JPH067721A - 超音波霧化装置 - Google Patents
超音波霧化装置Info
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- JPH067721A JPH067721A JP19347492A JP19347492A JPH067721A JP H067721 A JPH067721 A JP H067721A JP 19347492 A JP19347492 A JP 19347492A JP 19347492 A JP19347492 A JP 19347492A JP H067721 A JPH067721 A JP H067721A
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- liquid
- piezoelectric vibrator
- hole
- ultrasonic
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- Pending
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B17/00—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
- B05B17/04—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods
- B05B17/06—Apparatus 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
- B05B17/0607—Apparatus 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
- B05B17/0638—Apparatus 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 spray being produced by discharging the liquid or other fluent material through a plate comprising a plurality of orifices
- B05B17/0646—Vibrating plates, i.e. plates being directly subjected to the vibrations, e.g. having a piezoelectric transducer attached thereto
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- Special Spraying Apparatus (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 霧化効率、多量霧化、粒子の微小性・均一
性、および駆動電源コストのどの面から見ても満足ので
きる超音波霧化装置を提供する。 【構成】 圧電振動子１と振動体２とから成る複合体を
駆動させると圧電振動子１が振動し、その振動は振動体
２に伝搬される。保液材３と接触する振動体２の下面に
供給される液体は振動体２の振動に伴い振動体２に設け
られている穴を通して霧化される。振動体２の中央部が
湾曲していることにより霧化方向を発散できる。 【効果】 構造が簡単で小型軽量で、霧化効率、多量霧
化、粒子の微小性・均一性を向上できるとともに、霧化
方向を発散または収束できる。
性、および駆動電源コストのどの面から見ても満足ので
きる超音波霧化装置を提供する。 【構成】 圧電振動子１と振動体２とから成る複合体を
駆動させると圧電振動子１が振動し、その振動は振動体
２に伝搬される。保液材３と接触する振動体２の下面に
供給される液体は振動体２の振動に伴い振動体２に設け
られている穴を通して霧化される。振動体２の中央部が
湾曲していることにより霧化方向を発散できる。 【効果】 構造が簡単で小型軽量で、霧化効率、多量霧
化、粒子の微小性・均一性を向上できるとともに、霧化
方向を発散または収束できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波励振器により発
生させた弾性振動により液体を霧化する超音波霧化装置
に関する。
生させた弾性振動により液体を霧化する超音波霧化装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の超音波霧化装置としては、ボルト
締ランジュバン型振動子を応用した超音波霧化装置およ
びネブライザーが挙げられる。ボルト締ランジュバン型
振動子による霧化装置は数１０ｋＨｚという周波数の超
音波を利用したもので、多量の霧を発生しうるという長
所を有するが、構造が複雑で装置が大がかりであるとい
う短所をあわせもつ。一方、ネブライザーは、ＭＨｚ領
域の超音波を利用したもので、粒子が微小で均一性に優
れるという長所を有するものの、霧化効率が悪く低電力
で多量の霧を発生させるのが難しいという短所をもつ。
つまり、従来の超音波霧化装置では、霧化効率、多量霧
化、粒子の微小性または駆動電源コストのいずれかにお
いて難点があった。
締ランジュバン型振動子を応用した超音波霧化装置およ
びネブライザーが挙げられる。ボルト締ランジュバン型
振動子による霧化装置は数１０ｋＨｚという周波数の超
音波を利用したもので、多量の霧を発生しうるという長
所を有するが、構造が複雑で装置が大がかりであるとい
う短所をあわせもつ。一方、ネブライザーは、ＭＨｚ領
域の超音波を利用したもので、粒子が微小で均一性に優
れるという長所を有するものの、霧化効率が悪く低電力
で多量の霧を発生させるのが難しいという短所をもつ。
つまり、従来の超音波霧化装置では、霧化効率、多量霧
化、粒子の微小性または駆動電源コストのいずれかにお
いて難点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、霧化
効率、多量霧化、粒子の微小性かつ均一性、装置が小型
かつ軽量であること、構造が簡単であることおよび駆動
電源コストのどの面からみても満足のできる超音波霧化
装置を提供することにある。
効率、多量霧化、粒子の微小性かつ均一性、装置が小型
かつ軽量であること、構造が簡単であることおよび駆動
電源コストのどの面からみても満足のできる超音波霧化
装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の超音波
霧化装置は、圧電振動子に振動体を固着してなる超音波
励振器により発生させた弾性振動により液体を霧化する
超音波霧化装置において、前記圧電振動子は圧電磁器
と、該圧電磁器の厚さ方向に垂直な両端面にそれぞれ形
成されている電極ＡおよびＢとから成り、前記圧電磁器
は、該圧電磁器の厚さ方向に平行に貫通された貫通穴を
有し、前記厚さ方向に垂直な断面の形が枠型構造を成
し、前記厚さ方向の長さと、前記枠型の外縁と内縁との
最短距離との比がほぼ１に等しく、前記振動体は、前記
貫通穴の開口を覆う位置または該貫通穴の内部に少なく
とも１箇所に設けてあり、前記圧電振動子に固着された
固着部と、該固着部に囲まれた振動部とから成り、前記
振動部には多数の穴が設けてあり、前記振動部の少なく
とも一部分は湾曲構造を成していることを特徴とする。
霧化装置は、圧電振動子に振動体を固着してなる超音波
励振器により発生させた弾性振動により液体を霧化する
超音波霧化装置において、前記圧電振動子は圧電磁器
と、該圧電磁器の厚さ方向に垂直な両端面にそれぞれ形
成されている電極ＡおよびＢとから成り、前記圧電磁器
は、該圧電磁器の厚さ方向に平行に貫通された貫通穴を
有し、前記厚さ方向に垂直な断面の形が枠型構造を成
し、前記厚さ方向の長さと、前記枠型の外縁と内縁との
最短距離との比がほぼ１に等しく、前記振動体は、前記
貫通穴の開口を覆う位置または該貫通穴の内部に少なく
とも１箇所に設けてあり、前記圧電振動子に固着された
固着部と、該固着部に囲まれた振動部とから成り、前記
振動部には多数の穴が設けてあり、前記振動部の少なく
とも一部分は湾曲構造を成していることを特徴とする。
【０００５】請求項２に記載の超音波霧化装置は、前記
枠型が円環状であることを特徴とする。
枠型が円環状であることを特徴とする。
【０００６】請求項３に記載の超音波霧化装置は、前記
振動部へ前記液体を供給する手段は、液体を吸収し該液
体を前記振動部に供給する保液材を備え、該保液材は前
記湾曲構造の凹部または凸部に接触されることを特徴と
する。
振動部へ前記液体を供給する手段は、液体を吸収し該液
体を前記振動部に供給する保液材を備え、該保液材は前
記湾曲構造の凹部または凸部に接触されることを特徴と
する。
【０００７】請求項４に記載の超音波霧化装置は、前記
穴における前記振動部の一方の開口面積と他方の開口面
積とが互いに異なることを特徴とする。
穴における前記振動部の一方の開口面積と他方の開口面
積とが互いに異なることを特徴とする。
【０００８】請求項５に記載の超音波霧化装置は、前記
圧電振動子の共振周波数は、該圧電振動子と前記振動体
との複合体における共振周波数にほぼ等しいことを特徴
とする。
圧電振動子の共振周波数は、該圧電振動子と前記振動体
との複合体における共振周波数にほぼ等しいことを特徴
とする。
【０００９】
【作用】本発明の超音波霧化装置の使用時、前記圧電振
動子には前記圧電振動子と前記振動体との複合体の共振
周波数にほぼ等しい周波数を有する交流信号が印加され
前記圧電振動子は励振される。前記圧電振動子の励振は
前記振動体を振動させる。前記振動体に供給された液体
は前記振動部に設けられている穴を通して霧化される。
穴を通しての霧化は粒子の微小性、均一性を促し、しか
も霧化効率を増大させることができる。また、霧化効率
が高いことから多量の霧化が低消費電力で実現できるだ
けでなく装置の小型化も容易にできる。自励式駆動も可
能で電池での駆動も容易なことから環境変化に対応しう
る形で低消費電力での駆動が可能となる。また、前記振
動部の少なくとも一部分は湾曲構造を成していることか
ら霧の存在域の発散を可能ならしめることができる。
動子には前記圧電振動子と前記振動体との複合体の共振
周波数にほぼ等しい周波数を有する交流信号が印加され
前記圧電振動子は励振される。前記圧電振動子の励振は
前記振動体を振動させる。前記振動体に供給された液体
は前記振動部に設けられている穴を通して霧化される。
穴を通しての霧化は粒子の微小性、均一性を促し、しか
も霧化効率を増大させることができる。また、霧化効率
が高いことから多量の霧化が低消費電力で実現できるだ
けでなく装置の小型化も容易にできる。自励式駆動も可
能で電池での駆動も容易なことから環境変化に対応しう
る形で低消費電力での駆動が可能となる。また、前記振
動部の少なくとも一部分は湾曲構造を成していることか
ら霧の存在域の発散を可能ならしめることができる。
【００１０】前記圧電振動子は圧電磁器と、前記圧電磁
器の厚さ方向に垂直な両端面にそれぞれ形成されている
電極Ａ，Ｂとから成る。交流電圧は該電極Ａ，Ｂを介し
て前記圧電振動子に印加され、前記圧電振動子は励振さ
れる。このような簡単な構造の圧電振動子の採用により
超音波霧化装置を小型化でき、しかもこの装置では高い
効率で液体を霧化することができる。
器の厚さ方向に垂直な両端面にそれぞれ形成されている
電極Ａ，Ｂとから成る。交流電圧は該電極Ａ，Ｂを介し
て前記圧電振動子に印加され、前記圧電振動子は励振さ
れる。このような簡単な構造の圧電振動子の採用により
超音波霧化装置を小型化でき、しかもこの装置では高い
効率で液体を霧化することができる。
【００１１】前記圧電磁器は前記圧電磁器の厚さ方向に
平行に貫通された貫通穴を有し、前記振動体は前記貫通
穴の開口を覆う位置または該貫通穴の内部に少なくとも
１箇所に設けられていることから、前記圧電振動子の振
動エネルギーは効率良く前記振動体に伝搬し前記振動体
を振動させるので、霧化効率を増大させることができ
る。前記圧電振動子に固着されている固着部分に囲まれ
た部分の振動体は振動部を成すことにより、該振動部は
前記圧電振動子と一体となった結合振動をするから、前
記振動部に供給された液体はその結合振動により霧化さ
れ前記振動部の上方へ向けて霧として放散される。前記
振動部の振動と前記振動部に設けられている穴の作用と
の相乗効果によって、液体の霧化効率は促進され霧の発
生量は増大しかつ粒子の径が均一になる。
平行に貫通された貫通穴を有し、前記振動体は前記貫通
穴の開口を覆う位置または該貫通穴の内部に少なくとも
１箇所に設けられていることから、前記圧電振動子の振
動エネルギーは効率良く前記振動体に伝搬し前記振動体
を振動させるので、霧化効率を増大させることができ
る。前記圧電振動子に固着されている固着部分に囲まれ
た部分の振動体は振動部を成すことにより、該振動部は
前記圧電振動子と一体となった結合振動をするから、前
記振動部に供給された液体はその結合振動により霧化さ
れ前記振動部の上方へ向けて霧として放散される。前記
振動部の振動と前記振動部に設けられている穴の作用と
の相乗効果によって、液体の霧化効率は促進され霧の発
生量は増大しかつ粒子の径が均一になる。
【００１２】前記圧電磁器の厚さ方向に垂直な断面の形
が枠型構造を成し、前記厚さ方向の長さと、前記枠型の
外縁と内縁との最短距離との比がほぼ１に等しい構造を
採用することにより、前記圧電振動子と前記振動体との
複合体の結合振動が増強され霧化効率が増大する。ま
た、前記枠型が円環状であることにより前記圧電振動子
と前記振動体との複合体の結合振動がさらに増強される
から、霧化効率がさらに増大する。
が枠型構造を成し、前記厚さ方向の長さと、前記枠型の
外縁と内縁との最短距離との比がほぼ１に等しい構造を
採用することにより、前記圧電振動子と前記振動体との
複合体の結合振動が増強され霧化効率が増大する。ま
た、前記枠型が円環状であることにより前記圧電振動子
と前記振動体との複合体の結合振動がさらに増強される
から、霧化効率がさらに増大する。
【００１３】前記振動部へ前記液体を供給する手段は、
液体を吸収し該液体を前記振動部に供給する保液材を備
える。前記保液材が前記振動部における湾曲構造の凹部
または凸部に接触している。前記保液材が前記凹部に接
触しているとき、前記凹部に供給された液体は前記振動
部に設けられている穴を通して前記湾曲構造の凸部に向
けて霧化される。また、前記保液材が前記凸部に接触し
ているとき、前記凸部に供給された液体は前記振動部に
設けられている穴を通して前記湾曲構造の凹部に向けて
霧化される。穴を通しての霧化は粒子の微小性、均一性
を促ししかも霧化効率を増大させることができるばかり
でなく霧化される霧の方向を制御できる。すなわち、前
記保液材が前記凹部に接触しているときには霧化される
霧の方向が発散され、前記保液材が前記凸部に接触して
いるときには霧化される霧の方向が収束される。
液体を吸収し該液体を前記振動部に供給する保液材を備
える。前記保液材が前記振動部における湾曲構造の凹部
または凸部に接触している。前記保液材が前記凹部に接
触しているとき、前記凹部に供給された液体は前記振動
部に設けられている穴を通して前記湾曲構造の凸部に向
けて霧化される。また、前記保液材が前記凸部に接触し
ているとき、前記凸部に供給された液体は前記振動部に
設けられている穴を通して前記湾曲構造の凹部に向けて
霧化される。穴を通しての霧化は粒子の微小性、均一性
を促ししかも霧化効率を増大させることができるばかり
でなく霧化される霧の方向を制御できる。すなわち、前
記保液材が前記凹部に接触しているときには霧化される
霧の方向が発散され、前記保液材が前記凸部に接触して
いるときには霧化される霧の方向が収束される。
【００１４】前記穴における前記振動部の一方の開口面
積が他方の開口面積より大きいことからその一方の開口
を入口側とし他方を出口側とすることにより、前記穴の
液体の通過面積が入口側から出口側に向けて減少する。
従って、前記液体が前記穴を通過するときに前記液体は
前記穴によって絞り作用を受ける。その結果、前記絞り
作用と前記振動部の振動との相乗効果によって液体の霧
化作用が促進され、霧の発生量が増加しかつ粒子の径が
均一になる。
積が他方の開口面積より大きいことからその一方の開口
を入口側とし他方を出口側とすることにより、前記穴の
液体の通過面積が入口側から出口側に向けて減少する。
従って、前記液体が前記穴を通過するときに前記液体は
前記穴によって絞り作用を受ける。その結果、前記絞り
作用と前記振動部の振動との相乗効果によって液体の霧
化作用が促進され、霧の発生量が増加しかつ粒子の径が
均一になる。
【００１５】前記圧電振動子の共振周波数が該圧電振動
子と前記振動体との複合体における共振周波数にほぼ等
しくなるときの電圧が前記圧電振動子に印加されること
により、前記振動体は効率的に励振され、霧化効率が促
進され、霧の発生量はさらに増大する。
子と前記振動体との複合体における共振周波数にほぼ等
しくなるときの電圧が前記圧電振動子に印加されること
により、前記振動体は効率的に励振され、霧化効率が促
進され、霧の発生量はさらに増大する。
【００１６】
【実施例】図１は本発明の超音波霧化装置の一実施例を
示す断面図である。本実施例は圧電振動子１、振動体２
および保液材３から成る。圧電振動子１には銅箔から成
る端子が導電性接着剤によって固着されている。圧電振
動子１には振動体２が設けられている。図１では圧電振
動子１に交流電圧を供給する電源回路および端子が省い
て描かれている。振動体２の中央付近は湾曲している。
保液材３は振動体２の湾曲した凹部に接触していて、使
用時には保液材３からその凹部に液体を供給する。
示す断面図である。本実施例は圧電振動子１、振動体２
および保液材３から成る。圧電振動子１には銅箔から成
る端子が導電性接着剤によって固着されている。圧電振
動子１には振動体２が設けられている。図１では圧電振
動子１に交流電圧を供給する電源回路および端子が省い
て描かれている。振動体２の中央付近は湾曲している。
保液材３は振動体２の湾曲した凹部に接触していて、使
用時には保液材３からその凹部に液体を供給する。
【００１７】図２は図１の超音波霧化装置における圧電
振動子１を示す斜視図である。圧電振動子１は圧電磁器
１１、電極ＤおよびＧから成る。圧電磁器１１は円柱状
でその分極軸に垂直な両面をそれぞれ端面とし前記分極
軸に平行に貫通された貫通穴を有する。圧電磁器１１の
材質はＴＤＫ７２Ａ材（製品名）で、直径２４ｍｍ、厚
さ６ｍｍで、前記貫通穴も円柱状でありその直径は１２
mmである。ＴＤＫ７２Ａ材は電気機械結合係数が大きい
ことからここでの実施例に用いている。前記両端面には
それぞれ電極Ｄおよび電極Ｇが形成されている。電極Ｄ
には端子Ｐが取り付けられ電極Ｇには端子Ｑが取り付け
られている。
振動子１を示す斜視図である。圧電振動子１は圧電磁器
１１、電極ＤおよびＧから成る。圧電磁器１１は円柱状
でその分極軸に垂直な両面をそれぞれ端面とし前記分極
軸に平行に貫通された貫通穴を有する。圧電磁器１１の
材質はＴＤＫ７２Ａ材（製品名）で、直径２４ｍｍ、厚
さ６ｍｍで、前記貫通穴も円柱状でありその直径は１２
mmである。ＴＤＫ７２Ａ材は電気機械結合係数が大きい
ことからここでの実施例に用いている。前記両端面には
それぞれ電極Ｄおよび電極Ｇが形成されている。電極Ｄ
には端子Ｐが取り付けられ電極Ｇには端子Ｑが取り付け
られている。
【００１８】図３は圧電振動子１と振動体２とから成る
複合体を上面方向から見たときの平面図である。圧電振
動子１の上端面の前記貫通穴の開口を覆う位置には中央
部が湾曲した円板状の振動体２が取り付けられている。
振動体２はニッケル製で、輪状の固着部１２によって圧
電振動子１と一体的に連なって固着されており、固着部
１２に囲まれた振動体２が振動部１３をなしている。固
着部１２は電極Ｄを介して圧電振動子１に固着されてい
る。前記貫通穴の直径は１４ｍｍ、厚さ０．０５ｍｍで
ある。
複合体を上面方向から見たときの平面図である。圧電振
動子１の上端面の前記貫通穴の開口を覆う位置には中央
部が湾曲した円板状の振動体２が取り付けられている。
振動体２はニッケル製で、輪状の固着部１２によって圧
電振動子１と一体的に連なって固着されており、固着部
１２に囲まれた振動体２が振動部１３をなしている。固
着部１２は電極Ｄを介して圧電振動子１に固着されてい
る。前記貫通穴の直径は１４ｍｍ、厚さ０．０５ｍｍで
ある。
【００１９】図４は板面に垂直な平面で切断したときに
現れる振動部１３の断面を示す図である。振動部１３に
はその厚さ方向に貫通する微細な多数の穴２０が設けら
れている。図４では穴２０の縦断面形状および寸法が示
されている。穴２０の形状はすり鉢状であって、一方の
開口面積が他方の開口面積より大きいものをここでの実
施例で用いていて、一方の開口を入口側とし、他方を出
口側としている。入口側の直径は０．１ｍｍ、出口側の
直径は０．０１ｍｍであって、穴２０は等しいピッチで
配列されている。
現れる振動部１３の断面を示す図である。振動部１３に
はその厚さ方向に貫通する微細な多数の穴２０が設けら
れている。図４では穴２０の縦断面形状および寸法が示
されている。穴２０の形状はすり鉢状であって、一方の
開口面積が他方の開口面積より大きいものをここでの実
施例で用いていて、一方の開口を入口側とし、他方を出
口側としている。入口側の直径は０．１ｍｍ、出口側の
直径は０．０１ｍｍであって、穴２０は等しいピッチで
配列されている。
【００２０】図５は振動部１３の部分拡大平面図であ
る。図５では穴２０の形状および配列ならびに寸法が示
されている。
る。図５では穴２０の形状および配列ならびに寸法が示
されている。
【００２１】図１の超音波霧化装置の駆動時、圧電振動
子１と振動体２との複合体の共振周波数にほぼ等しい周
波数を有する交流信号を端子Ｐおよび端子Ｑを介して圧
電振動子１に印加すると圧電振動子１は励振される。こ
のとき、その交流信号の周波数は圧電振動子１単体の共
振周波数のうちの１つにほぼ一致している。圧電振動子
１の励振に伴い固着部１２に囲まれた振動部１３は圧電
振動子１と一体となって結合振動する。この振動部１３
の結合振動が液体の霧化に有効に機能する。保液材３は
吸液能力が大きくかつ圧電振動子１に比べて音響インピ
ーダンスが低いものをここでの実施例に用いている。こ
れは圧電振動子１からの超音波が保液材３を介して液体
中に伝搬し散失するのを抑制し、振動体２を効率良く振
動させるためである。保液材３によって吸収された液体
は保液材３と接触している部分の振動体２に達し毛細管
現象により各穴２０に導かれる。前記液体が各穴２０を
通過するとき各穴２０の液体の通過面積はその入口側か
ら出口側に向けて減少するから、前記液体は穴２０によ
って絞り作用を受け、微小でかつ均一な粒子となって穴
２０の出口側に流出する。その結果、前記絞り作用、振
動部１３の弾性振動により穴２０から流出した液体は効
率良く霧化される。図１の超音波霧化装置によれば、印
加電圧が１０．７Ｖのときには周波数が２９０．６ｋＨ
ｚで霧化量が最大となり、そのときの消費電力は３２０
ｍＷ、電流は３０ｍＡである。また、電源を含む装置全
体においては消費電力は６４２ｍＷ、電流は６０ｍＡで
ある。
子１と振動体２との複合体の共振周波数にほぼ等しい周
波数を有する交流信号を端子Ｐおよび端子Ｑを介して圧
電振動子１に印加すると圧電振動子１は励振される。こ
のとき、その交流信号の周波数は圧電振動子１単体の共
振周波数のうちの１つにほぼ一致している。圧電振動子
１の励振に伴い固着部１２に囲まれた振動部１３は圧電
振動子１と一体となって結合振動する。この振動部１３
の結合振動が液体の霧化に有効に機能する。保液材３は
吸液能力が大きくかつ圧電振動子１に比べて音響インピ
ーダンスが低いものをここでの実施例に用いている。こ
れは圧電振動子１からの超音波が保液材３を介して液体
中に伝搬し散失するのを抑制し、振動体２を効率良く振
動させるためである。保液材３によって吸収された液体
は保液材３と接触している部分の振動体２に達し毛細管
現象により各穴２０に導かれる。前記液体が各穴２０を
通過するとき各穴２０の液体の通過面積はその入口側か
ら出口側に向けて減少するから、前記液体は穴２０によ
って絞り作用を受け、微小でかつ均一な粒子となって穴
２０の出口側に流出する。その結果、前記絞り作用、振
動部１３の弾性振動により穴２０から流出した液体は効
率良く霧化される。図１の超音波霧化装置によれば、印
加電圧が１０．７Ｖのときには周波数が２９０．６ｋＨ
ｚで霧化量が最大となり、そのときの消費電力は３２０
ｍＷ、電流は３０ｍＡである。また、電源を含む装置全
体においては消費電力は６４２ｍＷ、電流は６０ｍＡで
ある。
【００２２】
【発明の効果】本発明の超音波霧化装置によれば振動部
に設けられた穴を通過しながら液体が霧化されるので、
霧の粒子の微小性、均一性を促すことができる。さら
に、振動部の少なくとも一部分は湾曲構造を成している
ことから霧の存在域の発散を可能ならしめることができ
る。霧化効率が高いことから多量の霧化が低消費電力で
実現できるだけでなく装置の小型化も容易にできる。自
励式駆動も可能で電池での駆動も容易なことから環境変
化に対応しうる形で低消費電力での駆動が可能となる。
に設けられた穴を通過しながら液体が霧化されるので、
霧の粒子の微小性、均一性を促すことができる。さら
に、振動部の少なくとも一部分は湾曲構造を成している
ことから霧の存在域の発散を可能ならしめることができ
る。霧化効率が高いことから多量の霧化が低消費電力で
実現できるだけでなく装置の小型化も容易にできる。自
励式駆動も可能で電池での駆動も容易なことから環境変
化に対応しうる形で低消費電力での駆動が可能となる。
【００２３】圧電振動子として圧電磁器と、その圧電磁
器の厚さ方向に垂直な両端面に形成されている電極とか
ら成る簡単な構造を採用することにより、装置を小型化
できしかも高い効率で液体を霧化することができ低消費
電力での駆動が可能となる。
器の厚さ方向に垂直な両端面に形成されている電極とか
ら成る簡単な構造を採用することにより、装置を小型化
できしかも高い効率で液体を霧化することができ低消費
電力での駆動が可能となる。
【００２４】圧電磁器として、その圧電磁器の厚さ方向
に平行に貫通された貫通穴を有し、厚さ方向に垂直な断
面の形が枠型構造を成し、厚さ方向の長さと、枠型の外
縁と内縁との最短距離との比がほぼ１に等しい構造を採
用することにより、圧電振動子と振動体との複合体の結
合振動が増強される。従って、圧電振動子の振動エネル
ギーは効率良く振動体に伝搬し振動体を振動させ霧化効
率が増大する。さらに、枠型として円環状構造を採用す
ることにより圧電振動子と振動体との複合体の結合振動
がさらに増強されるから、霧化効率がさらに増大する。
また、振動体を貫通穴の開口を覆う位置または貫通穴の
内部に少なくとも１箇所に設ける構造を採用することに
より、圧電振動子の振動エネルギーは効率良く振動体に
伝搬し振動体を振動させるので、霧化効率を増大させる
ことができる。また振動体は圧電振動子に固着されてい
る固着部と、その固着部に囲まれている振動部とで成る
ことから、振動部は圧電振動子と一体となった結合振動
をする。従って、振動部に供給された溶液はその結合振
動により霧化され振動部の上方に向けて霧として放散さ
れる。振動部の振動は液体の霧化効率を高め霧の発生量
を増大させる。なお、振動体を複数個用いることによ
り、さらに霧の粒子の微小性を向上できる。
に平行に貫通された貫通穴を有し、厚さ方向に垂直な断
面の形が枠型構造を成し、厚さ方向の長さと、枠型の外
縁と内縁との最短距離との比がほぼ１に等しい構造を採
用することにより、圧電振動子と振動体との複合体の結
合振動が増強される。従って、圧電振動子の振動エネル
ギーは効率良く振動体に伝搬し振動体を振動させ霧化効
率が増大する。さらに、枠型として円環状構造を採用す
ることにより圧電振動子と振動体との複合体の結合振動
がさらに増強されるから、霧化効率がさらに増大する。
また、振動体を貫通穴の開口を覆う位置または貫通穴の
内部に少なくとも１箇所に設ける構造を採用することに
より、圧電振動子の振動エネルギーは効率良く振動体に
伝搬し振動体を振動させるので、霧化効率を増大させる
ことができる。また振動体は圧電振動子に固着されてい
る固着部と、その固着部に囲まれている振動部とで成る
ことから、振動部は圧電振動子と一体となった結合振動
をする。従って、振動部に供給された溶液はその結合振
動により霧化され振動部の上方に向けて霧として放散さ
れる。振動部の振動は液体の霧化効率を高め霧の発生量
を増大させる。なお、振動体を複数個用いることによ
り、さらに霧の粒子の微小性を向上できる。
【００２５】印加電圧を増加させるとそれにつれて霧化
量も増加するので、目的に応じて電圧を変えれば霧化量
を自由に変えることができる。
量も増加するので、目的に応じて電圧を変えれば霧化量
を自由に変えることができる。
【００２６】振動部へ液体を供給する手段として液体を
吸い上げ振動部に供給するための保液材を備え、その保
液材としてスポンジその他の吸液能力が大きくしかも音
響インピーダンスが圧電振動子よりも低い物質を採用す
ることにより、液体の供給を無駄なく効率良く行うこと
ができるばかりでなく圧電振動子からの超音波の液中へ
の伝搬が遮断され圧電振動子の励振の保液材自身への伝
搬も抑制されるので、圧電振動子の励振は効率よく振動
板を振動させることができる。従って液体の霧化効率を
高めしかも低消費電力での液体の多量霧化を可能にし、
あわせて装置の小型化も容易に実現できる。
吸い上げ振動部に供給するための保液材を備え、その保
液材としてスポンジその他の吸液能力が大きくしかも音
響インピーダンスが圧電振動子よりも低い物質を採用す
ることにより、液体の供給を無駄なく効率良く行うこと
ができるばかりでなく圧電振動子からの超音波の液中へ
の伝搬が遮断され圧電振動子の励振の保液材自身への伝
搬も抑制されるので、圧電振動子の励振は効率よく振動
板を振動させることができる。従って液体の霧化効率を
高めしかも低消費電力での液体の多量霧化を可能にし、
あわせて装置の小型化も容易に実現できる。
【００２７】保液材を振動部における湾曲構造の凹部に
接触させる構造を採用することにより、その凹部に供給
された液体は振動部に設けられている穴を通過しながら
湾曲構造の凸部に向けて霧化される。穴を通しての霧化
は粒子の微小性、均一性を促ししかも霧化効率を増大さ
せることができるばかりでなく霧化される霧の方向を発
散できる。保液材を振動部における湾曲構造の凸部に接
触させる構造を採用することにより、その凸部に供給さ
れた液体は振動部に設けられている穴を通過しながら湾
曲構造の凹部に向けて霧化される。穴を通しての霧化は
粒子の微小性、均一性を促ししかも霧化効率を増大させ
ることができるばかりでなく霧化される霧の方向を収束
できる。
接触させる構造を採用することにより、その凹部に供給
された液体は振動部に設けられている穴を通過しながら
湾曲構造の凸部に向けて霧化される。穴を通しての霧化
は粒子の微小性、均一性を促ししかも霧化効率を増大さ
せることができるばかりでなく霧化される霧の方向を発
散できる。保液材を振動部における湾曲構造の凸部に接
触させる構造を採用することにより、その凸部に供給さ
れた液体は振動部に設けられている穴を通過しながら湾
曲構造の凹部に向けて霧化される。穴を通しての霧化は
粒子の微小性、均一性を促ししかも霧化効率を増大させ
ることができるばかりでなく霧化される霧の方向を収束
できる。
【００２８】振動部に設けられている穴の一方の開口面
積が他方の開口面積より大きいことから、その一方の開
口を入口側とし他方の開口を出口側とする構造の採用に
より、液体の通過面積がその穴の入口側から出口側に向
けて減少するから、液体が穴を通過するときに液体は穴
によって絞り作用を受ける。その結果、絞り作用と振動
部の振動との相乗効果によって液体の霧化作用が促進さ
れ霧の発生量が増加しかつ粒子の径が均一になる。
積が他方の開口面積より大きいことから、その一方の開
口を入口側とし他方の開口を出口側とする構造の採用に
より、液体の通過面積がその穴の入口側から出口側に向
けて減少するから、液体が穴を通過するときに液体は穴
によって絞り作用を受ける。その結果、絞り作用と振動
部の振動との相乗効果によって液体の霧化作用が促進さ
れ霧の発生量が増加しかつ粒子の径が均一になる。
【００２９】圧電振動子と振動体との複合体における共
振周波数が圧電振動子単体の共振周波数にほぼ等しくな
るような構造を採用することにより、圧電振動子と振動
体との複合体の結合振動が増強するから霧の発生量はさ
らに増加する。
振周波数が圧電振動子単体の共振周波数にほぼ等しくな
るような構造を採用することにより、圧電振動子と振動
体との複合体の結合振動が増強するから霧の発生量はさ
らに増加する。
【図１】本発明の超音波霧化装置の一実施例を示す断面
図。
図。
【図２】図１の超音波霧化装置における圧電振動子１を
示す斜視図。
示す斜視図。
【図３】圧電振動子１と振動体２とから成る複合体の平
面図。
面図。
【図４】板面に垂直な平面で切断したときに現れる振動
部１３の断面を示す図。
部１３の断面を示す図。
【図５】振動部１３の部分拡大平面図。
１ 圧電振動子 ２ 振動体 ３ 保液材 １１ 圧電磁器 １２ 固着部 １３ 振動部 ２０ 穴
Claims (5)
- 【請求項１】 圧電振動子に振動体を固着してなる超音
波励振器により発生させた弾性振動により液体を霧化す
る超音波霧化装置において、 前記圧電振動子は圧電磁器と、該圧電磁器の厚さ方向に
垂直な両端面にそれぞれ形成されている電極ＡおよびＢ
とから成り、 前記圧電磁器は、該圧電磁器の厚さ方向に平行に貫通さ
れた貫通穴を有し、前記厚さ方向に垂直な断面の形が枠
型構造を成し、前記厚さ方向の長さと、前記枠型の外縁
と内縁との最短距離との比がほぼ１に等しく、 前記振動体は、前記貫通穴の開口を覆う位置または該貫
通穴の内部に少なくとも１箇所に設けてあり、前記圧電
振動子に固着された固着部と、該固着部に囲まれた振動
部とから成り、 前記振動部には多数の穴が設けてあり、 前記振動部の少なくとも一部分は湾曲構造を成している
ことを特徴とする超音波霧化装置。 - 【請求項２】 前記枠型が円環状であることを特徴とす
る請求項１に記載の超音波霧化装置。 - 【請求項３】 前記振動部へ前記液体を供給する手段
は、液体を吸収し該液体を前記振動部に供給する保液材
を備え、該保液材は前記湾曲構造の凹部または凸部に接
触されることを特徴とする請求項１または２に記載の超
音波霧化装置。 - 【請求項４】 前記穴における前記振動部の一方の開口
面積と他方の開口面積とが互いに異なることを特徴とす
る請求項１，２または３に記載の超音波霧化装置。 - 【請求項５】 前記圧電振動子の共振周波数は、該圧電
振動子と前記振動体との複合体における共振周波数にほ
ぼ等しいことを特徴とする請求項１，２，３または４に
記載の超音波霧化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19347492A JPH067721A (ja) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | 超音波霧化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19347492A JPH067721A (ja) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | 超音波霧化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH067721A true JPH067721A (ja) | 1994-01-18 |
Family
ID=16308622
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19347492A Pending JPH067721A (ja) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | 超音波霧化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH067721A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0794838A4 (en) * | 1995-08-31 | 1999-12-01 | Aerogen Inc | DEVICE AND METHOD FOR DISPENSING LIQUIDS |
| US6085740A (en) * | 1996-02-21 | 2000-07-11 | Aerogen, Inc. | Liquid dispensing apparatus and methods |
| US6921020B2 (en) | 1991-04-24 | 2005-07-26 | Aerogen, Inc. | Method and apparatus for dispensing liquids as an atomized spray |
| US6926208B2 (en) | 1991-04-24 | 2005-08-09 | Aerogen, Inc. | Droplet ejector with oscillating tapered aperture |
| WO2010089822A1 (ja) * | 2009-02-09 | 2010-08-12 | 株式会社村田製作所 | 霧化部材及びそれを備える霧化器 |
| WO2010113623A1 (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-07 | 株式会社村田製作所 | 霧化ユニット及びそれを備えた霧化器 |
| WO2013161986A1 (ja) | 2012-04-27 | 2013-10-31 | 住友化学株式会社 | 超音波霧化装置 |
| WO2013161985A1 (ja) | 2012-04-27 | 2013-10-31 | 住友化学株式会社 | 超音波霧化装置 |
| WO2013161987A1 (ja) | 2012-04-27 | 2013-10-31 | 住友化学株式会社 | 超音波霧化装置 |
| CN110528224A (zh) * | 2018-05-24 | 2019-12-03 | 青岛海尔滚筒洗衣机有限公司 | 一种衣物处理装置及其控制方法 |
| CN115646722A (zh) * | 2022-08-19 | 2023-01-31 | 广东艾瑞克林科技有限公司 | 一种微孔雾化片、喷雾机构及除味器 |
-
1992
- 1992-06-26 JP JP19347492A patent/JPH067721A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6921020B2 (en) | 1991-04-24 | 2005-07-26 | Aerogen, Inc. | Method and apparatus for dispensing liquids as an atomized spray |
| US6926208B2 (en) | 1991-04-24 | 2005-08-09 | Aerogen, Inc. | Droplet ejector with oscillating tapered aperture |
| US7174888B2 (en) | 1995-04-05 | 2007-02-13 | Aerogen, Inc. | Liquid dispensing apparatus and methods |
| EP0794838A4 (en) * | 1995-08-31 | 1999-12-01 | Aerogen Inc | DEVICE AND METHOD FOR DISPENSING LIQUIDS |
| US6085740A (en) * | 1996-02-21 | 2000-07-11 | Aerogen, Inc. | Liquid dispensing apparatus and methods |
| WO2010090169A1 (ja) * | 2009-02-09 | 2010-08-12 | 株式会社村田製作所 | 霧化部材及びそれを備える霧化器 |
| WO2010089822A1 (ja) * | 2009-02-09 | 2010-08-12 | 株式会社村田製作所 | 霧化部材及びそれを備える霧化器 |
| JP5382004B2 (ja) * | 2009-02-09 | 2014-01-08 | 株式会社村田製作所 | 霧化部材及びそれを備える霧化器 |
| WO2010113623A1 (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-07 | 株式会社村田製作所 | 霧化ユニット及びそれを備えた霧化器 |
| JP5365690B2 (ja) * | 2009-03-31 | 2013-12-11 | 株式会社村田製作所 | 霧化ユニット及びそれを備えた霧化器 |
| WO2013161986A1 (ja) | 2012-04-27 | 2013-10-31 | 住友化学株式会社 | 超音波霧化装置 |
| WO2013161985A1 (ja) | 2012-04-27 | 2013-10-31 | 住友化学株式会社 | 超音波霧化装置 |
| WO2013161987A1 (ja) | 2012-04-27 | 2013-10-31 | 住友化学株式会社 | 超音波霧化装置 |
| CN110528224A (zh) * | 2018-05-24 | 2019-12-03 | 青岛海尔滚筒洗衣机有限公司 | 一种衣物处理装置及其控制方法 |
| CN115646722A (zh) * | 2022-08-19 | 2023-01-31 | 广东艾瑞克林科技有限公司 | 一种微孔雾化片、喷雾机构及除味器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010403 |