が入った液体等が想定される。
The
また対向電極5と印加電極6とは、共にカーボンのような導電材を混入した合成樹脂やステンレス鋼のような金属で形成されることで導電性を有しているのである。搬送体1の材質は、中密体であれば、導電体の金属でも、セラミックやガラスなどの電気の流しにくいものでもよい。例えば、金属で、ステンレス鋼のように耐食性や耐磨耗性や耐薬品性に優れたものや、チタンに白金をコーティングしたものがある。
The
また搬送体1の先端の霧化部7は、対向電極5との間で放電させるために図に示すように鋭角に尖っており、例えばその角度は30〜45°である。もし、放電を集中させた場合は、先端の径は細い方がよい。そして、この搬送体1は複数本、図示例では6本の搬送体1が印加電極6に取り付けられており、上部が印加電極6よりも上方に突出し、下部は下方に突出して液溜め部2内の液体Lと接触している。
Moreover, in order to discharge between the opposing
ところで、図24に従来例である搬送体1′を多孔質セラミックで形成したときの断面図を示し、セラミック粒子1a′の粒径は2〜500μm、毛細管1b′となる管径は1〜250μmが強度及び液搬送性の観点から望ましいとされている。しかし多孔質セラミックはセラミック粒子1a′と毛細管1b′とがひしめき合って構成されているために搬送体1′の流路としての孔は搬送体1′の先端と反対の基端側から先端まで通じている保障はなく、通じているとしてもこの流路の管路抵抗は大きくて液体Lが搬送体1′の先端まで到達するのに時間を要するという問題がある。
FIG. 24 shows a cross-sectional view when the
そこで本発明では搬送体1は、図2乃至図4に示すように搬送体1の長手方向と略平行な平坦面9を持つ棒状材11を平坦面9が隙間12を介して対向するように並設させることにより作られている。つまり搬送体1は略円柱状で先端部が尖るように円錐状に形成されているが、この搬送体1を搬送体1の長手方向と平行な中心線を通る面で複数に分割した形状の棒状材11を複数本並設させ、この棒状材11の平坦面9同士を隙間12を介して対向させ、この隙間12を搬送流路としてある。このようにすることにより、隙間12は搬送体1の基端から先端まで通じており、この隙間12に沿って液体Lが毛細管現象により上昇するので、従来のものより早く液体Lが搬送体1の先端部に到達すると共に搬送される液体Lの量も増加する。よって霧化する液体Lを液溜め部2に入れた後にも比較的早い時間で霧化することが可能である。また隙間12の調整で先端到達時間をコントロールすることができる。
Therefore, in the present invention, the
ここで、搬送体1の先端が上を向く鉛直方向を向けたとき、平坦面9と平坦面9との間の隙間12が例えば0.01〜0.2mmであると、10〜30mmの搬送体1の高さであれば、液体Lが水の場合、数秒〜数十秒で先端部に到達する。水以外の液体の場合も、毛細管現象の基本式に従って、その粘性により吸い上げスピードが変わるが、隙間12の調整で先端への到達時間をコントロールすることができる。
Here, when the vertical direction in which the front end of the
なお、手に持って使用するハンディ型の電気機器においては、静電霧化装置が360°、どのような向きに使われることもありうるので、重力の働く向きが一定でない。そこで、搬送体1が先端が上を向く鉛直方向若しくは先端が下を向く鉛直方向以外の向きに使われたとき(すなわち、横か斜めか)に重力の影響を受けないように隙間12が360°を等分に複数(3個以上)に分割するものが好ましい。例えば、図3に示すように隙間12と隙間12との間の角度が120°で3分割のものや、図4に示すように隙間12と隙間12の角度が90°で4分割のものがあるが、これらに限定されるものでない(何分割でも構わない)。またこのようにすると、重力の影響を受けないようにできるだけでなく、先端部への液体Lの供給量も増やすことができる。
In a hand-held type electric device that is used by hand, the electrostatic atomizing device can be used in any direction at 360 °, so the direction in which gravity acts is not constant. Therefore, when the
次に本発明の他の実施の例について図5や図6により説明する。本例では搬送体1の先端の霧化部7に、液体の搬送方向に対して垂直な断面における中心部において凹部13を設けてあり、隙間12を凹部13に連通させてある。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this example, the atomizing
ここで搬送体1の高さが10〜30mmで、搬送体1の先端部の尖っている部分以外の外形の直径が2〜8mmで、搬送体1の先端の直径が0.2〜0.5mmで、平坦面9と平坦面9との間の隙間12が0.01〜0.2mmであり、先端が上になるように搬送体1を鉛直方向に向けたとき、液体Lは図6(a)に示すように搬送体1の先端部の凹部13の最下面の少し下までは数秒〜数十秒で吸い上がる。しかし、搬送体1の隙間12を毛細管現象で上がってきた液体Lは図6(a)に示すように搬送体1の先端まで上がらない。そこで、例えば、凹部13の深さ0.01〜0.1mm、凹部13の直径0.1〜0.4mmとすることで、対向電極5との間に高電圧を500V/mm以上印加すると、図6(b)に示すように矢印aのような静電気力により凹部13の底面より上部まで液体Lが引き上げられ、先端部にある凹部13に液滴が溜まり、さらに強い高電圧を印加したとき図6(c)の矢印bのように霧化が始まる。またもしも搬送体1が導電体である場合、対向電極5に近いところに集中放電を起こさないようにするために図に示すように断面が円弧状になっていることが望ましい。
Here, the height of the
このように本例では、対向電極5との間に高電圧を印加すると、静電気力により凹部13の底面より上部まで引き上げられ、先端部にある凹部13のサイズで液滴が溜まる。これにより霧化部7にスムーズに液体Lが供給される。このとき凹部13の径、深さにより先端部に溜まる液滴をコントロールできる。そしてさらに高電圧を印加したとき霧化が始まってスムーズに静電霧化される。
As described above, in this example, when a high voltage is applied between the
次に本発明の他の実施の形態の例について図7により説明する。本例の場合、搬送体1の液体Lの搬送方向に対して垂直な断面において、この断面の中心に向かう程隙間12が小さくなるように傾斜させている。例えば搬送体1の一番外周の隙間12は0.1〜0.2mm、中心に行く程狭くなって、中心付近の隙間12は0.1〜0.01mmである。毛細管現象は隙間12が大きい程吸い上げ高さ、吸い上げスピードは速くなるが未達距離(到達しない距離)が長くなるので、霧化の起こる中心部はできるだけ隙間12を狭くすることで、未達距離が短くなり、霧化部7への液体の供給が容易になる。また搬送体1が導電体の場合、対向電極5と近いところに集中放電を起こさないようにするため図に示すように断面が円弧状になっていることが望ましい。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the case of this example, in the cross section perpendicular to the transport direction of the liquid L of the
次に本発明の他の実施の形態の例について図8により説明する。本例の場合、搬送体1の搬送方向と平行な断面において、先端の霧化部7に向かう程隙間12が狭くなるように傾斜させている。例えば、搬送体1の基端の隙間12は0.1〜0.2mm、先端に向かう程狭くなって、先端付近の隙間12が0.1〜0.01mmである。毛細管現象は隙間12が大きい程吸い上げ高さ、吸い上げスピードは速くなるが、未達距離が長くなるので、霧化の起こる先端部ではできるだけ隙間12を狭くすることにより、未達距離が短くなり、霧化部7への液体Lの供給が容易になる。また搬送体1が導電体の場合、対向電極5に近いところに集中放電を起こさないようにするために断面が円弧状になっていることが望ましい。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the case of this example, in the cross section parallel to the conveyance direction of the
次に本発明の他の実施の形態の例について図9乃至図11により説明する。本例の場合、複数並設した棒状材11の先端を結ぶ包絡線Aは複数の棒状材11のうち中央付近の棒状材11の先端が最も凸の曲線になるように複数の棒状材11を配置した構造にしてある。
Next, examples of other embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. In the case of this example, the envelope A connecting the tips of the plurality of rod-shaped
複数の棒状材11は、例えば厚み0.05〜0.20mmのステンレス鋼の板材で図に示すように先端が尖ったような形状をしている。なお、この板材からなる棒状材11の先端角αは30〜40°である。この板材からなる棒状材11を0.01〜0.2mm程度の一定の隙間12をあけて、先端を結ぶ包絡線Aの先端角βが30〜45°になるようにずらしながら配置してある。また、棒状材11が導電体である場合は、対向電極5と対向する部分にエッジを設けることは不可である。図で符号Bに示す部分はエッジ不可な部分でエッジがないようにアールを付けてある。
The plurality of rod-shaped
複数の棒状材11間に形成される複数の隙間12は毛細管現象により夫々独立して液体Lを搬送することができ、図9(a)のように先端部まで未達な距離を持つ。それに対向電極5との間に高電圧を印加すると、図10(a)の矢印aのような静電気力により中央付近の棒状材11の隙間12の液体Lが引き上げられ、棒状材11の上面を伝い、より中央の棒状材11の方へ液体Lを供給することになる。そして、さらに強い高電圧を印加したときに中央の棒状材11の上面より図10(b)の矢印bのように霧化が始まる。なお、上記例では先端を「上」としているが、本発明ではこれに限定されるものではない。例えば先端を水平方向に向けたり、下に向けたりしてもよい。また図11に示すように中央に棒状材11がなくても棒状材11間の隙間12が中央にあれば、高電圧を印加したとき中央の隙間12内の液体Lの上面より矢印bのように霧化が始まる。上記のことによって、従来のものより液体Lが早く先端部に到達すると共に搬送される液体Lの量も増えるので霧化する液体を液溜め部2に入れた後にも比較的早い時間で霧化することが可能である。また隙間12の調整で先端到達時間をコントロールすることができる。
The plurality of
次に本発明の他の実施の形態の例について図12乃至図14により説明する。本例の場合、複数並設した棒状材11の先端を結ぶ包絡線Aは複数の棒状材11のうち中央付近の棒状材11の先端が最も凸の曲線になるように複数の棒状材11を配置した構造にしながら、中央付近の中心に窪み14ができるようにしている。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the case of this example, the envelope A connecting the tips of the plurality of rod-shaped
複数の棒状材11は、例えば厚み0.05〜0.20mmのステンレス鋼の板材で図に示すように先端が尖ったような形状をしている。なお、この板材からなる棒状材11の先端角αは30〜40°である。この板材からなる棒状材11を0.01〜0.2mm程度の一定の隙間12をあけて、先端を結ぶ包絡線Aの先端角βが30〜45°になるようにずらしながら配置するが、中央部のみ0.01〜0.1mm下げて配置して窪み14を形成してある。この場合も、棒状材11が導電体である場合は、対向電極5と対向する部分にエッジを設けることは不可である。図で符号Bに示す部分はエッジ不可な部分でエッジがないようにアールを付けてある。
The plurality of rod-shaped
複数の棒状材11間に形成される隙間12は毛細管現象により夫々独立して液体Lを搬送することができ、図12(a)のように先端部まで未達な距離を持つ。それに対向電極5との間に高電圧を印加すると、図13(a)の矢印aのような静電気力により中央付近の棒状材11の隙間12の液体Lが引き上げられ、棒状材11の上面を伝い、より中央の棒状材11の方へ液体Lを供給することになる。このとき中央部においては、静電気力により窪み14の底面より上部まで引き上げられ、中央付近における中心の窪み14に液滴が溜まる。さらに強い高電圧を印加したとき中央の棒状材11の上面より図13(b)の矢印bのように霧化が始まる。このとき、その窪み14の大きさにより先端部に溜まる液滴をコントロールできる。上記のことによって、従来のものより液体Lがより早く先端部に到達すると共に搬送される液体Lの量も増加するので、液溜め部2に液体Lを入れた後にも比較的早い時間で霧化することが可能である。また隙間12の調整で先端到達時間をコントロールすることができる。さらに中央の窪み14の大きさにより霧化される液滴のサイズもコントロールできる。また図14に示すように中央に棒状材11がなくても棒状材11間の隙間12が中央にあれば、高電圧を印加したとき中央の隙間12内の液体Lの上面より矢印bのように霧化が始まる。
The
次に本発明の他の実施の形態の例について図15により説明する。本例の場合、棒状材11は導電体であって、搬送方向の少なくとも先端の霧化部7の表面を絶縁物15としている。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the case of this example, the rod-shaped
複数の棒状材11は、例えば厚み0.05〜0.20mmのステンレス鋼の板材で図に示すように先端が尖ったような形状をしている。なお、この板材からなる棒状材11の先端角αは30〜40°である。この板材からなる棒状材11を0.01〜0.2mm程度の一定の隙間12をあけて、先端を結ぶ包絡線Aの先端角βが30〜45°になるようにずらしながら配置してある。
The plurality of rod-shaped
棒状材11が導電体のとき、高電圧を印加した場合、エッジがあると対向電極5に近い部分から放電が起きる。棒状材11のエッジが除去できない場合、対向電極5に一番近いエリア(図中の電界空間)の棒状材11をすべて絶縁化処理することで、エッジがあってもそこに集中放電することなく、電界空間内の導電物である液体Lから放電が生じ、霧化することができる。このようにすることにより、液体Lから直接放電させることにより、安定した霧化が可能となる。
When the rod-shaped
次に本発明の他の実施の形態の例について図16、図17により説明する。本例の場合、複数の棒状材11間に隙間12による複数の搬送流路を有し、隣り合う搬送流路から液体Lが流れ込むように流路を有する。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the case of this example, it has a some conveyance path by the
複数の棒状材11は、例えば厚み0.05〜0.20mmのステンレス鋼の板材で図に示すように先端が尖ったような形状をしている。なお、この板材からなる棒状材11の先端角αは30〜40°である。この板材からなる棒状材11を0.01〜0.2mm程度の一定の隙間12をあけて、先端を結ぶ包絡線Aの先端角βが30〜45°になるようにずらしながら配置してある。この場合も、棒状材11が導電体である場合は、対向電極5と対向する部分にエッジを設けることは不可である。そして隙間12からなる搬送流路を連通させるように棒状材11に穴22を穿孔してあり、この穴22により隣り合う搬送流路を連通させてある。
The plurality of rod-shaped
対向電極5との間に高電圧を印加すると、図17(a)の矢印aのような静電気力により中央付近の棒状材11の隙間12の液体Lが引き上げられ、さらに強い高電圧を印加したとき図17(b)の矢印bのように霧化が始まる。このとき、通常は搬送流路としての隙間12を毛細管現象で上がってきた液体Lは、搬送体1の先端の霧化部7で中央付近における中心の液体Lより霧化しており、霧化により失われた液体Lを補給するための中央付近における中心の搬送流路より毛細管現象で引き上がってくるが、隣り合う搬送流路より液体Lが矢印cのように流れ込むように流路として穴22を設けることにより、中央付近における中心部の液体供給量を増やし、霧化しても次に霧化する液体Lが供給されることで、効率よく霧化させることができる。この場合、もし中央に棒状材11がなくても棒状材11間の隙間12が中央にあれば、高電圧を印加したとき中央の隙間12内の液体Lの上面より霧化が始まる。
When a high voltage is applied to the
次に複数の板材からなる棒状材11を隙間12を介して並設して搬送体1を組み立てるとき、複数の棒状材11を一体に結合する仕方について図18、図19により説明する。これは図9乃至図17に示す例で適用されるものであるが、図16、図17の例により図示してある。
Next, when assembling the
図18の例では串刺し式で結合してある。この場合、複数の棒状材11間の隙間12を確保するためのスペーサ16を介装してあり、このスペーサ16を介装した部分で複数の棒状材11に亙るように串部材17を貫通させたり、串部材17の両端をかしめて固定してある。上記スペーサ16や串部材17は金属でも樹脂でもよい。
In the example of FIG. 18, they are coupled in a skewered manner. In this case, a
図19の例では囲い枠式で結合してある。この場合も、複数の棒状材11間の隙間12を確保するためのスペーサ16を介装してあり、この状態で筒状の枠体18を外に被嵌するように装着してある。上記スペーサ16は隙間さえ開けられれば何でもよく、金属、樹脂等で形成されている。また枠体18は金属でも樹脂でもよく、金属の場合溶接で接合でき、樹脂の場合接着で接合できる。また枠体18の内寸法を小さめにして圧入により固定することもできる。
In the example of FIG. 19, they are connected by a frame type. Also in this case, a
次に本発明の実施の形態の他の例について図20乃至図22により説明する。本例は平坦面9が対向するように並設された棒状材11が、互いに離れる方向に力を有しており、この棒状材11が広がらないように棒状材11を外から支える支持体によって並設された棒状材11間の距離を一定に保つようにしたものである。
Next, another example of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this example, the rod-shaped
図20に静電霧化装置の搬送体1を示す。この搬送体1はU型部材19と支持体である外枠20とで構成されている。U型部材19は断面が長方形状の型材をU字状に曲成してあり、一対の棒状材11の平坦面9が対向するように設けられている。そして図20(a)の矢印d方向すなわち外側に広がろとする力を持っており、外枠20内で圧接保持されている。つまり、U型部材19を外枠20から外した状態においては図21に示したような先端が広がった形状となる。言い替えればU型部材19と外枠20との圧接保持はU型部材19の所謂U字バネの作用にて保持されている。外枠20は図22に示すように円形の外形であり、且つ長方形の貫通穴21があいている。この長方形の貫通穴21の寸法とU型部材19の寸法関係は以下の通りである。
寸法E≧寸法e
寸法F=寸法f×2+寸法t
すなわち、U型部材19の幅寸法eが入るためには長方形の貫通穴21の幅寸法Eは寸法eよりも大きければよいが、長方形の貫通穴21の寸法Fは棒状材11の厚み分の寸法である寸法f×2と毛細管現象により霧化させる液体Lが搬送されるのに適した隙間の寸法tの合計と同じに設定する。この隙間の寸法tについては静電霧化装置全体の構成から最適値を決定するものである。霧化される液体Lに水を選定した場合、隙間の寸法tは0.05mmから0.2mm程度に設定するのが良いとされているが、先の実施の形態の例でも述べたように必ずしも先端から基端まで同一にする必要はない。いずれにしても隙間は極めて微小であり、棒状材11の長手方向全長に亙って狙いの隙間を確保して棒状材11を並設させることには高い加工精度を要する。本例のようにU型部材19と外枠20を圧接保持する場合はU型部材19の厚み寸法と外枠20の角穴加工精度によって隙間の寸法tは決まるので、比較的隙間の寸法tのばらつきは少なくできる。
FIG. 20 shows the
Dimension E ≧ Dimension e
Dimension F = Dimension f × 2 + Dimension t
That is, in order for the width dimension e of the
なお、当然、U型部材19と外枠20とが圧接保持されるためには、U型部材19を外枠20から外した状態においての図21に示した先端寸法wは寸法Fよりも大きくしなければならず、且つU型部材19がU字バネの特性を示すように設計する必要がある。このとき、U型部材19の材質はバネ性に優れたものが望ましく、ステンレス鋼や銅合金が一般的である。また外枠20についてもU型部材19のバネ力に耐える必要があるので、ある程度の剛性などの機械強度性能が必要になる。この場合、金属材料が機械強度的に最も有利である。またU型部材19と外枠20の両方を金属材料で構成する場合は、次のことを考慮する必要がある。つまり、静電霧化装置では、U型部材19と外枠20とは高電圧をかけるものであり、また霧化するための水などの液体Lに浸かるため、U型部材19と外枠20との異種金属接触腐食を考慮する必要がある。最も簡便な対処法はU型部材19と外枠20とに同じ金属材料を使用することである。
Of course, in order for the
1 搬送体
2 液溜め部
5 対向電極
6 印加電極
7 霧化部
8 電圧印加部
9 平坦面
11 棒状材
12 隙間
13 凹部
14 窪み
A 包絡線
L 液体
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