JP2008104917A - 超音波霧化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】所定の濃度を有する霧化粒子を室内全体に効率良く拡散することにある。
【解決手段】本体に、霧化する液体を収容する容器部と、この容器部内の液体を霧化するための超音波振動部と、霧化粒子を上方へ噴霧するための粒子噴霧パイプ８と、霧化粒子をこの粒子噴霧パイプ８へ送るための送風ファンとを備え、粒子噴霧パイプ８内の噴霧口附近において、粒子噴霧パイプ８の軸方向Ｃに延設された放射パイプ９と、粒子噴霧パイプ８の内周壁に軸方向Ｃに対して傾斜して突設された複数のブレード６とを設け、放射パイプ９は、その周壁に放射パイプ内の霧化粒子を放射状に導くための複数の導出孔を有している。
【選択図】図５

Description

本発明は、超音波振動によって薬液等の液体を霧化するための超音波霧化装置に関するものである。

超音波霧化装置は、圧電セラミック等を超音波振動させ、この振動で水や芳香剤等の薬液を霧化して、霧化粒子を室内や車内等に噴霧するものである（例えば特許文献１参照）。そして、この噴霧した粒子によって、室内や車内等を加湿したり、除埃・除臭する。そのため、この霧化粒子を室内等の全体に行き渡らせるために、超音波霧化装置に種々の工夫が提案されている（例えば特許文献２参照）。

しかし、前記の超音波霧化装置では、室内等の全体に霧化粒子を拡散することができない。特に、微酸性水等の薬液を用いて、室内等を殺菌・抗菌等する場合、霧化粒子を所定の濃度・湿度を有する状態で室内全体に行き渡らせなければ、殺菌作用が著しく減少する。即ち、霧化粒子を室内全体に送り出すために、装置内部のファンの風速を大きくしても、霧化粒子が乾燥し、殺菌作用が減少してしまうので、室内全体を殺菌・抗菌することが非常に難しかった。
特開２００３−２４５５８０号公報 特開平９−１０６４３号公報

そこで、本発明が解決しようとする課題は、前記した問題に鑑みて、所定の濃度を有する霧化粒子を室内等の全体に効率良く拡散することが可能な超音波霧化装置を提供することにある。

請求項１に係る超音波霧化装置は、本体に、霧化する液体を収容する容器部と、この容器部内の液体を霧化するための超音波振動部と、霧化粒子を上方へ噴霧するための粒子噴霧パイプと、霧化粒子をこの粒子噴霧パイプへ送るための送風ファンとを備え、粒子噴霧パイプ内の噴霧口附近において、粒子噴霧パイプの軸方向に延設された放射パイプと、粒子噴霧パイプの内周壁に前記軸方向に対して傾斜して突設された複数のブレードとを設け、放射パイプは、その周壁に前記放射パイプ内の霧化粒子を放射状に導くための複数の導出孔を有している。

請求項２に記載の超音波霧化装置は、放射パイプは、軸方向に延設し、径方向に放射状に突出する複数の導出プレートを有する。

請求項３に記載の超音波霧化装置は、粒子噴霧パイプの噴霧口の外周に沿って上方エアーを噴射する手段を備えている。

本発明に係る超音波霧化装置は、上記した通り、粒子噴霧パイプ内の噴霧口附近において、粒子噴霧パイプの軸方向に延設する放射パイプと、粒子噴霧パイプの内周壁に前記軸方向に対して傾斜して突設する複数のブレードとを設け、放射パイプは、その周壁が放射パイプ内の霧化粒子を放射状に導くための複数の導出孔を有している。従って、粒子噴霧パイプに送られた霧化粒子は、放射パイプ内に送られ、前記の導出孔を通じて放射状に導かれる。そして、霧化粒子は、傾斜ブレードに衝突して案内されることによって、回転しながら巻き上げられる。これにより、霧化粒子が乾燥しないように、送風ファンの風速を小さくした場合にも、霧化粒子を所定の濃度・湿度を有した状態で室内や車内等の全体に効率よく拡散することができる。

以下、図面に基づいて、本発明に係る超音波霧化装置の実施形態について詳細に説明する。

図１は、超音波霧化装置を示す外観斜視図である。図２（ａ）は、超音波霧化装置を説明するための装置内部を示す概略ブロック図であり、図２（ｂ）は、粒子噴霧パイプ及びエアー噴射パイプを説明するための概略断面図である。尚、図２では、放射パイプ及びブレード等を省略しており、これらは図５及び図６において後述で詳説する。

図１及び図２において、符号１は本体であり、この本体１の内部に、容器部２及びタンク部３が設けられている。この容器部２及びタンク部３内には、霧化する液体４が収容されている。この液体４は、例えば室内等を殺菌・抗菌するための微酸性水等の薬液などで構成されている。容器部２の下方には超音波振動部５が設けられており、この振動部５は、圧電素子等の超音波振動子５０と、この超音波振動子５０を振動させるための発振器５１とを備えている。

本体１は、機器収納部１ａ、開閉部１ｂ及びタンク用蓋部１ｃから構成されており、略正立方体状になっている。本体１の前面には、装置の起動や停止をするための操作ボタンＢが設けられている。本体１の上面には、粒子噴霧パイプ８及びエアー噴射パイプ１１が突出して設けられている。

本体１内には、送風ファン７が設けられている。霧化動作において、超音波振動子５０を超音波振動させることにより、容器部２内の液体４を振動させ、これにより、液体４の上部に液柱４ａを発生させる。更に、送風ファン７をモータ等（図示略）で駆動して、液柱４ａに風力を与えることにより、液柱４ａから霧化粒子４ｂを分離させる。

本体１の上部に、霧化粒子４ｂを上方へ噴霧するための粒子噴霧パイプ８が設けられている。この粒子噴霧パイプ８は、上部及び下部が開口しており、送風ファン７の送風によって、霧化粒子４ｂが、下部開口から粒子噴霧パイプ８内を通じて上部開口の噴霧口８ａへ噴霧される。

そして、容器部２内の液体４が、霧化されて減少するに従って、タンク部３内の液体４が容器部２へ供給され、容器部２内の液体４が一定量になるよう構成されている。更に、タンク部３は、タンク部３内に液体４を補充するために、本体１に対して着脱自在となっている。

本体１の上部には、噴射手段１０が設けられている。この噴射手段１０は、粒子噴霧パイプ８の噴霧口８ａの外周に沿って上方エアー１２ａを噴射し、このエアー噴射によって、噴霧口８ａから噴霧される霧化粒子４ｂを上方へ噴出させるものである。この噴射手段１０は、エアー噴射パイプ１１と噴射ファン１２とを備えている。

エアー噴射パイプ１１は、粒子噴霧パイプ８の外側に略同心円に設けられている。そして、粒子噴霧パイプ８とエアー噴射パイプ１１との間に、間隙部１３が形成されている（図２（ｂ））。従って、間隙部１３は、粒子噴霧パイプ８の噴霧口８ａの外周に沿って設けられ、この間隙部１３に通じて上方エアー１２ａを送る噴射ファン１２が設けられている。

この噴射ファン１２をモータ等（図示略）で駆動することにより、間隙部１３に上方エアー１２ａが送風され、噴霧口８ａの外周に沿って上方エアー１２ａが噴射される。この上方エアー１２ａによって、噴霧口８ａから噴霧される霧化粒子４ｂがリフトアップ作用により上方へ噴出される。

そして、エアー噴射パイプ１１の噴射口１１ａは、粒子噴霧パイプ８の噴霧口８ａより低く配置されている。これにより、噴射口１１ａの上方エアー１２ａ部分への、噴霧口８ａからの粒子４ｂの引き込み効果を促進させ、霧化粒子４ｂをリフトアップして風速・風量を増大させることができる。使用時では開閉部１ｂ及びタンク用蓋部１ｃが閉じられ、この状態で、粒子噴霧パイプ８から霧化粒子４ｂが噴霧され、エアー噴射パイプ１１から上方エアー１２ａが噴射される。

そして、噴射口１１ａからの上方エアー１２ａの風速Ｖ２が、噴霧口８ａからの粒子４ｂの風速Ｖ１より大きく（Ｖ１＜Ｖ２）なるように、送風ファン７及び噴射ファン１２の風力を調整している。これにより、噴射口１１ａから噴射される上方エアー１２ａの誘引作用によって、粒子４ｂの風速及び風量を増大させた状態で上方へ噴出することができる。

図２（ｂ）の如く、粒子噴霧パイプ８は、噴霧口８ａの径φ２が、パイプ径φ１より大きく形成されている。この径φ２部分の大径部８ｂは、所定の高さを有しており、粒子噴霧パイプ８の形状に沿って隙間部１３が一定距離となるよう、エアー噴射パイプ１１も噴射口１１ａにおいて大径になっている。

このように、噴霧口８ａを大径として、粒子４ｂの風速を急激に落とし、液体と気体の分離現象を生じさせることにより、大きな径の粒子４ｂを落下させて、小さな径の粒子４ｂのみを噴霧することができ、粒子４ｂによる室内等のべたつきを少なくすることができる。

更に、大径部８ｂの下端８ｃからエアー噴射パイプ１１の上端１１ｂまでの垂直方向距離Ｌが、間隙部１３の半径方向距離Ｓの１．５倍以上に構成されている。本実施形態において、距離Ｓが１ｃｍ、長さＬが３ｃｍである。このように構成することで、噴霧口８ａから、粒子４ｂの風速及び風量を増大させた状態で噴出することができる。

なお、噴射手段は、粒子噴霧パイプ８の噴霧口８ａの外周に、複数の小径エアー噴射パイプを設け、各噴射パイプから上方エアーを噴射しても良い。又、エアーコンプレッサー等により、圧縮エアーを噴射しても本発明を実施できる。更に、本体１の内部に、ヒータ等を設けることにより、加熱された粒子４ｂを噴霧して室内を暖めることもできる。

図３は、タンク用蓋部を開いた状態の超音波霧化装置を示す斜視図である。図４は、タンク用蓋部及び開閉部を開いた状態の超音波霧化装置を示す斜視図である。

図３の如く、タンク用蓋部１ｃは本体１に開閉自在に設けられており、タンク用蓋部１ｃを開くことによって、本体１内のタンク部３を取り外しできるよう構成されている。これにより、タンク部３内の液体４がなくなった際、タンク部３内に簡単に液体４を補充することができる。タンク用蓋部１ｃは、機器収納部１ａに開閉可能に軸支されている。

図４の如く、本体１は、開閉部１ｂが機器収納部１ａに対して分割して開閉できるよう構成されている。開閉部１ｂは、機器収納部１ａに対して回転できるように軸支されており、水平方向に開閉する。機器収納部１ａには、この装置を司る制御部（図示略）や、噴射ファン１２等が収納されている。開閉部１ｂには、上部に粒子噴霧パイプ８及びエアー噴射パイプ１１が設けられ、内部に着脱部１００が収納されている。

着脱部１００は、容器部２、タンク部３、超音波振動部５及び送風ファン７が一体になっており、タンク部３が取り外しできるようになっている。そして、機器収納部１の制御部からのハーネス１０１が、着脱部１００へ接続されており、着脱部１００の超音波振動部５及び送風ファン７へ電力や制御信号等が送られる。ハーネス１０１はコネクタ等で分割可能になっており、ハーネス１０１を分割して、着脱部１００を開閉部１ｂから取り外しできる。そして、容器部２内に液体４の薬剤剤等の粉末が残ると超音波振動部５の振動が遅くなるので、着脱部１００を取り外して、容器部２を簡単に清掃することができるようになっている。

噴射ファン１２からの上方エアー１２ａは、エアー流路を通じてエアー噴射パイプ１１へ送られる。エアー流路は、機器収納部１ａに設けられた第一エアー流路１２０と、開閉部１ｂに設けられた第二エアー流路１２１とからなる。第一及び第二エアー流路１２０，１２１は、開閉部１ｂを閉じることにより接続されエアー流路を形成するよう構成されている。第一エアー流路１２０は噴射ファン１２に、第二エアー流路１２１はエアー噴射パイプ１１に、それぞれ接続されている。粒子噴霧パイプ８は、エアー噴射パイプ１１及び第二エアー流路１２１を通じて、容器部２へ接続される。

図５及び図６は、粒子噴霧パイプ８に取り付けられるブレード６及び放射パイプ９を説明するための図である。図５は、粒子噴霧パイプの噴霧口附近を示すであって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は上方から観た平面図である。図６は、粒子噴霧パイプの噴霧口附近を示す一部断面側面図である。

粒子噴霧パイプ８には、複数のブレード６及び放射パイプ９が設けられている。複数のブレード６は、粒子噴霧パイプ８の噴霧口８ａ附近において、その内壁に突出するように設けられている。図５（ａ）に示すように、ブレード６は、粒子噴霧パイプ８の軸方向Ｃに対して、θ°（約３０〜６０°であって、本実施形態では約４５°である。）傾斜して設けられている。このブレード６は、少なくとも粒子噴霧パイプ８の内壁から突出していれば良いが、本実施形態では、粒子噴霧パイプ８の外壁からも突出して設けられている。

放射パイプ９は、粒子噴霧パイプ８の中心軸Ｃに、その軸方向に延設されている。放射パイプ９は、円筒状であって、上端が閉塞され、下端が開口している。そして、放射パイプ９は、周壁に多数の導出孔９ａが設けられている。更に、放射パイプ９は、その軸方向に延設し、その径方向に放射状に突出する複数の導出プレート９ｂを有する。図６に示すように、放射パイプ９は、その下端を連結金具等９ｃにより位置固定されている。

上記のように、複数のブレード６及び噴射パイプ９を粒子噴霧パイプ８に設けることにより、粒子４ｂは、トルネード状に、旋回しながら上方へ周囲へ拡散して噴霧される。即ち、粒子４ｂは、放射パイプ９内へ導かれ、導出孔９ａから外周へ導出される。その際、粒子４ｂが、導出プレート９ｂによって放射状に拡散される。そして、粒子４ｂは、ブレード６に衝突してその傾斜によって、旋回しながら上方へ導かれる。

更に、上方エアー１２ａも、粒子噴霧パイプ８の外壁から突出された（粒子噴霧パイプ８とエアー噴射パイプ１１との間に設けられた）ブレード６により、旋回しながら上方へ噴射される。これにより、粒子４ｂは、トルネード状に旋回しながら周囲へ拡散して噴霧される。このように構成することにより、霧化粒子が乾燥しないように、送風ファンの風速を小さくした場合においても、霧化粒子４ｂを所定の濃度・湿度を有した状態で室内や車内等の全体に効率よく混合、攪拌しながら周囲に拡散することができる。

更に、粒子噴霧パイプ８の内部には、粒子落下手段８０が設けられている。粒子落下手段８０は、樹脂製等の円状プレートで構成され、中央が下方に突出している。粒子落下手段８０は、中央に開口が設けられており、この開口部に放射パイプ９が配置されている。粒子噴霧パイプ８は、噴霧口８ａを大きくした大径部８ｂが設けられている。大径部８ｂは、下端８ｃに水平な載置部８ｄが設けられ、窄まってパイプ径に接続されている。この載置部８ｄに、粒子落下手段８０が載せられている。

粒子落下手段８０は、全体に多数の小さな孔８０ａが設けられている。これにより、粒子噴霧パイプ８内で、粒子４ｂが粒子落下手段８０に衝突して風速が落ち、更に下向きの突出部によって、大きな径の粒子４ｂを落下させて小さな径の粒子４ｂのみを、孔８０ａから流出させて噴霧することができるようになっている。

そして、エアー噴射パイプ１１の内部には、風速調整手段８１が設けられている。風速調整手段８１は、樹脂製等の環状プレートで構成されている。エアー噴射パイプ１１は、内径に突出する係止部８２が設けられている。この係止部８２に、風速調整手段８１が載置されている。風速調整手段８１は、全体に多数の小さな孔８１ａが設けられている。この孔８１ａに上方エアー１２ａが通過することにより、エアー噴射パイプ１１から噴射される上方エアー１２ａの風速が均一に調整され、噴射口１１ａ全周囲において均等に旋回されて拡散されるようになっている。

超音波霧化装置を示す外観斜視図である。 （ａ）は、超音波霧化装置を説明するための装置内部を示す概略ブロック図であり、（ｂ）は、粒子噴霧パイプ及びエアー噴射パイプを説明するための概略断面図である。 タンク用蓋部を開いた状態の超音波霧化装置を示す斜視図である。 タンク用蓋部及び開閉部を開いた状態の超音波霧化装置を示す斜視図である。 粒子噴霧パイプの噴霧口附近を示すであって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は上方から観た平面図である。 粒子噴霧パイプの噴霧口附近を示す一部断面側面図である。

符号の説明

１ 本体
１ａ 機器収納部
１ｂ 開閉部
１ｃ タンク用蓋部
２ 容器部
３ タンク部
１００ 着脱部
４ 霧化する液体
４ａ 液柱
４ｂ 霧化粒子
５ 超音波振動部
５０ 超音波振動子
５１ 発振器
６ ブレード
７ 送風ファン
８ 粒子噴霧パイプ
８ａ 噴霧口
８ｂ 大径部
８ｃ 大径部の下端
８ｄ 載置部
８０ 粒子落下手段
８０ａ 粒子落下手段の孔
８１ 風速調整手段
８１ａ 風速調整手段の孔
８２ 係止部
９ 放射パイプ
９ａ 導出孔
９ｂ 導出プレート
９ｃ 連結金具
１０ 噴射手段
１１ エアー噴射パイプ
１１ａ 噴射口
１１ｂ エアー噴射パイプの上端
１２，１２’ 噴射ファン
１２ａ 上方エアー
１３ 隙間部
１０１ ハーネス
１２０ 第一エアー流路
１２１ 第二エアー流路
Ｓ 間隙部の半径方向の距離
Ｌ 大径部の下端からエアー噴射パイプの上端までの垂直方向の距離
Ｖ１ 霧化粒子の風速
Ｖ２ 上方エアーの風速
φ１ パイプ径
φ２ 噴霧口の径
Ｂ 操作ボタン
Ｃ 粒子噴霧パイプの軸方向（中心軸）
θ ブレードの傾斜角度

Claims (3)

1. 本体に、霧化する液体を収容する容器部と、この容器部内の液体を霧化するための超音波振動部と、霧化粒子を上方へ噴霧するための粒子噴霧パイプと、霧化粒子をこの粒子噴霧パイプへ送るための送風ファンとを備え、前記粒子噴霧パイプ内の噴霧口附近において、前記粒子噴霧パイプの軸方向に延設された放射パイプと、前記粒子噴霧パイプの内周壁に前記軸方向に対して傾斜して突設された複数のブレードとを設け、前記放射パイプは、その周壁に前記放射パイプ内の霧化粒子を放射状に導くための複数の導出孔を有していることを特徴とする超音波霧化装置。
2. 前記放射パイプは、軸方向に延設し、径方向に放射状に突出する複数の導出プレートを有することを特徴とする請求項１に記載の超音波霧化装置。
3. 前記粒子噴霧パイプの噴霧口の外周に沿って上方エアーを噴射する手段を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波霧化装置。

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