[发明专利]静电雾化设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种静电雾化设备，该静电雾化设备被配置成生成带电的微小水粒子的烟雾，并且更具体地涉及具有冷却装置的一种静电雾化设备，该冷却装置被配置成冷却发射电极以将发射电极周围的空气中的水蒸气冷凝成水，所冷凝的水通过高电压而静电雾化。

背景技术

日本专利申请公开第2007-54808A号和第2006-68711A号公开了常规静电雾化设备。提供常规静电雾化设备，用于生成纳米尺寸的带电的微小水粒子的烟雾。静电雾化设备包括发射电极、冷却装置、以及高压源。发射电极包括杆和排出头。杆具有保持排出头的一端，并且具有热耦合到冷却装置的另一端。冷却装置被配置成通过杆冷却排出头，以便将排出头周围的空气中的水蒸气冷凝成水。因此，在排出头上冷凝出水。在启动冷却装置之后，冷却装置立即将空气中的水蒸气冷凝成排出头上的足量的水。供给到排出头上的足量的水也是适当量的水，以用于通过静电雾化来生成带电的微小水粒子的烟雾。高压源被配置成对发射电极施加高电压，以静电雾化排出头所保持的水。

当冷却装置冷却发射电极时，将水冷凝在排出头的表面上。随后，高压源通过杆对排出头施加高电压，由此在发射电极与大地(地)之间生成电场。电场使排出头表面上的水移动到排出头的顶端。然后，在排出头顶端处的水通过电场而带电。带电的水从发射电极与大地(地)之间生成的电场中接收库伦力。因此，沿着电场的方向拉动带电的水，由此在排出头上的水形成泰勒圆锥(Taylor cone)。然后，泰勒圆锥继续接收库伦力，致使在泰勒圆锥的顶端处出现瑞利破碎(Rayleigh Breakup)。根据瑞利破碎，从泰勒圆锥的顶端生成纳米尺寸的带电微小水粒子的烟雾。以这种方式，静电雾化设备不断生成纳米尺寸的带电微小水粒子的烟雾，而无需由使用者来供给水。因此，具有以上结构的静电雾化设备具有高的可用性。

然而，因为冷却装置通过杆冷却排出头，该冷却的杆还将杆周围的空气中的水蒸气冷凝成杆表面上的水。杆表面上的水被电场朝向排出头移动。因此，还对排出头供给来自杆的水。也就是说，排出头被供给过量的水。在过量的水供给到排出头的情况下，不会形成具有适于静电雾化的形状的泰勒圆锥。

发明内容

实现本发明来解决以上问题。本发明的目的是提供一种静电雾化设备，其被配置成通过形成具有用于静电雾化的适当形式的泰勒圆锥来稳定地生成带电的微小水粒子的烟雾。

根据本发明的静电雾化设备包括发射电极、冷却装置、以及高压源。发射电极具有杆和形成在杆的一个轴向端的排出头。冷却装置以热传递的关系耦合到杆的远离排出头的一个轴向端以冷却发射电极，以使其上冷凝来自周围空气中的水。高压源被配置成对发射电极施加高电压，以用于静电雾化排出头上的水。本发明的特征在于，发射电极还包括凸缘，在排出头与杆之间的接合处，凸缘被设置为从排出头和杆径向向外延伸，超出排出头的整个圆周。排出头逐渐变小，以具有向外凸起的侧轮廓。

在这种情况下，凸缘防止冷凝在杆的表面上的水移动到排出头。因此，泰勒圆锥由适当量的水形成，以用于静电雾化。此外，凸缘从排出头径向向外延伸。泰勒圆锥从排出头的底部的圆周朝向排出头的顶端形成。也就是说，泰勒圆锥不是从凸缘的圆周朝向排出头的顶端形成的。因此，可防止泰勒圆锥与凸缘的圆周处的水汇合。

更优选的是，排出头具有顶部、底部、以及凸起的侧轮廓。凸起的侧轮廓位于具有顶部和底部的伪圆锥或伪棱锥的外部。

进一步优选的是，发射电极还包括安置在排出头的顶端处的针电极。

在这种情况下，静电雾化设备被配置成通过对排出头上的水施加高电压雾化在排出头的顶端的水来生成带电的微小水粒子的烟雾。此外，可产生电晕放电，以便在排出头未保持水的情形下通过对针电极的顶端施加高电压而发射负离子。

优选的是，该静电雾化设备还包括用于在第一模式与第二模式之间进行选择的模式选择器。该模式选择器在第一模式中控制高压源和冷却装置，以静电雾化排出头上的水。该模式选择器在第二模式中控制高压源，同时使冷却装置失效，以便对发射电极施加电压，以用于在针电极处产生电晕放电。

在这种情况下，可选择第一模式以生成带电的微小水粒子的烟雾，或者第二模式以便发射负离子。

从实施本发明的以下最佳模式和实施例中，本发明的这些和其它特征将变得更明显。

附图说明

图1示出了本发明的第一实施例中的静电雾化设备的侧视截面图。

图2(a)、图2(b)和图2(c)示出了在本发明中的实施例的静电雾化设备中应用的发射电极的侧视图。