JPH034957A - 超音波霧化装置 - Google Patents
超音波霧化装置Info
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- JPH034957A JPH034957A JP13823189A JP13823189A JPH034957A JP H034957 A JPH034957 A JP H034957A JP 13823189 A JP13823189 A JP 13823189A JP 13823189 A JP13823189 A JP 13823189A JP H034957 A JPH034957 A JP H034957A
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- vibrator
- liquid
- ultrasonic
- fuel
- horn
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- 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
- B05B17/0623—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 coupled with a vibrating horn
- B05B17/063—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 coupled with a vibrating horn having an internal channel for supplying the liquid or other fluent material
-
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- B05B17/0623—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 coupled with a vibrating horn
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- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Special Spraying Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、一般に、供給される液体燃料の如き液体物質
（本明細書では、液体物質とは液体燃料ｐ如き液体は勿
論のこと、懸濁溶液等の液状物をも含むものとして用い
る。）を超音波振動を利用して霧化するための超音波霧
化装置に関し、特に、（１）自動車、船外機、携帯用動
力装置、民生用ヒートポンプ装置の駆動装置等に用いら
れる内燃機関に適用される超音波霧化装置、 （２）ガ
スタービン用燃料噴射ノズル、 （３）工業用、営業用
及び家庭用のボイラ、加熱炉、暖房用バーナ、 （４）
工業用液体噴霧器、例えば食品、医薬品、農薬、肥料等
の液状物の乾燥を目的とする乾燥用噴霧器、調温、調湿
用スプレー 焼粉用噴霧器（セラミック造粒）、噴霧塗
装装置、反応促進器、及び（５）工業用以外の液体噴霧
器、例えば、農薬散布器、消毒液散布器等に好適に用い
られる超音波霧化装置に関する。
（本明細書では、液体物質とは液体燃料ｐ如き液体は勿
論のこと、懸濁溶液等の液状物をも含むものとして用い
る。）を超音波振動を利用して霧化するための超音波霧
化装置に関し、特に、（１）自動車、船外機、携帯用動
力装置、民生用ヒートポンプ装置の駆動装置等に用いら
れる内燃機関に適用される超音波霧化装置、 （２）ガ
スタービン用燃料噴射ノズル、 （３）工業用、営業用
及び家庭用のボイラ、加熱炉、暖房用バーナ、 （４）
工業用液体噴霧器、例えば食品、医薬品、農薬、肥料等
の液状物の乾燥を目的とする乾燥用噴霧器、調温、調湿
用スプレー 焼粉用噴霧器（セラミック造粒）、噴霧塗
装装置、反応促進器、及び（５）工業用以外の液体噴霧
器、例えば、農薬散布器、消毒液散布器等に好適に用い
られる超音波霧化装置に関する。
これまで、ガソリンエンジン及びディーゼルエンジンの
ような内燃機関、あるいはボイラーおよびファンヒータ
のような外燃機関等においては、供給される液体燃料を
燃焼させる際、燃焼性能の観点から見て、この液体燃料
をきわめて小さい液滴粒径に霧化して供給することが望
ましい。特に、ガソリンエンジン及びディーゼルエンジ
ンのような内燃機関においては、好ましいエンジン性能
を得るために、吸気管内に噴射される液体物質すなわち
液体燃料を極めて小さな液滴粒径に霧化し、空気と混合
してエンジンの燃焼室に供給することが必要とされてい
る。
ような内燃機関、あるいはボイラーおよびファンヒータ
のような外燃機関等においては、供給される液体燃料を
燃焼させる際、燃焼性能の観点から見て、この液体燃料
をきわめて小さい液滴粒径に霧化して供給することが望
ましい。特に、ガソリンエンジン及びディーゼルエンジ
ンのような内燃機関においては、好ましいエンジン性能
を得るために、吸気管内に噴射される液体物質すなわち
液体燃料を極めて小さな液滴粒径に霧化し、空気と混合
してエンジンの燃焼室に供給することが必要とされてい
る。
従来、液体燃料を極めて小さな液滴粒径霧化するこのよ
うな装置として、超音波を利用して、供給される液体撚
、料を霧化する超音波霧化装置が知られている。特に、
このとき、ガソリンエンジン等のように、広い流量範囲
（高ターンダウン）にわたって、液体燃料が霧化される
ことを要求される場合には、液体燃料供給手段として電
磁弁を使用し、超音波霧化装置の霧化面に直接、液体燃
料を供給する方法が採用されている。
うな装置として、超音波を利用して、供給される液体撚
、料を霧化する超音波霧化装置が知られている。特に、
このとき、ガソリンエンジン等のように、広い流量範囲
（高ターンダウン）にわたって、液体燃料が霧化される
ことを要求される場合には、液体燃料供給手段として電
磁弁を使用し、超音波霧化装置の霧化面に直接、液体燃
料を供給する方法が採用されている。
この種の超音波霧化装置においては、広い燃料供給範囲
にわたって良好な霧化効率を確保するためには霧化面上
に液の薄膜を形成することが必須である。この目的のた
めに、これまで皿々の工夫がなされている。
にわたって良好な霧化効率を確保するためには霧化面上
に液の薄膜を形成することが必須である。この目的のた
めに、これまで皿々の工夫がなされている。
第３図は複数の孔から霧化面に液を供給する方式の超音
波霧化装置を示し、シリンダ１ｏ１、ノズル体１０２、
振動子ホーン１ｏ３、電気・音響変換素子１０４からな
り、シリンダ１０１には、燃料供給路１０５が形成され
、ノズル体１０２には、該燃料供給路１０５に連通ずる
噴射孔１０６ｔが形成されている。噴射孔１０６は、ノ
ズル体１０２の円周上に複数個形成され、噴射孔１０Ｂ
がら噴射される燃料が、振動子ホーン１０３に供給され
燃料を微粒化するものである。
波霧化装置を示し、シリンダ１ｏ１、ノズル体１０２、
振動子ホーン１ｏ３、電気・音響変換素子１０４からな
り、シリンダ１０１には、燃料供給路１０５が形成され
、ノズル体１０２には、該燃料供給路１０５に連通ずる
噴射孔１０６ｔが形成されている。噴射孔１０６は、ノ
ズル体１０２の円周上に複数個形成され、噴射孔１０Ｂ
がら噴射される燃料が、振動子ホーン１０３に供給され
燃料を微粒化するものである。
また、第４図は霧化面の全周に液を供給する方式の超音
波霧化装置を示し、アウターシリンダ１１１、インナー
シリンダ１１２、振動子ホーン１１３、電気・音響変換
素子１１４からなり、アウターシリンダｔｘｔとインナ
ーシリンダ１１２間に燃料供給路１１５が形成され、燃
料はアウターシリンダ１１１の全周から振動子ホーン１
１３に供給され燃料を微粒化するものである。
波霧化装置を示し、アウターシリンダ１１１、インナー
シリンダ１１２、振動子ホーン１１３、電気・音響変換
素子１１４からなり、アウターシリンダｔｘｔとインナ
ーシリンダ１１２間に燃料供給路１１５が形成され、燃
料はアウターシリンダ１１１の全周から振動子ホーン１
１３に供給され燃料を微粒化するものである。
しかしながら、上記従来の超音波霧化装置においては、
いずれの場合にも振動子ホーンの外周に燃料を供給する
ためのシリンダを配設するために、装置が大型化し、重
量が増加するという問題を有している。
いずれの場合にも振動子ホーンの外周に燃料を供給する
ためのシリンダを配設するために、装置が大型化し、重
量が増加するという問題を有している。
本発明の目的は、上記問題を解決するものであって、装
置を小型化すると共に重量のｇ格を図ることである。
置を小型化すると共に重量のｇ格を図ることである。
そのために本発明の超音波霧化装置は、超音波振動を発
生するための超音波振動発生手段２と、該超音波発生手
段に連結される振動子本体３と、該振動子本体の先端に
形成される振動子ホーン４と、前記振動子本体３の内部
に形成される液体供給路３ａとを有し、前記振動子ホー
ンの先端には、傾斜面部５ｂ及び該傾斜面部より小径の
縮径部５Ｃが形成され、前記傾斜面部５ｂに前記液体供
給３ａを開口することを特徴とする。
生するための超音波振動発生手段２と、該超音波発生手
段に連結される振動子本体３と、該振動子本体の先端に
形成される振動子ホーン４と、前記振動子本体３の内部
に形成される液体供給路３ａとを有し、前記振動子ホー
ンの先端には、傾斜面部５ｂ及び該傾斜面部より小径の
縮径部５Ｃが形成され、前記傾斜面部５ｂに前記液体供
給３ａを開口することを特徴とする。
なお、上記構成に付加した番号は、理解を容易にするた
めに図面と対比させるためのもので、これにより本発明
の構成が限定されるものではない。
めに図面と対比させるためのもので、これにより本発明
の構成が限定されるものではない。
本発明においては、例えば第１に示すように、液体供給
管５から供給された液体は、液体供給路３ａ１３ｄ１
噴射孔３ｂを通って振動子ホーン４の霧化面４ａに流下
し、霧化面４ａに至った液体は、超音波振動発生部２か
ら超音波振動によって霧化される。
管５から供給された液体は、液体供給路３ａ１３ｄ１
噴射孔３ｂを通って振動子ホーン４の霧化面４ａに流下
し、霧化面４ａに至った液体は、超音波振動発生部２か
ら超音波振動によって霧化される。
以下本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。第１
図は、本発明の超音波霧化装置の一実施例を示す断面図
である。
図は、本発明の超音波霧化装置の一実施例を示す断面図
である。
第１図において超音波霧化装置ｌは、基部に超音波振動
を発生させるための超音波振動発生部２を備え、この超
音波振動発生部２には、振動子本体３が連結されており
、この振動子本体３の先端部に振動子ホーン４が形成さ
れている。振動子本体３は、先端の霧化面４ａに行くに
従い大径になるように形成されているが、同径でもよい
。
を発生させるための超音波振動発生部２を備え、この超
音波振動発生部２には、振動子本体３が連結されており
、この振動子本体３の先端部に振動子ホーン４が形成さ
れている。振動子本体３は、先端の霧化面４ａに行くに
従い大径になるように形成されているが、同径でもよい
。
振動子本体３の内部には、軸方向に液体供給路３ａが形
成され、該液体供給路３ａの一端には、複数の分岐供給
路３ｄが形成され、霧化面４ａに開口する噴射孔３ｂに
接続されると共に、他端には振動子本体３の側面に開口
する供給孔３Ｃが形成され、該供給孔３Ｃに例えば燃料
噴射弁（図示せず）からの燃料である液体供給管５が溶
接固着されている。
成され、該液体供給路３ａの一端には、複数の分岐供給
路３ｄが形成され、霧化面４ａに開口する噴射孔３ｂに
接続されると共に、他端には振動子本体３の側面に開口
する供給孔３Ｃが形成され、該供給孔３Ｃに例えば燃料
噴射弁（図示せず）からの燃料である液体供給管５が溶
接固着されている。
振動子ホーン４の先端には、拡径部５ａｔ 傾斜面部
５ｂおよび縮径部５Ｃが形成されている。前記拡径部５
ａ・は霧化面積を増大させる働きをしている。本発明に
おける振動子ホーン４には、拡径部５ａを設けることを
特徴の一つとしているが、これは噴射液体の流量を増大
させる効果を確保するためで、大流量を確保する必要が
ない場合には、特に拡径部５ａを設ける必要がなく、同
一径のものでも差し支えがない。縮径部５Ｃの軸中心に
対する角度γは、０″〜９０”で、好適には４０″〜５
０″である。第１図（ｂ）はγ＝９０’の例を示し、
（Ｃ）はγ＝０°の例を示している。噴霧角は角度γが
小さくなると広がり、角度γが大きくなると狭くなる方
向に働く。
５ｂおよび縮径部５Ｃが形成されている。前記拡径部５
ａ・は霧化面積を増大させる働きをしている。本発明に
おける振動子ホーン４には、拡径部５ａを設けることを
特徴の一つとしているが、これは噴射液体の流量を増大
させる効果を確保するためで、大流量を確保する必要が
ない場合には、特に拡径部５ａを設ける必要がなく、同
一径のものでも差し支えがない。縮径部５Ｃの軸中心に
対する角度γは、０″〜９０”で、好適には４０″〜５
０″である。第１図（ｂ）はγ＝９０’の例を示し、
（Ｃ）はγ＝０°の例を示している。噴霧角は角度γが
小さくなると広がり、角度γが大きくなると狭くなる方
向に働く。
第１図（ｄ）は本発明の他の実施例を示し、縮径後５ａ
を２段構造５ｃ’ ５ｃ”にした例である。また、第
１図（ｅ）は本発明のさらに他の実施例を示し、振動子
ホーン４の先端部４ｅを切削加工して、傾斜面部及び縮
径部に連続して曲率Ｒを形成した例である。
を２段構造５ｃ’ ５ｃ”にした例である。また、第
１図（ｅ）は本発明のさらに他の実施例を示し、振動子
ホーン４の先端部４ｅを切削加工して、傾斜面部及び縮
径部に連続して曲率Ｒを形成した例である。
そして、この液体供給管５から供給された液体は、液体
供給路３ａｔ３ｃＬ 噴射孔３ｂを通って振動子ホー
ン４の霧化面４ａに到達し、霧化面４ａに至った液体は
、超音波振動発生部２からの超音波振動によって霧化さ
れる。このような構成になる霧化面４ａによって、霧化
された燃料液滴が広角方向に拡散されるので、空気との
混合性が改善される。
供給路３ａｔ３ｃＬ 噴射孔３ｂを通って振動子ホー
ン４の霧化面４ａに到達し、霧化面４ａに至った液体は
、超音波振動発生部２からの超音波振動によって霧化さ
れる。このような構成になる霧化面４ａによって、霧化
された燃料液滴が広角方向に拡散されるので、空気との
混合性が改善される。
第２図は本発明の他の実施例を示している。なお、第１
図と同一の構成には、同一番号を付けて説明を省絡する
。
図と同一の構成には、同一番号を付けて説明を省絡する
。
第２図に示す実施例では、噴射孔３ｂに対向して遮蔽板
６を配置し、 （ｂ）図に示す遮蔽板６の固定片６ａを
振動子ホーン４に溶接固定したものである。本実施例に
おいては、噴射孔３ｂから供給される燃料流量が増加し
、霧化面４ａから液垂れする場合には、遮蔽板６に一旦
受は止められここで霧化されるため液体物質の液垂れを
防止できる。なお、 （Ｃ）図に−示すように、有底円
筒形状の遮蔽部材７に複数の開口を設け、これを取付け
るようにしてもよい。
６を配置し、 （ｂ）図に示す遮蔽板６の固定片６ａを
振動子ホーン４に溶接固定したものである。本実施例に
おいては、噴射孔３ｂから供給される燃料流量が増加し
、霧化面４ａから液垂れする場合には、遮蔽板６に一旦
受は止められここで霧化されるため液体物質の液垂れを
防止できる。なお、 （Ｃ）図に−示すように、有底円
筒形状の遮蔽部材７に複数の開口を設け、これを取付け
るようにしてもよい。
以上、説明してきたように本発明の超音波霧化装置によ
れば、液体物質を霧化面に供給せしめるための通路を、
振動子本体の内部に形成したので、従来の振動子本体の
外部に液体供給通路を設ける方式と比較して重量が軽く
なり小型化が図れる。
れば、液体物質を霧化面に供給せしめるための通路を、
振動子本体の内部に形成したので、従来の振動子本体の
外部に液体供給通路を設ける方式と比較して重量が軽く
なり小型化が図れる。
また、超音波噴射弁の振動子先端形状を改良して、供給
燃料の量に拘らず噴霧角を適正にすることができると共
に、ターンダウン比が大きくとれ
燃料の量に拘らず噴霧角を適正にすることができると共
に、ターンダウン比が大きくとれ
第１図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は本発
明の超音波噴射弁の各実施例を示す要部断面図、第２図
（ａ）は本発明の超音波霧化装置の他の実施例の概略断
面図、第２図（ｂ）、 （ｃ）は遮蔽部材の斜視図、
第３図および第４図は従来の超音波霧化装置の一例を示
す概略断面図である。 １・・・超音波霧化装置、２・・・超音波振動発生部、
３・・・振動子本体、３ａ・・・液体供給路、４・・・
振動子ホーン、４ａ・・・霧化面、５・・・液体供給管
、５ａ・・・拡径部、５ｂ・・・傾斜面部、５ｃ・・・
縮径部、６．７・・・遮蔽部材。
明の超音波噴射弁の各実施例を示す要部断面図、第２図
（ａ）は本発明の超音波霧化装置の他の実施例の概略断
面図、第２図（ｂ）、 （ｃ）は遮蔽部材の斜視図、
第３図および第４図は従来の超音波霧化装置の一例を示
す概略断面図である。 １・・・超音波霧化装置、２・・・超音波振動発生部、
３・・・振動子本体、３ａ・・・液体供給路、４・・・
振動子ホーン、４ａ・・・霧化面、５・・・液体供給管
、５ａ・・・拡径部、５ｂ・・・傾斜面部、５ｃ・・・
縮径部、６．７・・・遮蔽部材。
Claims (2)
- （１）超音波振動を発生するための超音波発生手段と、
該超音波発生手段に連結される振動子本体と、該振動子
本体の先端に形成される振動子ホーンと、前記振動子本
体の内部に形成される液体供給路とを有し、前記振動子
ホーンの先端には、傾斜面部および該傾斜面部より小径
の縮径部が形成され、前記傾斜面部に前記液体供給路を
開口することを特徴とする超音波霧化装置。 - （２）前記液体供給路の開口部に対向して遮蔽部材を配
置し、該遮蔽部材を前記振動子ホーンに固定したこと特
徴とする請求項１に記載の超音波霧化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13823189A JPH034957A (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 超音波霧化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13823189A JPH034957A (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 超音波霧化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH034957A true JPH034957A (ja) | 1991-01-10 |
Family
ID=15217155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13823189A Pending JPH034957A (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 超音波霧化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH034957A (ja) |
-
1989
- 1989-05-31 JP JP13823189A patent/JPH034957A/ja active Pending
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