JP2006125648A

JP2006125648A - 超音波加湿器

Info

Publication number: JP2006125648A
Application number: JP2004310374A
Authority: JP
Inventors: Kenji Okada; 健治岡田; Kunihiro Kaneko; 国広金子
Original assignee: Mikuni Corp
Current assignee: Mikuni Corp
Priority date: 2004-10-26
Filing date: 2004-10-26
Publication date: 2006-05-18

Abstract

【課題】霧吹出しノズル内表面に水滴が形成されず、安定した高い加湿能力を確保できる超音波加湿器を提供する。
【解決手段】水槽２と、水槽の下壁１６に設けた振動子１８と、前記振動子に高周波電圧を印加する発振器２２と、水槽内に空気を供給する送風機２６と、水槽上部を覆って前記水槽と連通して形成されるミキシングチャンバー８と、前記ミキシングチャンバーに設けた霧吹出しノズル６とを有する超音波加湿器であって、霧吹出しノズル６の内表面を親水性に形成してなる超音波加湿器。霧吹出しノズルの内表面を親水性に形成する方法としては、チタン酸化物又は珪素酸化物の層を形成する方法等を使用する。
【選択図】図１

Description

本発明は超音波加湿器に関し、詳細には、内表面を親水性に形成した霧吹出しノズルを使用することにより当該内表面への水滴の付着を防止する超音波加湿器に関する。

従来、加湿器としては超音波の振動により霧を発生させる超音波式のものが一般的に用いられている。従来の超音波加湿器の概略断面図を図３に示す。

超音波加湿器２００の水槽２０２には、発振器２２２と接続された円板状の振動子２１８が取り付けられている。振動子２１８はジルコン・チタン酸鉛等の絶縁体で形成され、厚さ方向に電場が与えられると円板の厚さが変化する性質を有している。発振器２２２から振動子２１８に高周波電圧が印加されると、振動子が電圧の変化に合わせて振動し、水に超音波が伝播する。高周波電圧の周波数を振動子２１８の固有振動数に設定すると、振動子２１８上方の水面が円錐状に盛り上がって水柱２３４が形成され、振動エネルギーが集中する水柱の頂部では水が細かい粒子に粉砕されて霧２３６が発生する。超音波加湿器２００においては、この霧を送風機２２６で吹き上げて霧吹出しノズル２０６から外部に噴霧することにより加湿している。なお、図１中、２０８はミキシングチャンバー、２１０は外装容器、２３２は霧吹出しノズル２０６の支持部を示す。

霧吹出しノズル２０６は通常プラスチックで形成されており、その内表面は疎水性を示す。そのため、作動後一定の時間が経過するとノズル内表面に霧が凝集した水滴が付着する。付着した水滴は、霧の粒子を取り込むことにより次第に成長し、やがて内表面に沿って落下するが、落下した水滴は水槽内に再び戻ってしまうので、本来の加湿量を得ることができない。加えて、内表面に水滴が形成されると霧吹出しノズルの吹出し口の有効断面積も減るので噴霧量も減少する結果となり、加湿量が減少する原因となっている。

本発明に関連する従来技術としては、特許文献１記載の水槽内に送りこまれる空気流による水面の波立ちを抑え霧の発生量を低下させることのない超音波加湿器がある。
実公平７−４０９１０号公報（請求項１）

本発明の目的は、霧吹出しノズル内表面に水滴が形成されず、安定した高い加湿能力を確保できる超音波加湿器を提供することにある。

本発明者は鋭意研究を重ねた結果、超音波加湿器の霧吹出しノズルの内表面を親水性に形成することにより内表面が均一に濡れ、水滴が形成されない超音波加湿器が得られることを見出した。更に、この霧吹出しノズルを使用した超音波加湿器は、安定して高い加湿量を示すことを知得し、本発明を完成するに到った。

上記課題を解決する本発明は、以下に記載するものである。

〔１〕水槽と、水槽内の水に超音波を伝えることにより霧を発生させる振動子と、前記振動子に高周波電圧を印加する発振器と、水槽内に空気を供給する送風機と、水槽の上部を覆って前記水槽と連通して形成されるミキシングチャンバーと、前記ミキシングチャンバーに設けた霧吹出しノズルとを有する超音波加湿器であって、霧吹出しノズルの内表面を親水性に形成してなることを特徴とする超音波加湿器。

〔２〕霧吹出しノズルが内表面にチタン酸化物又は珪素酸化物の親水層を形成してなるものである〔１〕に記載の超音波加湿器。

〔３〕霧吹出しノズルが、材質がプラスチックであって、内表面をプラズマ照射又は過マンガン酸カリウムで処理することにより親水性に形成してなるものである〔１〕に記載の超音波加湿器。

〔４〕内表面を親水性に形成してなる超音波加湿器用霧吹出しノズル。

本発明によれば、霧吹出しノズル内表面に霧の粒子が凝集した水滴が付着しないので、従来のものに比較して加湿量が大幅に増加した超音波加湿器を得ることができる。本発明の超音波加湿器は、霧吹出しノズル内表面に付着した水滴が水槽内に戻ったり、流路を塞いで噴霧を妨げたりしないので、加湿量が安定である。

本発明の超音波加湿器の一例につき、図面を参照して以下詳細に説明する。

図１中、１００は超音波加湿器である。超音波加湿器１００は、水槽２と、筒状体の一端側に霧吹出しノズル６が形成されたミキシングチャンバー８と、ミキシングチャンバー８が貫通する両端が閉塞した角筒状の外装容器１０の部分に大別できる。水槽の上部は上壁１４で閉塞され、外装容器１０は中心軸を上壁１４に対して垂直にして上壁１４上に載置されている。外装容器１０を中心軸に沿って貫通するミキシングチャンバー８は、外装容器１０の両端の閉塞壁と、水槽２の上壁１４を貫通している。ミキシングチャンバー８は上壁１４と一体となって水槽２を覆うとともに、上壁１４を貫通して水槽２内と連通している。

ミキシングチャンバー８は、円筒状の筒体４で、筒体４の上端に連続して霧吹出しノズル６が設けられている。霧吹出しノズル６の側面断面図と正面図をそれぞれ図２（Ａ）、（Ｂ）に示す。

霧吹出しノズル６は、筒体４の径方向半径より小さい半径を有する中空球状のノズル主部２８と、管状のノズル吹出し部３０とからなる。ノズル主部２８内は筒体４内と開口部２９によって連通している。ノズル吹出し部３０は、ノズル主部２８の開口部２９の反対側に先細りに形成されている。図２（Ｂ）に示すように、ノズル吹出し部３０の先端に設けられた吹出し口３１の形状は、一の長辺が弧状にカーブして張り出した略長方形である。

霧吹出しノズル６のノズル主部２８とノズル吹出し部３０は、いずれも内表面が親水性に形成されている。

霧吹出しノズル６の内表面を親水性に形成する方法としては、例えばチタン酸化物又は珪素酸化物等の親水剤からなる親水層７を霧吹出しノズル６の内表面に形成する方法を挙げることができる。チタン酸化物としては、酸化チタンが好ましい。珪素酸化物としてはシリカが好ましく、コロイダルシリカがより好ましい。チタン酸化物又は珪素酸化物の平均粒子径としては、０．２μｍ以下が好ましく、０．０１〜０．２μｍがより好ましい。更に、チタン酸化物又は珪素酸化物からなる親水層７の厚さは、０．１〜２０μｍ程度とすることが好ましい。

霧吹出しノズルの材質がプラスチックである場合には、内表面をプラズマ照射又は過マンガン酸カリウム等の酸化剤で処理することにより親水性に形成してもよい。

霧吹出しノズルの材料には製造コストの点で有利であることから通常プラスチックが使用されるが、プラスチック以外の材料、例えば金属等を使用する場合には上述したチタン酸化物又は珪素酸化物からなる親水層を形成する方法を使用できる。

霧吹出しノズル６は、外装容器１０の内壁に設けられた支持部３２により筒体４の上端とノズル主部２８の開口部２９が隙間なく接するように支持されており、筒体４の中心軸を中心にして自在に回転可能な状態に取り付けられている。霧吹出しノズル６を回転させることにより、ノズル吹出し部３０の向きを変え、噴霧する方向を変えることが可能となっている。外装容器１０はミキシングチャンバー８の筒体４とノズル主部２８の下側一部を覆うとともに、筒体４の中心軸が水槽２の下壁１６に取り付けた振動子１８上に位置するようにミキシングチャンバー８を支持している。

水槽２の下壁１６の中心部には、円板状の振動子１８が厚さ方向を下壁１６に垂直に絶縁弾性部材からなる振動子保持具１９を介して取り付けられている。水槽２の側壁２０には発振器２２が取り付けられており、振動子１８と発振器２２とは配線２４により電気的に接続されている。更に、水槽２の側壁２０には、水面より上側に送風機２６が設けられている。送風機２６は水槽内に外部から空気を供給する。

発振器２２から振動子１８に高周波電圧が印加されると、振動子１８がその固有振動数で振動して水槽２内の水に超音波が伝播する。水槽２内の水の水面にはミキシングチャンバー８の筒体４内に水柱３４が形成され、その水柱の頂部に霧３６が発生する。水柱の頂部で発生した霧３６は、送風機２６により水槽２内に導入された空気流にのって筒体４を通過後霧吹出しノズル６に到達し、ノズル吹出し部３０先端の吹出し口３１から外部に放出される。

なお、上記説明においては角筒状に水槽、外層容器を形成したが、これら及びその他の形状は任意で良い。また、霧吹出しノズルの吹出し口の数や、振動子等の取り付け位置等も上記説明に限定されない。

図１に示す超音波加湿器の霧吹出しノズル（ポリスチレン樹脂製）を以下の各実施例、比較例に記載のように処理した後、超音波加湿器に取り付けて加湿量を測定した。加湿器の運転時間は１０分間とし、加湿器に備えられた水槽の運転前後の水の量を計測してその差を加湿量とした。

同じ超音波加湿器を使用して標準ノズル（ポリスチレン樹脂成形後未処理のもの）を使用したときの加湿量を測定し、標準ノズルに対する加湿量の増加割合を算出して各ノズルの加湿能を評価した。結果を表１に示す。

実施例１
霧吹出しノズル内表面を♯800サンドペーパーでこすった後、酸化チタン（平均粒径０．１μｍ）を塗布した。次いで、５０℃で２０分乾燥した後、中性洗剤、水の順に洗浄した。

比較例１
霧吹出しノズルを中性洗剤で洗浄した。

比較例２
霧吹出しノズルをクレゾールにて超音波洗浄を５分間行った。

比較例３
霧吹出しノズル内表面に水性塗料（カンペハピオ社製、ハピオカラー）を塗布した。

本発明の超音波加湿器の一例を示す概略断面図である。図１に示す超音波加湿器の霧吹出しノズルの側面断面図（Ａ）及び正面図（Ｂ）である。従来の超音波加湿器の一例を示す概略断面図である。

符号の説明

２水槽
４筒体
６霧吹出しノズル
７親水層
８ミキシングチャンバー
１０外装容器
１４上壁
１６下壁
１８振動子
１９振動子保持具
２０側壁
２２発振器
２４配線
２６送風機
２８ノズル主部
２９開口部
３０ノズル吹出し部
３１吹出し口
３２支持部
３４水柱
３６霧
１００超音波加湿器

Claims

水槽と、水槽内の水に超音波を伝えることにより霧を発生させる振動子と、前記振動子に高周波電圧を印加する発振器と、水槽内に空気を供給する送風機と、水槽の上部を覆って前記水槽と連通して形成されるミキシングチャンバーと、前記ミキシングチャンバーに設けた霧吹出しノズルとを有する超音波加湿器であって、霧吹出しノズルの内表面を親水性に形成してなることを特徴とする超音波加湿器。
霧吹出しノズルが内表面にチタン酸化物又は珪素酸化物の親水層を形成してなるものである請求項１に記載の超音波加湿器。
霧吹出しノズルが、材質がプラスチックであって、内表面をプラズマ照射又は過マンガン酸カリウムで処理することにより親水性に形成してなるものである請求項１に記載の超音波加湿器。
内表面を親水性に形成してなる超音波加湿器用霧吹出しノズル。