JP7301244B1 - 帯電ミスト生成装置および帯電ミストの生成方法 - Google Patents

Abstract

加湿または殺菌および脱臭の目的に適した帯電ミストを生成できる技術が開示される。帯電ミスト生成装置（１００）は、水を供給する水供給部（１）と、帯電ミストを生成する帯電ミスト生成部（２）と、帯電ミスト生成部（２）と対向して配置された帯電ミスト誘導電極（３）と、帯電ミスト生成部（２）と帯電ミスト誘導電極（３）との間に高電圧を印加する高電圧電源（４）とを含む。高電圧電源の運転モードは、低い活性種濃度の帯電ミストを生成する第１運転モードと、高い活性種濃度の帯電ミストを生成する第２運転モードとを含む。

Description

本開示は、空間を加湿、殺菌または脱臭する技術に関し、より特定的には、帯電ミストを用いて空間を加湿、殺菌または脱臭する技術に関する。

敷地面積が３，０００ｍ^２以上の商業施設又は事務所等の特定建築物は、いわゆるビル衛生管理法（建築物における衛生的環境の確保に関する法律）により、空気環境の管理基準値として室内温度を１７℃～２８℃、及び、相対湿度を４０％～７０％に保つべきことが定められている。このうち、室内温度は、エアーコンディショナーの普及に伴い、比較的容易に管理されている。しかしながら、相対湿度は十分に管理されているとは言い難く、特に冬場の加湿量不足が課題となっている。

従来の室内加湿方法としては、気化式、蒸気式及び水噴霧式等がある。しかしながら、これらの加湿方法で発生させた加湿空気は、加湿対象以外の部分に供給されることにより、効率的な加湿対象への加湿を実現できない。

上記を解決する加湿方法として、供給水に高電圧を印加することによって、電荷を帯びたミスト（帯電ミスト）を生成し、加湿対象に選択的に加湿空気を輸送する技術が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。本技術では、高電圧の印加によって生成する帯電ミストを正もしくは負に帯電させることにより、電位差を生じる加湿対象（人など）に誘引されやすくなり、効率的な加湿対象への加湿を行うことができる。加えて、本技術では、活性種を含む帯電ミストを放出することにより、放出空間や物の殺菌および脱臭することも可能である。

特開２００５－１６４１３９号公報

帯電ミスト生成装置において生成する帯電ミストの比電荷と活性種の濃度とは、トレードオフの関係にある。帯電ミストの比電荷を高めることで、加湿対象に対する誘因性が向上し、効率的な加湿を行うことができるが、一方で帯電ミストに含まれる活性種の濃度が低下し、帯電ミストによる殺菌および脱臭性能が低下する。

また、帯電ミストに含まれる活性種の濃度を高めることで殺菌および脱臭性能が向上するが、一方で帯電ミストの比電荷が低下することで加湿対象に対する誘因性が低下し、帯電ミストによる加湿性能が低下する。そのため、加湿または殺菌および脱臭の両方を効率的に行うことが困難であった。

本開示は、上記のような背景に鑑みてなされたものであって、ある局面に従う目的の一つは、加湿または殺菌および脱臭の目的に適した帯電ミストを生成できる技術を提供することである。

ある実施の形態に従う帯電ミスト生成装置は、帯電ミスト生成ユニットを備える。帯電ミスト生成ユニットは、水を供給する水供給部と、帯電ミストを生成する帯電ミスト生成部と、帯電ミスト生成部と対向して配置された帯電ミスト誘導電極と、帯電ミスト生成部と帯電ミスト誘導電極との間に高電圧を印加する高電圧電源とを含む。高電圧電源の運転モードは、低い活性種濃度の帯電ミストを生成する第１運転モードと、高い活性種濃度の帯電ミストを生成する第２運転モードとを含む。

他の実施の形態に従うと、帯電ミストの生成方法が提供される。この生成方法は、水を供給するステップと、帯電ミスト生成部が帯電ミストを生成するステップと、高電圧電源が、帯電ミスト生成部と、帯電ミスト生成部に対向して配置された帯電ミスト誘導電極との間に高電圧を印加するステップとを含む。高電圧電源の運転モードは、低い活性種濃度の帯電ミストを生成する第１運転モードと、高い活性種濃度の帯電ミストを生成する第２運転モードとを含む。

ある実施の形態に従うと、加湿または殺菌および脱臭の目的に適した帯電ミストが生成され得る。

この発明の上記および他の目的、特徴、局面および利点は、添付の図面と関連して理解されるこの発明に関する次の詳細な説明から明らかとなるであろう。

帯電ミスト生成装置１００の構成の概要を例示する図である。 帯電ミスト生成装置１００が実行する処理の一部を表わすフローチャートである。 帯電ミスト生成装置１００が第１運転モードおよび第２運転モードで作動している場合の各状態をそれぞれ表わす図である。 帯電ミスト生成装置４００の構成を例示する図である。 帯電ミスト生成装置４００が実行する動作の一部を表わすフローチャートである。 帯電ミスト生成装置６００の構成を例示する図である。 帯電ミスト生成装置６００が実行する動作の一部を表わすフローチャートである。 帯電ミスト生成装置を構成する第１帯電ミスト生成ユニット８１０および第２帯電ミスト生成ユニット８２０の構成の概略を例示する図である。 帯電ミスト生成装置９００の構成の概略を例示する図である。 帯電ミスト生成装置９００が実行する処理の一部を表わすフローチャートである。 帯電ミスト生成装置１１００の構成を例示する図である。 帯電ミスト生成装置１１００が実行する処理の一部を表わすフローチャートである。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

実施の形態１．
図１～図３を参照して、実施の形態１に従う帯電ミスト生成装置１００について説明する。図１は、帯電ミスト生成装置１００の構成の概要を例示する図である。

帯電ミスト生成装置１００は、水供給部１と、帯電ミスト生成部２と、帯電ミスト誘導電極３と、高電圧電源４と、電圧制御部５とを備える。帯電ミスト生成装置１００の複数の運転モードは、低い活性種濃度の帯電ミストを発生する第１運転モードと、高い活性種濃度の帯電ミストを発生する第２運転モードとを含む。帯電ミスト生成装置１００は、空間５０に配置されている。帯電ミスト生成装置１００は、生成した帯電ミストを空間５０に供給する。空間５０は、一例として、ビルその他の商業施設のフロア等であるが、帯電ミスト生成装置１００が配置される空間５０は、これに限定されない。

以下、第１運転モードおよび第２運転モードを総称するときには、単に運転モードという。

水供給部１は、例えば給水タンクからポンプ（図示しない）を用いて水を取得し、その水を帯電ミスト生成部２に供給する。水供給部１によって供給される水は、例えば、水道水、真水、または冷却器などで凝結した結露水、吸着剤を用いて吸着回収した加湿空気等であるが、これらに限定される、水分を含むものであればよい。また、当該供給される水の成分は問わないが、水の導電率が高いほうが望ましい。

水供給部１による水の供給方法は、例えば、ポンプ等を駆動することにより供給する方法、毛細管現象を用いて水分を移動させる方法、重力を用いて供給する方法等であるが、これらの方法に限られず、水を帯電ミスト生成部２に供給できる構成であればよい。また、ある局面において、水供給部１は、必要な加湿量を制御するために、供給される水の流量を調整可能な給水量調整部（たとえば、電磁弁）を備えることが望ましい。

帯電ミスト生成部２と帯電ミスト誘導電極３との間には、高電圧電源４から供給される約１ｋＶ～１０ｋＶの高電圧が印加される。静電噴霧方式の場合は、帯電ミスト誘導電極３がグランド極となってその電位は０Ｖであり、帯電ミスト生成部２に、－１ｋＶ～－１０ｋＶのマイナスの直流電圧が印加される。また、誘導帯電方式の場合は、帯電ミスト生成部２がグランド極となってその電位は０Ｖであり、帯電ミスト誘導電極３に、１ｋＶ～１０ｋＶのプラスの直流電圧が印加される。

以下、帯電ミスト生成装置１００が静電噴霧方式の場合の動作について説明するが、帯電ミスト生成装置１００が誘電帯電方式の場合の動作も、基本的には同様である。

帯電ミスト生成部２の材質は、導電性のある金属や樹脂、もしくは多孔質の金属や樹脂等である。帯電ミスト生成部２は、電界が集中するように鋭利な先端部２１を有する。先端部２１は、帯電ミスト誘導電極３に対する放電部となる。

また、他の局面において、帯電ミスト生成部２は、液圧で供給水を噴出させる一流体ノズルや、キャリアガスの流れにより供給水を粉砕・微粒化して噴出させる二流体ノズルを有してもよい。このような帯電ミスト生成部２は、供給水を機械的に激しく衝突した力で分裂させることで噴出水を帯電させること（レナード効果）ができるため、高電圧印加による帯電ミストの発生を促進することができる。

また、図１では一つの先端部２１が例示されているが、他の局面において、帯電ミスト生成部２は、複数の先端部２１を有してもよい。

帯電ミスト誘導電極３の材質は、たとえば、導電性のある金属または樹脂により成型されたものである。帯電ミスト誘導電極３の形状は、ワイヤリング状、平板の中央に円形の開口が形成された構造等である。帯電ミスト誘導電極３は、電界集中による異常放電を抑制するためにバリなどの角が立っていない方が好ましい。そのため、帯電ミスト誘導電極３の形状が、平板の中央に円形の開口が形成された構造とされる場合には、バーリング加工等により当該円形の開口が形成されることが好ましい。帯電ミスト誘導電極３は、帯電ミスト生成部２の対向に設置されている。そのワイヤリング状の淵もしくは平板の開口の淵は、帯電ミスト生成部２の先端部と一定の距離となるように配置されている。

高電圧電源４は、帯電ミスト生成部２または帯電ミスト誘導電極３を正極もしくは負極に帯電させることができる電源であればよい。高電圧電源４は、高い帯電を得られるような電源であればよく、例えば、直流電源が用いられる。

電圧制御部５は、帯電ミスト生成装置１００の運転モードを、第１運転モードと第２運転モードとの間で切り換えるための動作切り替え指令を高電圧電源４に与え、帯電ミスト生成部２と帯電ミスト誘導電極３との間に与えられる電圧値を変更する。電圧制御部５は、例えばマイクロコンピュータ等で構成される。電圧制御部５は、帯電ミスト生成装置１００に予め定められた動作を実行させるために構成されて実行可能に組み込まれた所定の制御プログラムを実行することにより、帯電ミスト生成装置１００の動作を制御する。他の局面において、電圧制御部５は、その一部または全部が当該予め定められた動作を実行するように構成された回路素子の組み合わせによっても実現され得る。

＜制御構造＞
次に、図２を参照して、上記構成を備えた帯電ミスト生成装置１００の動作について説明する。図２は、帯電ミスト生成装置１００が実行する処理の一部を表わすフローチャートである。

ステップＳ２１０にて、電圧制御部５は、運転モードの設定を検出する。この設定のタイミングの検出は、例えば、管理者が帯電ミスト生成装置１００に与えた運転モードの指示を検出したことに基づいて行なわれる。あるいは、運転モードを設定する時刻として予め定められた時刻が到来したことに基づいても、当該設定のタイミングが検出され得る。さらには、空間５０の温度や湿度その他の環境条件が運転モードを設定する条件として予め定められた条件を満たしたことが検知された場合にも、当該運転モードが設定されるべきタイミングが検出され得る。

ステップＳ２２０にて、電圧制御部５は、帯電ミスト生成装置１００の運転モードを第１運転モードにするべきか、第２運転モードにするべきかを判断する。本実施の形態において、第１運転モードは、低い活性種濃度の帯電ミストを生成する運転モードである。第２運転モードは、高い活性種濃度の帯電ミストを生成する運転モードである。第１運転モードは、加湿を目的とした運転モードである。第２運転モードは、殺菌および脱臭を目的とする運転モードである。

電圧制御部５は、当該運転モードを第１運転モードにするべきと判断すると（ステップＳ２２０にてＹＥＳ）、制御をステップＳ２３０に切り換える。他方、電圧制御部５は、帯電ミスト生成装置１００の運転モードを第２運転モードにするべきと判断すると（ステップＳ２２０にてＮＯ）、電圧制御部５は、制御をステップＳ２４０に切り替える。

帯電ミスト生成装置１００の運転モードを切り替える際には、電圧制御部５は、高電圧電源４に制御指令を与える。高電圧電源４は、電圧制御部５より与えられた制御指令に応答して、帯電ミスト生成部２と帯電ミスト誘導電極３との間に印加される電圧値を変更することで、第１運転モードと第２運転モードとを切り替える。

ステップＳ２３０にて、電圧制御部５は、第１運転モードに応じた電圧値を印加する制御指令を高電圧電源４に与える。

ステップＳ２４０にて、電圧制御部５は、第２運転モードに応じた電圧値を印加する制御指令を高電圧電源４に与える。

ステップＳ２５０にて、高電圧電源４は、与えられた制御指令に応じた電圧値を、帯電ミスト生成部２と帯電ミスト誘導電極３との間に印加する。

ステップＳ２６０にて、帯電ミスト生成部２は、帯電ミストを生成し、生成した帯電ミストを噴霧する。より詳しくは、帯電ミストの生成工程において、帯電ミスト生成装置１００の起動時に、水供給部１は、帯電ミスト生成部２に水の供給を開始する。帯電ミスト生成部２および帯電ミスト誘導電極３では、高電圧電源４により第１運転モードとなるように所定の高電圧が印加される。

各構成要素が上記の動作を行うことで、本実施の形態に従う帯電ミスト生成装置１００は、以下のように作動する。水供給部１が動作することで、水が帯電ミスト生成部２に供給される。帯電ミスト生成部２に供給された水は、帯電ミスト生成部２の先端部２１の近傍まで送られる。帯電ミスト生成部２は、帯電ミスト誘導電極３に対して高電圧を印加しているので、先端部２１の近傍の水にその高電圧が印加され、水は、帯電ミスト生成部２と同電位の高電圧に帯電する。そのため、帯電した水は、静電界中のクーロン力の作用によって、先端部２１から局所的に帯電ミスト生成部２の外部へ引っ張られ、テーラーコーンと呼ばれる盛り上がりが形成される。このときテーラーコーンを形成している水は、帯電ミスト生成部２についているので、引き続き帯電している。そして、作用するクーロン力が水の表面張力を超えることで、テーラーコーンを形成していた水が飛び出し、所謂レイリー分裂としても知られている、はじけるような分裂を繰り返し、マイクロメータサイズあるいはナノメータサイズの帯電したミスト（帯電ミスト）が生成される。帯電ミストは、帯電ミスト誘導電極３に向かって移動し、帯電ミスト誘導電極３の開口から外部へと放出される。

帯電ミストは、水が供給された帯電ミスト生成部２および帯電ミスト誘導電極３に高電圧を印加することで生成される。このとき、帯電ミスト生成部２および帯電ミスト誘導電極３の間に印加される電圧値により、生成される帯電ミストの比電荷および活性種濃度が変化する。帯電ミスト生成部２および帯電ミスト誘導電極３の間に印加する電圧値を高めることで生成する帯電ミストの比電荷は増加する。しかし、電圧の増加に伴い比電荷が増加する電圧領域を超えた電圧値が印加されると、活性種の発生に電荷が消費され、比電荷が減少する。そのため、第１運転モードは、印加電圧増加に伴い比電荷が増加する領域において帯電ミスト生成装置１００が運転するモードとし、第２運転モードは、印加電圧増加に伴い比電荷が減少する領域で帯電ミスト生成装置１００が運転するモードとされることが望ましい。

ステップＳ２７０にて、電圧制御部５は、運転終了の指示を検出したか否かを判断する。電圧制御部５は、運転終了の指示を検出したと判断すると（ステップＳ２７０にてＹＥＳ）、帯電ミスト生成装置１００の動作を終了する。そうでない場合には（ステップＳ２７０にてＮＯ）、電圧制御部５は、制御をステップＳ２１０に戻し、帯電ミスト生成装置１００の制御を継続する。

図３を参照して、帯電ミスト生成装置１００の第１運転モードおよび第２運転モードの各状態について説明する。図３は、帯電ミスト生成装置１００が第１運転モードおよび第２運転モードで作動している場合の各状態をそれぞれ表わす図である。

状態（Ａ）は、帯電ミスト生成装置１００の第１運転モードの状態を表わす。第１運転モードでは、帯電ミスト生成装置１００は、高比電荷の帯電ミスト３１０を生成し、その生成した帯電ミスト３２０を空間５０に噴霧している。

状態（Ｂ）は、帯電ミスト生成装置１００の第２運転モードの状態を表わす。第２運転モードでは、帯電ミスト生成装置１００は、活性種を含む帯電ミスト３２０を生成し、その生成した帯電ミスト３２０を空間５０に噴霧している。

帯電ミスト生成装置１００は、その運転モードを第１運転モードと第２運転モードとの間で切り換えることができる（ステップＳ３３０）。切り換えは、例えば、帯電ミスト生成装置１００のユーザの操作に基づいて、帯電ミスト生成装置１００が設置されている空間の雰囲気条件に基づいて、あるいは、運手モードを切り換えるために予め定められた条件が成立したことに基づいて行なわれる。

＜実施の形態１のまとめ＞
本実施の形態に従う帯電ミスト生成装置１００によれば、第１運転モードにて生成された帯電ミストは、活性種濃度が低い一方で、高い比電荷を有する。高い比電荷を有する帯電ミストが空間５０に噴霧されることで、人や人のタスク領域（たとえば、オフィスフロア、デパートの販売エリア等）に対して誘引することで高い加湿性能を発現することができる。

他方、第２運転モードにおいて生成された帯電ミストは、比電荷が低い一方で、高い活性種濃度を有する。高い活性種濃度を有する帯電ミストが空間５０に噴霧されることで、空間５０および物に対する高い殺菌または脱臭性能を発現できる。

また、帯電ミスト生成装置１００は第１運転モードと第２運転モードとを切替えることができるので、加湿の目的あるいは殺菌または脱臭の目的に適した帯電ミストを生成することが可能となる。

実施の形態２．
図４および図５を参照して、実施の形態２に従う帯電ミスト生成装置４００について説明する。実施の形態２に従う帯電ミスト生成装置４００は、空間５０の環境情報に基づいて運転モードを切り換えることができる点で、実施の形態１に従う帯電ミスト生成装置１００と異なる。

＜ハードウェア構成＞
図４は、帯電ミスト生成装置４００の構成を例示する図である。帯電ミスト生成装置４００は、空間５０に配置されている。帯電ミスト生成装置４００は、帯電ミスト生成装置１００の構成に加えて、検知部６をさらに備える。

検知部６は、空間５０の環境情報を検知する。検知部６は、温度センサ、湿度センサ、赤外線センサなどにより構成され、空間５０の温度や湿度、人の在／不在等の環境情報を検知する。温度センサは、測温抵抗体、サーミスタ、熱電対などのセンサであり、空間５０の温度を測定する。湿度センサは、電気抵抗式センサ、静電容量式センサその他のセンサであり、空間５０の相対湿度または絶対湿度を測定する。赤外線センサは、焦電型センサ、サーモバイル形センサ等であり、人をはじめとする検知対象から放射される赤外線を検知し、対象の存在および位置を特定する。

＜制御構造＞
図５を参照して、帯電ミスト生成装置４００の制御構造について説明する。図５は、帯電ミスト生成装置４００が実行する動作の一部を表わすフローチャートである。なお、前述の処理と同一の処理には同一のステップ番号を付してある。したがって、同一の処理の説明は繰り返さない場合がある。

ステップＳ５１０にて、検知部６は空間５０の温度や湿度、人の在、不在などの環境情報を検知し、検知した環境情報を電圧制御部５へ送信する。電圧制御部５は、検知部６から当該環境情報を取得する。

ステップＳ５２０にて、電圧制御部５は、取得した環境情報に基づいて、帯電ミスト生成装置４００の運転モードを決定する。たとえば、環境情報が、人は空間５０にいることを示している場合には、電圧制御部５は、帯電ミスト生成装置４００の運転モードを第１運転モードにすることを決定する。他方、環境情報が、人は空間５０にいないことを示している場合には、電圧制御部５は、当該運転モードを第２運転モードにすることを決定する。

あるいは、人の在室時に湿度が予め設定された下限値よりも低い場合には、電圧制御部５は、当該運転モードを第１運転モードとすることを決定する。他方、人の在室時に湿度が予め設定された上限値よりも高い場合には、電圧制御部５は、当該運転モードを第２運転モードとすることを決定する。

その後、帯電ミスト生成装置４００は、決定された運転モードに従って動作する。
より詳しくは、環境情報として空間５０における人の在／不在が使用される場合、人の在室時には、電圧制御部５は、帯電ミスト生成装置４００が第１運転モードで作動するように高電圧電源４に制御指令を与える（ステップＳ２３０）。高電圧電源４は、帯電ミスト生成部２と帯電ミスト誘導電極３との間に第１運転モードとなる電圧値を印加する（ステップＳ２５０）。

一方で、人の不在時には、電圧制御部５は、帯電ミスト生成装置４００を第２運転モードで作動するように、高電圧電源４に制御指令を与える（ステップＳ２４０）。高電圧電源４は、帯電ミスト生成部２と帯電ミスト誘導電極３との間に第２運転モードとなる電圧値を印加する（ステップＳ２５０）。

他の局面において、環境情報として、人の在／不在の情報に加えて、空間５０の湿度情報が使用される場合もあり得る。この場合、人が空間５０に在室しており、かつ、空間５０の湿度が予め設定された下限値よりも低い時には、電圧制御部５は、帯電ミスト生成装置４００が第１運転モードで作動するように（ステップＳ５２０）、高電圧電源４に制御指令を与える（ステップＳ２３０）。高電圧電源４は、帯電ミスト生成部２と帯電ミスト誘導電極３との間に第１運転モードとなる電圧値を印加する（ステップＳ２５０）。

一方で、人が空間５０に在室しており、空間５０の湿度が予め設定された上限値よりも高い時には、電圧制御部５は、帯電ミスト生成装置４００が停止するように、高電圧電源４および水供給部１に制御指令を与える。高電圧電源４は、帯電ミスト生成部２と帯電ミスト誘導電極３との間の電圧印加を停止し、水供給部１の運転も停止する。以上の場合においても、人の不在時には、電圧制御部５は、帯電ミスト生成装置４００が第２運転モードで作動するように高電圧電源４に制御指令を与える。高電圧電源４は、帯電ミスト生成部２と帯電ミスト誘導電極３との間に、第２運転モードとなる電圧値を印加する。

＜実施の形態２のまとめ＞
以上のようにして、本実施の形態に従う帯電ミスト生成装置４００によれば、第１運転モードにおいて生成された帯電ミストは、活性種濃度が低い一方で、高い比電荷を有する。高い比電荷を有する帯電ミストが空間５０に噴霧されて人や人のタスク領域に誘引されることで、帯電ミスト生成装置４００は、高い加湿性能を発現し得る。

他方、第２運転モードにおいて生成された帯電ミストは、比電荷が低い一方で、高い活性種濃度を有する。高い活性種濃度を有する帯電ミストが空間５０に噴霧されることで、帯電ミスト生成装置４００は、空間５０および物に対する高い殺菌性能または脱臭性能を発現し得る。

また、帯電ミスト生成装置４００は、空間５０の環境情報を検知する検知部６を備えるので、環境情報の検知結果に応じて自動で第１運転モードと第２運転モードとを切り替えることができ、加湿の目的あるいは殺菌又は脱臭の目的に適した帯電ミストを生成できる。

実施の形態３．
図６および図７を参照して、実施の形態３に従う帯電ミスト生成装置６００について説明する。実施の形態３に従う帯電ミスト生成装置６００は、空間５０の環境情報の変動アルゴリズムを学習する機能を有する点で、前述の実施の形態に従う帯電ミスト生成装置１００，４００と異なる。

＜ハードウェア構成＞
図６は、帯電ミスト生成装置６００の構成を例示する図である。帯電ミスト生成装置６００は、帯電ミスト生成装置４００の構成に加えて、学習部７をさらに備える。

学習部７は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やマイクロコンピュータなどから構成され、検知部６によって取得された空間５０の温度、湿度、人の在／不在その他の環境情報の変動アルゴリズムを学習し、環境情報の変動予測を立てる。

実施の形態１，２に従う帯電ミスト生成装置１００，４００が備える構成と同じ構成には同じ番号を付してある。当該構成の機能や作用も同一である。したがって、同じ構成の説明は繰り返さない。

＜制御構造＞
図７を参照して、帯電ミスト生成装置６００の制御構造について説明する。図７は、帯電ミスト生成装置６００が実行する動作の一部を表わすフローチャートである。なお、前述の処理と同一の処理には同一のステップ番号を付してある。したがって、同一の処理の説明は繰り返さない場合がある。

ステップＳ５１０にて、検知部６は、空間５０の温度、湿度、人の在／不在等の環境情報を取得する。取得された環境情報は、学習部７に送信される。

ステップＳ７１０にて、学習部７は、検知部６によって取得された環境情報を用いて変動予測アルゴリズムを学習する。具体的には、学習部７は、空間５０の温度、湿度、人の在／不在等の環境情報の変動アルゴリズムを学習し、環境情報の変動予測を立て、変動予測情報を電圧制御部５に送信する。

ステップＳ７２０にて、電圧制御部５は、学習部７から空間５０における環境の変動予測情報を取得する。

ステップＳ７３０にて、電圧制御部５は、変動予測情報に基づいて、帯電ミスト生成装置６００の運転モードを決定する。高電圧電源４から帯電ミスト生成部２と帯電ミスト誘導電極３の間に印加する電圧値を変更することで、第１運転モードと第２運転モードとを切替える。

電圧制御部５は、変動予測情報に基づいて、高電圧電源４へ運転モードの制御指令を与え、高電圧電源４は帯電ミスト生成部２と帯電ミスト誘導電極３の間に印加する電圧値を変更することで、第１運転モードと第２運転モードとを切り替える。例えば、環境情報が空間５０における人の在／不在の情報の場合、人の入室前には、電圧制御部５は第１運転モードとなるよう高電圧電源４に制御指令を与える（ステップＳ２３０）。高電圧電源４は、帯電ミスト生成部２と帯電ミスト誘導電極３との間に第１運転モードとなる電圧値を印加する（ステップＳ２５０）。

＜実施の形態３のまとめ＞
以上のようにして、実施の形態３に従う帯電ミスト生成装置６００によれば、まず、第１運転モードにおいて生成された帯電ミストは、活性種濃度が低い一方で、高い比電荷を有する。高い比電荷を有する帯電ミストが空間５０に噴霧されて人や人のタスク領域に対して誘引されることで、帯電ミスト生成装置６００は、高い加湿性能を発現できる。

他方、第２運転モードにおいて生成された帯電ミストは、比電荷が低い一方で、高い活性種濃度を有する。高い活性種濃度を有する帯電ミストが空間５０に噴霧されることで、帯電ミスト生成装置６００は、空間５０および物に対する高い殺菌性能または脱臭性能を発現し得る。

また、帯電ミスト生成装置６００は、空間５０の環境情報を検知する検知部６を備えるので、環境情報に応じて第１運転モードと第２運転モードとを自動で切り替えて、加湿あるいは殺菌または脱臭の目的に適した帯電ミストを生成することが可能となる。

加えて、帯電ミスト生成装置６００は、人の入室前に第１運転モードで運転できるため、高い比電荷を有する帯電ミストを空間５０に事前に噴霧することで、より高い加湿性能を得ることができ、また、空間５０に入室した人に対して快適さを提供することもできる。

実施の形態４．
図８～図１０を参照して、実施の形態４に従う帯電ミスト生成装置について説明する。図８は、本実施の形態に従う帯電ミスト生成装置を構成する第１帯電ミスト生成ユニット８１０および第２帯電ミスト生成ユニット８２０の構成の概略を例示する図である。第１帯電ミスト生成ユニット８１０および第２帯電ミスト生成ユニット８２０を総称するときは、帯電ミスト生成ユニット８００と表わす。

＜ハードウェア構成＞
図８に示されるように、帯電ミスト生成ユニット８００は、主たる構成要素として、水供給部１と、帯電ミスト生成部２と、帯電ミスト誘導電極３と、高電圧電源４とを備える。これらの構成要素は、前述の各実施の形態に従う帯電ミスト生成装置に含まれる構成要素と同様に作用する。したがって、これらの構成要素の詳細な説明は繰り返さない場合がある。高電圧電源４は、外部から与えられる命令に応じて、帯電ミスト生成部２と帯電ミスト誘導電極との間に対して高電圧を供給する。

図９は、実施の形態４に従う帯電ミスト生成装置９００の構成の概略を例示する図である。帯電ミスト生成装置９００は、空間５０に配置されている。本実施の形態に従う帯電ミスト生成装置９００は、異なる運転モードで作動する複数の帯電ミスト生成ユニットを備える点で、前述の各実施の形態に従う帯電ミスト生成装置と異なる。

その他の構成は、前述の実施の形態１～３に従う各帯電ミスト生成装置の構成と同じである。同じ構成要素には同一の符号を付してある。したがって、同じ構成要素の説明は繰り返さない場合がある。

帯電ミスト生成装置９００は、第１帯電ミスト生成ユニット８１０と、第２帯電ミスト生成ユニット８２０と、検知部６と、学習部７と、運転制御部８とを備える。第１帯電ミスト生成ユニット８１０は、第１運転モードで作動し、活性種濃度の低い帯電ミストを生成する。第２帯電ミスト生成ユニット８２０は、第２運転モードで作動し、活性種濃度の高い帯電ミストを生成する。

検知部６は、空間５０の温度、湿度、人の在／不在等の環境情報を検知する。ある局面において、検知部６は、検知した環境情報を学習部７に送信する。他の局面において、検知部６は、学習部７を介さず運転制御部８に当該環境情報を送信する。

環境情報が、学習部７を介することなく検知部６から運転制御部８に直接送信された場合、運転制御部８は、当該環境情報に基づき、高電圧電源４に運転の有無を決定する制御指令を与え、第１帯電ミスト生成ユニット８１０および第２帯電ミスト生成ユニット８２０の運転を制御する。例えば、環境情報が空間５０における人の在／不在を示す情報である場合、当該環境情報が人の在室を示している時には、電圧制御部５は、第１帯電ミスト生成ユニット８１０が運転し、かつ、第２帯電ミスト生成ユニット８２０が停止となるように、高電圧電源４に制御指令を与える。一方で、当該環境情報が人の不在を示している時には、運転制御部８は、第２帯電ミスト生成ユニット８２０が運転し、第１帯電ミスト生成ユニット８１０が停止となるように、高電圧電源４に制御指令を与える。

他の局面において、環境情報が空間５０の湿度をさらに含む場合において、空間５０において人が不在であり、かつ湿度が低い時、運転制御部８は、第１帯電ミスト生成ユニット８１０および第２帯電ミスト生成ユニット８２０のどちらもを運転させるための制御指令を高電圧電源４に与える。

＜制御構造＞
そこで、図１０を参照して、帯電ミスト生成装置９００の制御構造について説明する。図１０は、帯電ミスト生成装置９００が実行する処理の一部を表わすフローチャートである。なお、前述の処理と同一の処理には同一のステップ番号を付してある。したがって、ど得何時の処理の説明は繰り返さない場合がある。

ステップＳ１０１０にて、運転制御部８は、環境情報に基づいて、運転する帯電ミスト生成ユニット８００を決定する。例えば、環境情報が空間５０における人の在室を示している場合には、運転制御部８は、第１帯電ミスト生成ユニット８１０の運転と第２帯電ミスト生成ユニット８２０の停止とを決定し、制御をステップＳ１０２０に切り換える。環境情報が人の不在を示している場合には、運転制御部８は、第１帯電ミスト生成ユニット８１０の停止を決定し、第２帯電ミスト生成ユニット８２０の運転を決定し、制御をステップＳ１０３０に切り換える。環境情報が人の不在を示し、かつ、空間５０における湿度が予め規定された基準値よりも低いことを示している場合には、運転制御部８は、第１帯電ミスト生成ユニット８１０および第２帯電ミスト生成ユニット８２０の両方の運転を決定し、制御をステップＳ１０４０に切り換える。

ステップＳ１０２０にて、運転制御部８は、高電圧電源４に、第１帯電ミスト生成ユニット８１０を運転させるための制御指令を送信する。

ステップＳ１０３０にて、運転制御部８は、高電圧電源４に、第２帯電ミスト生成ユニット８２０を運転させるための制御指令を送信する。

ステップＳ１０４０にて、運転制御部８は、高電圧電源４に、第１帯電ミスト生成ユニット８１０および第２帯電ミスト生成ユニット８２０を運転させるための制御指令を送信する。

ステップＳ１０５０にて、高電圧電源４は、運転対象とされた帯電ミスト生成ユニット８００に、当該制御指令に基づく電圧値を印加する。その後、第１帯電ミスト生成ユニット８１０または第２帯電ミスト生成ユニット８２０は、当該電圧値に応じて帯電ミストを生成し、帯電ミストが空間５０に噴霧される（ステップＳ２６０）。

さらに他の局面において、環境情報が、検知部６から学習部７に送信される場合、学習部７は、当該環境情報の変動アルゴリズムを学習し、環境情報の変動予測を立て、運転制御部８へ当該変動予測を示す情報（変動予測情報）を送信する。運転制御部８は、当該変動予測情報に基づいて、第１帯電ミスト生成ユニット８１０および第２帯電ミスト生成ユニット８２０の運転または停止を指示する制御指令を高電圧電源４へ与え、第１帯電ミスト生成ユニット８１０および第２帯電ミスト生成ユニット８２０の運転または停止をそれぞれ制御する。例えば、環境情報が空間５０における人の在／不在を示している場合、人の入室前には、運転制御部８は、第１帯電ミスト生成ユニット８１０が運転し、第２帯電ミスト生成ユニット８２０が停止となるように、高電圧電源４に制御指令を与える。

＜実施の形態のまとめ＞
以上のようにして、実施の形態４に従う帯電ミスト生成装置９００は、第１帯電ミスト生成ユニット８１０および第２帯電ミスト生成ユニット８２０を備える。第１帯電ミスト生成ユニット８１０によって生成された帯電ミストは、活性種濃度が低い一方で、高い比電荷を有する。高い比電荷を有する帯電ミストが空間５０に噴霧されるため、人や人のタスク領域に対して誘引され、高い加湿性能が発現され得る。第２帯電ミスト生成ユニット８２０によって生成された帯電ミストは、比電荷が低い一方で、高い活性種濃度を有する。高い活性種濃度を有する帯電ミストが空間５０に噴霧されるため、空間５０および物に対する高い殺菌性能または脱臭性能が発現され得る。

また、帯電ミスト生成装置９００は、空間５０の環境情報を検知する検知部６を備えるので、第１運転モードと第２運転モードとを当該環境情報に応じて自動で切り替えることができる。これにより、帯電ミスト生成装置９００は、加湿目的または殺菌もしくは脱臭の目的に適した帯電ミストを適時に生成できる。たとえば、帯電ミスト生成装置９００は、人の入室前に第１帯電ミスト生成ユニット８１０を運転し、高い比電荷を有する帯電ミストを空間５０に噴霧するので、より高い加湿性能が得られ、人の入室時点で快適な空間５０を提供できる。また、人の不在時には、帯電ミスト生成装置９００は、第１帯電ミスト生成ユニット８１０を停止し第２帯電ミスト生成ユニット８２０を運転することで、殺菌および脱臭が実現され得る。

実施の形態５．
図１１および図１２を参照して、実施の形態５に従う帯電ミスト生成装置１１００について説明する。図１１は、帯電ミスト生成装置１１００の構成を例示する図である。本実施の形態に従う帯電ミスト生成装置１１００は、帯電ミストが噴霧される方向を制御できる点で、前述の各実施の形態に従う帯電ミスト生成装置と異なる。なお、同一の構成要素には同一の符号を付してある。それらの機能および作用も同じである。したがって、同一の構成要素の説明は繰り返さない場合がある。

＜ハードウェア構成＞
図１１に示されるように、帯電ミスト生成装置１１００は、図６に示される構成に加えて、方向制御部９をさらに備える。方向制御部９は、検知部６から送られる情報に基づいて、帯電ミスト生成部２および帯電ミスト誘導電極３の鉛直方向に対する角度を制御する。より具体的には、方向制御部９は、空間５０における人の位置の情報を受信し、人がいる方向に帯電ミストが噴霧されるように、鉛直方向を軸として回転可能に構成されたアクチュエータ（図示しない）を駆動して帯電ミスト生成部２および帯電ミスト誘導電極３の方向を切り換える。さらに、方向制御部９は、帯電ミストが噴霧される高さを調整するために、当該軸を鉛直方向から所定の角度傾けることもできる。

電圧制御部５は、人が存在することに基づき、第１運転モードで帯電ミスト生成装置１１００が作動するように、制御指令を高電圧電源４に送信する。

＜制御構造＞
そこで、図１２を参照して、本実施の形態に従う帯電ミスト生成装置１１００の制御構造について説明する。図１２は、帯電ミスト生成装置１１００が実行する処理の一部を表わすフローチャートである。なお、前述の処理と同一の処理には同一のステップ番号を付してある。したがって、同一の処理の説明は繰り返さない。

ステップＳ１２１０にて、方向制御部９は、人が存在することを示す環境情報を検知部６から受信したことに基づいて、当該人の方向に合わせた噴霧角度を算出する。例えば、方向制御部９は、鉛直方向を中心軸として予め設定された基準位置を０度した場合に、当該人がどの方向に存在するかを検知する。一例として、４つの検知部６が空間５０に設けられている場合において、一つの検知部６が空間５０の四分の一の区画に設けられているとき、その検知部６から受信した環境情報は、その区画に人がいることを示している。そこで、各検知部６の設置場所を方向制御部９に登録しておくことにより、方向制御部９は、人が存在する方向に噴霧角度を制御できる。

ステップＳ１２２０にて、方向制御部９は、算出した噴霧角度に基づいて噴霧方向を調整する。たとえば、帯電ミスト生成装置１１００が空間５０の中央の天井に配置されている場合、方向制御部９は、人が存在している区画（例えば、４区画のうちのいずれか一つ）の方向に帯電ミストが噴霧されるように、噴霧方向を変更する。

ステップＳ１２３０にて、高電圧電源４は、第１運転モードに応じた電圧値を、帯電ミスト生成部２と帯電ミスト誘導電極３との間に印加する。その後、帯電ミスト生成部２は、帯電ミストを生成し、生成した帯電ミストは制御された方向に噴霧される（ステップＳ２６０）。

＜実施の形態のまとめ＞
以上のようにして、本実施の形態に従う帯電ミスト生成装置１１００によれば、人の在室時における運転を想定し、第１運転モードで運転する。検知部６は、空間５０における人の存在を検知し、当該検知の結果は、環境情報として方向制御部９に送られる。方向制御部９は、当該検知の結果に基づいて、人のいる方向に帯電ミストが噴霧されるように、帯電ミスト生成部２および帯電ミスト誘導電極の噴霧方向を制御する。例えば、方向制御部９は、帯電ミスト生成部２および帯電ミスト誘導電極３の鉛直方向に対する角度を制御する。あるいは、方向制御部９は、帯電ミスト生成部２および帯電ミスト誘導電極３の噴霧方向が人のいる方向になるように、鉛直方向を回転軸として、帯電ミスト生成部２および帯電ミスト誘導電極３を回転する。

以上のようにして、本実施の形態に従う帯電ミスト生成装置１１００によれば、人が空間５０にいることを検知すると、第１運転モードで運転する。第１運転モードで生成された帯電ミストは、活性種濃度が低い一方で、高い比電荷を有する。高い比電荷を有する帯電ミストが人のいる方向に噴霧されるので、人や人のタスク領域に対してより効果的に到達し、より高い加湿性能が発現され得る。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

開示された技術的特徴は、屋内空間に配置される空気調和装置に組み込まれる装置として、あるいは、空気調和装置とは別個に配置される装置によって実現され得る。

１ 水供給部、２ 帯電ミスト生成部、３ 帯電ミスト誘導電極、４ 電圧制御部、５ 電圧制御部、６ 検知部、７ 学習部、８ 運転制御部、９ 方向制御部、２１ 先端部、５０ 空間、１００，４００，６００，９００，１１００ 帯電ミスト生成装置、３１０，３２０ 帯電ミスト、８００ 帯電ミスト生成ユニット、８１０ 第１帯電ミスト生成ユニット、８２０ 第２帯電ミスト生成ユニット。

Claims (18)

1. 帯電ミスト生成装置であって、
   帯電ミスト生成ユニットを備え、前記帯電ミスト生成ユニットは、
   水を供給する水供給部と、
   帯電ミストを生成する帯電ミスト生成部と、
   前記帯電ミスト生成部と対向して配置された帯電ミスト誘導電極と、
   前記帯電ミスト生成部と前記帯電ミスト誘導電極との間に高電圧を印加する高電圧電源とを含み、
   前記高電圧電源の運転モードは、低い活性種濃度の帯電ミストを生成する第１運転モードと、高い活性種濃度の帯電ミストを生成する第２運転モードとを含み、
   前記第１運転モードは、電圧を増加させることによって生成される帯電ミストの比電荷が増加する電圧領域において運転を行うモードを含み、
   前記第２運転モードは、電圧を増加させることによって生成される帯電ミストの比電荷が減少する電圧領域において運転を行うモードを含む、帯電ミスト生成装置。
2. 前記第１運転モードと前記第２運転モードとを切り替える制御部をさらに備える、請求項１に記載の帯電ミスト生成装置。
3. 帯電ミストが噴霧される空間の環境情報を取得するための検知部をさらに備え、
   前記制御部は、前記検知部によって取得された環境情報に基づいて、前記第１運転モードと前記第２運転モードとを切り替える、請求項２に記載の帯電ミスト生成装置。
4. 前記検知部は、帯電ミストが噴霧される空間における人の存在または不在を検知するセンサを含み、
   前記制御部は、前記空間における人の存在または不在の情報に基づいて、人の在室時には前記帯電ミスト生成装置の運転モードを前記第１運転モードに設定し、人の不在時には前記帯電ミスト生成装置の運転モードを前記第２運転モードに設定する、請求項３に記載の帯電ミスト生成装置。
5. 帯電ミストを噴霧する空間における人の存在または不在の情報を学習する学習部をさらに備え、
   前記制御部は、人の存在または不在の予測情報に基づき、人の入室が予想される場合には、人の入室の前に、前記帯電ミスト生成装置の運転モードを前記第２運転モードに設定する、請求項４に記載の帯電ミスト生成装置。
6. 複数の前記帯電ミスト生成ユニットを備え、
   第１の帯電ミスト生成ユニットは、低い活性種濃度の帯電ミストを発生するように構成されており、
   第２の帯電ミスト生成ユニットは、高い活性種濃度の帯電ミストを発生するように構成されている、請求項１に記載の帯電ミスト生成装置。
7. 前記第１の帯電ミスト生成ユニットは、電圧を増加させることによって生成される帯電ミストの比電荷が増加する電圧領域において運転を行なうように構成されており、
   前記第２の帯電ミスト生成ユニットは、電圧を増加させることによって生成される帯電ミストの比電荷が減少する電圧領域において運転を行なうように構成されている、請求項６に記載の帯電ミスト生成装置。
8. 前記第１の帯電ミスト生成ユニットの運転と、前記第２の帯電ミスト生成ユニットの運転とを切り換える運転制御部をさらに備える、請求項６または７に記載の帯電ミスト生成装置。
9. 帯電ミストが噴霧される空間の環境情報を取得するための検知部をさらに備え、
   前記運転制御部は、前記環境情報に基づいて、前記第１の帯電ミスト生成ユニットの運転と、前記第２の帯電ミスト生成ユニットの運転とを切り替える、請求項８に記載の帯電ミスト生成装置。
10. 前記検知部は、帯電ミストが噴霧される空間における人の存在または不在を検知するセンサを含み、
    前記運転制御部は、前記空間における人の存在または不在の情報に基づいて、人の在室時には前記第１の帯電ミスト生成ユニットを運転させ、人の不在時には前記第２の帯電ミスト生成ユニットを運転させる、請求項９に記載の帯電ミスト生成装置。
11. 帯電ミストを噴霧する対象空間における人の存在または不在の情報を学習する学習部をさらに備え、
    前記運転制御部は、人の存在または不在の予測情報に基づき、人の入室が予想される場合には前記第１の帯電ミスト生成ユニットのみを運転させる、請求項１０に記載の帯電ミスト生成装置。
12. 帯電ミストが噴霧される空間における人の位置を検知する位置検知部と、
    前記人の位置の情報に基づき、前記帯電ミスト生成部および前記帯電ミスト誘導電極を人の位置に向ける制御を行う方向制御部とをさらに備える、請求項１または２に記載の帯電ミスト生成装置。
13. 帯電ミスト生成装置であって、
    複数の帯電ミスト生成ユニットを備え、各前記帯電ミスト生成ユニットは、
    水を供給する水供給部と、
    帯電ミストを生成する帯電ミスト生成部と、
    前記帯電ミスト生成部と対向して配置された帯電ミスト誘導電極と、
    前記帯電ミスト生成部と前記帯電ミスト誘導電極との間に高電圧を印加する高電圧電源とを含み、
    前記高電圧電源の運転モードは、低い活性種濃度の帯電ミストを生成する第１運転モードと、高い活性種濃度の帯電ミストを生成する第２運転モードとを含み、
    第１の帯電ミスト生成ユニットは、低い活性種濃度の帯電ミストを発生するように構成されており、
    第２の帯電ミスト生成ユニットは、高い活性種濃度の帯電ミストを発生するように構成されており、
    前記第１の帯電ミスト生成ユニットは、電圧を増加させることによって生成される帯電ミストの比電荷が増加する電圧領域において運転を行なうように構成されており、
    前記第２の帯電ミスト生成ユニットは、電圧を増加させることによって生成される帯電ミストの比電荷が減少する電圧領域において運転を行なうように構成されている、帯電ミスト生成装置。
14. 前記第１の帯電ミスト生成ユニットの運転と、前記第２の帯電ミスト生成ユニットの運転とを切り換える運転制御部をさらに備える、請求項１３に記載の帯電ミスト生成装置。
15. 帯電ミストが噴霧される空間の環境情報を取得するための検知部をさらに備え、
    前記運転制御部は、前記環境情報に基づいて、前記第１の帯電ミスト生成ユニットの運転と、前記第２の帯電ミスト生成ユニットの運転とを切り替える、請求項１４に記載の帯電ミスト生成装置。
16. 前記検知部は、帯電ミストが噴霧される空間における人の存在または不在を検知するセンサを含み、
    前記運転制御部は、前記空間における人の存在または不在の情報に基づいて、人の在室時には前記第１の帯電ミスト生成ユニットを運転させ、人の不在時には前記第２の帯電ミスト生成ユニットを運転させる、請求項１５に記載の帯電ミスト生成装置。
17. 帯電ミストを噴霧する対象空間における人の存在または不在の情報を学習する学習部をさらに備え、
    前記運転制御部は、人の存在または不在の予測情報に基づき、人の入室が予想される場合には前記第１の帯電ミスト生成ユニットのみを運転させる、請求項１６に記載の帯電ミスト生成装置。
18. 帯電ミストの生成方法であって、
    水を供給するステップと、
    帯電ミスト生成部が帯電ミストを生成するステップと、
    高電圧電源が、前記帯電ミスト生成部と、当該帯電ミスト生成部に対向して配置された帯電ミスト誘導電極との間に高電圧を印加するステップとを含み、
    前記高電圧電源の運転モードは、低い活性種濃度の帯電ミストを生成する第１運転モードと、高い活性種濃度の帯電ミストを生成する第２運転モードとを含み、
    前記第１運転モードは、電圧を増加させることによって生成される帯電ミストの比電荷が増加する電圧領域において運転を行うモードを含み、
    前記第２運転モードは、電圧を増加させることによって生成される帯電ミストの比電荷が減少する電圧領域において運転を行うモードを含む、帯電ミストの生成方法。

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