TWI321066B - Electrostatically atomizing device - Google Patents

Description

1321066 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種使水靜電霧化而產生納米尺寸之帶 電微顆粒霧之靜電霧化裝置。 【先前技術】 以往，例如，如國際專利公開WO 2005/097339號所揭 示，已知一種使水靜電霧化而產生納米尺寸之帶電微顆粒 ® 霧之靜電霧化裝置。該靜電霧化裝置具有：放電電極、將 水供應給放電電極之供水手段、内部形成霧化空間並於該 霧化空間内保持放電電極之噴霧筒、及對放電電極施加高 電壓之高電壓施加部，利用對放電電極施加高電壓而使供 應給放電電極表面之水霧化，以產生納米尺寸之帶電微顆 粒務。 在該靜電霧化裝置中，係構成為以具有冷卻部及放熱 部之熱交換器構成供水手段，藉由冷卻部以冷卻放電電極 ® 而將結露水供應給放電電極之表面，並藉由送風手段之送 風以促進放熱部處之放熱，同時，藉由送風將在上述霧化 " 空間所產生的納米尺寸之離子吐出至外部。因此，在噴霧 筒設置空氣流入口，將自送風手段所送風的空氣自空氣流 入口導入喷霧筒内，藉由將在霧化筒内所產生之霧送風而 自喷霧筒的吐出口放出至外部。 然而，在該習知之靜電霧化裝置，係藉由送風手段使 空氣流入喷霧筒内，但在自送風手段迄至喷霧筒為止的路 1321066

徑中，空氣洩漏至外部而使得流入喷霧筒之空氣減少，難 以有效地自吐出口放出霧。又，來自送風手段之空氣難以 被均勻地導入噴霧筒内，使得自空氣流入口流入噴霧筒内 之空氣成為渴流，而有無法自吐出口良好地吐出霧，或是， 霧附著於噴霧筒之内壁而使得被吐出之霧減少的情況，從 而無法有效地將在喷霧筒内產生之霧吐出至外部。 【發明内容】 本發明係鑒於上述問題點而發明完成者，其目的在於 提供一種可有效地將霧吐出至外部的靜電霧化裝置。本發 明之靜電霧化裝置具有殼體、及收容於殼體内之靜電霧化 單元。靜電霧化單元具有放電電極、與放電電極對向配置 之對向電極、將水供應給放電電極之供水手段及包圍放電 電極之喷霧筒。在喷霧筒之轴方向一端形成有露出於殼體 外部之吐出口，在殼體内收容有施加高電壓於該放電電極 及該對向電極之間的高電壓源，藉由該高電壓使供應給該 放電電極之水在放電電極之前端靜電霧化而製成帶電微顆 粒水，並使該帶電微顆粒水自該放電電極之前端通過該對 向電極，而自該喷霧筒前端之吐出口以被霧化之狀態予以 放出。在該殼體内具有包圍該喷霧筒之加壓空氣室及將加 壓空氣供應給該加壓空氣室内之風扇。在該喷霧筒之周壁 沿該噴霧筒之周方向排列有複數個空氣流入口，其用以導 入來自該加壓空氣室之加壓空氣，並使該帶電微顆粒水之 霧隨著自複數個上述空氣流入口導入上述喷霧筒内之加壓 1321066 空氣，自該喷霧筒放出至殼體外面。利用此種構成，藉由 設置於喷霧筒周壁之空氣流入口而使空氣自加壓空氣室均 勻地流入喷霧筒内，可有效地使由喷霧筒產生之霧自吐出 口吐出。即，可防止流入噴霧筒内之加壓空氣在喷霧筒内 成為渦流，或是，霧附著於喷霧筒之内壁面而使得自吐出 口吐出之霧減少，可有效地將在喷霧筒内產生之霧吐出至 外部。 以上述複數個空氣流入口係形成於與喷霧筒之直徑方 • 向對向的位置為較佳，利用自等間隔排列之空氣流入口有 效地將加壓空氣導入喷霧筒内，則不會在噴霧筒内部引起 渦流或亂流，製成自喷霧筒中央之放電電極經由吐出口朝 向外部的強制空氣流，可有效地將霧放出至殼體外部。 以上述供水手段係具有冷卻部及放熱部之熱交換器為 較佳。該情況係藉由該冷卻部來冷卻該放電電極並於放電 電極上產生結露水。在上述殼體内以與該加壓空氣室隔離 之形式形成冷卻該放熱部用之送風路，且在上述風扇之下 ® 游側形成將加壓空氣送至上述加壓空氣室的第1空氣取入 口、及送至上述送風路之第2空氣取入口。因此，藉由風 扇所形成之強制空氣流，可同時達成來自喷霧筒之霧的放 出及放熱部的冷卻，可有效放出霧。 在較佳之實施形態中，喷霧筒之周壁外面形成為曲 面，且於加壓空氣室之一端形成有第1空氣取入口。該情 況下，藉由喷霧筒而與第1空氣流入口成為相反側之加壓 ’空氣室的内壁面，係以與喷霧筒之周壁外面之間保持大致 1321066

一定距離的方式形成為曲面。藉此，可抑制在與空氣取入 口成為相反側之加壓空氣室之部分產生亂流，有效地將加 壓空氣導入喷霧筒内，其結果可有效地將霧放出至喷霧筒 外。 又，以上述空氣流入口係形成於與第1空氣取入口不 對向之部分的上述喷霧筒的周壁為較佳。該情況，可防止 自第1空氣取入口流入之加壓空氣直接進入喷霧筒内而在 喷霧筒内產生亂流，其結果可有效地將霧自喷霧筒放出至 鲁外部。 【實施方式】 以下，參照所附圖面，說明本發明之一實施形態之靜 電霧化裝置。如第一圖所示，靜電霧化裝置係由靜電霧化 單元10、及收容該靜電霧化單元10之殼體100所構成。 如第四圖所示，殼體100係由殼體本體101、及閉塞殼體 本體101之一面的殼蓋102所構成。 ® 如第二圖所明示，靜電霧化單元10具有：放電電極 20、對向電極30、及保持熱交換器60之噴霧筒50。放電 電極20係配置於喷霧筒50之中心軸上，將後端部固定於 喷霧筒50之底壁51上，並使前端突出於喷霧筒50内。對 向電極30係中央具有環狀之圓形窗52，並使圓形窗52之 中心對準於喷霧筒50之中心軸而固定於喷霧筒50之前 端，且沿喷霧筒50之軸方向而與放電電極20前端之放電 端隔開。該圓形窗524系用以規定喷霧筒50前端之吐出口。 1321066 放電電極20與對向電極30，係分別藉由電極端子21與接 地端子31而連接於高電壓源90。高電壓源90係由變壓器 所構成，將指定之高電壓施加於放電電極20與被接地之對 向電極30之間者，利用將負電壓（例如，-4.6kV)供給放電 電極20，在放電電極20前端之放電端22與各對向電極30 之圓形窗52之内周緣之間產生高電壓電場，如後述，並使 供應給放電電極20上之水以靜電帶電，自放電端22作為 霧放出水之帶電微顆粒。 該情況下，如第五圖所示，藉由施加於放電電極20與 對向電極30之間的高電壓，在保持於放電電極20前端之 放電端22的水W與對向電極30之間作用一庫倫力，以使 水W之表面局部隆起而形成泰勒錐體T。於是，電荷集中 於泰勒錐體T之前端而使得該部分之電場強度增大，在該 部分產生之庫倫力亦增大，而使泰勒錐體T更進一步生 長。其後，當庫倫力大於水W之表面張力時，泰勒錐體T 反覆進行分裂（瑞利分裂），而大量生成納米尺寸之帶電微 顆粒水的霧。該霧朝向對向電極30前行，並通過吐出口（圓 形窗52)放出至外部。在喷霧筒50之周壁形成有複數個空 氣流入口 54，霧係隨著自該處取入之被加壓的空氣而自吐 出口（圓形窗52)放出。 在喷霧筒50之底壁51背側安裝有由珀爾切效應熱電 模組所構成之熱交換器60，在該熱交換器60之冷卻側結 合有放電電極20，並利用將放電電極20冷卻至水之露點 以下的溫度，以使周圍之空氣中所含水份凝聚於放電電極 (S > 11 1321066

而熱結合於放熱板68。 笔電極20後端之凸緣24上，而在 導電電路板61 ’則藉由絕緣構件％ 該放熱板68係固定於噴霧筒5〇之 後端，在放熱板68與噴霧筒5〇之底壁51之間保持著熱六 換器60。亦可在放熱板68上設置促進放熱之放熱風扇 未示）。控制模組200係以維持環境溫度與響應環境濕度之 適宜的溫度、即可使足夠量之水凝聚於放電電極上的電極 溫度的方式來控制熱交換器60。 & ° 如此般構成之靜電霧化單元1〇，如第—圖所示，係配 置於内建有風扇之殼體1〇〇内的前端部（第一圖中為上 方向）的中央，並使噴霧筒50前端之吐出口（圓形窗52)與 形成於殼體1〇0前端面的開口 一致。在殼體100内形成有 前隔壁112及後隔壁114，在前隔壁112上結合有嗔霧筒 50之後端部及放熱板68’在殼體100内之前端部形成有將 藉由風扇120所產生之加壓空氣導入喷霧筒50之周圍的加 壓空氣室70。加壓空氣室70係構成為僅自形成在靠近風 扇120之部分的第1空氣取入口 72取入加壓空氣流，而以 不自此以外之部分導入空氣的方式，在殼體100之内部與 其他部分隔離。風扇12〇係將自/部成於殼體之一侧面 > 12 1321066

' 的空氣口 116取入空氣而加壓後之空氣自第1空氣取入口 72供應至加壓空氣室70内。該加壓空氣係自靜電霧化單 元10之空氣流入口 54導入喷霧筒50内，製成自喷霧筒 50之吐出口（圓形窗52)排出之空氣流，並使在喷霧筒内產 生之霧乘著該空氣流放出至殼體100外部。 在前隔壁112及放熱板68與後隔壁114之間形成有冷 卻放熱板68用之直線狀的空氣送風路80，通過送風路80 之一端的第2空氣取入口 82取入來自風扇120的空氣流， • 並自送風路80之另一端的開口，藉由形成於殼體100側面 之空氣排出口 118放出至外部。後隔壁114係形成於殼體 100之橫方向的全長度上，在比後隔壁114更前方之第1 空間配置有靜電霧化單元10、風扇120、加壓空氣室70、 送風路80，在比後隔壁114更後方之第2空間收容有高電 壓源90。其結果，在形成在直線上之送風路80的兩側、 即以送風路80為分界之前方的第1空間與後方之第2空 間，分別以相互隔離之狀態配置有靜電霧化單元10及高電 _壓源90。 在形成於後隔壁114後方之殼體100内部的空間，除 收容有高電壓源90外，並收容有控制模組200，其用以控 制根據熱交換器60之放電電極20的冷卻溫度及由風扇120 所產生之風量。該控制模組200係將溫度控制電路及旋轉 控制電路製成一體化者，該溫度控制電路係將熱交換器60 之冷卻側的溫度控制為響應周圍之溫度或濕度而於放電電 極20產生結露之溫度，該旋轉控制電路係響應放電電極 ^ 13 1321066

20之溫度來控制風扇120的旋轉，並根據設於殼體100内 之溫度感測器或濕度感測器的資訊，作出控制熱交換器60 或風扇120用之控制信號。在後隔壁114上設置有取入來 自風扇120之空氣流的第3空氣取入口 92，以促進在該空 間内產生之熱的放出。被導入該空間内之空氣，係經由設 於殼體100側面之排出口 115而被排出至外部。第1空氣 取入口 72及第3空氣取入口 92,係形成在比送風路80的 第2空氣取入口 82上游側，將新鮮空氣供應至靜電霧化單 元10及高電壓源90或控制模組200側。 控制模組200係在自第3空氣取入口 92迄至排出口 115為止的空氣流路中，配置於高電壓源90的上游側，以 便自發熱量大之高電壓源90來熱保護控制模組200，進行 穩定之控制動作。在與設有排出口 115之殼體110 —側端 對應之後隔壁114的一端形成有缺口狀的孔117,自高電壓 源200導出之導線202係通過該孔117及前隔壁112 —端 之孔119而連接於靜電霧化單元10。 如第三圖所示，喷霧筒50之空氣流入口 54係沿周方 向以等角度間隔排列，並繞喷霧筒50之軸的周圍而於直徑 方向排列成對向之形式。藉此，朝向喷霧筒50之軸中心上 的放電電極20所加壓之空氣流均勻地流動，以抑制在噴霧 筒50内產生渦流，可製作出自吐出口（圓形窗52，第二圖） 有效地放出霧的空氣流。另外，如同圖所示，自靜電霧化 單元10視之，與第1空氣取入口 72成為相反側之側壁113 •的内面係作成與喷霧筒50之外面相隔大致一定距離的曲 14 1321066

面，以防止在該空間内之亂流的產生，可藉由面向該空間 之空氣流入口 54，有效地將加壓空氣導入喷霧筒50内， 其結果可有效地將在喷霧筒50產生之霧放出至外部。 又，上述實施形態中，雖顯示在面向第1空氣取入口 72之部分的喷霧筒50亦形成空氣流入口 54的例子，但本 發明不一定限於此，亦可自靜電霧化單元10視之，僅在面 向與第1空氣取入口 72成為相反側之空間的部分，在喷霧 筒50上設置2個以上之空氣流入口 54。該情況，自第1 空氣取入口 72所供應之加壓空氣不會直接自空氣流入口 54送至喷霧筒50内，其結果可減少在喷霧筒50產生亂流。 以在放電電極20上其前端成為曲面之放電端22的最 近之後方形成有凹陷部28為較佳。藉此，以抑制在放電端 22以外之放電電極20上結露之水被放電端22上所形成之 泰勒錐體過剩地吸收，可穩定地形成一定大小及形狀之泰 勒錐體T，可穩定地生成粒徑更小之納米尺寸的負離子霧。 放電電極20可使用其他之第六圖中（A)至（I)圖所示之 形狀者。 惟，以上所述，僅為本發明最佳之一的具體實施例之 詳細說明與圖式，惟本發明之特徵並不侷限於此，並非用 以限制本發明，本發明之所有範圍應以下述之申請專利範 圍為準，凡合於本發明申請專利範圍之精神與其類似變化 之實施例，皆應包含於本發明之範疇中，任何熟悉該項技 藝者在本發明之領域内，可輕易思及之變化或修飾皆可涵 蓋在以下本案之專利範圍。 - 15 1321066 【圖式簡單說明】 第一圖為本發明之一實施形態之靜電霧化裝置的縱剖 視圖。 第二圖為同上之靜電霧化裝置所使用之靜電霧化單元 的剖視圖。 第三圖為同上之靜電霧化裝置之部分切開的俯視圖。 第四圖為顯示同上之靜電霧化裝置之外觀圖，（A)為前 視圖，（B)為右側視圖，（C)為仰視圖。 第五圖為針對同上之靜電霧化裝置之放電電極所產生 之泰勒錐體的形成進行說明的概略圖。 第六圖中，（A)至（I)圖為分別顯示同上之靜電霧化裝置 所使用之放電電極的一例的部分省略前視圖。 【主要元件符號說明】 10靜電霧化單元 2 0放電電極 21電極端子 22放電端 24凸緣 28凹陷部 30對向電極 31接地端。子 - 16 1321066 32圓形窗 40熱交換器 50喷霧筒 51底壁 ' 52圓形窗 54空氣流入口 φ 6〇熱交換器 61導電電路板 62熱電元件 63,65絕緣構件 66絕緣構件 68放熱板 φ 70加壓空氣室 72第1空氣取入口 ._ 80空氣送風路 82第2空氣取入口 90高電壓源 92第3空氣取入口 - 100殼體 1321066 101殼體本體 102殼蓋 112前隔壁 113側壁 114後隔壁 115排出口 116空氣口 117孔 118空氣排出口 119孔 120風扇 200控制模組 202導線

Claims (1)

1. 、申請專利範圍 電霧化裝置，其包括 殼體及收容於殼體内之私· 〇〇 電霧化輩元I右访番務化單元； 上述靜電霧化單元具有放電務化單元； 之對向電極、將水供應給放雷二二與放電電極對向配薏 電電極之噴霧筒； 电玉之供水手段及包圍效 上述噴霧筒之轴方向飞 之吐出口； 成有路出於殼體外部 上述喊體内收容有施加高雷 對向電極之間的高電壓源； 土於該放電電極及讀 藉由該高電壓使供應給該放 極之前端靜電霧化而製成帶電微顆電極之水在放電電 顆粒水自該放電電極之前端通過該斟^带並使該帶電微 霧筒前端之吐出口以被霧化之狀能、°電，，而自該噴 化裝置； 狀怒予以放出之靜電霧 上述，體内設有包圍該喷霧筒之 上述殼體内具有將加壓空氣供 孔^， 内之風扇； 供應給该加壓空氣室 上述喷霧筒之周壁沿該噴霧筒 數個空氣流入口’其用以導入來自讀加m = ? 空氣道並ίΐϊΐ微顆粒水之霧隨著自該等上述空氣= 殼體外面；其中 自射㈣放出至 上述供水手段係具有冷卻部及放熱部之敎 器，藉由該冷卻部來冷卻該放電電柘而於放電泰 生結露水，在上述殼體内以與該力，空氣室隔二以 形成冷卻該放熱部用之空氣送風路； 在上述風扇之下务側形成將力α题六氣送至 、 壓空氣室的第！空氣取入口、及將“氣流送至$ 1321066 空氣送風路之第2空氣取入口； 一用以排出上述空氣送風路内之空氣的空氣排出 口，其形成於上述殼體的表面並且與上述靜電霧化單元 的吐出口隔離；以及 藉由一前隔壁隔離上述加壓空氣室與上述空氣送 風路。 2、 如申請專利範圍第1項所述之靜電霧化裝置，其中上述 空氣流入口係在上述喷霧筒之轴周圍相互形成於直徑 方向上對向的位置。 3、 如申請專利範圍第1項所述之靜電霧化裝置，其中上述 喷霧筒之周壁外面係為曲面，且於加壓空氣室之一端形 成有第1空氣取入口； 藉由上述喷霧筒而與第1空氣流入口成為相反側之 加壓空氣室的内壁面，係以與喷霧筒之周壁外面之間保 持大致一定距離的方式形成為曲面。 4、 如申請專利範圍第1項所述之靜電霧化裝置，其中在上 述加壓空氣室之一端形成上述第1空氣取入口，上述空 氣流入口係形成於與上述空氣取入口不對向之部分的 上述喷霧筒的周壁上。 20