(57)【要約】【課題】磨耗および／または消耗する部材の使用を排して、部材の交換または保守点検が不要あるいはほとんど不要で液体を霧化可能な霧化装置を提供する。【解決手段】液位維持壁２１が水位ＷＦを維持する。表面張力により振動部１２の先端面１２Ｆに水が導かれ、振動部１２の振動により霧化された開口部３０−１によって選択的に分級されて容器２０の外部に排出される。好ましくは、表面張力補助部材が振動部１２と協働して振動部１２の先端面１２Ｆへの水の補給を向上させる。【選択図】図１(Ｃ)
2008173624.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
霧化の対象となる液体を収容する容器と、
圧電素子と該圧電素子に接続された振動部とを有し、前記振動部の先端面に前記液体が付着するように前記容器に配設されている圧電振動子と、
前記圧電振動子の圧電素子を励起する励起回路と
を有する、霧化装置。
【請求項２】
前記容器に、該容器内の液体が表面張力によって前記圧電振動子の振動部の先端面に付着するように液位を維持する、液位維持壁を設けた、
請求項１に記載の霧化装置。
【請求項３】
前記液位維持壁は、前記圧電振動子が配設されている前記容器の壁と対向する位置に設けられ、
前記液位維持壁の先端を、前記容器内の液体が表面張力によって前記圧電振動子の振動部の先端面に付着するように前記容器内の液位を維持する位置に配置した、
請求項２に記載の霧化装置。
【請求項４】
前記容器を、
少なくとも容器内の液体の液位よりも高く延出し、かつ前記圧電振動子が配設されている壁と対向する壁面を有し、
前記対向する壁面に開口部を設けた構成とし、
該対向する壁面が前記液位維持壁を形成し、
前記対向する壁面に設けられた開口部の底部が前記液位維持壁の先端を形成する、
請求項２または３に記載の霧化装置。
【請求項５】
前記圧電振動子の振動部の近傍に、前記振動部との協働による表面張力によって前記振動部の先端面に液体を導く表面張力補助部材が設けられている、
請求項１〜４のいずれかに記載の霧化装置。
【請求項６】
前記励起回路は、前記圧電振動子の振動部の固有の周波数を規定する電圧を間欠的に前記圧電振動子の圧電素子を励起する間欠励起回路を有する、
請求項１〜５のいずれかに記載の霧化装置。
【請求項７】
前記容器に収容される液体は水を含む液体であり、
前記励起回路における間欠的に励起する周期は６０Ｈｚ〜２００Ｈｚである、
請求項６に記載の霧化装置。
【請求項８】
前記間欠励起回路は、前記圧電素子の励起を開始するときバースト状のパルス信号が前記圧電素子に印加するように構成されている、
請求項６または７に記載の霧化装置。
【請求項９】
前記振動部の先端面の形状を矩形にし、矩形の先端面を液面に矩形の長辺が垂直方向になるように配置した、
請求項１〜８のいずれかに記載の霧化装置。
【請求項１０】
前記容器内に液体を補給する液体補給部を設けた、
請求項１〜９のいずれかに記載の霧化装置。
【請求項１１】
前記振動部の先端面に液体を補給するようにした、
請求項１０に記載の霧化装置。
【請求項１２】
前記振動部の軸線が、前記容器内の液体液面に対して非平行となるように前記圧電素子を配置した、
請求項１〜１１のいずれかに記載の霧化装置。
【請求項１３】
前記容器壁面と振動部の間に、前記霧化の対象となる液体に対する漏水防止性能を持ち、振動を緩和する緩衝部材を設け、該緩衝部材を前記容器壁面と前記振動部で挟持した、
請求項１〜１２のいずれかに記載の霧化装置。
【請求項１４】
前記緩衝部材は弾性材料で製造されている、
請求項１３に記載の霧化装置。
【請求項１５】
前記液位維持壁の前記先端、及び／又は前記液体が前記振動部の前記先端面に導かれる液位に規定された状態で当該液体の液面が接する容器の部分の少なくとも一部に、撥水性の表面処理が施され、あるいは撥水性を有する表面部材が設けられた、
請求項３〜１４のいずれかに記載の霧化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電素子の振動子を振動させて液体、例えば、水などの液体を霧化する霧化装置に関する。特に本発明は、前記振動子への液体の供給に磨耗・消耗する部材を用いずに耐久性を向上させ、かつ、メンテナンス・フリーにする霧化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波振動子を用いて霧を発生させる超音波加湿器は実用化されている。
図１２は振動子を用いて超音波により水から霧を発生させる（霧化する）一例としての方法を図解した図である。
圧電振動子１０は、圧電素子１１と、振動部１２と、固定部（または基部）１３とを有する。圧電素子１１と振動部１２とは固定部（または基部）１３を介して接続されている。
振動部１２は、図解の例示において、断面が湾曲している湾曲部１２Ａと、断面が平坦な円柱状部１２Ｂとを有する。円柱状部１２Ｂの先端面１２ＦをＹ方向から見たとき、前記円柱状部１２Ｂの形状は断面積が一定の円であり、湾曲部１２Ａの断面形状は固定部１３から円柱状部１２Ｂに向かって断面積が減少する円である。
圧電素子１１は、例えば、ＰＺＴであり、圧電素子１１に励起電圧が印加されると矢印Ａ１で示した方向に振動子の固有振動数で振動部１２を伸縮振動させる。
【０００３】
振動部１２の円柱状部１２Ｂの先端面１２Ｆに霧化のための水を提供するため、先端面１２Ｆの下部には円柱形の水供給用綿１５０が接触している（特許文献１参照）。水供給用綿１５０は底部が図示しない貯水部に浸漬しており、綿の毛細管現象により水供給用綿１５０の頂面まで水Ｗを吸い上げる。水供給用綿１５０の頂部に吸い上がられた水Ｗが、圧電振動子１０の励起に伴う振動部１２の円柱状部１２Ｂの振動により、円柱状部１２Ｂの先端面１２Ｆに沿って上昇され、さらに、円柱状部１２Ｂの先端面１２Ｆに付着した水Ｗは、振動部１２の高速な振動に伴う円柱状部１２Ｂの矢印Ａ２で示す方向の高速振動によって霧化され、矢印５５方向へ噴射される。
【０００４】
上述した霧化方法に従って製造された、超音波霧化装置、超音波攪拌装置、超音波洗浄器などの装置が実用化されている。
【特許文献１】実用登録第２，５４４，６３４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
毛細管現象を利用した水供給用綿１５０によって振動部１２の円柱状部１２Ｂの先端面１２Ｆに霧化の対象となる水を導く霧化装置において、長期間連続運転すると、高速に振動する振動部１２の円柱状部１２Ｂと接触している水供給用綿１５０が磨耗および／または変形し、円柱状部１２Ｂと水供給用綿１５０の接触が少なくなり、水供給用綿１５０による円柱状部１２Ｂの先端面１２Ｆへの給水性が低下する。その結果、振動部１２で発生される霧の量が低下する、すなわち、霧化性能が低下する。
さらに水供給用綿１５０の磨耗および／または変形が進んで円柱状部１２Ｂと水供給用綿１５０の接触が完全に無くなると水供給用綿１５０による円柱状部１２Ｂの先端面１２Ｆへの給水が停止し、霧化による霧の発生が停止する。
以上から、水供給用綿１５０の磨耗および／または変形に応じた適切なタイミングで水供給用綿１５０を交換する必要がある。
【０００６】
したがって、長時間あるいは長期間にわたって連続運転しても、霧化装置に用いる部材の交換または保守点検が不要あるいはほとんど不要で（メンテナンス・フリーで）液体を霧化可能な霧化装置を提供することが要望されている。
また、安定して希望する大きさの霧を噴霧可能な超音波霧化装置を提供することが要望されている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の霧化装置においては、図１２を参照して述べた水供給用綿１５０などのように磨耗／変形する部材を用いずに霧化を可能とする。そのため、本発明においては、液体の表面張力を引き起こす構造を用いて圧電振動子の振動部の先端面に霧化の対象となる液体を表面張力によって自動的に提供する。
【０００８】
本発明によれば、霧化の対象となる液体を収容する容器と、圧電素子と該圧電素子に接続された振動部とを有し、前記振動部の先端面に前記液体が付着するように前記容器に配設されている圧電振動子と、前記圧電振動子の圧電素子を励起する励起回路とを有する霧化装置が提供される。
【０００９】
好ましくは、前記容器に、該容器内の液体が表面張力によって前記圧電振動子の振動部の先端面に付着するように液位を維持する、液位維持壁を設けた。
また好ましくは、前記液位維持壁は、前記圧電振動子が配設されている前記容器の壁と対向する位置に設けられ、前記液位維持壁の先端を、前記容器内の液体が表面張力によって前記圧電振動子の振動部の先端面に付着するように前記容器内の液位を維持する位置に配置した。
【００１０】
好ましくは、前記容器を、少なくとも容器内の液体の液位よりも高く延出し、かつ前記圧電振動子が配設されている壁と対向する壁面を有し、前記対向する壁面に開口部を設けた構成とし、該対向する壁面が前記液位維持壁を形成し、前記対向する壁面に設けられた開口部の底部が前記液位維持壁の先端を形成する。
【００１１】
また好ましくは、前記圧電振動子の振動部の近傍に、前記振動部との協働による表面張力によって前記振動部の先端面に液体を導く表面張力補助部材が設けられている。
【００１２】
好ましくは、前記励起回路は、前記圧電振動子の振動部の固有の周波数を規定する電圧を間欠的に前記圧電振動子の圧電素子を励起する間欠励起回路を有する。
また好ましくは、前記容器に収容される液体は水を含む液体であり、前記励起回路における間欠的に励起する周期は６０Ｈｚ〜２００Ｈｚである。
さらに好ましくは、前記間欠励起回路は、前記圧電素子の励起を開始するときバースト状のパルス信号が前記圧電素子に印加するように構成されている。
【００１３】
好ましくは、前記振動部の先端面の形状を矩形にし、矩形の先端面を液面に矩形の長辺が垂直方向になるように配置した。
【００１４】
好ましくは、前記容器内に液体を補給する液体補給部を設けた。
また好ましくは、前記振動部の先端面に液体を補給するようにした。
さらに好ましくは、前記振動部の軸線が、前記容器内の液体液面に対して非平行となるように前記圧電素子を配置した。
【００１５】
好ましくは、前記容器壁面と振動部の間に液体に対する漏水防止性能を持ち、振動を緩和する緩衝部材を設け、該緩衝部材を前記容器壁面と前記振動部で挟持した。
前記緩衝部材は、好ましくは、弾性材料で製造される。
【００１６】
好ましくは、前記液位維持壁の前記先端、及び／又は前記液体が前記振動部の前記先端面に導かれる液位に規定された状態で当該液体の液面が接する容器の部分の少なくとも一部に、撥水性の表面処理が施され、あるいは撥水性を有する表面部材が設けられる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明においては、例えば、上述した水供給用綿などのように磨耗／変形する部材を用いず、直接、霧化の対象となる液体を霧化可能な状態で振動部の先端面に導くように構成したので、霧化装置を長時間あるいは長期間連続運転しても、消耗部材の交換などが不要であり、保守もほとんど不要で（メンテナンス・フリーで）ある。
また本発明の霧化装置は、保守・交換部材がないので、霧化装置の周囲に部品交換を見込んだスペースを必要とせず、任意の位置に配設することができる。
本発明の霧化装置は構成が簡単である。
本発明の霧化装置は小型に製造できる。
【００１８】
本発明の霧化装置は、霧化の対象として、水からのみならず、種々の液体から霧を発生することができる。
【００１９】
本発明の霧化装置は、安定して高品質の霧化した霧を提供できる。
さらに本発明によれば、所望の寸法（粒子径）の霧を発生させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
第１実施の形態
図１（Ａ）を主体に参照して本発明の霧化装置の第１実施の形態について述べるが、便宜上構成説明の一部に図１（Ｅ）を参照する。
図１（Ａ）は本発明の霧化装置における霧化原理を説明するための第１実施の形態の霧化装置１の部分断面図である。
霧化装置１は、圧電振動子１０と、水位ＷＦを規定する正面壁２０−１の上端部２０ａとを有する。ここで、正面壁２０−１の上端部２０ａは、本発明の霧化装置における液位維持壁の先端の一例である。
圧電振動子１０は、例えば、図１（Ｅ）に図解したように、圧電素子１１と、振動部１２と、固定部（または基部）１３とを有する。圧電素子１１は、例えば、ＰＺＴである。
圧電振動子１０の振動部１２は、図１（Ｅ）の図解の例示では、固定部１３から離れるにつれて直径が小さくなるように湾曲した形状の円柱（円錐台形状）として構成されており、先端面１２Ｆは平坦に形成されているが、図１（Ａ）においては、同一径の円柱形状を例に説明する。
圧電振動子１０は、裏面壁２０−２を基準として、圧電素子１１と固定部１３とが容器２０の外部に位置し、振動部１２の一部が容器２０の内部に位置するように、裏面壁２０−２に固定されている。圧電振動子１０の固定部１３は、圧電振動子１０を裏面壁２０−２に固定する部分である。
振動部１２の先端面１２Ｆは、その表面に水Ｗの表面張力によって水Ｗが導かれるように、例えば、平坦に形成されている。
【００２１】
また、正面壁２０−１は、水Ｗが過剰な場合にその上端部２０ａから水Ｗを溢れさせ、規定の水位ＷＦを維持するもので、この水位ＷＦの維持により、前述の如く振動部１２の先端面１２Ｆに水Ｗをその表面張力によって付着させることができる。前記水位ＷＦの維持手段は、図１（Ａ）の構成に限るものではなく、水位検出センサなどを用いてポンプ装置を制御する手段とすることも可能である。かかる場合であれば、前記正面壁２０−１の上端部２０ａ高さは、前述の水位ＷＦ維持と関係なく高い寸法に設定できる。
【００２２】
本発明の第１実施の形態の霧化装置における霧化原理を述べる。
図１（Ａ）の図解において、容器２０内に収容された霧化の対象となる液体、例えば、水Ｗは、正面壁２０−１の上端部２０ａにおいて表面張力によって盛り上がり、振動部１２の先端面１２Ｆの下端に接した水Ｗは、振動部１２の先端面１２Ｆの平坦な表面を表面張力によってはい上がる。これにより振動部１２の先端面１２Ｆには霧化の対象となる水Ｗが供給される。
このように、正面壁２０−１の上端部２０ａの位置と、振動部１２の先端面１２Ｆとの位置を、水Ｗが振動部１２の先端面１２Ｆの平坦な表面に供給される（付着する）水位ＷＦを維持するように選択（調整）すると、例えば、図１２に図解した毛細管現象を利用した水供給用綿１５０を用いずに、霧化の対象となる水Ｗを振動部１２の先端面１２Ｆの面に供給することができ、また供給された水Ｗが過剰であっても、正面壁２０−１の上端部２０ａから溢れて適正な水位ＷＦを維持することができる。
このように、正面壁２０−１の上端部２０ａは、簡単な構成であるが、表面張力によって水Ｗを振動部１２の先端面１２Ｆに供給するための水位ＷＦを維持する手段として機能する。
【００２３】
振動部１２の先端面１２Ｆに霧化のために必要な所望の水Ｗが供給された状態において、励起回路によって圧電振動子１０を励起させると圧電素子１１がその固有振動数に応じて、矢印方向Ａ２に振動部１２を高速に振動させる。圧電素子１１を励起する励起回路については、例えば、図６に図解した励起回路を参照して後述する。
振動部１２の振動により、振動部１２の先端面１２Ｆに導かれた水Ｗが霧化されて矢印方向Ａに飛ばされる。霧化発生を連続的に行うことにより、発生された霧を連続的に霧排出開口部３０−１から容器２０の外部に放出することができる。
【００２４】
以上が本発明の第１実施の形態の霧化原理である。
図２は霧化対象液体を水Ｗとした場合の、振動部１２における先端面１２Ｆに付着する水滴の粒子径と、霧化される量の累積体積との関係を示すグラフである。
振動子１０の振動条件、能力、性能および周辺の湿度などにも依存するが、通常、表面張力によって振動部１２の先端面１２Ｆに付着した１０〜２０μｍ程度の粒子径（直径）の水の粒（水滴）が一番霧化されやすい。そのような霧は、図１（Ａ）に矢印の方向Ａで示した、振動部１２の中心の前方方向に向かって多く進む。
振動部１２の先端面１２Ｆにおいて霧化される霧の大きさは種々であるが、その詳細は後述する。
【００２５】
本発明の第１実施の形態の霧化装置１においては、水位ＷＦを維持することにより、水Ｗの表面張力によって振動部１２の先端面１２Ｆに自動的かつ適切な量の水Ｗが間断なく提供されるので、霧化状態が安定する。
本実施の形態においては、例えば、図１２に例示した水供給用綿１５０のような振動部１２に水Ｗを提供するため振動部１２と接触し振動部１２の高速な振動による磨耗および／または劣化する部材を用いていないので、そのような部材の交換作業が不要となり、基本的に保守作業のほとんど要らないメンテナンス・フリーの霧化装置を提供できる。
さらに上述した霧化装置においては、例えば、水供給用綿１５０の交換作業のためのスペースが不要であり、霧化装置を小型に構成できる。さらに、例えば、水供給用綿１５０の交換作業のためのスペースのための、霧化装置１の周囲のスペースを確保する必要がない。このことは、霧化装置１を設置するには設置場所の制約を受けることが少ないという利点を有する。
【００２６】
本発明の第１実施の形態の霧化装置の用途例を例示する。
本発明の第１実施の形態の霧化装置において霧化される対象の液体は上述した水Ｗに限らない。本実施の形態において霧を発生させる対象の液体としては、表面張力によって振動部１２の先端面１２Ｆに付着し、振動部１２の振動によって霧になる、各種の液体、例えば、水、または、香料が含まれる水、化粧水などの液体、液体薬品、液体肥料、液体塗料などの他に、油、ガソリンなどの燃焼系液体などもが対象となる。
【００２７】
例えば、水から霧を発生させた場合、霧化装置１を加湿器などに使用できる。加湿器としては、住宅の居室内の加湿、あるいは、冷蔵庫内の野菜など食物の保湿などに使用することもできる。
他方、香料を含む水、または、肌あれ防止用などの化粧水から霧を発生させると、霧化装置１を、香料を含む霧、または、化粧水の霧を発生させる霧化装置として使用することができる。
また、本実施の形態の霧化装置１として、液体塗料を霧化して霧化塗料を提供することができる。霧化の対象とする液体として、ガソリンなどの燃焼系液体を霧化した場合も同様である。
さらに、本実施の形態の霧化装置を、超音波振動により霧を発生させる、種々の装置、例えば、超音波霧化装置、超音波攪拌装置、超音波洗浄器などとして使用することもできる。
【００２８】
第２実施の形態
図１（Ｂ）〜図１（Ｅ）を参照して本発明の第２実施の形態について述べる。
第２実施の形態の霧化装置は、図１（Ａ）を参照して述べた本発明の第１実施の形態の霧化原理を適用した霧化装置１Ａである。
図１（Ｂ）は第２実施の形態の霧化装置１Ａの斜視外観図であり、図１（Ｃ）は第２実施の形態の霧化装置１Ａの内部を図解した断面図である。図１（Ｄ）は、図１（Ｃ）に図解した霧化装置１Ａにおける圧電振動子１０と表面張力補助部材５０（５１、５２）の配置を示す正面図である。図１（Ｅ）は、図１（Ｄ）に図解した圧電振動子１０、表面張力補助部材（または水吸引部材）５０、および、緩衝部材１４の配置を示す霧化装置１の上部から見た断面図である。
第２実施の形態の霧化装置１Ａは、箱状の容器２０と、圧電振動子１０と、水補給部４０とを有する構成を基本としている。霧化装置１Ａはさらに、圧電振動子１０を駆動する励起回路を有する。励起回路については、例えば、図６に図解した励起回路を参照して後述する。また、第１実施の形態と同様の構成要件については同一の符号を付して説明する。
【００２９】
図１（Ｂ）、（Ｃ）を参照すると、容器２０は、正面壁２０−１と、裏面壁２０−２と、右側面壁２０−３と、左側面壁２０−４と、上部壁２０−５と、底面壁２０−６とを有する。
正面壁２０−１の上部と上部壁２０−５の正面壁２０−１近傍の端部とが切り欠きされており、霧化された霧が容器２０から放出される霧排出開口部３０−１が規定されている。
水補給部４０は、例えば、開口部３０−１から、容器２０内に霧化の対象となる水Ｗを供給する。
【００３０】
図１（Ｃ）、（Ｅ）に図解されているように、図１（Ａ）を参照して述べたと同様の圧電振動子１０が裏面壁２０−２に固定されている。図解の例示では、振動部１２は固定部１３から離れるにつれて直径が小さくなるように湾曲した形状の円柱（略円錐台形状）として形成されている。圧電振動子１０は、例えば、ＰＺＴである。
振動部１２は、水Ｗなどの霧化対象の液体と接するので、霧化対象の液体による腐食が少なく、さらに機械的振動に耐えうる材料、例えば、金属、好ましくは、ステンレススチールで形成されることが望ましい。また、振動部１２の先端面１２Ｆは、表面張力によって水Ｗなどの霧化対象の液体が先端面１２Ｆに付着可能なように、平坦に形成されていることが望ましい。
圧電振動子１０の励起（駆動）は、励起回路、例えば、図６に図解する励起回路１２０によって行うことができる。
【００３１】
図１（Ｃ）の矢印Ｂ方向から見た圧電振動子１０の取り付け状態を示す図１（Ｅ）を参照してより詳細に圧電振動子１０の取り付け状態を述べる。
容器２０の裏面壁２０−２には凹陥部２０−２ａが形成さており、この凹陥部２０−２ａに緩衝部材１４を介して、固定部１３および振動部１２の固定部１３の近傍の部分が収容されて固定されている。
裏面壁２０−２には振動部１２が貫通する孔２０−２ｂが形成されている。孔２０−２ｂは、湾曲した振動部１２の外形より幾分大きく形成されており、振動部１２が孔２０−２ｂに接触して振動部１２の振動特性が変化することを防止するようにしている。
【００３２】
緩衝部材１４は押圧により変形する程度の弾性を有するとともに防水性を有する部材、例えば、弾性ゴムを用いたＯリング、ゴムパッキンなどである。
圧電振動子１０を裏面壁２０−２に固定するときの押圧により緩衝部材１４が変形して凹陥部２０−２ａと固定部１３との間の隙間をシールし、振動部１２と孔２０−２ｂとの隙間から水Ｗが容器２０の外部に漏洩することを防止する漏洩防止機能（シール性）を持つ。さらに緩衝部材１４は、圧電素子１１の振動により振動する振動部１２の振動を抑制する機能（緩衝機能または振動伝達緩和性）を併せ持つ。緩衝部材１４を用いると、振動伝達緩和性により振動部１２の振動減衰が抑制されるため、振動部１２における振動のロスを減少させ、霧化動作を効率よく行うことができるという効果をも奏する。
【００３３】
図１（Ｃ）を参照すると、容器２０内に正面壁２０−１と所定間隔あけて溢水受け部２０−７を形成する液位維持壁２１が設けられている。
液位維持壁２１は、図１（Ａ）を参照して述べた正面壁２０−１の上端部２０ａのように、圧電振動子１０の振動部１２の先端面１２Ｆに霧化のための水Ｗが表面張力によって適量自動的に提供されるように、容器２０内の水位ＷＦを維持する。
液位維持壁２１を容器２０内に設けることにより、水補給部４０から容器２０内に水Ｗが過剰に供給されたとき、液位維持壁２１を越えて溢れた水Ｗは溢水受け部２０−７内に止まり、容器２０の外部に溢れ出ない。
【００３４】
図１（Ｃ）に図解した例示においては、容器２０が配置される水平面２０−６ａ、例えば、床面に対して、裏面壁２０−２が所定の角度αだけ傾斜している。その理由は、液位維持壁２１の上端部と圧電振動子１０の振動部１２の先端面１２Ｆとの高さの関係において、振動部１２の先端面１２Ｆに水Ｗが表面張力により自動的に供給されるように水位ＷＦを保つためである。角度αとしては３０〜１００度（圧電振動子１０の中心軸が床面と平行となる場合を９０度とする）の範囲で変化できる構成が望ましい。好ましくは、７５〜８５度である。
例えば、液位維持壁２１の上端部を、振動部１２の先端面１２Ｆの下端部とほぼ同じ高さ、または、多少低い位置にすれば、霧化の対象となる水Ｗが振動部１２の先端面１２Ｆに供給されながら余剰の水Ｗが排出されるので、必ずしも、容器２０を傾斜させる必要はなく、このとき、角度αは９０度である。
【００３５】
好ましくは、図示しない角度調整機構を設け、ユーザが角度調整機構を用いて容器２０の角度αを調整し、水位ＷＦの調整、および／または、振動子１０の振動部１２の先端面１２Ｆへの水の接触状態の調整、発生した霧の選択排出、霧の向きを調整するようにすることもできる。
【００３６】
図１（Ｃ）に図解した霧化装置１Ａは、第１実施の形態として述べた霧化原理に従って、水補給部４０から供給され容器２０に収容された水Ｗを表面張力によって振動部１２の先端面１２Ｆに導き、導かれた水Ｗを振動部１２の振動によって連続的に霧化させ、開口部３０−１から霧化した霧を容器２０の外部に放出することができる。
もし、水補給部４０から給水された水Ｗが過剰な場合、液位維持壁２１の上端部から溢れ出るので、水Ｗの水位ＷＦは振動部１２の先端面１２Ｆに表面張力によって霧化に必要な水Ｗが供給されるように、自動的に維持される。
【００３７】
第２実施の形態においても、図２を参照して上述したように、使用する振動子１０の振動条件、能力、性能および周辺の湿度などにも依存するが、通常、振動部１２の先端面１２Ｆに表面張力によって付着した１０〜２０μｍ程度の粒子径の水滴が一番、霧化されやすい。そのような主要な霧は、図１（Ｃ）の図解において、振動部１２の中心の前方に向かって多く進む。粒子径の大きな水の粒（水滴）は、十分霧化されず、水を含んだ霧、または、その粒状態のまま、水位ＷＦの面に近い方向に飛ぶ。粒子径の小さな水の粒は、小さく霧化されて上方向に飛ぶ。
【００３８】
図１（Ｂ）、（Ｃ）に図解した例示においては、大きな霧排出開口部３０−１が容器２０の正面壁２０−１の上部から上部壁２０−５の端部に形成されているから、種々の粒子径の霧を広い空間に放出するのに適している。
このような用途例としては、例えば、居室内の加湿に適切である。もし、対象液体に香料、または、香料を含む水を用いれば霧化した香料の散布が可能となる。
また、例えば、本実施の形態の霧化装置１Ａをビニルハウスなどの農産物生育空間への適用を考慮した場合、霧化対象の液体に農薬（薬剤または薬物）、肥料、あるいは、農薬などを含む水を用い、霧化した農薬を農産物の消毒などに用いることができる。本実施の形態の霧化装置１Ａによる霧化された農薬は、通常の噴霧器による水滴状態の農薬に比較して粒子径が小さく、連続的に噴霧可能という利点を有する。このような農薬を霧化する霧化装置１Ａを移動可能にすれば、より広い範囲に霧化した農薬などを散布することが可能となる。
【００３９】
本実施の形態の霧化装置１Ａの用途例を述べたが、本実施の形態の霧化装置１Ａはこれらの例示に限らず、第１実施の形態において例示したように、霧化した液体を噴霧または散布する種々の用途に適用できる。
【００４０】
第２実施の形態の変形態様
図１（Ｄ）、（Ｅ）を参照して本発明の第２実施の形態の変形態様を述べる。
第２実施の形態の変形態様の霧化装置（１Ｂ）は、振動部１２の先端面１２Ｆの周囲に、かつ、先端面１２Ｆの近傍に、第１、第２表面張力補助部材（水吸引部材）５１、５２を裏面壁２０−２に設けたことを特徴とする。第１、第２表面張力補助部材５１、５２を総称して表面張力補助部材（または水吸引部材）５０と呼ぶ。
第１、第２表面張力補助部材５１、５２は、振動子１０の振動部１２を挟んで対向する位置に設けられている。第１、第２表面張力補助部材５１、５２の裏面壁２０−２からの高さ（延出寸法）は、裏面壁２０−２から、振動部１２の先端面１２Ｆとほぼ同程度の高さである。
第１、第２表面張力補助部材５１、５２は、図１（Ｄ）に図解したように、振動部１２と協働して振動部１２の先端面１２Ｆにおいて水Ｗなどの霧化対象液体が表面張力によって付着するようにその水位ＷＦを維持する保水機能を示す。換言すれば、第１、第２表面張力補助部材５１、５２は、振動部１２と協働して水Ｗを保水可能な、振動部１２の近傍に対向した位置、および、高さに設けられている。
【００４１】
第１、第２表面張力補助部材５１、５２を設けることにより、図１（Ａ）および図１（Ｃ）を参照して述べた横方向の水位ＷＦの面における振動部１２の軸方向における先端面１２Ｆへの表面張力による水Ｗの補給に加えて、横方向の水位ＷＦの面と直交する縦方向の面（振動部１２の径方向）における表面張力によっても振動部１２の先端面１２Ｆへの表面張力による水Ｗの補給が行われる。
すなわち、振動部１２の軸方向と径方向の二次元方向における表面張力による、振動部１２の先端面１２Ｆへの水Ｗの補給が行われる。その結果、振動部１２の先端面１２Ｆへの安定かつ適切な水Ｗの補給が可能となる。
例えば、地震などによる霧化装置の振動により、あるいは、容器２０の傾斜角度αが変化して水位ＷＦと振動部１２の先端面１２Ｆとが離間するような事態が発生しても、振動部１２と協働する表面張力補助部材５０の表面張力に基づく、給水作用および保水作用により、安定して水Ｗを振動部１２の先端面１２Ｆに提供することができる。
【００４２】
第１、第２表面張力補助部材５１、５２は少なくとも一方を設ければよいが、対として設けられることが好ましい。他方、振動部１２を挟んで３以上の複数の表面張力補助部材を配設することもできる。
表面張力補助部材の形状は、第１図（Ｄ）、（Ｅ）に例示した、断面が矩形なものに限らず、円形の振動部１２を囲むように、振動部１２の外径より大きな部分円形（弧）状の形状にすることもできる。このように、表面張力補助部材としては、振動部１２の断面形状に応じて水Ｗを表面張力によって効果的に振動部１２の先端面１２Ｆに付着し、はい上がる吸い上げ構造を持つようにすることができる。
【００４３】
第３実施の形態
図３（Ａ）〜（Ｇ）は本発明の第３実施の形態の霧化装置１Ｃの構成を示す図である。第３実施の形態の霧化装置１Ｃは、霧化によって発生した霧を分級して放出する霧化装置である。分級とは、発生した種々の粒子径の霧のうち、所望の範囲の大きさの粒子径の霧を区分（分類）することをいう。なお、先の実施の形態と同様の構成要件については同一の符号を付して説明する。
第３実施の形態の霧化装置１Ｃは、箱状の容器２０と、振動子１０と、霧の分級を可能とする霧排出・水位維持用開口部３０と、水補給部４０とを有する。霧化装置１Ｃはさらに振動子１０を駆動する励起回路を有する。励起回路については、例えば、図６を参照して後述する。
【００４４】
容器２０は、第２実施の形態における容器２０と同様、正面壁２０−１、裏面壁２０−２、右側面壁２０−３、左側面壁２０−４、上部壁２０−５、底面壁２０−６とで構成されている。
第３実施の形態においては、正面壁２０−１には、水位ＷＦの維持機能の他に、発生した霧の分級を可能とする霧排出・水位維持用開口部３０が設けられている。
裏面壁２０−２の正面壁２０−１の霧排出・水位維持用開口部３０が設けられた位置と対向する位置に圧電振動子１０が固定されている。
【００４５】
上部壁２０−５には、容器２０の内部に霧化の対象となる水Ｗを補給する水補給部４０が設けられている。
水補給部４０によって容器２０に水Ｗを補給する方法としては、例えば、上部壁２０−５に図示しない開口部が設けられており、その開口部を介して水補給部４０が容器２０内に水を落下させる構成、あるいは、水補給部４０から容器２０の水中に延びるチューブを接続し、チューブを介して水補給部４０から容器２０内に水を補給する構成とすることもできる。
【００４６】
水補給部４０から容器２０に補給する水の量は、圧電振動子１０の先端面１２Ｆに導かれた水Ｗが霧化されることによる水位ＷＦの低下に応じて水Ｗが振動部１２の先端面１２Ｆから離れない程度に行う。例えば、霧化装置１を連続運転した場合、発生する霧の量、すなわち、消費する水量はある程度判るから、例えば、霧化装置１Ｃの連続運転時間を基準に水補給部４０から水を断続的に補給することができる。あるいは、容器２０内の水位を測定する水位計を設けて、水位計の計測値と基準値とを比較して水位計の計測値が基準値を下回ったとき水補給部４０から所定量の水Ｗを補給することもできる。これらの水の補給に際しては、ポンプなどを用いた電気回路で構成することができる。
水補給部４０による容器２０への水Ｗの補給は、必ずしも、正確である必要はなく、多少余剰であってもよい。その理由は、本実施の形態においては、霧排出・水位維持用開口部３０を介して余剰の水が溢れ出ることにより、容器２０内の水位ＷＦが維持されるからである。この水位ＷＦの維持は、容器２０を傾斜させるなどして、霧排出・水位維持用開口部３０の底部３０ａの位置を調整することにより、最適な状態に調節可能である。
上述した水補給部４０による水Ｗの補給（給水）方法は、第２実施の形態についても適用できる。
【００４７】
容器２０は、例えば、アクリル材、ＡＢＳ樹脂などで製造することができる。
容器２０の正面壁２０−１の霧排出・水位維持用開口部３０の周囲は、霧の発生状態の目視、水の補給状態および／または水位ＷＦの確認のために、透明または準（半）透明にすることができる。その場合、透明アクリル材、透明ガラスなどで霧排出・水位維持用開口部３０の周囲を形成することができる。もちろん、霧排出・水位維持用開口部３０の周囲が透明または準（半）透明であることが必須ではない。
正面壁２０−１の霧排出・水位維持用開口部３０の周囲を除く部分の素材は任意である。
上述した容器２０の材質などについて、第２実施の形態の霧化装置についても適用できる。
【００４８】
図３（Ｄ）に図解したように、裏面壁２０−２には、霧排出・水位維持用開口部３０と対向する位置に圧電振動子１０が取り付けられている。
第３実施の形態における圧電振動子１０は、図３（Ｅ）に図解したように、圧電素子１１と、固定部（または基部）１３と、固定部１３と同じ径を有する大径部１２ａと、この大径部１２ａに一体構成された断面が矩形の矩形部１２ｂとからなる振動部１２とを有する。すなわち、第３実施の形態の圧電振動子１０の振動部１２の矩形部１２ｂの先端面１２Ｆは、図３（Ｃ）に図解したように、正面から見た形状が矩形である。
【００４９】
裏面壁２０−２への圧電振動子１０の固定について述べる。
裏面壁２０−２には振動部１２の矩形部１２ｂが挿入される孔２０−２ｂが形成され、裏面壁２０−２の外側に固定部１３および大径部１２ａを収容して圧電振動子１０を固定する圧電振動子取り付け部２０−２ｘが形成されている。
緩衝部材１４を裏面壁２０−２に形成された孔２０−２ｈに嵌め込み、孔２０−２ｂに振動部１２の矩形部１２ｂを挿入させ、振動部１２の大径部１２ａおよび圧電振動子１０を圧電振動子取り付け部２０−２ｘに挿入する。そして、圧電振動子１０を裏面壁２０−２側に押圧して緩衝部材１４を変形させた状態で大径部１２ａを、例えば、接着剤、また、ろうづけ、あるいは、ネジ止めして圧電振動子取り付け部２０−２ｘに固定する。
以上により、振動部１２の矩形部１２ｂが容器２０の水Ｗが収容される内側に臨む。
図解の例示では、孔２０−２ｂは振動部１２の矩形部１２ｂより大きく形成されており、振動部１２が孔２０−２ｂに接触して振動部１２の振動特性が変化されることはない。
【００５０】
緩衝部材１４は、第２実施の形態における緩衝部材１４と同様、例えば、押圧により変形し、防水性のある材料、例えば、弾性ゴムを用いたＯリング、または、断面が矩形状の弾性の環状ゴム、ゴムパッキンである。
緩衝部材１４は押圧により変形して、圧電振動子取り付け部２０−２ｘと振動部１２との間に水Ｗが漏洩する隙間を作らないか、水Ｗが孔２０−２ｂから容器２０の外部に漏洩しない。
緩衝部材１４はこのように、容器２０内の水Ｗが容器２０の外部に漏洩することを防止する漏洩防止する機能（シール性）を持つとともに、圧電素子１１の振動により振動する振動部１２の振動を吸収して抑制する機能（緩衝機能または振動伝達緩和性）を併せ持つ。緩衝部材１４の振動伝達緩和性により振動部１２の振動減衰が抑制されるため、振動部１２における振動のロスを減少させ、霧化動作を効率よく行うことができるという効果をも奏する。
【００５１】
霧排出・水位維持用開口部３０による水位維持機能と分級機能について述べる。
圧電振動子１０と対向する位置に位置する霧排出・水位維持用開口部３０は、図３（Ａ）に図解した例示では、短辺の長さ（高さ）ｈ、長辺（幅）ｗの横長の矩形として正面壁２０−１に形成されている。
霧排出・水位維持用開口部３０は、図３（Ｂ）に図解したように、表面張力によって振動部１２の先端面１２Ｆに霧化のための水Ｗを供給するため容器２０内の水位ＷＦを維持する機能と、圧電振動子１０の振動部１２の先端面１２Ｆによって発生した霧が容器２０の外部に放出（排出）されるときの、所定範囲の粒子径の霧のみ放出するように、放出される霧の大きさを規制する機能（分級機能）とを有する。
そのため、霧排出・水位維持用開口部３０は、振動部１２で発生して飛ぶ霧の飛散方向の位置に応じた正面壁２０−１の位置（通常は振動部１２の真正面）に配置され、短辺の長さ（高さ）ｈ、長辺（幅）ｗの矩形の形状をしている。
【００５２】
図３（Ｂ）に例示したように、水の表面張力で霧排出・水位維持用開口部３０の正面壁２０−１の底部３０ａより水が幾分盛り上がっている。
水補給部４０から補給された水Ｗのうち霧化に使用できない余剰の水Ｗが霧排出・水位維持用開口部３０の底部３０ａから溢れて容器２０から流れ出る。その結果、仮に霧の発生に対して水補給部４０から過剰の水が補給された場合でも、容器２０内において圧電振動子１０の振動部１２の先端面１２Ｆの全てが水Ｗ中に埋没して、霧の発生が困難になることがないように、水位ＷＦが水平方向Ｈにおいてほぼ一定に維持される。このように、霧排出・水位維持用開口部３０は第１の水位維持機能を有する。
霧排出・水位維持用開口部３０から容器２０の外部に流れ落ちる水を溜める部分は図示を省略している。
【００５３】
また、霧排出・水位維持用開口部３０は、図３（Ｃ）に図解したように、振動部１２の矩形部１２ｂの先端面１２Ｆの下部の一部に水が接触し、その水が表面張力によって振動部１２の矩形部１２ｂの先端面１２Ｆをはい上がって振動部１２の矩形部１２ｂの先端面１２Ｆに付着し、振動部１２の振動によって霧化されるように水位ＷＦを一定に維持する第２の水位維持機能を有する。
振動子１０の振動部１２の矩形部１２ｂの先端面１２Ｆは、表面張力によって水Ｗがはい上がるように平坦に形成されている。
また、先端面１２Ｆの平坦度の調整や一定のＲ形状にすることで、噴霧量の調整をすることも可能である。
【００５４】
本実施の形態においても、表面張力によって水Ｗが振動子１０の振動部１２の矩形部１２ｂの先端面１２Ｆに補給され、上述した毛細管現象を用いた水供給用綿１５０を用いないので、磨耗および／または変形する水供給用綿１５０を交換する必要がない。
このように、本実施の形態の霧化装置は、水補給部４０と霧排出・水位維持用開口部３０とを用い、かつ、水Ｗの表面張力を利用しており、単に、図１２を参照して述べた水供給用綿１５０を水補給部４０などで代替したものではない。
【００５５】
本実施の形態においても、第２実施の形態においても述べたように、水位ＷＦを所定の状態に維持するため、および／または、後述する発生した霧を分級して所望の大きさの霧を外部に効果的に排出するため、および／または、発生した霧の向き（方向）を規定するため、例えば、図３（Ｂ）に図解したように、容器２０の正面壁２０−１を上向きにして、容器２０を所定の角度αで傾斜させることができる。角度αとしては３０〜１００度の範囲で変化できる構成が望ましく、好ましくは、７５〜８５度である。
例えば、図示しない角度調整機構を設け、ユーザが角度調整機構を用いて容器２０の角度αを調整することにより、水位ＷＦの調整、および／または、振動子１０の振動部１２の先端面１２Ｆへの水の接触状態の調整を可能とし、さらに霧排出・水位維持用開口部３０によって発生した霧の粒子径を規制した排出、霧の排出向きを調整することができる。
なお、通常、霧化装置は、底面を水平な面の上に載置して使用するから、図３（Ｂ）に破線示した形状を持ち、その底面２０−６ａが、例えば、テーブルなどの水平面と一致するような構造にすることもできる。
【００５６】
図３（Ｃ）に図解したように、容器２０内に位置する振動子１０の振動部１２の矩形部１２ｂの先端面１２Ｆが部分的に水Ｗに接触していると、矩形部１２ｂの先端面１２Ｆには表面張力によって水がはい上がる。そして、振動部１２の矩形部１２ｂの先端面１２Ｆに付着した水Ｗが振動部１２の振動によって霧化される。
振動部１２の振動によって霧化され喪失した水Ｗ相当分の先端面１２Ｆ下部への補充は、霧排出・水位維持用開口部３０の水位維持機能によって容器２０内の水位ＷＦが維持されている限り、絶えることなく表面張力によって補充される。これにより、振動子１０が振動している間、連続的に霧が発生する。なお、容器２０内で不足した水Ｗは水補給部４０から補給される。
振動部１２の矩形部１２ｂの先端面１２Ｆの下部に付着した水Ｗが振動部１２の振動によって霧化される現象は、図１２を参照して述べた現象と同様である。
【００５７】
分級の詳細について述べる。
図２を参照して上述したように、使用する振動子１０の振動条件、能力、性能および周辺の湿度などにも依存するが、通常、振動部１２の矩形部１２ｂの先端面１２Ｆに表面張力によって付着した１０〜２０μｍ程度の粒子径の水滴が一番、霧化されやすい。そのような霧は、図３（Ｆ）において振動部１２の矩形部１２ｂの中心の前方、すなわち矢印で示した方向Ａに向かって多く進む。他方、粒子径の大きな水の粒は、十分霧化されず、水の粒を含んだ霧、または、その粒状態のまま、霧排出・水位維持用開口部３０の上辺部３０ｂに向かって飛ぶが、正面壁２０−１の上辺部３０ｂに遮られて容器２０の外部には飛ばない。水位ＷＦより低い方向に進んだ水の粒、あるいは霧排出・水位維持用開口部３０まで到達しなかった水の粒は容器２０内の水Ｗに吸収される。
【００５８】
図３（Ｂ）および図３（Ｆ）に図解したように、霧排出・水位維持用開口部３０の上辺部３０ｂは、そのような霧にならない水の粒（水滴）が容器２０の外部に放出（排出）されることを防止可能な位置に位置決めしている。このように位置決めすると、霧排出・水位維持用開口部３０の上辺部３０ｂは、所望の寸法（粒子径）の霧を容器２０から排出させるとともに、霧にならない水の粒（水滴）などを容器２０から排出させないように規制することができる。
また、図３（Ｇ）に図解したように、霧排出・水位維持用開口部３０の左辺部３０ｃおよび右辺部３０ｄについても、容器２０から排出する霧における左右方向成分の寸法（粒子径）規制を行う。
このように、霧排出・水位維持用開口部３０は、霧化した霧または霧化しない水の粒（水滴）の寸法（粒子径）を規制して容器２０の外部に排出する機能（分級機能）を有する。その結果、ある範囲の寸法（粒子径）に特定された品質の高い霧を霧排出・水位維持用開口部３０から排出することができる。
【００５９】
図３（Ｇ）に図解したように、霧排出・水位維持用開口部３０の長辺（幅）ｗを適切に設定することにより、左右方向についても分級機能が得られ、その結果、左右の辺部３０ｃ、３０ｄの正面壁２０−１にぶつかった、十分霧化されず、水の粒を含んだ霧、または、水の粒（水滴）も霧排出・水位維持用開口部３０から容器２０の外部には排出されない。
【００６０】
図４（Ａ）、（Ｂ）は、霧排出・水位維持用開口部３０の有無による分級性能の実例を示すグラフである。
図４（Ａ）は分級手段としても機能する霧排出・水位維持用開口部３０が設けられた場合の霧の粒度分布を示すグラフである。図４（Ａ）に示す結果は、数μｍ〜数十μｍの粒子径の霧が霧排出・水位維持用開口部３０から容器２０の外部に排出されていることを示す。
他方、図４（Ｂ）は分級手段としても機能する霧排出・水位維持用開口部３０が設けらなかった場合の霧の粒度分布を示すグラフである。霧排出・水位維持用開口部３０が設けられなかった場合とは、第１、第２実施の形態の霧化装置におけるように、図３（Ｂ）における霧排出・水位維持用開口部３０の上辺部３０ｂより上の正面壁２０−１が除去された場合を意味する。
図４（Ｂ）に示す結果は、１０μｍ〜１００μｍの範囲の比較的大きな粒子径の霧、すなわち、水分を多く含む霧が霧排出・水位維持用開口部３０から容器２０の外部に排出されたことを示す。
以上から、霧排出・水位維持用開口部３０が分級機能（性能）を示すことが理解できる。霧排出・水位維持用開口部３０の上辺部３０ｂの位置、換言すれば、霧排出・水位維持用開口部３０の高さｈの寸法を適宜設定することにより、分級性能を調整することができる。
【００６１】
なお、霧排出・水位維持用開口部３０を、図１（Ｃ）の液位維持壁２１と同様の壁と、図１（Ｂ）の霧排出開口部３０−１とに分離して、液位維持壁２１から溢れた水が容器２０の外部に溢れ出ないようにすることもできる。
【００６２】
第３実施の形態の第１の変形態様
好ましくは、第３実施の形態の霧化装置１Ｃはさらに、図３（Ｃ）、（Ｄ）に図解した、第１および／または第２表面張力補助部材５１、５２を備える。
振動部１２の矩形部１２ｂに隣接して（近傍に）、振動部１２の矩形部１２ｂの両側の位置、好ましくは、両側の対称位置に、第１、第２表面張力補助部材５１、５２とを設けると、振動部１２と第１表面張力補助部材５１との間、および、第２表面張力補助部材５２と振動部１２との間に、表面張力で水Ｗがはい上がってくる。換言すれば、振動部１２と第１および第２の表面張力補助部材５１、５２との間隔は、第１、第２の表面張力補助部材５１、５２を設けることにより、水Ｗが表面張力によって振動部１２の矩形部１２ｂまではい上がることが可能な距離にする。
振動部１２と第１および第２の表面張力補助部材５１、５２は、はい上がった水Ｗを保持する保水効果をも奏する。
このように、第１表面張力補助部材５１および第２表面張力補助部材５２を設けると、振動部１２だけの時に比べて、表面張力による矩形部１２ｂの先端面１２Ｆへの水の補充が適正かつ連続的に効率よく行われる。その結果、霧の発生を効果的に行うことができる。
【００６３】
第１表面張力補助部材５１および第２表面張力補助部材５２の両者を配設する必要はなく、いずれか一方のみ配設することもできる。他方、振動部１２を挟んで３以上の複数の表面張力補助部材を配設することもできる。
表面張力補助部材の形状は、図解を例示した断面が矩形なものに限らず、円形の振動部１２を囲むように、振動部１２の外径より大きな部分円形（弧）状の形状にすることもできる。このように、表面張力補助部材としては、振動部１２の断面に応じて、水を表面張力によって効果的に振動部１２の先端面１２Ｆに付着し、はい上がる吸い上げ構造を持つようにすることができる。
【００６４】
第３実施の形態の第２変形態様
図５（Ａ）〜（Ｄ）を参照して霧排出・水位維持用開口部３０の好ましい形態、および、好ましい圧電振動子１０の形態について述べる。さらに、水補給部４０による好ましい補給方法を述べる。
図５（Ａ）は正面図であり、図５（Ｂ）はＡ−Ａ線による断面を上から見た図であり、図５（Ｃ）はＢ−Ｂ線による断面を側面から見た図である。
図５（Ｄ）は、正面図であり、図５（Ａ）の霧排出・水位維持用開口部３０と水補給部４０の位置を変更した例である。
図５（Ａ）、（Ｂ）には、例示として寸法の具体例を示した。もちろん、このような寸法は例示である。ただし、本実施の形態の霧化装置においては、容器２０がこの例示のような寸法、すなわち、小型にも構成できる。なお、先の実施の形態と同様の構成要件については同一の符号を付して説明する。
【００６５】
図５（Ａ）に図解されているように、水補給部４０によって容器２０に水Ｗを補給する方法としては、例えば、上部壁２０−５に形成された開口部を介して傾斜した案内部４０ａから容器２０内に水を落下させることができる。あるいは、水補給部４０から容器２０の水中に延びるチューブ（図示せず）を接続し、チューブを介して水補給部４０から容器２０内に水を補給することもできる。
また、図５（Ｄ）に図解されるように、水補給部４０と霧排出・水位維持用開口部３００を左右対称な位置に配置することで、容器２０内の水に流れが生じ、容器内２０の水が常に新鮮に保たれる。
【００６６】
水位ＷＦ維持と分級を行う霧排出・水位維持用開口部３０は図３（Ａ）に例示したように、矩形または正方形に限定される訳ではなく、例えば、図５（Ａ）、（Ｂ）に図解したように、縦長の楕円形、あるいは、図示しない円、多角形などにすることができる。
霧排出・水位維持用開口部３０の形状を如何に設定するかは、霧の発生状況、霧排出・水位維持用開口部３０をいかに通過させるかなどの条件に応じて決定する。
【００６７】
図５（Ａ）を参照すると、霧排出・水位維持用開口部３０が縦長の楕円形状をしている。振動子１０の振動部１２の先端面１２Ｆの形状は矩形である。
矩形の先端面１２Ｆの短辺が水面に接し、そして矩形の長辺（図示の例では、縦方向の辺）が垂直方向になるように配置することにより、より安定した霧化が可能となり、かつ、霧化時間が長くなることが確かめられた。その理由は、縦方向の長さがある程度長いと、表面張力によって振動部１２の先端面１２Ｆに供給される水が霧化に必要な分の量だけ、安定して供給されるためと考えられる。
実験した振動部１２の先端面１２Ｆの寸法は、縦方向（長辺）の長さ約３ｍｍ、横方向（短辺）の長さ約１ｍｍであった。
なお、図３（Ｅ）に図解したように、振動部１２の矩形部１２ｂの先端面１２Ｆの矩形形状は、矩形の対角線の長さが振動部１２の大径部１２ａの直径より小さいように形成されている。もちろん、振動部１２の矩形部１２ｂの先端面１２Ｆは、表面張力で付着した水Ｗを、所定の時間に所定量、霧化できる面積を持つように形成されている。
振動部１２の矩形部１２ｂの先端面１２Ｆの矩形形状は、縦方向：横方向の比率を、例えば、１：０．３（矩形）〜１．０：１．０（正方形）の範囲とする。本明細書における矩形には、正方形をも含む。このように、振動部１２の先端面１２Ｆの形状は、正方形でもよい。
【００６８】
霧排出・水位維持用開口部３０が矩形の場合、例えば、正方形の場合、四隅部分から、水滴を含む霧が容器２０の外部に排出される可能性がある。そこで、図５（Ａ）に図解したように、霧排出・水位維持用開口部３０の形状を楕円、あるいは、円、または多角形などにすることができる。
このような形状の霧排出・水位維持用開口部３０を用いると、矩形の霧排出・水位維持用開口部３０を用いた場合に四隅から排出する水滴を含む霧が容器２０の外部に排出される可能性を低下することができる。
換言すれば、霧排出・水位維持用開口部３０の形状を選択し、その寸法を調節することにより、容器２０の外部に排出される霧の分級条件を変化させることができる。
【００６９】
霧排出・水位維持用開口部３０は矩形または正方形に限定される訳ではなく、縦長の楕円形、円、多角形など任意の形状にすることができる。
霧排出・水位維持用開口部３０の形状を如何に設定するかは、霧の発生状況、霧排出・水位維持用開口部３０をいかに通過させるかなどの条件に応じて決定する。
【００７０】
図５（Ｃ）に示すように、水補給部４０は案内部４０ａを有し、その先端が振動部１２の先端面１２Ｆの近辺に延びている。そのため、水補給部４０から供給された水は、自ずと圧電振動子１０の振動部１２の先端面１２Ｆに注がれ、下部に位置する水位の表面張力作用による先端面１２Ｆへのはい上がりを補うこととなる。その結果、水の表面張力による振動部１２の矩形部１２ｂの先端面１２Ｆへの付着が安定し、振動による霧化の安定化をはかることができる。
【００７１】
励起回路
図６を参照して、第１〜第３実施の形態の霧化装置に適用可能な励起回路の１例について述べる。
図６に図解したように、励起回路１２０は、例えば、バースト回路１２１と、スイッチ回路１２２と、昇圧トランス１２３と、駆動電流検出器１２４と、分圧器１２５と、比較器１２６と、基準電圧発生器１２７と、電圧制御型発振器（ＶＣＯ：Voltage Controlled Oscillator)）１２８とを有する。
励起回路１２０は、負荷に応じて周波数制御が可能な励起回路である。そのため、駆動電流検出器１２４、分圧器１２５、比較器１２６、基準電圧発生器１２７およびＶＣＯ１２８を用いた負帰還回路を構成している。
ここでいう負荷とは、本実施の形態においては、圧電振動子１０の振動部１２の先端面１２Ｆに付着する水Ｗの量などに該当する。
【００７２】
励起回路１２０の動作を述べる。
図示しない交流電源がバースト回路１２１に印加される。
バースト回路１２１は、図７に例示したように、所定の周期τで間欠的に動作してバースト状のパルス信号を出力する。
バースト回路１２１の出力信号に応じて、スイッチ回路１２２がＶＣＯ１２８からの出力信号を昇圧トランス１２３に出力する。
昇圧トランス１２３にＶＣＯ１２８からの信号が印加されると、昇圧トランス１２３はその信号を、圧電素子１１を駆動可能な電圧レベルまで昇圧して、圧電素子１１に印加する。
それにより圧電素子１１が励起されて振動し、圧電素子１１の駆動に応じて振動部１２が振動する。それにより、振動部１２の先端面１２Ｆに付着し、表面張力ではい上がった水Ｗが霧化される。
【００７３】
駆動電流検出器１２４が圧電振動子１０（圧電素子１１）の負荷に応じた駆動電流を検出し、分圧器１２５に出力する。圧電素子１１の負荷とは、正確には、圧電素子１１に接続されている振動部１２の先端面１２Ｆに付着した水Ｗの量を意味している。振動部１２の先端面１２Ｆに付着した水Ｗの量が多ければ、振動部１２、すなわち、圧電素子１１の負荷が重いことを意味する。他方、振動部１２の先端面１２Ｆに付着した水Ｗの量が少なければ、振動部１２、すなわち、圧電素子１１の負荷が軽いことを意味する。
励起回路１２０は、このように、圧電素子１１、換言すれば、振動部１２の負荷に応じた、圧電素子１１に印加される周波数、換言すれば、ＶＣＯ１２８の発振周波数の制御を行う。
【００７４】
駆動電流検出器１２４で検出した電流を整流した電圧と、ＶＣＯ１２８で発生される発振周波数の関係は、図８に図解したようになる。図８において、縦軸は電圧を、横軸は発振周波数をそれぞれ示している。
ｆｒは圧電振動子１０の共振周波数である。基準電圧発生器２７は共振周波数ｆｒに対応する基準電圧ＶｒをＶＣＯ１２８に出力する。
曲線ＣＶ１は、負荷が基準状態の周波数特性を示し、曲線ＣＶ２は負荷が重いときの周波数特性を示し、曲線ＣＶ３は負荷が軽いときの周波数特性を示す。
【００７５】
分圧器１２５は励起回路１２０において必須の回路ではないが、駆動電流検出器１２４の検出電流に相当する電圧を分圧して、比較器１２６に出力する。
比較器１２６は基準電圧発生器１２７からの共振周波数ｆｒに対応する基準電圧Ｖｒと分圧器１２５からの出力信号との差の電圧をＶＣＯ１２８に出力する。
ＶＣＯ１２８は、入力電圧に応じた周波数の発振信号を生成し、スイッチ回路１２２に出力する。
以上から圧電素子１１は、振動部１２の負荷に応じた、ＶＣＯ１２８で発生された発振周波数で励起されることになる。
【００７６】
本発明の間欠励起回路を構成している、バースト回路１２１とスイッチ回路１２２との協働によって、ＶＣＯ１２８の発振周波数信号を周期τで間欠的（周期的に）に昇圧トランス１２３に出力することにより、特に、圧電素子１１の励起を停止させ、振動部１２の振動を停止することができる。これにより、振動部１２の先端面１２Ｆに付着する水が適切に維持されるので、霧化の性能が低下しない、および／または、霧化が安定に継続して行われる。
その理由は、振動部１２が連続的に振動すると、その振動により水Ｗが振動部１２の先端面１２Ｆをはい上がるが、振動部１２の振動が停止すると、振動部１２の先端面１２Ｆにはい上がる水Ｗの量が低下する。この繰り返しが極短時間で連続して行われることにより、振動部１２の先端面１２Ｆに付着する水Ｗの量が適切に維持されるためである。換言すれば、振動部１２の先端面１２Ｆに過剰な水Ｗが供給されないためである。よって、過剰な水による振動部１２の性能低下および／または霧化の不安定さが回避できる。
【００７７】
好ましくは、励起回路１２０は、圧電素子１１の振動部１２の固有の周波数を規定する電圧を周期τで間欠的に圧電振動子の振動部１２を励起する。
周期τでバースト状の信号を用いることにより、圧電素子１１の立ち上がり時の過渡応答を利用して圧電素子１１に印加される電圧が大きくなり、安定に霧化させることができる。すなわち、振動子１０の発熱を抑制し、安定して振動子１０を動作させることができる。
【００７８】
周期τは、通常、数十Ｈｚ〜数１００Ｈｚである。
図９（Ａ）、（Ｂ）に実験結果を示す。
実験によれば、図９（Ａ）に図解したように、周期τを６０Ｈｚ、７０Ｈｚ、８０Ｈｚの時間に相当する時間とした場合、発生する霧の粒度分布が数μｍ〜１００μｍ程度にガウス分布に類似した分布を示すことが判った。実験した周期τとしては、６０〜１５０Ｈｚにおいて、上記結果が得られることが判った。
他方、図９（Ｂ）に図解したように、周期τを５０Ｈｚ、４０Ｈｚ、３０Ｈｚ、１０Ｈｚと変化させたとき、発生する霧の粒度分布が一致しなかった。
以上の実験によれば霧の粒度分布が数μｍ〜１００μｍ程度の範囲で分布させるためには、５０〜６０Ｈｚの間に臨界周波数があることが判った。基本的に周期τは、６０Ｈｚ以上であればよい。上限周波数は、実験では１５０Ｈｚまで行ったが、例えば、２００Ｈｚ〜３００Ｈｚ程度までは図９（Ａ）に示した分布と同様の霧の粒度分布を示すことが理解できる。
もちろん、圧電振動子１０の特性に応じて上述した周波数は変化する可能性がある。
発生する霧の粒度分布は、上述した霧排出・水位維持用開口部３０の分級性能に関連する。
【００７９】
図６に図解した励起回路１２０において、バースト状のパルス信号が圧電振動子１０の圧電素子１１に印加されればよいので、図６に例示した部分ではなく、例えば、昇圧トランス１２３の後の部分にバースト状の電圧を圧電素子１１に印加する回路を設けてもよい。
【００８０】
図７を参照して、好適な例として、バースト状の信号を間欠的に圧電素子１１に印加する場合について述べたが、圧電素子１１が周期的に停止する時間があればよいので、バースト状の信号ではなく、所定の周期でオン・オフする矩形パルス信号でもよい。
【００８１】
第４実施の形態
図１０を参照して、本発明の第４実施の形態である霧化装置１Ｄについて述べる。図１０は、霧化装置１Ｄの部分断面図である。
第４実施の形態における霧化装置１Ｄは、基本構成が第１実施の形態の霧化装置１と圧電振動子１０等の傾きを除いては同じ構成となっており、また、霧化原理も同じであるため、ここでは同じ構成要件については同じ符号を付し、相違する部分に異なる符号を付して、その異なる部分を中心に説明する。
霧化装置１Ｄは、霧化装置１と同様に水位ＷＦを規定する正面壁２０−１の上端部２０ａを有する。ここで、正面壁２０−１の上端部２０ａは、本発明の霧化装置における液位維持壁の先端の一例である。
霧化装置１Ｄは、その正面壁２０−１の上端部２０ａに、カバー部材２０ａ−１を設けている。このカバー部材２０ａ−１は、正面壁２０−１の全幅に亘って設けることが好ましい。また、前記カバー部材２０ａ−１は、フッ素樹脂等の撥水性を有する樹脂を主体とする材料によって形成されており、したがって、このカバー部材２０ａ−１の表面は、非常に液体の切れがよい状態となっている。なお、撥水性とは、水Ｗを弾くことで、水が浸透しない性質を意味する。
かかるカバー部材２０ａ−１に代えて、前記正面壁２０−１の上端部２０ａに、撥水性の表面処理として、撥水性塗料を塗布する構成あるいは、撥水性の表面処理加工を施すこともできる。
前記撥水性塗料としては、一例としてアクリル樹脂塗料等が掲げられるが、その他周知の範囲で選択することができる。また、撥水性表面処理加工についても、周知の範囲で選択することができる。
【００８２】
上記構成において、霧化装置１Ｄに微小な振動等が加わると、容器２０内の水位ＷＦも変動し、場合によっては破線で示す如く正面壁２０−１の上端部２０ａから水Ｗが溢れることもある。その瞬間、水位ＷＦが変動水位ＷＦ１に下がり、これに伴って圧電振動子１０を構成する振動部１２への表面張力作用による水Ｗの付着量が変化し、生成される霧の量も変化することがある。
また、水Ｗ表面張力が復活した場合であっても、一旦水Ｗで表面が濡れた関係から、表面張力が形成される位置が、例えば実線の水位ＷＦで示す正面壁２０−１の内面角部から破線の変動水位ＷＦ１で示すように正面壁２０−１の外面角部に変化し、その結果、些細な振動によっても水Ｗが正面壁２０−１から溢れ出てしまい、水位ＷＦが不安定となり、これに伴って生成される霧も不安定となる。
しかしながら、上述の如く正面壁２０−１の上端部２０ａに、撥水性の表面処理あるいは撥水性を有する表面部材（カバー部材２０ａ−１）を設けることにより、前記カバー部材２０ａ−１の撥水作用によって水Ｗの表面張力作用が大きくなり、その結果、水Ｗが溢れない程度の微小な振動によって水位ＷＦが変動しても、水Ｗの表面張力作用による振動部１２への付着の継続が行われ易く、また、大きな振動に伴って正面壁２０−１から水Ｗが溢れる事態が生じても、水切りを速やかに行い、表面張力作用を速やかに復活させることができる。その結果、水Ｗの表面張力作用による振動部１２への付着が速やかに復活される。そして、表面張力が形成される位置は、正面壁２０−１の内面角部で安定するため、水位ＷＦが安定することに伴って霧の生成も安定する。
このように、上述の如く撥水構造を具備することにより、一層振動部１２からの霧化作用を安定させることができ、霧化装置の信頼性を高めることができる。
【００８３】
かかることは、図１（Ｂ）等で説明した水補給部４０を具備する構成において、水Ｗの補給が勢いよく行われ、正面壁２０−１から溢れる事態であっても同様に水切りが速やかに行われ、水Ｗの表面張力作用による振動部１２への付着が速やかに復活されるものである。
【００８４】
なお、図１０の構成において、圧電振動子１０の容器等への取付け等、具体的な構成については、第２実施の形態及び第３実施の形態で説明したとおりであり、これらの実施の形態における霧化装置１Ａ〜１Ｃにおいても、液位維持壁２１の先端又は霧排出・水位維持用開口部３０の底部３０ａに上述した撥水性を有するカバー部材２０ａ−１を設け、又は撥水性の表面処理を施すことが可能である。
【００８５】
第５実施の形態
図１１（Ａ）、（Ｂ）を参照して、本発明の第５実施の形態である霧化装置１Ｅについて述べる。図１１（Ａ）は、霧化装置１Ｅの正面から内部を示す断面図である。図１１（Ｂ）は、霧化装置１Ｅの右側面から内部を示す断面図である。
霧化装置１Ｅは、図３（Ａ）〜図３（Ｇ）に示す第３実施の形態である霧化装置１Ｃにおいて、水Ｗが振動部１２の先端面１２Ｆに導かれる水位ＷＦに規定された状態で水Ｗの水面ＷＳに接する容器２０の部分に、撥水性の表面処理が施され、あるいは撥水性を有する表面部材が設けられたことを特徴とする。そのため、以下、霧化装置１Ｅについて霧化装置１Ｃと相違する部分を中心に説明し、霧化装置１Ｃと同一の構成である部材については、同一の符号を付して説明を省略する。なお、図１１（Ａ）、（Ｂ）では、説明のために圧電振動子１０を拡大して示す。
【００８６】
図１１（Ａ）、（Ｂ）に示すとおり、霧化装置１Ｅは、容器２０を傾けずに底面壁２０−６を水平にして用いられ、正面壁２０−１の霧排出・水位維持用開口部３０によって、水Ｗが振動部１２の先端面１２Ｆに導かれる水位ＷＦ（図示省略）に規定される。この水位ＷＦは、水Ｗが正面壁２０−１の霧排出・水位維持用開口部３０の底部３０ａを越えて溢れ出す水位ＷＦ−Ｈと、水Ｗが表面張力によって振動部１２の先端面１２Ｆに導かれなくなる水位ＷＦ−Ｌとの間で規定される。
霧化装置１Ｅでは、水面ＷＳは、水位ＷＦに規定された状態で容器２０の正面壁２０−１、裏面壁２０−２、右側面壁２０−３、左側面壁２０−４（以下、「壁２０−１〜２０−４」ということがある。）と接する。ここで、水面ＷＳと接するとは、図１１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、水面ＷＳに沿った方向において、水面ＷＳと接触することを意味する。
したがって、霧化装置１Ｅでは、容器２０のこれらの壁２０−１〜２０−４における水位ＷＦ−Ｈと水位ＷＦ−Ｌとの間の部分が、水Ｗが振動部１２の先端面１２Ｆに導かれる水位ＷＦに規定された状態で水Ｗの水面ＷＳに接する容器２０の部分６０（以下、単に「容器２０の部分６０」ということがある。）となる。なお、図の見易さのために、容器２０の部分６０を図１１（Ａ）の右側面壁２０−３及び左側面壁２０−４のみについて図示するが、正面壁２０−１、裏面壁２０−２、及び図１１（Ｂ）についても同様である。
そして、この水位ＷＦで水面ＷＳに接する容器２０の部分６０に、撥水性の表面処理が施され、あるいは撥水性を有する表面部材が設けられる。
【００８７】
撥水性とは、水Ｗを弾くことで、水が浸透しない性質を意味する。
撥水性の表面処理としては、上述した霧化装置１Ｄにおける正面壁２０−１の上端部２０ａと同様に、例えば撥水性塗料を塗布することや、撥水性の表面処理加工を施すことなどができる。また、撥水性を有する表面部材は、上述した霧化装置１Ｄにおけるカバー部材２０ａ−１と同様に、例えばフッ素樹脂等の撥水性を有する樹脂を主体とする材料によって形成された部材を、接着などにより設けることができる。
【００８８】
これにより、撥水性の表面処理が施され、あるいは撥水性を有する表面部材が設けられた部分では、撥水作用によって水切りが良くなるため、濡れ性による水Ｗの容器２０へのはい上がりが防止される。そのため、水Ｗの表面張力が水面ＷＳを上方に向かって凸状にするように作用することから、水Ｗの表面張力により振動部１２の先端面１２Ｆへ水Ｗを供給する作用を大きくすることができる。
【００８９】
また、霧化装置１Ｅが傾いたり、霧化装置１Ｅに振動が加わったりして水位ＷＦが変動した場合、水位ＷＦの変動により濡れた水位ＷＦより上方の容器２０の壁面に水Ｗがはい上がる。これにより、水Ｗの表面張力が水面ＷＳを上方に向かって凹状にするように作用することから、水Ｗの表面張力による振動部１２の先端面１２Ｆへの水Ｗを供給する作用が小さくなる。しかし、撥水性の表面処理が施され、あるいは撥水性を有する表面部材が設けられた容器２０の部分では、撥水作用によって水切りが速やかに行われるため、水Ｗのはい上がりが防止されて、水Ｗの表面張力による振動部１２の先端面１２Ｆへの水Ｗを供給する作用を元の状態に速やかに復活させることができる。したがって、表面張力によって、振動部１２の先端面１２Ｆへ安定して水Ｗを供給することができる。
【００９０】
なお、容器２０の部分６０の少なくとも一部に撥水性の表面処理が施され、あるいは撥水性を有する表面部材が設けられることで、この部分は上記効果を発揮する。ただし、より高い効果を得るためには、容器２０の部分６０の全体に撥水性の表面処理が施され、あるいは撥水性を有する表面部材が設けられることが好ましい。
また、施工上の理由や、より確実な撥水作用を得るためなどの理由から、撥水性の表面処理が施され、あるいは撥水性を有する表面部材が設けられる部分は、容器２０の部分６０以外の部分まで広範囲に形成されても良く、さらに壁２０−１〜２０−４において容器２０の部分６０を有する壁面の全体に形成されても良い。
【００９１】
霧化装置１Ｅでは、容器２０の部分６０は、正面壁２０−１、裏面壁２０−２、右側面壁２０−３、左側面壁２０−４に形成されたが、容器２０の底面壁２０−６を傾斜させて用いることで水Ｗの水面ＷＳが上部壁２０−５及び／又は底面壁２０−６に接する場合には、上部壁２０−５及び／又は底面壁２０−６に撥水性の表面処理を施し、あるいは撥水性を有する表面部材を設けることも可能である。
【００９２】
なお、霧化装置１Ｅで説明した容器２０の部分６０に撥水性の表面処理が施され、あるいは撥水性を有する表面部材が設けられた構成は、上述した本発明の実施の形態における全ての霧化装置について適用可能であり、また、霧化装置１Ｄで説明した水位維持壁の先端に撥水性の表面処理が施され、あるいは撥水性を有する表面部材が設けられた構成と組み合わせて適用することも可能である。
【００９３】
上述した本実施の形態の霧化装置の構成、効果などを整理して述べる。
第１〜第５実施の形態の霧化装置において、容器２０内の水補給部４０によって水が補給され、振動部１２に接触するのは霧化の対象となる水だけであり、図１２を参照して述べた、水供給用綿１５０のような、磨耗および／または変形して交換すべき部材がない。したがって、本実施の形態の霧化装置１は基本的にメンテナンス・フリーである。
【００９４】
第３実施の形態の霧化装置において、霧排出・水位維持用開口部３０によって、容器２０から外部に排出する霧を分級しているから、所望の範囲の寸法の霧を容器２０の外部に排出することができる。すなわち、品質の高い霧を提供できる。
【００９５】
なお、発生する霧の量を制御する方法としては、霧排出・水位維持用開口部３０による分級の他、例えば、振動部１２の先端面１２Ｆへの水Ｗの補給量を調整する、あるいは、圧電振動子１０の圧電素子１１の励起状態を変化させて振動部１２の振動数を制御することができる。
前者については、水補給部４０からの水Ｗの補給量を調整する、容器２０の傾斜角度を調整して表面張力によって振動部１２の先端面１２Ｆにはい上がる水Ｗの量を調整する、表面張力補助部材（または水吸引部材）５０の設置間隔を調整するなどの方法を適用できる。
後者については、上述した励起回路１２０の動作状態を調整する。
【００９６】
第４及び第５実施の形態の霧化装置において、水位維持壁の先端及び／又は容器２０の部分６０に撥水性の表面処理が施され、あるいは撥水性を有する表面部材が設けられることで、撥水作用により振動部１２の先端面１２Ｆへ水Ｗを供給する表面張力の作用を大きくすることができる。また、これらの部分が濡れた場合であっても、撥水作用によって水切りが速やかに行われるため、水Ｗの表面張力を速やかに復活させて、振動部１２の先端面１２Ｆへ安定して水Ｗを供給することができる。
【００９７】
圧電振動子１０は、第１〜第３実施の形態において例示した圧電振動子１０はもとより、図１２を参照して述べた圧電振動子１０の形状に限定されないことは勿論である。したがって、種々の特性、形状の圧電振動子を適用できる。ただし、図５（Ａ）に図解した振動部１２の先端面１２Ｆが矩形の圧電振動子１０が本実施の形態の霧化装置には特に好ましい。
【００９８】
圧電振動子１０の材質についても適宜、選択できる。ただし、振動部１２の先端面１２Ｆは霧化対象の液体と接触するので、そのような液体によって腐食されない材質、例えば、ステンレススチールが好ましい。
【００９９】
第１および／または第２表面張力補助部材５１、５２は、例示した断面が矩形のものに限らず、断面が丸でも、三角でもよい。すなわち、第１、第２表面張力補助部材５１、５２は、振動部１２の近傍に位置して、振動部１２と共に表面張力によって、振動部１２の先端面１２Ｆに適量の水を補給し、保水できればよい。
【０１００】
霧化の対象となる液体として、水について述べたが、霧化の対象となる液体としては、水に限らず、表面張力によって振動部１２の先端面１２Ｆに付着し、振動部１２の振動によって霧になる、各種の液体、例えば、水、または、香料が含まれる水、化粧水などの水系液体、液体塗料、油、ガソリンなどの燃焼系液体などが対象となる。
【０１０１】
容器２０の形状および材質について種々例示したが、霧化の対象となる液体を収容でき、圧電振動子１０を固定し、液位維持壁２１、霧排出・水位維持用開口部３０、霧排出開口部３０−１などを設けることが可能なその他の種々の形態、材質を選択できる。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明の霧化装置は、水をはじめ粘度の低い液体を霧化することが可能であり、空間の加湿あるいは消臭、香料散布を行う空調装置、さらには着色料の塗布、揮発性液体の噴霧など、用途が広く、家庭用から産業用まで幅広く応用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１（Ａ）】本発明の霧化装置における霧化原理を説明するための第１実施の形態の霧化装置の部分断面図である。
【図１（Ｂ）】第２実施の形態の霧化装置の斜視外観図である。
【図１（Ｃ）】第２実施の形態の霧化装置の内部を図解した断面図である。
【図１（Ｄ）】図１（Ｃ）に図解した霧化装置における圧電振動子と表面張力補助部材の配置を示す正面図である。
【図１（Ｅ）】図１（Ｄ）に図解した圧電振動子、表面張力補助部材、および、緩衝部材の配置を示す霧化装置１の上部から見た断面図である。
【図２】霧化対象液体を水とした場合の、圧電振動子における振動部の先端面に付着する水滴の粒子径と、霧化される量の累積体積との関係を示すグラフである。
【図３（Ａ）】本発明の第３実施の形態の霧化装置の構成を示す図である。
【図３（Ｂ）】本発明の第３実施の形態の霧化装置の構成を示す図である。
【図３（Ｃ）】本発明の第３実施の形態の霧化装置の構成を示す図である。
【図３（Ｄ）】本発明の第３実施の形態の霧化装置の構成を示す図である。
【図３（Ｅ）】本発明の第３実施の形態の霧化装置の構成を示す図である。
【図３（Ｆ）】本発明の第３実施の形態の霧化装置の構成を示す図である。
【図３（Ｇ）】本発明の第３実施の形態の霧化装置の構成を示す図である。
【図４】図４（Ａ）、（Ｂ）は、霧排出・水位維持用開口部の有無による分級性能の実例を示すグラフである。
【図５】図５（Ａ）〜（Ｄ）は、第３実施の形態の変形態様を図解する図で、図５（Ａ）は正面図であり、図５（Ｂ）はＡ−Ａ線による断面を上から見た図であり、図５（Ｃ）はＢ−Ｂ線による断面を側面から見た図であり、図５（Ｄ）は正面図で図５（Ａ）の霧排出・水位維持用開口部と水補給部の位置関係を変更した例である。
【図６】本発明の実施の形態に適用する振動子の圧電素子を励起する励起回路の回路図である。
【図７】励起回路内のバースト回路によるバースト信号の波形図である。
【図８】圧電振動子の周波数特性を示す図である。
【図９】図９（Ａ）、（Ｂ）は、図６に図解した励起回路における動作周期τに起因して発生する霧の寸法分布を示すグラフである。
【図１０】本発明の第８実施の形態における霧化装置の部分断面図である。
【図１１】図１１（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第９実施の形態における霧化装置を図解する断面図である。
【図１２】従来の霧化装置の構成図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１０…圧電振動子、１１…圧電素子、１２…振動部、１２Ｆ…振動部の先端面、
２０…容器、２０−１…正面壁、２０−２…裏面壁、２０−３…右側面壁、２０−４…裏側面壁、２０−５…上部壁、２０−６…底面壁、２１…液位維持壁
３０…霧排出・水位維持用開口部、３０−１…霧排出開口部
４０…水補給部、５１、５２…第１、第２表面張力補助部材
６０…水が振動部の先端面に導かれる水位に規定された状態で水の水面が接する容器の部分
１２０……励起回路
【図１（Ａ）】
2008173624.tif 000003
【図１（Ｂ）】
2008173624.tif 000004
【図１（Ｃ）】
2008173624.tif 000005
【図１（Ｄ）】
2008173624.tif 000006
【図１（Ｅ）】
2008173624.tif 000007
【図３（Ａ）】
2008173624.tif 000008
【図３（Ｂ）】
2008173624.tif 000009
【図３（Ｃ）】
2008173624.tif 000010
【図３（Ｄ）】
2008173624.tif 000011
【図３（Ｅ）】
2008173624.tif 000012
【図３（Ｆ）】
2008173624.tif 000013
【図３（Ｇ）】
2008173624.tif 000014
【図５】
2008173624.tif 000015
【図６】
2008173624.tif 000016
【図７】
2008173624.tif 000017
【図８】
2008173624.tif 000018
【図１０】
2008173624.tif 000019
【図１１】
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【図１２】
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【図２】
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【図４】
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【図９】
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