JPS599731Y2 - liquid atomizer - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、圧電磁器振動子の振動を利用して液体に超音
波振動を与えることにより、液体を霧化させる液体霧化
器に関する。[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to a liquid atomizer that atomizes a liquid by applying ultrasonic vibration to the liquid using the vibration of a piezoelectric ceramic vibrator.

此種の液体霧化器は、例えばＰＺＴなどの圧電磁器振動
子が、液体のない状態で励振されると、１〜５秒程度の
極く短時間で振動子の特性が劣化し、霧化能力が著しく
低下したり、または最悪の場合には振動子が破壊される
。In this type of liquid atomizer, when a piezoelectric ceramic vibrator such as PZT is excited in the absence of liquid, the characteristics of the vibrator deteriorate in a very short time of about 1 to 5 seconds, and the atomization is interrupted. The performance will be significantly reduced, or in the worst case, the vibrator will be destroyed.

そこで従来は、液位と共に上下動するフロートマグネッ
トと、このフロートマグネットが近接することにより作
動するリードスイッチとを組合せた空焚防止装置を付設
し、液位低下時に圧電磁器振動子の励振を停止させるよ
うにしてあった。Therefore, in the past, a dry firing prevention device was installed that combined a float magnet that moves up and down with the liquid level and a reed switch that is activated when the float magnet approaches, and stops the excitation of the piezoelectric ceramic vibrator when the liquid level drops. I was trying to make him do it.

しかしながら、従来の空焚防止装置は、部品点数が多く
、構造が複雑で、コスト高になるうえに、液体を貯める
容器が傾斜したり、液面が大きく揺れたりするような用
途に使用すると、誤動作を起したり、あるいは振動子が
液面から露出し、空焚の危険があるときに正確に動作せ
ず、振動子を破壊してしまうことがあった。However, conventional dry-burn prevention devices have a large number of parts, a complicated structure, and are expensive, and when used in applications where the liquid storage container is tilted or the liquid level fluctuates greatly, There were cases where malfunctions occurred, or when the vibrator was exposed above the liquid surface and there was a risk of dry firing, the vibrator did not operate correctly and was destroyed.

また、このような事態の発生を防止するためには、安全
上、容器内にかなり液体が残った状態でリードスイッチ
が動作するような構或にしなければならず、容器の有効
利用が図れない。Furthermore, in order to prevent such a situation from occurring, for safety reasons, it is necessary to create a structure in which the reed switch operates with a considerable amount of liquid remaining in the container, which prevents effective use of the container. .

また、振動子の駆動電圧又は電流を検出し、過大電圧、
電流が検出された場合には空焚であるとして振動子の励
振を停止させるものも知られているが、前記過大電圧、
電流は、振動子の液体側表面に液体が完全に無くなった
ことによって生じるものであって、空焚によって二次的
に発生する回路の損傷を避けることを主目的とするもの
であることから、振動子自体の空焚による破損を防止す
ることができず、前述のフロート式の空焚防止装置を付
設せざるを得なかった。It also detects the driving voltage or current of the vibrator and detects excessive voltage or current.
Some devices are known that stop the excitation of the vibrator when a current is detected, indicating that it is dry firing.
The current is generated when there is no liquid on the liquid side surface of the vibrator, and the main purpose is to avoid damage to the circuit that would occur secondary to dry firing. It was not possible to prevent the vibrator itself from being damaged due to dry firing, and the aforementioned float-type dry firing prevention device had to be attached.

本考案は上述する従来の欠点を除去し、液面の傾斜、揺
れなどにも拘らず、迅速かつ確実に空焚を防止し得る高
信頼度の空焚防止装置を備えた液体霧化器を提供するこ
とを目的とする。The present invention eliminates the above-mentioned drawbacks of the conventional liquid atomizer and provides a liquid atomizer equipped with a highly reliable dry-firing prevention device that can quickly and reliably prevent dry-firing even when the liquid level is tilted, shakes, etc. The purpose is to provide.

上記目的を達戒するため、本考案は、圧電振動子の振動
を利用して液体を霧化させる液体霧化器において、前記
圧電振動子は一対の駆動電極とは異なる第３の電極を有
し、該第３の電極より取り出される振動振幅に比例する
出力が、予め定められたレベルを超えた時に前記圧電振
動子の励振を停止させる回路を有することを特徴とする
。In order to achieve the above object, the present invention provides a liquid atomizer that atomizes liquid using the vibration of a piezoelectric vibrator, in which the piezoelectric vibrator has a third electrode different from the pair of driving electrodes. The piezoelectric vibrator is characterized in that it includes a circuit that stops excitation of the piezoelectric vibrator when an output proportional to the vibration amplitude taken out from the third electrode exceeds a predetermined level.

以下実施例たる添付図面を参照し、本考案の内容を具体
的に詳説する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The contents of the present invention will be explained in detail below with reference to the accompanying drawings which are examples.

第１図は本考案に係る液体霧化器の電気回路図であり、
１は直流電源回路、２は励振回路、３は空焚防止回路で
ある。FIG. 1 is an electrical circuit diagram of a liquid atomizer according to the present invention,
1 is a DC power supply circuit, 2 is an excitation circuit, and 3 is a dry firing prevention circuit.

直流電源回路１は、交流電源４と、整流回路５と、平滑
コンデンサ６とを備えて構威されている。The DC power supply circuit 1 includes an AC power supply 4, a rectifier circuit 5, and a smoothing capacitor 6.

励磁回路２は、トランジスタＱと、インダクタＬ１，Ｌ
２，Ｌ３と、コンデンサＣ１〜Ｃ４と、抵抗Ｒ１〜Ｒ５
および外部に設けられる調整用可変抵抗ＶＲとより構威
され、トランジスタＱのコレクタとベースとの間には、
コンテ゛ンサＣ３を介して、ＰＺＴ等の圧電磁器振動子
７が接続されている。The excitation circuit 2 includes a transistor Q and inductors L1 and L.
2, L3, capacitors C1 to C4, and resistors R1 to R5
and an externally provided adjustment variable resistor VR, and between the collector and base of the transistor Q,
A piezoelectric ceramic vibrator 7 made of PZT or the like is connected via a capacitor C3.

前記圧電磁器振動子７は、板状をなす磁器素体の液体と
接する面に、第１の駆動電極８を設けると共に、反対側
の面に第２の駆動電極９及びこの駆動電極９から独立し
た第３の電極１０を設けてある。The piezoelectric ceramic vibrator 7 is provided with a first drive electrode 8 on the surface of the plate-shaped porcelain body that comes into contact with the liquid, and a second drive electrode 9 on the opposite surface and a second drive electrode 9 that is independent of the drive electrode 9. A third electrode 10 is provided.

駆動電極８，９は、供電線１１．１２を介して、トラン
ジスタＱのコレクタ、ベース側にそれぞれ接続されてい
る。Drive electrodes 8 and 9 are connected to the collector and base sides of transistor Q via power supply lines 11 and 12, respectively.

また第３の電極１０は、振動振幅に比例する出力を取り
出すために設けたものであり、空焚防止回路３の空焚検
出端となるものである。Further, the third electrode 10 is provided to extract an output proportional to the vibration amplitude, and serves as a dry-firing detection end of the dry-firing prevention circuit 3.

空焚防止回路３は、前記抵抗Ｒ２と共に電源電圧を分圧
して前記トランジスタＱのベースのバイアス電圧を供給
する抵抗Ｒ３〜Ｒ５と、この抵抗Ｒ３，Ｒ４と抵抗Ｒ５
との接続点と負側電源線１３との間に挿入されたスイッ
チング素子としてのサイリスタＳＣＲと、前記第３の電
極１０の出力が所定レベルを超えた時にサイリスタＳＣ
Ｒを点弧させる点弧回路とを備えて構威されている。The dry firing prevention circuit 3 includes resistors R3 to R5 that divide the power supply voltage together with the resistor R2 and supply a bias voltage to the base of the transistor Q, and these resistors R3, R4 and a resistor R5.
A thyristor SCR as a switching element is inserted between the connection point of the third electrode 10 and the negative power supply line 13, and when the output of the third electrode 10 exceeds a predetermined level, the thyristor SC
It is equipped with an ignition circuit for igniting R.

点弧回路は、前記第３の電極１０の出力電圧を分圧する
コンデンサＣ５、抵抗Ｒ６と、該抵抗Ｒ６に生じる第２
図ａに示す電圧を整流して、第２図ｂの出力を得るダイ
オードＤと、抵抗Ｒ７およびコンテ゛ンサＣ６と、コン
デンサＣ６のｂ点側の電位が、第２図ｂに示すように予
め定められたレベル■。The ignition circuit includes a capacitor C5 that divides the output voltage of the third electrode 10, a resistor R6, and a second voltage generated across the resistor R6.
Diode D, resistor R7, capacitor C6, and the potential at point b of capacitor C6 are predetermined as shown in FIG. 2b to rectify the voltage shown in FIG. Level ■.

を超過した時に導通して、サイリスタＳＣＲにゲート電
流を供給するツエナーダイオードＺＤおよび抵抗Ｒ８と
から構或されている。It is composed of a Zener diode ZD and a resistor R8, which become conductive when the current exceeds the current value, and supply a gate current to the thyristor SCR.

上記の回路構威において、空焚またはそれに近い状態に
なると、圧電磁器振動子７の振動振幅が正常時より著る
しく大きくなり、第３の電極１０の出力電圧が正常時電
圧を大きく超過することとなる。In the above circuit configuration, when dry firing or a state close to it occurs, the vibration amplitude of the piezoelectric ceramic vibrator 7 becomes significantly larger than in the normal state, and the output voltage of the third electrode 10 greatly exceeds the normal state voltage. It happens.

この結果、ａ点の電位が第２図ａのＰで示すように過大
となり、この整流電圧たるｂ点の電位がツエナーダイオ
ードＺＤのツエナー電位■。As a result, the potential at point a becomes excessive as shown by P in FIG.

を超えるから、サイリスタＳＣＲか゛点弧してトランジ
スタＱのベース・エミツタ間のバイアス電圧を低下させ
るので、励振回路２の発振動作が停止する。, the thyristor SCR fires and the bias voltage between the base and emitter of the transistor Q is lowered, so that the oscillation operation of the excitation circuit 2 is stopped.

これにより圧電磁器振動子７の励振が停止され、圧電磁
器振動子７が空焚またはそれに近い状態による破損から
保護されることとなる。As a result, the excitation of the piezoelectric ceramic vibrator 7 is stopped, and the piezoelectric ceramic vibrator 7 is protected from damage due to dry firing or a state close to it.

なお、励振回路２および空焚防止回路３としては、この
実施例以外に種々のものが考えられる。It should be noted that various types of excitation circuit 2 and dry firing prevention circuit 3 are conceivable in addition to this embodiment.

たとえば空焚検出時に、圧電磁器振動子７への供電線１
１．１２を開路とする構戊や、スイッチング素子たるサ
イリスタＳＣＲの代りに、トランジスタや機械的リレー
等を用いる構戊としてもよい。For example, when detecting dry firing, the power supply line 1 to the piezoelectric ceramic vibrator 7
It is also possible to use a structure in which 1.12 is open, or a structure in which a transistor, a mechanical relay, or the like is used instead of the thyristor SCR as a switching element.

ただし、実施例に示すような回路構或とした場合には、
迅速な励振停止動作が可能となり、振動子を破損から有
効に保護できる利点がある。However, if the circuit structure is as shown in the example,
This has the advantage that excitation can be stopped quickly and the vibrator can be effectively protected from damage.

また圧電磁器振動子７としては、第３図に示すように、
駆動電極９と第３の電極１０とを同心状に配設したもの
や、第４図に示すように、駆動電極９の近傍に小さな第
３の電極１０を設けたもの等が採用できるが、第３図に
示すものが、振動子装着時に方向性を持たないため、接
触電極接続体による電極８，９．１０を簡単に引き出す
ことができるという意味で有利である。Moreover, as the piezoelectric ceramic vibrator 7, as shown in FIG.
It is possible to adopt a structure in which the drive electrode 9 and the third electrode 10 are arranged concentrically, or a structure in which a small third electrode 10 is provided near the drive electrode 9 as shown in FIG. The one shown in FIG. 3 is advantageous in the sense that the electrodes 8, 9, and 10 formed by the contact electrode connector can be easily pulled out because the vibrator has no directionality when attached.

以上述べたように、本考案は、圧電振動子の振動を利用
して液体を霧化させる液体霧化器において、前記圧電振
動子は一対の駆動電極とは異なる第３の電極を有し、該
第３の電極より取り出される振動振幅に比例する出力が
、予め定められたレベルを超えたときに、前記圧電振動
子の励振を停止させる回路を有することを特徴とするか
ら、液面の傾斜、揺れなどにも拘らず、空焚状態を確実
に検知し、圧電磁器振動子の励振を迅速に停止してその
破損を確実に防止することができる。As described above, the present invention provides a liquid atomizer that atomizes liquid using the vibration of a piezoelectric vibrator, in which the piezoelectric vibrator has a third electrode different from the pair of drive electrodes, The invention is characterized by comprising a circuit that stops excitation of the piezoelectric vibrator when an output proportional to the vibration amplitude taken out from the third electrode exceeds a predetermined level, so that the slope of the liquid level can be reduced. , it is possible to reliably detect the dry firing state despite vibrations, quickly stop the excitation of the piezoelectric ceramic vibrator, and reliably prevent damage to the piezoelectric ceramic vibrator.

また、純回路的な手段によって空焚を防止する構或であ
って、従来のようにフロートマグットやリードリレー等
を付設する必要がなくなるから、検出精度の向上、構造
の簡単化、小型化等が図られ、信頼性も向上する。In addition, the structure prevents dry firing through pure circuit means, eliminating the need for float magnets, reed relays, etc. as in the past, improving detection accuracy, simplifying the structure, and reducing size. etc., and reliability is also improved.

したがって本考案は、自動車の室内加湿器などのように
、液面が激しく傾斜し揺動する用途として誠に好適な液
体霧化器を提供することができる。Therefore, the present invention can provide a liquid atomizer that is very suitable for applications where the liquid level is severely tilted and oscillated, such as in an automobile indoor humidifier.

【図面の簡単な説明】 第１図は本考案に係る液体霧化器の電気回路図、第２図
ａは第１図のａ点の電圧波形図、第２図ｂは第１図のｂ
点の電圧波形図、第３図ａ，ｌ）および第４図ａ，ｌ）
は本考案に係る液体霧化器に用いられる圧電磁器振動子
の別々の実施例における底面図、断面をそれぞれ示して
いる。 ２・・・・・・励振回路、３・・・・・・空焚防止回路
、７・・・・・・圧電磁器振動子、８，９・・・・・・
駆動電極、１０・・・・・・第３の電極。[Brief Description of the Drawings] Fig. 1 is an electric circuit diagram of a liquid atomizer according to the present invention, Fig. 2 a is a voltage waveform diagram at point a in Fig. 1, and Fig. 2 b is a voltage waveform diagram at point a in Fig. 1.
Voltage waveform diagrams at points, Fig. 3 a, l) and Fig. 4 a, l)
1A and 1B respectively show a bottom view and a cross section of different embodiments of a piezoelectric ceramic vibrator used in a liquid atomizer according to the present invention. 2... Excitation circuit, 3... Dry firing prevention circuit, 7... Piezoelectric ceramic vibrator, 8, 9...
Drive electrode, 10...Third electrode.

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] （１）圧電振動子の振動を利用して液体を霧化させる液
体霧化器において、前記圧電振動子は、一対の駆導電極
とは異なる第３の電極を有し、該第３の電極より取り出
される振動振幅に比例する出力が、予め定められたレベ
ルを超えたときに前記圧電振動子の励振を停止させる回
路を有することを特徴とする液体霧化器。(1) In a liquid atomizer that atomizes liquid using vibrations of a piezoelectric vibrator, the piezoelectric vibrator has a third electrode different from the pair of driving electrodes, and the third electrode A liquid atomizer comprising a circuit that stops excitation of the piezoelectric vibrator when an output proportional to the vibration amplitude extracted from the piezoelectric vibrator exceeds a predetermined level. （２）前記第３の電極は、前記駆動電極の一方と同一の
面上に同心状に設けられることを特徴とする実用新案登
録請求の範囲第１項に記載の液体霧化器。(2) The liquid atomizer according to claim 1, wherein the third electrode is provided concentrically on the same surface as one of the drive electrodes.