(57)【要約】【課題】  微細な霧を大量かつ効率的に発生できる超音波式霧発生装置を提供する。【解決手段】  超音波式霧発生装置１においては、霧原料液体収容部１８内の液面ＬＶ上方に送風機３０を配置し、超音波振動により液面ＬＶより立ち上る霧を周囲空気とともに吸引し、霧含有気流ＦＧＶとして液面ＬＶの法線と交差する向きに方向転換しつつ気流吹き出し口１６Ａより送出する。送風機３０は霧原料液体収容部１８とともに装置筐体２内に収容されるので、装置外への漏れ気流により霧粒子が損失することもない。また、液面ＬＶから発生した霧は粗大粒子も含めて一旦漏らさず送風機３０の吸引側に吸い上げることで、霧原料液体収容部１８内での霧粒子の戻り損失を極力抑えることができる。そして、その霧粒子を送風機３０の送出側下流に配置された粗大霧粒子分離部２０に一括して送り込み、粗大霧粒子を除去することで、所望とする微細霧粒子を霧含有気流放出部３から高濃度で放出することができる。【選択図】図２
2011036853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部が開口し、霧原料液体を収容する霧原料液体収容部と、
前記霧原料液体収容部内にて、収容された前記霧原料液体中に超音波発生面が没するように配置され、該霧原料液体に超音波振動を付加することによりこれを霧化する超音波振動子と、
前記霧原料液体収容部に対し、収容された前記霧原料液体の液面よりも上方に配置され、前記超音波振動の付加により前記液面より立ち上る霧を空気とともに吸引し、霧含有気流として前記液面の法線と交差する向きに方向転換しつつ気流吹き出し口より送出する送風機と、
前記霧原料液体収容部と前記送風機とを周囲空間から区画しつつ一括して収容するとともに、前記霧含有気流を形成するための外気吸入口を有した装置筺体と、
前記霧含有気流の送出方向にて前記送風機に隣接配置され、前記霧含有気流に含まれる所定粒子径を超える粗大霧粒子を分離除去する粗大霧粒子分離部と、
前記粗大霧粒子を分離除去後の前記霧含有気流を周囲雰囲気に向けて放出する霧含有気流放出部と、
を備えたことを特徴とする超音波式霧発生装置。
【請求項２】
前記送風機が遠心ファンとして構成され、該遠心ファンの回転送風体は、その気流吸い込み側となる軸線方向端部が前記液面に対し下向きに対向するように配置されるとともに、前記液面からの霧とともに気流を吸い込むための気流吸い込み口を下端に開口する整流カバーにより前記回転送風体が覆われてなり、該整流カバーの外周面に前記霧含有気流の吹き出し口が形成されてなる請求項１記載の超音波式霧発生装置。
【請求項３】
前記遠心ファンは、前記回転送風体の前記液面に対向しているのと反対側の軸線方向端面に駆動モータの回転軸先端が取り付けられ、該駆動モータの本体が前記回転送風体の前記反対側の端面側にて、前記整流カバーに対し上方に突出する形で配置されている請求項２記載の超音波式霧発生装置。
【請求項４】
前記回転送風体が円筒状の中空フレームと、該中空フレームの周方向に複数の送風羽根が組み付けられたシロッコファンとして構成される請求項３記載の超音波式霧発生装置。
【請求項５】
前記整流カバーが前記装置筺体の上部内面に取り付けられるとともに、前記駆動モータが前記装置筺体の頂面部の上方に突出する形で配置されている請求項３又は請求項４に記載の超音波式霧発生装置。
【請求項６】
前記粗大霧粒子分離部は、前記気流吹き出し口から吹き出される前記霧含有気流が上端側から内部に導入されるとともに、内周面が上端側に向かうほど縮径する円錐状に形成されたサイクロン分級部を自する請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の超音波式霧発生装置。
【請求項７】
前記霧含有気流が前記サイクロン分級部に対し内周面接線方向に導入される請求項６記載の超音波式霧発生装置。
【請求項８】
前記霧含有気流放出部は、前記サイクロン分級部の上端に連通結合され、末端に霧放出口を開口する霧放出通路である請求項６又は請求項７に記載の超音波式霧発生装置。
【請求項９】
前記霧放出通路は、下端側が前記円錐状の内周面区間に入り込む形で前記サイクロン分級部の内部に軸線方向に挿入されてなる請求項８記載の超音波式霧発生装置。
【請求項１０】
前記霧放出通路は、前記下端側の前記サイクロン分級部に対する軸線方向の挿入長が可変に構成されてなる請求項９記載の超音波式霧発生装置。
【請求項１１】
前記サイクロン分級部側に流入する前記粗大霧粒子を含有した分離気流を、前記霧原料液体の液面よりも上方にて前記霧原料液体収容部に戻す戻り管路が設けられている請求項６ないし請求項１０のいずれか１項に記載の超音波式霧発生装置。
【請求項１２】
前記粗大霧粒子を分離除去後の前記霧含有気流中の霧濃度を検出する霧濃度検出手段と、
検出される前記霧濃度に応じて前記送風機の送風量を調整する送風制御手段とを有する請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載の超音波式霧発生装置。
【請求項１３】
前記送風制御手段は前記霧濃度が予め定められた目標値に近づくように前記送風機の送風量を調整するものである請求項１２記載の超音波式霧発生装置。
【請求項１４】
前記霧濃度検出手段は、前記霧放出通路内を流れる前記霧含有気体に対し検出光を投射する投光部と、該霧含有気体内を通過した前記検出光を受光する受光部とを有し、該受光部の光検出強度に基づいて前記霧濃度を検出するものである請求項１３記載の超音波式霧発生装置。
【請求項１５】
前記霧含有気流放出部に負極性の放電電極が取り付けられ、前記霧含有気流を該放電電極と接触させつつ放出する請求項１ないし請求項１４のいずれか１項に記載の超音波式霧発生装置。
【請求項１６】
前記霧含有気流放出部に紫外線発生部が取り付けられ、前記霧含有気流に紫外線を照射しつつ放出する請求項１ないし請求項１４のいずれか１項に記載の超音波式霧発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、超音波式霧発生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  特許文献１〜特許文献５には、超音波振動子により水分子を霧化するようにした噴霧装置が開示されている。噴霧や超音波摩擦により霧化された水粒子は、いわゆるレナード効果により正帯電し、空気中には電荷バランスにより同量の負イオンを生ずる。これを空気中に放出することで、室内（あるいは車内）の消臭効果、室内空気の浄化、室内インテリアの帯電防止などの効果を発揮できるので、空気浄化装置として既に種々の提案がなされている（特許文献１，２）。また、水滴放出による加湿効果も期待できる。【０００３】  噴霧や超音波振動摩擦により発生した霧粒子には粗大な水滴も含まれるため、そのまま放出すると、周囲の物品に水滴が付着して濡らしてしまう問題がある。そこで、特許文献３，４には、噴霧もしくは超音波により発生した霧を、送風機により一旦管路に導き、その管路の途中に設けられたサイクロンにより粗大な水滴を捕集して、微細な水滴のみを放出する提案がなされている。また、特許文献５には、超音波振動の付加により霧チャンバー内の水面から立ち上る霧に、該霧チャンバーの側壁側からファンにより旋回気流を導入し、一定粒子径以上の霧粒子を旋回流とともに水面に戻すことで、さらに微細な霧を発生させる装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】  特公平５−５８７５５５号公報
【特許文献２】  実開平４−１２６７１７号公報
【特許文献３】  特表２００１−５１０７３１号公報
【特許文献４】  特開２００１−３０４６３８号公報
【特許文献５】  特開２００６−１３６８７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  しかし、特許文献３〜５に開示された霧発生装置はいずれも、霧チャンバー内の水面に対し横に外れた位置に霧含有気流を送出するための送風機が設けられており、水面から立ち上る霧が強力な気流により霧チャンバー内で予備的に分級されて水に戻ってしまう結果、霧化効率が悪く、霧発生量が少ない難点があった。【０００６】  本発明の課題は、微細な霧を大量かつ効率的に発生できる超音波式霧発生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００７】  上記の課題を解決するために、本発明の超音波式霧発生装置は、
上部が開口し、霧原料液体を収容する霧原料液体収容部と、
霧原料液体収容部内にて、収容された霧原料液体中に超音波発生面が没するように配置され、該霧原料液体に超音波振動を付加することによりこれを霧化する超音波振動子と、
霧原料液体収容部に対し、収容された霧原料液体の液面よりも上方に配置され、超音波振動の付加により液面より立ち上る霧を空気とともに吸引し、霧含有気流として液面の法線と交差する向きに方向転換しつつ気流吹き出し口より送出する送風機と、
霧原料液体収容部と送風機とを周囲空間から区画しつつ一括して収容するとともに、霧含有気流を形成するための外気吸入口を有した装置筺体と、
霧含有気流の送出方向にて送風機に隣接配置され、霧含有気流に含まれる所定粒子径を超える粗大霧粒子を分離除去する粗大霧粒子分離部と、
粗大霧粒子を分離除去後の霧含有気流を周囲雰囲気に向けて放出する霧含有気流放出部と、
を備えたことを特徴とする。
【０００８】  上記本発明の超音波式霧発生装置によると、霧原料液体収容部内の液面上方に送風機を配置し、超音波振動により液面より立ち上る霧を空気とともに吸引し、霧含有気流として液面の法線と交差する向きに方向転換しつつ気流吹き出し口より送出する。つまり、液面から立ち上る霧は、液面上方に配置された送風機の吸引側に吸い上げられるので、霧原料液体収容部内での予備分級により液面に戻ってしまう霧粒子を大幅に減少させることができる。また、送風機は霧原料液体収容部とともに装置筺体内に収容されるので、装置外への漏れ気流により霧粒子が損失することもない。すなわち、液面から発生した霧を粗大粒子も含めて一旦送風機の吸引側に漏らさず吸い上げることで、霧原料液体収容部内での霧粒子の戻り損失を極力抑えることができる。そして、その霧粒子を送風機の送出側下流に配置された粗大霧粒子分離部に一括して送り込み、粗大霧粒子を除去することで、所望とする微細霧粒子を霧含有気流放出部から高濃度で放出することができる。かくして、微細な霧を大量かつ効率的に発生できる超音波式霧発生装置が実現する。
【０００９】  送風機は遠心ファンとして構成できる。該遠心ファンの回転送風体は、その気流吸い込み側となる軸線方向端部を液面に対し下向きに対向するように配置することができる。そして、液面からの霧とともに気流を吸い込むための気流吸い込み口を下端に開口する整流カバーにより該回転送風体を覆い、該整流カバーの外周面に霧含有気流の吹き出し口を形成することができる。遠心ファンの回転送風体の、その気流吸い込み側となる軸線方向端部を液面に対向させることで、液面から発生する霧を極めて効率的に吸い上げることができる。そして、整流カバーにより該回転送風体を覆い、該整流カバーの外周面に霧含有気流の吹き出し口を形成することで、吸い上げた霧を含有した気流を吹き出し口にもれなく導くことができる。
【００１０】  上記の遠心ファンは、回転送風体の液面に対向しているのと反対側の軸線方向端面に駆動モータの回転軸先端を取り付け、該駆動モータの本体が回転送風体の反対側の端面側にて、整流カバーに対し上方に突出する形で配置できる。これにより、回転送風体の中心部から駆動モータが排除されて吸い込み空間として液面側に開口させることができるので、霧の吸引効率はさらに高められる。該構造に適した回転送風体としては、円筒状の中空フレームと、該中空フレームの周方向に複数の送風羽根が組み付けられたシロッコファンを本発明に好適に採用することができる。
【００１１】  なお、上記の整流カバーは、装置筺体の上部内面に取り付けることができ、駆動モータは装置筺体の頂面部の上方に突出する形で配置することができる。このようにすると、装置筺体の上部を霧含有気流の吹き出し通路の一部として流用でき、かつ、駆動モータを装置筺体外に突出配置することにより、筺体のコンパクト化と筺体内のスペースの有効活用を図ることができる。
【００１２】  粗大霧粒子分離部は、気流吹き出し口から吹き出される霧含有気流が上端側から内部に導入されるとともに、内周面が下端側に向かうほど縮径する円錐状に形成されたサイクロン分級部を有するものとして構成することができる。これにより、粗大霧粒子を効率よく分離・除去することができる。なお分級用の旋回流をサイクロン内に効率的に発生させるためには、霧含有気流をサイクロン分級部に対し内周面接線方向に導入することが望ましい。
【００１３】  霧含有気流放出部は、サイクロン分級部の上端に連通結合され、末端に霧放出口を開口する霧放出通路とすることができる。これにより、送風機からの霧含有気流はサイクロン分級部の上部下流側側壁に当たって旋回流を形成しつつ、粗大霧粒子が主体となるサイクロン側分級気流と、微細霧粒子が主体となる分級済霧含有気流とに効果的に分離できる。この場合、上記の霧放出通路は、下端側が円錐状の内周面区間に入り込む形でサイクロン分級部の内部に軸線方向に挿入配置することができる。このようにすると、霧放出通路の下端開口縁の、サイクロン分級部内周面に対する軸線方向位置、ひいては、当該軸線方向位置におけるサイクロン内径に応じて霧分級粒径を自由に設定できる利点がある。なお、霧放出通路は、サイクロン内周面と同軸的に配置される円筒部材として構成することが望ましい。
【００１４】  この場合、霧放出通路は、下端側のサイクロン分級部に対する軸線方向の挿入長を可変に構成することができる。霧放出通路下端側のサイクロン分級部への挿入長が変化すれば、その下端開口縁に対応するサイクロン内径が変化するので、霧分級粒径も変化する。つまり、上記挿入長の変更により霧分級粒径ひいては放出する霧含有気流中の霧粒径（あるいはその分布）を調整することができる。
【００１５】  上記の構成では、サイクロン分級部側に流入する粗大霧粒子を含有した分離気流を、霧原料液体の液面よりも上方にて霧原料液体収容部に戻す戻り管路を設けることができる。サイクロン分級部から粗大霧粒子を霧原料液体収容部に戻すことで霧原料液体の無駄な消費が抑えられ、投入した霧原料液体の有効活用を図ることができる。
【００１６】  また、本発明の超音波式霧発生装置には、粗大霧粒子を分離除去後の霧含有気流中の霧濃度を検出する霧濃度検出手段と、検出される霧濃度に応じて送風機の送風量を調整する送風制御手段とを設けることができる。これにより、霧放出量の制御が容易になる。具体的には、霧濃度が予め定められた目標値に近づくように送風機の送風量を調整するように送風制御手段を構成することで、霧放出量を一定に保つことができる。霧濃度検出手段は、例えば、霧放出通路内を流れる霧含有気体に対し検出光を投射する投光部と、該霧含有気体内を通過した検出光を受光する受光部とを有するものと構成でき、該受光部の光検出強度に基づいて霧濃度を容易に検出することができる。
【００１７】  霧含有気流放出部には負極性の放電電極を取り付けることができ、霧含有気流を該放電電極と接触させつつ放出することができる。これにより、放出される霧粒子の負帯電化を促進でき、室内（あるいは車内）の消臭効果、室内空気の浄化、室内インテリアの帯電防止などの効果をより促進することができる。また、気流中の酸素の一部をオゾン化でき、霧含有気流に殺菌機能を付与することも可能である。
【００１８】  また、霧含有気流放出部には紫外線発生部を取り付けることもでき、霧含有気流に紫外線を照射しつつ放出することができる。これにより、気流中の酸素の一部をオゾン化すること、あるいは、酸素（ないし発生したオゾン）と霧粒子中の水分子との反応によるヒドロキシラジカルの発生促進により、霧含有気流に殺菌機能を付与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】  本発明の一実施形態である超音波式霧発生装置の外観を示す二面図。
【図２】  同じく内部構造を示す断面図。
【図３】  サイクロン分級部内への霧放出通路の進入長を可変にする機構の説明図。
【図４】  本発明の超音波式霧発生装置の制御系の一例を示す回路図。
【図５】  霧放出通路内に負極性放電電極を設ける例を示す断面図。
【図６】  霧放出通路内に紫外線発生部を設ける例を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】  以下、本発明の実施の形態を添付の図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態をなす超音波式霧発生装置の外観を示すものである。該超音波式霧発生装置１は装置筺体２を有し、その正面側に操作パネル５が取り付けられている。操作パネル５には電源スイッチ６、霧濃度設定部７、電源ランプ８及び液切れ警告ランプ９が設けられている。また、装置筺体２の頂面部２Ｔには、霧含有気流放出部３をなす管状の霧放出通路（以下、霧放出通路３ともいう）が突出して設けられ、その先端に霧放出口３Ｂが開口形成されている。他方、該頂面部２Ｔには、装置筺体２内に霧原料液体タンクをセットするためのタンクセット口が形成され、扉１１により開閉可能に塞がれている。また、後述する送風機の駆動モータ１０が突出配置されている。
【００２１】  図２は、超音波式霧発生装置１の内部構造を示すものであり、前述の装置筺体２内に、霧原料液体収容部１８、超音波振動子２５、送風機３０及び粗大霧粒子分離部２０等が組み付けられている。霧原料液体収容部１８は、金属ないし樹脂により装置筺体２の底面上に組み付けられており、上部が開口する円筒状に形成され、霧原料液体（例えば水）Ｌを収容する。超音波振動子２５は、該霧原料液体収容部１８内にて、収容された霧原料液体Ｌ中に超音波発生面Ａが没するように配置され、該霧原料液体Ｌに超音波振動を付加することによりこれを霧化する。送風機３０は、霧原料液体収容部１８に対し、収容された霧原料液体Ｌの液面ＬＶよりも上方に配置され、超音波振動の付加により液面ＬＶより立ち上る霧を空気とともに吸引し、霧含有気流ＦＧＶとして液面ＬＶの法線と交差する向きに方向転換しつつ気流吹き出し口１６Ａより送出する。
【００２２】  装置筺体２は、霧原料液体収容部１８と送風機３０とを周囲空間から区画しつつ、これらを一括して収容するとともに、霧含有気流ＦＧＶを形成するためのガラリ状の外気吸入口２Ｎを有する。粗大霧粒子分離部２０は、霧含有気流ＦＧＶの送出方向にて送風機３０に隣接配置され、霧含有気流ＦＧＶに含まれる所定粒子径を超える粗大霧粒子を分離除去する。霧含有気流放出部３は、粗大霧粒子を分離除去後の霧含有気流ＦＧＸを周囲雰囲気に向けて放出する。
【００２３】  超音波振動子２５は、霧原料液体収容部１８の底部に配置されたベース２４の上面に、超音波放射面２５Ａと水面ＬＶとがほぼ平行となるように取り付けられている。前述のタンクセット口から樹脂ないし金属製の霧原料液体タンク２１を液供給口２１ｔ側が下になるように装置筺体２にセットすると、装置筺体２内のタンク支持部２２に液供給口２１ｔを進入させる形で、霧原料液体タンク２１が該タンク支持部２２により支持される。タンク支持部２２は霧原料液体収容部１８と液供給管２３によりつながれており、霧発生により霧原料液体収容部１８内の水位が低下すると、サイフォンの原理に基づいてタンク２１から霧原料液体が液供給管２３を経て霧原料液体収容部１８に供給され、液面ＬＶが一定に維持されるようになっている。
【００２４】  次に、送風機３０は遠心ファンとして構成され（以下、遠心ファン３０ともいう）、該遠心ファン３０の回転送風体１５が、その気流吸い込み側となる軸線方向端部（下面側）が、霧原料液体収容部１８内の液面ＬＶに対し下向きに対向するように配置されている。回転送風体１５は整流カバー１６により覆われている。該整流カバー１６は、液面ＬＶからの霧とともに気流を吸い込むための円形の気流吸い込み口１６Ｑが下端に開口するとともに、外周面には吹出突出部１７が一体形成され、その先端に霧含有気流ＦＧＶの吹き出し口１６Ａが開口形成されている。遠心ファン３０は、具体的には、回転送風体１５が円筒状の中空フレーム１５Ｑと、該中空フレーム１５Ｑの周方向に複数の送風羽根１５Ｆが組み付けられたシロッコファンとして構成されている。
【００２５】  遠心ファン３０は、具体的には、回転送風体１５が円筒状の中空フレーム１５Ｑと、該中空フレーム１５Ｑの周方向に複数の送風羽根１５Ｆが組み付けられたシロッコファンとして構成されている。回転送風体１５の液面ＬＶに対向しているのと反対側の軸線方向端面には、駆動モータ１０の回転軸１５Ｊの先端が取り付けられ、該駆動モータ１０の本体が回転送風体１５の反対側の端面側にて、整流カバー１６に対し上方に突出する形で配置されている。整流カバー１６は装置筺体２の頂面部２Ｔの内面（下面）に取り付けられ、駆動モータ１０は頂面部２Ｔの上方に突出する形で配置されている。
【００２６】  粗大霧粒子分離部２０は、気流吹き出し口１６Ａから吹き出される霧含有気流ＦＧＶが上端側から内部に導入されるとともに、内周面が下端側に向かうほど縮径する円錐状のサイクロン分級部（以下、サイクロン分級部２０ともいう）として構成されている。気流吹き出し口１６Ａは絞り部１９及び気流通路部１９Ａを介してサイクロン分級部２０の上端に連通接続されている。気流通路部１９Ａの末端は、円形軸断面を有するサイクロン分級部２０の上端部の外周接線方向に接続されており、霧含有気流ＦＧＶがサイクロン分級部２０に対し内周面接線方向に導入されるようになっている。また、サイクロン分級部２０側に流入する粗大霧粒子を含有した分離気流は、サイクロン分級部２０の下端から戻り管路２０Ｒにより、霧原料液体Ｌの液面ＬＶよりも上方にて霧原料液体収容部１８に戻されるようになっている。
【００２７】  図３に示すように、霧含有気流放出部をなす霧放出通路３は、サイクロン分級部２０の上端に連通結合され、末端に霧放出口３Ｂを開口する円筒状に形成されている。具体的には、霧放出通路３は、下端側がサイクロン分級部２０の内部に対し、その円錐状の内周面区間に入り込む形で軸線方向に挿入されている。筺体２の頂面部２Ｔには霧放出通路３が隙間嵌めされる貫通孔２Ｊが形成され、該貫通孔２Ｊ内にて霧放出通路３は軸線方向に進退が可能となっている。また、該霧放出通路３の外周面には径方向のスリット４Ｓを有したストッパリング４が装着されている。ストッパリング４には、スリット４Ｓを横切る形でロックボルト４Ｂがねじ込まれており、該ロックボルト４Ｂを緩めるとスリット４Ｓが拡張し、ストッパリング４は霧放出通路３の外周面に沿って軸線方向に移動可能となる。
【００２８】  この状態でストッパリング４を霧放出通路３の外周面上の所望の位置に位置合わせしてロックボルト４Ｂをねじ込むとスリット４Ｓが縮小し、該位置にストッパリング４が締め付け固定される。図３下に示すごとく、ストッパリング４を装着した状態で霧放出通路３の下端側を貫通孔２Ｊに挿入すると、霧放出通路３は、頂面部２Ｔの貫通孔２Ｊの周縁領域によりストッパリング４の下面にて支持される形となる。ストッパリング４の装着位置に応じ、霧放出通路３は、その下端側のサイクロン分級部２０に対する軸線方向の挿入長が可変となる。また、該挿入長ｈが大きくなるほど、霧放出通路３の下端開口に対応するサイクロン分級部２０の内周面半径ｒが縮小する（図３において挿入長ｈ１＜ｈ２、内周面半径ｒ１＞ｒ２）。その結果、霧放出通路３の下端開口位置におけるサイクロン分級部２０内の旋回流速が上昇し、重い霧液滴、つまり大径液滴に対する遠心捕捉力が大きくなるので、霧放出通路３側へ流れ込む大径液滴の比率が少なくなる。つまり、霧放出通路３を通って霧放出口３Ｂから放出される霧液滴の平均粒径は小さくなる。逆に、挿入長ｈが減少すれば、霧放出通路３の下端開口位置における旋回流速が減少し、大径液滴に対する遠心捕捉力が小さくなるので、霧放出通路３を通って霧放出口３Ｂから放出される霧液滴の平均粒径は大きくなる。
【００２９】  図２に戻り、霧原料液体収容部１８の側壁内面にはレベルセンサ（液面センサ）２６が取り付けられており、霧原料液体タンク２１が空になり、霧原料液体収容部１８内の液面が検知レベル以下になるとレベルセンサ２６が液面非検知状態（ここではオン状態とするが、オフ状態を対応させるロジックとしてもよい）となる。また、霧放出通路３の内面には、サイクロン分級部２０により粗大霧粒子を分離除去後の霧含有気流ＦＧＸ中の霧濃度を検出する霧濃度検出センサ５３、５６が霧濃度検出手段として設けられている。この実施形態では、霧濃度検出センサ５３、５６は、霧放出通路３内を流れる霧含有気体に対し検出光を投射する投光部５３（この実施形態では、発光ダイオードにて構成している）と、該霧含有気体内を通過した検出光を受光する受光部５６（この実施形態では、フォトダイオードにて構成している）とを有し、該受光部５６の光検出強度に基づいて霧濃度を検出するようになっている。具体的には、投光部５３は一定光量で霧含有気流中に検出光を照出するとともに、霧濃度が高い場合には受光部５６への到達光量が減少し、霧濃度が低い場合には到達光量が増加する。つまり、受光部５６の検出出力は霧濃度に応じて単調に変化するので、これを用いて霧濃度を検出することができる。
【００３０】  本実施形態では、その検出される霧濃度を参照して、霧濃度が予め定められた目標値に近づくように送風機３０の送風量を調整する制御を行なうようにしている。前述のごとく、送風機３０はシロッコファンとして構成されており、霧原料液体収容部１８にて超音波振動子２５が発生する霧を吸い上げてサイクロン分級部２０に送り込む役割を果たす。超音波振動子２５の出力（振動振幅）と周波数とを一定範囲に制御すれば、霧原料液体収容部１８内の液面ＬＶから立ち上る霧の発生量もほぼ一定となる。従って、送風機３０の駆動回転数が上昇すると霧の吸い上げ量が増加し、駆動回転数が低下すると霧の吸い上げ量は減少する。そこで、霧濃度が目標値を超えている場合は、目標値との隔たりが大きいほど送風機３０の駆動回転数を低下させるようにし、霧濃度が目標値を下回っている場合は、目標値との隔たりが大きいほど送風機３０の駆動回転数を上昇させるように制御を行なう。
【００３１】  図４は、その制御系の一例を示す回路図である。電源は商用交流（ＡＣ１００Ｖ）であり、送風機３０等を駆動するための主電源回路７３に入力され、直流駆動用の主電源電圧（＋ＶＤＤ）に変換される。なお、主電源スイッチ６をオンにすると、電源ランプ８をなす発光ダイオードに主電源電圧＋ＶＤＤが供給され、これを点灯状態とする。主電源電圧は送風機３０の駆動モータ１０（のモータドライバ７１）等へ出力されるとともに、信号電源回路７５にも分配供給される。信号電源回路７５は信号電源電圧＋ＶＣＣを出力する。
【００３２】  また、レベルセンサ２６は液面非検知状態でオンとなり、出力電圧は「Ｈ（ハイレベル）」となる。この出力により液切れ警告ランプ９をなす発光ダイオードが点灯する。他方、霧濃度検出センサの投光部５３は、外乱光等に対する対ノイズ性を向上するため、一定周波数の基準パルス信号により間欠点灯駆動される。その基準パルス発生回路５１からのパルス出力がレベルセンサ２６の出力とともに論理ＩＣ５２に入力される。該論理ＩＣ５２はレベルセンサ２６からの入力が液面検知状態（ここでは「Ｌ（ローレベル）」の場合にのみ、基準パルス信号に対応したパルス駆動パターンにて投光部５３を間欠点灯駆動する。
【００３３】  受光部５６をなすフォトダイオード５６は信号電源電圧＋ＶＣＣにより逆方向バイアスされており、受光強度が大きいほど、つまり、霧濃度が低いほど電流値が増加するので、電流検出抵抗５９を経由して増幅器５８に入力される入力電圧は低くなる。つまり、増幅器５８の出力は霧濃度の増加に対応して単調に増加する特性を示す。該出力は両極性のパルス信号なので、整流用ダイオード６２及び時定数平滑化回路６３により単極性の平滑化霧濃度電圧信号Ｖｆｃに変換され、霧濃度設定部７からの霧濃度設定電圧（目標値電圧）Ｖｆｄとともに差動増幅器６６に入力される。差動増幅器６６は、平滑化霧濃度電圧信号Ｖｆｃと霧濃度設定電圧Ｖｆｄとの差分電圧Ｖｆｃ−Ｖｆｄに比例したモータ駆動指示電圧Ｖｄｖをモータドライバ７１に出力する。モータドライバ７１はモータ駆動指示電圧Ｖｄｖを参照し、Ｖｄｖが例えばゼロのときは予め定められた基準速度にて送風機の駆動モータ１０を駆動する。また、Ｖｄｖ＞０のときはＶｄｖの絶対値が大きくなるほど駆動モータ１０の速度を増加させ、Ｖｄｖ＜０のときはＶｄｖの絶対値が大きくなるほど駆動モータ１０の速度を減少させる制御を行なう。
【００３４】  フォトダイオード５６の検知信号を増幅する増幅器５８の出力（以下、霧濃度検出パルス信号Ｐｄｅｔともいう）は外乱光等のノイズの影響を受けていなければ、基準パルス信号にほぼ対応した周波数及び位相のパルス信号となる。本実施形態において該霧濃度検出パルス信号Ｐｄｅｔは整流後、適当な閾電圧を基準として比較器７により整形され、基準パルス発生回路５１からの基準パルス信号Ｐｒｅｆとともにノイズ判定回路８０に入力される。ノイズ判定回路８０は、霧濃度検出パルス信号Ｐｄｅｔと基準パルス信号Ｐｒｅｆとの不一致度が一定レベル以上に大きい場合にモータドライバ７１にインヒビット信号（駆動禁止信号）を出力する。モータドライバ７１はこれを受け、駆動モータ１０の差動を停止又は制限する制御を行なう。
【００３５】  本実施形態では、ノイズ判定回路８０を以下のように構成している。まず、霧濃度検出パルス信号Ｐｄｅｔと基準パルス信号Ｐｒｅｆとは排他的論理和ＩＣ７２に入力される。霧濃度検出パルス信号Ｐｄｅｔが基準パルス信号にほぼ対応した周波数及び位相のパルス信号になっている場合（つまり、ノイズの影響を受けていない場合）は、排他的論理和ＩＣ７２の出力はほぼ定常的にＬレベルとなる。他方、ノイズ等の影響により、霧濃度検出パルス信号Ｐｄｅｔと基準パルス信号Ｐｒｅｆとの不一致度が大きい場合は、排他的論理和ＩＣ７２に対する両信号の二値入力が不一致となる期間が増大し、排他的論理和ＩＣ７２からはその不一致期間に対応した不規則なパルス信号が出力されることとなる。そこで、排他的論理和ＩＣ７２の出力をコンデンサ８３で平滑化後、抵抗ブリッジ８１によりレベル調整されてノイズ反映信号ＳＪとなし、これをインヒビット信号の出力部となる比較器８０ｃにより、別の抵抗ブリッジを介して入力される閾電圧信号ＳＲと比較する。該比較器８０ｃは、ノイズ反映信号ＳＪが閾電圧信号ＳＲのレベルを超えた場合に、インヒビット信号出力をアクティブ（ここではＨレベル）となす。
【００３６】  以下、上記超音波式霧発生装置１の動作について説明する。
まず、図２の霧原料液体タンク２１に水等の霧原料液体を充填し、装置筺体２にセットする。そして、霧原料液体収容部１８に霧原料液体が供給されれば電源スイッチ６をオンにする。すると、超音波振動子２５と送風機３０とが動作を開始する。霧原料液体収容部１８内では超音波振動により液面ＬＶより種々の粒径の霧粒子が発生する。液面ＬＶから立ち上る霧は、液面ＬＶ上方に配置された送風機３０の吸引側に吸い上げられるので、霧原料液体収容部１８内での予備分級により液面ＬＶに戻ってしまう霧粒子を大幅に減少させることができる。また、送風機３０が霧原料液体収容部１８とともに装置筐体２内に収容されているので、装置外への漏れ気流により霧粒子が損失することもない。すなわち、液面ＬＶから発生した霧を粗大粒子も含めて漏らさず送風機３０の吸引側に吸い上げることで、霧原料液体収容部１８内での霧粒子の戻り損失を極力抑えることができる。
【００３７】  吸い上げられた霧粒子は霧含有気流ＦＧＶとして、送風機３０の送出側下流に配置されたサイクロン分級部（粗大霧粒子分離部）２０に一括して送り込まれ、粗大霧粒子を効率的に除去しつつ、所望とする微細霧粒子が霧放出通路３から高濃度で放出される。
【００３８】  遠心ファンの回転送風体１３はシロッコファンを構成しており、その気流吸い込み側となる軸線方向端部が液面ＬＶに対向しているので、液面ＬＶから発生する霧の吸い上げ効率がさらに高められている。該回転送風体１５は整流カバー１６により覆われており、該整流カバー１６の外周面に霧含有気流ＦＧＶの吹き出し口１６Ａが形成されているので、霧含有気流ＦＧＶは吹き出し口１６Ａにもれなく導かれる。また、回転送風体１５の中心部からは駆動モータ１０が排除され、円柱状の吸い込み空間として液面ＬＶ側に開口していることも、霧の吸引効率向上に寄与している。
【００３９】  霧放出通路３は前述の如く、サイクロン分級部２０に対する軸線方向の挿入長を変更することにより、霧含有気流ＦＧＸ中の霧粒径（あるいはその分布）を任意に調整することができる。送風機３０の回転速度は、上記のごとく、霧濃度検出センサが検出する霧濃度が目標値に近づくように自動調整される。また、図１の霧濃度設定部７を構成するボリュームつまみを操作すると、これと連動する図４の可変抵抗７０により霧濃度設定電圧（目標値）Ｖｆｄが変更され、放出される霧の濃度を所望の値に調整することができる。
【００４０】  以下、本発明の超音波式霧発生装置の変形例について説明する。
図５に示すように、霧放出通路（霧含有気流放出部）３には負極性の放電電極３２を取り付けることができる。図５においては円筒状の霧放出通路３の両端開口に、気流の吸い込みないし放出を許容しつつ、電極端子３Ｊ，３Ｊを霧放出通路３に取り付けるためのフレーム３Ｆ，３Ｆ（例えば、図示のごとく十字状のもの）がそれぞれ設けられている。放電電極３２はステンレス鋼ないしチタン等の金属により線状に形成され、霧放出通路３のほぼ中心軸線に沿う形で電極端子３Ｊ，３Ｊ間に張り渡されている。電極端子３Ｊ，３Ｊを介して放電電極３２には、図示しない電源から１０００〜２００００Ｖ程度の負極性高圧が印加され、霧放出通路３を流通する霧含有気流ＦＧＸは、該放電電極３２と接触させつつ放出される。放出される霧粒子は放電電極３２が形成する負極性高電界により負帯電化が促進され、室内（あるいは車内）の消臭効果、室内空気の浄化、室内インテリアの帯電防止などの効果がさらに促進される。また、気流中の酸素の一部をオゾン化でき、霧含有気流ＦＧＸに殺菌機能を付与することもできる。
【００４１】  また、図６に示すように、霧放出通路（霧含有気流放出部）３には紫外線発生部を取り付けることもできる。ここでは、紫外線発生部３１を低圧水銀ランプあるいはエキシマランプなどの紫外線ランプ３１を使用する。具体的には、円筒状の霧放出通路３の両端開口に、気流の吸い込みないし放出を許容しつつランプソケット３Ｓ，３Ｓを霧放出通路３に取り付けるためのフレーム３Ｆ，３Ｆ（例えば、図示のごとく十字状のもの）がそれぞれ設けられている。紫外線ランプ３１は直管状であり、両端がランプソケット３Ｓ，３Ｓに装着されて霧放出通路３のほぼ中心軸線に沿う形で配置され、図示しない周知の駆動回路に接続されて点灯駆動される。霧放出通路３を流通する霧含有気流ＦＧＸは、該紫外線ランプ３１からの紫外線照射を受けつつ放出される。
【００４２】  特に低圧水銀ランプあるいはエキシマランプなど、真空紫外領域の波長帯（１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下）を発生可能な紫外線ランプを採用すると、気流中の酸素の一部をオゾン化すること、あるいは、酸素（ないし発生したオゾン）と霧粒子中の水分子との反応によるヒドロキシラジカルの発生促進により、霧含有気流ＦＧＸに殺菌機能を付与することができる。低圧水銀ランプは、紫外域のスペクトルにおいて１８５ｎｍと２５４ｎｍとの２箇所に顕著なピークを有し、このうち波長１８５ｎｍの紫外線が酸素のオゾン化に有効に寄与する。一方、波長２５４ｎｍの紫外線は、発生したオゾンの活性酸素への分解、さらには、その活性酸素の霧粒子に由来した水分子との反応によるヒドロキシラジカルの生成を促進する。いずれも、殺菌効果、あるいは臭い成分の分解効果の更なる向上に寄与する。
【００４３】  他方、エキシマランプは真空紫外域での単色発光が可能であり（Ａｒ２＊：１２６ｎｍ、Ｆ２＊：１５８ｎｍ、Ｘｅ２＊：１７２ｎｍなど、特に、波長１７２ｎｍのキセノンエキシマランプが好適である）、より効率の高いオゾン化が可能である。
【符号の説明】
【００４４】１    超音波式霧発生装置
２    装置筐体
２Ｎ  外気吸入口
３    霧放出通路（霧含有気流放出部）
１０  駆動モータ
１５  回転送風体
１５Ｊ  回転軸
１５Ｑ  中空フレーム
１５Ｆ  送風羽根
１６Ｑ  気流吸い込み口
１６Ａ  吹き出し口
１６  整流カバー
１８  霧原料液体収容部
２０  サイクロン分級部（粗大霧粒子分離部）
２０Ｒ  戻り管路
２５  超音波振動子
３０  送風機
３１  紫外線ランプ（紫外線発生部）
３２  放電電極
５３  投光部（霧濃度検出手段）
５６  受光部（霧濃度検出手段）
ＦＧＶ，ＦＧＸ  霧含有気流
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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