KR20130139752A - 무화 장치 - Google Patents

Abstract

다량으로 그리고 균일한 미스트를 무화시킴과 동시에, 표면탄성파에 의해 발생한 에너지의 손실 등에 의한 발열을 억제한다. 무화 장치는, 압전재료로 이루어지는 기체(1)와, 기체(1)에 직접 접촉하여 그 기체의 표면에 액체를 공급하는 보수재(3)와, 기체의 표면에 마련된 표면탄성파 발생부(2)와, 보수재(3)에 접속하여 보수재(3)에 액체를 공급하는 액체 저장부(5)를 구비한다. 기체(1)는 탄성표면파의 진행방향과 직교하는 방향에 대하여 비스듬하게 절단한 것이며, 기체(1)에는 방열판(11)이 마련되어 있다. 또한, 기체(1)에 회동기구(8)를 마련하고, 회동제어수단(9)에 의한 제어에 의해 기체(1)를 보수재(3) 주위로 회동시킬 수 있다.

Description

무화 장치{Atomization Device}

본 발명은, 표면탄성파를 이용하여 액체를 무화하는 무화 장치에 관한 것이다.

종래로부터, 표면탄성파를 전파하는 압전재료를 이용하여 소정의 액체를 무화하는 무화 장치가 개발되고 있다. 이 무화 장치에 의한 무화 프로세스에 있어서는, 안정된 무화를 실시하기 위해서 액체를 막형상으로 얇게 펼쳐서 액체를 안정하게 공급하는 것이 중요하다.

예를 들면, 특허 문헌 1에는, 표면탄성파의 전파면에 미세한 틈새를 갖는 보수재(保水材)(막형성 부재)를 마련하고, 이 틈새에 액체를 공급함으로써 무화시키는 것이 기재되어 있다.

또한, 특허 문헌 2에는, 진동판에 공급된 액체를 진동판에 마련된 구멍을 통해 무화되는 초음파 무화 장치가 기재되어 있다.

특허 문헌 1 : 일본국 특개 2008－104974 공보 특허 문헌 2 : 일본국 특개평 7－116574 공보

그렇지만, 특허 문헌 1의 무화 장치는, 기체(基體)와 보수재가 이격되어 있어, 기체로부터 무화되는 미스트의 양이 적은 등의 문제가 있다. 또한, 액체를 막형상으로 공급하기 위해서 미세한 틈새를 마련할 필요가 있기 때문에, 치밀한 정밀도가 요구되는 부품이나 세공이 필요하고, 무화면의 배치 방향에 따라서는 액체를 안정하게 공급할 수 없다고 하는 문제도 있다.

게다가 기체의 진동에너지에 의해 기체가 발열하여 표면탄성파 발생부에 오동작을 생기게 할 우려가 있었다.

또한, 특허 문헌 2의 장치는, 진동판에 마련되어 있는 구멍을 통해 무화되므로, 구멍의 가공이 필요하고, 비용 증가의 우려가 있었다.

본 발명은, 이러한 종래의 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로서, 다량으로 그리고 균일한 미스트를 무화시킬 수가 있는 간단하고 용이한 구조의 무화 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 표면탄성파에 의해 발생한 에너지의 손실 등에 의해 발열을 억제한 무화 장치를 제공하는 것이다.

게다가, 본 발명의 다른 목적은, 특정의 기능을 갖는 성분을 가진 미스트를 무화시킬 수가 있는 무화 장치를 제공하는 것이다.

(1) 본 발명의 무화 장치는, 압전재료로 이루어지는 기체(基體)와,

상기 기체에 직접 접촉하여 그 기체의 표면에 액체를 공급하는 보수재(保水材)와,

상기 기체의 표면에 마련된 표면탄성파 발생부와,

상기 보수재에 접속하여 보수재에 액체를 공급하는 액체 저장부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

(2) 상기 (1)의 무화 장치에 있어서, 상기 기체는, 탄성 표면파의 진행 방향과 직교하는 방향에 대하여, 비스듬하게 절단한 것인 것을 특징으로 한다.

(3) 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 무화 장치에 있어서, 상기 기체에는 방열판이 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.

(4) 또한, 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나의 무화 장치에 있어서, 기체에 회동기구를 마련하고, 회동제어수단에 의한 제어에 의해, 기체를 보수재 주위로 회동시키도록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 액체를 흡수시킨 보수재를 기체의 표면에 직접 접촉시켜 배치하므로, 액체를 다량으로 그리고 균일하게 무화시켜, 미세한 미스트로서 분무시킬 수가 있다.

또한, 액체를 보수재에 유지시켜 놓을 수가 있기 때문에, 기체의 방향에 따르지 않고, 상, 하, 횡 방향으로 배치할 수가 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태의 무화 장치의 전체 구성도.
도 2는 본 발명의 실시형태의 무화 장치에 적용되는 보수재의 단방향의 형상예를 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명의 실시형태의 무화 장치와 관련되는 제 1 변형예를 설명하는 설명도.
도 4는 본 발명의 실시형태의 무화 장치와 관련되는 제 2 변형예를 설명하는 설명도.
도 5는 본 발명의 실시형태의 무화 장치와 관련되는 제 3 변형예를 설명하는 설명도로서, (a)는 보수재를 기체의 상측에 배치하였을 경우, (b)는 횡측에 배치하였을 경우, (c)는 하측에 배치하였을 경우를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시형태의 무화 장치와 관련되는 기체를 설명하는 설명도로서, (a)는 선단부를 비스듬하게 절단하지 않은 기체이며, (b)는 선단부를 비스듬하게 절단한 기체이다.
도 7은 본 발명의 실시형태의 무화 장치와 관련되는 기체의 발열 평가 결과를 나타내는 모식도로서, (a)는 선단부를 비스듬하게 절단한 것, (b)는 선단부를 비스듬하게 절단하지 않은 사각형상의 것이다.
도 8은 본 발명의 실시형태의 무화 장치와 관련되는 제 4 변형예를 설명하는 설명도.
도 9는 본 발명의 실시형태의 무화 장치를 방열판(11)에 설치하는 형태를 설명하는 설명도.
도 10은 본 발명의 실시형태의 무화 장치를 방열판(11)에 설치하는 다른 형태를 설명하는 설명도.

본 발명의 매우 적합한 실시형태에서는, 압전재료로 이루어지는 기체와, 이 기체의 표면에 마련된 표면탄성파 발생부와, 기체의 표면에 액체를 공급하는 보수재와, 보수재와 접속된 액체 저장부에 의해 무화 장치는 구성되며, 표면탄성파 발생부에 의해 기체의 표면에 발생한 표면탄성파에 의해 보수재로부터 공급되는 액체가 무화된다.

무화되는 액체로서는 목적에 따라서 여러 가지의 것을 들 수 있으며, 특별히 제한은 없다. 예를 들면 증류수나, 후술하는 기능성 성분이 미리 함유된 용액 등을 들 수 있다.

기체는, 빗형상 전극을 형성한 압전재료로부터의 진동을 전달하여, 직접 접촉하고 있는 보수재에 포함되어 있는 액체를 무화시키는 진동판이며, 평면을 갖춘 직사각형상의 압전 세라믹 등이 매우 적합하게 이용된다.

또한, 기체의 형상은 사각형판이 이용되지만, 표면탄성파의 진행 방향의 선단부가 비스듬하게 절단되어 있어도 좋다.

선단부를 비스듬하게 절단함으로써, 진행해온 탄성 표면파가 그 선단부에서 반사할 때에, 탄성 표면파의 진행 방향을 원래의 방향으로 되돌리는 일 없이 기체내에서의 탄성 표면파의 진행 방향을 모든 방향으로 분산시키는 것에 의해, 탄성 표면파의 감쇠를 억제할 수 있다.

또한, 선단부를 비스듬하게 절단한 형상으로 함으로써, 동일 방향으로 전파되는 표면탄성파가 선단부에 도달하는 시간에 차이를 발생시킬 수 있어서, 기체의 선단부에 있어서의 표면탄성파가 반사할 때에 발생하는 에너지 손실 등에 의한 발열을 억제할 수가 있다.

또한 기체를 형성하는 압전재료의 재질은 특별히 한정은 없지만, 예를 들면 니오브산리튬(LiNbO₃)이나 탄탈산리튬(LiTaO₃), BaTiO₃계 세라믹이나 피에조(PZT), 폴리불화비닐리덴(PVDF) 등의 여러 가지의 공지 재료가 적용 가능하다.

또한, 기체는, 진동에너지를 흡수하여 고온이 되므로 방열성이 있는 것, 보수재에 대해서 미끄럼성이 좋은 것(보수재를 마모시키지 않는 것)이나, 액체에 대한 내식성이 있는 것 등이, 그 표면에 코팅되어 있는 것도 바람직하다. 이러한 요구를 만족하는 것으로, 예를 들면, DLC(다이아몬드 라이크 카본) 코팅을 들 수 있다.

또한, 기체의 표면 중에서, 보수재로부터 액체가 공급되는 부위에는 친액처리가 되는 것이 더욱 바람직하다.

친액처리에 의해, 보수재에 의해 공급된 액체를 기체의 표면에서 보다 얇게 친숙해지기 쉽게 할 수가 있어서 보다 안정된 무화를 실시할 수가 있다.

친액처리로서는, 테프론(등록상표) 수지계 코팅이나, 유리섬유(피막)계 코팅 등 공지의 친액 코팅을 적용할 수가 있다.

또한, 기체의 하부에는 방열판이 마련되어 있는 것이 바람직하다. 기체로부터 발생하는 열을 방열시켜 표면탄성파 발생부의 오동작을 해소하기 때문이다. 예를 들면, 알루미늄판 등의 금속판이다.

표면탄성파 발생부는, 압전재료로 이루어지는 기체의 표면에 마련되어 기체의 표면에서 전파되는 표면탄성파를 발생시키는 부재이며, 예를 들면, 스크린 인쇄 등에 의해 형성된 빗형상 전극 등이 예시되며, 고주파 전원에 접속되어 있다.

또한, 후술하는 보수재를 진동시키는 기능을 갖춘 것이면, 다른 공지의 SAW 소자(Surface Acoustic Wave 소자)의 구성을 적용하여도 괜찮다.

보수재는, 흡수성 및 보수성을 갖는 다공질의 재료로 구성되는 부재이며, 그 소재로서는, 세라믹 재료, 합성 수지 재료, 금속재료 등의, 다공체 또는 섬유 성형체(예를 들면, 유리섬유, 탄소섬유, 금속 섬유 등을 묶은 것) 중의 1종 또는 2종 이상을 복합화하여 형성된 것을 들 수 있다.

또한, 그 재질이나 단면적을 바꿈으로써 액체의 공급량을 바꿀 수가 있으며, 이에 의해 무화량을 컨트롤할 수도 있다.

기체 표면에 직접 접촉하는 형태로서는, 보수재를, 면, 선, 또는 점에서 접촉시키는 경우가 생각되지만, 후술하는 실험 결과로부터, 기체와는 선형상의 형태로 직접 접촉시키는 것이 다량의 미스트를 무화시킬 수가 있어서 바람직하다.

또한, 보수재는, 기체 표면에 직접 접촉하여 기체의 표면탄성파의 진동을 받아서 보유하는 액체를 무화시키는 역할을 갖는 것으로서, 진동하는 기체와의 접촉 마모에 견딜 수 있는 것이 바람직하다.

또한, 보수재는, 표면탄성파의 진행 방향에 대해서 직교시키지 않고 각도 α(예를 들면 10~30도 정도)를 주어서 배치하는 것도 가능하다.

진행 방향에 대해서 직교시키지 않고 각도 α로 배치함으로써, 표면탄성파가 보수재에 도달하는 시간에 차이를 마련할 수가 있어서 보수재로부터의 무화의 타이밍에 시간 차이를 만들 수가 있다.

즉, 표면탄성파가 빨리 도달한 보수재의 부분의 액체를 먼저 무화시키고, 표면탄성파가 늦게 도달한 부분은 늦게 무화시키기 위해서, 보수재에 저장되어 있는 액체를 길이 방향으로 순서대로 무화하므로, 미세한 미스트를 발생시킬 수가 있다.

보수재를 구성하는 다공체나 섬유 성형체의 세라믹 재료로서는, 실리카, 알루미나, 마그네시아, 이산화티타늄, 산화지르코늄과 같은 단일 산화물, 또는, 뮬라이트, 제올라이트, 벤토나이트, 세비오라이트, 아타풀쟈이트, 실리마나이트, 카올린, 세리사이트, 규조토, 장석, 와목점토, 규산염 화합물(펄라이트, 버미큘라이트, 세리사이트 등)을 들 수 있으며, 천연 섬유 재료로서는, 펄프 섬유, 면, 울 섬유, 마 섬유 등을 들 수 있으며, 합성 수지 재료로서는, 폴리에스테르, 나일론이나 레이온, 우레탄(폴리우레탄을 포함), 아크릴, 폴리프로필렌 등을 들 수 있으며, 금속재료로서는, 스텐레스, 동, 티탄, 주석, 플라티나, 금, 은 등을 들 수 있다. 또한, 탄소섬유 등도 매우 적합하게 이용된다.

다공체나 섬유 성형체의 형상 외에도, 벌집 구조나 콜게이트 구조를 들 수 있으며, 파이프 형상, 시트 형상, 주름 형상 등도 들 수 있다.

보수재로서의 필요 조건은 뛰어난 흡수력 및 보수력을 갖는다는 것이다.

또한 보수재의 형상은, 그 단방향의 단면 형상이 원형, 반원형, 사각형, 삼각형 등의 다수 종의 것이 생각되지만, 특별히 제한은 없다.

또한 이러한 형상의 보수재를, 기체와 선 형상으로 직접 접촉시키는 것에 의해, 보수재로부터의 미스트의 무화가 보다 많이 그리고 균일화할 수 있어 바람직하다.

또한, 보수재는 기체의 표면에 있어서 복수개를 병렬로 배치시킬 수도 있다. 예를 들면, 표면탄성파의 진행 방향에 대해서 2개 늘어놓아 배치시킴으로써, 무화량을 증대시킬 수가 있다.

또한, 보수재에, 물에 용해될 수 있는 기능성 성분이나 콜로이드 형상으로 분산될 수 있는 기능성 성분을 미리 함침시켜 놓을 수도 있다.

후술하는 액체 저장부에 미리 이들 기능성 성분을 함유시켜도 좋은 것이지만, 보수재에 미리 함침시킨 기능성 성분을 포함한 미스트로서 무화할 수가 있는 것에 추가하여, 공급하는 액체에는 기능성 성분을 포함시킬 필요가 없기 때문에 수분만을 공급함으로써, 기능성 성분을 무화할 수가 있다.

또한 액체에 미리 함유시키든가, 혹은 보수재에 함침시키는 기능성 성분으로서는, 각종의 비타민, 아미노산, 다과 추출물(카테킨, 탄닌, 사포닌, 테아닌, 카페인 등), 히알루론산, 콜라겐, 아로마 정유, 원두커피, 다과, 와사비, 히노키티올, 키친, 키토산, 프로폴리스 등 같은 유기계 가용성 성분을 들 수 있으며, 그 외, 무기물(무기계 가용성 성분)에서는 은 또는 식염이, 콜로이드 형상으로 분산될 수 있는 기능성 성분으로서는, 백금 나노 입자 등을 들 수 있다.

여기서, 기능성이란, 생활 환경을 쾌적하게 하여, 건강을 개선할 수 있는 성질을 말하며, 소취성(탈취, 분해 등), 항미생물성(항균성, 살균성, 정균성, 항곰팡이성, 항바이러스성 등), 릴렉세이션성(아로마테라피성), 보습성, 항산화성, 유해 소생물 기피성, 정전기 억제성, 방진성 등 중에서, 적어도 한 종류의 성질을 갖는 것을 의미한다.

액체 저장부는, 무화시키는 액체를 수용함과 동시에, 모세관 현상 등을 이용하여, 항상, 보수재에 액체를 직접 또는 간접적으로 공급하는 수용 용기로 구성된다.

또한 수용 용기내의 바닥부에, 액량 센서를 부설하여도 괜찮다. 이에 의해, 예를 들면 액량 센서는 수용 용기내의 액체가 없어지면 신호를 발생하여 액체의 보충을 재촉하도록 할 수가 있다.

또한 액체 저장부와 보수재는 직접 접속되어 있어도 괜찮고, 수액 부재를 통하여 간접적으로 접속되어 있어도 괜찮다.

수액부는, 보수재나 액체 저장부와 마찬가지로 모세관 현상에 의한 액체의 흡수, 수액이 가능한 재료로 구성되어 있다.

그리고, 보수재와 마찬가지로, 섬유, 수지, 세라믹 등으로 이루어지는 부품으로 구성하여도 좋고, 그 재질이나 단면적을 바꿈으로써 액의 공급량을 바꿀 수가 있다.

또한 수액부나 액체 저장부의 내부에도 상술한 물에 용해될 수 있는 기능성 성분이나 콜로이드 형상으로 분산될 수 있는 기능성 성분을 미리 함침시켜놓아도 괜찮다. 이에 의해 기능성 성분을 고농도로, 혹은 비교적 장기간에 걸쳐서 기능성 성분을 살포할 수가 있다.

실시예

이하, 본 발명을 적용한 무화 장치와 관련되는 실시예에 관하여, 도면을 참조하여 상술한다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 실시예의 무화 장치는, LiNbO₃의 압전재료로 이루어지는 기체(1)의 표면에는 표면탄성파 발생 수단으로서의 빗형상 전극(2)이 마련되어 있다.

빗형상 전극(2)은 고주파 전원(21)에 접속되어 있고, 조작자가 도시하지 않은 입력 수단을 조작함으로써, 고주파 전원(21)으로부터 빗형상 전극(2)으로 전류가 흘러서 빗형상 전극간에 소정의 전압을 발생시키기고, 이에 의해 기체(1)를 미소하게 진동시킨다.

또한 기체(1)의 선단부(101)는, 각도 θ로 비스듬한 형상으로 절단되어 있다.

또한, 빗형상 전극(2)으로부터의 표면탄성파 진행 방향의 끝에는, 다공질의 섬유로 구성된 보수재(3)가 기체(1)의 표면에 직접 접촉하도록 배치되어 있다.

원형 단면 형상의 보수재(3)의 길이방향의 한쪽의 단부는, 통수성이 있는 세라믹 재료로 구성된 수액 부재(4)와 접속되며, 수액 부재(4)를 통하여 간접적으로 액체 저장부(5)로부터 액체의 공급을 받도록 되어 있다.

또한, 액체 저장부(5)에는 액체가 저장되어 있으며, 모세혈관 현상 등에 의해, 항상 보수재(3)에 액체가 공급되도록 되어 있다.

또한, 기체(1)의 표면에는, 보수재(3)가 접촉하는 영역을 중심으로, 소정의 범위에서 친액영역(7)이 형성되어 있다. 친액영역(7)을 형성하는 친액처리로서 테프론(등록상표)이 코팅되어 있다.

이와 같이, 기체(1)의 표면중 보수재(3)가 직접 접촉하는 주변이 친액처리되어 있기 때문에, 보수재(3)로부터 공급된 액체를 기체 표면에 얇게 펼칠 수가 있으며, 기체(1)를 진동시켜서 액체를 균일하게 무화시킬 수가 있다.

또한 보수재(3)에 계면활성제를 포함시키는 등을 하여 친액성을 갖게 하는 것도 동일한 효과를 얻을 수 있다.

도 2에, 보수재(3)의 단방향의 단면 형상예를 나타낸다.

도 1에서는 단면 형상이 원형의 보수재(3)를 이용하였을 경우를 나타내고 있지만, 도 2에 나타내는 바와 같이, 그 단면 형상으로서는, (a) 환형, (b) 타원형, (c) 반원형, (d) 역삼각형, (e) 다이아몬드형, (f) 사각형 등을 들 수 있다.

(c)의 반원형은 원호측이 기체(1)와 직접 접촉시키고 있는 것이 바람직하고, (d)의 역삼각형의 것은 단면 형상에서 삼각형을 역으로 하여, 그 하나의 모서리가 기체(1)에 접촉하도록 하여 배치하는 것이 바람직하다.

또한, 후술하지만, 다량의 미스트를 발생시키는 관점이나 기체(1)의 발열을 억제한다고 하는 관점으로부터, 보수재(3)를 기체(1)와 직접 접촉하는 형태로서, 면접촉보다도 선접촉시키도록 배치하는 것, 즉 (a) 환형, (b) 타원형, (c) 반원형, (d) 역삼각형, (e) 다이아몬드형에 있어서, 그 접촉하는 부분이 기체(1)와 선접촉하는 것 같은 형태로 배치하는 것이 바람직하다.

도 3에, 실시예의 제 1 변형예를 나타낸다. 제 1 변형예에서는, 보수재(3)와 마찬가지로, 제2의 보수재(6)가 기체(1)상에 직접 접촉하는 형태로, 표면탄성파의 진행 방향으로, 보수재(3)와 나란히 배치되어 있으며, 수액 부재(4)를 통하여 액체 저장부(5)와 접속되어 있다.

제 1 변형예의 무화 장치는, 복수개의 보수재로 액체를 무화시키기 때문에 보다 다량의 미스트를 발생시킬 수가 있다.

도 4에, 실시예의 제2 변형예를 나타낸다. 제2 변형예에서는, 보수재(3)는 기체(1)의 선단부에 접촉하도록 배치되어 있다. 선단부는, 기체(1)의 진동에너지를 가장 받기 쉬운 부분이며, 보수재(3)로부터의 무화를, 균일하게 그리고 다량으로 행할 수가 있다.

도 5에, 실시예의 제3 변형예를 나타낸다. 제3 변형예에서는, 기체(1)에 회동기구(8)를 마련하고, PC 등의 회동제어수단(9)에 의한 제어에 의해, 기체(1)를 보수재 주위로 회동시키도록 하고 있다.

이에 의해, 보수재(3)를 기체(1)의 상측에 배치하였을 경우(a), 보수재(3)를 기체(1)의 횡측에 배치하였을 경우(b), 보수재(3)를 기체(1)의 하측에 배치하였을 경우(c) 등, 보수재(3)와 기체(1)의 배치 관계를 다양한 자세로 할 수 있으며, 미스트의 분무 방향을 자유롭게 설정할 수가 있다.

또한, 미스트의 분무 방향을 도중에 여러 가지 방향으로 절환하고 싶은 경우 등에도 적절히 대응할 수가 있다.

또한 수동으로 회동기구(8)를 조작하는 경우는 회동제어수단(9)은 생략할 수도 있다.

또한, 수액 부재(4)가 개재하는 경우에는 해당 수액 부재(4)를 신축 가능한 구조로 하여, 기체(1)의 회동에 따르게 할 수도 있다.

다음으로, 도 6을 이용하여, 선단부를 비스듬하게 절단한 기체의 작용을 설명한다.

도 6(a)은 선단부를 비스듬하게 절단하지 않은 기체이며, (b)는 선단부를 비스듬하게 절단한 기체이다.

(a)에 나타내는 바와 같이, 탄성 표면파의 진행 방향(22)에 대하여, 기체(1)의 선단부(101)가 직교하는 경우는, 표면탄성파 발생부(2)로부터 송출된 탄성 표면파의 진행 방향(22)은 기체(1)의 선단부(101)까지 전파된 후, 선단부(101)에서 반사되어 그 방향을 180도 전환되어서 역진행 방향(22b)으로 전파를 계속한다.

이러한 탄성 표면파의 반전 현상은 기체(1)의 공진을 초래하여, 무화되는 미스트의 크기를 거칠게 하거나 기체(1)의 발열을 발생시키는 등의 문제점이 있다.

이것에 반하여, (b)에 나타내는 바와 같이, 기체(1)의 선단부(101)를, 탄성 표면파의 진행 방향(22)과 직교하는 방향(23)에 대하여, 비스듬하게(탄성 표면파 발생부 방향에 각도 θ) 절단한 기체에 있어서는, 진행 방향(22)으로 진행해온 탄성 표면파는, 기체(1)의 선단부(101)에 도달한 후, 역진행 방향(22b)과는 다른 진행 방향(24)으로 반사되어, 진행 방향(24)의 반사탄성표면파는 기체(1)의 다른 엣지에서 다시 반사된 후, 진행 방향(25)으로 진행된다.

이와 같이, 기체(1)의 선단부(101)를 각도 θ로 비스듬하게 절단함으로써, 표면탄성파를 여러 가지 진행 방향으로 분산시킬 수가 있어서, 무화되는 미스트의 균일화나 기체(1)의 공진 등에 의한 발열을 억제할 수가 있다.

또한 각도 θ는, 선단부(101)에서 반사하는 탄성 표면파의 진행 방향을, 역진행 방향(22b)으로 반사시키지 않으면 되므로, 각도 θ는 0도 초과 90도 미만이면 좋지만, 후술하는 실험 결과로부터, 5도 ~ 60도가 바람직하게 채용된다.

기체(1)의 선단부(101)를 비스듬하게 절단한 기체의 발열 평가 결과를 도 7에 나타낸다. 선단부(101)를 비스듬하게 절단한 것(a)과 사각형상의 것(b), 2 종류의 기체(1)를 방열판(11)인 알루미늄판상에 설치하고, 인가전압 50 Vp－p를 부하시켰을 때의 기체(1)의 표면 온도를 서모그라피에 의해 측정하였다.

그 결과, 각도 θ로 비스듬하게 절단한 기체(1)(a)는 발열 억제 효과가 보여졌지만, 사각형상의 것(b)은 발열이 있었다. 구체적인 수치는 후술하는 표 1에 나타낸다.

도 8에 실시예의 제4 변형예를 나타낸다.

도 8에 나타내는 제4 변형예는, 보수재(3)를 각도 α로 비스듬하게 기체상에 배치하고 있다.

각도 α는 표면탄성파의 진행 방향(22)에 대해서 직교하는 선(102)과 이루는 각도이다.

이 경우는, 표면탄성파가 빨리 도달한 보수재(3)에 저장되어 있는 액체로부터 무화가 진행하고, 표면탄성파의 도달이 늦은 보수재(3)에 저장되어 있는 액체는 늦게 무화되기 때문에, 무화의 타이밍에 시간 차이를 만들 수가 있어서, 기체(1)에 있어서의 발열을 억제할 수가 있다.

표 1에, 도 6(a)에 나타내는 기체(1)의 경사 절단 각도 θ를 바꾸어, 단면 형상이 3 종류인 보수재와 조합하였을 경우의, 무화 장치로부터의 미스트의 발생량, 기체(1)의 발열 온도를 평가한 실험 결과를 나타낸다. 또한 인가전압은 50 Vp－p로 하였다.

표 1의 (a)는 보수재를 기체(1)와 직접 접촉시켜서(면거리=0으로 표기한다) 실험을 실시하였을 경우이며,

표 1의 (b)는 보수재를 기체(1)에 직접 접촉시키지 않고, 0.5 mm 이격시켜 배치하여(면거리=0.5로 표기한다) 실험을 행하였을 경우이다.

또한 표 중에서, 미스트량은, ml/h단위의 수치이며, 액체 저장부(5)로부터의 감소량을 측정하였다. 또한, 발열은, 기체(1)의 표면 온도를 서모그라피에 의해 측정하였다.

게다가 보수재의 종류는, 그 단면 형상이, 환형(도 2(a)의 것), 사각형(도 2(f)의 것), 역삼각형(도 2(d)의 것)의 3 종류를 이용하였다.

삼각형의 것은, 단면 형상에 있어서 역삼각형으로 하여 그 1개의 모서리가 기체(1)에 접촉하도록 하여 배치하였다. 따라서 삼각의 능선이 기체(1)와 접촉하고 있는 형태로 되어 있다.

표 1(a)의 결과로부터, 보수재의 단면 형상이 환형, 역삼각형의 것이 어느 경사 각도 θ에서도 미스트량이 많고, 발열 온도도 낮다. 다만, 단면 형상이 사각형의 것은 미스트량이 적고 실용적이지 않았다.

또한, 표 1(b)의 결과로부터, 기체(1)와 보수재(3)를 이격시켜 배치하고 있는 것은, 어느 단면 형상의 보수재라도 미스트량이 적고 실용적이지 않았다.

[표 1a]

[표 1b]

도 9는, 실시형태의 무화 장치를 알루미늄제의 방열판(11)에 설치하는 형태를 설명하는 도면이다.

도 9에 나타내는 바와 같이, 방열판(11)의 양측의 일부를 내측으로 절제하고, 그 절제한 판부분을 내측으로 절곡하여, 기체(1)의 양측을 끌어안도록 하여 코킹(12)하여, 기체(1)를 방열판(11)에 설치할 수가 있다.

도 10은, 실시형태의 무화 장치를 방열판에 설치하는 다른 형태를 설명하는 도면이다.

도 10에 나타내는 바와 같이, 방열판(11)의 양측의 일부를 내측으로 절제하고, 그 절제된 판부분을 내측으로 절곡하여, 기체(1)의 양사이드에 마련된 고정용 돌기(13)에 멈추도록 하여, 기체(1)를 방열판(11)에 설치할 수가 있다.

또한 도 9 및 도 10에서는, 기체에 마련되어 있는 빗형상 전극이 노출되어 기재되어 있지만, 실제로는 커버로 덮여 있어도 좋다.

본 발명의 무화 장치는, 액체를 흡수시킬 수 있는 보수재를 이용하여, 여기에 액체를 흡수시켜 기체의 표면에 직접 접촉하여 배치시킴으로써, 액체를 다량으로 그리고 균일하게 무화시켜, 미세한 미스트로서 분무시킬 수가 있으며, 미스트 발생 장치, 공기 정화 장치, 에어콘 등의 산업상의 기기에 적용할 수가 있다.

또한, 기체의 방향이 따르지 않고, 상, 하, 횡 방향으로 무화 장치를 배치할 수가 있어서 산업상의 이용 가능성이 지극히 높다.

1 : 기체 2 : 빗형상 전극(표면탄성파 발생부)
3 : 보수재 4 : 수액 부재
5 : 액체 저장부 6 : 제2의 보수재
7 : 친액영역 8 : 회동기구
9 : 회동제어수단 11 : 방열판
12 : 코킹 13 : 고정용 돌기
21 : 고주파 전원 22 : 진행 방향
22b : 역진행 방향
23 : 탄성 표면파의 진행 방향(22)과 직교하는 방향
24 : 진행 방향 25 : 진행 방향
101 : 기체의 선단부
102 : 표면탄성파의 진행 방향(22)에 대해서 직교하는 선
α : 표면탄성파의 진행 방향(22)에 대해서 직교하는 선(102)과 이루는 각도
θ : 탄성 표면파의 진행 방향(22)과 직교하는 방향(23)에 대하여, 비스듬하게 절단한 기체 선단부가 이루는 각도

Claims (4)

1. 압전재료로 이루어지는 기체와,
   상기 기체에 직접 접촉하여 그 기체의 표면에 액체를 공급하는 보수재와,
   상기 기체의 표면에 마련된 표면탄성파 발생부와,
   상기 보수재에 접속하여 보수재에 액체를 공급하는 액체 저장부를 구비하는 것을 특징으로 하는 무화 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 기체는, 탄성 표면파의 진행 방향과 직교하는 방향에 대하여 비스듬하게 절단한 것인 것을 특징으로 하는 무화 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 기체에는 방열판이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 무화 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 기체에 회동기구를 마련하고, 회동제어수단에 의한 제어에 의해, 기체를 보수재 주위로 회동시키도록 한 것을 특징으로 하는 무화 장치.

Images