JP2004160153A - 高含有量のサブミクロン霧滴を発生する超音波霧化器装置 - Google Patents

高含有量のサブミクロン霧滴を発生する超音波霧化器装置 Download PDF

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哲化 楊
Shiou-Gang Jang
修綱 章
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佻燐 謝
Kuen-Yi Tsai
坤義 蔡
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Abstract

【課題】高含有量のサブミクロン霧滴を発生する超音波霧化器装置の提供。
【解決手段】交流電圧を直流電圧に変換して作業直流電圧を提供する交流／直流変換装置と、圧電セラミック発振器の必要とする振動周波数を発生する振動回路と、該振動周波数を増幅するパワー増幅装置と、容器を具えて霧化したい液体を保存する振動液体保存装置と、該容器の底部の下方に位置して該増幅後の振動信号に連接されて振動を発生する少なくとも一つの圧電セラミック発振器と、を具えている。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一種の超音波霧化器装置に係り、特に振動周波数が３．０ＭＨｚ或いは５．０ＭＨｚとされると共に少なくとも一つの圧電セラミック発振器を具えた超音波霧化器装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波霧化器装置は振動電源で圧電セラミック発振器（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｅｒａｍｉｃ ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）を駆動して機械振動を発生させ、並びに振動エネルギーを液体中に結合させて液体表面に界面張力波（ｃａｐｉｌｌａｒｙ ｗａｖｅ）を発生させて超音波霧滴を発生させる。この霧滴は薬物治療或いは湿気を発生させる応用に用いられる。周知の超音波霧化器はその振動周波数が一般に１．６ＭＨｚ或いは２．４ＭＨｚとされる。図１に示されるように、１．６ＭＨｚ或いは２．４ＭＨｚの超音波霧化器の発生する霧滴の平均粒径はそれぞれ約２．３μｍ及び１．７μｍである。経肺投薬時に、この二種類の霧化器はその霧滴粒径が過大である恐れがある。一般には、霧滴粒径は１．０μｍより小さいと肺胞区に進入して吸収されやすい。１．０μｍより大きな霧滴は肺胞に進入する前に支気管或いは細支気管に吸着されてしまう。超音波霧化器については、図１に示されるように、周知の振動周波数が２．４ＭＨｚの超音波霧化器の発生するサブミクロン霧滴送料は極めて希少であり、ゆえに最終的に肺胞区に進入して吸収される霧滴量は極めて希少となる。しかし、もし霧化器の振動周波数を５ＭＨｚにまで高めると、図１に示されるように、このとき超音波霧化器の発生するサブミクロン霧滴総量は大量に増加し、治療効果を改善できる。これにより、前述の周知の超音波霧化器装置は改善の必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、超音波霧化器の振動周波数を高めて霧滴の平均粒径の大きさを減らし、並びに大量にサブミクロン霧滴の比率を高める。図１に示されるように、振動周波数が３．０ＭＨｚにまで高められると、その発生する霧滴の平均粒径は１．５μｍまで減る。振動周波数をさらに５．０ＭＨｚまで高めると、平均粒径は１．０μｍ程度にまで減り、このときサブミクロン霧滴の比率は大量に高くなる。しかし圧電セラミック発振器の振動周波数を５．０ＭＨｚまで高めると、サブミクロン霧滴の比率を大幅に高めることができるが、このときに発生する噴霧量は相対的に減少する。このことから、本発明では以上の問題を解決する新規な高含有量のサブミクロン霧滴を発生する超音波霧化器装置を提供するものである。
【０００４】
本発明の主要な目的は、高含有量のサブミクロン霧滴を発生する超音波霧化器装置を提供することにあり、それは、その振動周波数が３．０ＭＨｚ或いは５．０ＭＨｚとされ、並びに少なくとも一つの圧電セラミック発振器を具え、振動周波数が３．０ＭＨｚ或いは５．０ＭＨｚの時の噴霧量不足の問題を克服するものである。本発明によると、振動周波数が５．０ＭＨｚの超音波霧化器は平均粒径が１．０μｍの霧滴を発生でき、並びに高比率のサブミクロン霧滴を発生することができるものとする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、高含有量のサブミクロン霧滴を発生する超音波霧化器装置において、
直流作業電圧を提供する交流／直流変換装置と、
該交流／直流変換装置に電気的に連接されて該交流／直流変換装置の提供する直流作業電圧を使用し、３ＭＨｚ以上の振動周波数を発生する振動回路と、
該振動回路に電気的に連接されてこの３ＭＨｚ以上の振動周波数信号を増幅するパワー増幅装置と、
霧化する液体を保存する振動液体保存装置と、
該振動液体保存装置の底部下方に設置されて増幅後の振動信号に電気的に連接されて振動を発生し、該振動液体保存装置中の液体を共振させて霧状の液体滴を発生させる少なくとも一つの圧電セラミック発振器と、
を具えたことを特徴とする、高含有量のサブミクロン霧滴を発生する超音波霧化器装置としている。
請求項２の発明は、請求項１に記載の高含有量のサブミクロン霧滴を発生する超音波霧化器装置において、交流／直流変換装置が四つのダイオードと一つの抵抗で組成され、該四つのダイオードがブリッジ整流装置を形成して直流電圧を発生することを特徴とする、高含有量のサブミクロン霧滴を発生する超音波霧化器装置としている。
請求項３の発明は、請求項１に記載の高含有量のサブミクロン霧滴を発生する超音波霧化器装置において、振動回路が複数の抵抗、複数のコンデンサ、一つの可変抵抗、及び一つの発振トランジスタで組成されて振動周波数を発生することを特徴とする、高含有量のサブミクロン霧滴を発生する超音波霧化器装置としている。
請求項４の発明は、請求項１に記載の高含有量のサブミクロン霧滴を発生する超音波霧化器装置において、パワー増幅装置が一つの抵抗、複数のコンデンサ、複数のインダクタ、一つのダイオード及び一つのパワー増幅トランジスタで組成され、振動回路の発生した振動周波数を増幅することを特徴とする、高含有量のサブミクロン霧滴を発生する超音波霧化器装置としている。
請求項５の発明は、請求項３に記載の高含有量のサブミクロン霧滴を発生する超音波霧化器装置において、発振トランジスタの振動周波数が３．０ＭＨｚ或いは５．０ＭＨｚとされたことを特徴とする、高含有量のサブミクロン霧滴を発生する超音波霧化器装置としている。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の高含有量のサブミクロン霧滴を発生する超音波霧化器装置は、交流電圧を直流電圧に変換して作業直流電圧を提供する交流／直流変換装置と、圧電セラミック発振器の必要とする振動周波数を発生する振動回路と、該振動周波数を増幅するパワー増幅装置と、容器を具えて霧化したい液体を保存する振動液体保存装置と、該容器の底部の下方に位置して該増幅後の振動信号に連接されて振動を発生する少なくとも一つの圧電セラミック発振器と、を具えている。
【０００７】
【実施例】
本発明の高含有量のサブミクロン霧滴を発生する超音波霧化器装置は、図２に示されるように、交流／直流変換装置２１と、振動回路２２と、パワー増幅装置２３と、振動液体保存装置２４と、少なくとも一つの圧電セラミック発振器２５と、を具えている。
【０００８】
該交流／直流変換装置２１は交流電圧を直流電圧に変換して直流電圧を該振動回路２２に提供し、該振動回路２２は圧電セラミック発振器２５の必要とする振動周波数３．０ＭＨｚ或いは５．０ＭＨｚを発生し、該パワー増幅装置２３は該振動周波数の信号を増幅し、該少なくとも一つの圧電セラミック発振器２５は該振動液体保存装置２４の底部下方に位置し、該圧電セラミック発振器２５は電気的に該増幅後の振動信号に連接されて振動を発生し、該振動液体保存装置２４は霧化したい液体を保存し、その底部の圧電セラミック発振器２５の発生する振動により超音波霧滴を発生する。
【０００９】
図３は本発明の高含有量のサブミクロン霧滴を発生する超音波霧化器装置の実施例の電気回路図である。図３に示されるように、交流／直流変換装置２１は四つのダイオードＤ１〜Ｄ４、及び一つの抵抗Ｒ６で組成され、該ダイオードＤ１〜Ｄ４がブリッジ整流装置を形成して直流電圧を発生するのに供される。振動回路２２は抵抗Ｒ１〜Ｒ３、コンデンサＣ１〜Ｃ３、可変抵抗ＶＲ１及び発振トランジスタＯＳＣ１で組成され、圧電セラミック発振器２５の必要とする振動周波数を発生する。パワー増幅装置２３は抵抗Ｒ５、コンデンサＣ４〜Ｃ６、インダクタＬ１〜Ｌ２、ダイオードＤ５及びパワー増幅トランジスタＱ２で組成され、振動回路２２の発生した振動周波数を増幅し、圧電セラミック発振器２５を駆動してそれを希望する周波数で振動させる。
【００１０】
図３の回路中、発振トランジスタＯＳＣ１が５ＭＨｚとされる時、振動回路２２が５ＭＨｚの振動周波数を発生し、パワー増幅装置２３で増幅後に、圧電セラミック発振器２５を駆動してその振動周波数を５ＭＨｚとなし、平均粒径が１．０μｍの霧滴を発生させて各種の応用に供する。比較的高い５ＭＨｚの振動周波数により超音波霧滴を発生させる時、その発生する噴霧量は１．６ＭＨｚ或いは２．４ＭＨｚの超音波霧化器に較べて減少し噴霧量不足の現象が発生するが、本発明によると、図４に示されるように、少なくとも一つの圧電セラミック発振器２５が該振動液体保存装置２４の底部下方に設置されているため、５ＭＨｚ振動周波数使用時の霧化器の噴霧量不足の問題を改善でき、この時に発生する噴霧量減少の状況を克服できる。
【００１１】
【発明の効果】
以上の説明から分かるように、本発明の高含有量のサブミクロン霧滴を発生する超音波霧化器装置は、確実に高含有量のサブミクロン霧滴を発生することができると共に、この時に発生する噴霧量減少の問題を克服する。
【００１２】
総合すると、本発明はその目的、手段及び機能のいずれにおいても周知の技術の特徴とは異なっており、極めて実用価値を有する発明である。なお、以上の実施例は本発明の実施範囲を限定するものではなく、本発明に基づきなしうる細部の修飾或いは改変は、いずれも本発明の請求範囲に属するものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】周知の超音波霧化器の霧滴平均粒径と振動周波数との関係図であり、霧滴粒径分布も表示している。
【図２】本発明の高含有量のサブミクロン霧滴を発生する超音波霧化器装置のブロック図である。
【図３】本発明の高含有量のサブミクロン霧滴を発生する超音波霧化器装置の実施例の電気回路図である。
【図４】本発明の高含有量のサブミクロン霧滴を発生する超音波霧化器装置の複数の圧電セラミック発振器表示図である。
【符号の説明】
２１ 交流／直流変換装置 ２２ 振動回路
２３ パワー増幅装置 ２４ 振動液体保存装置
２５ 圧電セラミック発振器

Claims (5)

  1. 高含有量のサブミクロン霧滴を発生する超音波霧化器装置において、
    直流作業電圧を提供する交流／直流変換装置と、
    該交流／直流変換装置に電気的に連接されて該交流／直流変換装置の提供する直流作業電圧を使用し、３ＭＨｚ以上の振動周波数を発生する振動回路と、
    該振動回路に電気的に連接されてこの３ＭＨｚ以上の振動周波数信号を増幅するパワー増幅装置と、
    霧化する液体を保存する振動液体保存装置と、
    該振動液体保存装置の底部下方に設置されて増幅後の振動信号に電気的に連接されて振動を発生し、該振動液体保存装置中の液体を共振させて霧状の液体滴を発生させる少なくとも一つの圧電セラミック発振器と、
    を具えたことを特徴とする、高含有量のサブミクロン霧滴を発生する超音波霧化器装置。
  2. 請求項１に記載の高含有量のサブミクロン霧滴を発生する超音波霧化器装置において、交流／直流変換装置が四つのダイオードと一つの抵抗で組成され、該四つのダイオードがブリッジ整流装置を形成して直流電圧を発生することを特徴とする、高含有量のサブミクロン霧滴を発生する超音波霧化器装置。
  3. 請求項１に記載の高含有量のサブミクロン霧滴を発生する超音波霧化器装置において、振動回路が複数の抵抗、複数のコンデンサ、一つの可変抵抗、及び一つの発振トランジスタで組成されて振動周波数を発生することを特徴とする、高含有量のサブミクロン霧滴を発生する超音波霧化器装置。
  4. 請求項１に記載の高含有量のサブミクロン霧滴を発生する超音波霧化器装置において、パワー増幅装置が一つの抵抗、複数のコンデンサ、複数のインダクタ、一つのダイオード及び一つのパワー増幅トランジスタで組成され、振動回路の発生した振動周波数を増幅することを特徴とする、高含有量のサブミクロン霧滴を発生する超音波霧化器装置。
  5. 請求項３に記載の高含有量のサブミクロン霧滴を発生する超音波霧化器装置において、発振トランジスタの振動周波数が３．０ＭＨｚ或いは５．０ＭＨｚとされたことを特徴とする、高含有量のサブミクロン霧滴を発生する超音波霧化器装置。
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