專(zhuān)利名稱(chēng)：靜電霧化設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種靜電霧化設(shè)備，該靜電霧化設(shè)備以靜電方式將水霧化 從而產(chǎn)生納米尺寸的帶電的微小粒子霧。
背景技術(shù)：
按照慣例，如國(guó)際專(zhuān)利公報(bào)WO 2005/097339所公開(kāi)，已知一種以 靜電方式將水霧化從而產(chǎn)生納米尺寸的帶電的微小粒子霧的靜電霧化 設(shè)備。所述靜電霧化設(shè)備具有發(fā)射電極；供水裝置，其配置成向發(fā)射 電極上供水；霧化桶，其在內(nèi)部限定出霧化空間并將發(fā)射電極保持在該 空間中；以及高電壓施加部分，其將高電壓施加到發(fā)射電極。通過(guò)施加 到發(fā)射電極的高電壓將供應(yīng)到發(fā)射電極上的水以靜電方式霧化，從而產(chǎn) 生納米尺寸的帶電的微小粒子霧。
在所述靜電霧化設(shè)備中，供水裝置由具有制冷部件和散熱部件的熱 交換器限定。制冷部件配置成冷卻發(fā)射電極以便允許水凝結(jié)在發(fā)射電極 上。此外，設(shè)置空氣流裝置以便給散熱部件提供空氣流從而加快散熱部 件的散熱，并給霧化空間提供空氣流從而將在霧化空間內(nèi)產(chǎn)生的納米尺 寸的離子運(yùn)載在空氣流上以便將離子向外排出。為此目的，霧化桶設(shè)置 有進(jìn)氣口 ，進(jìn)氣口從空氣流裝置引入空氣流以便將在霧化桶內(nèi)產(chǎn)生的霧 通過(guò)霧化桶的排出口排出。
但是，在常規(guī)的靜電霧化設(shè)備中，雖然空氣流裝置迫使空氣流入到 霧化桶，但是在從空氣流裝置延伸到霧化桶的整個(gè)通道中，空氣向外泄 漏從而減少在通道內(nèi)流動(dòng)的空氣。因此，難以將霧高效地排出到排出口 之外。此外，因?yàn)殡y以將由空氣流裝置傳送的空氣均勻地引入到霧化桶 內(nèi)，所以從進(jìn)氣口引入到霧化桶的空氣流變?yōu)橥牧?，使得霧不能順利排 出到排出口之外，并且霧會(huì)附著到霧化桶的內(nèi)壁從而減少向外排出的 霧。因此，不能高效地將在霧化桶內(nèi)產(chǎn)生的霧向外排出。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明的完成給出了一種解決方案，該解決方案提供一種能夠高效地向外排霧的靜電霧化設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的靜電霧化設(shè)備具
有外殼和容置在外殼內(nèi)的靜電霧化單元。靜電霧化單元包括發(fā)射電極； 相對(duì)電極，其布置成與發(fā)射電似目對(duì)的關(guān)系；供7jc裝置，其配置成向發(fā)射 電極上供水；霧化桶，其環(huán)繞所ii^射電極。排出口設(shè)置在霧化桶的一個(gè) 軸向端部從而暴露到外殼的外部。高壓電源容置在外殼內(nèi)并配置成在發(fā)射 電極和相對(duì)電極之間施加高電壓，以便在發(fā)射電極的發(fā)射端處以靜電方式 霧化供應(yīng)到發(fā)射電極的水，從而產(chǎn)生帶電的微小水粒子，在被霧化時(shí)所述 帶電的微小水粒子從發(fā)射電極的發(fā)射端流向相對(duì)電極并穿過(guò)相對(duì)電極以 便排出到霧化桶的排出口之外。外殼具有環(huán)繞霧化桶的氣壓室和將加壓 空氣供應(yīng)到氣壓室的風(fēng)扇。多個(gè)進(jìn)氣口布置在霧化桶的周向壁上并沿霧 化桶的圓周方向周向地設(shè)置，以便從氣壓室將加壓空氣引入到霧化桶 內(nèi)，使得帶電的微小粒子霧運(yùn)載在從多個(gè)進(jìn)氣口引入的加壓空氣上并從 霧化桶排出到外殼之外。
以此布置方式，空氣通過(guò)布置在霧化桶的周向壁上的進(jìn)氣口均勻地 從氣壓室流入到霧化桶內(nèi)，這使得能夠?qū)⒃陟F化桶內(nèi)產(chǎn)生的霧高效地排 出到排出口之外。簡(jiǎn)而言之，能夠很好地防止引入到霧化桶內(nèi)的加壓空
氣在霧化桶內(nèi)變?yōu)橥牧鞑⒛軌虮苊馑鲮F附著在霧化桶的內(nèi)壁上而因 此減少通過(guò)排出口排出的霧的數(shù)量，從而使得可以高效方式將霧化桶內(nèi) 產(chǎn)生的霧向外排出。
優(yōu)選地，多個(gè)進(jìn)氣口布置成繞霧化桶的軸線(xiàn)沿直徑方向彼此相對(duì)的 關(guān)系，以便通過(guò)均勻間隔的進(jìn)氣口有效地將加壓空氣引入到霧化桶內(nèi)。 因此，可以在不引起渦流或湍流的情況下產(chǎn)生從位于霧化桶中央的發(fā)射 電極流出并向外行進(jìn)而流動(dòng)通過(guò)排出口的強(qiáng)制空氣流，從而將霧高效地 向外排出外殼。供水裝置優(yōu)選通過(guò)具有制冷部件和散熱部件的熱交換器 實(shí)現(xiàn)。在該示例中，制冷部件配置成冷卻發(fā)射電極以便允許水凝結(jié)在發(fā) 射電極上。外殼內(nèi)形成有與氣壓室隔離的空氣流通道，該空氣流通道用 于冷卻散熱部件，并且還設(shè)置有設(shè)置在風(fēng)扇下游的、分別用于使加壓空 氣流入氣壓室和用于使加壓空氣流入空氣流通道的第一進(jìn)氣口和第二 進(jìn)氣口。因此，由風(fēng)扇產(chǎn)生的強(qiáng)制空氣流能夠?qū)㈧F排出霧化桶并同時(shí)冷 卻散熱部件，從而高效地將霧排出外殼。
在優(yōu)選實(shí)施方式中，霧化桶形成為在其周向壁上具有圓形表面，并 且氣壓室在其一端形成有第一進(jìn)氣口。在該示例中，氣壓室的內(nèi)壁在與 第一進(jìn)氣口相對(duì)的部分從霧化桶處開(kāi)始彎曲并與霧化桶的外壁大體上以均勻的距離間隔開(kāi)。因此，可以抑制在氣壓室的與第一進(jìn)氣口相對(duì)的 部分產(chǎn)生湍流，從而將加壓空氣高效地引入霧化桶以便能夠有效地將霧 向外排出。
此外，進(jìn)氣口優(yōu)選地布置在霧化桶的周向壁上的不與第一進(jìn)氣口相 對(duì)的部分。在該示例中，允許流過(guò)第一進(jìn)氣口的加壓空氣直接向前流入 霧化桶，從而避免霧化桶內(nèi)的湍流，并因此能夠高效地將霧向外排出霧 化桶。


圖1為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的靜電霧化設(shè)備的縱向截面圖2為上述靜電霧化設(shè)備中使用的靜電霧化單元的截面圖3為局部剖開(kāi)的上述靜電霧化設(shè)備的俯視圖4示出上述靜電霧化設(shè)備的外部視圖，圖4(A)為主視圖，圖4 (B)為右視圖，以及圖4(C)為仰視圖5為說(shuō)明在上述靜電霧化設(shè)備的發(fā)射電極處生成的泰勒錐的形狀 的示意圖；以及
圖6 (A)到圖6 (I)為分別示出了上述靜電霧化設(shè)備中所使用的 發(fā)射電極的一個(gè)示例的主視圖，圖中所示發(fā)射電極去掉了一部分。
具體實(shí)施例方式
參照

根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的靜電霧化設(shè)備。如圖l所 示，靜電霧化設(shè)備包括靜電霧化單元IO和容置該單元的外殼100。如圖 4所示，外殼100具有箱體101和封蓋箱體101的一側(cè)的箱蓋102。
如圖2中最好地示出，靜電霧化單元10包括發(fā)射電極20、相對(duì)電 極30、以及帶有熱交換器40的霧化桶50。發(fā)射電極20布置在霧化桶 50的中心軸線(xiàn)上并將其后端固定到霧化桶50的底面51從而其頂端突伸 在霧化桶50內(nèi)。相對(duì)電極30配置成具有位于其中央的圓形窗口的環(huán)狀 并且固定到霧化桶50的前端，同時(shí)圓形窗口的中心對(duì)準(zhǔn)霧化桶的中心 軸線(xiàn)，并且相對(duì)電極30沿霧化桶50的軸向與發(fā)射電極20頂部的發(fā)射 端間隔開(kāi)。該圓形窗口限定霧化桶50的端部的排出口。發(fā)射電極20和相對(duì)電極30分別通過(guò)電極端子21和接地端子31連接到高壓電源90。 高壓電源90包括在發(fā)射電極20和接地的相對(duì)電極30之間施加預(yù)定的 電壓的變壓器，例如向發(fā)射電極20施加負(fù)電壓(例如，-4. 6kV)從 而在發(fā)射電極20頂部的發(fā)射端22和接地的相對(duì)電極30之間產(chǎn)生高壓 電場(chǎng)。如稍后將要說(shuō)明的，供應(yīng)到發(fā)射電極20上的水以靜電方式充電， 使得帶電的水粒微以水霧的形式從發(fā)射端22排放出。
在該示例中，如圖5所示，由于施加到發(fā)射電極20和相對(duì)電極30 之間的高電壓的作用，庫(kù)侖力在保持于發(fā)射電極20頂部的水W和相對(duì) 電極30之間起作用，使得水W的表面局部隆起從而形成泰勒錐T。因此， 電荷聚集到泰勒錐T的頂端從而增強(qiáng)此部分的電場(chǎng)強(qiáng)度以便進(jìn)一步增大 泰勒錐T。當(dāng)庫(kù)侖力超過(guò)水W的表面張力時(shí)，使泰勒錐T反復(fù)解體 (Rayleigh解體)以產(chǎn)生大量的包含納米級(jí)尺寸的帶電微小水粒子的水 霧。水霧向相對(duì)電極30行進(jìn)并通過(guò)排出口 52向外排出。多個(gè)進(jìn)氣口 54 布置在霧化桶50的周向壁上以便引入加壓空氣從而使水霧運(yùn)栽在該空 氣上而排出到排出口 52外面。
熱交換器60安裝在霧化桶50的底壁的后側(cè)上，熱交換器60包括 具有制冷側(cè)的珀耳帖效應(yīng)熱電模塊，該制冷側(cè)耦聯(lián)到發(fā)射電極20以便 將發(fā)射電極2Q冷卻到低于水的露點(diǎn)溫度從而將周?chē)諝饫锏乃帜Y(jié) 到發(fā)射電極上。在此意義下，熱交換器60限定了向發(fā)射電極20供水的 供水裝置。熱交換器60包括并聯(lián)在一對(duì)導(dǎo)電電路板之間的多個(gè)熱電元 件62并以容置在外殼中的控制模塊200給出的可變電壓確定的制冷率 工作從而冷卻發(fā)射電極20。位于制冷側(cè)的其中一塊導(dǎo)電電路板通過(guò)介電 構(gòu)件63和65熱耦聯(lián)到發(fā)射電極20后端的凸緣，同時(shí)位于散熱側(cè)的另 一塊導(dǎo)電電路板通過(guò)介電構(gòu)件66熱耦聯(lián)到散熱板68。散熱板68固定到 霧化桶50的后端從而將熱交換器60保持在散熱板和霧化桶50的底壁 51之間。散熱板68可設(shè)置有用于加速散熱的散熱片。控制模塊200配 置成控制熱交換器60以便根據(jù)環(huán)境溫度和濕度將電極保持在適當(dāng)?shù)臏?度下，即，使充足數(shù)量的水凝結(jié)在發(fā)射電極上的溫度下。
如圖1所示，具有上述配置的靜電霧化單元10布置在外殼100的 前端部(圖1中的上端)的中央-在該位置集成有風(fēng)扇120，以1更將位 于霧化桶50前端的排出口 52與形成在外殼IOO前端的開(kāi)口對(duì)準(zhǔn)。外殼 100設(shè)置有前隔板壁112和后隔板壁114。前隔板壁112聯(lián)結(jié)到霧化桶50的后端并且也聯(lián)結(jié)到散熱板68，從而形成環(huán)繞霧化桶50的氣壓室70， 以便將風(fēng)扇120產(chǎn)生的加壓空氣引入到氣壓室70內(nèi)。
氣壓室70配置成僅從布置在風(fēng)扇120附近的第一進(jìn)氣口 72吸入加 壓空氣，并且氣壓室70與外殼100內(nèi)的其它部分隔離以便不通過(guò)其它 部分吸入空氣。風(fēng)扇120通過(guò)位于外殼IOO—側(cè)上的進(jìn)氣口 116吸入空 氣以便通過(guò)第一進(jìn)氣口 72將加壓空氣供應(yīng)到氣壓室70內(nèi)。加壓空氣通 過(guò)靜電霧化單元10的進(jìn)氣口 54被引入到霧化桶50中并產(chǎn)生從霧化桶 50的排出口 52排出的空氣流。因此，水霧運(yùn)載在該空氣流上從而排出 外殼100。
線(xiàn)性空氣流通道80形成在前隔板壁112、散熱板68和后隔板壁114 之間，以便通過(guò)位于空氣流通道80—端的第二進(jìn)氣口 82從風(fēng)扇120吸 入空氣并通過(guò)位于空氣流通道80另一端的開(kāi)口以及向外通過(guò)形成在外 殼100的側(cè)面上的排出口 118將其排出。后隔板壁114形成為在外殼100 的整個(gè)橫向長(zhǎng)度上延伸從而限定出后隔板壁前方的第 一 空間并限定出 隔板114后方的第二空間，該第一空間用于容置靜電霧化單元10、風(fēng)扇 120、氣壓室70、以及空氣流通道80，該第二空間用于容置高壓電源90。 因此，靜電霧化單元IO和高壓電源90以彼此隔離的方式布置在線(xiàn)性空 氣流通道80的相對(duì)兩側(cè)，即，位于線(xiàn)性空氣流通道80的相對(duì)兩側(cè)的前 部第一空間和后部第二空間。
在形成于后隔板壁114后方的外殼100中的空間內(nèi)，除高壓電源90 之外，另外還容置有控制模塊200,其通過(guò)熱交換器60控制發(fā)射電極 20的冷卻溫度并控制由風(fēng)扇120產(chǎn)生的空氣流。控制模塊200配置成集 成有溫度控制電路和轉(zhuǎn)動(dòng)控制電路。溫度控制電路根據(jù)環(huán)境溫度和濕度 控制熱交換器60的冷卻側(cè)的溫度，以便允許水凝結(jié)在發(fā)射電極20上， 而轉(zhuǎn)動(dòng)控制電路根據(jù)發(fā)射電極20的溫度控制風(fēng)扇120的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。這 些控制電路基于設(shè)置在外殼100內(nèi)的溫度傳感器和濕度傳感器發(fā)出控制 信號(hào)以便控制熱交換器60和風(fēng)扇120。第三進(jìn)氣口 92形成在后隔板壁 114上以便從風(fēng)扇120吸入空氣流并加速該空間內(nèi)產(chǎn)生的熱量的散發(fā)。 被引入該空間內(nèi)的空氣通過(guò)布置在外殼IOO側(cè)面上的排出口 115向外排 出。第一進(jìn)氣口 72和第三進(jìn)氣口 92設(shè)置在空氣流通道80的第二進(jìn)氣 口 82的上游從而向靜電霧化單元10以及高壓電源90和控制模塊200 提供新鮮空氣。控制模塊200設(shè)置在位于從第三進(jìn)氣口 92到排出口 115的空氣流 通道內(nèi)的高壓電源90的上游，使得控制模塊200免于受到大熱容量的 高壓電源90的熱量的影響，從而保證穩(wěn)定的控制性能。槽口形式的孔 117設(shè)置在后隔板壁114的與外殼100的設(shè)置有排出口 115的一端相對(duì) 應(yīng)的一端處。通過(guò)孔117和位于前隔板壁112 —端的孔119布置的從高 壓電源200導(dǎo)引出的導(dǎo)線(xiàn)202用于與靜電霧化單元IO連接。
如圖3所示，進(jìn)氣口 54沿霧化桶50的圓周等角度地間隔開(kāi)從而繞 霧化桶50的軸線(xiàn)沿直徑方向彼此相對(duì)。因此，^f吏加壓空氣均勻地流向 位于霧化桶50的軸向中心處的發(fā)射電極20，從而抑制霧化桶50內(nèi)的渦 流并因此能夠有效地產(chǎn)生空氣流以便將水霧從排出口 52排出。此外， 如該圖中所示，側(cè)壁113的內(nèi)表面在與第一進(jìn)氣口 72相對(duì)的部分從靜 電霧化單元10處開(kāi)始彎曲以便產(chǎn)生與霧化桶50的外表面大致間隔恒定 距離的彎曲表面，從而避免在限定于霧化桶50的外表面和側(cè)壁113的 彎曲表面之間的空間中產(chǎn)生湍流并允許加壓空氣通過(guò)進(jìn)氣口 54有效地 引入霧化桶50，并因此能夠以有效方式將霧化桶50處產(chǎn)生的水霧向外 排出。
雖然上述實(shí)施方式中示出的內(nèi)容是進(jìn)氣口 52也設(shè)置在霧化桶50中 的與第一進(jìn)氣口 72相對(duì)的部分，但是不應(yīng)當(dāng)將本發(fā)明局限于此，并且 可將本發(fā)明配置成具有僅設(shè)置在從靜電霧化單元10暴露到與第一進(jìn)氣 口 72相對(duì)的空間的部分的一個(gè)以上的進(jìn)氣口 54。在該示例中，禁止通 過(guò)第一進(jìn)氣口 72供應(yīng)的加壓空氣直接通過(guò)第一進(jìn)氣口 72進(jìn)入到霧化桶 50內(nèi)，從而進(jìn)一步減少霧化桶50內(nèi)的湍流。發(fā)射電極20優(yōu)選地形成有 凹部28，凹部28緊接在圓形頂部的發(fā)射端22的后面。通過(guò)設(shè)置凹部，
地吸收到形成于發(fā)射端22處的泰勒錐內(nèi)，從而保證具有恒定尺寸和形 狀的泰勒錐T穩(wěn)定地形成以便穩(wěn)定地產(chǎn)生納米級(jí)減小顆粒尺寸的負(fù)離子 霧。
可采用如圖6 (A) ~ (I)所示的其它形狀的發(fā)射電極20。
權(quán)利要求
1.一種靜電霧化設(shè)備，包括外殼；靜電霧化單元，其容置在所述外殼內(nèi)；所述靜電霧化單元包括發(fā)射電極；相對(duì)電極，其布置成與所述發(fā)射電極相對(duì)的關(guān)系；供水裝置，其配置成向所述發(fā)射電極上供水；以及霧化桶，其環(huán)繞所述發(fā)射電極，所述霧化桶在其一個(gè)軸向端處設(shè)置有暴露到所述外殼外部的排出口；高壓電源，其容置在所述外殼內(nèi)并配置成在所述發(fā)射電極和所述相對(duì)電極之間施加高電壓以便在所述發(fā)射電極的發(fā)射端處以靜電方式霧化供應(yīng)到所述發(fā)射電極的水，從而產(chǎn)生帶電的微小水粒子，所述帶電的微小水粒子在被霧化時(shí)從所述發(fā)射電極的端部流出并穿過(guò)所述相對(duì)電極被排出到所述霧化桶端部的所述排出口之外，其中，氣壓室設(shè)置在所述外殼內(nèi)以環(huán)繞所述霧化桶，風(fēng)扇布置成將加壓空氣供應(yīng)到所述氣壓室，多個(gè)進(jìn)氣口布置在所述霧化桶的周向壁上并沿所述霧化桶的圓周方向周向地設(shè)置，以便從所述氣壓室將所述加壓空氣引入到所述霧化桶內(nèi)，使得所述帶電的微小粒子霧運(yùn)載在從所述多個(gè)進(jìn)氣口引入的所述加壓空氣上并從所述霧化桶排出到所述外殼之外。
2.如權(quán)利要求1所述的靜電霧化設(shè)備，其中， 所述進(jìn)氣口布置成繞所述霧化桶的軸線(xiàn)沿直徑方向彼此相對(duì)的關(guān)系。
3.如權(quán)利要求l所述的靜電霧化設(shè)備，其中， 所述供水裝置為熱交換器，所述熱交換器具有制冷部件和散熱部件；所述制冷部件配置成冷卻所述發(fā)射電極，從而允許水凝結(jié)在所述發(fā) 射電極上，并且所述外殼在其內(nèi)部形成有與所述氣壓室隔離的空氣流通道，所述空 氣流通道用于冷卻所述散熱部件，第 一進(jìn)氣口和第二進(jìn)氣口設(shè)置在所述風(fēng)扇的下游，分別用于使所述 加壓空氣流入所述氣壓室和用于使所述加壓空氣流入所述空氣流通道。
4.如權(quán)利要求3所述的靜電霧化設(shè)備，其中， 所述霧化桶具有圓形外表面的周向壁， 所述第 一進(jìn)氣口設(shè)置在所述氣壓室的 一端，所述氣壓室的內(nèi)壁表面在與所述第一進(jìn)氣口相對(duì)的部分從所述霧 化桶處開(kāi)始彎曲，從而與所述霧化桶的外壁大體上以均勻的距離間隔
5.如權(quán)利要求3所述的靜電霧化設(shè)備，其中， 所述第 一進(jìn)氣口設(shè)置在所述氣壓室的 一端，所述進(jìn)氣口布置在所述霧化桶的外壁上的不與所述第 一進(jìn)氣口相 對(duì)的部分。
全文摘要
一種靜電霧化器，其包括外殼和容置在外殼內(nèi)的靜電霧化單元。所述靜電霧化單元包括設(shè)置在其中的噴射管和發(fā)射電極，供應(yīng)給發(fā)射電極的水在發(fā)射電極的頂部以靜電方式霧化從而產(chǎn)生帶電的微小粒子霧。加壓氣室形成為環(huán)繞外殼中的噴射管，用于從加壓氣室引入加壓空氣的多個(gè)進(jìn)氣口沿噴射管的圓周方向設(shè)置在噴射管的圓周壁上。所述霧運(yùn)載在從進(jìn)氣口引入噴射管的加壓空氣上并從噴射管排放到外殼之外。
文檔編號(hào)B05B5/057GK101300080SQ200680040880
公開(kāi)日2008年11月5日 申請(qǐng)日期2006年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月31日
發(fā)明者和田澄夫, 平井利久(已逝), 松本多津彥, 矢野武志, 秋定昭輔, 須川晃秀 申請(qǐng)人:松下電工株式會(huì)社