JPH03174270A - 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、（イ）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、　（ロ）ガ
スタービン用燃料噴射ノズル、　（ハ）工業用、営業用
及び家庭用のボイラ、加熱炉、暖房用バーナ、（ニ）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（ホ）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ァンヒータ
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ィーゼルエンジン
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。例えば
、シリンダ内に振動子ホーンを配設し、シリンダと振動
子ホーンとの間に液体貯留部を形成し、先端ノズル部か
ら振動子ホーンの霧化面の全周に液を供給し液体を微粒
化するものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記超音波霧化装置においては、液体を霧化面へ均一に
供給分布させると共に、安定した噴霧量を維持すること
が重要な課題である。しかしながら、シリンダと振動子
ホーンとの間の先端ノズル部のクリアランスを大きくす
ると、噴霧量の安定性は良くなるが霧化面への液供給分
布の均一性が低下し、逆に、先端ノズル部のクリアラン
スを小さくすると、霧化面への液供給分布の均一性は良
くなるが噴？１ｆｆｉの安定性が低下するという問題を
有している。先端ノズル部のクリアランスを小さくする
と、噴霧量の安定性が低下する理由は、振動子ホーンの
超音波振動により液体貯留部内で気泡が発生し、この気
泡が先端ノズル部から噴出することに起因する。

本発明は、上記問題を解決するものであって、先端ノズ
ル部のクリアランスを小さくして霧化面への液供給分布
の均一性および噴？ｉｎの安定性を図ることができる超
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、シリンダ２と、
シリンダ２内に嵌合される振動子ホーン３と、振動子ホ
ーン３に超音波振動を付与せしめる電気・音響変換素子
４と、シリンダ２と振動子ホーン３との間に形成される
液体貯留部５およびノズル部７とを有し、該ノズル部７
を水平方向から下方向に配置する超音波霧化装置におい
て、該超音波霧化装置１は、ハウジング１０内の空気送
風室１１に配設されてなり、シリンダ２に液体貯留部５
と空気送風室外部とを連通ずる空気排出管９を設け、該
空気排出管により超音波霧化装置を固定することを特徴
とする。

なお、上記構成に付加した番号は図面と対比させるため
のものであり、これにより本発明の構成が何ら限定され
るものではない。

〔作用〕

本発明においては、例えばバーナーの場合、液体貯留部
５に液体供給管６から供給される燃料等の液体は、ノズ
ル部７から霧化部３ａに供給され超音波振動により微細
液滴に霧化され、空気孔１３から供給される空気と混合
されて燃焼室１４内に送られる。このとき、超音波振動
により液体貯留部５内で発生する気泡は、液体貯留部５
内を上昇し開口２ａおよび空気排出管９を経て大気中に
排出される。

〔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の１実施例を示す部分
断面図で超音波霧化装置を水平方向に配置する例を示し
ている。

超音波霧化装置１は、シリンダ２と、シリンダ２内に嵌
合される振動子ホーン３と、振動子ホーン３に超音波振
動を付与せしめる電気・音響変換素子４とからなり、シ
リンダ２と振動子ホーン３との間に液体貯留部５が形成
され、該液体貯留部５に液体供給管ｅから燃料等の液体
が供給される。

振動子ホーン３の先端には霧化部３ａが形成される。こ
の霧化部３ａの形状は、図に示す半球形状の他、拡径形
状、バット形状が採用される。また、シリンダ２と振動
子ホーン３との間にはノズル部７が形成され、該ノズル
部７から液体が霧化部３ａに供給される。なお、８はＯ
リングである。

シリンダ２の上部には、大気に連通ずる開口２ａが形成
され、該開口２ａに空気排出管９が接続固定されている
。なお、開口２ａの直径は気泡の表面張力に抗して逃げ
られる程度の大きさとする。

ハウジング１０は、図示しない送風機に接続される空気
送風室１１および仕切板１２により区画形成される空気
孔１３および燃焼室１４を有し、前記空気排出管９の先
端開口をハウジング１０を貫通してナツト１５により固
定している。なお、空気排出管９の先端を霧化室１４内
に開口させると共に、仕切板１２に固定するようにして
もよい。

その作用について説明すると、液体貯留部５に液体供給
管６から供給される燃料等の液体は、ノズル部７から霧
化部３ａに供給され超音波振動により微細液滴に霧化さ
れ、空気孔１３から供給される空気と混合されて燃焼室
１４内に送られる。

このとき、超音波振動により液体貯留部５内で発生する
気泡は、液体貯留部５内を上昇し開口２ａおよび空気排
出管９を経て大気中に排出されるため、気泡が先端ノズ
ル部から噴出することがなく、先端ノズル部７のクリア
ランスを小さくして霧化面への液供給分布の均一性およ
び噴霧量の安定性を図ることが可能となる。

特に本発明においては、空気排出管９の先端開口を空気
送風室１１の外部に貫通させていることを特徴としてい
る。これは、空気排出管９の先端開口を空気送風室１１
内に開口すると、ノズル部７との空気圧の差により、空
気排出管９からノズル部７へ空気が吹き抜けてしまうわ
らである。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく種
々の変更が可能である。

例えば、上記実施例においては、先端ノズル部７を水平
方向に配置しているが、先端ノズル部７を水平方向から
下方向の範囲内で任意に配置できる。その場合には、空
気排出管９の先端開口を空気のみが排出できるように屈
曲させて液体貯留部５より上方に位置させるようにする
。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、超音波振動により液体貯
留部５内で発生する気泡は、液体貯留部Ｓ内を上昇し開
口２ａおよび空気排出管９を経て大気中に排出されるた
め、気泡が先端ノズル部から噴出することがなく、先端
ノズル部７のクリアランスを小さくして霧化面への液供
給分布の均一性および噴ａｍの安定性を図ることが可能
となる。

また、空気排出管９を超音波霧化装置の固定手段として
兼用するのでコストが低減される。

【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実施例を示す部分
断面図である。 １・・・超音波霧化装置、２・・・シリンダ、２ａ・・
・開口、３・・・振動子ホーン、３ａ・・・霧化部、４
・・・電気・音響変換素子、５・・・液体貯留部、７・
・・ノズル部、９・・・空気排出管、１０・・・ハウジ
ング、１１・・・空気送風室。 出　願　人　　　東燃株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）シリンダと、該シリンダ内に嵌合される振動子ホ
   ーンと、該振動子ホーンに超音波振動を付与せしめる電
   気、音響変換素子と、前記シリンダと振動子ホーンとの
   間に形成される液体貯留部およびノズル部とを有し、該
   ノズル部を水平方向から下方向に配置する超音波霧化装
   置において、該超音波霧化装置は、ハウジング内の空気
   送風室に配設されてなり、前記シリンダに前記液体貯留
   部と空気送風室外部とを連通する空気排出管を設け、該
   空気排出管により前記超音波霧化装置を固定することを
   特徴とする超音波霧化装置。