JPH03137957A - 超音波霧化装置 - Google Patents

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。

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の如き液体は勿
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。

〔従来の技術〕

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Ｔンヒー夕
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
を極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イ−ぞルエンジン
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に霧化するこの
ような装置として、超音波を利用して、供給される液体
燃料を霧化する超音波霧化装置が知られている。この種
の超音波霧化装置にお〜Ａ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ｐｌＸ＠形成することが必須である。この目的のた
めに、これまで種々の工夫がなされている。

第２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、ｔｌＨ勤子水子ホーン１１３気・音響変換素
子１１４からなり、アウターシリンダ１１１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の環状ノズル部１１６から振
動子ホーン１１３に供給され燃料を微粒化するものであ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来の超音波霧化装置においては、拡径
型振動子ホーンの場合では、噴霧粒径が小さく処理量が
大きいこと、ターンダウン比が大きいという利点がある
ものの、該振動子ホーンの周方向の分布が不均一になり
やすく、噴霧角が液体の供給位置によって変化すること
等の噴霧特性が悪化するという問題を有している。

本発明は、上記問題を解決するものであって、振動子ホ
ーンの先端形状を改良することにより、微粒化特性を向
上させると共に、高ターンダウン比が得られる超音波霧
化装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

そのために本発明の超音波霧化装置は、先端に霧化面４
を有する振動子ホーン１０と、該振動子ホーン１０の外
周に配置され振動子ホーンの霧化面４の全周にわたって
液体を供給するためのスリーブθとを有し、前記霧化面
４の形状を連続する球面または楕円形状とし、該霧化面
に対向して前記スリーブの開口部９Ｃを配置することを
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。

〔作用〕

本発明においては、例えば、第１図に示すように、液体
供給管７から供給される液体は、液体貯留部６を通って
ノズル部２ａから振動子ホーン３ａに到達し、超音波振
動によって霧化される。ケーシング部材６の液体供給口
６ａには、電磁弁から液体物質が供給され、スリーブ部
材５の円周溝５ｂの全周にわたって供給される。円周溝
５ｂに供給された液体は、通路９ａｓ　　傾斜通路９ｂ
を通って開口部９Ｃに至り、霧化面４に到達する。霧化
面４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。このとき、開口部９ｃから球
面形状の霧化面４に沿って滑らかに流れるため、液体の
供給流量が増大しても、微粒化特性を向上させることが
できると共に、噴霧角を狭くすることができる。また、
振動子ホーン１０の霧化面４を連続する球面、楕円形状
としているため、振幅は霧化面４の先端にいく程大きく
なると共に、液膜は先端にいく程厚くなる。その結果、
供給される液体は、常に最も振幅の小さな位置で霧化さ
れため、粒径を小さくすることができる。

〔実施例〕

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１実施例を示す全体断面図
、第２図は第１図の■−■線に沿う断面図である。

本発明の超音波霧化装置１は、基部に超音波振動を発す
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、振動子軸部３および振動子ホーン１０が連
結され、その先端部に球面形状の霧化面４が形成されて
いる。

振動子軸部３の外周には、これを囲包するように略環状
のスリーブ部材５が配設され、スリーブ部材５の先端部
分５ａの外周には、先端部分５ａの外径よりも、やや大
きい内径を有した環状のケーシング部材６が固定され、
スリーブ部材５の先端部分５ａとケーシング部材６との
間にスリーブ９を形成している。

更に、スリーブ部材５とケーシング部材６の先端部は先
細りに形成され、したがって、スリーブ部材５の先端部
分５ａの外周面とケーシング部材６の内周面との間には
、環状の通路９ａｓ　傾斜通路９ｂおよび開口部９ｃが
形成されることになる。

なお、スリーブ部材５は、その外周面上の好適位置７に
円周溝５ｂが半径方向に全周にわたって設けられており
、ケーシング部材６には、好適位置に燃料等の液体供給
口６ａが設けられており、この燃料供給口６ａは、円周
溝５ｂ及び通路９ａと連通している。

ケーシング部材６の液体供給口６ａには、電磁弁から液
体物質が供給され、スリーブ部材５の円周溝５ｂの全周
にわたって供給される。円周溝５ｂに供給された液体は
、通路９ａ１　傾斜通路９ｂを通って開口部９ｃに至り
、霧化面４に到達する。

霧化面４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。

本発明においては、振動子ホーン１０の霧化面４を連続
する球面、楕円形状としているため、振幅は霧化面４の
先端にいく程大きくなると共に、液膜は先端にいく程厚
くなる。その結果、供給される液体は、常に最も振幅の
小さな位置で霧化されため、粒径を小さくすることがで
きる。

第３図は本発明の他の実施例を示し、　（ａ）および（
ｂ）図は、振動子ホーンの霧化面４を軸方向断面で楕円
形状とした例であり、・・さらに（ｂ）図においては、
霧化面４に互いに交差する多数の溝１１をローレット加
工により形成したり、或はサンドベーパにより微細な凹
凸面を形成し、噴霧の均一性を向上させている。　（Ｃ
）図は霧化面４を互いに曲率Ｒ１、Ｒ２が異なる球面を
連続して形成した例を示している。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、振動子ホーンの霧化面を
連続する球面、楕円形状とすることにより、微粒化特性
を向上させると共に、高ターンダウン比を得ることがで
きる。

また、噴霧角を小さくできると共に、製造コストを低減
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の超音波霧化装置の１実施例を示す全体
断面図、第２図は第１図の■−■線に沿う断面図、第３
図は本発明の他の実施例を示す振動子ホーンの断面図、
第４図は従来の超音波噴射弁の断面図である。 １・・・超音波霧化装置、４・・・霧化面、９・・・ス
ＩＪ　−ブ、９ｃ・・・開口部、　１０・・・振動子ホ
ーン。 出　願　人　　　東燃株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）先端に霧化面を有する振動子ホーンと、該振動子
   ホーンの外周に配置され振動子ホーンの霧化面の全周に
   わたって液体を供給するためのスリーブとを有し、前記
   霧化面の形状を連続する球面または楕円形状とし、該霧
   化面に対向して前記スリーブの開口部を配置することを
   特徴とする超音波霧化装置。