JPS60257870A - 霧化器の駆動回路 - Google Patents

霧化器の駆動回路

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JPS60257870A
JPS60257870A JP11311384A JP11311384A JPS60257870A JP S60257870 A JPS60257870 A JP S60257870A JP 11311384 A JP11311384 A JP 11311384A JP 11311384 A JP11311384 A JP 11311384A JP S60257870 A JPS60257870 A JP S60257870A
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実 高橋
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B17/00Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
    • B05B17/04Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods
    • B05B17/06Apparatus 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
    • B05B17/0607Apparatus 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

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  • Air Humidification (AREA)
  • Special Spraying Apparatus (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)

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】 (技術分野) 本発明は、水等の液体を超音波圧電振動子の超音波によ
り霧化する霧化器の駆動回路に関するものである。
(従来技術) 超音波霧化器において、通常動作時は、超音波圧電振動
子より放射された超音波は液体に伝達されしかも振動子
−面が液体に接しているため、振動子内における電力損
失は少なく、発熱も少ない。
しかし、振動子が取り付けられた液槽内の液体がごく少
ないか、あるいは全くない状態で、振動子を駆動すると
、即ち振動子を空焚きした場合、振動子の振動は空気へ
伝わらない為、振動子内部で熱になってしまう。この結
果、振動子内部の温度は急激に上昇し、振動子やこれを
高周波で励振するための発振回路のトランジスタを破損
させてしまっていた。このような事故の防止を目的とし
て、加湿のために水を霧化する殆どの超音波加湿器は、
水がなくなった場合に振動子を駆動する駆動回路を停止
させるように70−トスイッチを使用している。しかし
、フロート内部のリードスイッチの信頼性は完全ではな
く0.1%〜0.2%は動作不良を起こす可能性があり
、動作不良によりやはり振動子や駆動回路を破損する場
合があった。
さらに、フロートスイッチを設けないで空焚きを防止す
る空焚き防止回路が提案されており、その第1のものは
液体の導電率や誘電率を利用し、液体内に電極を設け、
その液体内の電極と振動子の接地された駆動電極の一方
との間に電圧をかけ、その2つの電極間のインビーグン
ス変化により振動子駆動回路を制御するものであり、第
2のものは振動子両面の対向電極間の駆動電圧、電流、
位相等の変化を利用して制御するものである。前者は電
極が水垢等で汚れた場合の動作不良や振動子の一方の駆
動電極に通電するため電食による振動子電極の剥離が生
じる等の問題点がある。また、後者は振動子の駆動がロ
ーインビーグンス(50Ω前後)で行なわれるため、液
体の有無の変化によっての駆動条件の変化量が少なく、
制御回路の温度特性等の問題が生じ、実際上振動子か完
全に破損し発振条件が完全に変化した状態において空焚
き検出が可能となる。このため主として振動子が完全に
破損した後の二次的な保護対策として利用されており、
振動子が破損する前に未然に振動子をla振する駆動回
路の動作を停止させることはできない欠点が有った。
(発明の目的) 本発明は、これらの欠点を除去し、フロートスイッチ等
を用いることなく振動r−の空焚き状態を迅速かつ確実
に検出して振動子及びこれを励振する励振部の保護を図
った霧化器の駆動回路を提供しようとするものである。
(発明の実施例) 以下、本発明に係る霧化器の駆動回路の実施例を図面に
従って説明する。
第1図において、霧化器の駆動回路は、交流入力(AC
48V)を整流平滑する整流部1と、コトクタ接地形ト
ランジスタ発振回路で構成される励振部2と、超音波圧
電振動子T I)の空焚きを検出したときに励振部2の
動作を停止させる制御部3とから構成されている。
整流部1は整流器10と平滑用コンデンサC1とを有し
、交流入力を整流平滑して正側線路Pと負側線路Eとの
間に直流電圧を出力する。そしてこの整流部1の直流電
圧は励振部2に月し入力電流測定用抵抗器R、を介して
供給される。
励振部2は、トランジスタQ1のコレクタ、ベース間に
超音波圧電振動子T IIを接続したコレクタ接地形ト
ランジスタ発振回路内回路、このトランジスタQ、のベ
ースバイアス回路には、高周波出力調整用可変抵抗器V
R,と半固定可変抵抗器VR2と制御部3のトランジス
タQ2との直列回路が設けられている。
超音波圧電振動子′「[)は、第2図(A)に示すごと
く圧電素子の−・面に駆動用の第1電極5を形成し、同
図(I3)のように圧電素子の他方の面に第1電極5に
対向する駆動用の第2電極6と電圧検出用の第3電極7
どを形成したものである。
制御部3はi’+ir記励振部2への入力端子を測定す
るための入力電流測定用抵抗器R1の両端の電圧Vlを
抵抗器[<、及びコンデンサC2で平滑したものを増幅
する演算増幅器OPiと、超音波圧電振動(−T I)
の!n3電極7に現われる電圧■jをグイオードL’)
 、 、 D 、、、抵抗器R3、コンデンサC3で整
流平滑した電圧■、と前記演算増幅器OP1の出力型F
「\12とを比較するための演算増幅器(比較器)01
)2と、トランジスタCン2.Q3と、演算増幅器OP
i、OP2用の電源電圧を得るための降圧用抵抗器Rい
コンデンサC4及び定電圧グイオード1〕、とを有しで
いる。
なお、圧電振動子1’ Dは軍営時において、一定水位
に保たれる水槽を有する霧化器(加湿器)の水槽底部に
設けられている。
以上の構成において、通常の状態においては霧化器の水
槽内には一定の水が満たされており1、二の状態で電源
を投入すると、トランジスタ発振回路内の各コンデンサ
へのパルス状光電電流により、これに比例した電圧■4
が抵抗器「<、の両端(、二発生し、これが制御部31
こおける演算増幅器0.1? 1の一力の入力端子に加
えられる。この演算増幅器OP 1の増幅度は、(1+
 Rf/ Ra)て゛あり、出力型)王V2は \’、
=(1+E<r/Ra)V、となT)、これが演算増幅
器OP2の一力の入力端rに加えられる。演算増幅器O
P 2の他方の入力端子は抵抗器F<3とコンデンサC
9の時定数を電圧v 、1 jllllよりも大きく設
定しであるためほぼO■である5、従って、演算増幅器
○P2の出力電圧は、ハイ1/ベルとなり、これがトラ
ンジスタQ3のベースに加えられる、1この結果、トラ
ンジスタQ 2 、 Q 3がオ、・となり、励振部2
の発振用l−ランン゛スタQ、のベースにバイアス電流
か流れ、発振が開始される3゜発振開始とともに、振動
子TDの電圧検出用の第3電極7にも高周波電圧が誘起
され、抵抗器R1の両側に電圧■1が発生する。これが
グイオ・−F+) 、 、 D 2、抵抗器1<、及び
コンデンサC1により整流平滑された検出電圧■、とな
って演算増幅器OP2に加えらハ、る。1このとき、演
算増幅器OI)2の出力電圧がハイレベルを維持できる
ように、電圧V、が電圧\13よりも約50%高くなる
ように演算増幅器OP1の増幅度を設定する。例えは、
電圧\l、が約3■のとき、電圧■2が約4■となるよ
う針る。なお、この関係は、可変抵抗器V R、を調整
して励振部2の発振出力を変化させた場合にも成立する
1、すなわち、第3図(A)の電圧\偽が最小レベルL
、1から最大1/ベル■、4.に変わると、励振部2の
入力端子1こ比例した電圧■、も第3図(F3)のよう
に最小レベル1,3がら最大レベル]−14にヒ昇1ろ
7、この結果、励振部2の発振動作が継続され、振動子
′「])により水槽中の水に超1’9波が放射されて霧
化動作が実行される1゜ さて、通常は、水槽中の水が圧電振動子T Dの負荷と
なっているため振動子TDの第3電極7の出力電圧\1
1を整流平滑した電圧■、の力が、励振部2の入力電流
にほぼ比例した演算増幅器OPIの出力電圧■、よりも
低くなっているが、何かの原因で霧化する水が少なくな
り、振動子′I″Dが空焚きに近くなると、第3図(A
、)の時刻t1以降の電圧■1の波形かられかるように
、圧電振動子TDは実質的に無負荷状態となり振動′f
−T Dの第3電極7に現われる電圧が正常時よりも大
きくなり、従ってこれを整流平滑した電圧■3も正常時
より高くなる。このため時刻L2において、励振部2の
入力電流にほぼ比例した演算増幅器OP iの出力電圧
■2よりも電圧■3の刀が高くなり、比較器となる演算
増幅器OI〕2の出力はローレベルにかわる。このため
トランジスタQ3がオフ1こ変わり、トランン゛スタQ
、もオフとなって、励振部2の発振動作は直ち1こ停止
される。発振停止後は、演算増幅器(−) I″2の両
人J7端丁は、ともに約OVどなり、演算増幅器Q 、
)’ 2の出力は、ローレベルを維持する。使用者は駆
動回路−・の通電を一月停d: 1.、た後、水槽に水
を供給して正常状態に戻し正常動作状態とした後電源を
投入すれば通常の霧化動作を再度実行することかて゛き
る。
なお、霧化器+I: 118に外部信号を出すには、ト
ランジスタQ、のコレクタの信号を利用すれば容易に実
現可能である。
(発明の効果) 以]−,説明したように、本発明の霧化器の駆動回路に
よれば、駆動用の第1及び第2の月間電極を有する振動
子に検出用の第3の電極を設け、振動f−励振用の励振
部への入力電流又は電圧に応した電圧と、第3電極の電
圧とを比較して励振部をオン、オ゛7制御しているので
、従来の7t+ −トスイッチ等を用いることなく迅速
かつ確実に振動子の空焚き状態を検出して発振停止−動
作を行なうことが可能であり、これによって振動r−及
び回路部品の保護を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る霧化器の駆動回路の実施例を示す
回路図、第2し1(A)は実施例で用いる超ff波圧電
振動子の平面図、第2図(B)は開底面図、第3図(A
)、(B)は実施例の動作を説明するための波形図であ
る。 1・・・整流部、2・・・励振部、3・・・制御部、5
・・・第1電極、6・・・第2電極、7・・・第3電極
、10・・・整流器、C1乃至C4・・・コンデンサ、
p l + D 21 D 3・・ダイオード、R、乃
至1ぺ、・・・抵抗器、OP ]、 、C0)2・演算
増幅器、TD・・振動子。 特許出願人 ティーディーケイ株式会社 代理人 弁理士 村井 隆 −−□−−−−−−↑ Cつ 第2図 第3図 ■−一一一一

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (])液体を収容する液槽底部に設けられた振動子を励
    振する霧化器の駆動回路において、駆動用の第1及び第
    2の月間電極を有する前記振動子に検出用の第3の電極
    を設け、前記振動子を励振する励振部への入力電流又は
    電圧に応じた電圧と、前記第3の電極の電圧とを比較し
    て前記励振部を制御することを特徴とする霧化器の駆動
    回路。
JP11311384A 1984-06-04 1984-06-04 霧化器の駆動回路 Granted JPS60257870A (ja)

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