JP2672397B2 - 超音波霧化装置 - Google Patents
超音波霧化装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、超音波励振器により発生させた弾性振動に
より液体を霧化する超音波霧化装置に関する。
より液体を霧化する超音波霧化装置に関する。
（従来の技術） 従来の超音波霧化装置としては、ボルト締ランジュバ
ン型振動子を応用した超音波霧化装置およびネブライザ
ーが挙げられる。ボルト締ランジュバン型振動子による
霧化装置は数10KHzという周波数の超音波を利用したも
ので、多量の霧を発生しうるという長所を有するが、構
造が複雑で、装置が大がかりであるという短所をあわせ
もつ。一方、ネブライザーはMHz領域の超音波を利用し
たもので、粒子が微小で均一性に優れるという長所を有
するものの、霧化効率が悪く、低電力で多量の霧を発生
させるのが難しいという短所をもつ。
ン型振動子を応用した超音波霧化装置およびネブライザ
ーが挙げられる。ボルト締ランジュバン型振動子による
霧化装置は数10KHzという周波数の超音波を利用したも
ので、多量の霧を発生しうるという長所を有するが、構
造が複雑で、装置が大がかりであるという短所をあわせ
もつ。一方、ネブライザーはMHz領域の超音波を利用し
たもので、粒子が微小で均一性に優れるという長所を有
するものの、霧化効率が悪く、低電力で多量の霧を発生
させるのが難しいという短所をもつ。
（発明が解決しようとする課題） 従来の超音波霧化装置では、霧化効率、多量霧化、粒
子の微小性、均一性または駆動電源のコストのいずれか
において難点があった。
子の微小性、均一性または駆動電源のコストのいずれか
において難点があった。
本発明の目的は、霧化効率、多量霧化、粒子の微小
性、均一性、および駆動電源コストのどの面からみても
満足のできる超音波霧化装置を提供することにある。
性、均一性、および駆動電源コストのどの面からみても
満足のできる超音波霧化装置を提供することにある。
（課題を解決するための手段） 請求項１に記載の超音波霧化装置は、圧電振動子の舌
片状の振動板を固着してなる超音波励振器により発生さ
せた弾性振動により液体を霧化する超音波霧化装置であ
って、前記振動板と微小な間隔を隔てて対面する補助板
と、前記微小間隙内に前記液体を供給する手段とが備え
てあり、前記振動板には多数の穴が設けてあることを特
徴とする。
片状の振動板を固着してなる超音波励振器により発生さ
せた弾性振動により液体を霧化する超音波霧化装置であ
って、前記振動板と微小な間隔を隔てて対面する補助板
と、前記微小間隙内に前記液体を供給する手段とが備え
てあり、前記振動板には多数の穴が設けてあることを特
徴とする。
請求項２に記載の超音波霧化装置は、前記補助板が水
平方向より角度をなしてなることを特徴とする。
平方向より角度をなしてなることを特徴とする。
請求項３に記載の超音波霧化装置は、前記補助板が圧
電振動子に比べて音響インピーダンスが低い発泡スチロ
ールその他の物質から成ることを特徴とする。
電振動子に比べて音響インピーダンスが低い発泡スチロ
ールその他の物質から成ることを特徴とする。
請求項４に記載の超音波霧化装置は、前記超音波励振
器と前記補助板とが、前記圧電振動子と前記補助板とを
圧接させるクリップで互いに一定の位置関係に保持して
あることを特徴とする。
器と前記補助板とが、前記圧電振動子と前記補助板とを
圧接させるクリップで互いに一定の位置関係に保持して
あることを特徴とする。
請求項５に記載の超音波霧化装置は、前記液体供給手
段が貯液室と、該貯液室から前記間隙内に液体を供給す
るためのチューブとを備えることを特徴とする。
段が貯液室と、該貯液室から前記間隙内に液体を供給す
るためのチューブとを備えることを特徴とする。
請求項６に記載の超音波霧化装置は、前記圧電振動子
が圧電磁器と、該圧電磁器の分極軸に垂直な両面に形成
されている電極とから成ることを特徴とする。
が圧電磁器と、該圧電磁器の分極軸に垂直な両面に形成
されている電極とから成ることを特徴とする。
請求項７に記載の超音波霧化装置は、前記振動板が、
前記圧電振動子の少なくとも一方の面上に一体的に連な
って固着されており、前記圧電振動子の外方に向けて前
記圧電振動子の該面にほぼ平行に突出する振動部を有
し、前記穴は該振動部に設けられていて、前記穴におけ
る前記振動板の一方の開口面積と他方の開口面積とが異
なることを特徴とする。
前記圧電振動子の少なくとも一方の面上に一体的に連な
って固着されており、前記圧電振動子の外方に向けて前
記圧電振動子の該面にほぼ平行に突出する振動部を有
し、前記穴は該振動部に設けられていて、前記穴におけ
る前記振動板の一方の開口面積と他方の開口面積とが異
なることを特徴とする。
請求項８に記載の超音波霧化装置は、前記圧電振動子
の共振周波数のうちの一つが前記圧電振動子と前記振動
板との複合体の共振周波数のうちの一つにほぼ等しいこ
とを特徴とする。
の共振周波数のうちの一つが前記圧電振動子と前記振動
板との複合体の共振周波数のうちの一つにほぼ等しいこ
とを特徴とする。
請求項９に記載の超音波霧化装置は、前記圧電振動子
が長さと幅の寸法比がほぼ１に等しい矩形状の板である
ことを特徴とする。
が長さと幅の寸法比がほぼ１に等しい矩形状の板である
ことを特徴とする。
（作用） 請求項１に記載の超音波霧化装置の使用時、前記圧電
振動子には前記圧電振動子と前記振動板との複合体の共
振周波数にほぼ等しい周波数の交流信号が印加され、前
記圧電振動子は励振される。前記圧電振動子の励振は前
記振動板を振動させ、前記振動板と前記補助板との微少
間隙内に供給された液体は、前記振動板に設けられてい
る穴を通して霧化される。穴を通しての霧化は、粒子の
微小性、均一性を促し、補助板を用いることにより霧化
効率も良く、従って多量の霧化が低消費電力で実現で
き、あわせて装置の小形化も容易にできる。
振動子には前記圧電振動子と前記振動板との複合体の共
振周波数にほぼ等しい周波数の交流信号が印加され、前
記圧電振動子は励振される。前記圧電振動子の励振は前
記振動板を振動させ、前記振動板と前記補助板との微少
間隙内に供給された液体は、前記振動板に設けられてい
る穴を通して霧化される。穴を通しての霧化は、粒子の
微小性、均一性を促し、補助板を用いることにより霧化
効率も良く、従って多量の霧化が低消費電力で実現で
き、あわせて装置の小形化も容易にできる。
請求項２に記載の超音波霧化装置は、前記補助板が水
平方向より角度をなしていることにより、前記液体の供
給を促進し霧化効率を増大させることができる。
平方向より角度をなしていることにより、前記液体の供
給を促進し霧化効率を増大させることができる。
請求項３に記載の超音波霧化装置は、前記補助板が圧
電振動子に比べて音響インピーダンスが低い発泡スチロ
ールその他の物質から成ることにより、前記圧電振動子
の励振が前記補助板に伝搬するのが抑制され、効率良く
前記振動板を振動させることができる。従って効率の良
い霧化を実現でる。
電振動子に比べて音響インピーダンスが低い発泡スチロ
ールその他の物質から成ることにより、前記圧電振動子
の励振が前記補助板に伝搬するのが抑制され、効率良く
前記振動板を振動させることができる。従って効率の良
い霧化を実現でる。
請求項４に記載の超音波霧化装置では、前記圧電振動
子と前記補助板とがクリップで圧接されている。前記ク
リップで前記圧電振動子と前記補助板とを圧接すると、
両者が互いの関係を一定にして安定に保持され、ひいて
は振動板と補助板との微小な間隙が安定に保持される。
また、クリップで両者を圧接する構造では、圧電振動子
の振動エネルギーが補助板に漏れ難く、圧電振動子の励
振は振動板に効率良く電搬され、従って効率の良い霧化
が実現できる。
子と前記補助板とがクリップで圧接されている。前記ク
リップで前記圧電振動子と前記補助板とを圧接すると、
両者が互いの関係を一定にして安定に保持され、ひいて
は振動板と補助板との微小な間隙が安定に保持される。
また、クリップで両者を圧接する構造では、圧電振動子
の振動エネルギーが補助板に漏れ難く、圧電振動子の励
振は振動板に効率良く電搬され、従って効率の良い霧化
が実現できる。
請求項５に記載の超音波霧化装置は、前記液体供給手
段が前記貯液室と前記液体供給チューブとを備えること
により、前記液体の供給を無駄なく効率良く行うことが
でき、従って、霧化効率を増大できる。
段が前記貯液室と前記液体供給チューブとを備えること
により、前記液体の供給を無駄なく効率良く行うことが
でき、従って、霧化効率を増大できる。
請求項６に記載の超音波霧化装置では、前記圧電振動
子が前記圧電磁器と、前記圧電磁器の分極軸に垂直な両
面に形成されている電極とからなる。交流電圧は該電極
を介して前記圧電振動子に印加され、前記振動子は励振
される。
子が前記圧電磁器と、前記圧電磁器の分極軸に垂直な両
面に形成されている電極とからなる。交流電圧は該電極
を介して前記圧電振動子に印加され、前記振動子は励振
される。
このような簡単な構造の圧電振動子の採用により、超
音波霧化装置を小形化でき、しかもこの装置では高い効
率で液体を霧化することができる。
音波霧化装置を小形化でき、しかもこの装置では高い効
率で液体を霧化することができる。
請求項７に記載の超音波霧化装置は、前記振動板が前
記圧電振動子の少なくとも一方の面上に一体的に連なっ
て固着されていることにより、前記振動部は前記固着部
を固定端とする片持ち梁の形で屈曲振動するから、前記
微少間隙内の液体はその弾性振動により霧化され、その
振動板に垂直な上方に向けて霧として放散される。ま
た、前記穴における一方の開口面積が他方の開口面積よ
り大きいから、その一方の開口を入口側とし他方の開口
を出口側とすることにより前記穴の液体の通過面積が入
口側から出口側に向けて減少するから、前記液体が前記
穴を通過するときに前記液体は前記穴によって絞り作用
を受ける。その結果、前記絞り作用と前記振動部の振動
との相乗効果によって液体の霧化作用が促進され、霧の
発生量が増加しかつ粒子の径が均一になる。
記圧電振動子の少なくとも一方の面上に一体的に連なっ
て固着されていることにより、前記振動部は前記固着部
を固定端とする片持ち梁の形で屈曲振動するから、前記
微少間隙内の液体はその弾性振動により霧化され、その
振動板に垂直な上方に向けて霧として放散される。ま
た、前記穴における一方の開口面積が他方の開口面積よ
り大きいから、その一方の開口を入口側とし他方の開口
を出口側とすることにより前記穴の液体の通過面積が入
口側から出口側に向けて減少するから、前記液体が前記
穴を通過するときに前記液体は前記穴によって絞り作用
を受ける。その結果、前記絞り作用と前記振動部の振動
との相乗効果によって液体の霧化作用が促進され、霧の
発生量が増加しかつ粒子の径が均一になる。
請求項８に記載の超音波霧化装置では、前記圧電振動
子の共振周波数のうちの一つが、前記圧電振動子と前記
振動板との複合体の共振周波数のうちの一つにほぼ等し
いから、その共通の共振周波数の電圧を前記圧電振動子
に印加することにより、該振動板は効率的に励振され、
霧化効率が促進され、霧の発生量はさらに増大する。
子の共振周波数のうちの一つが、前記圧電振動子と前記
振動板との複合体の共振周波数のうちの一つにほぼ等し
いから、その共通の共振周波数の電圧を前記圧電振動子
に印加することにより、該振動板は効率的に励振され、
霧化効率が促進され、霧の発生量はさらに増大する。
請求項９に記載の超音波霧化装置では、前記圧電振動
子が長さと幅の寸法比がほぼ１に等しい矩形状の板であ
ることにより、前記圧電振動子と前記振動板との複合体
の結合振動が増強され、霧化効率が促進される。
子が長さと幅の寸法比がほぼ１に等しい矩形状の板であ
ることにより、前記圧電振動子と前記振動板との複合体
の結合振動が増強され、霧化効率が促進される。
（実施例） 次に実施例を挙げて本発明を一層詳しく説明する。
第１図（ａ）は本発明の超音波霧化装置の一実施例を
示す断面図である。本実施例は銅箔からなる端子P,Qが
取りつけられている圧電振動子１と、振動板２と、補助
板３と、クリップ４と、液体供給チューブ５と、流量調
整バルブ６と、貯液室７とからなる。但し、第１図
（ａ）には圧電振動子１に交流電圧を供給する電源回路
が併せて示してあり、使用時には貯液室７は適量の液体
で満たしておく。端子P,Qは圧電振動子１に接着剤で固
着されている。
示す断面図である。本実施例は銅箔からなる端子P,Qが
取りつけられている圧電振動子１と、振動板２と、補助
板３と、クリップ４と、液体供給チューブ５と、流量調
整バルブ６と、貯液室７とからなる。但し、第１図
（ａ）には圧電振動子１に交流電圧を供給する電源回路
が併せて示してあり、使用時には貯液室７は適量の液体
で満たしておく。端子P,Qは圧電振動子１に接着剤で固
着されている。
第１図（ｂ）は、同図（ａ）から液体供給チューブ５
と、流量調整バルブ６と、貯液室７とを除いて描いた断
面図である。圧電振動子１と振動板２とからなる超音波
励振器は補助板３にクリップ４で圧接させる。これは圧
電振動子１の励振を振動板２に効率良く伝搬させるため
である。また、超音波励振器は水平面に対し30度の角度
を保つように固定させる。これは振動板２と補助板３と
の微少間隙内への液体の供給速度を増加させ、効率良く
霧化を行うためである。
と、流量調整バルブ６と、貯液室７とを除いて描いた断
面図である。圧電振動子１と振動板２とからなる超音波
励振器は補助板３にクリップ４で圧接させる。これは圧
電振動子１の励振を振動板２に効率良く伝搬させるため
である。また、超音波励振器は水平面に対し30度の角度
を保つように固定させる。これは振動板２と補助板３と
の微少間隙内への液体の供給速度を増加させ、効率良く
霧化を行うためである。
第１図（ｃ）はクリップ４の斜視図、第１図（ｄ）は
クリップ４の側面図である。クリップ４はステンレスス
チール製で弾力により圧電振動子１と補助板３とを圧接
させている。
クリップ４の側面図である。クリップ４はステンレスス
チール製で弾力により圧電振動子１と補助板３とを圧接
させている。
液量調整バルブ６により貯液室７から液体供給チュー
ブ５を通って前記微少間隙内に供給される液体の量は制
限され、前記微少間隙には霧化効率が最も高くなるよう
な液量が供給される。
ブ５を通って前記微少間隙内に供給される液体の量は制
限され、前記微少間隙には霧化効率が最も高くなるよう
な液量が供給される。
第２図（ａ）は第１図実施例における前記超音波励振
器を示す平面図、第２図（ｂ）は同図（ａ）における振
動部20の部分拡大平面図であり、本図では第２図（ａ）
と同方向から見たときの穴22の形および配列並びに寸法
が示されている。
器を示す平面図、第２図（ｂ）は同図（ａ）における振
動部20の部分拡大平面図であり、本図では第２図（ａ）
と同方向から見たときの穴22の形および配列並びに寸法
が示されている。
第３図（ａ）は第２図（ａ）の超音波励振器の側面
図、第３図（ｂ）は板面に垂直な平面で切断したときに
現われる振動部20の断面を示す図であり、この第３図
（ｂ）では穴22の縦断面形状および寸法が示されてい
る。
図、第３図（ｂ）は板面に垂直な平面で切断したときに
現われる振動部20の断面を示す図であり、この第３図
（ｂ）では穴22の縦断面形状および寸法が示されてい
る。
圧電振動子１は矩形状板状の圧電磁器30を有し、圧電
磁器30の材質はTDK72A材（製品名）で、その長さは40m
m、幅は20mm、厚さは1mmである。TDK72A材は電気機械結
合係数が大きいことから、ここでの実施例に用いてい
る。圧電磁器30の分極軸の方向は厚さ方向に一致してお
り、この厚さ方向に垂直な両面にAu電極31およびAu電極
32が形成されている。Au電極31は圧電磁器30の一方の面
をおおい、Au電極32は圧電磁器30のもう一方の面をおお
っている。Au電極31には端子Ｐが取り付けられ、Au電極
32には端子Ｑが取り付けられている。端子Ｐおよび端子
Ｑは圧電磁器30の幅方向に沿う一方の縁部に配置されて
いる。
磁器30の材質はTDK72A材（製品名）で、その長さは40m
m、幅は20mm、厚さは1mmである。TDK72A材は電気機械結
合係数が大きいことから、ここでの実施例に用いてい
る。圧電磁器30の分極軸の方向は厚さ方向に一致してお
り、この厚さ方向に垂直な両面にAu電極31およびAu電極
32が形成されている。Au電極31は圧電磁器30の一方の面
をおおい、Au電極32は圧電磁器30のもう一方の面をおお
っている。Au電極31には端子Ｐが取り付けられ、Au電極
32には端子Ｑが取り付けられている。端子Ｐおよび端子
Ｑは圧電磁器30の幅方向に沿う一方の縁部に配置されて
いる。
圧電振動子１の一方の面には、舌片状の振動板２が取
り付けられている。振動板２にはニッケル製で、細長い
板状の固着部21において圧電振動子１と一体的に連なっ
て固着されており、圧電振動子１より突出している部分
の振動板２が振動部20をなしている。固着部21はAu電極
31を介して圧電振動子１に接着材33で接着されている。
振動板２は長さ25mm、幅20mm、厚さ0.05mmである。固着
部21は長さ20mm、幅5mm、厚さ0.05mmである。
り付けられている。振動板２にはニッケル製で、細長い
板状の固着部21において圧電振動子１と一体的に連なっ
て固着されており、圧電振動子１より突出している部分
の振動板２が振動部20をなしている。固着部21はAu電極
31を介して圧電振動子１に接着材33で接着されている。
振動板２は長さ25mm、幅20mm、厚さ0.05mmである。固着
部21は長さ20mm、幅5mm、厚さ0.05mmである。
振動部20は圧電振動子１の幅方向に沿う縁部から外方
に向けて、圧電振動子１の板面に平行に伸び、突出して
いる。振動部20は長さ20mm、幅20mm、厚さ0.05mmであ
る。振動部20にはその厚さ方向に貫通する微細な複数の
穴22が設けられていて、穴22の形状はすり鉢状であっ
て、その入口側の直径は0.1mm、出口側の直径は0.02mm
である。各穴22は等しいピッチで配列されている。第１
図の超音波霧化装置の駆動時、圧電振動子１と振動板２
との複合体の共振周波数に等しい周波数を有する交流信
号を端子Ｐおよび端子Ｑを介して圧電振動子１に印加す
る。このとき、その交流信号の周波数は圧電振動子１の
共振周波数のうちの一つにほぼ一致している。圧電振動
子１は励振され、振動板２はその固着部21を固定端とす
る片持ち梁の形で振動される。振動部20に生じる振動は
屈曲振動であり、振動部20の弾性振動が液体の霧化に有
効に機能する。
に向けて、圧電振動子１の板面に平行に伸び、突出して
いる。振動部20は長さ20mm、幅20mm、厚さ0.05mmであ
る。振動部20にはその厚さ方向に貫通する微細な複数の
穴22が設けられていて、穴22の形状はすり鉢状であっ
て、その入口側の直径は0.1mm、出口側の直径は0.02mm
である。各穴22は等しいピッチで配列されている。第１
図の超音波霧化装置の駆動時、圧電振動子１と振動板２
との複合体の共振周波数に等しい周波数を有する交流信
号を端子Ｐおよび端子Ｑを介して圧電振動子１に印加す
る。このとき、その交流信号の周波数は圧電振動子１の
共振周波数のうちの一つにほぼ一致している。圧電振動
子１は励振され、振動板２はその固着部21を固定端とす
る片持ち梁の形で振動される。振動部20に生じる振動は
屈曲振動であり、振動部20の弾性振動が液体の霧化に有
効に機能する。
振動部20の振動に伴い、貯液室７から液体供給チュー
ブ５を通って前記微少間隙内に供給された液体は毛細管
現象により各穴22に導かれる。前記液体が各穴22を通過
するとき、各穴22の液体の通過面積はその入口側から出
口側に向けて減少するから、前記液体は穴22によって絞
り作用を受け、振動部20の上部に流出する。その結果、
前記絞り作用、振動部20の振動、超音波励振器が水平面
より角度をなすことによる液体供給速度の増加作用、お
よび前記微少間隙内への液量調整バルブ６による液量制
限作用により、穴22から流出した液体は効率よく霧化さ
れる。
ブ５を通って前記微少間隙内に供給された液体は毛細管
現象により各穴22に導かれる。前記液体が各穴22を通過
するとき、各穴22の液体の通過面積はその入口側から出
口側に向けて減少するから、前記液体は穴22によって絞
り作用を受け、振動部20の上部に流出する。その結果、
前記絞り作用、振動部20の振動、超音波励振器が水平面
より角度をなすことによる液体供給速度の増加作用、お
よび前記微少間隙内への液量調整バルブ６による液量制
限作用により、穴22から流出した液体は効率よく霧化さ
れる。
第４図は圧電振動子１の周波数に対するアドミタンス
および位相の関係を示す特性図である。霧化装置として
有効に動作する周波数の１つは100.8KHz付近の共振に対
応するものである。
および位相の関係を示す特性図である。霧化装置として
有効に動作する周波数の１つは100.8KHz付近の共振に対
応するものである。
第５図は印加電圧と霧化量との関係を示す特性図であ
る。印加電圧が０〜30VP-P付近までは霧の発生は観察で
きないが、30VP-P以上になると、霧が振動部20から吹き
上がる。共振周波数100.8KHzにおいては、霧化量が最大
となる印加電圧は76VP-Pでそれ以上の電圧では霧化量は
飽和する。本図が示すように、60VP-P付近まで霧化量は
印加電圧に応じて急激に増えている。
る。印加電圧が０〜30VP-P付近までは霧の発生は観察で
きないが、30VP-P以上になると、霧が振動部20から吹き
上がる。共振周波数100.8KHzにおいては、霧化量が最大
となる印加電圧は76VP-Pでそれ以上の電圧では霧化量は
飽和する。本図が示すように、60VP-P付近まで霧化量は
印加電圧に応じて急激に増えている。
第６図は吹き上げた霧の軌跡の最高点および飛距離
と、印加電圧との関係を示す特性図である。第５図と同
様な変化を示し、40VP-P付近から急激に霧の勢いが増し
60VP-P付近で飽和する。
と、印加電圧との関係を示す特性図である。第５図と同
様な変化を示し、40VP-P付近から急激に霧の勢いが増し
60VP-P付近で飽和する。
第７図は第２図の例に代えて、長さ20mm、幅20mm、厚
さ1mmの圧電振動子と、長さ20mm、幅20mm、厚さ0.5mmの
振動部を有する振動板とを備えた超音波励振器の一実施
例を示す平面図である。本実施例を用いれば印加電圧が
9.8Vのときに周波数が114.6KHzで霧化量が最大となり、
その時の消費電力は294mW、電流は30mAである。また、
電源を含む装置全体においては消費電力は588mW、電流
は60mAである。
さ1mmの圧電振動子と、長さ20mm、幅20mm、厚さ0.5mmの
振動部を有する振動板とを備えた超音波励振器の一実施
例を示す平面図である。本実施例を用いれば印加電圧が
9.8Vのときに周波数が114.6KHzで霧化量が最大となり、
その時の消費電力は294mW、電流は30mAである。また、
電源を含む装置全体においては消費電力は588mW、電流
は60mAである。
（発明の効果） 以上に詳しく説明したように、本発明の超音波霧化装
置によれば、振動部に設けられた穴を通過しながら液体
が霧化されるので、霧の粒子の微小性、均一性を促すこ
とができる。さらに、補助板を振動板に対して微少な間
隙を隔てて設けた構造の採用により、供給された液体を
効率良く霧化でき、従って多量の霧化が低消費電力で実
現でき、あせて装置の小形化も容易に実現できる。
置によれば、振動部に設けられた穴を通過しながら液体
が霧化されるので、霧の粒子の微小性、均一性を促すこ
とができる。さらに、補助板を振動板に対して微少な間
隙を隔てて設けた構造の採用により、供給された液体を
効率良く霧化でき、従って多量の霧化が低消費電力で実
現でき、あせて装置の小形化も容易に実現できる。
補助板が水平方向より角度をなす構造の採用により、
液体の供給速度を促進させることができ、霧化効率を増
大させることができる。
液体の供給速度を促進させることができ、霧化効率を増
大させることができる。
補助板として、発泡スチロール等のような圧電振動子
に比べて音響インピーダンスが低い物質を採用すること
により、圧電振動子の励振が補助板に伝搬するのを抑制
でき、効率良く振動板を振動させることができる。従っ
て、霧化効率を増大させることができる。
に比べて音響インピーダンスが低い物質を採用すること
により、圧電振動子の励振が補助板に伝搬するのを抑制
でき、効率良く振動板を振動させることができる。従っ
て、霧化効率を増大させることができる。
超音波励振器と補助板とが、圧電振動子と補助板とを
圧接させるクリップで互いに一定の位置関係に保持され
る構造を採用することにより、圧電振動子の励振は振動
板に効率良く伝搬され、従って効率の良い霧化を実現で
きる。
圧接させるクリップで互いに一定の位置関係に保持され
る構造を採用することにより、圧電振動子の励振は振動
板に効率良く伝搬され、従って効率の良い霧化を実現で
きる。
液体供給手段が貯液室と液体供給チューブとを備える
ことにより、液体の供給を無駄なく効率良く行うことが
でき、従って霧化効率を増大させることができる。
ことにより、液体の供給を無駄なく効率良く行うことが
でき、従って霧化効率を増大させることができる。
圧電振動子として圧電磁器と電極とからなる簡単な構
造を採用することにより、装置を小形化でき、しかもこ
の装置では高い効率で液体を霧化することができる。
造を採用することにより、装置を小形化でき、しかもこ
の装置では高い効率で液体を霧化することができる。
振動板を圧電振動子の少なくとも一方の面上に一体的
に連なって固着させる構造の採用により、振動部は固着
部を固定端とする片持ち梁の形で屈曲振動するから、強
い弾性振動の状態にある前記微少間隙内の液体は垂直方
向上方に向けて霧化される。また、前記穴における一方
の開口面積が他方の開口面積より大きいから、その一方
の開口を入口側とし、他方の開口を出口側とする構造の
採用により液体の通過面積がその穴の入口側から出口側
に向けて減少するから、液体が穴を通過するときに液体
は穴によって絞り作用を受ける。その結果、絞り作用と
振動部の振動との相乗効果によって液体の霧化作用が促
進され、霧の発生量が増加しかつ粒子の径が均一にな
る。
に連なって固着させる構造の採用により、振動部は固着
部を固定端とする片持ち梁の形で屈曲振動するから、強
い弾性振動の状態にある前記微少間隙内の液体は垂直方
向上方に向けて霧化される。また、前記穴における一方
の開口面積が他方の開口面積より大きいから、その一方
の開口を入口側とし、他方の開口を出口側とする構造の
採用により液体の通過面積がその穴の入口側から出口側
に向けて減少するから、液体が穴を通過するときに液体
は穴によって絞り作用を受ける。その結果、絞り作用と
振動部の振動との相乗効果によって液体の霧化作用が促
進され、霧の発生量が増加しかつ粒子の径が均一にな
る。
印加電圧を増加させるとそれにつれて霧化量も増加す
るので、目的に応じて電圧を変えれば霧化量を自由に変
えることができる。
るので、目的に応じて電圧を変えれば霧化量を自由に変
えることができる。
圧電振動子と振動板との複合体としての超音波励振器
の共振周波数のうちの一つが圧電振動子の共振周波数の
うちの一つにほぼ等しくなるような構造を採用すること
により霧化効率が促進され、霧の発生量はさらに増加す
る。
の共振周波数のうちの一つが圧電振動子の共振周波数の
うちの一つにほぼ等しくなるような構造を採用すること
により霧化効率が促進され、霧の発生量はさらに増加す
る。
圧電振動子としてその長さと幅の寸法比がほぼ１に等
しい矩形板状構造を採用することにより、圧電振動子と
振動板との複合体の結合振動が増強するから、霧化効率
はさらに促進される。
しい矩形板状構造を採用することにより、圧電振動子と
振動板との複合体の結合振動が増強するから、霧化効率
はさらに促進される。
第１図（ａ）は本発明の超音波霧化装置の一実施例を示
す断面図、第１図（ｂ）は同図（ａ）から液体供給チュ
ーブ５と、流量調整バルブ６と、貯液室７とを除いて描
いた断面図、第１図（ｃ）はクリップ４の斜視図、第１
図（ｄ）はクリップ４の側面図、第２図（ａ）は第１図
実施例における超音波励振器を示す平面図、第２図
（ｂ）は同図（ａ）における振動部20の部分拡大平面
図、第３図（ａ）は第２図（ａ）の超音波励振器の側面
図、第３図（ｂ）は板面に垂直な平面で切断したときに
現れる振動部20の断面図、第４図は圧電振動子１の周波
数に対するアドミタンスおよび位相の関係を示す特性
図、第５図は印加電圧と霧化量との関係を示す特性図、
第６図は吹き上げた霧の軌跡の最高点および飛距離と、
印加電圧との関係を示す特性図、第７図は第２図の例に
代えて示す超音波励振器の一実施例を示す平面図であ
る。 １……圧電振動子、２……振動板、３……補助板、４…
…クリップ、５……液体供給チューブ、６……液量調整
バルブ、７……貯液室、20……振動部、21……固着部、
22……穴、30……圧電磁器、31,32……Au電極、33……
接着剤。
す断面図、第１図（ｂ）は同図（ａ）から液体供給チュ
ーブ５と、流量調整バルブ６と、貯液室７とを除いて描
いた断面図、第１図（ｃ）はクリップ４の斜視図、第１
図（ｄ）はクリップ４の側面図、第２図（ａ）は第１図
実施例における超音波励振器を示す平面図、第２図
（ｂ）は同図（ａ）における振動部20の部分拡大平面
図、第３図（ａ）は第２図（ａ）の超音波励振器の側面
図、第３図（ｂ）は板面に垂直な平面で切断したときに
現れる振動部20の断面図、第４図は圧電振動子１の周波
数に対するアドミタンスおよび位相の関係を示す特性
図、第５図は印加電圧と霧化量との関係を示す特性図、
第６図は吹き上げた霧の軌跡の最高点および飛距離と、
印加電圧との関係を示す特性図、第７図は第２図の例に
代えて示す超音波励振器の一実施例を示す平面図であ
る。 １……圧電振動子、２……振動板、３……補助板、４…
…クリップ、５……液体供給チューブ、６……液量調整
バルブ、７……貯液室、20……振動部、21……固着部、
22……穴、30……圧電磁器、31,32……Au電極、33……
接着剤。
Claims (9)
- 【請求項１】圧電振動子に舌片状の振動板を固着してな
る超音波励振器により発生させた弾性振動により液体を
霧化する超音波霧化装置において、 前記振動板と微少な間隙を隔てて対面する補助板と、前
記微少間隙内に前記液体を供給する手段とが備えてあ
り、 前記振動板には多数の穴が設けてある ことを特徴とする超音波霧化装置。 - 【請求項２】前記補助板は水平方向より角度をなしてな
ることを特徴とする請求項１に記載の超音波霧化装置。 - 【請求項３】前記補助板は圧電振動子に比べて音響イン
ピーダンスが低い発泡スチロールその他の物質から成る
ことを特徴とする請求項１または２に記載の超音波霧化
装置。 - 【請求項４】前記超音波励振器と前記補助板とは、前記
圧電振動子と前記補助板とを圧接させるクリップで互い
に一定の位置関係に保持してあることを特徴とする請求
項１から３までに記載の超音波霧化装置。 - 【請求項５】前記液体供給手段が貯液室と該貯液室から
前記間隙内に液体を供給するためのチューブとを備える
ことを特徴とする請求項１から４までに記載の超音波霧
化装置。 - 【請求項６】前記圧電振動子は圧電磁器と、該圧電磁器
の分極軸に垂直な両面に形成されている電極とから成る
ことを特徴とする請求項１から５までに記載の超音波霧
化装置。 - 【請求項７】前記振動板は、前記圧電振動子の少なくと
も一方の面上に一体的に連なって固着されており、前記
圧電振動子の外方に向けて前記圧電振動子の該面にほぼ
平行に突出する振動部を有し、 前記穴は前記振動部に設けてあり、 該穴における前記振動板の一方の開口面積と他方の開口
面積とが異なることを特徴とする請求項１から６までに
記載の超音波霧化装置。 - 【請求項８】前記圧電振動子の共振周波数のうちの一つ
は前記圧電振動子と前記振動板との複合体の共振周波数
のうちの一つにほぼ等しいことを特徴とする請求項１か
ら７までに記載の超音波霧化装置。 - 【請求項９】前記圧電振動子は長さと幅の寸法比がほぼ
１に等しい矩形状の板であることを特徴とする請求項１
から８までに記載の超音波霧化装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33918090A JP2672397B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 超音波霧化装置 |
| EP91308995A EP0480615B1 (en) | 1990-10-11 | 1991-10-01 | Ultrasonic atomizing device |
| DE69117127T DE69117127T2 (de) | 1990-10-11 | 1991-10-01 | Ultraschall-Zerstäuber |
| US07/774,098 US5297734A (en) | 1990-10-11 | 1991-10-11 | Ultrasonic vibrating device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33918090A JP2672397B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 超音波霧化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04207799A JPH04207799A (ja) | 1992-07-29 |
| JP2672397B2 true JP2672397B2 (ja) | 1997-11-05 |
Family
ID=18324998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33918090A Expired - Lifetime JP2672397B2 (ja) | 1990-10-11 | 1990-11-30 | 超音波霧化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2672397B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100071687A1 (en) * | 2008-09-25 | 2010-03-25 | Micro Base Technology Corporation | Nebulization Apparatus |
-
1990
- 1990-11-30 JP JP33918090A patent/JP2672397B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04207799A (ja) | 1992-07-29 |
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