JP2011067738A - Discharge device, and electrostatic atomizer equipped therewith - Google Patents
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Abstract
【課題】小型化を図ることができ、かつ、放電生成物を効率良く安定して発生させることができる放電装置及び静電霧化装置を提供する。
【解決手段】放電生成物を発生させる放電装置2は、放電生成物を拡散させる方向に向かうにつれて細くなる形状を有する放電電極31と、放電電極31に対向する対向電極32と、電極31,32間に電圧を印加させるために電力を供給する電力供給部21と、電力供給部21から供給される電圧を振動により昇圧させる圧電振動子4とを備えている。圧電振動子4は、電力供給部21から電力が入力される入力側電極42a,42bと、入力側電極42a,42bに印加された電圧に応じて振動する圧電体41と、入力側電極42a,42bに入力された電力に比し大きい電力を出力する出力側電極43とを備えている。そして、対向電極32が出力側電極43に接続されて、電極31,32間に圧電振動子4により昇圧された電圧が印加される。
【選択図】図1Disclosed is a discharge device and an electrostatic atomization device that can be reduced in size and can generate discharge products efficiently and stably.
A discharge device that generates a discharge product includes a discharge electrode having a shape that becomes narrower in a direction in which the discharge product is diffused, a counter electrode that faces the discharge electrode, and electrodes. A power supply unit 21 that supplies power to apply a voltage therebetween and a piezoelectric vibrator 4 that boosts the voltage supplied from the power supply unit 21 by vibration are provided. The piezoelectric vibrator 4 includes input-side electrodes 42a and 42b to which electric power is input from the power supply unit 21, a piezoelectric body 41 that vibrates in accordance with a voltage applied to the input-side electrodes 42a and 42b, and input-side electrodes 42a and 42a. And an output-side electrode 43 that outputs electric power larger than the electric power input to 42b. The counter electrode 32 is connected to the output side electrode 43, and a voltage boosted by the piezoelectric vibrator 4 is applied between the electrodes 31 and 32.
[Selection] Figure 1
Description
本願発明は、電極間に放電を発生させることにより放電生成物を生成する放電装置及びこれを備えた静電霧化装置に関するものである。 The present invention relates to a discharge device that generates a discharge product by generating a discharge between electrodes, and an electrostatic atomizer provided with the discharge device.
放電装置を備えた静電霧化装置として、水を静電霧化させてナノメータサイズの帯電微粒子を含有する帯電微粒子ミストを発生させる装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。帯電微粒子ミストは、健康や美容効果が高いとして注目されているものである。 As an electrostatic atomizer provided with a discharge device, there is known an apparatus that electrostatically atomizes water to generate charged fine particle mist containing nanometer-sized charged fine particles (for example, see Patent Document 1). Charged fine particle mist is attracting attention because of its high health and beauty effects.
一般的に、図15に示すように、帯電微粒子等の放電生成物を発生させるための放電装置102は、電極間においてコロナ放電を発生させることによりオゾンや帯電微粒子を発生させる放電部103と、放電部103に対して電力を供給する電力供給部121とを備えている。
In general, as shown in FIG. 15, a
放電部103は、放電生成物を拡散させる方向に向かうにつれて細くなる形状を有する放電電極131と、放電電極131に対向する対向電極132とにより構成されている。これらの電極131,132間に、電力供給部121から供給される電力を用いて電圧を印加することにより、放電装置102は放電生成物を発生させる。このような構成の放電部103において、帯電微粒子を含有する帯電微粒子ミストを発生させる場合には、放電電極131に対して水が供給される。
The discharge part 103 is comprised by the
ところで、静電霧化装置の設計都合上、従来の放電装置は電極間に数kV程度の電圧しか印加することができず、放電生成物を十分に発生させることができない場合があり、このような場合には、電圧を昇圧させるために巻線や鉄心を備える高圧トランスを用いる必要があった。 By the way, for the design convenience of the electrostatic atomizer, the conventional discharge device can only apply a voltage of about several kV between the electrodes, and may not generate the discharge product sufficiently. In such a case, it was necessary to use a high-voltage transformer having a winding and an iron core to boost the voltage.
しかしながら、巻線や鉄心を備える高圧トランスを備える放電装置は大型な装置となるため、放電装置及びこれを備えた静電霧化装置の設置に必要なスペースが大きくなるという不都合がある。即ち、小型化を図り、かつ、放電生成物を十分に発生させることができないという問題があった。 However, since a discharge device including a high voltage transformer including a winding and an iron core is a large device, there is a disadvantage that a space required for installing the discharge device and the electrostatic atomizer including the discharge device is increased. That is, there has been a problem that downsizing can be achieved and discharge products cannot be sufficiently generated.
また、電極間に高電圧を発生させるための構成としては、電圧を振動により昇圧させる圧電振動子が知られており、このような圧電振動子を用いて電極間に高電圧を印加させることも考えられるが、圧電振動子は機械振動(超音波振動)を発生させるため、この機械振動に起因して、放電生成物を安定して発生させることができないおそれがある。 As a configuration for generating a high voltage between electrodes, a piezoelectric vibrator that boosts a voltage by vibration is known, and it is also possible to apply a high voltage between electrodes using such a piezoelectric vibrator. Although it is conceivable, since the piezoelectric vibrator generates mechanical vibration (ultrasonic vibration), there is a possibility that the discharge product cannot be stably generated due to the mechanical vibration.
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型化を図ることができ、かつ、放電生成物を効率良く安定して発生させることができる放電装置及び静電霧化装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a discharge device and an electrostatic atomization capable of achieving downsizing and generating a discharge product efficiently and stably. To provide an apparatus.
請求項1に記載の発明は、電極間に電圧を印加することにより放電生成物を発生させる放電装置であって、放電生成物を拡散させる方向に向かうにつれて細くなる形状を有する放電電極と、放電電極に間隔をあけて対向する対向電極と、放電電極と対向電極との間に電圧を印加させるために電力を供給する電力供給部と、電力供給部から電力として供給される電圧を振動により昇圧させる圧電振動子とを備え、圧電振動子は、電力供給部から供給される電力が入力される入力側電極と、入力側電極に印加された電圧に応じて振動する圧電体と、圧電体の振動に応じて入力側電極に入力された電力に比し大きい電力を出力する出力側電極とを備え、対向電極が出力側電極に接続されて、放電電極と対向電極との間に圧電振動子により昇圧された電圧が印加されることを特徴とする。 The invention according to claim 1 is a discharge device that generates a discharge product by applying a voltage between the electrodes, the discharge electrode having a shape that becomes narrower toward a direction in which the discharge product is diffused, and a discharge A counter electrode that is opposed to the electrode with a gap, a power supply unit that supplies power to apply a voltage between the discharge electrode and the counter electrode, and a voltage supplied as power from the power supply unit is boosted by vibration The piezoelectric vibrator includes: an input side electrode to which power supplied from the power supply unit is input; a piezoelectric body that vibrates in accordance with a voltage applied to the input side electrode; An output side electrode that outputs electric power larger than the electric power input to the input side electrode in response to vibration, the counter electrode is connected to the output side electrode, and the piezoelectric vibrator is disposed between the discharge electrode and the counter electrode Boosted by Wherein the pressure is applied.
上記構成によれば、電力供給部から電力として供給される電圧を振動により昇圧させる圧電振動子を備えているため、電圧を昇圧させるために巻線や鉄心を要する高圧トランスを不要としながらも、電極間に高電圧を印加させることができる。よって、小型化を図ることができ、かつ、放電生成物を効率良く発生させることができる。また、放電電極に対向する対向電極が、圧電振動子の入力側電極に入力された電力に比し大きい電力を出力する圧電振動子の出力側電極に接続されて、放電電極と対向電極との間に圧電振動子により昇圧された電圧が印加される。このため、放電生成物を拡散させる方向に向かうにつれて細くなる形状を有する放電電極が圧電振動子の出力側電極に接続されている場合に比べて、圧電振動子の振動に起因する放電生成物の不安定な発生を抑制することができる。従って、本発明によれば、小型化を図ることができ、かつ、放電生成物を効率良く安定して発生させることができる。 According to the above configuration, since the piezoelectric vibrator that boosts the voltage supplied as power from the power supply unit by vibration is provided, a high-voltage transformer that requires a winding or an iron core to boost the voltage is unnecessary. A high voltage can be applied between the electrodes. Therefore, it is possible to reduce the size and to efficiently generate discharge products. Further, the counter electrode facing the discharge electrode is connected to the output side electrode of the piezoelectric vibrator that outputs power larger than the power input to the input side electrode of the piezoelectric vibrator, and the discharge electrode and the counter electrode are connected to each other. A voltage boosted by the piezoelectric vibrator is applied between them. For this reason, compared with the case where the discharge electrode having a shape that becomes narrower in the direction of diffusing the discharge product is connected to the output electrode of the piezoelectric vibrator, the discharge product caused by the vibration of the piezoelectric vibrator Unstable generation can be suppressed. Therefore, according to the present invention, it is possible to reduce the size and to generate discharge products efficiently and stably.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の放電装置であって、放電電極を複数備えていることを特徴とする。
上記構成によれば、放電装置は複数の放電電極を備えているため、1つの放電電極のみを備える場合に比し、大量の放電生成物を発生させることができる。
A second aspect of the present invention is the discharge device according to the first aspect, wherein the discharge apparatus includes a plurality of discharge electrodes.
According to the above configuration, since the discharge device includes a plurality of discharge electrodes, a large amount of discharge products can be generated as compared with a case where only one discharge electrode is provided.
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の放電装置であって、圧電振動子の出力側電極が対向電極を兼ねていることを特徴とする。
上記構成によれば、圧電振動子の出力側電極が対向電極を兼ねているため、対向電極を圧電振動子とは別体として構成する場合に比し、放電装置の部品点数を削減することができる。
The invention according to
According to the above configuration, since the output-side electrode of the piezoelectric vibrator also serves as the counter electrode, the number of parts of the discharge device can be reduced as compared with the case where the counter electrode is configured separately from the piezoelectric vibrator. it can.
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載の放電装置と、放電電極に対して液体を供給する液体供給手段とを備え、放電電極に対して供給された液体を、放電により霧化させることを特徴とする。
Invention of
上記構成によれば、請求項1〜3のいずれか一項に記載の放電装置と、放電電極に対して液体を供給する液体供給手段とを備え、放電電極に対して供給された液体を、放電により霧化させるため、帯電微粒子ミストを発生させることができる。 According to the said structure, the discharge apparatus as described in any one of Claims 1-3 and the liquid supply means which supplies a liquid with respect to a discharge electrode are provided, The liquid supplied with respect to the discharge electrode is used. Since it is atomized by electric discharge, charged fine particle mist can be generated.
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の静電霧化装置であって、液体供給手段として、放電電極を冷却することにより空気中の水分を結露させて放電電極に対して液体を供給する熱交換器を備えることを特徴とする。
Invention of
上記構成によれば、放電装置は、液体供給手段として、放電電極を冷却することにより空気中の水分を結露させて放電電極に対して液体を供給する熱交換器を備えるため、液体を貯留するタンクや、このタンクに液体を補給する手間を不要とすることができる。 According to the above configuration, the discharge device stores the liquid as the liquid supply means because it includes the heat exchanger that cools the discharge electrode to condense moisture in the air and supplies the liquid to the discharge electrode. This eliminates the need for a tank and the trouble of supplying liquid to the tank.
請求項6に記載の発明は、請求項4または5に記載の静電霧化装置であって、放電電極に対して液体を供給するか否かを切り替え可能に構成されていることを特徴とする。
上記構成によれば、放電電極に対して液体を供給するか否かを切り替え可能に構成されているため、静電霧化装置のユーザが、帯電微粒子ミストを発生させるか否かを選択することができる。
Invention of Claim 6 is an electrostatic atomizer of
According to the above configuration, since it is configured to be able to switch whether or not to supply liquid to the discharge electrode, the user of the electrostatic atomizer selects whether or not to generate charged fine particle mist. Can do.
本発明によれば、小型化を図ることができ、かつ、放電生成物を効率良く安定して発生させることができる。 According to the present invention, downsizing can be achieved, and discharge products can be generated efficiently and stably.
以下、本発明を具体化した複数の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各図は、放電生成物を発生させるためのメカニズムを説明する上で必要な構成のみを図示した模式図であり、その他の構成については図示及び説明を省略している。 Hereinafter, a plurality of embodiments embodying the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, each figure is the schematic diagram which illustrated only the structure required in order to demonstrate the mechanism for generating a discharge product, and illustration and description are abbreviate | omitted about the other structure.
(第1の実施形態)
図1に示すように、静電霧化装置1は、電力供給部21や放電部3等から構成される放電装置2と、放電部3に対して液体である水を供給する液体供給装置5と、放電装置2及び液体供給装置5を制御する制御部9とを備えている。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the electrostatic atomizer 1 includes a
放電装置2は、放電部3に対して電力を供給する電力供給部21と、電極間においてコロナ放電を発生させることによりオゾンや帯電微粒子等の放電生成物を発生させる放電部3と、コロナ放電が発生する電極間に印加される電圧を高めるための圧電振動子4とを備えている。
The
電力供給部21は、商用電源から得られる交流電圧を電力として供給する電源回路である。電力供給部21は、圧電振動子4を介して放電部3に対して交流電圧を供給するため、放電部3には、圧電振動子4によって高電圧となった交流電圧が供給される。
The
図1及び図2に示すように、放電部3は、基準電位点であるグランドに接続された放電電極31と、間隔をあけて放電電極31に対向して設けられた対向電極32とを備えている。放電電極31と対向電極32との間に高電圧が印加されることにより、電極31,32間においてコロナ放電が発生する構成となっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
放電電極31は、放電生成物を拡散させる方向(図中の矢印Aで示す方向)に向かうにつれて細くなる形状を有する電極である。本実施形態においては、放電電極31の先端は、鋭利な突状をなしており、基板(不図示)に形成されたグランド配線31a上に設けられている。
The
対向電極32は、放電電極31との間の空間において放電を発生させるための電極である。放電電極31に対する対向電極32の配置箇所により、放電生成物を拡散させる方向に指向性を与えることができる。本実施形態においては、放電生成物の拡散に与える影響を少なくするために、対向電極32は円環状に形成されている。対向電極32は、基準電位点よりも電位が高くなる圧電振動子4に接続される。
The
以上のように構成された放電部3に液体供給装置5から液体が供給されない場合、即ち、放電電極31に液体が供給されない場合には、コロナ放電時において、放電生成物であるオゾン等の活性物質が発生する。従って、静電霧化装置1は、液体を用いずに電極31,32間に電圧を印加することにより、殺菌や脱臭効果が得られる放電生成物を発生させる。
When no liquid is supplied from the
一方、放電部3に液体供給装置5から液体が供給された場合、即ち、放電電極31に液体が供給された場合には、放電時において液体が帯電して、帯電した液体にクーロン力が作用する。そして、液体は放電電極31の先端に供給され、液体の表面が、矢印Aで示す方向に尖った形状のテーラーコーンとなり、このテーラーコーンの先端部に電荷が集中する。電荷がテーラーコーンの先端部に集中して高密度になると、電荷の反発力による液体の分裂・飛散(レイリー分裂)を繰り返して静電霧化が行われる。そして、電気分解によりラジカルを有し、ナノメータサイズの帯電微粒子を含有する帯電微粒子ミストが生成される。従って、静電霧化装置1は、液体を用いて電極31,32間に電圧を印加することにより、放電生成物である帯電微粒子を発生させて、健康や美容効果が得られる帯電微粒子ミストを発生させる。
On the other hand, when a liquid is supplied to the
本実施形態においては、放電電極31に対して液体を供給するか否かを切り替え可能に静電霧化装置1が構成されている。具体的には、制御部9が電力供給部21に電力を供給させる制御を行いながら、制御部9が液体供給装置5を構成する電動ポンプ52を駆動させる制御及び当該駆動を停止させる制御ができるように構成されている。
In the present embodiment, the electrostatic atomizer 1 is configured to be able to switch whether or not to supply liquid to the
また、本実施形態においては、放電を発生させる放電部3の対向電極32に接触部材22が固定されており、接触部材22を介して圧電振動子4に対向電極32が電気的に接続される。接触部材22は、弾性を有する金属材料により形成されており、圧電振動子4において発生する機械振動が対向電極32に伝達することを接触部材22により抑制している。従って、本実施形態においては、対向電極32と圧電振動子4とは別個の支持部材により支持されている。また、機械振動の伝達をより確実に抑制するとの観点から、接触部材22と圧電振動子4との接触は点接触であることが好ましい。
In the present embodiment, the
図1及び図3に示すように、圧電振動子4は、圧電体41と、電力供給部21から供給される電力が入力される入力側電極42a,42bと、圧電体41の振動に応じて入力側電極42a,42bに入力された電力に比し大きい電力を出力する出力側電極43とを備えた圧電トランスである。本実施形態においては、板状の圧電振動子4は、平面視が長方形状となるように形成されており、圧電振動子4の厚み方向(図中の矢印Xで示す方向)と長さ方向(図中の矢印Yで示す方向)の寸法比は、入力電圧と出力電圧の略増幅比に相当する。本実施形態においては、圧電振動子4の長さ方向Yの寸法が、圧電振動子4の厚み方向Xの寸法の10〜20倍に設定されている。なお、圧電振動子4の長さ方向Yは、圧電振動子4の厚み方向Xに垂直な方向であって、本実施形態において、圧電振動子4の長さ方向Yは圧電振動子4の長手方向である。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
圧電体41は、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)系材料からなり、本実施形態においては矩形板状に形成されている。圧電体41は、入力側電極42a,42bに印加された電圧に応じて振動する。
The
入力側電極42a,42bは、圧電振動子4の長さ方向Yにおける一方の端部41a側であって、厚み方向Xにおける圧電体41の両面に設けられた電極である。即ち、圧電体41の厚み方向Xにおける一方の面に入力側電極42aが設けられ、圧電体41の厚み方向Xにおける他方の面に入力側電極42bが設けられている。入力側電極42a,42b間には、電力供給部21から供給された交流電圧が印加される。
The
出力側電極43は、圧電体41の長さ方向Yにおける他方の端部41b側であって、長さ方向Yを向く端面に設けられた電極である。出力側電極43は、上述の接触部材22を介して対向電極32に接続されており、出力側電極43に発生した高電圧が、対向電極32と放電電極31との間に印加されるように構成されている。なお、出力側電極43には、耐酸性材料からなる金めっき等のコーティングが施されており、出力側電極43における酸や高電圧、及び強い機械振動への耐久性を向上させている。
The output-
以上のようにして、圧電振動子4は、複数の方向に分極され、少なくとも1つの電極を電力供給面として有し、さらに、少なくとも1つの電極を高電圧出力面として有している。即ち、本実施形態においては、入力側電極42a,42bが圧電振動子4の電力供給面を構成するとともに、出力側電極43が圧電振動子4の高電圧出力面を構成している。
As described above, the
図1に示すように、電力供給部21に電気的に接続された入力側電極42a,42bには、圧電振動子4の長さ方向Yの寸法に対応した共振周波数の交流電圧が印加されるように構成されている。この交流電圧の印加に基づいて、圧電振動子4の長さ方向Yに強い機械振動(超音波振動)が発生し、図中の二点鎖線で示すように、圧電振動子4の長さ方向Yの寸法を半波長(λ/2)とする定在波W1が生じる。なお、定在波W1は縦波の振動であるが、便宜上、図面においては横波で図示している。この機械振動により、電力供給部21から入力側電極42a,42bに印加された電圧が昇圧され、高電圧が出力側電極43に発生する。
As shown in FIG. 1, an AC voltage having a resonance frequency corresponding to the dimension in the longitudinal direction Y of the
従って、電力供給部21が、放電電極31と対向電極32との間に電圧を印加させるために電力を供給し、圧電振動子4が、この電力供給部21から電力として供給される電圧を振動により昇圧させる構成となっている。このようにして、放電電極31と対向電極32との間に、圧電振動子4により昇圧された高電圧が印加される。
Therefore, the
また、上記のように構成された圧電振動子4は、放電装置2が備える支持部材としての保持部材23により挟まれて支持されている。本実施形態においては、圧電振動子4における定在波W1の節F1となる位置に、圧電振動子4を厚み方向Xに挟むように保持部材23が設けられている。
Further, the
液体供給装置5は、タンクホルダ(不図示)に着脱可能に設けられた液体貯溜部としてのタンク51と、液体供給路53を通してタンク51内に溜められた液体である水を放電電極31に供給する電動ポンプ52とを備えている。即ち、液体供給手段である液体供給装置5は、放電部3の放電電極31に対して水を供給する。
The
制御部9は、ユーザの操作に応じて、電力供給部21から放電部3に対して電力を供給させるように構成されているマイコン等の集積回路である。また、制御部9は、ユーザの操作に応じて、上述のごとく、電動ポンプ52を駆動させる制御及び当該駆動を停止させる制御ができるように構成されている。
The control unit 9 is an integrated circuit such as a microcomputer configured to supply power from the
本実施形態によれば、以下の作用効果を得ることができる。
(1)放電装置2は、電力供給部21から電力として供給される電圧を振動により昇圧させる圧電振動子4を備えているため、電圧を昇圧させるために巻線や鉄心を要する高圧トランスを不要としながらも、放電電極31と対向電極32の電極間に高電圧を印加させることができる。よって、小型化を図ることができ、かつ、放電生成物を効率良く発生させることができる。
According to this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) Since the
(2)放電電極31に対向する対向電極32が、圧電振動子4の入力側電極に入力された電力に比し大きい電力を出力する圧電振動子4の出力側電極43に接続されて、放電電極31と対向電極32との間に圧電振動子4により昇圧された電圧が印加される。このため、放電生成物を拡散させる方向に向かうにつれて細くなる形状を有する放電電極31が圧電振動子4の出力側電極43に接続される場合に比べて、圧電振動子4の振動に起因する放電生成物の不安定な発生を抑制することができる。従って、上記(1)と本(2)の作用効果により、小型化を図ることができ、かつ、放電生成物を効率良く安定して発生させることができる。
(2) The
(3)静電霧化装置1は、放電装置2と、放電電極31に対して液体を供給する液体供給手段とを備え、放電電極31に対して供給された液体を、放電により霧化させる。このため、帯電微粒子ミストを発生させることができる。
(3) The electrostatic atomizer 1 includes the
(4)放電電極31に対して液体を供給するか否かを切り替え可能に構成されている。このため、静電霧化装置1のユーザが、帯電微粒子ミストを発生させるか否かを選択することができる。
(4) Whether or not to supply liquid to the
(5)対向電極32と出力側電極43とが、弾性を有する接触部材22により電気的に接続されるため、圧電振動子4において発生する機械振動の伝達を抑制することができる。
(5) Since the
(6)圧電振動子4を挟持する保持部材23は、圧電振動子4において交流電圧の印加に起因して発生する定在波W1の節F1となる位置に設けられている。このため、圧電振動子4の破断を回避することができる。
(6) The holding
(第2の実施形態)
次に、上記第1の実施形態における放電部3の構成を変更した第2の実施形態について説明する。なお、上記第1の実施形態と同様の構成部分については、同一の符号を付して、その説明を省略又は簡略化する。また、液体供給手段と制御部9については、図示を省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment in which the configuration of the
図4及び図5に示すように、本実施形態においては、放電装置2が放電電極31を複数備えていることに特徴がある。具体的には、図5に示すように、本実施形態においては、基板(不図示)に形成されたグランド配線31a上に、複数の放電電極31が設けられており、複数の放電電極31の先端は同じ方向を向いている。従って、本実施形態においては、1つの対向電極32に対して、複数の放電電極31が設けられている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the present embodiment is characterized in that the
本実施形態によれば、上記第1の実施形態に記載した作用効果に加えて、以下の作用効果を得ることができる。
(7)放電装置2は複数の放電電極31を備えているため、1つの放電電極31のみを備える場合に比し、大量の放電生成物を発生させることができる。
According to the present embodiment, in addition to the operational effects described in the first embodiment, the following operational effects can be obtained.
(7) Since the
(第3の実施形態)
次に、圧電振動子4の出力側電極43を対向電極32として構成した第3の実施形態について説明する。なお、上記第1の実施形態と同様の構成部分については、同一の符号を付して、その説明を省略又は簡略化する。また、液体供給手段と制御部9については、図示を省略する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment in which the output-
図6に示すように、本実施形態においては、圧電振動子4の出力側電極43が対向電極を兼ねていることに特徴がある。即ち、本実施形態においては、第1の実施形態において出力側電極43とは別体として形成された対向電極32を用いずに、放電電極31と出力側電極43とにより放電部3を構成している。
As shown in FIG. 6, the present embodiment is characterized in that the output-
図7に示すように、本実施形態に係る圧電体41の他方の端部41bは、円形をなすように切り欠きが形成されている。このように形成された切り欠きにおける端面も含め、圧電体41の他方の端部41b側の端面には、出力側電極43が設けられている。そして、放電電極31が、圧電体41の他方の端部41bに形成された切り欠きに向けて設けられている。
As shown in FIG. 7, the
本実施形態によれば、上記第1の実施形態に記載した作用効果に加えて、以下の作用効果を得ることができる。
(8)圧電振動子4の出力側電極43が対向電極を兼ねているため、対向電極を圧電振動子4とは別体として構成する場合に比し、放電装置2の部品点数を削減することができる。その結果、小型化及びコストダウンを図ることができる。
According to the present embodiment, in addition to the operational effects described in the first embodiment, the following operational effects can be obtained.
(8) Since the output-
(第4の実施形態)
次に、放電部3に対して液体を供給する液体供給手段として、液体供給装置5に代えて熱交換器であるペルチェユニット6を用いた第4の実施形態について説明する。なお、上記第1の実施形態と同様の構成部分については、同一の符号を付して、その説明を省略又は簡略化する。
(Fourth embodiment)
Next, a description will be given of a fourth embodiment in which a Peltier unit 6 that is a heat exchanger is used instead of the
図8に示すように、本実施形態においては、静電霧化装置1は、ペルチェ素子6Aを有するペルチェユニット6と、ペルチェユニット6に電力を供給する熱交換器用電力供給部71と、ペルチェユニット6に電力を供給するための配線に設けられた機械式のスイッチ72とを備えている。
As shown in FIG. 8, in this embodiment, the electrostatic atomizer 1 includes a Peltier unit 6 having a Peltier element 6A, a heat exchanger
ペルチェユニット6は、ペルチェ素子6Aと、ペルチェ素子6Aを構成する放熱側基板61に設けられた放熱フィン64とを備えた、小型の熱交換器である。ペルチェ素子6Aは、放熱側電極が設けられた放熱側基板61と、吸熱側電極が設けられた吸熱側基板62と、放熱側電極及び吸熱側電極を接続するP型及びN型の熱電半導体とにより構成されている。
The Peltier unit 6 is a small heat exchanger provided with a Peltier element 6A and heat radiation fins 64 provided on the heat radiation side substrate 61 constituting the Peltier element 6A. The Peltier element 6A includes a heat dissipation side substrate 61 provided with a heat dissipation side electrode, a heat
電極が設けられた放熱側基板61及び吸熱側基板62は絶縁性及び熱伝導性を有しており、放熱側電極、N型の熱電半導体、吸熱側電極、P型の熱電半導体の順序で直列に接続された回路に、静電霧化装置1が備える熱交換器用電力供給部71から直流電流が電力として供給されることにより、吸熱側基板62から放熱側基板61への熱伝導が発生する。従って、吸熱側基板62に設けられた放電電極31が冷却されるように構成されており、ペルチェユニット6は、放電電極31を冷却することにより空気中の水分を結露させて放電電極31に対して液体を供給する液体供給手段である。吸熱側基板62から放熱側基板61に伝導した熱は、放熱フィン64により効率良く放熱される。
The heat dissipating side substrate 61 and the heat absorbing
熱交換器用電力供給部71は、ペルチェ素子6Aに電力として直流電流を供給する電源回路である。本実施形態においては、スイッチ72が操作されることにより、放電電極31に対して液体を供給するか否かを切り替え可能に静電霧化装置1が構成されている。即ち、スイッチ72を操作することにより、ペルチェ素子6Aに電力を供給させること及び当該電力の供給を停止させることができるように構成されている。
The heat exchanger
本実施形態によれば、上記第1の実施形態に記載した作用効果に加えて、以下の作用効果を得ることができる。
(9)放電装置2は、液体供給手段として、放電電極31を冷却することにより空気中の水分を結露させて放電電極31に対して液体を供給するペルチェユニット6を備えるため、液体を貯留するタンク51や、このタンク51に液体を補給する手間を不要とすることができる。
According to the present embodiment, in addition to the operational effects described in the first embodiment, the following operational effects can be obtained.
(9) Since the
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の設計変更をすることが可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。例えば、上記実施形態を以下のように変更してもよく、以下の変更及び上記各実施形態を組み合わせて実施してもよい。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various design change is possible based on the meaning of this invention, and they are not excluded from the scope of the present invention. For example, the above embodiment may be changed as follows, and the following changes and the above embodiments may be combined.
・図9に示すように、定在波W1の節F1から出力側電極43にかけて、圧電振動子4の長さ方向Yにおける側面41c,41dが、互いに近づくように形成されて、出力側電極43へ向かうにつれて圧電振動子4が細くなるように形成されていてもよい。即ち、他方の端部41b側の圧電振動子4の幅H1が、定在波W1の節F1における圧電振動子4の幅H2に比し、短くなるように構成してもよい。このように構成すれば、出力側電極43側へ向かうにつれて圧電振動子4の断面積が減少するため、出力側電極43に高電圧を効率良く発生させることができる。
As shown in FIG. 9, the side surfaces 41 c and 41 d in the longitudinal direction Y of the
・対向電極32を、複数の孔が形成された網目状の電極(不図示)により構成してもよい。また、対向電極32の形状や個数や配置を適宜変更してもよい。
具体的には、図10(a)に示すように、対向電極32が、板状であっても、矩形状であってもよい。また、図10(b)に示すように、対向電極32が、棒状であってもよい。また、図10(c)に示すように、対向電極32が、放電電極31の先端を覆う半球形をなし、その中心に貫通孔32aが形成されたドーム型の電極であってもよい。また、図10(d)に示すように、1つの放電電極31に対して、複数の対向電極32が設けられていてもよく、これら複数の対向電極32が、それぞれ異なった形状であってもよい。また、図10(e)に示すように、環状に形成された対向電極32の内側に放電電極31が設けられるように、対向電極32を配設してもよい。
The
Specifically, as shown in FIG. 10A, the
・放電電極31の形状を適宜変更してもよい。具体的には、図11(a)に示すように、放電電極31の先端を球状に形成してもよい。このように構成すれば、放電電極31の先端において表面張力により保持される液体の量を増加させて、帯電微粒子ミストの量を増加させることができる。また、図11(b)に示すように、高電圧の印加による放電電極31の劣化を抑制するとの観点から、放電電極31の先端を平面状に形成してもよい。また、複数の放電電極31の形状等を異ならせてもよい。具体的には、図12(a)に示すように、複数の放電電極31の先端が異なる方向を向いていてもよい。また、図12(b)に示すように、複数の放電電極31の長さが異なっていてもよい。また、図12(c)に示すように、複数の放電電極31の先端の形状が異なっていてもよい。
-You may change the shape of the
・圧電振動子4が長方形状でなくてもよい。例えば、図13及び図14に示すように、圧電振動子4が円環状に形成されていてもよい。このように構成した場合には、圧電振動子4の長さ方向Yを、円環状の圧電振動子4の中心線Cに平行な方向とすることにより、圧電振動子4の厚み方向Xと長さ方向Yの寸法比を、入力電圧と出力電圧の略増幅比に相当させることができる。
The
即ち、円環状に圧電振動子4を構成する場合は、入力側電極42a,42bは、圧電体41の長さ方向Yにおける一方の端部41a側であって、圧電体41の厚み方向Xにおける内周面及び外周面に設けられた電極である。このように構成した場合、圧電体41の長さ方向Yにおける他方の端部41b側であって、長さ方向Yを向く端面に設けられた円環状の出力側電極43を、図13及び図14に示すように、放電電極31との間の空間において放電を発生させるための電極としてもよい。即ち、上記第3の実施形態と同様に、圧電振動子4の出力側電極43が対向電極を兼ねることにより、第1の実施形態において出力側電極43とは別体として形成された対向電極32を用いずに、放電電極31と出力側電極43とにより放電部3を構成してもよい。
That is, when the
・接触部材22を介さずに圧電振動子4に対向電極32が接続される構成であってもよい。即ち、接触部材22を介するか否かを係わらず、対向電極32が出力側電極43に接続されていればよい。
A configuration in which the
1…静電霧化装置、2…放電装置、3…放電部、4…圧電振動子、5…液体供給装置、6…ペルチェユニット、6A…ペルチェ素子、9…制御装置、21…電力供給部、22…接触部材、23…保持部材、31…放電電極、32…対向電極、41…圧電体、42a,42b…入力側電極、43…出力側電極、51…タンク、52…電動ポンプ、53…液体供給路、61…放熱側基板、62…吸熱側基板、64…放熱フィン、71…熱交換器用電力供給部、72…スイッチ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electrostatic atomizer, 2 ... Discharge device, 3 ... Discharge part, 4 ... Piezoelectric vibrator, 5 ... Liquid supply device, 6 ... Peltier unit, 6A ... Peltier element, 9 ... Control apparatus, 21 ... Power supply part , 22 ... contact member, 23 ... holding member, 31 ... discharge electrode, 32 ... counter electrode, 41 ... piezoelectric body, 42a, 42b ... input side electrode, 43 ... output side electrode, 51 ... tank, 52 ... electric pump, 53 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Liquid supply path, 61 ... Radiation side board | substrate, 62 ... Heat absorption side board | substrate, 64 ... Radiation fin, 71 ... Power supply part for heat exchangers, 72 ... Switch.
Claims (6)
前記放電生成物を拡散させる方向に向かうにつれて細くなる形状を有する放電電極と、
前記放電電極に間隔をあけて対向する対向電極と、
前記放電電極と前記対向電極との間に電圧を印加させるために電力を供給する電力供給部と、
前記電力供給部から電力として供給される電圧を振動により昇圧させる圧電振動子とを備え、
前記圧電振動子は、前記電力供給部から供給される電力が入力される入力側電極と、前記入力側電極に印加された電圧に応じて振動する圧電体と、前記圧電体の振動に応じて前記入力側電極に入力された電力に比し大きい電力を出力する出力側電極とを備え、
前記対向電極が前記出力側電極に接続されて、前記放電電極と前記対向電極との間に前記圧電振動子により昇圧された電圧が印加される
ことを特徴とする放電装置。 A discharge device that generates a discharge product by applying a voltage between electrodes,
A discharge electrode having a shape that narrows toward the direction of diffusing the discharge product;
A counter electrode facing the discharge electrode with a gap therebetween;
A power supply unit for supplying power to apply a voltage between the discharge electrode and the counter electrode;
A piezoelectric vibrator that boosts the voltage supplied as power from the power supply unit by vibration;
The piezoelectric vibrator includes an input-side electrode to which power supplied from the power supply unit is input, a piezoelectric body that vibrates according to a voltage applied to the input-side electrode, and a vibration according to the vibration of the piezoelectric body. An output side electrode that outputs a power larger than the power input to the input side electrode;
The discharge device, wherein the counter electrode is connected to the output electrode, and a voltage boosted by the piezoelectric vibrator is applied between the discharge electrode and the counter electrode.
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