JP2011152499A - 静電霧化装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】放熱効率を保ったまま部品点数を減らすことができる静電霧化装置を提供する。
【解決手段】放電電極1が冷却されることでその表面に結露水が生成され、その放電電極1に電圧が印加されることで結露水を霧化させて帯電微粒子水を生成する静電霧化装置である。静電霧化装置は、熱電素子21の一端側に放電電極1を冷却する吸熱部27が設けられると共に、他端側に放熱部23が設けられたペルチェユニット2と、放熱部23を保持し放電電極1を支持する筐体4とを備えている。筐体4はその一部に放熱フィン形状を有している。
【選択図】図1
【解決手段】放電電極1が冷却されることでその表面に結露水が生成され、その放電電極1に電圧が印加されることで結露水を霧化させて帯電微粒子水を生成する静電霧化装置である。静電霧化装置は、熱電素子21の一端側に放電電極1を冷却する吸熱部27が設けられると共に、他端側に放熱部23が設けられたペルチェユニット2と、放熱部23を保持し放電電極1を支持する筐体4とを備えている。筐体4はその一部に放熱フィン形状を有している。
【選択図】図1
Description
本発明は、放電電極に結露した水を基にして帯電微粒子水を生成する静電霧化装置に関し、詳しくは、静電霧化装置に設けられた放熱のための構造に関する。
従来から、放電電極に結露した水を基にして帯電微粒子水を生成する静電霧化装置が知られている(例えば特許文献1参照)。この静電霧化装置は、例えば図10に示されるようなもので、放電電極90と、放電電極90を冷却するためのペルチェユニット91と、ペルチェユニット91により吸熱した熱を外部に放熱する放熱フィン体92とを有している。
このペルチェユニット91は、複数の熱電素子93の両側を回路板94で挟みこんで構成されている。回路板94は、絶縁基板の一方の主面に回路パターンが形成されたものであり、熱電素子93の放熱側の端部同士、あるいは吸熱側の端部同士を接続する。この回路板94に電流を流すと、ペルチェ効果により、ペルチェユニット91の吸熱側の側面(吸熱部97)と放熱側の側面(放熱部98)とに温度差が生じる。このとき放熱側に移動した熱は、放熱フィン体92を介して外部に放熱される。
放電電極90は筐体95により支持されている。筐体95は、放熱フィン体92と相互に連結可能な構成となっており、固着具96を介して放熱フィン体92と組み合わせられる。筐体95と放熱フィン体92とで放電電極90及びペルチェユニット91が挟持・固定されており、これらは放電電極90にペルチェユニット91の吸熱部97が接触し、且つ放熱フィン体92に放熱部98が接触した状態で保持されている。
上記構成の静電霧化装置によれば、ペルチェユニット91に電流を印加することで吸熱部97に接続した放電電極90が冷却され、空気中の水分が放電電極90の表面に結露する。この状態で高圧リード線99を介して放電電極90に高電圧を印加すると、放電電極90の表面の結露水が霧化して帯電微粒子水が生成される。
ところで上記従来の静電霧化装置は、放熱フィン体92と筐体95とがそれぞれ別個の部品であり、しかも放熱フィン体92と筐体95との連結には固着具96を要する。このため、この従来の静電霧化装置は部品点数の増大を招くものとなっていた。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、放熱効率を保ったまま部品点数を減らすことができる静電霧化装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明の静電霧化装置は以下の構成とする。
本願の請求項1に係る発明は、放電電極1が冷却されることでその表面に結露水が生成され、その放電電極1に電圧が印加されることで結露水を霧化させて帯電微粒子水を生成する静電霧化装置である。静電霧化装置は、熱電素子21の一端側に放電電極1を冷却する吸熱部27が設けられると共に、他端側に放熱部23が設けられたペルチェユニット2と、放熱部23を保持し放電電極1を支持する筐体4とを備えている。筐体4はその一部に放熱フィン形状を有している。
ペルチェユニット2に電流を印加すると、吸熱部27により放電電極1が冷却され、この放電電極1に結露水が生成される。一方、ペルチェユニット2により吸熱された熱は、放熱部23・筐体4を経て、筐体4の放熱フィン形状をした部分を介して放熱される。つまり、筐体4を通じて効果的な放熱が可能となり、筐体4とは別体の放熱フィンの部品を無くすことができるので、部品点数を減らすことが可能となる。
また、本発明の筐体4における放熱フィン形状をした部分が、結露水の霧化時に発生するイオン風Wに晒されるように放電電極1の近傍に位置しているのが好ましい。
結露水が表面に付着した放電電極1に電圧が印加されると、結露水が霧化して帯電微粒子水が生成されるが、このとき放電に伴ってイオン風Wが発生する。このイオン風Wに筐体4の放熱フィン形状をした部分が晒されるようにすることにより、筐体4の放熱フィン形状をした部分と、外気との熱交換が促進される。これにより、筐体4の放熱フィン形状をした部分の放熱効率を向上させて、放電電極1の冷却効率を高めることができる。
また、本発明の筐体4には、放電電極1に近づく程帯電微粒子水の放出方向に位置するようにテーパ状に傾斜した傾斜突部42が、放電電極1の周囲を覆うように設けられるのが好ましい。
上記のように放電に伴いイオン風Wが発生するが、このイオン風Wは、傾斜突部42のテーパ状の傾斜に沿って帯電微粒子水の放出方向に流れる。このとき放電電極1は、周囲が傾斜突部42にて覆われているため、イオン風Wが放電電極1に直接当たることが防止される。つまり、傾斜突部42のテーパ状の傾斜によりイオン風Wの流通方向を制御して、冷却された放電電極1にそれよりも暖かいイオン風Wが当たるのを防止する。これにより、冷却された放電電極1がイオン風Wに当たって温度上昇してしまうのを防ぐことができる。
本願の請求項4に係る発明は、放電電極1が冷却されることでその表面に結露水が生成され、その放電電極1に電圧が印加されることで結露水を霧化させて帯電微粒子水を生成する静電霧化装置である。本発明の静電霧化装置は、熱電素子21の一端側に放電電極1を冷却する吸熱部27が設けられると共に、他端側に熱電素子21へ通電するための電極を兼ねた放熱部23が設けられたペルチェユニット2を備えている。また、放熱部23を保持し放電電極1を支持する筐体4をさらに備えている。放熱部23は、筐体4から露出した部分に放熱フィン形状を有している。
放熱部23を介してペルチェユニット2に電流が印加されると、吸熱部27により放電電極1が冷却され、この放電電極1に結露水が生成される。一方、ペルチェユニット2により吸熱された熱は、放熱部23を経て、放熱部23の放熱フィン形状をした部分を介して放熱される。つまり、放熱部23にて効果的な放熱が可能となり、しかも放熱部23は電極を兼ねているので、熱電素子21に通電するためだけの電極や放熱フィンを新たに設けなくてもよい。これにより部品点数を減らすことが可能となる。
本願の請求項5に係る発明は、放電電極1が冷却されることでその表面に結露水が生成され、その放電電極1に電圧が印加されることで結露水を霧化させて帯電微粒子水を生成する静電霧化装置である。本発明の静電霧化装置は、熱電素子21の一端側に放電電極1を冷却する吸熱部27が設けられると共に、他端側に熱電素子21へ通電するための電極を兼ねた放熱部23が設けられたペルチェユニット2を備えている。また本発明は、放熱部23を保持し放電電極1を支持する筐体4をさらに備えている。放熱部23の筐体4に保持された部分は、筐体4の外形に沿った形状となるように広がっている。
ペルチェユニット2に電流が印加された際に吸熱部27により吸熱された熱は、放熱部23・筐体4を経て筐体4の表面から放熱されるが、放熱部23から筐体4への伝熱は、放熱部23の筐体4に保持された部分を介して行なわれる。このとき、放熱部23の筐体4に保持された部分は、筐体4の外形に沿った形状となるように広がっており、放熱部23と筐体4との接触面積が大きくなっているため、筐体4への伝熱が効果的に行なわれる。つまり、仮に放熱フィンが無くても放熱効果は良好に保たれるため、部品点数を削減することも可能となる。
本願の請求項6に係る発明は、放電電極1が冷却されることでその表面に結露水が生成され、その放電電極1と対向電極6との間に電圧が印加されることで結露水を霧化させて帯電微粒子水を生成する静電霧化装置である。本発明の静電霧化装置は、熱電素子21の一端側に放電電極1を冷却する吸熱部27が設けられると共に、他端側に放熱部23が設けられたペルチェユニット2を備えている。対向電極6は、その一部に放熱フィン形状を有している。
放電電極1と対向電極6との間に電圧が印加された場合に対向電極6が熱を帯びることがあるが、対向電極6はその一部に放熱フィン形状を有しているため、その熱は、対向電極6の放熱フィン形状をした部分を介して放熱される。つまり、熱を帯びた対向電極6の熱が放熱されるに際して、放熱フィンの部品を新たに設けなくても効果的な放熱が可能となるため、部品点数を削減することができる。
本願の請求項7に係る発明は、放電電極1が冷却されることでその表面に結露水が生成され、その放電電極1に電圧が印加されることで結露水を霧化させて帯電微粒子水を生成する静電霧化装置である。熱電素子21の一端側に放電電極1を冷却する吸熱部27が設けられると共に、他端側に熱電素子21へ通電するための電極を兼ねた放熱部23が設けられたペルチェユニット2を備えている。放熱部23の露出部26は、熱放射率の高い膜によって被覆されている。
放熱部23の露出部26が熱放射率の高い膜によって被覆されていると、放熱部23から高効率で放熱が行なわれる。つまり、仮に放熱フィンを省略したとしても、ペルチェユニット2の放熱部23による放熱効果は十分に確保される。これにより、部品点数を削減することも可能となる。
本願発明によれば、放熱効率を保ったまま部品点数を減らすことができる静電霧化装置を提供することができる。
以下、本発明の実施形態について添付図面に基づいて説明する。以下、説明の便宜上、放電電極1の基部−先端方向を上下方向と定義し、特に放電電極1の先端側を上方とする。すなわちこの場合、帯電微粒子水の放出方向とは、下方から上方に向いた方向を意味する。
第1の実施形態の静電霧化装置は、図1に示されるように、放電電極1と、放電電極1を冷却するペルチェユニット2と、ペルチェユニット2及び放電電極1を保持する筐体4とを備えている。またこの静電霧化装置は、放電電極1及びペルチェユニット2にそれぞれ給電する直流電源70と、放電電極1に高電圧を印加する高電圧印加手段71とをさらに備えている。
放電電極1は、図2に示されるように、平面視円形状の基台部11の中央から放電部12が上方に突出した形状となっている。放電部12は、球状の先端電極部13と、先端電極部13に連設された柱形状の柱状部14とを有している。放電電極1は、真鍮,アルミ,銅,タングステン,チタン等の金属によって形成されており、耐食性を向上するために金めっきや白金めっき等の表面処理が施されている。
なお、放電電極1の材質は金属に限定されず、電気伝導性の高い材質であれば、導電性の樹脂、カーボン等の他の材質を用いてもよい。また、放電電極1には表面処理が必ずしも施されている必要はない。表面処理が施されないと後述の熱電素子21とのはんだ接合が困難な場合が生じるが、この場合には放電電極1の略全部又は一部にニッケルめっきを施せば、はんだ接合が可能となる。
ペルチェユニット2は、図1に示されるように、一対の熱電素子21と、熱電素子21の一方の端部同士を相互に電気的に繋ぐ連結部22と、熱電素子21の連結部22とは反対側の端部に設けられた放熱部23とを有している。
熱電素子21にはBiTe系の熱電素子21が用いられている。熱電素子21としてP型とN型の素子を各1つずつ有している。ここで、上述のようにP型の熱電素子21とN型の熱電素子21とは連結部22にて電気的に接続されており、N型の熱電素子21からP型の熱電素子21に向けて電流が流れるような構成となっている。そのため、これら一対の熱電素子21の連結部22側の端部が吸熱側となり、その反対側の端部が放熱側となっている。
連結部22は放電電極1の基台部11がその機能を兼用している。基台部11が、一対の熱電素子21同士を電気的に且つ機械的に接続しており、放電電極1(放電部12)を冷却して結露水を生成するための吸熱部27となっている。
放熱部23は熱電素子21の放熱側の端部にそれぞれ設けられている。放熱部23は熱電素子21に電圧を印加するための電極と、放電電極1に電圧を印加するための電極と、熱電素子21による放熱を効果的に行なうための放熱部分とを兼ねる。本実施形態の放熱部23は通電方向に長い長尺な放熱用通電部材24にて構成されている。各放熱用通電部材24は、熱電素子21が接合される側の保持部25と、保持部25よりも表面積が大きく形成された露出部26とで構成されている。放熱用通電部材24は、薄板状の金属片から構成されており、真鍮,アルミ,銅等の電気伝導性及び熱伝導性に優れる材質が好適に用いられる。
熱電素子21と基台部11、ならびに熱電素子21と放熱用通電部材24は、それぞれはんだ接合にて接続されている。なお、はんだ接合が困難な場合には、接合部分にニッケルめっきを施したうえで、はんだ接合してもよいし、導電性の接着剤により接着してもよい。
筐体4は平面視円形状をしている。筐体4の中央には円形の放電電極収容部43が凹設されており、この放電電極収容部43の周縁には傾斜突部42が設けられている。この傾斜突部42は放電電極1の周囲を覆うように形成されている。傾斜突部42の突出先端は、図2に示されるように、放電電極1の先端と略同じ位置か、或いは放電電極1の先端よりも上方に位置している。傾斜突部42はテーパ状に傾斜した傾斜面44を有しており、その傾斜面44は放電電極1に近づく程上方に位置するように傾斜している。
さらに筐体4は、図1に示されるように、その一部に放熱フィン形状となった放熱フィン部45が形成されている。この放熱フィン部45は複数の羽状突片46を有している。この羽状突片46は、平面視において放電電極1を中心として放射状に並設されており、傾斜突部42の傾斜面44から上方に向けて突設されている。各羽状突片46は、相互に離間して設けられており、対向する羽状突片46間は通風のための通気路47となっている。
筐体4には、絶縁性材料が用いられており、PBT,PPS,ポリカーボネート,液晶ポリマー,ABS等の樹脂が好適に用いられる。筐体4の樹脂中には熱伝導性フィラーが混入されており、筐体4の放熱性がさらに良好となっている。なお、筐体4の材質として、SUS,アルミニウム,アルミニウム合金,銅,銅合金等の金属が用いられてもよい。後記の第2の実施形態のように対向電極6が設けられる場合には、対向電極6と筐体4との間が絶縁される必要がある。
筐体4は放電電極1を内部に収容している。図1に示されるように、筐体4には互いに略対向した2つの放熱用通電部材24の保持部25が埋設されている。すなわち筐体4は放熱用通電部材24の保持部25を保持している。放熱用通電部材24の保持部25の先端は、筐体4の放電電極収容部43の奥面に沿っており且つ上方に露出した状態となっている。この状態で放電電極1及び一対の熱電素子21が、各放電電極1間を電気的に且つ機械的に繋ぐようにして接合されている。
放熱用通電部材24の外方側の端部には貫通孔からなる電気入力部31が設けられている。この電気入力部31には、図3に示されるように、それぞれリード線72の一端が接続されると共に、その他端には直流電源70が接続されており、全体として電気回路が形成されている。さらにこの電気回路の一部には高電圧印加手段71が接続されている。
上記構成の静電霧化装置において、直流電源70により電力を供給すると、リード線72・放熱用通電部材24を介してN型熱電素子21からP型熱電素子21に向けて電流が流れる。このとき、N型熱電素子21と基台部11(連結部22)の接合部分、及びP型熱電素子21と基台部11(連結部22)との接合部分の両方で吸熱作用が起こる。この吸熱作用によって放電電極1の放電部12は冷却され、空気中の水分を基にして結露が起こる。なおこの結露により生成された水を結露水と称する。
一方、吸熱部27にて吸熱した熱は、N型熱電素子21と放熱用通電部材24の接合部分、及びP型熱電素子21と放熱用通電部材24との接合部分の両方で放熱される。この熱は、放熱用通電部材24の保持部25(筐体4に埋設された部分)から筐体4外に向けて伝導するが、その大部分が放熱用通電部材24の保持部25を介して筐体4に伝導する。そして筐体4に伝導した熱は、筐体4の放熱フィン部45を介して放熱される。なお筐体4に伝導しなかった熱は、放熱用通電部材24の露出部26を介して外部に放出される。
放熱フィン部45により筐体4の表面積が大きくなっているため、ペルチェユニット2の放熱能力は向上する。この結果、吸熱部27による吸熱が効果的に行なわれ、放電電極1の冷却能力が向上する。
次に、放電電極1に結露水が生成された後、高電圧印加手段71により放電電極1に高電圧を印加する。すると放電電極1の表面に付着した結露水が霧化して、ナノメータサイズの粒径の帯電微粒子水が大量に生成される。帯電微粒子水が生成されると、放電によって生じるイオンの泳動によって周囲の空気が励起されて空気流が生じ、イオン風Wが発生する。
イオン風Wは、放熱フィン部45の羽状突片46間に設けられた通気路47内を流通する。すなわち、イオン風Wは、通気路47内に取り込まれた後、傾斜突部42の傾斜面44に沿って筐体4中央に向かい、そのまま上昇する流れを辿る。通気路47内を流通するイオン風Wは、放熱フィン部45と熱交換するため、温度が上昇する。一方、このイオン風Wに晒された放熱フィン部45は、この熱交換によって温度が下降する。
このとき暖められたイオン風Wが放電電極1にふき当てられると、放電電極1の温度が上昇して、吸熱部27による冷却能力が低下してしまう。しかし本実施形態の放電電極1は、傾斜突部42によってその周囲が覆われているため、熱交換によって暖められたイオン風Wの影響を受けにくい。すなわち本実施形態の静電霧化装置は、放熱フィン部45による放熱能力を向上させつつ、そのイオン風Wの流通方向を制御することにより、イオン風Wが吹き当てられることによる吸熱部27の冷却能力の低下も同時に防ぐ。
このように、筐体4により効果的な放熱が可能となり、筐体4とは別体の放熱フィンの部品を無くすことができるので、部品点数を減らすことが可能となる。また、本実施形態の静電霧化装置は、効果的な熱交換を実現するため、放熱フィン部45を小さくすることもでき、コンパクト化を図ることも可能となる。さらに本実施形態の静電霧化装置は、筐体4が樹脂により形成されているため、従来のような放熱フィン体を金属で成形するものに比べて、軽量化を図ることもできる。
次に、第2の実施形態について図4に基づいて説明する。なお、本実施形態は第1の実施形態と大部分において同じであるため、同じ部分においては同符号を付して説明を省略し、主に異なる部分について説明する。
本実施形態の静電霧化装置は、対向電極6が設けられている点で第1の実施形態の静電霧化装置と異なっている。
本実施形態の静電霧化装置には、図4に示されるように、放電電極1と対向する位置に対向電極6が設けられており、この対向電極6は接地されている。対向電極6は、平面視リング形状に形成されており、中央に帯電微粒子水を通過させるための円形の放出孔61が穿設されている。対向電極6の外周の一部からは、径外方向に突出した給電部62が形成されている。対向電極6には、SUS,銅,白金等の金属や、導電性の樹脂が好適に用いられる。
なお放電電極1は、導電性材料を用いて樹脂表面に電極をパターニングすることで形成されていてもよいし、対向電極6の耐食性を向上させるため、金,白金等の耐食性の高い材料によりコーティングされていてもよい。また対向電極6の形状は、静電霧化現象を安定的に発生させることのできる形状であれば他の形状であってもよい。例えば、放電電極1を囲むような形状のドーム型に対向電極6を形成した場合には、放電電極1に対して電界をさらに集中させやすいという利点を有する。
上記構成の対向電極6は、筐体4の対向電極支持部41に支持固定されている。本実施形態の対向電極支持部41は放熱フィン部45の羽状突片46により構成されており、対向電極6は羽状突片46の上端に取り付けられる。筐体4の対向電極支持部41と対向電極6との接合には、ネジや接着剤が用いられる。なお、本実施形態の筐体4は樹脂により構成されているため、筐体4と対向電極6との接合にはヒートシールによることも可能である。
上記構成の第2の実施形態の静電霧化装置においては、放電電極1に対する一定の位置関係で対向電極6が配置されているため、外部環境に影響されることなく、放電電極1において静電霧化現象が安定的に行なわれる。しかもこの対向電極6は、放熱フィン部45を利用して支持されていて、通気路47の一部を構成しているため、熱を帯びた場合にはイオン風Wを利用して効果的に熱交換が可能である。
次に、第3の実施形態について図5に基づいて説明する。なお、本実施形態は第1の実施形態と大部分において同じであるため、同じ部分においては同符号を付して説明を省略し、主に異なる部分について説明する。
本実施形態の静電霧化装置は、筐体4の有する放熱フィン部45が、上部に設けられたものではなく外周面に設けられたものである点で、第1の実施形態の静電霧化装置と異なっている。
本実施形態の静電霧化装置の筐体4は、図5に示されるように、平面視略円形状をした樹脂により主体が構成されており、その外周縁に立設片49が全周に亙って上方に立設されている。また立設片49を含む外側面からは側方に向けて羽状突片46が突設されている。筐体4における立設片49よりも中心側の上面は、平坦な部分となっており、熱電素子21及び放電電極1実装用の作業を容易に行わせるためのスペースとなっている。
上記構成によれば、まず放熱用通電部材24のみを埋設させた状態で筐体4を成形し、その後熱電素子21及び放電電極1を実装するような製造方法を採用する場合に利点を有する。すなわち、熱電素子21及び放電電極1が収容される放電電極収容部43の周辺にスペースがあるため、熱電素子21及び放電電極1を実装する作業を行い易い。
なお、上記構成の静電霧化装置に対し、第2の実施形態における対向電極6を用いた構成を採用することももちろん可能である。
次に、第4の実施形態について図6に基づいて説明する。なお、本実施形態は第1の実施形態と大部分において同じであるため、同じ部分においては同符号を付して説明を省略し、主に異なる部分について説明する。
本実施形態の静電霧化装置は放熱用通電部材24の形状に特徴がある。すなわち、本実施形態の静電霧化装置は、図6に示されるように、放熱部23を構成する放熱用通電部材24の一部が放熱フィン形状をした熱交換部28となっている。この熱交換部28は、複数の羽片29と通気用隙間30とを交互に並設して構成されており、各羽片29は、放熱用通電部材24の露出部26の外縁から側方に向けて突設されている。なお、放熱用通電部材24の材質や保持部25などの構成は、第1の実施形態と同様の構成となっている。
筐体4は、平面視円形状となっており、その中央に放電電極収容部43が凹設されている。筐体4の外周縁の上面には一対の対向電極支持部41が上方に向けて突設されており、各対向電極支持部41は、筐体4中心を通過する仮想線上にそれぞれが位置している。なお、本実施形態の静電霧化装置には対向電極6が装着されていないが、対向電極支持部41が設けられていることで、事後的に対向電極6の設置が可能となっている。つまり対向電極6を取り付けるか否かの選択を使用者が適宜行なうことができる。
上記構成の静電霧化装置によれば、放熱部23を介してペルチェユニット2に電流が流れると、吸熱部27により放電電極1が冷却され、その冷却により放電電極1に結露水が生成される。一方、ペルチェユニット2により吸熱された熱は、放熱部23を経て、放熱部23の熱交換部28及び筐体4を介して放熱される。このとき、熱交換部28は放熱フィン形状をしており、しかも対向する各羽片29間が通気用隙間30となっているため、効果的な放熱効果が得られる。これにより、放熱フィンを別部材として新たに設けなくても良好な放熱効果が得られるため、部品点数を減らすことが可能となる。
なお、本実施形態の放熱用通電部材24を第1〜3の実施形態にそれぞれ適用することも当然可能である。本実施形態の放熱用通電部材24をこれらに適用することにより、第1〜3の実施形態におけるペルチェユニット2の放熱効果を、一層向上させることができる。
次に、第5の実施形態について図7に基づいて説明する。なお、本実施形態は第1の実施形態と大部分において同じである。また筐体4の構成については、第4の実施形態と同様の構成となっている。そのため、同じ部分においては同符号を付して説明を省略し、主に異なる部分について説明する。
本実施形態の静電霧化装置は、放熱部23の筐体4に保持された部分(すなわち保持部25)の形状に特徴を有している。すなわち、この放熱部23を構成する放熱用通電部材24は、図7(b)に示されるように、熱電素子21が接合される側の保持部25と、保持部25と連設された平面視略矩形状の露出部26とで構成されている。保持部25は、一方の放熱用通電部材24で略半円状をしており、一対の保持部25で合わせて略円形状となるような形状である。一対の保持部25は、それぞれが接触しないように離間しており、電流を流した場合に、電流が熱電素子21を通過せずに短絡することがないようになっている。一対の保持部25はその外縁が筐体4の外形に沿うような形状となるように表面が広げられており、一対の保持部25が合わせられると、その形状が筐体4の水平方向の断面形状と略一致する。
このように、放熱用通電部材24の保持部25の形状は、その外縁を筐体4の外縁に沿うようにしてその表面が広げられ、筐体4の断面形状と略一致しているため、放熱部23と筐体4との接触面積は通常のもの(例えば図1〜6等に示されたもの)よりも大きい。これにより放熱用通電部材24から筐体4への伝熱効率が向上する。つまり、仮に放熱フィンが設けられていなくても放熱効果は良好に保たれるため、放熱フィンの部品を削減することが可能となる。
なお、本実施形態の放熱部23材の保持部25の形状を第1〜4の実施形態にそれぞれ適用することも当然可能である。本実施形態の保持部25の形状をこれらに適用することにより、第1〜4の実施形態におけるペルチェユニット2の放熱効果を、一層向上させることができる。特に、筐体4を通した放熱を効果的に行なう第1の実施形態に適用することでより顕著な効果を奏する。
次に、第6の実施形態について図8に基づいて説明する。なお、本実施形態の放電電極1・ペルチェユニット2・直流電源70・高電圧印加手段71の構成は第2の実施形態と同じ構成である。また筐体4の構成については、第4の実施形態と同様の構成となっている。そのため、同じ部分においては同符号を付して説明を省略し、主に異なる部分について説明する。
本実施形態の静電霧化装置は、対向電極6を有しており、その対向電極6の形状に特徴を有している。すなわち本実施形態の対向電極6は、対向電極6の上面(放電電極1と対向する側とは反対側の面)に放熱フィン形状をした対向電極放熱部63が形成されている。また対向電極6は、平面視リング形状に形成されており、中央に円形の放出孔61が穿設されている。複数の突片64が放出孔61を放射状に囲むようにして突設されており、これらが対向電極放熱部63を構成している。さらに、対向電極6は、放電電極1と対向する位置に設けられており、接地されている。なお、対向電極6の材質等その他の構成は、第2の実施形態の対向電極6の構成と同様である。
上記構成の対向電極6は、筐体4の対向電極支持部41に装着される。このとき、筐体4と対向電極6とは熱伝導性グリースを介して接続されている。これにより、放熱用通電部材24から筐体4に伝熱した熱が、さらに対向電極6に効率良く伝導するようになる。つまり、ペルチェユニット2の放熱用通電部材24の露出部26・筐体4の表面・対向電極6の対向電極放熱部63のいずれの部分においても放熱が行なわれ、放熱効率が大幅に向上する。
ところで、放電電極1と対向電極6との間に電圧を印加した場合には、対向電極6が熱を帯びることがある。しかし本実施形態の対向電極6は、その一部に放熱フィン形状を有しており、表面積を増大させているため、対向電極6に発生した熱は放熱フィン形状となった部分を介して効果的に放熱される。このため、熱を帯びた対向電極6の熱を放熱するに当たって、放熱フィンの部品を新たに設けなくても効果的な放熱が可能となるため、部品点数を削減することも可能となる。
なお、本実施形態の対向電極6の形状を第2〜5の実施形態にそれぞれ適用することも当然可能である。本実施形態の対向電極6をこれらに適用することにより、第2〜5の実施形態におけるペルチェユニット2の放熱効果を、一層向上させることができる。
次に、第7の実施形態について図9に基づいて説明する。なお、本実施形態の放電電極1・直流電源70・高電圧印加手段71の構成は第1の実施形態と同じ構成である。また筐体4の構成については、第4の実施形態と同様の構成となっている。そのため、同じ部分においては同符号を付して説明を省略し、主に異なる部分について説明する。
本実施形態の静電霧化装置は、放熱用通電部材24が熱放射率の高い膜によって覆われている点に特徴を有している。具体的に本実施形態の放熱用通電部材24には、アルマイト処理がなされている(図9中のハッチング部分)。ここで、アルマイト処理を放熱用通電部材24の全面に施すと、アルマイト処理面にははんだが付かないため不都合が生じる。このため熱電素子21との接合部分には、アルマイト処理による被膜を削り取る必要がある。
このように放熱部23の露出部26が熱放射率の高い膜によって被覆されていると、放熱部23から高効率で放熱が行なわれる。つまり、放熱フィンが無くてもペルチェユニット2の放熱部23による放熱効果は十分に確保される。これにより、部品点数を削減することも可能となる。
ここで熱放射率の高い膜としては、例えば、黒色顔料(カーボンブラック)を塗工したものであってもよい。
また熱放射率の高い膜は、本実施形態では放熱用通電部材24の略全面に亙って処理がなされているが、本発明では少なくとも放熱用通電部材24の露出部26を被膜していればよいものとする。
さらに、本実施形態の静電霧化装置は放熱用通電部材24のみに熱放射率の高い膜を被膜したものだが、放熱用通電部材24のみならず、筐体4・対向電極6を上記皮膜にて覆えば、より効果的な放熱効果を得ることが可能となる。
また、本実施形態の熱放射率の高い膜を第1〜6の実施形態にそれぞれ適用することも当然可能である。本実施形態の熱放射率の高い膜をこれらに適用することにより、第1〜6の実施形態におけるペルチェユニット2の放熱効果を、一層向上させることができる。
以上、第1〜7の実施形態の静電霧化装置を、説明の便宜上、放電電極1の基部−先端方向を上下方向と定義して説明したが、本発明は上下方向が限定されるものではない。
また、第1〜7の実施形態の放電電極1は、放電電極1の基台部11が連結部22を兼ねるような構成となり、コンパクトな構成となっていたが、本発明の静電霧化装置は、従来の構成のように連結部22と放電電極1とが別々の部材であってもよい。また、連結部22と放電電極1との間に耐電圧且つ高熱伝導性の絶縁板を介装し、放電電極1に高圧リード線72を接続して、放電電極1に直接高電圧を印加させるものであってもよい。
1 放電電極
11 基台部
12 放電部
13 先端電極部
14 柱状部
2 ペルチェユニット
21 熱電素子
22 連結部
23 放熱部
24 放熱用通電部材
25 保持部
26 露出部
27 吸熱部
31 電気入力部
4 筐体
42 傾斜突部
43 放電電極収容部
44 傾斜面
45 放熱フィン部
46 羽状突片
47 通気路
W イオン風
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25 保持部
26 露出部
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43 放電電極収容部
44 傾斜面
45 放熱フィン部
46 羽状突片
47 通気路
W イオン風
Claims (7)
- 放電電極が冷却されることでその表面に結露水が生成され、その放電電極に電圧が印加されることで結露水を霧化させて帯電微粒子水を生成する静電霧化装置であって、
熱電素子の一端側に放電電極を冷却する吸熱部が設けられると共に、他端側に放熱部が設けられたペルチェユニットと、
放熱部を保持し放電電極を支持する筐体とを備え、
筐体は、その一部に放熱フィン形状を有していることを特徴とする、静電霧化装置。 - 前記放熱フィン形状をした部分が、結露水の霧化時に発生するイオン風に晒されるように放電電極の近傍に位置している、請求項1記載の静電霧化装置。
- 前記筐体には、放電電極に近づく程帯電微粒子水の放出方向に位置するようにテーパ状に傾斜した傾斜突部が、放電電極の周囲を覆うように設けられている、請求項2記載の静電霧化装置。
- 放電電極が冷却されることでその表面に結露水が生成され、その放電電極に電圧が印加されることで結露水を霧化させて帯電微粒子水を生成する静電霧化装置であって、
熱電素子の一端側に放電電極を冷却する吸熱部が設けられると共に、他端側に熱電素子へ通電するための電極を兼ねた放熱部が設けられたペルチェユニットと、
放熱部を保持し放電電極を支持する筐体とを備え、
放熱部は、筐体から露出した部分に放熱フィン形状を有していることを特徴とする、静電霧化装置。 - 放電電極が冷却されることでその表面に結露水が生成され、その放電電極に電圧が印加されることで結露水を霧化させて帯電微粒子水を生成する静電霧化装置であって、
熱電素子の一端側に放電電極を冷却する吸熱部が設けられると共に、他端側に熱電素子へ通電するための電極を兼ねた放熱部が設けられたペルチェユニットと、
放熱部を保持し放電電極を支持する筐体とを備え、
放熱部の筐体に保持された部分は、筐体の外形に沿った形状となるように広がっていることを特徴とする、静電霧化装置。 - 放電電極が冷却されることでその表面に結露水が生成され、その放電電極と対向電極との間に電圧が印加されることで結露水を霧化させて帯電微粒子水を生成する静電霧化装置であって、
熱電素子の一端側に放電電極を冷却する吸熱部が設けられると共に、他端側に放熱部が設けられたペルチェユニットを備え、
対向電極は、その一部に放熱フィン形状を有していることを特徴とする、静電霧化装置。 - 放電電極が冷却されることでその表面に結露水が生成され、その放電電極に電圧が印加されることで結露水を霧化させて帯電微粒子水を生成する静電霧化装置であって、
熱電素子の一端側に放電電極を冷却する吸熱部が設けられると共に、他端側に熱電素子へ通電するための電極を兼ねた放熱部が設けられたペルチェユニットを備え、
放熱部の露出部は、熱放射率の高い膜によって被覆されていることを特徴とする、静電霧化装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010014813A JP2011152499A (ja) | 2010-01-26 | 2010-01-26 | 静電霧化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2010014813A JP2011152499A (ja) | 2010-01-26 | 2010-01-26 | 静電霧化装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2011152499A true JP2011152499A (ja) | 2011-08-11 |
Family
ID=44538840
Family Applications (1)
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JP2010014813A Withdrawn JP2011152499A (ja) | 2010-01-26 | 2010-01-26 | 静電霧化装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2011152499A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012043169A1 (ja) * | 2010-09-27 | 2012-04-05 | パナソニック株式会社 | 放電電極、放電電極の製造方法、イオン発生装置及び静電霧化装置 |
-
2010
- 2010-01-26 JP JP2010014813A patent/JP2011152499A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2012043169A1 (ja) * | 2010-09-27 | 2012-04-05 | パナソニック株式会社 | 放電電極、放電電極の製造方法、イオン発生装置及び静電霧化装置 |
JP2012066215A (ja) * | 2010-09-27 | 2012-04-05 | Panasonic Corp | 放電電極、放電電極の製造方法、イオン発生装置及び静電霧化装置 |
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