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
Tiau-Lin Shie
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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