JP2015055445A - 超音波式ミスト発生装置、及びミスト発生方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スケールの発生、及び装置外部へのスケール飛散を抑制することができる超音波式ミスト発生装置、及びミスト発生方法を得る。
【解決手段】供給水容器１０、供給水容器１０の下部に儲けられ波長λの超音波を発生させる超音波素子２０、供給水容器１０の上部に設けられた蓋板３０、供給水容器１０内の供給水を蓋板３０上の一端部に滴下させる滴下部４０、滴下された供給水を一端部から他端部に誘導する供給水誘導機構部５０、及び溢れた供給水を排出する余水排出機構部６０を備え、供給水容器１０の下部から蓋板３０の中央部までの距離は、（２ｎ−１）・λ／４、（ｎは、１以上の整数）に設定されており、蓋板３０上に滴下される供給水の量は、超音波素子２０から印加された超音波によりミスト化できる供給水の量に相当するミスト発生能力よりも多い量に設定されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、超音波を利用して液体を霧化する超音波式ミスト発生装置、及びミスト発生方法に関するものである。

従来、凹部を有する基部と、基部上に配置され、凹部に水を供給する水タンクと、凹部に設けられ、水を霧にする超音波振動子と、を有する超音波加湿装置が知られている。この従来の超音波加湿装置では、超音波振動子上にスケールが析出することを防止するために、凹部内の超音波振動子を可撓性保護カバーにより密封し、水タンクから供給された水と接触することを防止している（例えば、特許文献１参照）。

また、析出したスケールを除去するために、下部に振動器を有する発振器が設けられた水槽の底面が斜面となっており、底部斜面の一番低い部分には、不純物を除去する排出パイプが設けられている加湿器が従来から知られている（例えば、特許文献２参照）。

実用新案登録第３１４８４３６号公報 実開昭６３−４９４２６号公報

しかしながら、特許文献１に示された従来の超音波加湿装置では、超音波振動子以外の場所に発生するスケールを防ぐことができない。この結果、運転時間の経過とともに装置内部にスケールが付着し、装置外部へスケールが飛散してしまう。

また、特許文献２に示された従来の加湿器では、スケールを除去する排出パイプが設けられているが、スケールの発生自体を防ぐことはできない。この結果、運転時間の経過とともに底部にスケールが付着し、装置外部へスケールが飛散するおそれがある。

この発明は、上記の様な課題を解決するためになされたものであり、スケールの発生、及び装置外部へのスケール飛散を抑制することができる超音波式ミスト発生装置、及びミスト発生方法を得ることを目的とする。

この発明による超音波式ミスト発生装置は、内部に供給水を流入させる給水口を有している供給水容器、供給水容器の下部に設けられ、波長λの超音波を発生させる超音波素子、供給水容器の上部に設けられ、供給水を介して超音波素子と対向する位置に配置されている蓋板、供給水容器に設けられ、給水口から供給水を供給水容器内に流入させることで、供給水容器に蓄えることのできる量を超過した供給水を蓋板上の一端部に滴下させる滴下部、滴下部から一端部に滴下された供給水を、蓋板上で一端部と対向する他端部に向かって一方方向に誘導する供給水誘導機構部、及び蓋板の他端部よりも下方に配置され、供給水誘導機構部に誘導され蓋板の他端部から溢れた供給水を回収して排出する余水排出機構部を備え、超音波素子が設けられた供給水容器の下部から蓋板の中央部までの距離は、（２ｎ−１）・λ／４、（ｎは、１以上の整数）に設定されており、蓋板上に滴下部から滴下される供給水の量は、超音波素子から印加された超音波によりミスト化できる供給水の量に相当するミスト発生能力よりも多い量に設定されており、蓋板上でミスト化されずに残った供給水は、供給水誘導機構部に誘導されて余水排出機構部により回収されて排出される。

この発明によるミスト発生方法は、内部に供給水を流入させる給水口を有している供給水容器、供給水容器の下部に設けられ、波長λの超音波を発生させる超音波素子、供給水容器の上部に設けられ、供給水を介して超音波素子と対向する位置に配置されている蓋板、供給水容器に設けられ、給水口から供給水を供給水容器内に流入させることで、供給水容器に蓄えることのできる量を超過した供給水を蓋板上の一端部に滴下させる滴下部、滴下部から一端部に滴下された供給水を、蓋板上で一端部と対向する他端部に向かって一方方向に誘導する供給水誘導機構部、及び蓋板の他端部よりも下方に配置され、供給水誘導機構部に誘導され蓋板の他端部から溢れた供給水を回収して排出する余水排出機構部を備え、超音波素子が設けられた供給水容器の下部から蓋板の中央部までの距離は、（２ｎ−１）・λ／４、（ｎは、１以上の整数）に設定されている超音波式ミスト発生装置を用いたミスト発生方法において、給水口から供給水容器内を経由して滴下部から滴下させる供給水の量を、超音波によりミスト化できる供給水の量に相当するミスト発生能力よりも多い量として供給制御を行う供給量制御ステップを有している。

この発明による超音波式ミスト発生装置、及びミスト発生方法によれば、超音波素子が設けられた供給水容器の下部から蓋板の中央部までの距離が（２ｎ−１）・λ／４、（ｎは、１以上の整数）に設定されていることで、超音波による定在波の節が蓋板の位置にくるので蓋板の振動を抑えることができる。また、供給水誘導機構部によりミスト化されずに残った供給水が蓋板上を一方方向に流れ、余水排出機構部から排水されるので、供給水の成分が蓋板上で濃縮すること及び析出することを防ぐことができる。これらにより、スケールの発生、及び装置外部へのスケール飛散を抑制することができる。

この発明の実施の形態１によるミスト発生装置を示す断面図である。 図１のミスト発生装置を示す正面図である。 図１のミスト発生装置を内蔵した浴室空調機を示す構成図である。 この発明の実施の形態２によるミスト発生装置を示す断面図である。 この発明の実施の形態３によるミスト発生装置を示す断面図である。 図５のミスト発生装置を示す上面図である。 この発明の実施の形態４によるミスト発生装置を示す断面図である。 この発明の実施の形態５によるミスト発生装置を示す断面図である。 図８のミスト発生装置を示す上面図である。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１によるミスト発生装置を示す断面図である。また、図２は、図１のミスト発生装置を示す正面図である。図１及び図２を用いて超音波式ミスト発生装置１（以下の説明では、単に「ミスト発生装置１」と称す）について説明する。ミスト発生装置１は、供給水が内部に満たされている供給水容器１０と、供給水容器１０の下部に設けられた超音波素子２０と、供給水容器１０の上部に設けられた蓋板３０と、蓋板３０上に供給水を滴下する滴下部４０と、蓋板３０上の供給水を一方方向に誘導する供給水誘導機構部５０と、蓋板３０上から溢れた供給水を排出する余水排出機構部６０とを有している。

供給水容器１０は、底板１０ａと、底板１０ａを囲む壁板１０ｂとで形成されている。この例では、断面矩形の底板１０ａと、底板１０ａの４辺を囲む断面矩形の４枚の壁板１０ｂとが、供給水容器１０を形成している。従って、供給水容器１０は、断面矩形の容器になっている。また、供給水容器１０は、下部に給水口１１を有している。供給水容器１０内は、給水口１１から流入された供給水（この例では、水道水）で満たされている。この例では、給水口１１が、供給水容器１０の底板１０ａに設けられている。また、供給水容器１０の底板１０ａには、超音波素子２０が取り付けられている。

超音波素子２０は、供給水と直接触れないように供給水容器１０の外側に取り付けられている。また、超音波素子２０は、図示しない電源によって発振されるようになっている。超音波素子２０の振動により、波長λの超音波が発生する。発生した超音波が供給水に印加されることで、供給水容器１０の底板１０ａに垂直な方向に波長λの定在波ができる。超音波素子２０には、フェライト、または電圧素子（例えば、チタン酸ジルコン酸鉛）が用いられている。

超音波素子２０による発振周波数ｆは、特に限定されるものではないが、５０ｋＨｚ〜１０ＭＨｚのものを用いるとよい。発振周波数ｆと波長λとの関係は、下式（１）となっている。ただし、ｖ：水中の音速（ｍ／ｓ）である。

超音波素子２０の形状は、円形状、または多角形状等の供給水容器１０の形状に応じて適宜決定する。この例では、供給水容器１０が断面矩形の容器であることから、超音波素子２０も断面矩形の板状のものを用いている。一例として、超音波素子２０の断面が、１００ｍｍ×１００ｍｍの正方形のものを用いている。超音波素子２０と供給水を介して対向する位置には、蓋板３０が設けられている。

蓋板３０は、供給水容器１０の上部を覆う蓋になっている。これにより、蓋板３０の下面は、供給水と接している。蓋板３０は、供給水容器１０に合わせて断面矩形の板状のものが用いられている。蓋板３０は、超音波素子２０が設けられた供給水容器１０の下部から蓋板３０の中央部までの距離Ｈが下式（２）となるような位置に配置されている。

上式（１）及び（２）の関係から、任意のｎを決定することができる。距離Ｈは、ミスト発生装置１全体の大きさ（高さ）の制約を考慮して決定するとよいが、５〜５０ｍｍ程度にするとよい。

このような距離Ｈに設定することによって、超音波素子２０を振動させて供給水に超音波を印加したときにできる定在波の節にあたる部分が蓋板３０の中央部の位置となり、蓋板３０の振動を抑えることができる。

また、蓋板３０の厚みＳは、λ／２よりも小さく（薄く）なるように設定されている。これは、定在波の腹にあたる部分に蓋板３０がくることにより、蓋板３０の振動が大きくなることを防ぐためである。蓋板３０の厚みＳをλ／２よりも小さくすることで、超音波素子２０から蓋板３０の中央部までの距離Ｈを上式（１）で設定したとき、蓋板３０が定在波の腹の部分とラップすることを避けることができる。このような寸法設定を行うにより、蓋板３０が定在波の腹の位置にくることはないので、蓋板３０の振動が抑えられる。

例えば、超音波素子２０により発振周波数ｆ＝１００ｋＨｚの超音波を供給水に印加した場合、水中での音速ｖ＝約１５００ｍ／ｓとすると、波長λは約１５ｍｍである。従って、蓋板３０の厚みＳは、７．５ｍｍよりも小さくするとよい。蓋板３０の厚みＳは、λ／２よりも小さくすればするほど、蓋板３０の振動は小さくなるので、蓋板３０の厚みＳは、λ／２よりも小さいほど好ましい。

ここで、季節変動による供給水温の変化を考慮した場合の厚みＳの設定方法について説明する。例えば、上述した発振周波数ｆ＝１００ｋＨｚの超音波素子２０を用いた場合、供給水の温度Ｔ（例えば、７〜２７℃）に対する水中の音速ｖ（１４３５〜１５０２ｍ／ｓ）から、ｎ＝５とすると、距離Ｈは、３２．３〜３３．８ｍｍの間で決定される。このとき、供給水温による距離Ｈの変動幅は、１．５ｍｍとなっている。

従って、季節変動による供給水温の変化を考慮した蓋板３０の厚みＳは、蓋板３０の厚みＳ＝７．５ｍｍから距離Ｈの変動幅１．５ｍｍを引いた６ｍｍよりも小さくなるように決定する。即ち、季節変動による供給水温の変化を考慮した蓋板３０の厚みＳは、（λ／２−Ｈの変動幅）よりも小さくなるように設定される。このように蓋板３０の厚みＳを設定することで、供給水温の季節変動により距離Ｈが変化しても、蓋板３０が定在波の腹の位置にくることを避けることができる。これにより、蓋板３０の振動が抑えられる。

これらのように、蓋板３０の厚みＳを決定し、蓋板３０が、定在波の腹の位置にこないようにすることで、蓋板３０の振動を抑えることができる。蓋板３０の素材は、特に限定されるものではないが、超音波素子２０を用いたミスト発生装置１で一般的に用いられる材料が用いられている。蓋板上面３０ａ（蓋板３０上）には、滴下部４０から水滴状に供給水が滴下される。

滴下部４０は、供給水容器１０の側面上部に設けられ、給水口１１から供給水を供給水容器１０内に流入させることで、供給水容器１０に蓄えることのできる量を超過した供給水を蓋板上面３０ａの一端部に滴下できる構造になっている。この例では、滴下部４０は、供給水容器１０の側面から蓋板上面３０ａよりも上方に延ばされたパイプ部４１と、パイプ部４１の先端が蓋板上面３０ａの一端部に向かって略Ｕ字状に曲げられた滴下口４２とを有している。

パイプ部４１は、図２に示すように、壁板１０ｂの長手方向（図２の左右方向）に沿って設けられている。また、パイプ部４１は、蓋板３０で塞がれた供給水容器１０内から溢れた供給水を通す。滴下口４２は、パイプ部４１を通ってきた供給水を蓋板上面３０ａの一端部側（図１の右側）に滴下する。蓋板上面３０ａの一端部に滴下された供給水は、蓋板上面３０ａに水膜４３を形成する。

水膜４３の一部は、超音波素子２０から印加された超音波によりミスト化される。超音波を印加したことによる定在波の節の位置が蓋板３０の中央部の位置にあるので、蓋板３０の中央部から水膜４３の表層までの距離がλ／４以下であれば、蓋板上面３０ａから水膜４３の表層にいくにつれて定在波の腹に近付くため、超音波による振動が大きくなり、ミスト発生が多くなる。即ち、蓋板上面３０ａ近傍でのミスト発生は少なく、水膜４３の表層にいくにつれてミスト発生が多くなる。

滴下部４０から蓋板上面３０ａに供給される供給水の滴下流量Ｖは、超音波素子２０のミスト発生能力（速度）Ｑ（ｍｌ／ｈｒ）よりも大きく設定されている（つまり、Ｖ＞Ｑ）。即ち、蓋板上面３０ａに滴下部４０から滴下される供給水の量は、超音波素子２０から印加された超音波がミスト化できる供給水の量よりも多くなっている。

滴下流量Ｖとミスト発生能力Ｑとの量論関係は、例えば、Ｑ＝０．６〜０．９Ｖ程度にするとよい。一例としては、ミスト発生能力Ｑ＝５００ｍｌ／ｈｒを得られる超音波素子２０を用いた場合、滴下流量Ｖ＝７００ｍｌ／ｈｒ程度（すなわち、Ｑ＝０．７１Ｖ程度）にするとよい。このとき、蓋板上面３０ａでミスト発生に使われずに余った残り水（約２００ｍｌ／ｈｒ）は、蓋板上面３０ａに溜まらないように供給水誘導機構部５０によって余水排出機構部６０へ誘導される。

この例では、供給水誘導機構部５０が、供給水容器１０、超音波素子２０、及び蓋板３０を一体とした筐体に角度を設ける傾斜用支持台５１と、蓋板３０側面部から供給水がこぼれないように蓋板３０に設けられた一対の誘導板５２とを有している。

傾斜用支持台５１は、滴下部４０が設けられている蓋板上面３０ａの一端部側（図１の右側）に設けられている。これにより、滴下部４０が設けられている蓋板上面３０ａの一端部側を筐体の一番高い位置としている。従って、筐体には、角度が設けられており、蓋板上面３０ａの一端部に滴下されミスト化されずに余った残り水（以下、単に残り水とする）は、蓋板上面３０ａの一端部側（上方）から蓋板３０上で蓋板上面３０ａの一端部と対向する蓋板上面３０ａの他端部側（下方、図１の左側）に向かって流れる。筐体に設けられた角度は、例えば、１〜１５度に決定するとよい。

誘導板５２は、図２に示すように、蓋板上面３０ａの他端部以外から残り水が溢れるのを防止するように蓋板３０の側面両端部にそれぞれ設けられている。これらにより、残り水は、蓋板上面３０ａの一端部から他端部（上方から下方）に向かって一方方向に誘導されている。また、蓋板上面３０ａの下方には、蓋板上面３０ａの他端部から溢れた残り水を回収して排出する余水排出機構部６０が設けられている。

余水排出機構部６０は、残り水を受け取るドレン部６１と、ドレン部６１に接続され、残り水を排水する排出パイプ６２とを有している。ドレン部６１は、蓋板上面３０ａの他端部よりも下方に配置されている。ドレン部６１は、蓋板３０から溢れた残り水を一時的に貯留し、排出パイプ６２へ残り水を送る。排出パイプ６２は、ドレン部６１を通ってきた残り水を外部へ排水する。

流速に関するマニングの式である下式（３）によれば、筐体の傾き（水面勾配ｉ）が１〜５度程度でも充分な排水速度を得られることが分かる。ただし、Ｖ：流速（ｍ／ｓ）、ｎ：粗度係数、Ｒ：水理学的平均水深（ｍ）、ｉ：水面勾配（ｍ／ｍ）である。

従って、筐体の角度を１〜５度とし、蓋板上面３０ａに滴下流量Ｖ（＝７００ｍｌ／ｈ）の水を滴下したときでも、ミスト発生能力Ｑ（＝５００ｍｌ／ｈｒ）の速度で水がミスト化され、残りの水２００ｍｌ／ｈｒを速やかに排水することができる。

次に、ミスト発生装置１の動作について説明する。ミスト発生装置１の稼働時、供給水容器１０内には、給水口１１から常に新鮮な供給水が流れ込んでいる（供給水供給ステップ）。これに伴い、供給水容器１０から溢れた供給水は、パイプ部４１を通って滴下口４２から傾斜が設けられた蓋板３０上へ水滴状に滴下される（滴下ステップ）。蓋板３０上へ滴下された供給水は、蓋板上面３０ａへ落ちて水膜４３を形成し、蓋板上面３０ａを下方に流れ落ちる。

このとき、蓋板上面３０ａに滴下される供給水の量は、超音波によりミスト化できる供給水の量に相当するミスト発生能力よりも多い量として供給制御が行われている（供給量制御ステップ）。また、超音波素子２０により超音波が供給水に印加されている。これらにより、蓋板上面３０ａで水膜４３を形成した供給水の一部がミスト化される。ミスト化されずに余った残り水は、下方へ流れてドレン部６１へ落ちる（残り水誘導ステップ）。ドレン部６１へ流れ落ちた残り水は、ドレン部６１から排出パイプ６２を通って排水される（余水排出ステップ）。ミスト発生装置１の稼働時は、この動作を繰り返し行うことで、ミストを発生させている。

次に、ミスト発生装置１を使用した一例について説明する。図３は、図１のミスト発生装置１を内蔵した浴室空調機を示す構成図である。図３において、浴室空調機７０は、浴室の天井７１の裏側（天井裏）に設置されている。また、浴室空調機７０は、ミスト発生装置１と、ミスト発生装置１の近傍に配置された送風機７２と、浴室内にミストを放出する放出口７３とを有している。ミスト発生装置１で発生したミストは、送風機７２により拡散され、放出口７３を通して浴室に供給される。

なお、図３に示した一例では、浴室空調機７０に送風機７２を設けているが、送風機７２を設けず、自然拡散としてもよい。

また、図３に示した一例では、浴室空調機７０を、天井７１の裏側に設置しているが、天井７１付近の壁面でもよい。

このように、本実施の形態１におけるミスト発生装置１では、超音波素子２０と蓋板３０の中央部との距離Ｈが（２ｎ−１）・λ／４、（ｎは、１以上の整数）と設定されている。これにより、超音波が印加されたときにできる定在波の節の位置が、蓋板３０の中央部の位置となっているので、蓋板３０の振動を抑えることができる。蓋板３０の振動を抑えることができるので、スケール発生に伴うミスト発生装置１外部へのスケール飛散を抑制することができる。

なお、実際のミスト発生装置１における距離Ｈは、上記の式（数２）で得られる値に対して、最大で波長λの±１０％以内の誤差（ずれ）であれば、概ね上記のミスト発生機能を実現することができる。また、蓋板３０の振動を抑える作用においては、上記の式（数２）で得られる距離Ｈの値に対して、最大で波長λの±５％以内であれば実用に適する。これらは、後述する他の実施の形態においても共通する事項である。

また、滴下流量Ｖをミスト発生能力Ｑよりも大きく設定しているので、滴下された全ての供給水がミスト発生に用いられることを防止することができる。さらに、筐体には、角度が設けられているので、ミスト化されずに余った残り水は、傾斜が設けられた蓋板３０の上方から下方に流れてドレン部６１へ速やかに排出することができる。残り水が蓋板３０上から速やかに排出されるので、供給水（水道水）成分（スケールの主成分であるカルシウムやマグネシウム、イオン状シリカなど）の過剰な濃縮を抑制することができる。また、ミスト発生装置稼働時、蓋板３０上には、滴下部４０から常に供給水が滴下されているので、供給水は、蓋板３０上に溜まることなく循環することができる。これらにより、蓋板３０上に供給水成分が析出することを防止できるので、スケール発生を抑制することができる。

また、蓋板３０の厚みＳを、λ／２よりも小さく設定しているので、蓋板３０の中央部を超音波素子２０から距離Ｈの位置に配置したとき、蓋板３０が定在波の腹の位置にくることを避けることができる。これにより、蓋板３０の振動をさらに抑えることができる。蓋板３０の振動をさらに抑えることができるので、スケール発生に伴うミスト発生装置１外部へのスケール飛散をさらに抑制することができる。

また、蓋板３０の厚みＳから供給水温の季節変動に伴うＨの変動幅を引いて蓋板３０の厚みＳを設定すると、供給水温が季節変動しても、蓋板３０が定在波の腹の位置にくることを避けることができる。これにより、供給水温が季節変動しても常に、スケール発生に伴うミスト発生装置１外部へのスケール飛散を抑制することができる。

また、ミスト発生装置１の運転を長時間続けると水温上昇がみられることがあるが、供給水容器１０内は供給水で満たされており、給水口１１から常に新鮮な供給水が流れ込んでいるので、供給水容器１０内の供給水の温度上昇を抑えることができる。供給水の温度上昇を抑えることができるので、水温変化によっておこる音速の変化（言い換えると、λの変化）を抑えることができる。これにより、継続して、蓋板３０近傍のミスト発生及びスケールの発生を抑制し、スケール発生に伴うミスト発生装置１外部へのスケール飛散を抑制することができる。

また、供給水容器１０と超音波素子２０とを固定している接着剤が、供給水の温度上昇によりダメージを受けることがあるが、供給水の温度上昇を抑えることができるので、接着剤へのダメージも抑制することができる。

以上のように、実施の形態１によれば、ミスト発生装置は、給水口を有する供給水容器と、供給水容器の下部に設けられた超音波素子と、超音波素子と対向して供給水容器の上部に設けられた蓋板とを有している。また、超音波素子から蓋板までの距離は、２ｎ−１）・λ／４、（ｎは、１以上の整数）に設定されている。このような構成を備えることで、超音波による定在波の節が蓋板の位置にくるので蓋板の振動を抑えることができる。この結果、スケール発生に伴うミスト発生装置外部へのスケール飛散を防止することができる。

また、ミスト発生装置は、供給水容器、超音波素子、及び蓋板の他に、供給水容器に設けられ蓋板に供給水を滴下する滴下部と、残り水を一方方向に誘導する供給水誘導機構部と、蓋板上から溢れた残り水を排出する余水排出機構部とを有している。このような構成を備えることで、蓋板上に残り水が溜まることなく流れることができる。この結果、スケールの発生を抑制することができる。これらの結果より、スケールの発生、及び装置外部へのスケール飛散を抑制することができる。

なお、上記実施の形態では、季節変動による供給水温の変化のみを考慮した蓋板３０の厚みＳの設定方法についてのみ説明したが、超音波を印加したことによる供給水の温度上昇も考慮して蓋板３０の厚みＳを設定してもよい。超音波を印加したことによる供給水の温度上昇を考慮した蓋板３０の厚みＳは、季節変動による供給水温の変化を考慮した蓋板３０の厚みＳの設定と同様に、距離Ｈの変動幅を割り出し、蓋板３０の厚みＳ＝λ／２から季節変動による距離Ｈの変動幅と、超音波印加による距離Ｈの変動幅とを引いて求める。

実施の形態２．
先の実施の形態１では、滴下部４０が、供給水容器１０の側面から上方に延ばされたパイプ部４１と、パイプ部４１の先端が蓋板３０に向かって略Ｕ字状に曲げられた滴下口４２とで構成されている例について説明した。これに対して、本実施の形態２では、滴下部４０が、供給水容器１０の壁板１０ｂと蓋板３０とで構成された堰状になっている例について説明する。

図４は、この発明の実施の形態２によるミスト発生装置１を示す断面図である。図４に示すように、蓋板上面３０ａの一端部に相当する断面矩形の蓋板３０の一辺は、断面矩形の供給水容器１０の一辺全体から離れており、供給水容器１０は、蓋板３０で完全に覆われていない。従って、供給水容器１０の壁板１０ｂと蓋板３０との間には、開放部４４が形成されている。開放部４４は、筐体を傾斜させたとき、最上部に位置する部分に設けられている。

また、供給水容器１０から溢れた供給水が開放部４４から蓋板３０に確実に流れるように、開放部４４を介して蓋板上面３０ａの一端部と対向する供給水容器１０の壁板１０ｂの上面の位置は、蓋板上面３０ａの高さよりも高い位置に配置されている。これにより、滴下部４０は、開放部４４と蓋板３０と壁板１０ｂとを有しており、蓋板上面３０ａの一端部と壁板１０ｂとで堰状になっている。

給水口１１から供給水容器１０内に満たされた供給水は、開放部４４から蓋板上面３０ａへ流れ出て、先の実施の形態１と同様に、蓋板上面３０ａに水膜４３を形成する。その他の構成は、先の実施の形態１と同様である。

以上のように、実施の形態２におけるミスト発生装置では、先の実施の形態１の滴下部に、開放部と蓋板と壁板とを有しており、蓋板の一端部と壁板とで堰状になったものを用いている。このような構成を備えることで、先の実施の形態１と同様に、スケールの発生を抑制し、スケール発生に伴うミスト発生装置外部へのスケール飛散を抑制することができる。

実施の形態３．
先の実施の形態１では、供給水容器１０の壁板１０ｂに直接蓋板３０が取り付けられているが、本実施の形態３では、供給水容器１０の壁板１０ｂと蓋板３０との間に除震構造が設けられている例について説明する。

図５は、この発明の実施の形態３によるミスト発生装置１を示す断面図である。図６は、図５のミスト発生装置１を示す上面図である。図５及び図６を用いて、除震構造８０について説明する。図に示すように、除震構造８０は、供給水容器１０の壁面と蓋板３０の側面との間に設けられている。また、除震構造８０は、図６に示すように、供給水容器１０の全周に設けられている。

除震構造８０の材料には、一般加硫ゴム、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、またはクロロブレンゴムのような防振ゴムを用いることができる。また、除震構造８０の形状としては、Ｏリング状のものまたはシール材状のものを使用することができる。その他の構成は、先の実施の形態１と同様である。

以上のように、実施の形態３におけるミスト発生装置では、先の実施の形態１の構成に加えて、除震構造を有している。このような構成を備えることで、蓋板の振動をさらに低減することができるので、スケール発生に伴うミスト発生装置外部へのスケール飛散を抑制する効果をさらに大きく得ることができる。

実施の形態４．
先の実施の形態１では、供給水を冷却する構造を備えていないが、本実施の形態４では、冷却構造９０を備えた構造について説明する。

図７は、この発明の実施の形態４によるミスト発生装置１を示す断面図である。図７において、冷却構造９０は、供給水温度を測定する温度センサ９１と、温度センサ９１からの情報を受けて供給水を冷却するか否かを制御する制御盤９２と、制御盤９２からの情報により供給水を冷却する冷却機９３を有している。

温度センサ９１は、供給水容器１０内に設けられ、供給水容器１０中を流れる供給水の水温をモニタしている。温度センサ９１には、これに限るものではないが、例えば、熱電対などが用いられる。

制御盤９２は、温度センサ９１によってモニタされている水温が設定された温度よりも上昇したことを感知すると、供給水を冷却する指令を冷却機９３へ送る。冷却機９３は、給水口１１に設けられており、制御盤９２から供給水を冷却する指令が送られている間、供給水を冷却する。冷却機９３は、これに限るものではないが、例えば、チラーなどが用いられる。その他の構成は、先の実施の形態１と同様である。

以上のように、実施の形態４におけるミスト発生装置では、先の実施の形態１の構成に加えて、冷却構造を有している。このような構成を備えることで、供給水の温度上昇をさらに抑制することができ、供給水容器と超音波素子とを接着する接着剤へのダメージも抑制する効果をさらに大きく得ることができる。

実施の形態５．
先の実施の形態１では、供給水誘導機構部５０が、筐体を傾けることで供給水を下方に向かって流し、かつ、蓋板３０側面部から供給水がこぼれないように蓋板３０の両端部に誘導板５２を設けた構成になっている。これに対して、本実施の形態５では、送風機構により供給水を余水排出機構部６０へ誘導する例について説明する。

図８は、この発明の実施の形態５によるミスト発生装置１を示す断面図である。また、図９は、図８のミスト発生装置１を示す上面図である。図８及び図９を用いて、送風機構５３について説明する。図において、供給水容器１０、超音波素子２０、及び蓋板３０を一体とした筐体は傾斜しておらず、蓋板上面３０ａの一端部側（図８の右側）に、送風機構５３が配置されている。

送風機構５３は、送風機本体５４と、蓋板上面３０ａを沿うように風を送る送風口５５とを有している。送風機本体５４は送風口５５に風を送る。送風口５５は、送風機本体５４に設けられており、送風機本体５４から送られてきた風を送風機構５３外へ出す。送風口５５は、送風口５５から出された風が、蓋板上面３０ａの一端部から他端部に向かって沿うように送風機本体５４に設けられている。送風口５５から出された風は、蓋板上面３０ａの一端部側から蓋板３０を介して送風機構５３と反対側に配置されている余水排出機構部６０側（図８の右側から左側）へ流れている。

また、先の実施の形態１〜４と同様に、残り水が蓋板３０側面部からこぼれないように、蓋板３０の側面両端部には、一対の誘導板５２が設けられている。即ち、供給水誘導機構部５０は、送風機構５３と、一対の誘導板５２とを有している。

送風機構５３には、特に限定されるものではないが、例えば、軸流ファン、遠心ファン、斜流ファン、横流ファンなどが用いられる。送風機構５３の大きさ・形状は、特に限定されるものではないが、供給水容器１０の大きさ・形状に応じて適宜決定することができる。この例では、断面矩形の供給水容器１０を用いているので、送風口５５の巾を供給水容器１０の幅程度になるよう構成すればよい。これにより、蓋板３０全体に送風され、水はけを良くすることができる。

送風量についても、特に限定されるものではないが、送風口５５付近の風速が１〜１０ｍ／ｓ程度になるよう構成すれば良い。その他の構成は、実施の形態３と同様である。

以上のように、実施の形態５におけるミスト発生装置では、先の実施の形態３の構成の供給水誘導機構部に送風機構を適用している。このような構成を備えることで、蓋板上に滴下された供給水がドレン部へ流れ落ちるようになるので、筐体に角度を設けずにミスト化されなかった水を排水できる。これにより、実施の形態１同様に、スケールの発生を抑制し、スケール発生に伴うミスト発生装置外部へのスケール飛散を抑制する効果を得ることができる。

なお、各上記実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、及び配置等は、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定するものではなく、実施例に過ぎない。

１ ミスト発生装置（超音波式ミスト発生装置）、１０ 供給水容器、１１ 給水口、２０ 超音波素子、３０ 蓋板、４０ 滴下部、４１ パイプ部、４２ 滴下口、５０ 供給水誘導機構部、５１ 傾斜用支持台、５２ 誘導板、５３ 送風機構、６０ 余水排出機構部、８０ 除震構造、９０ 冷却構造、９１ 温度センサ、９３ 冷却機。

Claims (10)

1. 内部に供給水を流入させる給水口を有している供給水容器、
   上記供給水容器の下部に設けられ、波長λの超音波を発生させる超音波素子、
   上記供給水容器の上部に設けられ、上記供給水を介して上記超音波素子と対向する位置に配置されている蓋板、
   上記供給水容器に設けられ、上記給水口から上記供給水を上記供給水容器内に流入させることで、上記供給水容器に蓄えることのできる量を超過した供給水を上記蓋板上の一端部に滴下させる滴下部、
   上記滴下部から上記一端部に滴下された上記供給水を、上記蓋板上で上記一端部と対向する他端部に向かって一方方向に誘導する供給水誘導機構部、及び
   上記蓋板の上記他端部よりも下方に配置され、上記供給水誘導機構部に誘導され上記蓋板の上記他端部から溢れた上記供給水を回収して排出する余水排出機構部
   を備え、
   上記超音波素子が設けられた上記供給水容器の下部から上記蓋板の中央部までの距離は、（２ｎ−１）・λ／４、（ｎは、１以上の整数）に設定されており、
   上記蓋板上に上記滴下部から滴下される供給水の量は、上記超音波素子から印加された上記超音波によりミスト化できる供給水の量に相当するミスト発生能力よりも多い量に設定されており、
   上記蓋板上でミスト化されずに残った供給水は、上記供給水誘導機構部に誘導されて上記余水排出機構部により回収されて排出される
   超音波式ミスト発生装置。
2. 上記供給水誘導機構部は、上記供給水容器と上記超音波素子と上記蓋板とを一体とした筐体に対して、上記蓋板上の上記一端部から上記他端部に向かって上記供給水を一方方向に誘導できるように角度を設ける傾斜用支持台と、上記蓋板上の上記一端部に滴下された上記供給水が上記他端部以外から溢れることを防止するように上記筐体側面部に設けられた誘導板とを有している請求項１に記載の超音波式ミスト発生装置。
3. 上記供給水誘導機構部は、上記蓋板上の上記一端部から上記他端部に向かって上記蓋板上を沿うように風を送る送風機構と、上記蓋板上の上記一端部に滴下された上記供給水が上記他端部以外から溢れることを防止するように上記筐体側面部に設けられた誘導板とを有している請求項１に記載の超音波式ミスト発生装置。
4. ミスト発生時、上記供給水容器内には、上記給水口から常に供給水が流れ込み、上記滴下部から上記蓋板上の上記一端部に供給水が滴下されている請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の超音波式ミスト発生装置。
5. 上記蓋板の厚さは、λ／２よりも薄く設定されている請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の超音波式ミスト発生装置。
6. 上記蓋板の側面と上記供給水容器との間には、除震構造が設けられている請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の超音波式ミスト発生装置。
7. 上記供給水容器内に設けられ、供給水温度を測定する温度センサと、上記給水口に設けられ、上記温度センサにより測定された上記供給水温度が、設定温度よりも上昇している場合には、上記供給水の冷却を行う冷却機とを有する冷却構造
   をさらに備えた請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の超音波式ミスト発生装置。
8. 上記滴下部は、上記供給水容器に設けられ上記蓋板よりも上方に延びるパイプ部と、上記パイプ部の先端部が上記蓋板の上記一端部に向かって曲げられている滴下口とを有している請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の超音波式ミスト発生装置。
9. 上記滴下部は、上記蓋板の上記一端部と上記供給水容器とで形成された堰状になっている請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の超音波式ミスト発生装置。
10. 内部に供給水を流入させる給水口を有している供給水容器、
    上記供給水容器の下部に設けられ、波長λの超音波を発生させる超音波素子、
    上記供給水容器の上部に設けられ、上記供給水を介して上記超音波素子と対向する位置に配置されている蓋板、
    上記供給水容器に設けられ、上記給水口から上記供給水を上記供給水容器内に流入させることで、上記供給水容器に蓄えることのできる量を超過した供給水を上記蓋板上の一端部に滴下させる滴下部、
    上記滴下部から上記一端部に滴下された上記供給水を、上記蓋板上で上記一端部と対向する他端部に向かって一方方向に誘導する供給水誘導機構部、及び
    上記蓋板の上記他端部よりも下方に配置され、上記供給水誘導機構部に誘導され上記蓋板の上記他端部から溢れた上記供給水を回収して排出する余水排出機構部
    を備え、
    上記超音波素子が設けられた上記供給水容器の下部から上記蓋板の中央部までの距離は、（２ｎ−１）・λ／４、（ｎは、１以上の整数）に設定されている超音波式ミスト発生装置を用いたミスト発生方法において、
    上記給水口から上記供給水容器内を経由して上記滴下部から滴下させる供給水の量を、超音波によりミスト化できる供給水の量に相当するミスト発生能力よりも多い量として供給制御を行う供給量制御ステップ
    を有しているミスト発生方法。

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