JPH0256942B2 - - Google Patents
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- JPH0256942B2 JPH0256942B2 JP59260062A JP26006284A JPH0256942B2 JP H0256942 B2 JPH0256942 B2 JP H0256942B2 JP 59260062 A JP59260062 A JP 59260062A JP 26006284 A JP26006284 A JP 26006284A JP H0256942 B2 JPH0256942 B2 JP H0256942B2
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Classifications
-
- 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
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)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
好適に使用し得る超音波噴射ノズルに関するもの
である。
ものであり、特に(1)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
好適に使用し得る超音波噴射ノズルに関するもの
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。
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
型のボイラー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。
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
型のボイラー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加圧して液状物を
噴射すると同時に液状物に超音波振動を付与する
試みがなされている。
べく、噴射ノズルの噴射口から加圧して液状物を
噴射すると同時に液状物に超音波振動を付与する
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。
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、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）。
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、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噴射ノズルの改良に
関するものである。
関するものである。
発明の目的
本発明の目的は、連続的に又は間欠的に液体を
供給することのできる超音波噴射ノズルを提供す
ることである。
供給することのできる超音波噴射ノズルを提供す
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
波噴射ノズルを提供することである。
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、従来の噴射ノズルに比較
して液体供給圧力を著しく低くすることができ、
従つて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
を提供することである。
して液体供給圧力を著しく低くすることができ、
従つて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
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
ズルを提供することである。
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
超音波噴射ノズルを提供することである。
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に
よつて達成される。要約すれば本発明は、超音波
振動発生手段と、該超音波振動発生手段に一端が
連結されそして他端にはエツジ部を有した細長の
振動子と、前記エツジ部に液体を連続的に又は間
欠的に供給するために、該振動子のエツジ部を有
した側の端部に近接して設けられた液体供給手段
とを具備することを特徴とする超音波噴射ノズル
である。
よつて達成される。要約すれば本発明は、超音波
振動発生手段と、該超音波振動発生手段に一端が
連結されそして他端にはエツジ部を有した細長の
振動子と、前記エツジ部に液体を連続的に又は間
欠的に供給するために、該振動子のエツジ部を有
した側の端部に近接して設けられた液体供給手段
とを具備することを特徴とする超音波噴射ノズル
である。
次に、本発明に係る超音波噴射ノズルを図面に
即して詳しく説明する。本発明は上述のように
種々の用途に好適に使用し得るが、本実施態様で
は、ガスタービン用燃料ズルに関連して本発明を
説明する。
即して詳しく説明する。本発明は上述のように
種々の用途に好適に使用し得るが、本実施態様で
は、ガスタービン用燃料ズルに関連して本発明を
説明する。
第１図を参照すると、本発明に係る噴射ノズ
ル、即ち、本実施態様ではガスタービン用燃料ノ
ズル１は、中心に中心孔２を有した細長の概略円
筒形状の弁箱４を具備する。該弁箱４の下端に
は、該弁箱４の中心孔２と同軸にて整列した貫通
孔６が形成された液体供給手段、即ち燃料供給手
段８がリテイナー１０によつて通常の方法で一体
的に設けられる。
ル、即ち、本実施態様ではガスタービン用燃料ノ
ズル１は、中心に中心孔２を有した細長の概略円
筒形状の弁箱４を具備する。該弁箱４の下端に
は、該弁箱４の中心孔２と同軸にて整列した貫通
孔６が形成された液体供給手段、即ち燃料供給手
段８がリテイナー１０によつて通常の方法で一体
的に設けられる。
前記弁箱４の中心孔２及び燃料供給手段８の貫
通孔６とを貫いて振動子１２が配置される。該振
動子１２は、上部の本体部１４、該本体部１４よ
り小径の細長円柱状の振動子軸部１６及び本体部
１４と軸部１６とを連結する遷移部１８を有す
る。本体部１４にはより大径とされた鍔２０が設
けられており、該鍔２０が弁箱４の上端には形成
された肩部２２と、該弁箱４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２４とによつて弁箱に取付られる。
通孔６とを貫いて振動子１２が配置される。該振
動子１２は、上部の本体部１４、該本体部１４よ
り小径の細長円柱状の振動子軸部１６及び本体部
１４と軸部１６とを連結する遷移部１８を有す
る。本体部１４にはより大径とされた鍔２０が設
けられており、該鍔２０が弁箱４の上端には形成
された肩部２２と、該弁箱４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２４とによつて弁箱に取付られる。
振動子１２の軸部１６は弁箱４及び液体供給手
段８より下方に、つまり外方へと更に突出してい
る。振動子１２の先端、つまり軸部１６の先端に
はエツジ部２６が形成される。
段８より下方に、つまり外方へと更に突出してい
る。振動子１２の先端、つまり軸部１６の先端に
はエツジ部２６が形成される。
前記振動子１２のエツジ部２６は、第１図によ
ると、漸次径が小さくされた５段から成る環状の
階段状とされるが、２段、３段又は４段の階段状
とすることもでき、更に漸次径が増大したり、又
漸次径が小さくなり次で大きくなるような形状と
することもできる。重要なことは振動子先端部に
エツジが形成されることである。
ると、漸次径が小さくされた５段から成る環状の
階段状とされるが、２段、３段又は４段の階段状
とすることもでき、更に漸次径が増大したり、又
漸次径が小さくなり次で大きくなるような形状と
することもできる。重要なことは振動子先端部に
エツジが形成されることである。
又、第２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。
（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。
更に説明すると、本発明によると、エツジ部２
６に液体燃料が供給されると、振動子１２に加え
られている縦振動により、エツジ部２６の各エツ
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、先ず第１段目のエツジ
でその一部が微粒化され、第１段目のエツジで処
理しきれない過剰な燃料は、第２段目、第３段目
のエツジへと送られ、それぞれのエツジで処理さ
れる。そのため、液体流量の多い場合は、微粒化
に必要な有効面積が大きくなり、多段のエツジが
必要とされ、流量が少ない場合は、多段数を使用
せずに、微粒化が完了する。
６に液体燃料が供給されると、振動子１２に加え
られている縦振動により、エツジ部２６の各エツ
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、先ず第１段目のエツジ
でその一部が微粒化され、第１段目のエツジで処
理しきれない過剰な燃料は、第２段目、第３段目
のエツジへと送られ、それぞれのエツジで処理さ
れる。そのため、液体流量の多い場合は、微粒化
に必要な有効面積が大きくなり、多段のエツジが
必要とされ、流量が少ない場合は、多段数を使用
せずに、微粒化が完了する。
従つて、本発明に従つて構成される振動子１２
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となる。又、本発明の
超音波噴射ノズルによると、通常微粒化に要求さ
れる流量が全てカバーできるため、間欠微粒化、
連続微粒化にかかわらず、液体燃料以外の様々な
液状物の微粒化が達成される。
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となる。又、本発明の
超音波噴射ノズルによると、通常微粒化に要求さ
れる流量が全てカバーできるため、間欠微粒化、
連続微粒化にかかわらず、液体燃料以外の様々な
液状物の微粒化が達成される。
前記燃料供給手段８には、振動子１２の前記エ
ツジ部２６に燃料を供給するための供給通路２８
が１つ又は複数個環状に配列して形成される。該
供給通路２８の燃料供給口３０は概略前記エツジ
部２６の上端に隣接して開口し、燃料供給口３０
の他端３２は互に連結され且つ弁箱４に形成され
た燃料導通孔３４に連結される。燃料導通孔３４
には燃料供給源（図示せず）からの管路３６を介
して液体燃料が供給される。燃料の流量及び供
給・停止は管路３６に設けた供給弁３８によつて
制御される。又、該供給弁３８を電磁弁とし、燃
料供給源からの供給燃料には一定圧力をかけて供
給し、そして前記電磁弁に間欠的に通電して作動
せしめることにより、本噴射ノズルを電子制御ガ
ソリン噴射弁又は電子制御デイーゼル噴射弁とし
て利用できる。
ツジ部２６に燃料を供給するための供給通路２８
が１つ又は複数個環状に配列して形成される。該
供給通路２８の燃料供給口３０は概略前記エツジ
部２６の上端に隣接して開口し、燃料供給口３０
の他端３２は互に連結され且つ弁箱４に形成され
た燃料導通孔３４に連結される。燃料導通孔３４
には燃料供給源（図示せず）からの管路３６を介
して液体燃料が供給される。燃料の流量及び供
給・停止は管路３６に設けた供給弁３８によつて
制御される。又、該供給弁３８を電磁弁とし、燃
料供給源からの供給燃料には一定圧力をかけて供
給し、そして前記電磁弁に間欠的に通電して作動
せしめることにより、本噴射ノズルを電子制御ガ
ソリン噴射弁又は電子制御デイーゼル噴射弁とし
て利用できる。
上記構成において、振動子１２は、本体部１４
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３６、供給弁３８、導通孔３４及び供給通路
２８を介してエツジ部２６に供給されると、液体
燃料を微粒化され外方へと噴射される。
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３６、供給弁３８、導通孔３４及び供給通路
２８を介してエツジ部２６に供給されると、液体
燃料を微粒化され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。
一つの具体的条件及び諸寸法を示すと次の通りで
ある。
超音波噴射ノズルの出力： 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 ６mm
３段： 直径 ５mm
４段： 直径 ４mm
５段： 直径 ３mm
各段の高さ（ｈ）： 1.5mm
燃料 油種： 灯油
流量： 10cm3／秒
噴射圧力： ５Kg／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、従来の噴射ノズルにおい
ては燃料供給圧力が30〜100Kg／cm2必要とされた
が、本発明の噴射ノズルでは０〜数10Kg／cm2とい
つた低圧でよく、燃料設備の小型化、軽量化、低
コスト化が達成される。又、本発明の噴射ノズル
を使用すると、燃料を連続的に送ることができ、
大容量の噴霧即ち噴射が可能とされる。
ては燃料供給圧力が30〜100Kg／cm2必要とされた
が、本発明の噴射ノズルでは０〜数10Kg／cm2とい
つた低圧でよく、燃料設備の小型化、軽量化、低
コスト化が達成される。又、本発明の噴射ノズル
を使用すると、燃料を連続的に送ることができ、
大容量の噴霧即ち噴射が可能とされる。
更に、本発明の噴射ノズルによると液体の性状
に関係なく且つ低流量時でも安定した液体の微粒
化をなすことができ、ターンダウン化を非常に大
きくとれるという利点がある。
に関係なく且つ低流量時でも安定した液体の微粒
化をなすことができ、ターンダウン化を非常に大
きくとれるという利点がある。
第１図は、本発明に係る超音波噴射ノズルの断
面図である。第２図は、振動子のエツジ部の部分
拡大図である。 １…噴射ノズル、４…弁箱、８…液体供給手
段、１２…振動子、２６…エツジ部、３０…液体
供給口、１００…超音波振動発生手段。
面図である。第２図は、振動子のエツジ部の部分
拡大図である。 １…噴射ノズル、４…弁箱、８…液体供給手
段、１２…振動子、２６…エツジ部、３０…液体
供給口、１００…超音波振動発生手段。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 超音波振動発生手段と、該超音波振動発生手
段に一端が連結されそして他端には外周部が環状
の階段状とされるエツジ部を有し、該超音波振動
発生手段により連続的に振動される細長の振動子
と、前記エツジ部に液体を供給するために、該振
動子のエツジ部を有した側の端部に近接して設け
られた液体供給手段とを具備することを特徴とす
る超音波噴射ノズル。 ２ 液体供給手段に連通する管路に電磁弁を設
け、液体供給手段への液体の供給を制御するよう
にした特許請求の範囲第１項記載の超音波噴射ノ
ズル。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26006284A JPS61138556A (ja) | 1984-12-11 | 1984-12-11 | 超音波噴射ノズル |
| US06/806,166 US4726523A (en) | 1984-12-11 | 1985-12-06 | Ultrasonic injection nozzle |
| EP85308983A EP0186376B1 (en) | 1984-12-11 | 1985-12-11 | Ultrasonic injection nozzles |
| DE8585308983T DE3568539D1 (en) | 1984-12-11 | 1985-12-11 | Ultrasonic injection nozzles |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26006284A JPS61138556A (ja) | 1984-12-11 | 1984-12-11 | 超音波噴射ノズル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61138556A JPS61138556A (ja) | 1986-06-26 |
| JPH0256942B2 true JPH0256942B2 (ja) | 1990-12-03 |
Family
ID=17342775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26006284A Granted JPS61138556A (ja) | 1984-12-11 | 1984-12-11 | 超音波噴射ノズル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61138556A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4765646B2 (ja) * | 2006-02-01 | 2011-09-07 | 株式会社日立製作所 | ガスタービンの制御方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4841209U (ja) * | 1971-09-17 | 1973-05-25 | ||
| JPS5134013U (ja) * | 1974-09-06 | 1976-03-12 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5878179U (ja) * | 1981-11-24 | 1983-05-26 | ティーディーケイ株式会社 | 音響変換器 |
-
1984
- 1984-12-11 JP JP26006284A patent/JPS61138556A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4841209U (ja) * | 1971-09-17 | 1973-05-25 | ||
| JPS5134013U (ja) * | 1974-09-06 | 1976-03-12 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61138556A (ja) | 1986-06-26 |
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