專利名稱：在機動車輛中使用的靜電霧化器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種設置在車輛中的靜電霧化器。
技術背景
在車輛(如轎車等)內部，車輛空間成為密閉空間。這就造成了一個問題香煙等 物質的氣味停留在車輛空間內。有鑒于此，提供了各種過濾型空氣凈化設備。但是，空氣凈 化設備不能去除粘附于車輛空間內的壁表面或座椅上的氣味成分。
于是人們注意到用靜電霧化水產生納米尺寸帶電水顆粒(或納米尺寸的薄霧)的 靜電霧化器。靜電霧化器內產生的帶電水顆粒含有自由基如超氧自由基或羥自由基。因此， 在去除氣味成分、消滅病毒和真菌以及使過敏原物質失活方面該帶電水顆粒都是有效的。 因此當將該帶電的水顆粒供應到車輛空間內時，其能夠去除存在于車輛空間的空氣中和粘 附于車輛空間內的壁表面或座椅上的氣味成分，還能夠使粘附于座椅、地毯或坐墊的蜱軀 體失活，以及使得當打開或關閉車門時引入車輛空間內或通過人的衣服帶入車輛空間內的 過敏原物質如花粉等失活。
日本專利申請公開號2006-151046公開了用于車輛的靜電霧化器，其中帶電水顆 粒和車輛的空調設備產生的氣流一同被供至車輛空間內。
在這種常規靜電霧化器中，放電電流被控制為具有特定參考值。
如上所述，由靜電霧化器的靜電霧化產生的納米尺寸的帶電水顆粒包含自由基并 且具有使真菌或病毒失活、去除氣味成分和有效改善空氣質量的功能。但是，在靜電霧化期 間空氣放電產生臭氧。該臭氧釋放氣味有時會令人感覺不適，盡管這種不適的程度因人而已
通常，帶電水顆粒和作為副產物的臭氧具有這樣的特征其數量與放電電流強度 成比例增加同時其濃度與離產生部位的距離成比例減小。
在靜電霧化器被安裝為可使帶電水顆粒可被供至車輛的密閉空間內的情形下，作 為不適氣味來源的臭氧在接近帶電水顆粒出口處濃度更高。
特別地，獨立于車輛空調設備安裝且可連接于其的用于車輛的靜電霧化器不能夠 采用用于空調目的的氣流稀釋臭氧。因此，臭氧的氣味令靠近出口的人感覺不適。發明內容
綜上所述，本發明提供了一種靜電霧化器，在人靠近出口時，其能夠減少臭氧產生 量和靠近其出口處的臭氧濃度從而不會讓人因為臭氧的氣味感覺不適，并且在人遠離出口 時，其能夠增加帶電水顆粒的產生量從而改善空氣質量。
根據本發明的一個方面，提供了一種獨立于車輛空調設備安裝在車輛中的靜電霧 化器，包括放電電極；用于對放電電極施加高電壓的高電壓施加單元；用于對放電電極供 水的供水單元；出口，在對放電電極施加高電壓期間通過靜電霧化產生的帶電水顆粒和臭 氧通過所述出口被供至車輛空間內；用于測定出口與人體之間距離以產生檢測信號的測距單元；以及控制單元，其用于控制高電壓施加單元和供水單元從而控制放電電極的放電電 流，其中控制單元被構造為響應于測距單元的檢測信號逐步地或連續地改變放電電流并且 使得當人體離出口較近時供應的放電電流值小于當人體遠離出口時供應的放電電流值。
使用這種結構，通過測距單元測定上車的人(人體)與靜電霧化器之間的距離。 在人體較接近出口的情形下，控制單元控制高電壓施加單元和供水單元以使放電電極的放 電電流值變小。這就減少了帶電水顆粒和臭氧的產生量，從而減少了從出口排出的臭氧量 和靠近出口的臭氧濃度。因此，可以避免較接近出口的人由于臭氧的氣味感覺不適。相反， 如果人遠離出口，控制單元控制高電壓施加單元和供水單元以使放電電極的放電電流值變 大。這就增加了帶電水顆粒的產生量，使得可以在車輛空間內提供改善空氣質量的效果。雖 然臭氧的產生量隨著放電電流值的增加而增加，還是可以避免人由于臭氧的氣味而感覺不 適，因為人體遠離出口并且因為臭氧濃度與出口和人體之間距離成比例減小。
根據本發明的另一方面，提供了一種獨立于車輛空調設備安裝在車輛中的靜電霧 化器，包括放電電極；用于對放電電極施加高電壓的高電壓施加單元；用于對放電電極供 水的供水單元；出口，在對放電電極施加高電壓期間通過靜電霧化產生的帶電水顆粒和臭 氧通過所述出口被供至車輛空間內；用于照明車輛內部的車輛內照明設備；用于開啟/關 閉控制車輛內照明設備和產生開啟/關閉信號的操縱開關；以及控制單元，其用于控制高 電壓施加單元和供水單元從而控制放電電極的放電電流，其中控制單元被構造為響應于操 縱開關的開啟/關閉信號改變放電電流并且使得當操縱開關開啟時供應的放電電流值小 于當操縱開關保持關閉時供應的放電電流值。
在車輛內，車輛內照明設備通常指的是經常被開啟以在車輛空間內閱讀地圖或文 件的閱讀燈。在這種情形下，上了車輛的人在靠近車輛內照明設備的位置閱讀地圖或文件。 因此，如果操縱開關被開啟，那么應當相信人較接近具有車輛內照明設備的靜電霧化器并 且出口與人體之間的距離很短。控制單元控制高電壓施加單元和供水單元以使放電電極的 放電電流值可以變小。這就減少了臭氧和帶電水顆粒的產生量，從而減少了從出口排出的 臭氧量和靠近出口的臭氧濃度。因此，可以避免與靜電霧化器的車輛內照明設備較接近的 人(即較接近出口的人)由于臭氧的氣味感覺不適。相反，如果操縱開關保持關閉，應當相 信人遠離具有車輛內照明設備的靜電霧化器。因此，控制單元控制高電壓施加單元和供水 單元以使放電電極的放電電流值可以變大。這就增加了帶電水顆粒的產生量，使得可以在 車輛空間內提供改善空氣質量的效果。雖然臭氧的產生量隨著放電電流值的增加而增加， 還是可以避免人由于臭氧的氣味而感覺不適，因為人體遠離出口并且因為臭氧濃度與出口 和人體之間距離成比例減小。
根據上述的本發明，當人體離出口較近時供應的放電電流值被控制到小于當人體 遠離出口時供應的放電電流值。在人體較接近出口的情形下，減少了臭氧的產生量從而減 小了靠近出口的臭氧濃度。因此，可以避免人由于臭氧的氣味感覺不適。如果人遠離出口， 放電電流值就增加，從而增加了帶電水顆粒的產生量，使得可以在車輛空間內提供改善空 氣質量的效果。雖然臭氧的產生量隨著放電電流值的增加而增加，還是可以避免人由于臭 氧的氣味而感覺不適，因為人體遠離出口并且因為臭氧濃度與出口和人體之間距離成比例 減小。


本發明的目的和特征將根據下面對實施例的描述同時結合附圖更為清楚，其中
圖1為示出根據本發明一個實施例用于車輛的靜電霧化器的示意性剖面圖，其中 靜電霧化器安裝在車輛內；
圖2為圖1所示靜電霧化器的示意性構造圖3為表示靜電霧化器內放電電流值與臭氧量之間關系的曲線圖4為根據本發明另一實施例用于車輛的靜電霧化器的示意性透視圖，其中靜電 霧化器安裝在車輛內；并且
圖5為圖4所示靜電霧化器的示意性構造圖。
具體實施方式
現在參照圖1-3描述本發明的一個實施例。
用于車輛的靜電霧化器3安裝在車輛1(如轎車等)的內部。靜電霧化器3獨立 于車輛1內提供的車輛空調設備(未示出)設置在車輛1中。在圖1所示的實施例中，靜 電霧化器3被安裝在車輛1的車頂Ia內。
如圖2所示，靜電霧化器3包括利放電電流工作的放電電極4，用于對放電電極 4施加高電壓的高電壓施加單元6，用于對放電電極4供水的供水單元5，出口 7(參見圖 1)一一在對放電電極4施加高電壓期間通過靜電霧化產生的帶電水顆粒和臭氧通過該出口 被供至車輛空間內，用于測定出口 7與人體之間距離的測距單元8，以及控制單元9，其用于 控制高電壓施加單元6和供水單元5從而控制放電電極4的放電電流。
在圖2所示的實施例中，供水單元5被構造為通過冷卻空氣中存在的濕氣且通過 使用冷卻單元如珀耳帖(Peltier)單元15等產生結露冷凝水從而為放電電極4供水。這 意味著冷卻單元構成了將水供應給放電電極4的供水單元5。
珀耳帖單元15包括由高熱導率的氧化鋁或氮化鋁制成的絕緣板，設置在絕緣板 一個表面上從而使其電路彼此相對的一對珀耳帖電路板，以及插入珀耳帖電路板之間的多 個基于鉍碲的熱電元件。該彼此鄰接的熱電元件使用其電路彼此電連接。珀耳帖單元15 被構造為當通過珀耳帖輸入導線對熱電元件供應電流時確保熱量可從珀耳帖電路板之一 移向另一個。冷卻部件16連接于珀耳帖電路板之一的外側并且散熱部件17連接于另一珀 耳帖電路板的外側。在當前實施例中，使用散熱翅片作為散熱部件17。
放電電極4的后端部連接到珀耳帖單元15的冷卻部件16。在放電電極4的前側 處設置環狀的相對電極18。
在靜電霧化器3中，電流被供至珀耳帖單元15，即供水單元5，從而冷卻冷卻部件 16。一旦冷卻部件16被冷卻，放電電極4被冷卻從而冷凝空氣中存在的濕氣，結果水(結 露冷凝水)被供至放電電極4的梢端。在該情形下，高電壓施加單元6對供至放電電極4 梢端的水施加高電壓，從而通過施加高電壓，供至放電電極4梢端的水的平面被部分地累 積為錐形，最終形成泰勒錐(Taylor cone) 0電荷集中在由此形成的泰勒錐梢端上。因此， 在泰勒錐梢端處的電場強度變得更強，從而導致泰勒錐進一步增大。如果泰勒錐以這種方 式增大并且如果電荷集中在泰勒錐梢端上從而增加其電荷密度，那么泰勒錐梢端處存在的 水就以極大的能量(即具有增強密度電荷的斥力)被噴灑并且反復分裂和擴散(瑞利分裂(Rayleigh division))，從而產生納米尺寸的大量帶負電的水顆粒。該帶電水顆粒從設置 在限定靜電霧化器3輪廓的外殼2中的出口 7被供至車輛空間內。靜電霧化產生的帶電水 顆粒含有自由基如超氧自由基或羥自由基。因此，在去除氣味成分、消滅病毒和真菌以及使 過敏原物質失活方面該帶電水顆粒都是有效的。此外，該帶電的水顆粒能夠使粘附于座椅、 地毯或坐墊的蜱軀體失活，以及使得當打開或關閉車門時引入車輛空間內或通過人的衣服 帶入車輛空間內的過敏原物質如花粉等失活。
在運行靜電霧化器3期間當通過靜電霧化產生帶電水顆粒時通過空氣放電產生 臭氧。該臭氧從出口 7連同帶電水顆粒被供至車輛空間內。
在本實施例中，靜電霧化器3包括用于測定出口 7與乘坐在車輛1上的人(或人 體)之間距離的測距單元8。測距單元8可使用例如紅外傳感器制成。如果在車輛1空間 內的檢測區域中有人存在，紅外傳感器檢測到該人的存在。在這種情形下，當人較接近檢測 區域的出口 7時，紅外傳感器的檢測輸出就變大。當人遠離出口 7時，紅外傳感器的檢測輸 出就變小。
在本發明中，控制單元9被構造為響應于從測距單元8發出的人體檢測信號逐步 地或連續地改變放電電流。控制單元9控制放電電流，使得當人體離出口 7較近時供應的 放電電流值小于當人體遠離出口 7時供應的放電電流值。換句話說，放電電流值基于安裝 在車輛1車頂Ia中的靜電霧化器3與人之間的距離而增加或減小。
如果人上了車輛1，人與靜電霧化器3之間的距離就被紅外傳感器，即安裝于車頂 Ia中靜電霧化器3的測距單元8，進行測定。在人較接近靜電霧化器3的情形下，紅外傳感 器的檢測輸出變大。控制單元9響應于該紅外傳感器的檢測信號來控制高電壓施加單元6 和供水單元5的珀耳帖冷卻控制電路14，這樣放電電極4的放電電流值可變小。這就減少 了帶電水顆粒的產生量。如圖3可見，如果放電電流值變小，臭氧的產生量就減少。因此， 接近出口 7的臭氧濃度降低，避免了較接近出口 7的人由于臭氧的氣味而感覺不適。
如果人遠離靜電霧化器3，紅外傳感器的檢測輸出變小。控制單元9響應于該紅外 傳感器的檢測信號來控制高電壓施加單元6和供水單元5的珀耳帖冷卻控制電路14，這樣 放電電極4的放電電流值可變大。這就增加了帶電水顆粒的產生量，使得可以在車輛空間 內提供改善空氣質量的效果。雖然臭氧的產生量隨著放電電流值的增加而增加，還是可以 避免人由于臭氧的氣味而感覺不適，因為人體遠離出口 7并且因為臭氧濃度與出口 7和人 體之間距離成比例減小。
在本實施例中，響應于測距單元8的人體檢測信號用控制單元9改變放電電流工 作執行如下。預先設定多個級別的閾值(如高和低兩個級別的閾值)作為構成測距單元8 的紅外傳感器的人體檢測輸出值。如果檢測輸出值小于低閾值，則放電電流值被控制為變 高。如果檢測輸出值等于或大于低閾值并且小于高閾值，那么放電電流值被控制為變得中 等。如果檢測輸出值等于或大于高閾值，則放電電流值被控制為變低。顯然，若合適也可使 用單個閾值。如上所述，控制單元9響應于測距單元8的人體檢測信號逐步地改變放電電 流。可選地，控制單元9也可以響應于測距單元8的人體檢測信號連續地改變放電電流。
接下來，將參照圖4和5描述本發明的另一實施例。
在本實施例中，與前述實施例相同的結構在描述中省略。下面僅描述不同的結構。
本實施例的靜電霧化器3包括用放電電流運行的放電電極4，用于對放電電極4施加高電壓的高電壓施加單元6，用于對放電電極4供水的供水單元5，出口 7——通過對放 電電極4施加高電壓導致的靜電霧化產生的帶電水顆粒和臭氧通過該出口被供至車輛空 間內，用于照明車輛1內部的車輛內照明設備10，用于開啟/關閉控制車輛內照明設備10 的操縱開關11，以及控制單元9，其用于控制高電壓施加單元6和供水單元5的珀耳帖冷卻 控制電路14從而控制放電電極4的放電電流。
在圖4所示的實施例中，靜電霧化器3位于車輛1車頂Ia的前端部中。車輛內照 明設備10設置在限定靜電霧化器3輪廓的外殼2的下表面上。出口 7形成于外殼2的后 表面上(面對車輛1后側的表面)。用于開啟/關閉控制車輛內照明設備10的操縱開關 11被設置在外殼2中。
在車輛1中，車輛內照明設備10通常指的是經常被開啟以在車輛空間內閱讀地圖 或文件的閱讀燈。在這種情形下，上了車輛1的人在靠近車輛內照明設備10的位置閱讀地 圖或文件。因此，如果操縱開關11被開啟，那么應當相信人較接近具有車輛內照明設備10 的靜電霧化器3并且出口 7與人體之間的距離很短。當操縱開關11保持關閉時，應當相信 人遠離具有車輛內照明設備10的靜電霧化器3。
因此在本實施例中，控制單元9響應于車輛內照明設備10的操縱開關11的開啟/ 關閉信號來改變放電電流。如果操縱開關11開啟，控制單元9認為人較接近靜電霧化器3 的出口 7并且使得放電電流值小于當操縱開關11保持關閉時(即當認為人遠離靜電霧化 器3的出口 7時)供應的放電電流值。
在開啟操縱開關11以點亮車輛內照明設備10的情形下，控制單元9響應于操縱 開關11的開啟信號控制高電壓施加單元6和供水單元5的珀耳帖冷卻控制電路14，使得放 電電極4的放電電流值可以變小。這就降低了臭氧的產生量以及帶電水顆粒的產生量。因 此，接近出口 7的臭氧濃度降低，這避免較接近出口 7的人由于臭氧的氣味而感覺不適。
相反，如果關閉操縱開關11以熄滅車輛內照明設備10，控制單元9響應于操縱開 關11的關閉信號控制高電壓施加單元6和供水單元5的珀耳帖冷卻控制電路14，使得放電 電極4的放電電流值可以變大。這就增加了帶電水顆粒的產生量，使得可以提供改善車輛 空間內空氣質量的效果。雖然臭氧的產生量隨著放電電流值的增加而增加，還是可以避免 人由于臭氧的氣味而感覺不適，因為人體遠離出口 7并且因為臭氧濃度與出口 7和人體之 間距離成比例減小。
盡管用于車輛的靜電霧化器3安裝在根據前述實施例的車輛1的車頂Ia中，但本 發明不僅限于此。靜電霧化器3可安裝于車輛空間內的任何隨意位置。
由于靜電霧化器3獨立于車輛1的空調設備安裝在車輛1中，因此可以將靜電霧 化器3設置在車輛空間的后部。
盡管在前述實施例中使用了相對電極18，但可以省略相對電極18。
盡管已經根據實施例示出和描述了本發明，本領域技術人員應當理解在不脫離所 附權利要求限定的本發明范圍的情況下可做出各種改變和改進。
權利要求
1.安裝在車輛中的靜電霧化器，包括 放電電極；用于對所述放電電極施加高電壓的高電壓施加單元； 用于對所述放電電極供水的供水單元；出口，在對所述放電電極施加高電壓期間通過靜電霧化產生的帶電水顆粒和臭氧通過 所述出口被供至車輛空間內；用于測定所述出口與人體之間距離以產生檢測信號的測距單元；以及 控制單元，其用于控制高電壓施加單元和供水單元從而控制放電電極的放電電流， 其中，所述控制單元被構造為響應于測距單元的檢測信號逐步地或連續地改變放電電 流并且使得當人體離所述出口較近時供應的放電電流值小于當人體遠離所述出口時供應 的放電電流值。
2.安裝在車輛中的靜電霧化器，包括 放電電極；用于對所述放電電極施加高電壓的高電壓施加單元； 用于對所述放電電極供水的供水單元；出口，在對所述放電電極施加高電壓期間通過靜電霧化產生的帶電水顆粒和臭氧通過 所述出口被供至車輛空間內；用于照明車輛內部的車輛內照明設備；用于開啟/關閉控制所述車輛內照明設備和產生開啟/關閉信號的操縱開關；以及 控制單元，其用于控制高電壓施加單元和供水單元從而控制放電電極的放電電流， 其中，所述控制單元被構造為響應于操縱開關的開啟/關閉信號改變放電電流并且使 得當操縱開關開啟時供應的放電電流值小于當操縱開關保持關閉時供應的放電電流值。
全文摘要
一種靜電霧化器，包括放電電極；用于對放電電極施加高電壓的高電壓施加單元；用于對放電電極供水的供水單元；出口，在對放電電極施加高電壓期間通過靜電霧化產生的帶電水顆粒和臭氧通過所述出口被供至車輛空間內；用于測定出口與人體之間距離以產生檢測信號的測距單元；以及控制單元，其用于控制高電壓施加單元和供水單元從而控制放電電極的放電電流。所述控制單元被構造為響應于測距單元的檢測信號改變放電電流并且使得當人體離出口較近時供應的放電電流值小于當人體遠離出口時供應的放電電流值。
文檔編號A61L9/14GK102029232SQ20101050283
公開日2011年4月27日 申請日期2010年9月29日 優先權日2009年9月30日
發明者上垣英圣, 井坂篤, 小幡健二, 松本潤一 申請人:松下電工株式會社