JP2001121693A - 液滴噴霧装置 - Google Patents

液滴噴霧装置

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JP2001121693A
JP2001121693A JP2000225953A JP2000225953A JP2001121693A JP 2001121693 A JP2001121693 A JP 2001121693A JP 2000225953 A JP2000225953 A JP 2000225953A JP 2000225953 A JP2000225953 A JP 2000225953A JP 2001121693 A JP2001121693 A JP 2001121693A
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flow path
pressure chambers
introduction hole
spraying device
liquid
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JP2000225953A
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Juichi Hirota
寿一 廣田
Kosei Onishi
孝生 大西
Motoo Noritake
基生 則竹
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NGK Insulators Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧力室を多数個設けた液滴噴霧装置において
噴霧のため圧電/電歪素子により加圧された液体が、導
入孔から流路へ発生させた逆流を緩和する液滴噴霧装置
を提供する。 【解決手段】 導入孔12は、圧力室10nの下面に対
し直交方向に設けられ、流路20の上面に垂直に接続さ
れている。流路20に接続された導入孔12の直下に
は、導入孔12の直径Lに対し2倍程度の深さDとする
衝撃吸収面21が流路20の下面から突設するように形
成されている。また、衝撃吸収面21は、導入孔12の
直径円より広く、その外周は垂直に切り落とされ、段差
部22を形成している。

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、上記液体を処理し又は作動する
各種機械に使用される原料燃料吐出装置に組み付けられ
る液滴噴霧装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の液滴噴霧装置は、複数の圧力室が
それら各圧力室に設けられた導入孔を介して同一の流路
に接続され、該圧力室の体積変化により吐出口から液滴
を吐出することによって噴霧を行う液滴噴霧装置であっ
て、1つの流路に対し複数の圧力室に供給される液体
は、各圧力室に形成された導入孔を通して蓄積され、該
圧力室の体積変化により、それぞれの各圧力室の他方に
連結されているノズル孔より液滴を吐出し、全体が噴霧
状となる装置であった。特に、圧力室の壁の一部に圧電
/電歪素子が形成され、該素子に印加される電圧信号に
よって該素子に圧力変化が生じさせる液滴噴霧装置は、
液滴の噴霧状態に秀でたものであった。そして、原料燃
料吐出装置の用途により液体を大量に吐出する場合は、
複数個を取り付ける液滴噴霧装置の圧力室を増やしたり
吐出周期を高めたりしていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、吐出量を増や
すため圧力室を多数個設けた液滴噴霧装置では、噴霧の
ため圧電/電歪素子により加圧された液体が、導入孔か
ら流路へ逆流を起こす量が大きくなるために、吐出直後
に導入孔から液体が供給される場合に円滑に流入がされ
ずにノズル孔から気泡が圧力室に流入する現象が起きた
り、気泡の流入を防ぐため圧力室の減圧速度が遅くなり
吐出周期を長くする設定に変更しなければならなくな
り、もって吐出量を多くできないという問題があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者は、圧
力室を多数個設けた液滴噴霧装置において噴霧のため圧
電/電歪素子により加圧された液体が、導入孔から流路
へ発生させた逆流を緩和する液滴噴霧装置を提供する。
本願発明のうち請求項1に係る発明では、複数の圧力室
がそれら各圧力室に設けられた導入孔を介して同一の流
路に接続され、該圧力室の体積変化により吐出口から液
滴を吐出することによって噴霧を行う液滴噴霧装置にお
いて、該流路の深さを、該導入孔の少なくとも真下部分
を他の部分より選択的に浅く形成した液滴噴霧装置を提
供する。ここでいう流路の深さとは、導入孔からその導
入孔が形成されている流路の面に対向する面までの距離
を指し、導入孔の真下部分とは、導入孔の中心を通る延
長線と対向する面とが交わる箇所を指す。これにより、
噴霧のために圧力室から導入孔へ伝搬された、逆流によ
る衝撃波は、浅く形成された流路の底面に最初に衝突し
て吸収され、他の流路内へ分散されるから、他の圧力室
からの干渉や、反射波による自らの圧力室への干渉が低
減でき、円滑に供給が行われ噴霧が安定する。また、該
導入孔の真下の部分を他の部分より選択的に浅く形成す
ることにより、噴霧開始時に液体を流路全体に充填する
際に、浅くなった部分での流速が高まり、気泡等が留ま
ることなく導入孔を通じて圧力室から排出できる一方、
万一気泡が流路中に残ってしまった場合においても、通
常の噴霧動作においては、浅くなった部分に気泡が回り
込めなく、もって気泡が導入孔から圧力室に入り込み噴
霧不良を起こすことが回避できるといった利点を併せ持
つ。更にまた積極的に流路中に気泡等を残存させ、もっ
て噴霧時における導入孔からの逆流による流路中の圧力
変動を吸収させるといった設計の際においても、気泡が
導入孔を通じて圧力室に入り込むことを有効に防いでく
れる。
【0005】また、噴霧のために生じた逆流による衝撃
波は、噴霧量を大きくすることにより又は圧力室の数を
多くした場合、各圧力室の導入孔から伝搬され流路で集
約されて、他の流路やそこに設けた圧力室にまで干渉を
生じる事になるので、請求項2に係る発明は、該流路
に、該流路の幅を他の部分より選択的に狭くする突出部
を形成した液滴噴霧装置である。これにより、選択的に
狭くする突出部を形成した部分より同一の流路に接続さ
れた圧力室が2つ以上のグループに分けられ、1つのグ
ループの圧力室で生じた逆流による衝撃波は、選択的に
狭くする突出部を形成した部分に衝突して吸収されて分
散されるから、他のグループの圧力室への逆流を緩和で
き、円滑に供給が行われ噴霧が安定する。ここで、流路
の幅とは、流体の流れ方向に直交して対向した面の距離
をいい、流路断面が円又は楕円であれば径でもある。ま
た、選択的に狭くする突出部を形成する部分は、周囲
に、導入孔を介して圧力室を連結していない部分であ
る。更に、微細な液滴噴霧装置はグリーンシートのよう
な積層により製造する場合が多いので、流路を形成する
少なくとも1つの積層体の平面方向に突出部を形成する
ことにより、選択的に狭くする部分を階段状に限らずど
のような平面形状であっても容易に製作できる。特に、
積層体に設けた流路幅と突出部との幅比率は、1:0.
5〜1:0.8が好ましい。突出部の幅を、流路幅に対
し0.5以下とすると衝撃波の吸収率が低くなり、逆流
緩和の効果が小さくなる一方、0.8以上にすると流路
中の流体の流れが妨げられ、衝撃波の有無に関わらず圧
力室へのスムーズな液体の供給が阻害される。
【0006】更に、噴霧量をより一層大きくする場合、
液体溜まりから液体を流路に供給する注入口を越えて衝
撃波が他の流路に及ぶ場合がある。そこで、請求項3に
係る発明は、該流路を2つ以上注入口において接続し
て、該注入口の少なくとも真下部分を他の部分より選択
的に浅く形成した液滴噴霧装置である。これにより、2
つ以上の流路の一方で生じた衝撃波は選択的に浅く形成
した部分に衝突し分散されるから、他の流路へ注入口を
越えて干渉することが無くなり、円滑に供給が行われ噴
霧が安定する。尚、この様な構成は、1つの流路が2つ
以上の流路に枝分れする場合にも好適に採用される。即
ち、枝分かれ部分に、厚み方向に多層構造とした凸状部
を形成し、元となる1つの流路を枝分かれした2つ以上
の流路に対する注入口とする構成である。これにより枝
分かれした2つ以上の流路で生じた衝撃波が他の流路を
干渉することが防げる。
【0007】特に、噴霧開始時に流路全体の空隙に液体
を充填する際に、液体の先端に押される泡の流路からの
抜けを良くするために、請求項4に係る発明は、該流路
に液体を注入する注入口に対して最遠方に位置する導入
孔並び/若しくは吐出口の径を、他の導入孔並び/若し
くは吐出口の径より大きく形成し、及び/又は該流路に
液体を注入する注入口に対して最遠方に位置する該流路
先端の吐出口形成面に排気孔を形成した液滴噴霧装置で
ある。一般的に、本発明の液滴噴霧装置は噴霧開始時に
は吐出口形成面を減圧吸引等を行うことにより注入口か
ら液体を流路・圧力室に充填するが、その場合、流路先
端に気泡が残ってしまうことがある。しかし、これによ
り、噴霧開始時に液体が注入口から充填されたときに、
泡が注入口に対して最遠方に位置する径の大きい導入孔
並び/若しくは吐出口、及び/又は排気孔から抜けてい
くので、気泡等が留まることなく流路から排出できて噴
霧不良を起こすことがない。特に、導入孔及び吐出口の
径の大きさは、他の導入孔及び吐出口に比べて1.1倍
以上であれば気泡の抜けが良く、2倍以下であれば液漏
れが起きることがなく好適である。一方、排気孔の場合
は、途中に圧力室を介した導入孔及び/若しくは吐出口
とは違い、直接吐出面に繋がるから、その排気孔の径の
大きさは、形成面の他の吐出口に比べて0.5倍以上で
あれば気泡の抜けが良い。更に、噴霧時における排気孔
からの液漏れを防ぐため排気孔の大きさは噴霧に関与し
ている他の吐出口の2倍以下が良い。また、導入孔及び
吐出口の径の大きさを、他の導入孔及び吐出口に比べて
大きくして、排気孔を形成しないこと、及び導入孔及び
吐出口の径の大きさを、他の導入孔及び吐出口に比べて
ほぼ同じにして、流路先端に排気孔を形成すること、そ
の両方を採用することの3態様は、液体の液性・吐出量
・吐出周期などにより適宜調整されるものである。
【0008】また、請求項5に係る発明は、前記圧力室
に通じ第1導入孔の途中に、導入孔の流体の流れる方向
とは異なった方向に流体が流れる箇所を、深さが流路の
他の部分より選択的に浅くなるように形成し、該箇所の
該第1導入孔の延長線以外の部分に、該流路に通じる第
2導入孔を形成した液滴噴霧装置である。ここでいう深
さとは、各導入孔からその導入孔が形成されている箇
所、及び流路の面に対向する面までの距離を指す。これ
により、逆流による衝撃波の圧力が該箇所により吸収・
緩和されて流路に伝搬することが無くなる。
【0009】また、請求項6に係る発明は、前記選択的
に浅く形成した部分の周囲を、階段状に深く形成した液
滴噴霧装置であるから、衝撃波吸収面に衝突・吸収され
なかった衝撃波も段階的に消滅していき、浅い部分が多
くなり流路の容積が小さくなることを防止できる。ま
た、微細な液滴噴霧装置は積層により製造する場合が多
いので、そのような階段状の形成は容易であり、積層厚
み分の段差を有した階段状の構造は積層工程を増やすこ
とにより斜面に近い周囲部分を形成できる。
【0010】なお、請求項7に係る発明は、前記選択的
に浅く形成した部分を、該導入孔下端からの深さが該導
入孔の直径と同径以上、5倍以下に形成することが望ま
しい。これは、深さが5倍より深くなると、底面への衝
突による吸収の効率が落ちてしまい、又、直径より浅く
なると流体導入時の流路抵抗が大きくなってしまい、導
入がスムーズにいかなくなるためである。
【0011】また、請求項8に係る発明は、前記選択的
に浅く形成した部分の表面粗さを、他の流路内壁の部分
より粗面とした液滴噴霧装置である。これにより、衝撃
波が吸収される効率が向上される。流路内壁の表面粗さ
を粗面とする方法としては、積層又は切削等の物理的手
法により凹凸形状を形成する方法があるが、そのような
形状を形成するまでもなく、浅くなった部分の材質等を
変化させて、例えば、別材質、或いは別粒径の材料を積
層したり、浅くなった部分に別物質を照射又は別物質と
反応させたり等の化学的手法により形成してもよい。
【0012】そして、請求項9に係る発明は、前記流路
を、ZrO2セラミックにより形成し、該流路の少なくとも
一部が該流路内圧力の変動によりその形状が変化する液
滴噴霧装置である。これにより、逆流による衝撃波が流
路に伝搬されても、ZrO2セラミックにより形成された流
路の少なくとも一部で圧力の変動を吸収するので、速や
かに液体の供給を始めることができる。
【00013】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る液滴噴霧装置
を実施する形態を詳細に説明する。図1は、液滴噴霧装
置の縦断面図である。圧力室10nは、一端の下方に外
方へ開口するノズル孔11aを有した吐出口11を設
け、その吐出口11を設けた面の他端には導入孔12を
設け、その導入孔12を介して流路20に接続されてい
る。また、圧力室10nにはその上部壁部の一部に圧電
/電歪素子13が備えられ、各圧電/電歪素子13は、
上部電極、圧電/電歪層及び下部電極を積層している。
そして、圧電/電歪素子13に所定の電圧信号を印加す
ることにより、上部電極と下部電極との間に生じた電界
により圧電/電歪層が変形し、固着された圧力室10n
の壁部を変形させて圧力室10nに生じる加圧力によ
り、圧力室10nに供給された液体を吐出口11から液
滴として吐出し、多数設けた吐出口により液滴が噴霧状
に噴出される。導入孔12は、圧力室10nの下面に対
し直交方向に設けられ、流路20の上面に垂直に接続さ
れている。流路20に接続された導入孔12の直下に
は、導入孔12の直径Lに対し2倍程度の深さDとする
衝撃吸収面21が流路20の下面から突設するように形
成されている。また、衝撃吸収面21は、導入孔12の
直径円より広く、その外周は垂直に切り落とされ、段差
部22を形成している。
【0014】そして、圧力室10nの加圧により生じ導
入孔12を伝搬する逆流圧は、導入孔12を通過してす
ぐ衝撃吸収面21に衝突しエネルギーを弱め、次に段差
部22の広さだけ拡張され、最後に流路20の全体に伝
わっていく。また、点線21s,22s,20sは作成
時の積層面を示しており、段差厚み分が積層厚みとなっ
ている。
【0015】図2は、図1の上部壁面を省略したA−A
線における断面により他の実施形態を示した説明図であ
る。複数の圧力室10a,10b・・10nに共通の流
路20には、各圧力室10nに接続される導入孔12が
設けられ、他端には、液体を外方へ吐出する吐出口11
を穿設している。また、圧力室10nの上方壁部の一部
に圧電/電歪素子13を備えている。なお、流路20は
液体供給源に対し1又は2以上の多数列を設けることが
できる。また、流路20は、液体供給源から遠いほど、
その面幅が狭くなるように形成されている。これにより
初期に液体を流路に充填する際に流路の毛細血管現象に
よりスムーズに充填でき、また流体供給源から遠くなっ
ても流路中の流体の流速が遅くならなくなり、もって壁
面に気泡等が残存し難くなるといった利点を有する。
【0016】なお、衝撃吸収面21は、図3に示すよう
に流路20に対し液体供給源から遠いほど、浅い部分の
面幅が狭くなるように形成されていても良い。これによ
り、各導入孔の流体供給源からの流路抵抗が等しくな
り、各圧力室間の噴霧バラツキが低減し安定した噴霧が
行われる。
【0017】更に、図4の(A)に示すように流路20
の導入孔12に接続する側を、平面で凸形状に形成し、
その凸部においてその頂点付近で導入孔12と接続する
と共に、凸部の深さを(A)のA−A線における端面図
(B)に示すように流路20の他の部分より浅く形成
し、底面を衝撃吸収面21とする構成にしても良い。こ
のような構造にすると、初期に液体を流路に供給する
と、気泡が導入孔12のある凸部に集まり、速やかにそ
の導入孔12から排出され易くなり好適である。また、
(C)はA−A線に直交するB−B線における導入孔1
2の端面を示している。この図4に示す流路20は、積
層する面方向において導入孔12を凸部の頂点位置に配
置して気泡の流れを良くしており、積層面に直交する方
向で図1のように階段状に衝撃吸収面21を形成して最
も浅くなる(C)の位置に導入孔12を形成することと
併用することも可能である。
【0018】図5は、グリーンシートを積層した他の実
施形態を図1と同様に示した説明図である。液滴噴霧装
置は7つのグリーンシート(以下、積層体という。)S
1〜S7を積層して形成され、注入口25だけを設けた
第1積層体S1を除く第2積層体から第7積層体までの
各々の平面図を図6〜8に示す。第1積層体S1を蓋部
とした圧力室10nは第2積層体で形成され、一端の下
方に向く吐出口11は第3積層体から第6積層体まで径
を小さくしながら連結され、第7積層体S7には、外方
へ開口するノズル孔11aが形成されている。一方、吐
出口11を設けた面の他端には導入孔12を設け、その
導入孔12を介して接続された流路20が第3積層体と
第4積層体と第5積層体とで形成されている。また、圧
力室10nの上部壁部となる第1積層体S1には、上部
電極、圧電/電歪層及び下部電極を積層する圧電/電歪
素子13が備えられている。そして、圧電/電歪素子1
3に所定の電圧信号を印加することにより、上部電極と
下部電極との間に生じた電界により圧電/電歪層が変形
し、固着された圧力室10nの上部壁部を二点鎖線で示
すように距離Lまで変形させる。この圧力室10nに生
じる加圧力により、圧力室10nに供給された液体を吐
出口11から液滴として吐出し、それを高速で繰り返す
ことにより平面に多数設けた吐出口11により液滴が噴
霧状に噴出される。なお、11bは、吐出口11に液滴
を残留させないために取り付けた液撥性部材であり、飛
散しなかった液滴は液撥性部材11bに付着しても、大
きく成長することなく落下して消失していく。
【0019】流路等の寸法は一例として図5に示す通り
であり、流路20に垂直に接続された導入孔12の直下
には、導入孔12の直径L0.034mmに対し3.5
倍程度の深さD0.12mmとする衝撃吸収面21が第
5積層体S5により流路20の下面から突設するように
形成されている。また、衝撃吸収面21の大きさは、導
入孔12の直径L0.034mmより広く0.25mm
幅に形成され、その外周の段差部22は第5積層体S5
の層厚0.38mmとなっている。これにより、圧力室
10nの加圧により生じ導入孔12を伝搬する逆流圧
は、導入孔12を通過してすぐ衝撃吸収面21に衝突し
エネルギーを弱められ、流路20の全体に伝わってい
く。
【0020】図6は第2積層体S2と第3積層体S3の
平面図を示し、それぞれの下方には第1積層体S1から
続く注入口25が穿設されている。また、第2積層体S
2の上方には、1つの平面形状が両端を円弧形状にした
長尺形である圧力室10nを直線部で14個隣り合わせ
たブロックを縦に2列、横に4列に並べ、総計112個
の圧力室10nを形成している。そして、第3積層体S
3の上方には、その圧力室10nに対応させて、径0.
25mmの吐出口11と径0.034mmの導入孔12
とが112個ずつ穿設されている。
【0021】図7は第4積層体S4と第5積層体S5の
平面図を示し、それぞれの下方には、上層から続く注入
口25に一端が開口する流路20が、分岐部25aによ
り左右に配置され、各々の流路20は他端が更に分岐し
ている。分岐され4つになっている流路20は、28個
の第3積層体S3の導入孔12とそれぞれと連結されて
いる。また、第3積層体S3の導入孔12の直下になる
第5積層体S5には、衝撃吸収面21が設けられてい
る。一方、第3積層体S3の吐出口11に対して、第4
積層体S4には径0.15mmの吐出口11と、第5積
層体S5の径0.1mmの吐出口11とが穿設されてい
る。
【0022】また、流路20は、液体供給源の注入口2
5から遠いほど、導入孔12側の面幅が狭くなるように
形成されている。これにより初期に液体を流路に充填す
る際に流路の毛細血管現象によりスムーズに充填でき、
また流体供給源から遠くなっても流路中の流体の流速が
遅くならなくなり、もって壁面に気泡等が残存し難くな
るといった利点を有する。特に、残存気泡については、
流路に液体を注入する注入口に対して最遠方に位置する
導入孔並び/若しくは吐出口の径を、他の導入孔並び/
若しくは吐出口の径より大きく形成したり、流路20に
液体を注入する注入口25に対して最遠方に位置する流
路20の先端の吐出口形成面に排気孔を形成してもよ
い。これにより、噴霧開始時に液体が注入口25から充
填されたときに、気泡が注入口25に対して最遠方に位
置する径の大きい導入孔12並び/若しくは吐出口1
1、及び/又は排気孔から抜けていくので、気泡等が留
まることなく流路20から排出できて噴霧不良を起こす
ことがない。また、導入孔12及び吐出口11の径の大
きさは、他の導入孔12及び吐出口11に比べて1.1
倍以上であれば気泡の抜けが良く、2倍以下であれば液
漏れが起きることがなく好適である。一方、排気孔の径
の大きさは、形成面の他の吐出口に比べて0.5倍以上
であれば気泡の抜けが良く、2倍以下であれば液漏れが
起きることがなく好適である。また、導入孔及び吐出口
の径の大きさを、他の導入孔及び吐出口に比べて大きく
して排気孔を形成しないこと、及び導入孔及び吐出口の
径の大きさを、他の導入孔及び吐出口に比べてほぼ同じ
にして、流路先端に排気孔を形成すること、その両方を
採用することの3態様は、液体の液性・吐出量・吐出周
期などにより適宜調整するものである。
【0023】図8は第6積層体S6と第7積層体S7の
平面図を示す。第6積層体S6は流路20の底面となる
とともに、第5積層体S5の吐出口11に対して、第6
積層体S6には径0.05mmの吐出口11と、第7積
層体S7の径0.031mmの吐出口11とが穿設され
ている。
【0024】図9は、積層体S1〜S7を重ねて形成し
図6〜図8のB−B線において切断した断面図である。
分岐部25aは、注入口25に接続している流路20の
該注入口25の真下となる部分に、第4積層体S4と第
5積層体S5を残して流路20の他の部分より選択的に
浅くした部分により形成されている。これにより、分岐
部25aが流路20の流れ方向に直交する面20dは、
流路20に伝わってきた衝撃波を吸収して他方の流路に
干渉することを防ぎ、注入口25から供給される液体に
対しては分岐部25aの幅が薄いので供給抵抗になるこ
とは無い。
【0025】この図3〜図9に示す液滴噴霧装置の機能
試験を行い下記のような結果を得た。吐出液体は第2石
油類ソルベント(比重:0.76、表面張力:20dyn/
cm)である。また、上部壁部の変形量は、図5に示すよ
うに圧電体13と第1積層体S1の境界の上下変位量L
を測定している。圧電/電歪素子の駆動量を一定にした
まま周波数を調整するだけで、噴霧量を変形させること
ができるとともに、大量の噴霧が可能になった。
【0026】
【表1】
【0027】図10は、図7に示した第4積層体S4と
第5積層体S5の他の実施形態を示している。第4積層
体S4と第5積層体S5において先方が4つに分岐され
ている流路20のそれぞれは、第3積層体S3の28個
の導入孔12とそれぞれに連結され、その連結される部
分の途中に、流路幅を他の部分より選択的に狭くする突
出部20eが平面方向へ形成されている。突出部20e
の形成された位置は、導入孔12の列を14個づつに2
分するので、突出部20eにより同一流路に接続された
圧力室が2つのグループに分けられ、一方のグループの
圧力室で生じた逆流による衝撃波は、突出部20eに衝
突して吸収されて分散されるため、他方のグループにあ
る圧力室への逆流を緩和でき、円滑に液体が供給されて
噴霧が安定する。
【0028】図11は、他の実施形態を図1と同様に示
した説明図である。液滴噴霧装置の圧力室の下面に垂直
方向に形成した第1導入孔12aに流体の流れの方向を
変化させる圧力緩和室14を形成し、圧力緩和室14の
深さを第1導入孔12aの直径と同径以上、5倍以下と
することにより、逆流圧の衝撃力を圧力緩和室の底面で
吸収するとともに、第1導入孔12aの真下部分以外の
他の底面に、流路20に通じる第2導入孔12bを形成
している。これにより、逆流による衝撃波が圧力緩和室
14で吸収・緩和されて流路20へ伝搬することが無く
なる。なお、流体の流れを変化させる方向は、導入孔に
流体が入った直後の中心を通る延長線に対し直交する方
向に限定するものではなく、流体の性質、流量、流速な
どを考慮して適宜調整することができる。
【0029】図12及び図13は、他の実施形態を図1
と同様に示した説明図である。つまり、液滴噴霧装置の
流路20をZrO2セラミックにより形成し、流路20の少
なくとも一部が該流路内圧力の変動によりその形状が変
化する液滴噴霧装置である。これにより、逆流による衝
撃波が流路に伝搬されても、ZrO2セラミックにより形成
された壁面を有する流路の少なくとも一部で圧力の変動
を吸収するので、速やかに液体の供給を始めることがで
きる。詳しくは、図12では、流路20の下面の一部を
肉薄部20aに形成したものであり、一方、図13で
は、流路20の上方に中空部20bを形成するととも
に、流路20と中空部20bとの間を肉薄部20cに形
成したものである。そして、流路20に逆流圧が生じる
と、肉薄部20a,20cが点線で示したように変形し
逆流圧を吸収することになる。
【0030】
【発明の効果】以上説明した通り、請求項1に係る発明
によれば、液滴噴霧装置の流路の深さを、該導入孔の少
なくとも真下部分を他の部分より選択的に浅く形成する
ことにより、噴霧のために圧力室から導入孔へ伝搬され
た、逆流による衝撃波は、浅く形成された流路の底面に
最初に衝突して吸収された後、他の流路内へ分散される
から、他の圧力室からの干渉や、反射波による自らの圧
力室への干渉が低減でき、円滑に供給が行われ噴霧が途
切れることなく安定する。
【0031】また、請求項2に係る発明は、液滴噴霧装
置の流路に、該流路の幅を他の部分より選択的に狭くす
る突出部を形成したことにより、選択的に狭くする突出
部を形成した部分より先端に至る流路に設けた圧力室で
生じた逆流による衝撃波は、選択的に狭くする突出部を
形成した部分に衝突して吸収されて分散されるから、他
の部分への逆流を緩和でき、円滑に供給が行われ噴霧が
安定する。更に、請求項3に係る発明は、液滴噴霧装置
の流路を2つ以上注入口において接続して、該注入口の
少なくとも真下部分を他の部分より選択的に浅く形成し
たことにより、2つ以上の流路の一方で生じた衝撃波は
選択的に浅く形成した部分に衝突し分散されるから、他
の流路へ注入口を越えて干渉することが無くなり、円滑
に供給が行われ噴霧が安定する。また、請求子4に係る
発明は、液滴噴霧装置の流路に液体を注入する注入口に
対して最遠方に位置する導入孔並び/若しくは吐出口の
径を、他の導入孔並び/若しくは吐出口の径より大きく
形成し、及び/又は該流路に液体を注入する注入口に対
して最遠方に位置する該流路先端の吐出口形成面に排気
孔を形成したことにより、噴霧開始時に液体が注入口か
ら充填されたときに、泡が注入口に対して最遠方に位置
する径の大きい導入孔並び/若しくは吐出口、及び/又
は排気孔から抜けていくので、気泡等が留まることなく
流路から排出できて噴霧不良を起こすことがない。
【0032】また、請求項5に係る発明は、前記圧力室
に通じる第1導入孔に、流体の流れの方向を変化させる
圧力緩和室を形成し、該圧力緩和室の該第1導入孔の真
下部分以外に、該流路に通じる第2導入孔を形成した液
滴噴霧装置である。これにより、逆流による衝撃波が圧
力緩和室で吸収・緩和されて流路へ伝搬することが無く
なる。また、請求項6に係る発明は、前記選択的に浅く
形成した部分の周囲を、階段状に深く形成した液滴噴霧
装置であるから、衝撃波吸収面に衝突・吸収されなかっ
た衝撃波も段階的に消滅していき、浅い部分が多くなり
圧力室全体の容積が小さくなることを防止できる。ま
た、微細な液滴噴霧装置は積層により製造する場合が多
いので、積層厚み分の段差を有した階段状の構造は積層
工程を増やすことにより斜面に近い周囲部分を形成でき
る。なお、請求項7に係る発明は、前記選択的に浅く形
成した部分を、該導入孔下端からの深さが該導入孔の直
径と同径以上、5倍以下に形成することが望ましい。こ
れにより、導入孔の延長方向に逆流圧が、横方向に拡散
する前に浅くした部分に衝突して減少する。また、請求
項8に係る発明は、前記選択的に浅く形成した部分の表
面粗さを、他の流路内壁の部分より粗面とした液滴噴霧
装置である。これにより、衝撃波が吸収される効率が向
上される。そして、請求項9に係る発明は、前記流路
を、ZrO2セラミックにより形成し、該流路の少なくとも
一部が該流路内圧力の変動によりその形状が変化する液
滴噴霧装置である。これにより、逆流による衝撃波が流
路に伝搬されても、ZrO2セラミックにより形成された流
路の少なくとも一部で圧力の変動を吸収するので、速や
かに液体の供給を始めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】液滴噴霧装置の縦断面図である。
【図2】他の液滴噴霧装置を図1のA−A線方向から示
す説明図である。
【図3】他の液滴噴霧装置を示す説明図である。
【図4】他の流路を備える液滴噴霧装置を示す説明図で
ある。
【図5】グリーンシートを積層した他の実施形態を示す
説明図である。
【図6】第2積層体S2と第3積層体S3の平面図を示
す説明図である。
【図7】第4積層体S4と第5積層体S5の平面図を示
す説明図である。
【図8】第6積層体S6と第7積層体S7の平面図を示
す説明図である。
【図9】図6〜図8のB−B線方向から液滴噴霧装置の
注入口を示す説明図である。
【図10】他の液滴噴霧装置を示す説明図である。
【図11】他の液滴噴霧装置を示す説明図である。
【図12】他の液滴噴霧装置を示す説明図である。
【図13】他の液滴噴霧装置を示す説明図である。
【符号の説明】
1・・液滴噴霧装置、10a、10b、・・、10n・
・圧力室、11・・吐出口、11a・・ノズル孔、11
b・・液撥性部材、12・・導入孔、12a・・第1導
入孔、12b・・第2導入孔、13・・圧電/電歪素
子、14・・圧力緩和室、20・・流路、20a,20
c・・肉薄部、20b・・中空部、20d,21・・衝
撃吸収面、20e・・突出部、20s,21s,22s
・・積層面、22・・段差部、25・・注入口、25a
・・分岐部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 則竹 基生 愛知県名古屋市瑞穂区須田町2番56号 日 本碍子株式会社内 Fターム(参考) 2C057 AF06 AF08 AF10 AF40 AF79 AG01 AG33 AG44 AG75 BA04 BA14

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の圧力室がそれら各圧力室に設けら
    れた導入孔を介して同一の流路に接続され、該圧力室の
    体積変化により吐出口から液滴を吐出することによって
    噴霧を行う液滴噴霧装置において、 該流路の深さを、該導入孔の少なくとも真下部分を他の
    部分より選択的に浅く形成したことを特徴とする液滴噴
    霧装置。
  2. 【請求項2】 複数の圧力室がそれら各圧力室に設けら
    れた導入孔を介して同一の流路に接続され、該圧力室の
    体積変化により吐出口から液滴を吐出することによって
    噴霧を行う液滴噴霧装置において、 該流路に、該流路の幅を他の部分より選択的に狭くする
    突出部を形成したことを特徴とする液滴噴霧装置。
  3. 【請求項3】 複数の圧力室がそれら各圧力室に設けら
    れた導入孔を介して同一の流路に接続され、該圧力室の
    体積変化により吐出口から液滴を吐出することによって
    噴霧を行う液滴噴霧装置において、 該流路を2つ以上注入口において接続して、該注入口の
    少なくとも真下部分を他の部分より選択的に浅く形成し
    たことを特徴とする液滴噴霧装置。
  4. 【請求項4】 複数の圧力室がそれら各圧力室に設けら
    れた導入孔を介して同一の流路に接続され、該圧力室の
    体積変化により吐出口から液滴を吐出することによって
    噴霧を行う液滴噴霧装置において、 該流路に液体を注入する注入口に対して最遠方に位置す
    る導入孔並び/若しくは吐出口の径を、他の導入孔並び
    /若しくは吐出口の径より大きく形成し、及び/又は該
    流路に液体を注入する注入口に対して最遠方に位置する
    該流路先端の吐出口形成面に排気孔を形成したことを特
    徴とする液滴噴霧装置。
  5. 【請求項5】 複数の圧力室がそれら各圧力室に設けら
    れた導入孔を介して同一の流路に接続され、該圧力室の
    体積変化により吐出口から液滴を吐出することによって
    噴霧を行う液滴噴霧装置において、 該導入孔の途中に、流体の流れの方向を変化させる箇所
    を形成し、該箇所の深さを流路の他の部分より選択的に
    浅く形成したことを特徴とする液滴噴霧装置。
  6. 【請求項6】 前記選択的に浅く形成した部分の周囲
    を、階段状に深く形成した請求項1,3,5のいずれか
    に記載の液滴噴霧装置。
  7. 【請求項7】 前記選択的に浅く形成した部分を、該導
    入孔下端からの深さが該導入孔の直径の5倍以下に形成
    した請求項1,3,5のいずれかに記載の液滴噴霧装
    置。
  8. 【請求項8】 前記選択的に浅く形成した部分の表面粗
    さを、他の流路内壁の部分より粗面とした請求項1,
    3,5のいずれかに記載の液滴噴霧装置
  9. 【請求項9】 前記流路を、ZrO2セラミックにより形成
    し、該流路の少なくとも一部が該流路内圧力の変動によ
    りその形状が変化する請求項1〜5のいずれかに記載の
    液滴噴霧装置。
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