JP2016187764A - 超音波霧化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】超音波振動子の振動面における中心付近のみならず、振動面の垂直方向の位置関係における相対的に低い部位においても、液体中に含有される不純物や無機質成分等が堆積又は固着することを防止することができる超音波霧化装置を提供する。
【解決手段】傾斜した底面に開口部１０５を備えた霧化液を入れる霧化液槽１００と、霧化液を超音波振動で霧化する超音波振動子１０１と、超音波振動子１０１を高周波電力によって振動させるための発振器と、超音波振動子１０１を保持する環状のホルダ１０２と、開口部１０５に中心線を合わせて超音波振動子１０１を取り付けるようにホルダ１０２を霧化液槽１００に固定する固定部材１０３とを備え、ホルダ１０２の接液面が、霧化液槽に固定された際に水平よりも低い角度に傾斜する部位が生じるように擂鉢状に形成される。
【選択図】図３

Description

本発明は、超音波振動子により液体を霧化する超音波霧化装置に関し、より詳しくは、超音波振動子の表面に異物が付着することを防止する構造を備えた超音波霧化装置に関する。

超音波振動子の振動エネルギーによって液体を霧化する装置は従来から提案されている。

図１は、従来型の超音波霧化装置の一例を示した断面図である。図示されるように、環状のホルダ１０２によって保持された超音波振動子１０１は、固定部材１０３によって、霧化液槽１００の底面に設けられた開口部１０５に固定されている。超音波振動子１０１は発振器（図示せず）から供給される高周波電力によって振動し、霧化液槽１００内の液体を霧化する。霧化された液体は、液体の表面から霧状に発散される。

ところで、超音波振動子によって霧化することができる液体は純水に限られず、具体的には特許文献１（特開２００６−２８８９２１号公報）に示されるような洗剤液の他、井戸水や肥液といった液体であっても霧化することができる。

しかしながら、洗剤液、井戸水又は肥液といった液体は不純物や無機質成分等を含有していることから、超音波振動子が停止中又は停止後に振動面又はその周囲部にそれらが沈殿又は析出することにより、図１において符号１０４で示されるように、超音波振動子の振動面に付着して堆積又は固着する。そして、超音波振動子の振動面に堆積物又は固着物が存在すると、超音波振動子による霧化性能の低下を引き起こす他、超音波振動子そのものの故障を引き起こす要因にもなる。そのため、定期的に堆積物又は固着物を除去又は清掃する必要があった。

そこで、図２や特許文献２（特開２００９−１３６４１９号公報）に示されるように、傾斜を備えるように超音波振動子１０１を配設することで、液体中に含有される不純物や無機質成分等が超音波振動子の振動面に堆積又は固着することを防止する技術が提案されている。

しかしながら、傾斜を備えるように超音波振動子１０１を配設することで振動面の中心付近において液体中に含有される不純物や無機質成分等が堆積又は固着することを防止できても、振動面の下方部、即ち振動面の垂直方向の位置関係における相対的に低い部位においては堆積又は固着することを防止することができなかった。

また、霧化液中の気泡についても、超音波振動子の振動面に付着した場合には超音波振動子そのものの故障を引き起こす要因となっていた。

特開２００６−２８８９２１号公報 特開２００９−１３６４１９号公報

本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものである。即ち、本発明は、超音波振動子の振動面における中心付近のみならず、振動面の垂直方向の位置関係における相対的に低い部位においても、液体中に含有される不純物や無機質成分等が堆積又は固着することを効果的に防止することができる超音波霧化装置を提供することを目的とする。

以上の課題を解決するために、本発明に係る超音波霧化装置は、傾斜した底面に開口部を備えた霧化液を入れる霧化液槽と、霧化液を超音波振動で霧化する超音波振動子と、超音波振動子を高周波電力によって振動させるための発振器と、超音波振動子を保持する環状のホルダと、開口部に中心線を合わせて超音波振動子を取り付けるようにホルダを霧化液槽に固定する固定部材とを備え、ホルダの接液面が、霧化液槽に固定された際に水平よりも低い角度に傾斜する部位が生じるように擂鉢状に形成され、霧化された液体中に含有される不純物や無機質成分等が超音波振動子の表面に堆積又は固着することを防止することを特徴とする。

また、開口部は、霧化液槽の底面の一部に設けた傾斜面に形成されても良い。

また、開口部は、霧化液槽の底部に上面に傾斜部を持つ筒状突起部を設け、傾斜部に形成されても良い。

また、ホルダにおける鋭角部は、超音波振動子に接触する平滑面を除いて、丸くラウンドをもって形成されても良い。

本発明によれば、超音波振動子の振動面における中心付近のみならず、振動面の垂直方向の位置関係における相対的に低い部位においても、液体中に含有される不純物や無機質成分等が堆積又は固着することを効果的に防止することができる超音波霧化装置を提供できる。

図１は、一般的な霧化装置の従来例である。 図２は、超音波振動子を斜めに取り付けた従来例である。 図３は、本発明の一実施形態に係る超音波霧化装置を示した断面図である。 図４は、本発明の一実施形態に係るホルダを示した斜視図である。 図５は、本発明の一実施形態に係るホルダが超音波振動子を保持した状態を示した断面図である。 図６は、本発明の他の実施形態に係るホルダが超音波振動子を保持した状態を示した断面図である。 図７は、本発明の他の実施形態に係るホルダが超音波振動子を保持した状態を示した一部拡大断面図である。 図８は、本発明の他の実施形態に係る超音波霧化装置を示した断面図である。 図９は、本発明の他の実施形態に係る超音波霧化装置を示した断面図である。 図１０は、本発明の他の実施形態に係る超音波霧化装置の超音波振動子取付部を示した断面図である。

以下、本発明に係る超音波霧化装置の一実施形態を詳細に説明する。なお、全ての図を通して、同一参照番号は、同一又は同等の物を表すものとする。

図３は、本発明の一実施形態に係る超音波霧化装置５００を示した断面図である。図示されるように、超音波霧化装置５００は、霧化液（図示せず）を入れる霧化液槽１００と、超音波振動子１０１と、ホルダ１０２と、固定部材１０３と、超音波振動子１０１に高周波電力を供給する発振器（図示せず）とを備えている。

霧化液槽１００は有底の箱状部材であり、傾斜した底面には開口部１０５を備えている。

なお、霧化液槽１００の底面及びその底面に備えられる開口部１０５の形態はこれに限定されず、例えば、図８に示されるように、霧化液槽１００の底面の一部に傾斜面を設けた上でその傾斜面に開口部１０５が形成される形態でも良く、図９に示されるように、霧化液槽１００の底部に上面に傾斜部を持つ筒状の突起部を設け、その傾斜部に開口部１０５が形成される形態でも良い。

霧化液槽１００の材料については特に限定されず、用途等に応じて合成樹脂やステンレスといった種々の材料から任意に選択して良い。形状についても特に限定されず、箱状の他、例えば円筒状であっても良い。

霧化液槽１００に収容される霧化液は、超音波振動子１０１の振動エネルギーによって霧化される液体であり、具体的には、純水、井戸水又は肥液といった液体である。

超音波振動子１０１は、発振器から供給される電力によって霧化液に超音波振動を与える。

ホルダ１０２は、液密性をもつように超音波振動子１０１を内部に保持する部材であり、固定部材１０３によって開口部１０５に固定されている。なお、本実施形態におけるホルダ１０２は、その内部に超音波振動子１０１を嵌め込むものとしているが、ホルダ１０２はこれに限られず、超音波振動子１０１と一体化されたものであっても良い。

ホルダ１０２は、開口部１０５側、即ち固定部材１０３によって固定された際に霧化液に接することとなる面（接液面）が、後述するように擂鉢状に形成されている。

ホルダ１０２は、霧化液槽１００に設けられた開口部１０５から霧化液が漏出することを防ぐための部材でもある。そのため、ホルダ１０２は柔軟性（密着性）を有する材料から構成されている。具体的な材料については特に限定されず、柔軟性（密着性）を有する材料である限り、ニトリルゴムやフッ素ゴムといった材料から任意に選択して良い。必要により、ホルダ１０２に超音波振動子１０１を保持する際に、接着剤を用いても良い。

固定部材１０３は、霧化液槽１００が備える開口部１０５にホルダ１０２を固定するための部材である。

固定部材１０３の材料については特に限定されず、合成樹脂やステンレスといった種々の材料から任意に選択して良い。固定部材１０３を霧化液槽１００に固定するための手段についても特に限定されず、螺子やはめ込み式といった種々の固定手段から任意に選択して良い。

符号１０４は、不純物や無機質成分等の沈殿物を示している。

符号１０６は、気泡を示している。

次に、図４及び図５を参照しながら、本発明の一実施形態に係る超音波霧化装置５００が備えるホルダ１０２について説明する。

図４は、本発明の一実施形態に係る超音波霧化装置５００が備えるホルダ１０２を示した斜視図である。

図５は、本発明の一実施形態に係る超音波霧化装置５００が備えるホルダ１０２が超音波振動子１０１を保持した状態を示した断面図である。

図５に示されるように、ホルダ１０２は、円板状の超音波振動子１０１を内部に保持している。

また、図５に示されるように、ホルダ１０２は、開口部１０５側、即ち固定部材１０３によって開口部１０５に固定された際に霧化液に接することとなる面（接液面）が、符号２００で示されるように擂鉢状に形成されている。

より具体的には、擂鉢状に傾斜している面は、ホルダ１０２が固定部材１０３によって霧化液槽１００の開口部１０５に固定された際に水平よりも低い角度に傾斜する部位を構成する角度をもって形成されている。

これにより、図３に示されるように、ホルダ１０２が固定部材１０３によって霧化液槽１００の開口部１０５に固定された際、符号１１０で示される水平よりも低い角度（θ）に傾斜する部位が構成される。

以上説明した本実施形態に係る超音波霧化装置５００によれば、霧化液に含有される不純物や無機質成分等は、図３において符号１０４で示されるように、超音波振動子１０１の振動面に堆積又は固着することなく、水平よりも低く傾斜している部位を下方へ移動する。従って、超音波振動子の振動面における中心付近のみならず、振動面の垂直方向の位置関係における相対的に低い部位においても、霧化液に含有される不純物や無機質成分等が堆積又は固着することが防止される。

また、本実施形態に係る超音波霧化装置５００によれば、図３において符号１０６で示されるような気泡が生じた場合であっても、超音波振動子１０１の振動面に付着することなく、擂鉢状に形成されているホルダ１０２の傾斜面に沿って上方へ移動する。従って、超音波振動子の振動面における中心付近のみならず、振動面の垂直方向の位置関係における相対的に高い部位においても、気泡が付着することが防止される。

次に、本発明の他の実施形態に係る超音波霧化装置が備えるホルダを詳細に説明する。

図６は、本発明の他の実施形態に係る超音波霧化装置が備えるホルダ３００が超音波振動子１０１を保持した状態を示した断面図である。また、図７は、図６の一部を拡大した断面図である。

図示されるように、本実施形態に係るホルダ３００は、開口部１０５側、即ち固定部材１０３によって固定された際に霧化液に接することとなる面が擂鉢状に形成されている点において上述した実施形態におけるホルダ１０２と共通する他、符号３０１で示される鋭角部が、符号３０３で示される超音波振動子１０１に接触する平滑面を除いて、丸くラウンドをもって形成されている。なお、超音波振動子１０１に接触する平滑面については丸くラウンドさせない理由は、超音波振動子１０１に接触する平滑面についても丸くラウンドさせると、超音波振動子１０１の振動面との間に、不純物や無機質成分等が堆積又は固着する隙間が生じるためである。

以上説明した本発明の他の実施形態に係る超音波霧化装置によれば、丸くラウンドをもって形成された部位においてわずかに不純物や無機質成分等が堆積又は固着するものの、擂鉢状に形成された部位によって超音波振動子１０１の振動面を覆う面積がより少なくなるため、前述の実施形態に係る超音波霧化装置と比べて超音波振動子１０１の有効振幅径Ｄ_１をより大きく確保することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の改変が可能であることは言うまでもない。

例えば、図１０に示すように、ホルダ１０２における接液面の厚みを薄くすることにより、超音波振動子１０１に対して影響を及ぼすことなく蓄積することができる堆積物又は固着物の量は減少するものの、ホルダ１０２の開口径Ｄ_０に対する超音波振動子１０１の有効振幅径Ｄ_１の比率をより大きく確保することができる。

本発明に係る超音波霧化装置は、霧化対象とする液が純水ではない液体、例えば肥液等の場合に有用である。

１００ 霧化液槽
１０１ 超音波振動子
１０２ ホルダ
１０３ 固定部材
１０４ 沈殿物
１０５ 開口部
１０６ 気泡
１１０ 水平線
１１１ 傾斜線
２００ 擂鉢状部
３００ ホルダ
３０１ 鋭角部
３０２ 直線
３０３ 平滑面
４００ 超音波霧化装置
５００ 超音波霧化装置

Claims (4)

1. 傾斜した底面に開口部を備えた霧化液を入れる霧化液槽と、
   前記霧化液を超音波振動で霧化する超音波振動子と、
   前記超音波振動子を高周波電力によって振動させるための発振器と、
   前記超音波振動子を保持する環状のホルダと、
   前記開口部に中心線を合わせて前記超音波振動子を取り付けるように前記ホルダを前記霧化液槽に固定する固定部材と、
   を備え、
   前記ホルダの接液面が、前記霧化液槽に固定された際に水平よりも低い角度に傾斜する部位が生じるように擂鉢状に形成され、霧化された液体中に含有される不純物や無機質成分等が前記超音波振動子の表面に堆積又は固着することを防止することを特徴とする超音波霧化装置。
2. 前記開口部は、前記霧化液槽の底面の一部に設けた傾斜面に形成されることを特徴とする請求項１に記載の超音波霧化装置。
3. 前記開口部は、前記霧化液槽の底部に上面に傾斜部を持つ筒状突起部を設け、前記傾斜部に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の超音波霧化装置。
4. 前記ホルダにおける鋭角部は、前記超音波振動子に接触する平滑面を除いて、丸くラウンドをもって形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の超音波霧化装置。