JP2012192377A - Ultrasonic atomizer using surface acoustic wave element - Google Patents

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Kosuke Takayanagi
浩介 高柳
Nobutaka Nakaso
教尊 中曽
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic atomizer capable of continuously atomizing a plurality of kinds of liquid without having them mixed while having a mechanism for automatically washing a region where liquid has dripped.SOLUTION: The ultrasonic atomizer continuously atomizes the plurality of kinds of liquid without having them mixed while keeping clean the region where liquid drips by alternately performing the operation of dropping the liquid to be atomized and atomizing the liquid by surface acoustic waves and the operation of carrying out washing by dropping a washing liquid and atomizing the washing liquid or causing the flow of the washing liquid by surface acoustic waves.

Description

本発明は、弾性表面波素子を用いた超音波霧化装置に係るものである。   The present invention relates to an ultrasonic atomizer using a surface acoustic wave element.

基材上に弾性表面波を発生させるとともに、基材上に発生された弾性表面波を受信する弾性表面波素子は、従来からよく知られている。   BACKGROUND ART A surface acoustic wave element that generates a surface acoustic wave on a substrate and receives the surface acoustic wave generated on the substrate is well known.

弾性表面波とは、通常のバルク波と呼ばれる縦波や横波と異なり、物質表面にそのエネルギーの多くを集中して伝播する弾性波のことである。弾性表面波の例としては、レーリー波、セザワ波、擬セザワ波、ラブ波等が挙げられる。   A surface acoustic wave is an elastic wave that concentrates and propagates much of its energy on the surface of a material, unlike longitudinal and transverse waves called normal bulk waves. Examples of surface acoustic waves include Rayleigh waves, Sezawa waves, pseudo Sezawa waves, Love waves, and the like.

弾性表面波素子の中でも最もよく知られた構造として、平面型の弾性表面波素子がある。平面型の表面弾性波素子においては、平坦な基材上に配置された平坦な圧電材料上に一対の櫛型電極が設けられている。この櫛型電極に高周波を印加すると弾性表面波が発生して圧電材料表面を伝播する。   The most well-known structure among surface acoustic wave elements is a planar surface acoustic wave element. In a planar type surface acoustic wave device, a pair of comb-shaped electrodes are provided on a flat piezoelectric material disposed on a flat substrate. When a high frequency is applied to the comb electrode, a surface acoustic wave is generated and propagates on the surface of the piezoelectric material.

このような平面型の弾性表面波素子の応用例のひとつとして、弾性表面波によって液体を霧化させる超音波霧化装置が挙げられる。   One example of application of such a planar surface acoustic wave element is an ultrasonic atomizing device that atomizes a liquid using surface acoustic waves.

超音波霧化装置の一例としては、櫛型電極に高周波を印加して弾性表面波を発生させて圧電材料表面を伝播させ、この弾性表面波の伝播経路上に液滴を滴下することで弾性表面波のエネルギーを液滴に伝え、これにより液滴を霧化、飛翔させる、という構成の装置が挙げられる(特許文献1参照)。   As an example of an ultrasonic atomizer, a high frequency is applied to a comb-shaped electrode to generate a surface acoustic wave to propagate the surface of a piezoelectric material, and a droplet is dropped on the propagation path of the surface acoustic wave to generate elasticity. There is an apparatus that transmits surface wave energy to a droplet, thereby atomizing and flying the droplet (see Patent Document 1).

このような超音波霧化装置を利用することによって、水、水溶液、有機液体、オイル、各種処理液、薬液、インク、匂い物質など各種の液体を、粒径数十〜数百μm程度の微粒子に霧化させることが可能になる。このような超音波霧化装置は、従来のインクジェット法などと比較してより粒径の小さい微粒子を得ることができること、揮発性の低い液体であっても容易に霧化できること、などの特徴を有しており、表面処理装置、印刷機、医療機器、匂い再生装置など広範な用途への応用が期待されている。   By using such an ultrasonic atomizer, various liquids such as water, aqueous solution, organic liquid, oil, various treatment liquids, chemical liquids, inks, and odorous substances are converted into fine particles having a particle diameter of about several tens to several hundreds of micrometers Can be atomized. Such an ultrasonic atomizer can obtain fine particles having a smaller particle diameter as compared with a conventional ink jet method, and can easily atomize even a volatile liquid. It is expected to be applied to a wide range of applications such as surface treatment devices, printers, medical equipment, and odor regenerating devices.

特開平11−114467号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-114467

月刊ディスプレイ 2010年9月号 Vo;16,No.9、pp.72−79(ISSN 1341−3961)Monthly Display September 2010 Issue Vo; 9, pp. 72-79 (ISSN 1341-3961)

しかしながら、このような超音波霧化装置で複数の種類の液体を連続して霧化させる場合、先に滴下された液体が残った状態で別の種類の液体が滴下されると、異なる種類の液体が同時に霧化されてしまう現象(以下「コンタミネーション」と略記する)の発生が懸念される。特に、超音波霧化装置を匂い再生装置として応用することを考えた場合、コンタミネーションが発生すると複数の匂い物質が混ざり合った状態で霧化されてしまい、所望の匂いを再現することができず好ましくない。コンタミネーションを防ぐためには、液体を滴下して霧化させた後、液体が滴下された領域を機械的に洗浄あるいは清拭する機構を備える必要があるが、そのためには装置が大型化、複雑化することが予想される。   However, when a plurality of types of liquids are continuously atomized with such an ultrasonic atomizer, different types of liquids are dropped when another type of liquid is dropped while the previously dropped liquid remains. There is concern over the occurrence of a phenomenon in which the liquid is atomized simultaneously (hereinafter abbreviated as “contamination”). In particular, considering the application of an ultrasonic atomizer as an odor regenerator, if contamination occurs, it will be atomized in a state where multiple odor substances are mixed together, and the desired odor can be reproduced. Not preferable. In order to prevent contamination, it is necessary to provide a mechanism that mechanically cleans or wipes the area where the liquid has been dropped after the liquid has been dropped and atomized. It is expected to become.

本発明は上記のような問題を解決するためになされたものであり、液体が滴下された領域を自動的に洗浄する機構を備えた超音波霧化装置であり、より簡単な機構で、コンタミネーションを防ぎながら複数の種類の液体を霧化させることを特徴としている。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and is an ultrasonic atomizing device having a mechanism for automatically cleaning a region where a liquid has been dropped. It is characterized by atomizing a plurality of types of liquid while preventing nation.

本発明の請求項1に対応する発明は、少なくとも圧電材料表面上に設けられた二組の櫛型電極と、前記櫛型電極によって発生する弾性表面波の伝播経路上の概同一の箇所に液滴を滴下するための二組の液体滴下装置と、を有しており、前記二組の液体滴下装置の内の一方からは、液滴が滴下される部分を洗浄するための洗浄液が滴下されることを特徴とする超音波霧化装置である。   The invention corresponding to claim 1 of the present invention includes at least two sets of comb-shaped electrodes provided on the surface of the piezoelectric material and liquids at approximately the same location on the propagation path of the surface acoustic wave generated by the comb-shaped electrodes. A pair of liquid dropping devices for dropping droplets, and from one of the two sets of liquid dropping devices, a cleaning liquid for cleaning a portion where the droplets are dropped is dropped. This is an ultrasonic atomizer.

また、請求項2に対応する発明は、少なくとも圧電材料表面上に設けられた二組の櫛型電極と、前記櫛型電極によって発生する弾性表面波の伝播経路上の別々の箇所に液滴を滴下するための二組の液体滴下装置と、を有しており、前記二組の液体滴下装置の内の一方からは、圧電材料表面上を洗浄するための洗浄液が滴下されることを特徴とする超音波霧化装置である。   In the invention corresponding to claim 2, at least two sets of comb-shaped electrodes provided on the surface of the piezoelectric material, and droplets at different locations on the propagation path of the surface acoustic wave generated by the comb-shaped electrodes are provided. A pair of liquid dropping devices for dropping, and a cleaning liquid for cleaning the surface of the piezoelectric material is dropped from one of the two sets of liquid dropping devices. An ultrasonic atomizing device.

また、請求項3に対応する発明は、少なくとも圧電材料表面上に設けられた二組の櫛型電極と、前記櫛型電極によって発生する弾性表面波の伝播経路上の概同一の箇所に液滴を滴下するための二組の液体滴下装置と、液滴が霧化されて微粒子化した際に微粒子を装置外部へ拡散させないための覆いと、を有しており、前記二組の液体滴下装置の内の一方からは、液滴が滴下される部分を洗浄するための洗浄液が滴下されることを特徴とする超音波霧化装置である。   According to a third aspect of the present invention, at least two sets of comb electrodes provided on the surface of the piezoelectric material and droplets at substantially the same location on the propagation path of the surface acoustic wave generated by the comb electrodes. Two sets of liquid dropping devices, and a cover for preventing fine particles from diffusing outside the device when the droplets are atomized into fine particles, and the two sets of liquid dropping devices One of the ultrasonic atomizers is characterized in that a cleaning liquid for cleaning a portion where the liquid droplets are dropped is dropped.

また、請求項4に対応する発明は、少なくとも圧電材料表面上に設けられた二組の櫛型電極と、前記櫛型電極によって発生する弾性表面波の伝播経路上の別々の箇所に液滴を滴下するための二組の液体滴下装置と、液滴が霧化されて微粒子化した際に微粒子を装置外部へ拡散させないための覆いと、を有しており、前記二組の液体滴下装置の内の一方からは、圧電材料表面上を洗浄するための洗浄液が滴下されることを特徴とする超音波霧化装置である。   In the invention corresponding to claim 4, at least two sets of comb-shaped electrodes provided on the surface of the piezoelectric material and droplets at different locations on the propagation path of the surface acoustic wave generated by the comb-shaped electrodes are provided. Two sets of liquid dropping devices for dripping, and a cover for preventing the fine particles from diffusing outside the device when the droplets are atomized to form fine particles. The ultrasonic atomizing device is characterized in that a cleaning liquid for cleaning the surface of the piezoelectric material is dropped from one of them.

また、請求項5に対応する発明は、請求項1から4のいずれかに記載の超音波霧化装置を用いた匂い再生装置である。   An invention corresponding to claim 5 is an odor reproducing apparatus using the ultrasonic atomizer according to any one of claims 1 to 4.

本発明によれば、液体が滴下された領域を洗浄する機構を備えた超音波霧化装置を用いることにより、簡単な機構で、コンタミネーションを防ぎながら、複数の種類の液体を連続的に霧化させることが可能となる。特に、本発明に記載の超音波霧化装置を匂い再生装置として用いた場合、従来の技術と比較して、複数の匂い物質を、混ざり合うことなく連続的に霧化、提示させることが可能になる。   According to the present invention, by using an ultrasonic atomizer equipped with a mechanism for cleaning an area where liquid has been dropped, a simple mechanism is used to continuously mist a plurality of types of liquid while preventing contamination. It becomes possible to make it. In particular, when the ultrasonic atomizing device described in the present invention is used as an odor regenerating device, it is possible to atomize and present a plurality of odorous substances continuously without mixing as compared with the conventional technology. become.

本発明の実施形態1に係る超音波霧化装置の斜視図および断面図である。It is the perspective view and sectional drawing of the ultrasonic atomizer which concern on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態2に係る超音波霧化装置の断面図である。It is sectional drawing of the ultrasonic atomizer which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施形態3の発明に係る超音波霧化装置の斜視図および断面図である。It is the perspective view and sectional drawing of the ultrasonic atomizer which concern on invention of Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施形態4に係る超音波霧化装置の断面図である。It is sectional drawing of the ultrasonic atomizer which concerns on Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施形態5に係る超音波霧化装置の断面図である。It is sectional drawing of the ultrasonic atomizer which concerns on Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施形態6に係る超音波霧化装置の断面図である。It is sectional drawing of the ultrasonic atomizer which concerns on Embodiment 6 of this invention.

以下に、本発明に係る超音波霧化装置の構成および実施の形態について、図面を参照しながら説明を行う。   Below, the structure and embodiment of the ultrasonic atomizer which concerns on this invention are demonstrated, referring drawings.

実施形態1Embodiment 1

図1(a)および図1(b)は、それぞれ本発明の実施形態1に係る超音波霧化装置の斜視図および断面図である。図1に示したように、本発明の超音波霧化装置は、平板状に切り出された圧電材料11の表面に、櫛型電極12および13を設けた構造となっている。圧電材料11は、水晶、ランガサイト、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、などのような材料からなる。また櫛型電極12および13は、銅、銀、金、白金、クロムなどのような金属材料からなり、圧電材料11の表面に蒸着、スパッタ、リソグラフィー、印刷、無電解めっきなどのような公知の技術を適宜組み合わせることにより形成される。   Fig.1 (a) and FIG.1 (b) are the perspective views and sectional drawings of the ultrasonic atomizer which concern on Embodiment 1 of this invention, respectively. As shown in FIG. 1, the ultrasonic atomizer of the present invention has a structure in which comb-shaped electrodes 12 and 13 are provided on the surface of a piezoelectric material 11 cut into a flat plate shape. The piezoelectric material 11 is made of a material such as quartz, langasite, lithium niobate, lithium tantalate, or the like. The comb-shaped electrodes 12 and 13 are made of a metal material such as copper, silver, gold, platinum, or chromium, and are publicly known on the surface of the piezoelectric material 11 such as vapor deposition, sputtering, lithography, printing, and electroless plating. It is formed by combining techniques appropriately.

櫛型電極12および13はそれぞれ、圧電材料11の外部に設けられた高周波電源31および32に接続されており、弾性表面波を発生させて圧電材料11の表面を伝播させることができる。なお、図1において櫛型電極12および13は、圧電材料11上で対向するように設けられているが、必ずしもこの形態に限定される必要はない。櫛型電極12および13において発生する弾性表面波の伝播する方向が、圧電材料11上において交わるように設計されていればよい。   The comb-shaped electrodes 12 and 13 are connected to high-frequency power sources 31 and 32 provided outside the piezoelectric material 11, respectively, and can generate surface acoustic waves and propagate the surface of the piezoelectric material 11. In FIG. 1, the comb electrodes 12 and 13 are provided so as to face each other on the piezoelectric material 11, but are not necessarily limited to this form. The direction in which the surface acoustic wave generated in the comb-shaped electrodes 12 and 13 propagates only needs to be designed to intersect on the piezoelectric material 11.

また圧電材料11に対して鉛直な方向の上部には、液体滴下装置21および22が設けられている。液体滴下装置21および22は、液体を任意の量、任意のタイミングで圧電材料11上に滴下できるような機能を有している。また、液体滴下装置21および22から滴下される液体は、圧電材料11上において櫛型電極12と櫛型電極13との中間点付近に滴下されるようにしてもよい。液体滴下装置21および22には、電磁弁、ダイヤフラムバルブ、インクジェット素子、電気浸透流ポンプなどのような素子を用いてもよい。   In addition, liquid dropping devices 21 and 22 are provided in an upper part in a direction perpendicular to the piezoelectric material 11. The liquid dropping devices 21 and 22 have a function of dropping liquid onto the piezoelectric material 11 at an arbitrary amount and at an arbitrary timing. Further, the liquid dropped from the liquid dropping devices 21 and 22 may be dropped on the piezoelectric material 11 in the vicinity of an intermediate point between the comb electrode 12 and the comb electrode 13. For the liquid dropping devices 21 and 22, elements such as electromagnetic valves, diaphragm valves, ink jet elements, electroosmotic flow pumps, and the like may be used.

なお、液体滴下装置21および22のうちの一方からは霧化させたい液体が、もう一方からは圧電材料11上において前記液体が滴下される領域を洗浄するための洗浄液が供給される。洗浄液としては、霧化させたい液体を溶解することができる溶媒、例えば水、メタノール、エタノール、アセトン、クロロホルム、ベンゼン、トルエン、などのような液体を適宜選択して用いてよい。   Note that the liquid to be atomized is supplied from one of the liquid dropping devices 21 and 22, and the cleaning liquid for cleaning the region where the liquid is dropped on the piezoelectric material 11 is supplied from the other. As the cleaning liquid, a solvent capable of dissolving the liquid to be atomized, for example, water, methanol, ethanol, acetone, chloroform, benzene, toluene, and the like may be appropriately selected and used.

例として、はじめに液体滴下装置22からn−ブタノールを圧電材料11上に滴下し、次に液体滴下装置21から洗浄液としてアセトンを滴下し、さらに液体滴下装置22から酢酸ブチルを滴下する場合を考える。   As an example, consider a case where n-butanol is first dropped onto the piezoelectric material 11 from the liquid dropping device 22, then acetone is dropped as a cleaning liquid from the liquid dropping device 21, and butyl acetate is further dropped from the liquid dropping device 22.

まず、液体滴下装置22から所望の量のn−ブタノールを圧電材料11上に滴下し、櫛型電極13に高周波電源32から高周波を印加する。このとき櫛型電極13において弾性表面波が発生する。弾性表面波は圧電材料11上において櫛型電極13から櫛型電極12の方向へと伝播する。この伝播経路上にはn−ブタノールが滴下されているため、n−ブタノールは弾性表面波のエネルギーにより霧化される。   First, a desired amount of n-butanol is dropped on the piezoelectric material 11 from the liquid dropping device 22, and a high frequency is applied to the comb electrode 13 from the high frequency power supply 32. At this time, a surface acoustic wave is generated in the comb-shaped electrode 13. The surface acoustic wave propagates on the piezoelectric material 11 from the comb electrode 13 to the comb electrode 12. Since n-butanol is dripped on this propagation path, n-butanol is atomized by the energy of the surface acoustic wave.

次に、液体滴下装置21から洗浄液として適当な量のアセトンを圧電材料11上に滴下する。櫛型電極12に高周波電源31から高周波を印加し、櫛型電極12から櫛型電極13の方向へ弾性表面波を伝播させる。伝播経路上にはアセトンが滴下されており、弾性表面波のエネルギーにより霧化される。このとき、圧電材料11上にn−ブタノールが残っていてもアセトンにより溶解され、弾性表面波のエネルギーによりアセトンとともに霧化されるため、圧電材料11上が洗浄されることが期待できる。   Next, an appropriate amount of acetone is dropped on the piezoelectric material 11 as a cleaning liquid from the liquid dropping device 21. A high frequency is applied to the comb-shaped electrode 12 from the high-frequency power source 31 to propagate a surface acoustic wave from the comb-shaped electrode 12 toward the comb-shaped electrode 13. Acetone is dripped on the propagation path and is atomized by the energy of the surface acoustic wave. At this time, even if n-butanol remains on the piezoelectric material 11, it is dissolved by acetone and atomized together with acetone by the energy of the surface acoustic wave, so that it can be expected that the piezoelectric material 11 is cleaned.

なお、櫛型電極12および13の設計、あるいは高周波電源31および32から印加される高周波の周波数、などを適宜調整することによって、櫛型電極12および13において発生する弾性表面波のエネルギーを利用して、液体を霧化させるだけでなく、液体を弾性表面波の伝播方向に沿って流動させることが可能になる。これを利用して、例えば液体滴下装置22から滴下したn−ブタノールを櫛型電極13で発生する弾性表面波のエネルギーによって霧化し、液体滴下装置21から滴下したアセトンを櫛型電極12で発生する弾性表面波のエネルギーによって流動、圧電材料11上を櫛型電極12から櫛型電極13の方向へ進ませ、そのまま圧電材料11の外部へ排出させることによって圧電材料11上の洗浄を行ってもよい。   The energy of the surface acoustic waves generated in the comb electrodes 12 and 13 is utilized by appropriately adjusting the design of the comb electrodes 12 and 13 or the frequency of the high frequency applied from the high frequency power sources 31 and 32. In addition to atomizing the liquid, it is possible to cause the liquid to flow along the propagation direction of the surface acoustic wave. Using this, for example, n-butanol dropped from the liquid dropping device 22 is atomized by the surface acoustic wave energy generated by the comb electrode 13, and acetone dropped from the liquid dropping device 21 is generated by the comb electrode 12. The piezoelectric material 11 may be cleaned by flowing by the energy of the surface acoustic wave, moving on the piezoelectric material 11 from the comb electrode 12 toward the comb electrode 13, and discharging the piezoelectric material 11 to the outside as it is. .

その後、液体滴下装置22から所望の量の酢酸ブチルを圧電材料11上に滴下する。櫛型電極13に高周波電源32から高周波を印加し、櫛型電極13から櫛型電極12の方向へ弾性表面波を伝播させると、弾性表面波のエネルギーによって酢酸ブチルが霧化される。このとき、圧電材料11上は前記のアセトンの滴下によって洗浄されているので、酢酸ブチルは先に霧化されたn−ブタノールとコンタミネーションを起こすことがなく、純粋な酢酸ブチルを霧化させることが可能になる。   Thereafter, a desired amount of butyl acetate is dropped from the liquid dropping device 22 onto the piezoelectric material 11. When a high frequency is applied to the comb electrode 13 from the high frequency power supply 32 and a surface acoustic wave is propagated from the comb electrode 13 toward the comb electrode 12, butyl acetate is atomized by the energy of the surface acoustic wave. At this time, since the piezoelectric material 11 is cleaned by the dropping of the acetone, the butyl acetate does not contaminate the previously atomized n-butanol, and neat pure butyl acetate. Is possible.

このように、液体滴下装置22から霧化させたい液体を滴下して櫛型電極13からの弾性表面波により液体を霧化させる、液体滴下装置21から洗浄液を滴下して櫛型電極12からの弾性表面波により洗浄液を霧化あるいは流動させることで圧電材料11上を洗浄する、という動作を交互に行うことにより、圧電材料11上を清浄に保ち、液体滴下装置22から滴下される液体をコンタミネーションを起こすことなく霧化させることが可能になる。   In this way, the liquid to be atomized is dropped from the liquid dropping device 22 and the liquid is atomized by the surface acoustic wave from the comb-shaped electrode 13. The cleaning liquid is dropped from the liquid dropping device 21 to remove the liquid from the comb-shaped electrode 12. By alternately performing the operation of cleaning the piezoelectric material 11 by atomizing or flowing the cleaning liquid by the surface acoustic wave, the piezoelectric material 11 is kept clean and the liquid dropped from the liquid dropping device 22 is contaminated. It becomes possible to atomize without causing a nation.

実施形態2Embodiment 2

図2は、本発明の実施形態2に係る超音波霧化装置の断面図である。図2に示した超音波霧化装置では、図1の超音波霧化装置と比較して、液体滴下装置21および22がそれぞれ、櫛型電極12および13により近接して設けられている点が異なっている。   FIG. 2 is a cross-sectional view of an ultrasonic atomizer according to Embodiment 2 of the present invention. In the ultrasonic atomizer shown in FIG. 2, compared to the ultrasonic atomizer shown in FIG. 1, the liquid dropping devices 21 and 22 are provided closer to the comb electrodes 12 and 13, respectively. Is different.

図2に示した超音波霧化装置においても、液体滴下装置22から霧化させたい液体を滴下して櫛型電極13からの弾性表面波により液体を霧化させる、液体滴下装置21から洗浄液を滴下して櫛型電極12からの弾性表面波により洗浄液を霧化あるいは流動させることで圧電材料11上を洗浄する、という動作を交互に行う点は図1の超音波霧化装置と同様である。ただし、液体滴下装置21および22がそれぞれ、櫛型電極12および櫛型電極13により近接して設けられているため、櫛型電極12および櫛型電極13で発生する弾性表面波のエネルギーをそれぞれ、液体滴下装置21から滴下される洗浄液、および液体滴下装置22から滴下される霧化させたい液体により効率よく伝達させ、エネルギーの損失を低減させることが可能になる。   Also in the ultrasonic atomizer shown in FIG. 2, the liquid to be atomized is dropped from the liquid dropping device 22, and the liquid is atomized by the surface acoustic wave from the comb-shaped electrode 13. The operation of alternately dropping and washing the piezoelectric material 11 by atomizing or flowing the cleaning liquid by the surface acoustic wave from the comb-shaped electrode 12 is the same as that of the ultrasonic atomizing apparatus of FIG. . However, since the liquid dropping devices 21 and 22 are provided closer to the comb electrode 12 and the comb electrode 13, respectively, the energy of the surface acoustic wave generated in the comb electrode 12 and the comb electrode 13 is respectively It is possible to efficiently transmit the cleaning liquid dropped from the liquid dropping device 21 and the liquid to be atomized dropped from the liquid dropping device 22 to reduce energy loss.

なお、図1および図2の超音波霧化装置においては、液体滴下装置21および22は圧電材料11に対して鉛直な方向に設けられているが、必ずしもこの形態に限定される必要はなく、任意の形態、例えば圧電材料11に対して平行な方向、圧電材料11に対して斜めの方向、などに配置されていて、霧化させたい液体および洗浄液を圧電材料11上に滴下できるような形態を有していてもよい(図示せず)。   In the ultrasonic atomizer of FIGS. 1 and 2, the liquid dropping devices 21 and 22 are provided in a direction perpendicular to the piezoelectric material 11, but it is not necessarily limited to this form. Arbitrary forms, for example, a form arranged in a direction parallel to the piezoelectric material 11, an oblique direction with respect to the piezoelectric material 11, etc., and a liquid to be atomized and a cleaning liquid can be dropped onto the piezoelectric material 11 (Not shown).

実施形態3Embodiment 3

図3(a)および図3(b)はそれぞれ、本発明の実施形態3に係る超音波霧化装置の斜視図および断面図である。図3に示した超音波霧化装置は、図1に示した超音波霧化装置に加えて、圧電材料11の上部に、圧電材料11と平行して、覆い23が設けられた構造を有している。覆い23は、金属、樹脂、セラミックなどの材料からなり、圧電材料11のうち、櫛型電極13と、液体滴下装置22から液体が滴下される領域付近を覆うように設けられている。また覆い23には、図3に示したように、液体滴下装置21および22を貫通させるような切り欠き24、あるいは開口部(不図示)を有していてもよい。   FIGS. 3A and 3B are a perspective view and a cross-sectional view, respectively, of an ultrasonic atomizer according to Embodiment 3 of the present invention. The ultrasonic atomizer shown in FIG. 3 has a structure in which a cover 23 is provided on the piezoelectric material 11 in parallel with the piezoelectric material 11 in addition to the ultrasonic atomizer shown in FIG. is doing. The cover 23 is made of a material such as metal, resin, or ceramic, and is provided so as to cover the vicinity of a region where the liquid is dropped from the comb electrode 13 and the liquid dropping device 22 in the piezoelectric material 11. Further, as shown in FIG. 3, the cover 23 may have a notch 24 or an opening (not shown) through which the liquid dropping devices 21 and 22 penetrate.

図3に示した超音波霧化装置においても、液体滴下装置22から霧化させたい液体を滴下して櫛型電極13からの弾性表面波により液体を霧化させる、液体滴下装置21から洗浄液を滴下して櫛型電極12からの弾性表面波により洗浄液を霧化あるいは流動させることで圧電材料11上を洗浄する、という動作を交互に行う点は図1および図2の超音波霧化装置と同様である。ただし、圧電材料11のうち、櫛型電極13と、液体滴下装置22から液体が滴下される領域付近は覆い23によって覆われているため、液体滴下装置22から滴下された液体は櫛型電極13からの弾性表面波により霧化され、装置の外部へと拡散するのに対して、液体滴下装置21から滴下された洗浄液は、櫛型電極12からの弾性表面波により霧化されても、覆い23が存在するため、装置の外部へと拡散することを防止することができる。これにより、液体滴下装置22から滴下される霧化させたい液体のみを効率よく霧化させ、装置の外部へ拡散させることが可能になる。またこのとき、圧電材料11と覆い23との間に排気装置(不図示)などを設ければ、より確実に、液体滴下装置21から滴下された洗浄液が霧化されて装置の外部へと拡散することを防止することができる。   Also in the ultrasonic atomizer shown in FIG. 3, the liquid to be atomized is dropped from the liquid dropping device 22 and the liquid is atomized by the surface acoustic wave from the comb-shaped electrode 13. The ultrasonic atomizing apparatus shown in FIGS. 1 and 2 alternately performs the operation of dropping and cleaning the piezoelectric material 11 by atomizing or flowing the cleaning liquid by the surface acoustic wave from the comb electrode 12. It is the same. However, in the piezoelectric material 11, the comb-shaped electrode 13 and the vicinity of the region where the liquid is dropped from the liquid dropping device 22 are covered with the cover 23, so the liquid dropped from the liquid dropping device 22 is the comb-shaped electrode 13. The cleaning liquid dropped from the liquid dropping device 21 is covered with the cleaning liquid dropped from the liquid dropping device 21 even if atomized by the surface acoustic wave from the comb-shaped electrode 12. Since 23 exists, it can prevent spreading outside the apparatus. Thereby, it is possible to efficiently atomize only the liquid to be atomized that is dropped from the liquid dropping device 22 and to diffuse the liquid to the outside of the device. At this time, if an exhaust device (not shown) or the like is provided between the piezoelectric material 11 and the cover 23, the cleaning liquid dropped from the liquid dropping device 21 is more reliably atomized and diffused to the outside of the device. Can be prevented.

実施形態4Embodiment 4

上記図3に示した実施形態3に係る超音波霧化装置においては、液体滴下装置21および22は圧電材料11に対して鉛直な方向の上部に設けられているが、必ずしもこの形態に限定される必要は無く、任意の形態、例えば図4に示すように、液体滴下装置21aおよび22aが圧電材料11に対して平行な方向に配置されていて、霧化させたい液体および洗浄液を圧電材料11上に滴下できるような形態を有していてもよい。   In the ultrasonic atomizing apparatus according to the third embodiment shown in FIG. 3, the liquid dropping apparatuses 21 and 22 are provided in the upper part in the direction perpendicular to the piezoelectric material 11, but are not necessarily limited to this form. The liquid dripping devices 21a and 22a are arranged in a direction parallel to the piezoelectric material 11 as shown in FIG. You may have a form which can be dripped on.

実施形態5Embodiment 5

図5は、本発明の実施形態5に係る超音波霧化装置の断面図である。図5に示した超音波霧化装置では、図3に示した実施形態3に係る超音波霧化装置と比較して、液体滴下装置21および22がそれぞれ、櫛型電極12および13により近接して設けられており、液体滴下装置22のみが、覆い23に設けられた切り欠き24を貫通している点が異なっている。   FIG. 5 is a cross-sectional view of an ultrasonic atomizer according to Embodiment 5 of the present invention. In the ultrasonic atomizer shown in FIG. 5, compared to the ultrasonic atomizer according to Embodiment 3 shown in FIG. 3, the liquid dropping devices 21 and 22 are closer to the comb electrodes 12 and 13, respectively. The only difference is that only the liquid dropping device 22 passes through a notch 24 provided in the cover 23.

図5に示した超音波霧化装置においても、液体滴下装置22から霧化させたい液体を滴下して櫛型電極13からの弾性表面波により液体を霧化させる、液体滴下装置21から洗浄液を滴下して櫛型電極12からの弾性表面波により洗浄液を霧化あるいは流動させることで圧電材料11上を洗浄する、という動作を交互に行う点は図1、図2および図3の超音波霧化装置と同様である。ただし、液体滴下装置21および22がそれぞれ、櫛型電極12および櫛型電極13により近接して設けられているため、櫛型電極12および櫛型電極13で発生する弾性表面波のエネルギーをそれぞれ、液体滴下装置21から滴下される洗浄液、および液体滴下装置22から滴下される霧化させたい液体により効率よく伝達させ、エネルギーの損失を低減させることが可能になる。   Also in the ultrasonic atomizer shown in FIG. 5, the liquid to be atomized is dropped from the liquid dropping device 22, and the liquid is atomized by the surface acoustic wave from the comb-shaped electrode 13. The ultrasonic fogging of FIGS. 1, 2 and 3 is performed alternately by dropping and cleaning the piezoelectric material 11 by atomizing or flowing the cleaning liquid by the surface acoustic wave from the comb-shaped electrode 12. This is the same as the conversion device. However, since the liquid dropping devices 21 and 22 are provided closer to the comb electrode 12 and the comb electrode 13, respectively, the energy of the surface acoustic wave generated in the comb electrode 12 and the comb electrode 13 is respectively It is possible to efficiently transmit the cleaning liquid dropped from the liquid dropping device 21 and the liquid to be atomized dropped from the liquid dropping device 22 to reduce energy loss.

また、図5の超音波霧化装置においても、櫛型電極12および13の設計、あるいは高周波電源31および32から印加される高周波の周波数、などを適宜調整することによって、液体滴下装置22から滴下した液体を櫛型電極13で発生する弾性表面波のエネルギーによって霧化し、液体滴下装置21から滴下した洗浄液を櫛型電極12で発生する弾性表面波のエネルギーによって流動させて圧電材料11の外部へ排出してもよい。このような設計を行えば、液体滴下装置22から滴下される霧化させたい液体のみを効率よく霧化させ、装置の外部へ拡散させることが可能になる。   Also, in the ultrasonic atomizer of FIG. 5, the liquid dropping device 22 is dropped by appropriately adjusting the design of the comb-shaped electrodes 12 and 13 or the high-frequency frequency applied from the high-frequency power sources 31 and 32. The liquid is atomized by the surface acoustic wave energy generated by the comb-shaped electrode 13, and the cleaning liquid dropped from the liquid dropping device 21 is flowed by the surface acoustic wave energy generated by the comb-shaped electrode 12 to the outside of the piezoelectric material 11. It may be discharged. With such a design, it is possible to efficiently atomize only the liquid to be atomized from the liquid dripping device 22 and diffuse it to the outside of the device.

実施形態6Embodiment 6

上記図5に示した実施形態5に係る超音波霧化装置においては、液体滴下装置21および22は圧電材料11に対して鉛直な方向の上部に設けられているが、必ずしもこの形態に限定される必要は無く、任意の形態、例えば図6(a)および(b)に示すように、液体滴下装置21bおよび22bが圧電材料11に対して平行な方向に配置されていて、霧化させたい液体および洗浄液を圧電材料11上に滴下できるような形態を有していてもよい。またこのとき、図6(a)に示すように圧電材料11と液体滴下装置22bとの間に覆い23が配置されていてもよいし、図6(b)に示すように圧電材料11と覆い23との間に液体滴下装置22bが配置されていてもよい。   In the ultrasonic atomizing apparatus according to the fifth embodiment shown in FIG. 5, the liquid dropping apparatuses 21 and 22 are provided in the upper part in the direction perpendicular to the piezoelectric material 11, but are not necessarily limited to this form. The liquid dropping devices 21b and 22b are arranged in a direction parallel to the piezoelectric material 11 and are to be atomized as shown in any form, for example, FIGS. 6 (a) and 6 (b). The liquid and the cleaning liquid may have a form that can be dropped onto the piezoelectric material 11. At this time, a cover 23 may be disposed between the piezoelectric material 11 and the liquid dropping device 22b as shown in FIG. 6A, or the piezoelectric material 11 and the cover are covered as shown in FIG. 6B. A liquid dripping device 22 b may be disposed between the two.

上記したように液体が滴下された領域を洗浄する機構を備えた超音波霧化装置を用いることにより、簡単な機構で、コンタミネーションを防ぎながら、複数の種類の液体を連続的に霧化させることが可能となる。上記実施形態に示した超音波霧化装置は、表面処理装置、印刷機、医療機器、匂い再生装置など広範な用途への応用が期待でき、特に匂い再生装置として用いた場合、従来の技術と比較して、複数の匂い物質を、混ざり合うことなく連続的に霧化、提示させることが可能になる。   As described above, by using an ultrasonic atomizer equipped with a mechanism for cleaning a region where liquid is dropped, a simple mechanism is used to continuously atomize a plurality of types of liquid while preventing contamination. It becomes possible. The ultrasonic atomization apparatus shown in the above embodiment can be expected to be applied to a wide range of uses such as a surface treatment apparatus, a printing machine, a medical device, and an odor regenerating apparatus, and particularly when used as an odor regenerating apparatus. In comparison, it is possible to continuously atomize and present a plurality of odorous substances without mixing.

11…圧電材料、12、13…櫛型電極、21、21a、21b、22、22a、22b…液体滴下装置、23……覆い、24…切り欠き、31、32…高周波電源。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Piezoelectric material 12, 13 ... Comb-shaped electrode 21, 21a, 21b, 22, 22a, 22b ... Liquid dropping device, 23 ... Cover, 24 ... Notch, 31, 32 ... High frequency power supply.

Claims (5)

少なくとも圧電材料表面上に設けられた二組の櫛型電極と、前記櫛型電極によって発生する弾性表面波の伝播経路上の概同一の箇所に液滴を滴下するための二組の液体滴下装置と、を有しており、前記二組の液体滴下装置の内の一方からは、液滴が滴下される部分を洗浄するための洗浄液が滴下されることを特徴とする超音波霧化装置。   At least two sets of comb-shaped electrodes provided on the surface of the piezoelectric material and two sets of liquid dropping devices for dropping droplets at substantially the same location on the propagation path of the surface acoustic wave generated by the comb-shaped electrodes And an ultrasonic atomizing device in which a cleaning liquid for cleaning a portion where the droplet is dropped is dropped from one of the two sets of liquid dropping devices. 少なくとも圧電材料表面上に設けられた二組の櫛型電極と、前記櫛型電極によって発生する弾性表面波の伝播経路上の別々の箇所に液滴を滴下するための二組の液体滴下装置と、を有しており、前記二組の液体滴下装置の内の一方からは、圧電材料表面上を洗浄するための洗浄液が滴下されることを特徴とする超音波霧化装置。   At least two sets of comb-shaped electrodes provided on the surface of the piezoelectric material, and two sets of liquid dropping devices for dropping droplets at different locations on the propagation path of the surface acoustic wave generated by the comb-shaped electrodes; The ultrasonic atomizing apparatus is characterized in that a cleaning liquid for cleaning the surface of the piezoelectric material is dropped from one of the two sets of liquid dropping apparatuses. 少なくとも圧電材料表面上に設けられた二組の櫛型電極と、前記櫛型電極によって発生する弾性表面波の伝播経路上の概同一の箇所に液滴を滴下するための二組の液体滴下装置と、液滴が霧化されて微粒子化した際に微粒子を装置外部へ拡散させないための覆いと、を有しており、前記二組の液体滴下装置の内の一方からは、液滴が滴下される部分を洗浄するための洗浄液が滴下されることを特徴とする超音波霧化装置。   At least two sets of comb-shaped electrodes provided on the surface of the piezoelectric material and two sets of liquid dropping devices for dropping droplets at substantially the same location on the propagation path of the surface acoustic wave generated by the comb-shaped electrodes And a cover for preventing the fine particles from diffusing to the outside of the device when the droplets are atomized to form fine particles, and the droplets are dropped from one of the two sets of liquid dropping devices. An ultrasonic atomizing device, wherein a cleaning liquid for cleaning a portion to be cleaned is dropped. 少なくとも圧電材料表面上に設けられた二組の櫛型電極と、前記櫛型電極によって発生する弾性表面波の伝播経路上の別々の箇所に液滴を滴下するための二組の液体滴下装置と、液滴が霧化されて微粒子化した際に微粒子を装置外部へ拡散させないための覆いと、を有しており、前記二組の液体滴下装置の内の一方からは、圧電材料表面上を洗浄するための洗浄液が滴下されることを特徴とする超音波霧化装置。   At least two sets of comb-shaped electrodes provided on the surface of the piezoelectric material, and two sets of liquid dropping devices for dropping droplets at different locations on the propagation path of the surface acoustic wave generated by the comb-shaped electrodes; And a cover for preventing the fine particles from diffusing to the outside of the device when the droplets are atomized to form fine particles. From one of the two sets of liquid dropping devices, the surface of the piezoelectric material is An ultrasonic atomizing device, wherein a cleaning liquid for cleaning is dropped. 請求項1から4のいずれかに記載の超音波霧化装置を用いた匂い再生装置。   An odor regenerating apparatus using the ultrasonic atomizer according to claim 1.
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