的宽泛范围（参见图2A中所示的箭头）。
[0030] 相对电极30还具有筒状电极34。筒状电极34由金属制成，并且其相对的端是开 放的。筒状电极34从第一孔31的周边开始向离开放电电极20的方向延伸（向着图1中 的向上方向）。筒状电极34的内部在第一轴端（图1中的下端）与相对电极30的第一孔 31相通。筒状电极34的内部在第二轴端（图1中的上端）与外部相通。因此，在静电雾化 装置10中，筒状电极34的第二轴端处的开口 35被用作带电微小水粒子雾的排放端口。下 文中将开口 35称为"排放端口"。
[0031] 筒状电极34与主体33形成为一体。因此，筒状电极34电连接到主体33。因此， 当电压施加装置50在放电电极20和相对电极30之间施加电压时，不仅在放电电极20和 整个主体33之间施加有电压，而且在放电电极20和筒状电极34之间也施加有电压。因此， 在筒状电极34的整个内圆周36和放电电极20的端部21之间产生强电场，以覆盖三维的 广泛范围（参见图2B中所示的箭头）。
[0032] 因此，在主体33的整个内圆周36和放电电极20的端部21之间三维地产生的电 场与在主体33的整个内表面32和放电电极20的端部21之间三维地产生的电场相加，由 此，在相对电极30和放电电极20的端部21之间产生了强电场。
[0033] 通过切割和弯曲为诸如SUS304等的金属的导电材料而将主体33和筒状电极34 彼此形成为一体。或者，主体33和筒状电极34可以是镀有金属的模制品。而且，可以将导 电塑料用作主体33和筒状电极34的导电材料。
[0034] 接下来，将简要描述静电雾化装置10产生带电微小水粒子雾的操作。首先，液体 供应装置40向放电电极20的端部21供应液体。由此，放电电极20在其端部21承载液体。 其后，电压施加装置50在放电电极20和相对电极30之间施加电压。结果产生的电场将放 电电极20的端部21上承载的液体充电，由此在该液体处产生库仑力，该库仑力使得液体表 面成圆锥形地且局部地膨胀。然后，电荷变得集中于圆锥形液体（泰勒圆锥，Taylor cone) 的端部以增加其电荷密度。当电荷密度变高时，出现静电雾化现象。在该静电雾化现象中， 液体由于由高密度电荷引起的排斥力而如同爆炸那样重复地分解和扩散（瑞利分解）。该 静电雾化现象产生纳米尺寸并且包括原子团（活性种）的、大量带电微小水粒子的雾。所 产生的带电微小水粒子雾被承载于由离子风引起的气流上而通过第一孔31进入筒状电极 34,并且通过开口 35被排出静电雾化装置10。
[0035] 根据本实施例的静电雾化装置10,如上所述，在相对电极30和放电电极20的端部 21之间的宽泛范围内产生强电场。因此，电场非常集中于放电电极20的端部21上。由此， 电荷被有效地集中于放电电极20上承载的液体上。从而产生大量的带电微小水粒子雾。
[0036] 另外，如同被吸引向筒状电极34的内圆周36那样，带电微小水粒子雾进入第一孔 31。其后，带电微小水粒子雾在被承载于由离子风引起的气流上而通过筒状电极34,随后通 过开口 35而被排出。
[0037] 简而言之，根据本实施例的静电雾化装置10,由于筒状电极34从主体33的第一孔 31的周边开始延伸，因此，电场可以非常集中于放电电极20的端部21上。这样，可以产生 大量的、包括原子团的带电微小水粒子雾。而且，能够通过第一孔31高效率地排出所产生 的带电微小水粒子雾，而不在相对电极30的内表面32上保留带电微小水粒子雾。这样，排 出了大量的带电微小水粒子雾。
[0038] 在本实施例中，筒状电极34的轴方向与以放电电极20的端部21为中心并且具有 最短距离R的圆弧的特定法线方向（图1中的向上方向）对齐。在此，特定法线方向被定 义为所述圆弧的通过第一孔31的中心的法线方向。即，筒状电极34的轴方向与球形表面 的通过第一孔31的中心的径向对齐。
[0039] 这样，带电微小水粒子雾难于与筒状电极34的内圆周36接触。因此，能够在尽可 能地减少保留在筒状电极34的内圆周36上的带电微小水粒子雾的量的情况下，排出被承 载于由离子风引起的气流上的带电微小水粒子雾。例如，比较下述两种情况：一种情况是 静电雾化装置10被布置为使得筒状电极34的轴方向相对于所述法线方向倾斜30度，另一 种情况是静电雾化装置10被布置成使得筒状电极34的轴向与图1中所示的法线方向对 齐，可以看出，与后者相比，前者向外排出的带电微小水粒子的雾的量要少得多（从前一种 装置向外排出的带电微小水粒子雾的量为来自后一种装置的带电微小水粒子雾的十分之 一）。
[0040] 图3B示出向外部排出的原子团的数量与放电电极20和相对电极30的尺度之间 的关系。如图3A所示，D[mm](毫米）表示筒状电极34的内径，H[mm](毫米）表示筒状电 极34的高度（轴长度），并且L [mm](毫米）表示相对电极30的高度。相对电极30的主体 33在放电电极20的侧具有孔（以下称为"第二孔")37。相对电极30的高度被定义为从主 体33的第二孔37到筒状电极34的排放端口 35的长度。注意R单位为[mm](毫米）。另 外，在图3A所示的实例中，放电电极20的端部21与相对电极30的第二孔37位于同一水 平。因此，在图3A的实例中，满足关系式（L-H) 2+(D/2)2= R2。
[0041] 在此，如果D是可变的，而L保持在7毫米且R保持在5毫米，则通过上述关系式 来根据D确定H。如图3B中所示，所排出的原子团的数量依赖于D与2R的比（即，D/2R) 是可变的。
[0042] 如图3B中所示，其中以最高效率产生和排放原子团的原子团峰值在 0. 4〈D/2R〈0. 5的范围中。这表示，为了将原子团的数量保持为不小于在原子团峰值处产生 的原子团数量的50%，D/2与R的比需要满足关系式0. 1〈D/2R〈1，以提供有保证的性能范 围。
[0043] 下面的表1示出除了改变"H"之外在相同条件下原子团的数量的结果。表1说明： 筒状电极34的高度H最好满足关系式H多3[毫米]。在表1中，H = O[毫米]的实例表 示相对电极30不具有筒状电极34。这个结果说明，通过向相对电极30提供筒状电极34， 大大提高了原子团的数量。
[0044] [表 1]
[0045]
【主权项】
1. 一种静电雾化装置，包括： 放电电极； 与所述放电电极隔开的相对电极； 液体供应部件，该液体供应部件被配置用于向所述放电电极的端部供应液体；以及 电压施加部件，该电压施加部件被配置用于在所述放电电极的所述端部和所述相对电 极之间施加电压，以从向所述放电电极的端部供应的液体中产生带电的微小液体粒子雾， 其中，所述相对电极具有形成为一体的主体和筒状电极， 所述主体被设置有孔，通过所述孔向外排放所述带电的微小液体粒子雾， 所述主体被成形为具有凹陷的表面，所述凹陷的表面与所述放电电极相对，并且包围 所述放电电极的所述端部， 所述筒状电极从所述孔的周边开始向离开所述放电电极的方向延伸， 所述凹陷的表面包括以所述放电电极的所述端部为中心并且具有恒定的半径的球形 表面， 所述筒状电极的轴方向与所述球形表面的通过所述孔的中心的径向对齐，以及 所述相对电极的所述主体被配置为浅的形状，以便当从侧面观看时所述放电电极的所 述端部不隐藏。
2. 根据权利要求1所述的静电雾化装置，其中 所述静电雾化装置满足关系式〇. 1〈D/2R〈1， 其中，D是所述筒状电极的内直径，并且R是所述球形表面的半径。
【专利摘要】静电雾化装置包括：放电电极(20)、相对电极(30)、用于在放电电极(20)和相对电极(30)之间施加电压的电压施加装置(50)以及用于使得放电电极(20)保持液体的液体供给装置(40)。相对电极(30)包括包围放电电极(20)的、具有开口(31)的球形表面(32)和从开口(31)延伸的筒状部分(34)。该静电雾化装置使得电场能够集中于放电电极的端部(21)上，从而产生大量的带电粒子液，并且还能够使得所产生的在筒状部分(34)的内周表面上的带电粒子液被吸走，并从排放端口(35)排放出去。
【IPC分类】B05B5-053, B05B5-025
【公开号】CN104624419
【申请号】CN201410815933
【发明人】桝田幸广
【申请人】松下电器产业株式会社
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2009年2月17日
【公告号】CN101959609A, EP2251092A1, EP2251092A4, EP2251092B1, US8453952, US20110006139, WO2009107515A1