WO2022202730A1 - 霧化装置 - Google Patents

霧化装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2022202730A1
WO2022202730A1 PCT/JP2022/012945 JP2022012945W WO2022202730A1 WO 2022202730 A1 WO2022202730 A1 WO 2022202730A1 JP 2022012945 W JP2022012945 W JP 2022012945W WO 2022202730 A1 WO2022202730 A1 WO 2022202730A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gas
atomization
liquid
pump
unit
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/012945
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
美樹 池田
伸拓 田中
Original Assignee
株式会社村田製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社村田製作所 filed Critical 株式会社村田製作所
Priority to JP2023509159A priority Critical patent/JP7355267B2/ja
Publication of WO2022202730A1 publication Critical patent/WO2022202730A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/24—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas with means, e.g. a container, for supplying liquid or other fluent material to a discharge device
    • B05B7/2402—Apparatus to be carried on or by a person, e.g. by hand; Apparatus comprising containers fixed to the discharge device
    • B05B7/2405—Apparatus to be carried on or by a person, e.g. by hand; Apparatus comprising containers fixed to the discharge device using an atomising fluid as carrying fluid for feeding, e.g. by suction or pressure, a carried liquid from the container to the nozzle
    • B05B7/2424—Apparatus to be carried on or by a person, e.g. by hand; Apparatus comprising containers fixed to the discharge device using an atomising fluid as carrying fluid for feeding, e.g. by suction or pressure, a carried liquid from the container to the nozzle the carried liquid and the main stream of atomising fluid being brought together downstream of the container before discharge
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B12/00—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
    • B05B12/02—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area for controlling time, or sequence, of delivery
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/24—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas with means, e.g. a container, for supplying liquid or other fluent material to a discharge device
    • B05B7/2402—Apparatus to be carried on or by a person, e.g. by hand; Apparatus comprising containers fixed to the discharge device
    • B05B7/2405—Apparatus to be carried on or by a person, e.g. by hand; Apparatus comprising containers fixed to the discharge device using an atomising fluid as carrying fluid for feeding, e.g. by suction or pressure, a carried liquid from the container to the nozzle
    • B05B7/2416—Apparatus to be carried on or by a person, e.g. by hand; Apparatus comprising containers fixed to the discharge device using an atomising fluid as carrying fluid for feeding, e.g. by suction or pressure, a carried liquid from the container to the nozzle characterised by the means for producing or supplying the atomising fluid, e.g. air hoses, air pumps, gas containers, compressors, fans, ventilators, their drives
    • B05B7/2418—Air pumps actuated by the operator, e.g. manually actuated
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/02—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having plate-like flexible members, e.g. diaphragms
    • F04B43/04—Pumps having electric drive
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B45/00—Pumps or pumping installations having flexible working members and specially adapted for elastic fluids
    • F04B45/04—Pumps or pumping installations having flexible working members and specially adapted for elastic fluids having plate-like flexible members, e.g. diaphragms
    • F04B45/047—Pumps having electric drive

Definitions

  • the present invention relates to an atomization device that atomizes a liquid such as a chemical solution.
  • Patent Document 1 describes an atomizer that sprays a liquid such as a chemical solution.
  • the atomizer described in Patent Literature 1 includes a pump, a gas channel, and a liquid channel.
  • the gas flow path connects the discharge port of the pump and the discharge port of the atomization device that discharges the atomized liquid to the outside.
  • the liquid flow path joins the gas flow path.
  • Patent Document 1 introduces a liquid near the discharge port of the atomization device in the gas flow path, and atomizes the liquid with the air discharged from the pump.
  • an object of the present invention is to efficiently atomize a liquid.
  • the atomization device of this invention includes an atomization section, a gas supply section, and a liquid supply section.
  • the atomizing section atomizes the liquid.
  • the gas supply unit is connected to the atomization unit and supplies atomization gas to the atomization unit.
  • the liquid supply unit is connected to the atomization unit and supplies liquid to the atomization unit.
  • the gas supply unit switches between a supply state and a non-supply state of the gas to the atomization unit at a frequency based on the atomization characteristics of the liquid.
  • the supply of gas to the atomization section is controlled according to the atomization characteristics of the liquid. Therefore, the gas is supplied at an efficient frequency according to the atomization characteristics of the liquid, and the liquid is efficiently atomized.
  • the liquid can be atomized efficiently.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the atomization device according to the first embodiment.
  • FIGS. 2A and 2B are diagrams conceptually showing an example of the operating state of the atomization device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the atomization device according to the second embodiment.
  • FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the atomization device according to the third embodiment.
  • FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the atomization device according to the fourth embodiment.
  • FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the atomization device according to the fifth embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the atomization device according to the first embodiment.
  • the atomization device 1 includes a gas supply section 10, a liquid supply section 50, an atomization section 60, and a discharge port 61.
  • the gas supply unit 10 includes a pump 20 , a nozzle 30 , a gas transfer path 41 , a gas transfer path 42 and a drive circuit 200 .
  • the pump 20 has a first opening 21 and a second opening 22 .
  • Pump 20 is realized, for example, by a diaphragm pump that conveys gas by vibrating a piezoelectric body.
  • a piezoelectric pump is a diaphragm pump that transports gas by vibrating a flat plate on which a piezoelectric body is mounted.
  • the piezoelectric pump distorts the piezoelectric body by applying a drive signal of a predetermined frequency to the piezoelectric body, and vibrates the flat plate at a predetermined frequency due to this distortion.
  • the vibration of this flat plate causes the piezoelectric pump to transport the gas.
  • a drive signal to pump 20 is applied by drive circuit 200 .
  • the pump 20 sucks gas through the second opening 22 and discharges the sucked gas through the first opening 21 .
  • the pump 20 repeats gas discharge state and non-discharge state according to the vibration frequency of the flat plate.
  • the vibration frequency of the flat plate depends on the frequency of the drive signal (driving frequency of the pump 20) and is substantially the same. In other words, the pump 20 repeats the gas discharge state and the non-discharge state according to the drive frequency.
  • the gas transport path 41 is a tubular member. One end in the direction in which gas transport path 41 extends communicates with first opening 21 of pump 20 . The other end in the extending direction of gas transport path 41 communicates with one end of nozzle 30 .
  • the gas transport path 42 is a tubular member. One end in the direction in which gas transport path 42 extends communicates with second opening 22 of pump 20 . The other end in the direction in which gas transport path 42 extends is open to the outside of gas supply unit 10 and atomization device 1 .
  • the nozzle 30 is a tubular member. One end in the direction in which nozzle 30 extends communicates with the other end of gas transport path 41 . The other end in the direction in which nozzle 30 extends communicates with atomization section 60 .
  • the cross-sectional area of the nozzle 30 is smaller than the cross-sectional area of the gas transport path 41 .
  • the cross-sectional area of the nozzle 30 is determined based on the flow rate of the gas discharged from the nozzle 30, for example.
  • the cross-sectional area means the area of the tubular member cut along a plane perpendicular to the extending direction of the tubular member.
  • the liquid supply part 50 is a tubular member. One end in the extending direction of liquid supply portion 50 communicates with liquid reservoir 500 .
  • the liquid reservoir 500 stores liquid LQ to be atomized.
  • the other end in the direction in which liquid supply section 50 extends communicates with atomization section 60 .
  • the cross-sectional area of the liquid supply unit 50 is large enough to introduce the liquid LQ in the liquid reservoir 500 into the atomization unit 60 by capillary action.
  • the atomization part 60 is a box with a space having a predetermined volume. Atomization section 60 communicates with the other end of nozzle 30 . Further, the atomization section 60 communicates with the other end of the liquid supply section 50 . The communication position of the nozzle 30 and the communication position of the liquid supply section 50 in the atomizing section 60 are preferably close to each other.
  • the atomization section 60 is open to the outside of the atomization device 1 on the opposite side of the wall to which the nozzle 30 communicates. This open portion serves as the ejection port 61 .
  • the pump 20 repeats a transport period (a period during which the gas is sucked and discharged) during which the gas is transported and a non-transport period during which the gas is not transported, depending on the vibration mode of the diaphragm.
  • the transport period and the non-transport period depend on the drive frequency.
  • the gas conveyed to the gas conveying path 41 flows into the nozzle 30 and is discharged to the atomizing section 60 through the nozzle 30 .
  • the flow rate of the gas discharged to the atomizing section 60 is a flow rate corresponding to the cross-sectional area of the nozzle 30 .
  • the cross-sectional area of nozzle 30 can provide a flow rate suitable for atomization.
  • the liquid is atomized by the gas that has flowed in at a predetermined flow rate, and is discharged from the discharge port 61 to the outside.
  • the efficiency of liquid atomization is determined by properties such as the viscosity of the liquid.
  • a liquid with a low viscosity close to that of water can be atomized with high efficiency by supplying a predetermined gas flow rate at a frequency of 10 kHz to 30 kHz.
  • the liquid can be atomized with high efficiency by repeating the supply state and the non-supply state of a predetermined flow rate of gas at a frequency of 10 kHz to 30 kHz. That is, the liquid can be atomized with high efficiency by switching the gas supply unit 10 between the supply state and the non-supply state of the gas to the atomization unit 60 at a frequency of 10 kHz to 30 kHz.
  • FIGS. 2(A) and 2(B) are diagrams conceptually showing an example of the operating state of the atomization device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A shows the liquid atomization and ejection state
  • FIG. 2B shows the liquid supply state to the atomization section.
  • the amount of liquid introduced into the atomizing section 60 is important as well as the flow rate of the gas. That is, unless the amount of liquid introduced into the atomizing section 60 is suitable for atomization, efficient atomization cannot be achieved. For example, if the amount of liquid introduced into the atomizing section 60 is too small or too large, efficient atomization cannot be performed.
  • the liquid accumulated in the atomizing section 60 is discharged to the outside by atomization, and the amount of liquid in the atomizing section 60 decreases. For this reason, the introduction of the liquid into the atomizing section 60 as shown in FIG. Continuous atomization can be efficiently performed by repeating at a constant cycle (frequency).
  • the frequency of this repetition is the above-described frequency of 10 kHz to 30 kHz.
  • the gas supply state to the atomization section 60 can be controlled by the gas transport state in the gas supply section 10, and the non-supply state of the gas to the atomization section 60 can be controlled by the gas supply section 10. Can be controlled in the non-transport state. Furthermore, the gas supply state of the gas supply unit 10 can be controlled by the gas transfer period of the pump 20 , and the gas non-transfer state of the gas supply unit 10 can be controlled by the gas non-transfer period of the pump 20 . The period during which the pump 20 transports the gas and the period during which the gas is not transported can be controlled by the driving frequency of the pump 20 .
  • the atomization device 1 can efficiently atomize the liquid LQ.
  • the atomization device 1 can efficiently atomize the liquid LQ by setting the driving frequency of the pump 20 to 10 kHz to 30 kHz. More preferably, the atomization device 1 can atomize the liquid LQ more efficiently by setting the driving frequency of the pump 20 from 15 kHz to 25 kHz.
  • the frequency and drive frequency for switching the supply state of the gas are examples, and can be appropriately set according to the characteristics (especially the viscosity) of the liquid to be atomized. , the frequency of switching and the driving frequency mentioned above.
  • the driving frequency is 10 kHz to 30 kHz, more preferably By setting the driving frequency from 15 kHz to 25 kHz, the gas transport efficiency in the pump 20 can also be improved. Therefore, the atomization device 1 can atomize the liquid more efficiently.
  • the liquid can be efficiently atomized simply by controlling the drive frequency of the pump 20, and a simpler configuration than the configuration shown in the embodiments described later can be realized.
  • the switching frequency between the gas supply state and the gas non-supply state is controlled by the drive frequency (vibration frequency) of the pump 20 .
  • the intermittent drive frequency may be matched with the switching frequency between the gas supply state and the gas non-supply state.
  • the gas non-supply state described above preferably does not completely supply gas to the atomizing section 60, but may be a mode in which a small amount of gas is supplied. That is, in the gas non-supply state, the gas supply amount should be less than that in the gas supply state, preferably significantly less, and the closer the gas supply amount is to zero, the more preferable.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the atomization device according to the second embodiment.
  • the atomization device 1A according to the second embodiment differs from the atomization device 1 according to the first embodiment in the configuration of the gas supply section 10A.
  • Other configurations of the atomization device 1A are the same as those of the atomization device 1, and the description of the same parts is omitted.
  • the atomization device 1A includes a gas supply section 10A.
  • the gas supply unit 10A includes a pump 20A, a nozzle 30, a gas transfer path 41, a gas transfer path 42, an electromagnetic valve 71, and a tank 72.
  • the pump 20A sucks the gas from the gas transport path 42 and discharges the gas to the gas transport path 41 regardless of specifications such as driving frequency as long as the flow rate and pressure required for atomization are obtained.
  • the electromagnetic valve 71 which is one of the valve members that are the supply control unit, is installed in the middle of the gas transport path 41.
  • the solenoid valve 71 switches between transporting and shutting off the gas in the gas transport path 41 according to a control signal from a solenoid valve control section (not shown). More specifically, the solenoid valve control section supplies a control signal with a predetermined switching frequency to the solenoid valve 71 .
  • the solenoid valve 71 switches between transporting and blocking the gas in the gas transport path 41 according to the switching frequency.
  • the tank 72 is a buffer tank.
  • the tank 72 stores the gas discharged from the pump 20A while the solenoid valve 71 blocks the gas transfer path 41 .
  • the gas supply unit 10A can switch between a gas supply state and a non-supply state to the atomization unit 60 by switching the electromagnetic valve 71 . Therefore, by setting the switching frequency of the solenoid valve 71 to the same frequency as the drive frequency described above, the atomization device 1A can atomize the liquid with high efficiency.
  • gas can be stored upstream of the solenoid valve 71 (pump 20A side) when the solenoid valve 71 shuts off. Therefore, the gas supply section 10A can more reliably supply gas to the atomization section 60 at a desired flow rate and pressure.
  • FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the atomization device according to the third embodiment.
  • the atomization device 1B according to the third embodiment differs from the atomization device 1A according to the second embodiment in the configuration of the gas supply section 10B.
  • Other configurations of the atomization device 1B are the same as those of the atomization device 1A, and the description of the same parts is omitted.
  • the atomization device 1B includes a gas supply section 10B.
  • the gas supply unit 10B includes a pump 20B, a nozzle 30, a gas transfer path 41B, a gas transfer path 42, and an electromagnetic valve 71.
  • Pump 20B is the same as pump 20A.
  • the cross-sectional area of the gas transport path 41B (cross-sectional area of the gas flow path) is larger than the cross-sectional area of the gas transport path 41 (cross-sectional area of the gas flow path).
  • the electromagnetic valve 71 which is one of the valve members that are the supply control unit, is installed in the middle of the gas transport path 41B.
  • the solenoid valve 71 switches between transporting and shutting off the gas in the gas transport path 41B in accordance with a control signal from a solenoid valve control section (not shown).
  • a solenoid valve control section not shown.
  • the electromagnetic valve 71 does not completely shut off (intentionally leaks a small amount (predetermined amount) of gas) when shutting off.
  • the function of the tank 72 described above can be substantially realized by the portion of the gas transfer path 41B upstream of the electromagnetic valve 71 .
  • the atomization device 1B can atomize the liquid with high efficiency. Furthermore, the atomization device 1B can omit the tank 72 from the atomization device 1A. Thereby, the atomization device 1B can realize a simpler configuration than the atomization device 1A.
  • FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the atomization device according to the fourth embodiment.
  • the atomization device 1C according to the fourth embodiment differs from the atomization device 1A according to the second embodiment in the configuration of the gas supply section 10C.
  • Other configurations of the atomization device 1C are the same as those of the atomization device 1A, and the description of the same parts is omitted.
  • the atomization device 1C includes a gas supply section 10C.
  • the gas supply section 10C includes a pump 20C, a nozzle 30, a gas transfer path 41, a gas transfer path 42, a tank 72, and a passive valve 73 that is one of valve members that is a supply control section.
  • Pump 20C is the same as pump 20A.
  • the passive valve 73 is installed downstream of the tank 72 in the gas transport path 41 (nozzle 30 side). The passive valve 73 is closed when the pressure is less than the switching threshold pressure, and is open when the pressure is equal to or higher than the switching threshold pressure.
  • the switching period (switching frequency) between the closed state and the open state of the passive valve 73 can be set. That is, the gas supply unit 10C appropriately sets the switching threshold pressure of the passive valve 73, the capacity of the tank 72, and the discharge flow rate of the pump 20C, thereby adjusting the switching frequency between the gas supply state and the gas non-supply state. realizable.
  • the atomization device 1C can atomize the liquid with high efficiency. Furthermore, since the atomization device 1C does not use the electromagnetic valve 71, it does not require a control circuit for the electromagnetic valve, and power can be saved.
  • FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the atomization device according to the fifth embodiment.
  • the atomization device 1D according to the fifth embodiment differs from the atomization device 1A according to the second embodiment in the configuration of the gas supply section 10D.
  • Other configurations of the atomization device 1D are the same as those of the atomization device 1A, and the description of the same parts is omitted.
  • the atomization device 1D includes a gas supply section 10D.
  • the gas supply section 10D includes a pump 20D, a nozzle 30, a gas transfer path 41, a gas transfer path 42, a tank 72, and a roller pump 74 as a supply control section.
  • Pump 20D is the same as pump 20A.
  • the roller pump 74 is installed downstream of the tank 72 in the gas transport path 41 (on the nozzle 30 side).
  • the roller pump 74 discharges gas to the nozzle 30 side at a predetermined frequency.
  • the atomization device 1D can atomize the liquid with high efficiency. Furthermore, the roller pump 74 is easy to adjust the frequency which discharges gas. Therefore, the atomization device 1D can more easily adjust the switching frequency between the gas supply state and the non-supply state, and can more accurately adjust the amount of gas transported.
  • 1, 1A, 1B, 1C, 1D atomization devices 10, 10A, 10B, 10C, 10D: gas supply units 20, 20A, 20B, 20C, 20D: pump 21: first opening 22: second opening 30: nozzle 41, 41B, 42: Gas transport path 50: Liquid supply unit 60: Atomization unit 61: Discharge port 71: Solenoid valve 72: Tank 73: Passive valve 74: Roller pump 200: Drive circuit 500: Liquid reservoir

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Special Spraying Apparatus (AREA)

Abstract

霧化装置（１）は、霧化部（６０）、気体供給部（１０）、および、液体供給部（５０）を備える。霧化部（６０）は、液体を霧化する。気体供給部（１０）は、霧化部（６０）に接続し、霧化用の気体を霧化部（６０）に供給する。液体供給部（５０）は、霧化部（６０）に接続し、液体を霧化部（６０）に供給する。気体供給部（１０）は、液体の霧化特性に基づく周波数で、霧化部（６０）への気体の供給状態と非供給状態とを切り替える。

Description

霧化装置
　本発明は、薬液等の液体を霧化する霧化装置に関する。
　特許文献１には、薬液等の液体を噴霧する霧化器が記載されている。特許文献１に記載の霧化器は、ポンプと、気体の流路、液体の流路を備える。
　気体の流路は、ポンプの吐出口と、霧化した液体を外部に吐出する霧化装置の吐出口とを接続する。液体の流路は、気体の流路に合流している。
　特許文献１に記載の霧化器は、気体の流路のおける霧化装置の吐出口付近に液体を導入し、ポンプから吐出した空気によって、液体を霧化する。
国際公開２０２０－１１１１８９号
　しかしながら、特許文献１に記載に示すような従来の霧化器（霧化装置）では、液体の霧化が効率良く行えないことがあった。
　したがって、本発明の目的は、液体を効率良く霧化することにある。
　この発明の霧化装置は、霧化部、気体供給部、および、液体供給部を備える。霧化部は、液体を霧化する。気体供給部は、霧化部に接続し、霧化用の気体を霧化部に供給する。液体供給部は、霧化部に接続し、液体を霧化部に供給する。気体供給部は、液体の霧化特性に基づく周波数で、霧化部への気体の供給状態と非供給状態とを切り替える。
　この構成では、液体の霧化特性に応じて、霧化部への気体の供給が制御される。したがって、液体の霧化特性に応じた効率良い周波数で気体が供給され、液体は、効率良く霧化される。
　この発明によれば、液体を効率良く霧化できる。
図１は、第１の実施形態に係る霧化装置の構成を示すブロック図である。 図２（Ａ）、図２（Ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る霧化装置の動作状態の一例を概念的に示す図である。 図３は、第２の実施形態に係る霧化装置の構成を示すブロック図である。 図４は、第３の実施形態に係る霧化装置の構成を示すブロック図である。 図５は、第４の実施形態に係る霧化装置の構成を示すブロック図である。 図６は、第５の実施形態に係る霧化装置の構成を示すブロック図である。
　［第１の実施形態］
　本発明の第１の実施形態に係る霧化装置について、図を参照して説明する。図１は、第１の実施形態に係る霧化装置の構成を示すブロック図である。
　図１に示すように、霧化装置１は、気体供給部１０、液体供給部５０、霧化部６０、および、吐出口６１を備える。気体供給部１０は、ポンプ２０、ノズル３０、気体搬送路４１、気体搬送路４２、および、駆動回路２００を備える。
　ポンプ２０は、第１開口２１および第２開口２２を有する。ポンプ２０は、例えば、圧電体を振動することによって、気体を搬送するダイヤフラムポンプによって実現される。圧電ポンプとは、圧電体が装着された平板の振動によって気体を搬送するダイヤフラムポンプである。圧電ポンプは、圧電体に所定周波数の駆動信号を印加することによって、圧電体を歪ませ、この歪みによって平板を所定周波数で振動させる。この平板の振動によって、圧電ポンプは、気体を搬送する。ポンプ２０への駆動信号は、駆動回路２００によって印加される。
　このような原理を用いて、ポンプ２０は、気体を第２開口２２から吸入して、吸入した気体を第１開口２１から吐出する。この際、ポンプ２０は、平板の振動周波数に応じて、気体の吐出状態と非吐出状態とを繰り返す。なお、平板の振動周波数は、駆動信号の周波数（ポンプ２０の駆動周波数）に依存し、略同じである。言い換えれば、ポンプ２０は、駆動周波数に応じて、気体の吐出状態と非吐出状態とを繰り返す。
　気体搬送路４１は、管状部材である。気体搬送路４１の延びる方向の一方端は、ポンプ２０の第１開口２１に連通する。気体搬送路４１の延びる方向の他方端は、ノズル３０の一方端に連通する。
　気体搬送路４２は、管状部材である。気体搬送路４２の延びる方向の一方端は、ポンプ２０の第２開口２２に連通する。気体搬送路４２の延びる方向の他方端は、気体供給部１０および霧化装置１の外部に開放している。
　ノズル３０は、管状部材である。ノズル３０の延びる方向の一方端は、気体搬送路４１の他方端に連通する。ノズル３０の延びる方向の他方端は、霧化部６０に連通する。ノズル３０の断面積は、気体搬送路４１の断面積よりも小さい。ノズル３０の断面積は、例えば、ノズル３０から吐出する気体の流量に基づいて決定される。ここでの断面積とは、管状部材の延びる方向に対して直交する面で切って見た面積を意味する。
　液体供給部５０は、管状部材である。液体供給部５０の延びる方向の一方端は、液体貯留庫５００に連通する。液体貯留庫５００には、霧化対象の液体ＬＱが貯留されている。液体供給部５０の延びる方向の他方端は、霧化部６０に連通する。
　液体供給部５０の断面積は、液体貯留庫５００の液体ＬＱを、毛細管現象によって霧化部６０に導入することが可能な大きさである。
　霧化部６０は、所定体積を有する空間を備える箱体である。霧化部６０は、ノズル３０の他方端に連通する。また、霧化部６０は、液体供給部５０の他方端に連通する。なお、霧化部６０におけるノズル３０の連通位置と液体供給部５０の連通位置は、近接しているとよい。
　また、霧化部６０は、ノズル３０が連通する側の壁と反対側において、霧化装置１の外部に開放している。この開放部が、吐出口６１となる。
　このような構成において、駆動回路２００から所定の駆動周波数の駆動信号が印加されると、ポンプ２０の平板（振動板）は、この駆動周波数に応じて振動する。これにより、ポンプ２０は、気体搬送路４２から第２開口２２を通じて気体を吸入し、この気体を、第１開口２１を通じて気体搬送路４１に吐出する。
　この際、ポンプ２０は、振動板の振動態様によって、気体を搬送する搬送期間（吸入、吐出を行う期間）と、気体を搬送しない非搬送期間とを繰り返す。この搬送期間と非搬送期間とは、駆動周波数に依存する。
　気体搬送路４１に搬送された気体は、ノズル３０に流入し、ノズル３０を通じて、霧化部６０に吐出される。この際、霧化部６０に吐出される気体の流量は、ノズル３０の断面積に応じた流量となる。言い換えれば、ノズル３０の断面積によって、霧化に適した流量を実現できる。
　霧化部６０では、所定流量で流入した気体によって、液体が霧化し、吐出口６１から外部に吐出される。
　ここで、液体の霧化の効率は、液体の粘度等の特性によって決まる。例えば、一般的に、水等に近い粘度の低い液体の場合、所定の気体流量を１０ｋＨｚから３０ｋＨｚの周波数で供給することによって、高効率で霧化できる。言い換えれば、１０ｋＨｚから３０ｋＨｚの周波数で所定流量の気体の供給状態と非供給状態とを繰り返すことによって、液体は、高効率で霧化できる。すなわち、気体供給部１０が霧化部６０への気体の供給状態と非供給状態とを、１０ｋＨｚから３０ｋＨｚの周波数で切り替えることによって、液体は、高効率で霧化できる。
　図２（Ａ）、図２（Ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る霧化装置の動作状態の一例を概念的に示す図である。図２（Ａ）は、液体の霧化、吐出状態を示し、図２（Ｂ）は、液体の霧化部への供給状態を示す。
　液体を霧化する場合、気体の流量とともに、霧化部６０に導入される液体量も重要となる。すなわち、霧化部６０に導入される液体量が、霧化に適する液体量でなければ、効率的に霧化できない。例えば、霧化部６０に導入される液体量が少なすぎても、多すぎても、効率的な霧化を行えない。
　一方、霧化部６０に溜められた液体は、霧化をすることによって外部に吐出され、霧化部６０内の液体量は低下する。このため、図２（Ｂ）に示すような霧化部６０への液体の導入と、図２（Ａ）に示すような霧化部６０への所定流量による気体の流入による霧化と、適正な周期（周波数）で繰り返すことによって、継続的な霧化を効率良く行える。この繰り返しの周波数が、上述の１０ｋＨｚから３０ｋＨｚの周波数となる。
　ここで、霧化部６０への気体の供給状態は、気体供給部１０での気体の搬送状態で制御でき、霧化部６０への気体の非供給状態は、気体供給部１０での気体の非搬送状態で制御できる。さらに、気体供給部１０での気体の搬送状態は、ポンプ２０の気体の搬送期間で制御でき、気体供給部１０での気体の非搬送状態は、ポンプ２０の気体の非搬送期間で制御できる。そして、ポンプ２０の気体の搬送期間と気体の非搬送期間は、ポンプ２０の駆動周波数で制御できる。
　したがって、気体供給部１０の霧化部６０への気体の供給状態と非供給状態と切り替えの周波数、すなわち、気体供給部１０のポンプ２０の駆動周波数を、液体の特性に応じて設定することによって、霧化装置１は、液体ＬＱを効率良く霧化できる。例えば、霧化装置１は、ポンプ２０の駆動周波数を１０ｋＨｚから３０ｋＨｚに設定することによって、液体ＬＱを効率良く霧化できる。より好ましくは、霧化装置１は、ポンプ２０の駆動周波数を１５ｋＨｚから２５ｋＨｚに設定することによって、液体ＬＱをさらに効率良く霧化できる。なお、この気体の供給状態の切り替えの周波数および駆動周波数は一例であり、霧化する液体の特性（特に粘性）に応じて、適宜設定できるが、一般的に霧化して利用される薬液の場合、上述の切り替えの周波数および駆動周波数であることが好ましい。
　特に、平板等の振動材を振動させて気体を搬送する小型のダイヤフラムポンプ、より具体的には圧電体を用いたポンプによってポンプ２０を実現する場合、駆動周波数を１０ｋＨｚから３０ｋＨｚ、より好ましくは、駆動周波数を１５ｋＨｚから２５ｋＨｚに設定することで、ポンプ２０における気体の搬送効率も向上できる。したがって、霧化装置１は、より効率良く液体を霧化できる。
　また、霧化装置１では、ポンプ２０の駆動周波数を制御するだけで、液体を効率良く霧化でき、後述の実施形態に示す構成よりも簡素な構成を実現できる。
　なお、上述の構成では、ポンプ２０の駆動周波数（振動周波数）によって、気体の供給状態と非供給状態の切り替え周波数を制御した。しかしながら、ポンプ２０を間欠駆動させることで、気体の供給状態と非供給状態の切り替えてもよい。この場合、間欠駆動の周波数（オン制御をオフ制御との繰り返し周波数）を、気体の供給状態と非供給状態の切り替え周波数に合わせればよい。
　また、上述の気体の非供給状態とは、霧化部６０に完全に気体を供給しないことが好ましいが、少量の気体が供給する態様であってもよい。すなわち、気体の非供給状態は、気体の供給状態と比較して、気体の供給量が少なければよく、大幅に少なければさらによく、気体の供給量が０に近づくほど、より好ましい。
　［第２の実施形態］
　本発明の第２の実施形態に係る霧化装置について、図を参照して説明する。図３は、第２の実施形態に係る霧化装置の構成を示すブロック図である。
　図３に示すように、第２の実施形態に係る霧化装置１Ａは、第１の実施形態に係る霧化装置１に対して、気体供給部１０Ａの構成において異なる。霧化装置１Ａの他の構成は、霧化装置１と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。
　霧化装置１Ａは、気体供給部１０Ａを備える。気体供給部１０Ａは、ポンプ２０Ａ、ノズル３０、気体搬送路４１、気体搬送路４２、電磁弁７１、および、タンク７２を備える。
　ポンプ２０Ａは、霧化に必要な流量および圧力が得られれば、駆動周波数等の仕様を問わず、気体搬送路４２から気体を吸入して、この気体を気体搬送路４１に吐出する。
　供給制御部である弁部材の１つである電磁弁７１は、気体搬送路４１の途中に設置される。電磁弁７１は、電磁弁制御部（図示を省略する）からの制御信号によって、気体搬送路４１における気体の搬送、遮断を切り替える。より具体的には、電磁弁制御部は、所定の切り替え周波数の制御信号を、電磁弁７１に供給する。電磁弁７１は、切り替え周波数に応じて、気体搬送路４１における気体の搬送、遮断を切り替える。
　タンク７２は、バッファタンクである。タンク７２は、電磁弁７１が気体搬送路４１を遮断している期間、ポンプ２０Ａから吐出された気体を貯留する。
　この構成によって、気体供給部１０Ａは、電磁弁７１の切り替えを用いて、霧化部６０への気体の供給状態と非供給状態と切り替えることができる。したがって、電磁弁７１の切り替え周波数を、上述の駆動周波数と同じ周波数に設定することによって、霧化装置１Ａは、液体を高効率で霧化できる。
　また、この構成では、電磁弁７１によって気体の供給状態と非供給状態と切り替えを制御するので、ポンプ２０Ａの仕様（駆動周波数等）の制限が緩和される。これにより、気体供給部１０Ａは、より多様なポンプ２０Ａを用いることができ、気体供給部１０Ａの設計の自由度が高くなる。
　また、この構成では、タンク７２を備えることによって、電磁弁７１による遮断時に、電磁弁７１よりも上流側（ポンプ２０Ａ側）に気体を貯留できる。したがって、気体供給部１０Ａは、霧化部６０に対して、より確実に、所望の流量および圧力で気体を供給できる。
　［第３の実施形態］
　本発明の第３の実施形態に係る霧化装置について、図を参照して説明する。図４は、第３の実施形態に係る霧化装置の構成を示すブロック図である。
　図４に示すように、第３の実施形態に係る霧化装置１Ｂは、第２の実施形態に係る霧化装置１Ａに対して、気体供給部１０Ｂの構成において異なる。霧化装置１Ｂの他の構成は、霧化装置１Ａと同様であり、同様の箇所の説明は、省略する。
　霧化装置１Ｂは、気体供給部１０Ｂを備える。気体供給部１０Ｂは、ポンプ２０Ｂ、ノズル３０、気体搬送路４１Ｂ、気体搬送路４２、および、電磁弁７１を備える。ポンプ２０Ｂは、ポンプ２０Ａと同じである。
　気体搬送路４１Ｂの断面積（気体流路の断面積）は、気体搬送路４１の断面積（気体流路の断面積）よりも大きい。
　供給制御部である弁部材の１つである電磁弁７１は、気体搬送路４１Ｂの途中に設置される。電磁弁７１は、電磁弁制御部（図示を省略する）からの制御信号によって、気体搬送路４１Ｂにおける気体の搬送、遮断を切り替える。この際、電磁弁７１は、遮断時に、完全に遮断しない（意図に気体を少量（所定量）リークさせる）とよい。これにより、上述のタンク７２の機能は、気体搬送路４１Ｂにおける電磁弁７１よりも上流側の部分によって、ほぼ実現可能である。
　このような構成によって、霧化装置１Ｂは、液体を高効率で霧化できる。さらに、霧化装置１Ｂは、霧化装置１Ａに対してタンク７２を省略できる。これにより、霧化装置１Ｂは、霧化装置１Ａよりも簡素な構成を実現できる。
　［第４の実施形態］
　本発明の第４の実施形態に係る霧化装置について、図を参照して説明する。図５は、第４の実施形態に係る霧化装置の構成を示すブロック図である。
　図５に示すように、第４の実施形態に係る霧化装置１Ｃは、第２の実施形態に係る霧化装置１Ａに対して、気体供給部１０Ｃ構成において異なる。霧化装置１Ｃの他の構成は、霧化装置１Ａと同様であり、同様の箇所の説明は、省略する。
　霧化装置１Ｃは、気体供給部１０Ｃを備える。気体供給部１０Ｃは、ポンプ２０Ｃ、ノズル３０、気体搬送路４１、気体搬送路４２、タンク７２、および、供給制御部である弁部材の１つであるパッシブ弁７３を備える。ポンプ２０Ｃは、ポンプ２０Ａと同じである。
　パッシブ弁７３は、気体搬送路４１におけるタンク７２の下流（ノズル３０側）に設置される。パッシブ弁７３は、切替閾値圧力未満で遮断状態になり、切替閾値圧力以上で開放状態になる。
　したがって、タンク７２の容量とポンプ２０Ｃの吐出流量とを調整することによって、パッシブ弁７３の遮断状態と開放状態の切り替え周期（切り替え周波数）を設定できる。すなわち、気体供給部１０Ｃは、パッシブ弁７３の切替閾値圧力、タンク７２の容量、ポンプ２０Ｃの吐出流量を適宜設定することによって、上述の気体の供給状態と気体の非供給状態との切り替え周波数を実現できる。
　これにより、霧化装置１Ｃは、液体を高効率で霧化できる。さらに、霧化装置１Ｃは、電磁弁７１を用いないので、電磁弁の制御回路を必要とせず、省電力化できる。
　［第５の実施形態］
　本発明の第５の実施形態に係る霧化装置について、図を参照して説明する。図６は、第５の実施形態に係る霧化装置の構成を示すブロック図である。
　図６に示すように、第５の実施形態に係る霧化装置１Ｄは、第２の実施形態に係る霧化装置１Ａに対して、気体供給部１０Ｄ構成において異なる。霧化装置１Ｄの他の構成は、霧化装置１Ａと同様であり、同様の箇所の説明は、省略する。
　霧化装置１Ｄは、気体供給部１０Ｄを備える。気体供給部１０Ｄは、ポンプ２０Ｄ、ノズル３０、気体搬送路４１、気体搬送路４２、タンク７２、および、供給制御部であるローラポンプ７４を備える。ポンプ２０Ｄは、ポンプ２０Ａと同じである。
　ローラポンプ７４は、気体搬送路４１におけるタンク７２の下流（ノズル３０側）に設置される。ローラポンプ７４は、所定周波数で気体をノズル３０側に吐出する。
　このような構成によって、霧化装置１Ｄは、液体を高効率で霧化できる。さらに、ローラポンプ７４は、気体を吐出する周波数を調整し易い。したがって、霧化装置１Ｄは、気体の供給状態と非供給状態との切り替え周波数を、より容易に調整でき、気体の搬送量をより正確に調整できる。
　なお、上述の各実施形態の構成は、適宜組合せ可能であり、組合せに応じた作用効果を奏することができる。
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ：霧化装置
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ：気体供給部
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ：ポンプ
２１：第１開口
２２：第２開口
３０：ノズル
４１、４１Ｂ、４２：気体搬送路
５０：液体供給部
６０：霧化部
６１：吐出口
７１：電磁弁
７２：タンク
７３：パッシブ弁
７４：ローラポンプ
２００：駆動回路
５００：液体貯留庫

Claims (8)

  1. 　液体を霧化する霧化部と、
    　前記霧化部に接続し、霧化用の気体を前記霧化部に供給する気体供給部と、
    　前記霧化部に接続し、前記液体を前記霧化部に供給する液体供給部と、
    　を備え、
    　前記気体供給部は、前記液体の霧化特性に基づく周波数で、前記霧化部への前記気体の供給状態と非供給状態とを切り替える、
    　霧化装置。
  2. 　前記気体供給部は、
    　前記周波数で振動するポンプである、
    　請求項１に記載の霧化装置。
  3. 　前記気体供給部は、
    　ポンプと、
    　前記ポンプと前記霧化部との間に接続され、前記周波数に応じた前記気体の供給制御を行う供給制御部と、
    　を備える、請求項１または請求項２に記載の霧化装置。
  4. 　前記供給制御部は、
    　前記周波数で前記供給状態と前記非供給状態とを切り替える弁部材である、
    　請求項３に記載の霧化装置。
  5. 　前記弁部材は、
    　前記周波数で駆動する電磁弁である、
    　請求項４に記載の霧化装置。
  6. 　前記供給制御部は、前記電磁弁の前記ポンプ側に、前記気体を貯留するバッファタンクを備える、
    　請求項５に記載の霧化装置。
  7. 　前記弁部材は、
    　前記気体を貯留するバッファタンクと、
    　前記バッファタンクの前記霧化部側に接続され、前記バッファタンクに貯留された気体の圧力によって開閉するパッシブ弁と、
    　を備える、
    　請求項４に記載の霧化装置。
  8. 　前記供給制御部は、
    　前記周波数で前記気体の搬送量を調整するローラポンプを備える、
    　請求項３に記載の霧化装置。
PCT/JP2022/012945 2021-03-23 2022-03-22 霧化装置 WO2022202730A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023509159A JP7355267B2 (ja) 2021-03-23 2022-03-22 霧化装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021048182 2021-03-23
JP2021-048182 2021-03-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022202730A1 true WO2022202730A1 (ja) 2022-09-29

Family

ID=83397405

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/012945 WO2022202730A1 (ja) 2021-03-23 2022-03-22 霧化装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP7355267B2 (ja)
WO (1) WO2022202730A1 (ja)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006068718A (ja) * 2004-08-31 2006-03-16 Takashima Sangyo Kk ミスト供給装置
JP2008025519A (ja) * 2006-07-25 2008-02-07 Matsushita Electric Works Ltd ダイヤフラムポンプ
JP2012011304A (ja) * 2010-06-30 2012-01-19 Murata Mfg Co Ltd 霧化装置
JP2012020207A (ja) * 2010-07-12 2012-02-02 Murata Mfg Co Ltd 霧化デバイスおよびそれを用いた霧化装置
WO2020111189A1 (ja) * 2018-11-28 2020-06-04 株式会社村田製作所 霧化器
WO2020203099A1 (ja) * 2019-03-29 2020-10-08 株式会社村田製作所 霧化器

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006068718A (ja) * 2004-08-31 2006-03-16 Takashima Sangyo Kk ミスト供給装置
JP2008025519A (ja) * 2006-07-25 2008-02-07 Matsushita Electric Works Ltd ダイヤフラムポンプ
JP2012011304A (ja) * 2010-06-30 2012-01-19 Murata Mfg Co Ltd 霧化装置
JP2012020207A (ja) * 2010-07-12 2012-02-02 Murata Mfg Co Ltd 霧化デバイスおよびそれを用いた霧化装置
WO2020111189A1 (ja) * 2018-11-28 2020-06-04 株式会社村田製作所 霧化器
WO2020203099A1 (ja) * 2019-03-29 2020-10-08 株式会社村田製作所 霧化器

Also Published As

Publication number Publication date
JP7355267B2 (ja) 2023-10-03
JPWO2022202730A1 (ja) 2022-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5996903A (en) Atomizer and atomizing method utilizing surface acoustic wave
US10604360B2 (en) Dense phase powder pump and corresponding operating method
US7410329B2 (en) Device for conveying powders through pipelines
CN103459855B (zh) 排出器
US6253782B1 (en) Feedback-free fluidic oscillator and method
WO2022202730A1 (ja) 霧化装置
JP7287439B2 (ja) 霧化器
CN112752931B (zh) 涡环产生装置
US20170122342A1 (en) High Vacuum Ejector
JP2001113737A (ja) 液滴吐出装置
JP2014511972A (ja) ダイアフラムポンプおよびダイアフラムポンプを用いる微粉末を搬送するための方法
JP6230517B2 (ja) 間歇エア発生装置
US6357727B1 (en) Ozonized water generating apparatus
WO2022186245A1 (ja) 流体制御装置
US8770439B2 (en) Method and device for discharging a fixed amount of liquid
CN108166353B (zh) 洒油装置及洒油系统
JP2009203822A (ja) ダイヤフラムポンプ
US8864046B2 (en) Closed nebulizing system for removing bubbles
JP4787943B2 (ja) 静電気除去装置ならびにそれを用いる半導体素子の供給および／または搬送装置、粉体の供給および／または搬送装置
JPWO2003029653A1 (ja) 圧力発生装置
JP2012093033A (ja) ミスト生成器
CN103732412B (zh) 墨水盒、及使用该墨水盒的墨水搅拌方法
JP2020116810A (ja) 液体吐出装置
US20210387215A1 (en) Airstream Propelled Spray Atomizer Apparatus and Method of Fluid Atomization by Codirectional Airstream Propulsion
KR101479075B1 (ko) 스프레이 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22775516

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2023509159

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 22775516

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1