JPS59222246A - 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−にの利用分野 本発明は灯油・軽油などの液体燃料、水、薬液。

インクなどの液体を微粒化するための粉化装置に関し、
さらに詳しくは、圧電振動子などの電気的振動子の振動
により液体を加振し、ノズルから噴霧するように構成さ
れた電気噴射型霧化装置に関する。

従来例の構成とその問題点 従来、この種の霧化装置はインクジェット記録装置に実
用化されており、さらに近年では、第１図に示すような
構成の精化装置猾が提案されている。

第１図において、液室１の一端にノズル２を有するノズ
ル板３が設けられ、他端には振動板４、圧電振動子５が
相互に接着されて装着されている。

液室１は、バイブロにてタンク７に接続されると共に、
排気パイプ８が図のように接続され、液室１への液体の
供給と、液室１からの空気の排出が３ペーゾ ６丁能な構成となっている。

このような状態において、圧電振動モ５に第２図のよう
な交流電圧が供給されると、圧電振動子５と振動板４と
は、図中の破線のようなたわみ振動を生じる。このたわ
み振動により液室１に加えられた圧力波はノズル２に伝
達され図のように液滴９が噴射され、液体を噴霧するこ
とがｈ■能である。

しかしながら、このような従来の霧化装置は次のような
欠点を有していた。

液滴９を噴射するためのノズル２の直径は液滴９を小粒
径とするために数十μｍ程度と小さいので、液室１内の
空気をスムーズに排出するためには排気パイプ８が必要
であった。ところがこの排気パイプを設けたために、霧
化装置が転倒した場合液体がパイプ８から流出するとい
う不都合が生じるという欠点を有していた。このため、
転倒する可能性のある機器への適用が困難であり、仮に
適用したとしても転倒防止構造が必要となるため非常に
面倒であった。

したがって、使い勝手が悪く汎用性に欠けるものであっ
た。

発明の目的 本発明は、このような従来の欠点を一掃した霧化装置を
提供するものである。

その目的とするところは、霧化装置が転倒した場合に装
置から漏れ出る液体の晴を実用上問題ない程度の量か、
もしくは完全に無くすることができ、したがって、使い
勝手が良く、広範囲な用途の機器に適用できる霧化装置
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以下のような構成よ
り成るものである。

すなわち、液体を充填するための加圧室と、前記加圧室
に臨むように設けたノズルと、加圧室の液体を加振して
前記ノズルから噴霧するための電気的振動子と、前記加
圧室に接続された液体供給路および排気路とを設けると
共に、装置の転倒時に前記液体供給路又は排気路の少な
くとも一方を遮断する流路遮断手段を設けるよう構成し
たものであり、この構成により霧化装置の転倒時におい
て６ページ も排気路から漏れ出る液体の量を実使用上問題ない少量
か、もしくは完全に無くすることが可能な霧化装置を実
現することができる。

実施例の説明 以下本発明の一実施例について図面と共に説明する。

第３図は本発明になる霧化装置の一実施例を示す断面図
である。

霧化部１ｏは、内部に直径５〜１６咽、深さ１〜５謳の
加圧室１１を有するボディー１２と、直径３０〜１００
μｍのノズル１３を複数個備え、厚さ３ｏ〜１００μｍ
のノズル板１４と、開口１５を有し外径６〜１６胴、厚
さ０．５〜２胴の圧電振動子１６とを図のように相互に
接着して構成されており、ビス１７によりケース１８の
仕切り板１９に固定されている。

この霧化部１０の加圧室１１は、供給管２ｏにて液面Ａ
を略一定に制御するレベラー２１と接続され、このレペ
ラー２１はバイブ２２で外部タンク（図示せず）と接続
されており、加圧室１１へ６ベーニ・ の液体供給路が構成されている。供給管２０の途中に設
けられた開閉弁２３は電気的付勢により供給管２０の液
体通路を開閉するものである。

加圧室１１はさらに排気管２４が接続され、送風ファン
２５の上流側の負圧力−Ｐを発生する負圧発生部２６に
接続されている。

噴霧動作停止時に於ては、供給管２ｏ内の液面Ｂは、液
面Ａと同一高さであり加圧室１１は液体が充填されてい
ない。

噴霧動作時は、送風７アン２５がモータ２７にて起動さ
れ、空気が図中の矢印のように、吸込口２８、オリフィ
ス２９、仕切板１９の開口部３０゜３１、噴霧口３２を
通って流れるので、負圧発生部２６には−Ｐの負圧力が
発生する。この負圧力−Ｐは、排気管２４、加圧室１１
を介して液面Ｂに印加されるので液面Ｂは上昇して液面
Ｃの位置となってつりあう。したがって図のように加圧
室１１は液体で満たされる。

なお、３３は、開閉弁２３と同様の開閉弁であり排気管
２４の通路を開閉するものである。

７ペーーー゛ この状態が達成された後に圧′准振動子１６のノズル板
１４との接着部およびそれに対向する面に設けられた′
成極（図示せず）間に、第２図と同様な交流電圧が供給
される。この交流′電圧により圧峨イ辰動Ｔ−１６はそ
の１ば径方向に伸縮歪を生じ、ノズル板１４と接着され
ているので図の破線で示すようなたわみ振動を行う。こ
のため、ノズル１３は図の左右方向に力旧辰され、加圧
室１１内の液体がこのノズル１３の加振により加Ｕ臼鴫
射されて噴霧杓子３４となって飛翔する。

この噴霧動作中において、ノズル１３からの空気の流入
は液体の表面張力によって１り目止されるので噴霧され
た液体に相当する体積の液体はパイプ２０より自然に吸
い」二げられて自吸ポンプ作用をはだすことかできる。

このように極めて１γ１１単な構成で液体を自吸しなが
ら噴霧することができ、しかも、ノズル１３を加振する
構成であるので液体中の溶存空気が多くても安定に噴霧
することができる。なぜならば、ノズル１３の近傍のみ
が大きく加振されるので、加圧室１１内におけるキャビ
テーションによる気泡核の発生部分が非常に少なく、か
つ気泡核が犬きく成長して気泡化するｉｌに噴霧される
からである。

次にこの霧化装置が転倒した場合の動作を説明する。

レベラー２１．供給管２０等より成る液体供給路は、加
圧室１１に接続され、かつ加圧室１１は排気管２４にて
負圧発生部２６に接続されている。

したがって、転倒時はレベラー２１から負圧発生部２６
へと液体が漏れ出てしまう可能性が高く、霧化装置内部
の汚損や不都合な部分での液溜りが生じるばかりでなく
装置外への流出が生じ、液体の種類によっては非常に危
険な状態が発生する。

このような不都合を防止するために、霧化装置は転倒状
態を検知する転倒検知器３５が設けられ、開閉弁２３．
３３を作動させるよう構成されている。

第４図は転倒検知器３６の構成を示す断面図である。第
４図において３６はマイクロスイッチであり、その作動
ボタン３７は、伝達棒３８と接続さ９ページ れ、球体３９の市最を作動ボタン３７に伝えるよう構成
されている。従って霧化装置が転倒せず正常な状態のと
きは、第４図のようになっており作動ボタン３了が押さ
れた状態であり、端子４０と４１が導通している。霧化
装置が転倒すると球体３９はテーパ部４２からはずれて
図の破線で示した球体位置４３に移行する。したがって
作動ボタン３７は球体３９の重量が印加されず端子４０
と４１が非導通となる。

第５図は、この転倒検知器３５と、電気的付勢を受ける
開閉弁２３．３３の接続回路図である。

′酸源４４により付勢され、開状態を保っていた開閉弁
２３．２４は、転倒検知器３６の作動指令により、転倒
時は、端子４０，４１間が非導通となり、閉状態となる
。

したがって第３図における供給管２０と排気管２４は、
開閉弁２３．３３にて閉栓され、液体が負圧発生部２６
などに漏れ出ることを防止することができ、非常に安全
で使い勝手が良く汎用性に優れた霧化装置とすることが
できる。

１０ページ また、第４図から明らかなように、転倒状態から正常状
態に復帰したときは、球体３９が第４図のもとの位置に
もどるので第５図の端子４０　、４１が導通し、開閉弁
２３．３３は開状態に自動的に復帰し、霧化装置は、再
起動することができる。

なお、転倒時には圧電振動子１６への交流電圧供給を同
様な構成により停止するよう構成されているが説明を省
略する。

第６図は第３図の霧化装置と類似した他の実施例の霧化
装置を適用した燃焼装置の断面図である。

第６図において、第３図と同符号は相当する構造物であ
り説明を省略する。

灯油の供給路は外部タンク（図示せず）に接続されたパ
イプ２２、レベラー２１、供給管２ｏ１、液槽４５、お
よび供給管２ｏより成り、霧化部１゜の加圧室に接続さ
れている。

また、排気管２４は、転倒検知器３５の指令により開閉
動作する開閉弁３３が途中に設けられ、送風ファン２５
の上流側に設けられた負圧発生部２６に接続されており
、送風ファン２５の発生す１１　ベージ る負圧カーＰが液面Ｂに作用し、液面Ｃまで吸い上げる
ことができるよう構成されている。

第３図の実施例の霧化装置と同様の動作により、霧化部
１ｏからけ灯油の微粒子３４が噴霧され、Ｐ熱され高熱
になったヒータ４６により飛翔中に気化される。そして
、送風ファン２５により送られる空気と混合されながら
点火手段（図示せず）によって点火され、火炎４７を形
成して燃焼する。

なお、４８は保炎筒、４９は熱交換器、５０は制御装置
である。

制御装置５ｏは、霧化部１０の圧電振動子に第２図のよ
うな交流電圧を供給する駆動回路や燃焼シーケンス制御
回路の他に、第５図に示したような構成で転倒検知器３
６の指令を開閉弁３３に電気的に伝達する回路を含んで
いる。

１７たがって、この燃焼装置が転倒した時は、圧電振動
Ｐへの交流電圧供給が停止されると共に、開閉弁３３が
閉状態に制御される。このため灯油が排気管２４を通っ
て負圧発生部２６に漏れ出ることが完全に防止され、送
風ファン２５の送風路を通って燃焼装置外へ流出したり
、燃煉室５１に流入して爆発燃焼を引き起したりすると
いった危険な状態の発生を防ＩＪ二することができ、こ
のようなｆｆｆｉ　、’４３−な構成の霧化装置を燃焼
装置に適用すること力ｆｉ丁能となる。なお、霧化部１
０のノズルからの灯油の流出も考えられるがノズルが微
小直径であるため灯油の表面張力の作用でほとんど流出
せず、実用上全く不都合は生じない。

このように本発明の霧化装置の一実施例を適用した燃焼
装置は極めて構成が簡単でコンパクトである上に極めて
安全性が高く使い勝手の良いものとなる。

第６図の実施例では、開閉弁３３を排気管２４のみに設
ける構成とし、排気管２４からの液体の流出を完全に防
止するようにしたが、適用する機器によっては、第３図
において供給管２０に設けた開閉弁２３のみとし、開閉
弁３３を省略することもできる。すなわち、開閉弁３３
よりも下流側にある液体（加圧室１１や排気管２４内の
液体）の＠は少ないので、この程度の液体の流出が転倒
１３ベーゾ 時に生じても問題とならないような機器に適用する場合
は、開閉弁３３を省略することができる。

４だ、開閉弁２３や３３は第３図又は第６図のような構
成に限定されることなく、他に様々の実施形態が１丁能
であり、たとえば開閉弁２３をレベラ２１内に組み込ん
だり、開閉ｆｐ２３．３３のいずれか一方又は両方を霧
化部１０に絹み込んだりすることも■ｆ能である。

さらに１だ、開閉弁２３．３３のような電気的に付勢さ
れる開閉弁でなく、機構的に転倒時に閉成するような開
閉弁であってもよい。第７図は機構的な開閉弁を用いた
構成を示す一実施例であり、第３図、第６図と同符号は
相当する構造物である。

第７図において、排気路を構成する排気管２４と２４“
の間には、第３図の開閉弁３３に相当する位置に空気室
５２が設けられ内部に機構的に転倒時に閉成する弁構造
３３゛が設けられている。第８図はこの弁構造３３１の
正面図であり第７図と第８図を参照してその作用を説明
する。弁構造３３’は、軸６３にとりつけられた回転体
６４と、この回転１４ペ−２ 体を受けるボール５６と、回転体を押しつけるスプリン
グ５６、および錘５７とにより構成されている。回転体
５４には開口部５８が設けられ、正常な設置状態のとき
は錘５７の作用により排気管２４”の軸と開「１部５８
とが同一軸となり、排気路は開状態であって、送風ファ
ンによる負圧カーＰが空気室５２に導入される。

この霧化装置が横転したとき（第８図の左右方向に転倒
したとき）、錘５７の作用により回転体５４が回転し、
開口部５８は例えば第８図の矢印のように回動して破線
の位置５８’の位置となる。

したがって、排気管２４１は回・転体５４によって閉枠
された状態となり液体が排気管２４１に流出して霧化装
置外部などへ漏れ出るという不都合を防止することがで
きる。第７図の実施例では霧化装置の一方向のみの転倒
に対して排気管２４１を遮断する簡単な構造であるけれ
ども、類似の構成であらゆる方向への転倒に対して通路
を遮断するような弁機構を構成することができることは
明らかである。

１５ベーン 発明の効果 以上のように本発明によれは、加圧室にノズルを臨丑ぜ
電気的振動子で液体を加振してノズルから噴霧する構成
とし、加圧室に液体供給路と排気路上を接続すると共に
、液体供給路又は排気路の少なくとも一方に流路遮断手
段を設け、霧化装置の転倒時に流路を遮断するよう構成
したので、極めて簡ｉ１ｔな構成であるにもかかわらず
転倒時に排気路から流出１〜て装置の内・外部に翻れ出
る液体の計を実用上問題ない少晴か、もしくは完全にな
くすることができる。

このため使い勝手が良好で様々な用途に適用でき、しか
も非常に商用でコンパクトな汎用性の高い霧化装置をｌ
ｆｉ供することができる。

【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Ｕ：圧電振動
子の駆動電圧波形図、第３図は本発明の一実施例の霧化
装置の断面図、第４図は同霧化装置の転倒検知器の詳細
断面図、第５図は同霧化装置の流路遮断手段の接続回路
図、第６図は本発明の他の実施例の霧化装置を適用した
燃焼装置の断面図、第７図は同さらに他の実施例を示す
霧化装置の断面図、第８図は同霧化装置の弁構造の正面
図である。 １１・・・・・・加圧室、１３・・・・・・ノズノペ１
６・・・・・・電気的振動子（圧電振動子）、２０，２
０’、２１゜２２・・・・・・液体供給路（２０，２０
′・・・・・供給管、２１・・・・・・レベラー、２２
・・・・・・パイプ）、２４．２４’・・・・・・排気
路（排気管）、２３，３３．３５・・・・・・流路遮断
手段（２３，３３・・・・・・開閉弁、３５・・・・・
・転倒検知器）、３３１・・・・・・流路遮断手段（弁
構造）。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第４図 ／３′！；

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）液体が充填される加Ｉ「室と、前記加圧室に臨む
   ように設けられたノズルと、前記加圧室の液体を加振し
   前記ノズルより噴霧する電気的振動子と、ｒｉｆｆ記加
   圧室に接続された液体供給路および排気路とを有すると
   共に、転倒時に前記排気路又は液体供給路の少なくとも
   一方を遮断する流路遮断手段を・諦えた霧化装置ｄ。
2. （２）流路遮断手段目１、流路を開閉するための開閉機
   構と、転１到を検知するための転倒検知部とを備え、前
   記転倒検知部の指令により＋４７前記開閉機構を作動さ
   せる特許請求の範囲第１項記載の霧化装置。
3. （３）流路遮断手段の流路１４（４閉動作を、転倒状態
   とＩＦ常設（ｄに対応して自動的に追従させる特許請求
   の範囲第１項記載の霧化装置。
4. （４）開閉機構を′ボス的付勢により開閉動作する構成
   とし、転倒検知部により心気的指令を前記開閉２ベー−
   −゛ 機構に与える特許請求の範囲第２項記載の霧化装置。