JPS6366267B2 - - Google Patents
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- JPS6366267B2 JPS6366267B2 JP2792983A JP2792983A JPS6366267B2 JP S6366267 B2 JPS6366267 B2 JP S6366267B2 JP 2792983 A JP2792983 A JP 2792983A JP 2792983 A JP2792983 A JP 2792983A JP S6366267 B2 JPS6366267 B2 JP S6366267B2
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- Japan
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- atomizer
- oscillation
- nozzle
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- liquid
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B17/00—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
- B05B17/04—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods
- B05B17/06—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations
- B05B17/0607—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers
- B05B17/0638—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers spray being produced by discharging the liquid or other fluent material through a plate comprising a plurality of orifices
- B05B17/0646—Vibrating plates, i.e. plates being directly subjected to the vibrations, e.g. having a piezoelectric transducer attached thereto
Landscapes
- Special Spraying Apparatus (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、灯油や軽油等の液体燃料、水、薬溶
液、記録液等を、電気的振動子を用いて霧化する
液体の霧化装置に関する。
液、記録液等を、電気的振動子を用いて霧化する
液体の霧化装置に関する。
従来例の構成とその問題点
従来から液体の霧化装置には種々のものが提案
されており、圧電素子等の電気的振動子を用いた
ものも多く見うけられる。特に周囲温度変化に対
し、圧電素子が効率よく振動する機械的共振点も
変化するので、発振周波数を前記共振点の変動に
追随するように変化させる方法がとられていた。
されており、圧電素子等の電気的振動子を用いた
ものも多く見うけられる。特に周囲温度変化に対
し、圧電素子が効率よく振動する機械的共振点も
変化するので、発振周波数を前記共振点の変動に
追随するように変化させる方法がとられていた。
例えば、特公昭50−13657号公報「セラミツク
体の駆動方式」に見られるように、周囲温度変化
による共振周波数偏位に追随して移相器の中心周
波数をずらせ、電圧と電流の位相差を無くした
り、あるいは、圧電素子への電圧と電流の位相を
同一にするように、位相差検出器からの信号で発
振器の発振周波数を変化させるなどの方法があつ
た。
体の駆動方式」に見られるように、周囲温度変化
による共振周波数偏位に追随して移相器の中心周
波数をずらせ、電圧と電流の位相差を無くした
り、あるいは、圧電素子への電圧と電流の位相を
同一にするように、位相差検出器からの信号で発
振器の発振周波数を変化させるなどの方法があつ
た。
しかし、上記従来の周囲温度補償機能を有する
霧化装置では、圧電素子駆動信号発生用の発振器
や、位相検出器などを持たねばならず、全体とし
て複雑な構成とならざるを得なかつた。
霧化装置では、圧電素子駆動信号発生用の発振器
や、位相検出器などを持たねばならず、全体とし
て複雑な構成とならざるを得なかつた。
発明の目的
本発明は、このような従来の欠点を除去するた
めに、霧化器が容量特性を有する点に着目して構
成した簡易な発振駆動部であり、しかも、周囲温
度補償機能を持つ霧化装置の提供を目的とする。
めに、霧化器が容量特性を有する点に着目して構
成した簡易な発振駆動部であり、しかも、周囲温
度補償機能を持つ霧化装置の提供を目的とする。
発明の構成
この目的を達成するために本発明は、液体を充
填する加圧室を備えたボデイーと、前記加圧室に
液体を供給するための供給部と、前記加圧室に臨
むように設けたノズルを有するノズル部と、前記
ノズル部を付勢して前記ノズルを加振する電気的
振動子とで霧化器を構成し、前記霧化器に流れる
電流を検出する電流検出器と、前記電流検出器の
信号を増幅する増幅部と、前記増幅部からの信号
を前記霧化器に伝達するインダクタとで発振駆動
部を構成し、温度に対する前記霧化器の等価容量
変化分と前記インダクタの変化分を補償して、前
記発振駆動部の発振周波数を前記霧化器の機械的
共振点変化に追随させる補償器を持ち、前述した
霧化器と発振駆動部と補償器とで全体の霧化装置
を構成している。
填する加圧室を備えたボデイーと、前記加圧室に
液体を供給するための供給部と、前記加圧室に臨
むように設けたノズルを有するノズル部と、前記
ノズル部を付勢して前記ノズルを加振する電気的
振動子とで霧化器を構成し、前記霧化器に流れる
電流を検出する電流検出器と、前記電流検出器の
信号を増幅する増幅部と、前記増幅部からの信号
を前記霧化器に伝達するインダクタとで発振駆動
部を構成し、温度に対する前記霧化器の等価容量
変化分と前記インダクタの変化分を補償して、前
記発振駆動部の発振周波数を前記霧化器の機械的
共振点変化に追随させる補償器を持ち、前述した
霧化器と発振駆動部と補償器とで全体の霧化装置
を構成している。
この構成により、インダクタと霧化器の等価容
量分を主体とした直列共振部と、増幅部とで自励
発振系をなすと共に、温度特性補償器が前記直列
共振部の温度による変化を補償して、霧化器とし
て効率よく動作する機械的共振点の温度ずれに追
随して発振駆動部の発振周波数を変化させる。
量分を主体とした直列共振部と、増幅部とで自励
発振系をなすと共に、温度特性補償器が前記直列
共振部の温度による変化を補償して、霧化器とし
て効率よく動作する機械的共振点の温度ずれに追
随して発振駆動部の発振周波数を変化させる。
実施例の説明
第１図で本発明の一実施例である霧化器につい
て説明する。液体を充填する加圧室１を備えたボ
デイー２は、ビス３で取付板４に固定されてい
る。液体は供給パイプ５を介して前記加圧室１に
入り、霧化動作中は、気体排出用のパイプ６の途
中まで満たされる。７は加圧室１の一面に臨んで
配されたノズル部で、外周はボデイー２に接合さ
れている。ノズル部７の中央には、液滴吐出用の
微細な孔を有する球面状の突起８が形成されてい
る。さらにノズル部７には、円環状の電気的振動
子、ここでは圧電素子９が装着されている。この
圧電素子９は厚さ方向に分極された圧電セラミツ
クで、ノズルとの接合面及び反対側の面には電極
を有している。１０は、圧電素子９へ駆動信号を
伝達するリード線で、一方は圧電素子９の片方の
電極面へ半田接着され、他方はボデイー２へビス
１１で接続されている。駆動信号により圧電素子
９の機械的振動が励起されると、ノズル部７も付
勢されて振動するので、結果として加圧室１内の
液体が霧化粒子１２となつて吐出される。
て説明する。液体を充填する加圧室１を備えたボ
デイー２は、ビス３で取付板４に固定されてい
る。液体は供給パイプ５を介して前記加圧室１に
入り、霧化動作中は、気体排出用のパイプ６の途
中まで満たされる。７は加圧室１の一面に臨んで
配されたノズル部で、外周はボデイー２に接合さ
れている。ノズル部７の中央には、液滴吐出用の
微細な孔を有する球面状の突起８が形成されてい
る。さらにノズル部７には、円環状の電気的振動
子、ここでは圧電素子９が装着されている。この
圧電素子９は厚さ方向に分極された圧電セラミツ
クで、ノズルとの接合面及び反対側の面には電極
を有している。１０は、圧電素子９へ駆動信号を
伝達するリード線で、一方は圧電素子９の片方の
電極面へ半田接着され、他方はボデイー２へビス
１１で接続されている。駆動信号により圧電素子
９の機械的振動が励起されると、ノズル部７も付
勢されて振動するので、結果として加圧室１内の
液体が霧化粒子１２となつて吐出される。
ところで、加圧室１へ供給される液体は、霧化
器設置構成で前記気体排出用のパイプ６途中まで
充填してもよいが、別手段として、霧化器の設置
構成では加圧室１及び排気パイプ６中は空で、液
滴吐出シーケンスに入る前に、例えば排気パイプ
６を通じて負圧を加え、液体を加圧室１に充填す
ると共に排気パイプ６途中まで引き上げてもよ
い。後者の方法によれば、ノズル孔部で液体中の
不純物等が固化し、液滴を噴出できないという不
具合が生じない。
器設置構成で前記気体排出用のパイプ６途中まで
充填してもよいが、別手段として、霧化器の設置
構成では加圧室１及び排気パイプ６中は空で、液
滴吐出シーケンスに入る前に、例えば排気パイプ
６を通じて負圧を加え、液体を加圧室１に充填す
ると共に排気パイプ６途中まで引き上げてもよ
い。後者の方法によれば、ノズル孔部で液体中の
不純物等が固化し、液滴を噴出できないという不
具合が生じない。
第２図は、前記圧電素子９を近似した電気的等
価回路であり、１３の等価並列容量CSと、１４，
１５，１６のそれぞれ直列インダクタンス分Lo、
容量分Co、抵抗分Roで構成されている。
価回路であり、１３の等価並列容量CSと、１４，
１５，１６のそれぞれ直列インダクタンス分Lo、
容量分Co、抵抗分Roで構成されている。
第３図は、前記霧化器の圧電素子９に周波数を
変化させて駆動信号（例えば正弦波）を印加した
場合の電流変化を示し、加圧室１内に液体が充填
されているときの負荷時の特性と、液体が入つて
いない空の状態、すなわち無負荷時の特性を表わ
している。実線で示した無負荷時の特性では、電
気的共振周波数1では第２図で示したLo１４と
Co１５の直列共振が発生し、駆動電流のピーク
値が表われている。また、電気的反共振周波数2
では第２図で示したLo１４とCs１３との並列共
振が発生し駆動電流が極小値となつている。図に
示したrは、1と2のほぼ中間周波数で機械的共
振周波数という。同第３図の破線が負荷時のもの
で、前述1，2の各電流値の無負荷時に比べて極
端には大きくない。
変化させて駆動信号（例えば正弦波）を印加した
場合の電流変化を示し、加圧室１内に液体が充填
されているときの負荷時の特性と、液体が入つて
いない空の状態、すなわち無負荷時の特性を表わ
している。実線で示した無負荷時の特性では、電
気的共振周波数1では第２図で示したLo１４と
Co１５の直列共振が発生し、駆動電流のピーク
値が表われている。また、電気的反共振周波数2
では第２図で示したLo１４とCs１３との並列共
振が発生し駆動電流が極小値となつている。図に
示したrは、1と2のほぼ中間周波数で機械的共
振周波数という。同第３図の破線が負荷時のもの
で、前述1，2の各電流値の無負荷時に比べて極
端には大きくない。
第４図は、負荷時の駆動周波数変化に対する電
流値変化と、霧化量変化を示している。機械的共
振周波数rのときに霧化量が最大値になつてい
る。実際に噴霧させるときには、このr付近の駆
動周波数で動作させる。
流値変化と、霧化量変化を示している。機械的共
振周波数rのときに霧化量が最大値になつてい
る。実際に噴霧させるときには、このr付近の駆
動周波数で動作させる。
第５図は、インダクタ１７を介して霧化器（振
動源としては圧電素子９）へ増幅部１８の信号を
伝達するインダクタ結合自励発振系のブロツク構
成図である。１９は、霧化器に流れる電流を検出
する電流検出器である。前述第３図から、駆動電
流Ｉが駆動周波数の増加に伴つて増えており、
霧化器として容量特性を示すことがわかる。この
等価容量をCTと表し、インダクタ１７をＬとす
れば第５図で示す発振駆動部の発振周波数oは、 o＝１／2π√T で決まる。この基本構成では、インダクタ１７の
値Ｌを適当に調整することにより、霧化器の機械
的共振点で発振駆動させることができる。本構成
では、外部に発振器を持たなくてもよい。
動源としては圧電素子９）へ増幅部１８の信号を
伝達するインダクタ結合自励発振系のブロツク構
成図である。１９は、霧化器に流れる電流を検出
する電流検出器である。前述第３図から、駆動電
流Ｉが駆動周波数の増加に伴つて増えており、
霧化器として容量特性を示すことがわかる。この
等価容量をCTと表し、インダクタ１７をＬとす
れば第５図で示す発振駆動部の発振周波数oは、 o＝１／2π√T で決まる。この基本構成では、インダクタ１７の
値Ｌを適当に調整することにより、霧化器の機械
的共振点で発振駆動させることができる。本構成
では、外部に発振器を持たなくてもよい。
第６図のＡは、周囲温度Ta（℃）の変化に対す
る等価容量CT（pF）の変化特性を示し、温度上昇
と共に増加している。同６図のＢは、温度Ta
（℃）の変化に対する霧化器の機械的共振点rの
変化（実線）と第５図で示した自励発振回路系で
の発振周波数の変化（一点鎖線）を示す。Ta≒
20℃においてインダクタンスＬを調整して発振周
波数を機械的共振点（例えば、≒50（ｋHz））に
合わても、インダクタンスＬの温度変化分と、第
６図Ａで示した等価容量CTの温度変化分の値に
よつて、機械的共振点の温度特性に追随しないこ
とがある。第６図Ｂの一点鎖線の例は、例えば
CTの温度による変化分が多過ぎて、高温におい
て機械的共振点以下の発振周波数となつた場合で
ある。このときは、圧電素子の電気エネルギーを
機械エネルギーに変換するる交率が低く、第４図
で示したように霧化量も低下する。
る等価容量CT（pF）の変化特性を示し、温度上昇
と共に増加している。同６図のＢは、温度Ta
（℃）の変化に対する霧化器の機械的共振点rの
変化（実線）と第５図で示した自励発振回路系で
の発振周波数の変化（一点鎖線）を示す。Ta≒
20℃においてインダクタンスＬを調整して発振周
波数を機械的共振点（例えば、≒50（ｋHz））に
合わても、インダクタンスＬの温度変化分と、第
６図Ａで示した等価容量CTの温度変化分の値に
よつて、機械的共振点の温度特性に追随しないこ
とがある。第６図Ｂの一点鎖線の例は、例えば
CTの温度による変化分が多過ぎて、高温におい
て機械的共振点以下の発振周波数となつた場合で
ある。このときは、圧電素子の電気エネルギーを
機械エネルギーに変換するる交率が低く、第４図
で示したように霧化量も低下する。
以下では、補償器により、霧化器の容量特性を
発振要素として扱う自励発振系において機械的共
振点を追尾する本発明を説明する。
発振要素として扱う自励発振系において機械的共
振点を追尾する本発明を説明する。
第７図は本発明の一実施例を示すブロツク構成
図で第５図と同一番号のものは、同じ機能を有す
る構成要素である。Ａ，Ｂはそれぞれ補償器とし
てのコンデンサ２０，２１を霧化器と並列、直列
接続したもので、その温度による変化分が、第６
図Ａで示したCTの変化分を補償して、インダク
タとの共振特性を機械的共振点の温度特性に合致
させている。Ａでの発振周波数は、コンデンサ２
０をC1とすれば ＝１／2π√（T＋1） で決まる。第６図Ｂで一点鎖線の特性を補償する
ためには、CTの温度変化割合に対して、（CT＋
C1）での温度変化割合を減少させる方向のコン
デンサC1を選定すればよい。第７図Ｂでの発振
周波数は、コンデンサ２１をC2とすれば、下記
で決まる。
図で第５図と同一番号のものは、同じ機能を有す
る構成要素である。Ａ，Ｂはそれぞれ補償器とし
てのコンデンサ２０，２１を霧化器と並列、直列
接続したもので、その温度による変化分が、第６
図Ａで示したCTの変化分を補償して、インダク
タとの共振特性を機械的共振点の温度特性に合致
させている。Ａでの発振周波数は、コンデンサ２
０をC1とすれば ＝１／2π√（T＋1） で決まる。第６図Ｂで一点鎖線の特性を補償する
ためには、CTの温度変化割合に対して、（CT＋
C1）での温度変化割合を減少させる方向のコン
デンサC1を選定すればよい。第７図Ｂでの発振
周波数は、コンデンサ２１をC2とすれば、下記
で決まる。
＝１／2π√（T 2）
この場合も、CTC2の合成特成が、CTだけの
温度変化割合を減少させる方向のC2を選べばよ
い。このように、並列、又は、直列接続するコン
デンサを補償器とするのは、霧化器自体の等価容
量CTの温度変化が大きく、インダクタとしての
コイル等の温度変化分が小さく補償できないとき
に有効な手段である。
温度変化割合を減少させる方向のC2を選べばよ
い。このように、並列、又は、直列接続するコン
デンサを補償器とするのは、霧化器自体の等価容
量CTの温度変化が大きく、インダクタとしての
コイル等の温度変化分が小さく補償できないとき
に有効な手段である。
第８図は本発明の一実施例を示す具体的な回路
図である。補償器の構成は、コンデンサ２０を霧
化器の圧電素子９と並列接続している。増幅部１
８は、トランジスタ（２２，２３，２４，２５）、
抵抗（２６，２７，２８，２９，３０，３１，３
２）、コンデンサ（３３，３４）で構成されてお
り、電流検出器１９は抵抗３５で構成されてい
る。３６は直流電源である。電流検出器１９から
の信号は、コンデンサ３４を通つて、コンプリメ
ンタリーSEPP型増幅部へ送られ、インダクタ１
７を介して、圧電素子９と補償器２０に伝達され
る。
図である。補償器の構成は、コンデンサ２０を霧
化器の圧電素子９と並列接続している。増幅部１
８は、トランジスタ（２２，２３，２４，２５）、
抵抗（２６，２７，２８，２９，３０，３１，３
２）、コンデンサ（３３，３４）で構成されてお
り、電流検出器１９は抵抗３５で構成されてい
る。３６は直流電源である。電流検出器１９から
の信号は、コンデンサ３４を通つて、コンプリメ
ンタリーSEPP型増幅部へ送られ、インダクタ１
７を介して、圧電素子９と補償器２０に伝達され
る。
発明の効果
本発明の霧化装置によれば、霧化器自体のコン
パクトな構造に加えて、発振駆動部の構造が単純
であり、しかも、補償器によつて霧化器が効率よ
く作動する機械的共振点追尾が実現できる。
パクトな構造に加えて、発振駆動部の構造が単純
であり、しかも、補償器によつて霧化器が効率よ
く作動する機械的共振点追尾が実現できる。
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２
図は圧電素子の等価回路図、第３図は駆動周波数
に対する電流特性図、第４図は駆動周波数に対す
る電流と霧化量の特性図、第５図はインダクタ結
合自励発振系のブロツク構成図、第６図Ａは霧化
器等価容量の温度特性、Ｂは機械的共振点及び自
励発振系での発振周波数の温度特性を示す図、第
７図Ａ，Ｂは本発明の一実施例を示すブロツク構
成図、第８図は本発明の具体的回路図である。 １……加圧室、２……ボデイー、５……供給
部、７……ノズル部、９……圧電素子、１７……
インダクタ、１８……増幅部、１９……電流検出
器、２０，２１……補償器としてのコンデンサ。
図は圧電素子の等価回路図、第３図は駆動周波数
に対する電流特性図、第４図は駆動周波数に対す
る電流と霧化量の特性図、第５図はインダクタ結
合自励発振系のブロツク構成図、第６図Ａは霧化
器等価容量の温度特性、Ｂは機械的共振点及び自
励発振系での発振周波数の温度特性を示す図、第
７図Ａ，Ｂは本発明の一実施例を示すブロツク構
成図、第８図は本発明の具体的回路図である。 １……加圧室、２……ボデイー、５……供給
部、７……ノズル部、９……圧電素子、１７……
インダクタ、１８……増幅部、１９……電流検出
器、２０，２１……補償器としてのコンデンサ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 液体を充填する加圧室を備えたボデイーと、
前記加圧室に液体を供給するための供給部と、前
記加圧室に臨むように設けたノズルを有するノズ
ル部と、前記ノズル部を付勢して前記ノズルを加
振する電気的振動子とからなる霧化器と、前記電
気的振動子に流れる電流を検出する電流検出器
と、前記電流検出器の信号を増幅する増幅部と、
前記増幅部からの信号を前記霧化器に伝達するイ
ンダクタとからなる発振駆動部と、温度に対す
る、前記霧化器の等価容量変化分と前記インダク
タの変化分を補償して、前記発振駆動部の発振周
波数を前記霧化器の機械的共振変化に追随させる
補償器とで構成された霧化装置。 ２ 前記霧化器と並列、あるいは、直列接続した
コンデンサーで前記補償器を構成したことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の霧化装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58027929A JPS59154159A (ja) | 1983-02-22 | 1983-02-22 | 霧化装置 |
| US06/563,522 US4632311A (en) | 1982-12-20 | 1983-12-20 | Atomizing apparatus employing a capacitive piezoelectric transducer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58027929A JPS59154159A (ja) | 1983-02-22 | 1983-02-22 | 霧化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59154159A JPS59154159A (ja) | 1984-09-03 |
| JPS6366267B2 true JPS6366267B2 (ja) | 1988-12-20 |
Family
ID=12234575
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58027929A Granted JPS59154159A (ja) | 1982-12-20 | 1983-02-22 | 霧化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59154159A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0368474U (ja) * | 1989-11-06 | 1991-07-05 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5693262B2 (ja) * | 2011-01-28 | 2015-04-01 | キヤノン株式会社 | 振動体の駆動回路 |
| JP5940184B2 (ja) * | 2015-02-05 | 2016-06-29 | キヤノン株式会社 | 振動体の駆動回路、装置、及び光学機器 |
-
1983
- 1983-02-22 JP JP58027929A patent/JPS59154159A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0368474U (ja) * | 1989-11-06 | 1991-07-05 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59154159A (ja) | 1984-09-03 |
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