JP6584644B2 - 超粒子噴霧装置 - Google Patents

Description

本発明は、超粒子噴霧装置に関し、より詳細には、ハウジング内部の超音波振動子の上側に内部プレートを設置し、送風機を通じてハウジングの内部に送風される空気の速い流速を用いて前記ハウジング内部の内部プレートの周囲に循環通路を形成することによって、前記超音波振動子によって前記内部プレートの下側領域で発生した微細液体粒子のみを上側領域に引き上げて噴霧口に噴霧させる超粒子噴霧装置に関する。

一般に、超音波振動子を用いた噴霧装置は、水を超音波で振動させた後、微細粒子化して噴霧する装置であって、主に、乾燥した場所に湿気を提供し、室内状態を快適に維持するように湿度を調節する目的で使用されてきた。

上記の噴霧装置の一例として、韓国特許登録番号第１０−０５７７２４１号を簡略に説明すると、超音波振動子及び送風ファンを備えた噴霧部と、前記噴霧部の超音波振動子側に水を供給する水タンクとを含んで構成される。

したがって、前記超音波振動子の振動によって微細液体粒子が発生するようになり、このとき、前記送風ファンによって空気が送風されると、この送風空気と共に、微細液体粒子が噴霧部のノズルを介して外部に噴霧される。

しかし、従来の超音波振動子を用いた噴霧装置においては、超音波振動子の振動時に発生する液体粒子中には、微細液体粒子のみならず、それより大きい液体粒子及び水滴まで含まれているが、このとき、送風ファンの風量（出力）を低下させると、微細液体粒子のみが噴霧される一方、拡散速度が遅くなり、その反対に、送風ファンの風量（出力）を高めると、拡散速度は速くなるが、水滴まで共に噴霧され、噴霧装置の周辺を濡らすという問題があった。

また、前記送風ファンから送風される空気の影響が少ない領域で発生した微細液体粒子の場合、円滑に噴霧されないので、噴霧効率が低下するという問題もあった。

上記のような問題により、超音波振動子を用いた噴霧装置は、滅菌器には活用できなく、加湿器にのみ活用していた。

そこで、本発明は、超音波振動子を用いた噴霧装置の微細粒子発生能力を極大化させることはもちろん、噴霧効率を高め、送風量（出力）を高めたとしても、大きな液体粒子が付いて出ないと共に、噴霧拡散速度を速くすることによって滅菌器にも活用できるようにしたものであって、
このために、本発明は、ハウジング内部の超音波振動子の上側に内部プレートを設置し、送風機を通じてハウジングの内部に送風される空気の速い流速を用いて前記ハウジング内部の内部プレートの周囲に循環通路を形成することによって、前記超音波振動子によって前記内部プレートの下側領域で発生した微細液体粒子のみを上側領域に引き上げて噴霧口に噴霧させる超粒子噴霧装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するための本発明は、一側に空気流入口が形成され、内部には液体が収容されるハウジングと、前記ハウジングに設置され、前記液体を振動させることによって微細液体粒子を発生させる超音波振動子と、前記空気流入口を介して前記ハウジング内に空気を送風する送風機と、前記ハウジングの内部で前記超音波振動子の上側に一定間隔だけ離隔して設置され、その周囲のハウジング内部には、前記送風機を通じてハウジングの内部に送風される空気の流速を用いて微細液体粒子を循環させる循環通路を形成する内部プレートと、前記ハウジングに形成され、前記循環通路を介して前記内部プレートの下側領域から上側領域に循環する微細液体粒子を外部に噴霧する噴霧口とを含んで構成されたことを特徴とする。

本発明は、ハウジング内部の超音波振動子の上側に内部プレートを設置し、送風機を通じてハウジングの内部に送風される空気の速い流速を用いて前記ハウジング内部の内部プレートの周囲に循環通路を形成することによって、前記超音波振動子によって前記内部プレートの下側領域で発生した微細液体粒子のみを上側領域に引き上げて噴霧口に噴霧させ、噴霧効率を高めることができ、さらに、速い送風空気と共に微細液体粒子も空気中に速く拡散させるようになり、加湿器はもちろん、滅菌器にも活用することができる。

また、前記超音波振動子の振動時、液体から跳ね上がる水滴を前記内部プレートが根本的に遮断することによって、送風量（出力）を高めたとしても、大きな液体粒子（水滴）が付いて出ないと共に、噴霧拡散速度をさらに速くすることができる。

本発明に係る超粒子噴霧装置を示す斜視図である。 本発明に係る超粒子噴霧装置におけるハウジングの内部を示す断面図である。 本発明に係る超粒子噴霧装置において液体供給装置がハウジングの内部に液体を供給する状態を示す断面図である。 本発明に係る超粒子噴霧装置におけるハウジング及び液体貯蔵容器を示す側断面図である。

以下、本発明を添付の図面を参照して詳細に説明する。

図示したように、本発明に係る超粒子噴霧装置１は、ハウジング１０、超音波振動子２０、送風機３０、内部プレート４０、及び噴霧口１６を含んで構成される。

前記ハウジング１０は、内部に液体が収容され、上部が開放された本体１１と、前記本体１１の上部に着脱可能に結合され、本体１１の開放された上部を閉鎖する蓋１２とを含んで構成される。

前記液体は、水や液体状態の薬剤などの多様な液体であり得るので、加湿器、殺菌器又は滅菌器などに活用可能である。

前記ハウジング１０の一側には空気流入口１５が形成される。

前記空気流入口１５は、後述する内部プレート４０の長さ方向の一端部と向い合う前記ハウジング１０の一側面に形成される。

また、前記ハウジング１０には前記噴霧口１６が形成され、前記循環通路１７を介して前記内部プレート４０の下側領域から上側領域に循環する微細液体粒子（５μｍ以下）を外部に噴霧するようになる。

このとき、前記噴霧口１６は、前記ハウジング１０で前記空気流入口１５の反対側の上側面、すなわち、前記蓋１２の上側面に形成される。

一方、前記液体は、前記ハウジング１０内部の底板１３から一定水位だけ充填されるようになり、水位感知手段（図示せず）によって常に一定水位を維持するようになる。

そして、前記超音波振動子２０は、前記ハウジング１０に設置され、前記液体を振動させることによって微細液体粒子を発生させるようになる。

前記超音波振動子２０は、前記ハウジング１０の底板１３に一列に互いに一定間隔だけ離隔して複数、すなわち、既存の消毒器の標準噴霧量（１０００ｃｃ／ｈ）に合わせて４個（１個当り２００ｃｃ／ｈ〜３００ｃｃ／ｈ）設置されることが好ましい。

このとき、前記ハウジング１０の底板１３には、互いに一定間隔だけ離隔して複数の設置溝１３ａが形成され、前記設置溝１３ａに前記超音波振動子２０が挿入・設置される。

前記超音波振動子２０は前記設置溝１３ａの下部側に設置される。

また、前記設置溝１３ａの上部には、上側に行くほど漸次拡大される拡管部１３ｂが形成される。これにより、前記ハウジング１０内部の液体水位が漸次減少したとしても、前記拡管部１３ｂ内に液体が集まるので、最後に残った液体まで噴霧が可能である。

一方、前記超音波振動子２０には、腐食防止のためにテフロン（登録商標）コーティングが施されることが好ましい。

そして、前記送風機３０は、前記空気流入口１５を介して前記ハウジング１０内に空気を送風するようになる。

前記送風機３０は、前記空気流入口１５が位置した前記ハウジング１０の外側面に設置される。

前記ハウジング１０の外側面には、前記送風機３０から送風された空気を前記空気流入口１５にガイドする送風ダクト３１が備えられる。

このとき、前記送風ダクト３１の上側面には傾斜部３２が形成され、前記送風機３０から送風された空気を前記ハウジング１０内部の上部側にガイドするようになる。

そして、前記内部プレート４０は、前記ハウジング１０の内部で前記超音波振動子２０の上側に一定間隔だけ離隔して設置され、その周囲のハウジング１０の内部には、前記送風機３０を通じてハウジング１０の内部に送風される空気の流速を用いて微細液体粒子を循環させる循環通路１７が形成される。

前記内部プレート４０は、前記超音波振動子２０の上側に７ｃｍ〜８ｃｍとなる位置に横に設置される。すなわち、これは、超音波振動子２０の振動時における液体の噴水高さであって、液体を十分に噴水させたときに微細液体粒子の噴霧量が極大化される。

このとき、前記内部プレート４０は、図２を基準にして説明すると、前記ハウジング１０内の上下左右の内側面から一定間隔だけ離隔し、前記離隔した空間で前記内部プレート４０の周囲にに沿って空気及び微細液体粒子が循環する循環通路１７が形成される。

また、前記空気流入口１５と内部プレート４０との間には、前記空気流入口１５に流入した空気を前記循環通路１７の上部側にガイドするガイド板５０が設置される。

前記ガイド板５０は、前記空気流入口１５と内部プレート４０との間で傾斜して設置され、前記送風機３０を通じてハウジング１０の内部に送風される空気の流速を用いて前記内部プレート４０とガイド板５０との間の循環通路１７に対してベンチュリ効果を発生させる。

すなわち、前記ガイド板５０は４５゜の角度で設置され、前記送風機３０を通じてハウジング１０の内部に送風される空気の流速を速く誘導するようになり、ガイド板５０の上端では流速が急激に速くなりながら内部プレート４０の下側領域で陰圧（ベンチュリ効果）が発生するようになる。これにより、前記内部プレート４０の下側領域で発生した様々なサイズの液体粒子中の微細液体粒子（軽い粒子）のみが吸い上がり、速くなった送風空気と共にハウジング１０上側の噴霧口１６を介して外部に噴霧される。

前記ガイド板５０は、前記空気流入口１５と前記循環通路１７とを区画するようになり、前記空気流入口１５を介して流入した空気が前記ガイド板５０に沿って前記循環通路１７の上部側にガイドされる。

このとき、前記ガイド板５０上部の空気流速によって前記ガイド板５０と内部プレート４０との間の循環通路１７にはベンチュリ効果が発生し、図２に示すように、前記内部プレート４０の周囲の循環通路１７に沿って空気が循環する流れが発生する。

勿論、前記超音波振動子２０の振動によって微細液体粒子が発生する場合は、図２に示すように、前記循環通路１７を循環する空気の流れに沿って前記微細液体粒子も共に循環するようになり、このように前記循環通路１７を循環する微細液体粒子は前記噴霧口１６を介して外部に噴霧される。

このように、前記ハウジング１０の内部に内部プレート４０を設置し、前記内部プレート４０の周囲に沿って循環通路１７を形成することによって、前記循環通路１７を循環する空気が前記内部プレート４０の下側領域で発生した微細液体粒子のみを内部プレート４０の上側領域に引き上げ、噴霧口１６を介して外部に噴霧するようになるので、噴霧効率を高めることができ、さらに、速い送風空気と共に微細液体粒子も空気中に速く拡散させるようになり、加湿器はもちろん、滅菌器にも活用可能である。

一方、前記ガイド板５０の下端部は前記空気流入口１５の下端と連結され、上端部は前記内部プレート４０の一端部から上側方向に一定間隔だけ離隔して設置される。

また、前記ガイド板５０の上端部には、前記内部プレート４０と平行な延長部５１が形成される。前記延長部５１は、前記空気流入口１５を介して流入し、ガイド板５０の上部を流動する空気と前記循環通路１７を循環する空気との間の衝突を最小化するようになる。

一方、前記ガイド板５０の延長部５１は、前記ハウジング１０内部の内部プレート４０の上側領域を２分割する位置に形成される。

そして、前記内部プレート４０は、前記ハウジング１０の底板１３と平行に設置され、その長さは、前記複数の超音波振動子２０のうち両端側の２個の超音波振動子２０を連結した長さより大きく形成される。

すなわち、図２を参考にすると、前記複数の超音波振動子２０のうち両端側の２個の超音波振動子２０の中心を連結した長さより、前記内部プレート４０の長さが大きく形成される。

言い換えると、前記複数の超音波振動子２０の垂直方向の位置に前記内部プレート４０が位置するように設置し、前記内部プレート４０は、前記複数の超音波振動子２０を全てカバーできるサイズで形成される。

したがって、前記超音波振動子２０の振動時に液体から跳ね上がる水滴を前記内部プレート４０が根本的に遮断することによって、送風量（出力）を高めたとしても、大きな液体粒子（水滴）が付いて出ないと共に、噴霧拡散速度をさらに速くすることができる。

併せて、前記送風機３０の風量（出力）を増大したとしても、水滴が外部に吐出されないので、噴霧装置の周辺を濡らすという問題も防止することができる。

また、前記内部プレート４０の端部には、前記循環通路１７の断面積を調節すると同時に、前記液体から跳ね上がる水滴の拡散を遮断する遮断板４１が備えられる。

前記遮断板４１は、前記噴霧口１６と近い前記内部プレート４０の端部で下側方向に一定長さだけ形成され、水滴が前記噴霧口１６に吐出されることを根本的に遮断し、循環通路１７の断面積も調節することができる。

一方、図４に示すように、前記内部プレート４０が位置する前記ハウジング１０内部の向い合う両側面には、前記内部プレート４０を支持する支持部１８が形成され、前記内部プレート４０は前記支持部１８に載せられて設置される。

そして、前記噴霧口１６には、一定高さの吐出ダクト８０が設置される。

このとき、前記吐出ダクト８０の上端には、縁部から下向きに傾斜する傾斜面部８１が形成される。

すなわち、前記吐出ダクト８０の内側面及び上端面には、前記吐出ダクト８０を介して噴霧される微細液体粒子によって水滴が付くようになる。このとき、前記吐出ダクト８０の上端面に付く水滴を前記傾斜面部８１を通じて再びハウジング１０の内部に流入させることによって、水滴が外部に吐出されることを防止するようになる。

一方、前記微細液体粒子の噴霧効率を高めるために、前記空気流入口１５の断面積と前記噴霧口１６の断面積は同一に形成されることが好ましいが、これは変更可能である。

そして、前記ハウジング１０の一側には、前記ハウジング１０の内部に供給するための液体を貯蔵する液体貯蔵容器６０が備えられる。

図面には、前記液体貯蔵容器６０が前記ハウジング１０の一側に一体に構成された場合を示したが、その他に、前記液体貯蔵容器６０が前記ハウジング１０に着脱可能に構成されてもよい。

また、前記ハウジング１０の下部側には、前記液体貯蔵容器６０の液体を前記ハウジング１０の内部に供給する液体供給装置７０が備えられる。

前記液体供給装置７０は、前記ハウジング１０の内部と連通するように連結される第１ホース７１と、前記液体貯蔵容器６０の内部と連通するように連結される第２ホース７２と、前記第１ホース７１及び第２ホース７２に連結されるウォーターポンプ７３とを含んで構成される。

このとき、前記ハウジング１０側に連結される第１ホース７１は、前記複数の超音波振動子２０の個数に対応して複数に分岐されて連結され、複数に分岐された第１ホース７１は、それぞれ複数の超音波振動子２０の一側に隣接して設置される。

したがって、前記ウォーターポンプ７３を作動させると、前記液体貯蔵容器６０内に貯蔵された液体が前記ハウジング１０の内部に供給される。

勿論、前記ハウジング１０内部の液体を回収する場合にも、前記ウォーターポンプ７３を介して前記ハウジング１０内の液体を前記液体貯蔵容器６０に回収することができる。

また、前記ハウジング１０の内部には、前記ハウジング１０内部の液体水位を感知する水位感知手段（図示せず）が設置される。

前記水位感知手段は、前記ハウジング１０の内部に水位感知センサーが設置されて構成される。もちろん、前記水位感知手段として、水位感知センサーのみならず、水位感知のための多様な公知の装置が使用可能である。

また、前記液体供給装置７０は、前記水位感知手段から感知された液体水位によって選択的に作動する。

すなわち、前記ハウジング１０内の液体水位を最適に維持したとき、微細液体粒子の発生量を高めることができ、前記水位感知手段から提供される水位情報によって制御部（図示せず）が前記液体供給装置７０を作動させ、最適の液体水位を維持するようになる。

一方、図面には示していないが、前記ハウジング１０の外側面には超粒子噴霧装置１を操作するためのコントローラー（図示せず）が設置され、電源のオン・オフ、前記送風機３０及び液体供給装置７０などを制御するようになる。

以下、本発明に係る超粒子噴霧装置１の作用を説明する。

まず、前記液体貯蔵容器６０に液体を投入した状態で前記液体供給装置７０を作動させると、前記液体貯蔵容器６０に貯蔵された液体が前記ハウジング１０の内部に供給される。

このとき、前記ハウジング１０の内部に供給された液体が適正な水位になると、前記水位感知手段の信号によって前記液体供給装置７０が停止する。

その後、前記超音波振動子２０及び前記送風機３０を作動させると、
前記超音波振動子２０の振動によって前記ハウジング１０内の液体表面から微細液体粒子が発生すると同時に、前記送風機３０から送風された空気が前記ハウジング１０の空気流入口１５に流入した後で前記ガイド板５０にガイドされ、ハウジング１０内の上部側に流動しながら流速が速くなる。

このとき、前記ガイド板５０上部の速い空気流速によって前記内部プレート４０の下側領域で陰圧（ベンチュリ効果）が発生し、図２に示すように、前記内部プレート４０の周囲の循環通路１７に沿って空気が循環する流れが発生しながら、前記内部プレート４０の下側領域で発生した微細液体粒子のみが吸い上がるようになる。

その後、前記内部プレート４０の下側領域から上側領域に吸い上がった微細液体粒子は、前記ハウジング１０上側の噴霧口１６及び吐出ダクト８０を介して外部に噴霧され、速く拡散されるようになる。

Claims (11)

1. 一側に空気流入口（１５）が形成され、内部には液体が収容されるハウジング（１０）と、
   前記ハウジング（１０）に設置され、前記液体を振動させることによって微細液体粒子を発生させる超音波振動子（２０）と、
   前記空気流入口（１５）を介して前記ハウジング（１０）内に空気を送風する送風機（３０）と、
   前記ハウジング（１０）の内部で前記超音波振動子（２０）の上側に一定間隔だけ離隔して設置され、その周囲のハウジング（１０）の内部には、前記送風機（３０）を通じてハウジング（１０）の内部に送風される空気の流速を用いて微細液体粒子を循環させる循環通路（１７）を形成する内部プレート（４０）と、
   前記ハウジング（１０）に形成され、前記循環通路（１７）を介して前記内部プレート（４０）の下側領域から上側領域に循環する微細液体粒子を外部に噴霧する噴霧口（１６）と、
   前記空気流入口（１５）と内部プレート（４０）との間に設置され、前記空気流入口（１５）に流入した空気を前記循環通路（１７）の上部側にガイドするガイド板（５０）
   を含み、
   前記ガイド板（５０）は、 前記送風機（３０）を通じて前記ハウジング（１０）の内部に送風される空気の流速を用いて前記内部プレート（４０）とガイド板（５０）との間の循環通路（１７）に対してベンチュリ効果を発生させ、
   前記ベンチュリ効果によって、前記内部プレート（４０）の下側領域で発生した前記微細液体粒子を含む流体の少なくとも一部が吸い上がり、前記内部プレート（４０）の周囲に沿って前記噴霧口（１６）から噴霧され、前記流体の一部が前記循環通路（１７）に沿って循環されることを特徴とする超粒子噴霧装置。
2. 前記空気流入口（１５）は、前記内部プレート（４０）の長さ方向の一端部と向い合う前記ハウジング（１０）の一側面に形成され、
   前記ガイド板（５０）は、前記空気流入口（１５）と内部プレート（４０）との間で傾斜して設置されることを特徴とする、請求項１に記載の超粒子噴霧装置。
3. 前記ガイド板（５０）の下端部は前記空気流入口（１５）の下端と連結され、上端部は前記内部プレート（４０）の一端部から上側方向に一定間隔だけ離隔して設置されたことを特徴とする、請求項２に記載の超粒子噴霧装置。
4. 前記超音波振動子（２０）は、前記ハウジング（１０）内部の底板（１３）に互いに一定間隔だけ離隔して複数設置され、
   前記内部プレート（４０）は、前記ハウジング（１０）の底板（１３）と平行に設置され、その長さは、前記複数の超音波振動子（２０）のうち両端側の２個の超音波振動子（２０）を連結した長さより大きく形成されたことを特徴とする、請求項１に記載の超粒子噴霧装置。
5. 前記内部プレート（４０）の端部には、前記循環通路（１７）の断面積を調節すると同時に、前記液体から跳ね上がる水滴の拡散を遮断する遮断板（４１）が備えられたことを特徴とする、請求項１に記載の超粒子噴霧装置。
6. 前記噴霧口（１６）は、前記ハウジング（１０）で前記空気流入口（１５）の反対側の上側面に形成され、
   前記噴霧口（１６）には、一定高さの吐出ダクト（８０）が設置されたことを特徴とする、請求項１に記載の超粒子噴霧装置。
7. 前記吐出ダクト（８０）の上端には、縁部から下向きに傾斜する傾斜面部が形成されたことを特徴とする、請求項６に記載の超粒子噴霧装置。
8. 前記空気流入口（１５）の断面積と前記噴霧口（１６）の断面積は同一に形成されたことを特徴とする、請求項６に記載の超粒子噴霧装置。
9. 前記ハウジング（１０）の一側には、前記ハウジング（１０）の内部に供給するための液体を貯蔵する液体貯蔵容器（６０）が備えられ、
   前記液体貯蔵容器（６０）の液体を前記ハウジング（１０）の内部に供給する液体供給装置（７０）が備えられたことを特徴とする、請求項１に記載の超粒子噴霧装置。
10. 前記液体供給装置（７０）は、
    前記ハウジング（１０）の内部と連通するように連結される第１ホース（７１）と、 前記液体貯蔵容器（６０）の内部と連通するように連結される第２ホース（７２）と、 前記第１ホース（７１）及び第２ホース（７２）に連結されるウォーターポンプ（７３）と、を含んで構成されたことを特徴とする、請求項９に記載の超粒子噴霧装置。
11. 前記ハウジング（１０）の内部には、前記ハウジング（１０）内部の液体水位を感知する水位感知手段が設置され、
    前記液体供給装置（７０）は、前記水位感知手段から感知された液体水位によって選択的に作動することを特徴とする、請求項９に記載の超粒子噴霧装置。

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