專利名稱：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 為納米尺寸的微小帶電水粒子霧。
背景技術(shù)：
如國際專利公報WO 2005/097339所示，該專利爿>才艮爿>開了一種靜電 霧化設(shè)備，其以靜電方式將水霧化以便產(chǎn)生納米尺寸的帶電的微小粒子 霧。所述靜電霧化設(shè)備具有發(fā)射電極；供7jc裝置，其用于向發(fā)射電極供 水；霧化桶，其在內(nèi)部限定了霧化空間并將發(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，以便產(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分和散熱器部分的熱 交換器限定。制冷部分配置成冷卻發(fā)射電極以允許水凝結(jié)在發(fā)射電極上。 風扇設(shè)置成提供空氣流，以侵>快散熱器部分的散熱以及在該空氣流上運 載霧化空間內(nèi)生成的納米尺寸的離子從而將其向外排出。
但是，我們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的靜電霧化設(shè)備難以單獨地或以彼此獨立的方式 向熱交換器的散熱器部分和靜電霧化單元供應(yīng)風扇的空氣流。此外，鑒于 這種類型的靜電霧化單元需要集成有負責產(chǎn)生施加到發(fā)射電極的高電壓 的高壓電源，才艮據(jù)高壓電源所在位置其可能因自身熱量作用而降低散熱效 果，或者甚至可能佳發(fā)射電極變暖。因此，高壓電源也需要有效地冷卻。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明的完成給出了一種解決方案，從而獲得了一種 靜電霧化設(shè)備，其中集成有靜電霧化單元以及熱交換器、冷卻風扇和高壓 電源，以便獲得有效的散熱從而有效地排出帶電的微小水粒子霧。
根據(jù)本發(fā)明的靜電霧化設(shè)備包括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；相對電極，其布置成與發(fā)射電^i目對的關(guān)系；供水裝置，其配置成向iL射電極供水；霧化桶，其環(huán)繞發(fā)射電極 并在其一個軸向端處形成有暴露到外殼外部的排出口 。高壓電源布置在外 殼內(nèi)并配置成在發(fā)射電極與相對電極之間施加高電壓，以便以靜電方式霧 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并將帶電的微小水粒 子通it^目對電極從排出口排出。供水裝置包括具有制冷部分和散熱器部分 的熱交換器。發(fā)射電極由制冷部分冷卻以便在發(fā)射電極上生成冷凝水。外 殼包括風扇和直的氣流通道，該風扇配置成產(chǎn)生用于冷卻散熱器部分的強 制空氣流；該直的氣流通道配置成為強制空氣流導(dǎo)向并4吏散熱器部分暴露 在其中。靜電霧化單元的霧化桶形成有進氣口，該進氣口配置成引入空氣 流，以便在該空氣流上運載帶電的微小水粒子霧并將該帶電的微小7jc粒子 霧釋放到外殼的外部。靜電霧化單元和高壓電源布置在氣流通道的相對兩 側(cè)。第一進氣口設(shè)置成將風扇產(chǎn)生的強制空氣流饋送到靜電霧化單元內(nèi)， 而第二進氣口設(shè)置成將該強制空氣流饋送到氣流通道內(nèi)。第三進氣口設(shè)置 成將所述強制空氣流饋送到高壓電源。第一進氣口和第三進氣口位于第二 進氣口的上游。因為靜電霧化單元和高壓電源定位在用于冷卻熱交換器的 散熱器部分的空氣的氣流通道的相對兩側(cè)，并且因為由風扇產(chǎn)生的空氣流 分別通過位于氣流通道上游的第 一和第三進氣口供應(yīng)到靜電霧化單元和 高壓電源，所以實現(xiàn)了將未進行熱交換的新鮮空氣供應(yīng)到靜電霧化單元， 另外還具有促進熱交換器的散熱以及冷卻高壓電源的效果，高壓電源是包 括在外殼中的熱源，從而保證在不減弱發(fā)射電極的制冷效果的情況下穩(wěn)定 此產(chǎn)生帶電的微小水粒子霧。
優(yōu)選地，外殼形成有隔板，隔板將外殼的內(nèi)部空間分為第一空間和第 二空間。第 一空間將靜電霧化單元和風扇容納在其中并配置為形成氣流通 道，而第二空間將高壓電源、用于控制所述風扇的轉(zhuǎn)動速度的轉(zhuǎn)動控制電 路、以及用于控制所述熱交換器的制冷溫度的溫度控制電路容納在其中。 第三進氣口形成于隔板上。因此，轉(zhuǎn)動控制電路和溫度控制電路能夠具有 改善的散熱效果從而保證穩(wěn)定的運行。
此外，優(yōu)選的是，外殼具有排出口，該排出口與所述第三進氣口協(xié)同 作用從而限定位于第二空間內(nèi)的空氣通道，并且集成有轉(zhuǎn)動控制電路和溫 度控制電路的控制模塊沿空氣通道設(shè)置在高壓電源的上游。以這樣的布置 方式，就可以使轉(zhuǎn)動控制電路和溫度控制電路免于受到大熱容量的高壓電 源的熱影響，從而保證更穩(wěn)定的運行。另外，隔板優(yōu)選地形成有孔，將高壓電源連接到靜電霧化單元的導(dǎo)線 穿過該孔。


圖1為根據(jù)本發(fā)明實施方式的靜電霧化設(shè)備的豎直截面圖； 圖2為上述靜電霧化設(shè)備中使用的靜電霧化單元的橫截面圖； 圖3為上述靜電霧化設(shè)備的局部剖視俯視圖4為上述靜電霧化i殳備的外部視圖，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型式的 示意圖；以及
圖6 (A)、 (B)、 (C)、 (D)、 (E)、 (F)、 (G)、 (H)、 (I)為分別示 出了上述靜電霧化設(shè)備中所使用的發(fā)射電極的示例的局部剖視主視圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在，參照

根據(jù)本發(fā)明實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10和容置靜電霧化單元10的外殼 100。如圖4所示，外殼100由箱體101和封閉箱體101的一個表面的箱蓋 102組成。
如圖2中最好地示出的，靜電霧化單元10包括霧化桶50，其配置 成保持發(fā)射電極20;相對電極30;以及熱交換器40。發(fā)射電極20布置在 霧化桶50的中心軸線上以將其后端固定到霧化桶50的底壁51并將其頂端 突伸到霧化桶50內(nèi)。相對電極30構(gòu)形為具有中央圓形窗口的環(huán)狀并以與 發(fā)射電極的發(fā)射端存在軸向間隔的方式固定到霧化桶50的前端，同時圓形 窗口 52的中心對準霧化桶50的中心軸線。圓形窗口在霧化桶50的前端限 定了排出口 。發(fā)射電極20和相對電極30分別通過電極端子21和接地端子 31連接到高壓電源卯。高壓電源卯通過變壓器在發(fā)射電極20和接地的相 對電極30之間施加預(yù)定的高電壓。向發(fā)射電極20施加負電壓(例如，-4.6 kV)以便在發(fā)射電極20的發(fā)射端22和相對電極30的圓形窗口32的內(nèi)周 之間生成高壓電場，從而以靜電方式使供應(yīng)到發(fā)射電極20的水帶電，如稍后將說明的，并從發(fā)射端22放出帶電微小水粒子的霧。
在該示例中，施加在發(fā)射電極20和相對電極30之間的高電壓在保持 于發(fā)射電極20的發(fā)射端22處的水W和相對電極30之間生成庫侖力，如 圖5所示，從而形成泰勒錐T。隨后，電荷聚集到泰勒錐T的頂端以增強 電場強度并因此增大庫侖力，從而進一步增大泰勒錐T。當庫侖力超過水 W的表面張力時，使泰勒錐T反復(fù)解體(Rayldgh解體)從而產(chǎn)生大量的 包含納米尺寸的帶電微小水粒子的水霧。水霧向相對電極30行進并通過排 出口 52向外排出。多個進氣口 54布置在霧化桶50的周向壁上以便引入加 壓空氣，使得水霧由空氣運載以便排出到排出口 52外面。
熱交換器60安*^霧化桶50的底壁后側(cè)，熱交換器60包括具有制冷 側(cè)的珀爾帖效應(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 20冷卻到低于水的露點溫度，用于將周圍空氣里的水分凝結(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)在一對導(dǎo)電電路板之間的多個熱電元件62并以容置在 外殼中的控制模塊200提供的可變電壓確定的制冷率工作以冷卻發(fā)射電極 20。位于制冷側(cè)的其中一塊導(dǎo)電電路板通過介電構(gòu)件63和65熱耦聯(lián)到發(fā) 射電極20后端的凸緣24，同時位于散熱器側(cè)的另一塊導(dǎo)電電路板通過介 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的后端以將熱 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 散熱片用于加速散熱?？刂颇K200配置成控制熱交換器60以便根據(jù)環(huán)境 溫度和濕度使電極保持在適當?shù)臏囟龋?，使充足?shù)量的水凝結(jié)在發(fā)射電 極上的溫度。
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-在此位置結(jié)^i殳置有風扇120，以4更將位于 霧化桶50前端的排出口 52與形成于外殼100前端的開口對準。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，同時也聯(lián)結(jié)到散熱板68，從而形成環(huán)繞霧化桶50的氣壓室70，用于 將風扇120產(chǎn)生的加壓空氣引入到氣壓室70內(nèi)。氣壓室70配置為M布 置在風扇120附近的第一進氣口 72 ^加壓空氣，并且氣壓室70與外殼 100內(nèi)的其它部分隔離以^t不通過其它部分吸入空氣。風扇120通過位于 外殼100—側(cè)的進氣口 116^1^空氣以通過第一進氣口 72將加壓空氣供應(yīng) 到氣壓室70內(nèi)。加壓空氣通過靜電霧化單元10的進氣口 54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，水霧由空氣流 運載而被排出外殼100。
線性氣流通道80形成于前隔板壁112、散熱板68和后隔板壁114之 間，以便通過位于氣流通道80 —端的第二進氣口 82從風扇120吸入空氣 并通過位于氣流通道80另一端的開口以及向外通過形成于外殼100的側(cè)面 上的出口 U8將其排出。后隔板壁114形成為在外殼100的整個橫向長度 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IO、風扇120、氣壓室70、以 及氣流通道80，該第二空間用于容置高壓電源90。因此，靜電霧化單元 10和高壓電源90以彼此隔離的方式布置在線性氣流通道80的相對兩側(cè)， 即，位于線性氣流通道80的相對兩側(cè)的前部第一空間和后部第二空間內(nèi)。
在形成于后隔板壁114后方的空間內(nèi)，除高壓電源卯外，另外還容置 有控制模塊200，其通過熱交換器60來控制發(fā)射電極20的冷卻溫度并控 制由風扇120產(chǎn)生的氣流。控制模塊200配置成集成有溫度控制電路和轉(zhuǎn) 動控制電路。溫度控制電糾艮據(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)動控制電糾艮據(jù)發(fā)射電極 20的溫度控制風扇120的轉(zhuǎn)動iUL。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)出控制信號以便控制熱交換器60和風扇 120。第三進氣口 92形成在后隔板壁114上以便從風扇120 ^v空氣流并 加速散義該空間內(nèi)產(chǎn)生的熱量。引入該空間內(nèi)的空氣通過布置于外殼100 側(cè)面上的排出口 115向外排出。第一進氣口 72和第三進氣口 92i殳置在氣 流通道80的第二進氣口 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)置在位于從第三進氣口 92延伸到出口 115的氣流通道 內(nèi)的高壓電源卯的上游，4吏得其免于受到大熱容量的高壓電源卯的熱量 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)置有出口 115的一端相對應(yīng)的一端處。通過孔117和位 于前隔板壁112 —端的孔119布置從高壓電源200延伸的導(dǎo)線202，用于 與靜電霧化單元IO連接。
如圖3所示，進氣口 54沿霧化桶50的圓周等角度地間隔開從而繞霧 化桶50的軸線沿直徑方向彼此相對。因此，使加壓空氣均勻地流向位于霧 化桶50的軸線中心的發(fā)射電極20，從而抑制霧化桶50內(nèi)的渦流并因此使得能夠產(chǎn)生用于有效地將水霧從排出口 52排出的空氣流。此外，如該圖所 示，側(cè)壁113的內(nèi)表面在與第一進氣口 72相對的部分從靜電霧化單元10 處開始彎曲，以便產(chǎn)生與霧化桶50的外表面以大致恒定的距離間隔的彎曲 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 空間內(nèi)產(chǎn)生湍流并允許加壓空氣通過進氣口 54被有效地引入霧化桶50中， 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。
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。通過預(yù)設(shè)凹部，能夠限制發(fā)射電極20上除發(fā)射端22之外的其 它部分上凝結(jié)的水被過多地吸收到形成于發(fā)射端22處的泰勒錐內(nèi)，從而保 證穩(wěn)定地形成具有恒定尺寸和形狀的泰勒錐T以便穩(wěn)定地產(chǎn)生納米級減小 顆粒尺寸的負離子霧。
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，其包括外殼和容置在所述外殼內(nèi)的靜電霧化單元，所述靜電霧化單元包括發(fā)射電極；相對電極，其布置成與所述發(fā)射電極相對的關(guān)系；供水裝置，其配置成向所述發(fā)射電極供水；以及霧化桶，其配置成環(huán)繞所述發(fā)射電極，所述霧化桶在其一個軸向端處形成有暴露到所述外殼外部的排出口；高壓電源布置在所述外殼內(nèi)并配置成在所述發(fā)射電極與所述相對電極之間施加高電壓，以便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并將所述帶電的微小水粒子通過所述相對電極從所述排出口排出；其中，所述供水裝置包括熱交換器，所述熱交換器具有制冷部分和散熱器部分，所述制冷部分冷卻所述發(fā)射電極以便在所述發(fā)射電極上生成冷凝水；所述外殼包含風扇和直的氣流通道，所述風扇配置成產(chǎn)生用于冷卻所述散熱器部分的強制空氣流；所述直的氣流通道配置成為所述強制空氣流導(dǎo)向并使所述散熱器部分暴露于其中，所述靜電霧化單元的所述霧化桶形成有進氣口，所述進氣口配置成引入所述空氣流，以便在所述空氣流上運載帶電的微小水粒子霧并將所述帶電的微小水粒子霧釋放到所述外殼之外，所述靜電霧化單元和所述高壓電源布置在所述氣流通道的相對兩側(cè)，第一進氣口設(shè)置成將由所述風扇產(chǎn)生的所述強制空氣流饋送到所述靜電霧化單元內(nèi)，第二進氣口設(shè)置成將所述強制空氣流饋送到所述氣流通道內(nèi)，第三進氣口設(shè)置成將所述強制空氣流饋送到所述高壓電源，并且所述第一進氣口和所述第三進氣口位于所述第二進氣口的上游。
2. 如權(quán)利要求1所述的靜電霧化設(shè)備，其中，所述外殼形成有隔板，所述隔板將所述外殼的內(nèi)部空間分為第一空間 和第二空間，所述第一空間將所述靜電霧化單元和所述風扇容納在其中并 形成所述氣流通道，所述第二空間將所述高壓電源、用于控制所述風扇的 轉(zhuǎn)動速度的轉(zhuǎn)動控制電路、以及用于控制所述熱交換器的制冷溫度的溫度 控制電路容納在其中，并且所述隔板形成有所述第三進氣口。
3. 如權(quán)利要求2所述的靜電霧化設(shè)備，其中，所述夕卜殼具有排出口 ，所述排出口與所述第三進氣口協(xié)同作用從而限 定位于所述第二空間內(nèi)的空氣通道，配置成集成有所述轉(zhuǎn)動控制電路和所述溫度控制電路的控制模塊沿 所述空氣通道設(shè)置在所述高壓電源的上游。
4. 如權(quán)利要求2所述的靜電霧化設(shè)備，其中，所述隔板形成有孔，將所述高壓電源連接到所述靜電霧化單元的導(dǎo)線 穿過所述孔。
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。靜電霧化單元包括發(fā)射電極和熱交換器。熱交換器通過冷卻發(fā)射電極來生成冷凝水。將高電壓施加到發(fā)射電極并且以靜電方式在發(fā)射電極的頂端處霧化冷凝水從而產(chǎn)生微小的帶電粒子水霧。外殼中容置有風扇和高壓電源，該風扇產(chǎn)生用于加速熱交換器的散熱的空氣流；該高壓電源產(chǎn)生施加到發(fā)射電極的高電壓，同時熱交換器的散熱側(cè)暴露到空氣流的空氣供應(yīng)通道。靜電霧化單元中形成有用于引入空氣流的進氣口，并且微小的帶電粒子水霧在運載于該空氣流上的情況下排放。靜電霧化單元和高壓電源布置在該空氣流通道的相對兩側(cè)。用于將風扇產(chǎn)生的空氣流供應(yīng)到靜電霧化單元側(cè)的第一進氣口和用于將該空氣流供應(yīng)到高壓電源側(cè)的第三進氣口設(shè)置在第二進氣口的上游，第二進氣口用于將強制空氣流引入空氣供應(yīng)通道。
文檔編號F24F6/14GK101300079SQ20068004081
公開日2008年11月5日 申請日期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, 平進利久(已逝), 松本多津彥, 矢野武志, 秋定昭輔, 須川晃秀 申請人:松下電工株式會社