JP3180389U

JP3180389U - 超音波加湿器

Info

Publication number: JP3180389U
Application number: JP2012006075U
Authority: JP
Inventors: 誠治田中
Original assignee: 株式会社エム・エイチ・シー
Priority date: 2012-10-04
Filing date: 2012-10-04
Publication date: 2012-12-13
Anticipated expiration: 2022-10-04

Abstract

【課題】霧化運転を長時間行なった際に、取付ベースの放熱性能が低下せず、熱による不具合を防止し、耐久性に優れた超音波加湿器を提供する。
【解決手段】底壁20に底孔を有する樹脂製の貯水ケース部２と、貯水ケース部２の水Ｗを霧化するための超音波を発振する振動子３と、底壁20に固着されると共に振動子３が取着される金属製の取付ベース５と、を備えた超音波加湿器であって、取付ベース５は、表て面５ａを貯水ケース部２に向けて底壁20に固着され、底孔と連通する窓部51を有すると共に、振動子３が窓部51を下方から閉塞するように取着され、取付ベース５の表て面５ａと、窓部51の内面51ａとに、フッ素樹脂コーティング層50を被覆形成したものである。
【選択図】図１

Description

本考案は、超音波加湿器に関する。

従来、超音波加湿器は、水が貯えられる樹脂製の貯水ケース部と、貯水ケース部の水を霧化するための超音波を発振する振動子と、を備えている。そして、振動子は、貯水ケース部の底孔を介して水と接触するように金属製の取付ベースに取着されている。また、取付ベースは、貯水ケース部の水と接触するように配設され冷却効果を得ている（例えば、特許文献１参照）。

実開平５−８７４３７号公報

しかし、長時間、霧化運転すると、水含有成分、例えば、カルシウムやマグネシウムなどのミネラル成分が蒸発残留物として析出する。そして、どのようなメカニズムか明らかではないが、超音波と、水と、水含有成分から成る蒸発残留物（析出物）と、取付ベースの金属素材（アルミニウムや鉄等の金属）等が相互に関係して、取付ベースの水接触部位に、白い不純物が発生して固着する現象が起こる。このような不純物固着現象が発生すると、取付ベースの放熱（冷却）性能が低下するといった問題があった。
つまり、長時間運転すると取付ベースが高温となって、貯水ケース部や水密用のシール部材等が熱変形し、水漏れ等の不具合が発生するといった問題や、取付ベースに取着している振動子や発振回路用電子部品等が熱で故障するといった問題があった。

そこで、本考案は、霧化運転を長時間行なった際に、取付ベースの放熱性能が低下せず、熱による不具合を防止し、耐久性に優れた超音波加湿器の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本考案の超音波加湿器は、底壁に底孔を有する樹脂製の貯水ケース部と、該貯水ケース部の水を霧化するための超音波を発振する振動子と、上記底壁に固着されると共に上記振動子が取着される金属製の取付ベースと、を備えた超音波加湿器に於て、上記取付ベースは、表て面を上記貯水ケース部に向けて上記底壁に固着され、上記底孔と連通する窓部を有すると共に、上記振動子が上記窓部を下方から閉塞するように取着され、上記取付ベースの表て面と、上記窓部の内面とに、フッ素樹脂コーティング層を被覆形成したものである。

本考案によれば、長時間霧化運転しても、取付ベースに不純物が固着せず、取付ベースが十分な放熱（冷却）性能を維持できる。したがって、貯水ケース部や水密用シール部材等の取付ベース近傍部位・部材が所定温度以上まで上昇することを防止して、熱変形せず、水漏れ等の不具合を防止できる。また、取付ベースに取着している振動子や発振回路用電子部品等が熱で故障するのを防止できる。

本考案の実施形態を示す断面側面図である。図１の要部拡大図である。取付ベースの一例を示す平面図である。

以下、図示の実施形態に基づき本考案を詳説する。
図１に示すように、ケーシング本体10内に、霧化すべき水Ｗが貯えられる補充タンク部１と、補充タンク部１の下方位置に設けられ補充タンク部１から給水弁11を介して供給された水Ｗが貯えられる（ＡＢＳやＰＰ等）樹脂製の貯水ケース部２と、貯水ケース部２の水Ｗを霧化するための圧電セラミックス等の振動子３と、貯水ケース部２の上方位置に設けられ水Ｗが霧化したミストＭが浮遊するミスト室６と、ミスト室６と外部を連通する吐出路７と、ミストＭを吐出路７の吐出口71から噴出させるための搬送風Ｋを発生させる送風ファン８と、を備えている。
さらに、貯水ケース部２の底壁20に固着されると共に振動子３が取着されるアルミニウムや鉄等の金属製の取付ベース５を備えている。

図２及び図３に於て、取付ベース５は貯水ケース部２の底壁20と平行状の平板部53と、平板部53に貫設された円形状の窓部51と、窓部51を包囲するように（同心状に）配設され平板部53から上方突出状に形成された円筒状壁部52と、窓部51と同心状に配設され裏面５ｂから上方へ窪んだ振動子位置決め用の円形状の座部（凹部）54と、を有している。
円筒状壁部52の内周面52ａは、上方拡径テーパ状に形成されている。

取付ベース５は、表て面５ａを貯水ケース部２に向け（上方へ向け）、窓部51が底壁20に貫設された底孔21と連通するように配設されている。
取付ベース５は、円筒状壁部52の上部が、底孔21に内嵌状に差し込まれて、位置決めされ、円筒状壁部52の上面52ｃ及び内周面52ａと、窓部51の内面51ａは水Ｗに接触するように配設されている。
また、取付ベース５の円筒状壁部52の外周面52ｂには、貯水ケース部２の底壁20と取付ベース５の間を密封（水密）して底孔21からの水漏れを防止する円環状のシリコンゴム等のゴム製の第１シール部材61が外嵌状に取着される。

また、取付ベース５には、振動子３が、窓部51を下方（裏面５ｂ側）から閉塞するように、かつ、その上面３ａが水Ｗと接触するように裏蓋状に取着されている。
振動子３は、その周縁部３ｄに密着する横断面コの字状のゴム製の第２シール部材62が外嵌状に取着されている。
第２シール部材62は、円環状に形成され、取付ベース５の座部54に、内嵌状に取着して、取付ベース５と振動子３の間を密封（水密）して窓部51からの水漏れを防止している。
また、取付ベース５の裏面５ｂに、振動子３及び第２シール部材62が下方への脱落を防止すると共に、第２シール部材62が取付ベース５への密着する押圧力を付与する押さえカバー部材60が固着されている。

そして、取付ベース５は、表て面５ａと、窓部51の内面51ａとに、フッ素樹脂コーティング層50を設けている。ここで、取付ベース５の表て面５ａとは、円筒状壁部52のテーパ状の内周面52ａと、円筒状壁部52の上面52ｃと、円筒状壁部52の外周面52ｂと、平板部53の上面53ａと、である。つまり、表て側の全面（各面）と、窓部51の内面51ａとに、フッ素樹脂コーティング層50を被覆形成している。

取付ベース５の裏側の各面（座部54の内周面54ａと座部54の座面54ｃと、平板部53の下面53ｂ）は、フッ素樹脂コーティング層50を省略することで、フッ素樹脂吹き付け工程において、取付ベース５を表裏ひっくり返す必要がなく、ムラなく均一に、そして、容易かつ迅速に吹き付けができる。また、ヒータ加熱工程（焼成工程）において、取付ベース５を保持する特別な治具が必要なく姿勢が安定して、均一に加熱することができる。また、表て側の水接触部位（円筒状壁部52の上面52ｃ及び内周面52ａや、窓部51の内面51ａ）のみにフッ素樹脂コーティング層50を設ける場合に比べて、細かなマスキングが必要なく、フッ素樹脂コーティング層50の形成を容易かつ迅速に行なうことができる。

フッ素樹脂コーティング層50は、取付ベース５にフッ素樹脂を吹き付け、その後、ヒータの加熱等によって焼成して形成したものであり、例えば、テフロン（登録商標）コーティングである。
フッ素樹脂コーティング層50の「フッ素樹脂」とは、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロエチレンプロペンコポリマー（ＦＥＰ）、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、エチレン・テトラフルオロエチレンポリマー（ＥＴＦＥ）等である。
そして、フッ素樹脂コーティング層50は、耐薬品性（酸、アルカリ、塩等の水溶液に浸食されにくい）、非粘着性（難付着性）、撥水性、耐熱性、滑り性（低摩擦性）、耐磨耗性、高い電気絶縁性といった特性を有するものである。
また、フッ素樹脂コーティング層50は、人工又は天然のダイヤモンド微粉末を含有させたもの、或いは、人工又は天然の鉱物や宝石の微粉末を含有させたものでも良い。

また、図１及び図２に示すように、振動子３や送風ファン８、電源等を制御するための制御回路部９を備えている。なお、図１及び図２に於て、配線部材や電源コード等は図示省略している。また、貯水ケース部２の水位を所定高さ（水量を所定量）に保持するためのフロートスイッチ（リミットスイッチ）を図示省略している。

制御回路部９は、振動子３を発振制御する（駆動させる）発振回路部93を有している。
そして、発振回路部93のトランジスタ93ａを、取付ベース５の裏面５ｂ（平板部53の下面53ｂ）に固着している。そして、振動子３やトランジスタ93ａの熱を、取付ベース５を介して、空気中や貯水ケース部２の水Ｗに放熱するように設けている。つまり、取付ベース５は、放熱板（水Ｗに接触して冷却されることで、振動子３やトランジスタ93ａを冷やす冷却板）でもある。なお、取付ベース５は、放熱性、加工容易性、金型成型性に優れたアルミニウム製とするのが好ましい。

なお、本考案は設計変更可能であって、取付ベース５の裏面５ｂにフッ素樹脂コーティング層50を設けても良い。また、ケーシング本体10の形状は自由である。また、補充タンク部１、貯水ケース部２、ミスト室６、吐出路７、送風ファン８等の配置や形状は自由である。
また、振動子３は、水Ｗを霧化可能であれば、振動数は自由であるが、１秒間に１００万回（１ＭＨｚ）以上２５０万回以下（２．５ＭＨｚ）の振動数が望ましい。より好ましくは、１２０万回〜１８０万回（１．２ＭＨｚ〜１．８ＭＨｚ）である。

次に、上述した本考案の超音波加湿器の作用について説明する。
電源を入れることで、振動子３が駆動し、超音波を発振して、貯水ケース部２の水Ｗを霧化する。また、送風ファン８が駆動し、搬送風Ｋは発生させて、水Ｗが霧化したミストＭを、吐出口71から噴出（噴霧）させる。
そして、霧化運転を長時間行なうと、水含有成分から成る極微小な蒸発残留物（析出物）が発生し、取付ベース５に付着・堆積する虞がある。しかし、フッ素樹脂コーティング層50の難付着性、撥水性、摺動性等により、極微小な蒸発残留物の付着・堆積が防がれる。不純物発生の原因のひとつである蒸発残留物（析出物）が付着して集積するのを防ぐことで、不純物の発生及び固着を防ぐ。

また、取付ベース５の金属素材を、フッ素樹脂コーティング層50によって、水中のイオンや水含有物の析出物（蒸発残留物）等に直接的に接触させず（非接触とし）、さらに、耐薬品性や撥水性によって、不純物の発生・固着を防ぐ。
なお、水含有成分は、例えば、カルシウム、マグネシウム、ナトリウム、カリウムなどのミネラル成分、塩素や水道管からの鉄分等、である。

ここで、本考案の超音波加湿器（取付ベース５にフッ素樹脂コーティング層50を設けたもの）を実施例とし、フッ素樹脂コーティング層50を省略したものを比較例１とし、取付ベース５にフッ素樹脂コーティング層50のかわりに黒色塗料の塗装膜を設けたものを比較例２とし、フッ素樹脂コーティング層50のかわりに金属系メッキ層（金属皮膜）を設けたものを比較例３として耐久試験を行なった。水Ｗは家庭用の水道水を使用し、適宜補充した。
比較例１〜３を夫々複数設置して霧化運転を開始すると、開始後５００時間〜１０００時間（１日５時間の使用で、年間使用期間を１００日と仮定した場合に、１年〜２年の予想使用期間）で、白い不純物の固着が発生し、取付ベース５の冷却性能低下による異常熱で、近傍の部材や部位に熱変形が発生し、水漏れ等の不具合が発生した。また、熱で振動子３が破損したものや、トランジスタ93ａが高温となって発振回路が機能停止したものがあった。
実施例は、霧化運転開始後２５００時間以上（５年以上の予想使用期間）でも、不純物の固着が見られず、取付ベース５の異常発熱による不具合が発生せず、比較例１〜３よりも耐久性に優れていることが明らかとなった。

また、比較例２は、塗装の剥離が見られた。また、比較例１、及び、塗装剥離後の比較例２に、錆びや腐蝕のような現象（酸化や白化のような現象）が発生し、この現象も放熱性の低下の原因となっていた。
実施例は、フッ素樹脂コーティング層50の剥離は見られず、錆びや腐蝕のような現象も見られなかった。

以上のように、本考案の超音波加湿器は、底壁20に底孔21を有する樹脂製の貯水ケース部２と、貯水ケース部２の水Ｗを霧化するための超音波を発振する振動子３と、底壁20に固着されると共に振動子３が取着される金属製の取付ベース５と、を備えた超音波加湿器に於て、取付ベース５は、表て面５ａを貯水ケース部２に向けて底壁20に固着され、底孔21と連通する窓部51を有すると共に、振動子３が窓部51を下方から閉塞するように取着され、取付ベース５の表て面５ａと、窓部51の内面51ａとに、フッ素樹脂コーティング層50を被覆形成したので、長時間霧化運転しても、取付ベース５に不純物が固着せず、取付ベース５が十分な放熱（冷却）性能を維持できる。したがって、貯水ケース部２の底壁20や、水密用の第１・第２シール部材61，62等の取付ベース近傍部位・部材が所定温度以上まで上昇することを防止して、熱変形せず、水漏れ等の不具合を防止できる。また、取付ベース５に取着されている振動子３やトランジスタ93ａ等の発振回路用電子部品が熱で故障するのを防止できる。

２貯水ケース部
３振動子
５取付ベース
５ａ表て面
20 底壁
21 底孔
50 フッ素樹脂コーティング層
51 窓部
51ａ内面
Ｗ水

Claims

底壁（20）に底孔（21）を有する樹脂製の貯水ケース部（２）と、該貯水ケース部（２）の水（Ｗ）を霧化するための超音波を発振する振動子（３）と、上記底壁（20）に固着されると共に上記振動子（３）が取着される金属製の取付ベース（５）と、を備えた超音波加湿器に於て、
上記取付ベース（５）は、表て面（５ａ）を上記貯水ケース部（２）に向けて上記底壁（20）に固着され、上記底孔（21）と連通する窓部（51）を有すると共に、上記振動子（３）が上記窓部（51）を下方から閉塞するように取着され、
上記取付ベース（５）の表て面（５ａ）と、上記窓部（51）の内面（51ａ）とに、フッ素樹脂コーティング層（50）を被覆形成したことを特徴とする超音波加湿器。