JPH0520456Y2

JPH0520456Y2 -

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Publication number: JPH0520456Y2
Application number: JP1988128015U
Authority: JP
Priority date: 1988-10-01
Filing date: 1988-10-01
Publication date: 1993-05-27
Anticipated expiration: 2003-05-27
Also published as: US4996502A; JPH0253159U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、圧電振動子を利用した超音波霧化装
置に係り、超音波発生用の圧電振動子及びこれを
駆動するコレクタ接地型の自励式トランジスタ発
振回路を共通の電源に対して複数個連結した場合
の安定動作に関するものである。

（従来の技術）従来、実公昭60−12619号において、超音波発
生用の圧電振動子を、コレクタ接地型の自励式ト
ランジスタ発振回路で駆動する超音波霧化装置が
開示されている。このような超音波霧化装置は、
室内の湿度調整用に一般的に使用されている。

第４図はそのような従来のコレクタ接地型の自
励式トランジスタ発振回路（コルピツツ発振回
路）を用いた霧化ユニツトの１例であり、図中Ｑ
１はトランジスタ、Ｒ１乃至Ｒ６は抵抗器、Ｃ１
乃至Ｃ６はコンデンサ、Ｌ１乃至Ｌ３はインダク
タ、及びTDは超音波発生用の圧電振動子であ
る。ここで、圧電振動子TDは霧化すべき水等の
液体を収容した容器の底部に配設されるもので、
圧電振動子TDのコレクタ接続側の電極面が液体
に接する面となつている。

このようなトランジスタ発振回路には交流電圧
（例えばAC48V）を整流器DSで両波整流した電
圧が供給される。

なお、インダクタＬ３とコンデンサＣ４は、ベ
ースバイアス回路に挿入されたノイズフイルタで
あり、抵抗器Ｒ２とＲ３の接続点とトランジスタ
Ｑ１のベース側との間に可変抵抗器を挿入して装
置ケース等に取り付けたような場合に配線が長く
なるが、当該配線からのノイズ幅射を防止するた
めのものである。

（考案が解決しようとする課題）さて、現在主流となつている400c.c.／ｈ〜500
c.c.／ｈの霧化能力を持つ加湿器は通常一般家庭の
居間等に用いられ、この型の加湿器は第４図の如
き霧化ユニツトが１個組み込まれている。このよ
うに霧化ユニツトを１個単独で使用する場合には
別段問題はない。

一方、ビルの空調等に用いられる加湿器は、大
量の霧化が要求され、通常１台の加湿器には２個
乃至数十個の霧化ユニツトが組み込まれている。
もし、これらの各々の霧化ユニツトが互いに他の
ユニツトの霧化動作（水柱を発生させて霧を放出
する動作）を妨げない場合、すなわち相互干渉が
無い場合には、使用ユニツト数がｎ個であれば、
ｎ倍の霧化量を得ることができる筈である。

しかし、第５図に示すように電源トランスPT
を共通にして霧化ユニツト１を複数個連結使用す
る場合には以下に述べるような問題が発生するこ
とが判明した。

第６図は第５図の場合の各圧電振動子TDの両
端の電圧波形であり、同図Ａは商用電源を整流し
た周波数100Hz（周期10mS）の脈流を示し、同図
ＢはＡの波形のＸ部を時間的に拡大して示し、同
図ＣはＢの波形のＹ部を時間的に拡大して示した
ものであり、Ｃの波形が圧電振動子TD本来の約
1.65MHzの高周波振動を示している。Ｂは約
1.65MHzの圧電振動子の高周波振動の振幅が約
20kHz程度の周波数（回路素子の値によつては5k
Hz〜100kHz程度となる）の不要リツプル電圧に
従つて変動していることを表している。Ｂにおけ
る振幅の谷であるＺ部では圧電振動子TDは十分
な電圧で励振されておらず、これが霧化量の減少
につながる。この不要リツプル電圧は回路素子の
値により変化するが、甚だしい場合にはＺ部の振
幅の谷が極めて深くなり、霧化量が相当低下す
る。

第５図の場合、上記5kHz〜100kHz程度のリツ
プル電圧を生じる異常発振は、各圧電振動子TD
が別々の水槽に取り付けられているか、１個の大
きな共通の水槽に複数個取り付けられているかに
関係なく発生する。また、各霧化ユニツト１内の
トランジスタのコレクタを共通に接続する導体
GDは通常金属水槽がその役目を果たし、各ユニ
ツトのコレクタが共通に接続された方が異常発振
が発生し易い事実はあるものの、導体GDを無く
しても前記異常発振は生じる。

上述のように、第５図の如く第４図の回路構成
を同一電源トランスPTに対してｎ個連結しても、
霧化ユニツトと他の霧化ユニツトが電気的に干渉
し、5kHz〜100kHz程度の不要発振が生じ、これ
により各霧化ユニツトが不安定な動作となり、霧
化量の減少を引き起こすため、霧化量はｎ倍をか
なり下回るという欠点を生じる。また、霧化量の
低下具合も各素子のばらつきにより事前に推定で
きない問題があつた。

本考案は、上記の点に鑑み、超音波発生用の圧
電振動子を駆動するコレクタ接地型の自励式トラ
ンジスタ発振回路を電源共通で複数個連結動作さ
せる場合でも安定に動作し、霧化量の低下を生じ
ない超音波霧化装置を提供することを目的とす
る。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するために、本考案は、超音波
発生用の圧電振動子を、コレクタ接地型の自励式
トランジスタ発振回路で駆動する超音波霧化装置
において、前記圧電振動子の一端を前記発振回路
のトランジスタのコレクタに、他端を第１のコン
デンサＣ７を介してベースにそれぞれ接続し、さ
らに前記トランジスタのエミツタ側と前記圧電振
動子の他端とを第２のコンデンサＣ３で接続し、
第２のコンデンサＣ３を前記トランジスタのベー
スから直流的に切り離した回路構成としている。

（作用）本考案の超音波霧化装置においては、コレクタ
接地型の自励式トランジスタ発振回路のトランジ
スタのベース側とエミツタ側との間には第１のコ
ンデンサと第２のコンデンサが直列に接続され、
両コンデンサの接続点に圧電振動子が接続される
ことになり、第２のコンデンサをベースから直流
的に切り離した回路構成としている。これによつ
て、電源共通に連結された他の同様構成の発振回
路より5kHz〜100kHz程度のリツプル電圧が発振
回路のベースバイアス回路を経由して到来しても
第２のコンデンサがこのリツプル電圧で充電され
ないようにし、ひいては連結動作時の圧電振動子
の超音波振動の振幅の安定化を図つている。

（実施例）以下、本考案に係る超音波霧化装置の実施例を
図面に従つて説明する。

第１図は本考案の第１実施例を示す。この図に
おいて、圧電振動子TDとこれを励振するコレク
タ接地型の自励式トランジスタ発振回路と整流器
DSとを有する霧化ユニツト１Ａが、電源トラン
スPTの２次巻線に対して並列に複数個接続され
ている。

各霧化ユニツト１Ａ内のコレクタ接地型の自励
式トランジスタ発振回路（コルピツツ発振回路）
においては、圧電振動子TDの一端（液体に接す
る電極側側）はトランジスタＱ１のコレクタに接
続され、他端はコンデンサＣ２に接続されるが、
コンデンサＣ２とコンデンサＣ３の接続点とトラ
ンジスタＱ１のベース側との間にさらにコンデン
サＣ７が挿入されている。従つて、コンデンサＣ
３はトランジスタＱ１のベースにベースバイアス
電流を流すためのベースバイアス回路から直流的
に切り離されている。なお、その他の部分の回路
構成は第５図の場合と同様である。

上記第１実施例の場合、主発振ループである
TD−Ｃ２−Ｃ３−Ｃ１中のコンデンサＣ３が、
他の霧化ユニツトから当該ユニツトのトランジス
タのベースに対して［Ｒ１，Ｒ２とＣ４の並列回
路］−Ｌ３−Ｒ４を経由して伝わる5kHz〜100kHz
程度のリツプル電圧成分で充電されないようにし
ている。これにより、複数の霧化ユニツト１Ａを
電源トランスPTの２次巻線に共通に接続した場
合でも異常発振を抑制して各圧電振動子TDに加
わる高周波電圧の振幅を安定化することができ、
ひいては相互干渉に起因する霧化量低下を防止で
きる。

第２図は本考案の第２実施例を示す。この図に
おいて、霧化ユニツト１Ｂ内のトランジスタ発振
回路は、第１図のコンデンサＣ２を省略した回路
構成となつている。これは、コンデンサＣ２は被
励振素子である圧電振動子TDが短絡事故をおこ
したときに電源回路からの整流電流が抵抗器Ｒ５
を介してトランジスタＱ１のベースに流入するの
を防ぐための素子であり、コンデンサＣ７を挿入
した結果、コンデンサＣ７にＣ２の役目を兼ねさ
せることができる。他の構成は第１図と同様であ
る。

なお、第１図及び第２図において、抵抗器Ｒ３
は霧化量可変機能を付加する場合に必要な素子で
あり、抵抗器Ｒ３を省略してオープンとしてもよ
い。また第２図Ｘ−Ｘに示す如く、抵抗器Ｒ３の
一端とインダクタＬ１との接続線Ｕを切り離し、
抵抗器Ｒ３の一端を点線ＳのようにコンデンサＣ
３側に接続する回路構成も考えられるが、この場
合には、コンデンサＣ７を追加したことによる異
常発振（5kHz〜100kHz程度のリツプル）の抑制
効果は得られない。

第３図は本考案の第３実施例を示す。この場
合、第２図の霧化ユニツト１Ｂの整流器DSと電
源トランスPTの２次巻線とを約0.1〜3Ωの抵抗
器R_a，R_bを介して電源トランスにそれぞれ接続
している。これにより、よりいつそうの異常発振
の抑制効果が得られる。

抵抗器R_a，R_bを挿入した場合の効果は以下の
理由によると考えられる。すなわち、コンデンサ
Ｃ３の充放電によつて発生する20kHz程度（素子
の値によつては5kHz〜100kHzとなる）の不要発
振成分はトランジスタＱ１のベースに入りコレク
タ電流を変化させるが、この電流成分はコンデン
サＣ１あるいは圧電振動子TDあるいはコンデン
サＣ５を流れるには各々の容量が小さすぎ発振は
成長しない。また、電源はトランスであるため、
このインダクタンス値によりやはり減衰してしま
う。このため、霧化ユニツトの単独動作では電源
にトランスを用いる限り不要発振は生じない。一
方、連結動作時は特定霧化ユニツトのコレクタ電
流はＬ２−Ｌ１−Ｒ６−DS−他のユニツトのDS
−［他のユニツトのベースバイアス回路及びトラ
ンジスタのコレクタ、エミツタ間］−トランジス
タのエミツタ−Ｌ２−Ｌ１−Ｒ６−DS−当該ユ
ニツトのDSを通り再び当該ユニツトのトランジ
スタＱ１に帰還されるが、このループ中に抵抗器
R_a，R_bが入ることにより不要発振の減衰効果を
引き出している。

（考案の効果）以上説明したように、本考案によれば、超音波
発生用の圧電振動子を、コレクタ接地型の自励式
トランジスタ発振回路で駆動する回路構成を複数
個共通の電源に接続した場合にも相互干渉の無い
安定した霧化動作を実行可能な超音波霧化装置を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る超音波霧化装置の第１実
施例を示す回路図、第２図は本考案の第２実施例
を示す回路図、第３図は本考案の第３実施例を示
す回路図、第４図は従来の霧化ユニツトの回路構
成を示す回路図、第５図は従来の霧化ユニツトを
複数個共通の電源に接続した構成を示す回路図、
第６図は第５図の回路構成の動作説明用の波形図
である。１，１Ａ，１Ｂ……霧化ユニツト、Ｑ１……ト
ランジスタ、Ｒ１乃至Ｒ６，R_a，R_b……抵抗器、
Ｃ１乃至Ｃ７……コンデンサ、Ｌ１乃至Ｌ３……
インダクタ、TD……圧電振動子、DS……整流
器、PT……電源トランス。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】 (1) 超音波発生用の圧電振動子を、コレクタ接地
型の自励式トランジスタ発振回路で駆動する超
音波霧化装置において、前記圧電振動子の一端
を前記発振回路のトランジスタのコレクタに、
他端を第１のコンデンサＣ７を介してベースに
それぞれ接続し、さらに前記トランジスタのエ
ミツタ側と前記圧電振動子の他端とを第２のコ
ンデンサＣ３で接続し、第２のコンデンサＣ３
を前記トランジスタのベースから直流的に切り
離したことを特徴とする超音波霧化装置。 (2) 超音波発生用の圧電振動子を駆動するコレク
タ接地型の自励式トランジスタ発振回路に対し
て、電源トランスの２次巻線の交流電圧を整流
器で整流した電圧を供給する超音波霧化装置に
おいて、前記圧電振動子の一端を前記発振回路
のトランジスタのコレクタに、他端を第１のコ
ンデンサＣ７を介してベースにそれぞれ接続
し、さらに前記トランジスタのエミツタ側と前
記圧電振動子の他端とを第２のコンデンサＣ３
で接続し、第２のコンデンサＣ３を前記トラン
ジスタのベースから直流的に切り離すととも
に、前記電源トランスの２次巻線と前記整流器
との間に抵抗器を挿入することを特徴とする超
音波霧化装置。