JP2000015003A - 原料・燃料用吐出装置 - Google Patents

原料・燃料用吐出装置

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JP2000015003A JP10187810A JP18781098A JP2000015003A JP 2000015003 A JP2000015003 A JP 2000015003A JP 10187810 A JP10187810 A JP 10187810A JP 18781098 A JP18781098 A JP 18781098A JP 2000015003 A JP2000015003 A JP 2000015003A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 侵入気泡に起因する吐出不良、吐出不能を発
生させないために、液体吐出装置内へ侵入した気泡を確
実に放出することのできる構造を備えた液体吐出装置の
提供。 【解決手段】 気泡をトラップするための気泡トラップ
用セルを加圧室に連通した緩衝セルを介して設けること
により、侵入気泡による加圧圧力の吸収を実質的にゼロ
とすることができるだけでなく、液体吐出時に於ける気
泡トラップ用セル内の圧力pを装置外の外気圧p
りも大きくすることのできる要素を設け、トラップした
気泡をセル外に放出することにより課題達成。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】 本発明は、液体原料又は燃
料を吐出することにより作動する各種機械や液体原料又
は燃料を吐出することにより上記液体を処理する各種機
械に使用する液体吐出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】 液体吐出装置については、例えば、特
開平6−40030号公報等に開示されている。しかし
ながら、その使用態様によっては、使用環境に応じて発
生する機械的振動により形成される気泡が、液体吐出装
置の加圧室(1)に侵入してきて、加圧室(1)に加圧
しても、侵入した気泡が圧力に応じて変形して加圧され
た圧力の一部又は全部を吸収してしまい、目的とする液
体の吐出が所定通りいかないという事態がしばしば発生
し、所望の効果が発揮されないという問題があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】 本発明は、この様な
侵入気泡に起因する吐出不良、吐出不能を発生させない
ために、液体吐出装置内へ侵入した気泡を確実に放出す
ることのできる構造を備えた原料・燃料用吐出装置を提
供せんとするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】 本発明者等は、上記の
様な現状に鑑みて種々検討した結果、機械的振動などに
より発生する気泡をトラップするための気泡トラップ用
セルを加圧室に連通した流路(3)を介して設けること
により、侵入気泡による加圧圧力の吸収を実質的にゼロ
とすることができだけでなく、液体吐出時に於ける気泡
トラップ用セル(2)内の圧力pを装置外の外気圧p
よりも大きくする為の要素を設けることによりトラッ
プした気泡をセル外に放出できることを見いだして、本
願発明を完成させたものである。
【0005】
【発明の実施の形態】 本発明に係る原料・燃料用吐出
装置(以下液体吐出装置ということもある)は、少なく
とも一つの液体を吐出させるための加圧手段と、吐出す
る液体の一時的貯蔵手段でもある加圧室(1)と、同加
圧室(1)と連通した流路(3)と、同流路(3)を介
して加圧室と連通した気泡トラップ用セル(2)とを有
する液体吐出用構造体とからなる。上記の少なくとも一
つの液体を吐出させるための加圧手段と、吐出させる液
体の一時的貯蔵手段でもある加圧室(1)と、同加圧室
と連通した流路(3)と、同流路(3)を介して加圧室
と連通した気泡トラップ用セル(2)とを有する液体吐
出用構造体から成る原料・燃料用吐出装置を1単位とし
て、使用の態様に応じて複数〜数百単位から構成させた
ものから成るものを原料・燃料用吐出装置としてもよ
い。前記構造体は、装置の圧縮化の観点から、通常2個
の構造体を2層に積み重ねた構造体から構成されてお
り、加圧室(1)と、気泡トラップ用セル(2)とは、
隔壁を介して第1の層内に位置し、同加圧室と連通した
流路(3)は、第1の層の下部に位置する第2の層内に
位置し、流路(3)の1端は加圧室の下部に位置し、他
端は加圧室(1)と気泡トラップ用セル(2)の下部に
位置する。各セルの間には、それぞれ液体を1方向に移
動させるための連通用の逆流防止用微細穴(11)、及
び(12)が設けられており、この逆流防止用微細穴を
通して液体の移動が行われる。液体を吐出させるための
加圧手段としては、圧電/電歪膜型素子(4)が通常は
採用される。圧電/電歪膜型素子は、当業者にとって
は、周知の部材である。液体吐出用構造体への配設方法
も周知の方法に従えばよい。本願発明に係る液体吐出装
置においては、気泡トラップ用セル(2)には、加圧室
(1)に加圧された圧力による気泡排出を促進するため
に、加圧室(1)とは独立して圧力を加えることができ
るように圧電/電歪膜型素子(5)を同セル(2)上に
配設することが好ましい。かかる構成を採用することに
より、同セル(2)によりトラップされた気泡を確実に
同セル外に押し出して、気泡による加圧圧力の吸収を回
避することができる。
【0006】 本発明に係る液体吐出装置に置いて、多
層構造体として形成される液体吐出用構造体は、特願平
9−335210号明細書段落番号0010〜0013
に記載の方法に従い、セラミック材料を使用し、所定の
形状に成形し、この成形体を一体焼成することにより製
造できる。即ち、液体吐出装置の上蓋となる閉塞プレー
トであるグリーンシートで形成されたプレートと、所定
の箇所にそれぞれ加圧室、気泡トラップ用セルとなる窓
部が設けられているグリーンシートで形成されたスペー
サプレートと、2個の逆流防止用微細穴を有する仕切り
用のグリーンシートで形成されたプレートと、且つ、所
定の箇所にそれぞれ吐出用液体配分タンク、流路となる
窓部が設けられたグリーンシートで形成されたスペーサ
プレートと、薄肉平板状のグリーンシートで形成したノ
ズル部であるノズルプレートとを積層して得られる構造
体を一体焼成して製造する。加圧室(1)は、流路
(3)と逆流防止用微細穴−1(11)を介して連通し
ており、所望に応じて吐出すべき液体を補充するため
に、流路(3)に隣接して、また、隔壁を介して設けら
れている吐出用液体配分タンク(8)と逆流防止用微細
穴−2(12)を介して連通している。加圧室(1)
は、通常、円筒形、長円筒形、直方体等の形状を有して
おり、その容積は、使用の態様に応じて、定めればよ
い。気泡トラップ用セル(2)の形状は、長円筒形等の
液体吐出時に内部流速の高まりやすい形状が好ましい。
気泡トラップ用セル(2)の容積は、加圧室(1)のそ
れに対して小さいことが好ましく、1:2又はそれ以
上、好ましくは1:4又はそれ以上である。気泡トラッ
プ用セル(2)の容積を加圧室(1)の容積と比較して
小さくする理由は、加圧室(1)に液体を吐出させるに
充分な比較的弱い圧力で圧力を加えても、気泡トラップ
用セル(2)内の流速をトラップした気泡の放出に充分
な流速とすることができるからである。なお、気泡トラ
ップ用セル(2)内の圧力pは、加圧室の圧力p
りも小さくすることによりトラップした気泡が流路
(3)を通り加圧室(1)に侵入することを防止でき
る。
【0007】 効率よくトラップした気泡を効率よく装
置外に放出するには、気泡トラップ用セル(2)内の圧
力pを装置外の外気圧pでよりも大きく保つ必要が
ある。その為には、加圧室(1)と気泡トラップ用セル
(2)との体積比を少なくとも1:4以上と加圧室
(1)を大型化することでより大きな加圧力を得やすく
するか、又は、気泡トラップ用セルの上部に圧電/電歪
膜型素子(5)を設ければよい。なお、気泡をより確実
に追出すには、加圧室(1)の上部に設けられた圧電/
電歪膜型素子(4)を気泡トラップ用セル(2)の上部
に設けた圧電/電歪膜型素子(5)よりも数マイクロ秒
〜十数マイクロ秒の時間差を置いて作動させることによ
り加圧室から伝えられる圧力と気泡トラップ用セル
(2)の上部に設けた圧電/電歪膜型素子(5)の作動
による加圧を相加的に働かせればよい。両圧電/電歪膜
型素子(4)及び(5)の時間差作動は、CPUとリレ
ー回路の組み合わせ(図示せず)、遅延回路(図示せ
ず)等により行えばよい。
【0008】 流路(3)は、そのほぼ中央部が気泡ト
ラップ用セル(2)と加圧室(1)の間に設けられた隔
壁の下に、その一端が加圧室(1)の下に、その他端が
気泡トラップ用セル(2)の下に位置するように設けれ
ばよい。流路(3)についての形状については、特に制
限はないが、液体吐出時の流速が出易いように断面積が
小さく、且つ、細長い形状とすること、又同時に、気泡
が仮にこの流路まで侵入してきた場合にも、気泡をより
容易に排出できるようにするために成る可く小さな容積
と成るような形状とすることが好ましい。容積として
は、加圧室(1)の容積の4分の1以下で、且つ、気泡
トラップ用セル(2)の容積と同じか又はそれ以下であ
ればよい。なお、流路(3)をこの様に、他の2つのセ
ルと同じように並列に並べずに、両者の下部に設けるの
は、装置全体をコンパクト化するためである。従って、
使用の態様により、2つのセルと流路とを横並びにして
も差し支えないことはいうまでもない。本発明に係る液
体吐出装置の一態様に於ける圧電/電歪膜型素子(4)
及び(5)と、加圧室(1)、流路(3)、及び気泡ト
ラップ用セル(2)の位置的関係や、大きさを模式的に
示す為の俯瞰図としたのが図2である。図2に置いて、
1は加圧室を、2は気泡トラップ用セルを、3は1と2
の下部に位置する層に設けられた流路を、4は加圧室の
上部に配設された圧電/電歪膜型素子を、5は気泡トラ
ップ用セルの上部に配設された圧電/電歪膜型素子を示
す。
【0009】 液体吐出用ノズル(9)と、(3)と
(1)と、(1)と(8)との各セル間の逆流防止用微
細穴−1(11)、及び逆流防止用微細穴−2(12)
は、トラップした気泡をスムースに放出できるようにす
るために各セル内の圧力間でp<p<pの関係を
容易に保つことができるように、形状大きさなどを定め
ることが好ましい。加圧室(1)と流路(3)との間の
逆流防止用微細穴−1(11)は、その縦断面が流路
(3)に向かって、若干その径が細くなるように構成す
ることが好ましい。逆流防止用微細穴−1(11)、及
び逆流防止用微細穴−2(12)の形状は円形が好まし
い。また、所望により、1加圧室当たりそれぞれ複数個
設けても良い。本発明に係る液体吐出装置の別の態様と
しては、図3に示すように加圧室(1)と、気泡トラッ
プ用セル(2)と、流路(3)を並列に設けたものが挙
げられる。この図3は上記の本発明に係る液体吐出装置
の別の態様における、加圧室(1)、流路(3)、及び
気泡トラップ用セル(2)の形状と位置的関係を模式的
に示す俯瞰図である。
【0010】 以下本発明に係る液体吐出装置の一態様
の側断面図である図1に触れながら、本発明に係る液体
吐出装置の作動例について説明する。図1に示した液体
吐出装置において、強制的に、気泡トラップ用セル
(2)の内圧を外気圧より下げて、気泡を同セル内に取
り込ませて、その状態で、加圧室(1)の圧電/電歪膜
型素子(4)を作動させて、加圧室(1)内の液体を所
定量押しだし、流路(3)を介して気泡トラップ用セル
(2)から水中に押し出したところ、液体の吐出と気泡
の放出が認められた。
【0011】
【発明の効果】 本発明に係る液体吐出装置によれば、
トラップした気泡を確実に放出できる。なお、本発明に
係る装置は、安定した液体吐出が求められる燃料や各種
液体の燃焼や乾燥処理の際の吐出装置として有用であ
る。即ち、薬品合成や粉末製造など際に、反応用原料用
液供給や目的とする産生物を含む溶液の乾燥の際の液体
吐出装置や、石油ファンヒーター等を含む石油などの各
種液体燃料用の吐出装置としても好適に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る液体吐出装置の一態様の側断面
図である。
【図2】 本発明に係る液体吐出装置の一態様における
圧電/電歪膜型素子(4)及び(5)と、加圧室
(1)、流路(3)、及び気泡トラップ用セル(2)の
位置的関係と大きさとを模式的に示す俯瞰図である。
【図3】 本発明に係る液体吐出装置の別の態様の側断
面図である。
【図4】 図3に示した本発明に係る液体吐出装置の別
の態様における、加圧室(1)、流路(3)、及び気泡
トラップ用セル(2)の位置的関係と大きさとを模式的
に示す俯瞰図である。
【符号の説明】
1…加圧室、2…気泡トラップ用セル、3…流路、4…
加圧室の上部に配設された圧電/電歪膜型素子、5…気
泡トラップ用セルの上部に配設された圧電/電歪膜型素
子、7…液体吐出装置、8…吐出用液体配分タンク、9
…ノズル穴、11…逆流防止用微細穴−1、12…逆流
防止用微細穴−2。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F16L 55/07 Fターム(参考) 2C057 AF80 AG44 AG78 BA04 BA14 4D011 AA01 AA20 4G068 AA01 AA07 AB11 5D107 AA14 BB06 CC01 CC12 FF01

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも一つの液体を吐出させるため
    の加圧手段(4)と、加圧室(1)と、同加圧室(1)
    と連通した流路(3)と、同流路(3)を介して加圧室
    (1)と連通した気泡トラップ用セル(2)とを有する
    液体吐出用構造体から成る原料・燃料用吐出装置。
  2. 【請求項2】 少なくとも複数の請求項1に記載の液体
    吐出装置から成る原料・燃料用吐出装置。
  3. 【請求項3】 前記構造体は、2層から構成されてお
    り、加圧室(1)と、気泡トラップ用セル(2)とは、
    隔壁を介して第1の層内に位置し、同加圧室(1)と連
    通した流路(3)は、第1の層の下部に位置する第2の
    層内に位置し、流路(3)の1端は加圧室(1)の下部
    に位置し、他端は加圧室(1)と気泡トラップ用セル
    (2)の下部に位置するように配設された請求項1また
    は2に記載の原料・燃料用吐出装置。
  4. 【請求項4】 気泡トラップ用セル(2)の容積と加圧
    室(1)の容積の比が1:2又はそれ以上である請求項
    1〜3の何れか1項に記載の原料・燃料用吐出装置。
  5. 【請求項5】 気泡トラップ用セル(2)の容積と加圧
    室(1)の容積の比が1:4又はそれ以上である請求項
    3に記載の原料・燃料用吐出装置。
  6. 【請求項6】 更に気泡トラップ用セル(2)の上部に
    圧電/電歪膜型素子(5)を配設したものである請求項
    1〜4の何れか1項に記載の原料・燃料用吐出装置。
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