JPH04325770A - 液体の静電式霧化装置 - Google Patents

液体の静電式霧化装置

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JPH04325770A JP4042970A JP4297092A JPH04325770A JP H04325770 A JPH04325770 A JP H04325770A JP 4042970 A JP4042970 A JP 4042970A JP 4297092 A JP4297092 A JP 4297092A JP H04325770 A JPH04325770 A JP H04325770A
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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】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、加圧された液体容量を
流出させるためのノズルオリフィスを有する導電性ノズ
ル本体と、該ノズル本体内で前記ノズルオリフィスの近
くで該ノズルオリフィスに対して共軸に対向していて前
記ノズル本体に対比して高圧電位に接続された電極とか
ら成るノズルを備えた形式の液体、特に燃料を静電式に
霧化する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】前記形式の霧化装置では液体は、電極と
ノズル本体との間に形成される電界を通って導かれ、こ
れによって帯電される。この帯電は、ノズルから流出し
たあと液体を霧化させる。可能な限り小さな平均液滴直
径で良好な霧化を得るためには、液体はできるだけ高く
荷電されねばならない。ドイツ連邦共和国特許出願公開
第２８５０１１６号明細書に基づいて公知になっている
前記形式の装置では、このために接地されているノズル
本体と、負の電位に接続された電極との間の高電圧は最
高３０ｋＶに及んでいる。しかしながら燃料のような非
導電性の液体のために使用する場合には、達成可能な電
荷密度ひいては霧化微粒度が、ノズルオリフィスから流
出する液体噴射流のコロナ放電によって制限されている
ことが判った。その場合コロナ放電動作は、噴射流表面
に位置している電荷が、液体と周辺ガスとの間の境界面
に沿ってノズル外面へ向かって流出することによって生
じる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、ノズ
ル内で可能な液体容積の帯電レベルを制限し、ひいては
霧化度を制限することになるような、ノズルオリフィス
から流出する帯電した液体容量のコロナ放電を避けるこ
とである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明の構成手段は、ノズルオリフィスに設けられていて液
体容量をノズル流出時に非電気的に霧化する手段が、該
手段によって前記液体容量内に発生される機械的な分裂
力を、液滴間で生じる静電反発力よりも迅速に作用させ
るように構成されている点にある。
【０００５】前記のように構成された本発明による、液
体、特に燃料の静電式霧化装置は、従来技術に対比して
、ノズルオリフィスから流出する液体を非電気的な力に
よって迅速に霧化することによって、噴出する液体噴射
流が迅速にノズル本体から剥離され、これによって、大
抵は接地されているノズルに対する帯電液体噴射流の導
電接続が阻止されるという利点を有している。この阻止
によって、液体と周辺ガスとの間の境界面に沿って電荷
がノズルの外側へ向かって流出する不都合が回避され、
ひいてはコロナ放電が局限される。この場合、液体噴射
流を非電気的に霧化するための手段は、機械的な霧化を
良好にするという観点に立って付加的に構想される必要
はない。それというのは、次いで生じる静電式霧化作用
によって霧化品質が決定されるからである。この場合本
発明の装置の効果はガス雰囲気の特性には無関係である
。
【０００６】請求項２以降に記載した手段によって、請
求項１に記載した霧化装置の有利な構成と改良が可能で
ある。
【０００７】本発明の有利な実施態様では、ノズルオリ
フィスから噴出する際に液体噴射流を霧化するための手
段は、ノズルオリフィスに通じていてノズルから流出す
る液体に遠心加速度を与えるところの、複数の所謂「渦
流形成通路」によって構成されている。この場合、渦流
形成通路は、ノズル本体内に装嵌された截頭円錐体に形
成されており、該截頭円錐体が前記ノズル本体内で、ノ
ズルオリフィスに直接前置された前室を、燃料によって
充填可能なノズル室から隔離しているのが有利である。
【０００８】このような渦流形成ノズル以外に、液体を
ノズルから迅速に分離させるその他の機械的な作用原理
を採用することも可能である。このような作用原理は、
圧力、噴射ノズルの周辺雰囲気における摩擦、空気包囲
作用、液体と或る気相との混合、あるいはノズル出口エ
ッジでの引き裂き力に基づくことができる。
【０００９】
【実施例】次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説す
る。
【００１０】図面に概略的に示した、燃料、例えば非導
電性液体、を静電式に霧化する装置は、噴射ノズル１０
を有し、該噴射ノズルによって、調量された燃料量が噴
出され、その際に静電式に所謂スプレー煙霧１１として
極微粒状に霧化される。高圧下にある燃料が、矢印１２
で略示した燃料導管を介して燃料噴射ポンプ又は燃料噴
射弁から噴射ノズルに供給される。
【００１１】縦断面図で概略的に示した噴射ノズル１０
は、導電性材料から成るノズル本体１３を有し、該ノズ
ル本体は、燃料の充填されたノズル室１４を包囲し、該
ノズル室は、ノズル本体１３内に形成された少なくとも
１つの半径方向孔１５を介して前記燃料導管１２と連通
している。ノズル本体１３はその下端部では截頭円錐形
に構成されており、かつ、その自由端面内には１つの共
軸のノズルオリフィス１６を有している。ノズル本体１
３は反対の端面ではプレート１７によってカバーされて
おり、該プレートは複数本のねじ１８，１９によってノ
ズル本体１３に固定されている。ノズルオリフィス１６
には前室２０が直接前置されており、該前室内にはエミ
ッタ電極２１が侵入している。エミッタ電極２１はホル
ダー２２内に絶縁体を介して取り付けられており、かつ
該エミッタ電極の円錐尖端２３が前記ホルダー２２から
突出している。円錐尖端２３から離反した方の端部では
エミッタ電極２１は接続導電線２４と結合されており、
該接続導電線は高圧電源２５の負の高圧電位に接続され
ているのに対して、ノズル本体１３は大地電位に接続さ
れている。エミッタ電極２１は、電荷キャリヤの電界放
出のために適した材料から成っている。このような材料
の１例は、酸化ウランとタングステンとから成る共融混
合物である。この材料は多数の微小な尖端及びエッジを
申し分なく有しているので、材料表面には、電界放出す
るのに充分な高い電界が発生される。前室２０内の静電
界を通過する燃料は帯電させられ、従って燃料は負の電
荷をとって前室２０からノズルオリフィス１６を通って
流出する。このようにして得られる荷電に基づいて燃料
は、電荷間で作用する電気的な反発力の結果、ノズルオ
リフィス１６を出たのち極微粒状のスプレー煙霧１１を
形成する。ノズルオリフィス１６から流出する液体噴射
流のコロナ放電を回避するために、ホルダー２２には截
頭円錐形フランジ２６が配置されており、該截頭円錐形
フランジは、ノズル本体１３の下部截頭円錐形区域にお
いて該ノズル本体の内壁に密着して前室２０をノズル室
１４から隔離している。截頭円錐形フランジ２６の外周
面には複数の渦流形成通路２７が形成されており、該渦
流形成通路は、ホルダー軸線又は截頭円錐軸線に対して
鋭角を成して延び、一端ではノズル室１４に、また他端
では前室２０に開口しいる。ノズル室１４内へ加圧噴射
される燃料は、前記渦流形成通路２７を介して前室２０
へ流れ、高速度でノズルオリフィス１６から流出するこ
とができる。渦流形成通路２７によって、流出する燃料
は、流出燃料容量内に機械的な分裂力を発生させるよう
な渦流加速度を得、前記機械的な分裂力は、帯電した液
滴間に生じる反発力よりも迅速に作用する。これによっ
て燃料噴射流は噴射ノズル１０から極めて迅速に剥離さ
れるので、帯電した燃料噴射流がノズル外面を介してコ
ロナ放電を起こす不都合が防止される。燃料滴間で作用
する反発力によって次いで生じる静電式霧化作用は、ス
プレー煙霧１１内に燃料の極めて高い霧化度を生じさせ
る。
【００１２】本発明は、前記の実施例に限定されるもの
ではない。例えば、複数の渦流形成通路２７を有する截
頭円錐形フランジ２６の代わりに、要するに所謂「渦流
形成ノズル」の代わりに別の非電気的な手段を採用する
ことも可能であり、該非電気的手段とは、これによって
液体体積内に発生される分裂力が、液滴間で生じる静電
反発力よりも迅速に作用するようにノズル流出時の液体
容量を霧化するような手段である。このような手段はそ
の他の機械的な作用原理によって、例えば圧力によって
、噴射ノズル１０の周辺雰囲気における摩擦によって、
空気包囲によって、液体を或る気相と混合させることに
よって、あるいはノズル出口エッジでの引き裂き力によ
って実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】燃料用の静電式霧化装置の概略的な縦断面図で
ある。
【符号の説明】
１０　　　　噴射ノズル、　　１１　　　　スプレー煙
霧、　　１２　　　　燃料導管、　　１３ノズル本体、
　　１４　　　　ノズル室、　　１５　　　　半径方向
孔、　　１６　　　　ノズルオリフィス、　　１７　　
　　プレート、　　１８，１９　　　　ねじ、　　２０
　　　　前室、２１　　エミッタ電極、　　２２　　　
　ホルダー、　　２３　　　　円錐尖端、　　２４接続
導電線、２５　　　　高圧電源、　　２６　　　　截頭
円錐形フランジ、　　２７渦流形成通路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　加圧された液体容量を流出させるため
    のノズルオリフィスを有する導電性ノズル本体と、該ノ
    ズル本体内で前記ノズルオリフィスの近くで該ノズルオ
    リフィスに対して共軸に対向していて前記ノズル本体に
    対比して高圧電位に接続された電極とから成るノズルを
    備えた液体、特に燃料を静電式に霧化する装置において
    、ノズルオリフィス（１６）に設けられていて液体容量
    をノズル流出時に非電気的に霧化する手段（２７）が、
    該手段によって前記液体容量内に発生される機械的な分
    裂力を、液滴間で生じる静電反発力よりも迅速に作用さ
    せるように構成されていることを特徴とする、液体の静
    電式霧化装置。
  2. 【請求項２】　　非電気的な手段が、ノズルオリフィス
    （１６）に通じる複数の渦流形成通路（２７）によって
    構成されている、請求項１記載の静電式霧化装置。
  3. 【請求項３】　　渦流形成通路（２７）が、ノズル本体
    （１３）内に装嵌された截頭円錐体（２６）に形成され
    ており、該截頭円錐体が前記ノズル本体（１３）内で、
    ノズルオリフィス（１６）に直接前置された前室（２０
    ）を、燃料によって充填可能なノズル室（１４）から隔
    離している、請求項２記載の静電式霧化装置。
  4. 【請求項４】　　渦流形成通路（２７）が截頭円錐体（
    ２６）の外周面で、截頭円錐体軸線に対して鋭角を成し
    て延びており、かつ、一端では前記ノズル室（１４）に
    、また他端では前室（２０）に開口している、請求項３
    記載の静電式霧化装置。
JP04297092A 1991-03-01 1992-02-28 液体の静電式霧化装置 Expired - Fee Related JP3340460B2 (ja)

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