KR830000663Y1

KR830000663Y1 - Ultrasonic atomization unit

Info

Publication number: KR830000663Y1
Application number: KR2019830001559U
Authority: KR
Inventors: 미노루 다까하시; 세쯔오 미쯔이
Original assignee: 도교덴기 가가꾸 고오교오 가부시기 가이샤; 소노 후꾸지로오
Priority date: 1983-02-21
Filing date: 1983-02-21
Publication date: 1983-05-09

Abstract

내용 없음.No content.

Description

초음파 무화 유니트Ultrasonic atomization unit

제1도는 종래의 잡음 경감대책을 실시한 초음파 무화 유니트의 일례를 표시한 사시도.1 is a perspective view showing an example of an ultrasonic atomization unit that has performed conventional noise reduction measures.

제2도는 종래의 초음파 무화 유니트의 다른 예를 표시한 사시도.2 is a perspective view showing another example of a conventional ultrasonic atomization unit.

제3도는 제2도의 경우의 전기결선을 표시한 회로도.3 is a circuit diagram showing an electrical connection in the case of FIG.

제4도는 본 고안에 관한 초음파 무화 유니트의 실시예를 표시한 사시도.4 is a perspective view showing an embodiment of the ultrasonic atomization unit according to the present invention.

제5도는 동 실시예의 전기결선을 표시한 회로도.5 is a circuit diagram showing the electrical connection of the embodiment.

제6도는 동 실시예의 효과를 표시한 그래프.6 is a graph showing the effect of this embodiment.

제7도는 종래의 초음파 액체무화장치의 압전진동자 여진회로를 표시한 회로도.7 is a circuit diagram showing a piezoelectric vibrator excitation circuit of a conventional ultrasonic liquid atomizer.

제8도는 본 고안에 의한 종래의 초음파 액체무화장치의 압전진동자 여진회로의 실시예를 표시한 회로도.8 is a circuit diagram showing an embodiment of a piezoelectric vibrator excitation circuit of a conventional ultrasonic liquid atomizing device according to the present invention.

제9도는 본 고안의 다른 실시예를 표시한 블록도.9 is a block diagram showing another embodiment of the present invention.

본 고안은, 초음파 무화(霧化) 장치의 초음파 발생부분 즉 초음파 무화 유니트에 관한 것으로, 특히 초음파 무화 유니트의 잡음단자전압 및 복사잡음을 경감하기 위한 구조에 관한 것이다.The present invention relates to an ultrasonic wave generation portion of an ultrasonic atomization device, that is, an ultrasonic atomization unit, and more particularly, to a structure for reducing noise terminal voltage and radiation noise of an ultrasonic atomization unit.

종래 일반적으로, 초음파를 이용해서 물등의 무화를 행하는 초음파 액체무화장치에 있어서는, 압전진동자의 어진 입력주파수가 1 내지 2MHz 정도이며, 고주파 전력도 1시간당 400 내지 500cc의 무화량을 얻는데에 적어도 10 내지 30W의 전력이 필요한 것과, 물을 사용할 경우에 외장케이스에 금속체를 사용하기가 어렵다는 등의 이유로 인하여, 초음파 액체무화장치의 잡음단자전압 및 복사잡음을 유효하게 경감하고 또한 저가격으로 실시가능한 대책을 찾아낸다는 것은 매우 곤란하다.Conventionally, in the ultrasonic liquid atomizing apparatus which uses atomization to atomize water and the like, the piezoelectric vibrator has a built-in input frequency of about 1 to 2 MHz, and a high frequency power is also required to obtain an atomization amount of 400 to 500 cc per hour. Due to the need for 30W of power and the difficulty of using a metal body in the case when water is used, the noise terminal voltage and the radiation noise of the ultrasonic liquid atomizer can be effectively reduced and low-cost measures can be implemented. It is very difficult to find.

제1도는 이와 같은 종래의 압전진동자 및 여진회로를 가진 초음파 무화 유니트 부분에 잡음 경감대책을 실시할 경우를 표시한다. 이 도면에 있어서, 초음파 액체 무화장치의 무화용기 저부에 부착된 체임버기판(chamber base)(1)에는 압전진동자(2)가 고정됨과 동시에, 여진회로가 조립된 기판(3)이 부착되어 있다.FIG. 1 shows a case where noise reduction measures are applied to a portion of the ultrasonic atomization unit having such a conventional piezoelectric vibrator and an excitation circuit. In this figure, the piezoelectric vibrator 2 is fixed to the chamber base 1 attached to the bottom of the atomization container of the ultrasonic liquid atomizer, and the substrate 3 on which the excitation circuit is assembled is attached.

그리고 이 기판(3)의 주위를 환상으로 둘러싸도록 0.2 내지 0.8mm 두께 정도의 구리, 알루미늄 등의 금속판(4)이 절연체(5)를 개재하여 착설된다.A metal plate 4 such as copper and aluminum having a thickness of about 0.2 to 0.8 mm is installed via the insulator 5 so as to annularly surround the periphery of the substrate 3.

이 제1도의 구조에 의하면, 금속판(4)으로 복사잡음을 경감할 수 있으나, 전원선로를 경유하는 잡음에 대해서도 그다지 효과가 없는 결점을 가지고 있다.According to the structure of FIG. 1, although the radiation noise can be reduced by the metal plate 4, it has a drawback which is not so effective also about the noise passing through a power supply line.

제2도 및 제3도는, 또 다른 종래예로서 초음파 무화 유니트의 체임버기판(1)에 착설되는 압전진동자(2) 및 전원회로를 포함한 여진회로(6)를 금속상자(7)로 덮음과 동시에 금속함(7) 내에 잡음필터(8)를 착설해서 복사잡음 및 잡음단자 전압의 억제를 도모한 구조이다.2 and 3 show, as another conventional example, a metal box 7 covering an excitation circuit 6 including a piezoelectric vibrator 2 and a power supply circuit mounted on the chamber substrate 1 of an ultrasonic atomization unit. The noise filter 8 is installed in the metal box 7 to suppress radiation noise and noise terminal voltage.

이 제2도 및 제3도의 경우, 전원회로에서 정류되기 전의 전원선로에 대칭인 잡음필터가 필요하게 되어, 금속상자(7) 내에 있어서 잡음필터(8)의 입력축에 복사잡음이 뛰어드는 것을 방지하는 데에 잡음필터(8)의 차폐가 필요하게 되기 때문에, 구조가 복잡화되고, 고가격이 되는 결점이 생긴다.2 and 3, a symmetrical noise filter is required on the power line before rectifying in the power supply circuit, thereby preventing radiation noise from jumping into the input shaft of the noise filter 8 in the metal box 7. Since the shielding of the noise filter 8 is required for this purpose, the structure is complicated and a disadvantage arises that it is expensive.

본 고안은, 상기의 결점을 제거하고, 간단한 구성에 의해 잡음단자전압 및 복사잡음을 경감할 수 잇는 초음파 무화 유니트를 제공하려는 것이다.The present invention aims to provide an ultrasonic atomization unit which can eliminate the above-mentioned drawbacks and can reduce noise terminal voltage and radiation noise by a simple configuration.

이하, 본 고안에 관한 초음파 무화 유니트의 실시예를 도면에 따라서 설명한다.Hereinafter, an embodiment of an ultrasonic atomization unit according to the present invention will be described with reference to the drawings.

제4도 및 제5도에 있어서, 체임버기판(1)에 부착된 압전진동자(2)를 구동하기 위한 여진회로는, 발진부(10)의 전원부(11)로 분리된다. 그리고, 발진부(10)는 체임버기판(1)에 착설된 구리, 알루미늄 등의 금속틀체(12)로 덮혀, 차폐된다. 상기 발진부(10)는 트랜지스터(13)등을 포함한 트랜지스터 발진회로로서, 이 발진부(10)에 직류전압을 공급하는 전원선로 중 -측 전원선로(N)는 금속틀체(12)에 접속됨과 동시에 기판(3)위에 조립된 전원부(11)의 정류기(14)의 정류출력단의 -측에 접속된다. 한편, +측 전원선로(P)는 금속틀체(12)를 관통하도록 착설되는 절연슬리이브(15)를 개재해서 금속틀체(12)의 외부에 끌어내어지고, 또한 유도자(16)를 개재해서 정류기(14)의 직류출력단의 +측에 접속된다. 또, 정류기(14)의 직류출력단 사이에는 콘덴서(17)가, 교류입력측에는 콘덴서(18)가 각각 착설된다.4 and 5, the excitation circuit for driving the piezoelectric vibrator 2 attached to the chamber substrate 1 is separated by the power supply section 11 of the oscillation section 10. As shown in FIG. The oscillation portion 10 is covered with a metal frame 12 such as copper or aluminum, which is mounted on the chamber substrate 1, and is shielded. The oscillation unit 10 is a transistor oscillation circuit including a transistor 13 and the like. The negative-side power line N of the power line for supplying a DC voltage to the oscillation unit 10 is connected to the metal frame 12 and the substrate. (3) is connected to the negative side of the rectifier output stage of the rectifier 14 of the power supply unit 11 assembled above. On the other hand, the + side power supply line P is drawn to the outside of the metal frame body 12 through the insulating sleeve 15 installed to penetrate the metal frame body 12, and also through the inductor 16 through the rectifier. It is connected to the + side of the DC output terminal of (14). A capacitor 17 is installed between the DC output terminals of the rectifier 14, and a capacitor 18 is installed on the AC input side, respectively.

이상의 구성에 있어서, 발진부(10)에서 발생된 복사잡음은, 금속틀체(12)에 의해서 차단되어, 대폭 감쇄된다. 또, +측 전원선로(P)에 전달되는 잡음전압은 유도자(16), 콘덴서(17), (18)로 구성되는 잡음필터에 의해서 충분히 제거되고, 교류측입력단자(A), (B)에서의 잡음단자 전압은 충분히 낮은 값이 된다.In the above configuration, the radiation noise generated in the oscillation section 10 is blocked by the metal frame 12, and is greatly attenuated. In addition, the noise voltage transmitted to the + side power supply line P is sufficiently removed by the noise filter composed of the inductance 16, the capacitors 17, and 18, and the AC side input terminals A and B. The noise terminal voltage at is low enough.

제6도는 상기 실시예의 경우의 잡음경감 효과를 표시한다. 이 도면에 있어서, 곡선 A는 미대책인 경우, 곡선 B는 실시예의 경우를 표시한다. 이것으로, 충분한 잡음경감 효과가 얻어진다는 것을 알수 있다.6 shows the noise reduction effect in the case of the above embodiment. In this figure, the curve A shows the case of the example, when the curve A is no measure. This shows that a sufficient noise reduction effect is obtained.

상기 실시예에 의하면 다음과 같은 효과를 올릴 수 있다.According to the above embodiment, the following effects can be obtained.

① 여진회로를 발진부(10)와 전원부(11)로 분리하고, 발진부(10)를 금속틀체(12)로 차폐하고, 또한 금속틀체(12)로 부터의 전원선로의 끌어내기를 절연슬리이브(15)를 행하고 있으므로, 복사잡음을 대폭 감쇄시킬 수 있다.(1) Separate the excitation circuit into the oscillation section (10) and the power supply section (11), shield the oscillation section (10) with the metal frame (12), and draw the power line from the metal frame (12) to the insulation sleeve ( 15), the radiation noise can be greatly reduced.

② 발진부(10)와 전원부(11) 내의 정류기(14)와의 사이의 전원선로에 잡음필터를 착설하고 있으므로 교류입력측에 잡음필터를 착설한 경우에 비해서 부품수가 적어도 되어, 경제적이다.(2) Since a noise filter is installed in the power supply line between the oscillation section 10 and the rectifier 14 in the power supply section 11, the number of parts is smaller and more economical than when the noise filter is installed on the AC input side.

③ 복사잡음이 잡음필터에 돌아들어갈 우려가 없으므로, 유도자(16), 콘덴서(17), (18)를 차폐하지 않아도 되어 구성이 간단하다.(3) Since the radiation noise does not return to the noise filter, the inductor 16, the capacitors 17, and 18 do not need to be shielded, so the configuration is simple.

또한, 발열등을 위해서 금속틀체(12)에 미소한 구멍을 다수 천설해도 된다.In addition, a large number of minute holes may be formed in the metal frame 12 for heat generation.

또, 발진출력을 연속 가변하는 형식의 초음파 액체무화장치의 경우는 출력을 가변하는 장치를 무화장치 외부면에 착설할 필요가 있기 때문에 출력가변장치를 연장선로에 따라 끌어내지 않으면 안된다.In addition, in the case of the ultrasonic liquid atomizer of the type of continuously varying the oscillation output, the output variable device must be drawn along the extension line because a device having a variable output must be installed on the outer surface of the atomizer.

제7도는, 이와 같은 경우의 회로구성을 표시하는 일례로서, 콜렉터 접지형 콜피츠자려 발진회로를 사용한 여진회로를 표시한다. 이 도면에 있어서, 전원단자(A), (B)간에 가해지는 교류전압은 정류기(21)에 의해 정류된 후, 평활용 콘덴서(22)에 의해 평활되고, 직류전압으로서 +측선로(P), -측선로(N)에 공급된다. 그리고, 트랜지스터(23)의 콜렉터는 +측선로(A)에 직결되고, 에미터는 코일(24), 코일(25)을 개재하여 -측선로(B)에 접속된다. 트랜지스터(23)의 콜렉터, 베이스간에는 초음파 발생용의 압전진동자(26)가 접속된다. 여기서, 압전진동자(26)의 초음파 방사면측 단자가 +측선로(P)에 연결되고 또한 +측선로(P)는 접지된다. 또, 트랜지스터(23)의 콜렉터와 코일(24), (25)의 접속점과의 사이에는 콘덴서(27)가 접속되고, 베이스와 코일(24)(25)의 접속점과의 사이에 콘덴서(28)가 접속된다. 또한, 바이어스저항기(29) 및 이것에 직렬로 연장선로(30)로 연결되는 가변저항기(31)를 개재하여 트랜지스터(23)의 베이스에 바이어스 전류가 공급된다.FIG. 7 shows an excitation circuit using a collector ground type Colpitts oscillation circuit as an example of the circuit configuration in this case. In this figure, the AC voltage applied between the power supply terminals A and B is rectified by the rectifier 21 and then smoothed by the smoothing capacitor 22, and the + side line P as the DC voltage. ,-Is supplied to the side line (N). The collector of the transistor 23 is connected directly to the + side line A, and the emitter is connected to the-side line B via the coil 24 and the coil 25. A piezoelectric vibrator 26 for generating ultrasonic waves is connected between the collector and the base of the transistor 23. Here, the ultrasonic radiating surface side terminal of the piezoelectric vibrator 26 is connected to the + side line P, and the + side line P is grounded. The capacitor 27 is connected between the collector of the transistor 23 and the connection point of the coils 24 and 25, and the capacitor 28 is connected between the base and the connection point of the coils 24 and 25. Is connected. In addition, a bias current is supplied to the base of the transistor 23 via the bias resistor 29 and the variable resistor 31 connected in series with the extension line 30.

이상의 구성에 있어서, 콘덴서(27)와 코일(25)과는 등가적으로 병렬공진회로를 형성하고, 코일(24)은 파형성형용의 보상코일이며, 콘덴서(22)는 +측선로(P)와 -측선로(N)와의 사이의 고주파 임피이던스를 작게하도록 작용한다. 그리고, 상기 병렬공진회로가 용량성이고, 압전진동자(26)가 유도성으로 콜피츠발진회로는 발진동작을 행하여 수 10W의 출력을 얻고 있다.In the above configuration, a parallel resonance circuit is formed equivalently to the capacitor 27 and the coil 25, the coil 24 is a compensation coil for waveform shaping, and the capacitor 22 is a + side line P. It acts to reduce the high frequency impedance between-and side line (N). The parallel resonant circuit is capacitive, and the piezoelectric vibrator 26 is inductive, and the Colpitts oscillation circuit performs oscillation operation to obtain an output of several 10W.

상기 구성에 의하면, 트랜지스터(23)의 클렉터를 접지할 수 있으므로, 콜렉터측으로부터의 잡음의 방사는 방사되지만, 베이스에 접속되는 연장선로(30)로부터의 복사잡음이 문제가 된다. 즉, 발진출력을 가변하기 위한 가변저항기(31)는, 조정에 편리하도록 초음파 액체무화장치의 케이스 등에 부착되는 것이 보통으로서 연장선로(31)가 길어질 경향이 있으며, 이 부분에 고주파전류가 흐르고 있기 때문에, 이 부분에는 전파복사를 하는 결과가 된다.According to the above configuration, since the collector of the transistor 23 can be grounded, radiation of noise from the collector side is emitted, but radiation noise from the extension line 30 connected to the base becomes a problem. That is, the variable resistor 31 for varying the oscillation output is usually attached to the case of the ultrasonic liquid atomizer so as to be convenient for adjustment, and the extension line 31 tends to be long, and a high frequency current flows in this portion. Therefore, radio waves are radiated to this part.

본 고안은, 상기점에 비추어 발진용 트랜지스터의 베이스 바이어스회로에 필터회로를 삽입하므로서 발진출력을 연속 가변할 수 있고 더우기 복사잡음을 경감하는 것을 가능하게 하려는 것이다.The present invention aims at making it possible to continuously change the oscillation output and to reduce radiation noise by inserting a filter circuit into the base bias circuit of the oscillation transistor in view of the above points.

제8도는 본 고안의 다른 실시예를 표시한 도면이다. 발진용의 트랜지스터(23)의 베이스 바이어스회로에는, 코일(40) 및 콘덴서(41)의 필터회로가 삽입되고, 이 필터회로(42)를 개재하여 바이어스 저항기(29)와 이것에 연장선로(30)로 직렬접속된 가변저항기(31)가 트랜지스터(23)의 콜렉터, 베이스 사이에 접속된다.8 is a view showing another embodiment of the present invention. The filter circuits of the coil 40 and the condenser 41 are inserted into the base bias circuit of the oscillation transistor 23, and the bias resistor 29 and the extension line 30 are interposed therebetween through the filter circuit 42. The variable resistor 31 connected in series with the () is connected between the collector of the transistor 23 and the base.

이 경우, 가변저항기(31)의 일단이 연장선로(30)를 개재하여 +측선로(P)에 접속되도록 한다.In this case, one end of the variable resistor 31 is connected to the + side line P via the extension line 30.

기타의 구성은 제7도와 마찬가지이다.The rest of the configuration is the same as in FIG.

상기 실시예에 의하면, 압전진동자(26)의 구동임피이던스에 비해, 필터회로(42)의 삽입으로 베이스바이어스회로의 고주파 임피이던스를 충분히 높일 수 잇고, 베이스 바이어스회로에 흐르는 고주파전류를 대폭 작게할 수가 있다. 따라서, 연장선로(30)로부터의 전파복사에 기인하는 복사잡음을 경감할 수 있고, 연장선로(30)를 어느정도 길게하는 것도 가능하게 된다. 또, 가변저항기(31)를 +측선로(P)측에 착설하므로서, 바이어스 저항기(29)로 고주파를 감쇄시킬 수도 있으므로 필터회로(42)의 코일(40), 콘덴서(41)의 효과는 더욱 커진다.According to the above embodiment, compared with the driving impedance of the piezoelectric vibrator 26, the insertion of the filter circuit 42 can sufficiently increase the high frequency impedance of the base bias circuit, and can significantly reduce the high frequency current flowing through the base bias circuit. . Therefore, it is possible to reduce radiation noise due to radio wave radiation from the extension line 30, and to extend the extension line 30 to some extent. In addition, since the variable resistor 31 is installed on the side of the + side line P, the high frequency can be attenuated by the bias resistor 29, so that the effects of the coil 40 and the capacitor 41 of the filter circuit 42 are further reduced. Grows

제9도는, 상기 실시예의 블록도로서 복사잡음을 경감하기 위해서 발진부를 시일드한 상태를 표시한다.9 is a block diagram of the above embodiment, showing a state in which the oscillation unit is shielded to reduce radiation noise.

이 도면에 있어서, 발진부(50)는 제8도의 필터회로(42)를 구비한 콜렉터 접지형 콜피츠 자려발진회로이며 발진부(50)의 전원선로는 관통콘덴서(51)를 통해서 시일드케이스(52)에서 끌어내어지고, 전원잡음필터(53)를 개재하여 전원회로(54)에 접속된다. 또한, 압전진동자(26)는 용기(55)의 저부에 장착되고, 용기(55)내의 액체(56)와 접하는 초음파 방사면측 단자가 접지된다. 또, 가변저항기(31)는 연장선로(30)로 발진부(50)에 연결된다.In this figure, the oscillator 50 is a collector ground type Colpitts self-oscillating circuit including the filter circuit 42 of FIG. 8 and the power line of the oscillator 50 is sealed through the through-capacitor 51. ), And is connected to the power supply circuit 54 via the power supply noise filter 53. In addition, the piezoelectric vibrator 26 is mounted to the bottom of the container 55, and the ultrasonic radiation surface side terminal in contact with the liquid 56 in the container 55 is grounded. In addition, the variable resistor 31 is connected to the oscillator 50 by an extension line 30.

상기 제9도의 실시예에 의하면, 연장선로측의 복사잡음뿐만 아니라, 전원측의 잡음도 제거할 수 있다.According to the embodiment of FIG. 9, not only the radiation noise on the extension line side but also the noise on the power supply side can be removed.

또한, 제7도의 회로구성에 제9도와 마찬가지인 시일드 및 전원측 잡음필터를 부가한 경우의 복사잡음의 전계강도는 약 55dB(0dB=1μV/m)이었으나, 필터회로(42)의 콘덴서(41)를 10,000PF, 코일(40)을 100μH로 설정된 제9도의 실시예에서는, 약 40dB가 되고, 필터회로(42)의 베이스 바이어스회로에의 삽입에 의해 극히 유효한 결과가 얻어졌다.In addition, the electric field intensity of the radiation noise when the shield and power supply side noise filter similar to that of FIG. 9 was added to the circuit configuration of FIG. 7 was about 55 dB (0 dB = 1 μV / m), but the capacitor 41 of the filter circuit 42 In the example of FIG. 9 in which 10,000 PF and coil 40 were set to 100 mu H, the result was about 40 dB, and an extremely effective result was obtained by inserting the filter circuit 42 into the base bias circuit.

상기 각 실시예에서는, N-P-N 트랜지스터의 콜렉터 접지의 경우를 예시하였으나, P-N-P 트랜지스터의 클렉터 접지로도 마찬가지인 효과가 얻어지는 것은 명백하다.In each of the above embodiments, the case of collector ground of the N-P-N transistor is exemplified, but it is clear that the same effect can be obtained even with the collector ground of the P-N-P transistor.

상술한 바와 같이, 본 고안에 의한 초음파 액체무화장치의 초음파 무화 유니트에 의하면, 베이스바이어스회로에 가변저항기를 착설하여 출력조정을 행할 경우에 있어서도 필터회로의 베이스 바이어스 회로에의 삽입에 의해 복사잡음의 대폭적인 경감을 도모할 수가 있다.As described above, according to the ultrasonic atomization unit of the ultrasonic liquid atomizer according to the present invention, even when a variable resistor is installed in the base bias circuit and the output adjustment is performed, insertion of the radiation noise by insertion of the filter circuit into the base bias circuit is performed. I can plan a big relief.

Claims

체임버기판과, 이 체임버기판에 부착되는 압전진동자와, 이 압전진동자를 구동하는 여진회로를 구비한 초음파 무화 유니트에 있어서, 상기 여진회로를 발진부(10)와, 정류기(14)를 포함한 전원부(11)로 분리하여, 그 발진부(10)를 금속틀체(12)로 차폐하고, 상기 발진부(10)로부터의 한쪽 전원선로(P)를 상기 금속틀체(12)를 관통하는 절연 슬리이브(15)를 통해서 끌어내고 또한 유도자(16)를 개재하여 상기 정류기(14)의 한쪽 직류출력단에 접속하고, 상기 발진부(10)로 부터의 다른쪽 전원선로(N)를 상기 금속틀체(12)에 접속하고, 또한 상기 정류기(14)의 다른쪽 직류출력단에 접속함과 동시에, 그 정류기(14)의 직류출력단 사이에 콘덴서(17)를 착설한 것을 특징으로 하는 초음파 무화 유니트.In an ultrasonic atomizing unit having a chamber substrate, a piezoelectric vibrator attached to the chamber substrate, and an excitation circuit for driving the piezoelectric vibrator, the excitation circuit includes the oscillation section 10 and a power supply section including a rectifier 14. ) And shield the oscillation part 10 with the metal frame 12, and the insulation sleeve 15 which penetrates one power line P from the oscillation part 10 through the metal frame 12. Through the inductor 16 and connected to one DC output terminal of the rectifier 14, and the other power supply line N from the oscillator 10 to the metal frame 12, And a condenser (17) installed between the DC output terminal of the rectifier (14) and the DC output terminal of the rectifier (14).