JPH06320083A - 超音波噴霧装置 - Google Patents
超音波噴霧装置Info
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- JPH06320083A JPH06320083A JP10691193A JP10691193A JPH06320083A JP H06320083 A JPH06320083 A JP H06320083A JP 10691193 A JP10691193 A JP 10691193A JP 10691193 A JP10691193 A JP 10691193A JP H06320083 A JPH06320083 A JP H06320083A
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- 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
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- B05B17/0653—Details
- B05B17/0676—Feeding means
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- B05B17/0646—Vibrating plates, i.e. plates being directly subjected to the vibrations, e.g. having a piezoelectric transducer attached thereto
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- Special Spraying Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 圧電振動子に固着された振動板に親水性保液
材を接触させてその振動板から液体を霧化する超音波噴
霧装置を提供する。 【構成】 圧電振動子９と振動板１０とから成る複合体
を駆動させると圧電振動子９が振動し、その振動は振動
板１０に伝搬される。振動板１０はスプリング２の圧力
により常に一定の荷重で吸液材４と接触している。吸液
材４によって吸収され振動板１０に供給される液体は振
動板１０の振動に伴い振動板１０に設けられている貫通
穴１３を通して霧化される。 【効果】 振動板と保液材との接触の度合を常に一定に
保つことができるので、装置の微調整を必要とせずに霧
化効率を促進でき、耐久性を向上できる。
材を接触させてその振動板から液体を霧化する超音波噴
霧装置を提供する。 【構成】 圧電振動子９と振動板１０とから成る複合体
を駆動させると圧電振動子９が振動し、その振動は振動
板１０に伝搬される。振動板１０はスプリング２の圧力
により常に一定の荷重で吸液材４と接触している。吸液
材４によって吸収され振動板１０に供給される液体は振
動板１０の振動に伴い振動板１０に設けられている貫通
穴１３を通して霧化される。 【効果】 振動板と保液材との接触の度合を常に一定に
保つことができるので、装置の微調整を必要とせずに霧
化効率を促進でき、耐久性を向上できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、室内の湿度調整をする
加湿器などに用いられる超音波噴霧装置に関する。
加湿器などに用いられる超音波噴霧装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】矩形板状の圧電振動子に穴あき振動板を
固着してなる構造を超音波励振器とする超音波霧化装置
は特願平２−２７３００１により特許出願されている。
また、その超音波霧化装置へ液体を供給する簡易な構造
が平成３年４月２２日に「超音波カラーオルガン」なる
名称で特許出願されている（特願平３−１１９１９
１）。この平成３年４月２２日に出願された「超音波カ
ラーオルガン」における超音波霧化装置に液体を供給す
る際には、振動板に液体を供給する手段として保液材が
用いられている。すなわち、液体を含む保液材を振動板
に接触させ、その振動板を振動させることにより液体を
霧化するものである。このような従来の霧化装置では、
振動板に液体を接触させ、しかも振動板の振動を阻害す
ることなく連続的に液体を供給する必要がある。振動板
と保液材との接触荷重は霧化機能を大きく左右する。
固着してなる構造を超音波励振器とする超音波霧化装置
は特願平２−２７３００１により特許出願されている。
また、その超音波霧化装置へ液体を供給する簡易な構造
が平成３年４月２２日に「超音波カラーオルガン」なる
名称で特許出願されている（特願平３−１１９１９
１）。この平成３年４月２２日に出願された「超音波カ
ラーオルガン」における超音波霧化装置に液体を供給す
る際には、振動板に液体を供給する手段として保液材が
用いられている。すなわち、液体を含む保液材を振動板
に接触させ、その振動板を振動させることにより液体を
霧化するものである。このような従来の霧化装置では、
振動板に液体を接触させ、しかも振動板の振動を阻害す
ることなく連続的に液体を供給する必要がある。振動板
と保液材との接触荷重は霧化機能を大きく左右する。
【０００３】図６は従来の霧化装置における振動板と保
液材との関係の第１の実施例を示す断面図である。保液
材が振動板を押し上げている例である。このような場
合、霧化量が低下し、また、放置すれば圧電振動子と振
動板との剥離の原因になる。
液材との関係の第１の実施例を示す断面図である。保液
材が振動板を押し上げている例である。このような場
合、霧化量が低下し、また、放置すれば圧電振動子と振
動板との剥離の原因になる。
【０００４】図７は従来の霧化装置における振動板と保
液材との関係の第２の実施例を示す断面図である。保液
材が振動板に接触していない例である。このような場
合、振動板と保液材との間の距離が離れすぎて液膜が生
成しないことがある。液膜が生成しなければ霧化が不能
になる。
液材との関係の第２の実施例を示す断面図である。保液
材が振動板に接触していない例である。このような場
合、振動板と保液材との間の距離が離れすぎて液膜が生
成しないことがある。液膜が生成しなければ霧化が不能
になる。
【０００５】図８は従来の霧化装置の一実施例を示す断
面図である。振動板と保液材との接触の度合を調整して
最大の霧化効率を達成するためには、振動板の各部の寸
法を調整したり保液材を変形させたりすることによって
位置関係の精度を確保していた。従って、生産技術的な
面を考慮すると、大量生産をするには長時間の労力を必
要とした。また、長時間駆動の後においてもなお振動板
と保液材との接触関係を常に均一にしておくことは難し
く、長時間使用した場合には振動板と保液材との接触関
係において微調整を必要としていた。すなわち、耐久性
に問題があった。
面図である。振動板と保液材との接触の度合を調整して
最大の霧化効率を達成するためには、振動板の各部の寸
法を調整したり保液材を変形させたりすることによって
位置関係の精度を確保していた。従って、生産技術的な
面を考慮すると、大量生産をするには長時間の労力を必
要とした。また、長時間駆動の後においてもなお振動板
と保液材との接触関係を常に均一にしておくことは難し
く、長時間使用した場合には振動板と保液材との接触関
係において微調整を必要としていた。すなわち、耐久性
に問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の超音波霧化装置
は耐久性に問題を有し、また、生産技術的には大量生産
に長時間の労力を必要とした。
は耐久性に問題を有し、また、生産技術的には大量生産
に長時間の労力を必要とした。
【０００７】本発明の目的は振動板と保液材との接触の
度合を常に一定に保つことにより安定な霧化を実現し、
従って、装置の耐久性を向上させ、長時間の労力を必要
とすることなしに大量生産を可能にする超音波噴霧装置
を提供することにある。
度合を常に一定に保つことにより安定な霧化を実現し、
従って、装置の耐久性を向上させ、長時間の労力を必要
とすることなしに大量生産を可能にする超音波噴霧装置
を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の超音波
噴霧装置は、圧電振動子に固着された穴あき振動板にス
ポンジ、繊維束その他の親水性保液材を接触させて前記
振動板から液体を霧化する超音波噴霧装置において、前
記保液材には吸液端と霧化端とがあり、前記吸液端は前
記液体の供給源に浸けられ、前記霧化端は荷重付加手段
によって前記振動板と接触し、前記吸液端から吸い上げ
られた前記液体は前記霧化端の表面に現われて前記振動
板と接触することを特徴とする。
噴霧装置は、圧電振動子に固着された穴あき振動板にス
ポンジ、繊維束その他の親水性保液材を接触させて前記
振動板から液体を霧化する超音波噴霧装置において、前
記保液材には吸液端と霧化端とがあり、前記吸液端は前
記液体の供給源に浸けられ、前記霧化端は荷重付加手段
によって前記振動板と接触し、前記吸液端から吸い上げ
られた前記液体は前記霧化端の表面に現われて前記振動
板と接触することを特徴とする。
【０００９】請求項２に記載の超音波噴霧装置は、前記
荷重付加手段が圧縮コイルスプリング、板スプリングそ
の他のスプリングで成ることを特徴とする。
荷重付加手段が圧縮コイルスプリング、板スプリングそ
の他のスプリングで成ることを特徴とする。
【００１０】
【作用】本発明の超音波噴霧装置は荷重付加手段によっ
て保液材の霧化端を振動板に接触させる構造を採用して
いる。保液材には液体を吸収するための吸液端と、その
吸液端によって吸い上げられた液体を振動板に供給する
ための霧化端とがある。霧化端は液体を効率よく振動板
に供給する必要がある。そのためには振動板と霧化端と
の間に安定した液膜を常に生成することが必要で、振動
板と霧化端との接触の度合や接触面積等を調整する必要
がある。本発明の超音波噴霧装置では圧縮コイルスプリ
ング、板スプリングその他のスプリングを荷重付加手段
として用いている。従って、常に一定の荷重で霧化端が
振動板に接触していることから、振動板と霧化端との接
触の度合が常に安定している。このようにして、難しく
手間のかかる調整を必要とすることなく、その上、長時
間の連続使用による環境の変化等にも耐えることができ
るので、常に安定した噴霧を実現させることができる。
また、生産技術の面で見れば、それぞれの装置における
素子ごとのばらつきを克服することができ、部品交換の
際のばらつきなども克服することができるので、大量生
産を容易にすることが可能となる。
て保液材の霧化端を振動板に接触させる構造を採用して
いる。保液材には液体を吸収するための吸液端と、その
吸液端によって吸い上げられた液体を振動板に供給する
ための霧化端とがある。霧化端は液体を効率よく振動板
に供給する必要がある。そのためには振動板と霧化端と
の間に安定した液膜を常に生成することが必要で、振動
板と霧化端との接触の度合や接触面積等を調整する必要
がある。本発明の超音波噴霧装置では圧縮コイルスプリ
ング、板スプリングその他のスプリングを荷重付加手段
として用いている。従って、常に一定の荷重で霧化端が
振動板に接触していることから、振動板と霧化端との接
触の度合が常に安定している。このようにして、難しく
手間のかかる調整を必要とすることなく、その上、長時
間の連続使用による環境の変化等にも耐えることができ
るので、常に安定した噴霧を実現させることができる。
また、生産技術の面で見れば、それぞれの装置における
素子ごとのばらつきを克服することができ、部品交換の
際のばらつきなども克服することができるので、大量生
産を容易にすることが可能となる。
【００１１】
【実施例】図１は本発明の超音波噴霧装置の第１の実施
例を示す断面図である。本実施例はシステムユニット
１、スプリング２、ノズル３、吸液材４、貯液室５、ハ
ウジング６、カバー７および電池８から成る。システム
ユニット１は圧電振動子９、振動板１０および駆動回路
１１から成り、それらがケース１２中に納められてい
る。貯液室５中には使用時には液体が満たされ、吸液材
４のほぼ下半分がその液体中に浸される。吸液材４はア
セテート繊維等で成る。
例を示す断面図である。本実施例はシステムユニット
１、スプリング２、ノズル３、吸液材４、貯液室５、ハ
ウジング６、カバー７および電池８から成る。システム
ユニット１は圧電振動子９、振動板１０および駆動回路
１１から成り、それらがケース１２中に納められてい
る。貯液室５中には使用時には液体が満たされ、吸液材
４のほぼ下半分がその液体中に浸される。吸液材４はア
セテート繊維等で成る。
【００１２】図２はシステムユニット１を示す斜視図で
ある。振動板１０はその下面で吸液材４と接触する。振
動板１０には多数の微小な貫通穴１３が設けられてい
る。貫通穴１３の形状はすり鉢状である。一方の開口の
直径は１００μｍ、他方の直径は１０μｍであり、１４
０μｍの等間隔で配列されている。
ある。振動板１０はその下面で吸液材４と接触する。振
動板１０には多数の微小な貫通穴１３が設けられてい
る。貫通穴１３の形状はすり鉢状である。一方の開口の
直径は１００μｍ、他方の直径は１０μｍであり、１４
０μｍの等間隔で配列されている。
【００１３】図１の超音波噴霧装置の駆動時、圧電振動
子９と振動板１０との複合体の共振周波数にほぼ等しい
周波数を有する交流信号を圧電振動子９に印加すると圧
電振動子９が励振される。このとき、その交流信号の周
波数は圧電振動子９単体の共振周波数のうちの１つにほ
ぼ一致している。振動板１０を圧電振動子９の少なくと
も一方の端面上に一体的に連なって固着させる構造を採
用していることから、圧電振動子９の励振に伴って振動
板１０は圧電振動子９と振動板１０との固着部を固定端
とする形で振動される。振動板１０はスプリング２の圧
力により常に一定の荷重で吸液材４と接触している。前
記一定荷重は霧化機能を阻害する限界荷重以内に設定さ
れている。すなわち、システムユニット１はその重心位
置が懸架支点となるように設定されている。スプリング
２の圧力ｆ1は振動板１０にかかる必要荷重ｆ2がｆ2＝
Ａｆ1／Ｂの関係を満たすような値に設定されている。
但し、Ａは前記懸架支店とスプリング２との距離を、Ｂ
は前記懸架支店と吸液材４との距離を示す。振動板１０
に吸液材４から液体を供給すると、該液体は毛細管現象
により振動板１０に設けられた貫通穴１３に導かれる。
前記液体は微小でかつ均一な粒子となって貫通穴１３の
出口側に流出し、効率良く霧化される。
子９と振動板１０との複合体の共振周波数にほぼ等しい
周波数を有する交流信号を圧電振動子９に印加すると圧
電振動子９が励振される。このとき、その交流信号の周
波数は圧電振動子９単体の共振周波数のうちの１つにほ
ぼ一致している。振動板１０を圧電振動子９の少なくと
も一方の端面上に一体的に連なって固着させる構造を採
用していることから、圧電振動子９の励振に伴って振動
板１０は圧電振動子９と振動板１０との固着部を固定端
とする形で振動される。振動板１０はスプリング２の圧
力により常に一定の荷重で吸液材４と接触している。前
記一定荷重は霧化機能を阻害する限界荷重以内に設定さ
れている。すなわち、システムユニット１はその重心位
置が懸架支点となるように設定されている。スプリング
２の圧力ｆ1は振動板１０にかかる必要荷重ｆ2がｆ2＝
Ａｆ1／Ｂの関係を満たすような値に設定されている。
但し、Ａは前記懸架支店とスプリング２との距離を、Ｂ
は前記懸架支店と吸液材４との距離を示す。振動板１０
に吸液材４から液体を供給すると、該液体は毛細管現象
により振動板１０に設けられた貫通穴１３に導かれる。
前記液体は微小でかつ均一な粒子となって貫通穴１３の
出口側に流出し、効率良く霧化される。
【００１４】図３は本発明の超音波噴霧装置の第２の実
施例を示す断面図である。本実施例は圧電振動子９、振
動板１０、吸液材４、スプリング２、ガイドパイプ１
４、転倒防止ガイド１５および貯液槽１６から成る。ガ
イドパイプ１４は吸液材４に固着され、霧化用の液体は
吸液材４の下端部から吸い上げられる。ガイドパイプ１
４と転倒防止ガイド１５とは微小な間隙を隔てて隣接す
る。スプリング２の両端はそれぞれ貯液槽１６の底部お
よびガイドパイプ１４の下端部に接触することにより、
吸液材４を押し上げている。その結果、吸液材４と振動
板１０とが接触する。このとき、スプリング２の圧力は
吸液材４が振動板１０と常に一定の荷重で接触するよう
に設定されている。
施例を示す断面図である。本実施例は圧電振動子９、振
動板１０、吸液材４、スプリング２、ガイドパイプ１
４、転倒防止ガイド１５および貯液槽１６から成る。ガ
イドパイプ１４は吸液材４に固着され、霧化用の液体は
吸液材４の下端部から吸い上げられる。ガイドパイプ１
４と転倒防止ガイド１５とは微小な間隙を隔てて隣接す
る。スプリング２の両端はそれぞれ貯液槽１６の底部お
よびガイドパイプ１４の下端部に接触することにより、
吸液材４を押し上げている。その結果、吸液材４と振動
板１０とが接触する。このとき、スプリング２の圧力は
吸液材４が振動板１０と常に一定の荷重で接触するよう
に設定されている。
【００１５】図４は本発明の超音波噴霧装置の第３の実
施例を示す断面図である。本実施例は圧電振動子９、振
動板１０、吸液材４、スプリング２、転倒防止ガイド１
５、貯液槽１６およびガイドパイプ１７から成る。ガイ
ドパイプ１７は吸液材４に固着され、霧化用の液体は吸
液材４の下端部から吸い上げられる。ガイドパイプ１７
と転倒防止ガイド１５とは微小な間隙を隔てて隣接す
る。スプリング２の両端はそれぞれ転倒防止ガイド１５
の上部およびガイドパイプ１７の上部に接触することに
より、吸液材４を押し上げている。その結果、吸液材４
と振動板１０とが接触する。このとき、スプリング２の
圧力は吸液材４が振動板１０と常に一定の荷重で接触す
るように設定されている。図４の超音波噴霧装置を用い
れば、貯液槽１６中の液体を残らず噴霧することが可能
となる。
施例を示す断面図である。本実施例は圧電振動子９、振
動板１０、吸液材４、スプリング２、転倒防止ガイド１
５、貯液槽１６およびガイドパイプ１７から成る。ガイ
ドパイプ１７は吸液材４に固着され、霧化用の液体は吸
液材４の下端部から吸い上げられる。ガイドパイプ１７
と転倒防止ガイド１５とは微小な間隙を隔てて隣接す
る。スプリング２の両端はそれぞれ転倒防止ガイド１５
の上部およびガイドパイプ１７の上部に接触することに
より、吸液材４を押し上げている。その結果、吸液材４
と振動板１０とが接触する。このとき、スプリング２の
圧力は吸液材４が振動板１０と常に一定の荷重で接触す
るように設定されている。図４の超音波噴霧装置を用い
れば、貯液槽１６中の液体を残らず噴霧することが可能
となる。
【００１６】図５は図３または図４に示す超音波噴霧装
置におけるスプリング２の荷重と噴霧量との関係を示す
特性図である。但し、図５において荷重および噴霧量は
それぞれ規格化された値を示す。また、図５に示す”許
容範囲”は霧化効率を最大にするために最も適したスプ
リング２の荷重の許容範囲を示し、●印は図３または図
４に示すスプリング２に対する実測値である。スプリン
グ２を液体供給構造に加えることにより、振動板１０の
位置精度および吸液材４の寸法精度などの誤差がスプリ
ング２によって吸収される。従って、振動板１０の振動
を阻害することなく霧化効率を向上させることができ
る。
置におけるスプリング２の荷重と噴霧量との関係を示す
特性図である。但し、図５において荷重および噴霧量は
それぞれ規格化された値を示す。また、図５に示す”許
容範囲”は霧化効率を最大にするために最も適したスプ
リング２の荷重の許容範囲を示し、●印は図３または図
４に示すスプリング２に対する実測値である。スプリン
グ２を液体供給構造に加えることにより、振動板１０の
位置精度および吸液材４の寸法精度などの誤差がスプリ
ング２によって吸収される。従って、振動板１０の振動
を阻害することなく霧化効率を向上させることができ
る。
【００１７】
【発明の効果】本発明の超音波噴霧装置によれば、圧縮
コイルスプリング、板スプリングその他のスプリングを
用いることにより常に一定の荷重で保液材を振動板に接
触させることができるので、長期間にわたって液体供給
能力を維持することができる。従って、振動板の寸法な
どの精密な調整や保液材と振動板との位置関係の微妙な
調整などを必要とすることなく、その上、長時間の連続
使用による環境の変化等にも耐えることができ、常に安
定した噴霧を実現させることができる噴霧装置を提供で
きる。また、生産技術の面で見れば、それぞれの装置に
おける素子ごとのばらつきを克服することができ、部品
交換の際のばらつきなども克服することができるので、
大量生産を容易にすることが可能となる。
コイルスプリング、板スプリングその他のスプリングを
用いることにより常に一定の荷重で保液材を振動板に接
触させることができるので、長期間にわたって液体供給
能力を維持することができる。従って、振動板の寸法な
どの精密な調整や保液材と振動板との位置関係の微妙な
調整などを必要とすることなく、その上、長時間の連続
使用による環境の変化等にも耐えることができ、常に安
定した噴霧を実現させることができる噴霧装置を提供で
きる。また、生産技術の面で見れば、それぞれの装置に
おける素子ごとのばらつきを克服することができ、部品
交換の際のばらつきなども克服することができるので、
大量生産を容易にすることが可能となる。
【図１】本発明の超音波噴霧装置の第１の実施例を示す
断面図。
断面図。
【図２】システムユニット１を示す斜視図。
【図３】本発明の超音波噴霧装置の第２の実施例を示す
断面図。
断面図。
【図４】本発明の超音波噴霧装置の第３の実施例を示す
断面図。
断面図。
【図５】図３または図４に示す超音波噴霧装置における
スプリング２の荷重と噴霧量との関係を示す特性図。
スプリング２の荷重と噴霧量との関係を示す特性図。
【図６】従来の霧化装置における振動板と保液材との関
係の第１の実施例を示す断面図。
係の第１の実施例を示す断面図。
【図７】従来の霧化装置における振動板と保液材との関
係の第２の実施例を示す断面図。
係の第２の実施例を示す断面図。
【図８】従来の霧化装置の一実施例を示す断面図。
１ システムユニット ２ スプリング ３ ノズル ４ 吸液材 ５ 貯液室 ６ ハウジング ７ カバー ８ 電池 ９ 圧電振動子 １０ 振動板 １１ 駆動回路 １２ ケース １３ 貫通穴 １４ ガイドパイプ １５ 転倒防止ガイド １６ 貯液槽 １７ ガイドパイプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 正樹 東京都千代田区外神田六丁目13番11号 株 式会社ミクニ内 (72)発明者 井上 悟 東京都千代田区外神田六丁目13番11号 株 式会社ミクニ内 (72)発明者 戸田 耕司 神奈川県横須賀市二葉１丁目49番18号
Claims (2)
- 【請求項１】 圧電振動子に固着された穴あき振動板に
スポンジ、繊維束その他の親水性保液材を接触させて前
記振動板から液体を霧化する超音波噴霧装置において、 前記保液材には吸液端と霧化端とがあり、 前記吸液端は前記液体の供給源に浸けられ、前記霧化端
は荷重付加手段によって前記振動板と接触し、 前記吸液端から吸い上げられた前記液体は前記霧化端の
表面に現われて前記振動板と接触することを特徴とする
超音波噴霧装置。 - 【請求項２】 前記荷重付加手段が圧縮コイルスプリン
グ、板スプリングその他のスプリングで成ることを特徴
とする請求項１に記載の超音波噴霧装置。
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