JPH03224654A

JPH03224654A - 超音波霧化装置

Info

Publication number: JPH03224654A
Application number: JP2269090A
Authority: JP
Inventors: Koji Nakayama; 仲山　浩司; Kiyoe Ishikawa; 石川　清榮; Shigeru Tadano; 多々納　茂; Masami Endo; 正巳遠藤
Original assignee: Tonen Corp
Current assignee: Tonen General Sekiyu KK
Priority date: 1990-01-31
Filing date: 1990-01-31
Publication date: 1991-10-03

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】［産業上の利用分野コ本発明は、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］超音波により液体物質を極めて小さな液滴粒径に霧化す
る超音波霧化装置として、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の先端
ノズル部から振動子ホーンの先端霧化面の全周に液を供
給し液体を微粒化する方式のものが知られている。

前記方式においては、従来、振動子ホーンのノード部に
固定用のフランジを一体に形成し、該フランジをシリン
ダに固定、支持する方法が一般的に行われている。また
、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
供給している。

［発明が解決しようとする課題］振動子ホーンのノード部は、理論的には固定してもパワ
ーロスにはならない点が存在する。しかし、実際には、
前記固定用のフランジは点でなく幅を持つために、また
、同一材料でも音速が異なるために、その結果、フラン
ジ部に振動が生じその分だけ振動系のパワーロスが生じ
るという問題を存している。

また、フランジの切削加工に精度が要求されるためコス
ト高になると共に、フランジの締め付けを均一に行う必
要性があるため組立性が劣るという問題を有している。

さらに、シリンダと振動子ホーンとの間に液体貯留部を
形成しているために、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霧量
の安定性が低下するという問題を存している。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。

本発明の目的は、上記問題を解決するものであって、振
動系のパワーロスを軽減させると共に製作および組立を
容易に行うことができる超音波霧化装置を提供すること
である。

本発明の他の目的は、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霧量の
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
とである。

［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、
該シリンダ内に固定される振動子ホーン３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
４と、シリンダ２の外周に螺合されシリンダ２との間に
液供給路７を形成するスリーブ部材６と、前記振動子ホ
ーンの先端に形成される霧化部３ａと、該霧化部に液体
を供給するノズル部７ａと、前記振動子ホーンの２箇所
のノード部９ａ、９ｂと前記シリンダとの間に設けられ
る２個の弾性体１０．１１とを有し、該弾性体により振
動子ホーンをシリンダに固定、支持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、振動子ホーンが２箇所の７一ド部で
弾性体で固定されるため、振動子ホーンをシリンダに柔
軟性を持たせて固定、支持させることができ、振動子ホ
ーンとシリンダおよびスリーブ部材の間怠性が容易に出
せる。また、液供給路がシリンダとスリーブ部材との間
に形成され、振動子ホーンの振動による影響がないため
、従来のように気泡が発生せず、そのクリアランスを極
めて小さくしても噴霧は安定する。

［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実施例を示す一部
断面図、第２図は第１図の■−■線に沿う断面図である
。

超音波霧化装置１は、シリンダ２と、シリンダ２内に固
定、支持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の外周に螺合部５で螺合されるスリーブ部材６か
ら構成される。シリンダ２とスリーブ部材６との間には
、環状の液供給路７が形成され、該液供給路７に液供給
管８から液体が供給される。

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とスリ
ーブ部材６との間には環状のノズル部７ａが形成され、
該ノズル部７ａから液体が霧化部３ａに供給され超音波
振動により微細液滴に霧化される。このように、液供給
路７がシリンダ２とスリーブ部材６との間に形成され、
振動子ホーン３の振動による影響がないため、そのクリ
アランスを０．０５〜０．１−■程度と極めて小さくし
ても従来のように噴霧量が不安定となることがない。

振動子ホーン３には、振動しない部分すなわち２箇所の
７一ド部９ａｓ９ｂがあり、シリンダ２の内周面には、
該ノード部９ａ１９ｂに対向して溝が形成され、該構内
にＯリングからなる弾性体１０．１１が嵌合されている
。従って、振動子ホーン３をシリンダ２内に挿入したと
き、振動子ホーン３が弾性体１０，１１により固定支持
されると共に、振動子ホーン３とシリンダ２およびスリ
ーブ部材６の間怠性が容易に出せることになる。

なお、ＪＩＳ規格において、成極の軸に合う０リングに
対して、０リング溝の径寸法と０りングの潰し代の範囲
が記載されているが、本発明においては、０りフグ溝の
径寸法をＯりングの潰し代の最小値に合わせて拡大する
。

例えば、ＪＩＳ規格で成極の軸に合う０リングに対して
、その軸軽をｄ龍、Ｏリングのつぶし代の最小値がｂｍ
ｍ、Ｏリング径をａ■−であるとすると、Ｏリング溝の
径寸法を、［２（ａ−ｂ）　＋ｄコ■ｌ（誤差：±０．
１園−）にする。このようにすることにより、振動子ホ
ーンに作用する負荷が軽減され、また、起動特性が改善
される。特に、霧化部３ａに近いノード部９ａには大き
な応力が作用するため、その効果が大である。

さらに、第３図に示すように振動子ホーン３とシリンダ
２の先端部との間に、耐油性の液状ゴム等からなるシー
ル材１２を充填する。これは、振動子ホーン３とシリン
ダ２先端部との間の空間内に温度変化等により液体が侵
入するのを防止するためであり、空間内に液体が入り込
むと空間内でキヤビテーシヨンが発生し、噴霧の安定性
が損なわれるからである。

［発明の効果コ以上のように本発明によれば、振動子ホーンが２箇所の
ノード部で弾性体で固定されるため、振動子ホーンをシ
リンダに柔軟性を持たせて固定、支持させることができ
、従来のようにフランジによりリジッドに固定する場合
と比較して、振動子ホーンとシリンダおよびスリーブ部
材の間怠性が容易に出せるので、振動子ホーンの切削加
工および組立を容易に行うことができると共に、振動系
のパワーロスを半分程度に軽減させることができる。

また、液供給路がシリンダとスリーブ部材との間に形成
され、振動子ホーンの振動による影響がないため、その
クリアランスを極めて小さ（しても従来のように噴霧量
が不安定となることがない。

従って、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霧量の安定性を図る
ことができる。

さらに、振動子ホーンとシリンダ先端部との間の空間内
に液体が侵入するのを防止することにより、キヤビテー
シヨンの発生を防止し噴霧の安定性を図ることができる
。

【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実施例を示す一部
断面図、第２図は第１図の■−■線に沿う断面図、第３
図は振動子ホーンとシリンダ先端部の拡大断面図である
。１・・・超音波霧化装置、２・・・シリンダ、３・・・
振動子ホーン、３ａ・・・霧化部、４・・・電気・音響
変換素子、６・・・スリーブ部材、７・・・液供給路、
７ａ・・・ノズル部、５ａ）ｓｂ・・・ノード部、　１
０、１１・・・弾性体、　１２・・・シール材。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）シリンダと、該シリンダ内に固定される振動子ホ
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、前記シリンダの外周に螺合されシ
リンダとの間に液供給路を形成するスリーブ部材と、前
記振動子ホーンの先端に形成される霧化部と、該霧化部
に液体を供給するノズル部と、前記振動子ホーンの２箇
所のノード部と前記シリンダとの間に設けられる２個の
弾性体とを有し、該弾性体により振動子ホーンをシリン
ダに固定、支持することを特徴とする超音波霧化装置。
（２）前記振動子ホーンとシリンダ先端部との間にシー
ル材を充填することを特徴とする請求項１に記載の超音
波霧化装置。
（３）前記弾性体がＯリングであり、該Ｏリングに対す
るＯリング溝の径寸法は、ＪＩＳ規格に記載されている
Ｏリング溝の径寸法をつぶし代の最小値に対応させるこ
とを特徴とする請求項１に記載の超音波霧化装置。