專利名稱：靜電霧化裝置及使用該裝置的空氣凈化機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種靜電霧化裝置以及使用該裝置的空氣凈化機(jī)，該靜電霧化裝置用于噴出呈微小的電離粒子(particle)形式的液體。
背景技術(shù)：
日本專利申請(qǐng)2002-203657公開了現(xiàn)有的一種靜電霧化裝置。該靜電霧化裝置包括向排放室(compartment)內(nèi)滴落或噴出水的噴嘴以及與該噴嘴相對(duì)設(shè)置的電極。在噴嘴和電極之間施加高壓，以便從噴嘴頂端噴出帶正電的水粒子。從安裝在排放室外部的容器內(nèi)供應(yīng)水。為了在長(zhǎng)時(shí)間使用的情況下保證靜電霧化，需要規(guī)律地向容器補(bǔ)水，因而產(chǎn)生令人煩惱的維護(hù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述問題，并且提供一種靜電霧化裝置以及使用該裝置的空氣凈化機(jī)，該裝置可在長(zhǎng)時(shí)間使用的情況下保持穩(wěn)定的靜電霧化。
根據(jù)本發(fā)明的霧化裝置包括承載待霧化液體的載體以及存儲(chǔ)液體的液體存儲(chǔ)裝置。該載體具有一液體收集端和與所述液體收集端相對(duì)的一放電端，所述液體收集端浸入到液體中，以便將液體供給到所述放電端。所述裝置包括使所述液體帶電的一第一電極，與所述放電端相對(duì)的一第二電極，以及一電壓電源。所述電壓電源在所述第一和第二電極之間施加電壓，由此在所述放電端使所述液體帶電，并且以微小的電離粒子形式排出所述液體。所述液體存儲(chǔ)裝置與所述載體、所述第一電極、所述第二電極以及所述電壓電源一起容納在一外殼中。本發(fā)明的特征在于可從所述外殼拆除所述液體存儲(chǔ)裝置的至少一部分。由此，所述液體存儲(chǔ)裝置的可從所述外殼拆除的部分可用于補(bǔ)充液體，而無需費(fèi)力。
在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述液體存儲(chǔ)裝置包括容納在所述外殼中的一儲(chǔ)液器和用于向所述儲(chǔ)液器供應(yīng)液體的一補(bǔ)液容器。可從所述儲(chǔ)液器拆除所述補(bǔ)液容器，并且使用該補(bǔ)液容器使得補(bǔ)充液體簡(jiǎn)便化。
優(yōu)選地，所述外殼中形成一凹座，所述儲(chǔ)液器、所述載體、所述第一電極、所述第二電極和所述補(bǔ)液容器容納于其中。所述外殼具有覆蓋所述凹座的一蓋體，以及在打開所述蓋體時(shí)停止從所述電壓電源施加高壓的一開關(guān)。由此，當(dāng)打開蓋體補(bǔ)充液體時(shí)，沒有對(duì)所述儲(chǔ)液器中的液體施加高壓。因此，當(dāng)誤接觸液體或電極時(shí)，保護(hù)人體不接觸高壓，保證安全補(bǔ)充液體。
在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述第一電極和第二電極分別可拆卸地連接到與所述電壓電源一起容納在所述外殼中的所述第一觸點(diǎn)和第二觸點(diǎn)。所述儲(chǔ)液器與所述載體、所述第一電極和所述第二電極一起容納在一殼體中，所述殼體可從所述外殼拆除。由此，當(dāng)需要清潔儲(chǔ)液器和載體時(shí)，可將殼體從所述外殼拆除以便進(jìn)行所需的處理。
在這種情況下，優(yōu)選地，所述外殼具有用于容納所述殼體的一凹座和覆蓋所述凹座的一蓋體，并且設(shè)置一開關(guān)用于在打開所述蓋體時(shí)停止從所述電壓電源施加高壓。所述凹座優(yōu)選與所述外殼的內(nèi)部密封隔絕，以避免液體泄漏，保護(hù)外殼內(nèi)的電壓電源不受液體影響。
所述載體與所述第一和第二電極一起安裝到一筒體中。所述第一和第二電極具有分別與所述電壓電源的第一和第二觸點(diǎn)壓觸的第一和第二端子。所述第一和第二端子優(yōu)選設(shè)置在所述筒體的相對(duì)側(cè)上，以便分別利用互相平衡的接觸力接受所述第一和第二觸點(diǎn)。利用平衡的力，第一和第二端子分別與所述第一和第二觸點(diǎn)可靠的電接觸，由此保證所述外殼中的電壓電源與所述殼體中的第一和第二電極之間可靠的電連接，并且使得所述殼體可從所述外殼拆除。
由此構(gòu)成的靜電霧化裝置優(yōu)選結(jié)合于一種裝置，例如空氣凈化機(jī)中。該空氣凈化機(jī)具有一外殼，該外殼設(shè)置有用于截獲污染物的一過濾器和使空氣循環(huán)通過所述過濾器的一風(fēng)扇。所述霧化裝置設(shè)置在所述外殼中的所述風(fēng)扇和所述過濾器的下游。由此，從所述電離針生成的微小的電離液體粒子以及負(fù)離子可載于通過所述過濾器移去了污物的干凈的空氣中，由此而擴(kuò)散到室內(nèi)空間，在室內(nèi)的寬敞的空間上產(chǎn)生粒子的除臭效果和/或其它環(huán)境改善效果。
從下面結(jié)合附圖對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明中可顯見上述及其它目的和優(yōu)點(diǎn)。


圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的靜電霧化裝置的垂直截面圖。
圖2是描述上述裝置的操作的示意圖。
圖3是在上述裝置中使用的電極板的俯視圖。
圖4是包括上述裝置的空氣凈化機(jī)的橫截面圖。
圖5是上述裝置的部分分解透視圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的靜電霧化裝置的橫截面圖。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的靜電霧化裝置M用于電離例如微粒水，以便生成納米級(jí)的電離水粒子。如圖1所示，霧化單元M包括支撐多個(gè)毛細(xì)管載體20的基板10，圍繞所述基板10的頂部的筒體(barrel)30，裝配到筒體30的頂部開口中的電極板40，以及聯(lián)接到基板10的下側(cè)的儲(chǔ)液器50?；?0和儲(chǔ)液器50與可從儲(chǔ)液器50拆除的補(bǔ)液容器80一起容納在殼體90中。殼體90容納在形成于空氣凈化機(jī)100的外殼101中的凹座120中，如圖4所示。在本實(shí)施例中，儲(chǔ)液器50和補(bǔ)液容器80共同限定了用于存儲(chǔ)待供應(yīng)到毛細(xì)管載體20中的液體的液體存儲(chǔ)裝置。凹座120與外殼101的內(nèi)部密封隔絕，由此在水泄漏到凹座102的情況下，保護(hù)高壓電源70不與水接觸。
每個(gè)毛細(xì)管載體20由多孔陶瓷制成，形成為直徑大約為5mm并且長(zhǎng)度大約為70mm的多孔桿狀物并且延伸穿過基板10。載體20在它的突出于基板10的頂部的部分的尖端處形成放電端21，而在它的突出于基板10的下側(cè)的部分處形成液體收集端22。液體收集端22浸入儲(chǔ)液器50的水中，以便利用毛細(xì)作用吸取水并將其供應(yīng)到放電端21?；?0由導(dǎo)電塑性材料制成，并且用作向每個(gè)毛細(xì)管載體20施加負(fù)電勢(shì)的第一電極。為此，基板10在它的周圍形成用于連接高壓電源70的負(fù)電壓側(cè)的第一端子12。
高壓電源70設(shè)置成在例如基板10和電極板40之間施加電場(chǎng)強(qiáng)度為500V/mm的高壓，由此在位于毛細(xì)管載體20的遠(yuǎn)端的放電端21和限定與該放電端相對(duì)的第二電極的電極板40之間產(chǎn)生靜電霧化，因而從放電端21向電極板40排出微小的電離水粒子。也就是說，所述高壓導(dǎo)致對(duì)從放電端排出的水進(jìn)行瑞利分解(Rayleigh disintegration)，由此生成帶負(fù)電的水粒子，并且噴出微小的電離水粒子霧。在本實(shí)施例中，電極板40連接到地電勢(shì)，以便相對(duì)于施加到基板10的負(fù)電勢(shì)具有一預(yù)定電勢(shì)差。高壓電源70在電極板40和基板10之間施加連續(xù)或者脈沖高壓。
電極板40由導(dǎo)電樹脂模制而成，并且形成為具有圓形的外周，且?guī)в芯哂行切?star-shaped)開口周緣41的中部開口。以與每個(gè)載體20的放電端21接近的相對(duì)關(guān)系保持該開口周緣，以便在開口周緣41和放電端21之間產(chǎn)生放電。電極板40在其外周形成用于與高壓電源70的正電壓側(cè)連接的第二端子48。第一端子12和第二端子48設(shè)置成分別與各自連接到電源70的正電壓側(cè)和負(fù)電壓側(cè)的第一和第二觸點(diǎn)71和72壓觸。
筒體30在它的外壁上形成多個(gè)窗體32，通過該窗體32引入空氣而形成流向電極板40的中部開口的外部的氣流。該氣流中載有在放電端21和電極板40之間生成的負(fù)離子化的微小的水粒子，以便以霧的形式噴出到寬闊的空間中。如圖4所示，由于靜電霧化裝置M結(jié)合到空氣凈化機(jī)100中，在空氣凈化機(jī)100中產(chǎn)生的強(qiáng)制氣流最有利地在寬闊的范圍上分散微小的電離水粒子?？諝鈨艋瘷C(jī)100的外殼101具有空氣入口102和空氣出口104。卷入灰塵和其它污物的風(fēng)扇110和過濾器112容納在外殼101中，以便吸入外部空氣使其通過過濾器112并且從空氣出口104流出干凈的空氣。靜電霧化裝置M設(shè)置在風(fēng)扇110和過濾器112的下游并與空氣出口104相鄰。
基板10在它的中部支撐電離針(needle)60，該電離針具有從基板向上突出的頂端，該頂端與毛細(xì)管載體20的放電端對(duì)準(zhǔn)并且被充電至與毛細(xì)管載體20相同的電勢(shì)。毛細(xì)管載體20以與電離針60成同心圓的形式均勻間隔開來。電極板40的開口周緣41由多個(gè)彎曲的邊緣42限定，其中所述電極板40的開口周緣41限定了與毛細(xì)管載體20和電離針60共同相對(duì)的電極。每個(gè)彎曲邊緣是圍繞每個(gè)對(duì)應(yīng)的毛細(xì)管載體20的放電端21并且與該放電端21間隔一恒定距離的半圓形的邊緣。相鄰的彎曲邊緣42之間限定了第二邊緣44，所述第二邊緣44與電離針60相對(duì)且在兩者之間引發(fā)電暈放電，由此使得空氣中的例如氧、氧化物或者氮化物等分子帶負(fù)電而生成負(fù)離子，并且防止生成臭氧。設(shè)置第二邊緣和電離針60之間的距離R2大于第一彎曲邊緣42和放電端21之間的距離R1，以便可分別在優(yōu)化的條件下進(jìn)行放電端21處的液體霧化和電離針60處的負(fù)離子發(fā)生。
儲(chǔ)液器50為水平細(xì)長(zhǎng)形的，以便在筒體30的側(cè)部延伸體的頂部中形成連接口52，由此可拆除地接收補(bǔ)液容器80的管口82。管口84包括閥體84，該閥體響應(yīng)于管口82插入到連接口52中而開放，由此從容器80中向儲(chǔ)液器50中補(bǔ)水。
承載毛細(xì)管載體20的基板10和圍繞基板10頂部的筒體30與儲(chǔ)液器50一體形成，并且與殼體90內(nèi)的補(bǔ)液容器80保持在一起。外殼101的用于可拆除地接收殼體90的凹座120設(shè)置有蓋體130。當(dāng)蓋體130打開時(shí)，除了殼體90聯(lián)接到凹座120或與其脫開聯(lián)接以外，另有補(bǔ)液容器80聯(lián)接到儲(chǔ)液器50或與其脫開聯(lián)接。蓋體130由多孔板制成，由此限定空氣出口104。一近程開關(guān)(proximity switch)140設(shè)置在凹座120外周附近，該開關(guān)響應(yīng)蓋體130的打開而停止高壓電源70或者中斷高壓電源70與第一和/或第二端子71和72的電連接。由此，不能向毛細(xì)管載體20和與之接觸的水施加高壓，保證了補(bǔ)液容器80或殼體90的聯(lián)接和拆卸安全，或是保證了對(duì)裝置內(nèi)部安全檢查。
第一觸點(diǎn)71和第二觸點(diǎn)72各自形成金屬簧片，以便通過彈簧壓力而分別與第一端子12和第二端子48電連接。如圖5所示，第一觸點(diǎn)71和第二觸點(diǎn)72的接觸區(qū)域各自為矩形的，并且其寬度(W1)大于第一端子12和第二端子48的寬度(W2)。因而，防止聯(lián)接或者拆除霧化裝置M時(shí)簧片的邊緣刮擦由導(dǎo)電塑性材料制成的第一端子12和第二端子48，保持可靠地電連接。
各個(gè)毛細(xì)管載體20由粒子大小為2-500μm的多孔陶瓷材料制成，并且孔隙率為10-70％，以便利用毛細(xì)作用經(jīng)由陶瓷中微細(xì)的通路將水供應(yīng)到放電端21。可選擇的陶瓷包括氧化鋁、氧化鈦、氧化鋯、氧化硅和氧化鎂中的一種或者任意組合，并且選擇為等電位點(diǎn)的PH值低于使用的水的PH值。選擇的依據(jù)是與所使用的水中可能含有的例如Mg和Ca等礦物成分有關(guān)的。限制水中所含的礦物成分進(jìn)入到毛細(xì)管載體20的放電端，由此限制該礦物成分與空氣中的CO2發(fā)生反應(yīng)而沉淀例如MgO或者CaCO3等可能妨礙靜電霧化效果的物質(zhì)。也就是說，可最有效地利用毛細(xì)管載體20中的電滲流，從而防止水中分散的Mg或者Ca離子進(jìn)入到放電端21。
當(dāng)通過靜電霧化作用，利用頂端直徑小于或等于0.5mm的毛細(xì)管載體20在大于或等于500V/mm的電場(chǎng)強(qiáng)度下以0.02ml/m的速率生成微小的電離水粒子霧時(shí)，該霧中含有納米粒子大小為3-100nm的非常微小的電離粒子，該電離粒子與空氣中的氧發(fā)生反應(yīng)，由此得到各種基，例如羥基、過氧化物、一氧化氮基和氧基(oxygen radical)。這樣微小的電離水粒子霧在釋放到室內(nèi)時(shí)可對(duì)空氣中所含的或者粘附到壁面上的物質(zhì)進(jìn)行除臭。下面是上述基和各種臭氣之間的反應(yīng)式。
氨乙醛乙酸甲烷氣體一氧化碳一氧化氮甲醛圖6示出了本發(fā)明的另一實(shí)施例，該實(shí)施例與上述實(shí)施例基本相同，除了第一端子12和第二端子48設(shè)置于沿直徑相對(duì)的端部，由此大致平衡彈簧力，一個(gè)彈簧力由第一觸點(diǎn)71作用于第一端子12，另一個(gè)彈簧力由第二觸點(diǎn)72作用于第二端子48。由此，在各個(gè)連接處可獲得足夠的接觸壓力，使得高壓電源70到基板10和電極板40之間的電連接可靠。相似的部件由相似的附圖標(biāo)記指代。
雖然上述實(shí)施例中描述了利用水生成微小的電離水粒子霧的情況，但是本發(fā)明不限于此，其可應(yīng)用于除了水以外的其它各種液體。可用的液體包括含有有用成分(例如維C、氨基酸、如香精油或芳香劑等除臭劑)的水，并且包括膠體溶液，例如化妝液。
權(quán)利要求
1.一種靜電霧化裝置，其包括一液體存儲(chǔ)裝置，其用于存儲(chǔ)液體；一載體，其具有一液體收集端和與所述液體收集端相對(duì)的一放電端，所述液體收集端浸入到所述液體存儲(chǔ)裝置中的所述液體中，以便收集并且通過所述載體將液體供給到所述放電端，一第一電極，其使所述液體帶電；一第二電極，其與所述放電端相對(duì)；一電壓電源，其橫跨所述第一和第二電極施加電壓，由此在所述放電端使所述液體帶電，并且以微小的電離粒子形式排出所述液體，所述液體存儲(chǔ)裝置與所述載體、所述第一電極、所述第二電極以及所述電壓電源一起容納在一外殼中，并且所述液體存儲(chǔ)裝置的至少一部分可從所述外殼拆除。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述液體存儲(chǔ)裝置包括容納在所述外殼中的一儲(chǔ)液器和用于向所述儲(chǔ)液器供應(yīng)液體的一補(bǔ)液容器，所述補(bǔ)液容器可從所述儲(chǔ)液器拆除。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中，所述外殼設(shè)置有用于在其中容納所述儲(chǔ)液器、所述載體、所述第一電極、所述第二電極和所述補(bǔ)液容器的一凹座，所述凹座由一蓋體覆蓋，所述裝置包括在打開所述蓋體時(shí)禁用所述電壓電源的一開關(guān)。
4.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中，所述電壓電源與一第一觸點(diǎn)和一第二觸點(diǎn)一起容納在所述外殼中，其中所述第一觸點(diǎn)和第二觸點(diǎn)可分別從與其電連接的所述第一電極和第二電極脫開，所述儲(chǔ)液器與所述載體、所述第一電極和所述第二電極一起容納在一殼體中，所述殼體可從所述外殼拆除。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其中，所述外殼具有用于在其中接收所述殼體的一凹座和覆蓋所述凹座的一蓋體，所述裝置包括在打開所述蓋體時(shí)禁用所述電壓電源的一開關(guān)。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其中，所述凹座與容納所述電壓電源的所述外殼的內(nèi)部密封隔絕。
7.如權(quán)利要求4所述的裝置，其中，所述載體與所述第一和第二電極一起安裝到一筒體，所述第一和第二電極具有分別與所述電壓電源的第一和第二觸點(diǎn)壓觸的第一和第二端子，所述第一和第二端子設(shè)置在所述筒體的相對(duì)側(cè)，以便分別從所述第一和第二觸點(diǎn)接受互相平衡的接觸力。
8.一種空氣凈化機(jī)，其包括如權(quán)利要求1中所限定的靜電液體霧化裝置，所述空氣凈化機(jī)包括所述外殼，其設(shè)置有用于截獲污染物的一過濾器和使空氣循環(huán)通過所述過濾器的一風(fēng)扇，所述裝置設(shè)置在所述外殼中的所述風(fēng)扇和所述過濾器的下游。
全文摘要
設(shè)置在外殼中的液體容器裝置中所容納的液體被供應(yīng)到一載體，并且通過在所述載體的放電端和相對(duì)電極之間施加的高壓排出帶電的微小液體粒子。所述液體容器裝置的至少一部分可從所述外殼上拆卸下來，以便于補(bǔ)充液體。
文檔編號(hào)A61L9/14GK1798615SQ20048001522
公開日2006年7月5日 申請(qǐng)日期2004年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月4日
發(fā)明者中田隆行, 須田洋, 田中友規(guī), 山口友宏 申請(qǐng)人:松下電工株式會(huì)社