JPS5987066A - 霧化装置 - Google Patents
霧化装置Info
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- JPS5987066A JPS5987066A JP19643982A JP19643982A JPS5987066A JP S5987066 A JPS5987066 A JP S5987066A JP 19643982 A JP19643982 A JP 19643982A JP 19643982 A JP19643982 A JP 19643982A JP S5987066 A JPS5987066 A JP S5987066A
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- vibrator
- flexural
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- vibration
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B17/00—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
- B05B17/04—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods
- B05B17/06—Apparatus 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
- B05B17/0607—Apparatus 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
- B05B17/0638—Apparatus 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
- B05B17/0646—Vibrating 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。
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（ｄ、灯油・軽油などの液体燃料、水、某液、記
録用インクなどの液体全微粒化するための霧化装置に関
するものであシ、さらに詳しく言えば、圧電セラミック
などの電気的振動子の超音波振動を利用して液体を微粒
化するところの超音波振動を２１」用した霧化装置に関
するものである。
録用インクなどの液体全微粒化するための霧化装置に関
するものであシ、さらに詳しく言えば、圧電セラミック
などの電気的振動子の超音波振動を利用して液体を微粒
化するところの超音波振動を２１」用した霧化装置に関
するものである。
従来グ・ｊの構成とその問題点
従来、この種の霧化装置には様々の構成のものが提案さ
れている。
れている。
例えば第１図ａ ＶＣ示す構成（は最も代表的なもので
ア）、ヌテンレスなとより成るホーン１に圧電セラミッ
ク２を接着し、ホー７１により圧電セラミック２の振動
を増巾する構成とすると共に液槽３からポンプ４にて液
体をホーン１の先端に供給するようにしたものである。
ア）、ヌテンレスなとより成るホーン１に圧電セラミッ
ク２を接着し、ホー７１により圧電セラミック２の振動
を増巾する構成とすると共に液槽３からポンプ４にて液
体をホーン１の先端に供給するようにしたものである。
ホーン１の先端に送られた液体５は、ホーン１の先端の
振動によシいわめるキャピラリーウェーブを発生し、図
のように霧化粒子６となって飛散するものである。
振動によシいわめるキャピラリーウェーブを発生し、図
のように霧化粒子６となって飛散するものである。
第２図の従来の霧化装置として第１図すに示すものがあ
り、液槽７の底面に圧電セラミック８を装着し、超音波
振動エネルギーを直接成田に照射する構成となっている
。液中に照射された超音波エネルギーにより図のように
液面に液柱９を形成し、液面に発生するキャピラリーウ
ェーブにより霧化粒子１０が飛散するものである。
り、液槽７の底面に圧電セラミック８を装着し、超音波
振動エネルギーを直接成田に照射する構成となっている
。液中に照射された超音波エネルギーにより図のように
液面に液柱９を形成し、液面に発生するキャピラリーウ
ェーブにより霧化粒子１０が飛散するものである。
上記第１．第２の従来の霧化装置は振動振巾の増巾の有
無の差はあるが基本的に超音波振動によるキャピラリー
ウェーブを利用するという点で、いわゆる超音波霧化装
置の代表例である。
無の差はあるが基本的に超音波振動によるキャピラリー
ウェーブを利用するという点で、いわゆる超音波霧化装
置の代表例である。
一方、近年インクジェット記録装置に利用した霧化装置
であって、上記第１．第２の従来の霧化装置とはその微
粒化のメカニズムを異にするところの第３の従来の霧化
装置として第１図Ｃのような構成のものがある。これは
、インク室１１の一端にオリフィス１２を設け、他端Ｑ
て圧電振動子１３と振動板１４．Ｊ：りなる振動体を設
ける構成としたものであり、圧電振動子１３の振動によ
る圧力波をオリフィス１２に伝え、オリフィスｉ ２
ｊリインク微粒子１５を噴射するものであシ、噴射され
たインクに相当する体積のインクは、パイプ１６より目
動的に補充される構成となっている。
であって、上記第１．第２の従来の霧化装置とはその微
粒化のメカニズムを異にするところの第３の従来の霧化
装置として第１図Ｃのような構成のものがある。これは
、インク室１１の一端にオリフィス１２を設け、他端Ｑ
て圧電振動子１３と振動板１４．Ｊ：りなる振動体を設
ける構成としたものであり、圧電振動子１３の振動によ
る圧力波をオリフィス１２に伝え、オリフィスｉ ２
ｊリインク微粒子１５を噴射するものであシ、噴射され
たインクに相当する体積のインクは、パイプ１６より目
動的に補充される構成となっている。
このこうに従来から様々の構成の麩化装置が提案されて
いるけれども、以下に述べるようにそれぞれ欠膚を有し
、特殊な用途に限定されざるを得ないぐのであった。
いるけれども、以下に述べるようにそれぞれ欠膚を有し
、特殊な用途に限定されざるを得ないぐのであった。
第１の霧化装置は、霧化粒子の鈑粒化性能や粒径の均一
性、￥化パターンの安定性などのいわゆる霧化、ｉ、：
二能〃・十分なものではなく、さらにポンプ４（、てｌ
る液体供給系が極めて面倒であった。また安定なホ・−
７１の振動全保証するためにはホーン・１の高い加工精
度と面倒な固定条件とが要求された。このため、装置全
体が大型化・高価格化せざるを得なかった。また、例え
ば２０ＣＣ／ｍｉｎの霧化Ｂ、を得るに要する電力は、
５〜１０ｗａｔｔｓと太き（，０ものであった。
性、￥化パターンの安定性などのいわゆる霧化、ｉ、：
二能〃・十分なものではなく、さらにポンプ４（、てｌ
る液体供給系が極めて面倒であった。また安定なホ・−
７１の振動全保証するためにはホーン・１の高い加工精
度と面倒な固定条件とが要求された。このため、装置全
体が大型化・高価格化せざるを得なかった。また、例え
ば２０ＣＣ／ｍｉｎの霧化Ｂ、を得るに要する電力は、
５〜１０ｗａｔｔｓと太き（，０ものであった。
第２の霧化装置はポンプなどを必要としないけれども、
超音波による直接霧化を行うため、液体の物性や液面高
さによる霧化特性の変動が著しくこの補償は困難を極め
るものであった。
超音波による直接霧化を行うため、液体の物性や液面高
さによる霧化特性の変動が著しくこの補償は困難を極め
るものであった。
霧化に要する電力は著しく犬きく 、２ ｏｃｃ／ｍｉ
ｎの霧化量を得るのに５０〜１００ｗａｔｔｓを要し、
しかも１〜２１ｔＫという極めて高い周波数での動作が
必要であった。このため、著しく高価なものにならざる
を得す、さらに電波障害の発生する可能性が高いという
重大な欠点を有するものであった。
ｎの霧化量を得るのに５０〜１００ｗａｔｔｓを要し、
しかも１〜２１ｔＫという極めて高い周波数での動作が
必要であった。このため、著しく高価なものにならざる
を得す、さらに電波障害の発生する可能性が高いという
重大な欠点を有するものであった。
第３の霧化装置は、いわゆる超音波エネルギーによる霧
化ではないために、霧化に要する電力１ｄ著しく小さく
、かつ、非常にコンバクトナ構成であったが、圧電振動
子１３の振動によるインク室１１内の圧力上昇をオリフ
ィス１２にインクを介して伝達するという構成であるた
め、インク中の溶存空気がいわゆるキャビテーションに
より気泡化し、安定な霧イヒができないという欠点を有
していた。したがっでインクは溶存空気を除いたものを
使用せざるを得す、それゆえ極めて汎用性に欠けるもの
であった。
化ではないために、霧化に要する電力１ｄ著しく小さく
、かつ、非常にコンバクトナ構成であったが、圧電振動
子１３の振動によるインク室１１内の圧力上昇をオリフ
ィス１２にインクを介して伝達するという構成であるた
め、インク中の溶存空気がいわゆるキャビテーションに
より気泡化し、安定な霧イヒができないという欠点を有
していた。したがっでインクは溶存空気を除いたものを
使用せざるを得す、それゆえ極めて汎用性に欠けるもの
であった。
発明の目的
本発明は、上記従来の欠点を一掃した霧化装置全提供せ
んとするものである。
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。
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９粒径の均一性、霧化パターンの安
定性などのいわゆる霧化性能にすぐれ、しかも霧化量の
制御や霧化タイミングの制御などの制御性にすぐれた霧
化装置を提供することである。
定性などのいわゆる霧化性能にすぐれ、しかも霧化量の
制御や霧化タイミングの制御などの制御性にすぐれた霧
化装置を提供することである。
第３０目的（ｆ！、、溶存空気を多量に含む一般的な液
体であってもキャビテーションの影響をほとんと受ける
ことなく安定に霧化することができる霧化装置を提供す
ることである。
体であってもキャビテーションの影響をほとんと受ける
ことなく安定に霧化することが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に述る構成よ
り成るものである。
り成るものである。
すなわち、ノズルを有するノズル板と板状の電気的振力
子とより成るたわみ襦動体と、液体が充填される加圧室
を有するボディーとを備え、前記加圧室に臨むように前
記たわみ振動体を前記ボディーに装着すると共に、前記
ノズルの振動と前記電気的振動子の振動とが互いにほぼ
逆位相となるたわみ振動モードにて前記たわみ振動体を
付勢し、前記ノズルを加振する構成としたものでるり、
前記電気的振動子の振動によりたわみ振動体のたわみ振
動を励起して前記ノズルを加振し、前記ノズルよシ前記
加圧室の液体を噴射し微粒化するものである。
子とより成るたわみ襦動体と、液体が充填される加圧室
を有するボディーとを備え、前記加圧室に臨むように前
記たわみ振動体を前記ボディーに装着すると共に、前記
ノズルの振動と前記電気的振動子の振動とが互いにほぼ
逆位相となるたわみ振動モードにて前記たわみ振動体を
付勢し、前記ノズルを加振する構成としたものでるり、
前記電気的振動子の振動によりたわみ振動体のたわみ振
動を励起して前記ノズルを加振し、前記ノズルよシ前記
加圧室の液体を噴射し微粒化するものである。
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２図は本発明の一実施例の絃化装置を適用した温機の
構成を示す断面図である。
構成を示す断面図である。
第２図において、温風機のケース１γの上面には操作部
１８が設けられ、制御部１９に運転指令を与える。運転
開始指令が与えられると制御部１９は送風ファンモータ
２０を起動し、逆風ファンモータ２０は、送風ファン２
１．吸引ファン２２を回転させる。したがって燃焼空気
が吸気筒２３より矢印のように吸い込まれ、オリフィス
２４．負荷発生部２５を通ってフワラー２６に送られ、
スワラ−２６より旋回気流となって霧化室２了に送られ
る。そして保炎口２９より燃焼室３０に送られ排気筒３
１より排気される。
１８が設けられ、制御部１９に運転指令を与える。運転
開始指令が与えられると制御部１９は送風ファンモータ
２０を起動し、逆風ファンモータ２０は、送風ファン２
１．吸引ファン２２を回転させる。したがって燃焼空気
が吸気筒２３より矢印のように吸い込まれ、オリフィス
２４．負荷発生部２５を通ってフワラー２６に送られ、
スワラ−２６より旋回気流となって霧化室２了に送られ
る。そして保炎口２９より燃焼室３０に送られ排気筒３
１より排気される。
一方、灯油はタンク３２よりパイプ３３を経てレベ５−
３４に送られ、レベラー３４から霧化部３５にパイプ３
６を経て送られる構成となっている。レベラー３４は運
転停止時は灯油の液面をパイプ３ｅ内の位置Ａに制御す
るものである。
３４に送られ、レベラー３４から霧化部３５にパイプ３
６を経て送られる構成となっている。レベラー３４は運
転停止時は灯油の液面をパイプ３ｅ内の位置Ａに制御す
るものである。
吸弓Ｉファン２２の吐出側は連通部３了にて負圧発生部
２５に連結され、吸込側は、パイプ３８にて霧化部３６
と連結さ几ている。したがって運転か開始されると負圧
発生部２５に発生する負圧力（ΔＰ、＞と吸引ファン２
２の両端間に発生する負圧力差（ΔＰ２）との和負圧力
（−ΔＰ−−ΔＰ１−ΔＰ２）が１＆引部３９に発生し
、この負圧力（−ΔＰ）はパイプ３８．霧化部３５を介
してパイプ３６内の液面Ａに印加される。この結果、パ
イプ３６内の液面Ａは上昇し、霧化部３５内を灯油で充
填してパイプ３８内の液面Ｂとなってつりあうのである
。
２５に連結され、吸込側は、パイプ３８にて霧化部３６
と連結さ几ている。したがって運転か開始されると負圧
発生部２５に発生する負圧力（ΔＰ、＞と吸引ファン２
２の両端間に発生する負圧力差（ΔＰ２）との和負圧力
（−ΔＰ−−ΔＰ１−ΔＰ２）が１＆引部３９に発生し
、この負圧力（−ΔＰ）はパイプ３８．霧化部３５を介
してパイプ３６内の液面Ａに印加される。この結果、パ
イプ３６内の液面Ａは上昇し、霧化部３５内を灯油で充
填してパイプ３８内の液面Ｂとなってつりあうのである
。
このようにして運転停止時は空でちった霧化部３５内は
灯油で満たされる。
灯油で満たされる。
次に制御部１９は内蔵する発振器４０を起動して霧化部
３５を付勢すると共に点火器４１を起動するしたがって
、ｕ化室２７の壁面４２に取付られた霧化部３５からは
、霧化粒子４３が噴霧され、燃焼空気と混合して保炎口
２９より吐出される。
３５を付勢すると共に点火器４１を起動するしたがって
、ｕ化室２７の壁面４２に取付られた霧化部３５からは
、霧化粒子４３が噴霧され、燃焼空気と混合して保炎口
２９より吐出される。
そして、点火器４１にて点火されて火炎４３を形成し燃
焼する。なお４４は火炎センサ、４６は対流ファンであ
る。
焼する。なお４４は火炎センサ、４６は対流ファンであ
る。
このようにして、本発明の一実施例の転化装置を適用し
た温風機は極めて簡単な構成となる。
た温風機は極めて簡単な構成となる。
次に、霧化部３５についてさらに詳しく説明する。第３
図は霧化部３５の詳細な構成を示す断面図であシ、第２
図と同符号は相箔物である。
図は霧化部３５の詳細な構成を示す断面図であシ、第２
図と同符号は相箔物である。
第３図において、霧化部３５は直径が約５〜１５個深さ
２〜５論の加圧室４６を有するボディー４７と、ボディ
ー４７がビス４８にて固定されるケース４９などによシ
構成され、ケース４９はビス５Ｑ５１にて壁面４２に固
定されている。加圧室Ａ６の一面にノズル板５２が設け
られ、ノズル板５２の外周はボディー４７（て半田付さ
れている。このノズル板５２は、厚さが３０μｍ〜１０
０μｍの金属性の薄板で構成され、中央部に突起部６３
が設けられており、この突起部５３に直径が３０μｍ〜
１００ ｐ ｍのノズル５４が複数個設けられている。
２〜５論の加圧室４６を有するボディー４７と、ボディ
ー４７がビス４８にて固定されるケース４９などによシ
構成され、ケース４９はビス５Ｑ５１にて壁面４２に固
定されている。加圧室Ａ６の一面にノズル板５２が設け
られ、ノズル板５２の外周はボディー４７（て半田付さ
れている。このノズル板５２は、厚さが３０μｍ〜１０
０μｍの金属性の薄板で構成され、中央部に突起部６３
が設けられており、この突起部５３に直径が３０μｍ〜
１００ ｐ ｍのノズル５４が複数個設けられている。
さら（ζ、ノズル板５２（・ては直径５〜１５循、厚さ
０．５〜２ｒｒｒｍＯ円板状圧電振動子５５が半田付さ
れている。圧電振動子６５の中央には開口５６が設けら
れ、この開口５６（・てノズル５４が臨んでいる。
０．５〜２ｒｒｒｍＯ円板状圧電振動子５５が半田付さ
れている。圧電振動子６５の中央には開口５６が設けら
れ、この開口５６（・てノズル５４が臨んでいる。
圧電振動子５５の両面（図の左右両端）（ては図示して
いないが数μｍ程度の電極層か設けられ、この電Ｆ＝
Ｒとノズル板５２が半田付されている。圧電振動子５５
（４，この電極方向に分極処理された圧電セラミックで
あり、リード線５７．５８により第４図ａ、ｂ又はＣの
ように交流電圧が霧化すべき景に応じて供給される。も
ちろん圧電振動子に共給される電圧は、交流電圧でなく
同図ｄ、ｅのような直流パルス電圧であってもよい。供
給された交流電圧の極性に応じて圧電振動子５５はその
径方向に伸縮歪を生じるが、この径方向伸縮歪は、ノズ
ル板６２と圧電振動子５５とが半田付てれているために
たわみ振動に変換される。すなわち、ノズル板６２と圧
電振動子５５とにニジ非対称バイモルフ振動体が形成さ
れ、ｔわみ振動体となるのである。このため、ノズル５
４も図の左右方向に加振され、加圧室４６内の灯油はノ
ズル５４よシ霧化粒子４３となって噴射され微粒化され
るのである。この霧化粒子４３の粒径はノズル５４の直
径と、圧電振動子６５に供給される交流電圧の繰シ返し
周波数および電圧の太ささとによって決定されるため、
均一性にすぐれ、しかも小さい霧化粒子とすることが可
能であり、さらに霧化ノくターンも突起部５３の形状と
ノズル５４の配置とによって自由に設定することができ
、かつ安定なパターンとなる。霧化粒子の発生タイミン
グや霧化量の制御は、第４図、１−Ｃに示すように交流
電圧の供給タイミングを制御するのみで極めて簡単にか
つ確実に制御することができ２．非常に良好な制御性を
有している。霧化粒子４３の噴射はノズル５４が加圧室
４６側（第３図の右方向）に変位を生じたとき行われ、
一方反対側（第３図の左方向）に変位したとき、加圧室
４６内へは、霧化粒子４３となって噴射された灯油の体
積に相当する体積の灯油がパイプ３６から吸い上げられ
る。なぜならば、７′ズル５４に発生する灯油の表面張
力により、ノズル５４から加圧室への空気流入が阻止さ
れるからである。
いないが数μｍ程度の電極層か設けられ、この電Ｆ＝
Ｒとノズル板５２が半田付されている。圧電振動子５５
（４，この電極方向に分極処理された圧電セラミックで
あり、リード線５７．５８により第４図ａ、ｂ又はＣの
ように交流電圧が霧化すべき景に応じて供給される。も
ちろん圧電振動子に共給される電圧は、交流電圧でなく
同図ｄ、ｅのような直流パルス電圧であってもよい。供
給された交流電圧の極性に応じて圧電振動子５５はその
径方向に伸縮歪を生じるが、この径方向伸縮歪は、ノズ
ル板６２と圧電振動子５５とが半田付てれているために
たわみ振動に変換される。すなわち、ノズル板６２と圧
電振動子５５とにニジ非対称バイモルフ振動体が形成さ
れ、ｔわみ振動体となるのである。このため、ノズル５
４も図の左右方向に加振され、加圧室４６内の灯油はノ
ズル５４よシ霧化粒子４３となって噴射され微粒化され
るのである。この霧化粒子４３の粒径はノズル５４の直
径と、圧電振動子６５に供給される交流電圧の繰シ返し
周波数および電圧の太ささとによって決定されるため、
均一性にすぐれ、しかも小さい霧化粒子とすることが可
能であり、さらに霧化ノくターンも突起部５３の形状と
ノズル５４の配置とによって自由に設定することができ
、かつ安定なパターンとなる。霧化粒子の発生タイミン
グや霧化量の制御は、第４図、１−Ｃに示すように交流
電圧の供給タイミングを制御するのみで極めて簡単にか
つ確実に制御することができ２．非常に良好な制御性を
有している。霧化粒子４３の噴射はノズル５４が加圧室
４６側（第３図の右方向）に変位を生じたとき行われ、
一方反対側（第３図の左方向）に変位したとき、加圧室
４６内へは、霧化粒子４３となって噴射された灯油の体
積に相当する体積の灯油がパイプ３６から吸い上げられ
る。なぜならば、７′ズル５４に発生する灯油の表面張
力により、ノズル５４から加圧室への空気流入が阻止さ
れるからである。
このようにして、圧電振動子５５に交流電圧全供給する
のみで灯ン山を自給しながら霧化することがでさるので
ある。
のみで灯ン山を自給しながら霧化することがでさるので
ある。
前述したように霧化動作のメカニズムが超音波エネルギ
ーにより発生するキャピラリーウェーブを利用したもの
では々いので、圧電振動子５５の消費置方は著しく小さ
く 、２０ ＣＧ ／ ｍｉｎの霧化量を得るに要する
圧電振動子の入力電力は０．１〜０．２ＷａｚＬ−□＋
のる。
ーにより発生するキャピラリーウェーブを利用したもの
では々いので、圧電振動子５５の消費置方は著しく小さ
く 、２０ ＣＧ ／ ｍｉｎの霧化量を得るに要する
圧電振動子の入力電力は０．１〜０．２ＷａｚＬ−□＋
のる。
次に、ノズル板５２と圧電振動子５５より成るたわみ振
動体の動作について、さらに詳しく説明する。第５図ａ
、ｂにおいて、第３図と同符号は相描物である。
動体の動作について、さらに詳しく説明する。第５図ａ
、ｂにおいて、第３図と同符号は相描物である。
第５図ａ、ｂに破線で示すようＫたわみ振動体の振動モ
ードはノズル５４と圧電振動子５５の振動位相が逆位相
となるものであり、第５図ａ中に示した太線矢印のＩう
になっている。しかも、第６図Ｃに示すように振動振巾
δの径方向分布は、ノズル５４の近傍の振巾が大きく、
圧電振動子５５の振巾が非常に小さいものとなっている
。したがって、たわみ振動体の振動によるキャビテーシ
ョン発生の可能性妙二最も大きいのがノズル５４の近傍
となり、かつノズル５４近傍の灯油は溶存空気が過大気
泡化する前にノズル５４から噴射されてしまうので、灯
油のように溶存空気を多量に含む液体であってもキャビ
テーション気泡の影響をほとんど受けることなく、安定
に噴射し、微粒化することができる。捷り、圧電振動子
５５近傍でのキャビテーションの発生は、ノズル５４と
圧電振動子５５との振動位相が逆位相であるために、第
５図ａ、ｂの細線矢印で示すような灯油の流れが発生し
てキャビテーション発生を抑制する方向（すなわち減圧
を抑制する方向）ＶｔＣ作用するのでほとんどこの部分
でのキャビテーションによる溶存空気の気泡化は防止さ
れしかも、ノズル５４の近傍て気泡か発生することがあ
ってもこの気泡は灯油の流れに沿って加圧室４６の別周
方向に排除されパイプ３８より杉ト出されてしまう。し
たかって、この振島モードで振動させるよう構成するこ
と１・てより安定な圧電振励子の動作か保証されるので
ある。
ードはノズル５４と圧電振動子５５の振動位相が逆位相
となるものであり、第５図ａ中に示した太線矢印のＩう
になっている。しかも、第６図Ｃに示すように振動振巾
δの径方向分布は、ノズル５４の近傍の振巾が大きく、
圧電振動子５５の振巾が非常に小さいものとなっている
。したがって、たわみ振動体の振動によるキャビテーシ
ョン発生の可能性妙二最も大きいのがノズル５４の近傍
となり、かつノズル５４近傍の灯油は溶存空気が過大気
泡化する前にノズル５４から噴射されてしまうので、灯
油のように溶存空気を多量に含む液体であってもキャビ
テーション気泡の影響をほとんど受けることなく、安定
に噴射し、微粒化することができる。捷り、圧電振動子
５５近傍でのキャビテーションの発生は、ノズル５４と
圧電振動子５５との振動位相が逆位相であるために、第
５図ａ、ｂの細線矢印で示すような灯油の流れが発生し
てキャビテーション発生を抑制する方向（すなわち減圧
を抑制する方向）ＶｔＣ作用するのでほとんどこの部分
でのキャビテーションによる溶存空気の気泡化は防止さ
れしかも、ノズル５４の近傍て気泡か発生することがあ
ってもこの気泡は灯油の流れに沿って加圧室４６の別周
方向に排除されパイプ３８より杉ト出されてしまう。し
たかって、この振島モードで振動させるよう構成するこ
と１・てより安定な圧電振励子の動作か保証されるので
ある。
第６図ａ （ｒＪノズル５４と圧電振動子５５とが同位
相の振動モードでたわみ振動するようにした場合の垂５
作を説明するもので第３図と同符号は相当物である。第
６図ｄ中（で矢印で示したようにノズル５４と圧電振動
子５５とが同位相で振動する場合も、第６図ｂ［示すよ
うにその振巾δの径方向の分布（Ｃ１ノズル５４近傍が
大きく、圧電振動子５５の振巾は非常に小さいものとな
る。しかしながら、このような振動モードで振動させた
場合には、第６図ａに示すように溶存空気の気泡化が目
立つようになり気泡６９が圧電振動子５５の近傍や加圧
室４６の壁面等に発生し、霧化粒子の噴射状態に乱れを
生じ安定な霧化パターンの維持が不可能となる。
相の振動モードでたわみ振動するようにした場合の垂５
作を説明するもので第３図と同符号は相当物である。第
６図ｄ中（で矢印で示したようにノズル５４と圧電振動
子５５とが同位相で振動する場合も、第６図ｂ［示すよ
うにその振巾δの径方向の分布（Ｃ１ノズル５４近傍が
大きく、圧電振動子５５の振巾は非常に小さいものとな
る。しかしながら、このような振動モードで振動させた
場合には、第６図ａに示すように溶存空気の気泡化が目
立つようになり気泡６９が圧電振動子５５の近傍や加圧
室４６の壁面等に発生し、霧化粒子の噴射状態に乱れを
生じ安定な霧化パターンの維持が不可能となる。
第７図ａ ”−ｅは第５図、第６図の振動モードについ
てさらに詳しく説明するものであり、潟３図と同符号は
相当物である。
てさらに詳しく説明するものであり、潟３図と同符号は
相当物である。
第７図ａにおいて、圧電振動子５５とノズル板５２より
構成されるたわみ振動体は、第７図Ｂ、ｃに示すように
２つの部分にわけて考えることができる。同図Ｃの中央
ノズル板５２′か開口５６の内周に沿う固定部６０で周
辺固定されてｆコゎみ振動を行イ、一方同図すのように
圧電振動子５５とノズル板５２より成る非対称バイモル
フ振動体６１がボディー４７による固定部６２（τて周
辺固定されてたわみ振動していると考えることかてきる
のである。なぜならば、同図すの振動部分６１の振動振
巾δと同図Ｃの振動部分５２′の振動振ｄ〕δ′とはそ
のレベルに著しく大きな差があるからである。
構成されるたわみ振動体は、第７図Ｂ、ｃに示すように
２つの部分にわけて考えることができる。同図Ｃの中央
ノズル板５２′か開口５６の内周に沿う固定部６０で周
辺固定されてｆコゎみ振動を行イ、一方同図すのように
圧電振動子５５とノズル板５２より成る非対称バイモル
フ振動体６１がボディー４７による固定部６２（τて周
辺固定されてたわみ振動していると考えることかてきる
のである。なぜならば、同図すの振動部分６１の振動振
巾δと同図Ｃの振動部分５２′の振動振ｄ〕δ′とはそ
のレベルに著しく大きな差があるからである。
同図すの振動部分６１は、同図Ｃの振動部分５２′を負
荷とする励振源であり、これら２つの振動体の共振周波
数全一致させ機械インピーダンスの整合をとることが効
率的な霧化動作を実現する上で重要である。
荷とする励振源であり、これら２つの振動体の共振周波
数全一致させ機械インピーダンスの整合をとることが効
率的な霧化動作を実現する上で重要である。
ところで、これらの２つの振動体６１．５２’ｉ集中質
ｉ”２および７１１でおきかえてモデル化して表わすと
第７図ｄ、ｅのように一次元での振動系として考えるこ
とかできる。すなわち、ｍｌは５２′に相昌し、４−
”２ （げ６１の左右の振動部分である。
ｉ”２および７１１でおきかえてモデル化して表わすと
第７図ｄ、ｅのように一次元での振動系として考えるこ
とかできる。すなわち、ｍｌは５２′に相昌し、４−
”２ （げ６１の左右の振動部分である。
０１お：び０２ ｆそれぞれｍｌおよびｍ２の振動加速
度ζすると、第５図の振動モード第７図ｅに、第６−ゼ
の振動モードは第７図ａＫ相当する。
度ζすると、第５図の振動モード第７図ｅに、第６−ゼ
の振動モードは第７図ａＫ相当する。
第７図ｄ、ｅにおいてそれぞれ固定端６２に発生する振
動方向の力Ｆｓ、Ｆｓ′を考えると、同区）ｄにおいて Ｆｓ二ｍ２θ２＋ｍ１σ１ 同図ｅ（でといて ＦＳ’＝ｍ２ａ２−ｍ１ａ１ となシ ＦＳ’ （Ｆｓ となることは明白であ、！Ｓ１ｍ とｍ２との機械イン
ピーダンスの整合の良さによっては、Ｆｓ′はＦｓに比
べて著しく小さいものとすることができる。
動方向の力Ｆｓ、Ｆｓ′を考えると、同区）ｄにおいて Ｆｓ二ｍ２θ２＋ｍ１σ１ 同図ｅ（でといて ＦＳ’＝ｍ２ａ２−ｍ１ａ１ となシ ＦＳ’ （Ｆｓ となることは明白であ、！Ｓ１ｍ とｍ２との機械イン
ピーダンスの整合の良さによっては、Ｆｓ′はＦｓに比
べて著しく小さいものとすることができる。
このことは、構造の簡単化と動作の安定化に対して極め
て重要である。
て重要である。
すなわち、前述したＦｓ’が非常に小さいｔめに、第５
図に示した振動モードでの動作を行う場合は第６図に示
した振動モードの場合と比収；〜て、ボディー４７に要
求される振動的性１生能が非常に低レベルなものでよい
ことになる。
図に示した振動モードでの動作を行う場合は第６図に示
した振動モードの場合と比収；〜て、ボディー４７に要
求される振動的性１生能が非常に低レベルなものでよい
ことになる。
つまり、たわみ振動体の振動エネルギーはボディー４７
に非常に伝達されにくくなり、ボディー４７からみタタ
わみ振動体の機械インピーダンスか高くなるわけである
。
に非常に伝達されにくくなり、ボディー４７からみタタ
わみ振動体の機械インピーダンスか高くなるわけである
。
このため、ボディー４７の構造が簡単なものであっても
安定なたわみ振動体の振動保証することができると共に
、ボディー４γへの振動エネルギーの伝達が少ないため
に、第６図ａのように加圧室４６のいたるところでキャ
ビテーション気泡５９が発生することが防止され、安定
な霧化動作を簡単な構造で保証することができるのであ
る。
安定なたわみ振動体の振動保証することができると共に
、ボディー４γへの振動エネルギーの伝達が少ないため
に、第６図ａのように加圧室４６のいたるところでキャ
ビテーション気泡５９が発生することが防止され、安定
な霧化動作を簡単な構造で保証することができるのであ
る。
またビデイー４７からみたたわみ振動体の機械インピー
ダンスが高いということはボディー４７の取付条件がた
わみ振動体に与える影響を非常に小さいものにするので
、非常に取扱いが容易な霧化装置を実現することが可能
である。
ダンスが高いということはボディー４７の取付条件がた
わみ振動体に与える影響を非常に小さいものにするので
、非常に取扱いが容易な霧化装置を実現することが可能
である。
このように１、ノズル板５２と圧電振動子５５との振動
位相か互いに逆位相となる振動モードで付勢する構成（
・でより、ノズル５４．および圧電振動子５５近傍での
キャビテーション気泡の発生を抑止するような加圧室４
６内の液体の流れを生じさせることができ、かつ、ボデ
ィー４７からみたたわみ振動体の磯城インピーダンスを
高くシ、簡単々ボディー構造でもボディー４７自身に振
動が伝達されて加圧室内にキャビテーション気泡が発生
したり、ボディーの取付条件で振動状態が変化しタシす
るという不都合全防止することができ、溶存空気を多量
に含む液体であっても極めて安定に霧化することができ
る。
位相か互いに逆位相となる振動モードで付勢する構成（
・でより、ノズル５４．および圧電振動子５５近傍での
キャビテーション気泡の発生を抑止するような加圧室４
６内の液体の流れを生じさせることができ、かつ、ボデ
ィー４７からみたたわみ振動体の磯城インピーダンスを
高くシ、簡単々ボディー構造でもボディー４７自身に振
動が伝達されて加圧室内にキャビテーション気泡が発生
したり、ボディーの取付条件で振動状態が変化しタシす
るという不都合全防止することができ、溶存空気を多量
に含む液体であっても極めて安定に霧化することができ
る。
第８図は、本発明の霧化装置の他の実施例を示す断面図
であり、第３図と同符号は相当物である。
であり、第３図と同符号は相当物である。
この実施例では、ノズル板５２は突起部が設けられず、
従ってノズル５４よシ複数個の亘進する液滴列が発生さ
れる。
従ってノズル５４よシ複数個の亘進する液滴列が発生さ
れる。
第９図は、さらに本発明の他の実施例を示す断面図であ
り、第３図と同符号は相当物である。この実施例では排
気パイプは設けられておらす、ノズル５４は１個のみ設
けられていて、単一の液滴列全生成することができる。
り、第３図と同符号は相当物である。この実施例では排
気パイプは設けられておらす、ノズル５４は１個のみ設
けられていて、単一の液滴列全生成することができる。
第１０図は、ざらにもう一つの本発明の実施例を示す断
面図であり第３図と同符号は相当物である。この実施例
では圧電振動子５５が之わみ振動の腹にのみ設けられて
おり、圧電振動子５５上に振動の節が発生しない振動モ
ードであシさえすればよいことを示している。またパイ
プ３６の直径は、加圧室４６の直径とほとんど同じであ
るが、本質的に加圧室４６の形状が本発明に影響するも
のでないことを示している。
面図であり第３図と同符号は相当物である。この実施例
では圧電振動子５５が之わみ振動の腹にのみ設けられて
おり、圧電振動子５５上に振動の節が発生しない振動モ
ードであシさえすればよいことを示している。またパイ
プ３６の直径は、加圧室４６の直径とほとんど同じであ
るが、本質的に加圧室４６の形状が本発明に影響するも
のでないことを示している。
このように、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で様々
な実施態様をとることができるものである。
な実施態様をとることができるものである。
発明の効果
以上のように本発明によれば、加圧室に液体を充填し、
前記加圧室（Ｃノズル板と電気的振動子とより成るたわ
み振動体を臨１せるようボディーに装着する構成とし、
ノズルと電気的振動子との振動の位相か逆位相となる振
動モードで前記たわみ振動体を付勢してノズルを加振す
るよう構成したから、！企めて構成か簡単でコンパクト
であり、従って低価格であり、しかも砺めて低消費電力
であるにもカーズーわらず微粒化９粒径の均一性、霧化
パターンの安定性、霧化動作の制御性ｆ（優れり霧化装
置を提供することが可能である。
前記加圧室（Ｃノズル板と電気的振動子とより成るたわ
み振動体を臨１せるようボディーに装着する構成とし、
ノズルと電気的振動子との振動の位相か逆位相となる振
動モードで前記たわみ振動体を付勢してノズルを加振す
るよう構成したから、！企めて構成か簡単でコンパクト
であり、従って低価格であり、しかも砺めて低消費電力
であるにもカーズーわらず微粒化９粒径の均一性、霧化
パターンの安定性、霧化動作の制御性ｆ（優れり霧化装
置を提供することが可能である。
特に、ノズルと電気的振動子との振動が互いに逆位第２
となる振動モードでたわみ振動体を付勢する構成により
、溶存空気全多量に含む一般的な液体であってもキャビ
テーシヨンの影響全はとんど受けることなく極めて安定
に霧化することができしかも取付条件等の影響を受けに
くく取扱いが容易であるので極めて汎用性に富んだ霧化
装置を提供することか可能であシ、その工業的・誦値は
著しく大きいものである。
となる振動モードでたわみ振動体を付勢する構成により
、溶存空気全多量に含む一般的な液体であってもキャビ
テーシヨンの影響全はとんど受けることなく極めて安定
に霧化することができしかも取付条件等の影響を受けに
くく取扱いが容易であるので極めて汎用性に富んだ霧化
装置を提供することか可能であシ、その工業的・誦値は
著しく大きいものである。
第１図ａ、ｂおよびＣは従来の霧化装置の断面図、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、第３図は同霧化装置の詳細断面図、第４図ａ、ｂ
、ｃ、ｄおよびｅｉ１７ｊ：霧化量に応じた電気的振動
子の駆動電圧波形図、第５図ａおよびｂは第３図の霧化
装置のたわみ振動姿態全説明する断面図、同図Ｃは同た
わみ振動体の振動振巾の径方向分布図、第６図ａは、同
たわみ振動体の他の振動姿態を説明する断面図、同図ｂ
（す同振動姿態でのたわみ振動体の振動振巾の径方向分
布図、第γ図ａ −６は第５図および第６図のたわみ振
動体の振動姿態をモデル化して説明し比較するための断
面図およびモデル図、第８図は本発明の他の実施例を示
す霧化装置の断面図、第９図は同さらに他の実施例を示
す霧化装置の断面図、第１ｏ図はもう１つの他の実施例
を示す霧化装置の断面図である。 ４６・・・・・・加圧室、４７・・・・・・ボディー、
５２・旧・・／ Ｘ ／ｌ／ 板、５３・・・・・・突
起部、、５４・・・・・・ノズル、５５・・・・・・電
気的振動子（圧電振動子）、５６・旧・・開口。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 Ｎ 憧− 鰍 第４図 第７図 とＬＩＪ３ｔビ２ 第 ８ 図 第９図
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、第３図は同霧化装置の詳細断面図、第４図ａ、ｂ
、ｃ、ｄおよびｅｉ１７ｊ：霧化量に応じた電気的振動
子の駆動電圧波形図、第５図ａおよびｂは第３図の霧化
装置のたわみ振動姿態全説明する断面図、同図Ｃは同た
わみ振動体の振動振巾の径方向分布図、第６図ａは、同
たわみ振動体の他の振動姿態を説明する断面図、同図ｂ
（す同振動姿態でのたわみ振動体の振動振巾の径方向分
布図、第γ図ａ −６は第５図および第６図のたわみ振
動体の振動姿態をモデル化して説明し比較するための断
面図およびモデル図、第８図は本発明の他の実施例を示
す霧化装置の断面図、第９図は同さらに他の実施例を示
す霧化装置の断面図、第１ｏ図はもう１つの他の実施例
を示す霧化装置の断面図である。 ４６・・・・・・加圧室、４７・・・・・・ボディー、
５２・旧・・／ Ｘ ／ｌ／ 板、５３・・・・・・突
起部、、５４・・・・・・ノズル、５５・・・・・・電
気的振動子（圧電振動子）、５６・旧・・開口。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 Ｎ 憧− 鰍 第４図 第７図 とＬＩＪ３ｔビ２ 第 ８ 図 第９図
Claims (4)
- （１）ノズル全有するノズル板と板状電気的振動子とｘ
３成るたわみ振動体と、加圧室を有するボディーとを備
え、前記加圧室に臨むよう前記たわみ振動体全前記ボデ
ィーに装着すると共に、前記ノズルと前記電気的振動子
との振動がほぼ逆位相となるたわみ振動モードで前記た
わみ振動体を付勢して前記ノズルを加振する構成とした
霧化装置。 - （２）前記電気的振動子に開口全段け、前記開口に前記
ノズルが臨むよう前記たわみ振動体全構成した特許請求
の範囲第１項に記載の霧化装置。 - （３）前記電気的振動子を円板状圧電振動子で構成し、
前記たわみ振動体を円形たわみ振動体とした特許請求の
範囲第１項又は第２項記載の６化装置。 - （４）前記ノズル板に突起部を設け、前記突起部に複数
個のノズルを設ける構成とした特許請求の範囲第１項、
第２項又は第３項に記載の霧化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19643982A JPS5987066A (ja) | 1982-11-09 | 1982-11-09 | 霧化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19643982A JPS5987066A (ja) | 1982-11-09 | 1982-11-09 | 霧化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5987066A true JPS5987066A (ja) | 1984-05-19 |
| JPS6340593B2 JPS6340593B2 (ja) | 1988-08-11 |
Family
ID=16357837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19643982A Granted JPS5987066A (ja) | 1982-11-09 | 1982-11-09 | 霧化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5987066A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006075708A (ja) * | 2004-09-09 | 2006-03-23 | Optonix Seimitsu:Kk | 球状超微粒子及びその製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58202070A (ja) * | 1982-05-20 | 1983-11-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 霧化装置 |
-
1982
- 1982-11-09 JP JP19643982A patent/JPS5987066A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58202070A (ja) * | 1982-05-20 | 1983-11-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 霧化装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006075708A (ja) * | 2004-09-09 | 2006-03-23 | Optonix Seimitsu:Kk | 球状超微粒子及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6340593B2 (ja) | 1988-08-11 |
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