JPH0229388B2 - - Google Patents

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JPH0229388B2
JPH0229388B2 JP59260064A JP26006484A JPH0229388B2 JP H0229388 B2 JPH0229388 B2 JP H0229388B2 JP 59260064 A JP59260064 A JP 59260064A JP 26006484 A JP26006484 A JP 26006484A JP H0229388 B2 JPH0229388 B2 JP H0229388B2
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Kakuro Kokubo
Hideo Hirabayashi
Yoshinobu Nakamura
Daijiro Hosogai
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Toa Nenryo Kogyyo KK
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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
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    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/04—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
    • F02M61/042—The valves being provided with fuel passages

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、一般には超音波噴射ノズルに関する
ものであり、特に(1)自動車用噴射ノズル、例えば
電子制御ガソリン噴射弁又は電子制御デイーゼル
噴射弁、(2)ガスタービン用燃料ノズル、(3)工業
用、営業用、及び家庭用のボイラ、加熱炉、暖房
機用バーナ、(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（セラミツク造粒）、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使用し、液
体を間欠的に又は連続的に微粒化する超音波噴射
ノズルに用いられる振動子に関するものである。
従来の技術 従来、上述したような種々の分野で液体（本明
細書で「液体」とは液体は勿論、懸濁溶液等の液
状物をも含むものとして用いる。）を噴霧、即ち
微粒化するために圧力噴霧バーナ又は液体噴霧器
が使用されている。斯る噴霧バーナ又は液体噴霧
器に使用されている噴射ノズルは、ノズルから噴
射された液体と外気（大気）との間の剪断作用に
より液体を微粒化している。従つて、供給液体を
微粒化するためには液体供給圧力を大とする必要
があり、液体供給設備例えばポンプ、配管等が複
雑且つ大型化することとなつた。
更に、噴射流量の調整は、供給液体の圧力を変
えるか、ノズルの噴射口面積を変えることにより
行なうが、前者の方法では低流量時（低圧時）の
微粒化の状態が悪化し、その改善策として中、大
型のボイラではエアー又はスチームを併用し供給
される液体燃料の微粒化を図つている。そのため
に装置は益々複雑化し且つ大型となつた。一方、
後者の方法では、ノズルの構造が極めて複雑とな
り、その調整及び保守管理が大変であつた。
このような従来の噴射ノズルの欠点を改良する
べく、噴射ノズルの噴射口から高圧で液状物を噴
射すると同時に該液状物に超音波振を付与する試
みがなされている。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、従来の超音波による液体噴射ノ
ズルは噴霧量が極めて小さく、大容量の微粒化を
必要とする上記の如き噴射ノズルには使用するこ
とができなかつた。
本発明者等は、大容量の液体の微粒化を達成す
るべく、超音波による液体微粒化メカニズム及び
超音波振動子の形状の研究及び実験を数多く行な
つた結果、超音波振動子の端部にエツジ部を設
け、該エツジ部に液体を薄膜状で供給することに
よつて、該エツジ部より液体が大量に微粒化され
ることを見出し、超音波噴射方法及び噴射ノズル
を提案した（特願昭59−77572（特開昭60−222552
号公報）を参照せよ）。
本発明は該先願発明に係る超音波噴射ノズル、
特に該超音波噴射ノズルに使用される振動子の改
良に関するものである。
発明の目的 本発明の目的は、間欠的に又は連続的に液体を
供給することのできる超音波噴射ノズル用振動子
を提供することである。
本発明の他の目的は、大容量の液体を供給し多
量の液体を噴霧、即ち噴射することのできる超音
波噴射ノズル用振動子を提供することである。
本発明の他の目的は、従来の噴射ノズル及び超
音波噴射ノズルに比較して液体の供給が容易で、
液体供給設備の小型化、軽量化、低コスト化を達
成し得る、構造が簡単な超音波噴射ノズル用振動
子を提供することである。
本発明の他の目的は、供給液体の性状、特に粘
度によつて微粒化の状態（流量、粒径）が変動し
ない、安定した微粒化を達成し得る超音波噴射ノ
ズル用振動子を提供することである。
本発明の更に他の目的は、低流量時においても
微粒化状態が殆んど変化することがなく、従つて
ターンダウン比を非常に大きくとることのできる
超音波噴射ノズル用振動子を提供することであ
る。
問題点を解決するための手段 上記諸目的は本発明に係る超音波噴射ノズル用
振動子によつて達成される。要約すれば本発明
は、内周部に少なくとも１段以上の多数段のエツ
ジ部を形成し、内部を貫通する液体供給孔を介し
て該エツジ部に液体を供給するようにした超音波
噴射ノズル用振動子である。
本発明に係る超音波噴射ノズル用振動子の一実
施例が第１図に例示される。
本発明に従うと、振動子１の先端には漸次径が
増大した１段又は複数段の、本実施例では３段
Ａ、Ｂ、Ｃとされる環状のエツジ部２が形成され
る。エツジ部２の矢印Ｘ方向から見た形状は円形
に限定されるものではなく、三角、四角、その他
の多角形とすることができる。
又、第１図に図示されるようにエツジの幅
（ｗ）及び高さ(h)は、液体燃料の薄膜化が行ない
得るような且つ又液体の流れを堰止めるような寸
法形状とされる。
本発明に係る振動子のエツジ部２には、振動子
の内部を貫通して形成された液体供給孔４を介し
て所望の液体が供給される。このように液体を振
動子の内部から直接エツジ部２に供給し得るため
に、従来の噴射ノズル及び超音波噴射ノズルに比
較して液体の供給が容易で、液体供給設備の小型
化、軽量化、低コスト化を達成し得る。
上記構成にてエツジ部２に液体、つまり本実施
例では燃料が供給されると、振動子１に加えられ
ている縦振動により、各エツジで燃料の流れが切
られるような状態となり供給燃料の微粒化が行な
われる。燃料は、先ず第１段目のエツジＡでその
一部が微粒化され、第１段目Ａで処理しきれない
過剰な燃料は、第２段目Ｂ、第３段目Ｃへと送ら
れ、それぞれのエツジで処理される。そのため、
燃料流量の多い場合は、微粒化に必要な有効面積
が大きくなり、多段のエツジが必要になるが、流
量の少ない場合は、多段数を使用せずに、微粒化
が終了される。従つて、本発明に係る振動子１で
は流量が変化すると微粒化に必要な段数が変化
し、微粒化が行なわれる位置における液膜厚さな
どの条件は各段において大略同一になるため、微
粒化された液滴粒形は均一になる。本振動子によ
ると、通常微粒化に要求される流量が全てカバー
出来るため、間欠微粒化、連続微粒化にかかわら
ず、さまざまな液状物の微粒化が達成される。
第２図には本発明に係る振動子の他の実施例が
示される。該実施例に示されるるように、エツジ
部２は山型状に形成された同形の又同じ内径を有
した突出部Ａ、Ｂ、Ｃにて構成することもでき
る。
上記構成の振動子１を使用した超音波噴射ノズ
ル１０を図面に即して詳しく説明する。本発明は
上述のように種々の用途のノズルに好適に使用し
得るが、本実施態様では、ガスターピン用燃料ノ
ズルに関連して本発明を説明する。
第３図を参照すると、噴射ノズル、即ち、本実
施態様ではガスタービン用燃料ノズル１０は、中
心に中心孔６を有した細長の概略円形状の弁箱８
を具備する。弁箱８の中心孔６を貫いて振動子１
が配置される。該振動子１は、上部の本体部１
ａ、該本体部１ａより小径の細長円柱状の振動子
軸部１ｂ及び本体部１ａと軸部１ｂとを連結する
遷移部１ｃを有する。本体部１ａにはより大径と
された鍔１ｄが設けられており、該鍔１ｄが弁箱
８の上端に形成された肩部１２と、該弁箱８の上
端面にボルト（図示せず）によつて取付けられた
環状の振動子押え１４とによつて弁箱８に取付け
られる。
振動子１の先端、つまり軸部１ｂの先端にはエ
ツジ部２が形成される。又、軸部１ｂには前記エ
ツジ部２に燃料を供給するための供給通路４が１
つ又は複数形成される。該供給通路４の燃料供給
孔１６には連結具１８が接続され、燃料供給源
（図示せず）から外部供給管路（図示せず）を介
して液体燃料が供給される。燃料の流量及び供
給・停止には外部供給管路に設けた供給弁（図示
せず）によつて制御される。別法として、供給通
路４内に通常の構成にて針弁（図示せず）を設
け、該針弁を電磁手段（図示せず）にて制御し、
供給通路４の開閉を行なうことにより、エツジ部
２への燃料の供給を制御することもできる。
上記構成において、振動子１は、本体部１ａに
作動的に接続された超音波振動発生手段１００に
より連続的に振動される。従つて、液体燃料が管
路、供給弁及び供給通路４を介してエツジ部２に
供給されると、液体燃料は微粒化された外方へと
噴射される。
以上説明した本発明に係る超音波噴射ノズルの
一つの具体的条件及び諸寸法を示すと次の通りで
ある。
超音波発生手段の出力：10w 振動子の振幅：30μｍ 振動数：38KHz 振動子の形状寸法 １段：直径７mm ２段：直径８mm ３段：直径10mm 各段の高さ(h)：1.5mm 燃料 油種：軽油、灯油、ガソリン 流量：〜0.06cm2／噴射 噴射圧力：１〜70Kg／cm2 温度：常温 振動子の材料：チタン（又は鉄） 発明の効果 以上説明したように、本発明に係る振動子は、
従来の噴射ノズル及び超音波噴射ノズルに使用さ
れた振動子に比較して構造が簡単であり、且つ液
体の供給が容易で、液体供給設備の小型化、軽量
化、低コスト化を達成し得る。又、本発明に係る
振動子は、供給液体の性状、特に粘度によつて微
粒化の状態（流量、粒径）が変動しない、安定し
た微粒化を達成し得る超音波噴射ノズルを提供す
ることができる。更に又、本発明に係る振動子
は、低流量時においても微粒化状態が殆んど変化
することがなく、従つてターンダウン比を非常に
大きくすることのできる超音波噴射ノズルを提供
することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明に係る超音波噴射ノズル用振
動子の一実施態様の部分断面図である。第２図
は、本発明に係る超音波噴射ノズル用振動子の他
の実施態様の部分断面図である。第３図は、本発
明に係る超音波噴射ノズル用振動子を使用した超
音波噴射ノズルの一実施態様の断面図である。 １：振動子、２：エツジ部、４：液体供給通
路、１０：噴射ノズル、１００：超音波振動発生
手段。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 内周部に少なくとも１段の多段状のエツジ部
    を形成し、内部を貫通する液体供給孔を介して該
    エツジ部に液体を供給するようにした超音波噴射
    ノズル用振動子。 ２ 多段状のエツジ部は漸次径が増大するように
    形成されて成る特許請求の範囲第１項記載の超音
    波噴射ノズル用振動子。 ３ 多段状のエツジ部は同じ径にて形成されて成
    る特許請求の範囲第１項記載の超音波噴射ノズル
    用振動子。
JP59260064A 1984-12-11 1984-12-11 超音波噴射ノズル用振動子 Granted JPS61138558A (ja)

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