JP5279740B2 - 超音波霧化装置及びそれを備えた設備機器 - Google Patents
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Description
(1)霧化面積が小さいという課題
ホーンを備えた超音波振動子構造の場合、先端部のみの振動が大きな振幅を得る構造となっており、適切な霧化状態による霧化量を得る場所がホーン先端部のみに限られていた。結果的に霧化範囲が狭くなり、供給できる霧化量は少ないものになってしまっていた。
ホーンの先端部は、常に液体に接触している。そのために、霧化させる対象が一般水道水の場合は、水に含まれるカルシウム成分が前記ホーンの先端部分に付着し、ホーンの先端部分の重量が増すといった現象を引き起こす。それによって、ホーンの先端部分が振動しなくなり、結果的に液体を霧化しなくなってしまう。また、一般水道水以外の場合では、水分に含まれる塩素や水中の不純物がホーンの先端部分に付着して、同様に振動出力を低下させ、液体の霧化が出来なくなってしまう。加えて、振動出力が低下すると、液体を安定的に霧化できなくなり、無駄な液体の供給となってしまう。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る超音波霧化装置100の概略構成を示す構成図である。図1に基づいて、この超音波霧化装置100の構成を説明する。なお、図1を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際とは異なる場合がある。
(1)振動板形状を決める一辺の寸法と振動板の厚み。
(2)振動板の材料である、アルミやSUSなどの金属板の仕様から決定される弾性係数とヤング率。
(1)殺菌液量の最適化と無駄な殺菌液の削減。
(2)超音波振動子駆動時間の削減による消費電力の削減。
図3は、振動板13を平面視したときの形状が長方形のときの振動モードの様子を示したものである。図4は、振動板13を平面視したときの形状が円形の振動板の振動モードの様子を示したものである。図3及び図4に基づいて、実施の形態2に係る超音波霧化装置の特徴事項について説明する。なお、実施の形態2では、実施の形態1と同一部分には同一符号とし、実施の形態1との相違点を中心に説明するものとする。
図5は、振動板13自体で液体を霧化する様子を示している。図5に基づいて、実施の形態3に係る超音波霧化装置の特徴事項について説明する。なお、実施の形態3では、実施の形態1及び実施の形態2と同一部分には同一符号を付し、実施の形態1及び実施の形態2との相違点を中心に説明するものとする。
図6は、振動板13を霧化方向に対して任意角度を有する扇形円弧状に成型した振動板を有している場合に、超音波霧化装置で霧化放射した時の様子を示したものである。図6に基づいて、実施の形態4に係る超音波霧化装置の特徴事項について説明する。なお、実施の形態4では、実施の形態1〜実施の形態3と同一部分には同一符号を付し、実施の形態1〜実施の形態3との相違点を中心に説明するものとする。
Claims (8)
- 圧電素子が設けられているランジュバン式の超音波振動子と、
前記超音波振動子より広い面積を有し、前記超音波振動子の一端部に取り付けられ、前記超音波振動子の固有振動数と一致した振動数で振動して共振し、超音波を発生する振動板と、
前記振動板の前記超音波振動子が取り付けられていない面側と対向位置に配置され、液体を保持し、保持している液体が前記振動板と接触する液体保持用フィルタと、
を備え、
前記振動板は、
内角度を120度〜170度の範囲とした扇形円弧形態からなり、
前記液体保持用フィルタが保持している液体を前記振動板によって発生する超音波によって霧化させて放射する
ことを特徴とする超音波霧化装置。 - 前記液体保持用フィルタは、
不織布系材料または発泡材料が成型され、複数個の開孔が均一配置され、
厚みが0より大きく、1mm以下である
ことを特徴とする請求項1に記載の超音波霧化装置。 - 前記液体保持用フィルタに液体を供給する複数個の液供給装置を備えた
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の超音波霧化装置。 - 前記液体保持用フィルタの開孔の直径は、0.001mm〜0.1mmの範囲のいずれか一つの開孔径に設定されている
ことを特徴とする請求項3に記載の超音波霧化装置。 - 圧電素子が設けられているランジュバン式の超音波振動子と、
前記超音波振動子より広い面積を有し、前記超音波振動子の一端部に取り付けられ、前記超音波振動子の固有振動数と一致した振動数で振動して共振し、超音波を発生する振動板と、を備え、
前記振動板には、その形状に応じた振動モードの波長間隔に合わせて液体を保持可能な複数個の細孔が形成されて、前記細孔が液体を保持し、前記液体を振動板によって発生する超音波によって霧化させて放射する
ことを特徴とする超音波霧化装置。 - 前記振動板は、
正方形、長方形、又は円形からなり、その形状に応じた振動モードを有し、高次の振動モードの固有振動数で、振動板全面が位相特性が一致した振動モードでピストン駆動する
ことを特徴とする請求項1又は5に記載の超音波霧化装置。 - 前記振動板は内角度を120度〜170度の範囲とした扇形円弧形態からなる
ことを特徴とする請求項6に記載の超音波霧化装置。 - 請求項1〜7のいずれか一項に記載の霧化装置を備えている
ことを特徴とする設備機器。
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