(57)【要約】【課題】霧化用の液体を放熱のために常に一定量残しておく必要がなく、霧化用の液体を全て霧化させた後でも、超音波振動子を放熱させて稼働させることが可能であるとともに、例えば冷蔵庫の加湿に用いた場合でも、そのことにより衛生性が損なわれないようにすることができる超音波霧化装置を提供する。【解決手段】超音波振動子５と、内部に第１の液体６を密封するとともに前記超音波振動子５をその振動面が前記第１の液体６に触れるように保持する第１筐体２と、前記第１筐体２の壁体の一部を共有壁体４として、当該第１筐体２に隣接して設けられた第２筐体３とを具備し、前記振動面の振動が前記第１の液体６を介して前記共有壁体４に伝達され、前記第２筐体５に貯留された第２の液体７を霧化させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波振動子と、内部に第１の液体を密封するとともに前記超音波振動子をその振動面が前記第１の液体に触れるように保持する第１筐体と、前記第１筐体の壁体の一部を共有壁体として、当該第１筐体に隣接して設けられた第２筐体とを具備し、前記振動面の振動が前記第１の液体を介して前記共有壁体に伝達され、前記第２筐体に貯留された第２の液体を霧化させるものであることを特徴する超音波霧化装置。
【請求項２】
前記共有壁体が、前記第１筐体の上壁と前記第２筐体の底壁とを兼ねるものであり、鉛直下方向に対して凹な形状をもつものである請求項１記載の超音波霧化装置。
【請求項３】
前記共有壁体が伸縮性のある素材で構成されている請求項１又は２記載の超音波霧化装置。
【請求項４】
前記共有壁体が形状記憶合金で構成されている請求項１又は２記載の超音波霧化装置
【請求項５】
前記第１の液体の温度を検知する温度センサーと、
前記温度センサーが検知した温度が、第１の液体の凝固点以下である場合には、前記超音波振動子の振動を停止させる振動停止部とをさらに具備している請求項１、２、３又は４記載の超音波霧化装置
【請求項６】
前記第１の液体が、０℃を下回る凝固点のものである請求項１、２、３、４又は５記載の超音波霧化装置
【請求項７】
請求項１乃至６いずれか記載の超音波霧化装置を有し、該超音波霧化装置によって庫内を加湿することを特徴とする冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波振動子により水を霧化して加湿する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
家庭用冷凍冷蔵庫などには、貯蔵物の鮮度維持を目的として、加湿装置が搭載されている。この庫内の加湿を実現する代表的な装置として、超音波振動子を用いたものがある。
【０００３】
超音波振動子を用いた加湿装置は、他の方法を用いた加湿装置と比較して、加熱の必要がないなどの特長をもつものの、超音波振動子が稼働時に発生した熱を蓄積して、自身の破損に至る可能性を有している。
【０００４】
通常は、特許文献１に示すように、超音波霧化器の内部では、超音波振動子の周囲を加湿用の液体（水）で満たされるようにしてあり、加湿用の液体が放熱剤の役割をはたすように構成されている。つまり、加湿用の液体を介した放熱により超音波振動子に過度な熱が蓄積されるのを回避できるように構成することによって、超音波振動子の破損を防いでいる。
【０００５】
このように液体を放熱剤として利用しているがゆえ、全ての液体が霧化し空焚き状態に至ると、超音波霧化器内の超音波振動子は放熱できず破損してしまうため、霧化用の液体を最後の一滴まで霧化することなく、常時一定量の液体を超音波霧化器内に貯めておく必要がある。
【０００６】
しかしながら、家庭用冷凍冷蔵庫の使用を前提とした場合、長期間にわたって液体を庫内に放置することは雑菌が繁殖する原因となるため、衛生性を著しく損なう恐れがある。さらに、常時一定量の液体が貯えているかどうかを常にモニターする水位センサーを搭載しなければならないといった問題点もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−８９２０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、これらの課題を解決すべくなされたものであって、その主たる目的は、霧化用の液体を放熱のために常に一定量残しておく必要がなく、霧化用の液体を全て霧化させた後でも、超音波振動子を放熱させて稼働させることが可能であるとともに、例えば冷蔵庫の加湿に用いた場合でも、そのことにより衛生性が損なわれないようにすることができる超音波霧化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、本発明に係る超音波霧化装置は、超音波振動子と、内部に第１の液体を密封するとともに前記超音波振動子をその振動面が前記第１の液体に触れるように保持する第１筐体と、前記第１筐体の壁体の一部を共有壁体として、当該第１筐体に隣接して設けられた第２筐体とを具備し、前記振動面の振動が前記第１の液体を介して前記共有壁体に伝達され、前記第２筐体に貯留された第２の液体を霧化させるものであることを特徴とする。
【００１０】
このような構成であれば、前記第１筐体内に第１の液体が密封されているため、前記超音波振動子より発生される熱は、常に前記第１の液体により放熱することができる。従って、従来のように放熱のための液体が無くなることにより、放熱できなくなって前記超音波振動子が破損するような事態は避けられるという効果が得られる。それゆえに、常時一定量の霧化用の液体が貯えているかどうかを常にモニターする水位センサーの設置も必要としない。さらに、前記超音波振動子の放熱用の液体である第１の液体が、前記第１筐体内に密封されているので、衛生上の問題も解決することができるという効果が得られる。
【００１１】
前記第１筐体について具体的に説明すると、前記第１筐体の適切な壁体には、前記超音波振動子を、前記第１の液体が漏れることがないように完全密封を可能とする取り付け方法により、超音波振動が共有壁体に向かって発生されるように取り付けられている。前記第１筐体と前記第２筐体の共有壁体は、前記第２筐体内の液体と前記第１筐体内の液体とを混合しないが、超音波振動を前記第１筐体内の液体から前記第２筐体内の液体へ伝達することは可能にしてある。前記超音波振動子を設置した壁体とは対向する壁体には、第１の液体が完全密封可能とする方法にて上部共有壁体が設置されている。さらに、その他の第１筐体の壁体は、第１の液体が完全密封できるように、閉じられた内周面で構成される。
【００１２】
前記第２筐体の適切な壁体には、第２筐体内の第２の液体と前記第１筐体内の第１の液体との混合しないように、前記第１筐体と共有するように共有壁体が設置されている。第２筐体内の第２の液体は、前記第１筐体に設置された前記超音波振動子により発生した超音波振動が、共有壁体を介して伝達されることにより、前記第２筐体の開口部から霧化される。
【００１３】
上記の共有壁体は膜状のものであればよいが、前記超音波振動子を前記第１筐体の底壁に設置したとして、鉛直下方向に対して凹な形状をもつ膜形状のものとすることにより、前記第２筐体内に霧化させるべき液体を残すことなく、完全に霧化させることができる。
【００１４】
また、上記の共有壁体の材料として、伸縮性のあるエラストマ樹脂や形状記憶合金を用いることにより、筐体に伸縮性をもたせることが可能となる。これにより、前記第１筐体の非圧縮性液体が凍結してしまったとしても、液体積の膨張による筐体の破損を免れることが可能となる。
【００１５】
さらに、第１筐体内の密封された非圧縮性液体の凍結状態を把握できる温度センサーを第１筐体内の適切な箇所に設置することにより、非圧縮性液体が凍結した場合には前記超音波振動子の振動を停止し霧化をやめ、それにより前記超音波振動子を含む霧化装置の破損を回避することができる。
【００１６】
その他にも、本発明では、前記第１筐体内に非圧縮性液体が完全密封されているため、前記第２筐体内の霧化を目的とした液体とは異なる成分のものを利用することができる。すなわち、前記第１筐体内の非圧縮性液体として、食塩水などのような凝固点が０℃以下の寒剤を用いることで、非圧縮性液体の凍結を回避し、その結果凍結時に液体積が膨張して第１筐体や、前記超音波振動子が破損する問題を解決することもできる。
【発明の効果】
【００１７】
このように本発明によれば、従来装置がもつ多くの課題を本質的に解決することができる。すなわち、内部に非圧縮性液体を密封するとともに前記超音波振動子をその振動面が前記非圧縮性液体に触れるように保持する第１筐体と、前記第１筐体の壁体の一部を共有壁体として、当該第１筐体に隣接して設けられた第２筐体とで装置を構成することにより、構成自体は極めて単純ではあるものの、超音波振動子の放熱の問題、液体の庫内放置による衛生上の問題、さらには第１の液体の凍結による筐体の破損の問題を、全て解決することができ、流体を密閉した筐体を持たない従来装置と比較し、低コストで高性能な霧化装置を実現することができる。さらに、第１筐体内に非圧縮性液体の凍結状態を把握できる温度センサーを設置することにより、超音波振動子の破損を免れることができるうえ、従来装置よりよりきめ細かな霧化の制御も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る超音波霧化装置の構造を示す模式図。
【図２】同実施形態における超音波霧化装置の制御アルゴリズムを示すフローチャート。
【図３】本発明の別の実施形態に係る超音波霧化装置の構造を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００２０】
＜構成＞
図１に、本発明の実施形態の一例を示す。本実施形態に係る超音波霧化装置１は、冷蔵庫（図示しない）の庫内の加湿をするために用いられるものであり、第１筐体２、第２筐体３、共有壁体４、超音波振動子５を具備している。この超音波霧化装置１の外形について説明すると、概略円筒形状の第１筐体２の上に、上面が開口した平円筒形状の第２筐体３が載置された形状をしている。前記第１筐体２の底面部には一部開口があり、その開口を塞ぐように平板状の超音波振動子５が設けてあり、第１筐体２内部の第１の液体とその振動面が接するようにしてある。そして、前記第１筐体２の上面と前記第２筐体３の底面とは前記共有壁体４を共有するようにして前記第１筐体２と前記第２筐体３とを一体にしてある。
【００２１】
この具備された構成について説明すると、第１筐体２は、第１筐体２内に第１の液体である非圧縮性液体６を完全密封してある。また、前記第１筐体２の適当な個所には温度センサー１３が設置してある。前記非圧縮性液体６は、具体的には、食塩水などのような凝固点が０℃以下の寒剤である。
【００２２】
前記第１筐体２の底壁に設置した前記超音波振動子５は、第１筐体内の非圧縮性液体６の完全密封を達成するため、超音波振動子５が上面に載置された底壁８を例えばボルト９により締め付ける。同様に、前記共有壁体４側においても、パッキング１０を，ボルト１１および１２により締め付けることにより，第１筐体２内の非圧縮性液体６の完全密封を達成する。
【００２３】
また前記第１筐体２内の適当な箇所には、温度センサー１３を設置する。これにより、非圧縮性液体６が凍結する温度となった場合には前記超音波振動子５の振動を停止し霧化をやめ、それにより前記超音波振動子５を含む超音波霧化装置１の破損を回避することができる。
【００２４】
これに対して、前記第２筐体３内に収容されている第２の液体である霧化させるべき液体７は、前記共有壁体４により非圧縮性液体６とは分離されてはいるが、超音波振動子５より発生する振動は、前記非圧縮性液体６及び前記共有壁体４を介して、霧化させるべき液体7に伝達される。従って、前記超音波振動子５が第１筐体２内に設けられていてもその前記超音波振動によって霧化されるべき液体７を霧化することができる。なお、前記第２の液体は、冷蔵庫内を加湿するための水であるため普通の水道水や通常の水等であればよい。
【００２５】
前記共有壁体4は、どのような形状でも良いが、図１に示したように、鉛直下方向に対して凹な形状をもつ膜形状のものとすることにより、前記第２筐体３にある液体は前記共有壁体４の凹んでいる部分に集まるので、前記第２筐体内に霧化させるべき液体７を残すことなく、完全に霧化させることができる。この膜形状について言い換えると、縦断面において前記共有壁体４は鉛直下向きに凸となっているともいえる。この前記共有壁体４の材料としては、伸縮性のあるエラストマ樹脂や形状記憶合金を用いることにより、共有壁体４に伸縮性をもたせることが可能となる。これにより、前記第１筐体２内の非圧縮性液体６が凍結してしまったとしても、液体が固体になることによる体積膨張によって筐体が破損してしまうのを免れることが可能となる。
【００２６】
＜制御アルゴリズム＞
図２には、前述した温度センサー１３を用いた超音波霧化装置１の制御アルゴリズムを示す。なお、この制御アルゴリズムは、ＣＰＵ、メモリ、Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａコンバータ等の入出力機構等からなる制御機構と、上述した構成要素が協業してその機能を発揮するようにしてある。
【００２７】
図２に示したように、冷蔵庫側と超音波霧化装置１でそれぞれ湿度と温度をモニタリングすることにより各種制御が行われる。
【００２８】
まず、冷蔵庫本体の電源がＯＮとなると、冷蔵庫側にて庫内の湿度と検知し、その庫内湿度が設定湿度以下であれば、前記第１筐体２内に設置した温度センサー１３により、第１筐体２内の第１液体の温度を検知する。第１液体の温度が凝固点以上であれば、霧化器の電源を適当な時間だけＯＮにし、その後ＯＦＦにする。液体温度が凝固点以下であれば、霧化器を稼働せず、再び筐体内の液体の温度を検知する。
【００２９】
その他の実施形態について説明する。
【００３０】
前記実施形態では、超音波振動子5は、前記第１筐体2の底壁に設置している実施形態を示しているが、底壁に限るものではない。例えば、筐体の設置場所の制約がある場合には、図３に示す構成も考えうる。具体的には、第１筐体２がまっすぐに延びる円筒形状ではなく、断面視において概略Ｌ字状にまがったものであり、その側面側に前記超音波振動子５を設けてもよい。要するに、前記超音波振動子５が第１筐体２内の第１液体と接触し、その超音波振動が、前記共有壁体４へと伝達されるように構成されていればよい。
【００３１】
その他、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００３２】
１・・・超音波霧化装置
２・・・第１筐体
３・・・第２筐体
４・・・共有壁体
５・・・超音波振動子
６・・・第１筐体内の非圧縮性液体（第１の液体）
７・・・第２筐体内の霧化させるべき液体（第２の液体）
１３・・・温度センサー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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