CN112261882A - 吸取器 - Google Patents

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CN112261882A
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南优纪
工藤贵久
稻垣道弘
井上淳平
阿部裕树
A.吉尔纳特
F.鲁比科尼
S.考克斯
J.里希
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Original Assignee
Japan Tobacco Inc
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Abstract

本发明提供一种吸取器,具备:压电元件基板,其具有由梳形电极对构成的IDT;液体供给部,其将应雾化的液体供给至配置梳形电极对的压电元件基板的表面;传感器,其具有相互对置的至少一对检测部,且检测供给至压电元件基板的表面的液体;控制部,其基于传感器的检测结果,控制液体供给部,使一定量的液体供给至压电元件基板的表面。

Description

吸取器
技术领域
本发明涉及吸取器。
背景技术
目前,已知有如下雾化单元,其通过使用具有由梳形电极对构成的IDT(Interdigital Transducer叉指式换能器)的压电元件基板产生SAW(Surface AcousticWave声表面波),而将液体雾化(例如,专利文献1-2)。另外,还提出有将这种雾化单元用于香味吸取器的技术(例如,专利文献3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:(日本)特开2012-24646号公报
专利文献2:(日本)特表2016-513992号公报
专利文献3:(美国)专利2017/0280771号说明书
发明内容
第一特征提供一种吸取器,其要旨在于,具有:第一液体贮存部;第二液体贮存部;雾化单元,其构成为具有拥有由梳形电极对构成的IDT的压电元件基板,并利用通过以高频对所述梳形电极对施加电压而产生的表面弹性波将液体雾化;吸嘴,其对利用所述雾化单元使液体雾化而产生的气溶胶进行引导;所述雾化单元构成为,将从所述第一液体贮存部供给的第一液体和从所述第二液体贮存部供给的第二液体分别雾化。
第二特征在第一特征的基础上,其要旨在于,所述第一液体和所述第二液体为不同的液体。
第三特征在第一特征或第二特征的基础上,其要旨在于,所述第一液体至少包含尼古丁。
第四特征在第三特征的基础上,其要旨在于,所述第一液体还包含酸、呈味成分、及体感成分中的至少一种。
第五特征在第一特征~第四特征中任一项的基础上,其要旨在于,所述第二液体包含香料成分。
第六特征在第五特征的基础上,其要旨在于,所述香料成分包含薄荷醇、柠檬烯、柠檬醛、沉香醇、香草精、香芹酮及它们的糖甙中的至少一种。
第七特征在第五特征或第六特征的基础上,其要旨在于,所述第二液体还包含呈味成分、体感成分、乳化剂、甘油、丙二醇、及乙醇中至少一种。
第八特征在第一特征~第七特征中任一项的基础上,其要旨在于,所述吸嘴具有所述第一液体被雾化而产生的第一气溶胶主要通过的第一流路和所述第二液体被雾化而产生的第二气溶胶主要通过的第二流路。
第九特征在引用第三特征或第四特征的第八特征的基础上,其要旨在于,所述第一流路由至少一部分弯曲的管路界定。
第十特征在引用第五特征~第七特征中任一项的第八特征的基础上,其要旨在于,所述第二流路由大致直线状的管路界定。
第十一特征在引用第三特征或第四特征的第八特征的基础上,其要旨在于,在所述第一流路中设置有以缩小所述第一流路的方式构成的气流加速部件。
第十二特征在第一特征的基础上,其要旨在于,在所述第一流路中设置有以供通过所述气流加速部件的气溶胶碰撞的方式配置的收集部件。
第十三特征在第一特征~第七特征中任一项的基础上,其要旨在于,所述吸嘴具有使所述第一液体被雾化而产生的气溶胶一边旋转一边通过的流路。
第十四特征在第一特征~第十三特征中任一项的基础上,其要旨在于,所述压电元件基板具有配置所述梳形电极对的表面、设置于所述表面的相反侧的背面、相互对置的一对边缘,所述吸取器还具有:第一液体供给部,其构成为将所述第一液体供给至所述压电元件基板的一个所述边缘;第二液体供给部,其构成为将所述第二液体供给至所述压电元件基板的另一所述边缘。
第十五特征在第十四特征的基础上,其要旨在于,具有盖,其被设置为覆盖所述压电元件基板的所述表面侧,所述盖具有:第一开口部,其设置于所述一个边缘的正上方,且供所述第一液体被雾化而产生的第一气溶胶通过;第二开口部,其设置于所述另一个边缘的正上方,且供所述第二液体被雾化而产生的第二气溶胶通过。
第十六特征在第十五特征的基础上,其要旨在于,所述盖具有与所述第一开口部及所述第二开口部不同的开孔,从所述开孔流入所述盖内的空气在所述IDT上通过且从所述第一开口部及所述第二开口部向所述盖外流出。
第十七特征在第十五特征或第十六特征的基础上,其要旨在于,所述压电元件基板具有设置所述梳形电极对的配置部分,所述盖被设置为至少覆盖所述配置部分的正上方且不与所述压电元件基板的所述表面接触。
第十八特征在第十五特征~第十七特征中任一项的基础上,其要旨在于,所述第一流路与所述第一开口部连通,所述第二流路与所述第二开口部连通。
第十九特征在第一特征~第十八特征中任一项的基础上,其要旨在于,具有收集部件,其构成为收集所述第一液体被雾化而产生的第一气溶胶及所述第二液体被雾化而产生的第二气溶胶的至少一方的一部分。
第二十特征提供一种吸取器,其要旨在于,具备:压电元件基板,其具有由梳形电极对构成的IDT;液体供给部,其将应雾化的液体供给至配置有梳形电极对的压电元件基板的表面;传感器,其具有相互对置的至少一对检测部,且检测向压电元件基板的表面供给的液体;控制部,其基于传感器的检测结果,控制液体供给部,使恒定量的液体供给至压电元件基板的表面。
第二十一特征在第二十特征的基础上,其要旨在于,检测部从压电元件基板的表面分开地设置。
第二十二特征在第二十特征或第二十一特征的基础上,其要旨在于,压电元件基板具有被供给来自液体供给部的液体的边缘,检测部具有向对置的检测部突出的凸部,边缘和凸部的间隔为0.10mm~0.20mm。
第二十三特征在第二十二特征的基础上,其要旨在于,还具备引导壁,其设置于压电元件基板的边缘侧,边缘和引导壁的边缘侧的端面的间隔为0.25mm以上。
第二十四特征在第二十二特征或第二十三特征的基础上,其要旨在于,相互对置的检测部的凸部的间隔相当于梳形电极对的搭接长度。
第二十五特征在第二十特征~第二十四特征中任一项的基础上,其要旨在于,压电元件基板具有夹着梳形电极对而相互对置的边缘,传感器设置于相互对置的各个边缘。
第二十六特征在第二十特征~第二十五特征中任一项的基础上,其要旨在于,传感器为电导率传感器、发射接收传感器及静电容传感器的任一种。
第二十七特征提供一种用于控制雾化部的控制部,其要旨在于,所述雾化部具备:压电元件基板,其具有由梳形电极对构成的IDT;液体供给部,其构成为将应雾化的液体供给至所述压电元件基板;所述压电元件基板构成为,利用通过以高频对所述梳形电极对施加电压而产生的表面弹性波将液体雾化,所述控制部构成为,周期性地变更施加于所述梳形电极对的高频电压的振幅及频率中的一方或双方。
第二十八特征在第二十七特征的基础上,其要旨在于,所述控制部构成为,基于正弦波、矩形波、三角波或锯齿波调制施加于所述梳形电极对的高频电压,所述调制为振幅调制及频率调制中的一方或双方。
第二十九特征在第二十七特征的基础上,其要旨在于,所述控制部构成为变更施加于所述梳形电极对的高频电压的振幅,使该振幅成为正弦波、矩形波、三角波或锯齿波。
第三十特征在第二十九特征的基础上,其要旨在于,所述控制部构成为通过交替设置施加所述高频电压的期间和不施加所述高频电压的期间,变更施加于所述梳形电极对的高频电压的振幅。
第三十一特征在第二十八~三十特征中任一项的基础上,其要旨在于,所述矩形波的占空比设定为,在向所述梳形电极对施加高频电压时,实现使所述压电元件基板不会由于高温而破损和抑制因雾化产生的规定大小以上的粒子的生成中的一方或双方。
第三十二特征在第二十八或二十九特征的基础上,其要旨在于,所述三角波的一个周期中的、沿着与振幅平行的第一方向变化的期间的长度和振幅的比及沿着与所述第一方向相反的第二方向变化的期间的长度和振幅的比设定为,在向所述梳形电极对施加高频电压时,实现使所述压电元件基板不会由于高温而破损和抑制因雾化产生的规定大小以上的粒子的生成中的一方或双方。
第三十三特征在第二十八或二十九特征的基础上,其要旨在于,所述锯齿波的一个周期的长度和振幅的比设定为,在向所述梳形电极对施加高频电压时,实现使所述压电元件基板不会由于高温而破损和抑制因雾化产生的规定大小以上的粒子的生成中的一方或双方。
第三十四特征在第二十七至三十三特征中任一项的基础上,其要旨在于,周期性的所述变更的频率为50Hz以上且500Hz以下。
第三十五特征提供一种用于控制雾化部的控制部,其要旨在于,所述雾化部具备:压电元件基板,其具有由梳形电极对构成的IDT;液体供给部,其构成为将应雾化的液体供给至所述压电元件基板;所述压电元件基板构成为利用通过以高频对所述梳形电极对施加电压而产生的表面弹性波将所述液体雾化,所述控制部构成为从高频电压施加于所述梳形电极对的开始到规定时间经过后开始应雾化的液体向所述压电元件基板的供给。
第三十六特征在第三十五特征的基础上,其要旨在于,所述规定时间的长度设定为抑制基于雾化产生的规定大小以上的粒子的产生。
第三十七特征在第三十五或三十六特征的基础上,其要旨在于,所述控制部构成为,将应雾化的液体向所述压电元件基板的供给速度从该供给的开始之后设为规定值。
第三十八特征在第三十五或三十六特征的基础上,其要旨在于,所述控制部构成为,将应雾化的液体向所述压电元件基板的供给速度在该供给的开始之后设为零且逐渐增大至规定值。
第三十九特征在第三十八特征的基础上,其要旨在于,所述供给速度从零到成为所述规定值的时间的长度设定为抑制雾化产生的规定大小以上的粒子的产生。
第四十特征提供一种用于控制雾化部的控制部,其要旨在于,所述雾化部具备:压电元件基板,其具有由梳形电极对构成的IDT;液体供给部,其构成为,将应雾化的液体供给至所述压电元件基板;传感器,其用于检测存在于所述压电元件基板的应雾化的液体的量,所述压电元件基板构成为利用通过以高频对所述梳形电极对施加电压而产生的表面弹性波将所述液体雾化,所述控制部构成为基于存在于所述压电元件基板的所述液体的量,控制应雾化的液体向所述压电元件基板的供给。
第四十一特征在第四十特征的基础上,其要旨在于,所述控制部构成为,同时开始高频电压向所述梳形电极对的施加和应雾化的液体向所述压电元件基板的供给。
第四十二特征在第四十特征的基础上,其要旨在于,所述控制部构成为,在高频电压施加于所述梳形电极对的开始之后开始应雾化的液体向所述压电元件基板的供给。
第四十三特征在第四十~四十二特征中任一项的基础上,其要旨在于,所述控制部构成为,在高频电压施加至所述梳形电极对的开始前,以第一规定范围的量的应雾化的液体存在于所述压电元件基板的方式控制应雾化的液体向所述压电元件基板的供给。
第四十四特征在第四十三特征的基础上,其要旨在于,第一规定范围的量设定为抑制雾化产生的规定大小以上的粒子的产生。
第四十五特征在第四十~四十四特征中任一项的基础上,其要旨在于,所述控制部构成为,在高频电压施加至所述梳形电极对的开始后,以应雾化的液体向所述压电元件基板的供给速度成为规定值或规定变化的方式,控制应雾化的液体向所述压电元件基板的供给。
第四十六特征在第四十~四十五特征中任一项的基础上,其要旨在于,所述控制部构成为,在应雾化的液体向所述压电元件基板的供给时,存在于所述压电元件基板的应雾化的液体的量为第二规定范围的量的上限以上的情况下,停止应雾化的液体向所述压电元件基板的供给,所述第二规定范围的量的上限及下限分别为第一规定范围的量的上限及下限以上。
第四十七特征在第四十六特征的基础上,其要旨在于,所述控制部构成为,在应雾化的液体向所述压电元件基板的供给停止时,存在于所述压电元件基板的应雾化的液体的量低于第二规定范围的量的下限的情况下,再次开始应雾化的液体向所述压电元件基板的供给。
第四十八特征在第四十六或四十七特征的基础上,其要旨在于,第二规定范围的量设定为抑制雾化产生的规定大小以上的粒子的产生。
第四十九特征提供一种程序,其要旨在于,使处理器作为具有第二十七~四十八特征中的任一项的控制部的至少一部分发挥作用。
第五十特征提供一种吸取器,其要旨在于,具备:雾化单元,其构成为具备拥有由梳形电极对构成的第一IDT的压电元件基板,并利用通过以高频对所述梳形电极对施加电压而产生的表面弹性波将液体雾化;控制部,其构成为监视所述梳形电极对的共振频率,并以基于监视的所述共振频率决定的频率对所述梳形电极对施加电压。
第五十一特征在第五十特征的基础上,其要旨在于,所述控制部构成为在监视所述共振频率时,以从多个不同的频率选择的频率对所述梳形电极对施加电压,在从所述梳形电极对反射的电力最小时,将施加于所述梳形电极对的电压的频率决定为所述共振频率。
第五十二特征在第五十一特征的基础上,其要旨在于,所述控制部构成为,在以第一频率对所述梳形电极对施加电压时,检测从所述梳形电极对反射的第一电力,接着在以与所述第一频率相差第一值的第二频率对所述梳形电极对施加电压时检测从所述梳形电极对反射的第二电力,在所述第二电力比所述第一电力小的情况下,以与所述第二频率相差比所述第一值小的第二值的第三频率对所述梳形电极对施加电压。
第五十三特征在第五十一特征的基础上,其要旨在于,所述控制部构成为,一边使施加于所述梳形电极对的电压的频率离散地增加或减少,一边监视来自所述梳形电极对的反射电力,在所述反射电力的值的倾向从减少改变成增加时结束扫描,在反射电力成为最小时将施加于所述梳形电极对的电压的频率决定为所述共振频率。
第五十四特征在第五十一特征的基础上,其要旨在于,所述控制部构成为,一边使施加于所述梳形电极对的电压的频率离散地增加,一边监视来自所述梳形电极对的反射电力,在所述反射电力的值的倾向从减少改变成增加时缩小施加于所述梳形电极对的电压的频率的变化幅度,且使该频率离散地减少。
第五十五特征在第五十一特征的基础上,其要旨在于,所述控制部构成为,一边使施加于所述梳形电极对的电压的频率离散地减少,一边监视来自所述梳形电极对的反射电力,在所述反射电力的值的倾向从减少改变成增加时,缩小施加于所述梳形电极对的电压的频率的变化幅度,且使该频率离散地增加。
第五十六特征在第五十一特征的基础上,其要旨在于,所述控制部构成为,将所述多个不同的频率中、在所述雾化单元进行的所述液体的雾化的开始前监视到的共振频率、根据所述压电元件基板的温度推定的共振频率、或最接近以前的吸取时的共振频率的频率决定为最初选择的频率。
第五十七特征在第五十特征的基础上,其要旨在于,还具备第二IDT,其构成为,配置于所述压电元件基板上,且接受所述表面弹性波而产生电压,所述控制部构成为,在监视所述共振频率时,以从多个不同的频率选择的频率对所述梳形电极对施加电压,将在所述第二IDT中产生的电压最大时施加于所述梳形电极对的电压的频率决定为所述共振频率。
第五十八特征在第五十七特征的基础上,其要旨在于,所述控制部构成为,检测以第一频率对所述梳形电极对施加电压时在所述第二IDT中产生的第一电压,接着,检测在以与所述第一频率相差第一值的第二频率对所述梳形电极对施加电压时在所述第二IDT中产生的第二电压,在所述第二电压比所述第一电压大的情况下,以与所述第二频率相差比所述第一值小的第二值的第三频率对所述梳形电极对施加电压。
第五十九特征在第五十七特征的基础上,其要旨在于,所述控制部构成为,一边使施加于所述梳形电极对的电压的频率离散地增加或减少,一边监视所述第二IDT中产生的电压,在所述第二IDT中产生的电压的值的倾向从增加改变成减少时结束扫描,并将该电压成为最大时施加于所述梳形电极对的电压的频率决定为所述共振频率。
第六十特征在第五十七特征的基础上,其要旨在于,所述控制部构成为,一边使施加于所述梳形电极对的电压的频率离散地增加,一边监视所述第二IDT中产生的电压,所述第二IDT中产生的电压的值的倾向从增加改变成减少时,缩小施加于所述梳形电极对的电压的频率的变化幅度,且使该频率离散地减少。
第六十一特征在第五十七特征的基础上,其要旨在于,所述控制部构成为,一边使施加于所述梳形电极对的电压的频率离散地减少,一边监视所述第二IDT中产生的电压,所述第二IDT中产生的电压的值的倾向从增加改变成减少时,缩小施加于所述梳形电极对的电压的频率的变化幅度,且使该频率离散地增加。
第六十二特征在第五十七特征的基础上,其要旨在于,所述控制部构成为,将所述多个不同的频率中、在所述雾化单元进行的所述液体的雾化的开始前监视到的共振频率、根据所述压电元件基板的温度推定的共振频率、或最接近以前的吸取时的共振频率的频率决定为最初选择的频率。
第六十三特征在第五十~六十二特征中任一项的基础上,其要旨在于,所述控制部构成为,在所述雾化单元进行的所述液体的雾化的开始前或结束后,监视所述共振频率。
第六十四特征在第五十~六十二特征中任一项的基础上,其要旨在于,所述控制部构成为,探测到雾化所述液体的要求后,监视所述共振频率。
第六十五特征在第五十~六十二特征中任一项的基础上,其要旨在于,所述控制部构成为,所述雾化单元进行的所述液体的雾化中,以基于监视的所述共振频率决定的频率对所述梳形电极对施加电压。
第六十六特征在第六十三特征的基础上,其要旨在于,所述控制部构成为,决定包含监视的所述共振频率的频率的范围,在所述雾化单元进行的所述液体的雾化中,以在决定的所述频率的范围内变动的方式,控制施加于所述梳形电极对的电压的频率。
第六十七特征在第六十六特征的基础上,其要旨在于,还具备存储部,其存储共振频率和频率的范围之间的对应关系,所述控制部构成为,基于监视的所述共振频率及所述对应关系决定所述频率的范围。
第六十八特征在第五十~六十二特征中任一项的基础上,其要旨在于,所述控制部构成为,在所述雾化单元进行的所述液体的雾化中,监视所述共振频率。
第六十九特征在第六十八特征的基础上,其要旨在于,所述控制部构成为,在所述雾化单元进行的所述液体的雾化中,以将施加于所述梳形电极对的电压的频率在规定的范围内变动的方式控制,以包含监视的所述共振频率的方式调整所述规定的范围。
第七十特征在第六十八特征的基础上,其要旨在于,所述控制部构成为,在所述雾化单元进行的所述液体的雾化中,以将施加于所述梳形电极对的电压的频率在规定的范围内变动的方式控制,将监视的所述共振频率决定为下一次吸取时施加于所述梳形电极对的电压的频率。
第七十一特征在第五十~六十二特征中任一项的基础上,其要旨在于,还具备温度传感器,其检测所述压电元件基板的温度,所述控制部构成为,在所述雾化单元进行的所述液体的雾化中,获取由所述温度传感器检测的所述温度,基于检测到的所述温度,决定施加于所述梳形电极对的电压的频率。
第七十二特征在第七十一特征的基础上,其要旨在于,所述控制部构成为,基于检测的所述温度,预测所述雾化单元进行的所述液体的雾化中的共振频率的变动,并基于预测的所述共振频率的变动,决定对所述梳形电极对施加的电压的频率。
第七十三特征在第七十二特征的基础上,其要旨在于,还具备存储部,其存储温度和所述梳形电极对的共振频率的对应关系,所述控制部构成为,基于检测到的所述温度和所述对应关系预测所述共振频率的变动。
附图说明
图1是表示实施方式的香味吸取器1的图。
图2是表示实施方式的雾化单元100的图。
图3是表示从压电元件基板31的表面侧观察SAW模块30的俯视时的图。
图4是表示SAW模块30的截面的图。
图5是表示用于说明气溶胶的产生机制的图。
图6是用于说明变更例1的贯通孔34的图。
图7是用于说明变更例2的分隔壁37的图。
图8是用于说明变更例2的分隔壁37的图。
图9是用于说明变更例3的亲水性层38的图。
图10是表示第一实验的结果的图。
图11是表示第二实验的结果的图。
图12是表示第三实验的结果的图。
图13是用于说明变更例5的图。
图14是用于说明变更例6的图。
图15是用于说明变更例6的图。
图16是用于说明变更例7的图。
图17是用于说明变更例7的图。
图18是用于说明变更例8的图。
图19是用于说明变更例8的图。
图20是用于说明变更例8的图。
图21是用于说明变更例9的图。
图22是用于说明变更例9的图。
图23是用于说明变更例9的图。
图24是用于说明变更例9的图。
图25是用于说明变更例9的图。
图26是用于说明变更例10的图。
图27是用于说明变更例11的图。
图28是用于说明变更例12的图。
图29是用于说明变更例13的图。
图30是用于说明变更例14的图。
图31是用于说明变更例14的图。
图32是用于说明变更例14的图。
图33是用于说明变更例14的图。
图34是用于说明变更例15的图。
图35是用于说明变更例16的图。
图36是用于说明变更例16的图。
图37是用于说明变更例17的图。
图38是用于说明变更例18的图。
图39是用于说明变更例19的图。
图40是用于说明变更例19的图。
图41是用于说明变更例19的图。
图42是用于说明变更例20的图。
图43是用于说明变更例20的图。
图44是用于说明变更例20的图。
图45是用于说明变更例22的图。
图46是用于说明变更例23的图。
图47是用于说明变更例23的图。
图48是用于说明实验结果的图。
图49是表示图1所示的香味吸取器的除去传感器、控制部及电源之后的单元的外观的一例的立体图。
图50是图49所示的单元的纵剖视图。
图51是图49所示的单元的分解立体图。
图52是卸下第一盖和第二盖的雾化单元的分解立体图。
图53是雾化单元的剖视图。
图54是吸嘴的侧剖视图。
图55是表示吸嘴的另一例的侧剖视图。
图56是表示吸嘴的又一例的立体图。
图57是将图56所示的分离部及空气出口以截面表示的吸嘴的概略图。
图58是表示吸嘴的又一例的侧剖视图。
图59是表示通过图58所示的吸嘴的空气的流动的概略侧视图。
图60是表示吸嘴的又一例的侧剖视图。
图61是表示通过图60所示的吸嘴的空气的流动的概略侧视图。
图62是表示实验例1产生的气溶胶的粒径分布的测定结果的图表。
图63表示对咽喉的不适感的图表及表示评价表。
图64是将图52所示的雾化单元的一部分提取表示的放大图。
图65是表示图64所示的间隔C2和雾化量的关系的图表。
图66是表示图64所示的间隔L1和雾化量的关系的图表。
图67是用于说明变更例26A的图。
图68是用于说明变更例26A的图。
图69是用于说明变更例26D的图。
图70是用于说明变更例26D的图。
图71是用于说明变更例26D的图。
图72是用于说明变更例26D的图。
图73是用于说明变更例26E的图。
图74是变更例27的吸取器的动作方法的流程图。
图75表示吸取器具备的控制电路的例子。
图76是表示图74的步骤4004中执行的处理的具体例的流程图。
图77是具体地说明图76的处理中决定共振频率的方法的例子的图。
图78A表示用于通过与图77中说明的方法不同的方法决定共振频率的、本变更例的吸取器的结构的例子。
图78B表示第一IDT及第二IDT的配置的一例。
图78C表示第一IDT及第二IDT的配置的一例。
图78D表示第一IDT及第二IDT的配置的一例。
图79是表示图74的步骤4004中执行的处理的具体例的流程图。
图80A是变更例27的吸取器的动作方法的流程图。
图80B是变更例27的吸取器的动作方法的流程图。
图80C是变更例27的吸取器的动作方法的流程图。
图81A是变更例27的吸取器的动作方法的流程图。
图81B是变更例27的吸取器的动作方法的流程图。
图81C是变更例27的吸取器的动作方法的流程图。
图82是变更例27的吸取器的动作方法的流程图。
图83是表示步骤4814中执行的处理的具体例的流程图。
具体实施方式
以下,对实施方式进行说明。此外,以下的附图的记载中,对相同或类似的部分标注相同或类似的标记。但是,应留意到,附图是示意性的图,各尺寸的比例等有时与现实的比例不同。
因此,具体的尺寸等应参考以下的说明进行判断。另外,当然有时在附图彼此之间也包含彼此的尺寸的关系及比例不同的部分。
[公开的概要]
如背景技术中进行的说明,提出有将使用压电元件基板的雾化单元用于香味吸取器的技术。发明人等进行了深入研究,结果发现,在用于香味吸取器的雾化单元中使用压电元件基板的情况下,需要进行各种钻研。
公开的概要的雾化单元具备:压电元件基板,其具有由梳形电极对构成的IDT;液体供给部,其构成为,将应雾化的液体供给至上述压电元件基板。上述压电元件基板构成为,利用通过以高频率(共振频率)对上述梳形电极对施加电压而产生的表面弹性波将上述液体雾化。上述压电元件基板具有基于由上述表面弹性波雾化的期望气溶胶确定的数量的上述梳形电极对。
根据公开的概要,梳形电极对的数量基于期望气溶胶确定。因此,在可供给至梳形电极对的电力受到限制的雾化单元中,通过提高液体的雾化效率能够提供适当的雾化单元。
[实施方式]
(香味吸取器)
以下,对实施方式的香味吸取器进行说明。图1是表示实施方式的香味吸取器1的图。
如图1所示,香味吸取器1具有:雾化单元100、液体贮存部200、传感器300、控制部400、电源500。香味吸取器1具有收纳雾化单元100、液体贮存部200、传感器300、控制部400及电源500的外壳1X。如图1所示,外壳1X可以具有矩形的方盒形状,也可以具有圆筒形状。香味吸取器1具有从入口1A连通至出口1B的腔室1C。也可以在出口1B设置吸嘴1D。吸嘴1D也可以与外壳1X一体,也可以与外壳1X分体。吸嘴1D也可以具有过滤件。
雾化单元100对从液体贮存部200供给的应雾化的液体进行雾化。雾化单元100使用表面弹性波(SAW;Surface Acoustic Wave)雾化液体。雾化单元100也可以是可装卸地构成的烟弹。对雾化单元100的详细情况之后说明。
液体贮存部200收纳液体。液体贮存部200也可以是可装卸地构成的烟弹。液体贮存部200也可以成为与雾化单元100一体的结构。液体也可以包含水、甘油、丙二醇、乙醇等溶剂。液体也可以包含有助于香气及味道的至少任一方的溶质(香味成分)。香味成分也可以包含挥发性成分及非挥发性成分。挥发性成分一般只要为作为香料使用的成分即可。挥发性成分也可以是源自植物的成分,也可以是合成成分。例如,挥发性成分是薄荷醇、柠檬烯、沉香醇、香草精、烟草提取物等。非挥发性成分也可以是有助于味觉的成分。例如,非挥发性成分是葡萄糖、果糖、蔗糖及乳糖等的糖类、丹宁、儿茶素及柚皮苷等的苦味物质、苹果酸、柠檬酸等的酸类、盐类等。液体也可以是通过乳化剂而乳化的状态,也可以是通过分散剂而悬浮的状态。液体也可以包含不溶于甘油及丙二醇,且可溶于水的水溶性香料及离子性物质。
在液体贮存部200为烟弹,且后述SAW模块具有两个以上的贯通孔的情况下,也可以从一个烟弹向两个以上的贯通孔供给液体,也可以从两个以上的烟弹单独向两个以上的贯通孔供给液体。在设置两个以上的烟弹的情况下,各烟弹也可以贮存不同种类的液体。例如,也可以第一烟弹贮存挥发性成分,第二烟弹贮存非挥发性成分。
在液体贮存部200为烟弹的情况下,烟弹也可以一体包含上述吸嘴1D。根据这种结构,随着烟弹的更换,也更换吸嘴1D,因此维持吸嘴1D的卫生。
在液体贮存部200为烟弹的情况下,烟弹也可以是一次性类型,也可以是重复使用类型。重复使用类型是用户将喜好的液体再充填于烟弹的类型。
传感器300检测用户的抽吸动作。例如,传感器300检测通过腔室1C的气体的流动。例如,传感器300为流量传感器。流量传感器包含配置于腔室1C内的孔口。流量传感器监视孔口的上游和孔口的下游之间的差压,通过监视的差压检测空气的流动。
控制部400由处理器及存储器等构成,控制设置于香味吸取器1的各结构。控制部400也可以是可装卸地构成的物品。例如,控制部400根据传感器300的检测结果特定抽吸动作的开始。控制部400也可以根据抽吸动作的开始而开始雾化单元100的雾化动作。控制部400也可以根据传感器300的检测结果特定抽吸动作的停止。控制部400也可以根据抽吸动作的停止而停止雾化单元100的雾化动作。控制部400也可以在从抽吸动作的开始经过了恒定期间的情况下停止雾化单元100的雾化动作。
在实施方式中,控制部400也可以包含控制后述SAW模块的电压·频率控制电路。电压·频率调整电路控制向SAW模块30供给的电力(例如,交流电压)的频率及大小,作为雾化单元100的雾化动作。但是,如后所述,电压·频率调整电路也可以设置于驱动电路基板20。
电源500供给驱动香味吸取器1的电力。电源500也可以是锰、碱、含氧化合物、镍、镍锰、锂等的一次电池,也可以是镍镉电池、镍氢电池、锂电池等的二次电池。电源500也可以是可装卸地构成的物品。
(雾化单元)
以下,对实施方式的雾化单元进行说明。图2是表示实施方式的雾化单元100的图。
如图2所示,雾化单元100具有外壳10、驱动电路基板20、SAW模块30、密封板40、顶盖50。
外壳10收纳驱动电路基板20、SAW模块30及密封板40。外壳10也可以收纳用于收纳应雾化的液体的收纳体,也可以收纳将液体供给至SAW模块30的液体供给部(例如,注射泵)。
驱动电路基板20具有驱动SAW模块30的驱动电路。也可以认为驱动电路基板20包含上述控制部400的一部分(例如,电压·频率控制电路)。或者,也可以认为驱动电路基板20是控制部400的一部分。例如,驱动电路使用从电源500供给的电力驱动SAW模块30。驱动电路控制向SAW模块30供给的电力(例如,交流电压)的频率及大小。驱动电路也可以控制向SAW模块30供给的液体的量。
如后所述,SAW模块30具有压电元件基板,该压电元件基板具有至少由一个梳形电极对构成的IDT。对SAW模块30的详细情况之后说明(参照图3及图4)。
密封板40是配置于驱动电路基板20及SAW模块30上的板状部件。驱动电路基板20及SAW模块30配置于外壳10和密封板40之间。密封板40具有至少使压电元件基板露出的开口41。例如,密封板40由不锈钢构成。
顶盖50配置于密封板40上。顶盖50具有入口51及出口52,并具有从入口51到出口52的空气流路。气溶胶通过从入口51向出口52的空气流从SAW模块30向出口52导出。顶盖50也可以具有提高空气流路的气密性的O型圈53。例如,顶盖50由具有耐热性的聚碳酸酯等树脂构成,O型圈53也可以由具有弹性的硅胶等树脂构成。出口52的位置是任意的,但也可以设置于密封板40的开口41的正上方。根据这种结构,能够有效地引导从SAW模块30向正上方产生的气溶胶,能够缩短气溶胶的流路。出口52也可以具有过滤件。
(SAW模块)
以下,对实施方式的SAW模块进行说明。图3是表示从压电元件基板31的表面侧观察SAW模块30的俯视时的图。图4是表示SAW模块30的截面的图。
如图3及图4所示,SAW模块30具有:压电元件基板31、电极(由主体部分32及梳形电极对33构成的IDT)、贯通孔34、散热机构35。压电元件基板31构成为,利用通过以高频率(共振频率)对梳形电极对33施加电压而产生的SAW将液体雾化。
压电元件基板31具有配置主体部分32及梳形电极对33的表面31F和设置于表面31F的相反侧的背面31B。压电元件基板31包含通过施加电压而进行伸缩的压电体。压电元件基板31中,也有时将配置梳形电极对33的部分称为配置部分30A。压电体只要至少构成表面31F即可。作为压电体,可以使用由石英、钛酸钡、铌酸锂等陶瓷等构成的已知的压电体。
主体部分32与电源500电连接。主体部分32具有与作为梳形电极对33的一方的第一梳形电极33A一体的第一主体部分32A、与作为梳形电极对33的另一方的第二梳形电极33B一体的第二主体部分32B。第一主体部分32A及第二主体部分32B在相对于SAW的行进方向A的正交方向B上夹着配置部分30A配置。从电池输出的电力通过主体部分32供给至梳形电极对33。
梳形电极对33具有第一梳形电极33A及第二梳形电极33B。第一梳形电极33A及第二梳形电极33B在SAW的行进方向A上交替地配置。第一梳形电极33A具有从第一主体部分32A沿着正交方向B延伸的形状。第二梳形电极33B具有从第二主体部分32B沿着正交方向B延伸的形状。例如,梳形电极对33由实施了镀金的金属等构成。
贯通孔34是从背面31B到表面31F贯通压电元件基板31的孔。贯通孔34形成将液体从背面31B向表面31F引导的流路。在从表面31F的侧观察的俯视时,贯通孔34具有SAW的行进方向A上的最大宽度WMAX和正交方向B上的最大长度LMAX。最大长度LMAX比最大宽度WMAX大。换言之,贯通孔34具有正交方向B上较长的形状(例如,椭圆形状或长方形状)。在贯通孔34为椭圆形状或长方形状的情况下,贯通孔34的长边轴只要沿着正交方向B即可。沿着正交方向B只要贯通孔34的长边轴相对于正交方向B倾斜45°以下即可。最大长度LMAX优选比正交方向B上的配置部分30A(例如,第一梳形电极33A及第二梳形电极33B的重叠部分)的长度大。如图3所示,贯通孔34优选包含夹着梳形电极对33的至少两个贯通孔。根据这种结构,SAW和液体的相互作用增大,通过相同的电力雾化的液体的量增大。
散热机构35是构成为吸取由于压电元件基板31的端部中的表面弹性波的反射而产生的热的机构。散热机构35包含由具有比压电元件基板31的热传导性高的热传导性的材料构成的散热层及珀耳帖元件的至少任一方。散热机构35具有与贯通孔34连续的贯通孔35A。贯通孔35A是用于将液体向压电元件基板31的表面31F引导的孔。在图4所示的例子中,散热机构35是配置于压电元件基板31的背面31B的散热层。但是,实施方式不限定于此。例如,散热机构35只要与压电元件基板31接触即可,也可以配置于压电元件基板31的表面31F。散热机构35也可以是珀耳帖元件。散热机构35也可以包含散热层及珀耳帖元件双方。例如,作为散热层,也可以使用铝、铜、铁等的金属,也可以使用碳、氮化铝、陶瓷。例如,珀耳帖元件也可以利用粘接剂(油脂,环氧树脂,金属糊剂)贴合于压电元件基板31。粘接剂的热传导性优选比0.1W/m/K高。另外,粘接剂的热传导性优选比0.5W/m/K高。粘接层越薄越好,较薄的粘接层可通过丝网印刷实现。
如图4所示,在压电元件基板31的背面31B侧设置以将液体供给至压电元件基板31的方式构成的液体供给部60。液体供给部60经由贯通孔34及贯通孔35A将液体供给至压电元件基板31的表面31F。
例如,液体供给部60为注射泵。这种情况中,贯通孔34及贯通孔35A构成液体的流路。注射泵也可以是手动式,也可以是电动式。
图4中,示例液体供给部60为注射泵的情况,但实施方式不限定于此。例如,液体供给部60也可以是通过毛细现象供给液体的部件。在这种情况下,液体供给部60包含吸起液体的毛细部件,贯通孔34及贯通孔35A构成用于使毛细部件通过的孔。毛细部件的第一端至少到达液体贮存部200,毛细部件的第二端到达SAW模块30。毛细部件在贯通孔34及贯通孔35A的截面上,配置于截面的至少一部分。毛细部件也可以利用源自天然的纤维质材料、源自植物的纤维材料、合成纤维材料的至少任一种构成。例如,源自天然的纤维质材料也可以是植物干燥物、植物干燥物的裁断物、烟叶的裁断物、果实干燥物、果实干燥物的裁断物、蔬菜干燥物、蔬菜干燥物的裁断物的至少任一种。例如,源自植物的纤维材料也可以是脱脂绵、麻纤维的至少任一种。毛细部件也可以是成形为片状的植物干燥物的裁断物、例如滤纸或烟草片的裁断物等。
另外,液体供给部60也可以是注射泵及毛细部件的组合。也可以在贮存于液体贮存部200的液体的余量为阈值以上的情况下,利用毛细部件供给液体,在液体的余量低于阈值的情况下,利用注射泵供给液体。也可以基于规定基准,通过控制部400分别使用注射泵及毛细部件。
液体供给部60在液体贮存部200为烟弹的情况下,也可以根据烟弹的装配将液体自动地供给至SAW模块30。液体供给部60在设置用于驱动香味吸取器1的电源开关的情况下,也可以根据电源开关的接通将液体自动地供给至SAW模块30。
如图4所示,SAW模块30也可以包含涂层36。涂层36也可以包覆压电元件基板31的全部,也可以包覆压电元件基板31的一部分。涂层36也可以设置于贯通孔34的内侧。根据这种结构,能够抑制液体向压电元件基板31的接触。另外,通过适当堆积涂布材料,涂层36除了贯通孔34的内侧之外,还可以设置于贯通孔35A的内侧。根据这种结构,能够进一步抑制液体向压电元件基板31的接触。
涂层36只要由抑制伴随液体的附着等使压电元件基板31改性的材料构成即可。例如,涂层36也可以由聚丙烯及聚乙烯等的高分子材料构成。涂层36也可以由金属、碳、特氟纶(注册商标)、玻璃、聚对二甲苯、二氧化硅、二氧化钛、或氮化硅、氮氧化硅、氧化铝那样的陶瓷材料等构成。
在这样的前提下,压电元件基板31具有基于由SAW雾化的期望气溶胶决定的数量的梳形电极对33。具体而言,梳形电极对33的数量基于由SAW雾化的气溶胶的雾化效率决定。梳形电极对33中包含的、彼此相邻的电极的间隔及行进方向上的电极的宽度根据基于由SAW雾化的气溶胶的期望粒径设定的频率决定。
在此,期望气溶胶是在个数浓度的峰值含有期望粒径的气溶胶的气溶胶。雾化效率是在供给至梳形电极对33的电力恒定的情况下气溶胶的个数浓度的高低。个数浓度是每单位体积中包含的气溶胶的粒子的数量。例如,亚微米的液滴的个数浓度为108个/cm3以上。
实施方式中,供给至梳形电极对33的电力由具有雾化单元100的香味吸取器所具备的电池提供。在这种环境下,供给至梳形电极对33的电力优选为3W以上。通过电力为3W以上,适当产生液体的雾化。另一方面,供给至梳形电极对33的电力优选为10W以下。通过电力为10W以下,能够在电池可供给的电力及容量等的制约下,一边抑制梳形电极对33、压电元件基板及液体的过加热等,一边适当控制供给至梳形电极对33的电力。
一般而言,供给至梳形电极对33的电力的减少能够抑制SAW模块30的过加热,但也引起气溶胶量的减少。在这样的前提下,在抑制SAW模块30的过加热的观点上,供给至梳形电极对33的电力的量也可以由PWM(Pulse Width Modulation脉冲宽度调制)控制。根据这种结构,能够一边抑制由SAW产生的气溶胶量的减少,一边利用PWM抑制SAW模块30的过加热。
在这种电力的制约下,梳形电极对33的数量优选为10以上。根据这种结构,能够以较高的雾化效率将液体雾化。另一方面,梳形电极对33的数量优选为80以下。根据这种结构,频带不会过于狭窄,即便考虑到雾化单元100的制造差异及不同的条件(温度,压力,湿度等)下的共振频率的差异,也能够实现适当的雾化。
相互相邻的电极的间隔及行进方向上的电极的宽度根据供给至梳形电极对33的电力的频率必然地决定。频率越高,相互相邻的电极的间隔越狭窄,气溶胶的粒径越小。在这种关系下,例如,具有峰值的个数浓度的期望粒径也可以为0.2μm~1.0μm。在这种情况下,频率优选为20MHz以上。根据这种结构,能够将具有峰值的个数浓度的粒径收敛于期望粒径的范围。另一方面,频率优选为200MHz以下。根据这种结构,电极的间隔不会过于狭窄,能够降低比最小电力(例如,3W)高的电力下的电极发生短路的可能性。
如所上述,应留意到发明人等进行了深入研究,结果得到在可供给至梳形电极对33的电力受到限制的条件下,基于气溶胶的雾化效率决定梳形电极对33的数量的新的见解。还应留意到,发明人等得到根据基于气溶胶的期望粒径设定的频率决定电极的间隔(即,频率)的见解。还应留意到,发明人等基于雾化效率可根据电极的间隔(即,频率或期望粒径)改变的见解,得到基于期望气溶胶决定梳形电极对33的数量的新的见解。期望气溶胶是以期望分布包含期望粒径的气溶胶的气溶胶。
另外,发明人等进行了深入研究,结果得到,在梳形电极对33的重复部分的长度(以下,H)和SAW的波长(以下,λ0)的比例(以下,R)为规定范围的情况下,气溶胶的雾化效率高的新的见解。R(=H/λ0)优选为10以上,优选为150以下。另外,R优选低于70,优选为50以下。在此,λ0通过供给至梳形电极对33的电力的频率(以下,f)和SAW的传播速度(以下,v)的比例(v/f)表示。f与电极的间隔及行进方向上的电极的宽度具有相关性,v与设置梳形电极对33的压电元件基板的种类(特性)具有相关性。换言之,梳形电极对33的重复部分的长度、电极的间隔及压电元件基板的种类优选以满足10≦R≦150的关系的方式决定。根据这种结构,能够提供气溶胶的雾化效率高的雾化单元100。
(贯通孔的形状)
以下,对实施方式的贯通孔的形状进行说明。图5是用于说明气溶胶的产生机制的图。
如图5所示,从贯通孔34露出的液体中、相对接近与SAW接触的部分的部分构成薄膜部分71。从贯通孔34露出的液体中、相对远离与SAW接触的部分的部分构成厚膜部分72。从薄膜部分71雾化的气溶胶81的粒径比从厚膜部分72雾化的气溶胶82的粒径小。因此,在期望粒径为较小的粒径(例如,0.2μm~1.0μm)的情况下,在从表面31F的侧观察压电元件基板31的俯视时,增大薄膜部分71的面积是有效的。从这种观点来看,优选贯通孔34具有最大长度LMAX比最大宽度WMAX大的形状。
另外,当假定拥有具有与最大长度LMAX相当的直径的圆形状的贯通孔时,从贯通孔露出的液体的面积过大,在用户使香味吸取器1倾斜的情况下,也存在液体向压电元件基板31上流出的可能性。从这种观点来看,也优选贯通孔34具有最大长度LMAX比最大宽度WMAX大的形状。
(作用及效果)
根据实施方式,梳形电极对33的数量基于期望气溶胶决定。因此,可供给至梳形电极对33的电力受到限制的雾化单元100中,能够通过提高液体的雾化效率提供适当的雾化单元。
[变更例1]
以下,对实施方式的变更例1进行说明。以下,主要说明相对于实施方式的不同点。
在变更例1中,与实施方式一样,贯通孔34具有最大长度LMAX比最大宽度WMAX大的形状。在这样的前提下,如图6所示,贯通孔34设为降低由贯通孔34反射的SAW的反射波和由梳形电极对33生成的SAW的干涉。具体而言,贯通孔34的长边轴优选相对于正交方向B倾斜。也可以贯通孔34的长边轴相对于正交方向B倾斜30°以上且45°以下。此外,贯通孔34的形状不限定于图6所示的椭圆形状,也可以是矩形形状。
另外,贯通孔34也可以具有椭圆形状及矩形形状以外的形状。在这种情况下,也设为降低由贯通孔34反射的SAW的反射波和由梳形电极对33生成的SAW的干涉。例如,贯通孔34的至少一部分由贯通孔34和SAW接触的边缘线划成,边缘线与相对于SAW的行进方向A的正交方向B倾斜。在此,边缘线也可以具有与正交方向B平行的部分。但是,边缘线的至少一半以上的部分优选相对于正交方向B倾斜。边缘线的至少一半以上的部分优选相对于正交方向B倾斜30°以上且45°以下。在贯通孔34为椭圆形状或长方形状的情况下,也可以贯通孔34的长边轴相对于正交方向B倾斜30°以上且45°以下。
根据这种结构,通过以高频率(共振频率)对梳形电极对33施加电压而产生的SAW难以被由贯通孔34反射的SAW的反射波干涉。因此,压电元件基板31的耐久性提高,气溶胶的雾化效率也提高。
[变更例2]
以下,对实施方式的变更例2进行说明。以下,主要说明相对于实施方式的不同点。
在变更例2中,SAW模块30具有将从贯通孔34露出的液体和配置部分30A隔开的分隔壁37。分隔壁37优选覆盖配置部分30A的整体。另外,分隔壁37也可以构成为,将从入口51到出口52的空气流路和配置部分30A隔开。根据这种结构,能够抑制伴随液体的附着及从入口51导入的空气的碰撞而产生的梳形电极对33的劣化。
如图7所示,分隔壁37也可以以在配置部分30A和贯通孔34之间与压电元件基板31的表面31F接触的方式设置于表面31F。根据这种结构,能够可靠地抑制伴随液体的附着等的梳形电极对33的劣化。分隔壁37也可以不包覆压电元件基板31的整体。典型地,分隔壁37也可以设置于从压电元件基板31的端部离开0.5mm(典型的薄膜的宽度)的位置。
在这种情况下,在比贯通孔34靠梳形电极对33侧设置雾化区的情况下,分隔壁37也可以以在配置部分30A和雾化区之间与压电元件基板31的表面31F接触的方式设置于表面31F。
如图8所示,分隔壁37也可以以在配置部分30A和贯通孔34之间不与压电元件基板31的表面31F接触的方式设置于表面31F。能够避免SAW的传播被分隔壁37妨碍的情况,并且在某程度上抑制伴随液体的附着等的梳形电极对33的劣化。另外,为了传播SAW而设置的分隔壁37和表面31F之间的间隙也可以为数微米程度。如果是这种间隙,则能够充分抑制梳形电极对33的劣化。
在这种情况下,在比贯通孔34靠梳形电极对33侧设置雾化区的情况下,分隔壁37也可以以在配置部分30A和雾化区之间不与压电元件基板31的表面31F接触的方式设置于表面31F。
[变更例3]
以下,对实施方式的变更例3进行说明。以下,主要说明相对于实施方式的不同点。
在变更例3中,如图9所示,在梳形电极对33和贯通孔34之间,与贯通孔34连续的亲水性层38设置于压电元件基板31的表面31F。例如,亲水性层38由特氟纶(注册商标)树脂、玻璃纤维等构成。亲水性层38可通过公知的亲水化处理技术形成。例如,亲水化处理技术也可以是醋酸盐等的亲水性高分子膜的形成、类金刚石碳成膜处理、等离子处理、表面凹凸处理、或它们的组合等。根据这种结构,从贯通孔34露出的液体容易移动至亲水性层38,容易在亲水性层38上形成液体的薄膜。因此,能够从形成于亲水性层38上的薄膜产生较小的粒径的气溶胶。例如,在期望粒径为较小的粒径(例如,0.2μm~1.0μm)的情况下,优选设置亲水性层38。
[变更例4]
以下,对实施方式的变更例4进行说明。以下,主要说明相对于实施方式的不同点。
在变更例4中,设置有显示香味吸取器1的状态的显示装置。显示装置也可以设置于香味吸取器1的外壳1X的外表面,也可以与香味吸取器1分体地设置。在显示装置与香味吸取器1分体的情况下,显示装置具有与香味吸取器1进行通信的功能。显示装置包含液晶或有机EL等的显示屏。显示装置也可以显示贮存于液体贮存部200的液体的余量,也可以显示由用户执行的抽吸动作的次数。
[实验结果]
(第一实验)
以下,对第一实验进行说明。第一实验中,通过变更梳形电极对33的数量,通过目视确认气溶胶的雾化状态。图10是表示第一实验的结果的图。
N=20的样品中,梳形电极对33的数量为20,以46.09MHz的频率对梳形电极对33施加9.5W的电力。N=40的样品中,梳形电极对33的数量为40,以46.42MHz的频率对梳形电极对33施加9.0W的电力。N=80的样品中,梳形电极对33的数量为80,以46.505MHz的频率对梳形电极对33施加8.0W的电力。
如图10所示确认到,N=40的样品的气溶胶量比N=20的样品的气溶胶量多,N=80的样品的气溶胶量比N=40的样品的气溶胶量多。根据这种实验结果,通过目视确认到梳形电极对33的数量越多,雾化效率越高。
此外,对梳形电极对33的数量为160的样品也进行了实验,但确认到这种样品中,通过同样的电力未产生雾化。认为这种结果是由于,如第二实验中进行说明,NBW过于狭窄,可使用的频率过于狭窄,因此因总是以最有效的频率驱动装置的技术上的困难性,而未产生适当的雾化。
(第二实验)
以下,对第二实验进行说明。第二实验中,通过变更梳形电极对33的数量,确认到NBW。图11是表示第二实验的结果的图。图11中,“N”为梳形电极对33的数量。“Frequency”为施加于梳形电极对33的交流电压的频率。“NBW”是以SAW的功率反射系数的程度比阈值小的SAW的共振频率为中心的频带。较小的程度的SAW的功率反射系数是指大量电能转换成机械能。即,以SAW的共振频率为中心的频带的NBW中,达成最大的能量转换。
如图11所示确认到,随着梳形电极对33的数量的增大,NBW(Null Bandwidth)变得狭窄。如所上述,对于N=160的样品确认到,NBW过于狭窄,可使用的频率过于狭窄,因此推定未产生适当的雾化。
这样,虽然根据第一实验的结果确认到,随着梳形电极对33的数量的增大而提高雾化效率,但根据第二实验的结果确认到,梳形电极对33的数量过多时,雾化效率反而降低。即,根据第一实验及第二实验的结果确认到,优选基于气溶胶的雾化效率决定梳形电极对33的数量。换言之,确认到梳形电极对33的数量优选以满足使NBW不低于规定宽度且气溶胶量为阈值以上的条件的方式决定。
(第三实验)
以下,对第三实验进行说明。对于3个样品确认到平均体积径(Dv50)的频率的效果。图12是表示第三实验的结果的图。
“Straight IDT-2.25mm”是具有拥有2.25mm的长度的直线形状的梳形电极对33的样品。“Straight IDT-4.5mm”是具有拥有4.5mm的长度的直线形状的梳形电极对33的样品。“Focussed IDT-50°”是具有拥有2.25mm的长度且拥有50°的中心角的扇形形状的梳形电极对33的样品。
如图12所示,无论梳形电极对33的设计均确认到,随着频率的增加,平均体积径(Dv50)变小。根据这种结果确认到,只要基于气溶胶的期望粒径决定电极的间隔及电极的宽度(即,频率)即可。
[变更例5]
以下,对实施方式的变更例5进行说明。以下,主要说明相对于实施方式的不同点。
在变更例5中,对施加于梳形电极对33的高频率的电压的振幅进行说明。
具体而言,在变更例5中,控制部400周期性地变更施加于梳形电极对33的高频率的电压的振幅。根据这种结构,能够抑制液滴从被压电元件基板31的表面31F引导的液体飞散。由此,能够有效地利用液体,能够实现稳定的气溶胶的雾化。详细而言,在高电压施加时,接近梳形电极对33的侧的液体(薄膜部分)中雾化气溶胶,在低电压施加时,促进由于雾化而减少的液体的供给。通过周期性地重复进行这些现象,能够抑制粗大粒子的生成,并且增大微粒子的雾化量。此外,优选以100Hz程度的周期重复进行高电压·低电压。
例如,如图13所示,高频的电压的周期性的振幅也可以描绘正弦波形状,也可以描绘矩形波形状,也可以描绘三角波形状,也可以描绘锯齿波形状。特别优选以高频率的电压的周期性的振幅描绘矩形波形状的方式施加高频率的电压。
[变更例6]
以下,对实施方式的变更例6进行说明。以下,主要说明相对于实施方式的不同点。
在变更例6中,对施加于梳形电极对33的电压的最佳频率的线形进行说明。最佳频率是SAW的功率反射系数的程度比阈值小的SAW的共振频率(例如,上述NBW的中心频率)。
首先,对在压电元件基板31的表面31F引导的液体的液体供给速度(μl/sec)和时间的关系上最佳频率变化的点进行说明。具体而言,如图14所示,准备液体供给速度不同的样品(图14中,12个样品),确认对梳形电极对33施加电压的时间和最佳频率的关系。但是,梳形电极对33的宽度恒定。根据这种确认结果,读取最佳频率随着时间的经过而变化,还读取这种变化根据液体供给速度不同而不同。因此,控制部400通过监视根据液体供给速度及时间经过而变化的最佳频率,并且以监视的最佳频率供给电力,而能够提高气溶胶的雾化效率。
接着,对在通过以高频率对梳形电极对33施加电压而产生的SAW的输出(W)和时间的关系上最佳频率变化的点进行说明。具体而言,如图15所示,准备SAW的输出不同的样品(图15中,5个样品),确认对梳形电极对33施加电压的时间和最佳频率的关系。但是,梳形电极对33的宽度恒定。根据这种确认结果,读取最佳频率随着时间的经过而变化,还读取这种变化根据SAW的输出不同而不同。因此,控制部400通过监视根据SAW的输出及时间经过而变化的最佳频率,并且以监视的最佳频率供给电力,而能够提高气溶胶的雾化效率。
[变更例7]
以下,对实施方式的变更例7进行说明。以下,主要说明相对于实施方式的不同点。
在变更例7中,对在压电元件基板31的表面31F引导的液体的液体供给速度(μl/sec)和通过以高频率对梳形电极对33施加电压而产生的SAW的输出(W)的关系进行说明。
首先,如图16所示,控制部400以SAW的输出在时刻t2达到期望水平的方式,从时刻tStart逐渐增大SAW的输出。控制部400在时刻tEnd使SAW的输出为零。另一方面,控制部400在时刻t1将液体供给速度增大至期望水平。控制部400在时刻tEnd使液体供给速度为零。时刻t1也可以是时刻tStart和时刻t2之间。
接着,如图17所示,控制部400以SAW的输出在时刻t2达到期望水平的方式,从时刻tStart逐渐增大SAW的输出。控制部400在时刻tEnd使SAW的输出为零。另一方面,控制部400以液体供给速度在时刻t3达到期望水平的方式,从时刻t1逐渐增大液体供给速度。控制部400在时刻tEnd使液体供给速度为零。时刻t1也可以是时刻tStart和时刻t2之间。时刻t3也可以是时刻t2之后。
此外,时刻tStart也可以是由传感器300检测到抽吸动作的开始的定时,也可以是按下用于进行抽吸动作的按钮的定时。时刻tEnd也可以是由传感器300检测到抽吸动作的结束的定时,也可以是不按下用于进行抽吸动作的按钮的定时。
如图16及图17所示,SAW的输出从时刻tStart逐渐增大,且在时刻tStart之后的时刻t1开始液体供给速度的增大,因此,在增大SAW的输出(W)的初始阶段,能够抑制大粒径的液滴从在压电元件基板31的表面31F引导的液体飞散。另外,如图17所示,通过逐渐增大液体供给速度,能够抑制大粒径的液滴的飞散。
[变更例8]
以下,对实施方式的变更例8进行说明。以下,主要说明相对于实施方式的不同点。
在变更例8中,设置检测气溶胶的状态的检测器。例如,控制部400也可以基于检测器的检测结果,反馈气溶胶的生成不良等错误。检测器也可以是检测气溶胶的生成中产生的微弱噪声的麦克风传感器。
如图18所示,检测器39也可以设置于压电元件基板31的背面31B。检测器39优选设置于夹着压电元件基板31的与液体相反的一侧。
如图19所示,检测器39也可以设置于压电元件基板31的表面31F。在将SAW的行进方向设为P方向的情况下,检测器39也可以在与P方向正交的Q方向上设置于液体旁边。检测器39优选不与液体接触。
如图20所示,检测器39也可以在压电元件基板31的表面31F上,设置于远离压电元件基板31的表面31F的位置。为了抑制检测器39和气溶胶的接触,优选在检测器39和气溶胶之间设置护罩39A。
[变更例9]
以下,对实施方式的变更例9进行说明。以下,主要说明相对于实施方式的不同点。
变更例9中,设置检测从贯通孔34露出的液体的传感器。例如,控制部400也可以基于传感器的检测结果,控制液体供给部60(液体供给速度等)。根据这种结构,通过精确的泵控制,能够防止雾化液体的向雾化部的过量供给和雾化部中的液体的枯竭,气溶胶的雾化的稳定性提高。
如图21所示,传感器71也可以是具有一对前端(例如,前端71A,71B)的电导率传感器。一对前端与贯通孔34相邻,利用从贯通孔34露出的液体进行电连接。传感器71根据一对前端间的电信号的传导度检测液体的存在。
如图22所示,传感器72也可以是具有2对以上的前端(例如,前端72A,72B等)的电导率传感器。2对以上的前端与贯通孔34相邻,利用从贯通孔34露出的液体电连接。但是,设置前端对的位置相互不同。根据前端对间的电信号的传导度能够监视薄膜的均匀性,通过使用传感器72,能够在设置前端对的位置检测液体的存在。
如图23所示,传感器73也可以是具有输出规定信号的发射器(例如,发射器73A)和接收规定信号的接收器(例如,接收器73B)的传感器。发射器73A及接收器73B夹着贯通孔34而配置,传感器73根据规定信号的传输程度检测液体的存在。发射器73A及接收器73B也可以利用薄膜固体垫构成。
如图24所示,传感器74也可以是具有输出SAW的发射器(例如,发射器74A)和接收SAW的接收器(例如,接收器74B)的SAW传感器。发射器74A及接收器74B夹着贯通孔34而配置,传感器74根据SAW的传输程度检测液体的存在。发射器74A及接收器74B也可以利用薄膜IDT构成。
如图25(a)及图25(b)所示,传感器75也可以是具有一对以上的电极(例如,前端75A,75B等)的静电容传感器。在这种情况下,一对以上的电极以跨过配置于雾化区的液体的方式配置。传感器75根据因液体的有无而产生的静电容的不同,检测是否存在液体。在这种情况下,也可以不设置贯通孔34。
[变更例10]
以下,对实施方式的变更例10进行说明。以下,主要说明相对于实施方式的不同点。
在变更例10中,对变更例8及变更例9的组合例进行说明。如图26所示,SAW模块30具有检测器81、传感器82、深度传感器83。
与变更例8中说明的检测器39一样,检测器81检测气溶胶的状态。与变更例9中说明的电导率传感器或SAW传感器一样,传感器82检测从贯通孔34露出的液体。深度传感器83检测贯通孔34的液体的深度(液体的表面水位)。深度传感器83也可以是根据电信号的传导度检测液体的存在的电导率传感器。
这种结构中,控制部400在气溶胶的雾化前后,如图26的上段所示,基于深度传感器83的检测结果,控制液体供给部60(液体供给速度等)。例如,控制部400以液体维持成期望深度的方式控制液体供给部60。根据这种结构,气溶胶的雾化的响应性提高。
控制部400在气溶胶的雾化中,如图26的下段所示,基于检测器81的检测结果,反馈气溶胶的生成不良等的错误。控制部400也可以将错误通知给用户,也可以停止香味吸取器1(例如,雾化单元100)的动作。另外,控制部400基于传感器82的检测结果,控制液体供给部60(液体供给速度等)。根据这种结构,气溶胶的雾化的稳定性提高。
另外,也可利用深度传感器83控制雾化中的液体量。在利用深度传感器83检测到液体的量的减少的情况下,控制部400基于深度传感器83的检测结果,控制液体供给部60(液体供给速度等)。根据这种结构,在雾化中,适量控制液体的量,因此,气溶胶的雾化的稳定性提高。
另外,虽然未图示,但作为深度传感器83,也可以设置可检测的深度不同的两个以上的深度传感器。在这种情况下,容易在可检测的深度不同的深度传感器的范围内适当控制溶液量。例如,在利用可检测第一深度的液体的深度传感器检测到液体,且利用可检测比第一深度浅的第二深度的液体的深度传感器未检测到液体的情况下,能够检测液体的深度为第一深度和第二深度之间。
[变更例11]
以下,对实施方式的变更例11进行说明。以下,主要说明相对于实施方式的不同点。
在变更例11中,对在压电元件基板31的表面31F引导液体的方法进行说明。具体而言,如图27所示,在压电元件基板31的表面31F设置供给端口34X、亲水性层38A、疏水性层38B及疏水性层38C。
供给端口34X是供给液体的点。供给端口34X设置于SAW的行进路径外。因此,供给端口34X不需要为上述贯通孔34,也可以是从压电元件基板31的表面31F侧供给液体的点。
亲水性层38A与供给端口34X连续,在SAW的行进路径内具有引导液体的图案。疏水性层38B设置于比亲水性层38A接近梳形电极对33的侧,并从亲水性层38A分开地设置。疏水性层38C设置于比亲水性层38A远离梳形电极对33的一侧,并从亲水性层38A分开地设置。能够利用疏水性层38B及疏水性层38C,限制液体从亲水性层38A的移动,能够缩小SAW相对于液体的接触角度,气溶胶的雾化效率提高。
根据这种结构,不需要设置贯通孔34,因此,容易设置包覆压电元件基板31的涂层36。
[变更例12]
以下,对实施方式的变更例12进行说明。以下,主要说明相对于实施方式的不同点。
在变更例12中,对向压电元件基板31的表面31F供给液体的方法进行说明。具体而言,如图28所示,在压电元件基板31的表面31F设置亲水性层38D及芯绳90。
亲水性层38D设置于SAW的行进路径上。亲水性层38D具有长度L及宽度W,构成将气溶胶雾化的雾化区。芯绳90与亲水性层38D连续,向亲水性层38D供给液体。芯绳90也可以具有维持芯绳90的形状的芯绳芯91和保持液体的保持层92。与压电元件基板31的表面31F接触的芯绳芯91优选利用具有可利用芯绳芯91反射在压电元件基板31传输的SAW的硬度的金属或塑料构成。保持层92也可以利用通过毛细现象供给液体的毛细部件构成。
根据这种结构,不需要设置贯通孔34,因此,容易设置包覆压电元件基板31的涂层36。
[变更例13]
以下,对实施方式的变更例13进行说明。以下,主要说明相对于实施方式的不同点。
在变更例13中,对向压电元件基板31的表面31F供给液体的方法进行说明。具体而言,如图29所示,在压电元件基板31的表面31F设置亲水性层38E及部件84。另外,在压电元件基板31的表面31F上设置液体贮存部200及驱动部61。
亲水性层38E设置于SAW的行进路径上,构成将气溶胶雾化的雾化区。部件84也可以是检测液体的存在的传感器,也可以是检测气溶胶的状态的检测器。
液体贮存部200及驱动部61构成向亲水性层38E附近滴下液体的装置。例如,液体贮存部200也可以具有贮存液体并且将液体滴下的喷嘴。驱动部61也可以是从产生喷嘴滴下液体的驱动力的部件(例如,马达)。
根据这种结构,不需要设置贯通孔34,因此,容易设置包覆压电元件基板31的涂层36。
[变更例14]
以下,对实施方式的变更例14进行说明。以下,主要说明相对于实施方式的不同点。
在变更例14中,对向压电元件基板31的表面31F供给液体的方法进行说明。具体而言,如图30及图31所示,SAW模块30具有引导液体的引导部件610。压电元件基板31被涂层36包覆。
引导部件610在压电元件基板31的边缘部分设置于压电元件基板31的表面31F。引导部件610具有距压电元件基板31的表面31F具有规定高度的形状。引导部件610也可以由具有较高的热传导性的材料(例如,金属或陶瓷)构成。引导部件610具有流路611、临时贮存部612、引导狭缝613。流路611构成液体的流路。临时贮存部612临时性地贮存经由流路611供给的液体。引导狭缝613相对于压电元件基板31的表面31F倾斜。引导狭缝613将从临时贮存部612溢出的液体通过自重及/或毛细力向压电元件基板31的表面31F引导。作为引导狭缝613,也可以设置两个以上的引导狭缝。
根据这种结构,利用设置于压电元件基板31的边缘部分的引导部件610,能够在远离压电元件基板31的边缘部分的位置配置雾化区,能够抑制边缘部分的涂层36的剥离。另外,不需要设置贯通孔34,因此,容易设置包覆压电元件基板31的涂层36。
在变更例14中,示例从压电元件基板31的背面31B供给液体的情况,但变更例14不限定于此。液体也可以从引导部件610的横向供给,也可以从引导部件610的上方供给。在液体从引导部件610的上方供给的情况下,也可以不设置上述流路611。
或者,液体也可以经由贯通孔34供给。在这种情况下,引导部件610以流路611与贯通孔34连通的方式设置,能够在远离贯通孔34的边缘部分的位置配置雾化区,能够抑制边缘部分的涂层36的剥离。
或者,如图32所示,SAW模块30也可以具有引导液体的引导部件610A。引导部件610A利用内部具有微小的流路的塑料或金属等的部件构成,设置于压电元件基板31的表面31F。引导部件610A向压电元件基板31的表面31F和引导部件610A之间的微小空间引导含浸于引导部件610A的液体。引导部件610A将液体从微小空间向压电元件基板31的表面31F上引导。
或者,如图33所示,SAW模块30也可以具有引导液体的引导部件610B。引导部件610B利用在内部具有微小的流路的塑料或金属等的部件构成,并设置于压电元件基板31的表面31F。引导部件610B将含浸于引导部件610B的液体沿着引导部件610B的斜面613B向压电元件基板31的表面31F上引导。
根据图32或图33所示的结构,与图30及图31所示的结构一样,能够在远离压电元件基板31的边缘部分的位置配置雾化区,能够抑制边缘部分的涂层36的剥离。
[变更例15]
以下,对实施方式的变更例15进行说明。以下,主要说明相对于实施方式的不同点。
在变更例15中,对SAW模块30的基板结构的变化进行说明。具体而言,如图34所示,SAW模块30具有压电元件基板621、平板622、缓冲件623、雾化表面层624。图34中,省略基板结构以外的结构(例如,梳形电极对33)。
压电元件基板621与上述压电元件基板31一样。平板622是与压电元件基板31不同的基板,例如,是铝质平板。缓冲件623位于压电元件基板621的表面及侧面,由使从压电元件基板621产生的SAW向雾化表面层624传输的缓冲液体构成。例如,缓冲液体为甘油。雾化表面层624设置于缓冲件623及平板622上,并设置将气溶胶雾化的雾化区。例如,雾化表面层624由不锈钢平板构成。在这种情况下,也可以从雾化表面层624的表面侧供给液体。
根据这种结构,能够向与压电元件基板621不同的雾化表面层624传输SAW,能够避免液体(香料溶液)向压电元件基板621的接触。例如,相当于上述贯通孔34的贯通孔也可以设置于平板622。
[变更例16]
以下,对实施方式的变更例16进行说明。以下,主要说明相对于实施方式的不同点。
在变更例16中,对在从压电元件基板31的背面31B供给液体的情况下,压电元件基板31的边缘部分的形状的变化进行说明。边缘部分是与雾化区相邻的部分。对边缘部分实施倒角加工。根据这种结构,通过降低雾化区的能量密度,能够抑制边缘部分的涂层36的剥离。
在此,如图35所示,边缘部分的倒角加工也可以是直线状的倒角加工,如图36所示,也可以是圆状的倒角加工。边缘部分也可以是贯通孔34的边缘部分。
[变更例17]
以下,对实施方式的变更例17进行说明。以下,主要说明相对于实施方式的不同点。
在变更例17中,对雾化区的变化进行说明。具体而言,如图37所示,SAW模块30作为雾化区具有两个以上的狭窄的槽631(在此,槽631A~槽631D)。各槽631具有沿着相对于SAW的行进方向的正交方向延伸的形状。向各槽631供给液体。供给至各槽631的液体的量也可以越接近梳形电极对33而越多。图37中省略,但压电元件基板31被涂层36包覆。
根据这种结构,利用两个以上的槽分散SAW的能量,因此,抑制雾化区的涂层36的剥离,端部的适当的涂布的坚固度增大。
[变更例18]
以下,对实施方式的变更例18进行说明。以下,主要说明相对于实施方式的不同点。
在变更例18中,对在压电元件基板31的表面31F引导液体的方法进行说明。具体而言,如图38所示,SAW模块30具有印刷电极641~印刷电极643。设置两个液体贮存部200(液体贮存部200A及液体贮存部200B)。贮存于液体贮存部200A的液体也可以与贮存于液体贮存部200B的液体不同。
印刷电极641~印刷电极643利用相互相邻的印刷电极的电压差输送液体。例如,印刷电极641A输送贮存于液体贮存部200A的液体,印刷电极641B输送贮存于液体贮存部200B的液体。印刷电极642输送从印刷电极641A及印刷电极641B供给的液体的混合物。印刷电极643A及印刷电极643B输送从印刷电极642供给的液体的混合物。印刷电极643A的一部分及印刷电极643B的一部分各自构成雾化区。
构成雾化区的印刷电极的宽度也可以比不构成雾化区的印刷电极(例如,印刷电极642)的宽度大,也可以通过特定的方法驱动,使液体的块向两个以上的方向同时吸取。根据这种结构,不构成雾化区的印刷电极的宽度较小,因此,能够实现不构成雾化区的印刷电极的省空间化。以向两个以上的方向同时吸取液体的块的方式驱动,因此,能够将雾化区的液体设为平坦,能够缩小SAW相对于液体的接触角度。
[变更例19]
以下,对实施方式的变更例19进行说明。以下,主要说明相对于实施方式的不同点。
在变更例19中,对散热机构的变化进行说明。具体而言,如图39~图41所示,在SAW模块30的背面设置涂层651及粘接层652。涂层651也可以利用金属构成。粘接层652也可以利用焊锡构成。
在这样的前提下,如图39所示,SAW模块30经由粘接层652与热导电部件653及电路基板654粘接。热导电部件653利用金属等的热传导部件构成,具有柱状部分653A及平板部分653B。柱状部分653A贯通电路基板654,平板部分653B配置于电路基板654的背面。电路基板654由容易粘接于粘接层652的部件构成,并具有供柱状部分653A穿过的贯通孔。
或者,如图40所示,SAW模块30经由粘接层652粘接于散热器655。散热器655利用金属等的热传导部件构成。
或者,如图41所示,SAW模块30也可以经由粘接层652粘接于热导电部件653及电路基板654,之后向平板部分653B粘接散热器655(图39及图40的组合)。
[变更例20]
以下,对实施方式的变更例20进行说明。以下,主要说明相对于实施方式的不同点。
在变更例20中,对液体供给部的变化进行说明。在此,示例液体供给部具有液体贮存部的情况。
首先,如图42所示,液体供给部60也可以具有外壳661、泵662、活塞663。外壳661具有驱动活塞663的液体666及生成气溶胶的液体667。液体666及液体667利用活塞663隔开。外壳661具有连通外壳661和泵662的流路661A、连通外壳661和泵662的流路661B。外壳661具有喷出液体667的喷出口661C。
在此,泵662通过液体666的回流使活塞663移动。例如,泵662经由流路661A将液体666吸起,并且经由流路661B将液体666返回至外壳661,由此,使活塞663前进。由此,泵662能够从喷出口661C喷出液体667。泵662也可以是压电泵。
根据这种结构,用于液体667的喷出的液体666不与液体667混合,因此,能够降低杂质混入液体667中的可能性。另外,生成气溶胶的液体667不通过泵662,因此,能够抑制液体667的变质。另外,可根据液体666的回流量特定活塞663的移动量,可根据活塞663的移动量特定液体667的余量。
在图42中,作为驱动活塞663的介质示例液体666,但也可以使用气体代替液体666。
在此,如图43所示,液体供给部60也可以除了图42所示的结构之外,还具有泵668。泵668通过液体666的回流使活塞663移动。泵668经由流路669A吸起液体666,并且经由流路669B将液体666返回至外壳661,由此,使活塞663后退。泵668也可以是压电泵。
接着,如图44所示,液体供给部60具有外壳671、袋672。外壳671收纳袋672及空气676,并且在外壳671内具有供给空气676的入口671A。袋672收纳生成气溶胶的液体677,并且具有喷出液体677的喷出口672A。喷出口672A也可以与外壳671成为一体。
在此,袋672利用具有挠性的部件构成。由此,从入口671A向外壳671内供给空气676时,袋672能够通过空气676的压力喷出液体677。
根据这种结构,用于液体677的喷出的空气676不与液体677混合,因此,能够降低杂质混入液体677的可能性。
图44中,作为加压袋672的介质,示例空气676,但也可以使用液体代替空气676。
[变更例21]
以下,对实施方式的变更例21进行说明。以下,主要说明相对于实施方式的不同点。
实施方式中没有特别提及,但压电元件基板31也可以通过激光切割切出。根据这种结构,压电元件基板31的边缘部分变得光滑,因此,压电元件基板31的耐久性及涂层36的粘接性提高。
[变更例22]
以下,对实施方式的变更例22进行说明。以下,主要说明相对于实施方式的不同点。
在变更例22中,如图45所示,雾化单元100具有顶盖710、引导壁711、传感器712。雾化单元100与实施方式一样,具有压电元件基板31及梳形电极对33。
顶盖710以覆盖由SAW雾化的气溶胶的侧方及上方的方式设置。在顶盖710的上端设置排出气溶胶的开口710A。
引导壁711以与顶盖710的内壁不允许间隙地与顶盖710的内壁接触的方式设置。引导壁711与压电元件基板31分开地配置,在压电元件基板31和引导壁711之间设置贯通孔34。在图45中,作为引导壁711,设置引导壁711A及引导壁711B。
向设置于压电元件基板31和引导壁711A之间的贯通孔34A,从液体供给部(例如,注射泵)供给第一液体。同样,向设置于压电元件基板31和引导壁711B之间的贯通孔34B,从液体供给部(例如,注射泵)供给第二液体。第一液体及第二液体也可以相同种类的液体,也可以是不同种类的液体。
与变更例9等一样,传感器712检测从贯通孔34露出的液体。也可以基于传感器712的检测结果,控制液体供给部60(液体供给速度等)。图45中,作为传感器712,设置检测从贯通孔34A露出的第一液体的传感器712A及检测从贯通孔34B露出的第二液体的传感器712B。
在图45中省略,但也可以利用O型圈及密封圈等的密封部件,抑制第一液体及第二液体的泄漏。
[变更例23]
以下,对实施方式的变更例23进行说明。以下,主要说明相对于实施方式的不同点。
在变更例23中,如图46所示,雾化单元100除了图45所示的结构之外,还具有碰撞板721及分离体722。
碰撞板721以覆盖第一液体的雾化区的方式配置。碰撞板721具有通过惯性碰撞收集从第一液体产生的气溶胶中包含的粗大粒子(例如,10微米程度)的功能。气溶胶中包含的微粒子不会被碰撞板721收集,从碰撞板721和压电元件基板31之间的间隙向开口710A(即,用户的口腔)引导。
被碰撞板721收集的粗大粒子也可以返回至雾化区。返回至雾化区的粗大粒子也可以再次被雾化。或者,被碰撞板721收集的粗大粒子也可以不再利用于雾化,而使用多孔性吸收部件或储存槽等回收部件回收。
在图46中,未设置覆盖第二液体的雾化区的碰撞板,但也可以设置覆盖第二液体的雾化区的碰撞板。第一液体及第二液体也可以是相同种类的液体,也可以是不同种类的液体。根据碰撞板的有无,能够供给包含期望粒径的粒子的气溶胶。
在图46中,示例第一液体及第二液体分别雾化的情况,但第一液体及第二液体也可以在混合后被雾化。碰撞板721也可以覆盖混合液的雾化区的方式配置,也可以设置于吸口。
分离体722设置于第一液体的雾化区和第二液体的雾化区之间。分离体722抑制从第一液体产生的气溶胶和从第二液体产生的气溶胶的混合,直到气溶胶从开口710A排出。根据这种结构,在第一液体及第二液体不同的种类的液体的情况下,能够抑制从不同的液体产生的气溶胶的混合。特别是在再利用从各液体产生的气溶胶中包含的粗大粒子的情况下,优选抑制从不同的液体产生的气溶胶的混合。
另外,也可利用分离体722收集比被碰撞板721收集的粗大粒子大的特大粒子(例如,100微米程度)。此外,在不使用碰撞板721的情况下,例如,也可利用分离体722收集100微米程度的特大粒子。
被分离体722收集的特大粒子也可以返回至雾化区。返回至雾化区的特大粒子也可以再次被雾化。或者,被分离体722收集的粗大粒子也可以不再利用于雾化,而利用多孔性吸收部件或储存槽等的回收部件回收。
图46中,设置有碰撞板721,但如图47所示,也可以设置过滤件725代替碰撞板721。过滤件725是设置于顶盖710内的任意位置的纤维层过滤件或粒子充填层过滤件。通过变更过滤件725的纤维直径、粒径,充填率、充填长度,可最佳地设计粗大粒子的收集效率。
顶盖710也可以具有入口726。从入口726到开口710A的空气或气溶胶的流路形成于顶盖710内。根据这种结构,能够抑制顶盖710内的气溶胶的滞留,并将供给至口腔的气溶胶的量最佳化。入口726也可以设置于图45及图46的顶盖710。
[实验结果]
以下,对实验结果进行说明。在实验中,作为液体使用蒸留水,作为施加于梳形电极对的电压的频率,使用了50MHz。在实验中,确认到气溶胶中包含的粒子的粒径分布。实验结果如图48所示。
在图48中,表示以粒子的个数为基准进行确认的粒径分布及以粒子的体积为基准进行确认的粒径分布。对于粒子的个数,确认到粒径分布具有单一的峰值,但对于粒子的体积,确认到粒径分布具有两个峰值(约0.6微米及约8微米)。
在这种情况下,通过使用变更例23(参照图46或图47)中说明的碰撞板721或过滤件725,选择性地收集约8微米的粒子,由此,能够调整,使以粒子的体积为基准的粒径分布保持单一峰值(约0.6微米)。
[变更例24]
图49是表示图1所示的香味吸取器1的除去传感器300、控制部400、及电源500的单元的外观的一例的立体图。图50是图49所示的单元的纵剖视图。图51是图49所示的单元的分解立体图。如图49~图51所示,单元1000具有吸嘴1001D、雾化单元1100、第一液体贮存部1200A、第二液体贮存部1200B。此外,以下,也有时将“香味吸取器”简称为“吸取器”。使用“吸取器”,不限于香味成分,能够吸取任意的可吸取的成分。
第一液体贮存部1200A和第二液体贮存部1200B收纳于构成图1所示的外壳1X的一部分的外壳1202的内部。本变更例中,第一液体贮存部1200A具有缸1204A、活塞1206A,在由缸1204A和活塞1206A划成的空间收纳第一液体。同样,第二液体贮存部1200B具有缸1204B和活塞1206B,在由缸1204B和活塞1206B划成的空间收纳第二液体。第一液体贮存部1200A及第二液体贮存部1200B也可以是可从外壳1202装卸地构成的烟弹。另外,第一液体贮存部1200A和第二液体贮存部1200B也可以作为一体的烟弹可同时装卸地构成。
本变形例中,第一液体和第二液体也可以是相同的液体。另外,第一液体和第二液体也可以是不同的液体。第一液体也可以至少包含尼古丁。另外,第一液体例如为了与尼古丁形成盐,也可以包含苹果酸、柠檬酸、酒石酸等的酸。另外,作为呈味成分,第一液体也可以包含:赤藓糖醇、盐、肌甙酸、谷氨酸、琥珀酸、它们的钠盐、它们的钾盐、异葎草酮、葫芦素、姜黄素、镰叶芹二醇、柚皮苷、苦木素、奎宁、核黄素、硫胺素、及儿茶素的至少一种。另外,作为使吸取的使用者体现体感的成分(体感成分),第一液体也可以包含辣椒素、胡椒碱、丁香酚、蒜素、异硫氰酸稀丙酯、姜辣素、肉桂醛、及它们的糖甙的至少一种。
第二液体也可以包含含有薄荷醇、柠檬烯、柠檬醛、沉香醇、香草精、香芹酮及它们的糖甙的至少一种的香料成分。第二液体也可以是包含乳化剂且被乳化的状态。作为乳化剂,能够使用:甘油脂肪酸酯、山梨醇酐脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯、卵磷脂、皂角苷、酪蛋白酸钠、氧乙烯脂肪酸醇、油酸钠、吗啉脂肪酸盐、聚氧乙烯高级脂肪酸醇、硬脂酰乳酸钙、磷酸单甘油酯铵等的乳化剂等。第二液体也可以包含甘油、丙二醇、乙醇等的溶剂。在第二液体使用疏水性的香料成分的情况下,能够通过在它们的溶剂中溶解香料成分而设为水溶液。另外,作为呈味成分,第二液体也可以包含:赤藓糖醇、盐、肌甙酸、谷氨酸、琥珀酸、它们的钠盐、及它们的钾盐、异葎草酮、葫芦素、姜黄素、镰叶芹二醇、柚皮苷、苦木素、奎宁、核黄素、硫胺素、儿茶素的至少一种。另外,作为使吸取的使用者体现体感的成分(体感成分),第二液体也可以包含辣椒素、胡椒碱、丁香酚、蒜素、异硫氰酸稀丙酯、姜辣素、肉桂醛、及它们的糖甙的至少一种。第一液体及第二液体的至少一种也可以与关于图1说明的液体贮存部200中贮存的液体相同。
如图50所示,在外壳1202中收纳马达1208A、齿轮箱1210A。向马达1208A,从图1所示的电源500供给电力。齿轮箱1210A能够将马达1208A的旋转方向的驱动力转换成活塞1206A的轴方向的驱动力。另外,齿轮箱1210A能够改变马达1208A的转速。同样,在外壳1202中收纳马达1208B和齿轮箱1210B,利用马达1208B及齿轮箱1210B驱动活塞1206B。马达1208B中,从图1所示的电源500供给电力。即,本变更例中,利用马达1208A、1208B、齿轮箱1210A、1210B,构成进行来自第一液体贮存部1200A及第二液体贮存部1200B的液体供给的液体供给部。此外,也可以利用单一马达及齿轮箱,驱动活塞1206A及活塞1206B双方。
如图50所示,雾化单元1100配置于第一液体贮存部1200A及第二液体贮存部1200B的上方,并利用螺丝等的固定件1002固定于外壳1202的上部。另外,吸嘴1001D利用螺丝等的固定件1004固定于雾化单元1100的上部。
如图51所示,雾化单元1100被第一盖1106和第二盖1107覆盖。第一盖1106在其上表面具有第一开口部1102和第二开口部1104。如后所述,第一开口部1102构成为,使第一液体被雾化而产生的第一气溶胶通过。如后所述,第二开口部1104构成为,使第二液体被雾化而产生的第二气溶胶通过。
接着,对图49~图51所示的雾化单元1100进行说明。图52是卸下第一盖1106和第二盖1107的雾化单元1100的分解立体图。图53是雾化单元1100的剖视图。图53中,为了便于说明,表示第一液体贮存部1200A及第二液体贮存部1200B。如图52所示,雾化单元1100具有基底部件1108、PCB板1109、具备梳形电极对1033的压电元件基板1031、一对引导壁1711A、1711B、顶盖1710。在基底部件1108和PCB板1109之间设置粘接片1110,PCB板1109相对于基底部件1108的位置被固定,并且抑制第一液体及第二液体的泄漏。
如图53所示,压电元件基板1031搭载于PCB板1109的上表面。在压电元件基板1031的背面侧设置与图3及图4所示的散热机构35一样的散热机构1035。此外,也可以代替散热机构1035,而采用图39-图41所示的散热机构。
另外,压电元件基板1031具有相互对置的一对边缘1031A及1031B。引导壁1711A设置于压电元件基板1031的边缘1031A侧,引导壁1711B设置于边缘1031B侧。引导壁1711A、1711B分别具有在上表面和下表面之间延伸的贯通孔1713A、1713B。另外,引导壁1711A、1711B分别具有与贯通孔1713A、1713B连通的凹部1714A、1714B。如图53所示,在引导壁1711A、1711B的下表面分别连接第一液体贮存部1200A及第二液体贮存部1200B。从第一液体贮存部1200A及第二液体贮存部1200B,由注射泵供给的液体(第一液体及第二液体)分别从下方向上方通过贯通孔1713A、1713B,并到达凹部1714A、1714B。到达凹部1714A、1714B的液体到达压电元件基板1031的边缘1031A及1031B,并通过梳形电极对1033的能量进行雾化。即,注射泵构成为,将第一液体及第二液体供给至压电元件基板1031的各个边缘1031A、1031B。
雾化单元1100还具有密封部件1111。密封部件1111作为整体为大致环状,并与引导壁1711A、1711B的上表面、及压电元件基板1031的上表面接触。由此,抑制到达凹部1714A、1714B的液体向引导壁1711A、1711B及压电元件基板1031的外侧流出。
雾化单元1100具有设置于PCB板1109的接点、与梳形电极对1033电连接的一对电接点1032A、1032B。另外,雾化单元1100具有检测液体的传感器1070。图52所示的例子中,传感器1070为电导率传感器。传感器1070的功能可与图21所示的传感器71的功能一样。另外,不限于此,作为检测液体的传感器,也可以采用图22-图25所示的发射器及接收器、或静电容传感器。
如图52及图53所示,顶盖1710具有用于气溶胶通过中央部的开口部1710a,并以从上方覆盖引导壁1711A、1711B、PCB板1109、及压电元件基板1031的方式配置。另外,在顶盖1710的侧方外周部和第一盖1106之间设置O型圈1113。
另外,如图53所示,顶盖1710的开口部1710a位于梳形电极对1033、压电元件基板1031的一对边缘1031A、1031B的上方。由此,一对边缘1031A、1031B中产生的来自第一液体的气溶胶和来自第二液体的气溶胶能够向顶盖1710的外部流出。另外,如图示,第一盖1106以覆盖压电元件基板1031的表面侧的方式设置。第一盖1106的第一开口部1102及第二开口部1104分别设置于压电元件基板1031的边缘1031A、1031B的正上方。由此,各个边缘1031A、1031B中产生的来自第一液体的气溶胶和来自第二液体的气溶胶能够分别通过第一开口部1102和第二开口部1104。因此,第一盖1106的第一开口部1102能够主要释放来自第一液体的气溶胶,第二开口部1104主要从第二液体释放气溶胶。
另外,如图53所示,第一盖1106以覆盖设置梳形电极对1033的配置部分的正上方,且不与梳形电极对1033接触的方式设置。由此,能够抑制边缘1031A、1031B中产生的气溶胶与梳形电极对1033接触而梳形电极对1033劣化,且能够防止妨碍梳形电极对1033产生的SAW的传播。第一盖1106和压电元件基板1031的间隙例如也可以为数微米程度。如果是这种间隙,则能够充分抑制梳形电极对33的劣化。
接着,对图49-图51所示的吸嘴1001D进行说明。图54是吸嘴1001D的侧剖视图。吸嘴1001D具有至少一部分弯曲的第一管路1016、大致直线状的第二管路1018、第三管路1020。如从图50判明,第一管路1016与第一盖1106的第一开口部1102连通,第二管路1018与第二开口部1104连通。即,第一管路1016界定第一液体被雾化而产生的第一气溶胶主要通过的第一流路1016a。另外,第二管路1018界定第二液体被雾化而产生的第二气溶胶主要通过的第二流路1018a。另外,第一气溶胶和第二气溶胶汇合并通过由第三管路1020界定的第三流路1020a。在第一管路1016的侧面形成第一空气入口1016b,在第二管路1018的侧面形成第二空气入口1018b。通过用户的吸取,空气从第一空气入口1016b及第二空气入口流入第一流路1016a及第二流路1018a各自。
判明在第一液体包含尼古丁和水的情况下,当利用梳形电极对1033产生的SAW雾化第一液体时,包含于气溶胶的粒子的粒径分布如图48的实验结果那样,在10微米附近(以下,称为粗大粒子)、亚微米(以下,称为亚微米粒子)出现峰值。根据图54所示的吸嘴1001D,通过第一流路1016a的气溶胶中、包含粗大粒子的气溶胶与第一管路1016的壁面碰撞且被收集。由此,能够从通过第一流路1016a的气溶胶除去包含粗大粒子的气溶胶,并将包含期望粒径的粒子的气溶胶供给至用户的口内。为了保持碰撞的气溶胶的粒子,优选在第一管路1016的壁面设置纤维充填层、粒子充填层、海绵、烧结体等的多孔性材料,或壁面本身利用多孔性材料形成。
另外,判明在第二液体包含香料成分的情况下,当利用梳形电极对1033产生的SAW雾化第二液体时,包含于气溶胶的粒子的粒径分布在10微米附近出现峰值。根据图54所示的吸嘴1001D,界定第二流路1018a的第二管路1018和界定第三流路1020a的第三管路1020形成为大致直线状。由此,即使从第二液体生成的气溶胶的粒子为粗大粒子,也能够抑制气溶胶收集于第二管路1018及第三管路的壁面。
图55是表示吸嘴1001D的另一例的侧剖视图。与图54所示的吸嘴1001D相比,图55所示的吸嘴1001D具备与第一流路1016a连通的空气入口1022的点不同。图55所示的吸嘴1001D中,第一管路1016的至少一部分也弯曲,第二管路1018形成为大致直线状。因此,通过第一流路1016a的气溶胶中、包含粗大粒子的气溶胶与第一管路1016的壁面碰撞且被收集。另外,即使从第二液体生成的气溶胶的粒子为粗大粒子,也能够抑制气溶胶收集于第二管路1018及第三管路的壁面。为了保持碰撞的气溶胶的粒子,优选在第一管路1016的壁面设置纤维充填层、粒子充填层、海绵、烧结体等的多孔性材料,或壁面本身利用多孔性材料形成。
图56是表示吸嘴1001D的又一例的立体图。如图56所示,吸嘴1001D具有:与图51等所示的雾化单元1100连接的基底部1024、从基底部1024向上方延伸的空气流路部1026、与空气流路部1026连接的分离部1028、空气出口1030。在空气流路部1026形成向空气流路部1026的未图示的空气流路供给空气的空气入口1024A。
图56所示的吸嘴1001D具有随着使用者的吸取而流入吸嘴1001D内的气溶胶一边旋转一边通过,且向空气出口1030引导的流路。具体而言,随着使用者的吸取而从空气入口1024A流入的空气掺入雾化单元1100中生成的气溶胶,通过空气流路部1026内的未图示的空气流路并到达分离部1028。此外,雾化单元1100中生成的来自第一液体的第一气溶胶可通过空气流路部1026的未图示的空气流路。分离部1028中,通过使气溶胶旋转,收集包含粗大粒子的气溶胶,包含亚微米粒子的气溶胶从空气出口1030流出。
另外,图56所示的吸嘴1001D具有雾化单元1100中生成的来自第二液体的第二气溶胶可通过的第二管路1018。本变更例中,第二管路1018从基底部1024成直角地延伸。第二管路1018与空气出口1030流体连通,第一气溶胶中的包含亚微米粒子的气溶胶从空气出口1030流入第二管路1018。第三管路1020从第二管路1018延长,第一气溶胶中的包含亚微米粒子的气溶胶和第二气溶胶通过。
图57是将图56所示的分离部1028及空气出口1030以截面表示的吸嘴1001D的概略图。分离部1028具有:与空气流路部1026的空气流路1026A连通的圆锥部1032、与圆锥部1032的前端侧(小径侧)连通的收集部1034、与圆锥部1032的后端侧(大径侧)连通的流出部1036。从空气流路1026A流入分离部1028的气溶胶在圆锥部1032旋转。此时,包含粗大粒子的气溶胶从空气的流动分离,并收集于圆锥部1032的壁面,收集的液体最终滴下至收集部1034,而被保持。另一方面,包含亚微米粒子的气溶胶即使在圆锥部1032中旋转,也不会附着于圆锥部1032的壁面,而沿着空气的流动从空气出口1030流入第二管路1018。
也能够在图54~图56所示的吸嘴1001D适当设置图46中说明的碰撞板721及图47中说明的过滤件725的至少任一项(相当于收集部件的一例)。由此,能够更适当地收集粗大粒子。作为碰撞板721,为了保持碰撞的气溶胶的粒子,优选利用纤维充填层、粒子充填层、海绵、烧结体等的多孔性材料形成。
图58是表示吸嘴1001D的又一例的侧剖视图。图59是表示通过图58所示的吸嘴1001D的空气的流动的概略侧视图。图59中,从第一空气入口1016b和第二空气入口1018b流入的空气的流动以箭头表示。图58及图59所示的吸嘴1001D与图54所示的吸嘴1001D一样,具有至少一部分弯曲的第一管路1016、大致直线状的第二管路1018、第三管路1020。第一管路1016与图51所示的第一盖1106的第一开口部1102连通,第二管路1018与第二开口部1104连通。即,第一管路1016界定第一液体被雾化而产生的第一气溶胶主要通过的第一流路1016a。另外,第二管路1018界定第二液体被雾化而产生的第二气溶胶主要通过的第二流路1018a。另外,第一气溶胶和第二气溶胶汇合并通过由第三管路1020界定的第三流路1020a。
另外,图58及图59所示的吸嘴1001D的第一流路1016a中,设置气流加速部件1037、气流加速部件1037的下游侧的收集部件1038。气流加速部件1037能够缩小第一流路1016a的流路,其结果,能够使朝向收集部件1038的第一气溶胶的流速上升。收集部件1038设置于通过气流加速部件1037的第一气溶胶碰撞的位置,且以相对于第一流路1016a的截面具有间隙的方式配置。图示的例子中,气流加速部件1037利用中央具有贯通孔的多孔性纤维层过滤件(中空过滤件)等形成,收集部件1038利用中实的多孔性纤维层过滤件(极细过滤件)等形成。
在第二流路1018a设置在中央具有孔的气流加速部件1039。气流加速部件1039例如遍及第二流路1018a总长而配置,且具有比气流加速部件1037大的内径。
如图59中由箭头所示,从第一空气入口1016b(图58中未图示)流入的空气掺入来自图51所示的第一开口部1102的第一气溶胶,并流入第一流路1016a。从第二空气入口1018b流入的空气掺入来自图51所示的第二开口部1104的第二气溶胶,并流入第二流路1018a。
流入第一流路1016a的第一气溶胶中、包含粗大粒子的气溶胶的一部分在通过由过滤件形成的气流加速部件1037时,可被收集于气流加速部件1037的内表面。另外,通过气流加速部件1037的第一气溶胶利用气流加速部件1037而增加流速,并与收集部件1038碰撞。由此,第一气溶胶中包含粗大粒子的气溶胶被收集部件1038收集,另一方面,包含亚微米粒子的气溶胶不会被收集部件1038收集,而通过收集部件1038和第一管路1016的壁面的间隙并到达第三流路1020a。通过利用气流加速部件1037增加第一气溶胶的流速,能够提高收集部件1038的包含粗大粒子的气溶胶的惯性收集效率。
如图示,第二管路1018形成为大致直线状,因此,能够抑制流入第二流路1018a的包含粗大粒子的第二气溶胶被收集于第二管路1018的壁面(气流加速部件1039的内表面),而到达第三管路1020。此外,气流加速部件1037、收集部件1038、及气流加速部件1039也可以利用纤维充填层、粒子充填层、海绵、烧结体等的多孔性材料形成。
图60是表示吸嘴1001D的又一例的侧剖视图。图61是表示通过图60所示的吸嘴1001D的空气的流动的概略侧视图。图60及图61所示的吸嘴1001D与图58及图59所示的吸嘴1001D相比,向吸嘴1001D供给空气的空气入口不同。具体而言,图60及图61所示的吸嘴1001D代替第一空气入口1016b及第二空气入口1018b,而具有位于第一管路1016和第二管路1018之间的空气入口1025。
空气入口1025从吸嘴1001D的图61的纸面跟前侧的侧面贯通至纸面进深侧的侧面。另外,如图61所示,空气入口1025与第一管路1016的第一流路1016a及第二管路1018的第二流路1018a连通。从空气入口1025流入的空气的一部分掺入来自图51所示的第一开口部1102的第一气溶胶,并流入第一流路1016a。另外,从空气入口1025流入的空气的剩余掺入来自图51所示的第二开口部1104的第二气溶胶,并流入第二流路1018a。另外,在该例的情况下,也可以在图51及图53所示的第一盖1106设置与第一开口部1102及第二开口部1104不同的开孔,使从空气入口1025流入的空气流入第一盖1106内,通过IDT(梳形电极对1033)的表面之后,向第一开口部1102及第二开口部1104流通。通过设为这种空气的流动,能够更可靠地防止在边缘1031A及边缘1031B生成的气溶胶附着于IDT。此外,这种空气的流动不限于图61所示的吸嘴1001D,其它的吸嘴1001D也能够采用。
图54~图61所示的吸嘴1001D设为具有第三管路1020的吸嘴进行了说明,但不限于此。即,图54~图61所示的吸嘴1001D也可以构成为,不具有第三管路1020,通过第一管路1016的第一气溶胶和通过第二管路1018的第二气溶胶分别独立地到达用户的口腔内。另外,变更例24中,第二液体设为通过IDT的表面弹性波的能量进行雾化的液体进行了说明,但不限于此,也可以通过原有的网孔型喷雾器等的其它适合的方法雾化。另外,图51及图53所示的第一盖1106及第二盖1107为了抑制EMC的放出,也可以利用金属形成。
<实验例1>
进行测定通过了图58及图59所示的吸嘴1001D的第一流路1016a及第三流路1020a的气溶胶的粒径分布的实验。实验中,将气溶胶的流量设为55mL/3s,作为气溶胶源,采用了将水设为96wt%、将苹果酸设为2wt%、将尼古丁设为2wt%的溶液。测定设备采用了Malvern株式会社制造的Spraytech。另外,在吸嘴1001D中未使用气流加速部件1037及收集部件1038的情况、使用了内径为
Figure BDA0002827791310000464
的气流加速部件1037的情况、使用了内径为
Figure BDA0002827791310000461
的气流加速部件1037的情况下进行实验。
图62是表示实验例1的气溶胶的粒径分布的测定结果的图表。此外,图62的纵轴设为总气溶胶粒径的体积分布累计值相当于每一次吸入的气溶胶重量的值,表示从体积分布转换的重量分布。此外,就每一次吸入的气溶胶重量而言,将以3秒钟等速吸取55ml时流出的气溶胶利用过滤件收集,并根据吸入前后的重量差进行评价。如图62所示,在吸嘴1001D未使用气流加速部件1037及收集部件1038的情况下,在10微米附近出现粒径分布的峰值。另一方面,在使用了收集部件1038和内径为
Figure BDA0002827791310000465
的气流加速部件1037的情况、及使用了收集部件1038和内径为
Figure BDA0002827791310000466
的气流加速部件1037的情况下,均没有10微米程度的粒径的分布。更具体而言,在使用了收集部件1038和内径为
Figure BDA0002827791310000468
的气流加速部件1037的情况下,几乎没有2微米以上的粒径分布,在使用了收集部件1038和内径为
Figure BDA0002827791310000467
的气流加速部件1037的情况下,几乎没有5微米以上的粒径分布。另一方面,亚微米粒子的粒径分布在各个情况下几乎没有改变。根据以上的实验结果判明,在使用了气流加速部件1037及收集部件1038的情况下,包含粗大粒子的气溶胶被收集,亚微米粒子能够到达第三流路1020a。
<实验例2>
进行确认吸取通过了图58及图59所示的吸嘴1001D的第一流路1016a及第三流路1020a的气溶胶时的对咽喉的不适感的实验。实验中,作为气溶胶源,采用将水设为96wt%、将苹果酸设为2wt%、将尼古丁设为2wt%的溶液,相对于5名代表,确认使用吸嘴1001D进行吸取时的对咽喉的不适感。另外,与实验例1一样,在吸嘴1001D未使用气流加速部件1037及收集部件1038的情况、使用了内径为
Figure BDA0002827791310000462
的气流加速部件1037的情况、使用了内径为
Figure BDA0002827791310000463
的气流加速部件1037的情况下进行实验。
图63表示对咽喉的不适感的图表及表示评价表。就对咽喉的不适感而言,使用图63所示的评价表评价各代表吸入气溶胶时感到的对咽喉的不适感的强度。具体而言,分别评价5名代表使用未使用气流加速部件1037及收集部件1038的吸嘴1001D吸取气溶胶时及各例中的对咽喉的不适感。各代表不仅能够记录在评价表的数字上,而且能够记录于例如2和3之间等、任意位置。结果的解析中,利用规尺测量记录的位置,并数值化。图63的图表的错误栏表示相对于可靠度为95%时的母集团平均的可靠区间。
此外,实验中,使用尼古丁2wt%、苹果酸2wt%、水96wt%的溶液,以共振频率23.9MHz供给11W的电力使其雾化。吸嘴1001D使用了图60及图61所示的零件。雾化时的溶液体供给量设定成5mg/sec,被验者在任意的时间吸入雾化的气溶胶,并评价此时感到的对咽喉的不适感。
如图63的图表所示,在使用了内径为
Figure BDA0002827791310000471
的气流加速部件1037的情况、使用了内径为
Figure BDA0002827791310000472
的气流加速部件1037的情况下,与吸嘴1001D未使用气流加速部件1037及收集部件1038的情况相比,对咽喉的不适感明显降低,可以说在香味感觉上优选。
此外,在图63的情况下,使用了气流加速部件1037及收集部件1038的情况比未使用它们的情况降低每单位时间吸入的尼古丁量。为了评价其影响,调整使用的尼古丁的溶液浓度,在每单位时间吸入的尼古丁量成为相同的情况下也进行评价,但图63的倾向未改变(未图示)。也就是,对咽喉的不适感主要因素是粒子的尺寸,通过降低粗大粒子能够降低对咽喉的不适感。
如所上述,根据实验例1,在使用了气流加速部件1037及收集部件1038的情况下,包含粗大粒子的气溶胶被收集,亚微米粒子能够到达第三流路1020a。因此,实验例2中也判明,在使用了同样的气流加速部件1037及收集部件1038的情况下,包含粗大粒子的气溶胶被收集,亚微米粒子能够到达第三流路1020a即使用者的口腔内。另外,实验例2中,在使用了气流加速部件1037及收集部件1038的情况下,能够大幅降低对咽喉的不适感,得到期望的味道。即,吸嘴1001D通过使用气流加速部件1037及收集部件1038,能够收集包含粗大粒子的气溶胶,其结果可以说,能够大幅降低对咽喉的不适感。
一般而言,已知从燃烧时的香烟释放的粒子尺寸为0.2微米程度。另一方面,如所上述,从变更例24的雾化单元1100产生的气溶胶中,除了亚微米粒子之外,还可包含10微米程度的粗大粒子。因此,变更例24的单元1000中,通过采用图58所示的吸嘴1001D,能够一边大幅降低粗大粒子一边使亚微米粒子到达使用者的口腔内。其结果,能够得到类似于燃烧香烟的香味感觉。此外,图54-图57所示的吸嘴1001D也能够一边降低粗大粒子一边使亚微米粒子到达使用者的口腔内,因此,能够提供与图58所示的吸嘴1001D类似的香味感觉。
[变更例25]
变更例25中,对检测供给至图52所示的压电元件基板1031的边缘1031A及1031B的液体的传感器1070进行说明。例如,图1所示的控制部400也可以基于传感器1070的检测结果,驱动作为图50所示的液体供给部的马达1208A及1208B,并控制从第一液体贮存部1200A及第二液体贮存部1200B分别供给至边缘1031A及1031B的液体的液体供给速度及液体供给量。在供给至边缘1031A及1031B的液体较少的情况下,不能得到充分的雾化量,在供给的液体较多的情况下,雾化的气溶胶的粒径变大。具体而言,此时,产生包含具有比粗大粒子大的100微米程度的粒径的特大粒子或具有比特大粒子更大的粒径的粒子的气溶胶。因此,控制部400基于传感器1070的检测结果控制液体供给部的驱动,由此,能够向压电元件基板1031的边缘1031A及1031B供给恒定量的液体。其结果,能够实现充分的雾化量,并且防止具有比粗大粒子大的粒径的气溶胶的产生。
图64是将图52所示的雾化单元1100的一部分提取表示的放大图。具体而言,图64中,表示有图52所示的雾化单元1100中的PCB板1109、具备梳形电极对1033的压电元件基板1031、引导壁1711A、密封部件1111、传感器1070。
图64中,传感器1070具有相互对置的一对传感器电极(检测部)1070A及1070B。传感器电极1070A及1070B例如利用实施了镀金的铜等的金属构成。另外,传感器电极1070A及1070B安装于PCB板1109,并与设置于PCB板1109的接点电连接。在此,传感器电极1070A及1070B经由密封部件1111配置于压电元件基板1031的上方。例如,传感器电极1070A及1070B从压电元件基板1031的表面分开0.1mm(±0.05mm)地设置。在将传感器电极1070A及1070B设置于压电元件基板1031的表面的情况下,由于在压电元件基板1031传播的SAW的振动,存在传感器电极1070A及1070B剥离,或传感器电极1070A和传感器电极1070B的相对位置产生偏差可能性。因此,通过使传感器电极1070A及1070B从压电元件基板1031的表面分开,能够防止传感器电极1070A及1070B剥离及传感器电极1070A和传感器电极1070B的相对位置的偏差,而得到精确的检测结果。
传感器电极1070A具有一端侧与设置于PCB板1109的接点电连接的矩形形状的基底部1071A、从基底部1071A的另一端侧向传感器电极1070B突出的凸部1072A。另外,传感器电极1070B具有一端侧与设置于PCB板1109的接点电连接的矩形形状的基底部1071B、从基底部1071B的另一端侧向传感器电极1070A突出的凸部1072B。此外,基底部1071A及1071B也可以具有矩形形状以外的形状。凸部1072A及凸部1072B与供给液体的边缘1031A相邻,通过从边缘1031A供给的液体电连接。传感器1070将与凸部1072A和凸部1072B之间的液量相应的电信号的传导度作为检测结果进行输出。传感器1070输出的电信号的传导度随着供给至边缘1031A的液体变多而变大。因此,能够根据电信号的传导度的大小,判断向边缘1031A供给适当的量的液体、向边缘1031A供给过量的液体、或供给至边缘1031A的液体的量不足。
控制部400在基于从传感器1070输出的电信号的传导度,判断为向边缘1031A供给过量的液体的情况下,以使从第一液体贮存部1200A供给至边缘1031A的液体的液体供给速度或液体供给量减少的方式驱动马达1208A。另外,控制部400在基于从传感器1070输出的电信号的传导度,判断为供给至边缘1031A的液体的量不足的情况下,以使从第一液体贮存部1200A向边缘1031A供给的液体的液体供给速度或液体供给量增加的方式驱动马达1208A。由此,能够向边缘1031A供给适当的恒定量的液体,能够实现充分的雾化量,并且防止具有比粗大粒子大的粒径的气溶胶的产生。此外,图64中,将边缘1031A侧提取表示,但边缘1031B侧也具有一样的结构,控制部400基于传感器1070的检测结果,与边缘1031A侧的情况一样地驱动马达1208B。
接着,对于压电元件基板1031和传感器电极1070A及1070B的位置关系、以及压电元件基板1031和引导壁1711A的位置关系,一边参照实验结果一边说明。在此,如图64所示,将凸部1072A的前端和凸部1072B的前端的间隔设为C1,将边缘1031A和凸部1072A及凸部1072B的边缘1031A侧的边的间隔设为C2,将边缘1031A和引导壁1711A的边缘1031A侧的端面的间隔设为L1。
首先,将间隔C1设为4mm,将间隔L1设为0.4mm,一边改变间隔C2,一边测定雾化单元1100中产生的气溶胶的雾化量。此外,间隔C1也可以以相当于梳形电极对1033的搭接长度的方式,根据SAW的输出宽度即产生气溶胶的宽度设定。该测定中,向梳形电极对1033供给10W的电力,并在卸下顶盖1710的状态下测定使试验用的液体雾化的情况的雾化量。图65是表示间隔C2和雾化量的关系的图表。图65中,横轴表示间隔C2(mm),纵轴表示每次抽吸的雾化量TPM/puff(mg)。此外,间隔C2为负值是指,凸部1072A及凸部1072B跨过边缘1031A并设置于引导壁1711A上。根据图65可知,在间隔C2为0.15mm的附近,雾化量最大。因此,期望间隔C2设为0.15mm(±0.05mm)。
接着,将间隔C1设为4mm,将间隔C2设为0.15mm,一边改变间隔L1,一边测定雾化单元1100中产生的气溶胶的雾化量。该测定中,向梳形电极对1033供给10W的电力,并在卸下顶盖1710的状态下测定使试验用的液体雾化的情况的雾化量。图66是表示间隔L1和雾化量的关系的图表。图66中,横轴表示间隔L1(mm),纵轴表示雾化量TPM/puff(mg)。根据图66可知,在间隔L1为0.25mm以上的区域,雾化量变大。因此,期望间隔L1设为0.25mm以上。
此外,本变更例中,对传感器1070为电导率传感器的情况进行了说明,但不限于此,作为检测液体的传感器,也可以采用图22-图25所示的发射器及接收器、或静电容传感器。
[变更例26A]
以下,对实施方式的变更例26A进行说明。以下,主要说明相对于实施方式的不同点。
变更例26A中,对施加于梳形电极对33的高频率的电压(以下,在变更例26A的说明中均称为“高频电压”。)的振幅进行说明。
具体而言,变更例26A中,控制部400周期性地变更施加于梳形电极对33的高频率的电压的振幅。在将振幅设为恒定并施加高频电压的情况下,耗电量变大,由此,有时导致压电元件基板31的过热,结果,根据周期性地变更振幅的结构,能够降低耗电量,防止压电元件基板31由于高温而破损。另外,根据这种结构,能够抑制液滴受到SAW作为大滴从在压电元件基板31的表面31F引导的液体飞散。图67是拍摄作为大滴飞散的液滴3210的示例的照片。此外,3220表示微粒子,3230表示在飞散后附着于压电元件基板31的表面31F的液滴。通过抑制作为大滴的液滴的飞散,能够有效地利用液体,能够实现稳定的气溶胶的雾化。详细而言,在高电压施加时,使接近梳形电极对33的侧的液体(薄膜部分)中雾化气溶胶,在低电压施加时,促进由于雾化而减少的液体的向薄膜部分的供给。通过周期性地重复进行这些现象,能够抑制规定大小以上的粒子的生成,并且增大微粒子的雾化量(也要参照图5及其相关说明。)。此外,优选以50Hz~500Hz程度,更优选以100Hz程度的周期重复进行高电压·低电压,即优选重复进行高频电压的振幅的增减。
高频电压的振幅的周期性的变更可通过将施加于梳形电极对33的高频电压设为被调制波,并基于规定波形的调制信号进行振幅调制而实现。控制部400为了使高频电压的振幅周期性地变化,也可以包含调制信号生成电路及调制电路等。
另外,高频电压的振幅的周期性的变更可通过控制部400将施加于梳形电极对33的高频电压的振幅以该振幅成为规定波形的波的方式变更而实现。在该情况下,控制部400不需要包含调制信号生成电路及调制电路等。
例如,如图68所示,高频的电压的周期性的振幅及形成这种周期性的振幅的上述调制信号也可以描绘正弦波形状,也可以描绘矩形波形状,也可以描绘三角波形状,也可以描绘锯齿波形状。特别优选以高频率的电压的周期性的振幅描绘矩形波形状的方式施加高频率的电压。控制部400可变更施加于梳形电极对33的高频电压的振幅,以通过交替地设置施加该高频电压的期间和不施加该高频电压的期间,使该振幅的经时的变化成为矩形波的形状。
在使用正弦波的情况下,该正弦波的周期能够通过数值计算或通过实验设定,以防止对梳形电极对33施加高频电压时的、压电元件基板31的高温引起的破损。除此之外或取而代之,该正弦波的周期能够通过数值计算或通过实验设定,以抑制雾化产生的规定大小以上的粒子的生成。
在使用矩形波的情况下,该矩形波的占空比能够通过数值计算或通过实验设定,以进行防止对梳形电极对33施加高频电压时的、压电元件基板31的高温引起的破损和并抑制雾化产生的规定大小以上的粒子的生成中的一方或双方。
在使用三角波的情况下,该三角波的上升时的倾斜和下降时的倾斜能够通过数值计算或通过实验设定,以进行防止对梳形电极对33施加高频电压时的、压电元件基板31的高温引起的破损,和抑制雾化产生的规定大小以上的粒子的生成中的一方或双方。
此外,更一般而言,三角波的“上升时的倾斜”可根据该三角波的一个周期中的、沿着与振幅平行的第一方向(例如,相当于图68的D1。)变化的期间(相当于同pSin+。)的长度和振幅的比特定。另外,更一般而言,三角波的“下降时的倾斜”可根据该三角波的一个周期中的、沿着与第一方向相反的第二方向变化的期间(相当于同pSin-。)的长度和振幅的比特定。
在使用锯齿波的情况下,该锯齿波的倾斜能够通过数值计算或通过实验设定,以进行防止对梳形电极对33施加高频电压时的、压电元件基板31的高温引起的破损,和抑制雾化产生的规定大小以上的粒子的生成中的一方或双方。
此外,更一般而言,锯齿波的“倾斜”可根据该锯齿波的一个周期的长度和振幅的比特定。
此外,上述作为大滴飞散的“液滴”包含具有比粗大粒子大的100微米程度的粒径的特大粒子及具有比特大粒子更大的粒径的粒子,但未必限定于此。因此,上述“规定大小以上的粒子”中的“规定的大小”例如也可以为100微米。
根据变更例26A的控制部400的至少一部分也可以利用处理器实现。例如,控制部400能够包含处理器和存储程序的存储器,该程序使该处理器作为根据变更例26A的控制部400的至少一部分发挥作用。
[变更例26B]
以下,对实施方式的变更例26B进行说明。变更例26B是变更了变更例26A的例子,以下,主要说明相对于变更例26A的不同点。
变更例26A中,周期性地变更了施加于梳形电极对33的高频电压的振幅,但变更例26B中,周期性地变更施加于梳形电极对33的高频电压的频率。根据这种结构,能够抑制液滴受到SAW并作为大滴从在压电元件基板31的表面31F引导的液体飞散。由此,能够有效地利用液体,能够实现稳定的气溶胶的雾化。详细而言,在以相对接近共振频率的频率施加高频电压时,使接近梳形电极对33的侧的液体(薄膜部分)中雾化气溶胶,在以相对远离共振频率的频率施加高频电压时,促进由于雾化而减少的液体的向薄膜部分的供给。通过周期性地重复进行这些现象,能够抑制规定大小以上的粒子的生成,并且增大微粒子的雾化量(也要参照图5及其相关说明。)。此外,优选以50Hz~500Hz程度,更优选以100Hz程度的周期重复进行高频电压的频率的变更。
高频电压的频率的周期性的变更可通过将施加于梳形电极对33的高频电压设为被调制波,并基于规定波形的调制信号进行频率调制而实现。控制部400为了周期性地变化高频电压的频率,也可以包含调制信号生成电路及调制电路等。另外,调制信号也可以描绘正弦波形状,也可以描绘矩形波形状,也可以描绘三角波形状,也可以描绘锯齿波形状。
在使用正弦波的情况下,该正弦波的周期能够通过数值计算或通过实验进行设定,以抑制雾化产生的上述规定大小以上的粒子的生成。
在使用矩形波的情况下,该矩形波的占空比能够通过数值计算或通过实验进行设定,以抑制雾化产生的上述规定大小以上的粒子的生成。
在使用三角波的情况下,该三角波的上升时的倾斜和下降时的倾斜能够通过数值计算或通过实验进行设定,以抑制雾化产生的上述规定大小以上的粒子的生成。
在使用锯齿波的情况下,该锯齿波的倾斜能够通过数值计算或通过实验进行设定,以抑制雾化产生的上述规定大小以上的粒子的生成。
根据变更例26B的控制部400的至少一部分也可以利用处理器实现。例如,控制部400能够包含处理器和存储程序的存储器,该程序也可以使该处理器作为根据变更例26B的控制部400的至少一部分发挥作用。
[变更例26C]
变更例26C是变更例26A和变更例26B的组合。即,变更例26C中,周期性地变更施加于梳形电极对33的高频电压的振幅及频率。变更振幅的周期和变更频率的周期也可以相同,也可以不同。
根据变更例26C的控制部400的至少一部分也可以利用处理器实现。例如,控制部400能够包含处理器和存储程序的存储器,该程序也可以使该处理器作为根据变更例26C的控制部400的至少一部分发挥作用。
[变更例26D]
以下,对实施方式的变更例26D进行说明。以下,主要说明相对于实施方式的不同点。
变更例26D中,对在压电元件基板31的表面31F引导的液体的液体供给速度(μl/sec)和通过以高频率对梳形电极对33施加电压而产生的SAW的输出(W)的关系进行说明。
首先,如图69所示,控制部400以SAW的输出在时刻t2达到期望水平的方式,从时刻tStart逐渐增大SAW的输出。控制部400在时刻tEnd将SAW的输出设为零。另一方面,控制部400在时刻t1将液体供给速度增大至期望水平。控制部400在时刻tEnd使液体供给速度为零。时刻t1也可以是时刻tStart和时刻t2之间。
接着,如图70所示,控制部400以SAW的输出在时刻t2达到期望水平的方式,从时刻tStart逐渐增大SAW的输出。控制部400在时刻tEnd将SAW的输出设为零。另一方面,控制部400以液体供给速度在时刻t3达到期望水平的方式,从时刻t1逐渐增大液体供给速度。控制部400在时刻tEnd使液体供给速度为零。时刻t1也可以是时刻tStart和时刻t2之间。时刻t3也可以是时刻t2之后。
此外,时刻tStart也可以是由传感器300检测到抽吸动作的开始的定时,也可以是按下用于进行抽吸动作的按钮的定时。时刻tEnd也可以是由传感器300检测到抽吸动作的结束的定时,也可以是不按下用于进行抽吸动作的按钮的定时。
如图69及图70所示,SAW的输出从时刻tStart逐渐增大,且在时刻tStart之后的时刻t1开始液体供给速度的增大,因此,在增大SAW的输出(W)的初始阶段,能够抑制大粒径的液滴受到SAW而作为大滴从在压电元件基板31的表面31F引导的液体飞散。另外,如图70所示,通过逐渐增大液体供给速度,能够抑制作为大滴的大粒径的液滴的飞散。
此外,要留意到变更例26D也应对在将振幅设为恒定并施加高频电压的情况下耗电量变大的问题。即,变更例26D中,SAW输出在时刻tStart为零,并逐渐增大至期望水平。这能够通过如下实现,将施加于梳形电极对33的高频电压的振幅以成为期望的SAW输出的方式变更。因此,根据变更例26D,与以从时刻tStart的时点得到规定水平的SAW输出的方式施加具有恒定的振幅的高频电压的情况相比,耗电量变小。
图71是用于实现上述处理的示例的流程图3000A。该流程图包含的各步骤也可以是控制部400执行的步骤。
此外,流程图3000A相当于一次吸取(抽吸),各吸取中也可以执行一样的处理。因此,也可以在流程图3000A表示的处理的结束后,立即再次开始该处理,流程图3000A中,也可以处理到达“END”后,处理进入“START”。在该情况下,流程图3000A表示的处理构成循环,但该循环也可以通过控制部400接收规定的信号(例如,表示电源ON的信号)而从“START”开始,通过控制部400接收另一规定的信号(例如,表示电源OFF的信号)而结束。
3010A表示判定是否检测到抽吸动作的开始的步骤。在检测到抽吸动作的开始的情况下,处理进入步骤3020A,在不是这样的情况下,重复进行步骤3010A。此外,也可以将该步骤中检测到抽吸动作的开始的时点设为上述时刻tStart。
3020A表示将施加于梳形电极对33的高频电压的振幅及分别表示向SAW模块30、更详细而言压电元件基板31的液体供给速度的参数A及v初始化成零的步骤。
3030A表示生成以A的大小的振幅对梳形电极对33施加高频电压、用于以v的大小的液体供给速度向压电元件基板31供给液体的信号的步骤。该信号也可以是向雾化单元100发送的信号。
3040A表示判定步骤3010A中检测到抽吸动作的开始后的经过时间t是否为第一规定时间以上か、换言之从检测到抽吸动作的开始是否经过第一规定时间的步骤。在判定为经过了第一规定时间的情况下,处理进入步骤3050A,在不是这样的情况下,处理进入步骤3060A。第一规定时间是相当于上述时刻t1-时刻tStart的时间。
3050A表示将参数v设定为规定值的步骤。该规定值是相当于液体供给速度的期望水平的值。
3060A表示判定经过时间t是否为第二规定时间以下、换言之从检测到抽吸动作的开始是否经过第二规定时间的步骤。在判定为未经过第二规定时间的情况下,处理进入步骤3070A,在不是这样的情况下,处理进入步骤3080A。第二规定时间是相当于上述时刻t2-时刻tStart的时间。
3070A表示参数A加上规定值ΔA的步骤。该规定值ΔA相当于与高频电压的振幅的期望水平相当的值除以上述时刻t2-时刻tStart的值的值乘以执行此次步骤3070A的时刻-执行上一次步骤3070A的时刻的值的值。如果步骤3070A的执行间隔恒定,ΔA看作常数。此外,在首次执行步骤3070A的情况下,ΔA也可以为零。
3080A表示判定是否检测到抽吸动作的结束的步骤。在探测到抽吸动作的结束的情况下,处理进入步骤3090A,在不是这样的情况下,处理返回至步骤3030A。
3090A表示生成用于停止高频电压对梳形电极对33的施加及液体对压电元件基板31的供给的信号的步骤。该信号也可以是发送至雾化单元100的信号。另外,也可以将该步骤的执行时点设为上述时刻tEnd。
图72是用于实现上述处理的另一示例的流程图3000B。流程图3000B包含的各步骤也可以是控制部400执行的步骤。此外,流程图3000B相当于一次吸取(抽吸),也可以在各吸取中执行一样的处理与流程图3000A一样。
3010B、3020B、3030B、3060B、3070B、3080B及3090B分别表示与流程图3000A包含的步骤3010A、3020A、3030A、3060A、3070A、3080A及3090A一样的步骤。
3040B表示在判定是否经过第一规定时间的点上与流程图3000A包含的步骤3040A一样的步骤,但在判定为经过了第一规定时间的情况下,进入流程图3000A中不包含一样的步骤的步骤3045B的点不同。
3045B表示判定经过时间t是否为第三规定时间以下、换言之从检测到抽吸动作的开始是否经过第三规定时间的步骤。在判定为未经过第三规定时间的情况下,处理进入步骤3050B,在不是这样的情况下,处理进入步骤3060B。第三规定时间是相当于上述时刻t3-时刻tStart的时间。
3050B表示参数v加上规定值Δv的步骤。该规定值Δv相当于与液体供给速度的期望水平相当的值除以上述时刻t3-时刻t1的值的值乘以执行此次步骤3050B的时刻-执行上一次步骤3050B的时刻的值的值。如果步骤3050B的执行间隔为恒定,则Δv看作常数。此外,在首次执行步骤3050B的情况下,Δv也可以为零。
上面说明的流程图中的第一规定时间、第二规定时间及第三规定时间的长度也可以通过数值计算或通过实验进行设定,以抑制雾化产生的规定大小以上的粒子的产生。
此外,上述作为大滴飞散的“大粒径的液滴”包含具有比粗大粒子大的100微米程度的粒径的特大粒子及具有比特大粒子更大的粒径的粒子,但未必限定于此。因此,上述“规定大小以上的粒子”的“规定的大小”例如也可以是100微米。
此外,根据变更例26D的控制部400的至少一部分也可以利用处理器实现。例如,控制部400能够包含处理器和存储程序的存储器,该程序也可以使该处理器作为根据变更例26D的控制部400的至少一部分发挥作用。
[变更例26E]
以下,对实施方式的变更例26E进行说明。以下,主要说明相对于实施方式的不同点。
变更例26E中,使用用于检测存在于压电元件基板31的应雾化的液体的量的传感器、例如上述传感器1070,获取存在于压电元件基板31的应雾化的液体的量,基于该量,控制应雾化的液体向压电元件基板31的供给,由此,抑制大粒径的液滴受到SAW而作为大滴从在压电元件基板31的表面31F引导的液体飞散。
图73是用于实现实施例26E的处理的示例的流程图3100。该流程图包含的各步骤也可以是控制部400执行的步骤。此外,流程图3100相当于一次吸取(抽吸),也可以在各吸取中执行一样的处理与流程图3000A一样。
3110表示生成用于向压电元件基板31供给应雾化的液体的信号的步骤。该信号也可以发送至雾化单元100。
3120表示判定存在于压电元件基板31(更详细而言,压电元件基板31的表面。以下一样)的应雾化的液体的量是否为第一规定范围内的步骤。在应雾化的液体的量为第一规定范围内的情况下,处理进入步骤3130,在不是这样的情况下,处理返回至步骤3110。
根据步骤3110及3120,向压电元件基板31供给第一规定范围的量的应雾化的液体。此外,第一规定范围的量也可以通过数值计算或通过实验设定,以从开始对通过后述步骤3160的梳形电极对33施加高频电压,抑制规定大小以上的粒子的产生。
3130表示判定是否检测到抽吸动作的开始的步骤。在检测到抽吸动作的开始的情况下,处理进入步骤3140,在不是这样的情况下,重复进行步骤3130。
3140表示设为将之后的步骤中使用的过量标志进行初始化即未设定该标志的状态的步骤。过量标志能够使用控制部400包含的存储器实现。
3141表示判定是否设定过量标志的步骤。在设定有过量标志的情况下,处理进入步骤3142,在不是这样的情况下,处理进入步骤3144。
3142表示判定存在于压电元件基板31的应雾化的液体的量是否低于第二规定范围的下限的步骤。在应雾化的液体的量低于第二规定范围的下限的情况下,处理进入步骤3143,在不是这样的情况下,处理进入步骤3160。
3143表示将过量标志初始化的步骤。步骤3143是与步骤3140一样的步骤。
3144表示判定存在于压电元件基板31的应雾化的液体的量是否为第二规定范围的上限以上的步骤。在应雾化的液体的量为第二规定范围的上限以上的情况下,处理进入步骤3145,在不是这样的情况下,处理进入步骤3150。
3145表示设定过量标志的步骤。
3150表示生成用于以参数v(t)的大小的液体供给速度向压电元件基板31供给液体的信号的步骤。该信号也可以是发送至雾化单元100的信号。
参数v(t)也可以是作为步骤3130中检测到抽吸动作的开始后的经过时间t的函数表示规定变化的参数。v(t)的值或规定时间的平均值需要在检测到抽吸动作的开始后至少经过恒定时间之后,比通过后述步骤3160的雾化产生的存在于压电元件基板31的液体的消耗速度大。但是,该规定变化也可以是在检测到抽吸动作的开始后临时为零且成为恒定,然后从零开始变大的变化。另外,参数v(t)也可以是随着时间为恒定的规定值。
根据步骤3140~3150,在存在于压电元件基板31的应雾化的液体的量成为第二规定范围的上限以上的情况下,不执行步骤3150,并停止向压电元件基板31供给应雾化的液体。另外,根据步骤3140~3150,在停止向压电元件基板31供给应雾化的液体后,存在于压电元件基板31的应雾化的液体的量低于第二规定范围的下限的情况下,执行步骤3150,并再次开始该供给。因此,根据步骤3140~3150,能够将存在于压电元件基板31的应雾化的液体的量设为第二规定范围内。
此外,第二规定范围的量也可以通过数值计算或通过实验设定,以通过对通过后述步骤3160的梳形电极对33施加高频电压,抑制规定大小以上的粒子的产生。在此,第二规定范围的量的上限及下限也可以分别是第一规定范围的量的上限及下限以上。因此,第二规定范围的量也可以与第一规定范围的量相等。
3160表示生成用于以参数A(t)的大小的振幅及参数f(t)的频率对梳形电极对33施加高频电压的信号的步骤。该信号也可以是发送至雾化单元100的信号。
参数A(t)及f(t)也可以是作为步骤3130中检测到抽吸动作的开始后的经过时间t的函数表示规定变化的参数。另外,参数A(t)及f(t)中的一方或双方也可以是随着时间为恒定的规定值。
3170表示判定是否探测到抽吸动作的结束的步骤。在探测到抽吸动作的结束的情况下,处理进入步骤3180,在不是这样的情况下,处理返回至步骤3141。
3180表示生成用于停止向梳形电极对33施加高频电压及向压电元件基板31供给液体的信号的步骤。该信号也可以是发送至雾化单元100的信号。
此外,上述作为大滴飞散的“大粒径的液滴”包含具有比粗大粒子大的100微米程度的粒径的特大粒子及具有比特大粒子更大的粒径的粒子,但未必限定于此。因此,上述“规定大小以上的粒子”中的“规定的大小”例如也可以为100微米。
此外,根据变更例26E的控制部400的至少一部分也可以利用处理器实现。例如,控制部400能够包含处理器和存储程序的存储器,该程序也可以使该处理器作为根据变更例26E的控制部400的至少一部分发挥作用。
[变更例27]
本发明的吸取器1能够构成为,相对于IDT的梳形电极对33总是以适当的频率施加电压。
图74是本变更例的吸取器1的动作方法的流程图。在此,作为吸取器1的控制部400执行所有的步骤的情况进行说明。但是,应留意,也可以利用吸取器1的一个或多个其它的构成要素执行至少一部分步骤。另外,要理解本变更例可作为由控制部400等的处理器执行时使该处理器执行方法的程序,或储存有该程序的计算机可读取的存储介质实施。也可以说图76、79、80A、80B、80C、81A、81B、81C、82及83所示的流程图也一样。
步骤4002中,控制部400判断是否探测到将贮存于液体贮存部200的液体雾化的要求。吸取器1也可以具有电源开关和用于液体雾化的驱动开关。电源开关和驱动开关也可以是分开的开关,同一的开关也可以具有电源开关的功能和驱动开关的功能。在电源开关和驱动开关为分开的开关的情况下,电源开关也可以为双列式封装开关。当电源开关设为ON时,也可以使液体供给到恒定量,直至可吸取的状态。驱动开关也可以为按钮状。也可以当用户按压驱动开关时,供给电力。一例中,控制部400也可以在按压驱动开关时,判断为探测到液体雾化要求。在另一例中,控制部400也可以构成为基于探测使用者的吸取,判断为探测到液体雾化要求。例如,吸取器1也可以具有压力传感器,控制部400也可以基于由压力传感器检测的压力的变化等,探测使用者的吸取。
在未探测到液体雾化要求的情况下(步骤4002的“N”),处理返回至步骤4002之前。在探测到液体雾化要求的情况下(步骤4002的Y”),处理进入步骤4004。
步骤4004中,控制部400监视梳形电极对33的共振频率。以下,对用于执行步骤4004的具体的结构进行说明。
图75表示吸取器1具备的控制电路4100的例子。控制电路4100构成为,能够控制施加于梳形电极对33的电压的频率,能够监视梳形电极对33的共振频率。该例中,控制电路4100除了控制部400之外,还具备:MEMS振荡器4102、DC/DC转换器4103、电力放大器4104、双向耦合器4106、电力检测器4108A及电力检测器4108B。控制部400通过与MEMS振荡器4102通信,能够控制MEMS振荡器4102的振荡频率。MEMS振荡器4102输出指示的振荡频率。DC/DC转换器4103将由控制部400指示的电压供给至电力放大器4104。电力放大器4104也可以构成为,与电源500连接,通过从DC/DC转换器供给的电压,放大从电源500供给的电压,且以从MEMS振荡器4102接收的振荡频率调制该电压。控制部400通过改变来自DC/DC转换器4103的供给电压,能够振幅调制从电力放大器4104输出的电压。一例中,该振幅调制的调制频率也可以为100Hz。
双向耦合器4106接收电力放大器4104的输出,将接收的输出的一部分供给至IDT的梳形电极对33,并将接收的输出的另一部分输出至电力检测器4108A。即,电力检测器4108A检测向梳形电极对33供给的顺方向的电力(或者,电压)。由电力检测器4108A检测的电力值进行模拟-数字转换,并供给至控制部400。双向耦合器4106还接收从梳形电极对33反射且返回的电力(或者,电压),并将接收的电力的至少一部分供给至电力检测器4108B。即,电力检测器4108B检测来自梳形电极对33的反向的电力。由电力检测器4108B检测的电力值进行模拟-数字转换,并供给至控制部400。
图76是表示图74的步骤4004中执行的处理的具体例的流程图。步骤4202中,控制部400以从多个不同的频率选择的频率对梳形电极对33施加电压。接着,步骤4204中,控制部400将从梳形电极对33反射的电力最小时施加于梳形电极对33的电压的频率决定为共振频率。
图77是具体地说明图76的处理中决定共振频率的方法的例子的图。对图77(a)进行说明时,控制部400决定用于共振频率的决定中使用的多个不同的频率(在此,f1~f9)。控制部400首先从该多个不同的频率选择f1,以输出振荡频率f1的信号的方式控制MEMS振荡器4102。电力放大器4104根据从MEMS振荡器4102接收的信号,并输出以频率f1变动的电压。该电压经由双向耦合器4106施加于IDT的梳形电极对33。在频率f1与梳形电极对33的共振频率完全不一致的情况下,供给至梳形电极对33的电力的一部分被反射,并经由双向耦合器4106输入电力检测器4108B。由此,控制部400能够得到反射的电力的值。图77(a)表示对于频率f1~f9各自绘制反射电力的图表。频率为f6时,从梳形电极对33反射的电力最小,因此,控制部400将f6决定为共振频率。
作为关于图77中说明的方法应预先决定的参数,可具有扫描的点(频率)的数量、扫描的频率范围、相邻的频率彼此的间隔等。图77(a)中,以频率为f1~f9的9个点进行扫描。相邻的频率彼此的间隔具有某程度的大小,因此,如图示,在通过扫描检测的共振频率f6和实际的共振频率之间可存在某程度的大小的差异。与之相对,如图77(b)所示,如果设定相同的频率范围,且扫描的频率的数量更多,则相邻的频率彼此的间隔变得狭窄。因此,可更精确地决定共振频率。这样,控制部400通过改变可设定的参数,能够灵活地应付对共振频率的检测要求的各种精度。
一例中,控制部400也可以检测以第一频率(例如,f1)对梳形电极对33施加电压时从梳形电极对33反射的第一电力。控制部400也可以接着检测以与第一频率相差第一值的第二频率(例如,f2)对梳形电极对33施加电压时从梳形电极对33反射的第二电力。在第二电力比第一电力小的情况下,控制部400也可以接着以与第二频率相差比第一值小的第二值的第三频率(例如,f3)对梳形电极对33施加电压。在该情况下,f2和f3之间的频率间隔也可以比f1和f2之间的频率间隔小地设定。根据该例,在施加于梳形电极对33的电压的频率与共振频率相差较远时,以较宽的频率间隔进行频率的扫描,随着施加的电压的频率接近共振频率,以较窄的频率间隔进行频率的扫描。因此,不需要遍及扫描的频率范围整体进行精细的扫描,因此,能够缩短共振频率的监视所需要的时间。
一例中,控制部400也可以一边使施加于梳形电极对33的电压的频率离散地增加或减少,一边监视来自梳形电极对33的反射电力。控制部400也可以在反射电力的值的倾向从减少改变成增加时结束以后的扫描,并将在反射电力最小时施加于梳形电极对33的电压的频率决定为共振频率。根据该例,能够缩窄扫描的频率范围,因此,能够缩短共振频率的监视所需要的时间。
一例中,控制部400也可以一边使施加于梳形电极对33的电压的频率离散地增加,一边监视来自梳形电极对33的反射电力。控制部400也可以在反射电力的值的倾向从减少改变成增加时,缩小施加于梳形电极对33的电压的频率的变化幅度,且使该频率离散地减少。根据该例,不需要遍及扫描的频率范围整体进行精细的扫描,因此,能够缩短共振频率的监视所需要的时间。
一例中,控制部400也可以一边使施加于梳形电极对33的电压的频率离散地减少,一边监视来自梳形电极对33的反射电力。控制部400也可以在反射电力的值的倾向从减少改变成增加时,缩小施加于梳形电极对33的电压的频率的变化幅度,且该频率を离散地增加。根据该例,不需要遍及扫描的频率范围整体进行精细的扫描,因此,能够缩短共振频率的监视所需要的时间。
一例中,控制部400也可以将多个不同的频率中、在雾化单元100进行的液体的雾化的开始前监视的共振频率、根据压电元件基板31的温度推定的共振频率、或最接近以前的吸取时的共振频率的频率决定为最初选择的频率。
图78A表示用于通过与图77中说明的方法不同的方法决定共振频率的、本变更例的吸取器1的结构的例子。除了具有主体部分32及梳形电极对33的IDT(以下,均称为第一IDT。)之外,具有主体部分4432及梳形电极对4433的第二IDT配置于压电元件基板31上。第二IDT也可以具有与第一IDT一样的结构。第二IDT配置于从第一IDT输出的SAW通过的位置。如图78A所示,第二IDT以第二IDT的交叉部分沿着SAW的传播方向与第一IDT的交叉部分至少局部重合的方式配置。第二IDT也可以比第一IDT缩小,也可以具有与第一IDT同程度的大小。在第二IDT比第一IDT小的情况下,如图78A所示,第二IDT也可以仅配置于第一IDT的一侧,也可以至少逐一配置于第一IDT的两侧。SAW的一部分利用第二IDT转换成电压及热,因此,从第一IDT输出且通过第二IDT时,SAW降低。因此,在第二IDT具有与第一IDT同程度的大小的情况下,不能说第二IDT配置于第一IDT的两侧是有效率的,应仅配置于第一IDT的一侧。
如上述例子,当在SAW通过的位置配置第二IDT时,可产生第二IDT的电极由于SAW带来的振动而剥离的问题。为了解决该问题,本变更例中,第一IDT及第二IDT也可以配置于压电元件基板31上之后,从其上方统一涂布。由此,能够避免振动引起的IDT的电极的剥离。
图78B表示第一IDT及第二IDT的配置的一例。在压电元件基板31上配置用于供给交流电压的第一IDT(供给用IDT)和能够检测供给的电压的频率的第二IDT(检测用IDT)。交流电压供给电路4442与第一IDT连接。电压检测电路4444与第二IDT连接。当利用交流电压供给电路4442对第一IDT供给电压时,在第一IDT的两侧产生SAW。如关于图78A进行的说明,第二IDT可采用各种尺寸。图78B的例子中,第二IDT具有与第一IDT同程度的尺寸。图78B中,从第一IDT向右方向传播的一侧的SAW用于液体的雾化,向左方向传播的一侧的SAW用于第二IDT进行的电压的检测。
图78C表示第一IDT及第二IDT的配置的一例。图78C的例子中,第二IDT比第一IDT小。第二IDT利用从第一IDT向左方向传播的SAW的一部分,拾取电力(电压)。该例中,能够将产生于第一IDT的两侧的SAW用于液体的雾化。
图78D表示第一IDT及第二IDT的配置的一例。该例中,第一IDT及第二IDT以基准电位共同的方式配置。在该例的情况下,第二IDT的梳形电极对的数量相对于第一IDT的梳形电极对的数量较少,因此,能够抑制SAW的降低并拾取电力(电压)。
图78A~图78D所示的第一IDT等的产生SAW的器件供给大电力时发热。这种器件中,阻抗匹配的频率为狭窄区域,因此,有时匹配频率由于温度变化而变化。在便携式设备中使用的情况下,要求低耗电量。因此,在检测匹配频率时,期望以低电力检测。因此,也可以在监视第一IDT的梳形电极对33的共振频率时,将比液体的雾化所需要的电力小的电力供给至第一IDT。而且,也可以在决定施加于梳形电极对33的电压的频率之后,相对于第一IDT供给雾化所需要的更大的电力。由此,能够降低监视共振频率时的耗电量。
图79是表示图74的步骤4004中执行的处理的具体例的流程图。图79的处理例如能够通过将图78A~图78D所示的结构应用于吸取器1而实现。步骤4502中,控制部400以从多个不同的频率(例如,f1~f9)选择的频率对梳形电极对33施加电压。接着,步骤4504中,控制部400将第二IDT中产生的电压最大时施加于梳形电极对33的电压的频率决定为共振频率。
一例中,控制部400也可以检测以第一频率(例如,f1)对梳形电极对33施加电压时第二IDT中产生的第一电压。控制部400也可以接着检测以与第一频率相差第一值的第二频率(例如,f2)对梳形电极对33施加电压时第二IDT中产生的第二电压。在第二电压比上述第一电压大的情况下,控制部400也可以接着以与第二频率相差比第一值小的第二值的第三频率(例如,f3)对梳形电极对33施加电压。
一例中,控制部400也可以一边使施加于梳形电极对33的电压的频率离散地增加或减少,一边监视第二IDT中产生的电压。控制部400也可以在第二IDT中产生的电压的值的倾向从增加改变成减少时结束以后的扫描,并将该电压最大时施加于梳形电极对33的电压的频率决定为共振频率。
一例中,控制部400也可以一边使施加于梳形电极对33的电压的频率离散地增加,一边监视第二IDT中产生的电压。控制部400也可以在第二IDT中产生的电压的值的倾向从增加改变成减少时,缩小施加于梳形电极对33的电压的频率的变化幅度,且使该频率离散地减少。
一例中,控制部400也可以一边使施加于梳形电极对33的电压的频率离散地减少,一边监视第二IDT中产生的电压。控制部400也可以在第二IDT中产生的电压的值的倾向从增加改变成减少时,缩小施加于梳形电极对33的电压的频率的变化幅度,且使该频率离散地增加。
一例中,控制部400也可以将多个不同的频率中、雾化单元100进行的液体的雾化的开始前监视的共振频率、根据压电元件基板31的温度推定的共振频率、或最接近以前的吸取时的共振频率的频率决定为最初选择的频率。
返回图74时,通过图75~图79中说明那样的结构及处理,在步骤4004中监视梳形电极对33的共振频率,基于监视的共振频率,决定施加于梳形电极对33的电压的频率。接着,步骤4006中,控制部400以决定的频率对梳形电极对33施加电压。
吸取器中,IDT对于电极间的距离等具有制造不均。另外,IDT的梳形电极对的共振频率根据吸取器的使用时的温度等而变化。由于这些原因,现有的吸取器不能在各种状况下得到充分的雾化量。与之相对,根据本变更例,能够监视梳形电极对的共振频率,并动态地控制应施加于梳形电极对的电压的频率。因此,即使梳形电极对的共振频率由于制造不均、温度等而变动,也能够相对于梳形电极对以适当的频率施加电压,能够在各种状况下得到充分的雾化量。
图80A是本变更例的吸取器1的动作方法的流程图。步骤4604A中,控制部400以吸取器1进入待机模式(将液体供给至为了雾化适当的位置,如果施加电压,则随时能够雾化的状态)的方式进行控制。控制部400也可以监视液面的位置,并判断是否将液体供给至适当的位置。控制部400还可监视液体的位置,且监视梳形电极对33的共振频率。或者,控制部400也可以在判断为将液体供给至适当的位置后,监视梳形电极对33的共振频率。
处理进入步骤4607A,控制部判断是否探测到将液体雾化的要求(是否按压吸取器1的驱动开关,是否探测到使用者的吸取等)。在未探测到将液体雾化的要求的情况下(步骤4607A的N”),处理返回至步骤4607A之前。
在探测到将液体雾化的要求的情况下(步骤4607A的“Y”),处理进入步骤4608A,控制部400开始雾化单元100进行的液体的雾化。即,图80A的处理4600A中,控制部400构成为,在雾化单元100进行的液体的雾化的开始(步骤4608A)之前,监视共振频率(步骤4604A)。
处理进入步骤4610A,控制部400在雾化单元100进行的液体的雾化中,以基于步骤4604A中监视的共振频率决定的频率,对梳形电极对33施加电压。
图80B是本变更例的吸取器1的动作方法的流程图。步骤4601B、4602B及4604B的处理与步骤4604A、4607A及4608A的处理一样,因此,在此省略说明。
步骤4606B中,控制部400在第一次吸取时,以待机模式时监视的共振频率对梳形电极对33施加电压,在第二次以后的吸取时以基于之前的吸取时决定的共振频率的频率,对梳形电极对33施加电压。
步骤4608B中,雾化单元进行的液体的雾化的结束后,控制部400监视梳形电极对33的共振频率。这里决定的共振频率也可以存储于存储部。该共振频率为了在下次吸取时决定在液体的雾化中施加于梳形电极对33的频率而使用。
即,图80B的处理4600B中,控制部400构成为,在雾化单元100进行的液体的雾化的结束后监视共振频率。
图80C是本变更例的吸取器1的动作方法的流程图。步骤4604C的处理与步骤4604A的处理一样,因此,在此省略说明。
步骤4606C中,控制部400决定包含监视的共振频率的频率的范围。一例中,监视的共振频率为25MHz时,控制部400也可以将24.9MHz~25.1MHz决定为频率的范围。该例中,频率的范围也可以以即使压电元件基板31的温度由于吸取器1的使用而变动,梳形电极对33的共振频率也收纳于该频率的范围内的方式决定。吸取器1也可以具备存储共振频率和适用于其的频率的范围之间的对应关系的存储部。控制部400也可以构成为,基于监视的共振频率和存储于该存储部的对应关系决定频率的范围。
处理进入步骤4607C,控制部判断是否探测到将液体雾化的要求(是否按压吸取器1的驱动开关,是否探测到使用者的吸取等)。在未探测到将液体雾化的要求的情况下(步骤4607C的N”),处理返回至步骤4607C之前。
在探测到将液体雾化的要求的情况下(步骤4607C的“Y”),处理进入步骤4608C,控制部400开始雾化单元100进行的液体的雾化。即,图80C的处理4600C中,控制部400以在雾化单元100进行的液体的雾化的开始(步骤4608C)之前监视共振频率的方式(步骤4604C)构成。
处理进入步骤4610C,控制部400以雾化单元100进行的液体的雾化中,控制施加于梳形电极对33的电压的频率,使其包含于步骤4606C中决定的频率的范围内(例如,通过控制MEMS振荡器4102的振荡频率)。控制部400也可以在雾化单元100进行的液体的雾化中,将施加于梳形电极对33的电压的频率以在上述频率的范围内变动的方式控制。例如,控制部400也可以将施加电压的频率以在上述范围内周期性地变化的方式控制。将液体雾化时,通过使施加于梳形电极对33的电压的频率在预先决定的范围(例如,24.9MHz~25.1MHz)内变动,不在每次吸入时监视共振频率,能够在恒定时间的期间以共振频率供给电力。
根据本变更例,能够监视梳形电极对的共振频率,并动态地控制应施加于梳形电极对的电压的频率。因此,即使由于制造不均等,梳形电极对的共振频率与设计值不同,也能够相对于梳形电极对以适当的频率施加电压,能够在各种状况下得到充分的雾化量。
另外,根据本变更例,共振频率的决定在液体的雾化的开始前仅进行一次,因此,控制部进行的处理简单。控制部在进入待机模式的处理时监视共振频率,基于得到的雾化前的共振频率决定雾化时的频率,并将决定的频率应用于雾化时。即,控制部400不在每次吸取时监视共振频率。不在每次吸取时进行共振频率的监视,因此,能够将使用者进行吸入的时间用于液体的雾化,与在每次吸入时监视共振频率的情况相比,能够确保充分的雾化量。
图81A是本变更例的吸取器1的动作方法的流程图。步骤4704A的处理与步骤4604A的处理一样,因此,在此省略说明。
步骤4706A中,控制部400基于步骤4704A中监视的值,决定最初的吸取时使用的、梳形电极对33的共振频率的初始值。
处理进入步骤4707A,控制部判断是否探测到将液体雾化的要求(是否按压吸取器1的驱动开关,是否探测到使用者的吸取等)。在未探测到将液体雾化的要求的情况下(步骤4707A的N”),处理返回至步骤4707A之前。
在探测到将液体雾化的要求的情况下(步骤4707A的“Y”),处理进入步骤4708A,控制部400设定施加于梳形电极对33的电压的频率的初始值。在最初的吸取时的情况下,该初始值是步骤4706A中决定的值。在第二次以后的吸取时的情况下,步骤4708A中设定的初始值也可以是在上一次的吸取时监视的共振频率。步骤4709A中,控制部400开始雾化单元100进行的液体的雾化。接着,步骤4710A中,控制部400以基于初始值决定的频率(固定值),对梳形电极对33施加电压。
步骤4712A中,控制部400在雾化单元100进行的液体的雾化中,监视梳形电极对33的共振频率。
步骤4714A中,控制部400以基于监视的共振频率决定的频率,对梳形电极对33施加电压。由此,能够微修正当前或下一次吸取时的频率。以后,液体的雾化中,也可以重复进行步骤4710A~4714A的处理。
图81B是本变更例的吸取器1的动作方法的流程图。步骤4704B~4709B的处理与步骤4704A~4709A的处理一样,因此,在此省略说明。
步骤4710B中,控制部400以在包含基于初始值决定的频率的规定的范围内变动的方式,控制施加于梳形电极对33的电压。例如,控制部400也可以使施加于梳形电极对33的电压的频率在包含初始值的狭窄的范围(例如,初始值+/-0.1MHz)内变动。
步骤4712B中,控制部400在雾化单元100进行的液体的雾化中,监视梳形电极对33的共振频率。此外,图81B的例子中,步骤4710B中,以在规定的范围内变动的方式,控制施加于梳形电极对33的电压。因此,将液体雾化时,可同时监视共振频率。另一方面,图81A的例子中,需要在监视共振频率时停止液体的雾化。在该点上,图81B的例子具备比图81A的例子更突出的特征。
步骤4714B中,控制部400以包含步骤4712B中监视的共振频率的方式,调整步骤4710B中使用的规定的范围。由此,能够微修正当前的吸取时的频率。以后,液体的雾化中,也可以重复进行步骤4710B~4714B的处理。
图81C是本变更例的吸取器1的动作方法的流程图。步骤4704C~4712C的处理与步骤4704B~4712B的处理一样,因此,在此省略说明。
步骤4714C中,控制部400将步骤4712C中监视的共振频率决定为在下一次吸取时施加于梳形电极对33的电压的频率。决定的频率也可以储存于存储部。接着,进行吸取时,控制部400以步骤4714C中决定的频率对梳形电极对33施加电压。
根据本变更例,使用者使用吸取器,使液体雾化时,能够适当设定施加于梳形电极对的电压的频率。因此,能够进行沿着时刻变化的吸取器的状态的精细的控制,能够将液体的雾化量最佳化。
图82是本变更例的吸取器1的动作方法的流程图。步骤4804~4810的处理与步骤4704A~4710A的处理一样,因此,在此省略说明。
吸取器1也可以具备温度传感器,该温度传感器构成为,检测有助于SAW的相位及放大的压电元件基板31的温度。该温度传感器也可以构成为,检测压电元件基板31以外的吸取器1的适当的构成要素的温度。该温度传感器能够配置于吸取器1的适当的位置。也可以通过使热电偶、热敏电阻等接触而测定温度。在该情况下,为了避免短路,也可以测定梳形电极33附近的基板表面的温度。或者,也可以进行使用了红外线的放射温度计等的非接触的温度测定。在该情况下,也可以测定梳形电极33的温度。
步骤4812中,控制部400在雾化单元100进行的液体的雾化中,获取由温度传感器检测的温度。处理进入步骤4814,控制部400基于步骤4812中检测的温度,决定施加于梳形电极对33的电压的频率。
图83是表示步骤4814中执行的处理的具体例的流程图。步骤4902中,控制部400基于步骤4812中检测的温度,预测雾化单元100进行的液体的雾化中的共振频率的变动。当温度上升时,SAW的传播速度变快,因此,共振频率成为上升的倾向。控制部400也可以利用这种倾向,预测共振频率的变动。或者,吸取器1也可以具备存储部,该存储部也可以存储与压电元件基板31(或者,其它的适当的构成要素)的温度和共振频率的对应关系相关的信息。控制部400也可以基于测定的压电元件基板31(或者,其它的适当的构成要素)的温度和上述信息,预测梳形电极对33(或者,其它的适当的构成要素)的共振频率的变动。
处理进入步骤4904,控制部400基于步骤4902中预测的共振频率的变动,决定施加于梳形电极对33的电压的频率。
返回图82,步骤4816中,控制部400以步骤4814中决定的频率,对梳形电极对33施加电压。
根据本变更例,能够监视梳形电极对的共振频率,并动态地控制应施加于梳形电极对的电压的频率。另外,通过并用由温度传感器检测的温度,能够预测液体的雾化中的梳形电极对的共振频率的变动。因此,即使梳形电极对的共振频率由于制造不均、吸取器的使用时的温度等而变动,也能够相对于梳形电极对施加适当的频率的电压,能够在各种状况下得到充分的雾化量。能够进行沿着时刻变化的吸取器的状态的精细的控制,能够将液体的雾化量最佳化。
另一例子中,控制部400也可以在雾化单元100进行的液体的雾化之前检测温度,并基于检测的温度决定应用施加于梳形电极对33的电压的频率。根据该结构,温度的检测在液体的雾化的开始前仅进行一次,因此,通过仅进行比较简单的处理,就能够实现共振频率的精确的控制。
[其它的实施方式]
本发明通过上述实施方式进行了说明,但不应理解为构成该公开的一部分的论述及附图限定本发明。根据该公开,对于本领域技术人员来说,各种代替实施方式、实施例及运用技术将是显而易见的。
实施方式中,液体供给部60设置于压电元件基板31的背面31B的侧。但是,实施方式不限定于此。例如,液体供给部60也可以设置于压电元件基板31的表面31F的侧。在这种情况下,液体供给部60也可以向压电元件基板31的表面31F滴下液体。另外,压电元件基板31也可以不具有贯通孔34。
实施方式中,梳形电极对33具有直线形状。但是,实施方式不限定于此。例如,梳形电极对33也可以具有扇形形状。
实施方式中,梳形电极对33的数量基于由SAW雾化的气溶胶的雾化效率决定。但是,实施方式不限定于此。例如,梳形电极对33的数量也可以基于可供给至梳形电极对33的电力的大小决定。梳形电极对33的数量也可以基于构成液体的溶质或溶剂的种类决定。梳形电极对33的数量也可以基于向SAW模块供给的液体的供给方法及供给速度决定。
实施方式中,香味吸取器1具有入口1A。但是,实施方式不限定于此。香味吸取器1也可以不具有入口1A。在这种情况下,用户比叼着吸嘴1D,将从吸嘴1D流出的气溶胶与外气一起吸入。
实施方式中没有特别提及,但用户吸取的气溶胶的量也可以由用户设定。香味吸取器1也可以基于由用户设定的气溶胶的量,调整施加于SAW模块30的电压,也可以调整从液体供给部60供给于SAW模块30的液体的量。
实施方式中,表示了香味吸取器1具有一个SAW模块30的情况。但是,实施方式不限定于此。香味吸取器1也可以具有两个以上的SAW模块30。
实施方式中没有特别提及,但香味吸取器1也可以具有电源开关。香味吸取器1也可以通过电源开关的接通以驱动模式进行动作。驱动模式是向设置于香味吸取器1的各结构供给电力的模式,例如,是可开始雾化单元100的雾化动作的模式。香味吸取器1也可以在电源开关断开的状态下以待机模式动作。待机模式是以可检测电源开关的接通的待机电力进行动作的模式。
实施方式中没有特别提及,但香味吸取器1也可以具有检测香味吸取器1的温度(例如,大气温度)的温度传感器。香味吸取器1也可以具有在香味吸取器1的温度低于下限温度的情况下,不进行液体的雾化动作的功能。香味吸取器1也可以具有在香味吸取器1的温度超过上限温度的情况下,不进行液体的雾化动作的功能。
实施方式中没有特别提及,但香味吸取器1也可以具有检测液体的余量的余量传感器。余量传感器也可以设置于贯通孔34内,也可以检测贯通孔34内的液体的表面水位。也可以根据余量传感器的检测结果控制液体的表面水位。在雾化单元100及液体贮存部200的至少任一项为烟弹的情况下,香味吸取器1也可以具有检测烟弹的有无的感知传感器。在不存在烟弹的情况下,香味吸取器1也可以具有不进行液体的雾化动作的功能。
实施方式中,香味吸取器1具有传感器300。但是,实施方式不限定于此。香味吸取器1也可以具有雾化单元100的驱动中使用的驱动开关,来代替传感器300。香味吸取器1也可以根据驱动开关的接通而开始雾化单元100的雾化动作。香味吸取器1也可以根据驱动开关的断开而停止雾化单元100的雾化动作。香味吸取器1也可以在从驱动开关的接通经过了恒定期间的情况下停止雾化单元100的雾化动作。
实施方式中没有特别提及,但设置于香味吸取器1的开关也可以是上述电源开关及驱动开关以外的开关。例如,开关也可以是切换香味吸取器1具有的两个以上的动作模式的开关。设置于香味吸取器1的开关也可以是机械开关,也可以是触摸面板。
实施方式中没有特别提及,但香味吸取器1也可以具有将用于从液体贮存部200向雾化单元100供给液体的配管的未使用液体返回至液体贮存部200的功能。香味吸取器1也可以具有积存未使用液体的液体积存机构等、防止未使用液体经由吸嘴1D流出并再利用未使用液体的机构。
产业上的可利用性
根据实施方式,能够提供可提高液体的雾化效率的雾化单元。

Claims (7)

1.一种吸取器,其具备:
压电元件基板,其具有由梳形电极对构成的IDT;
液体供给部,其将应雾化的液体供给至配置有所述梳形电极对的所述压电元件基板的表面;
传感器,其具有相互对置的至少一对检测部,且检测供给至所述压电元件基板的表面的所述液体;
控制部,其基于所述传感器的检测结果控制所述液体供给部,以使恒定量的所述液体供给至所述压电元件基板的表面。
2.如权利要求1所述的吸取器,其中,
所述检测部从所述压电元件基板的表面分开地设置。
3.如权利要求1或2所述的吸取器,其中,
所述压电元件基板具有被供给来自所述液体供给部的所述液体的边缘,
所述检测部具有向对置的所述检测部突出的凸部,
所述边缘和所述凸部的间隔为0.10mm~0.20mm。
4.如权利要求3所述的吸取器,其中,
还具备引导壁,其设置于所述压电元件基板的所述边缘侧,
所述边缘和所述引导壁的所述边缘侧的端面的间隔为0.25mm以上。
5.如权利要求3或4所述的吸取器,其中,
相互对置的所述检测部的凸部的间隔相当于所述梳形电极对的搭接长度。
6.如权利要求1~5中任一项所述的吸取器,其中,
所述压电元件基板具有夹着所述梳形电极对而相互对置的边缘,
所述传感器设置于相互对置的各个所述边缘。
7.如权利要求1~6中任一项所述的吸取器,其中,
所述传感器为电导率传感器、发射接收传感器及静电容传感器中的任一种。
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Inventor after: Minami Yuuki

Inventor after: Kudo Takahisa

Inventor after: Inagaki Michihiro

Inventor after: Inoue Junpei

Inventor after: Abe Yutaka

Inventor after: A. Gilnat

Inventor after: F. Rubikoni

Inventor after: COX STEVEN

Inventor after: R. choban putla

Inventor before: Minami Yuuki

Inventor before: Kudo Takahisa

Inventor before: Inagaki Michihiro

Inventor before: Inoue Junpei

Inventor before: Abe Yutaka

Inventor before: A. Gilnat

Inventor before: F. Rubikoni

Inventor before: COX STEVEN

Inventor before: J. Richie

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