靜電霧化設備的製作方法

2023-05-02 14:05:01

專利名稱：靜電霧化設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種靜電霧化設備。該靜電霧化設備構造成產生帶電的微小水粒子霧 並將霧供給到空間。當靜電霧化設備產生霧時，該靜電霧化設備產生噪音。因此，該靜電霧 化設備包括吸收噪音的消音器。
背景技術：
日本專利申請公報No. 2005-131549A(以下稱為專利申請1)公開了一種靜電霧化 設備。該靜電霧化設備包括發射電極、帶有開口的對置電極、霧化筒、高壓源以及供水裝置。 發射電極和對置電極被支撐於霧化筒，使得對置電極與發射電極成相對關係設置。供水裝 置構造成將水供給至發射電極的尖端。高壓源構造成在發射電極與對置電極之間施加電 壓。當高壓源在發射電極與對置電極之間施加電壓時，在發射電極與對置電極之間產生電 場。當發射電極尖端上的水受到電場作用時，水形成為圓錐形狀。這種圓錐形狀的水稱作 泰勒圓錐。另外，當圓錐形狀的水受到電場作用時，圓錐形狀的水被靜電霧化，由此產生具 有納米尺寸的帶電的微小水粒子霧。這些納米尺寸的帶電的微小水粒子霧通過對置電極的 開口排出。當專利申請1的靜電霧化設備產生帶電的微小水粒子霧時，根據靜電霧化導致噪
音產生。針對專利申請1的靜電霧化設備的問題，日本專利申請公報No. 2007-289918 (以 下稱為專利申請2)公開了一種帶有消音器管道的靜電霧化設備。消音器管道包括保持件 和吸音構件。保持件由內圓筒和外圓筒構成。內圓筒限定出霧流動路徑。內圓筒形成有多 個切口。外圓筒與內圓筒協作以在它們之間形成有空間。吸音構件設置在保持件的該空間 中。因此，吸音構件通過切口暴露於霧流動路徑。消音器管道附連至霧化筒，使得對置電極 的開口與內圓筒連通。專利申請2的靜電霧化設備同樣產生納米尺寸的帶電的微小水粒子 霧和噪音。霧和噪音通過開口和內圓筒的內部。具有納米尺寸的帶電的微小水粒子霧從位 於消音器管道的一個端部處的出口排出。另一方面，噪音通過內圓筒的切口，然後被吸音構 件吸收。通過這種方式，降低由靜電霧化產生的噪音。在專利申請2的靜電霧化設備中，大部分噪音通過內圓筒的切口，由此被吸音構 件吸收。但是，吸音構件通過切口部分暴露於內圓筒中的空氣下。因此，部分噪音被內圓筒 反射。因而，一部分噪音通過消音器管道。此外，專利申請2中的消音器管道附連至霧化筒， 使得內圓筒的一個端部裝配到霧化筒的一個端部中。因此，為了確保消音器管道有足夠的 吸音特性，要求採用大的消音器管道。也就是說，專利申請2中的帶有消音器管道的靜電霧 化設備尺寸很大。

發明內容
為了解決以上問題實現了本發明。本發明的目的是提供一種具有消音器的靜電霧 化設備，其中消音器構造成吸收在進行靜電霧化時所產生的所有噪音。
3
為了解決以上問題，本發明公開了一種靜電霧化設備100。該靜電霧化設備包括 發射電極、對置電極、供水裝置以及消音器。發射電極形成為棒狀。對置電極具有開口。對 置電極與發射電極成相對的關係設置。供水裝置構造成給發射電極供水。高壓源構造成在 發射電極與對置電極之間施加電壓以便使供給至發射電極的水靜電霧化，由此產生霧，這 些霧流動通過開口。消音器包括吸音管道。吸音管道形成為管狀從而具有軸向孔。軸向孔 在其一個軸向端部處形成有與所述開口連通的入口，並在另一個軸向端部處形成有用於使 所述霧通過所述軸向孔流出的出口。吸音管道附連至對置電極，使得入口與所述開口保持 連通，以便將霧經出口引出吸音管道。內周表面包括吸音表面。該吸音表面位於所述對置 電極與所述出口之間。該吸音表面在所述內周表面的整個內圓周上延伸。該吸音表面的整 個內圓周都沒有被覆蓋。當發射電極上的水被靜電霧化時，產生噪音。但是，通過這種構造，噪音被吸音管 道吸收。優選地，對置電極成形為具有圓筒252。該圓筒裝配到入口中。這種構造使得可能將霧通過吸音管道引向出口。此外，消音器直接附連至具有圓 筒形狀的對置電極。因此，這種構造還使得可能減小靜電霧化設備的尺寸。優選地，所述軸向孔的內直徑從所述入口朝所述出口逐漸變小。通過這種構造，所述吸音管道有效地吸收噪音。此外，這種構造使得可能防止霧擴 散。因此，將從所述出口排出的霧施加到目標物。另外，這種構造使得可能增加所述吸音管 道的數量。因此，通過這種構造有效地吸收噪音。優選地，所述對置電極具有第一端部和第二端部。所述吸音表面位於所述第一端 部與所述出口之間。優選地，所述圓筒具有第一端部和第二端部。所述吸音表面位於所述第一端部與 所述出口之間。優選地，所述供水裝置由帕爾貼模塊(Peltier module) 501限定。所述帕爾貼模 塊構造成用於冷卻所述發射電極。所述發射電極構造成冷卻所述發射電極周圍的空氣，使 得所述發射電極使空氣中的水蒸汽在所述發射電極上凝結成水。


圖1是第一實施方式的靜電霧化設備的側視截面圖。圖2是結合有靜電霧化設備的殼體的側視截面圖。圖3是殼體和靜電霧化設備的分解立體圖。圖4是靜電霧化設備的分解立體圖。圖5是第二實施方式的靜電霧化設備的側視截面圖。
具體實施例方式(第一實施方式)結合附圖對本實施方式中的靜電霧化設備進行說明。圖1示出了靜電霧化設備 100的側視截面圖。靜電霧化設備100包括發射電極200、對置電極250、託架300、高壓源 400、供水裝置500、風扇540、消音器600以及殼體750。
如圖1所示，託架300形成為具有圓筒形狀。託架300設置用於保持發射電極200、 對置電極250、導熱板310、供水裝置500以及散熱片330。託架300具有形成有孔口 320的 圓周壁。託架300在下端部處形成有底座340。發射電極200由導電材料製成。發射電極200形成為棒狀，由此具有軸線。發射 電極200在其上端部處形成有發射端201。發射電極200在其下端部處形成有凸緣202。 凸緣202熱耦聯至導熱板310。發射電極200的下端部由底座340支撐，由此發射電極200 由託架300支撐。此外，發射電極200由底座340支撐，使得發射電極200伸入到託架300 的內部中。因此，發射電極200被空氣包圍。在將發射電極200冷卻到低於水的露點的情 況下，發射電極200使發射電極200周圍的空氣中的水蒸氣凝結成水。對置電極250由導電材料製成。對置電極250形成為具有環形形狀從而具有開口 255。具體地，對置電極250形成為具有圓筒252和凸緣256。圓筒252的一個軸向端部為 第一端部253，另一個軸向端部為第二端部254。凸緣256位於第二端部254處。凸緣256 固定於託架300的上端部，使得對置電極與發射電極200成相對的關係設置。因此，第二端 部254固定於託架300的上端部。此外，發射電極200的軸線與對置電極250的中心對準。 圓筒252定位成比凸緣256更遠離發射電極200。因此，第一端部253與發射電極200間隔 一定距離，該距離大於第二端部254與發射電極200之間的距離。因此，圓筒252伸出到託 架300外。高壓源400構造成在發射電極200與對置電極250之間施加大約-4. 6千伏的電 壓。結果，當高壓源在發射電極200與對置電極250之間施加電壓時，在發射電極200與對 置電極250之間產生電場。當發射端201保持有水時，高壓源400通過電場使水靜電霧化。 因此，高壓使水靜電霧化從而產生霧。供水裝置500由帕爾貼模塊501限定。帕爾貼模塊501由第一電路板510、第二電 路板510以及多個熱電轉換元件530構成。第一電路板510和第二電路板520均由電絕緣 材料製成。例如，電絕緣材料為諸如氧化鋁。還可能採用氮化鋁作為電絕緣材料。第一電 路板510和第二電路板520均在其一個表面處設置有彼此面對的圖形化電路。每個圖形化 電路均通過電線連接至電源(未示出)。熱電轉換元件530由熱電轉換材料製成。熱電轉 換元件530設置在第一電路板510與第二電路板520之間，使得熱電轉換元件530彼此串 聯布置。因此，當電源在第一電路板510與第二電路板520之間施加電壓時，電流流過熱電 轉換元件530。熱電轉換元件530構造成當電流流過熱電轉換元件530時將熱從第一電路板510 傳遞至第二電路板520。因此，當電流流過熱電轉換元件530時，第一電路板510被冷卻。因 此，第一電路板510用作帕爾貼模塊510的冷卻側。第一電路板510熱耦聯至導熱板310， 由此通過導熱板310熱耦聯至發射電極200。因此，帕爾貼模塊510構造成冷卻發射電極， 從而給發射電極200供水。相反，當電流流過熱電轉變元件530時第二電路板被加熱。因 地，第二電路板520定義為帕爾貼模塊501的散熱側。第二電路板520熱耦聯至散熱片330。 因此，第二電路板520的熱被傳遞到散熱片330。散熱片330的熱輻射到散熱片330周圍的 空氣中。如圖4所示，託架承載風扇540。風扇構造成產生氣流。具體地，風扇構造成產生 第一氣流和第二氣流。第一氣流通過散熱片330。也就是說，風扇540構造成產生用於冷
5卻散熱片330的第一氣流。另一方面，第二氣流經孔口 320通過託架300。也就是說，風扇 540構造成產生用於將包含水蒸氣的空氣供給到託架300內部的第二氣流。風扇540構造 成產生在散熱片330周圍流動的氣流。消音器600設置用於吸收噪音。消音器600由吸音管道610和保持件620構成。 吸音管道610設置用於吸收噪音。因此，優選採用具有高吸音係數的吸音管道。因此，要求 吸音管道610由具有高吸音係數的材料製成。例如，具有高吸音係數的材料是諸如聚氨酯 系列的泡沫樹脂。此外，還優選採用具有耐臭氧性的吸音管道。為了將耐臭氧性應用於吸 音管道，優選採用由諸如金屬棉、三元乙丙橡膠(EPDM)系列的泡沫樹脂以及玻璃棉的材料 製成的吸音管道。此外，還優選採用具有耐水性能的吸音管道。為了應用耐水性能，還優選 採用由諸如金屬棉、聚醚類泡沫聚氨酯樹脂以及玻璃棉的材料製成的吸音管道。另外，還優 選採用具有調溼性能的吸音管道。因此，還優選採用由諸如硅藻土的材料製成的吸音管道。吸音管道610形成為管狀，使得吸音管道610具有軸向孔612。所以，吸音管道610 具有外表面615和內周表面616。軸向孔612在一個軸向端部處形成有入口 613，在另一個 軸向端部處形成有出口 614。入口 613的內直徑近似等於圓筒252的外直徑。因此，在發射 端201處產生的霧流到吸音管道610。這些霧被從入口 613引入到軸向孔中，繼而流過軸向 孔612，並最終通過軸向孔612從出口 614流出。保持件620設置用於保持吸音管道610。具體地，保持件620成形為用以保持吸音 管道610，使得保持件620僅覆蓋吸音管道610的外表面615。為了將吸音管道610粘結到
保持件620，可採用膠粘劑。保持件620的兩個軸向端部都具有與軸向孔612相連通的開□。如圖4所示，保持件620由保持件上半部621和保持件下半部622構成。保持件 620成形為用以覆蓋消音器600、託架300以及散熱片330。保持件620在其一個端部處設 置有漏鬥管623。漏鬥管623設置用於將霧從軸向孔612朝向消音器600的外部順利地排 出。因此，保持件620覆蓋吸音管道610使得漏鬥管623定位成與軸向孔612連通。吸音管道610附連至對置電極250，使得圓筒252裝配到入口 613中。因此，軸向 內孔612的內周表面616具有定位於出口 614與第一端部253之間的吸音表面617。吸音 表面617在內周表面的整個內周上延伸。因此，吸音表面的整個圓周都沒有被覆蓋。吸音 表面617直接暴露在軸向孔612中的空氣下。此外，入口與開口 255保持連通，用於將霧經 出口 614引出吸音管道610。如圖3所示，殼體750將託架300、高壓源、供水裝置500以及消音器600結合在其 中。通過這種方式，構造成靜電霧化設備。圖2示出了靜電霧化設備的側向截面圖。如圖 2所示，靜電霧化設備結合在殼體750中。靜電霧化設備如下進行操作。首先，開啟高壓源400和電源。當電源開啟時，在第 一電路板510與第二電路板520之間施加電壓。因此，電壓施加至熱電轉換元件530。因 此，電流流過熱電轉換元件530。根據流過熱電轉換元件530的電流，熱點轉換元件530將 熱從第一電路板510傳遞至第二電路板520。結果，將第一電路板510冷卻至水的露點以 下，並將第二電路板520加熱。第一電路板510通過導熱板310熱耦聯至凸緣202。因此， 當第一電路板510被冷卻到水的露點以下時，發射電極200也被冷卻至水的露點以下。當發 射電極200被冷卻時，發射電極200對發射電極200周圍的空氣進行冷卻。因此，溫度為水的露點的發射電極200使空氣中的水蒸氣凝結成水。因此，通過空氣中的水蒸氣的凝結給 發射電極200的表面供水。另一方面，根據熱從第一電路板510傳遞至第二電路板520，第 二電路板520被加熱。第二電路板520的熱傳遞至散熱片330。散熱片330的熱釋放到散 熱片330周圍的空氣中。此外，風扇540產生通過散熱片330的第一氣流。因此，風扇540 產生冷卻散熱片330的氣流。因此，散熱片330的熱釋放到散熱片330周圍的空氣中。此外，高壓源在發射電極200與對置電極250之間施加電壓，在發射電極200與對 置電極250之間產生電場。電場使發射電極的表面上的水朝發射端201移動。通過這種方 式，發射端201保持有水。此外，風扇540產生用於將空氣從託架300外部移送至託架300 內部的第二氣流。因此，風扇540構造成將包含水蒸氣的空氣連續地供給到託架300的內 部。因此，發射端201持續保持有水。另外，第二氣流通過吸音管道610。此外，因為在發射電極200與對置電極250之間產生電場，所以電場使發射端201 上的水帶電。電場將帶電的水拉向對置電極。也就是說，庫倫力將帶電的水拉向對置電極。 根據庫倫力，發射端201上的水形成為具有小圓錐形狀。這種圓錐形狀的水稱為泰勒圓錐。 小泰勒圓錐進一步接收電場。因此，小泰勒圓錐被使得進一步帶電。進一步帶電的水接收 大的庫倫力。通過這種方式，泰勒圓錐增大並具有大量電荷。因為泰勒圓錐具有大量電荷， 所以泰勒圓錐接收大的庫倫力。之後，庫倫力變得大於泰勒圓錐的表面張力。然後泰勒圓 錐破碎。也就是說，引發瑞利破碎。根據瑞利破碎，使發射端201上的水靜電霧化。根據靜 電霧化，產生霧。這種霧包含帶電的微小水粒子。隨著靜電霧化，還產生從發射電極200朝向對置電極250的離子風。該霧風將霧從 託架300攜帶到消音器600。此外，第二氣流也將霧從託架300攜帶到消音器600。因此， 霧通過開口 255和入口 613流向消音器600。因此，霧流動到軸向孔612。霧經出口流出軸 向孔。也就是說，軸向孔612將霧經由出口 614朝漏鬥管623引導。接著，霧從漏鬥管623 排出。另一方面，當根據靜電霧化而產生霧時，也產生了噪音。這些噪音通過圓筒252朝 軸向孔612行進。但是，吸音管道610吸收軸向孔612中的噪音。此外，整個吸音表面直接 暴露在軸向孔612中的空氣下。因此，軸向孔612中的噪音被吸音管道610有效地吸收。如上所述，靜電霧化設備100包括消音器600，消音器600由保持件和吸音管道構 成。保持件620保持吸音管道610，使得保持件僅覆蓋吸音管道610的外表面615。也就是 說，保持件的成形為不覆蓋內周表面616。另外，內周表面616具有吸音表面617。吸音表 面617位於第一端部253與出口 614之間。吸音表面617在整個內周表面616上延伸。此 外，因為保持件僅覆蓋吸音管道的外表面615，因此整個吸音表面617直接圍繞軸向孔612 中的空氣。所以，整個吸音表面617吸收當發射電極上的水被靜電霧化時所產生的噪音。因 此，噪音被吸音管道610有效地吸收。另外，對置電極250形成為具有圓筒252。圓筒252裝配到入口 613中。因此，可 能減小消音器600的尺寸。而且，還可能採用具有軸向孔的吸音管道，該軸向內控的內直徑從入口朝出口逐 漸變小。圖5示出了包括軸向孔具有內直徑的軸向孔612的吸音管道610。軸向孔612的 內直徑從入口朝出口逐漸變小。因此，入口 613的內直徑大於出口 614的內直徑。結果，軸 向孔612防止霧擴散。因此，可能有效地將霧施加到目標物。另外，這種構造使得可能增大
7吸音管道610的容積。結果，構造成有效地吸收噪音。此外，供水裝置由帕爾貼模塊和電源限定。帕爾貼模塊由第一電路板510、第二電 路板520以及熱電轉換元件530構成。熱電轉換元件530設置在第一電路板510與第二電 路板520之間。電源構造成在第一電路板510與第二電路板520之間施加電壓，從而使電流 流到熱電轉換元件530。熱電轉換元件530構造成將熱從第一電路板510傳遞至第二電路 板，由此熱電轉換元件530冷卻第一電路板510。第一電路板510熱耦聯至發射電極200， 從而冷卻發射電極200，由此發射電極200使發射電極周圍的空氣中的水蒸氣凝結成水。通 過這種構造，可能獲得無需供水必需品的供水裝置。另外，在該實施方式中，採用帕爾貼模塊501作為供水裝置。然而，還可能採用由 水箱、管和諸如活塞的加壓裝置構成的供水裝置。在這種情況下，水箱構造成用於儲存水。 管成形為在水箱與發射電極之間進行連接。加壓裝置構造成給水箱中的水施加壓力，以便 將水經管送至發射電極。此外，還可能採用由水箱和構造成產生毛細作用的管構成的供水 裝置。在這種情況下，水箱構造成用於儲存水。管成形為在水箱與發射電極之間進行連接。 管構造成通過毛細作用將水箱中的水供給至發射電極。另外，還可能採用由具有出水口的 水箱構成的供水裝置。在這種情況下，水箱設置到殼體上，使得水箱中的水從出水口滴落到 發射電極。此外，如上所述，吸音管道由諸如EPDM系列的泡沫樹脂、玻璃棉等材料製成。然 而，還可能組合吸音管道的材料。因此，可能同時解決多個上述問題。例如，優選採用具有 第一圓筒狀層和包圍第一圓筒狀層的第二圓筒狀層的吸音管道。第一圓筒狀層由EPDM系 列的泡沫樹脂製成。第二圓筒狀層由聚氨酯系列的泡沫樹脂製成。通過這種構造，聚氨酯 系列的樹脂被具有高耐臭氧性的EPDM系列的樹脂覆蓋。因此，可能防止聚氨酯由於靜電霧 化而放電。另外，還可能通過聚氨酯系列的樹脂有效地吸收噪音。當然，組合方式並不局限 於此。
權利要求
一種靜電霧化設備，包括形成為棒狀的發射電極；對置電極，所述對置電極具有開口並與所述發射電極成相對的關係設置；供水裝置，所述供水裝置構造成給所述發射電極供水；高壓源，所述高壓源構造成在所述發射電極與所述對置電極之間施加電壓，以使供給至所述發射電極的水靜電霧化，由此產生霧，所述霧流動通過所述開口；消音器，所述消音器包括吸音管道，所述吸音管道形成為管狀從而具有軸向孔，所述軸向孔在其一個軸向端部處形成有與所述開口連通的入口並在另一個軸向端部處形成有用於使所述霧通過所述軸向孔流出的出口，其中，所述吸音管道附連至所述對置電極，使得所述入口與所述開口保持連通，用於將所述霧經所述出口引出所述吸音管道，所述吸音管道具有內周表面，所述內周表面包括吸音表面，所述吸音表面位於所述對置電極與所述出口之間並在所述內周表面的整個內圓周上延伸，並且整個所述吸音表面都沒有被覆蓋。
2.如權利要求1所述的靜電霧化設備，其中，所述對置電極成形為具有圓筒，所述圓筒裝配到所述入口中。
3.如權利要求1所述的靜電霧化設備，其中，所述軸向孔具有從所述入口朝所述出口逐漸變小的內直徑。
4.如權利要求1所述的靜電霧化設備，其中， 所述對置電極具有第一端部和第二端部， 所述吸音表面位於所述第一端部與所述出口之間。
5.如權利要求2所述的靜電霧化設備，其中， 所述圓筒具有第一端部和第二端部，所述吸音表面位於所述第一端部與所述出口之間。
6.如權利要求1所述的靜電霧化設備，其中，所述發射電極200具有軸線，所述軸線進行對準使得所述軸線穿過所述開口。
全文摘要
一種靜電霧化設備，其包括發射電極、對置電極、供水裝置、高壓源以及消音器。對置電極與發射電極成相對的關係設置。供水裝置構造成給發射電極供水。高壓源構造成在發射電極與對置電極之間施加電壓以便使發射電極上的水靜電霧化，由此產生霧。消音器包括吸音管道，該吸音管道形成為管狀從而具有軸向孔。所述軸向孔在其一個軸向端部處形成有與所述開口連通的入口，在其另一個軸向端部處形成有用於使霧通過軸向孔流出的出口。所述吸音管道附連至對置電極，使得所述入口與所述開口保持連通。所述吸音管道具有內周表面。所述內周表面包括吸音表面。所述吸音表面位於所述對置電極與所述出口之間。所述吸音表面的整個區域沒有被覆蓋。
文檔編號B05B5/057GK101898180SQ20101010406
公開日2010年12月1日 申請日期2010年1月27日 優先權日2009年1月27日
發明者矢野武志, 須川晃秀 申請人:松下電工株式會社