JP2718567B2 - 超音波霧化装置 - Google Patents
超音波霧化装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 （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。
より液体を霧化する超音波霧化装置に関する。
（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。
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。
（発明が解決しようとする課題） 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、均一性、または駆動電源のコストのいずれ
かにおいて難点があった。
子の微小性、均一性、または駆動電源のコストのいずれ
かにおいて難点があった。
本発明の目的は、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。
性、均一性、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。
（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、 圧電振動子の舌片状の振動板を固着してなる超音波励
振器と、 前記振動板と微少な間隙を隔てて対面する補助板と、 液体を収容する槽と、 前記超音波励振器および前記補助板を前記槽に対して
所定の位置関係に保持する手段とを備えてなり、 前記振動板には多数の穴が設けてあり、 前記保持手段は、前記振動板を前記液体の表面に対し
て傾斜させ、かつ該振動板を前記補助板より上側に位置
させることを特徴とする。
振器と、 前記振動板と微少な間隙を隔てて対面する補助板と、 液体を収容する槽と、 前記超音波励振器および前記補助板を前記槽に対して
所定の位置関係に保持する手段とを備えてなり、 前記振動板には多数の穴が設けてあり、 前記保持手段は、前記振動板を前記液体の表面に対し
て傾斜させ、かつ該振動板を前記補助板より上側に位置
させることを特徴とする。
請求項２に記載の超音波霧化装置は、 前記補助板は圧電振動子に比べて音響インピーダンス
が低い発泡スチロールその他の物質から成ることを特徴
とする。
が低い発泡スチロールその他の物質から成ることを特徴
とする。
請求項３に記載の超音波霧化装置は、 前記保持手段が前記圧電振動子と前記補助板とを圧接
させるクリップを含むことを特徴とする。
させるクリップを含むことを特徴とする。
請求項４に記載の超音波霧化装置は、 前記圧電振動子が圧電磁器と、該圧電磁器の分極軸に
垂直な両面に形成されている電極とから成ることを特徴
とする。
垂直な両面に形成されている電極とから成ることを特徴
とする。
請求項５に記載の超音波霧化装置は、 前記振動板が、前記圧電振動子の少なくとも一方の面
上に一体的に連なって固着されており、前記圧電振動子
の外方に向けて前記圧電振動子の該面にほぼ平行に突出
する振動部を有し、前記穴は該振動部に設けられてい
て、前記穴における前記振動板の一方の開口面積と他方
の開口面積とが異なることを特徴とする。
上に一体的に連なって固着されており、前記圧電振動子
の外方に向けて前記圧電振動子の該面にほぼ平行に突出
する振動部を有し、前記穴は該振動部に設けられてい
て、前記穴における前記振動板の一方の開口面積と他方
の開口面積とが異なることを特徴とする。
請求項６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のうちの一つが前記圧電
振動子と前記振動板との複合体の共振周波数のうちの一
つにほぼ等しいことを特徴とする。
振動子と前記振動板との複合体の共振周波数のうちの一
つにほぼ等しいことを特徴とする。
請求項７に記載の超音波霧化装置は、 前記圧電振動子が長さと幅の寸法比がほぼ１に等しい
矩形状の板であることを特徴とする。
矩形状の板であることを特徴とする。
（作用） 請求項１に記載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板との複合体の共
振周波数にほぼ等しい周波数の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
記振動板を振動させ、前記液体収容槽に収容されている
液体は、前記液体の表面に対して傾斜してなる前記振動
板と前記振動板の下側に位置する前記補助板との微少間
隙内に流入し、これら振動板および補助板と共に振動
し、前記振動板に設けられている穴を通して前記振動板
の上面側に移りながら微小な粒子の霧となりその振動板
の上方に放出される。
振動子には前記圧電振動子と前記振動板との複合体の共
振周波数にほぼ等しい周波数の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
記振動板を振動させ、前記液体収容槽に収容されている
液体は、前記液体の表面に対して傾斜してなる前記振動
板と前記振動板の下側に位置する前記補助板との微少間
隙内に流入し、これら振動板および補助板と共に振動
し、前記振動板に設けられている穴を通して前記振動板
の上面側に移りながら微小な粒子の霧となりその振動板
の上方に放出される。
本発明では、液体が穴を通過しながら霧化される。こ
のような霧化工程の採用により、本発明による霧化は粒
子の微小性、均一性を促す。さらに、前記振動板を前記
液体の表面に対して傾斜させるとともに、前記補助板を
前記振動板に対して微小な間隙を隔てて設けた構造の採
用により、効率の良い霧化が実現でき、従って多量の霧
化が低消費電力で実現でき、あわせて装置の小形化も容
易にできる。
のような霧化工程の採用により、本発明による霧化は粒
子の微小性、均一性を促す。さらに、前記振動板を前記
液体の表面に対して傾斜させるとともに、前記補助板を
前記振動板に対して微小な間隙を隔てて設けた構造の採
用により、効率の良い霧化が実現でき、従って多量の霧
化が低消費電力で実現でき、あわせて装置の小形化も容
易にできる。
請求項２に記載の超音波霧化装置は、前記補助板が圧
電振動子に比べて音響インピーダンスが低い発泡スチロ
ールその他の物質から成ることにより、前記圧電振動子
の励振が前記補助板に伝搬するのが抑制され、効率良く
前記振動板を振動させることができる。従って効率の良
い霧化を実現できる。
電振動子に比べて音響インピーダンスが低い発泡スチロ
ールその他の物質から成ることにより、前記圧電振動子
の励振が前記補助板に伝搬するのが抑制され、効率良く
前記振動板を振動させることができる。従って効率の良
い霧化を実現できる。
請求項３に記載の超音波霧化装置は、前記保持手段が
前記圧電振動子と前記補助板とを圧接させるクリップを
含む。前記クリップで前記圧電振動子と前記補助板とを
圧接すると、両者が互いの位置関係を一定にして安定に
保持され、ひいては振動板と補助板との微少な間隙が安
定に保持される。また、クリップで両者を圧接する構造
では、圧電振動子の振動エネルギーが補助板に漏れ難
く、圧電振動子の励振は振動板に効率良く伝搬され、従
って効率の良い霧化を実現できる。
前記圧電振動子と前記補助板とを圧接させるクリップを
含む。前記クリップで前記圧電振動子と前記補助板とを
圧接すると、両者が互いの位置関係を一定にして安定に
保持され、ひいては振動板と補助板との微少な間隙が安
定に保持される。また、クリップで両者を圧接する構造
では、圧電振動子の振動エネルギーが補助板に漏れ難
く、圧電振動子の励振は振動板に効率良く伝搬され、従
って効率の良い霧化を実現できる。
請求項４に記載の超音波霧化装置では、前記圧電振動
子が前記圧電磁器と、前記圧電磁器の分極軸に垂直な両
面に形成されている電極とからなる。交流電圧は該電極
を介して前記圧電振動子に印加され、前記振動子は励振
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形化でき、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。
子が前記圧電磁器と、前記圧電磁器の分極軸に垂直な両
面に形成されている電極とからなる。交流電圧は該電極
を介して前記圧電振動子に印加され、前記振動子は励振
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形化でき、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。
請求項５に記載の超音波霧化装置は、前記振動板が前
記圧電振動子の少なくとも一方の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
を固定端とする片持ち梁の形で屈曲振動するから、前記
微少間隙内の液体はその弾性振動により垂直方向上方に
向けて霧として放散される。また、前記穴における一方
の開口面積が他方の開口面積より大きいから、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
て減少するから、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。
記圧電振動子の少なくとも一方の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
を固定端とする片持ち梁の形で屈曲振動するから、前記
微少間隙内の液体はその弾性振動により垂直方向上方に
向けて霧として放散される。また、前記穴における一方
の開口面積が他方の開口面積より大きいから、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
て減少するから、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。
請求項６に記載の超音波霧化装置では、前記圧電振動
子の共振周波数のうちの一つが前記圧電振動子と前記振
動板との複合体の共振周波数のうちの一つにほぼ等しい
から、その共通の共振周波数の電圧を前記圧電振動子に
印加かることにより、該振動板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。
子の共振周波数のうちの一つが前記圧電振動子と前記振
動板との複合体の共振周波数のうちの一つにほぼ等しい
から、その共通の共振周波数の電圧を前記圧電振動子に
印加かることにより、該振動板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。
請求項７に記載の超音波霧化装置では、前記圧電振動
子が長さと幅の寸法比がほぼ１に等しい矩形状の板であ
ることにより、前記圧電振動子と前記振動板との複合体
の結合振動が増強され、霧化効率が促進される。
子が長さと幅の寸法比がほぼ１に等しい矩形状の板であ
ることにより、前記圧電振動子と前記振動板との複合体
の結合振動が増強され、霧化効率が促進される。
（実施例） 次に実施例を挙げて本発明を一層詳しく説明する。
第１図（ａ）は本発明の超音波霧化装置の一実施例を
示す断面図である。本実施例は接着剤を介して銅箔から
なる端子P,Qが取りつけられている圧電振動子１と、振
動板２と、補助板３と、クリップ４と液体収容槽５とか
らなる。但し、第１図には圧電振動子１に交流電圧を供
給する電源回路が併せて示してあり、使用時には液体収
容槽５は適量の液体で満たしておく。
示す断面図である。本実施例は接着剤を介して銅箔から
なる端子P,Qが取りつけられている圧電振動子１と、振
動板２と、補助板３と、クリップ４と液体収容槽５とか
らなる。但し、第１図には圧電振動子１に交流電圧を供
給する電源回路が併せて示してあり、使用時には液体収
容槽５は適量の液体で満たしておく。
圧電振動子１と振動板２とからなる超音波励振器は補
助板３にクリップ４で固着させ、水平面に対し30度の角
度で振動板２の先端だけを液面に触れさせる。これは振
動板２に触れる液体の量を制限し、効率良く霧化を行う
ためである。超音波励振器が必要以上に液面に触れる
と、超音波振動のエネルギーのほとんどが水中に放出さ
れてしまい、霧化効率が低くなるからである。その振動
板２を水平面に対し30度の角度で保持する手段（図示は
省略）が設けてある。
助板３にクリップ４で固着させ、水平面に対し30度の角
度で振動板２の先端だけを液面に触れさせる。これは振
動板２に触れる液体の量を制限し、効率良く霧化を行う
ためである。超音波励振器が必要以上に液面に触れる
と、超音波振動のエネルギーのほとんどが水中に放出さ
れてしまい、霧化効率が低くなるからである。その振動
板２を水平面に対し30度の角度で保持する手段（図示は
省略）が設けてある。
第１図（ｂ）はクリップ４の斜視図、第１図（ｃ）は
クリップ４の側面図である。クリップ４はステンレスス
チール製で弾力により圧電振動子１と補助板３とを圧接
させている。第２図は前記超音波励振器の一実施例を示
す平面図、第３図は第２図の前記超音波励振器の側面図
である。圧電振動子１は矩形板状の圧電磁器30を有し、
圧電磁器30の材質はTDK72A材（製品名）で、その長さは
40mm、幅は20mm、厚さは1mm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30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面にAu電極31およびAu電極
32が形成されている。Au電極31は圧電磁器30の一方の面
をおおい、Au電極32は圧電磁器30のもう一方の面をおお
っている。Au電極31には端子Ｐが取り付けられ、Au電極
32には端子Ｑが取り付けられている。端子Ｐおよび端子
Ｑは圧電磁器30の幅方向に沿う一方の縁部に配置されて
いる。
クリップ４の側面図である。クリップ４はステンレスス
チール製で弾力により圧電振動子１と補助板３とを圧接
させている。第２図は前記超音波励振器の一実施例を示
す平面図、第３図は第２図の前記超音波励振器の側面図
である。圧電振動子１は矩形板状の圧電磁器30を有し、
圧電磁器30の材質はTDK72A材（製品名）で、その長さは
40mm、幅は20mm、厚さは1mm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30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面にAu電極31およびAu電極
32が形成されている。Au電極31は圧電磁器30の一方の面
をおおい、Au電極32は圧電磁器30のもう一方の面をおお
っている。Au電極31には端子Ｐが取り付けられ、Au電極
32には端子Ｑが取り付けられている。端子Ｐおよび端子
Ｑは圧電磁器30の幅方向に沿う一方の縁部に配置されて
いる。
圧電振動子１の一方の面には、舌片状の振動板２が取
り付けられている。振動板２にニッケル製で、細長い板
状の固着部21によって圧電振動子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
振動板２が振動部20をなしている。固着部21はAu電極31
を介して圧電振動子１に接着剤33で接着されている。振
動板２は長さ25mm、幅20mm、厚さ0.05mmである。固着部
21は長さ20mm、幅5mm、厚さ0.05mmである。
り付けられている。振動板２にニッケル製で、細長い板
状の固着部21によって圧電振動子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
振動板２が振動部20をなしている。固着部21はAu電極31
を介して圧電振動子１に接着剤33で接着されている。振
動板２は長さ25mm、幅20mm、厚さ0.05mmである。固着部
21は長さ20mm、幅5mm、厚さ0.05mmである。
振動部20は、圧電振動子１の幅方向に沿う縁部から外
方に向けて、圧電振動子１の板面に平行に伸び、突出し
ている。振動部20は長さ20mm、幅20mm、厚さ0.05mmであ
る。振動部20には、その厚さ方向に貫通する微細な複数
の穴22が設けられていて、穴22の形状はすり鉢状であっ
て、その入口側の直径寸法は0.1mm、出口側の直径寸法
は0.02mmである。第２図の円内は穴22の平面拡大図、第
３図はダ円内は穴22の縦断面拡大図である。各穴22は等
しいピッチで配列されている。
方に向けて、圧電振動子１の板面に平行に伸び、突出し
ている。振動部20は長さ20mm、幅20mm、厚さ0.05mmであ
る。振動部20には、その厚さ方向に貫通する微細な複数
の穴22が設けられていて、穴22の形状はすり鉢状であっ
て、その入口側の直径寸法は0.1mm、出口側の直径寸法
は0.02mmである。第２図の円内は穴22の平面拡大図、第
３図はダ円内は穴22の縦断面拡大図である。各穴22は等
しいピッチで配列されている。
第１図の超音波霧化装置の駆動時、圧電振動子１と振
動板２との複合体の共振周波数に等しい周波数を有する
交流信号を端子Ｐおよび端子Ｑを介して圧電振動子１に
印加する。このとき、その交流信号の周波数は圧電振動
子１の共振周波数のうちの一つにほぼ一致している。圧
電振動子１は励振され、振動板２はその固着部21を固定
端とする片持ち梁の形で振動される。振動部20に生じる
振動は屈曲振動であり、振動部20の弾性振動が液体の霧
化に有効に機能する。
動板２との複合体の共振周波数に等しい周波数を有する
交流信号を端子Ｐおよび端子Ｑを介して圧電振動子１に
印加する。このとき、その交流信号の周波数は圧電振動
子１の共振周波数のうちの一つにほぼ一致している。圧
電振動子１は励振され、振動板２はその固着部21を固定
端とする片持ち梁の形で振動される。振動部20に生じる
振動は屈曲振動であり、振動部20の弾性振動が液体の霧
化に有効に機能する。
振動部20の弾性振動に伴い、液体収容槽５に収容され
ている液体は毛細管現象により各穴22に導かれる。前記
液体が各穴22を通過するとき、各穴22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22によって絞り作用を受け、振動部20の上部に流
出する。その結果、前記絞り作用と振動部20の弾性振動
および補助板３を用いたことにより液量制限作用によ
り、穴22から流出した液体は霧化し、その霧化率は高く
なる。
ている液体は毛細管現象により各穴22に導かれる。前記
液体が各穴22を通過するとき、各穴22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22によって絞り作用を受け、振動部20の上部に流
出する。その結果、前記絞り作用と振動部20の弾性振動
および補助板３を用いたことにより液量制限作用によ
り、穴22から流出した液体は霧化し、その霧化率は高く
なる。
第４図は圧電振動子１の周波数に対するアドミタンス
および位相の関係を示す特性図である。霧化装置として
有効に動作する周波数の１つは、100.8kHz付近の共振に
対するものである。
および位相の関係を示す特性図である。霧化装置として
有効に動作する周波数の１つは、100.8kHz付近の共振に
対するものである。
第５図は印加電圧と霧化量との関係を示す特性図であ
る。印加電圧が０〜30VP-P付近までは霧の発生は観察で
きないが、30VP-P以上になると、霧が振動部20から吹き
上がる。共振周波数100.8kHzのにおいては、霧化量が最
大となる印加電圧は76VP-Pで、それ以上の電圧では霧化
量は飽和する。本図が示すように、60VP-P付近まで霧化
量は印加電圧に応じて急激に増えている。
る。印加電圧が０〜30VP-P付近までは霧の発生は観察で
きないが、30VP-P以上になると、霧が振動部20から吹き
上がる。共振周波数100.8kHzのにおいては、霧化量が最
大となる印加電圧は76VP-Pで、それ以上の電圧では霧化
量は飽和する。本図が示すように、60VP-P付近まで霧化
量は印加電圧に応じて急激に増えている。
第６図は吹き上げた霧の軌跡の最高点および飛距離
と、印加電圧との関係を示す特性図である。第５図と同
様な変化を示し、40VP-P付近から急激に霧の勢いが増し
60VP-P付近で飽和する。
と、印加電圧との関係を示す特性図である。第５図と同
様な変化を示し、40VP-P付近から急激に霧の勢いが増し
60VP-P付近で飽和する。
第７図は第２図の例に代えて、長さ20mm、幅20mm、厚
さ1mmの圧電振動子と、長さ20mm、幅20mm、厚さ0.05mm
の振動部を有する振動板とを備えた超音波励振器の一実
施例を示す平面図である。本実施例を用いれば印加電圧
が9.8Vのときに周波数が114.6kHzで霧化量が最大とな
り、その時の消費電力は294mW、電流は30mAである。ま
た、電源を含む装置全体においては消費電力は588mW、
電流は60mAである。
さ1mmの圧電振動子と、長さ20mm、幅20mm、厚さ0.05mm
の振動部を有する振動板とを備えた超音波励振器の一実
施例を示す平面図である。本実施例を用いれば印加電圧
が9.8Vのときに周波数が114.6kHzで霧化量が最大とな
り、その時の消費電力は294mW、電流は30mAである。ま
た、電源を含む装置全体においては消費電力は588mW、
電流は60mAである。
（発明の効果） 以上に詳しく説明したように、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、振動板を液体の表面に対して傾斜
させるとともに、補助板を振動板に対して微少な間隙を
隔てて設けた構造の採用により、効率の良い霧化が実現
でき、従って多量の霧化が低消費電力で実現でき、あわ
せて装置の小形化も容易に実現できる。
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、振動板を液体の表面に対して傾斜
させるとともに、補助板を振動板に対して微少な間隙を
隔てて設けた構造の採用により、効率の良い霧化が実現
でき、従って多量の霧化が低消費電力で実現でき、あわ
せて装置の小形化も容易に実現できる。
補助板として発泡スチロール等のような圧電振動子に
比べて音響インピーダンスが低い物質を採用することに
より、圧電振動子の励振が補助板に伝搬するのを抑制で
き、効率良く振動板を振動させることができる。従って
霧化効率を増大させることができる。
比べて音響インピーダンスが低い物質を採用することに
より、圧電振動子の励振が補助板に伝搬するのを抑制で
き、効率良く振動板を振動させることができる。従って
霧化効率を増大させることができる。
超音波励振器を補助板に保持する手段として、圧電振
動子と補助板とを圧接させるクリップを含む構造を採用
することにより、圧電振動子の励振は振動板に効率良く
伝搬され、従って効率の良い霧化を実現できる。
動子と補助板とを圧接させるクリップを含む構造を採用
することにより、圧電振動子の励振は振動板に効率良く
伝搬され、従って効率の良い霧化を実現できる。
圧電振動子として圧電磁器と電極とからなる簡単な構
造を採用することにより、装置を小形化でき、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。
造を採用することにより、装置を小形化でき、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。
振動板を圧電振動子の少なくとも一方の面上に一体的
に連なって固着させる構造の採用により、振動部は固着
部を固定端とする片持ち梁の形で屈曲振動するから、強
い弾性振動の状態にある前記微少間隙内の液体は垂直方
向上方に向けて霧化される。また、前記穴における一方
の開口面積が他方の開口面積より大きいから、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。
に連なって固着させる構造の採用により、振動部は固着
部を固定端とする片持ち梁の形で屈曲振動するから、強
い弾性振動の状態にある前記微少間隙内の液体は垂直方
向上方に向けて霧化される。また、前記穴における一方
の開口面積が他方の開口面積より大きいから、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。
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。
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。
圧電振動子と振動板との複合体としての超音波励振器
の共振周波数のうちの一つが圧電振動子の共振周波数の
うちの一つにほぼ等しくなるような構造を採用すること
により、霧化効率が促進され霧の発生量はさらに増加す
る。
の共振周波数のうちの一つが圧電振動子の共振周波数の
うちの一つにほぼ等しくなるような構造を採用すること
により、霧化効率が促進され霧の発生量はさらに増加す
る。
圧電振動子としてその長さと幅の寸法比がほぼ１に等
しい矩形板状構造を採用することにより、圧電振動子と
振動板との複合体の結合振動が増強するから、霧化効率
はさらに促進される。
しい矩形板状構造を採用することにより、圧電振動子と
振動板との複合体の結合振動が増強するから、霧化効率
はさらに促進される。
第１図（ａ）は本発明の超音波霧化装置の一実施例を示
す断面図、第１図（ｂ）はクリップ４の斜視図、第１図
（ｃ）はクリップ４の側面図、第２図は第１図の超音波
霧化装置に用いられている超音波励振器の一実施例を示
す平面図、第３図は第２図の超音波励振器の側面図、第
４図は圧電振動子１の周波数とアドミタンスおよび位相
との関係を示す特性図、第５図は印加電圧と霧化量との
関係を示す特性図、第６図は吹き上げた霧の軌跡の最高
点および飛距離と、印加電圧との関係を示す特性図、第
７図は第２図の例に代えて示す超音波励振器の一実施例
を示す平面図である。 １……圧電振動子、２……振動板、３……補助板、４…
…クリップ、５……液体収容槽、20……振動部、21……
固着部、22……穴、30……圧電磁器、31,32……Au電
極、33……接着剤。
す断面図、第１図（ｂ）はクリップ４の斜視図、第１図
（ｃ）はクリップ４の側面図、第２図は第１図の超音波
霧化装置に用いられている超音波励振器の一実施例を示
す平面図、第３図は第２図の超音波励振器の側面図、第
４図は圧電振動子１の周波数とアドミタンスおよび位相
との関係を示す特性図、第５図は印加電圧と霧化量との
関係を示す特性図、第６図は吹き上げた霧の軌跡の最高
点および飛距離と、印加電圧との関係を示す特性図、第
７図は第２図の例に代えて示す超音波励振器の一実施例
を示す平面図である。 １……圧電振動子、２……振動板、３……補助板、４…
…クリップ、５……液体収容槽、20……振動部、21……
固着部、22……穴、30……圧電磁器、31,32……Au電
極、33……接着剤。
Claims (7)
- 【請求項１】圧電振動子の舌片状の振動板を固着してな
る超音波励振器と、前記振動板と微少な間隙を隔てて対
面する補助板と、 液体を収容する槽と、 前記超音波励振器および前記補助板を前記槽に対して所
定の位置関係に保持する手段とを備えてなり、前記振動
板には多数の穴が設けてあり、 前記保持手段は、前記振動板を前記液体の表面に対して
傾斜させ、かつ該振動板を前記補助板より上側に位置さ
せることを特徴とする超音波霧化装置。 - 【請求項２】前記補助板は圧電振動子に比べて音響イン
ピーダンスが低い発泡スチロールその他の物質から成る 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】前記保持手段は前記圧電振動子と前記補助
板とを圧接させるクリップを含む 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】前記圧電振動子は圧電磁器と、該圧電磁器
の分極軸に垂直な両面に形成されている電極とから成る
ことを特徴とする請求項１から３までに記載の超音波霧
化装置。 - 【請求項５】前記振動板は、前記圧電振動子の少なくと
も一方の面上に一体的に連なって固着されており、前記
圧電振動子の外方に向けて前記圧電振動子の該面にほぼ
平行に突出する振動部を有し、前記穴は該振動部に設け
られていて、前記穴における前記振動板の一方の開口面
積と他方の開口面積とが異なることを特徴とする請求項
１から４までに記載の超音波霧化装置。 - 【請求項６】前記圧電振動子の共振周波数のうちの一つ
は前記圧電振動子と前記振動板との複合体の共振周波数
のうちの一つにほぼ等しいことを特徴とする請求項１か
ら５までに記載の超音波霧化装置。 - 【請求項７】前記圧電振動子は長さと幅の寸法比がほぼ
１に等しい矩形状の板であることを特徴とする請求項１
から６までに記載の超音波霧化装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33917990A JP2718567B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 超音波霧化装置 |
| DE69117127T DE69117127T2 (de) | 1990-10-11 | 1991-10-01 | Ultraschall-Zerstäuber |
| EP91308995A EP0480615B1 (en) | 1990-10-11 | 1991-10-01 | Ultrasonic atomizing device |
| US07/774,098 US5297734A (en) | 1990-10-11 | 1991-10-11 | Ultrasonic vibrating device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33917990A JP2718567B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 超音波霧化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04207798A JPH04207798A (ja) | 1992-07-29 |
| JP2718567B2 true JP2718567B2 (ja) | 1998-02-25 |
Family
ID=18324987
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33917990A Expired - Fee Related JP2718567B2 (ja) | 1990-10-11 | 1990-11-30 | 超音波霧化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2718567B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4947360B2 (ja) * | 2007-04-05 | 2012-06-06 | 株式会社タムラ製作所 | 霧化装置 |
| JP4962163B2 (ja) * | 2007-06-22 | 2012-06-27 | パナソニック株式会社 | 冷蔵庫および冷蔵庫に搭載される霧化装置 |
| JP5217267B2 (ja) * | 2007-06-22 | 2013-06-19 | パナソニック株式会社 | 冷蔵庫 |
| JP5233180B2 (ja) * | 2007-06-22 | 2013-07-10 | パナソニック株式会社 | 冷蔵庫 |
| EP3845082B1 (en) * | 2018-09-21 | 2023-12-27 | China Tobacco Hunan Industrial Co., Ltd. | Ultrasonic atomizer and ultrasonic electronic cigarette |
-
1990
- 1990-11-30 JP JP33917990A patent/JP2718567B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04207798A (ja) | 1992-07-29 |
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