JPS6023017Y2 - Ultrasonic liquid atomizer - Google Patents

Ultrasonic liquid atomizer

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JPS6023017Y2
JPS6023017Y2 JP2503477U JP2503477U JPS6023017Y2 JP S6023017 Y2 JPS6023017 Y2 JP S6023017Y2 JP 2503477 U JP2503477 U JP 2503477U JP 2503477 U JP2503477 U JP 2503477U JP S6023017 Y2 JPS6023017 Y2 JP S6023017Y2
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JP
Japan
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oscillation
ultrasonic
excitation circuit
transistor
ultrasonic liquid
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JP2503477U
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JPS53119919U (en
Inventor
芳明 古屋
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三菱電機株式会社
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Description

【考案の詳細な説明】 この考案は超音波振動子により液体を霧化する超音波液
体霧化装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] This invention relates to an ultrasonic liquid atomization device that atomizes liquid using an ultrasonic vibrator.

従来、一般に用いられている超音波液体霧化装置用励振
回路を第1図に示す。
FIG. 1 shows an excitation circuit for an ultrasonic liquid atomizer that has been commonly used in the past.

図において、1は電源トランスを含む商用電源、2はダ
イオードブリッヂ、3は超音波振動子、4は発振トラン
ジスタでありA部分は超音波振動子励振回路である。
In the figure, 1 is a commercial power source including a power transformer, 2 is a diode bridge, 3 is an ultrasonic transducer, 4 is an oscillation transistor, and part A is an ultrasonic transducer excitation circuit.

この超音波振動子励振回路Aは従来から用いられている
コルピッツ発振回路あるので詳細な発振機構の説明は省
略する。
Since this ultrasonic transducer excitation circuit A is a Colpitts oscillation circuit that has been used conventionally, a detailed explanation of the oscillation mechanism will be omitted.

この超音波振動子励振回路Aは超音波振動子3の固有周
波数で発振し、周波数安定性も良好で、しかも増巾回路
等を必要としない、電力発振回路である為に電源の利用
率も良好である。
This ultrasonic vibrator excitation circuit A oscillates at the natural frequency of the ultrasonic vibrator 3, has good frequency stability, and does not require an amplifier circuit, etc., and is a power oscillation circuit, so the utilization rate of the power source is low. In good condition.

この様に構成された回路における霧化量の調整は励振ト
ランジスタAのベースバイアスを調整すれば良い。
The amount of atomization in the circuit configured in this manner can be adjusted by adjusting the base bias of the excitation transistor A.

しかしこの調整は或条件での固定的な調整であり、度々
変動する商用電源電圧変動霧化液体の温度には無力で霧
化量は第2図に示す様に変動する。
However, this adjustment is a fixed adjustment under certain conditions, and is powerless against frequent fluctuations in the voltage of the commercial power supply and the temperature of the atomized liquid, and the amount of atomization fluctuates as shown in FIG.

これ等の変動は定常値100V +20°Cを基準とす
る霧化量に比し±20〜30%に達する。
These fluctuations amount to ±20 to 30% compared to the amount of atomization based on the steady state value of 100V +20°C.

このように従来の超音波液体霧化装置における霧化量は
氷温、電源電圧等により大巾に変化するので、単にある
程度の霧化量が確保されればよい超音波加湿器等におい
ては問題はないが、灯油等を霧化して燃焼する燃焼器に
おいては定燃焼量を得ることができないなど問題があっ
た。
In this way, the amount of atomization in conventional ultrasonic liquid atomizers varies widely depending on the ice temperature, power supply voltage, etc., so this is a problem for ultrasonic humidifiers, etc., which simply need to ensure a certain amount of atomization. However, in combustors that atomize and burn kerosene, there are problems such as the inability to obtain a constant combustion amount.

この考案はこのような点にかんがみてなされたもので、
液温、電源電圧が変動してもこれに影響を受けることな
く一定の霧化量を得ることができる。
This idea was made in consideration of these points,
A constant amount of atomization can be obtained without being affected by fluctuations in liquid temperature or power supply voltage.

超音波液体霧化装置を提供するものである。第3図はこ
の考案の一実施例を示すブロック図であり、aは前述の
第1図と同様の発振回路、bは発振回路Aを構成する発
振トランジスタのベースBを0N10FF制御するスイ
ッチング回路、Cは商用電源電圧変動を検知する電圧変
動検知部、dは霧化液体の温度を検出する液体温度検出
部であり、この液体温度検出部dおよび上記電圧変動検
出部Cの検出信号に応じ上記スイッチング回路すにより
振動子3を励振する発振回路の発振時間が第4図に示さ
れるようにTM、 TL、 THと制御される。
An ultrasonic liquid atomization device is provided. FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of this invention, in which a shows an oscillation circuit similar to that shown in FIG. C is a voltage fluctuation detection section that detects commercial power supply voltage fluctuations, and d is a liquid temperature detection section that detects the temperature of the atomized liquid. The oscillation time of the oscillation circuit that excites the vibrator 3 is controlled by the switching circuit as TM, TL, and TH as shown in FIG.

このように発振期間が制御されることにより、霧化量の
変動が防止される。
By controlling the oscillation period in this manner, fluctuations in the amount of atomization are prevented.

この制御の詳細を第5図に示す具体的回路図を用いて説
明する。
Details of this control will be explained using a specific circuit diagram shown in FIG.

第5図において、5は霧化液体の温度を検出するサーミ
スタ、6は並列抵抗7は平滑コンデンサー、8,9は分
圧抵抗、であり第3図のブ陥ツク図c、 dで示す電圧
変動検知部及び液体温度検知部である。
In Fig. 5, 5 is a thermistor that detects the temperature of the atomized liquid, 6 is a parallel resistor 7 is a smoothing capacitor, 8 and 9 are voltage dividing resistors, and the voltages shown in block diagrams c and d of Fig. 3 are shown. They are a fluctuation detection section and a liquid temperature detection section.

10はトランジスタ13のコレクター抵抗、12はトラ
ンジスタ16のコレクター抵抗、11,22は各トラン
ジスタのベース抵抗、14.15は充電コンデンサーで
ありこれ等により無安定マルチバイブレータ30をit
し、このトランジスタ13のコレクター出力は抵抗20
によりトランジスタ21に接続されている。
10 is a collector resistor of the transistor 13, 12 is a collector resistor of the transistor 16, 11 and 22 are base resistors of each transistor, and 14.15 is a charging capacitor, which makes an astable multivibrator 30.
The collector output of this transistor 13 is connected to a resistor 20.
is connected to the transistor 21 by.

この部分が第3図すで示すスイッチング回路Bを構成す
る。
This portion constitutes the switching circuit B already shown in FIG.

抵抗17、ツェナーダイオード19平滑コンデンサー1
8とにより無安定マルチバイブレータ30の電源を構成
する。
Resistor 17, Zener diode 19 Smoothing capacitor 1
8 constitutes the power source of the astable multivibrator 30.

Aは超音波振動子励振回路である。A is an ultrasonic transducer excitation circuit.

次に動作について説明する。Next, the operation will be explained.

超音波振動子励振回路Aは通常のコルピッツ発振回路で
あり、この発振回路AC電圧をダイオードブリッヂ2で
両波整流され平滑コンデンサー7で平滑された電圧で駆
動される。
The ultrasonic vibrator excitation circuit A is a normal Colpitts oscillation circuit, and is driven by a voltage obtained by double-wave rectification of the oscillation circuit AC voltage by a diode bridge 2 and smoothed by a smoothing capacitor 7.

同時に抵抗17、ツェナーダイオード19、コンデンサ
ー18により無安定マルチバイブレータ30に安定化さ
れた電源が供給され第6図V16で示す様に発振動作を
開始する。
At the same time, stabilized power is supplied to the astable multivibrator 30 by the resistor 17, the Zener diode 19, and the capacitor 18, and the oscillation operation starts as shown by V16 in FIG.

無安定マルチバイブレータ30の発振動作によりトラン
ジスタ13は0N10FFを行いトランジスタ13のコ
レクター電圧が1Hヨになると抵抗20を介してスイッ
チングトランジスタ21がONする。
Due to the oscillation operation of the astable multivibrator 30, the transistor 13 performs 0N10FF, and when the collector voltage of the transistor 13 becomes 1H, the switching transistor 21 is turned on via the resistor 20.

トランジスタ21がONすると超音波振動子励振回路A
の発振トランジスタ4のベースBが短絡されて、トラン
ジスタ4のベースバイアスがなくなり、発振条件が成立
せず超音波振動子励振回路Aの発振が停止する。
When the transistor 21 turns on, the ultrasonic transducer excitation circuit A
The base B of the oscillation transistor 4 is short-circuited, the base bias of the transistor 4 disappears, the oscillation conditions are not satisfied, and the oscillation of the ultrasonic vibrator excitation circuit A is stopped.

ある時間経過すると無安定マルチバイブレータ30が反
転しトランジスタ13がONするとスイッチングトラン
ジスタ21がOFFシ発振トランジスタ4のベースBが
正常なバイアスとなり再び発振条件が成立して振動子3
が振動し液体霧化を再開する。
After a certain period of time, the astable multivibrator 30 is reversed, the transistor 13 is turned on, the switching transistor 21 is turned off, and the base B of the oscillation transistor 4 becomes a normal bias, and the oscillation condition is established again, and the oscillator 3
vibrates and resumes liquid atomization.

即ち無安定マルチバイブレータ30の出力により超音波
振動子励振回路Aの発振トランジスタ4のベースBを0
N10FFする事により超音波振動子励振回路Aの発振
停止を繰返し、この発振期間が長ければ霧化量は増加、
短かければ霧化量は減少する。
That is, the base B of the oscillation transistor 4 of the ultrasonic vibrator excitation circuit A is set to 0 by the output of the astable multivibrator 30.
By repeating N10FF, the oscillation of the ultrasonic vibrator excitation circuit A is repeatedly stopped, and if this oscillation period is long, the amount of atomization increases.
If the time is short, the amount of atomization will decrease.

次に各変動要因に対する補正動作を説明する。Next, the correction operation for each variation factor will be explained.

先ず電源電圧変動に対する霧化量安定化について述べる
First, we will discuss stabilizing the atomization amount in response to power supply voltage fluctuations.

商用電源電圧が上昇すると、電源の平滑コンデンサー7
の電圧が上昇し、これにともない抵抗9の分担電圧■9
が高くなり抵抗22、コンデンサー14の時定数回路の
充電電圧が高くなりコンデンサー14の充電が早まりト
ランジスタ16のONするタイミング即ちトランジスタ
13のOFFが早まり、従ってスイッチングトランジス
タ21がONしている期間が長くなり超音波振動子励振
回路Aの発振トランジスタ4の非バイアス期間を短カベ
し、電源電圧上昇による霧化量の増加を防止する。
When the commercial power supply voltage increases, the smoothing capacitor 7 of the power supply
As the voltage increases, the voltage shared by resistor 9 ■9
becomes higher, the charging voltage of the time constant circuit of the resistor 22 and the capacitor 14 becomes higher, the capacitor 14 is charged faster, the timing at which the transistor 16 is turned on, that is, the transistor 13 is turned off earlier, and therefore the period during which the switching transistor 21 is turned on becomes longer. Therefore, the non-bias period of the oscillation transistor 4 of the ultrasonic vibrator excitation circuit A is shortened to prevent an increase in the amount of atomization due to an increase in the power supply voltage.

逆に電源電圧が低下すると抵抗9の電圧が下り前述と逆
動作となり、超音波振動子励振回路Aの発振期間を長く
し電圧降下にともなう霧化量の減少を防止する。
Conversely, when the power supply voltage decreases, the voltage across the resistor 9 decreases, resulting in a reverse operation to that described above, which lengthens the oscillation period of the ultrasonic vibrator excitation circuit A, thereby preventing a decrease in the amount of atomization due to the voltage drop.

従って電源電圧の変動による霧化量の増減は防止され定
容化量が実現出来る。
Therefore, the amount of atomization is prevented from increasing or decreasing due to fluctuations in the power supply voltage, and a constant volume can be achieved.

次に霧化液体の温度変化による変動を防止する動作を述
べる。
Next, the operation for preventing fluctuations due to temperature changes in the atomized liquid will be described.

液体温度が上昇すると液体中のサーシスタ5の抵抗が下
り抵抗8.6.9の各々の分圧比が変化し抵抗9の電圧
が上昇する。
When the temperature of the liquid increases, the resistance of the sursistor 5 in the liquid decreases, the partial pressure ratio of each of the resistors 8, 6, and 9 changes, and the voltage of the resistor 9 increases.

この為に電源電圧上昇と同じ補正動作によりスイッチン
グトランジスタ21のr′ONJを早め超音波振動子励
振回路Aの発振期間を短かくし霧化液体の温度上昇に基
因する霧化量の増加を防止、逆に温度が下るとサーミス
タ5の抵抗が高くなり、抵抗9の電圧が下り充電回路2
2.14の充電を遅くし電圧低下時と同じ補正動作によ
り励振回路Aの発振期間を長くし霧化液体温度の低下に
よる霧化量の減少を防止する。
For this purpose, the same correction operation as the increase in power supply voltage accelerates r'ONJ of the switching transistor 21, shortens the oscillation period of the ultrasonic vibrator excitation circuit A, and prevents an increase in the amount of atomization due to a rise in the temperature of the atomized liquid. Conversely, when the temperature decreases, the resistance of the thermistor 5 increases, and the voltage across the resistor 9 decreases and the charging circuit 2
2.14 charging is slowed down and the oscillation period of the excitation circuit A is lengthened by the same correction operation as when the voltage drops, thereby preventing a decrease in the amount of atomization due to a drop in the atomized liquid temperature.

この補正動作による抵抗19の電圧と超音波振動子励振
回路Aの発振率(%)を第7図に示し、各変動要因と発
振率の関係を第8図に示す。
FIG. 7 shows the voltage across the resistor 19 and the oscillation rate (%) of the ultrasonic vibrator excitation circuit A due to this correction operation, and FIG. 8 shows the relationship between each variation factor and the oscillation rate.

この様に無安定マルチバイブレータ30の0N10FF
期間の率(時間率)を電圧、液温等の変動要因に応じて
変化さて、超音波振動子励振回路Aの発振期間、休止期
間を変化させて霧化量を一定とする事により燃焼器等定
霧化量を必要とする用途への応用も可能となる。
In this way, 0N10FF of astable multivibrator 30
By changing the period rate (time rate) according to fluctuation factors such as voltage and liquid temperature, and by changing the oscillation period and rest period of the ultrasonic vibrator excitation circuit A to keep the atomization amount constant, the combustor It is also possible to apply this method to applications that require a uniform amount of atomization.

なお以上においては無安定マルチバイブレータ30によ
り発振トランジスタ4のベースBを短絡する方法につい
て述べたが第9図に示す様に発振トランジスタ4のベー
スバイアスを直接スイッチングする方法でも同様効果が
期待できる。
Although the method described above has been described in which the base B of the oscillation transistor 4 is short-circuited by the astable multivibrator 30, the same effect can be expected by directly switching the base bias of the oscillation transistor 4 as shown in FIG.

以上のようにこの考案によれば霧化する液体の液温や電
源電圧が変動しても一定の霧化量が得られ、従来のもの
に比し、効率が向上する等効果がある。
As described above, according to this invention, a constant amount of atomization can be obtained even if the temperature of the liquid to be atomized or the power supply voltage fluctuates, and there are advantages such as improved efficiency compared to the conventional method.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来の超音波液体霧化装置用励振回路を示す回
路図、第2図は第1図に示される回路の特性を示す特性
曲線図、第3図はこの考案の一実施例を示すブロック図
、第4図は第3図の動作を示す図、第5図は第3図の具
体的回路の一例を示す回路図、第6図は第5図の各部の
信号波形を示す波形図、第7図は第5図における抵抗9
の電圧と発振率を示す図、第8図は変動要因と発振率の
関係を示す図、第9図はこの考案の他の実施例の要部を
示す回路図である。 図において、1は商用電源、2はダイオードブリッヂ、
3は超音波振動子 6,8,9.20は抵抗、7はコン
デンサ、21はスイッチングトランジスタ、30は無安
定マルチバイブレータ、Aは超音波振動子励振回路であ
る。 なお図中同一符号は同一または相当部分を示すものとす
る。
Figure 1 is a circuit diagram showing a conventional excitation circuit for an ultrasonic liquid atomizer, Figure 2 is a characteristic curve diagram showing the characteristics of the circuit shown in Figure 1, and Figure 3 is an example of an embodiment of this invention. 4 is a diagram showing the operation of FIG. 3, FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of the specific circuit of FIG. 3, and FIG. 6 is a waveform showing signal waveforms of each part of FIG. 5. Figure 7 shows the resistance 9 in Figure 5.
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between fluctuation factors and oscillation rate, and FIG. 9 is a circuit diagram showing the main part of another embodiment of this invention. In the figure, 1 is a commercial power supply, 2 is a diode bridge,
3 is an ultrasonic transducer; 6, 8, 9. 20 are resistors, 7 is a capacitor, 21 is a switching transistor, 30 is an astable multivibrator, and A is an ultrasonic transducer excitation circuit. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or corresponding parts.

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] (1)超音波振動子の固有周波数にて発振する超音波振
動子励振回路を有する超音波液体霧化装置において、霧
化液体温度を検出する温度検出手段と、上記超音波振動
子励振回路の入力電圧を検知する電圧検知手段と、これ
ら両手段の出力信号に応じて作動するスイッチング手段
とを備え、上記スイッチング手段により上記超音波振動
子励振回路の発振、非発振の時間比率を制御するように
したことを特徴とする超音波液体霧化装置。
(1) In an ultrasonic liquid atomizer having an ultrasonic vibrator excitation circuit that oscillates at the natural frequency of the ultrasonic vibrator, the ultrasonic vibrator excitation circuit includes a temperature detection means for detecting the temperature of the atomized liquid; A voltage detection means for detecting an input voltage, and a switching means operated according to the output signals of both of these means, and the switching means controls the time ratio of oscillation and non-oscillation of the ultrasonic transducer excitation circuit. An ultrasonic liquid atomization device characterized by:
(2)スイッチング手段により、超音波振動子励振回路
の主発振トランジスタのベースバイアスを制御し、発振
、非発振の時間比率を制御するようにしたことを特徴と
する実用新案登録請求の範囲第1項記載の超音波液体霧
化装置。
(2) Utility model registration claim 1, characterized in that the base bias of the main oscillation transistor of the ultrasonic transducer excitation circuit is controlled by the switching means, and the time ratio of oscillation and non-oscillation is controlled. The ultrasonic liquid atomization device described in .
(3)スイッチング手段として無安定マルチバイブレー
タを用いたことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第
1項または第2項記載の超音波液体霧化装置。
(3) The ultrasonic liquid atomization device according to claim 1 or 2, characterized in that an astable multivibrator is used as the switching means.
(4)スイッチング手段を無安定マルチバイブレータと
この無安定マルチバイブレータの出力信号によってON
、 OFF作動するスイッチングトランジスタとで構成
したことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第1項乃
至第3項の何れかに記載の超音波液体霧化装置。
(4) The switching means is turned on by the astable multivibrator and the output signal of this astable multivibrator.
The ultrasonic liquid atomization device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the ultrasonic liquid atomization device is constituted by a switching transistor that operates in the OFF state.
(5)温度検出手段と電圧検知手段の出力電圧を無安定
マルチバイブレータの時定数回路の充電電圧源としたこ
とを特徴とする実用新案登録請求の範囲第4項に記載の
超音波液体霧化装置。
(5) Ultrasonic liquid atomization according to claim 4 of the utility model registration claim, characterized in that the output voltages of the temperature detection means and the voltage detection means are used as the charging voltage source of the time constant circuit of the astable multivibrator. Device.
JP2503477U 1977-03-01 1977-03-01 Ultrasonic liquid atomizer Expired JPS6023017Y2 (en)

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