專利名稱：靜電噴霧裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種利用電流體力學將液體霧化而進行噴霧的靜電噴霧裝置。
背景技術(shù)：
到目前為止，利用電流體力學(EHDElectro Hydrodynamic)將液體霧化而進行噴霧的靜電噴霧裝置已經(jīng)被人們知道。這種靜電噴霧裝置，例如是在小直徑管的開口端附近產(chǎn)生電場，并利用該電場的不均勻性將小直徑管內(nèi)的液體霧化而進行噴霧的。
例如在專利文獻1和專利文獻2中，有人公開了由靜電噴霧裝置構(gòu)成的吸入器。所述吸入器，是為了例如將哮喘或支氣管炎等的治療藥霧化，再讓人從鼻吸入已成為微細液滴狀的藥劑而使用的。在專利文獻3中，有人公開了由靜電噴霧裝置構(gòu)成的手持式噴霧裝置。該噴霧裝置，是為了將液狀粉底或香水等化妝品霧化，再讓已成為微細液滴狀的化妝品附著在皮膚上而使用的。
在所述專利文獻所公開的吸入器和噴霧裝置中，電場形成在噴嘴的前端附近，存在于噴嘴前端的液體被霧化并放出來。這時，在所述吸入器和噴嘴裝置中，利用采用泵或馬達的噴出機構(gòu)將成為霧化對象的液體提供到將液體霧化的噴嘴前端。
專利文獻1日本公開專利公報特開昭62-197071號公報專利文獻2日本專利申請公表特表2002-532163號公報專利文獻3日本專利申請公表特表2003-507166號公報 如上所述，在上述專利文獻中有記載的現(xiàn)有靜電噴霧裝置中，利用泵或馬達等，以將液體提供給將液體霧化的小直徑管前端。
因此，所述靜電噴霧裝置需要泵或馬達等用以提供液體的部件，有導致靜電噴霧裝置結(jié)構(gòu)的復雜化和制造成本的升高之虞。此外，也有下述問題，即若泵或馬達等出了毛病，就不能霧狀噴出液體了，因而難以確保靜電噴霧裝置的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明，正是為解決所述問題而研究開發(fā)出來的。其目的在于謀求靜電噴霧裝置的結(jié)構(gòu)簡化和制造成本的減低，進而謀求可靠性的提高。
第一發(fā)明，以下述靜電噴霧裝置為對象，即包括貯存液體的容器部件(20)、與所述容器部件(20)的內(nèi)部空間連通的管狀噴嘴部件(31)、與所述噴嘴部件(31)內(nèi)的液體接觸的第一電極(31、37)、以及與所述噴嘴部件(31)內(nèi)的液體絕緣的第二電極(35、38、60、61)，當在所述第一電極(31、37)與所述第二電極(35、38、60、61)之間產(chǎn)生了電位差時，從所述噴嘴部件(31)前端霧狀噴出液體的靜電噴霧裝置。所述噴嘴部件(31)的前端，設置在低于所述容器部件(20)內(nèi)的液面(51)的位置上。
在第一發(fā)明中，容器部件(20)內(nèi)的液體流入到噴嘴部件(31)中。當在第一電極(31、37)與第二電極(35、38、60、61)之間產(chǎn)生了電位差時，液體在噴嘴部件(31)的前端被霧化，已成為微細液滴的液體從噴嘴部件(31)的前端霧狀噴出來。在該發(fā)明中，噴嘴部件(31)的前端設置在低于容器部件(20)的內(nèi)部空間中的液面(51)的位置上，噴嘴部件(31)的前端與容器部件(20)內(nèi)的液面(51)之間有位差。容器部件(20)內(nèi)的液體，通過該位差被提供到將液體霧化的噴嘴部件(31)前端。
第二發(fā)明，是在所述第一發(fā)明中，所述靜電噴霧裝置構(gòu)成為在所述第一電極(31、37)的電位和所述第二電極(35、38、60、61)的電位成為同電位的狀態(tài)下，通過液壓和表面張力在所述噴嘴部件(31)前端的氣液界面(52)上保持平衡，阻止流體從該噴嘴部件(31)的前端流出。
在第二發(fā)明中，在第一電極(31、37)與第二電極(35、38、60、61)之間沒有電位差的狀態(tài)下，在形成于噴嘴部件(31)前端的氣液界面(52)上，對該氣液界面(52)分別起到作用的液壓和表面張力保持平衡。就是說，根據(jù)被霧化的液體的粘度等物理特性設定例如容器部件(20)中的液面(51)高度的最大值、噴嘴部件(31)的內(nèi)徑等，以當?shù)谝浑姌O(31、37)的電位與第二電極(35、38、60、61)的電位相同時，液壓和表面張力在噴嘴部件(31)前端的氣液界面(52)上保持平衡。在液壓和表面張力在噴嘴部件(31)前端的氣液界面(52)上保持平衡的狀態(tài)下，即使液壓對噴嘴部件(31)前端的氣液界面(52)起到作用，液體也不會從噴嘴部件(31)的前端流出。
第三發(fā)明，是在所述第一發(fā)明中，所述噴嘴部件(31)的前端設置在低于所述容器部件(20)的底面(22)的位置上。
在第三發(fā)明中，噴嘴部件(31)的前端設置為低于所述容器部件(20)的底面(22)。因此，即使是在幾乎所有液體從容器部件(20)流出后，噴嘴部件(31)的前端也保持放滿液體的狀態(tài)。
第四發(fā)明，是在所述第一發(fā)明中，所述靜電噴霧裝置包括將電壓至少施加在所述第一電極(31、37)上，來在該第一電極(31、37)與所述第二電極(35、38、60、61)之間產(chǎn)生電位差的電源(16)，和反復開關所述電源(16)，并根據(jù)所述容器部件(20)內(nèi)的液面(51)高度對打開著該電源(16)的時間和關閉著該電源(16)的時間的占空比進行調(diào)節(jié)的控制機構(gòu)(17)。
在第四發(fā)明中，控制機構(gòu)(17)對電源(16)反復進行打開和關閉。在打開了電源(16)時，電壓至少施加在第一電極(31、37)上。通過該電壓的施加，在第一電極(31、37)與第二電極(35、38、60、61)之間被賦予電位差，所述靜電噴霧裝置從噴嘴部件(31)前端進行噴霧。在關閉了電源(16)時，第一電極(31、37)的電位和第二電極(35、38、60、61)的電位成為同電位，所述靜電噴霧裝置停止從噴嘴部件(31)進行噴霧。在變更了電源(16)的打開和關閉的占空比(duty ratio)的情況下，每單位時間內(nèi)的、從噴嘴部件(31)噴霧的時間變化，每單位時間的、從噴嘴部件(31)噴出的噴霧量變化。在該發(fā)明中，控制機構(gòu)(17)，根據(jù)容器部件(20)內(nèi)的液面(51)高度對電源(16)的打開和關閉的占空比進行調(diào)節(jié)。
第五發(fā)明，是在所述第一發(fā)明中，所述第二電極(35)，形成為圓環(huán)狀，以與所述噴嘴部件(31)同軸被設置。
在第五發(fā)明中，第二電極(35)形成為圓環(huán)狀。該第二電極(35)，被設置為該第二電極(35)的中心軸與噴嘴部件(31)的中心軸一致的姿勢。
第六發(fā)明，是在所述第一發(fā)明中，所述第二電極(60、61)包括突出端部(65)，所述第二電極(60、61)設置為該突出端部(65)位于所述噴嘴部件(31)的旁邊。
在第六發(fā)明中，在第二電極(60、61)中形成有突出端部(65)。該突出端部(65)，位于噴嘴部件(31)的旁邊。當在第一電極(31、37)與第二電極(60、61)之間產(chǎn)生了電位差時，電場產(chǎn)生在第二電極(60、61)的突出端部(65)與第一電極(31、37)之間，液體從噴嘴部件(31)霧狀噴出去。
第七發(fā)明，是在所述第六發(fā)明中，所述第二電極(60)形成為棒狀，該第二電極(60)的前端成為所述突出端部(65)。
在第七發(fā)明中，形成為棒狀的第二電極(60)的前端成為突出端部(65)。就是說，當在第一電極(31、37)與第二電極(60、61)之間產(chǎn)生了電位差時，電場形成在第二電極(60、61)的前端與第一電極(31、37)之間。
第八發(fā)明，是在所述第一發(fā)明中，所述靜電噴霧裝置包括將電壓至少施加在所述第一電極(31、37)上，來在該第一電極(31、37)與所述第二電極(35、38、60、61)之間產(chǎn)生電位差的電源(16)；在所述電源(16)打開的狀態(tài)下，所述第一電極(31、37)與所述第二電極(35、38、60、61)之間的電位差大于或等于3kV、且小于開始發(fā)生電暈放電的值。
在第八發(fā)明中，在打開了電源(16)時，電壓至少施加在第一電極(31、37)上。通過該電壓的施加，在第一電極(31、37)與第二電極(35、38、60、61)之間被賦予電位差，所述靜電噴霧裝置從噴嘴部件(31)的前端進行噴霧。在關閉了電源(16)時，第一電極(31、37)的電位和第二電極(35、38、60、61)的電位成為同電位，所述靜電噴霧裝置停止從噴嘴部件(31)進行噴霧。在電源(16)打開的狀態(tài)下，在第一電極(31、37)與第二電極(35、38、60、61)之間產(chǎn)生的電位差的值，設定為規(guī)定范圍內(nèi)的值。補充說明一下，在第一電極(31、37)與第二電極(35、38、60、61)之間開始發(fā)生電暈放電的電位差值，根據(jù)第一電極(31、37)與第二電極(35、38、60、61)之間的距離的不同而不同。
第九發(fā)明，是在所述第一到第八發(fā)明中的任一個發(fā)明中，所述噴嘴部件(31)由導電性材料制成，該噴嘴部件(31)兼作所述第一電極(31、37)用。
在第九發(fā)明中，由導電性材料制成的噴嘴部件(31)兼作第一電極(31、37)用。在該發(fā)明的靜電噴霧裝置(10)中，當在兼作第一電極(31、37)用的噴嘴部件(31)與第二電極(35、38、60、61)之間產(chǎn)生了電位差時，液體在噴嘴部件(31)的前端被霧化而放出。
第十發(fā)明，是在所述第九發(fā)明中，所述噴嘴部件(31)的前端與所述第二電極(35、38、60、61)之間的距離在5mm以上且20mm以下。
在第十發(fā)明中，兼作第一電極(31、37)用的噴嘴部件(31)的前端與第二電極(35、38、60、61)之間的距離，設定為規(guī)定范圍內(nèi)的值。在此，若噴嘴部件(31)前端與第二電極(35、38、60、61)之間的距離太近，在噴嘴部件(31)與第二電極(35、38、60、61)之間開始發(fā)生電暈放電的電位差值就較小。而若要避免電暈放電的發(fā)生，就有導致下述情況的可能性，即難以在噴嘴部件(31)與第二電極(35、38、60、61)之間產(chǎn)生充分的電位差，不能從噴嘴部件(31)前端穩(wěn)定地霧狀噴出液體。另一方面，若噴嘴部件(31)前端與第二電極(35、38、60、61)之間的距離太遠，需要在噴嘴部件(31)與第二電極(35、38、60、61)之間產(chǎn)生的電位差就太大，有導致須要為了產(chǎn)生電位差采用較大的電源(16)等問題之虞。于是，在該發(fā)明中考慮到所述狀況，設噴嘴部件(31)的前端與第二電極(35、38、60、61)之間的距離為5mm以上且20mm以下。
第十一發(fā)明，是在所述第九發(fā)明中，所述噴嘴部件(31)前端的壁厚在0.2mm以下。
在第十一發(fā)明中，噴嘴部件(31)前端的壁厚設定為規(guī)定范圍內(nèi)的值。就是說，噴嘴部件(31)不需要整個部件的壁厚都在0.2mm以下，而只要該噴嘴部件(31)的最前端部分的壁厚在0.2mm以下就可以。在此，若噴嘴部件(31)前端的壁厚太大，就有導致下述情況的可能性，即對噴嘴部件(31)前端起到作用的電場的不均勻性較小，不能從噴嘴部件(31)前端穩(wěn)定地進行噴霧。于是，在該發(fā)明中考慮到所述狀況，設噴嘴部件(31)前端的壁厚為0.2mm以下。
第十二發(fā)明，是在所述第九發(fā)明中，所述噴嘴部件(31)的內(nèi)徑在0.3mm以上且1.0mm以下。
在第十二發(fā)明中，噴嘴部件(31)的內(nèi)徑設定為規(guī)定范圍內(nèi)的值。在此，若噴嘴部件(31)的內(nèi)徑太小，噴嘴部件(31)前端的氣液界面(52)上的表面張力就太大，有不能從噴嘴部件(31)前端穩(wěn)定地霧狀噴出液體之虞。此外，若噴嘴部件(31)的內(nèi)徑太小，噴嘴部件(31)造成堵塞的危險性也就增大。另一方面，若噴嘴部件(31)的內(nèi)徑太大，噴嘴部件(31)前端的氣液界面(52)上的表面張力就太小，在該情況下也有噴嘴部件(31)前端的液體霧化不穩(wěn)定之虞。于是，在該發(fā)明中考慮到所述狀況，設噴嘴部件(31)的內(nèi)徑為0.3mm以上且1.0mm以下。
第十三發(fā)明，是在所述第九發(fā)明中，所述第二電極(35、38、60、61)設置在從所述噴嘴部件(31)前端朝著基端側(cè)后退而到達的位置上。
在第十三發(fā)明中，第二電極(35、38、60、61)不設置在噴嘴部件(31)前端的前邊，而設置在該噴嘴部件(31)前端的后邊。在此，若第二電極(35、38、60、61)設置在噴嘴部件(31)前端的前邊，就有從噴嘴部件(31)前端霧狀噴出來的液滴附著在第二電極(35、38、60、61)上之虞。于是，在該發(fā)明中，將第二電極(35、38、60、61)設置在噴嘴部件(31)前端的后邊，即靠近噴嘴部件(31)基端一側(cè)的位置上，來防止從噴嘴部件(31)前端霧狀噴出來的液體附著在第二電極(35、38、60、61)上。
第十四發(fā)明，是在所述第十三發(fā)明中，所述第二電極(35、38、60、61)的從所述噴嘴部件(31)前端算起的后退距離在3mm以上且10mm以下。
在第十四發(fā)明中，第二電極(35、38、60、61)設置在從噴嘴部件(31)前端后退規(guī)定距離而到達的位置上。在此，若第二電極(35、38、60、61)的從噴嘴部件(31)前端算起的后退距離太短，就有不能在噴嘴部件(31)前端形成適于噴霧的電場之虞。另一方面，若第二電極(35、38、60、61)的從噴嘴部件(31)前端算起的后退距離太長，需要在噴嘴部件(31)與第二電極(35、38、60、61)之間產(chǎn)生的電位差就太大，有導致須要為了產(chǎn)生電位差采用較大的電源(16)等問題之虞。于是，在該發(fā)明中考慮到所述狀況，設第二電極(35、38、60、61)的從噴嘴部件(31)前端算起的后退距離為3mm以上且10mm以下。
在此，當用本發(fā)明所涉及的靜電噴霧裝置(10)將液體霧化時，在噴嘴部件(31)的前端，氣液界面(52)受電場的影響被拉伸而呈圓錐狀。形成于噴嘴部件(31)前端的圓錐狀氣液界面(52)的大小，根據(jù)噴嘴前端面的濕潤程度的不同而變化。例如，在噴嘴部件(31)的前端面完全不濕潤的狀態(tài)下，氣液界面(52)呈與噴嘴部件(31)的內(nèi)表面相連的形狀，如圖33(a)所示。在噴嘴部件(31)的整個前端面濕潤的狀態(tài)下，氣液界面(52)呈與噴嘴部件(31)的外表面相連的形狀，如圖33(b)所示。若圓錐狀氣液界面(52)的直徑較小，從噴嘴部件(31)噴出的噴霧量就比較少，相反，若圓錐狀氣液界面(52)的直徑較大，從噴嘴部件(31)噴出的噴霧量就比較多。因此，若噴嘴部件(31)前端的氣液界面(52)的形狀不穩(wěn)定，從噴嘴部件(31)霧狀噴出的液體就不維持一定不變的量。這是一個問題。
第十五到第二十二發(fā)明中的各個發(fā)明，對該問題采取了對策。
第十五發(fā)明，是在所述第一到第十四發(fā)明中的任一個發(fā)明中，所述噴嘴部件(31)前端部(31a)的壁厚比其他部分的壁厚薄。
在第十五發(fā)明中，所述噴嘴部件(31)的前端面(31b)的壁厚，比前端部(31a)以外的其他部分的壁厚薄。就是說，噴嘴部件(31)的前端面(31b)中的內(nèi)徑與外徑之差，比其他部分的內(nèi)徑與外徑之差小。如上所述，在從噴嘴部件(31)霧狀噴出液體的狀態(tài)下，形成于噴嘴部件(31)前端的氣液界面(52)呈圓錐狀。該成為圓錐狀的氣液界面(52)的直徑，根據(jù)該噴嘴部件(31)的前端面(31b)的濕潤程度等的變化而在從噴嘴部件(31)前端的內(nèi)徑到外徑為止的范圍內(nèi)變化。對應于此，在該發(fā)明中，噴嘴部件(31)的前端面(31b)的壁厚很薄，因而前端面(31b)中的內(nèi)徑與外徑之差也很小。因此，在該發(fā)明中，形成于噴嘴部件(31)前端的氣液界面(52)的直徑的變動幅度很小。
第十六發(fā)明，是在所述第一到第十四發(fā)明中的任一個發(fā)明中，所述噴嘴部件(31)的前端部(31a)的壁厚隨著接近該噴嘴部件(31)的前端而逐漸變薄。
在第十六發(fā)明中，所述噴嘴部件(31)的前端部(31a)中的內(nèi)徑與外徑之差，隨著接近噴嘴部件(31)前端而逐漸變小，該差在噴嘴部件(31)的最前端最小。
第十七發(fā)明，是在所述第十六發(fā)明中，所述噴嘴部件(31)前端部(31a)的內(nèi)徑一定不變，該前端部(31a)的外徑隨著接近該噴嘴部件(31)前端而逐漸變小。
在第十七發(fā)明中，所述噴嘴部件(31)的前端部(31a)，形成為內(nèi)徑一定不變、只有外徑隨著接近前端而逐漸變小的形狀。噴嘴部件(31)的前端部(31a)中的內(nèi)徑與外徑之差，在噴嘴部件(31)的最前端最小。
第十八發(fā)明，是在所述第一到第十四發(fā)明中的任一個發(fā)明中，所述噴嘴部件(31)的前端面(31b)已進行了親水化處理。
在第十八發(fā)明中，因為噴嘴部件(31)的前端面(31b)已進行了親水化處理，所以整個前端面(31b)幾乎確實地成為濕潤狀態(tài)。因此，形成于噴嘴部件(31)前端的氣液界面(52)的形狀，呈與噴嘴部件(31)的外表面相連的圓錐形狀(參照圖33(b))。該氣液界面(52)的直徑保持與噴嘴部件(31)的外徑大致相等的狀態(tài)，幾乎不變化。
第十九發(fā)明，是在所述第十八發(fā)明中，作為親水化處理，所述噴嘴部件(31)的前端面(31b)已進行了將該前端面(31b)粗糙化的表面粗糙化加工。
在第十九發(fā)明中，因為所述噴嘴部件(31)的前端面(31b)已進行了表面粗糙化加工，所以整個該前端面(31b)幾乎確實地成為濕潤狀態(tài)。
第二十發(fā)明，是在所述第十八發(fā)明中，作為親水化處理，所述噴嘴部件(31)的前端面(31b)已進行了形成沿該前端面(31b)的直徑方向延伸的槽(19)的加工。
在第二十發(fā)明中，當圓錐狀氣液界面(52)形成于噴嘴部件(31)前端時，由于毛細現(xiàn)象，液體被提供到整個槽(19)中。因此，噴嘴部件(31)的整個前端面(31b)，容易成為濕潤狀態(tài)。
第二十一發(fā)明，是在所述第十八發(fā)明中，作為親水化處理，所述噴嘴部件(31)的前端面(31b)已進行了在該前端面(31b)上形成由親水性材料構(gòu)成的薄膜的薄膜形成加工。
在第二十一發(fā)明中，在噴嘴部件(31)的前端面(31b)上形成有由親水性材料構(gòu)成的薄膜。因此，噴嘴部件(31)的整個前端面(31b)幾乎確實地成為濕潤狀態(tài)。
第二十二發(fā)明，是所述第一到第十四發(fā)明中的任一個發(fā)明中，所述噴嘴部件(31)的前端面(31b)已進行了防水處理。
在第二十二發(fā)明中，因為噴嘴部件(31)的前端面(31b)已進行了防水處理，所以整個前端面(31b)幾乎確實地處于不濕潤的狀態(tài)(即，干燥狀態(tài))。因此，形成于噴嘴部件(31)前端的氣液界面(52)，呈與噴嘴部件(31)的內(nèi)表面相連的圓錐形狀(參照圖33(a))。該氣液界面(52)的直徑，保持與噴嘴部件(31)的內(nèi)徑大致相等的狀態(tài)，幾乎不變化。
—發(fā)明的效果— 在本發(fā)明中，將噴嘴部件(31)的前端設置為低于容器部件(20)內(nèi)的液面(51)，利用噴嘴部件(31)前端與容器部件(20)內(nèi)的液面(51)之間的位差將容器部件(20)內(nèi)的液體提供到噴嘴部件(31)前端。因此，根據(jù)本發(fā)明，能在不使用采用了泵或馬達的噴出機構(gòu)的狀態(tài)下，將液體從容器部件(20)內(nèi)提供到噴嘴部件(31)前端。因此，根據(jù)本發(fā)明，能夠省略而不設置用以將液體從容器部件(20)內(nèi)提供到噴嘴部件(31)前端的泵等，能夠謀求靜電噴霧裝置(10)的結(jié)構(gòu)簡化和制造成本的減低。
在此，在用泵等將液體提供到噴嘴中的現(xiàn)有靜電噴霧裝置中，若泵等出了毛病，就不能將液體霧化了。與此相對，根據(jù)本發(fā)明，不需要設置泵等用以提供液體的部件。因此，不會由于這種部件的毛病而失去靜電噴霧裝置(10)的功能，能夠提高靜電噴霧裝置(10)的可靠性。
在所述第二發(fā)明中，當?shù)谝浑姌O(31、37)的電位和第二電極(35、38、60、61)的電位成為同電位時，液壓和表面張力在形成于噴嘴部件(31)前端的氣液界面(52)上保持平衡，從而阻止流體從噴嘴部件(31)流出。因此，在利用位差將液體從容器部件(20)提供到噴嘴部件(31)中的、本發(fā)明的靜電噴霧裝置(10)中，只要停止在第一電極(31、37)與第二電極(35、38、60、61)之間產(chǎn)生電位差，就能夠停止液體從噴嘴部件(31)流出。因此，根據(jù)本發(fā)明，不需要設置用以防止液體在靜電噴霧裝置(10)停止的狀態(tài)下從噴嘴部件(31)漏出的結(jié)構(gòu)，能將靜電噴霧裝置(10)的結(jié)構(gòu)進一步簡化。
在所述第三發(fā)明中，即使是在幾乎所有液體從容器部件(20)流出后，噴嘴部件(31)的前端也保持放滿液體的狀態(tài)。因此，根據(jù)本發(fā)明，能將容器部件(20)內(nèi)的幾乎所有液體從噴嘴部件(31)霧狀噴出去。
在此，若持續(xù)從噴嘴部件(31)進行噴霧，容器部件(20)內(nèi)的液面(51)高度就逐漸下降。在本發(fā)明的靜電噴霧裝置(10)中，若容器部件(20)內(nèi)的液面(51)高度變化，噴嘴部件(31)前端與容器部件(20)內(nèi)的液面(51)之間的位差就變化。因此，若不采取任何對策，就有導致下述情況之虞，即液體從容器部件(20)流入到噴嘴部件(31)中的流入量變化，從噴嘴部件(31)前端噴出的噴霧量也隨之變動。
與此相對，在所述第四發(fā)明中，控制機構(gòu)(17)根據(jù)容器部件(20)內(nèi)的液面(51)高度的變化對打開著電源(16)的時間(打開時間)和關閉著該電源(16)的時間(關閉時間)的占空比進行調(diào)節(jié)。因此，若例如隨著容器部件(20)內(nèi)的液面(51)高度逐漸下降而使電源(16)的打開時間和關閉時間的占空比變大，就即使容器部件(20)內(nèi)的液面(51)高度變化，也能將從噴嘴部件(31)噴出的噴霧量保持為一定不變的量。
在所述第六及第七發(fā)明中，電場形成在第二電極(60、61)的突出端部(65)與第一電極(31、37)之間。就是說，在所述發(fā)明中，電場形成在比較狹小的區(qū)域的相互間。在噴嘴部件(31)前端附近的空間內(nèi)，電場集中于第二電極(60、61)的突出端部(65)與第一電極(31、37)之間的、比較狹小的區(qū)域。因此，根據(jù)所述發(fā)明，能使形成在噴嘴部件(31)前端附近的電場集中于狹小的區(qū)域，即使電場受到外在因素的影響紊亂一點，也能繼續(xù)從噴嘴部件(31)前端穩(wěn)定地進行噴霧。
在所述第八發(fā)明中，將產(chǎn)生在第一電極(31、37)與第二電極(35、38、60、61)之間的電位差設定為規(guī)定范圍內(nèi)的值，以回避第一電極(31、37)與第二電極(35、38、60、61)之間發(fā)生電暈放電。在此，若在大氣中發(fā)生電暈放電現(xiàn)象，就有發(fā)生對人體有害的臭氧之虞。與此相對，根據(jù)本發(fā)明，因為將第一電極(31、37)與第二電極(35、38、60、61)之間的電位差設定為規(guī)定范圍內(nèi)的值，所以能夠確實地回避起因于電暈放電的、臭氧的發(fā)生。
在所述第九發(fā)明中，靜電噴霧裝置(10)構(gòu)成為噴嘴部件(31)兼作第一電極(31、37)用。因此，根據(jù)該發(fā)明，能夠減低靜電噴霧裝置(10)的部件數(shù)量，能夠謀求靜電噴霧裝置(10)的進一步簡化和低成本化。
根據(jù)所述第十、第十一、第十二及第十四發(fā)明的各個發(fā)明，能適當?shù)卦O定噴嘴部件(31)與第二電極(35、38、60、61)之間的位置關系和噴嘴部件(31)的形狀，能夠?qū)崿F(xiàn)從噴嘴部件(31)穩(wěn)定地霧狀噴出液體的靜電噴霧裝置(10)。
在所述第十三發(fā)明中，因為在噴嘴部件(31)前端的后邊設置了第二電極(35、38、60、61)，所以能夠防止從噴嘴部件(31)的前端噴出的液體附著在第二電極(35、38、60、61)上。在此，若第二電極(35、38、60、61)通過液體的附著被弄臟，就有導致下述情況之虞，即第二電極(35、38、60、61)與第一電極(31、37)之間的電場變得不穩(wěn)定，不能再繼續(xù)從噴嘴部件(31)穩(wěn)定地進行噴霧。與此相對，根據(jù)本發(fā)明，因為能使第二電極(35、38、60、61)保持為清潔狀態(tài)，所以能在第二電極(35、38、60、61)與第一電極(31、37)之間持續(xù)形成穩(wěn)定的電場，能繼續(xù)從噴嘴部件(31)穩(wěn)定地霧狀噴出液體。
在所述第十五到第十七發(fā)明的各個發(fā)明中，設噴嘴部件(31)的前端面(31b)中的內(nèi)徑與外徑之差為較小的差。如上所述，在噴霧過程中形成于噴嘴部件(31)前端的圓錐狀氣液界面(52)的直徑，在從噴嘴部件(31)的前端面(31b)的內(nèi)徑到外徑為止的范圍內(nèi)變動。因此，若像所述發(fā)明那樣設噴嘴部件(31)的前端面(31b)的內(nèi)徑與外徑之差為較小的差，形成于噴嘴部件(31)前端的氣液界面(52)的大小的變動幅度也就比較小。因此，根據(jù)所述發(fā)明，能夠縮小從噴嘴部件(31)霧狀噴出的液體量的變動幅度，能讓下述毛病不發(fā)生，即規(guī)定量以上的液體被霧化，因而無益地消耗液體的毛病，和不能夠得到充分的噴霧量的毛病。
在所述第十八發(fā)明中，噴嘴部件(31)的前端面(31b)已進行了親水化處理。在噴霧過程中，噴嘴部件(31)的整個前端面(31b)成為濕潤狀態(tài)。形成于噴嘴部件(31)前端的圓錐狀氣液界面(52)，呈如圖33(b)所示的、與噴嘴部件(31)的外表面相連的形狀，穩(wěn)定地保持該形狀。因此，根據(jù)本發(fā)明，能夠抑制形成于噴嘴部件(31)前端的氣液界面(52)的大小的變動，能將從噴嘴部件(31)霧狀噴出的液體量保持為大致一定的量。
在所述第二十二發(fā)明中，噴嘴部件(31)的前端面(31b)已進行了防水處理。在噴霧過程中，噴嘴部件(31)的整個前端面(31b)處于不濕潤的狀態(tài)。形成于噴嘴部件(31)前端的圓錐狀氣液界面(52)，呈如圖33(a)所示的、與噴嘴部件(31)的內(nèi)表面相連的形狀，穩(wěn)定地保持該形狀。因此，根據(jù)該發(fā)明，能夠抑制形成于噴嘴部件(31)前端的氣液界面(52)的大小的變動，能將從噴嘴部件(31)霧狀噴出的液體量保持為大致一定的量。


圖1，是第一實施例中的靜電噴霧裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖2，是第一實施例中的噴霧盒(cartridge)的立體圖。
圖3，是拆開而表示第一實施例中的噴霧盒的立體圖。
圖4，是表示第一實施例中的噴霧盒的主要部分的剖面圖。
圖5，是表示第一實施例中的噴霧噴嘴與環(huán)電極之間的位置關系的、噴霧盒的主要部分的概略正視圖。
圖6(a)，是表示噴霧過程中的噴霧噴嘴前端的剖面圖；圖6(b)是表示噴霧停止期間的噴霧噴嘴前端的剖面圖。
圖7，是表示第一實施例中的控制器的工作情況的時間圖。
圖8，是表示對壁厚互相不同的噴霧噴嘴進行的噴霧試驗的結(jié)果的圖。
圖9，是表示對內(nèi)徑互相不同的噴霧噴嘴進行的噴霧試驗的結(jié)果的圖。
圖10，是表示對電極相互間的在水平方向上的距離互相不同的噴霧盒進行的噴霧試驗的結(jié)果的圖。
圖11，是表示第一實施例的變形例中的噴霧噴嘴與環(huán)電極之間的位置關系的、噴霧盒的主要部分的概略正視圖。
圖12，是表示第一實施例的變形例中的噴霧噴嘴與環(huán)電極之間的位置關系的、噴霧盒的主要部分的概略正視圖。
圖13，是第二實施例中的靜電噴霧裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖14，是第二實施例中的噴霧盒的立體圖。
圖15，是表示第二實施例中的噴霧盒的主要部分的剖面圖。
圖16，是表示第二實施例中的噴霧噴嘴與棒狀電極之間的位置關系的、噴霧盒的主要部分的概略正視圖。
圖17，是表示第二實施例的變形例中的噴霧噴嘴與棒狀電極之間的位置關系的、噴霧盒的主要部分的概略正視圖。
圖18，是表示第三實施例中的噴霧噴嘴前端的剖面圖。
圖19，是表示噴霧過程中的第三實施例的噴霧噴嘴前端的剖面圖。
圖20，是表示噴霧噴嘴前端部的頂角θ與噴霧變動量之間的關系的圖。
圖21，是剖面圖，表示第三實施例的第一變形例的噴霧噴嘴前端。
圖22，是剖面圖，表示噴霧過程中的第三實施例的第二變形例的噴霧噴嘴前端。
圖23，是剖面圖，表示第三實施例的第三變形例中的噴霧噴嘴前端部。
圖24，是剖面圖，表示第三實施例的第三變形例中的噴霧噴嘴前端部。
圖25，是第四實施例中的噴霧噴嘴前端部的概略立體圖。
圖26，是剖面圖，表示噴霧過程中的第四實施例的噴霧噴嘴前端。
圖27，是剖面圖，表示噴霧過程中的第四實施例的第二變形例的噴霧噴嘴前端。
圖28，是剖面圖，表示噴霧過程中的第五實施例的噴霧噴嘴前端。
圖29，是其他實施例的第一變形例中的噴霧盒的概略剖面圖。
圖30，是其他實施例的第一變形例中的噴霧盒的概略剖面圖。
圖31，是安裝其他實施例的第三變形例中的靜電噴霧裝置的空氣凈化裝置的概略立體圖。
圖32，是剖面圖，表示其他實施例的第四變形例中的噴霧盒的主要部分。
圖33，是表示形成于噴霧噴嘴前端的氣液界面形狀的、噴霧噴嘴的主要部分的剖面圖；圖33(a)是表示噴霧噴嘴的整個前端面不濕潤的狀態(tài)的圖；圖33(b)是表示噴霧噴嘴的整個前端面濕潤著的狀態(tài)的圖。
符號說明 10-靜電噴霧裝置；15-噴霧盒；16-電源；17-控制部(控制機構(gòu))；20-溶液箱(容器部件)；31-噴霧噴嘴(噴嘴部件、第一電極)；31a-前端部；31b-前端面；35-環(huán)電極(第二電極)；37-針電極(第一電極)；38-電極用部件(第二電極)；51-液面；60-棒狀電極(第二電極)；61-三角板電極(第二電極)；65-突出端部；71-親水性薄膜；72-防水性薄膜。
具體實施例方式下面，參照附圖，詳細說明本發(fā)明的實施例。
(發(fā)明的第一實施例)對本發(fā)明的第一實施例進行說明。
如圖1所示，本實施例的靜電噴霧裝置(10)包括噴霧盒(15)、電源(16)及控制器(17)。
如圖2和圖3所示，噴霧盒(15)包括溶液箱(20)、噴嘴單元(30)、電極支架(40)及環(huán)電極(35)。
所述溶液箱(20)構(gòu)成容器部件，包括箱主體(21)。箱主體(21)，是形成為稍微扁平的長方體形狀的、空心的容器。在箱主體(21)的頂板上，形成有通氣孔(25)。箱主體(21)的底面(22)，是從箱主體(21)的背面(圖1中的右側(cè)表面、圖2和圖3中的最遠一側(cè)的側(cè)表面)向箱主體(21)的前表面(圖1中的左側(cè)表面、圖2和圖3中的最近一側(cè)的側(cè)表面)傾斜的傾斜面。在箱主體(21)中，前表面一側(cè)的深度比背面一側(cè)的深度大。箱主體(21)的側(cè)表面幾乎是鉛直面。
在所述箱主體(21)的前表面上，設置有管部(23)。該管部(23)形成為較短的圓管狀，大致沿水平方向從箱主體(21)的前表面突出。在箱主體(21)的前表面上，管部(23)設置在靠近該前表面的下端并且大致位于該前表面的在寬度方向上的中央的位置上。在形成箱主體(21)的前表面的壁中形成有貫通孔(24)，箱主體(21)的內(nèi)部空間和管部(23)通過該貫通孔(24)連通。貫通孔(24)的下端，位于比箱主體(21)的底面(22)稍微靠近上方的位置上(參照圖1)。
如圖3和圖4所示，所述噴嘴單元(30)包括噴霧噴嘴(31)和噴嘴支架(32)。
所述噴霧噴嘴(31)是不銹鋼制圓管，構(gòu)成噴嘴部件。所述噴嘴支架(32)形成為呈圓筒形且有底面的蓋狀。噴嘴支架(32)的內(nèi)徑與管部(23)的外徑大致相等，該噴嘴支架(32)套在該管部(23)上。就是說，溶液箱(20)的管部(23)插入到噴嘴支架(32)中。噴霧噴嘴(31)的基端部分插入到噴嘴支架(32)的底部(圖3中的最近一側(cè)的端部)中央部分中。噴霧噴嘴(31)的基端部分貫穿了噴嘴支架(32)的底部。在將噴嘴單元(30)安裝在溶液箱(20)上的情況下，噴霧噴嘴(31)成為大致沿水平方向從箱主體(21)的前表面突出的狀態(tài)，進而該噴霧噴嘴(31)成為通過管部(23)及貫通孔(24)與箱主體(21)的內(nèi)部空間連通的狀態(tài)。
在所述噴嘴支架(32)上，設置有端子部(33)。該端子部(33)，從噴嘴支架(32)的外側(cè)表面突出，設置在噴嘴支架(32)的開口端側(cè)(圖3中的最遠一側(cè))。包括端子部(33)在內(nèi)的整個噴嘴支架(32)，由導電性樹脂制成。插入到噴嘴支架(32)的底部中的噴霧噴嘴(31)，與噴嘴支架(32)電連接，構(gòu)成第一電極。
所述電極支架(40)，包括內(nèi)筒部(41)和外筒部(42)。內(nèi)筒部(41)和外筒部(42)，都形成為圓筒狀。外筒部(42)的內(nèi)徑大于內(nèi)筒部(41)的外徑。內(nèi)筒部(41)和外筒部(42)，是以同軸設置的，在各自的基端側(cè)已經(jīng)互相連結(jié)為一體。內(nèi)筒部(41)的內(nèi)徑與噴嘴支架(32)的外徑大致相等。電極支架(40)，保持著內(nèi)筒部(41)及外筒部(42)的基端側(cè)朝向溶液箱(20)的箱主體(21)側(cè)的姿勢被噴嘴支架(32)嵌入到內(nèi)筒部(41)中，從而安裝在該噴嘴支架(32)上。整個該電極支架(40)，由非導電性樹脂制成。
所述環(huán)電極(35)，形成為圓環(huán)狀。在環(huán)電極(35)上，設置有端子部(36)。該端子部(36)，從環(huán)電極(35)的外側(cè)表面向該環(huán)電極(35)的直徑方向上的外側(cè)突出。包括端子部(36)在內(nèi)的整個環(huán)電極(35)由導電性樹脂制成，構(gòu)成第二電極。該環(huán)電極(35)，安裝在電極支架(40)的外筒部(42)上。具體而言，該環(huán)電極(35)嵌入到外筒部(42)的前端側(cè)(圖4中的左端側(cè))的外周緣部分中。如上所述，電極支架(40)的材料是非導電性樹脂。因此，環(huán)電極(35)和噴霧噴嘴(31)處于電絕緣狀態(tài)。
補充說明一下，上述噴霧噴嘴(31)和環(huán)電極(35)的材料，只不過是一個例子。就是說，噴霧噴嘴(31)的材料也可以是不銹鋼以外的導電性材料(例如是導電性樹脂等)。環(huán)電極(35)的材料，也可以是導電性樹脂以外的導電性材料(例如是金屬等)。
在所述溶液箱(20)的箱主體(21)內(nèi)，貯存有對人體有益的物質(zhì)的水溶液，例如是一種氨基酸即茶氨酸的水溶液。箱主體(21)內(nèi)的液面(51)的位置，高于沿水平方向從箱主體(21)下部延伸的噴霧噴嘴(31)前端的位置。在箱主體(21)內(nèi)的液面(51)與噴霧噴嘴(31)前端之間具有位差，由于該位差，箱主體(21)內(nèi)的水溶液被提供到噴霧噴嘴(31)前端。
參照圖4和圖5，對構(gòu)成第一電極的噴霧噴嘴(31)的詳細形狀、和該噴霧噴嘴(31)與構(gòu)成第二電極的環(huán)電極(35)之間的詳細位置關系進行說明。噴霧噴嘴(31)的外徑為0.7mm，該噴霧噴嘴(31)的內(nèi)徑(D)為0.4mm。噴霧噴嘴(31)的壁厚(t)，為0.15mm。噴霧噴嘴(31)的壁厚，在該噴霧噴嘴(31)的長度上的所有位置上都一定不變。從噴霧噴嘴(31)前端的外周緣到環(huán)電極(35)前表面為止的直線距離，即噴霧噴嘴(31)前端與環(huán)電極(35)之間的距離(L1)，為5.0mm。環(huán)電極(35)，設置在比噴霧噴嘴(31)前端靠近箱主體(21)的位置上。噴霧噴嘴(31)前端面與環(huán)電極(35)前表面之間的距離，即噴霧噴嘴(31)前端與環(huán)電極(35)之間的在水平方向上的距離(L2)，為5.0mm。
所述電源(16)，是直流高電壓電源。該電源(16)的正極端，通過噴嘴支架(32)的端子部(33)與噴霧噴嘴(31)電連接，該電源(16)的負極端與環(huán)電極(35)的端子部(36)電連接。電源(16)的負極端，已接地。在打開了該電源(16)時，6kV左右的電壓施加在噴霧噴嘴(31)上。補充說明一下，圖1是省略而不表示噴嘴支架(32)的端子部(33)的圖，是謀求方便而將電源(16)連接在噴霧噴嘴(31)上的圖。
所述控制器(17)，進行電源(16)的開關，構(gòu)成控制機構(gòu)。具體而言，該控制器(17)構(gòu)成為反復對電源(16)交替地進行打開及關閉。此外，控制器(17)構(gòu)成為根據(jù)溶液箱(20)內(nèi)的液面(51)高度對打開著電源(16)的時間(打開時間)和關閉著該電源(16)的時間(關閉時間)的比率即占空比進行調(diào)節(jié)。
—運轉(zhuǎn)工作—對所述靜電噴霧裝置(10)的運轉(zhuǎn)工作情況進行說明。在該靜電噴霧裝置(10)中，進行所謂的圓錐噴射模式(cone-jet mode)的電流體力學噴霧。
如上所述，在噴霧盒(15)中，溶液箱(20)內(nèi)的液面(51)位于比噴霧噴嘴(31)的前端靠上方的位置，處于溶液箱(20)內(nèi)的液面(51)與噴霧噴嘴(31)前端之間具有位差的狀態(tài)。因此，由于位差而產(chǎn)生的液壓，對形成于噴霧噴嘴(31)前端的氣液界面(52)起到作用。
在電源(16)關閉的狀態(tài)(就是說，噴霧噴嘴(31)的電位與環(huán)電極(35)的電位相同的狀態(tài))下，形成于噴霧噴嘴(31)前端的氣液界面(52)，處于表面張力和由于位差而產(chǎn)生的液壓保持平衡的狀態(tài)，如圖6(b)所示。因此，在關閉電源(16)的狀態(tài)下，水溶液不會從噴霧噴嘴(31)前端流出。在采用內(nèi)徑為0.4mm的噴霧噴嘴(31)的、本實施例的靜電噴霧裝置(10)中，在茶氨酸水溶液的質(zhì)量百分比濃度為10％的情況下，即使20mmH2O的液壓對噴霧噴嘴(31)前端的氣液界面(52)起到作用，也阻止水溶液從噴霧噴嘴(31)前端漏出。
在電源(16)打開的狀態(tài)(就是說，在噴霧噴嘴(31)與環(huán)電極(35)之間產(chǎn)生了電位差的狀態(tài))下，電場形成在噴霧噴嘴(31)的前端附近。噴霧噴嘴(31)內(nèi)的水溶液極化，正(+)電荷集中到噴霧噴嘴(31)前端的氣液界面(52)附近。如圖6(a)所示，在噴霧噴嘴(31)前端，氣液界面(52)被拉伸而成為圓錐狀，一部分水溶液從該已成為圓錐狀的氣液界面(52)的頂部被拉斷而成為液滴。
茶氨酸水溶液的微細液滴從噴霧噴嘴(31)的前端放出，所述液滴被提供到室內(nèi)的空氣中。在室內(nèi)的人當呼吸時與空氣一起吸入空氣中的液滴。被在室內(nèi)的人吸入的液滴，附著在肺泡的粘膜上。包含在液滴中的茶氨酸，經(jīng)過肺泡的粘膜被吸收到在室內(nèi)的人的身體中。補充說明一下，據(jù)說茶氨酸具有抑制興奮而令人覺得輕松的作用。
在此，若要使包含在吸入氣體中的液滴到達在室內(nèi)的人的肺泡，就要將液滴的直徑設為規(guī)定范圍內(nèi)的值。就是說，若液滴的直徑太大，在室內(nèi)的人所吸入的液滴就被氣道粘膜捕捉而不到達肺泡。相反，若液滴的直徑太小，在室內(nèi)的人所吸入的液滴就不被肺泡粘膜捕捉，而與呼出的氣體一起被排出。鑒于所述狀況，由所述靜電噴霧裝置(10)霧狀噴出的液滴的直徑最好在10nm以上且5μm以下，更好的是在50nm以上且2μm以下。
如上所述，在噴霧盒(15)中，已液滴化的水溶液從噴霧噴嘴(31)前端放出去。因此，若不將水溶液再提供到噴霧噴嘴(31)內(nèi)，噴霧噴嘴(31)內(nèi)的水溶液量就減少，使得噴霧噴嘴(31)不能再繼續(xù)進行噴霧了。而在所述噴霧盒(15)中，噴霧噴嘴(31)前端設置在低于溶液箱(20)內(nèi)的液面(51)的位置上，溶液箱(20)內(nèi)的液面(51)與噴霧噴嘴(31)前端之間具有位差。因此，由于該位差，溶液箱(20)內(nèi)的水溶液再被提供到噴霧噴嘴(31)內(nèi)，噴霧噴嘴(31)繼續(xù)進行噴霧。就是說，在本實施例的靜電噴霧裝置(10)中，不需要泵等用以將溶液箱(20)內(nèi)的水溶液提供到噴霧噴嘴(31)中的部件。
—控制器的工作—所述控制器(17)，以一定的周期對電源(16)反復交替地進行打開和關閉。參照圖7，對該控制器(17)的工作情況進行說明。
所述控制器(17)，當從打開了電源(16)的時刻經(jīng)過了時間TON時關閉電源(16)，之后保持電源(16)為關閉狀態(tài)，而后當關閉了電源(16)的時刻經(jīng)過了時間TOFF時重新打開電源(16)?？刂破?17)，有周期地反復進行該工作。所述控制器(17)所進行的工作的周期，即電源(16)的打開時間TON和關閉時間TOFF之和T(＝TON+TOFF)，是一定而不變的。
在此，在噴霧盒(15)持續(xù)進行噴霧的情況下，溶液箱(20)內(nèi)的液面(51)高度逐漸下降。在噴霧盒(15)中，若溶液箱(20)內(nèi)的液面(51)高度變化，噴霧噴嘴(31)前端與溶液箱(20)內(nèi)的液面(51)之間的位差就變化。因此，若不采取任何對策，從溶液箱(20)流向噴霧噴嘴(31)的水溶液流量就變化，從噴霧噴嘴(31)噴出的噴霧量也隨之變化。
于是，所述控制器(17)，根據(jù)溶液箱(20)內(nèi)的液面(51)高度的變化對電源(16)的打開時間和關閉時間的占空比r(=TONT)]]>進行調(diào)節(jié)。具體而言，該控制器(17)，隨著溶液箱(20)內(nèi)的液面(51)高度下降而逐漸增大占空比r。就是說，控制器(17)，使電源(16)的打開時間TON對由控制器(17)開閉電源(16)的周期T的比值逐漸增大，逐漸延長電源(16)處于打開狀態(tài)、液滴從噴霧噴嘴(31)放出的時間。
這樣，在水溶液從溶液箱(20)流向噴霧噴嘴(31)的流量隨著溶液箱(20)內(nèi)的液面(51)的下降而減少了的情況下，所述控制器(17)對應于此增大占空比r，延長在噴霧盒(15)中進行噴霧的時間。這時，該控制器(17)調(diào)節(jié)占空比r，從而即使溶液箱(20)內(nèi)的液面(51)下降，也讓從噴嘴部件(31)噴出的噴霧量保持一定不變的量。
所述控制器(17)若要調(diào)節(jié)占空比r，就需要關于溶液箱(20)內(nèi)的液面(51)高度的信息。另一方面，若從噴霧噴嘴(31)噴出的噴霧量保持著一定不變的量，溶液箱(20)內(nèi)的液面(51)下降的速度也就為一定不變的。就是說，溶液箱(20)內(nèi)的液面(51)高度，與在噴霧盒(15)中進行噴霧的時間(噴霧時間)的累計值成比例。控制器(17)，利用所述噴霧時間的累計值與液面(51)高度之間的關系，根據(jù)噴霧盒(15)中的噴霧時間的累計值調(diào)節(jié)占空比r。
—噴霧盒的各個部分的尺寸—在所述噴霧盒(15)中，噴霧噴嘴(31)前端的壁厚(圖4中的長度t)、噴霧噴嘴(31)的內(nèi)徑(圖4中的長度D)、噴霧噴嘴(31)前端與環(huán)電極(35)之間的在水平方向上的距離(圖4中的長度L2)、以及噴霧噴嘴(31)前端與環(huán)電極(35)之間的距離(圖4中的長度L1)，最好是分別設定為下述范圍內(nèi)的值。
首先，對噴霧噴嘴(31)前端的壁厚t進行說明。為了在噴霧噴嘴(31)前端對水溶液穩(wěn)定地進行霧化，最好是電場集中于噴霧噴嘴(31)的前端面中的、內(nèi)周一側(cè)的邊緣附近。如圖8所示，若噴霧噴嘴(31)前端的壁厚在0.2mm以下，就能在噴霧噴嘴(31)前端對水溶液穩(wěn)定地進行霧化。與此相對，在噴霧噴嘴(31)前端的壁厚在0.5mm以上的情況下，只有增大噴霧噴嘴(31)與環(huán)電極(35)之間的電位差，才能對水溶液穩(wěn)定地進行霧化。考慮到所述狀況，噴霧噴嘴(31)前端的壁厚t最好在0.2mm以下。
接著，對噴霧噴嘴(31)的內(nèi)徑D進行說明。在水溶液的粘度一樣的情況下，噴霧噴嘴(31)前端的氣液界面(52)上的表面張力的大小根據(jù)噴霧噴嘴(31)的內(nèi)徑而決定。一般來講，噴霧噴嘴(31)的內(nèi)徑越小，氣液界面(52)上的表面張力越大；噴霧噴嘴(31)的內(nèi)徑越大，該表面張力越小。如圖9所示，在噴霧噴嘴(31)的內(nèi)徑在0.2mm以下的情況下，氣液界面(52)上的表面張力過大，難以在噴霧噴嘴(31)前端對水溶液穩(wěn)定地進行霧化。此外，在該情況下容易造成噴霧噴嘴(31)的堵塞現(xiàn)象，有失去靜電噴霧裝置(10)的可靠性之虞。另一方面，噴霧噴嘴(31)的內(nèi)徑在1.5mm以上的情況下，氣液界面(52)上的表面張力過小，在該情況下也難以在噴霧噴嘴(31)前端對水溶液穩(wěn)定地進行霧化?？紤]到所述狀況，噴霧噴嘴(31)的內(nèi)徑D最好在0.3mm以上且1.0mm以下。
接著，對噴霧噴嘴(31)前端與環(huán)電極(35)之間的、在水平方向上的距離，即環(huán)電極(35)相對噴霧噴嘴(31)前端的后退距離L2進行說明。如圖10所示，在環(huán)電極(35)設置在噴霧噴嘴(31)前端的前邊或與該前端一樣的位置上的狀態(tài)下，從噴霧噴嘴(31)前端霧狀噴出的液滴被拉到環(huán)電極(35)上，不能將霧化后的水溶液提供到室內(nèi)。此外，即使環(huán)電極(35)設置在從噴霧噴嘴(31)前端后退而到達的位置上，若環(huán)電極(35)相對噴霧噴嘴(31)前端的后退距離L2太短，也就難以在噴霧噴嘴(31)前端附近形成適于噴霧的電場。相反，在環(huán)電極(35)相對噴霧噴嘴(31)前端的后退距離L2太長的情況下，只有增大噴霧噴嘴(31)與環(huán)電極(35)之間的電位差，才能對水溶液穩(wěn)定地進行霧化?？紤]到所述狀況，環(huán)電極(35)相對噴霧噴嘴(31)前端的、在水平方向上的后退距離L2最好在3.0mm以上且10.0mm以下。
最后，對噴霧噴嘴(31)前端與環(huán)電極(35)之間的距離L1進行說明。若噴霧噴嘴(31)前端與環(huán)電極(35)之間的距離L1太短，在噴霧噴嘴(31)與環(huán)電極(35)之間開始發(fā)生電暈放電的電位差就較小。若要為了抑制臭氧的發(fā)生而避免發(fā)生電暈放電，就不能在噴霧噴嘴(31)與環(huán)電極(35)之間產(chǎn)生充分的電位差，難以在噴霧噴嘴(31)前端對水溶液穩(wěn)定地進行霧化。相反，在噴霧噴嘴(31)前端與環(huán)電極(35)之間的距離L1太長的情況下，只有增大噴霧噴嘴(31)與環(huán)電極(35)之間的電位差，才能對水溶液穩(wěn)定地進行霧化?？紤]到所述狀況，噴霧噴嘴(31)前端與環(huán)電極(35)之間的距離L1最好在5.0mm以上且20.0mm以下。
—噴霧噴嘴與環(huán)電極之間的電位差—在噴霧噴嘴(31)與環(huán)電極(35)之間產(chǎn)生的電位差，最好是下述范圍內(nèi)的值。
具體而言，若噴霧噴嘴(31)與環(huán)電極(35)之間的電位差太小，就不能在噴霧噴嘴(31)前端對水溶液穩(wěn)定地進行霧化。因此，在噴霧噴嘴(31)與環(huán)電極(35)之間產(chǎn)生的電位差，最好在3kV以上。另一方面，在噴霧噴嘴(31)與環(huán)電極(35)之間的電位差較大的情況下，有發(fā)生電暈放電之虞。在大氣中發(fā)生了電暈放電的情況下，隨之發(fā)生對人體有害的臭氧。因此，在噴霧噴嘴(31)與環(huán)電極(35)之間產(chǎn)生的電位差，最好小于開始發(fā)生電暈放電的值。
補充說明一下，開始發(fā)生電暈放電的電位差值，根據(jù)噴霧噴嘴(31)與環(huán)電極(35)之間的距離的不同而不同。在這個實施例的靜電噴霧裝置(10)中，在噴霧噴嘴(31)與環(huán)電極(35)之間的電位差在7kV以上的情況下，有發(fā)生電暈放電之虞。因此，在該靜電噴霧裝置(10)中，最好將在噴霧噴嘴(31)與環(huán)電極(35)之間產(chǎn)生的電位差設為大于或等于3kV、且小于7kV的值。
—第一實施例的效果—在本實施例中，將噴霧噴嘴(31)的前端設置為低于溶液箱(20)內(nèi)的液面(51)，利用噴霧噴嘴(31)前端與溶液箱(20)內(nèi)的液面(51)之間的位差將溶液箱(20)內(nèi)的液體提供到噴霧噴嘴(31)前端。因此，能在不使用采用了泵或馬達的噴出機構(gòu)的狀態(tài)下，將液體從溶液箱(20)內(nèi)提供到噴霧噴嘴(31)前端。因此，根據(jù)本實施例，能夠省略而不設置用以將液體從溶液箱(20)內(nèi)送到噴霧噴嘴(31)前端的泵等，能夠謀求靜電噴霧裝置(10)的結(jié)構(gòu)簡化和制造成本的減低。
在此，在用泵等將液體提供到噴嘴中的現(xiàn)有靜電噴霧裝置中，若泵等出了毛病，就不能將液體霧化。與此相對，在本實施例的靜電噴霧裝置(10)中，不需要設置泵等用以提供液體的部件。因此，根據(jù)本實施例，能使由于泵等的毛病而失去靜電噴霧裝置(10)的功能的可能性變小，能夠提高靜電噴霧裝置(10)的可靠性。
在本實施例中，在噴霧噴嘴(31)的電位和環(huán)電極(35)的電位相同的情況下，液壓和表面張力在形成于噴霧噴嘴(31)前端的氣液界面(52)上保持平衡，從而阻止液體從噴霧噴嘴(31)流出。因此，在本實施例的靜電噴霧裝置(10)中，只要關閉電源(16)來使噴霧噴嘴(31)的電位和環(huán)電極(35)的電位成為同電位，就能停止液體從噴霧噴嘴(31)流出。因此，根據(jù)本實施例，不需要用以在靜電噴霧裝置(10)處于停止狀態(tài)時防止水溶液從噴霧噴嘴(31)漏出的結(jié)構(gòu)，能進一步簡化靜電噴霧裝置(10)的結(jié)構(gòu)。
在本實施例中，控制器(17)，對應于溶液箱(20)內(nèi)的液面(51)高度在持續(xù)噴霧的過程中逐漸減低的狀況，增大電源(16)的打開時間和關閉時間的占空比。因此，即使噴霧噴嘴(31)前端與溶液箱(20)內(nèi)的液面(51)之間的位差隨著溶液箱(20)內(nèi)的液面(51)的下降而變化，使得水溶液從溶液箱(20)流向噴霧噴嘴(31)的流量減少，也能將從噴霧噴嘴(31)噴出的噴霧量保持為一定不變的量。
在本實施例中，將作為第二電極的環(huán)電極(35)設置在噴霧噴嘴(31)前端的后邊。因此，能夠防止從噴霧噴嘴(31)前端霧狀噴出的液體附著在環(huán)電極(35)上。在此，若由于液體的附著而環(huán)電極(35)被弄臟，環(huán)電極(35)與噴霧噴嘴(31)之間的電場就變得不穩(wěn)定，有不能再繼續(xù)從噴霧噴嘴(31)穩(wěn)定地進行噴霧之虞。與此相對，根據(jù)本實施例，因為能夠保持環(huán)電極(35)為清潔的狀態(tài)，所以能夠持續(xù)在環(huán)電極(35)與噴霧噴嘴(31)之間形成穩(wěn)定的電場，能夠持續(xù)從噴霧噴嘴(31)穩(wěn)定地霧狀噴出液體。
—第一實施例的變形例—在本實施例的噴霧盒(15)中，也可以設置多個電極用部件(38)作為第二電極，來代替環(huán)電極(35)。
例如，也可以是這樣的，如圖11所示，所述噴霧盒(15)包括形成為圓弧形線狀的多條電極用部件(38)作為第二電極。在該情況下，各條電極用部件(38)的各個曲率半徑都一樣，所述各條電極用部件(38)設置在一個節(jié)圓上。這些電極用部件(38)的節(jié)圓的中心，位于噴霧噴嘴(31)的中心軸上。從各條電極用部件(38)的內(nèi)側(cè)表面到噴霧噴嘴(31)的外側(cè)表面為止的距離，都是相同的長度即長度L1。
此外，也可以是這樣的，如圖12所示，所述噴霧盒(15)包括形成為剖面呈橢圓形小片狀的形狀的多個電極用部件(38)作為第二電極。在該情況下，各個電極用部件(38)還是設置在一個節(jié)圓上。這些電極用部件(38)的節(jié)圓的中心，位于噴霧噴嘴(31)的中心軸上。從各個電極用部件(38)的內(nèi)側(cè)表面到噴霧噴嘴(31)的外側(cè)表面為止的距離，都是相同的長度即長度L1。
這樣，在所述實施例的噴霧盒(15)中，也可以是這樣的，設置有多個電極用部件(38)作為第二電極，這些電極用部件(38)設置在與噴霧噴嘴(31)同心的節(jié)圓上。在該情況下，多個電極用部件(38)的節(jié)圓半徑，最好與所述第一實施例的環(huán)電極(35)的半徑大致相等。該節(jié)圓的從噴霧噴嘴(31)前端算起的后退距離，最好與環(huán)電極(35)的后退距離大致相等。
(發(fā)明的第二實施例)對本發(fā)明的第二實施例進行說明。在此，對本實施例的靜電噴霧裝置(10)中與所述第一實施例不同的地方進行說明。
如圖13到圖16的各個附圖所示，在本實施例的靜電噴霧裝置(10)中，設置有棒狀電極(60)作為第二電極，來代替所述第一實施例的環(huán)電極(35)。棒狀電極(60)，是形成為呈棒狀且剖面呈圓形的形狀的部件，由金屬等導電性材料制成。
棒狀電極(60)，以突出的方式設置在電極支架(40)的外筒部(42)的前端面(圖13和圖15中的左端面)上。從外筒部(42)突出的棒狀電極(60)的前端部分，構(gòu)成突出端部(65)。棒狀電極(60)的突出端部(65)，位于比噴霧噴嘴(31)前端靠近溶液箱(20)的位置上。就是說，棒狀電極(60)，設置在從噴霧噴嘴(31)的前端后退而到達的位置上。棒狀電極(60)的突出端部(65)，位于噴霧噴嘴(31)的旁邊。該棒狀電極(60)，與電源(16)的負極端電連接。
在本實施例中，從噴霧噴嘴(31)前端的外周緣到棒狀電極(60)的突出端部(65)的外周緣為止的直線距離，即噴霧噴嘴(31)前端與棒狀電極(60)前端之間的距離L1(參照圖15)，最好在5.0mm以上且20.0mm以下。從噴霧噴嘴(31)前端到棒狀電極(60)的突出端部(65)為止的、在水平方向上的距離，即棒狀電極(60)的從噴霧噴嘴(31)前端算起的后退距離L2(參照圖15)，最好在3.0mm以上且10.0mm以下。最好設所述距離L1和距離L2為上述范圍內(nèi)的值，其理由與在第一實施例中所述的理由一樣。
在本實施例的靜電噴霧裝置(10)中，當打開電源(16)來在噴霧噴嘴(31)與棒狀電極(60)之間產(chǎn)生了電位差時，電場形成在噴霧噴嘴(31)前端與棒狀電極(60)的突出端部(65)之間。就是說，在本實施例的靜電噴霧裝置(10)中，電場形成在比較狹小的區(qū)域的相互間。在噴霧噴嘴(31)前端附近的空間內(nèi)，電場集中于棒狀電極(60)的突出端部(65)與噴霧噴嘴(31)前端之間的、比較狹小的區(qū)域。
在此，在靜電噴霧裝置(10)的運轉(zhuǎn)過程中，會發(fā)生電位比第一電極即噴霧噴嘴(31)低的物體(例如是人手)等接近噴霧噴嘴(31)的情況。在這種情況下，人手等與噴霧噴嘴(31)之間也會形成電場，從而使形成于噴霧噴嘴(31)前端附近的電場紊亂，因而有從噴霧噴嘴(31)進行的噴霧變得不穩(wěn)定之虞。
與此相對，在本實施例中，用具有突出端部(65)的棒狀電極(60)作為第二電極，設為使形成在噴霧噴嘴(31)前端附近的電場集中于狹小的區(qū)域。因此，即使通過例如人手等接近噴霧噴嘴(31)，噴霧噴嘴(31)的前端附近受到來自外部的干擾，該干擾的大小和形成在噴霧噴嘴(31)前端附近的電場比較起來也足夠小，因而能持續(xù)從噴霧噴嘴(31)穩(wěn)定地霧狀噴出液體。
在本實施例中，因為將棒狀電極(60)設置在噴霧噴嘴(31)前端的后邊，所以能夠防止從噴霧噴嘴(31)前端霧狀噴出的液體附著在棒狀電極(60)上。因此，能夠回避下述現(xiàn)象的發(fā)生，即棒狀電極(60)通過液體的附著而被弄臟，因而棒狀電極(60)與噴霧噴嘴(31)之間的電場變得不穩(wěn)定。因此，根據(jù)本實施例，能通過保持棒狀電極(60)為清潔狀態(tài)來使棒狀電極(60)與噴霧噴嘴(31)之間的電場穩(wěn)定，與所述第一實施例的情況一樣，能持續(xù)從噴霧噴嘴(31)穩(wěn)定地霧狀噴出液體。
—第二實施例的變形例—在本實施例的靜電噴霧裝置(10)中，也可以設置三角板電極(61)作為第二電極，來代替棒狀電極(60)。
如圖17所示，三角板電極(61)形成為三角形板狀。與棒狀電極(60)一樣，三角板電極(61)以突出的方式設置在電極支架(40)的外筒部(42)的前端面上。相當于該三角板電極(61)的底邊的部分嵌入到外筒部(42)中，相當于該三角板電極(61)的頂點的部分從外筒部(42)的前端面向前邊突出。在三角板電極(61)中，相當于頂點的部分構(gòu)成突出端部(65)。
當在噴霧噴嘴(31)與三角板電極(61)之間產(chǎn)生了電位差時，電場形成在噴霧噴嘴(31)前端與三角板電極(61)的突出端部(65)之間。在噴霧噴嘴(31)前端附近的空間內(nèi)，電場集中于三角板電極(61)的突出端部(65)與噴霧噴嘴(31)前端之間的、比較狹小的區(qū)域，即使電場受到外在因素的影響紊亂一點，也能繼續(xù)從噴霧噴嘴(31)前端穩(wěn)定地進行噴霧。
這樣，在本實施例中，只要在作為第二電極設置的部件中形成有突出的部分(即，突出端部(65))就可以。作為第二電極設置的部件的整體，呈什么樣的形狀都可以。
(發(fā)明的第三實施例)對本發(fā)明的第三實施例進行說明。本實施例，是在所述第一實施例的噴霧盒(15)中變更了噴霧噴嘴(31)的形狀的。補充說明一下，本實施例的噴霧噴嘴(31)，也可以用于所述第二實施例的噴霧盒(15)中。
本實施例的噴霧噴嘴(31)的內(nèi)徑，在該噴霧噴嘴(31)的長度上的所有位置上都一定不變。另一方面，噴霧噴嘴(31)的前端附近，呈該噴霧噴嘴(31)的外徑隨著接近噴霧噴嘴(31)的最前端而逐漸變小的形狀，即錐形狀。在噴霧噴嘴(31)中，形成為錐形狀的部分構(gòu)成前端部(31a)。噴霧噴嘴(31)的前端部(31a)的最前端呈刀刃狀，最前端的壁厚基本上是0mm。
參照圖18，對所述噴霧噴嘴(31)的詳細形狀進行說明。噴霧噴嘴(31)的外徑為0.7mm，該噴霧噴嘴(31)的內(nèi)徑(D)為0.4mm。噴霧噴嘴(31)的壁厚(t)為0.15mm。形成為錐形狀的前端部(31a)外側(cè)表面(31c)的頂角(圖18所示的角度θ)為20度。就是說，噴霧噴嘴(31)的前端部(31a)的外側(cè)表面(31c)，呈頂角為20度的圓錐面。
在將電壓施加在噴霧噴嘴(31)上時，電場形成在噴霧噴嘴(31)的前端附近，液體從噴霧噴嘴(31)霧狀噴出來。這時，如圖19所示，在噴霧噴嘴(31)的前端，氣液界面(52)被拉伸而成為圓錐狀。
在此，參照圖20，對設噴霧噴嘴(31)的前端部(31a)的頂角θ為20度的理由進行說明。
圖20，是分別表示在下列情況下在每單位時間內(nèi)從噴霧噴嘴(31)霧狀噴出來的液體量的變動量(噴霧變動量)的圖，所述情況是設前端部(31a)的頂角θ為20度的情況、設該頂角θ為40度的情況、以及設該頂角θ為180度的情況。補充說明一下，頂角θ為180度的噴霧噴嘴(31)，是壁厚在長度上的所有位置上都一定不變、在前端附近未形成錐形面的噴嘴(參照圖4和圖6)。
對三種噴霧噴嘴(31)分別測量了五次噴霧變動量。由該圖20可見，前端部(31a)呈錐形狀的噴霧噴嘴(31)(頂角θ為20度或40度的噴霧噴嘴(31))的噴霧變動量的偏差，遠遠小于不呈錐形狀的噴霧噴嘴(31)(頂角θ為180度的噴霧噴嘴(31))的噴霧變動量的偏差。此外，可見頂角θ為20度的噴霧噴嘴(31)的噴霧變動量的偏差，小于頂角θ為40度的噴霧噴嘴(31)的噴霧變動量的偏差。因此，在本實施例中，設噴霧噴嘴(31)前端部(31a)的頂角θ為噴霧變動量的偏差最小的值即20度。
—第三實施例的效果—在本實施例中，噴霧噴嘴(31)的最前端的壁厚基本上為0mm。因此，能夠在噴霧過程中保持形成于噴霧噴嘴(31)前端的氣液界面(52)的直徑為大致一定的值，能使靜電噴霧裝置(10)中的噴霧變動量較少。因此，根據(jù)本實施例，能讓下述毛病不發(fā)生，即規(guī)定噴霧量以上的液體被霧化，因而無益地消耗液體的毛病，和不能夠得到充分的噴霧量的毛病。
—第三實施例的第一變形例—在本實施例的噴霧噴嘴(31)中，也可以是這樣的，如圖21所示，該噴霧噴嘴(31)的最前端不呈刀刃狀，而呈平面狀。具體而言，噴霧噴嘴(31)前端部(31a)的外徑，隨著接近噴霧噴嘴(31)的前端而逐漸變小，但是該外徑在噴霧噴嘴(31)的最前端仍然大于內(nèi)徑。就是說，噴霧噴嘴(31)最前端的壁厚不是0mm，而在該最前端形成有平坦環(huán)狀的前端面(31b)。
—第三實施例的第二變形例—在本實施例的噴霧噴嘴(31)中，也可以是這樣的，如圖22所示，該噴霧噴嘴(31)的前端部(31a)的內(nèi)側(cè)表面是向噴霧噴嘴(31)的最前端逐漸放開的錐形面。具體而言，噴霧噴嘴(31)前端部(31a)的外徑是一定不變的，該前端部(31a)的內(nèi)徑隨著接近噴霧噴嘴(31)的最前端而逐漸變大。噴霧噴嘴(31)前端部(31a)的最前端呈刀刃狀，最前端的壁厚基本上為0mm。
—第三實施例的第三變形例—在本實施例的噴霧噴嘴(31)中，也可以是這樣的，如圖23所示，該噴霧噴嘴(31)的前端部(31a)比該前端部(31a)以外的部分窄一個階段。具體而言，噴霧噴嘴(31)前端部(31a)的外徑，小于該前端部(31a)以外的部分的外徑。前端部(31a)的外徑，在前端部(31a)的長度上的所有位置上都一定不變。噴霧噴嘴(31)的內(nèi)徑，在該噴霧噴嘴(31)的長度上的所有位置上都一定不變。在該噴霧噴嘴(31)中，前端部(31a)中的內(nèi)徑與外徑之差，小于前端部(31a)以外的部分中的內(nèi)徑與外徑之差。
補充說明一下，在本變形例中，也可以是這樣的，如圖24所示，前端部(31a)的外徑隨著接近噴霧噴嘴(31)前端而逐漸變小。
(發(fā)明的第四實施例)對本發(fā)明的第四實施例進行說明。本實施例，是在所述第一實施例的噴霧盒(15)中變更了噴霧噴嘴(31)的結(jié)構(gòu)的。補充說明一下，本實施例的噴霧噴嘴(31)，也可以用于所述第二實施例的噴霧盒(15)中。
如圖25和圖26所示，本實施例的噴霧噴嘴(31)的前端面(31b)，作為親水化處理已進行了形成很窄的槽(19)的加工。具體而言，在該噴霧噴嘴(31)的前端面(31b)中形成有沿直徑方向延伸的槽(19)。該槽(19)，是隔著互相相等的間隔形成八條的。和內(nèi)周長度或外周長度比較起來，該槽(19)的寬度極小。因此，圓錐狀氣液界面(52)在噴霧過程中形成于噴霧噴嘴(31)前端時，由于毛細現(xiàn)象，液體被提供到整條槽(19)中，噴霧噴嘴(31)的整個前端面(31b)容易成為濕潤狀態(tài)。
補充說明一下，也可以是這樣的，在所述第三實施例的第一變形例(參照圖21)或第三變形例(參照圖23)的噴霧噴嘴(31)中，所述噴霧噴嘴(31)的前端面(31b)已進行了親水化處理。
在本實施例中，因為噴霧噴嘴(31)的前端面(31b)已進行了親水化處理，所以整個前端面(31b)在從噴霧噴嘴(31)噴出的噴霧過程中容易成為濕潤狀態(tài)。形成于噴霧噴嘴(31)前端的圓錐狀氣液界面(52)，呈如圖26所示的、與噴霧噴嘴(31)的外表面相連的形狀，穩(wěn)定地保持該形狀。因此，形成于噴霧噴嘴(31)前端的氣液界面(52)的大小幾乎不變化，能使靜電噴霧裝置(10)中的噴霧變動量比較小。因此，能夠在噴霧過程中保持形成于該噴霧噴嘴(31)前端的氣液界面(52)為大致一定的大小，能使靜電噴霧裝置(10)中的噴霧變動量較小。
—第四實施例的第一變形例—在本實施例中，也可以作為親水化處理對噴霧噴嘴(31)的前端面(31b)進行表面粗糙化加工。若對噴霧噴嘴(31)的前端面(31b)進行表面粗糙化加工，在前端面(31b)上就形成有多個微細凹凸了，前端面(31b)容易成為被液體潤濕的狀態(tài)。
—第四實施例的第二變形例—在本實施例中，也可以是這樣的，如圖27所示，在噴霧噴嘴(31)的前端面(31b)上形成有親水性薄膜(71)。就是說，也可以作為親水化處理對噴霧噴嘴(31)的前端面(31b)進行形成由親水性材料構(gòu)成的薄膜(71)的薄膜形成加工。可以使用被廣泛用作光觸媒的氧化鈦(TiO2)等材料作為親水性材料。
(發(fā)明的第五實施例)對本發(fā)明的第五實施例進行說明。本實施例，是在所述第一實施例的噴霧盒(15)中變更了噴霧噴嘴(31)的結(jié)構(gòu)的。補充說明一下，本實施例的噴霧噴嘴(31)，也可以用于所述第二實施例的噴霧盒(15)中。
如圖28所示，在本實施例的噴霧噴嘴(31)的前端面(31b)上形成有防水性薄膜(72)。就是說，噴霧噴嘴(31)的前端面(31b)作為防水處理已進行了形成由防水性材料構(gòu)成的薄膜(72)的薄膜形成加工。
在噴霧過程中，因為形成于噴霧噴嘴(31)前端面(31b)上的防水性薄膜(72)起到防水作用，所以整個前端面(31b)處于不濕潤的狀態(tài)(即，干燥狀態(tài))。形成于噴霧噴嘴(31)前端的圓錐狀氣液界面(52)，呈如圖28所示的、與噴霧噴嘴(31)的內(nèi)表面相連的形狀，穩(wěn)定地保持該形狀。因此，形成于噴霧噴嘴(31)前端的氣液界面(52)的大小幾乎不變化，能使靜電噴霧裝置(10)中的噴霧變動量較小。因此，能在噴霧過程中保持形成于該噴霧噴嘴(31)前端的氣液界面(52)的直徑為大致一定的值，能使靜電噴霧裝置(10)中的噴霧變動量較小。
(其他實施例)也可以將所述實施例構(gòu)成為下述結(jié)構(gòu)。
—第一變形例—
在上述各個實施例的噴霧盒(15)中，也可以將溶液箱(20)設為下述結(jié)構(gòu)。在此，參照圖29和圖30，對本變形例的溶液箱(20)進行說明。補充說明一下，圖29表示將本變形例用于所述第一實施例的噴霧盒(15)的結(jié)構(gòu)，圖30表示將本變形例用于所述第二實施例的噴霧盒(15)的結(jié)構(gòu)。
在本變形例的溶液箱(20)中，設置有膨出部(26)。該膨出部(26)，是從箱主體(21)的底部向下方膨脹突出的部分，設置為與箱主體(21)的前面一側(cè)(圖29和圖30中的左側(cè))的側(cè)壁部分相鄰。膨出部(26)是使箱主體(21)底部的一部分凹進去而形成的，該膨出部(26)的內(nèi)部空間的位置比箱主體(21)底面(22)的位置低一個階段。
在本變形例的溶液箱(20)中，管部(23)的位置低于所述各個實施例中的位置。使管部(23)和箱主體(21)內(nèi)部連通的貫通孔(24)，在面臨膨出部(26)的內(nèi)部空間的位置上開口。該貫通孔(24)中的位于最上方的部分的位置，低于箱主體(21)的底面(22)的位置。與上述各個實施例一樣，在本變形例的溶液箱(20)中，噴嘴單元(30)也安裝在管部(23)上。在本變形例的溶液箱(20)中，噴霧噴嘴(31)前端的位置低于箱主體(21)的底面(22)的位置。
在本變形例的溶液箱(20)中，即使在箱主體(21)內(nèi)的水溶液幾乎不存在了，水溶液僅殘存于膨出部(26)內(nèi)部空間中的狀態(tài)下，也能夠保持噴霧噴嘴(31)前端為放滿水溶液狀態(tài)。因此，根據(jù)本變形例，能將貯存在箱主體(21)內(nèi)的幾乎所有水溶液霧狀噴出去，能將不霧狀噴出而白白地留下的水溶液量抑制到最小限度。
—第二變形例—所述各個實施例的靜電噴霧裝置(10)，也可以具有下述結(jié)構(gòu)，即電源(16)和控制器(17)構(gòu)成主體單元，噴霧盒(15)處于對該主體部分裝卸自如的狀態(tài)。在本變形例中，在溶液箱(20)空了的情況下，將已用完的噴霧盒(15)從主體單元卸下，再將在溶液箱(20)中填充有液體的新噴霧盒(15)安裝在主體單元上。
在本變形例中也可以是這樣的，不是整個噴霧盒(15)，而僅是該噴霧盒(15)的一部分處于對主體部分裝卸自如的狀態(tài)。例如，溶液箱(20)和噴嘴單元(30)成為一體，僅有該成為一體的溶液箱(20)和噴嘴單元(30)處于對主體單元裝卸自如的狀態(tài)。就是說，也可以設為僅有構(gòu)成第一電極的噴霧噴嘴(31)和溶液箱(20)對主體單元被裝卸的結(jié)構(gòu)。
在該情況下，噴霧盒(15)中的除了溶液箱(20)及噴嘴單元(30)以外的部分，總是安裝在主體單元上。就是說，在溶液箱(20)空了的時候，只要交換溶液箱(20)和噴嘴單元(30)就可以。因此，需要交換的部件數(shù)量較少，能夠抑制交換部件的價格來減低用戶的經(jīng)濟負擔。因為與溶液箱(20)一起交換噴霧噴嘴(31)，所以能夠保持噴霧噴嘴(31)為清潔狀態(tài)。
—第三變形例—上述各個實施例的靜電噴霧裝置(10)，也可以設置在空氣凈化裝置(90)或空氣調(diào)節(jié)裝置中。在此，參照圖31，對將所述實施例的靜電噴霧裝置(10)安裝在空氣凈化裝置(90)中的情況進行說明。
在該情況下，靜電噴霧裝置(10)的電源和控制器收納在空氣凈化裝置(90)的殼體(91)內(nèi)。靜電噴霧裝置(10)的噴霧盒(15)，處于對空氣凈化裝置(90)的殼體(91)裝卸自如的狀態(tài)。在噴霧盒(15)安裝在空氣凈化裝置(90)的殼體(91)上的狀態(tài)下，噴霧噴嘴(31)的前端位于空氣凈化裝置(90)的出氣口(92)的上方。從噴霧噴嘴(31)前端霧狀噴出的水溶液的液滴，與從空氣凈化裝置(90)中放出來的空氣一起被提供到室內(nèi)。在溶液箱(20)空了的情況下，將噴霧盒(15)交換為新的。
在本變形例中，也可以是這樣的，不是整個噴霧盒(15)，而是僅有該噴霧盒(15)的一部分處于對空氣凈化裝置(90)或空氣調(diào)節(jié)裝置裝卸自如的狀態(tài)。例如，也可以是這樣的，與所述第二變形例的情況一樣，溶液箱(20)和噴嘴單元(30)成為一體，僅有該成為一體的溶液箱(20)和噴嘴單元(30)處于對空氣凈化裝置(90)裝卸自如的狀態(tài)。在該情況下，與所述第二變形例的情況一樣，能夠抑制交換部件的價格來減低用戶的經(jīng)濟負擔。因為與溶液箱(20)一起交換噴霧噴嘴(31)，所以能夠保持噴霧噴嘴(31)為清潔狀態(tài)。
—第四變形例—在上述各個實施例的噴霧盒(15)中，也可以設為這樣的，即還設置不是噴霧噴嘴(31)的其他部件，并將該部件作為與電源(16)的正極連接的電極。例如也可以是這樣的，如圖32所示，以與噴霧噴嘴(31)同軸在噴霧噴嘴(31)內(nèi)部設置構(gòu)成第一電極的針電極(37)。在該情況下，針電極(37)和環(huán)電極(35)由導電性材料制成，噴霧噴嘴(31)由非導電性材料制成。當將電壓施加在與噴霧噴嘴(31)內(nèi)的水溶液接觸的針電極(37)上時，電場形成在噴霧噴嘴(31)的前端附近，水溶液在噴霧噴嘴(31)前端進行霧化。
—第五變形例—在上述各個實施例的靜電噴霧裝置(10)中，可以采用各種各樣的液體作為霧狀噴出的液體。
例如，也可以采用一種氨基酸即γ-氨基丁酸(GABA)的水溶液作為霧狀噴出的液體。γ-氨基丁酸是一種神經(jīng)遞質(zhì)，據(jù)說它起到讓精神穩(wěn)定下來的作用。此外，也可以采用兒茶素或原花青素等抗氧化劑的水溶液。此外，也可以采用包含具有抑制微生物的繁殖或使微生物死滅的功能的物質(zhì)的液體。此外，也可以采用含有利用中和等化學變化讓空氣中的有氣味的分子無氣味化的物質(zhì)的液體。此外，也可以采用含有讓會成為變應原的蛋白質(zhì)的抗原部位化學變化的物質(zhì)的液體。此外，也可以采用含有通過化學變化讓空氣中的有害成分無害化的物質(zhì)的液體。此外，也可以采用含有各種香料或害蟲的驅(qū)蟲劑等的液體。
補充說明一下，上述實施例基本上表示合適的例子，沒有限制本發(fā)明、采用本發(fā)明的對象或本發(fā)明的用途范圍的意圖。
—工業(yè)實用性— 綜上所述，本發(fā)明，對利用電流體力學將液體霧化而進行噴霧的靜電噴霧裝置很有用。
權(quán)利要求
1.一種靜電噴霧裝置，包括貯存液體的容器部件(20)、與所述容器部件(20)的內(nèi)部空間連通的管狀噴嘴部件(31)、與所述噴嘴部件(31)內(nèi)的液體接觸的第一電極(31、37)、以及與所述噴嘴部件(31)內(nèi)的液體絕緣的第二電極(35、38、60、61)，當在所述第一電極(31、37)與所述第二電極(35、38、60、61)之間產(chǎn)生了電位差時，從所述噴嘴部件(31)前端霧狀噴出液體，其特征在于所述噴嘴部件(31)的前端，設置在低于所述容器部件(20)內(nèi)的液面(51)的位置上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜電噴霧裝置，其特征在于構(gòu)成為在所述第一電極(31、37)的電位和所述第二電極(35、38、60、61)的電位成為同電位的狀態(tài)下，通過液壓和表面張力在所述噴嘴部件(31)前端的氣液界面(52)上保持平衡，阻止流體從該噴嘴部件(31)的前端流出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜電噴霧裝置，其特征在于所述噴嘴部件(31)的前端，設置在低于所述容器部件(20)的底面(22)的位置上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜電噴霧裝置，其特征在于包括電源(16)，將電壓至少施加在所述第一電極(31、37)上，來在該第一電極(31、37)與所述第二電極(35、38、60、61)之間產(chǎn)生電位差，和控制機構(gòu)(17)，反復開關所述電源(16)，并根據(jù)所述容器部件(20)內(nèi)的液面(51)高度對打開著該電源(16)的時間和關閉著該電源(16)的時間的占空比進行調(diào)節(jié)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜電噴霧裝置，其特征在于所述第二電極(35)，形成為圓環(huán)狀，以與所述噴嘴部件(31)同軸被設置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜電噴霧裝置，其特征在于所述第二電極(60、61)包括突出端部(65)，所述第二電極(60、61)設置為該突出端部(65)位于所述噴嘴部件(31)的旁邊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的靜電噴霧裝置，其特征在于所述第二電極(60)形成為棒狀，該第二電極(60)的前端成為所述突出端部(65)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜電噴霧裝置，其特征在于包括電源(16)，將電壓至少施加在所述第一電極(31、37)上，來在該第一電極(31、37)與所述第二電極(35、38、60、61)之間產(chǎn)生電位差；在所述電源(16)打開的狀態(tài)下，所述第一電極(31、37)與所述第二電極(35、38)之間的電位差大于或等于3kV、且小于開始發(fā)生電暈放電的值。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜電噴霧裝置，其特征在于所述噴嘴部件(31)由導電性材料制成，該噴嘴部件(31)兼作所述第一電極用。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的靜電噴霧裝置，其特征在于所述噴嘴部件(31)的前端與所述第二電極(35、38、60、61)之間的距離，在5mm以上且20mm以下。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的靜電噴霧裝置，其特征在于所述噴嘴部件(31)前端的壁厚，在0.2mm以下。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的靜電噴霧裝置，其特征在于所述噴嘴部件(31)的內(nèi)徑，在0.3mm以上且1.0mm以下。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的靜電噴霧裝置，其特征在于所述第二電極(35、38、60、61)，設置在從所述噴嘴部件(31)前端朝著基端側(cè)后退而到達的位置上。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的靜電噴霧裝置，其特征在于所述第二電極(35、38、60、61)的從所述噴嘴部件(31)前端算起的后退距離，在3mm以上且10mm以下。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜電噴霧裝置，其特征在于所述噴嘴部件(31)前端部(31a)的壁厚，比其他部分的壁厚薄。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜電噴霧裝置，其特征在于所述噴嘴部件(31)前端部(31a)的壁厚，隨著接近該噴嘴部件(31)的前端而逐漸變薄。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的靜電噴霧裝置，其特征在于所述噴嘴部件(31)前端部(31a)的內(nèi)徑一定不變，該前端部(31a)的外徑隨著接近該噴嘴部件(31)前端而逐漸變小。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜電噴霧裝置，其特征在于所述噴嘴部件(31)的前端面(31b)已進行了親水化處理。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的靜電噴霧裝置，其特征在于作為親水化處理，所述噴嘴部件(31)的前端面(31b)已進行了將該前端面(31b)粗糙化的表面粗糙化加工。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的靜電噴霧裝置，其特征在于作為親水化處理，所述噴嘴部件(31)的前端面(31b)已進行了形成沿該前端面(31b)的直徑方向延伸的槽(19)的加工。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的靜電噴霧裝置，其特征在于作為親水化處理，所述噴嘴部件(31)的前端面(31b)已進行了在該前端面(31b)上形成由親水性材料構(gòu)成的薄膜(71)的薄膜形成加工。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜電噴霧裝置，其特征在于所述噴嘴部件(31)的前端面(31b)已進行了防水處理。
全文摘要
在靜電噴霧裝置(10)中，設置有噴霧盒(15)、電源(16)及控制器(17)。在噴霧盒(15)中，噴嘴單元(30)安裝在溶液箱(20)的下部。噴嘴單元(30)的噴霧噴嘴(31)的前端，位于比溶液箱(20)內(nèi)的液面(51)靠下方的位置上。噴霧噴嘴(31)前端與溶液箱(20)內(nèi)的液面(51)之間有位差，由于該位差，溶液箱(20)內(nèi)的水溶液被提供到噴霧噴嘴(31)內(nèi)。電源(16)將電壓施加在噴霧噴嘴(31)上時，水溶液從噴霧噴嘴(31)前端霧狀噴出。
文檔編號A61M11/00GK101068623SQ20058004096
公開日2007年11月7日 申請日期2005年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月28日
發(fā)明者奧本衛(wèi), 小山升 申請人:大金工業(yè)株式會社