JPS58202071A - 霧化装置 - Google Patents

霧化装置

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JPS58202071A
JPS58202071A JP8581082A JP8581082A JPS58202071A JP S58202071 A JPS58202071 A JP S58202071A JP 8581082 A JP8581082 A JP 8581082A JP 8581082 A JP8581082 A JP 8581082A JP S58202071 A JPS58202071 A JP S58202071A
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atomizing
liquid
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vibrating
atomization
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JP8581082A
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JPS6246228B2 (ja
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Naoyoshi Maehara
前原 直芳
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B17/00Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
    • B05B17/04Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods
    • B05B17/06Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations
    • B05B17/0607Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers
    • B05B17/0638Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers spray being produced by discharging the liquid or other fluent material through a plate comprising a plurality of orifices
    • B05B17/0646Vibrating plates, i.e. plates being directly subjected to the vibrations, e.g. having a piezoelectric transducer attached thereto

Landscapes

  • Pressure-Spray And Ultrasonic-Wave- Spray Burners (AREA)
  • Special Spraying Apparatus (AREA)

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】 本発明は、灯油・軽油等の液体燃料、水、薬液、記録イ
ンク等の液体を微粒化するための霧化装置に関し、さら
に詳しく言えば、圧電セラミックの様な圧電振動子等の
電気的振動子を利用した超音波霧化装置に関するもので
ある。
従来、この種の超音波霧化装置は、種々の形式のものが
提案されている。
最も代表的で古くから提案されている超音波霧化装置は
、ホーン型超音波霧化装置であり、ホーン型振動子に圧
電振動子等を取り付け、ホーンにより、その振動振巾を
増巾する構成としたものであって、ホーン先端の振巾最
大面にポンプ等で液体を供給し霧化するものである。
第2の超音波霧化装置は、加湿器等に実用化されている
形式のものであり、液槽底面に圧電振動子を設け、液面
近傍に超音波エネルギーを照射・集中させ、液面近傍で
の一種のキャビテーションを利用して霧化するものであ
る、 また、近年、インクジェット記録装置に利用されている
もので第1図に示すような超音波霧化装置がある。これ
は、図のように、インク室1の一端にノズル2を、他端
に圧電振動子3を設け、圧電振動子3の振動により発生
する圧力をノズル2に伝え、インク滴4を噴射し微粒化
するものである。
しかしながら、これら従来の超音波霧化装置には以下の
ような欠点があった。
第1の超音波霧化装置は、安定な超音波振動の励起と維
持のためにホーン型振動子の高い加工精度と面倒な取付
条件を要し、さらに、ポンプ等の液体供給手段を要する
ため装置全体が大型化、高価格化せざるを得なかった。
また、20CC/分程度の霧化量を得るのに要する電力
は、6〜10ワツトであり、かつ微粒化能力、粒径バラ
ツキ、霧化パターン等の霧化性能も十分なものではなか
った。
第2の超音波霧化装置は、液体供給手段が不要であり微
粒化能力に優れるものであったが、圧電振動子の超音波
エネルギーにより直接霧化する形式のものであるので、
20CC/分程度の霧化量を得るに要する電力は、60
〜60ワツトと、極めて大きく、かつ1〜2計の高周波
電力を必要とするため電波障害発生の可能性が高いとい
う欠点を有していた。また、液体の温度、液面高さ、液
物性による霧化性能変動が著しく、その補償は極めて面
倒で複雑なものとならざるを得なかった。
第3の超音波霧化装置は、ポンプ機能を有し。
比較的小さい均一粒径の霧化粒子が得られ、しかも電力
消費が著しく小さいという長所を有しているが、インク
室1のインク(液体)を介してノズル2に圧電振動子3
の発生する超、音波振動を伝達する構成であるため、溶
存空気の多い一般的な液体を霧化しようとすると超音波
キャビテーション↓Z により溶存空気の気絶化が生じ、霧化動作維持が不可能
であるという欠点を有していた。また、ノズル2の目づ
まり等の故障時は霧化装置全体を交換することが必要で
あった。また、第1〜第3の超音波霧化装置全てにとっ
てCえることであるけれども、霧化装置の霧化特性、す
なわち振動特性は霧化装置全体を組立後に調整管理する
ことが必要であり、生産工程も面倒で、かつ、不良品に
よる損益も大きくならざるを得ないものであった。
本発明は上記従来の欠点を一掃した超音波霧化装置を提
供せんとするものである。
第1の目的は、構成が簡単でコンノくクトであり従って
低価格な霧化装置を提供することである。
第2の目的は、微粒化能力、粒径・・ラソキ、霧化パタ
ーン等の霧化性能に優れ、かつ、溶存空気を多く含む一
般的液体であっても安定に霧化することができる汎用性
の高い霧化装置を提供することである。
さらに第3の目的は、生産工程が簡単で特性管理が容易
であり、かつ保守・点検が極めて容易な霧化装置を提供
することである。
本発明は上記目的を達成するために以下のような構成に
より成るものである。すなわち、ノズルを設けたノズル
部と電気的振動子とより成る振動体と、前記振動体の外
周を支える固定部とにより振動部を構成し、前記電気的
振動子により前記ノズルを力0振するよう構成すると共
に、前記振動部をボディーに装着して液体を充填するた
めの加圧室を形成するよう構成し、かつ、前記振動体の
振動がほぼ周辺固定振動となるよう前記固定部を構成し
たものであり、固定部にて周辺固定された振動体の振動
によるノズルの加珈により加圧室に充填された液体ケノ
ズルより噴射し微粒化するものである。
以下本発明の一実施例について図面と共に説明する。
第2図は本発明の一実施例の霧化装置を適用した温風機
の断面図である。図において、温風機ケース6の上面に
設けられた操作部6より制御部7に運転指令が与えられ
ると、制御部7は、モータ8を起動し送風ファン9が回
動する。したがって、吸込口1o工り燃焼空気が矢印の
ように吸い込まれ、オリフィス11を通り負圧発生部1
2に負圧ゆ(例えば30〜6og*H20)を発生して
旋回器13に送られる。旋回器13より霧化室14に矢
印のような旋回気流となって送られ、燃焼室16を通り
排気筒16より排気される。
一方灯油はタンク17よりパイプ18を経てレベラ19
に送られ、レベラ19は灯油面をムの位置に制御する。
霧化部20は、パイプ21.パイプ22によりそれぞ肛
しペラ19と負圧発生部12と連通されている。バイブ
21内の液面Bは運転停止時は液面ムと一致しているが
、負圧発生部12に発生した負圧力により吸い上けらf
、霧化部20内を灯油で充満して図のCの装置まで上昇
する。
次に、制御部7は内蔵する霧化部2oの駆動回路を起動
し、30kHz〜50kJh程度の交流電圧を霧化部2
0に供給する。したがって霧化部2oは霧化動作を開始
し、霧化室14に霧化粒子23を噴霧する。霧化粒子2
3は旋−気流と混合し、点火器24にて点火され火炎2
6を形成して燃焼する。
26は火炎センサ、27は対流ファンである。以上の説
明から明らかなように本発明の一実施例の霧化装置を適
用して温風機を構成すると極めて構成の簡単な温風機と
することができる。
次に霧化部2oについて第3図全参照してさらに詳しく
説明する。第3図において第2図と同符号は相当物であ
る。霧化部2oは、内部に直径が1o〜1611、深さ
が2〜f5WNの円筒型の加圧室28を有するボディー
29を外カバー30にビス31で固定して構成されてい
る。外カバー30はビス32.33で霧化室14の壁面
に固定されている。34は、直径1O−15ffff、
厚さ0.5−2朋の円形圧電振動子であり、中央に開口
35を設けている。その両面は図示していないが電極が
設けらtており、リード線36.37を介して制御部7
より交流電圧が供給されその径方向の伸縮振動を行う。
圧電振動子34は、中央に直径30μm〜10Qμmの
ノズル38を複数個有する厚さ3077m〜1ooμm
のノズル板39に接着層40にて接着され、ノズル板3
9は接着層41にて円環状の固定部42に接着されてい
る。固定部42の外周にはネジ部43が設けられており
、ボディー29に設けられたメネジ部に固定されている
44.45はパイプ21.22のネジ部である。
このような構成の霧化部2oは圧電振動子34の径方向
伸縮振動によりノズル38がその軸方向に加振されて霧
化粒子23を噴霧する。
第4図a、b、cは圧電振動子34、ノズル板39およ
び固定部42で構成される振動部の振動を説明する説明
図である。第4図において第3図と同符号は相当物であ
る。第4図すは、圧電振動子34がその径方向に伸張歪
を生じたときの状態を示し、図中の破線は圧縮歪を生じ
たときの状態を示している。このような第4図すに示し
た振動部の振巾5の分布は、第4図aに示すようであり
、ノズル38の近傍は極めて大きく、その外周は徐々に
小さくなり固定部42は振動しない状態となっている。
したがって、ノズル38の軸方向振巾が極めて大きく、
他の部分は小さく押えられるので、第3図のようにノズ
ル38からの霧化粒子23の噴出が行われ、かつ、ノズ
ル38に発生する表面張力によりパイプ21からの灯油
の吸い上けが行わするけれども溶存空気の気泡化は極め
て少なく、第3図に示すような小気泡46が発生するの
みである。そして霧化作用と灯油の吸い上げ作用とはほ
とんどノズル38の近傍の状態(圧力変化)で決定され
てしまうので、気泡46が霧化動作に対してほとんど影
響を与えないのである。
このような霧化動作は、第4図すのような振動部の振動
状態により決定さnてしまい、第4図Cにモテル化して
示すようにノズル板39と圧電振動子34より成る振動
体47と固定部42とにより決定さ九ると考えることが
できる。すなわち第4図Cに示すように、振動体47が
固定部48により周辺固定のたわみ振動を行うよう固定
部42を構成すtば、このような動作を実現することが
、できるのである。最も簡単な周辺固定条件を確立する
ためには、固定部42の質量を振動体47、(すなわち
圧電振動子34とノズル板39)の質量より十分大きく
すtばよい。このように、周辺固定の振動をノズル板3
9と圧電振動子34より成る振動体37に励起させるこ
とにより、ノズル38の近傍のみが振巾が大きく、他の
部分は、振巾が小さい振動を励起し、安定な露化動作と
灯油の吸い上げ作用とを、溶存空気の多い灯油であって
も実現することができる。
また、上述した説明から明らかなように固定部42によ
り振動体4了の周辺固定振動を可能とすることにより、
ボディー29との機械的結合状態が霧化動作に与える影
響をほとんどなくすることができるので生産工程が大巾
に簡単化さfる。すなわち霧化特性を左右するため十分
な生産工程管理を必要とする部分を第4図すに示す振動
部のみに集約することができ、生造工程1品質管理工程
を合理化することができ かつ特性測定等においても、
その固定条件による影響をなくすることができるから、
非常に扱いが容易となる。塘た接着層40.41の接着
条件の管理が、ボディー29と分離されているので極め
て容易になるという長所も有している。
その上、ノズル38の目づまり、特性劣下管の不都合発
生時においては、ボディー29はそのままで振動部のみ
を交換・チェックすることが可能となり、かつ、再組立
時に組立状態の差による特性変化もほとんどないものと
することができるので、保守・点検等も極めて容易なも
のとすることができる。
第6図は不発明の霧化装置の他の実施例を示す振動部の
断面図であり、第3図と同符号は相当物である。この実
施例における振動部は、振動体であるノズル板39と固
定部42の接着層41を圧電振動子34とノズル板39
の接着層40とをノズル板39に対して同じ側になるよ
うに構成したものであり、接着面が片面となる点で接着
工程上Md−」である。
第6図は本発明のさらに他の実施例を示す霧化装置の振
動部の構成を示す断面図であり、第5図と同符号は相当
物である。この実施例ではノズル38が平面上に設けら
れており、図のように直線的に霧化粒子23を噴霧する
ことができる。
第3図、第5図、および第6図の実施例のような霧化装
置は、前述したように溶存空気を多く含む液体でも自給
して吸い上げながら安定に霧化することが可能であり、
しかも、20CC/分程度の霧化量を得るのに要する電
力は、0.1ワット程度でよく極めて省エネルギー性の
高い霧化装置とすることができる。
以上に述べたように本発明によれば、ノズルを有するノ
ズル部と電気的振動子とより成る振動体と固定部とによ
り振動部を構成し、前記電気的振動子によりノズルを加
振するよう構成すると共に前記振動部をボディーに装着
して液体を充填するための加圧室を形成するよう構成し
、かつ、前記振動体の振動がほぼ周辺固定振動となるよ
うに固定部を構成したから、構造が極めて簡単でコンパ
クトであり、従って低価格であると共に、微粒化能力1
粒径バラツキ、霧化パターン等の霧化性能に優れ、溶存
空気の多い液体でも安定に霧化動作を行うことができる
霧化装置を実現することができる。特に、振動体の周辺
固定振動が可能となるように固定部を構成することによ
り、霧化特性の安定化を容易に行うことができ、生産工
程が簡単化され、品質管理が容易な霧化装置とすること
が可能であり、さらに霧化装置の保守・点検も極めて容
易なものとすることができるので、その工業的価値は極
めて太きいものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の霧化装置の断面図、第2図は本発明の霧
化装置の一実施例を適用した温風機の断面図、第3図は
同霧化装置の一実施例の断面図、第4図aは同霧化装置
の振動部の振巾分布図、bは同振動部の断面図、Cは同
振動部のモデル化した動作説明図、第6図は本発明の他
の実施例を示す霧化装置の振動部の断面図、第6図は本
発明のさらに他の実施例を示す振動部の断面図である。 28・・・・・加圧室、29・・・・・・ボディー、3
4・・・・・・電気的振動子(圧電振動子)、38・・
・・・ノズル、39・・・・・・ノズル部(ノズル板)
、42・・・・・・固定部、47(34,39)・・・
・・・倣動体。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 第2図 第3図 第4図 (α)        (b+           
     (C〕祈、5図      第6図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  ノズルを設けたノズル部と電気的振動子とよ
    り成る振動体と、前記振動体の外周を支える固定部とに
    より振動部を構成し、前記振動部をボ定振動となるよう
    前記固定部を構成した霧化装置。
  2. (2)  振動体の質量よりも叶固定部の質量を大きく
    することにより峠振動体の振動がほぼ周辺固定振動とな
    るようにした特許請求の範囲第1項に記載の霧化装置。
  3. (3)振動部とボディーとを分離可能に装着した特許請
    求の範囲第1項に記載の霧化装置。
  4. (4)電気的振動子を円板状の圧電振動子で構成し、ノ
    ズル部を金属板で構成して振動体とすると共に、固定部
    を円環状に構成し、前記固定部の外周を前記ボディーに
    装着する構成とした特許請求の範囲第1項に記載の霧化
    装置。
JP8581082A 1982-05-20 1982-05-20 霧化装置 Granted JPS58202071A (ja)

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JP8581082A JPS58202071A (ja) 1982-05-20 1982-05-20 霧化装置

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JPS6246228B2 JPS6246228B2 (ja) 1987-10-01

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102641816A (zh) * 2011-02-18 2012-08-22 微邦科技股份有限公司 喷孔片及使用其的雾化组件

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102641816A (zh) * 2011-02-18 2012-08-22 微邦科技股份有限公司 喷孔片及使用其的雾化组件

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JPS6246228B2 (ja) 1987-10-01

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