JPS59112863A - 霧化装置 - Google Patents

霧化装置

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JPS59112863A
JPS59112863A JP22426582A JP22426582A JPS59112863A JP S59112863 A JPS59112863 A JP S59112863A JP 22426582 A JP22426582 A JP 22426582A JP 22426582 A JP22426582 A JP 22426582A JP S59112863 A JPS59112863 A JP S59112863A
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negative pressure
liquid
atomization
amount
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JP22426582A
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JPS6258787B2 (ja
Inventor
Naoyoshi Maehara
前原 直芳
Shinichi Nakane
伸一 中根
Kazushi Yamamoto
一志 山本
Katsuhiko Yamamoto
克彦 山本
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical 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

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 本発明は灯油・軽油などの液体燃料、水、薬液などの種
々の液体を微粒化するための霧化装置に関し、さらに詳
しく言えは、圧電振動子などの電気的振動子の超音波撮
動を利用した霧化装置に関するものである。
従来例の構成とその問題点 従来この種の霧化装置には、種々のものが提案されてお
り、第1図にその代表的な一例を示す。
第1図において、1はホーン型の振動子であり、一端に
圧電振動子2が装着され、圧?lf JH動−7−、2
の振動が振「1]増申されて振動板3に伝達されるよう
構成されている。この振動板3の表面に、液槽4から、
ポンプ5にて液体を供給し、振動板3の超メチ波振動に
より霧化粒子6を得、送風機7の送風空気と混合するも
のである。
しかしながら、このような従来の霧化装置は種々の欠点
があった。
ホーン振動子1ば、その安定な振動を維持・保証するた
めに高い加工精度と面倒な取付条件の実現を必要とし、
また、液体を供給するポンプ5を必要とするものであり
、装置全体が大型化・高価格化せざるを得す、また、配
管8もその振動板3との相対位置が霧化特性に影響を与
えるために、面倒な調節を必要とするものであった。
圧電振動子2の霧化に要する電力は、20cr−/分程
度の霧化量を得るのに5〜10 Wat t s  と
大きく、しかも、霧化粒子60粒径やその均一性につい
ても十分なものではなかった。
筐だ、霧化粒子と空気との混合比を一定に保ったままで
、霧化量を調節しようとすると、制御部9により、ポン
プ5と送風機7を制御することが必要であり、ポンプ5
による供給量の制、御は、振動板3への液体供給状態を
変化させるため、その霧化状態、および圧電振動子2の
振動状態に対する影響が少なくなかった。すなわち、ポ
ンプ5による液体の供給量変化により、霧化パターンや
霧化粒子6の粒径などの変動が生じる上に、圧電振動子
2が、一時的に振動を停止したり、正常な振動状態の維
持ができなくなったりするという欠点があった。
発明の目的 本発明は上記従来の欠点を掃した霧化装置を提供せんと
するものである。
第1の目的は、構成が簡単でコンパ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、霧化量調節が極めて容易で、しかも、霧
化量調節を行ってもその霧化状態の変化がなく安定な霧
化動作を行うことが可能な霧化装置を提供することであ
る。
発明の構成 本発明は、上記目的を達成するために次のような構成と
作用を有するものである。
すなわち、液体が充填される加圧室と、前記加圧室に臨
んで設けたノズルと、前記加圧室の液体を加振する眠気
的振動子とを有する霧化部と、送風手段とを+Ii#え
、前記送風手段の発生する負圧力により前記加圧室に液
体を充填するよう構成し、前記電気的振動子による加圧
室の液体の加振によりノズルから液体を噴霧せしめると
共に、噴霧粒子と混合又は搬送する気体の送風量を調節
する風量、、li1節手段を設け、前記送風量が最大の
ときの前記負圧力を−P1、前記送風量を減少しくこと
きの前記負圧力を−P2とするとき、IP11≦IP2
1が、はぼ満たされるよう前記風量調節手段を構成した
ものであり、この構成により、霧化量と送風−債とを定
径させつつ、調節しても、安定な霧化状態を維持しなが
ら、噴霧することができるものである。
実施例の説明 以r1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の構成を示す断面
図である。
第2図に於て、霧化部10は、内部に加圧室11を督す
るボディー12と、ノズル13を腹数個設げたノズル板
14と、円還状圧電撮動子15より構成され、加圧¥1
1は、パイプ16にて液面Aを制御するレベラ17と接
続され、レベラ17はパイプ18にて液体が供給される
。加圧室11は、サラにパイプ19、および2oにて送
風ファン21の吸込側の負圧発生部22に接続されてい
る。送風モータ23が運転されると、送風ファン21は
回動し、空気はオリフィス24を通って図の実線の矢印
のように流れ、負圧発生部22には、例えハ’  P 
1−40 rrrrn A qの圧力が発生する。この
負圧力によりパイプ16の液面Aは上昇して加圧室11
を液体で充満し、さらに上昇して液面Bの位置でつりあ
い、図のような状態となる。後述するように、オリフィ
ス13が非常に小さいために、このような吸よ(液面の
)が可能となるのである。
次に圧電振動子15が駆動部25にて第3図(a)のよ
うな駆動電圧で駆動されると後述するようにノズル13
の振動が励起され、加圧室11の液体が加振されて、霧
化粒子26が噴霧される。このとき、圧電振動子15に
要する電力は20 CC,/分の霧化量を得るのに0.
2 Watts  と極めて小さいものである。霧化粒
子26は、送風ファン21にて送られる送風空気と混合
されて混合室27より送り出されるのである。また霧化
された液体に相当する体漬分の液体はパイプ16より自
給され、自給ポンプの作用を有するので、ポンプなどを
必要としないものである。霧化部10は最大霧化Mq1
で動作し、寸だ、このとき混合室27に送られる空気量
Q1  も最大送風量である。
霧化量と送風量の割合を一定に保ちつつ、霧化量を減少
させる場合、制御部26は、圧電振動子15への供給電
圧を第3図(b)のように制御すると共に、バイパス路
28に設けられ、それまで全開であったダンパ29を、
サーボモータ3oを付勢して第2図のような開状態に変
化させる。したがって、゛送風ファン21により送風さ
れる空気は、図の破線の矢印のようにバイパス路28を
通って流れ、混合室27への送風量は結果として減じら
れる。
゛したがって、第4図に示すよう°に、霧化量qがql
からq2に減じられると、混合室27に送られる空気量
Qも、QlからQ2に減じられるのである。
このとき、負圧発生部22に発生する負圧カニP1は第
4図中に示すように、Qが01から02に減少しても、
そのレベルが減少することはない。なぜならば、オリフ
ィス24を流れる空気の量は変化しないからである。
したがって、液面Bの高さは、混合室27への送風fi
tQが減少しても低下することはなく、このため加圧室
11内の液体の充填状態が維持・保証されるので、安定
に霧化動作を保つことができる。
例えは、送風ノアン21の回転速度を減少させることに
より混合室2了へ送風@Qを01から02に減少させる
と負圧発生部22に生じる圧力−P1は −p:=に、q2  (K:定数) の関係にあるため、その負圧力レベルが大[1]に減少
し、第4図の破線に示すような−P;のようになる。し
たがって、第2図に於る液面Bは下降し、加圧室11へ
の液体の充填状態が維持できなくなるので安定な霧化動
作を保証でき寿ぐなるのである。すなわち、第2図に示
すように、バイパス路28にダンパ29を設けて混合室
27への送風量を調節するように構成することにより、
送風量が最大Q1のときの負圧力発生部22の圧力を−
P1、減少させてQ2の送風量のときの圧力を−P2と
するとき −P1 契 −P2 とすることができ、この条件を満たすことにより送風t
Qのいかんにかかわらず、安定な霧化動作を保証するこ
とができる。
次に、霧化部10について、さらに詳しく説明する。
第5図は、霧化部10の拡大断面図であり、第2図と同
符号は相当物である。
第5図において、加圧室11は、直径が5〜15個深さ
が1〜5咽の円筒形をしており、円形の一面が、厚さ3
0μm〜100μmのノズル板14におおわれている。
ノズル板14の中央に(ri、直径が3oμm〜100
μmのノズル13が復数個設けられ、圧電振動子15の
開口31に臨んでいる。
圧電振動子15はノズル板14に接着され、ノズル板1
4はボでイー12に接着されている。
圧電振動子15は、厚さ0.5〜2喘、直径5〜15酵
の円板状でやり、その両面には図示していないが電極が
形成されており、その厚み方向に分極された圧電セラミ
ックである。
リード線32.33間に第3図(a)又は(b)のよう
な交流電圧が供給されると、圧電振動子15は、その横
効果圧電現象により径方向に伸縮し、ノズル板14に接
着されているために非対称バイモルフ振動を行う。この
ため、第5図の破線に示すように、たわみ振動を生じ、
ノズル13がその軸方向に犬きく付勢される。これによ
り加圧室11内の液体は加振されて圧力上昇し、ノズル
13より霧化粒子26を噴射する。そして、自f■述し
たように、パイプ16より液体を自給することかできる
。これは、ノズル13に発生する液体の表面張力による
ものである。このような安定な噴霧は、加圧室11内に
液体が充填されているとき、はじめて実現されるのであ
り、l1jl述したように、液面Bが低下して加圧室1
1内の一部が空気層になることを防止することは、安定
な霧化動作を保証する上で極めて重要である。また、こ
のようにノズル13が振動して加圧室11内の液体を加
振するという霧化動作は、溶存空気を多量に含む液体(
例えは灯油)を擬化する上で極めて重要である。なぜな
らは、ノズル13の近傍に圧力波の最大点が存在するた
め、キャビテーション気泡の発生や、それによる圧電振
動子15の安定振励の妨害が阻止されるからである。
次に、第5図に示した霧化部10を用いた本発明の他の
実施例を温風機に適用したものについて説明する。
第6図において、第6図と同符号は相当物である。
図において、温風機のケース34の上面には、操作部3
5が設けられ、市IJi卸部36に運転指令を与える。
制一部36は、運転開始指令により、送風モータ37を
起動し、送ノ虱ファ738、吸引ファン39を回転させ
る。送風ファン38と吸引ファン39により空気は図の
矢印のように流れ、n圧発生部40には、−P1=−2
0mmAqの負圧力が発生する。吸引ファンの吸込側4
1とは吐出イ14+142の間には差圧P1−2omm
Aqが発生し、この結果、吸込側41の圧力は、−(P
1+P1)の負圧力となる。
固定タンク43により制御されていたパイプ16内の液
面Aは、この負圧力−(P1+P1)にて吸い上げられ
、霧化部10内の加圧室を灯油で満たして上昇しパイプ
19内の液面Bとなる。
次に制御部36は、霧化部10の圧電振動子15を、第
3図(a)のような交流電圧で付勢し、霧化粒子26が
噴射される。
この霧化粒子26は、混合室27で空気と混合されて気
化ヒータ44にて気化されバーナ46の炎口46から予
混合ガスとなって噴出し、点火器4了にて点火され、火
炎48を形成して燃焼する。
49はフレームロンド、5oは対流ファンである。
室温が上昇し燃焼量を低下させる必要が生じると、制御
部36は霧化部1Qの圧′亀振動子15に供給する電圧
を第3図(a)から第3図(b)に切りかえると共に、
負圧発生部4oの上流に設けられたH/L弁5弁傘1動
して、開口62を閉じる。したがって、送風ファン38
により混合室27に送られる燃焼空気1は、減じられ霧
化部10がらの灯/l]Jの霧化量にみあった燃焼空気
を送風し、バーナ45の燃焼状態は、良好に保たれ極め
て簡単に燃焼量、すなわち霧化量を調節することができ
る。
このとき、負圧発生部40の負圧力レベルは開口52が
閉じられて送風量が減じられても、小さくなることはな
く、かえって増大し、例えは−P2−−30 mm A
qとなる。したがって、吸引ファン39の吸込側41の
圧力も−(P2+P、’ )=−(30+20)mmA
q = −50駒Aqとなり、液面Bは上昇こそすれ、
低下して霧化部10内の加圧室まで達するこ;た とは必して生じない。すなわち、このような構成により
送風量を減少させても、加圧室11にまで液面Bが低下
することは曜実に防止されるので、霧化部10は極めて
安定に霧化動作を行うことができるのである。
第7図はこの状態を示すものであり、送風量Q、霧化量
qは比例して減少するのに対し、吸引ファン39の吸込
側圧カーPは、送風j、jQが01から02に減少して
も、そのレベルが減少することd:なく、むしろ、増加
する(−40tnmAqから一60mmAq  になる
)のであり、このようにすることにより、霧化部1oは
送風量を減少しても安定に霧化動作を維持することがで
きる。
発明の効果 本発明によれば、液体を充填した加圧室にノズルを臨ま
せ、M記加圧室の液体を電気的振動子にて加振するよう
にした霧化部と、送風手段とを備え、前記送風手段の発
生する負圧力にて前記力旧−E室に液体を充填する構成
とすると共に、噴霧粒子と混合する気体の送風量を調節
する風は調節子JQを設け、送風量が最大の時の負圧力
を−P1、送風量を任意に減少させたときの負圧力を−
P2とするとき、  IP11≦IP21  が、はぼ
成り立つように前記風量調節手段を溝底したので、極め
て構成が簡単でコンパクトであり、従って低価格である
と共に、霧化量調節が極めて容易で、しかも霧化量調節
を行っても霧化状態がほとんど変化せず極めて安定な霧
化動作を行うことができる霧化装置を提供することがで
きるものであり、その工業的価値は極めて多大である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の霧化装置の構成を示す断面図、第2図は
本発明になる霧化装置の一実施例を示す断面図、第3図
(a)、および(b)は、圧電振動子の駆動電圧波形図
、第4図は第2図の霧化装置の送風量Qと粋化量qおよ
び負圧力−P1 の関係を説明する図、第5図は同霧化
装置の霧化部の拡大断面図、第6図は本発明の他の実施
例の霧化装置を適用した温風機の・断面図、第7図は同
霧化装置の送風iQと霧化量q1負圧カーPの関係を説
明する図である。 ズル、16・・・・・電気的振動子(圧電振動子)、2
1.38・・・・・送風手段(送風ファン)、26・・
・・・・噴霧粒子、28・・・・バイパス路、29.5
1・・・・・・風量調節手段(ダンパ、H/L弁)。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 〃 第2図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)液体を充填する加圧室と、前記加圧室に臨むノズ
    ルと、前記加圧室の液体を加振する電気的振動子とを有
    する霧化部と、送風手段とを備え、前記送風手段の発生
    する負圧力により前記加圧室に液体を充填するよう構成
    すると共に、前記ノズルよりの噴霧粒子と混合する気体
    の送風量を調節する風量調節手段を設け、前記送風量が
    最大のときの前記負圧力を−P1、送風量減少時の前記
    負圧力を−P2とするとき IP11≦IP21がほぼ
    満たされるよう前記風量調節手段を構成した霧化装置。
  2. (2)風量調節手段を前記送風手段の吸込側に設け、前
    記送風手段と前記風量調節手段との間の送風路中に発生
    する負圧力により前記加圧室に液体を充填するよう構成
    した特許請求の範囲第1項載の霧化装置。
  3. (3)送風手段の送風路にバイパス路を設け、前記バイ
    パス路を通る気体が噴霧粒子と混合しなめ構成とすると
    共に、前記風量調節手段により前記バイパス路の送風量
    を、、1.!i1節する構成とし、かつ、前記送風手段
    の吸込側に発生する負圧力により前記加圧室に液体を充
    填する構成とした特許請求の範囲第1項記載の霧化装置
JP22426582A 1982-12-20 1982-12-20 霧化装置 Granted JPS59112863A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63158154A (ja) * 1986-10-07 1988-07-01 コーニング グラス ワークス 狭い粒径分布を有する粒子を製造する装置およびその方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63158154A (ja) * 1986-10-07 1988-07-01 コーニング グラス ワークス 狭い粒径分布を有する粒子を製造する装置およびその方法

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