JPH067720A - 超音波霧化装置 - Google Patents
超音波霧化装置Info
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- JPH067720A JPH067720A JP19347392A JP19347392A JPH067720A JP H067720 A JPH067720 A JP H067720A JP 19347392 A JP19347392 A JP 19347392A JP 19347392 A JP19347392 A JP 19347392A JP H067720 A JPH067720 A JP H067720A
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- vibrating
- liquid
- vibrating portion
- ultrasonic
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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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- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
- Special Spraying Apparatus (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (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、前記振動体
は、前記圧電振動子の前記電極AまたはBを有する少な
くとも1つの端面上に一体的に連なって固着されてい
て、該圧電振動子に固着された固着部と、前記圧電振動
子の外方に向けて突出する振動部とから成り、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、前記振動体
は、前記圧電振動子の前記電極AまたはBを有する少な
くとも1つの端面上に一体的に連なって固着されてい
て、該圧電振動子に固着された固着部と、前記圧電振動
子の外方に向けて突出する振動部とから成り、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
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
記湾曲構造の凹部に接触され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
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。
【0007】請求項4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。
【0008】
【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。
【0009】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。
【0010】前記振動体は前記圧電振動子の前記電極A
またはBを有する少なくとも1つの端面上に一体的に連
なって固着されていることにより、前記振動部は前記固
着部を固定端とする形で振動するから、前記振動部に供
給された液体はその弾性振動により霧化され前記振動部
の上方に向けて霧として放散される。
またはBを有する少なくとも1つの端面上に一体的に連
なって固着されていることにより、前記振動部は前記固
着部を固定端とする形で振動するから、前記振動部に供
給された液体はその弾性振動により霧化され前記振動部
の上方に向けて霧として放散される。
【0011】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
に接触していることから、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。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。
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
に接触していることから、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。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。
【0012】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。
【0013】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。
【0014】
【実施例】図1は本発明の超音波霧化装置の一実施例を
示す斜視図である。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。
示す斜視図である。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。
【0015】図2は圧電振動子1と振動体2とから成る
複合体の一実施例を示す側面図、図3は図2の複合体の
平面図である。圧電振動子1は矩形板状の圧電磁器11
を有し、圧電磁器11の材質はTDK72A材(製品
名)で、その長さは10mm、幅は9mm、厚さは1m
m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。圧電磁器11
の分極軸の方向は厚さ方向に一致しており、この厚さ方
向に垂直な両端面に電極D,FおよびGが形成されてい
る。電極DおよびFは同一面上に設けられていて互いに
絶縁状態にある。電極Dは圧電磁器11の長さ方向の先
端から4.5mmの部位を覆い、電極Fは電極Dから1
mm離れた残りの部分を覆っている。電極Dには端子P
が取り付けられ、電極Fには端子Qが取り付けられ、電
極Gには端子Rが取り付けられている。圧電振動子1の
一方の端面には、中央部が湾曲した舌片状の振動体2が
取り付けられている。振動板2はニッケル製で、細長い
板状の固着部12において圧電振動子1と一体的に連な
って固着されており、圧電振動子1より突出している部
分の振動体2が振動部13をなしている。固着部12は
電極Fを介して圧電振動子1に接着剤で接着されてい
る。振動体2は長さ10.5mm、幅9mm、厚さ0.
05mmである。固着部12は長さ1.5mm、幅9m
m、厚さ0.05mmである。振動部13は圧電振動子
1の幅方向に沿う縁部から外方に向けて突出している。
振動部13は長さ9mm、幅9mm、厚さ0.05mm
である。
複合体の一実施例を示す側面図、図3は図2の複合体の
平面図である。圧電振動子1は矩形板状の圧電磁器11
を有し、圧電磁器11の材質はTDK72A材(製品
名)で、その長さは10mm、幅は9mm、厚さは1m
m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。圧電磁器11
の分極軸の方向は厚さ方向に一致しており、この厚さ方
向に垂直な両端面に電極D,FおよびGが形成されてい
る。電極DおよびFは同一面上に設けられていて互いに
絶縁状態にある。電極Dは圧電磁器11の長さ方向の先
端から4.5mmの部位を覆い、電極Fは電極Dから1
mm離れた残りの部分を覆っている。電極Dには端子P
が取り付けられ、電極Fには端子Qが取り付けられ、電
極Gには端子Rが取り付けられている。圧電振動子1の
一方の端面には、中央部が湾曲した舌片状の振動体2が
取り付けられている。振動板2はニッケル製で、細長い
板状の固着部12において圧電振動子1と一体的に連な
って固着されており、圧電振動子1より突出している部
分の振動体2が振動部13をなしている。固着部12は
電極Fを介して圧電振動子1に接着剤で接着されてい
る。振動体2は長さ10.5mm、幅9mm、厚さ0.
05mmである。固着部12は長さ1.5mm、幅9m
m、厚さ0.05mmである。振動部13は圧電振動子
1の幅方向に沿う縁部から外方に向けて突出している。
振動部13は長さ9mm、幅9mm、厚さ0.05mm
である。
【0016】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。
【0017】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。
【0018】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圧電振動子1に印加すると圧電
振動子1が励振される。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。振動体2を圧電振動子1の少なくとも一
方の端面上に一体的に連なって固着させる構造を採用し
ていることから、圧電振動子1の励振に伴って振動体2
はその固着部12を固定端とする形で振動され、振動部
13の弾性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2
0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。なお、振動部13の中央部が
湾曲していることから、霧の噴出方向を分散することが
できる。
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圧電振動子1に印加すると圧電
振動子1が励振される。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。振動体2を圧電振動子1の少なくとも一
方の端面上に一体的に連なって固着させる構造を採用し
ていることから、圧電振動子1の励振に伴って振動体2
はその固着部12を固定端とする形で振動され、振動部
13の弾性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2
0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。なお、振動部13の中央部が
湾曲していることから、霧の噴出方向を分散することが
できる。
【0019】図6は圧電振動子1と振動体2との複合体
における電極DとGとの間のアドミタンスの振幅および
位相の周波数特性を示す図である。図6において点線は
圧電振動子1単体の特性を示し、実線は圧電振動子1と
振動体2との複合体の特性を示す。圧電振動子1単体の
主な共振点をf1 ,f2 ,f3 とすると、前記複合体で
はf2 とf3 との間に新たに2つの共振点fa ,fb が
生じていることが確認できる。fo は霧化量が最大にな
るときの周波数を示す。fo は231kHzであり前記
複合体の共振点fb とほぼ一致しているが、振動部13
の長さを短くするに従いfb は高周波側へ偏移する。こ
のfb がf3 の近傍に存在し位相変化の振幅が最大とな
るとき最大の霧化効果が得られる。このようにして圧電
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。
における電極DとGとの間のアドミタンスの振幅および
位相の周波数特性を示す図である。図6において点線は
圧電振動子1単体の特性を示し、実線は圧電振動子1と
振動体2との複合体の特性を示す。圧電振動子1単体の
主な共振点をf1 ,f2 ,f3 とすると、前記複合体で
はf2 とf3 との間に新たに2つの共振点fa ,fb が
生じていることが確認できる。fo は霧化量が最大にな
るときの周波数を示す。fo は231kHzであり前記
複合体の共振点fb とほぼ一致しているが、振動部13
の長さを短くするに従いfb は高周波側へ偏移する。こ
のfb がf3 の近傍に存在し位相変化の振幅が最大とな
るとき最大の霧化効果が得られる。このようにして圧電
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。
【0020】図7は圧電振動子1と振動体2との複合体
において、振動部13の長さを変化させていったときの
振動部13の長さと霧の噴出の高さとの関係を示す特性
図である。ただしこのときの高さは振動部13の湾曲部
の最も高い地点からの高さを表す。振動部13の長さが
9mmのときに霧の高さは55cmの最大値に達した。
において、振動部13の長さを変化させていったときの
振動部13の長さと霧の噴出の高さとの関係を示す特性
図である。ただしこのときの高さは振動部13の湾曲部
の最も高い地点からの高さを表す。振動部13の長さが
9mmのときに霧の高さは55cmの最大値に達した。
【0021】図8は圧電振動子1と振動体2との複合体
において、振動部13の長さを変化させていったときの
振動部13の長さと霧化量との関係を示す特性図であ
る。振動部の長さが9mmのときに霧化量は578cc
/hの最大値に達した。
において、振動部13の長さを変化させていったときの
振動部13の長さと霧化量との関係を示す特性図であ
る。振動部の長さが9mmのときに霧化量は578cc
/hの最大値に達した。
【0022】図9は圧電振動子1と振動体2との複合体
において、振動部13の長さを変化させていったときの
振動部13の長さと消費電力との関係を示す特性図であ
る。振動部の長さが9mmのときには消費電力はほぼ1
Wであった。
において、振動部13の長さを変化させていったときの
振動部13の長さと消費電力との関係を示す特性図であ
る。振動部の長さが9mmのときには消費電力はほぼ1
Wであった。
【0023】
【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。
【0024】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。
【0025】振動体を圧電振動子の少なくとも一方の端
面上に一体的に連なって固着させる構造を採用すること
により、振動部は固着部を固定端とする形で振動するか
ら、前記振動部に供給された液体はその弾性振動により
霧化され前記振動部の上方に向けて霧として放散され
る。
面上に一体的に連なって固着させる構造を採用すること
により、振動部は固着部を固定端とする形で振動するか
ら、前記振動部に供給された液体はその弾性振動により
霧化され前記振動部の上方に向けて霧として放散され
る。
【0026】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。
【0027】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。
【0028】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。
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。
【0029】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。
【0030】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斜視
図。
図。
【図2】圧電振動子1と振動体2とから成る複合体の一
実施例を示す側面図。
実施例を示す側面図。
【図3】図2の複合体の平面図。
【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。
【図6】圧電振動子1と振動体2とから成る複合体にお
けるアドミタンスの振幅および位相の周波数特性を示す
図。
けるアドミタンスの振幅および位相の周波数特性を示す
図。
【図7】圧電振動子1と振動体2とから成る複合体にお
いて、振動部の長さを変化させていったときの振動部の
長さと霧の噴出の高さとの関係を示す特性図。
いて、振動部の長さを変化させていったときの振動部の
長さと霧の噴出の高さとの関係を示す特性図。
【図8】圧電振動子1と振動体2とから成る複合体にお
いて、振動部の長さを変化させていったときの振動部の
長さと霧化量との関係を示す特性図。
いて、振動部の長さを変化させていったときの振動部の
長さと霧化量との関係を示す特性図。
【図9】圧電振動子1と振動体2とから成る複合体にお
いて、振動部の長さを変化させていったときの振動部の
長さと消費電力との関係を示す特性図。
いて、振動部の長さを変化させていったときの振動部の
長さと消費電力との関係を示す特性図。
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 (4)
- 【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、 前記振動体は、前記圧電振動子の前記電極AまたはBを
有する少なくとも1つの端面上に一体的に連なって固着
されていて、該圧電振動子に固着された固着部と、前記
圧電振動子の外方に向けて突出する振動部とから成り、 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に接触されるこ
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または2に記載の超音波霧化装置。 - 【請求項4】 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または3に記載
の超音波霧化装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19347392A JP3304401B2 (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 |
---|---|---|---|
JP19347392A JP3304401B2 (ja) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | 超音波霧化装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH067720A true JPH067720A (ja) | 1994-01-18 |
JP3304401B2 JP3304401B2 (ja) | 2002-07-22 |
Family
ID=16308603
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19347392A Expired - Fee Related JP3304401B2 (ja) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | 超音波霧化装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3304401B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007029772A (ja) * | 2005-07-22 | 2007-02-08 | Mikuni Corp | 噴霧装置 |
JP2015062892A (ja) * | 2013-08-28 | 2015-04-09 | 住友化学株式会社 | 超音波霧化装置 |
WO2017064473A1 (en) * | 2015-10-16 | 2017-04-20 | The Technology Partnership Plc | Linear droplet generating device |
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 |
CN110918357A (zh) * | 2019-12-05 | 2020-03-27 | 湖南嘉业达电子有限公司 | 一种频率自适应的微孔雾化元件及其制备方法 |
-
1992
- 1992-06-26 JP JP19347392A patent/JP3304401B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007029772A (ja) * | 2005-07-22 | 2007-02-08 | Mikuni Corp | 噴霧装置 |
JP2015062892A (ja) * | 2013-08-28 | 2015-04-09 | 住友化学株式会社 | 超音波霧化装置 |
WO2017064473A1 (en) * | 2015-10-16 | 2017-04-20 | The Technology Partnership Plc | Linear droplet generating device |
US10940502B2 (en) | 2015-10-16 | 2021-03-09 | Ttp Plc | Linear droplet generating device |
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 |
CN110918357A (zh) * | 2019-12-05 | 2020-03-27 | 湖南嘉业达电子有限公司 | 一种频率自适应的微孔雾化元件及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3304401B2 (ja) | 2002-07-22 |
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