KR100268533B1 - 표면탄성파를이용한분무장치및분무방법 - Google Patents

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Abstract

표면 탄성파를 이용한 초음파 분무 장치가 개시된다. 분무 장치는 표면 탄성파를 발생하는 진동자(11)와, 진동자의 진동면상에 미소 간극을 두고 배치된 다수의 관통공을 갖는 다공 박판(12a)을 구비한다. 액체 용기(18)내의 액체(19)는 표면 탄성파에 의한 진동에 의해, 또는 모세관 현상에 의해 진동자와 다공 박판과의 사이의 미소 간극부내로 흡인된다. 표면 탄성파의 진동은 미소 간극부내의 액체를 통해 다공 박판(12a)으로 전달되며, 이 박판의 구멍내로 침투한 미량의 액체는 진동에 의해 분무화되어 외부로 분무된다. 이 분무 장치에 따르면, 소전력의 전지를 이용하여 분무를 행할 수 있게 되고, 또한 액체의 공급량과 분무량과의 밸런스를 양호하게 유지할 수 있다.

Description

표면 탄성파를 이용한 분무 장치 및 분무 방법{ATOMIZER AND ATOMIZING METHOD UTILIZING SURFACE ACOUSTIC WAVE}
표면 탄성파를 이용한 분무 장치는 Proceedings of 8th IEEE International Workshop on Micro Electrictro Mechanical Systems 30 January-2 February 1995 Amsterdam, The Netherlands의 "Surface Acoustic Wave Atomizer with Pumping Effect"에 상세히 기재되어 있다. 도 1은 이 문헌에 기재되어 있던 분무 장치를 도시하고 있다. 분무 장치는 표면에 한 쌍의 빗형 전극(5, 5)을 가지며 표면 탄성파를 발생하는 진동자(3)와, 이 진동자(3)의 진동면 측에 배치된 커버(4)와, 튜브(1)를 구비한다. 분무되어야 할 액체(2)는 화살표 A로 도시된 바와 같이, 튜브(1)를 통하여 진동자(3)와 커버(4) 사이의 미소 간극 내로 공급된다. 진동자(3)와 커버(4) 사이의 미소 간극으로부터 유출된 액체(2)는 표면 탄성파 진동에 의해 무화(霧化 : atomization)하여 분무된다.
도 1에 도시된 분무 장치에서는 액체 공급량과 분무량의 밸런스가 무너졌을 경우에 여러 가지의 문제점이 발생한다. 액체 공급량이 지나치게 많았을 경우에는 오버플로가 발생하고 분무가 멈춘다. 한편, 액체 공급량이 부족할 경우에는 분무가 간헐적으로 되어 연속적이고 스무스한 분무를 행할 수 없게 된다. 또, 표면 탄성파의 진동만으로 액체를 무화하여 분무하기 위해서는 큰 전기적 에너지가 필요하게 되고 작은 전력의 건전지에 의한 구동으로는 원하는 동작을 행하는 것이 곤란하다.
따라서, 본 발명의 목적은 액체 공급량과 분무량과의 밸런스를 양호하게 유지하여 안정된 분무를 행할 수 있는 분무 장치 및 분무 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 전지 등의 작은 전력으로도 안정된 분무를 행할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 효율적인 무화 및 분무를 행할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명은 표면 탄성파를 이용한 분무 장치 및 분무 방법에 관한 것으로, 특히 천식이나 폐 질환 등의 치료에 사용되는 초음파 분무 장치에 관한 것이다.
도 1은 표면 탄성파를 발생하는 진동자를 이용한 종래의 분무 장치를 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 일 실시예의 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예의 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예의 사용 상태를 설명하기 위한 도면.
도 5는 분무 장치를 내장한 흡입기의 일례를 나타내는 도면.
도 6은 표면 탄성파를 발생하는 진동자를 나타내는 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 다른 실시예를 나타내는 사시도.
도 8은 상기 다른 실시예의 사용 상태를 설명하기 위한 도면.
도 9는 돌출한 비전파부를 갖는 진동자를 나타내는 사시도.
도 10은 본 발명에 따른 또 다른 실시예의 블록도.
도 11은 분무 장치의 분해 사시도.
도 12는 진동자와 다공 박판을 갖는 캡을 조합한 상태의 단면도.
도 13은 액체를 공급하기 위한 기구를 나타내는 단면도.
본 발명에 따른 분무 장치는 표면 탄성파를 발생하는 진동자와, 진동자의 진동면 위에 미소 간극을 두고 배치된 다수의 관통공을 갖는 다공 박판과, 진동자와 다공 박판 사이의 미소 간극부 내로 액체를 공급하기 위한 수단을 구비한다. 미소 간극부 내의 액체는 진동자에 의해서 전파되는 표면 탄성파 진동에 의해서 무화되어 다공 박판의 관통공을 통해 분무된다.
상기한 발명에 따르면, 표면 탄성파에 의한 진동은 미소 간극부 내의 액체를 통해 다공 박판으로 전달된다. 다공 박판의 진동에 의해 관통공에 침투한 미량의 액체는 무화되어 분무된다. 도 1에 도시된 분무 장치에서는 진동자 상의 액체를 표면 탄성파의 진동에 의해 직접 무화하여 분무하는 것이기 때문에 큰 전기 에너지가 필요하게 된다. 한편, 본 발명의 분무 방법에서는 도 1에 도시된 장치에 비하여 1/10 이하의 2W 정도의 작은 전력의 전지 구동으로 분무를 행할 수 있게 된다.
다공 박판은 다수의 관통공을 갖는 것이다. 다공 박판의 재료로서는 진동의 흡수에 의한 진폭의 감쇠가 적은 단단한 재질의 세라믹스가 바람직하다. 세라믹스는 부식 방지성이 우수하고 인체에 대한 안전성도 확인되고 있다. 따라서, 예컨대 천식 치료 등에 이용하는 각종 물약을 분무하는 분무기에 있어서는 세라믹스로 만든 다공 박판(메시)이 가장 적합하다.
바람직한 실시예로서는, 분무 장치는 진동자 및 다공 박판의 양쪽을 미소 간극을 두고 유지하는 유지구를 구비한다. 이러한 유지구를 구비함으로써 진동자와 다공 박판 사이의 간극은 항상 일정하게 유지된다.
일 실시예에서는 진동자와 다공 박판 사이의 미소 간극부 내에 액체를 공급하는 액체 공급 수단은 무화되어야 할 액체를 저장하는 액체 용기를 포함한다. 액체 용기 내의 액체는 표면 탄성파에 의한 진동에 의해, 또는 모세관 현상에 의해서 미소 간극부 내로 흡인된다. 본 실시예에 따르면, 미소 간극부 내의 액체가 무화 된 후에도 미소 간극부 내로는 계속해서 표면 탄성파에 의한 진동 및/또는 표면 장력에 의한 모세관 현상에 따라서 자동적으로 액체가 공급되기 때문에 액체의 공급량과 분무량과의 밸런스를 양호하게 유지할 수 있다. 또한, 미소 간극부 내로 액체를 강제적으로 송출하는 수단을 특별히 필요로 하지 않기 때문에 분무 장치의 소형화를 실현할 수 있다.
표면 탄성파에 의한 진동 및/또는 표면 장력에 의한 모세관 현상에 의해서 액체 용기로부터 미소 간극부 내로 효율적으로 액체를 흡인하기 위해서 바람직하게는 진동자와 다공 박판 사이의 간격은 액체 용기에 접근함에 따라 점차로 커지게 된다.
진동자는 표면 탄성파가 전파되어야 하는 전파부와 표면 탄성파가 전파되지 않는 비전파부를 갖는다. 바람직한 일 실시예에서는, 진동자와 다공 박판 사이의 미소 간극부는 전파부와 비전파부에 걸쳐 연장된다. 표면 탄성파에 의한 진동 및/또는 모세관 현상에 의해서 액체 용기 내의 액체를 미소 간극부 내로 흡인하기 위해서 비전파부 상의 미소 간극부가 액체 용기 내의 액체에 잠긴다. 본 구성이라면, 표면 탄성파에 의해 진동하는 영역이 액체에 잠기지 않기 때문에 진동의 부하는 커지지 않고 대폭적인 진동 진폭의 감소는 일어나지 않는다. 따라서, 분무의 세기나 무화 효율이 양호하게 유지된다.
또 다른 실시예에서는, 분무 장치의 액체 공급 수단은 무화되어야 하는 액체를 저장하는 액체 용기와, 액체 용기 내의 액체를 필요에 따라 강제적으로 미소 간극부 내에까지 송출하는 액체 송출 수단과, 미소 간극부 내의 액체의 유무를 검출하는 액체 검출 수단과, 액체 검출 수단으로부터의 신호에 응답하여 액체 송출 수단의 동작을 제어하는 제어 수단을 구비한다. 본 실시예에서는, 미소 간극부 내의 액체 유무의 검출 결과에 따라서 미소 간극부 내로의 액체의 공급을 행하는 것이기 때문에 액체의 공급량과 분무량과의 사이에 양호한 밸런스를 유지할 수 있다. 액체 검출 수단은, 예컨대 미소 간극부 내의 진동자의 진동면 위에 간격을 두고 배치된 제1 전극과 제2 전극을 구비하여 양 전극 간의 용량 변화에 따라 액체의 유무를 검출한다.
본 발명에 따른 분무 방법은 표면 탄성파를 발생하는 진동자의 진동면 위에 미소 간극을 두고 다수의 관통공을 갖는 다공 박판을 배치하는 공정과, 미소 간극부 내로 액체를 유도하는 공정과, 미소 간극부 내의 액체를 진동자에 의해 전파되는 표면 탄성파 진동에 의해서 무화하고 다공 박판의 관통공을 통해 분무하는 공정을 구비한다. 하나의 실시예에서는, 무화되는 액체는 액체를 저장하고 있는 액체 용기로부터 표면 탄성파에 의한 진동에 의해, 또는 모세관 현상에 의해서 미소 간극부 내로 흡인된다. 다른 일 실시예에서는, 무화되어야 하는 액체는 액체를 저장하고 있는 액체 용기로부터 구동 수단에 의해 강제적으로 미소 간극부 내로 송출된다. 본 발명의 상술한 목적, 기타 특징 및 이점은 도면을 참조하여 행하는 이하의 상세한 설명으로부터 더욱 확실해진다.
이하에서는 도 2, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예를 설명한다.
분무 장치는 표면 탄성파를 발생하는 진동자(11)와 거의 중앙에 메시(12a)를 갖는 박판(12) 및 유지구(13)를 구비한다.
진동자(11)는 예컨대 니오브산리튬(LiNbO3)으로 만들어지는 장방형상의 기판(14)과, 이 기판(14)의 표면에 형성된 1 쌍의 빗형 전극(15, 15)을 포함한다. 1 쌍의 빗형 전극(15, 15)의 빗살 부분(15a)은 기판(14)의 길이 방향을 따라 서로 교대로 위치하도록 배치되어 있다. 1 쌍의 빗형 전극(15, 15) 사이에 고주파의 전압을 인가하면 표면 탄성파가 발생한다. 이 표면 탄성파는 진동자(11)의 길이 방향을 따라 전파한다. 진동자(11)의 기판(14)은 그 측부에 위치 결정용 돌기(14a, 14a)를 갖고 있다.
거의 사각형의 박판(12)은 다수의 관통공을 형성하는 메시(12a)를 포함한다. 메시(12a)의 각 구멍은 진동에 의해 발생하는 분무 입자의 지름보다도 충분히 큰 지름으로 설정된다.
메시(12a)의 재질로서는 세라믹스가 바람직하다. 세라믹스는 진동을 별로 흡수하지 않으므로 진폭의 감쇠가 적다. 또한, 세라믹스는 부식 방지성이 우수하며 인체에 대한 안전성도 확인되어 있다.
유지구(13)는 도시하는 바와 같이 정면에서 본 형상이 거의 U 자 형상이고 상측에서 본 형상이 거의 직사각형이다. 유지구(13)는 1 쌍의 측벽부(13a, 13a)를 가지고 있고, 그들 내벽면에 홈(16, 17)이 형성되어 있다. 홈(16)은 진동자(11)를 수납하여 유지하는 것으로 유지구(13)의 저벽부(bottom wall part)(13b)에 대하여 거의 평행하게 연장되어 있다. 홈(17)은 메시 부착 박판(12)을 수납하여 유지하기 위한 것이다. 홈(17)은 유지구(13)의 저벽부(13b)에 대하여 각도를 가지고 형성되어 있기 때문에 홈(17)과 홈(16) 사이의 간격은 일정하지 않다. 그 양쪽 홈 사이의 간격은 선단으로 갈수록 커지게 되어 있다. 치수적인 일예로서 예컨대, 홈(16)의 길이를 10(10mm)로 했을 때, 선단에서의 홈(16)과 홈(17) 사이의 최대 간격은 1(1mm)정도가 된다.
진동자(11)와 메시 부착 박판(12)과 유지구(13)를 조립하여 분무 장치를 만드는 경우, 우선 진동자(11)의 기판(14)의 선단을 화살표 A로 나타내는 방향으로 이동시켜 유지구(13)의 홈(16) 내에 끼워넣는다. 진동자(11)의 이동은 위치 결정용 돌편(14a)이 유지구(13)에 접촉할 때까지 행한다. 계속해서 메시가 부착된 박판(12)을 화살표 B로 나타내는 방향으로 이동시켜 유지구(13)의 홈(17) 내에 끼워넣는다. 이렇게 해서, 도 3에 나타내는 분무 장치를 얻을 수 있다. 유지구(13)에 의해 유지된 진동자의 진동면과 메시 부착 박판(12)과의 사이에는 미소 간극이 만들어진다. 진동자(11)와 박판(12) 사이의 간격은 선단으로 갈수록 점차로 커지게 되어 있다.
이어서, 도 4를 참조하여 분무 장치의 사용시의 동작을 설명한다.
액체 용기(18)에는 분무되어야 하는 액체(19)가 저장되어 있다. 진동자(11)의 선단 및/또는 메시 부착 박판(12)의 선단은 액체 용기(18) 속의 액체에 잠긴다. 즉, 진동자(11)와 박판(12) 사이의 미소 간극부는 액체 중에 잠긴다. 이 상태로 진동자(11)가 구동되면 진동자(11)의 빗살 부분(15a)으로부터 표면 탄성파가 발생하며, 이 표면 탄성파는 진동자(11)의 진동면 상을 전파하여 액체 용기(18)의 액체면에까지 이른다. 이 표면 탄성파에 의한 진동과 표면 장력에 의한 모세관 현상에 의해 액체(19)는 진동자(11)와 박판(12)과의 사이의 미소 간극부로 흡인된다. 미소 간극부 내의 액체의 양은 미량 또한 적량이고, 작은 전력으로 구동된 표면파의 진동 진폭에 의해 충분히 무화될 수 있는 것이다. 진동자(11)의 진동면에서의 진동은 미소 간극부 내의 액체를 통해 박판(12)의 메시(12a)에 전달된다. 메시(12a)의 진동에 의해 구멍부에 침투한 미량의 액체는 무화되어 분무된다.
도 5는 도 2 내지 도 4에 나타낸 분무 장치를 내장한 흡입기의 단면도이다. 흡입기는 본체 케이스(21)와 물약 용기(18)를 구비한다. 본체 케이스(21)에는 진동자(11)와 메시 부착 박판(12) 및 유지구(13)로 이루어지는 분무 장치에 추가로 진동자(11)를 구동하기 위한 회로를 탑재하는 회로 기판(23), 전지(24) 및 전원 스위치(25)가 수납되어 있다. 물약 용기(18)는 사용시에 물약(19)을 저장하는 것으로 본체 케이스(21)의 하부에 장착된다. 도시하는 바와 같이, 진동자(11) 및 메시 부착 박판(12)의 하단부는 물약(19) 속에 잠긴다. 진동자(11)와 메시 부착 박판(12) 사이의 미소 간극부에는 액체가 충전되므로 전원 스위치(25)를 켜면 표면 탄성파의 진동에 의해 미소 간극부의 액체는 박판(12)의 메시(12a)의 구멍 내에서 무화되어 외부로 분무된다. 참조 번호 20은 분출된 안개이다.
이상의 실시예에 따르면, 박판(12)의 메시(12a)의 구멍 내로 침투한 미량의 액체를 표면 탄성파 진동에 의해서 무화하여 분무하는 것이기 때문에 건전지에 의한 구동에 의해서도 안정된 분무를 행할 수 있다. 더욱이 미소 간극부 내로의 액체의 공급은 표면 탄성파에 의한 진동 및/또는 표면 장력에 의해 자동적으로 행해지므로 강제적으로 액체를 이송하기 위한 수단은 특별히 필요치 않으며, 따라서 소형의 분무 장치를 얻을 수 있다. 또, 무화에 따라 액체 용기로부터 액체가 공급되므로 액체의 공급량과 분무량과의 밸런스를 양호하게 유지할 수 있다.
또, 다수의 관통공을 갖는 다공 박판으로서 메시 부착 박판(12)을 이용하였지만, 그러한 메시에 한정되는 것이 아니라 평평한 박판에 다수의 관통공을 뚫은 것이어도 좋다.
도 6은 1 쌍의 빗형 전극(31, 31)을 갖는 진동자(30)를 도시하고 있다. 1 쌍의 빗형 전극(31, 31) 사이로의 전압의 인가에 의해 발생한 표면 탄성파는 빗형 전극의 빗살 부분이 겹쳐 있는 영역의 폭으로 진동자(30)의 길이 방향으로 전파된다. 도 6에 있어서, 사선으로 나타내는 영역(32)은 표면 탄성파가 전파되는 전파부이고, 그 이외의 영역(33)은 표면 탄성파가 전파되지 않은 비전파부이다. 진동자(30)의 선단부가 액체속에 잠기지 않은 상태에서는, 표면 탄성파는 진동자(30)의 단면으로 반사되어 진행파와 간섭하여 정재파(standing wave)가 발생하여 진동 진폭이 증대한다. 그러나 전술한 실시예와 같이, 진동자(30)의 단면을 액체속에 잠기게 하면 진동의 부하가 증대하고 액체속에 탄성 표면파가 확산하여 정재파에 의한 진동 진폭의 증대를 기대할 수 없게 될 우려가 있다. 다시 말하면, 진동자(30) 중 액체 속에 잠기는 부분이 탄성 표면파의 전파 방향측이면 분무의 세기나 무화 효율이 저하될 우려가 있다.
그래서, 도 7 내지 도 9에 나타내는 실시예에서는 진동자(30) 중 표면 탄성파가 전파되지 않은 비전파부를 액체 속에 잠기도록 하는 것이다. 보다 구체적으로는, 도 7에 도시된 바와 같이 메시(34a)를 갖는 박판(34)은 진동자(30)의 전파부와 비전파부의 양쪽에 걸쳐 대면하여 미소 간극부를 형성하고 있다. 진동자(30)와 메시(34a) 부착 박판(34) 사이의 간격은 액체 용기로 접근함에 따라서 점차로 커지게 되어 있다.
도 8은 진동자(30)의 측방에 위치하는 비전파부와 메시 부착 박판(34)의 선단을 액체 용기(35)의 액체 속에 잠겨 있는 상태를 나타내고 있다. 본 실시예에서는 표면 탄성파가 전파되는 전파부가 액체 속에 잠기지 않기 때문에 진동 부하는 증대하지 않으며 진동 진폭의 감소도 일어나지 않는다. 따라서 분무의 세기나 무화 효율의 향상이 기대된다.
도 9는 표면 탄성파를 발생하는 진동자(36)의 다른 예를 도시하고 있다. 도시하는 진동자(36)는 표면 탄성파가 전파되지 않는 영역에, 그 외측 가장 자리를 팽출(swelling)시키는 돌출부(36a)를 가지고 있다. 이 돌출부(36a)가 액체 용기 내의 액체 속에 잠긴다.
도 2 내지 도 9에 나타내는 실시예에서는, 진동자와 다공 박판 사이의 미소 간극부로의 액체의 공급이 표면 탄성파에 의한 진동에 의해, 또는 표면 장력에 의한 모세관 현상에 의해 자동적으로 행해지는 것이었다. 한편, 도 10 내지 도 13에 나타내는 실시예는 미소 간극부로의 액체의 공급을 구동 수단에 의해서 강제적으로 행한다. 이 경우, 액체의 공급량과 분무량과의 사이에 양호한 밸런스를 유지할 필요가 있다.
도 11을 참조하면, 분무 장치는 표면 탄성파를 발생하는 진동자(44)를 유지하는 본체(51)와, 진동자(44)를 내부에 수납하도록 본체(51)에 장착되는 메시 부착 캡(45)과, 진동자(44)의 진동면 위에 공급되는 액체를 저장하는 액체 용기(46)를 구비한다.
도 12를 참조하여, 캡(45)은 중앙에 개구를 갖는 상부 캡(45a)과, 하부 캡(45b)과, 코일 스프링(50)의 탄발력(彈發力)에 의해서 유지된 메시(48)를 구비한다. 하부 캡(45b)의 측벽에는 액체 용기(46)의 돌출 파이프(56)를 수납하는 긴 구멍(49)이 형성되어 있다. 도 12로부터 밝혀진 바와 같이, 메시(다공 박판)(48)와 진동판(44)의 진동면과의 사이에는 미소 간극부가 형성된다. 이 미소 간극부에 액체 용기(46) 내의 액체가 돌출 파이프(56)를 통해 공급된다.
도 13은 액체 용기(46)에 관련한 구성을 도시하고 있다. 액체 용기(46)는 내부에 액체(57)를 저류하고, 그 상부 공간은 밀폐되어 있다. 본체(51) 내에 수납된 가압 펌프(47)에 의해 송출되는 고압 공기는 튜브(53) 및 역지 밸브(54)를 경유하여 액체 용기(46)의 상부 공간으로 도입된다. 이 고압 공기의 도입에 의해 액체 용기(46) 내의 압력이 상승하여, 그 결과 액체 용기(46) 내의 액체(57)는 튜브(55) 및 돌출 파이프(56)를 경유하여 진동자(44)와 메시(48) 사이의 미소 간극부로 송출된다.
도 10 내지 도 13에 도시된 분무 장치는 진동자(44)와 메시(48) 사이의 미소 간극부 내의 액체의 유무를 검출하는 액체 검출 수단을 구비한다. 구체적으로는, 미소 간극부 내의 진동자(44)의 진동면 위에 간격을 두고 2 개의 전극이 배치된다. 한쪽 전극은 돌출 파이프(56)에 의해서 그 기능이 완수된다. 다른쪽 전극(60)은 본체(51)로부터 돌출하고 있다. 돌출 파이프(56)(제1 전극)와 제2 전극(60)과의 사이에는 간격이 비어 있고, 이 부분에 있어서의 액체의 유무에 따라 양쪽 전극 간의 용량 변화가 생긴다. 이 용량 변화에 의해서 액체의 유무를 검출하는 것이다. 본체(51)에는 전극 콘택트(59)가 설치되어 있다. 액체 용기(46)에도 전극 콘택트(59)에 접촉하는 전극 콘택트(58)가 설치되어 있다. 돌출 파이프(56)와 전극 콘택트(58)와는 전기적으로 접속된다.
다공 박판인 메시(48)의 재질은 세라믹스가 최적이다. 메시의 구멍 크기등에 의해 무화량의 격차가 생길 가능성이 있다. 그와 같은 무화량의 격차가 있다고 해도 연속적으로 안정된 분무를 행하는 것이 요망된다. 그래서, 도 10 내지 도 13에 나타낸 실시예에서는 미소 간극부 내의 액체의 유무를 검출하는 액체 검출 수단을 설치하여 이 액체 검출 수단으로부터의 신호에 응답하여 액체 용기(46) 내의 액체를 미소 간극부 내로 강제적으로 이송하도록 하고 있다. 이러한 제어를 위해서 도 10에 도시된 바와 같이, 분무 장치는 건전지(40), 전원 회로(41), 제어 회로(42), 발진 회로(43), 가압 펌프(47) 및 액체 용기(46)를 구비한다. 그 동작은 다음과 같이 행해진다.
진동자(44)와 메시(48) 사이의 미소 간극부 내에 적량의 액체가 존재하고 있을 때에는 가압 펌프(47)는 구동되지 않는다. 한편, 미소 간극부 내의 액체가 없어졌을 경우에는 제1 전극(56)과 제2 전극(60)과의 사이의 용량이 변화하기 때문에 액체가 없는 것이 검출된다. 제어 회로(42)는 그 검출 신호에 응답하여 가압 펌프(47)를 구동한다. 가압 펌프(47)로부터 송출된 고압 공기는 액체 용기(46) 내에 도입되어, 그 결과 액체 용기(46) 속의 액체는 튜브(55) 및 돌출 파이프(56)를 경유하여 진동자(44)와 메시(48)와의 미소 간극부 내로 송출된다. 진동자(44)의 진동면을 전파해 온 표면 탄성파의 진동은 미소 간극부의 액체를 통해 메시(48)에 전달되며, 메시(48)의 구멍 내로 침투한 미량의 액체를 무화하여 외부로 분무한다. 이 동작의 반복에 의해 액체의 공급량과 분무량과의 밸런스가 양호하게 유지된다. 본 실시예에서는, 액체 용기(46) 내로 고압 공기를 도입하여 액체를 이송하는 것이기 때문에 액체 용기(46) 내의 액체를 충분히 소비할 수 있다. 미소 간극부 내에 적량의 액체가 존재하고 있을 때에는 가압 펌프(47)는 구동되지 않으므로 미소 간극부로의 액체의 공급은 간헐적으로 행해진다.
갈수를 검출하는 전극 센서(56, 60)는 오동작 방지를 위해 정기적으로 착탈하여 세척할 필요가 있다. 도시한 실시예에서는, 부품 점수 삭감 및 구성의 단순화를 위해 돌출 파이프(56)를 한쪽 전극 센서로서 겸용하여 이용하고 있다.
이상, 도면을 참조하여 본 발명의 몇 개의 실시예를 예시적으로 설명하였지만, 본 발명은 도시된 실시예에 한정되는 것이 아니라 균등한 범위 내에서 여러 가지의 수정이나 변형이 가능하다.
본 발명은 천식 치료나 폐질환 치료 등에 유효한 물약을 분무하는 흡입기 등에 유리하게 적용될 수 있다.

Claims (14)

  1. 표면 탄성파를 발생하는 진동자(11, 30, 36, 44)와;
    상기 진동자의 진동면 위에 간극 공간의 폭이 일정하지 않는 미소 간극을 두고 배치된 다수의 관통공을 갖는 다공 박판(12a, 34a, 48)과;
    상기 진동자와 상기 다공 박판과의 사이의 미소 간극부 내로 액체를 공급하기 위한 수단을 구비하고;
    상기 진동자에 의해서 전파되는 표면 탄성파 진동에 의해 상기 미소 간극부내의 액체를 무화하여 상기 다공 박판의 관통공을 통해 분무하는 것을 특징으로 하는 분무 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 다공 박판은 메시인 것을 특징으로 하는 분무 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 다공 박판은 세라믹으로 만든 것을 특징으로 하는 분무 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 진동자 및 상기 다공 박판의 양쪽을 미소 간극을 두고 유지하는 유지구(13)를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 분무 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 액체 공급 수단은 무화되어야 하는 액체를 저장하는 액체 용기(18, 35)를 포함하고,
    상기 액체 용기 내의 액체는 표면 탄성파에 의한 진동에 의해 또는 모세관 현상에 의해 상기 미소 간극부 내로 흡인되는 것을 특징으로 하는 분무 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 진동자와 상기 다공 박판 사이의 간격은 상기 액체 용기에 접근함에 따라 점차로 커지도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 분무 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 진동자는 표면 탄성파가 전파되는 전파부(32)와 표면 탄성파가 전파되지 않는 비전파부(33)를 가지며,
    상기 미소 간극부는 상기 전파부와 상기 비전파부에 걸쳐 연장되고,
    상기 비전파부가 상기 액체 용기 내의 액체에 잠기는 것을 특징으로 하는 분무 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 진동자는 표면 탄성파가 전파되지 않은 영역에 그 바깥쪽 가장 자리를 팽출시키는 돌출부(36a)를 가지며,
    상기 돌출부가 상기 액체 용기 내의 액체에 잠기는 것을 특징으로 하는 분무 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 액체 공급 수단은,
    무화되어야 하는 액체를 저장하는 액체 용기(46)와;
    상기 액체 용기 내의 용액을 필요에 따라 강제적으로 상기 미소 간극부 내에 까지 송출하는 액체 송출 수단(47)과;
    상기 미소 간극부 내의 액체의 유무를 검출하는 액체 검출 수단(56, 60)과;
    상기 액체 검출 수단으로부터의 신호에 응답하여 상기 액체 송출 수단의 동작을 제어하는 제어 수단(42)을 구비하는 것을 특징으로 하는 분무 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 액체 검출 수단은 상기 미소 간극부 내의 상기 진동자의 진동면 위에 간격을 두고 배치된 제1 전극(56) 및 제2 전극(60)을 구비하여, 양쪽 전극 간의 용량 변화에 의해 액체의 유무를 검출하는 것을 특징으로 하는 분무 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 액체 송출 수단은 상기 미소 간극부 내에 액체 토출구를 갖는 토출 파이프(56)를 가지며,
    상기 토출 파이프는 상기 제1 전극으로서 사용되는 것을 특징으로 하는 분무 장치.
  12. 표면 탄성파를 발생하는 진동자의 진동면 위에 간극 공간의 폭이 일정하지 않는 미소 간극을 두고 다수의 관통공을 갖는 다공 박판을 배치하는 공정과;
    상기 미소 간극부 내로 액체를 유도하는 공정과;
    상기 미소 간극부 내의 액체를 진동자에 의해서 전파되는 표면 탄성파 진동에 의해서 무화하여 상기 다공 박판의 관통공을 통해 분무하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 분무 방법.
  13. 제12항에 있어서, 무화되어야 하는 액체는 액체를 저장하고 있는 액체 용기로부터 표면 탄성파에 의한 진동에 의해 또는 모세관 현상에 의해 상기 미소 간극부 내로 흡인되는 것을 특징으로 하는 분무 방법.
  14. 제12항에 있어서, 무화되어야 하는 액체는 액체를 저장하고 있는 액체 용기로부터 구동 수단에 의해서 강제적으로 미소 간극부로 송출되는 것을 특징으로 하는 분무 방법.
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JPH04349961A (ja) * 1991-05-27 1992-12-04 Tdk Corp 超音波霧化器

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