JP2005052257A - 液体香料噴射装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 噴射口から漏出した液体香料等が噴射口の周辺に残存することを回避して、安定的に液体香料を微粒子化しながら噴射できる液体香料噴射装置を提供すること。
【解決手段】 液体香料噴射装置は、噴射デバイス30を備えている。液体香料は液体香料貯蔵タンクから液体注入口31−1、液体供給通路31−2、液体供給孔31−3、液体導入孔32−1を介して加圧室32−2に供給される。圧電体32−4は加圧室32−2の容積を減少するように駆動される。これにより、液体香料は、液体吐出孔32−3及び噴射ノズル31−4先端の噴射口31−4aを介して外部空間に噴射される。噴射口31−4aが形成された面(噴射口形成面)は水平面から転落角より大きい角度αだけ傾斜している。従って、噴射口31−4aの周辺に付着する液体香料の液滴は噴射口形成面に沿って転落するので、噴射口周辺に付着した液体香料が残存しない。
【選択図】 図3
【解決手段】 液体香料噴射装置は、噴射デバイス30を備えている。液体香料は液体香料貯蔵タンクから液体注入口31−1、液体供給通路31−2、液体供給孔31−3、液体導入孔32−1を介して加圧室32−2に供給される。圧電体32−4は加圧室32−2の容積を減少するように駆動される。これにより、液体香料は、液体吐出孔32−3及び噴射ノズル31−4先端の噴射口31−4aを介して外部空間に噴射される。噴射口31−4aが形成された面(噴射口形成面)は水平面から転落角より大きい角度αだけ傾斜している。従って、噴射口31−4aの周辺に付着する液体香料の液滴は噴射口形成面に沿って転落するので、噴射口周辺に付着した液体香料が残存しない。
【選択図】 図3
Description
本発明は、所望の香りを発生するために、液体香料を微粒子化しながら噴射する液体香料噴射装置に関する。
従来より、圧電体(ピエゾ素子)をアクチュエータとして用いて、液体香料を微粒子化しながら噴射する装置が知られている。かかる装置の一例は、図19に示したように、ポンプ200と、加圧室201、圧電体202、振動板203及び噴射ノズル204からなる噴射デバイス205とを備えている。ポンプ200は、加圧室201に液体香料を供給する。圧電体202及び振動板203は、加圧室201の容積を減少させることにより加圧室201内の液体香料を加圧する。その結果、液体香料は噴射ノズル204から噴射される。(例えば、特許文献1参照。)。
特開平5−317400号公報(段落番号0003−0004、図5)
上記従来の装置において、噴射ノズル204は水平方向に延びている。従って、液体香料は水平方向に噴射され、噴射された液体香料には噴射直後から重力が加わる。従って、噴射された液体香料は、噴射後において直ちに下方に向う速度成分を有することになる。この結果、噴射された液体香料は、噴射後直ちに落下を開始し、液体香料が空間中に存在し得る時間は短くなる。このため、液体香料は空間中で十分に気化されないまま(即ち、液滴の状態で)床面や机上面等に到達する。この場合、床面や机上面に液体香料と化学反応を起こす物質が存在すると、発生する香りが変化する恐れがある。また、そのような物質が存在しない場合でも、略同一箇所に継続的に液体香料が付着することになるので、同部分が汚れてしまう恐れもある。
これに対し、噴射方向を上方に設定すると、噴射された液体香料が空間中に存在する時間が長くなるので、上記の問題は緩和される。しかしながら、噴射方向が上方すぎると(即ち、噴射ノズルの流線方向が鉛直上方に近いと)、噴射された液体香料の一部や、噴射デバイスに液体香料を充填するときに噴射口から漏出した液体香料が、噴射口の周辺に残存し、この残存した液体香料が安定した噴射を阻害する場合が生じる。従って、本発明の目的の一つは、安定的に液体香料を微粒子化しながら噴射し、所望の香りを発生することが可能な液体香料噴射装置を提供することにある。
本発明の液体香料噴射装置は、噴射ノズルの噴射口が形成された壁面の角度を適切に設定することにより、上述した課題を解決する。具体的に述べると、本発明の液体香料噴射装置は、液体香料を貯蔵する液体香料貯蔵タンクと、噴射デバイスと、電気制御装置とを備えている。
噴射デバイスは、前記液体香料貯蔵タンクに接続された導入通路、同導入通路を介して同液体香料貯蔵タンク内から前記液体香料を導入する加圧室、一端が同加圧室に接続され他端の噴射口から同加圧室内の液体香料を外部空間に噴射するための噴射ノズル及び駆動信号に応答して同加圧室内の液体香料を加圧するアクチュエータを備えている。電気制御装置は、前記アクチュエータに対し駆動信号を付与する。これにより、加圧室内の液体香料が加圧され、液体香料は噴射ノズルを介して外部空間に噴射される。
前記噴射デバイスは、前記噴射ノズルの前記噴射口を含む部分が形成された壁を有している。そして、前記液体香料噴射装置が通常の使用状態にあるとき、同壁の同噴射口が形成された面である噴射口形成面は、鉛直上下方向を含む面内になく、且つ、前記液体香料の同面に対する転落角よりも大きな角度をもって傾斜するように構成されている。液体香料噴射装置が通常の使用状態にあるときとは、液体香料噴射装置が使用のために設置された状態にあるときと同義である。液体香料噴射装置の使用を開始するにあたり、噴射デバイス内に液体香料を充填する状態も、液体香料噴射装置が通常の使用状態にあるときに含まれる。
これによれば、噴射口形成面が、前記液体香料の同面に対する転落角よりも大きな角度をもって傾斜しているから、噴射した液体香料の一部や、噴射デバイスに液体香料を充填するときに噴射口から漏出した液体香料が、噴射口形成面に沿って転落する。従って、噴射ノズルの噴射口周辺にこれらの液体香料が残留しないので、安定した液体香料の噴射を行うことができる。
また、噴射口形成面は、鉛直上下方向を含む面内になく、前記転落角よりも大きな角度をもって傾斜しているので、液体香料は斜め上方に噴射される。従って、噴射される液体香料の初期速度には鉛直上方の成分が含まれるので、液体香料は噴射から所定時間が経過したときに落下を開始することになる。この結果、液体香料が空間内に滞留する時間が長くなって、噴射された液体香料が空間中で気化され易くなるので、所望の香りを効率的に発生することができる。
この場合、前記噴射口形成面の面上であって前記噴射口の外周部直近部分(即ち、噴射口を取り囲む部分)に前記液体香料に対する撥液部が形成されていることが好適である。
これによれば、撥液部の存在により、噴射口周辺に付着する液体香料の転落角が小さくなる。従って、噴射口形成面の設定可能角度範囲を大きくすることができる。換言すると、噴射ノズルの流線方向(液体香料噴射方向)をより適切な角度に設定することが可能となる。
更に、前記撥液部はフッ素系撥液剤により形成されることが好適である。フッ素系撥液剤により形成された撥液部は、油系の液体香料を効果的にはじくことができ、転落角を小さくすることができる。
加えて、前記噴射口形成面の面上であって前記撥液部の周辺に前記液体香料に対する親液部が形成されることが好適である。これによれば、噴射時に噴射口周辺に付着した液体香料や充填時に噴射口から漏出した液体香料が、撥液部から親液部へと速やかに到達し、この親液部にて直ちに捕捉(吸収)される。従って、噴射ノズルの噴射口周辺にこれらの液体香料が残留しないので、より安定した液体香料の噴射を行うことができる。
更に、前記親液部は多孔質体からなることが好適である。多孔質体は表面積が大きいから、同親液部に吸収された多量の液体香料を効果的に気化することができる。
上述した何れかの液体香料噴射装置にあっては、前記噴射デバイスに前記液体香料を充填する状態において、前記液体香料貯蔵タンク内の液体香料の液面が、前記導入通路、前記加圧室及び前記噴射ノズルのいずれよりも上方に位置するように構成されてなることも好適である。これによれば、ポンプ等の加圧手段の有無に依らず、液体香料を噴射デバイス内に充填することができる。
更に、前記噴射デバイスの加圧室は、前記噴射デバイスに前記液体香料を充填する状態において、同加圧室の最上部に前記噴射ノズルの一端が接続されていることが好ましい。これによれば、加圧室の上部に移動する気泡を噴射ノズルを介して外部に排出することができる。従って、加圧室内の気泡により液体香料の加圧が阻害されないので、液体香料の噴射を安定して行うことが可能となる。
加えて、前記加圧室の最上部に前記噴射ノズルの一端が接続されている場合、同噴射ノズルは、同噴射ノズル内の液体香料の流線方向が前記一端から前記他端に向けて常に上方へ向う成分を有するように形成されることが好適である。これによれば、加圧室内の気泡を噴射ノズルを介して外部に排出できる。この結果、噴射ノズル内にも気泡が残存し難くなるので、液体香料の噴射をより安定して行うことができる。
また、上述した何れかの液体香料噴射装置は、前記液体香料貯蔵タンク及び前記噴射デバイスからなる組を複数組備え、少なくとも一つの前記液体香料貯蔵タンクと他の一つの前記液体香料貯蔵タンクとが互いに異なる液体香料を貯蔵し、同一空間に互いに異なる液体香料を同時に噴射し得るように構成されることが好適である。異なる液体香料には、含まれる成分の種類が異なる液体香料のみならず、同一成分を含むが濃度が異なる液体香料も包含される。
これによれば、2種以上の液体香料を同時に噴射することができるので、液体香料貯蔵タンクに貯蔵されている液体香料単体によりもたらされる香り以外の香りを発生することができる。
上述した何れかの液体香料噴射装置において、前記アクチュエータは前記加圧室の容積を変更して同加圧室内の前記液体香料を加圧及び減圧するように構成され、前記電気制御装置は前記アクチュエータに対し、同アクチュエータが前記加圧室の容積を初期容積から大きく減少させることにより前記噴射ノズルから前記液体香料を噴射させた後に同加圧室の容積を同初期容積に復帰させ、次いで、同噴射ノズルから同液体香料が噴射されない範囲内で同加圧室の容積を短時間内に繰り返し増減して前記噴射口形成面を振動させる一連の動作を繰り返し実行するように、前記駆動信号を発生することが好適である。
これによれば、液体香料の噴射が間歇的に行われる。また、液体香料の噴射の終了から次の噴射の開始までの間、加圧室の容積が短時間内に繰り返し増減されることにより、噴射口形成面が微小振動する。この結果、噴射口の端部及び周辺部に付着している液体香料を落下させることができるので、安定した噴射を行うことが可能となる。
一方、前記アクチュエータは前記加圧室の容積を変更して同加圧室内の前記液体香料を加圧及び減圧するように構成され、前記電気制御装置は前記アクチュエータに対し、同アクチュエータが前記加圧室の容積を増減して前記噴射口形成面を前記噴射ノズルの流線方向において周期的に変位させることにより同噴射ノズルから前記液体香料を噴射させるように、前記駆動信号を発生してもよい。
これによれば、噴射口形成面が後退(噴射方向と反対に移動)するとき、液体香料は噴射口から柱状に突出し始める。更に、噴射口形成面は、この柱状の液体香料の成長方向とは逆の方向に移動する。従って、柱状に突出した液体香料の噴射口側は、噴射ノズル壁面に引きずられながら後退する。これにより、柱状に突出した液体香料の根元部分の径が小さくなって同部分にくびれ部が発生し、液体香料は同部分からちぎれるように離脱する。従って、液体香料の表面張力のみによって、液体香料を噴射した場合に比較して、液体香料の噴射液滴径が小さくなり、液体香料をより精細に微粒子化した液滴として噴射することが可能となる。
他方、前記アクチュエータは圧電体であり、前記電気制御装置は前記圧電体に対し、同圧電体が前記加圧室の容積を初期容積から大きく減少させることにより前記噴射ノズルから前記液体香料を噴射させた後に同加圧室の容積を同初期容積に復帰させ、次いで、同噴射ノズルから同液体香料が噴射されない範囲内で同圧電体を振動させて同圧電体の温度を上昇させることにより同加圧室内の液体香料の温度を上昇させるように、前記駆動信号を発生してもよい。
これによれば、圧電体の振動によって加圧室内の液体香料の温度が上昇するので、同加圧室内の液体香料の粘度が低下する。この結果、液体香料は、噴射ノズルから噴射されたときに分裂し易くなり、より精細な微粒子へとして噴射される。
或いは、前記アクチュエータは圧電体であり、前記電気制御装置は前記圧電体に対し、同圧電体が前記加圧室の容積を初期容積から大きく減少させることにより前記噴射ノズルから前記液体香料を噴射させた後に同加圧室の容積を同初期容積に復帰させるとともに、この液体香料の噴射動作の周期に対して十分に短い周期にて同圧電体が同加圧室の容積を同噴射ノズルから同液体香料が噴射されない範囲内で連続的に増減させるように、前記駆動信号を発生してもよい。
これによれば、液体香料の噴射動作(即ち、大きな加圧及びそれに続く減圧)の周期に対して十分に短い周期にて加圧室の容積が連続的に増減される結果、噴射口での液体香料の液面に複数の波が発生する。この結果、生じた複数の波の頂部から液体香料が分裂するので、より精細に微粒子化した液体香料を発生させることができる。
本発明による他の液体香料噴射装置は、液体香料を貯蔵する液体香料貯蔵タンクと、前記液体香料貯蔵タンクに接続された導入通路、同導入通路を介して同液体香料貯蔵タンク内から前記液体香料を導入する加圧室、一端が同加圧室に接続され他端の噴射口から同加圧室内の液体香料を外部空間に噴射するための噴射ノズル及び駆動信号に応答して同加圧室内の液体香料を加圧するアクチュエータを備えた噴射デバイスと、前記アクチュエータに対し駆動信号を付与する電気制御装置と、を備え、前記駆動振動に応じて前記液体香料を前記噴射ノズルを介して外部空間に噴射する液体香料噴射装置であって、前記噴射された液体香料の一部が付着する位置に配置され、同付着した液体香料の気化を促進するプレートを更に備えている。これによれば、噴射された液体香料の気化をプレートによって促進することができる。
また、前記プレートの少なくとも前記噴射された液体香料が付着する面側は、多孔質体により形成されることも好適である。多孔質体は表面積が大きいので、液体香料により多くの熱を与えることができ、液体香料の気化を一層促進することができる。
本発明による他の液体香料噴射装置は、液体香料を貯蔵する液体香料貯蔵タンクと、前記液体香料貯蔵タンクに接続された導入通路、同導入通路を介して同液体香料貯蔵タンク内から前記液体香料を導入する加圧室、一端が同加圧室に接続され他端の噴射口から同加圧室内の液体香料を外部空間に噴射するための噴射ノズル及び駆動信号に応答して同加圧室内の液体香料を加圧するアクチュエータを備えた噴射デバイスと、前記アクチュエータに対し駆動信号を付与する電気制御装置と、を備え、前記駆動振動に応じて前記液体香料を前記噴射ノズルを介して外部空間に噴射する液体香料噴射装置であって、前記噴射口から噴射される液体香料の噴射方向に交差する方向に送風するファンを備える。
これによれば、噴射された液体香料の気化をファンの送風により一層促進することができる。
更に、上記何れかの液体香料噴射装置の噴射デバイスは、セラミックスから形成されてなることが好適である。セラミックスは、液体香料に含まれる種々の溶剤に対して高い耐久性を有する。従って、上記構成によれば、耐久性の高い液体香料噴射装置を提供することができる。
以下、本発明による液体香料噴射装置(液体香料噴霧装置、香り発生器、フレグランスデバイス)の各実施形態について図面を参照しながら説明する。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態に係る液体香料噴射装置10は、図1に示したように、液体香料を貯蔵する液体香料貯蔵タンク20と、噴射デバイス30と、電気制御装置40とを備えている。噴射される液体香料は、レモンオイルやレモンオイルをエタノールで希釈した液体等であって、周知の香料成分を含む液体である。
本発明の第1実施形態に係る液体香料噴射装置10は、図1に示したように、液体香料を貯蔵する液体香料貯蔵タンク20と、噴射デバイス30と、電気制御装置40とを備えている。噴射される液体香料は、レモンオイルやレモンオイルをエタノールで希釈した液体等であって、周知の香料成分を含む液体である。
噴射デバイス30は、図2及び図3に示されている。図2は、噴射デバイス30の正面図である。図3は、図2の1−1線に沿った平面で噴射デバイス30を切断した断面図である。噴射デバイス30は、基体31と、ポンプ32とからなっている。
基体31は、各辺が互いに直交するX,Y及びZ軸に平行に延びる略直方体形状を有している。基体31は、順に積層・圧着される複数(この例では、3枚)のセラミックスの薄板体31a〜31cから形成されている。セラミックスの薄板体は、以下、「セラミックシート」と称呼される。基体31は、液体香料噴射装置10が通常の使用状態にあるとき、水平面に対して傾斜している。この結果、セラミックシート31aのX−Y平面に沿った外面と水平面とのなす角度はαとなっている。基体31は、液体注入口31−1と、液体供給通路31−2と、液体供給孔31−3と、噴射ノズル31−4とを備えている。
ポンプ32は、X,Y及びZ軸に平行に延びる略直方体形状を有している。ポンプ32は、順に積層・圧着される複数のセラミックシート32a〜32cから形成されている。ポンプ32は、液体導入孔32−1と、加圧室(チャンバー)32−2と、液体吐出孔32−3と、アクチュエータとして機能する圧電体32−4とを備えている。セラミックシート32cは、セラミックシート32a及びセラミックシート32bに比べて極めて薄く、容易に変形及び復元可能なセラミックダイヤフラムである。
液体注入口31−1は、セラミックシート31cに形成された貫通孔である。液体注入口31−1は、噴射デバイス30のY軸方向略中央部でX軸負方向端部に設けられている。液体注入口31−1は、接続管21を介して液体香料貯蔵タンク20の底部に接続されている。
液体供給通路31−2は、セラミックシート31bに形成されるとともに長軸及び短軸がそれぞれX軸方向及びY軸方向に沿う長円形の切欠き部の側壁面、セラミックシート31a及びセラミックシート31cにより画定された空間である。液体供給通路31−2は、噴射デバイス30のY軸方向略中央部であって、同噴射デバイス30のX軸負方向端部近傍からX軸方向略中央部にかけて形成されている。液体供給通路31−2は、そのX軸負方向端部にて、液体注入口31−1に連通されている。
液体供給孔31−3は、セラミックシート31cに形成された貫通孔である。液体供給孔31−3は、噴射デバイス30のX軸方向略中央部であって且つY軸方向略中央部に設けられている。液体供給孔31−3は、液体供給通路31−2に連通されている。
液体導入孔32−1は、セラミックシート32aに形成された貫通孔である。液体導入孔32−1の直径は、液体供給孔31−3の直径よりも僅かに小さい。液体導入孔32−1は、液体供給孔31−3と同軸的に配置されていて、液体供給孔31−3と連通されている。
加圧室32−2は、セラミックシート32bに形成されるとともに長軸及び短軸がそれぞれX軸方向及びY軸方向に沿う長円形の切欠き部の側壁面、セラミックシート32a及びセラミックシート32cにより画定された空間である。加圧室32−2は、噴射デバイス30のY軸方向略中央部であって、同噴射デバイス30のX軸方向略中央部からX軸正方向端部にかけて形成されている。加圧室32−2は、そのX軸負方向端部にて、液体導入孔32−1と接続されている。従って、加圧室32−2は、液体注入口31−1、液体供給通路31−2、液体供給孔31−3及び液体導入孔32−1からなる導入通路を介して液体香料貯蔵タンク20に接続されている。
液体吐出孔32−3は、セラミックシート32aに形成された貫通孔である。液体吐出孔32−3の直径は、液体導入孔32−1の直径よりも大きい。液体吐出孔32−3は、加圧室32−2のX軸正方向端部にて加圧室32−2に接続されている。
圧電体32−4は、セラミックシート32cの外面に固定されている。圧電体32−4は、圧電膜と同圧電膜を挟む一対の電極とから形成されている。圧電体32−4の外形は、加圧室32−2よりも僅かだけ小さい。圧電体32−4は、電気制御装置40から供給される駆動信号に応じてセラミックシート32cを変形させ、加圧室32−3の容積を増大及び減少するようになっている。
噴射ノズル31−4は、セラミックシート31a〜31cに形成された貫通孔により構成されている。これらの貫通孔の直径は、セラミックシート31aからセラミックスシート31cに向うにつれて次第に大きくなっている。噴射ノズル31−4を構成する各貫通孔は、液体吐出孔32−3と同軸的になるように配置・構成されている。セラミックシート31cに設けられた噴射ノズル31−4の一部をなす貫通孔は、液体吐出孔32−3と連通されている。
噴射ノズル31−4と液体吐出孔32−3は、一つの噴射ノズルとみなすことができる。このようにみなした噴射ノズルの一端は、加圧室32−2に接続されていることになる。また、噴射ノズルの他端(セラミックシート31aに形成された噴射ノズル31−4の一部をなす貫通孔の端部)は、液体香料を噴射すべき外部空間に露呈し、噴射口31−4aを構成している。
前述したように、液体香料噴射装置10が通常の使用状態におかれるとき、セラミックシート31aのX−Y平面に沿った外面は傾斜している。このセラミックシート31aのX−Y平面に沿った外面は、噴射ノズル31−4の噴射口31−4aを含む部分が形成された噴射デバイス30の壁の面であって、噴射口31−4aが形成されている面(以下、「噴射口形成面」と称呼する。)である。
噴射口形成面と水平面がなす角度はαとなっている。この角度αは、液体香料の噴射口形成面(セラミックシート31aの外面)に対する転落角よりも大きい角度となるように設定されている。転落角とは、壁面を傾斜させていったときに、壁面に付着した液滴が転落する寸前の同壁面の水平面に対する角度である。また、この角度αは、90°より小さい角度になるように設定されている。従って、噴射口形成面は、鉛直上下方向を含む面内には存在していない。
更に、液体香料噴射装置10においては、噴射デバイス30に液体香料を充填する状態において、液体香料貯蔵タンク20内の液体香料の液面が、液体導入口31−1と液体供給通路31−2と液体供給孔31−3と液体導入孔32−1とからなる液体導入通路、加圧室32−2及び噴射ノズル(噴射ノズル31−4と液体吐出孔32−3)のいずれよりも上方に位置するように構成されている。この場合、液体香料貯蔵タンク20内の液面が最低レベルに達した場合であっても、液体香料貯蔵タンク20内の液体香料の液面が、液体導入通路、加圧室32−2及び噴射ノズルのいずれよりも上方に位置するように構成されていることが好ましい。
以上のように構成された噴射デバイス30は、液体香料貯蔵タンク20から、接続管21、液体注入口31−1、液体供給通路31−2、液体供給孔31−3及び液体導入孔32−1を介して加圧室32−2に液体香料を導入する。また、噴射デバイス30は、圧電体32−4の作動により加圧室32−2の容積を減少させることにより、加圧室32−4内の液体香料を加圧する。この結果、液体香料は液体吐出孔32−3及び噴射ノズル31−4を介して、噴射口31−4aから外部の空間に微小な液滴として噴射される。
また、噴射口形成面が、前記液体香料の同面に対する転落角よりも大きな角度αをもって傾斜しているから、噴射した液体香料の一部や、噴射デバイス30に液体香料を充填するときに噴射口31−4aから漏出した液体香料が、噴射口形成面に沿って転落する。従って、噴射口31−4aの端部や噴射口31−4aの周辺にこれらの液体香料が残留しないので、液体香料噴射装置10は、安定した液体香料の噴射を継続的に行うことができる。
また、角度αは90°よりも小さいから、噴射口形成面は鉛直上下方向を含む面内にない。更に、角度αは、転落角よりも大きく90°よりも小さいから、液体香料は斜め上方に噴射される。従って、噴射される液体香料の初期速度には鉛直上方の成分が含まれる。これにより、液体香料は噴射から所定時間が経過した後に落下を開始することになる。この結果、液体香料の空間内における滞留時間が長くなって、噴射された液体香料が空間中で気化され易くなるので、所望の香りを効率的に発生することができる。
更に、液体香料噴射装置10においては、噴射デバイス30に液体香料を充填する状態において、液体香料貯蔵タンク20内の液体香料の液面が、液体導入口31−1と液体供給通路31−2と液体供給孔31−3と液体導入孔32−1とからなる液体導入通路、加圧室32−2及び噴射ノズル(噴射ノズル31−4と液体吐出孔32−3)のいずれよりも上方に位置するように構成されている。従って、噴射デバイス30に液体香料を充填するためのポンプ等の加圧手段の有無に依らず、液体香料を噴射デバイス30内に容易に充填することができる。
(第2実施形態)
次に、本発明による液体香料噴射装置の第2実施形態について、図4及び図5を参照して説明する。第2実施形態に係る液体香料噴射装置は、第1実施形態に係る液体香料噴射装置10の噴射デバイス30を、噴射デバイス50に置換した点のみにおいて、液体香料噴射装置10と相違している。従って、以下、この相違点を中心に説明する。図4は、噴射デバイス50の正面図である。図5は、図4の2−2線に沿った平面で噴射デバイス50を切断した断面図である。
次に、本発明による液体香料噴射装置の第2実施形態について、図4及び図5を参照して説明する。第2実施形態に係る液体香料噴射装置は、第1実施形態に係る液体香料噴射装置10の噴射デバイス30を、噴射デバイス50に置換した点のみにおいて、液体香料噴射装置10と相違している。従って、以下、この相違点を中心に説明する。図4は、噴射デバイス50の正面図である。図5は、図4の2−2線に沿った平面で噴射デバイス50を切断した断面図である。
噴射デバイス50は、噴射デバイス30の噴射口31−4aの周辺に液体香料に対する撥液部51が形成され、更に、撥液部51の周辺に液体香料に対する親液部52が形成されている点のみにおいて噴射デバイス30と相違している。
より具体的に述べると、撥液部51は、液体香料に対してセラミックシート31aの外面が示す撥液性より高い撥液性を示す材質(この例では、フッ素系の撥液剤)から構成された薄膜部である。撥液部51は、噴射口形成面の面上であって噴射口31−4aの外周部直近部分にて噴射口31−4aを取り囲むようにリング状に形成されている。
親液部52は、液体香料に対してセラミックシート31aの外面が示す親液性より高い親液性を示す材質から構成された薄膜体である。この例においては、親液部52は、金属、セラミック、プラスチック、炭化物、セルロース(紙)、及び綿の何れかからなる多孔質体である。親液部52は、噴射口形成面の面上であって撥液部51の外周部直近部分にて撥液部51を取り囲むようにリング状に形成されている。
ここで、転落角の一例を表1に示す。表1で使用した噴射デバイスの基材はプラスチックフィルムであり、撥液剤はサイトップ(旭硝子株式会社製:アモルファス−フッ素樹脂)である。
このように構成された液体香料噴射装置は、液体香料噴射装置10と同様に、液体香料を噴射口31−4aから外部空間に噴射する。このとき、噴射口31−4aから噴射した液体香料の一部や、噴射デバイス30に液体香料を充填するときに噴射口31−4aから漏出した液体香料が、撥液部51に付着し、撥液部51によりはじかれる。従って、この液体香料噴射装置においては、液体香料噴射装置10に較べ、噴射口31−4aの周辺に付着する液体香料の転落角が小さくなる。この結果、第2実施形態に係る液体香料噴射装置においては、液体香料噴射装置10よりも、噴射口形成面の設定可能角度α(転落角〜90°)の範囲を大きくすることができる。換言すると、噴射ノズル31−4の流線方向(液体香料噴射方向)をより適切な角度に設定することが可能となる
更に、撥液部51は、フッ素系撥液剤により形成されているから、油系の液体香料を効果的にはじくことができる。従って、多くの液体香料に対して転落角をより小さくすることができる。
加えて、第2実施形態に係る液体香料噴射装置においては、親液部52が撥液部51の周辺に設けられているから、噴射時に噴射口31−4a周辺に付着した液体香料や充填時に噴射口31−4aから漏出した液体香料が、撥液部51から親液部52へと速やかに到達し、この親液部52にて直ちに捕捉・吸収される。従って、噴射口31−4a周辺にこれらの液体香料が残留しないので、より安定した液体香料の噴射を行うことができる。
更に、親液部52は表面積が大きい多孔質体からなっているから、親液部52に吸収された多量の液体香料に多くの熱を付与することができる。その結果、捕捉した液体香料を効果的に気化することができる。
なお、第2実施形態において、親液部52を省略してもよい。また、親液部52は、液体噴射口形成面(実際には、親液部52)上で落下(転落)する液体香料が到達する可能性の高い部位に存在していればよい。換言すると、親液部52は、噴射口形成面上であって撥液部51の周辺に存在していればよい。この場合、特に、撥液部51により下方に流れ出す液体香料を吸収することを目的として、撥液部51の下方に配設されていることが好ましい。
(第3実施形態)
次に、本発明による液体香料噴射装置の第3実施形態について、図6及び図7を参照して説明する。第3実施形態に係る液体香料噴射装置は、第1実施形態に係る液体香料噴射装置10の噴射デバイス30を、噴射デバイス60に置換した点のみにおいて、液体香料噴射装置10と相違している。従って、以下、この相違点を中心に説明する。図6は、噴射デバイス60の正面図である。図7は、図6の3−3線に沿った平面で噴射デバイス60を切断した断面図である。噴射デバイス60は、噴射デバイス30の上下を逆転したような構造を備えている。噴射デバイス60は、基体61と、ポンプ62とからなっている。
次に、本発明による液体香料噴射装置の第3実施形態について、図6及び図7を参照して説明する。第3実施形態に係る液体香料噴射装置は、第1実施形態に係る液体香料噴射装置10の噴射デバイス30を、噴射デバイス60に置換した点のみにおいて、液体香料噴射装置10と相違している。従って、以下、この相違点を中心に説明する。図6は、噴射デバイス60の正面図である。図7は、図6の3−3線に沿った平面で噴射デバイス60を切断した断面図である。噴射デバイス60は、噴射デバイス30の上下を逆転したような構造を備えている。噴射デバイス60は、基体61と、ポンプ62とからなっている。
基体61は、各辺が互いに直交するX,Y及びZ軸に平行に延びる略直方体形状を有している。基体61は、順に積層・圧着される複数(この例では、3枚)のセラミックシート61a〜61cから形成されている。基体61は、液体注入口61−1と、液体供給通路61−2と、液体供給孔61−3と、噴射ノズル61−4とを備えている。
基体61のX−Y平面は、第3実施形態に係る液体香料噴射装置が通常の使用状態(噴射デバイス60に液体香料を充填する状態も含む。)にあるとき、水平面から角度αだけ傾斜している。この結果、セラミックシート61aのX−Y平面に沿った外面は、液体香料噴射装置が通常の使用状態におかれる場合、水平面に対して角度αだけ傾斜している。この角度αは、上述した角度αと同様であって、転落角より大きく90°より小さい。
ポンプ62は、X,Y及びZ軸に平行に延びる略直方体形状を有している。ポンプ62は、順に積層・圧着される複数のセラミックシート62a〜62cから形成されている。ポンプ62は、液体導入孔62−1と、加圧室(チャンバー)62−2と、液体吐出孔62−3と、アクチュエータとして機能する圧電体62−4とを備えている。セラミックシート62cは、セラミックシート62a及びセラミックシート62bに比べて極めて薄く、容易に変形及び復元可能なセラミックダイヤフラムである。
液体注入口61−1は、セラミックシート61cに形成された貫通孔である。液体注入口61−1は、噴射デバイス60のY軸方向略中央部でX軸正方向端部に設けられている。液体注入口61−1は、接続管21を介して液体香料貯蔵タンク20の底部に接続されている。
液体供給通路61−2は、セラミックシート61bに形成されるとともに長軸及び短軸がそれぞれX軸方向及びY軸方向に沿う長円形の切欠き部の側壁面、セラミックシート61a及びセラミックシート61cにより画定された空間である。液体供給通路61−2は、噴射デバイス60のY軸方向略中央部であって、同噴射デバイス60のX軸正方向端部近傍からX軸方向略中央部にかけて形成されている。液体供給通路61−2は、そのX軸正方向端部にて、液体注入口61−1に連通されている。
液体供給孔61−3は、セラミックシート61cに形成された貫通孔である。液体供給孔61−3は、噴射デバイス60のX軸方向略中央部に設けられている。液体供給孔61−3は、液体供給通路61−2に連通されている。
液体導入孔62−1は、セラミックシート62aに形成された貫通孔である。液体導入孔62−1の直径は、液体供給孔61−3の直径よりも僅かに小さい。液体導入孔62−1は、液体供給孔61−3と同軸的に配置されていて、液体供給孔61−3と連通されている。
加圧室62−2は、セラミックシート62bに形成されるとともに長軸及び短軸がそれぞれX軸方向及びY軸方向に沿う長円形の切欠き部の側壁面、セラミックシート62a及びセラミックシート62cにより画定された空間である。加圧室62−2は、噴射デバイス60のY軸方向略中央部であって、同噴射デバイス60のX軸方向略中央部からX軸負方向端部にかけて形成されている。加圧室62−2は、そのX軸負方向端部にて、液体導入孔62−1と接続されている。
液体吐出孔62−3は、セラミックシート62aに形成された貫通孔である。液体吐出孔62−3の直径は、液体導入孔62−1の直径よりも大きい。液体吐出孔62−3は、加圧室62−2のX軸負方向端部にて加圧室62−2に接続されている。
圧電体62−4は、セラミックシート62cの外面に固定されている。圧電体62−4は、圧電膜と同圧電膜を挟む一対の電極とから形成されている。圧電体62−4は、電気制御装置40から供給される駆動信号に応じてセラミックシート62cを変形させ、加圧室62−2の容積を増大及び減少するようになっている。
噴射ノズル61−4は、セラミックシート61a〜61cに形成された貫通孔により形成されている。これらの貫通孔の直径は、セラミックシート61aからセラミックスシート61cに向うにつれて次第に大きくなっている。また、これらの貫通孔のX軸負方向端部は同一直線上に配置されている。
セラミックシート61cに設けられた噴射ノズル61−4の一部をなす貫通孔は、液体吐出孔62−3と連通されている。このセラミックシート61cの貫通孔の上端と液体吐出孔62−3の上端は一致している。
噴射ノズル61−4と液体吐出孔62−3は、一つの噴射ノズルとみなすことができる。このようにみなされた噴射ノズルの一端は、加圧室62−2に同加圧室62−2の最上部にて接続されている。また、この噴射ノズルの他端(セラミックシート61aに形成された噴射ノズル62−4の一部をなす貫通孔の端部)は、液体香料を噴射すべき外部空間に露呈して噴射口61−4aを構成している。
これらの結果、加圧室62−2の最上部に噴射ノズルの一端が接続されていることになる。また、噴射ノズルは、噴射ノズル内の液体香料の流線方向(通流方向、軸線方向)が加圧室62−2に連通された前記一端から噴射口61−4aである前記他端に向けて常に上方へ向う成分を有するように形成されている。
更に、この液体香料噴射装置においても、噴射デバイス60に液体香料を充填する状態において、液体香料貯蔵タンク20内の液体香料の液面が、液体導入口61−1と液体供給通路61−2と液体供給孔61−3と液体導入孔62−1とからなる液体導入通路、加圧室62−2及び噴射ノズル(噴射ノズル61−4と液体吐出孔62−3)のいずれよりも上方に位置するように構成されている。
このように構成された第3液体香料噴射装置は、第1実施形態の液体香料噴射装置10と同様に作動して液体香料を微細な液滴として外部空間に噴射する。また、第3実施形態の液体香料噴射装置においては、液体香料噴射装置10と同様に、噴射口形成面が転落角より大きく90°より小さい角度αだけ水平面から傾斜しているから、噴射した液体香料の一部や、噴射デバイス60に液体香料を充填するときに噴射口61−4aから漏出した液体香料が、噴射口形成面に沿って転落する。従って、噴射口61−4aの端部や噴射口61−4aの周辺にこれらの液体香料が残留しないので、液体香料噴射装置10は、安定した液体香料の噴射を継続的に行うことができる。
更に、この液体香料噴射装置においては、噴射デバイス60に液体香料を充填する状態において、液体香料貯蔵タンク20内の液体香料の液面が、液体導入口31−1と液体供給通路31−2と液体供給孔31−3と液体導入孔32−1とからなる液体導入通路、加圧室62−2及び噴射ノズル(噴射ノズル61−4と液体吐出孔62−3)のいずれよりも上方に位置するように構成されている。従って、噴射デバイス60に液体香料を充填するためのポンプ等の加圧手段の有無に依らず、液体香料を噴射デバイス60内に容易に充填することができる。
加えて、噴射デバイス60の加圧室62−2は、噴射デバイス60に液体香料を充填する状態において、加圧室62−2の最上部に噴射ノズル(噴射ノズル62−4と液体吐出孔62−3からなる噴射ノズル)の一端が接続されている。従って、加圧室62−2の上部に移動する気泡を噴射ノズルを介して外部に容易に排出することができる。その結果、加圧室62−2内に残存する気泡により液体香料の加圧が阻害されないので、液体香料の噴射を安定して行うことが可能となる。
また、加圧室62−2の最上部に噴射ノズルの一端が接続されていて、且つ、噴射ノズルは、同噴射ノズル内の液体香料の流線方向が加圧室62−2に接続された一端から噴射口である61−4a他端に向けて常に上方へ向う成分を有するように形成されている。従って、加圧室62−2内の気泡を噴射ノズルを介して外部に容易に排出できるとともに、噴射ノズル内にも気泡が残存しないので、液体香料の噴射をより安定して行うことができる。
(第4実施形態)
次に、本発明による液体香料噴射装置の第4実施形態について説明する。第4実施形態に係る液体香料噴射装置は、第1実施形態に係る液体香料噴射装置10が備える液体香料貯蔵タンク20及び噴射デバイス30からなる組を複数組(この例では二組)備えている。二つの噴射デバイスは、正面図である図8に示したように、一つの噴射デバイス70に統合されている。噴射デバイス70の二つの液体注入口71−1は、それぞれ対応する液体香料貯蔵タンク(図示省略)に接続されている。なお、噴射デバイス70の断面図は図3に示した断面図と同様であるので省略する。
次に、本発明による液体香料噴射装置の第4実施形態について説明する。第4実施形態に係る液体香料噴射装置は、第1実施形態に係る液体香料噴射装置10が備える液体香料貯蔵タンク20及び噴射デバイス30からなる組を複数組(この例では二組)備えている。二つの噴射デバイスは、正面図である図8に示したように、一つの噴射デバイス70に統合されている。噴射デバイス70の二つの液体注入口71−1は、それぞれ対応する液体香料貯蔵タンク(図示省略)に接続されている。なお、噴射デバイス70の断面図は図3に示した断面図と同様であるので省略する。
この液体香料噴射装置において、一つの液体香料貯蔵タンクと他の一つの液体香料貯蔵タンクは、互いに異なる液体香料を貯蔵している。従って、この液体香料噴射装置は、同一空間に互いに異なる液体香料を同時に噴射し得るようになっている。なお、異なる液体香料には、含まれる成分の種類が異なる液体香料のみならず、同一成分を含むが濃度が異なる液体香料も包含される。
これによれば、2種以上の液体香料を同時に噴射することができるので、液体香料貯蔵タンクに貯蔵されている液体香料単体によりもたらされる香り以外の香りを発生することができる。また、各噴射口71−4aから噴射される液体香料の噴射量を変更することにより、更に多様な香りを発生させることができる。
(液体香料噴射デバイスの駆動方法)
次に、上述した液体香料噴射装置に適用される駆動方法について図9乃至図14を参照しながら説明する。なお、図9乃至図11において、(A)は圧電体に付与される駆動信号(駆動電圧信号)、(B)は圧電体のZ軸正方向の変位(従って、加圧室の容積変位)、(C)は噴射口形成面のZ軸正方向の変位を示している。
次に、上述した液体香料噴射装置に適用される駆動方法について図9乃至図14を参照しながら説明する。なお、図9乃至図11において、(A)は圧電体に付与される駆動信号(駆動電圧信号)、(B)は圧電体のZ軸正方向の変位(従って、加圧室の容積変位)、(C)は噴射口形成面のZ軸正方向の変位を示している。
(第1駆動方法)
図9は、液体香料噴射装置の最も基本的な駆動方法を示している。電気制御装置40は、図9の(A)に示したように、0(V)から所定の電圧Vmまで一定の変化率で上昇し、次いで、電圧Vmを所定の時間T1だけ維持し、その後、一定の変化率で0(V)まで低下する駆動信号を圧電体に付与する。また、電気制御装置40は、駆動電圧が0(V)になってから所定の時間T2が経過すると、再び、前記波形を有する駆動電圧を圧電体に付与する。
図9は、液体香料噴射装置の最も基本的な駆動方法を示している。電気制御装置40は、図9の(A)に示したように、0(V)から所定の電圧Vmまで一定の変化率で上昇し、次いで、電圧Vmを所定の時間T1だけ維持し、その後、一定の変化率で0(V)まで低下する駆動信号を圧電体に付与する。また、電気制御装置40は、駆動電圧が0(V)になってから所定の時間T2が経過すると、再び、前記波形を有する駆動電圧を圧電体に付与する。
圧電体の変位は、図9の(B)に示したように、駆動電圧の変化に追従する。また、圧電体の変位が噴射デバイスの基体を介して噴射口形成面に伝達されるので、噴射口形成面の変位も、図9の(C)に示したように、駆動電圧の変化に追従する。駆動電圧が0(V)から電圧Vmに向けて変化しているとき、圧電体の変位はZ軸負方向に変化する。従って、加圧室の容積は小さくなる。この結果、加圧室内の液体香料は、加圧されて噴射口からZ軸正方向に吐出し、表面張力によって粒径の小さい液滴となる。以上が、基本的な動作である。
(第2駆動方法)
図10は、液体香料噴射装置の第2駆動方法を示している。第2駆動方法は、第1駆動方法において駆動信号が0(V)に維持されている所定の時間T2の期間に同駆動信号を振幅Va及び周波数faで微小振動させる点のみにおいて、第1駆動方法と相違している。この駆動電圧の所定の期間T2における微小振動は、圧電体を微小振動させるので、噴射口形成面を微小振動させる。しかしながら、この微小振動によって噴射口から液体香料が噴射されることがないように、前述の振幅Va及び周波数faは決定されている。
図10は、液体香料噴射装置の第2駆動方法を示している。第2駆動方法は、第1駆動方法において駆動信号が0(V)に維持されている所定の時間T2の期間に同駆動信号を振幅Va及び周波数faで微小振動させる点のみにおいて、第1駆動方法と相違している。この駆動電圧の所定の期間T2における微小振動は、圧電体を微小振動させるので、噴射口形成面を微小振動させる。しかしながら、この微小振動によって噴射口から液体香料が噴射されることがないように、前述の振幅Va及び周波数faは決定されている。
換言すると、第2駆動方法が適用される液体香料噴射装置において、電気制御装置は圧電体に対し、同圧電体加圧室の容積を初期容積から大きく減少させることにより噴射ノズルから液体香料を噴射させ、その後、加圧室の容積を同初期容積に復帰させ、次いで、噴射ノズルから液体香料が噴射されない範囲内で加圧室の容積を短時間内に繰り返し増減して噴射口形成面を振動させる一連の動作を繰り返し実行するように、前記駆動信号を発生する。
これによれば、液体香料の噴射が間歇的に行われる。また、液体香料の噴射の終了から次の噴射の開始までの間(前述した所定の期間T2に対応する期間)、加圧室の容積が短時間内に繰り返し増減されることにより、噴射口形成面が微小振動する。この結果、噴射口の端部及び周辺部に付着している液体香料を落下させる(振動によりふるい落とす)ことができるので、液体香料噴射装置は安定した噴射を行うことができる。
(第3駆動方法)
図11は、液体香料噴射装置の第3駆動方法を示している。第3駆動方法は、図11の(A)に示したように、第1駆動方法における駆動信号と同様の台形状波形を有する駆動信号を圧電体に付与する方法である。第3駆動方法における駆動信号は、0(V)と電圧Vnとの間で変化し、その周期はTnである。電圧Vn及び周期はTnは、図11の(C)に示したように、噴射口形成面をZ軸方向(即ち、噴射ノズルの流線方向)において周期的に変位させるように選択されている。
図11は、液体香料噴射装置の第3駆動方法を示している。第3駆動方法は、図11の(A)に示したように、第1駆動方法における駆動信号と同様の台形状波形を有する駆動信号を圧電体に付与する方法である。第3駆動方法における駆動信号は、0(V)と電圧Vnとの間で変化し、その周期はTnである。電圧Vn及び周期はTnは、図11の(C)に示したように、噴射口形成面をZ軸方向(即ち、噴射ノズルの流線方向)において周期的に変位させるように選択されている。
即ち、電圧Vnと周期Tnは、噴射口形成面を噴射ノズルの流線方向において周期的且つ連続的に(例えば、正弦波状に)変位させることにより、噴射ノズルから前記液体香料を噴射させるように決定されている。
これによれば、図12の(A)に示したように、噴射口形成面IMが加圧室側に変位したとき、液体香料は噴射ノズルNの噴射口から柱状に突出し始める。次いで、図12の(B)乃至(D)に示したように、噴射口形成面IMは、この柱状の液体香料の成長方向とは逆の方向に移動する。従って、柱状に突出した液体香料の噴射口側は、噴射ノズル壁面に引きずられながら後退(噴射方向と反対に移動、加圧室側に移動)する。これにより、柱状に突出した液体香料の根元部分の径が小さくなって同部分にくびれ部が発生し、図12の(E)に示したように、液体香料は同部分からちぎれるように離脱する。従って、液体香料の表面張力のみによって液体香料を微粒子化する場合に比較して、液体香料の液滴径が小さくなる。従って、この駆動方法によれば、液体香料をより精細に微粒子化した液滴として噴射することが可能となる。
(第4駆動方法)
図13は、液体香料噴射装置の第4駆動方法を示している。第4駆動方法は、図13の(A)に示したように、図10(A)に示した第2駆動方法における駆動信号と同様の駆動信号を圧電体に付与する方法である。但し、駆動電圧の所定の期間T2における微小振動は、噴射口形成面を微小振動させことを主たる目的とはしておらず、図13の(B)に示したように、圧電体の振動に伴う発熱により加圧室内の液体香料の温度を上昇させることを目的としている。
図13は、液体香料噴射装置の第4駆動方法を示している。第4駆動方法は、図13の(A)に示したように、図10(A)に示した第2駆動方法における駆動信号と同様の駆動信号を圧電体に付与する方法である。但し、駆動電圧の所定の期間T2における微小振動は、噴射口形成面を微小振動させことを主たる目的とはしておらず、図13の(B)に示したように、圧電体の振動に伴う発熱により加圧室内の液体香料の温度を上昇させることを目的としている。
換言すると、電気制御装置により圧電体に付与される駆動信号は、圧電体が加圧室の容積を初期容積から大きく減少させることにより噴射ノズルから液体香料を噴射させた後に加圧室の容積を初期容積に復帰させ、次いで、噴射ノズルから液体香料が噴射されない範囲内で圧電体を振動させて圧電体の温度を上昇させることにより加圧室内の液体香料の温度を上昇させる駆動信号である。
これによれば、圧電体の振動によって加圧室内の液体香料の温度が上昇するので、加圧室内の液体香料の粘度が低下する。この結果、液体香料は、噴射ノズルから噴射されたときに分裂し易くなり、より精細な微粒子へとして噴射される。
(第5駆動方法)
図14は、液体香料噴射装置の第5駆動方法を示している。第5駆動方法は、図9の(A)に示した周期及び変位が比較的大きい駆動信号に対して、周期及び変位(振幅)が極めて小さいノイズ状の信号を重畳させた駆動振動を、圧電体に付与する方法である。
図14は、液体香料噴射装置の第5駆動方法を示している。第5駆動方法は、図9の(A)に示した周期及び変位が比較的大きい駆動信号に対して、周期及び変位(振幅)が極めて小さいノイズ状の信号を重畳させた駆動振動を、圧電体に付与する方法である。
換言すると、電気制御装置により圧電体に付与される駆動信号は、圧電体が加圧室の容積を初期容積から大きく減少させることにより噴射ノズルから液体香料を噴射させた後に加圧室の容積を初期容積に復帰させるとともに、この液体香料の噴射動作の周期に対して十分に短い周期にて圧電体が加圧室の容積を噴射ノズルから液体香料が噴射されない範囲内で連続的に増減させる駆動信号である。
これによれば、液体香料の噴射動作(即ち、大きな加圧及びそれに続く減圧)の周期に対して十分に短い周期にて加圧室の容積が連続的に増減される結果、図15の(A)及び(B)に示したように、噴射ノズルNの噴射口での液体香料のメニスカス(液面)Mに複数の波が発生する。この結果、図15の(C)に示したように、メニスカスMに生じた複数の波の頂部から液体香料が分裂するので、より精細に微粒子化した液体香料を発生させることができる。
(液体香料噴射装置の第1変形例)
次に、本発明による液体香料噴射装置の第1変形例について図16を参照しながら説明する。この液体香料噴射装置は、第1実施形態に係る液体香料噴射装置10の噴射デバイス30を噴射デバイス80に置換するとともに、液体香料気化用のプレート90を備えている点のみにおいて、液体香料噴射装置10と相違している。従って、以下、係る相違点を中心として説明を加える。
次に、本発明による液体香料噴射装置の第1変形例について図16を参照しながら説明する。この液体香料噴射装置は、第1実施形態に係る液体香料噴射装置10の噴射デバイス30を噴射デバイス80に置換するとともに、液体香料気化用のプレート90を備えている点のみにおいて、液体香料噴射装置10と相違している。従って、以下、係る相違点を中心として説明を加える。
噴射デバイス80は、噴射デバイス30と実質的に同一構造を備えている。但し、噴射デバイス80の噴射口形成面は水平面に対して90°の角度をもって配置されている。
プレート90は、噴射ノズル81の噴射口82(及び噴射口形成面)に対向するように配置・構成されている。噴射口に対向したプレートの面Pを、以下、対向面Pと称呼する。対向面Pは、噴射口82から噴射された液体香料の液滴が直接的に付着するように配置されている。プレート90は多孔質体から形成されている。この場合、少なくとも、プレート90の対向面P側部分が多孔質体により形成されていればよい。
この変形例によれば、噴射口82から噴射された液体香料の一部は、空間を飛行してプレート90に直接的に付着し、プレート90から熱が与えられることにより気化する。従って、この液体香料噴射装置は、液体香料の気化を促進することができる。また、プレート90の少なくとも対向面P側は、多孔質体により形成されている。多孔質体は表面積が大きいので、液体香料により多くの熱を与えることができる。その結果、液体香料の気化を一層促進することができる。
なお、噴射デバイス80は、噴射デバイス30と同様に、噴射口形成面が転落角より大きく90°よりの小さい角度αだけ水平面に対して傾斜するように、配置・構成されていてもよい。この場合、プレート90の噴射口形成面の対向する面Pも角度αだけ傾斜することが望ましい。
(液体香料噴射装置の第2変形例)
次に、本発明による液体香料噴射装置の第2変形例について図17を参照しながら説明する。この液体香料噴射装置100は、第1実施形態に係る液体香料噴射装置10にファン(送風装置)を110を加えた装置である。ファン110は、噴射デバイス30の噴射口31−4aからの液体香料の噴射方向に交差する方向であって、液体香料による香りを生成するべき空間に向け送風するようになっている。
次に、本発明による液体香料噴射装置の第2変形例について図17を参照しながら説明する。この液体香料噴射装置100は、第1実施形態に係る液体香料噴射装置10にファン(送風装置)を110を加えた装置である。ファン110は、噴射デバイス30の噴射口31−4aからの液体香料の噴射方向に交差する方向であって、液体香料による香りを生成するべき空間に向け送風するようになっている。
これによれば、噴射デバイス30から噴射された液体香料の気化をファン110の送風により一層促進することができる。
(液体香料噴射装置の第3変形例)
次に、本発明による液体香料噴射装置の第3変形例について図18を参照しながら説明する。この液体香料噴射装置120は、第1実施形態に係る液体香料噴射装置10に液体注入用ポンプ130を加えた装置である。
次に、本発明による液体香料噴射装置の第3変形例について図18を参照しながら説明する。この液体香料噴射装置120は、第1実施形態に係る液体香料噴射装置10に液体注入用ポンプ130を加えた装置である。
液体注入用ポンプ130は、接続管21に介装されている。液体注入用ポンプ130の液体吸入口は、液体香料貯蔵タンク20の底部に連通されている。液体注入用ポンプ130の吐出口は、噴射デバイス30の液体注入口31−1に連通されている。液体注入用ポンプ130は、電気制御装置40と電気的に接続され、電気制御装置40により駆動されるようになっている。
これによれば、例えば、液体香料噴射装置10を使用し始める等の理由により、噴射デバイス30に液体香料を充填する必要がある場合、液体注入用ポンプ130が駆動され、噴射デバイス30内に液体香料が強制的に充填される。従って、噴射デバイス30と液体香料貯蔵タンク20の位置関係に関わらず、液体香料を確実に噴射デバイス30内に充填することができる。
以上、説明したように、本発明による液体香料噴射装置の各実施形態によれば、安定的に液体香料を微粒子化しながら噴射し、所望の香りを発生することができる。なお、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、前記アクチュエータとして、圧電体に代え、電歪素子や反強誘電体膜からなる膜型圧電素子を使用することもできる。さらに、マイクロマシン研究で盛んに研究されている、ギャップを介して対向する電極間に生じる静電力や、通電加熱により形状記憶合金に生じる変形力を、圧電体の発生する力に代えて使用してもよい。また、噴射デバイスは、金属により構成してもよい。
10…液体香料噴射装置、20…液体香料貯蔵タンク、21…接続管、30…噴射デバイス、31…基体、31a〜31c,32a〜32c…セラミックシート、、31−1…液体注入口、31−2…液体供給通路、31−3…液体供給孔、31−4…噴射ノズル、31−4a…噴射口、32…ポンプ、32−1…液体導入孔、32−2…加圧室、32−3…液体吐出孔、32−4…圧電体、40…電気制御装置、50…噴射デバイス、51…撥液部、52…親液部。
Claims (17)
- 液体香料を貯蔵する液体香料貯蔵タンクと、
前記液体香料貯蔵タンクに接続された導入通路、同導入通路を介して同液体香料貯蔵タンク内から前記液体香料を導入する加圧室、一端が同加圧室に接続され他端の噴射口から同加圧室内の液体香料を外部空間に噴射するための噴射ノズル及び駆動信号に応答して同加圧室内の液体香料を加圧するアクチュエータを備えた噴射デバイスと、
前記アクチュエータに対し駆動信号を付与する電気制御装置と、
を備え、前記駆動振動に応じて前記液体香料を前記噴射ノズルを介して外部空間に噴射する液体香料噴射装置であって、
前記噴射デバイスは、前記噴射ノズルの前記噴射口を含む部分が形成された壁を有するとともに、前記液体香料噴射装置が通常の使用状態にあるとき、同壁の同噴射口が形成された面である噴射口形成面が、鉛直上下方向を含む面内になく、且つ、前記液体香料の同面に対する転落角よりも大きな角度をもって傾斜するように構成された液体香料噴射装置。 - 請求項1に記載の液体香料噴射装置において、
前記噴射口形成面の面上であって前記噴射口の外周部直近部分に前記液体香料に対する撥液部が形成されてなる液体香料噴射装置。 - 請求項2記載の液体香料噴射装置において、
前記撥液部はフッ素系撥液剤により形成された液体香料噴射装置。 - 請求項2又は請求項3に記載の液体香料噴射装置において、
前記噴射口形成面の面上であって前記撥液部の周辺に前記液体香料に対する親液部が形成された液体香料噴射装置。 - 請求項4に記載の液体香料噴射装置において、
前記親液部は多孔質体からなる液体香料噴射装置。 - 請求項1乃至請求項5の何れか一項に記載の液体香料噴射装置において、
前記噴射デバイスに前記液体香料を充填する状態において、前記液体香料貯蔵タンク内の液体香料の液面が、前記導入通路、前記加圧室及び前記噴射ノズルのいずれよりも上方に位置するように構成された液体香料噴射装置。 - 請求項1乃至請求項6の何れか一項に記載の液体香料噴射装置において、
前記噴射デバイスの加圧室は、前記噴射デバイスに前記液体香料を充填する状態において、同加圧室の最上部に前記噴射ノズルの一端が接続された液体香料噴射装置。 - 請求項7に記載の液体香料噴射装置において、
前記噴射ノズルは、同噴射ノズル内の液体香料の流線方向が前記一端から前記他端に向けて常に上方へ向う成分を有するように形成された液体香料噴射装置。 - 請求項1乃至請求項8の何れか一項に記載の液体香料噴射装置において、
前記液体香料貯蔵タンク及び前記噴射デバイスからなる組を複数組備え、
少なくとも一つの前記液体香料貯蔵タンクと他の一つの前記液体香料貯蔵タンクとが、互いに異なる液体香料を貯蔵し、同一空間に互いに異なる液体香料を同時に噴射し得るように構成された液体香料噴射装置。 - 請求項1乃至請求項9の何れか一項に記載の液体香料噴射装置において、
前記アクチュエータは前記加圧室の容積を変更して同加圧室内の前記液体香料を加圧及び減圧するように構成され、
前記電気制御装置は前記アクチュエータに対し、同アクチュエータが前記加圧室の容積を初期容積から大きく減少させることにより前記噴射ノズルから前記液体香料を噴射させた後に同加圧室の容積を同初期容積に復帰させ、次いで、同噴射ノズルから同液体香料が噴射されない範囲内で同加圧室の容積を短時間内に繰り返し増減して前記噴射口形成面を振動させる一連の動作を繰り返し実行するように、前記駆動信号を発生する液体香料噴射装置。 - 請求項1乃至請求項9の何れか一項に記載の液体香料噴射装置において、
前記アクチュエータは前記加圧室の容積を変更して同加圧室内の前記液体香料を加圧及び減圧するように構成され、
前記電気制御装置は前記アクチュエータに対し、同アクチュエータが前記加圧室の容積を増減して前記噴射口形成面を前記噴射ノズルの流線方向において周期的に変位させることにより同噴射ノズルから前記液体香料を噴射させるように、前記駆動信号を発生する液体香料噴射装置。 - 請求項1乃至請求項9の何れか一項に記載の液体香料噴射装置において、
前記アクチュエータは圧電体であり、
前記電気制御装置は前記圧電体に対し、同圧電体が前記加圧室の容積を初期容積から大きく減少させることにより前記噴射ノズルから前記液体香料を噴射させた後に同加圧室の容積を同初期容積に復帰させ、次いで、同噴射ノズルから同液体香料が噴射されない範囲内で同圧電体を振動させて同圧電体の温度を上昇させることにより同加圧室内の液体香料の温度を上昇させるように、前記駆動信号を発生する液体香料噴射装置。 - 請求項1乃至請求項9の何れか一項に記載の液体香料噴射装置において、
前記アクチュエータは圧電体であり、
前記電気制御装置は前記圧電体に対し、同圧電体が前記加圧室の容積を初期容積から大きく減少させることにより前記噴射ノズルから前記液体香料を噴射させた後に同加圧室の容積を同初期容積に復帰させるとともに、この液体香料の噴射動作の周期に対して十分に短い周期にて同圧電体が同加圧室の容積を同噴射ノズルから同液体香料が噴射されない範囲内で連続的に増減させるように、前記駆動信号を発生する液体香料噴射装置。 - 液体香料を貯蔵する液体香料貯蔵タンクと、
前記液体香料貯蔵タンクに接続された導入通路、同導入通路を介して同液体香料貯蔵タンク内から前記液体香料を導入する加圧室、一端が同加圧室に接続され他端の噴射口から同加圧室内の液体香料を外部空間に噴射するための噴射ノズル及び駆動信号に応答して同加圧室内の液体香料を加圧するアクチュエータを備えた噴射デバイスと、
前記アクチュエータに対し駆動信号を付与する電気制御装置と、
を備え、前記駆動振動に応じて前記液体香料を前記噴射ノズルを介して外部空間に噴射する液体香料噴射装置であって、
前記噴射された液体香料の一部が付着する位置に配置され、同付着した液体香料の気化を促進するプレートを更に備えた液体香料噴射装置。 - 請求項14に記載の液体香料噴射装置であって、
前記プレートの少なくとも前記噴射された液体香料が付着する面側は、多孔質体により形成された液体香料噴射装置 - 液体香料を貯蔵する液体香料貯蔵タンクと、
前記液体香料貯蔵タンクに接続された導入通路、同導入通路を介して同液体香料貯蔵タンク内から前記液体香料を導入する加圧室、一端が同加圧室に接続され他端の噴射口から同加圧室内の液体香料を外部空間に噴射するための噴射ノズル及び駆動信号に応答して同加圧室内の液体香料を加圧するアクチュエータを備えた噴射デバイスと、
前記アクチュエータに対し駆動信号を付与する電気制御装置と、
を備え、前記駆動振動に応じて前記液体香料を前記噴射ノズルを介して外部空間に噴射する液体香料噴射装置であって、
前記噴射口から噴射される液体香料の噴射方向に交差する方向に送風するファンを備えた液体香料噴射装置。 - 請求項1乃至請求項16の何れか一項に記載の液体香料噴射装置であって、
前記噴射デバイスはセラミックスから形成されてなる液体香料噴射装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2003284506A JP2005052257A (ja) | 2003-07-31 | 2003-07-31 | 液体香料噴射装置 |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102896064A (zh) * | 2012-10-26 | 2013-01-30 | 南京航空航天大学 | 一种压电陶瓷超声雾化片 |
| US9458615B2 (en) | 2011-05-13 | 2016-10-04 | Conopco, Inc. | Spraying device |
| JP2022182428A (ja) * | 2021-05-28 | 2022-12-08 | 国立大学法人東京工業大学 | 香り発生装置 |
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2003
- 2003-07-31 JP JP2003284506A patent/JP2005052257A/ja active Pending
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