(57)【要約】      （修正有）【課題】液面から噴霧する微細な液滴を任意の方向に傾斜して吹き出すことができる超音波霧化装置を提供する。【解決手段】容器１の底部に更にくぼみ部２を設け、くぼみ部の底に超音波振動子３を設置し、くぼみ部を覆う状態でその中心に開口部５を有する座金状部材４を配置するか、又はくぼみ部の中心が開口した位置となるように開口部を有する容器の底板でくぼみ部を覆い、さらに、この座金状部材又は容器の底板の開口部近傍に開口部を取り囲むように円弧状液誘導板８を設けるとともに、微小な貫通孔が多数形成された多孔板１１とこの多孔板を所定位置に配設するための配設手段９とを備え、この配設手段によって多孔板の下面を超音波振動子の作動時に形成される液隆起部１５に接触する位置に配設する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器内の液体に超音波振動を与えて液面に液隆起部を形成させ前記液体を霧化する超音波霧化装置において、前記容器の底部に更にくぼみ部を設け、該くぼみ部の底に超音波振動子を設置し、該くぼみ部を覆う状態でその中心に開口部を有する座金状部材を配置するか、又は該くぼみ部の中心が開口した位置となるように開口部を有する容器底板で該くぼみ部を覆い、さらに、この座金状部材又は容器底板の開口部近傍に開口部を取り囲むように円弧状液誘導板を設けるとともに、微小な貫通孔が多数形成された多孔板とこの多孔板を所定位置に配設するための配設手段とを備え、前記多孔板は弾性保持部材を介して前記配設手段に取り付けられ、この配設手段によって前記多孔板がその下面が超音波振動子の作動時に形成される液隆起部に接触する位置に配設されたことを特徴とする、超音波霧化装置。
【請求項２】
前記座金状部材又は容器底板の開口部の直径（ｄ１）が、超音波振動子の直径（Ｄ）に対する比率（ｄ１／Ｄ）で０．４〜０．５５の範囲にあることを特徴とする、請求項１に記載の超音波霧化装置。
【請求項３】
前記円弧状液誘導板が、その内側面が座金状部材又は容器底板の開口部の中心からくぼみ部の半径（Ｒ０）の０．９〜１．１倍となる位置に設置されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の超音波霧化装置。
【請求項４】
前記円弧状液誘導板が、その円弧の長さが座金状部材又は容器底板の開口部の中心からみた円弧の見込み角が７５度〜１５０度の範囲にあることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の超音波霧化装置。
【請求項５】
前記円弧状液誘導板が、円弧のそれぞれ両端部の全長の約１／３の部分が高さゼロから所定の高さまで傾斜したスロープ状の形状であることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載の超音波霧化装置。
【請求項６】
前記多孔板が、その厚さが０．０２ｍｍ〜０．０５ｍｍであり、その貫通孔の孔径が０．００２ｍｍ〜０．１００ｍｍのものであることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれかに記載の超音波霧化装置。
【請求項７】
容器内の水に超音波振動を与えて水面に液隆起部を形成させ前記水を霧化する超音波加湿器において、前記容器の底部に更にくぼみ部を設け、該くぼみ部の底に超音波振動子を設置し、該くぼみ部を覆う状態でその中心に開口部を有する座金状部材を配置するか、又は該くぼみ部の中心が開口した位置となるように開口部を有する容器底板で該くぼみ部を覆い、さらに、この座金状部材又は容器底板の開口部近傍に開口部を取り囲むように円弧状液誘導板を設けるとともに、微小な貫通孔が多数形成された多孔板とこの多孔板を所定位置に配設するための配設手段とを備え、前記多孔板は弾性保持部材を介して前記配設手段に取り付けられ、この配設手段によって前記多孔板がその下面が超音波振動の作動時に形成される液隆起部に接触する位置に配設されたことを特徴とする超音波加湿器。
【請求項８】
容器内の芳香成分を含む水に超音波振動を与えて水面に液隆起部を形成させ霧化した水とともに芳香成分を揮散させるアロマディフューザーにおいて、前記容器の底部に更にくぼみ部を設け、該くぼみ部の底に超音波振動子を設置し、該くぼみ部を覆う状態でその中心に開口を有する座金状部材を配置するか、又は該くぼみ部の中心が開口した位置となるように開口部を有する容器底板で該くぼみ部を覆い、さらに、この座金状部材又は容器底板の開口部近傍に開口部を取り囲むように円弧状液誘導板を設けるとともに、微小な貫通孔が多数形成された多孔板とこの多孔板を所定位置に配設するための配設手段とを備え、前記多孔板は弾性保持部材を介して前記配設手段に取り付けられ、この配設手段によって前記多孔板がその下面が超音波振動の作動時に形成される液隆起部に接触する位置に配設されたことを特徴とするアロマディフューザー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波振動を利用して容器内の水などの液体を霧化する超音波霧化装置に関するものであり、特に、霧を所望の方向に噴出させることにより、より効率よく霧化した液体を空間に放出することのできる超音波霧化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、水などの液体を霧化して加湿器や吸入器などとして使用するために超音波振動を利用する超音波霧化装置が知られている。この超音波霧化装置は、容器内の液体中に超音波振動子を設置して、この超音波振動子に高周波の電圧を加えて超音波振動を発生させ、この超音波の振動エネルギーが液面に伝わり、液面の一部が隆起した液隆起部を形成して、ここから微細な霧化粒子を発生させる装置である。
【０００３】
この超音波振動を利用した霧の発生原理は、液体に超音波振動を与え、液面や液内部に周波数固有のキャピラリ波（毛細表面波）やキャビテーション（空洞現象）を発生させることにより液面に無数の毛細表面波をつくり、霧状の微細な水滴を発生させるものであると考えられている。
【０００４】
このような従来の超音波霧化装置における霧化では、液中に設置された超音波振動子から発生した超音波振動が液の内部を液面に向けて伝播し、液表面にこの超音波振動のエネルギーによる液の隆起部が形成され、この液隆起部の表面から霧状の微細な液滴が液隆起部の中心軸の方向に放出される。
【０００５】
ただ、液体の霧化は、液中に放出される超音波振動の指向性に任せて行われているため超音波振動エネルギーの全てが霧化に有効に使用されるものではなく、また、液体の毛細表面波も自然発生的に生じるものであるから、液面に形成された液隆起部から発生する霧化粒子はいわば偶然の産物として得られるようなものであり、霧化効率が必ずしも良いというものではなかった。
【０００６】
このことは、逆に言えば、従来の超音波霧化装置にあっては、所定の霧化量を得るために、霧化に貢献しない無駄な超音波振動成分を含んだ形で超音波振動を発生させるように超音波振動子を動作させなければならず、そのために大きな駆動電力が必要となるということを意味するものであり、電力が無駄に消費されているという問題があった。
【０００７】
このような従来の霧化装置の問題点について、超音波振動子に対向する側の液体中に、超音波振動子から離れる方向に向けて伝播する超音波振動を集中させる筒体を配設することにより、超音波振動エネルギーを有効利用して安定的な霧化量を実現し、低消費電力化や小型化に寄与する超音波霧化装置が提案されている（特許文献１参照）。しかしながら、この発明は、筒体を用いて超音波振動を集中させて超音波振動エネルギーを高めることによって霧化効率を向上させているが、液面に液隆起部を形成して霧化粒子を自然発生的に発生させている点においては従来の超音波霧化装置と変わりがなく、また、霧化効率のものもまだ十分に満足できるものではなかった。
【０００８】
かかる現状において、本発明者らは多数の微小な貫通孔を有する多孔板を超音波振動によって隆起した液面の液隆起部の頂部近傍に配設することによって霧化量が大幅に増加することを見出し、少ない消費電力でより効率的に液体を霧化することができる超音波霧化装置を提案した（特許文献２参照）。
【０００９】
さらに、超音波振動子を容器底部のくぼみ部の中に設置し、その上に座金状部材などのような中心に開口部を有する部材を配置して、その開口部を通して放出させることにより、超音波振動のエネルギーがより一層中心部に集中して放出され、大きな液隆起部が形成され、より効率の良い霧化が達成できることを見出し、かかる超音波霧化装置を提案した（特許文献３参照）
【００１０】
本発明者らの見出したこれらの方法による超音波霧化装置は、従来のものに比べて効率よく液体を霧化することが可能となり、小さな電力で大きな霧化量を得ることが可能となった。ただ、これらの方法では、発生する霧状の微細な液滴は、常に液隆起部の中心軸の方向、即ち、一般に超音波振動子が容器底部に水平に設置されているので、水面に対して垂直（鉛直）の方向に噴出している。そのため、容器からの霧の出口をこの中心軸からずれた位置に偏心させて設けた場合には、噴出した霧の多くが出口以外の天井部に衝突し、ここで結露して大きな液滴となってしまい、容器の出口からは十分な量の霧を噴出させることができない、という問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００９−２８５８２号公報
【特許文献２】特開２０１３−２２１６３３号公報
【特許文献３】特願２０１５−１３１２号明細書
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】電子情報通信学会論文誌  Ａ  Vol.J80-A、No.10、pp.1614-1620、1997年10月、
【非特許文献２】日本機械学会講演論文集、No.114-1（11.3関西支部第８６期定時総会講演会）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、すでに本発明者らが提案した多孔板や座金状部材などを使用した超音波霧化装置において、発生する霧状の液滴を所望の方向に向けて噴出させることのできる超音波霧化装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者らは、すでに提案した多孔板や座金状部材などを使用した超音波霧化装置において、座金状部材などの開口部近傍に円弧状の壁を設けることにより、発生する液隆起部をこの円弧状の壁の方向に傾斜させることができ、液隆起部から発生する霧状の微細な液滴もこの方向に傾斜して噴出させることができることを見出し、本発明を完成した。
【００１５】
即ち、本発明は、以下の内容をその要旨とする発明である。
（１）容器内の液体に超音波振動を与えて液面に液隆起部を形成させ前記液体を霧化する超音波霧化装置において、前記容器の底部に更にくぼみ部を設け、該くぼみ部の底に超音波振動子を設置し、該くぼみ部を覆う状態でその中心に開口部を有する座金状部材を配置するか、又は該くぼみ部の中心が開口した位置となるように開口部を有する容器底板で該くぼみ部を覆い、さらに、この座金状部材又は容器底板の開口部近傍に開口部を取り囲むように円弧状の壁（以下において「円弧状液誘導板」という）を設けるとともに、微小な貫通孔が多数形成された多孔板とこの多孔板を所定位置に配設するための配設手段とを備え、前記多孔板は弾性保持部材を介して前記配設手段に取り付けられ、この配設手段によって前記多孔板がその下面が超音波振動子の作動時に形成される液隆起部に接触する位置に配設されたことを特徴とする、超音波霧化装置。
【００１６】
（２）前記座金状部材又は容器底板の開口部の直径（ｄ１）が、超音波振動子の直径（Ｄ）に対する比率（ｄ１／Ｄ）で０．４〜０．５５の範囲にあることを特徴とする、前記（１）に記載の超音波霧化装置。
【００１７】
（３）前記円弧状液誘導板が、その内側面が座金状部材又は容器底板の開口部の中心からくぼみ部の半径（Ｒ０）の０．９〜１．１倍となる位置に設置されていることを特徴とする、前記（１）又は（２）に記載の超音波霧化装置。
【００１８】
（４）前記円弧状液誘導板が、その円弧の長さが座金状部材又は容器底板の開口部の中心からみた円弧の見込み角（扇角）が７５度〜１５０度の範囲にあることを特徴とする、前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の超音波霧化装置。
【００１９】
（５）前記円弧状液誘導板が、円弧のそれぞれ両端部の全長の約１／３の部分が高さゼロから所定の高さまで傾斜したスロープ状の形状であることを特徴とする、前記（１）乃至（４）のいずれかに記載の超音波霧化装置。
【００２０】
（６）前記多孔板が、その厚さが０．０２ｍｍ〜０．０５ｍｍであり、その貫通孔の孔径が０．００２ｍｍ〜０．１００ｍｍのものであることを特徴とする、前記（１）乃至（５）のいずれかに記載の超音波霧化装置。
【００２１】
（７）容器内の水に超音波振動を与えて水面に液隆起部を形成させ前記水を霧化する超音波加湿器において、前記容器の底部に更にくぼみ部を設け、該くぼみ部の底に超音波振動子を設置し、該くぼみ部を覆う状態でその中心に開口部を有する座金状部材を配置するか、又は該くぼみ部の中心が開口した位置となるように開口部を有する容器底板で該くぼみ部を覆い、さらに、この座金状部材又は容器底板の開口部近傍に開口部を取り囲むように円弧状液誘導板を設けるとともに、微小な貫通孔が多数形成された多孔板とこの多孔板を所定位置に配設するための配設手段とを備え、前記多孔板は弾性保持部材を介して前記配設手段に取り付けられ、この配設手段によって前記多孔板がその下面が超音波振動の作動時に形成される液隆起部に接触する位置に配設されたことを特徴とする超音波加湿器。
【００２２】
（８）容器内の芳香成分を含む水に超音波振動を与えて水面に液隆起部を形成させ霧化した水とともに芳香成分を揮散させるアロマディフューザーにおいて、前記容器の底部に更にくぼみ部を設け、該くぼみ部の底に超音波振動子を設置し、該くぼみ部を覆う状態でその中心に開口を有する座金状部材を配置するか、又は該くぼみ部の中心が開口した位置となるように開口部を有する容器底板で該くぼみ部を覆い、さらに、この座金状部材又は容器底板の開口部近傍に開口部を取り囲むように円弧状液誘導板を設けるとともに、微小な貫通孔が多数形成された多孔板とこの多孔板を所定位置に配設するための配設手段とを備え、前記多孔板は弾性保持部材を介して前記配設手段に取り付けられ、この配設手段によって前記多孔板がその下面が超音波振動の作動時に形成される液隆起部に接触する位置に配設されたことを特徴とするアロマディフューザー。
【発明の効果】
【００２３】
本発明者らによる超音波霧化装置によれば、容器の底部のくぼみ部に設置した超音波振動子によって発生した超音波振動がくぼみ部の上部を覆う座金状部材又は開口部を有する容器底板で形成される空間内で反射を繰り返し、増強された超音波振動によるエネルギーがくぼみ部の上部の座金状部材又は容器底板の開口部から放出される。この増強された超音波振動によるエネルギーが液面付近に集中し、液面に大きな液隆起部を形成する。この液隆起部の中心部には、容器の底部から液面に向かう液体の流れ（音響流と呼ばれる）が発生しており、この液体の流れによって形成された液隆起部が、液面の上方に配設された微小な貫通孔が多数形成された多孔板に接触し、多孔板の微小な貫通孔を通過することによって細かい霧状となって大気中に勢いよく放出される。
【００２４】
円弧状液誘導板を有していない本発明者らの従来の霧化装置においては、霧状の液滴は液隆起部の中心軸の方向、即ち、超音波振動子が水平設置されている場合には、水平面に対して垂直方向（鉛直方向）に噴出する。一方、本発明の円弧状液誘導板を設けた霧化装置においては、液隆起部の中心軸が円弧状液誘導板の方向に傾斜している。そのため液隆起部から発生する霧状の液滴はこの傾斜した液隆起部の中心軸の方向、即ち、鉛直方向から円弧状液誘導板の方に傾斜した方向に噴出する。そして、この液隆起部の頂部近傍で微小な貫通孔が多数形成された多孔板と接するので、霧状の液滴は多孔板の貫通孔を通ってこの傾斜した液隆起部の中心軸の方向に噴出する。
【００２５】
霧化装置としての使いやすさや装置の設計上の要請、或いはデザイン上の要請から、微細な霧状の液滴の出口を容器の中心からずらした位置に設ける必要がある場合がある。このような場合に、前述した本発明者らによる超音波霧化装置を含めた従来の超音波霧化装置では容器の天井部に多くの霧が衝突して結露してしまい、容器の外へ出てくる霧の量が少なくなる問題があったが、本発明の霧化装置によれば容器の出口の方向に向けて霧状の液滴を噴出させることができ、効率よく容器の外に霧を吹き出すことが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の超音波霧化装置の一例を示す説明図である。
【図２】本発明の超音波霧化装置の他の例を示す説明図である。
【図３】座金状部材の断面図の一例である。
【図４】円弧状液誘導板の一例を示す斜視図である。
【図５】円弧状液誘導板の一例の平面図と側面図である。
【図６】容器内の円弧状液誘導板の位置関係の説明図である。
【図７】液隆起部の液の流れを示す説明図である。
【図８】気流中の翼の状態を示す説明図である。
【図９】噴霧した霧状液滴の傾斜角度の測定装置の説明図である。
【図１０】傾斜角度の測定装置の透明プラスチック板に形成された水滴跡の写真である。
【図１１】傾斜角度の測定装置の透明プラスチック板に形成された水滴跡の写真である。
【図１２】円弧状液誘導板の内径が１３ｍｍの場合の迎え角の測定点を示す説明図である。
【図１３】円弧状液誘導板の内径が１３ｍｍの場合の得られた迎え角を示すグラフである。
【図１４】円弧状液誘導板の内径が２１ｍｍの場合の迎え角の測定点を示す説明図である。
【図１５】円弧状液誘導板の内径が２１ｍｍの場合の得られた迎え角を示すグラフである。
【図１６】円弧状液誘導板の内径が３５ｍｍの場合の迎え角の測定点を示す説明図である。
【図１７】円弧状液誘導板の内径が３５ｍｍの場合の得られた迎え角を示すグラフである。
【図１８】円弧の見込み角を変えた場合の噴霧角度の変化を示すグラフである。
【図１９】円弧状液誘導板の迎え角を変えた場合の噴霧角度の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に、本発明の超音波霧化装置について図面を用いて更に詳しく説明する。
図１及び図２は、本発明の超音波霧化装置の一例を示す説明図である。図１に示すような本発明の第１の態様では、水などの液体を収容する容器１の底部にくぼみ部２が設けられており、このくぼみ部２の底に超音波振動子３が設置されている。そして本発明の第１の態様では、この超音波振動子３の上部にくぼみ部２を覆う状態で座金状部材４が配置されており、この座金状部材４はその中心部に開口部５を有している。また、図２に示すような本発明の第２の態様では、容器１の底板６がくぼみ部２を覆う状態で取り付けられており、くぼみ部２の中心に対応する位置に開口部７が設けられている。また、この座金状部材４の開口部５又は容器底板６の開口部７の上にこれらの開口部を取り囲むように、円弧状液誘導板８を設けている。
【００２８】
さらに、液体を収容した容器１の液面の上部に、微小な貫通孔が多数形成された多孔板１１とこの多孔板１１を所定位置に配設するための配設手段９とを備え、この多孔板１１は弾性保持部材１０を介して前記配設手段９に取り付けられている。この多孔板１１は、配設手段９によってその下面が超音波振動子３の作動時に液隆起部１５に接触する位置になるように配設されている。多孔板１１は厚さが０．１ｍｍ以下という非常に薄くて繊細な構造のものであるため、その補強と取扱いやすさのためにその周囲をとり囲むように多孔板保持材１２に取り付けられている。
【００２９】
本発明の超音波霧化装置では、液体を収容する容器１の底部にくぼみ部２を設けるが、例えば、図１に示すように、水漏れ防止用としてリング状のゴムパッキン１７などを介して超音波振動子３を取り付けことができる。このゴムパッキン１７と超音波振動子３などによりくぼみ部２が形成される。くぼみ部２の大きさは超音波振動子３が収容され、固定できる程度に超音波振動子３よりやや小さいものでよい。一般的に超音波振動子３は円盤状の形状であるので、くぼみ部も円筒状のくぼみであり、その直径が超音波振動子３のそれよりやや小さいものでよい。
【００３０】
更に、本発明の第１の態様では、このくぼみ部２の上部に、くぼみ部２を覆う状態でその中心に開口部５を有する座金状部材４を配置し、くぼみ部２と座金状部材４とで囲われた空間を形成する。また、本発明の第２の態様では、容器１の底板６でくぼみ部２を覆い、くぼみ部２の中心に対応する位置にこの底板６の開口部７を設け、くぼみ部２と開口部７を有する容器底板６とで囲われた空間を形成する。超音波振動子３によって発生した超音波振動は、この囲われた空間の中でくぼみ部２の壁と座金状部材４又は容器底板６で繰り返して反射されて、超音波エネルギーが増強される。この増強された超音波エネルギーが座金状部材４の開口部５又は容器底板６の開口部７を通って容器１本体の液体の中に放出される。
【００３１】
座金状部材４の開口部５又は容器底板６の開口部７は、超音波エネルギーを増強し放出するという点からその大きさに好ましい範囲があり、座金状部材４の開口部５又は容器底板６の開口部７の直径（ｄ１）が、超音波振動子の直径（Ｄ）に対する比率（ｄ１／Ｄ）として０．４〜０．５５の範囲にあることが好ましい。０．４より小さいと発生した超音波エネルギーが効率よく外部に放出されず、０．５５より大きいと早い段階から超音波エネルギーの放出が行われ、十分に増強された超音波エネルギーが得られない。
【００３２】
また、前記くぼみ部２の深さも好ましい範囲がある。水漏れ防止という意味では１ｍｍ以上あることが好ましいが、超音波エネルギーを増強し放出するという点からは、くぼみ部２の深さ（ｈ）が超音波振動子によって発生する超音波の波長（λ）の２〜１２倍の範囲であることが好ましく、４〜７倍の範囲にあることが更に好ましい。例えば、１．７ＭＨｚの振動を与える超音波振動子の場合、水温２０℃の水中での超音波の波長λが０．８７ｍｍであるので、この場合のくぼみ部の深さ（ｈ）は１．７〜１０．４ｍｍとすることがより好ましく、３．５〜６．１ｍｍとすることが更に好ましい。
【００３３】
本発明の超音波霧化装置では、図１及び図２に示すように、前記座金状部材４の開口部５又は容器底板６の開口部７の近傍に、座金状部材４又は容器底板６の上にその開口部を取り囲むように円弧状液誘導板８を設ける。この座金状部材又は容器底板の開口部の近傍は、開口部から放射された超音波振動によって液面に形成された液隆起部からの液体が下降して旋回流となって流れてくる。そして、ここで用いる円弧状液誘導板８はこの液の旋回流のなかで液の流れの障害にならずに液流に対して適度な迎え角を形成するような円弧状の板状のものであって、以下にのべるような一定の大きさのものを開口部から一定の位置に設置することが必要であるが、その形状は円弧状の板状のものであれば特に制限されない。具体的には、例えばその一例として図４及び図５に示すように、この円弧の全長の両端部のそれぞれ約１／３の長さの部分が高さゼロから所定の高さまで傾斜したスロープ状の形状であり、中央部の約１／３が所定の平坦な高さとなる形状のものが好ましい。
【００３４】
この円弧状液誘導板８は、液中で液体の流れを妨害することなく効率よく液隆起部を傾斜させるために、その設置位置とその円弧の大きさが一定範囲にあることが重要である。これらについては図６によって説明する。図６は、円弧状液誘導板８の設置された容器底部の平面図である。容器１の底部の中央に開口部７があり、その下側にくぼみ部２が形成されている。円弧状液誘導板８はこの開口部７を取り囲むように、開口部７からその内側面が距離Ｌの位置に、開口部７の中心から見た円弧の見込み角がαとなる大きさのものが設置される。
【００３５】
図６に示すように、円弧状液誘導板８は、その設置位置が開口部７の中心に対して左右対称であって、開口部７の中心からその内側面までの距離（Ｌ）がくぼみ部の半径（Ｒ０）と比率（Ｌ／Ｒ０）で０．９〜１．１となる範囲内の位置に設置する。また、円弧状液誘導板８の大きさ（弦の部分の長さ）は、開口部７の中心からみた円弧の見込み角（α）が７５度〜１５０度の範囲となるようにする。
【００３６】
このような円弧の大きさを有する円弧状液誘導板８を、上述のように開口部７の中心に対して左右対称であって、開口部７の中心からの距離（Ｌ）がくぼみ部の半径（Ｒ０）に対してその０．９〜１．１倍となる範囲内の位置に設置することによって、この円弧状液誘導板８が容器内の液隆起部からの下降流による液の流れを乱すことなく、液体の流れに対して適度な迎え角で設置されることとなる。そしてこのように設置された円弧状液誘導板８の作用による液体内部の圧力バランスにより円弧状液誘導板８に外側に向う力が作用し、その内側面の圧力が高くなって液面が上昇する。そして開口部７を挟んだ円弧状液誘導板８の反対側の液面が相対的に低くなり、その結果として液隆起部を円弧状液誘導板８の存在する方向に傾斜させることとなる。そのメカニズムの詳細については後ほど詳しく説明する。
【００３７】
この円弧状液誘導板８は、開口部７の中心に対して左右対称であって、その内側面が開口部７の中心からの距離（Ｌ）がくぼみ部の半径（Ｒ０）の０．９〜１．１倍となる位置に設置する。この位置よりも開口部の近くに設置した場合には、円弧状液誘導板８の円弧の長さが小さい場合には若干液隆起部の傾斜の効果があるが、その長さが大きくなるにしたがって液体の流れが妨げられ、霧の噴霧が弱くなる。また、開口部７の半径の１．１倍よりも離れた位置に設置した場合には円弧状液誘導板８の作用が十分には液隆起部に及ばず、液隆起部の満足な傾斜が得られない。
【００３８】
また、円弧状液誘導板８の円弧の長さは、開口部７の中心からみた円弧の見込み角（α）が７５度〜１５０度の範囲となるものが好ましく、その中心角が７５度未満の場合には液誘導板の設置による隆起部の傾斜がほとんど見られない。円弧の中心角が１５０度を超えるような大きなものの場合には、液誘導板が容器内の液体の流れを妨害することとなり、液の流れが弱まって隆起部そのものの形成に障害となり好ましくない。
【００３９】
このような円弧状液誘導板８は、座金状部材４又は容器底板６の上に設置されるが、上記のような形状に形成した円弧状液誘導板８を座金状部材４又は容器底板６の上に接着剤等によって固定してもよく、或いは座金状部材４又は容器底板６と一体的に成形して製造してもよい。円弧状液誘導板８の材質は、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの合成樹脂或いはステンレスなどの金属性のものが使用できる。
また、円弧状液誘導板８は、その高さが液面と同じ程度か若干その頂部が液面上に出る程度のものが好ましい。
【００４０】
次に、前記微小な貫通孔が多数形成された多孔板１１は、厚さ０．０２ｍｍ〜０．０５ｍｍ程度の金属製薄板に上下方向（厚み方向）に貫通する微小な貫通孔を多数形成したものであればよく、平板状としても曲板状、椀状としてもよい。この多孔板１１に形成される微小な貫通孔は、孔径０．００２ｍｍφ〜０．１００ｍｍφ程度のものが考えられる。このような貫通孔を１ｃｍ２当たり４８０〜４５００個設けたものを用いる。
【００４１】
そして、この多孔板１１は、前記配設手段９によってその下面が超音波振動子の作動時に液隆起部１５に接触する位置に配設される。すなわち、この多孔板１１の下面は常時液体に接している必要はなく、超音波振動子が作動していない時には液体に接しておらず、超音波振動子が作動し液隆起部１５が形成された時に液隆起部１５と接触する。
【００４２】
本発明の超音波霧化装置では、後述するように、容器のくぼみ部に設置された超音波振動子から放出され増強された超音波振動が、容器１内の液中を音響流となって液面に向って伝播し、液面に液隆起部１５を形成する。このとき液隆起部１５から戻ってくる液体が旋回流となって下降してくるが、図１と図２に示すように、座金状部材４又は容器底板６の開口部５又は７の近くに円弧状液誘導板８が設置されているため、円弧状液誘導板８に作用する力のバランスによってその内側面の圧力が高くなって液面が上昇し、開口部を挟んだ反対側の液面が低くなる。その結果、液面に形成されている液隆起部１５は、その中心軸が円弧状液誘導板８の方向に傾斜した状態となる。そして、この液隆起部１５の頂部付近で多孔板１１に接触することによって、この傾斜した液隆起部１５の中心軸の方向に、多孔板１１の反対側から微細な霧状となった液滴１６が傾斜して噴出する。
【００４３】
この液隆起部１５は、上述した円弧状液誘導板８を設けていない場合には、超音波振動子３の出力面の方向、即ち、一般的に超音波振動子３は水平に設置するので、液隆起部の中心軸が液面に対して垂直な方向（鉛直方向）となるように形成される。しかし、本発明のように円弧状液誘導板８を座金状部材４又は容器底板６の開口部の周辺に設置した場合には、液隆起部１５がその中心軸が垂直な方向（鉛直方向）から円弧状液誘導板側に傾いた状態となり、これが多孔板１１に接触して同じく垂直な方向（鉛直方向）から円弧状液誘導板側に傾いた方向に霧状の微細な液滴１６を噴出することとなる。
【００４４】
即ち、本発明の超音波霧化装置の場合には、座金状部材４又は容器底板６の開口部５又は７の近くに円弧状液誘導板８を設置することによって、多孔板１１から霧状の液滴１６を液面に垂直な位置から円弧状液誘導板８の方に傾斜して噴出させることができる。そのため、超音波霧化装置の容器の蓋１３に設ける霧出口１４をその中心からずれた位置に設けた場合にも、この霧出口１４に向けて霧を噴出することが可能となり、蓋の壁面に衝突して液滴となることが少なく、効率よく霧化した霧を空間に放出することができる。
【００４５】
これに対して、同じ構造の超音波霧化装置であっても円弧状液誘導板８を設けない場合には、液隆起部が液面に対して垂直な方向に形成され、多孔板に接触した後も霧状の液滴は液面に対して垂直な方向に噴出する。このため、容器の蓋の中心からずれた位置に霧出口１４がある場合には、噴出した霧は大部分が容器の蓋の壁面（天井）に衝突し、液滴となってしまい、霧を効率よく外部空間に放出することができない。
【００４６】
前記多孔板１１と配設手段９との間には弾性保持部材１０を介在させて前記多孔板１１を前記配設手段９に弾性状態で保持させる。弾性保持部材１０は、弾性のある部材を用いて多孔板１１を弾性的に保持してこれを前記配設手段９に取り付けることができるものであればよく、例えば低硬度のシリコンゴムで厚さ１ｍｍ程度のドーナツ状に形成したもの、或いは、厚さが０．１ｍｍ程度の薄い円形のステンレス板に多数の切り込み溝を設けたドーナツ状の板バネなどがある。これらの弾性保持部材１０の内周縁に前記多孔板１１を保持している多孔板保持部材１２の外周縁を、また、弾性保持部材１０の外周縁に前記配設手段９をそれぞれ取り付けることなどが考えられるが、これに限られるものではない。
【００４７】
前記配設手段９は、多孔板１１を弾性保持部材１０を介在させて上記した位置に配設することができるものであればよく、様々な配設手段が考えられる。図１にはその一例を示しており、容器の底からの多孔板１１の位置を正確に定める部材であるが、配設手段９の内側と外側が液体が自由に流通する構造のものであり、例えば、テーブルの脚状のものや、液流通用の切欠きを有する筒状の部材などである。また、容器１の上部開口部の蓋１３との間に配設手段９を着脱可能に取り付け、その配設手段９によって多孔板１１を所定の位置に配設するような構造のものも可能である。
【００４８】
超音波振動子３は公知の超音波振動子を用いることができるが、例えば、圧電セラミックスの上下面を電極で挟んで平板状に構成された圧電型超音波振動子を用いることができる。超音波振動子３には発振回路１８が接続されており、この発振回路１８から超音波振動子３に高周波電圧を印加することにより、容器１内の液体に対して超音波振動子３の振動面の垂直方向に超音波振動が発振される。
【００４９】
また、この超音波振動子３は、すでに述べたように容器１の底部に設けたくぼみ部２の底部に、超音波エネルギーがくぼみ部２で増強されるように振動面を液面に向けて、かつ、その上部に覆って配置されている座金状部材４の下面と平行になるように設置することが望ましい。超音波振動子３の振動面が座金状部材４の下面と平行に設置されると超音波エネルギーが効率よく増強される。
【００５０】
容器1を満たす水などの液体には、効率の良い霧化を達成するためには好ましい容器内の水深がある。水深が大きすぎると、超音波振動子から放射された超音波振動が液面に向かっていく途中で減衰し、逆に水深が小さすぎると、液体の流れが限定され、十分な大きさの液隆起部が形成されなくなる。このような点から容器1内の水深には好ましい範囲があり、容器内の水深が超音波振動子３の直径に対して３０〜９０％の範囲であることが好ましく、４０〜７０％の範囲にあることが更に好ましい。常に水深が一定に保たれるように、加湿器に採用されている補給用の水タンクを設置する機構を備えてもよい。
【００５１】
次に、本発明の超音波霧化装置の動作を説明する。
容器１の底部に形成されたくぼみ部２の底に設置された超音波振動子３に高周波電圧を印加すると、超音波振動子３から超音波振動が発振され、くぼみ部２の液体の中を上向きに放射され伝播していく。この超音波振動は上部を覆っている座金状部材４又は容器底板６とくぼみ部２の壁面で繰り返し反射される。更に、これに発振中の超音波振動子３から発生する超音波振動が加わって、くぼみ部２の中を伝播する超音波エネルギーが増強される。この増強された超音波エネルギーが座金状部材４の開口部５又は容器底板６の開口部７から容器１本体の液体中に放出される。この増強された超音波エネルギーによって開口部から液面に向けて流れる音響流が発生し、これが液面を盛り上げて液面に円錐状の隆起部１５が形成される。
【００５２】
ここでいう「音響流」とは、次のようなものである。流体中を伝播する超音波は物体に音響放射圧として力を作用させることができ、この音響放射圧の差が駆動力となって液体を超音波の伝播方向に押し流すことにより生ずるものである。即ち、音響流の伝播過程で波動エネルギーの一部が液体を動かすエネルギーに変換される結果として生じるものであって、流れの駆動力は超音波の伝播経路に沿って分布し、遠方までビーム状となって存在している（非特許文献１、２参照）。本発明の霧化装置の場合には、くぼみ部３の内部で増強された超音波エネルギーが座金状部材４の開口部５又は容器底板６の開口部７から放出されて、ここで液面に向う強い音響流が発生し、液面に液隆起部１５を形成するものと考えられる。
【００５３】
そして、本発明の超音波霧化装置のように座金状部材４又は容器底板６の開口部５又は７の近くの液中に円弧状液誘導板８を設けた場合には、次のようなメカニズムによってその中心軸が円弧状液誘導板８の方向に傾斜した液隆起部１５が形成されるものと考えられる。
【００５４】
即ち、座金状部材４又は容器底板６の開口部からの超音波振動によって形成される液隆起部１５の周辺の液体の流れの状態は次のようなものであると考えられる。図７に示すように、開口部からの超音波振動によって容器内の液体に液面に向けての液の流れ（音響流）が発生するが、この液隆起部の中心部の液の流れは反時計回りに旋回して液面に向って上昇している。この液の流れによって液面で液隆起部１５が形成され、その後この液体は液隆起部の外側をこんどは時計回りに旋回しながら下方に降下して流れている。この液隆起部近傍の液体の流れは、全体として台風の中心付近の空気の流れに類似して考えることができる。つまり、台風の場合には上下と回転方向が逆になるが、台風の眼の外側で反時計回りに旋回して上昇する気流の流れがあり、目の中心部でその上部から時計回りに旋回する下降流が発生している。
【００５５】
本発明の超音波霧化装置では、この液隆起部１５の頂部から旋回しながら下降してくる液の流れの中に、円弧状液誘導板８が設置されている。このときの円弧状液誘導板８は、その大きさと設置位置が重要であり、上述したような開口部を基準にして一定の条件を満たすように、円弧の長さを有する円弧状の液誘導板を開口部から一定の位置に設置することが必要である。このように円弧状液誘導板８を液隆起部１５の頂部から下降してくる旋回流の中に設置すると、液の流れに対して適度な迎え角となる状態で液の流れの中に存在することとなり、液体の全体の圧力のバランスにより円弧状液誘導板８の内側面の部分の圧力が高くなって円弧状液誘導板８に外側に向う力が作用する状態となっている。
【００５６】
この現象は気流中の翼に作用する力の理論に類似したものとして考えることができる。即ち、図８に示すように、均一な気流の流れの中に流れに平行に平板を置いてもこの平板には特に力は作用しないが、気流に対してある角度（迎え角）のあるように板を置いた場合には、この板に気流に垂直の方向の上向きの力（揚力）と気流に平行な力（抗力）が生じて、その合力として斜め上向きの力がこの板に作用している。この場合に、迎え角がゼロである気流に平行な場合には抗力はゼロであり、迎え角が増加するにしたがって上向きの力（揚力）は次第に増加するが、気流に平行な力（抗力）はしばらくの間はあまり変化せず、ある限界となる角度（およそ２５度）を超えると急激に増加し失速する。このような現象から、効果的に板に対して上向きの力（揚力）を発生させることができる実用的な迎え角の範囲は１５度〜２０度となる。
【００５７】
本発明においては、このような翼の理論などを参考にして、液隆起部１５から旋回しながら下降する液の流れの中に円弧状液誘導板８に最も効果的に上述の板の上向きの力（揚力）に相当する力を発生させることができるような円弧状液誘導板８の形状や大きさとその設置位置について種々検討し、その好ましい条件を見出したものである。そして、本発明の超音波霧化装置においては、このような円弧状液誘導板８を、くぼみ部の中心に対して左右対称で、その内側面の開口部５又は７の中心からの距離（Ｌ）がくぼみ部２の半径（Ｒ０）の０．９〜１．１倍の範囲となる位置に設置するとともに、その大きさ（円弧の長さ）が開口部の中心から見た円弧状液誘導板８の見込み角（扇角α）として７５度〜１５０度の範囲としたものである。このような円弧状液誘導板８を開口部５又は７の近傍に設置することによって、液の旋回流による円弧状液誘導板８に対する外向きの力を最も効率よく発生させることができ、円弧状液誘導板８の内側面の部分の液体の圧力が高くなり、この部分の液面の高さが上昇することとなる。その結果として、液隆起部１５がその中心軸が円弧状液誘導板８の方に傾斜した状態となり、これが多孔板１１に接触したのちに同じ傾斜した方向に微細な霧状の液滴が噴出する。
【００５８】
この傾斜した液隆起部１５が形成されている位置に、多数の微小な貫通孔が形成された多孔板１１が配設されている。この多孔板１１は弾性保持部材１０を介在させて弾性的に保持さているので液隆起部１５に多孔板１１を弾性的に接触させることができ、激しく動く液隆起部１５内の液体の勢いが失われないように多孔板１１の下面と液体とを接触させることができる。このとき、液隆起部１５内の液体は超音波振動の集中によってキャピラリ波やキャビテーションが生じて表面張力が剪断されやすい状態にあるため、ここに多孔板１１が接触することによって液体の表面張力の剪断が促進され、表面張力が剪断された液体は微小な貫通孔を通って、霧状の液滴となって噴出する。このとき噴出する霧状の液滴は、円弧状液誘導板８の方向に傾斜した液隆起部１５の中心軸と同じ方向に傾斜して空間に勢いよく放出されることとなる。
【００５９】
以上のように、本発明の超音波霧化装置は、くぼみ部２の底部に超音波振動子３を設置して、このくぼみ部２と座金状部材４によって超音波振動エネルギーを大幅に増強させ、この増強された超音波エネルギーを座金状部材４又は容器底板６の開口部５又は７から放出する。そのため容器１内の液体に従来のものに比較して強い超音波振動を与えるとともに、液面に向かう大きな音響流を発生させ、液面に大きな液隆起部１５を形成させることができる。そして、この開口部の近傍に特定の形状の円弧状液誘導板８を設置することによって、この液隆起部１５の中心軸が円弧状液誘導板８の方向に傾斜した状態となり、この傾斜した液隆起部１５に多孔板１１が接触して、この傾斜した方向に霧状の微細な液滴を噴出させることができる。
【００６０】
また、本発明の超音波霧化装置では、同じ条件下において効率よく霧状の水滴を外部の空間に放出することができるので、同じ霧化量を得るために従来の霧化装置よりも小さな超音波振動エネルギーで達成することができ、装置の小型化と省電力化が可能となった。具体的には、例えば、従来の超音波霧化装置では１００Ｖの電源を用いて、１１Ｗ程度の電力を必要としたのに対して、本発明の超音波霧化装置では、５〜６Ｖの電源で２〜３Ｗの電力で充分な霧化を達成することができる。このため１００Ｖの電源コードを省くことが可能となり、駆動電源として１．５Ｖの乾電池４本を使用するだけで充分な霧化を達成することが可能となった。
【００６１】
また、超音波霧化装置の大きさも大幅に小型化することが可能となった。例えば、従来のものでは直径１００ｍｍ×高さ１５０ｍｍ、重さが４００ｇ程度のものであったものが、本発明の超音波霧化装置では、直径６５ｍｍ程度、高さ１００ｍｍ程度で、重さが１７０ｇ程度とすることが可能となった。そのため従来のものでは移動や持ち運びが困難であったが、本発明の超音波霧化装置では極めて容易に、かつ手軽に移動や持ち運びができる。
【００６２】
発明の超音波霧化装置は、これに水を入れて使用することにより、そのまま室内用の加湿器として使用することができる。この場合、電源コード等を必要としないので、室内の必要な場所に気軽に持ち運んで使用することができる。
【００６３】
また、発明の超音波霧化装置は、水とともにさまざまな香料や精油（エッセンシャルオイル）、芳香成分を加えたものを容器の中に入れて使用することにより、室内用の芳香揮散器（アロマディフューザー）として使用することができる。この場合は使用する者の好みに応じて様々な種類の香料成分を加えて気軽に香りを楽しむことができる。この場合も室内の任意の場所で使用することができ、例えば居間でくつろぐ際に使用したり、就寝時に枕元にもってきて使用することなどが考えられる。
【００６４】
芳香揮散器（アロマディフューザー）に使用する精油（エッセンシャルオイル）としては、例えば、ラベンダー、ひのき、スイートオレンジ、ベルガモット、レモングラス、レモン、ユーカリ、ローズマリー、イランイラン、ゼラニウム、ティートリー、グレープフルーツなどから採取した精油を使用することができる。
使う人の好みやその場の雰囲気に合わせてこれらの精油の中から適切なものを選択し、芳香揮散器の中の水に数滴添加すればよい。超音波の振動によって霧とともに香りが揮散するので、精油本来の香りを楽しむことができる。
【００６５】
なお、シリコンゴムは精油成分を吸収して劣化するため、芳香揮散器として水に精油を添加して使用する場合は、弾性保持部材としてシリコンゴムを使用することはできない。この場合は、ステンレス製又はプラスチック製の平板上の板バネを使用することが好ましい。
【実施例】
【００６６】
霧状液滴の噴霧量と傾斜角度の測定装置と測定方法。
本発明の開口部を有する座金状部材又は容器底板と多孔板とを備えた超音波霧化装置に関して、次のような実験用の噴霧量と傾斜角度の測定装置を作製し、霧状液滴の傾斜角度と噴霧量を測定した。
即ち、図９に示すように、容器３１の底部にくぼみ部３２を形成し、その底に超音波振動子３３を設置する。容器３１の底板３４のくぼみ部３２の中心にあたる位置に開口部３５を設け、この開口部３５を取り囲むように開口部３５の中心に対して左右対称となるように円弧状液誘導板３６を設置する。霧化に使用する水を、その液面が円弧状液誘導板３６の頂部とほぼ同じ位置になるように注入する。更に、液面の液隆起部４１の頂部が接する位置に多孔板３８を、配設手段３７と多孔板保持部材３９によって配設する。更に、この多孔板３８の上部であって多孔板３８から噴出した霧４２の流れのほぼ中間部に、水平から４５°に傾斜した透明なプラスチック板４０を配設する。
【００６７】
まず、霧状の液滴の傾斜角度の測定は次のようにして行う。即ち、容器３１に水を所定位置まで注入した後、電源を入れて超音波振動子３３を作動させると、開口部３５から水の上昇流（音響流）が発生し、液面に液隆起部４１が形成される。この液隆起部４１の頂部が多孔板３８に接触し、多孔板３８の反対側から霧状となった微細な液滴４２が上方に向かって噴出する。円弧状液誘導板３６を設けていない場合には、超音波振動子３３が水平に設置されているので、霧状の液滴は水面から垂直な方向（鉛直方向）に噴出してプラスチック板４０に当たり、ここでほぼ９０°向きを変えて横方向に流れると同時に、霧状の液滴の一部が凝縮して大きな液滴４３となり、プラスチック板４０から離れて再び容器３１内に戻る。一方、円弧状液誘導板３６を設置した場合には、図９に示すように、多孔板３８から噴出する霧状の液滴４２は水面に対し垂直な方向（鉛直方向）から円弧状液誘導板３６の方向に一定角度で傾斜して上方に向かって噴出し、同様にプラスチック板４０に当たり、ここで向きを変えて横方向に流れる。プラスチック板４０には霧状の液滴の接触により楕円状の水滴の跡が形成されるので、透明なプラスチック板４０の反対側からこの楕円状の水滴跡の中心を読み取ることができる。円弧状液誘導板３６を設けた場合には、霧状の液滴が傾斜して噴出しプラスチック板６０に当たるので、図９の状態で説明すれば、円弧状液誘導板３６を設けない場合に比べて左方向に移動した位置に霧状の液滴が当たり、楕円状の水滴跡ができる。図９の装置図の右上に、プラスチック板４０を正面から見た場合の形成された楕円状の水滴跡の状態を示す。ここで「ａ」の位置が円弧状液誘導板３６を設けない場合の楕円状の水滴跡の中心位置であり、「ｂ」の位置が円弧状液誘導板３６を設けた場合の楕円状の水滴跡の中心位置であり、ａ〜ｂ間の距離を測定することによって、それぞれの幾何学的寸法によって噴出する霧状液滴の傾斜角度を求めることができる。
【００６８】
次に、これらの霧化装置全体を電子天秤４４に載せて、超音波振動子３３を作動させ多孔板３８から霧状の液滴を噴出させプラスチック板４０に当たる状態で霧化を継続し、時間の経過とともにその重量変化を測定する。プラスチック板４０に当たり大きな液滴４３となったものは滴下して容器３１に戻るので重量変化には影響しない。従って、一定時間の実験装置全体の重量変化から霧化量を求めることができる。
【００６９】
実施例１：霧状の液滴の傾斜角の測定。
図９に示した実験装置を用い、上述の説明のような方法によって多孔板から噴出する霧状の液滴の傾斜の状態を観察し、その角度を測定した。
具体的には、実験装置は次のような仕様のものを用いた。
・容器：透明アクリル樹脂製の角形容器
容器の内側寸法：高さ１００ｍｍ×幅１００ｍｍ×奥行１００ｍｍ、
くぼみ部内径：１３ｍｍ、くぼみ部深さ：６ｍｍ、
・超音波振動子：共振周波数１．７ＭＨｚの圧電型超音波振動子、
直径１６ｍｍ×厚さ０．２ｍｍの円盤状、
・円弧状液誘導板：図４に示す形状のものであって、開口部の中心での見込み角が
１１２度となるものをその内側面が開口部の中心から１３ｍｍとなる
位置に設置した。
・多孔板：直径５．５ｍｍ×板厚０．０５ｍｍのニッケル合金製円板、貫通孔は
孔径０．００５ｍｍΦ、０．０６ｍｍピッチで千鳥状に約７０００個
形成した。
・弾性保持部材：外径２６ｍｍ×内径７．４ｍｍ×厚さ０．１０ｍｍのステンレス製
ドーナツ状板バネ、
・座金状部材に代えて、くぼみ部の中心に対応する位置に直径６ｍｍの開口部を
有する容器の底板を用いた。
・透明プラスチック板：容器底板の開口部の中心の位置で、水面から７２ｍｍの
高さのところに水平から４５°傾斜した状態で設置した。
・霧化する液体：水道水、水面が円弧状液誘導板の頂部の位置となるように水を
注入した。
・駆動電源：直流６．０Ｖ、０．４２Ａ、２．４Ｗ、（安定化電源）
【００７０】
最初に円弧状液誘導板を設置しない装置について、所定に位置まで水道水を注入し、超音波振動子３３を作動させて、液面に振動による液隆起部４１を形成させ、多孔板３８に接触させて霧状の液滴を多孔板３８の貫通孔から噴出させた。この状態を目視で観察するとともに、霧状の液滴が透明プラスチック板４０に当たり透明プラスチック板４０に楕円状の水滴跡が形成されるので、その中心の位置を測定した。この場合の透明プラスチック板４０に形成された楕円状の水滴跡の状態を撮影した写真を図１０に示す。この場合には、図１０で楕円状の水滴跡の中心は横の目盛線の下から２本目（目盛８５ｍｍ）にあった。
【００７１】
次に、円弧状液誘導板３６を設置した装置について同様の測定を行った。同様に透明プラスチック板４０に楕円状の水滴跡が形成された。この場合の透明プラスチック板４０に形成された楕円状の水滴跡の状態を図１１に示す。この場合は、その中心の位置は横の目盛線の下から３本目のやや上（９０．５ｍｍ）にあった。この両者の場合の楕円状の水滴跡の距離の変化（５．５ｍｍ）から、多孔板の貫通孔から噴出する霧状の液滴の傾斜角度は４．０６度であった。
【００７２】
目視の観察によっても、多孔板３８の貫通孔から噴出する霧状の液滴４２は、前者の場合はほぼ垂直な方向であり、後者の場合は円弧状液誘導板３６の方向に傾斜していることははっきり確認できたが、噴出する霧状の液滴４２が常に高速で動いているため正確に傾斜角度を求めることは困難であった。
また、水面に形成された液隆起部４１の表面の水の流れについては、高速度カメラによる写真撮影によって、液隆起部４１の裾部の表面においては水が時計回りに旋回しながら流下していることを確認した。
【００７３】
実施例２：円弧状液誘導板の迎え角の検討、
座金状部材の開口部から放射される超音波振動によって、液面に液隆起部が形成される。この液隆起部では、図７に示すように開口部からの液の流れはその中心部で反時計回りに旋回しながら上昇し、液隆起部の頂部に達した後はその表面を時計回りの旋回流となって下降して、液中で開口部を中心とした時計回りの液の流れ（旋回流）が生じている。本発明の装置では、この旋回流の中に適度な迎え角を有する状態で円弧状液誘導板を設置することによって、そこに作用する力により液隆起部を円弧状液誘導板のほうに傾斜させるようにしたものである。
実施例１に記載した仕様の超音波噴霧装置（くぼみ部直径：１３ｍｍ、開口部直径：６ｍｍ）を想定して、この旋回流の中にいくつかのタイプの円弧状液誘導板を設置した場合の迎え角を求めた。
【００７４】
イ）円弧状液誘導板の内径が１３ｍｍの場合；
この円弧状液誘導板を開口部の中心から６．５ｍｍの位置に設置し、中心線（０度）から左右に開口部からの見込み角（α）が最大１６０度の位置まで液誘導板の円弧が存在したとして、この円弧の片側で０〜８０度間の５か所、中央を含め両側で１１か所の位置で形成される迎え角を求めた。この場合の開口部に対する円弧の位置関係と測定点を図１２に、得られた各測定点での迎え角の大きさを図１３に示す。
この場合には、円弧状液誘導板が液の旋回流と同じ同心円の位置に存在しており、全ての測定点で迎え角はゼロとなった。従って、この位置の場合には、円弧状液誘導板が旋回流の流れを妨げることはないが、迎え角がゼロであるので円弧状液誘導板の位置での外向の力はほとんど生じない。そのため液隆起部を傾斜させる力も小さく、液隆起部や噴霧する霧もほとんど傾斜しない。
【００７５】
ロ）円弧状液誘導板の内径が２１ｍｍの場合；
同様に、内径が２１ｍｍの円弧状液誘導板を開口部の中心から６．５ｍｍの位置に設置し、中心線（０度）から左右に開口部からの見込み角（α）が最大１６０度の位置までの液誘導板の円弧の両側で全部で１１か所の測定点で形成される迎え角を求めた。この場合の開口部に対する円弧の位置関係と測定点を図１４に、得られた各測定点での迎え角の大きさを図１５に示す。
この場合には、円弧状液誘導板が液の旋回流から少し開いた状態で旋回流を受け止める位置関係となり、円弧の中心位置（０度）から外側に向って０度〜２０度の迎え角となっている。従って、この位置の場合には、円弧状液誘導板が旋回流の流れを１０度〜２０度の迎え角で受け止めることがきるため、大きな液の流れの妨げにはならずに円弧の外向きの力が作用する。
【００７６】
ハ）円弧状液誘導板の内径が３５ｍｍの場合；
同様に、内径が３５ｍｍの円弧状液誘導板を開口部の中心から６．５ｍｍの位置に設置し、中心線（０度）から左右に開口部からの見込み角（α）が最大１６０度の位置までの液誘導板の円弧の両側で全部で１１か所の測定点で形成される迎え角を求めた。この場合の開口部に対する円弧の位置関係と測定点を図１６に、得られた各測定点での迎え角の大きさを図１７に示す。
この場合には、円弧状液誘導板が液の旋回流から大きく開いた状態で旋回流を妨げる位置関係となり、円弧の中心位置（０度）から２０度程度の位置ですでに迎え角が２５度を超えてしまい、旋回流の流れが妨げられ、十分な液隆起部の形成がなされず、液滴の噴霧も少なくなってしまう。
【００７７】
実施例３：円弧状液誘導板の設置位置とその大きさの検討、
噴霧角度の測定装置と測定方法の欄で説明した方法によって、実施例１と同じ実験装置を用いて、ただし、円弧状液誘導板の設置位置とその大きさ（開口部中心から見た円弧の見込み角：α）を種々変えて、その変化による噴出する霧状の液滴の噴霧角度を測定した。    
【００７８】
具体的には、円弧状液誘導板の内側面から開口部の中心までの距離（Ｌ）が５．５ｍｍ、６．５ｍｍ及び７．５ｍｍの位置に、表１〜表３に示すように、開口部からの円弧の見込み角（α）を変化させて種々の円弧の大きさとなる円弧状液誘導板を設置し、それぞれの場合について超音波振動子を作動させて、液面に液隆起部を形成させ、実施例１と同様にして多孔板から噴出する霧状の液滴の噴霧角度を測定した。使用した円弧状液誘導板の内径は２１ｍｍであった。これらの場合の開口部から見た種々の円弧の見込み角（α）、即ち、円弧状液誘導板の弦の長さとの関係で得られた噴霧角度の測定結果を表１〜表３に示し、更に、それぞれの場合に水の流れが時計回りの同心円の旋回流とした場合の円弧状液誘導板による迎え角も併せて同じ表に示す。また、それぞれの場合の円弧の見込み角（α）に対する噴霧角度の変化の様子を図１８のグラフに、円弧状液誘導板の迎え角に対する噴霧角度の変化の様子を図１９のグラフに示す。
【００７９】
【表１】
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【００８０】
【表２】
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【００８１】
【表３】
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【００８２】
これらの結果から次のことがわかる。まず、円弧状液誘導板の設置位置は、くぼみ部の中心からの距離（Ｌ）で６．５ｍｍのものが好ましく、適切な見込み角を選べば３度以上の傾斜した噴霧角度のものが得られた。これに対して、よりくぼみ部に近くに設置した（Ｌ＝５．５ｍｍ）場合には、短い円弧の場合にのみある程度の傾斜した噴霧角度のものが得られるが、円弧の長さが大きくなるにしたがって急速に傾斜の効果が消失してしまう。また、くぼみ部から遠くに設置した（Ｌ＝７．５ｍｍ）場合には、円弧状液誘導板の作用が弱くなり、噴霧角度の小さい傾斜のものしか得られない。
【００８３】
開口部の中心から見た円弧の見込み角（α）に対する噴霧角度の様子を見ると、Ｌ＝６．５ｍｍの場合は見込み角が７５度〜１５０度の範囲で大きく傾斜した噴霧角度のものが得られるが、７５度未満では噴霧角度が小さく、１５０度を超えると急速に傾斜が少なくなる。Ｌ＝５．５ｍｍの場合には、２０〜５０度という小さい見込み角の範囲でのみある程度の傾斜した噴霧角度が得られるが、見込み角が５０度を超えて大きくなると液中の旋回流による水の流れが妨げられて、噴霧角度が小さいだけでなく、液隆起部が小さくなり、霧状の液滴の噴霧が弱くなる。Ｌ＝７．５ｍｍの場合には、円弧の見込み角が１５０度付近から円弧状液誘導板の迎え角が大きくなり、液中の旋回流による水の流れが大きく妨げられ、同様に液隆起部が小さくなり、霧状の液滴の噴霧が弱くなる。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明によれば、超音波振動によって発生する微細な霧状の液滴を、その噴霧する方向を自由に変えることができるため、容器からの霧の吹き出し口を自由に選ぶことができる。そのため、超音波霧化装置としての形状や外観が霧の吹き出し口によって制約されることがなく、さまざまなデザインのものとすることができる。このような点から、特に家庭用や室内用の加湿器や芳香揮散器として有用である。
【符号の説明】
【００８５】
１．容器
２．くぼみ部
３．超音波振動子
４．座金状部材
５．座金状部材の開口部
６．容器の底板
７. 容器底板の開口部
８．円弧状液誘導板
９．配設手段
１０．弾性保持部材
１１．多孔板
１２．多孔板保持部材
１３．容器の蓋
１４．霧の出口
１５．液隆起部
１６．噴霧液滴  
１７．ゴムパッキン
１８．電磁コイル
３１．容器
３２．くぼみ部
３３．超音波振動子
３４．容器の底板
３５. 容器底板の開口部
３６．円弧状液誘導板
３７．配設手段
３８．多孔板
３９．弾性保持部材
４０．透明プラスチック板
４１．液隆起部
４２．噴霧液滴
４３．大粒の液滴
４４．電子天秤
【図３】
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【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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