JPH0515982Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、圧電素子の超音波振動を直接的に利
用して液体を吸い上げかつ霧化する超音波霧化器
に関する。

（考案の概要） 本考案は、液体吸い上げ用貫通穴を有する軸体
に圧電素子を締め付け一体化し、超音波振動を利
用して前記貫通穴より液体を吸い上げるポンプ作
用と軸体上端で吸い上げた液体を霧化する霧化作
用とを行う超音波霧化器であつて、前記軸体上端
部に比較的大径の霧化用円板状部を設けることに
よつて、霧化性能の向上を図つたものである。

（従来の技術） 本出願人は、特願昭61−309113号でボルト締め
振動子の構造を利用して液体の汲み上げ、霧化を
行う超音波ポンプを提案している。この特願昭61
−309113号の超音波ポンプの構造を第３図に示
す。

この第３図において、軸体１は下部にポンプ機
能のための振幅拡大用ステツプ型ホーン部４及び
円板状部５を有するとともに、上部に霧化機能の
ための振幅拡大用ステツプ型ホーン部３０及び円
板状部３１を備えている。軸体１の中間部はボル
ト状であつて雄螺子部２，３が形成されている。
また、軸体１の中心軸上に液体吸い上げ用貫通穴
６が形成され、この液体吸い上げ用貫通穴６の下
方の開口は軸体１の下端面（すなわち円板状部５
の下端面）の中央に位置し、上方の開口は軸体１
の上端面（すなわち円板状部３１）の中央に位置
している。

そして、支持部分となる円板状フランジ８、円
板状電極板９Ａ、円板状圧電素子１０Ａ、円板状
電極板９Ｂ、円板状圧電素子１０Ｂ、円板状電極
板９Ｃ、円板状平ワツシヤ１２及び皿ばね１３の
各貫通穴に前記軸体１を挿通し、軸体１の雄螺子
部２，３にナツト１１Ａ，１１Ｂをそれぞれ螺合
し、締め付けることによつて、圧電素子１０Ａ，
１０Ｂ等の各部材は軸体１に締め付け一体化され
る。すなわち、圧電素子１０Ａ，１０Ｂと軸体１
との関係はボルト締め振動子とほぼ同様な構造と
なつている。

この超音波ポンプは、液面Ｐが矢印Ｑの範囲内
にあり、超音波ポンプの下部が水等の液体に浸つ
ている場合、電極板９Ｂと電極板９Ａ，９Ｃとの
間に高周波電圧を印加すれば、圧電素子１０Ａ，
１０Ｂは超音波振動（例えば厚み振動）を発生
し、その振動は軸体１の下部の振幅拡大用ステツ
プ型ホーン部４で拡大され、下端の円板状部５に
拡大された超音波の縦振動（第３図の矢印Ｒのよ
うな軸に平行な方向の振動）を引き起こす。この
軸体下端の円板状部５の縦振動は、矢印Ｓのよう
に液体吸い上げ用貫通穴６を吹き上げる向きの対
流を引き起こし、これとともに、水等の液体は空
気に比べ超音波が伝搬しやすく粘性が高い性質が
あるので液体吸い上げ用貫通穴６内の液体を超音
波振動が上昇する方向に進行して行き、また貫通
穴６内面が収縮する呼吸作用等の理由のため、液
体吸い上げ用貫通穴６を上昇した液体は、その上
部開口の位置する円板状部３１の上端面の超音波
振動にて霧化され、微粒子となつて大気中に飛散
する。

（考案が解決しようとする問題点） ところで、第３図の超音波ポンプを、空気調和
器や冷蔵庫のドレイン排水を霧化して蒸発させて
しまう用途等に利用することが本出願人より考慮
されているが、第３図の構造の場合、霧化作用の
ために振幅拡大用ステツプ型ホーン部３０の先端
に形成された円板状部３１の径が軸体１の圧電素
子１０Ａ，１０Ｂを締め付けた中間部の径と同程
度以下の寸法である。このため、貫通穴６より出
た液体が円板状部３１の先端面に接触し、超音波
振動で霧化される霧化量に限度があり、貫通穴６
より出た液体の一部が霧化されずに滴下したり、
貫通穴６より飛び出した液体の粒が円板状部３１
に接触することなく落下する等の不都合が発生す
る場合がある。

（問題点を解決するための手段） 本考案は、上記の点に鑑み、軸体の圧電素子を
締め付けた略中間部の径よりも大きな径の霧化用
円板状部を前記軸体の上端部に設けるようにして
霧化性能の優れた超音波霧化器を提供しようとす
るものである。

本考案は、上下端に開口する液体吸い上げ用貫
通穴を軸方向に形成した軸体の略中間部に複数枚
の圧電素子を締め付け手段で締め付け一体化して
液体を吸い上げるポンプ作用と前記軸体上端での
霧化作用と行う構造において、さらに、前記軸体
の圧電素子を締め付けた略中間部の径よりも大き
な径の霧化用円板状部を前記軸体の上端部に備え
る構成として、霧化作用の効率化を図つたことに
より上記従来の問題点を解消している。

（作用） 本考案の超音波霧化器においては、軸体の圧電
素子を締め付けた略中間部の径よりも大きな径の
霧化用円板状部を前記軸体の上端に備えており、
超音波振動による霧化を実行する円板状部の先端
面の面積が大きくなり、液体の霧化量を増大させ
ることができる。また、液体吸い上げ用貫通穴よ
り飛び出た液体が円板状部に接触しないで飛散す
る割合が減少し、霧化粒子の均一化を図る上でも
有利となる。

（実施例） 以下、本考案に係る超音波霧化器の実施例を図
面に従つて説明する。

第１図は本考案の実施例を示す。この第１図に
おいて、円板状平ワツシヤ１５、円板状電極板９
Ａ、円板状圧電素子１０、円板状電極板９Ｂ、円
板状圧電素子１０Ｂ、円板状電極板９Ｃ、円板状
平ワツシヤ１２の各貫通穴に軸体１Ａを挿通した
後、それらの各部材は軸体１Ａ中間部の雄螺子部
２，３に螺合するナツト１１Ａ，１１Ｂにより締
め付け一体化される。

前記軸体１Ａは、中心に液体吸い上げ用貫通穴
６を有し、下部にポンプ機能のための振幅拡大用
コニカル（円錐）型ホーン部４Ａ及び円板状部５
Ａを有するとともに、上部に霧化機能のための振
幅拡大用ステツプ型ホーン部３０及び大径の円板
状部３１Ａを備えている。ここで、大径の円板状
部３１Ａの直径D₂は軸体１Ａの中間部の直径D₁
よりも大きくなるように設定されている。

なお、超音波霧化器全体を支持するために例え
ば圧電素子１０Ａ，１０Ｂの周囲を取り囲み平ワ
ツシヤ１２，１５に係合する弾性支持部材２０が
設けられ、この弾性支持部材２０のつば部２１を
利用して所定高さに取付可能となつている。

上記第１図の構成において、前述の第３図の場
合と同様のポンプ作用によつて軸体１Ａの中心軸
上の液体汲み上げ用貫通穴６を上昇した水等の液
体は大径の円板状部３１Ａの中心に位置する上端
開口より溢れ、円板状部３１Ａの拡大された超音
波振動（主として縦振動）によつて微粒子状に霧
化される。この際、霧化に寄与する円板状部３１
Ａの先端面の面積が大きいため、霧化を効率的に
実行でき、霧化量の増大を図ることができる。ま
た、貫通穴６より飛び出した液体粒が円板状部３
１Ａに接触することなく飛散する割合が減少する
から、霧化粒子の均一化を図ることができる。

一方、前述の第３図の基本構造の場合、ポンプ
作用を行うために圧電素子の超音波振動の振幅を
拡大するホーンとしてステツプ型ホーン部を軸体
下側部分に形成しているが、液面Ｐがステツプ型
ホーン部４のステツプ部分にかかると液体汲み上
げ動作が不安定となり、ひいては軸体上端の霧化
動作も不安定となることが判明した。このため、
本実施例では、ポンプ作用のためのホーンとして
コニカル型ホーン部４Ａを採用し、水位が変動し
ても安定した動作を維持できるようにしている。

第２図は本考案の他の実施例を示す。この図に
おいて、軸体１Ａに形成された液体汲み上げ用貫
通穴６Ａは、上下端部は細径、中間部はやや太径
となつている。他の構造は第１図の実施例と同じ
である。この場合、貫通穴６Ａの中間部内面の径
方向の伸縮による液体の汲み上げ効果を改善する
ことができる。

（考案の効果） 以上説明したように、本考案の超音波霧化器に
よれば、上下端に開口する液体吸い上げ用貫通穴
を軸方向に形成した軸体の略中間部に複数枚の圧
電素子を締め付け手段で締め付け一体化するとと
もに、前記軸体の圧電素子を締め付けた略中間部
の径よりも大きな径の霧化用円板状部を前記軸体
の上端部に備えた構成としたので、液体霧化効率
及び霧化量の増大を図ることができ、また霧化粒
子の均一化を図ることができる。さらに、軸体下
側のホーン部をコニカル型とすることにより、水
位変動に起因する動作の不安定性を除去すること
が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る超音波霧化器の実施例を
示す正断面図、第２図は本考案の他の実施例を示
す正断面図、第３図は本出願人が先に提案してい
る超音波ポンプの基本構成を示す正断面図であ
る。 １，１Ａ……軸体、２，３……雄螺子部、４，
４Ａ，３０……ホーン部、５，５Ａ，３１，３１
Ａ……円板状部、６，６Ａ……液体吸い上げ用貫
通穴、１０Ａ，１０Ｂ……圧電素子、１１Ａ，１
１Ｂ……ナツト。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 上下端に開口する液体吸い上げ用貫通穴を軸
   方向に形成した軸体の略中間部に複数枚の圧電
   素子を締め付け手段で締め付け一体化するとと
   もに、前記軸体の圧電素子を締め付けた略中間
   部の径よりも大きな径の霧化用円板状部を前記
   軸体の上端部に備え、液体を吸い上げるポンプ
   機能と前記円板状部で液体を霧化する霧化機能
   とを有することを特徴とする超音波霧化器。 (2) 前記軸体の圧電素子を設けた位置よりも下側
   部分をポンプ機能のためのコニカル型ホーン部
   及び当該ホーン部下端のポンプ用円板状部で構
   成した実用新案登録請求の範囲第１項記載の超
   音波霧化器。