JP5032985B2 - 噴霧された液滴の沈降を軽減させた液体噴霧装置 - Google Patents

Description

本発明は液体噴霧装置に関する。特に、本発明は、周囲空気中に液滴を分散させるために液体を噴霧するための改良された液体噴霧装置であって、噴霧された液体の蒸発速度を上昇することによって最も近い表面上に落ちる噴霧される液滴の量を低減することができる、液体噴霧装置に関する。

蒸気を周囲空気中に放出する装置は従来技術において周知である。これらの装置の目的は、消臭し、殺菌し、所望の芳香剤を周囲空気に付与し、薬用若しくは装飾用スプレーを供給し、加湿し、あるいは昆虫等の好ましくない害虫を殺虫したり除去するために毒素を空気中に散布することである。

それぞれの方法は、空気中に蒸気を分配するために使用されている。例えば、一部の方法は、液体も若しくは他の蒸発可能な材料の蒸発特性を利用し、所望の特性を備えた蒸気を周囲空気中に散布させるものがある。１つのそのような蒸発方法はリザーバから周囲空気に晒されている表面へと蒸発可能な液体を供給するために芯を利用し、その表面から液体が蒸発され空気中に分散される。しかしながら、他の方法は液体を噴霧することを含み、即ち、空気中に微細スプレーとして分散される微粒子中の液体を低減することである。

本出願の譲受人に譲渡される特許文献１は、噴霧されたスプレーとして液体を分散するための装置の一例を示している。この特許文献は、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる。該特許には、交流電圧が印加されると伸縮する圧電素子と連通するオリフィスプレートを有する連続作用ディスペンサを使用して液滴の微細スプレーを生産することが開示されている。芯は容器から噴霧される液体をオリフィスプレートに供給し、オリフィスプレートの振動は、圧電素子によって伝達されて、液滴を空気中に射出させる。このシステムは、液体の好ましい分配を実現する。

しかしながら、噴霧装置では、噴霧された液滴が、完全に蒸発される前に装置上に戻って、及び／又は装置の周囲表面上に固着することがあるという潜在的な問題がある。この問題が、例えば昆虫防除や空気清浄液剤に対して特別な関心事である理由は、このような製剤が表面、特にラッカー塗りの木の仕上げ剤による表面に対して有害な協力な溶剤を含むことが多いからである。消費者はしばしば、液体噴霧装置をこのような表面（例えば、テーブルやドレッサなどの木製の家具上に置くことがあり、噴霧された液滴が蒸発し損ない、それどころか隣接した表面上に固着するとき、他の好ましくない影響の中で液滴がこれら表面上の仕上げ剤に損傷をもたらすことがある。

この懸念に対処するために、分配された液体の特性を変化させることが提案されている。例えば、分配された液体の特定の製剤は、この液体が仕上げされた木製表面と接触した場合に家具剥離剤として作用することにないように変更されてもよい。しかしながら、このような方法は、使用可能な液体成分の選択、特に使用可能な芳香剤構成要素の選択を制限することがある。

しかし、装置における液体製剤の特定の構成が所与の表面に対して必ずしも損傷をもたらすとは限らないときでも、表面上に液滴が蓄積することはさらに面倒である可能性がある。たとえば、液体製剤と反応しないプラスチック表面やガラス表面は、液滴がその表面に集まった後に、装置のユーザによってさらに汚れを取り除かなければならない。別の例として、特定の液体製剤は実際、はカーペットの遷移や、織物表面の領域を傷つけることがないこともあるが、しかし、それはカーペットや織物に吸収されることによって依然として迷惑であることにちがいない。

また、液滴が液体噴霧装置そのものの上に戻って固着し、厄介である可能性があり、及び／又は、噴霧された液滴を空気中に放出させるオリフィスを詰まらせることなどによって更なる噴霧及び有効な分散に悪影響を及ぼす懸念もある。

したがって、液体噴霧装置では、該装置及び／又は周囲表面上に戻って固着する前に完全に蒸発することができない噴霧された液滴の量を最小限にする必要がある。このような特徴を改良型液体噴霧装置に含むことは本発明の一部である。

液体噴霧装置がヒータ、ファン、ヒータとファンの両方を含む可能性があることが以前から示唆されている一方で、本発明者らは、こうした以前の装置が本発明が行なうように従来の技術の問題を解決するためにヒータ及び／又はファンを使用しないことを考えている。

たとえば、特許文献２は、マイクロ・ジェット圧電エジェクタを含むマイクロ・ジェット分散アセンブリ用の交換可能カートリッジに関係がある。この装置において、圧電エジェクタは揮発性流体の微小液滴を加熱可能な表面上に放出し、該加熱可能表面を湿らせる。この加熱可能な表面は流体の気化を促進させる。

特許文献３は、排気口を解して噴霧されたスプレーを分散させる分配装置を教示する。詳細には、液滴はメンブレイン上で測定され、該メンブレインは圧電変換器によって振動され、噴霧液滴がメンブレインに形成された穴を通って分配される。この特許発明の１つの実施の形態において、扇風機は、液滴がエアゾール・ミストとして分配されるダクトの一端に設けられる。扇風機は、ダクトの他端にあるアイカップと係合される目に対しミストを非外傷的に供給するのに役立つ空気の流れを生成する。

特許文献４は、香水拡散方法を教示する。香水吹き付けユニットにおいて、香水カートリッジの香水は、圧電タイプ又はサーマル・ジェット吹き付けタイプのノズルを介して、ヒータが設けられた蒸発皿に分配される。排気ファンは、蒸発した香水をユニットから排出するために駆動される。この特許文献によれば、噴射ノズルの詰まりを防止するために、それぞれの吹き付け動作が終了すると同時に残留した液体香水が吸入されることが好ましい。

特許文献５は、芳香剤及び他の香りを生成する蒸気を正確に分配するためのパルス制御された微小液滴流体供給システムを用いる方法及び装置を開示する。一実施の形態において、印字ヘッドはヒータの加熱された表面上へ直接液滴を分配し、ヒータを湿らせる。この装置は、ヒータと隣接したブロワー（送風機）を有し、該ブロワーは、装置の外側へと導く通気チャネルを介して蒸気を伝送する気流を生成する。

他の実施の形態において、対象媒体は、それらがほぼ横方向に装置の排気口に向かって分配されると液滴を遮断する。装置のブロワーは、加熱素子を含むハウジングに取り付けられる。このアセンブリは、移動中の空気を温め、加熱し、分配された液滴の蒸発によって生じられる蒸気と共に、対象媒体を介して気流排出口へと進む。

特許文献６は、複数の周囲香り付けの応用及び環境のためのおしゃれなミニチュア芳香剤分配装置に関係がある。装置内で、液体スプレー・ディスペンサは、主要媒体の液滴をフロー・チャネルに分配し、該フロー・チャネルは、主要媒体をフロー・チャネル内に含まれる周囲媒体と混合させるための制御可能な誘導性混合媒体フロー・チャネルである。このフロー・チャネルは、流れ誘導エレメントの形状のヒータを融資、排出口を解して環境内に混合媒体を放出する。上記装置は、圧電素子を刺激するための圧電駆動回路を有し、液体スプレー・ディスペンサからの液滴を分配する。

特許文献７は、呼吸療法に好適な吸入器のための最適化液滴スプレー装置に関し、上部基板及び底部基板から形成される液体を含むチャンバを備えたスプレー装置を述べている。上部基板は、空洞、吐き出しノズル、及び出口チャネルからなる出口手段を有する。底部基板の下に配置される圧電素子は振動手段を構成し、ヒータとしても作動することができる。２つの基盤に取り付けられた別々の可撓性加熱表面は、スプレー装置に含まれることもできる。

これらの文献が揮発性物質を分配するための圧電タイプの噴霧装置、ヒータ、及びファンの種々の組合せを述べている一方で、以下に示されるような方法で、分配された液滴の蒸発速度を上昇することによって、装置及び／又はその周囲表面に固着する噴霧された液滴の量を最小限にするための適切な改良点を教示する点はいずれの特許文献にもない。
米国特許第６，２９３，４７４Ｂ１号（ヘルフ他） 米国特許第６，３７８，９８８Ｂ１号（テーラー他） 米国特許第６，０６２，２１２号（デービソン他） 米国特許第６，３７１，４５１Ｂ１号（チョウィ） 米国特許第６，３９０，４５３Ｂ１号（フレデリクソン他） 米国特許第６，５５４，２０３Ｂ２号（ヘス他） 米国特許代６，４０５，９３４Ｂ１号（ヘス他）

本発明は、液体が空気伝送される間に、噴霧された液体の蒸発速度を上昇させるための固有の手段を使用する改良型噴霧装置を提供することに関する。好ましくは、そのような改良は、固有の配置、ならびに噴霧装置において使用されるヒータ及び／又はファンの設計を有する。

第１の好ましい態様において、発明は、液滴を分配するための別の液体噴霧装置を提供し、液滴が液体を保持する容器から供給され、前記容器が該容器からの液体と連通するように配置される多孔質芯を含む。この装置は好ましくは、アパーチャを備えたオリフィスプレートであって、前記容器から連通される液体を噴霧させ、アパーチャを介して液滴として分配させるように圧電素子によって振動される前記オリフィスプレートと、オリフィスプレートに接続される加熱要素と、を含んでいる。前記加熱要素が容器から連通される液体を加熱する。この加熱は好ましくは、液滴の蒸発速度を上昇させ、液滴を分散するのに役立つ対流を引き起こす。

第２の好ましい態様において、液滴を分配するための液体噴霧装置であって、液滴が液体を保持する容器から供給され、前記容器が該容器からの液体と連通するように配置される多孔質芯を有するウィッキング要素を含む、液体噴霧装置を提供する。この装置は好ましくは、アパーチャを備えたオリフィスプレートであって、前記容器から連通される液体を噴霧させ、アパーチャを介して液滴として分配させるように圧電素子によって振動される前記オリフィスプレートと、前記容器が負荷をかけられて液体がオリフィスプレートに連通されることが可能であるときに、芯と接触するオリフィスプレートの側面に配置される加熱要素であって、ウィッキング要素の上部を加熱する前記加熱要素と、を含む。上記装置において、前記加熱要素は好ましくは、ウィッキング要素の上部を加熱する。加熱要素からの熱が、オリフィスプレートに供給中の芯内の液体の温度を上昇させ、これが、液滴として分散される液体の蒸発速度を増加させることが好ましい。

第３の好ましい態様において、発明は、液滴を分配するための液体噴霧装置を提供し、液滴が液体を保持する容器から供給され、前記容器が該容器からの液体と連通するように配置される多孔質芯を含む。この装置は、アパーチャを備えたオリフィスプレートであって、前記容器から連通された液体を噴霧させ、アパーチャを介して液滴として分配させるように圧電素子によって振動される、前記オリフィスプレートと、芯と連通する側面とは反対側のオリフィスプレートの側面に配置されている加熱チャンバと、を含む。この加熱チャンバは入り口及び出口を有し、オリフィスプレートのアパーチャを介して周囲空気中に分配される液滴が加熱チャンバにわたって上方に突出され、入り口に入り、出口から出るように配置される。この加熱チャンバは、オリフィスプレートのアパーチャを介して分配される液滴を加熱し、それによって、液滴の蒸発速度を上昇させる。加熱チャンバによって生じられる対流は、微粒子をさらに高い位置に移動させ、沈降が発生する前に液滴が蒸発しなければならない時間の量を増加させることによって液滴の分散を促進させることもできる。

第４の好ましい態様において、本発明は、液滴を分配するための液体噴霧装置を提供し、液滴が液体を保持する容器から供給され、該容器が容器からの液体と連通するように配置される多孔質芯を含む。この装置は好ましくは、アパーチャを備えたオリフィスプレートであって、前記容器から連通される液体を噴霧させ、アパーチャを介して液滴として分配させるように圧電素子によって振動される、前記オリフィスプレートと、前記装置の回路基板上に設けられる加熱要素と、を含む。この加熱要素は液滴の蒸発速度を上昇させる熱を生成する。加熱要素によって生じられる対流は、微粒子をさらに高い位置に移動させ、沈降が発生する前に液滴が蒸発しなければならない時間の量を増加させることによって液滴の分散を促進させることもできる。

噴霧装置の説明

図１Ｂに示すように、圧電気で作動される噴霧装置２０は、概して噴霧アセンブリ３４を含み、該アセンブリは、オリフィスプレート３７及び交換可能なリザーバ・アセンブリ３０を有する。リザーバ・アセンブリ３０は、流体及び芯５６を含むリザーバ３１を有する。リザーバ・アセンブリ３０がユーザによって取り外され、別のリザーバ・アセンブリと好感されるときに、芯５６は自動的に流体をオリフィスプレート３７に供給する。

噴霧装置２０は、取り外し可能なベース２１を備えた中空プラスチック・シェルとして形成されるハウジング２２を含む。水平プラットホーム２５は、ハウジング２２の内部を横切って延出する。バッテリー２６は、ハウジング２２内部でプラットホーム２５の下側から下方に延出する支持突起２５ａによって支持される。さらに、印刷回路基板２８は、プラットホーム２５から上方に延出する支持要素２５ｂによって支持される。液体リザーバ・アセンブリ３０は、プラットホーム２５上のドーム状の構成２５ｃの下側に取り外し可能に取り付けられる。

液体リザーバ・アセンブリ３０は、噴霧される液体を保持するための液体容器３１、コンテナの上部を閉鎖するプラグ３３、及び液体容器３１からプラグ３３を解して液体容器３１より植えの位置まで延出する芯５６から構成される。プラグ３３は、プラットホーム２５上のドーム状の構成２５ｃの下側から液体リザーバ・アセンブリ３０全体を取り外し交換することを可能にするように構成される。交換可能な液体リザーバ・アセンブリ３０がプラットホーム２５に取り付けられるとき、芯５６はドーム状の構成２５ｃの中心開口部を通って上方に延出する。芯５６は毛管作用によって作動し、液体容器３１内から液体を、プラットホーム２５上のドーム状構成２５ｃのすぐ上の位置へと供給する。

噴霧アセンブリ３４は、環状に形成された圧電アクチュエータ要素３５、及び円形オリフィスプレート３７を含み、このオリフィスプレートはアセンブリにわたって延出し、はんだづけされたり、あるいはまた、アクチュエータ要素３５に固定される。バイブレータ式の噴霧アセンブリの構造は周知であり、例えば、デネン（Denen）他による米国特許第６，２９６，１９６Ｂ１号に記載される。したがって、噴霧アセンブリ３４は、交流電圧がアクチュエータ要素３５の反対側の上下側面に印加されるとき、これらの電圧がアクチュエータ要素を横切って電界をもたらし、それを半径方向に伸縮させること以外には詳述されないものとする。この伸縮はオリフィスプレート３７に伝達され、該プレートを屈曲させるので、その中心領域は上下に振動する。オリフィスプレート３７の中心領域はわずかに上方向にドーム形状であり、剛性をもたらし噴霧作用を向上させる。この中心領域はまた、オリフィスプレート３７を介してオリフィスプレートの下面若しくは底面からその上面に延出する複数の微小オリフィスで形成される。オリフィスプレート３７の振動により、これら微小オリフィスを介して通し開口部３８の外部の空気中に液滴を放出させる。

作動中に、バッテリー２６は印刷回路基板２８上の回路に電力を供給し、これらの回路は電力を高周波交流電圧に電力を変換する。（他の実施の形態において、電力はまた、電気コンセントに差し込まれる電源コードによって、あるいは、他の従来の手段によって提供されてもよいことは当然である。）これらの電圧を生成するための適切な回路は、デネン他による特許に示され且つ記載されている。交流電圧は、ワイヤ２９を介して印刷回路基板２８からアクチュエータ要素３５の反対側の上下側面へと供給される。

噴霧装置は連続して断続的に作動されてもよく、それぞれの相対的な持続時間は、従来方法で印刷回路基板２８に連結される制御スイッチ４０によって調整されることできる。他の実施の形態では、オン・オフ時間はプリセット・プログラムによって制御されたり、又は、プロセッサを介して作動するユーザ・インタフェースによって制御されることもある。一般に、噴霧装置は、約１１ミリ秒に対するたびに、およそ９乃至３６秒ごとに噴霧液体を放出するように設定される。従って、噴霧液体（例えば芳香剤）の一吹きは、吹付けの周波数が芳香剤の強度を制御しながら、９乃至３６秒ごとに放出される。

噴霧アセンブリ３４が液体リザーバ・アセンブリ３０より上に支持されて、芯５６の上端がオリフィスプレート３７の下側に接触する。このように、芯５６は毛管作用によって液体リザーバ３１内部から液体を供給し、振動により液体にオリフィスを通過させ、極めて小さな液滴の形状でその反対側（即ち、その上面）から放出させる。

水平プラットホーム２５は、液体リザーバ・アセンブリ３０及び噴霧アセンブリ３４のための共通の構造支持材としての働きをする。したがって、水平プラットホーム２５は、液体リザーバ・アセンブリ３０を維持し、特に、噴霧アセンブリ３４のオリフィスプレート３７との一直線上に芯５６の上端を維持する。さらに、噴霧アセンブリ３４及びオリフィスプレート３７が弾性的に取り付けられるので、芯５６の上端は、製作公差によって生じるかもしれない液体リザーバ・アセンブリ３０の寸法変化に関係なく、オリフィスプレート３７及び／又はアクチュエータ要素３５の底面を押圧することになる。このことは、交換される液体リザーバ・アセンブリ３０の芯５６が元の液体リザーバ・アセンブリ３０の芯５６より高い又は低い場合、ばね４３の動作は、オリフィスプレート３７が交換されるリザーバ・アセンブリ３０の芯５６の位置に従って上下に移動することを可能にし、芯５６は、オリフィスプレート３７及び／又はアクチュエータ要素３５の底面適切に押圧することになる。芯５６は、実質的に固体であり寸法的に安定した材料で形成されるのが好ましく、弾性的に支持されたオリフィスプレート３７の底面に対して押圧されるとき、過度に変形されることはない。

他の噴霧装置は、望ましくは、設計選択、製造原価などを考慮して置き換えられることもある。しかしながら、上記の噴霧装置は、本発明によるシステムでの使用に好ましい。

噴霧装置用のファン

図１Ｂにおいて、ファン・アセンブリ６０は、リザーバ・アセンブリ３０の下に配置される。この実施の形態において、ファン・アセンブリ６０は、ＤＣブラシレス・ファン６１を含む。

従来技術において周知であるように、電流はワイヤ（図示せず）によってバッテリー２６から直接ＤＣブラシレス・ファン６１に供給されたり、又は、印刷回路基板２８をＤＣブラシレス・ファン６１に接続するワイヤ６２によって供給されたりすることもできる。

ＤＣブラシレス・ファン６１は、噴霧装置２０内の気流を増加させるために作動される。増加した気流は、オリフィスプレート３７を介して分配される噴霧液滴の蒸発及び分散を改善し、蒸発前に再固定する噴霧液滴の量が低減される。

図２Ａにおいて、図１Ｂの装置は、ＤＣブラシレス・ファン６１の別の図を示すように、ハウジング２２又は液体リザーバ・アセンブリ３０なしで描画される。図２Ｂは、ＤＣブラシレス・ファン６１より上の所定位置に取り付けられる液体リザーバ・アセンブリ３０を示す。

図２Ｃは、ベース２１が図示されていない下からの角度で見られるように、図１Ｂの装置が示されている。図２Ｄは、図２Ｃにおける場合と同一角度からの図１Ｂの装置を示している。図２Ｄにおいて、ベース２１が示され、ＤＣブラシレス・ファン６１はベース２１に形成された開口部２１ａを通して目に見える。

本実施の形態において、ＤＣブラシレス・ファン６１が使用される。しかしながら、設計を考慮することにより、他の形式の回転ファンも使用される可能性がある。さらに、ファンの配置は、図１Ｂに示されるものに限定されない。むしろ、この配置が液体噴霧及び分配を調剤を妨げないのであれば、いずれの配置によっても、ファンが噴霧装置２０内の気流、又はそれより上の気流を増加させ、それによって、蒸発を向上させ、オリフィスプレート３７を介して分配される噴霧液滴の分散が好適である。

圧電ファンはまた、回転ファンの代わりに使用されることもある。このような実施の形態では、図１Ｂのリザーバ・アセンブリ３０の下に配置されるファン・アセンブリ６０は、圧電ファン又はファンを含むことにもなる。同様に、液体噴霧及び分配を妨げずに、圧電ファンが噴霧装置２０内の、若しくはそれより上の気流を増加させ、それによってオリフィスプレート３７を介して分配される噴霧された液滴の蒸発及び分散を向上させる他のいかなる配置も適切である。

本発明の噴霧装置用のファンは、回転ファン及び圧電ファンに限定されない。噴霧装置２０内の、若しくはそれよりの気流を増加させることができ、蒸発する前に再度固定する噴霧された液滴の量が低減されるようにオリフィスプレート３７を介して分配される噴霧された液滴の蒸発及び分散を向上させるいかなるファンも適切である。

ファン動作

好ましくは、液体噴霧装置が所定間隔で（例えば１２秒ごとに）設定された時間量（例えば１１ミリ秒）に対して液滴を分配するときに、ファン・アセンブリ６０は所定間隔に関して定義された所定時間で作動されることもあり、それぞれの作動に続く所定の期間にわたりそのままの状態にあってもよい。

例えば、ファン６１は、装置が液滴を分配する時間のそれぞれの設定された量の始めに作動され、すなわち、ファンは、噴霧装置が一吹きの噴霧液体を放出するときに作動させるように同期化される。それぞれの作動の後で、ファンは、止まる前に３秒（一例として）にわたってそのままの状態にある。別の例として、装置が設定された時間量にわたって液滴を分配するそれぞれの動作の後にファンは作動され、即ち、ファンは、噴霧装置が一吹きの液滴を放出した後に作動するように同期化される。たとえば、ファンは、一吹きの液体を放出した後に１秒間作動するように設定されることもできる（噴霧液体の２回の吹き付けを別個にする所定間隔での１秒間）。その後、ファンは、止まる前に（例えば）２秒間にわたってそのままの状態にある。

あるいはまた、ファンは必要に応じて動かないでもよいことは当然である。

ヒータ

オリフィスプレート用のヒータ

図３Ａは、オリフィスプレート・ヒータアセンブリ２を示す。オリフィスプレート３７は、噴霧された液体の液滴が分配される複数の微小な孔で形成されている領域３７ａを有する。水抜き３７ｂはオリフィスプレート３７に形成されて、液体が芯へ逆流するのを可能にする。これらの水抜きは、マーティン（Martin）他による米国特許第６，３４１，７３２Ｂ１号に詳述されている。オリフィスプレート３７ははんだづけされ、そうでなければ圧電素子３５に接続され、その上下両面に電極を有する。

２本のリード線３５ａは、圧電素子３５の上下表面上の電極に、それぞれ取り付けられる。（圧電素子３５の上側面に取り付けられるリード線３５ａは、図３Ａに図示されない。）リード線３５ａは、（図１Ｂに示したような印刷回路基板２８からの）交流電気を圧電素子３５に伝達し、既述したように伸縮させ、オリフィスプレート３７に伝達される振動を生成する。

絶縁体３５ｂは、同心円状に圧電素子３５を囲み、それを抵抗器トレース３６ｂから分離し、そこには２本の電気リード３６ａが取り付けられる。表面実装抵抗器３６が抵抗器トレース３６ｂと接触した状態でオリフィスプレート・ヒータアセンブリ２の下面に配置され、電気が（図１Ｂにあるような印刷回路基板２８から）電気リード３６ａを通り抵抗器トレース３６ｂを通り表面実装抵抗器３６へと流れるとき、抵抗器トレース３６ｂは加熱する。表面実装抵抗器３６によって生成され、抵抗器トレース３６ｂに転送された熱は、オリフィスプレート３７の領域３７ａを通過する液体を加熱することによって、液滴の蒸発速度を上昇させる結果になる。

オリフィスプレート用のヒータは、オリフィスプレート・ヒータアセンブリ２に限定されない。オリフィスプレート３７を通過する媒液を加熱することができる他のオリフィスプレート・ヒータアセンブリも可能性がある。

芯用のヒータ

図４は、本発明による芯ヒータの一例を示している。好ましくはプラスチックなどの非金属材料から成る熱伝導チューブ５は、芯５６の上部を囲むように配置されている。エアギャップ９は、芯５６及び熱伝導チューブ管５の間で形成される。チューブ５の拡張は、クリンプ・タブ５ａを形成し、その周囲に沿って３か所で圧電ポンプ８を固定する（クリンプ・タブ５ａ及び圧電ポンプ８の３次元図を示す図５を参照）。電気絶縁スリーブ６は、チューブ５を囲み、該チューブ５がエアギャップ９からの熱を伝導することを防止する。

図５においても示すように、（図１Ｂにもあるような）印刷回路基板２８から導出する電熱線（ヒーティングワイヤ）７は、スリーブ６の周囲に巻きつかれている。電流が電熱線７を介して印刷回路基板２８から流れるとき、熱はスリーブ６、チューブ５及びエアギャップ９を介して電熱線７から芯５６へと転送される。それによって、芯５６（その内部を液体がオリフィスプレート３７へと供給される）内の液体の温度は上昇される。これにより、噴霧される液体の温度が上昇する結果となり、液滴として分配される液体の蒸発速度を増加させる。

芯ヒータは、図４に示されるものに限定されない。例えば、加熱要素は、本実施の形態の加熱ワイヤ７などのワイヤである必要はない。当業者には周知であるように、芯を加熱する他の手段は可能である。このような手段は、芯５６の液体の温度をただ上昇させればよく、液体が分配されるとき、加熱された液体はより急速に蒸発する。

加熱チャンバ

本実施の形態において、液滴が噴霧装置から放出された後で、本発明による装置は液滴を加熱する。図６Ａ及び図６Ｂに示すように、ヒータアセンブリ７０は、オリフィスプレート３７から分配される液滴がアセンブリ７０に入るための入口７２、液滴が周囲空気中にアセンブリ７０から流れていく出口７３、及び、好ましくはセラミックセメントでセラミック・ハウジング７１ｂに植え込まれる抵抗器７１aから成る、鉢植え式抵抗素子７１を有する。

印刷回路基板２８からのワイヤ７４は、抵抗器７１ａと接続し、電流がそこに流れるとき抵抗器７１ａを加熱させ、次にはヒータアセンブリ７０全体を加熱させる。

ヒータアセンブリ７０はヒータアセンブリ７０によって画定されるチャンバ内部の空気の温度を、まず入口７２から上昇させ、最後に出口７３を上昇させる。これにより、チャンバ内に気流を生成し、チャンバ内を流れる液滴に熱を伝送して、液滴の温度が上昇させ、蒸発を向上させる。また、好ましくは、加熱チャンバによって生じられる上昇温暖気流は、微粒子をもっと高い位置まで移動させ、沈降が発生する前に液滴が蒸発しなければならない時間量を増加させることによって液滴の分散を促進する。当業者によって理解されるように、加熱されたチャンバの他の形状もまた可能であることは当然である。

印刷回路基板上に設けられるヒータ

図７は、印刷回路基板２８上に設けられる加熱要素８１を示す。加熱要素８１が加熱されると、噴霧装置２０内部の空気の温度が高められる。この空気の加熱は好ましくは、簡単な対流による噴霧装置２０の開口部３８に気流を生じ、分配された液滴の蒸発及び分散を向上させる。加熱要素８１は抵抗タイプのヒータであることが好ましい。

ファン及び／又はヒータの組合せ

ファン又はヒータのいずれかを有する液体噴霧装置について議論してきたが、単一の装置に対しては、さらに分配中の液体の蒸発を向上させるために、ファンの組合せ、ヒータの組合せ、あるいはファンとヒータの組合せを提供することもまた可能である。

本発明の特定の実施の形態が図示され、記載されているが、種々の変化と修正が本発明の精神と範囲から逸脱することなく行なわれてよいことは当業者には明らかである。さらにまた、請求項が本発明の範囲内にあるこのようなすべての修正を含むものであることが意図される。

本発明は、液滴が蒸発可能である前に、隣接面上に固定する噴霧液滴の量を低減することができる液体噴霧装置を提供する。本発明では、装置が芳香剤や殺虫剤を分配したり、医療用、美容若しくは加湿用のスプレーを分配するために好ましく使用できることが想定される。

図１Ａは、発明の実施の形態に用いられる噴霧装置の正面図である。 図１Ｂは、図１Ａの線１Ｂ−１Ｂに沿った断面図である。 図２Ａは、図１Ａに描画される噴霧装置の他の正面図である。 図２Ｂは、図１Ａに描画される噴霧装置の他の正面図である。 図２Ｃは、図１Ａに描画される噴霧装置の他の正面図である。 図２Ｄは、図１Ａに描画される噴霧装置の他の正面図である。 図３Ａは、発明によるオリフィス・プレート・ヒータの下面の平面図である。 図３Ｂは、図３Ａのオリフィス・プレート・ヒータの正面図である。 図４は、発明による芯ヒータの断面図である。 図５は、図４の芯ヒータを使用して本発明の実施の形態の正面を示す図である。 図６Ａは、本発明による加熱チャンバを用いて実施の形態の断面を示す図である。 図６Ｂは、図６Ａに図示した実施の形態の正面図である。 図７は、回路基板ヒータを用いる本発明の実施の形態の断面図である。

Claims (19)

1. 液滴を分配するための液体噴霧装置であって、液滴が液体を保持する容器から供給され、前記容器が該容器からの液体と連通するように配置される多孔質芯を含み、
   アパーチャを備えたオリフィスプレートであって、前記容器から連通される液体を噴霧させ、アパーチャを介して液滴として分配させるように圧電素子によって振動される前記オリフィスプレートと、
   前記オリフィスプレートに接続される加熱要素と、
   を含み、
   前記加熱要素が容器から連通される液体を加熱し、それによって、液滴の蒸発速度を上昇させる、
   液体噴霧装置。
2. 前記加熱要素が液滴を分散させるのに役立つ対流を引き起こす、請求項１に記載の液体噴霧装置。
3. 前記液体を保持する容器を更に含む、請求項１に記載の液体噴霧装置。
4. 前記加熱要素が表面実装抵抗器である、請求項１に記載の液体噴霧装置。
5. 圧電素子を取り囲む絶縁体と、
   前記絶縁体によって圧電素子から分離される抵抗器トレースであって、表面実装抵抗器と接触状態にある前記抵抗器トレースと、
   前記抵抗器トレースに接続される電気リードと、
   をさらに含み、
   電流が前記抵抗器トレースを介して電気リード内を前記表面実装抵抗器へ流れる、
   請求項４に記載の液体噴霧装置。
6. 液滴を分配するための液体噴霧装置であって、液滴が液体を保持する容器から供給され、前記容器が該容器からの液体と連通するように配置される多孔質芯を有するウィッキング要素を含み、
   アパーチャを備えたオリフィスプレートであって、前記容器から連通される液体を噴霧させ、アパーチャを介して液滴として分配させるように圧電素子によって振動される前記オリフィスプレートと、
   前記容器が負荷をかけられて液体がオリフィスプレートに連通されることが可能であるときに、芯と接触するオリフィスプレートの側面に配置される加熱要素であって、ウィッキング要素の上部を加熱する前記加熱要素と、
   を含み、
   前記加熱要素からの熱が、オリフィスプレートに供給中の芯内の液体の温度を上昇させ、それによって液滴として分散される液体の蒸発速度を増加させる、
   液体噴霧装置。
7. 前記液体を保持する容器を更に含む、請求項６に記載の液体噴霧装置。
8. 前記加熱要素が、ウィッキング要素の上部周囲に巻きつけられるワイヤである、請求項６に記載の液体噴霧装置。
9. ウィッキング要素の上部を取り囲む熱伝導チューブであって、エアギャップが芯及び熱伝導チューブの間に形成され、圧電素子の周囲に沿った複数の位置に圧電素子を固定するクリンプ・タブを形成する拡大部分を有する、前記熱伝導チューブと、
   前記熱伝導チューブを取り囲む電気絶縁スリーブと、
   を含み、
   前記ワイヤが電気絶縁スリーブの周囲に巻きつけられる、
   請求項８に記載の液体噴霧装置。
10. 前記熱伝導チューブが非金属材料を含む、請求項９に記載の液体噴霧装置。
11. 液滴を分配するための液体噴霧装置であって、液滴が液体を保持する容器から供給され、前記容器が該容器からの液体と連通するように配置される多孔質芯を含み、
    アパーチャを備えたオリフィスプレートであって、前記容器から連通された液体を噴霧させ、アパーチャを介して液滴として分配させるように圧電素子によって振動される、前記オリフィスプレートと、
    芯と連通する側面とは反対側のオリフィスプレートの側面に配置されている加熱チャンバであって、該加熱チャンバが入り口及び出口を有し、オリフィスプレートのアパーチャを介して周囲空気中に分配される液滴が加熱チャンバにわたって上方に突出され、入り口に入り、出口から出るように配置される前記加熱チャンバと、
    を含み、
    前記加熱チャンバが、オリフィスプレートのアパーチャを介して分配される液滴を加熱し、それによって、液滴の蒸発速度を上昇させる、
    液体噴霧装置。
12. 前記加熱チャンバが、液滴を分散させるのに役立つ対流を引き起こす、請求項１１に記載の液体噴霧装置。
13. 前記液体を保持する容器を更に含む、請求項１１に記載の液体噴霧装置。
14. 前記加熱チャンバがオリフィスプレートより上に配置される、請求項１１に記載の液体噴霧装置。
15. 前記加熱チャンバが埋め込み式抵抗体素子を更に有する、請求項１１に記載の液体噴霧装置。
16. 液滴を分配するための液体噴霧装置であって、液滴が液体を保持する容器から供給され、該容器が容器からの液体と連通するように配置される多孔質芯を含み、
    アパーチャを備えたオリフィスプレートであって、前記容器から連通される液体を噴霧させ、アパーチャを介して液滴として分配させるように圧電素子によって振動される、前記オリフィスプレートと、
    前記装置の回路基板上に設けられる加熱要素と、
    を含み、
    前記加熱要素が液滴の蒸発速度を上昇させる熱を生成する、
    液体噴霧装置。
17. 前記加熱要素が、液滴を分散させるのに役立つ対流を引き起こす、請求項１６に記載の液体噴霧装置。
18. 前記液体を保持する容器を更に含む、請求項１６に記載の液体噴霧装置。
19. 前記加熱要素が抵抗器である、請求項１６に記載の液体噴霧装置。

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