JPH0737739Y2 - 超音波霧化器 - Google Patents

超音波霧化器

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JPH0737739Y2
JPH0737739Y2 JP1989099152U JP9915289U JPH0737739Y2 JP H0737739 Y2 JPH0737739 Y2 JP H0737739Y2 JP 1989099152 U JP1989099152 U JP 1989099152U JP 9915289 U JP9915289 U JP 9915289U JP H0737739 Y2 JPH0737739 Y2 JP H0737739Y2
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JP
Japan
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horn
liquid
liquid suction
hole
ultrasonic atomizer
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JP1989099152U
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JPH0338179U (ja
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学徳 鴫原
俊平 福田
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  • Devices For Blowing Cold Air, Devices For Blowing Warm Air, And Means For Preventing Water Condensation In Air Conditioning Units (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本考案は、水等の液体を吸い上げて霧化する機能を持つ
超音波霧化器に関する。
(考案の概要) 本考案は、液体を吸い上げて霧化する機能を持つ超音波
霧化器において、下側ホーン部と上側ホーン部との質量
をバランスさせることによって両ホーン部の振動周波数
を略一致させるとともに、液体吸い上げ用穴を下端より
上端に向けて徐々に径が大きくなるテーパー穴として液
体吸い上げ効率及び霧化効率を向上させたものである。
(従来の技術) 先に、本出願人より特願昭61-309113号において、下端
に開口する液体吸い上げ用穴を軸方向に形成した軸体に
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
なる超音波霧化器を利用して空気調和機や冷蔵庫等の運
転に際して室内(庫内)より集水されたドレイン排水の
汲み上げ、霧化等を行うことが提案されている。
(考案が解決しようとする課題) ところで、特願昭61-309113号では、液体を吸い上げる
ポンプ機能のための下側ホーン部と、霧化機能のための
上側ホーン部との質量的なバランスを考慮していなかっ
たため、下側ホーン部の振動周波数と上側ホーン部との
振動周波数にずれが生じ、効率が低下する嫌いがあっ
た。また、霧化器としての動作を考慮したとき、液体吸
い上げ用穴が下端から上端に向けて一様な内径である
と、その液体吸い上げ用穴の上端開口から液体が霧化さ
れずに直接噴き出す現象が発生する問題があった。
本考案は、上記の不都合を解決し、液体吸い上げ動作及
び霧化動作の効率の向上を図った超音波霧化器を提供す
ることを目的とする。
(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するために、本考案は、液体吸い上げ用
穴を軸方向に有する下側ホーン部と上側ホーン部との間
に、複数枚の圧電素子を締め付け手段で締め付け一体化
してなる超音波霧化器において、前記下側ホーン部と上
側ホーン部の質量を略一致させ、これらの両ホーン部の
振動周波数を略一致させるとともに、前記液体吸い上げ
用穴を下端より上端に向けて徐々に径が大きくなるテー
パー穴とした構成としている。
(作用) 本考案の超音波霧化器においては、下側ホーン部と上側
ホーン部の質量を略一致させてバランスを取り、下側ホ
ーン部の振動周波数と上側ホーン部の振動周波数とを略
一致させるとともに、前記液体吸い上げ用穴を下端より
上端に向けて徐々に径が大きくなるテーパー穴とするこ
とにより、液体吸い上げ効率及び霧化効率を改善してい
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っ
て説明する。
第1図は本考案の参考例を示す。この図において、1は
エクスポーネンシャル形下側ホーン部、2はエクスポー
ネンシャル形上側ホーン部、3A,3Bは円環状圧電素子で
ある。下側ホーン部1には雌螺子部4が形成され、上側
ホーン部2にはその雌螺子部4に螺合する雄螺子部5が
一体に形成される。また、下側ホーン部1の中心軸上に
は液体吸い上げ用貫通穴6Aが形成され、同様に上側ホー
ン部2には貫通穴6Aに連通する液体吸い上げ用貫通穴6B
が形成されている。
これらの下側ホーン部1及び上側ホーン部2は、円環状
圧電素子3A,3Bを挟んだ状態で雄螺子部5と雌螺子部4
の螺合により相互に締め付け一体化される。ここで、圧
電素子3Aよりも下側に位置する下側ホーン部1の質量
と、圧電素子3Bよりも上側に位置する上側ホーン部2の
質量(雄螺子部5の質量は除外して考える)とを略一致
させるとともに、超音波振動の速度に関係する両ホーン
部1,2の断面形状も上下対称形状になるべく近付ける。
前記下側ホーン部1の下端面中央部には、第2図に示す
ように円錐状凹部10が形成され、該凹部10の中心部に前
記液体吸い上げ用貫通穴6Aが開口している。そして、円
錐状凹部10の直径φ1は下側ホーン部の下端面外径の68
%程度に設定され、また円錐状凹部10の頂角θ1は40度
乃至90度程度に設定される。
前記上側ホーン部2の上端部には霧化用円板状部11が形
成され、該円板状部上端面中央部には、第3図及び第4
図に示すようにごく浅い円錐状凹部12が形成され、該凹
部12の中心部に前記液体吸い上げ用貫通穴6Bが開口して
いる。そして、円錐状凹部12の直径φ2は円板状部11の
外径の68%程度に設定され、深さdは0.2mm程度に設定
されている(第3図は深さdを誇張して描いてある)。
なお、下側ホーン部1及び上側ホーン部2はステンレ
ス、チタン、アルミ等の金属、あるいはセラミック製で
あり、必要に応じて耐食性を持たせるために表面処理を
施す。
この参考例の構成において、下側ホーン部1の下部が容
器内の水等の液体Wに浸っている正常運転の場合、圧電
素子3A,3Bを並列に接続して高周波電圧を印加すれば、
圧電素子3A,3Bは超音波振動(例えば厚み振動)を発生
し、その振動は下側ホーン部1の下部に向かって拡大さ
れ、その下端面に拡大された超音波の縦振動(第1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。
この下側ホーン部1の下端面の縦振動は、矢印Sのよう
に液体吸い上げ用貫通穴6Aを吹き上げる向きの流れを引
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6A,6B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6A,6B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6A,6Bを上
昇した液体は、その上部開口に位置する円板状部11の上
端面の超音波振動にて霧化され、微粒子となって大気中
に飛散する。
その際、圧電素子3Aよりも下側に位置する下側ホーン部
1の質量と、圧電素子3Bよりも上側に位置する上側ホー
ン部2の質量とを略一致させておくことにより、下側ホ
ーン部1と上側ホーン部2の超音波振動の周波数を略一
致させることができ、下側ホーン部1と上側ホーン部2
の振動周波数が大きくずれることに起因する効率低下を
未然に防止することができる。
また、下側ホーン部1の下端面の円錐状凹部10は下側ホ
ーン部1の振動(縦振動及び横振動)による液体Wの吸
い上げ効率を向上させる働きがある。上側ホーン部2の
円板状部11に形成されたごく浅い円錐状凹部12は液体吸
い上げ用貫通穴6Bより出た液体を円板状部11の上端面に
広げる作用を果たし、円板状部11の振動(縦振動及び横
振動)による液体Wの霧化効率を向上させる。
さらに、前記下側ホーン部1及び上側ホーン部2がエク
スポーネンシャル形であるため、振幅拡大効率が良好で
あり、両ホーン部1,2間に圧電素子3A,3Bを直接的に挟み
込む構造として圧電素子、ホーン部間の結合係数を大き
くすることができ、部品点数も少ない構造にできる。ま
た、下側ホーン部1及び上側ホーン部2をチタン、アル
ミ等の軽量材で構成することも圧電素子との係合係数を
良くするために有効である。
そのうえ、参考例の超音波霧化器は、液面の垂線方向に
から所定角度傾斜させて霧化動作を実行しても霧化動作
を実行でき、下側ホーン部1から放射された超音波が容
器で反射されることにより発生する反射波の存在に液体
吸い上げ動作が影響されにくくなり、水位に対する依存
性も減少する。
なお、第1図の超音波霧化器の支持は、圧電素子3A,3B
間に支持用のフランジを挟んだり、圧電素子3A,3Bの周
囲を支持用フランジ付きの弾性ゴムで囲んだりすること
で実行できる。
前述の参考例の場合、液体吸い上げ用貫通穴6A,6Bが一
様な内径を有するものであるため、液体の上昇速度が過
大となって液体吸い上げ用貫通穴6Bの上端開口に達した
液体が円板状部11の上端面に広がらずに直接噴き出す現
象が発生する問題があった。第5図に示す本考案の実施
例ではこの問題を解決することができる。この図におい
て、金属製軸体20は中心軸上に液体吸い上げ用貫通穴6
を有し、中間部に雄螺子部21,22が形成されている。そ
して、円環状圧電素子3A,3Bは、雄螺子部21,22に螺合す
るナット23,24でワッシャ25を介し軸体20に対して締め
付け一体化されている。ここで、液体吸い上げ用貫通穴
6は上端に向かって徐々に内径が大きくなるテーパー穴
である。また、圧電素子3A,3Bの接合面より見た上下の
質量は略一致している。このことは、圧電素子3Aと3Bが
同一質量でナット23と24が同一質量であることを考慮す
ると、ナット23より下方に突出した下側ホーン部1Bとナ
ット24より上方に突出した上側ホーン部2Bとが実質的に
同一質量であることを意味する。
なお、下側ホーン部1Bの下端面に円錐状凹部10が形成さ
れ、前記上側ホーン部2Bの上端部には霧化用円板状部11
が形成されて該円板状部上端面にごく浅い円錐状凹部12
が形成される点は前述の参考例と同様である。
この実施例の場合、液体吸い上げ用貫通穴6が上端に向
かって徐々に内径が大きくなるテーパー穴であって、貫
通穴6を上昇していく液体の流速を低下させる作用があ
り、貫通穴6の上部開口より液体が霧化用円板状部11に
広がらずに直接的に噴き出す現象を抑制できる。
(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、
下側ホーン部と上側ホーン部の質量を略一致させ、両ホ
ーン部の振動周波数を略一致させるとともに、前記液体
吸い上げ用穴を下端より上端に向けて徐々に径が大きく
なるテーパー穴としたので、液体吸い上げ作用及び液体
霧化作用を効率的に実行できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の超音波霧化器の基本となる構成を示す
参考例の一部を断面とした正面図、第2図は参考例にお
ける下部構造を示す拡大断面図、第3図は参考例におけ
る上部構造を示す拡大断面図、第4図は同平面図、第5
図は本考案の実施例を示す正断面図である。 1,1B……下側ホーン部、2,2B……上側ホーン部、3A,3B
……圧電素子、6,6A,6B……液体吸い上げ用貫通穴、10,
12……円錐状凹部、11……霧化用円板状部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−155959(JP,A) 特開 昭63−167098(JP,A) 実開 平1−44076(JP,U) 実開 昭64−28980(JP,U) 実開 昭63−201671(JP,U)

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】液体吸い上げ用穴を軸方向にそれぞれ有す
    る下側ホーン部と上側ホーン部との間に、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なる超音波霧
    化器において、前記下側ホーン部と上側ホーン部の質量
    を略一致させ、これらの両ホーン部の振動周波数を略一
    致させるとともに、前記液体吸い上げ用穴を下端より上
    端に向けて徐々に径が大きくなるテーパー穴としたこと
    を特徴とする超音波霧化器。
JP1989099152U 1989-08-28 1989-08-28 超音波霧化器 Expired - Lifetime JPH0737739Y2 (ja)

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JPH0338179U JPH0338179U (ja) 1991-04-12
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JPH01155959A (ja) * 1987-12-12 1989-06-19 Tdk Corp 超音波霧化器
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