JPH04250864A - 超音波液体霧化器 - Google Patents

超音波液体霧化器

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JPH04250864A
JPH04250864A JP2415428A JP41542890A JPH04250864A JP H04250864 A JPH04250864 A JP H04250864A JP 2415428 A JP2415428 A JP 2415428A JP 41542890 A JP41542890 A JP 41542890A JP H04250864 A JPH04250864 A JP H04250864A
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実 高橋
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    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B17/00—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
    • B05B17/04—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods
    • B05B17/06—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations
    • B05B17/0607—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers
    • B05B17/0615—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers spray being produced at the free surface of the liquid or other fluent material in a container and subjected to the vibrations
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    • Y10S261/00—Gas and liquid contact apparatus
    • Y10S261/48—Sonic vibrators

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波加湿器や吸入器
等に用いる超音波液体霧化器に係り、とくに液体を収容
した容器の底部に圧電振動子を設け、この振動子から液
面に受けて放射される超音波により液体を霧化する超音
波液体霧化器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の超音波液体霧化器におい
て、霧化効率の改善のために超音波発生用圧電振動子か
らのメインローブを通過させる通孔とサイドローブを通
過させる多数の小通孔を有する板状物を振動子と液面と
の間に配設した構成が特公昭５５−３６３８６号におい
て提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、特公昭５５
−３６３８６号では、その通孔の周囲が網目状となった
板状物を利用しているが、霧化効率は５〜７％程度の増
大にとどまっていた。本発明は、上記の点に鑑み、簡単
な構造で霧化効率及び霧化量の大幅向上を図ることが可
能な超音波液体霧化器を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、液体を収容した容器の底部に圧電振動子
を設け、該圧電振動子から液面に向けて放射される超音
波エネルギにより液体を霧化する超音波液体霧化器にお
いて、前記圧電振動子の外形よりも小さな超音波エネル
ギ通過用通孔又は切欠を有しかつ該通孔又は切欠の周辺
は閉じた面となった板状物を前記液体中に設けた構成と
している。
【０００５】
【作用】本発明の超音波液体霧化器においては、圧電振
動子で発生される超音波エネルギのうちメインローブの
形成に有用なものは板状物の通孔又は切欠を通過し、サ
イドローブの形成に関係する成分は通孔又は切欠の周辺
の閉じた面により遮断され、板状物の上方には放射され
ない。この結果、従来発生していたメインローブとサイ
ドローブの干渉による霧化効率の低下が除去され、鋭い
メインローブにより液面に発生する液柱の形状を細長く
し、超音波エネルギを効率良く霧化粒子の発生に結びつ
けることができる。
【０００６】また、板状物は液体を収容した容器底部あ
るいは圧電振動子を保持して容器底部に装着するための
振動子保持台等に容易に取り付けることが可能である。 また、板状物をそれらに着脱自在に装着可能な構造とす
れば、圧電振動子表面に沈着した水垢等を除去する清掃
作業も容易となる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明に係る超音波液体霧化器の実施
例を図面に従って説明する。
【０００８】図１は本発明の第１実施例を示す。この図
において、１は円板状圧電振動子であって、圧電セラミ
ック２の表側面に超音波放射電極３、裏面に対向電極４
をそれぞれ形成してなるものである。この圧電振動子１
はゴム等の弾性環状保持体５の内周溝に挿置され、弾性
環状保持体５は振動子保持ケース６に固定される。その
際、前記超音波放射電極３の圧電セラミック裏面への回
り込み部分に接触する如く環状電極体７が前記弾性環状
保持体５の内周溝に配設され、対向電極４に圧接する如
く発条電極体８が振動子保持ケース６内側に設けられる
。これらの電極体７，８の外部接続端子は振動子保持ケ
ースの下側に導出されて圧電振動子を励振する高周波駆
動源に接続されるようになっている。そして、取付ビス
９を介し振動子保持ケース６を霧化すべき液体Ｗを収容
した容器１０の穴あきの底部に固定するのであるが、そ
の際、弾性環状保持体５が嵌合する容器側凹部１１と弾
性環状保持体５との間に介在してパッキンとしての作用
を果たす板状物１６が配置される。この板状物１６は、
シリコンゴムシート等の材質で形成され中央部に超音波
エネルギ通過用通孔１５を有するものである。ここで、
通孔１５は図２に示すように圧電振動子１の円板形の外
形に対して同心の円形であり、圧電振動子直径φ１や圧
電振動子の液体に露出している面の直径φ２よりも小さ
な直径φ３である。また、板状物１６の通孔１５以外の
部分は穴のない閉じた面となっている。なお、１７は容
器側にて支持された霧化筒であり、霧化筒１７を上昇す
る向きの空気流とともに霧化粒子を外部に放出する役目
を果すものである。この第１実施例の構成において、圧
電振動子１の共振点近傍の高周波電力を発生する高周波
駆動源によって圧電振動子１を励振すると、圧電セラミ
ック２の共振による振幅で圧電振動子上方の液中に超音
波エネルギが放射され、この超音波エネルギのうち通孔
１５を通過したもの（主としてメインローブを構成する
もの）が液面に効率的に液柱を形成し、この液柱から微
細な霧化粒子を効果的に放出させる。
【０００９】図３は第１実施例の構成において振動子入
力電力と霧化量との関係を前記通孔１５の直径φ３をパ
ラメータとして示す。ここで、折れ線（イ）は通孔の直
径が１０ｍｍ、折れ線（ロ）は１２ｍｍの場合を示し、
折れ線（ハ）は板状物がない従来の場合である。ただし
、圧電振動子１の直径を２０ｍｍ、圧電振動子の液体に
接した面の直径は１８ｍｍ、圧電振動子入力電力の周波
数は２．４ＭＨｚ、液体は水である。さらに圧電振動子
面から板状物１６までの距離Ｚは９ｍｍである。また、
板状物の材質はシリコンゴムシートである。
【００１０】図４は第１実施例の構成において圧電振動
子入力電力と霧化量との関係を板状物１６の材質をパラ
メータとして示す。ここで、折れ線（ニ）は板状物１６
をシリコンゴムシートで構成し、通孔１５の径を１０ｍ
ｍとし、高周波駆動源の電源としてＤＣ２４Ｖを使用し
た場合、折れ線（ホ）はシリコンゴムシートで通孔径１
０ｍｍで高周波駆動源の電源としてＡＣ２４Ｖを使用し
た場合である。折れ線（ヘ）は板状物１６をステンレス
シートで構成し、通孔１５の径を１０ｍｍとし、高周波
駆動源の電源としてＤＣ２４Ｖを使用した場合、折れ線
（ト）はステンレスシートで通孔径１０ｍｍで高周波駆
動源の電源としてＡＣ２４Ｖを使用した場合である。ま
た、折れ線（チ）は板状物なしで高周波駆動源をＤＣ２
４Ｖで駆動した場合、折れ線（リ）は同じくＡＣ２４Ｖ
で駆動した場合である。なお、圧電振動子面から板状物
１６までの距離Ｚは９ｍｍであり、液体は水である。上
記図３，図４で示す実験結果によると、第１実施例の構
成では入力電力の比較的小さな領域範囲で板状物のない
従来のものに比べ２倍乃至３倍に近い霧化量の増大が可
能であり、入力電力が比較的多い範囲でも従来に比べ２
倍弱の霧化量を得ることができ、簡単な構成により霧化
効率の大幅な改善及び霧化量の大幅な増大を図ることが
できることが判明した。
【００１１】図５は本発明の第２実施例を示す。この場
合、容器底部の圧電振動子１を臨ませる穴２０の周囲に
円環状凸部２１が形成され、通孔１５を有する板状物１
６Ａは前記凸部２１の外周に着脱自在に嵌合する嵌合折
り曲げ部２２を形成したものである。したがって、板状
物１６Ａは凸部２１を利用して容器底部に着脱自在に装
着される。その他の構成は前述の第１実施例と同様であ
る。
【００１２】図６は本発明の第３実施例を示す。この場
合、圧電振動子１、弾性環状保持体５、電極体７，８等
を有する振動子保持ケース６は金属製振動子保持台（チ
ャンバーベース）３０に取付ビス９で固定され、該振動
子保持台３０の円環状凸部３１を液体を収容した容器底
部の穴３２に嵌め込んだ状態において当該振動子保持台
３０は別の取付ビス（図示省略）により水密に装着され
る。そして、振動子保持台３０の容器底部より円環状に
突出した凸部３１に対し、該凸部に着脱自在に嵌合する
嵌合折り曲げ部３３及び通孔１５を形成した板状物１６
Ｂが設けられている。
【００１３】上記図５及び図６に示した第２，第３実施
例の場合、板状物１６Ａ，１６Ｂが着脱自在であるため
、圧電振動子表面に沈着した水垢除去のための清掃作業
を容易に行うことができる。
【００１４】なお、通孔の形状は円形の他、三角形、四
角形あるいは五角形以上の多角形とすることも可能であ
る。また、板状物の厚みを大きくして圧電振動子の上方
に管状通孔を配置するような構造とすることも可能であ
る。さらに、図７に示すように略半円形状の切欠４０を
形成した板状物１６Ｃを上記各実施例の板状物として使
用することもできる。ここで、切欠４０の形状は圧電振
動子直径φ１や圧電振動子の液体に露出している面の直
径φ２よりも小さな寸法であり、例えば縦方向寸法はφ
３である。
【００１５】また、半円形等の切欠を持つ複数枚の板状
物の組み合わせによって圧電振動子上方の超音波エネル
ギー通過面を狭める構成とすることもできる。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の超音波液
体霧化器によれば、前記圧電振動子の外形よりも小さな
超音波エネルギ通過用通孔又は切欠を有しかつ該通孔又
は切欠の周辺は閉じた面となった板状物を液体中に設け
たことにより、霧化効率及び霧化量の大幅な増大を図る
ことができる。その上、板状物を抗菌性乃至殺菌性シー
トで構成することによって、容器内の液体の腐敗を防止
する等を効果を持たせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る超音波液体霧化器の第１実施例を
示す正断面図である。
【図２】第１実施例における板状物の通孔形状を示す説
明図である。
【図３】第１実施例において、通孔の穴径をパラメータ
とした振動子入力電力と霧化量との関係を示すグラフで
ある。
【図４】第１実施例において、板状物の材質をパラメー
タとした振動子入力電力と霧化量との関係を示すグラフ
である。
【図５】本発明の第２実施例を示す正断面図である。
【図６】本発明の第３実施例を示す正断面図である。
【図７】本発明における板状物の変形例を示す説明図で
ある。
【符号の説明】
１　　圧電振動子 ５　　弾性環状保持体 ６　　振動子保持テース ７，８　　電極体 １０　　容器 １５　　通孔 １６，１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ　　板状物４０　　切欠
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