JPH03249968A - 超音波霧化装置の制御方法 - 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
化装置の制御方法に関し、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
の液体噴震器、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の制御方法に関する。

［従来の技術］ 超音波霧化装置は、例えば電気／音響変換素子や高周波
発振器のごとき超音波振動発生手段によって駆動され、
供給される液体物質を霧化する超音波振動子ホーンを具
備するものであるが、前記液体物質を霧化するに際して
、噴霧流量の大小、液滴の粒径の大小等の超音波振動子
ホーンの霧化特性の良、不良が、前記超音波霧化装置が
使用される機器、装置の性能に種々の影響を及ぼすもの
である。例えば、燃焼装置においては、前記超音波振動
子ホーンにおける霧化特性が悪いと、適確な空燃比制御
が行えなかったり、燃焼状態が悪化して排気ガス中に含
まれる炭化水素や一酸化炭素の量が増大したり、ススの
量も増大するという不具合を生じることになる。

この不具合を解消するために、特公昭５２−８８３５号
公報および特公昭５９−３６１０７号公報に示されるよ
うに、超音波振動子ホーンの軸心に沿う断面形状が、先
端に向かって拡径形の形状とし、超音波振動子ホーンの
霧化特性を改善したものが知られている。さらに、本発
明者等は、特願昭６１−１８０１６３号に示されるよう
に、拡径形の振動子ホーンの大径部に中空部を形成し、
超音波振動発生手段を大型化しなくても高振幅で且つ振
幅を低下させずに駆動できると共に、霧化面積が制約を
受けることなく従って霧化された液滴の粒径を微細化で
き、最大霧化量を増大させるものを提案している。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、本発明者等が上記特願昭６１−１８０１
６３号に示す超音波霧化装置において実験を行ったとこ
ろ、第２図に示すように、超音波振動の振幅が小さい場
合の方が、振幅が大きい場合よりも霧化液滴の平均粒径
が微小になるが、その反面、噴霧処理量が小さくなると
いう特性を有し、小さな振幅で処理量を増大させると、
図のＡ点で処理限界に達して霧化が不可能になるという
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、噴霧処理
量に見合った最適の振幅で超音波振動を付与させ、／Ｊ
１噴霧量から大ＦＩＬＭ量まで霧化特性を最良性能にす
ることができる超音波霧化装置の制御方法を提供するこ
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の制御方法は、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
める超音波発生手段４と、前記振動子ホーンの先端に形
成され先端にいくに従い外径が大きくなるように拡径形
状に形成される霧化部３ａと、該霧化部に液体を供給す
る液供給手段５ａと、噴霧処理量を検出する渡量検出手
段１１と、噴霧処理量の変化に応じて振幅を変化させる
とともに最小粒径が得られる最適振幅値により前記振動
子ホーンに超音波振動を付与せしめる制御手段とを有す
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。

［作用コ 本発明においては、第３図に示すように、液供給管６か
ら供給される液が、液供給孔２ａ１　環状通路７、複数
の液供給孔５ａを経て、振動子ホーン３の霧化部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
のとき、第２図に示すように、噴霧処理量Ｑの変化に応
じて、振幅を変化させると同時に、そのときの最小粒径
が得られるような最適振幅値ＷＢを設定する。

［実施例コ 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第３図は本発明に用いられる超音波霧化装置の１実施例
を示す断面図、第４図は第３図のｒＶ−ＩＶ線に沿う断
面図である。

超音波霧化装置１は、シリンダ部材２と、シリンダ部材
２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
、シリンダ部材２の外周に螺合されるスリーブ部材５と
から構成される。

シリンダ部材２内には軸方向に液供給孔２ａが形成され
、該液供給孔２ａに外部からの液供給管６が接続される
。シリンダ部材２とスリーブ部材５との間には、前記液
供給孔２ａに連通ずる環状通路７が形成され、シール部
材８が介在されている。スリーブ部材５には、該環状通
路７からスリーブ部材５の先端に開口する複数の液供給
孔５ａが形成されている。

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、先端にいくに従い外径が大き
くなるように拡径形状に形成されると共に、先端に中空
部３ｂが形成されている。

また、振動子ホーン３の霧化部３ａと電気拳音響変換素
子４との間には、フランジ部３ｃが形成され、該フラン
ジ部３ｃをパツキン９を介して前記シリンダ部材２に固
定している。

上記構成からなる超音波霧化装置は、液供給管６から供
給される液が、液供給孔２ａ１　環状通路７、複数の液
供給孔５ａを経て、振動子ホーン３の霧化部３ａに供給
され、超音波振動により微細液滴に霧化される。

次に第１図および第２図により本発明の制御方法の１実
施例について説明する。

第１図において、１１は噴霧量を検出する流量センサ、
１２は電子制御装置、１３は振幅設定回路、１４は最適
振幅値記憶手段、１５は高周波発振回路、１６は超音波
振動子である。前記振幅設定回路１３においては、流量
センサ１２で検出された信号にもとづいて最適振幅値記
憶手段１４に記憶されている最適振幅値を読み込み、こ
れを高周波発振回路１５に出力するものである。

第２図は、最適振幅値ＷＢと噴霧処理量Ｑの関係を示し
、噴霧処理量ＱをＱｌ、Ｑ２、Ｑ３と増大させるときに
、最適振幅値ＷＢを１８μｍからそれぞれ２０．２２．
２４μｍというように増大させることにより、噴霧処理
量Ｑの変化に応じて最小粒径が得られるような最適振幅
値ＷＢを設定するようにする。そしてこの関係をテーブ
ルまたはマツプとして前記最適振幅値記憶手段１４に記
憶するものである。

なお、上記実施例においては、最適振幅値ＷＢを噴霧処
理量Ｑの変化に応じて段階的に変化させているが、最適
振幅値ＷＢを噴霧処理量。の変化に応じて連続的に変化
させるようにしてもよい。

［発明の効果コ 以上のように本発明によれば、噴霧処理量の変化に応じ
て、振幅を変化させると同時に、そのときの最小粒径が
得られるような最適振幅値を設定するため、噴霧処理量
に見合った最適の振幅で超音波振動を付与させ、小噴霧
量から大噴霧量まで霧化特性を最良性能にすることがで
きる。また、処理量に応じた最適振幅値を設定させるた
め、超音波振動子のパワーロスの低減効果が期待できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の超音波霧化装置の制御方法の１実施例
を示す構成図、第２図は制御方法を説明するための霧化
特性を示す図、第３図は本発明に用いられる超音波霧化
装置の１実施例を示す断面図、第４図は第３図のＩＶ−
ＩＶ線に沿う断面図である。 １・・・超音波霧化装置、２・・・シリンダ部材、３・
・・振動子ホーン、３ａ・・・霧化部、４・・・電気・
音響変換素子、５・・・スリーブ部材、５ａ・・・液供
給孔、　１１・・・流量センサ、１３・・・振幅設定回
路、１４・・・最適振幅値記憶手段。 出　願　人　　　東燃株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）振動子ホーンと、該振動子ホーンに超音波振動を
   付与せしめる超音波発生手段と、前記振動子ホーンの先
   端に形成され先端にいくに従い外径が大きくなるように
   拡径形状に形成される霧化部と、該霧化部に液体を供給
   する液供給手段と、噴霧処理量を検出する流量検出手段
   と、噴霧処理量の変化に応じて振幅を変化させるととも
   に最小粒径が得られる最適振幅値により前記振動子ホー
   ンに超音波振動を付与せしめる制御手段とを有すること
   を特徴とする超音波霧化装置の制御方法。