JPH0389968A - 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、ガラリ／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
を極めて小さい岐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。特に、
このとき、ガソリンエンジン等のように、広い流量範囲
（高ターンダウン）にわたって、液体燃料が霧化される
ことを要求される場合には、液体燃料供給手段として電
磁弁を使用し、超音波霧化装置の霧化面に直接、液体燃
料を供給する方法が採用されている。

この種の超音波霧化装置においては、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
に戒の薄膜を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５図は複数の孔から霧化面に液を供給する方式の超音
波霧化装置を示し、シリンダ１０１、ノズル体１０２、
振動子ホーン１０３、電気・音響変換素子１０４からな
り、シリンダ１０１には、燃料供給路１０５が形成され
、ノズル体１０２には、該燃料供給路１０５に連通ずる
噴射孔１０６が形成されている。噴射孔１０８は、ノズ
ル体１０２の円周上に複数個形成され、噴射孔１０６か
ら噴射される燃料が、振動子ホーン１０３に供給され燃
料を微粒化するものである。

また、第６図は霧化面の全周に岐を供給する方式の超音
’／Ｉ’ｗ５化装置を示し、アウターシリンダ１１１、
インナーシリンダ１１２．振動子ホーン１１３、電気・
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７９７７１１２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の全周から振動子
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、上記複数の孔から霧化面に液を供給する
方式においては、霧化量が噴射孔１０６から供給される
量によって決まるため、最大霧化量と最小霧化量の比を
示すターンダウン比が大きくとれず、また、横向きに配
置した場合、噴射孔１０６に液体を均一に分配すること
が困難であるため噴霧が不均一になるという問題を有し
ている。

さらに、燃料を均一に分配するために噴射孔１０６の数
を増加させようとしても限界があり、また、噴射孔１０
６の加工が困難で製造コストが増大するという問題を有
している。

また、上記霧化面の全周に液を供給する方式の超音波霧
化装置においては、アウターシリンダ１１１の先端と振
動子ホーン１１３との間のクリアランス１１６によって
霧化量が決まるため、アウターシリンダ１１１と振動子
ホーン１１３の鍔部１１３ａとの取付精度が要求される
ため、製造コストが増大するという問題を有している。

また、このクリアランス１１６の精度が低い場合には、
ターンダウン比が大きくとれないという共に、噴霧が不
均一になるという問題を有している。

さらに、」二記いずれの方式においても、燃料の供給は
、超音波霧化装置とは別体の燃料噴射弁を介して行われ
るため、燃料噴射弁のノズルから振動子ホーンまでの距
離が長く、燃料供給の応答遅れが生し噴霧が不均一にな
るという問題を有し、また、コンパクト化が困難である
という問題を有している。

本発明の目的は、負荷変動に応じて、短時間で多量に液
体物質を効率的に霧化する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、燃料噴射弁のノズルから振動子ホ
ーンまでの距離を短くすることにより、燃料供給の応答
性を高め噴霧を均一にさせると共に、コンパクト化を達
成す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、超音波振動を発
生ずるための超音波振動発生手段２と、該超音波発生手
段に連結される振動子軸部３と、該振動子軸部の先端に
形成される振動子ホーン４と、前記振動子軸部３の外周
に配設され振動子ホーンに液体を供給するための液体通
路９．１６を有するシリンダ部５と、該シリンダ部に一
体に形成される固定部材１３と、該固定部材に挿入固定
される岐体噴則弁Ｉ２とを倖１え、前記シリンダ部月５
と固定部材１３との間には、液体噴射弁１２がシリンダ
部材５を貫通するように開口部１５が形成されると共に
、液体噴射弁１２の軸がシリンダ部材５の軸に対して傾
斜するようにしたことを特徴とする。

なお、」１記構成に付加した番号は、理解を容易にする
ために図面と幻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２図に示すように、液体
噴射弁１２から液体が噴射されると、液体は液体通路１
６を経て環状の液体通路９の全周にわたって供給され、
霧化面４に到達し、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。

〔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一実施例を示す正面図
、第２図は第１図における■−■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円筒形
状のシリンダ部材５が配設され、振動手押え１１により
固定されている。シリンダ部材５の先端部分５ａの内周
には、先端部分５ａの内径よりも、やや小さいい外径を
有した円筒形状のケーシング部材６が螺合され、シリン
ダ部材５の先端部分５ａとケーシング部材６との間に環
状の液体通路９を形成している。更に、シリンダ部材５
とケーシング部材６の先端部は先細りに形成され、環状
通路９は、振動子ホーン１０の霧化面４に向けて開口さ
れている。

シリンダ部材５の側面には、液体噴射弁１２を挿入固定
するための固定部材１３が一体に形成されている。シリ
ンダ部材５と固定部材１３との間には、液体噴射弁１２
を挿入したとき、液体噴射弁１２がシリンダ部材５を貫
通するように開口部１５が形成されると共に、液体噴射
弁１２の軸がシリンダ部材５の軸に対して傾斜するよう
に固定部材１３が形成されている。この傾斜角度αは、
シリンダ部材５と固定部材１３とが干渉しない角度（例
えば３００）からシリンダ部材５と固定部材１３とが直
交する９０’　まで任意に設定することができる。

固定部材１３の底部には、環状の液体通路９と連通ずる
液体通路１６が形成されている。液体噴射弁１２は、周
知の電磁弁からなりコネクタ１７を介して電源に接続さ
れる。

」１記構成からなる本発明の作、用について説明すると
、液体噴射弁１２から液体が噴射されると、液体は液体
通路１６を経て環状の液体通路９の全周にわたって供給
され、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。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、シリンダ部材５の側面に
は、液体噴射弁１２を挿入固定するための固定部材ｉ３
が一体に形成され、シリンダ部材５と固定部材１３との
間には、岐体噴則弁１２を挿入しなとき、液体噴射弁１
２がシリンダ部材５を貫通するように開口部１５が形成
されると共に、液体噴射弁１２の軸がシリンダ部材５の
軸に対して傾斜するように固定部材１３が形成されてい
るため、燃料噴射弁のノズルから振動子ホーンまでの距
離を短くすることがてき、燃料供給の応答性を高め噴霧
を均一にさせると共に、コンパクト化を達成することが
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一実施例を示す正
面図、第２図は第１図における■−■線に沿う断面図、
第３図および第４図は従来の超音波噴射弁の断面図であ
る。 ２・・・超音波瓶動発生手段、８・・・振動子軸部、５
・・・シリンダ部、９．１６・・・液体通路、　■２・
・・液体噴射弁、１３・・・固定部材、１５・・・開口
部。 出　願　人　　　東燃株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）超音波振動を発生するための超音波振動発生手段
   と、該超音波発生手段に連結される振動子軸部と、該振
   動子軸部の先端に形成される振動子ホーンと、前記振動
   子軸部の外周に配設され振動子ホーンに液体を供給する
   ための液体通路を有するシリンダ部と、該シリンダ部に
   一体に形成される固定部材と、該固定部材に挿入固定さ
   れる液体噴射弁とを備え、前記シリンダ部材と固定部材
   との間には、液体噴射弁がシリンダ部材を貫通するよう
   に開口部が形成されると共に、液体噴射弁の軸がシリン
   ダ部材の軸に対して傾斜するようにしたことを特徴とす
   る超音波霧化装置。