JPS6029311B2 - atomization device - Google Patents

atomization device

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Publication number
JPS6029311B2
JPS6029311B2 JP11918180A JP11918180A JPS6029311B2 JP S6029311 B2 JPS6029311 B2 JP S6029311B2 JP 11918180 A JP11918180 A JP 11918180A JP 11918180 A JP11918180 A JP 11918180A JP S6029311 B2 JPS6029311 B2 JP S6029311B2
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JP
Japan
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pressurizing chamber
nozzle
liquid
atomization device
nozzle hole
Prior art date
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Expired
Application number
JP11918180A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS5742367A (en
Inventor
直芳 前原
浩一 植木
伸一 中根
尚 宇野
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP11918180A priority Critical patent/JPS6029311B2/en
Publication of JPS5742367A publication Critical patent/JPS5742367A/en
Publication of JPS6029311B2 publication Critical patent/JPS6029311B2/en
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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

Landscapes

  • Pressure-Spray And Ultrasonic-Wave- Spray Burners (AREA)
  • Special Spraying Apparatus (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は空気の加湿,医療用の薬液霧化、あるいは、灯
油などの液体燃料のガス化等に活用される霧化装置に関
するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an atomization device used for humidifying air, atomizing medical liquids, or gasifying liquid fuel such as kerosene.

その第1の目的は簡単でコンパクトな構成の霧化装置を
提供することである。
Its first objective is to provide an atomization device of simple and compact construction.

第2の目的は粒径の小さい霧化粒子が得られる霧化装置
を実現することであって、液体燃料燃焼装置に用いた場
合、液体燃料をほとんど直接的にガス化し、瞬間的に着
火することが可能な燃焼装置とすることを目的とするも
のである。第3の目的は広範囲な霧化量の調節が、極め
て容易に行える霧化装置を提供することにある。
The second purpose is to realize an atomizer that can obtain atomized particles with a small particle size, and when used in a liquid fuel combustion device, the liquid fuel is almost directly gasified and ignited instantaneously. The purpose of this is to create a combustion device that is capable of The third object is to provide an atomization device that allows for extremely easy adjustment of the amount of atomization over a wide range.

従来、液体の霧化装置は、回転体に液体を滴下し、遠心
力により振りきって霧化するもの、高圧ポンプを使って
液体に圧力を印加し、ノズルから噴出させて霧化するも
の、超音波振動子に液体を滴下して超音波振動により霧
化するものなど種々のものが提案され、実用化されてい
る。しかしながら、これら従釆の霧化装置は構造が複雑
、あるいは、大型であり、したがって、高価なものにな
っていた。
Conventional liquid atomization devices include those that drip liquid onto a rotating body and shake it off using centrifugal force to atomize it, and those that apply pressure to the liquid using a high-pressure pump and spray it from a nozzle to atomize it. Various methods have been proposed and put into practical use, such as those in which liquid is dropped onto an ultrasonic vibrator and atomized by ultrasonic vibration. However, these secondary atomizing devices have complicated or large structures, and are therefore expensive.

また、霧化粒子の大きさが小さいものでも数十〃m〜1
00r程度あった。したがって、液体燃料燃焼器に用い
た場合、そのままでは燃焼性能が悪く、スス,C○,N
○×などの発生しやすいものであった。そのため、大が
かりな気化装置を必要とし、燃焼開始時は、気化部の温
度が十分上昇するまで数分間待たねばならないものであ
った。また、霧化量の広範囲にわたる調節は小量になる
程難しく、量の安定度、粒径などの点で不都合が多く、
特に燃焼装置の場合、燃焼が不安定になりやすかった。
本発明はこのような欠点を解消したものである。
In addition, even if the size of the atomized particles is small, it is several tens of meters to 1
It was about 00r. Therefore, when used in a liquid fuel combustor, the combustion performance is poor, and soot, C○, and N
○× etc. were likely to occur. Therefore, a large-scale vaporization device is required, and at the start of combustion, it is necessary to wait several minutes until the temperature of the vaporization section rises sufficiently. In addition, it is difficult to adjust the amount of atomization over a wide range as the amount becomes smaller, and there are many disadvantages in terms of amount stability, particle size, etc.
Especially in the case of combustion equipment, combustion tends to become unstable.
The present invention eliminates these drawbacks.

第1図は本発明を液体燃料燃焼装置に適用した一実施例
であり、灯油・軽油などの燃焼装置の緩成断面図である
FIG. 1 is an embodiment in which the present invention is applied to a liquid fuel combustion device, and is a slow-growing sectional view of a combustion device for burning kerosene, light oil, etc.

図において、1はケースであって、ファン2により燃焼
空気が空気孔3から導入される。
In the figure, 1 is a case, and combustion air is introduced through air holes 3 by a fan 2.

4はダンパであり、上記燃焼空気の量を調節するもので
ある。
4 is a damper, which adjusts the amount of combustion air.

5は支柱であり、これにより基体6が支えられている。Reference numeral 5 denotes a support column, by which the base body 6 is supported.

基体6内部には加圧室7が形成されており、加圧室7は
ホーン形状(ェクスポネンシャルホーン)をしており、
またその先端には軸万向に断面積が一定な閉口部8があ
って、この開□部8はノズル部9で閉じられ、ノズル9
の中央にはノズル孔10が設けられている。加圧室7の
底部には、それを閉じる振動板11が設けられ、円筒形
をした支え部12により、前記基体6に固定されている
。前記振動板11には、電極板13,14とピェゾ振動
子15,16が固定され、電気的振動子を構成している
。前記2ケのピヱゾ振動子15,16は電気的には並列
に接続されている。なお電気的振動子は、磁歪形振動子
でもよい。1 7はPTCヒータであり前記基体6の外
周に取付られている。
A pressurizing chamber 7 is formed inside the base body 6, and the pressurizing chamber 7 has a horn shape (exponential horn).
Further, at its tip, there is a closed part 8 having a constant cross-sectional area in all directions of the axis, and this opening □ part 8 is closed by a nozzle part 9.
A nozzle hole 10 is provided in the center. A diaphragm 11 that closes the pressurized chamber 7 is provided at the bottom of the pressurized chamber 7, and is fixed to the base body 6 by a cylindrical support section 12. Electrode plates 13 and 14 and piezoelectric vibrators 15 and 16 are fixed to the diaphragm 11 to constitute an electric vibrator. The two piezo vibrators 15 and 16 are electrically connected in parallel. Note that the electric vibrator may be a magnetostrictive vibrator. Reference numeral 17 denotes a PTC heater, which is attached to the outer periphery of the base 6.

これは前記加圧室7に導入される液体である灯油の温度
を一定に保持し、灯油の粘度の変化を防止するためのも
のであり、基体6とは絶縁構造がとられている。18は
ガイド支えであり、先端にはェアガィド19が設けられ
ている。
This is to keep the temperature of the kerosene, which is the liquid introduced into the pressurizing chamber 7, constant and to prevent changes in the viscosity of the kerosene, and has an insulating structure from the base body 6. 18 is a guide support, and an air guide 19 is provided at the tip.

20はバーナ21を支えるバーナ台であり、空気と霧化
粒子を混合する混合室22を形成し、かくはん羽根23
を設けている。
A burner stand 20 supports a burner 21, forms a mixing chamber 22 for mixing air and atomized particles, and has a stirring blade 23.
has been established.

バーナ21と基体6は電気的に同電位に接続されヱアガ
ィド19との間に高電圧が印加されるよう、直流電源2
4が接続されている。これは霧化粒子に帯電をおこさせ
ると共に、電気的な吸引作用によって灯油の微粒化を促
進させるためである。すなわち静電作用により霧化を促
進させると共に、霧化粒子にわずかな帯電を生じさせ、
粒子の再結合およびバーナ21、バーナ台22、かくは
ん羽根23への付着を少なくするものである。なお、2
5,26は絶縁材であり、前記直流電源24による各部
の電位関係を維持するためである。
The burner 21 and the base 6 are electrically connected to the same potential, and a DC power supply 2 is used so that a high voltage is applied between the burner 21 and the base 6.
4 are connected. This is to charge the atomized particles and to promote the atomization of the kerosene by the electric attraction action. In other words, it not only promotes atomization through electrostatic action, but also slightly charges the atomized particles.
This reduces particle recombination and adhesion to the burner 21, burner stand 22, and stirring blade 23. In addition, 2
5 and 26 are insulating materials, which are used to maintain the potential relationship of each part by the DC power supply 24.

27はタンク、29はカートリッジタンクであり、灯油
の液面30が前記ノズル10よりやや低い位置になるよ
う横成されている。
27 is a tank, and 29 is a cartridge tank, which are horizontally arranged so that the liquid level 30 of kerosene is slightly lower than the nozzle 10.

31はフィル夕であり、フィル夕31でゴミをとり除か
れた灯油は連結管32により前記基体6の底部に設けら
れた液体供給口33より供給される。
Reference numeral 31 denotes a filter, and the kerosene from which dust has been removed by the filter 31 is supplied through a liquid supply port 33 provided at the bottom of the base 6 through a connecting pipe 32.

34は圧力導入パイプであり、ファン2が駆動されるこ
とにより発生する風圧により、タンク27内の圧力をあ
げ、前記基体6内のホーン状の加圧室7内に灯油を完全
に充満させると共に、ノズル10内の圧力を大気圧に対
して正圧とするためのものである。
34 is a pressure introduction pipe, which increases the pressure in the tank 27 by the wind pressure generated by driving the fan 2, and completely fills the horn-shaped pressurizing chamber 7 in the base body 6 with kerosene. , for making the pressure inside the nozzle 10 positive with respect to atmospheric pressure.

以上のような構成の燃焼装置についてその動作を説明す
る。
The operation of the combustion device configured as above will be explained.

まず、ファン2が駆動されると空気は空気孔3からダン
パ4によって定められる空気量で供給され図中の矢印の
ようにバーナ21の方向に流れる。したがって、前述の
ようにタンク27の圧力が上昇し、加圧室7内に灯油は
完全に充満し、ノズル10の加圧室7側は大気圧に対し
て正圧となる。加圧室7は図では水平方向であるが、前
記加圧室17内の空気を完全に除くためには、第2図の
実施例のように垂直方向の方が望ましい。同時に、かく
はん羽根23が回転する。35は制御装置であって燃焼
制御部36と振動子駆動部37などより成るものである
First, when the fan 2 is driven, air is supplied from the air hole 3 in an amount determined by the damper 4 and flows in the direction of the burner 21 as indicated by the arrow in the figure. Therefore, as described above, the pressure in the tank 27 increases, the pressurizing chamber 7 is completely filled with kerosene, and the pressure on the pressurizing chamber 7 side of the nozzle 10 becomes positive with respect to atmospheric pressure. Although the pressurizing chamber 7 is oriented horizontally in the figure, in order to completely remove the air within the pressurizing chamber 17, it is preferable that the pressurizing chamber 7 be oriented vertically as in the embodiment shown in FIG. At the same time, the stirring blade 23 rotates. Reference numeral 35 denotes a control device, which includes a combustion control section 36, a vibrator drive section 37, and the like.

振動子駆動部37は燃焼制御部36の指令により、プェ
ゾ振動子15および16に、第6図に示すような交番電
力を供給する。
The oscillator driving section 37 supplies alternating power as shown in FIG. 6 to the puezo oscillators 15 and 16 in response to a command from the combustion control section 36.

この交番電力によりピェゾ振動子15,16は支え部1
2を支点として、加圧室7の中心髄方向に振動する。ピ
ェゾ振動子15,16がノズル10方向にわん曲したと
き、加圧室7内の圧力は上昇し、その圧力はホーン形状
のため先端にいくほど増大しノズル10の近傍では極め
て大きな圧力となる。したがって、灯油はノズル10か
ら吐出される。ノズル10は第3図a,b又はc,dに
示すような形状をしている。すなわち、ノズル孔101
こは切りかき状の凹部36、又は38a,38bが設け
られ、ノズル孔10の軸万向の断面はノズル円周方向に
不均一となっている。このことにより、第3図の矢印に
示すように、ノズル孔10から吐出される灯油はノズル
孔10前で何らかの回転運動が与えられ、吐出されると
きは放射状の吐出方向となる。
This alternating power causes the piezoelectric vibrators 15 and 16 to
2 as a fulcrum, it vibrates toward the center of the pressurizing chamber 7. When the piezo vibrators 15 and 16 bend in the direction of the nozzle 10, the pressure inside the pressurizing chamber 7 increases, and because of the horn shape, the pressure increases toward the tip, and becomes extremely large near the nozzle 10. . Therefore, kerosene is discharged from the nozzle 10. The nozzle 10 has a shape as shown in FIGS. 3a, b or c, d. That is, the nozzle hole 101
A notched recess 36 or 38a, 38b is provided, and the axial cross section of the nozzle hole 10 is non-uniform in the nozzle circumferential direction. As a result, as shown by the arrow in FIG. 3, the kerosene discharged from the nozzle hole 10 is given some rotational movement in front of the nozzle hole 10, and when it is discharged, the kerosene is discharged in a radial discharge direction.

したがって、ノズル孔10から吐出される粒子の粒径は
ノズル孔径(200一肌程度)に比べて数めて小さい(
数一肌〜十数rm)ものとなる。次にヱピゾ振動子15
,16がノズル孔10と反対側にわん曲したとき、先端
に設けた断面積が軸万向に一定な開□部8の効果により
、いわゆる流体ダイオード的作用を果たし、そのため、
加圧室7内の圧力はかなり低いものになる。
Therefore, the particle size of the particles discharged from the nozzle hole 10 is much smaller than the nozzle hole diameter (about 200 mm).
It will be from several skins to more than 10 rm). Next, Epizo oscillator 15
, 16 is bent to the side opposite to the nozzle hole 10, it acts like a so-called fluid diode due to the effect of the opening 8 provided at the tip with a constant cross-sectional area in all directions of the axis, and therefore,
The pressure inside the pressurizing chamber 7 becomes quite low.

したがって、灯油は連結管32より液体供給口33を通
って加圧室7内に吸い込まれる。すなわち、ピエゾ振動
子15,16の1回の往復動作により、灯油はノズル孔
10からの吐出と、タンク27からの供給を行なわれる
のである。したがって、灯油を供給するための特別な供
聯合装置は全く必要ないのである。前記交番電力は10
〜30KHZ程度の高周波電力であるため、灯油は超音
波振動をしながら吐出されることになり、ノズル孔10
から放射される粒子の粒径は、前述のノズル孔形状の効
果とあいまって、極めて小さいものとなり、数ム肌程度
にすることができる。
Therefore, kerosene is sucked into the pressurizing chamber 7 from the connecting pipe 32 through the liquid supply port 33. That is, kerosene is discharged from the nozzle hole 10 and supplied from the tank 27 by one reciprocating operation of the piezo vibrators 15 and 16. Therefore, no special coupling equipment for supplying kerosene is required. The alternating power is 10
Since the high frequency power is about ~30KHZ, the kerosene is discharged while undergoing ultrasonic vibrations, and the nozzle hole 10
Coupled with the effect of the nozzle hole shape mentioned above, the particle size of the particles emitted from the nozzle becomes extremely small, and can be as small as several micrometers.

さらに、直流電源24の静電界作用により、一層微粒化
されると共に帯電され、お互いに再結合して粒径が大き
くなるのを防止している。
Further, due to the electrostatic field effect of the DC power source 24, the particles are further atomized and charged, and are prevented from recombining with each other and increasing the particle size.

霧化粒子は、かくはん羽根23により空気との混合が促
進され、子混合ガスの状態となってバーナ21に供給さ
れる。
Mixing of the atomized particles with air is promoted by the stirring blade 23, and the atomized particles are supplied to the burner 21 in the state of a child mixed gas.

そして、点火手段(図示せず)によって点火され、燃焼
する。39はフレームロッドであり、火炎中のイオン電
流を検出し、燃焼制御装置36にその信号を送るもので
ある。
Then, it is ignited by an ignition means (not shown) and combusts. A flame rod 39 detects the ionic current in the flame and sends the signal to the combustion control device 36.

フレームロッド39は火炎の燃焼状態を検知するための
ものであって、火炎の光や温度を検出する手段であって
もよい。燃焼制御装置36はフレームロッド39の信号
により、振動子駆動部37に指令を与え、燃料が多すぎ
る時は、前記ピェゾ振動子15,16に与える交番電力
の平均電力を第6図a〜cのごとく減少させ、逆に燃料
が少なすぎるときは、平均電力を大きくして空燃比を一
定に保つものである。
The flame rod 39 is for detecting the combustion state of the flame, and may be a means for detecting the light or temperature of the flame. The combustion control device 36 gives a command to the oscillator drive unit 37 by the signal from the frame rod 39, and when there is too much fuel, the average power of the alternating power given to the piezo oscillators 15 and 16 is set as shown in Fig. 6 a to c. Conversely, when there is too little fuel, the average power is increased to keep the air-fuel ratio constant.

ダンパ4の軸4aは燃焼制御装置36に接続された可変
抵抗器40と連動しており、ダンパ4の関度、すなわち
、空気量に応じて前記ピェゾ振動子15,16への交番
電力の平均値を変化させるものである。すなわち、ダン
パ4によって定められる空気量に応じた空燃比目標値が
可変抵抗器40によって決定され、空気の温度変化や、
灯油の粘度、発熱量変化などによる空燃比の乱れをフレ
ームロッド39の信号により防止するものである。実際
には前記可変抵抗器40の信号により、必要に応じて、
フレームロッド39によるイオン電流の制御目標値を変
化させ、燃焼量レベルに応じた最適空燃此となるよう燃
焼制御装置36は動作するものである。第2図は本発明
の他の実施例を示す温風暖房機の構成断面図であり、第
1図と同符号は相当物である。
The shaft 4a of the damper 4 is linked to a variable resistor 40 connected to the combustion control device 36, and the average of the alternating power to the piezo oscillators 15 and 16 is controlled according to the damper 4's function, that is, the amount of air. It changes the value. That is, the air-fuel ratio target value corresponding to the air amount determined by the damper 4 is determined by the variable resistor 40, and the air-fuel ratio target value is determined by the variable resistor 40, and
The signal from the frame rod 39 prevents disturbances in the air-fuel ratio due to changes in kerosene viscosity, calorific value, etc. Actually, depending on the signal of the variable resistor 40, as necessary,
The combustion control device 36 operates by changing the control target value of the ion current by the flame rod 39 so as to achieve the optimum air/fuel ratio according to the combustion amount level. FIG. 2 is a sectional view of the configuration of a warm air heater showing another embodiment of the present invention, and the same reference numerals as in FIG. 1 correspond to the same parts.

図において、41は温風機ケースであって、対流ファン
42により室内空気が吸込口43から吸込まれ、燃焼筒
兼用熱交換器44にて熱交換され、吹出口45から温風
が吹き出される。
In the figure, reference numeral 41 denotes a hot air fan case, in which indoor air is sucked in through a suction port 43 by a convection fan 42, heat exchanged in a combustion tube heat exchanger 44, and hot air is blown out from an air outlet 45.

燃焼空気は燃焼ファン2によりヱアガィド19を通りバ
ーナ21に送られるが、途中に、ヒータ46が設けられ
ており、ここで、燃焼開始時、霧化粒子の着火性向上と
燃焼性能の向上(より微細な粒子化、すなわち完全ガス
化による燃焼性能向上)および、バーナ21の子熱を目
的としている。
Combustion air is sent to the burner 21 by the combustion fan 2 through the air guide 19, but a heater 46 is provided along the way, and here, at the start of combustion, it improves the ignitability of the atomized particles and improves the combustion performance (more The purpose is to improve combustion performance by making fine particles (ie, complete gasification) and to generate child heat from the burner 21.

着火後は火炎Fの熱により前記目的が達成せられるため
、ヒータ46への通電は停止される。ホーン形状をした
加圧室7の底部に液体供給口33が設けられており、こ
の底部に液体供給口33を設けることによって、前記加
圧室7の空気を完全に追い出し、加圧室7を灯油の密閉
充満室とすることができる。このような霧化装置は、こ
のことが必要条件であり、もし少しでも空気が加圧室7
内に残存していると、正常に霧化することができなくな
るからである。また、連結管32は図のように接続され
ており前記液体供給口33はタンク27の出口47より
も高い位置になるよう構成されており、前述と同様、空
気が混入して、正常な霧化を妨げるのを防止している。
After the ignition, the heat of the flame F achieves the above purpose, so the power supply to the heater 46 is stopped. A liquid supply port 33 is provided at the bottom of the horn-shaped pressurization chamber 7. By providing the liquid supply port 33 at the bottom, the air in the pressurization chamber 7 is completely expelled and the pressurization chamber 7 is It can be a hermetically sealed chamber filled with kerosene. This is a necessary condition for such an atomization device, and if even a small amount of air enters the pressurized chamber 7.
This is because if the particles remain in the water, normal atomization will not be possible. In addition, the connecting pipe 32 is connected as shown in the figure, and the liquid supply port 33 is configured to be at a higher position than the outlet 47 of the tank 27, so that, as described above, air may be mixed in and normal mist may occur. This prevents the development of

フィル夕31はノズル孔10が小さいための生じるゴミ
づまりを防止するため、タンク27の途中に設けたくび
れ部48に設置されている。
The filter 31 is installed in a constriction 48 provided in the middle of the tank 27 in order to prevent dust from clogging due to the small nozzle hole 10.

前記タンク27の液面30は、ノズル孔10と同じか、
やや高い位置になるよう構成されており、ピェゾ振動子
15,16の停止時は、光油の表面張力によって、ノズ
ル孔10からあふれるのを防止する程度のヘッド差であ
る。もし、振動などで前記表面表力がやぶれて、灯油が
/ズル孔10からあふれる可能性のある時は、第1図の
実施例のように「 ファン2の動作による風圧を利用す
る構成をとり、ファン停止時はノズル孔10が液面30
より高くなり、ノズル孔10内部の灯油の圧力が、大気
圧より負圧になるようにしておけばよい。
Is the liquid level 30 of the tank 27 the same as the nozzle hole 10?
The head difference is such that when the piezo vibrators 15 and 16 are stopped, the surface tension of the light oil prevents it from overflowing from the nozzle hole 10. If there is a possibility that the surface force is broken due to vibration or the like and kerosene overflows from the drain hole 10, a configuration that utilizes the wind pressure generated by the operation of the fan 2, as in the embodiment shown in FIG. 1, should be adopted. , when the fan is stopped, the nozzle hole 10 is at the liquid level 30.
The pressure of the kerosene inside the nozzle hole 10 may be set to be lower than atmospheric pressure.

17′はPTCヒータであり、連結管32の途中に設け
られ、灯油の温度を所定値まで上昇させ、一定値に保つ
ものである。
Reference numeral 17' denotes a PTC heater, which is installed in the middle of the connecting pipe 32 and raises the temperature of the kerosene to a predetermined value and keeps it at a constant value.

なお、49はファン42のスピード切換スイッチで、ダ
ンパ4と運動している。
Note that 49 is a speed changeover switch for the fan 42, which moves with the damper 4.

50‘ま交流電源である。50' is an AC power supply.

以上、第1図,第2図の実施例に示した如く、極めて簡
単な構成で、しかも、ピェゾ振動子15,16に交番電
力を供給するだけで、液体の供給と、吐出を行うことが
でき、しかも、ガス状に近い極めて微細な液体の粒子化
が実現できるものである。
As described above, as shown in the embodiments shown in FIGS. 1 and 2, it is possible to supply and discharge liquid with an extremely simple configuration and by simply supplying alternating power to the piezo vibrators 15 and 16. Moreover, it is possible to realize the formation of extremely fine liquid particles that are close to gaseous state.

第4図は、第1図,第2図における制御装置35のさら
に詳しい一実施例であり、第1図,第2図と同符号は相
当物である。
FIG. 4 shows a more detailed embodiment of the control device 35 in FIGS. 1 and 2, and the same reference numerals as in FIGS. 1 and 2 are equivalent.

図において、51は電源トランスであって、ダイオード
52,53、コンデンサ54,55により振動子駆動回
路の電源部が形成されている。
In the figure, 51 is a power transformer, and diodes 52 and 53 and capacitors 54 and 55 form a power supply section of the vibrator drive circuit.

56は発振器であり、CR発振器などの正弦波発振器で
ある。
56 is an oscillator, which is a sine wave oscillator such as a CR oscillator.

前記発振器56の出力はスイッチ手段57を介して増中
器58に供給されるようになっており、前記増中器58
の出力が、ピェゾ振動子15,16に供給されるように
構成されている。
The output of the oscillator 56 is supplied to a multiplier 58 via a switch means 57.
is configured such that the output thereof is supplied to piezoelectric vibrators 15 and 16.

前記スイッチ手段57はデューティ制御部59により、
前記発振器56と同期し、第6図のような波形の電圧が
ピェゾ振動子15,16に加えられるように開閉制御さ
れる。デューティ制御部59によるスイッチ手段57の
開閉デューティは、燃焼制御部36の指令により決定す
るものであり、デューナィ制御によって、ピェゾ振動子
15,16に供給される平均電力を制御するものである
。すなわち、燃焼制御部36はフレームロッド39から
バーナ21に流れる直流電流を抵抗器60、コンデンサ
61により検出し、可変抵抗器40により定められる設
定電流値になるように、前記デューティ制御部59への
指令を与えるものである。
The switch means 57 is controlled by the duty control section 59.
Opening and closing are controlled in synchronization with the oscillator 56 so that a voltage having a waveform as shown in FIG. 6 is applied to the piezo vibrators 15 and 16. The opening/closing duty of the switch means 57 by the duty control section 59 is determined by a command from the combustion control section 36, and the average power supplied to the piezo vibrators 15 and 16 is controlled by duney control. That is, the combustion control section 36 detects the direct current flowing from the flame rod 39 to the burner 21 using a resistor 60 and a capacitor 61, and controls the duty control section 59 so that the current reaches the set current value determined by the variable resistor 40. It gives instructions.

例えば、検出されたイオン電流が多すぎるときは、前記
デューティ制御部59への指令を、デューティを下げる
信号とすることによって、前記ピェゾ振動子15,16
の単位時間あたりの振動回数を減少させ、霧化量を減少
させるよう燃焼制御装置36は動作する。したがって燃
料供繋合量が減少し、イオン電流が減少し設定値に制御
され、空燃比が一定値に維持される。なお、前記デュー
テイ制御部59は第6図のように1サイクルを最小単位
として、デューティ制御を実施するものであるが、複数
サイクルを最小単位としてもよいことは明らかである。
また、62はダイオード、63はコンデンサである。
For example, when the detected ion current is too large, the piezo vibrator 15, 16 can be
The combustion control device 36 operates to reduce the number of vibrations per unit time and reduce the amount of atomization. Therefore, the amount of fuel supplied decreases, the ion current decreases and is controlled to the set value, and the air-fuel ratio is maintained at a constant value. Although the duty control section 59 performs duty control using one cycle as the minimum unit as shown in FIG. 6, it is clear that the minimum unit may be multiple cycles.
Further, 62 is a diode, and 63 is a capacitor.

以上の回路構成によって、ピヱゾ振動子15,16には
発振器56によって発生される正弦波形の電力を、デュ
ーティに関係なく、常に一定波形で供給することができ
るから、振動子の動作は安定であり、かつ、寿命などの
点からも極めて有利であると共に、スブリアスによるキ
ヤビテーション発生を完全に防止し、優れた霧化装置と
しての性能を発揮せしめることができるものである。第
5図は制御装置35の他の実施例であって、第4図と同
符号は相当物である。
With the above circuit configuration, the piezo oscillators 15 and 16 can always be supplied with the sinusoidal waveform power generated by the oscillator 56 in a constant waveform regardless of the duty, so the operation of the oscillators is stable. Moreover, it is extremely advantageous in terms of life, etc., and can completely prevent the occurrence of cavitation due to spurious gas, and can exhibit excellent performance as an atomizing device. FIG. 5 shows another embodiment of the control device 35, and the same reference numerals as in FIG. 4 are equivalent.

インダクタ64,65、コンデンサ66、サイリスタ6
7、ダイオード68により、いわゆる直列ィンバータが
構成されており、出力トランス69により、ィンバータ
出力がピェゾ振動子15,16に供給される。
Inductors 64, 65, capacitor 66, thyristor 6
7. The diode 68 constitutes a so-called series inverter, and the output transformer 69 supplies the inverter output to the piezo vibrators 15 and 16.

出力トランス69はィンバ−夕の電流を電圧に変換して
ピェゾ振動子15,16に供給するようにしているため
、第7図a〜cのような正弦波に近い電圧波形をピヱゾ
振動子15,16に供給する。すなわち、抵抗器70、
ゼナダィオード71、コンデンサ72より成る直流電源
に接続された抵抗器73〜76、コンデンサ77、プロ
グラマフルユニジヤンクシヨントランジスタ(PUT)
78より成る弛張発振回路の発振周波数により、前記サ
ィリス夕67のトリガ周波数を変化すると、第7図のa
〜cのように、ィンバータの電流は、そのくりかえし周
期と大きさが変化し、したがって、振動子15,16に
供V給される正弦波状電圧も、くりかえし周期と大きさ
が同時に変化する。
Since the output transformer 69 converts the inverter current into a voltage and supplies it to the piezo oscillators 15 and 16, the piezo oscillator 15 generates a voltage waveform close to a sine wave as shown in FIGS. , 16. That is, resistor 70,
Resistors 73 to 76, a capacitor 77, and a programmer full union transistor (PUT) connected to a DC power supply consisting of a Zena diode 71 and a capacitor 72.
When the trigger frequency of the syringe 67 is changed according to the oscillation frequency of the relaxation oscillator circuit consisting of 78,
As shown in ~c, the repetition period and magnitude of the current in the inverter change, and accordingly, the repetition period and magnitude of the sinusoidal voltage supplied to the vibrators 15 and 16 also change at the same time.

燃焼制御部36は前述と同様に、フレームロッド39よ
り得られるイオン電流信号により、フオトカプラ79の
入力発光ダイオードへの通電電流を制御し、その結果、
フオトカプラ79の出力トランジスタの動作電流を制御
する。したがって前記PUT78などより成る発振回路
の発振周波数が変化し、ピェゾ振動子15,16の振動
周期、および振中が同時に制御されるものである。この
ように、振動子駆動部に直列ィンバータを用い、そのィ
ンバータ共振電流を出力トランス69を介してピェゾ振
動子15,16に供給する構成とすることにより、正弦
波状の電圧のデューティと振中を同時に、しかも、ィン
バ−夕の動作周波数を変化させるだけで、簡単に制御す
ることができるものである。第8図はピェゾ振動子15
,16に供孫旨する平均電力の制御方法を示す他の実施
波形である。
As described above, the combustion control unit 36 controls the current flowing to the input light emitting diode of the photocoupler 79 based on the ion current signal obtained from the flame rod 39, and as a result,
The operating current of the output transistor of the photocoupler 79 is controlled. Therefore, the oscillation frequency of the oscillation circuit made up of the PUT 78 and the like changes, and the vibration period and the period of vibration of the piezoelectric vibrators 15 and 16 are simultaneously controlled. In this way, by using a series inverter in the vibrator drive unit and supplying the inverter resonance current to the piezo vibrators 15 and 16 via the output transformer 69, the duty and vibration of the sinusoidal voltage can be controlled. At the same time, it can be easily controlled by simply changing the operating frequency of the inverter. Figure 8 shows the piezo oscillator 15
, 16 are other implementation waveforms showing the method for controlling the average power applied.

すなわち、第4図のように、発振器56と増中器58を
用いると共に、スイッチ手段57を除去し、前記発振器
56の出力電圧又は前記増中器58の増中度を制御すれ
ば、第8図のような平均電力の制御(振中の制御)を実
現することが可能である。第9図a〜cは以上に述べた
3種類の振動子に供給する平均電力制御方法による霧化
量qの変化を示すグラフである。
That is, as shown in FIG. 4, if the oscillator 56 and the multiplier 58 are used, the switch means 57 is removed, and the output voltage of the oscillator 56 or the multiplier degree of the multiplier 58 is controlled, the eighth It is possible to realize average power control (control during shaking) as shown in the figure. FIGS. 9a to 9c are graphs showing changes in the amount of atomization q according to the average power control method supplied to the three types of vibrators described above.

すなわち、aは第6図のように、デューティDを制御し
たものであり、bは第7図のように、周波数ナ(すなわ
ちデューティD)と振中(電圧)を同時に変化したとき
であり、cは振中すなわち電圧Vを変化したときの霧化
量変化qを示すものである。
That is, a is when the duty D is controlled as shown in Fig. 6, and b is when the frequency na (that is, the duty D) and the oscillation (voltage) are changed simultaneously as shown in Fig. 7. c indicates the atomization amount change q during vibration, that is, when the voltage V is changed.

以上のように本発明の霧化装置によれば、加圧室に液体
を充填して電気的振動子により加振し、加圧室に臨んで
設けたノズル孔より吐出させて霧化するよう構成し、加
圧室に液体供給口を介して液体を充填・供聯合するよう
にしたから、極めて簡単な構造で液体の吸込,吐出およ
び霧化という機能を実現せしめることができ、しかも、
その霧化粒子は非常に小さいものにできる上に、広範囲
で自由な霧化量調節が可能である。
As described above, according to the atomization device of the present invention, a pressurized chamber is filled with liquid, vibrated by an electric vibrator, and atomized by being discharged from a nozzle hole provided facing the pressurizing chamber. Since the liquid is filled and supplied into the pressurized chamber through the liquid supply port, the functions of suction, discharge and atomization of the liquid can be realized with an extremely simple structure.
The atomized particles can be made very small, and the amount of atomization can be freely adjusted over a wide range.

従って、霧化特性に優れ、構成が簡単でコンパクト、低
価格な霧化装置を提供することができ、その工業的価値
は極めて大きいものである。また実施例のごと〈ノズル
を板状にしてノズル孔を設けることにより、ノズル孔の
加工が極めて容易で、バラツキの小さいものにすること
ができ、かつ、ノズル孔の長さが4・さし、のでゴミづ
まり等の発生し‘こくいものとすることができる。
Therefore, it is possible to provide an atomizing device that has excellent atomizing characteristics, has a simple configuration, is compact, and is inexpensive, and its industrial value is extremely large. In addition, as in the example, by making the nozzle into a plate shape and providing the nozzle hole, the nozzle hole can be processed very easily and with little variation, and the length of the nozzle hole is 4 mm. Therefore, it can be difficult for garbage to become clogged.

さらに、実施例のごとく加圧室の断面を円形にし、かつ
電気的振動子の外周を円形にして、その中心を同一軸上
におくよう構成すれば、吐出効率を向上させることがで
き、かつ吐出動作を安定化することができる。さらに、
ノズルの中心も前記軸上に配置すれば、より一層の吐出
効率の向上,吐出動作の安定性を得ることができる。ま
た、ノズルの吐出方向断面形状を円周方向に不均一化す
れば、霧化粒子の粒径を、一層小さいものにすることが
でき、また電気的振動子をピェゾ振動子で構成した場合
、振動板のわん曲方向に平行な円筒状支え部を構成する
ことにより、振動子の効率を極めて良好に保つことがで
きる。
Furthermore, if the pressurizing chamber has a circular cross section and the electric vibrator has a circular outer periphery, and the centers thereof are arranged on the same axis as in the embodiment, the discharge efficiency can be improved. Discharge operation can be stabilized. moreover,
If the center of the nozzle is also arranged on the axis, further improvement in ejection efficiency and stability of ejection operation can be obtained. Furthermore, if the cross-sectional shape of the nozzle in the discharge direction is made non-uniform in the circumferential direction, the particle size of the atomized particles can be made even smaller. By configuring the cylindrical support section parallel to the curved direction of the diaphragm, the efficiency of the oscillator can be maintained extremely well.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例を示す構成断面図、第2図は
本発明の他の実施例を示す構成断面図、第3図a〜dは
ノズルの構造を示す図、第4図は制御装置の一実施を示
す回路図、第5図は制御装置の他の実施例を示す回路図
、第6図a〜cは振動子の駆動波形図、第7図a〜cは
振動千の駆動波形図、第8図a,bは振動子の駆動波形
図、第9図a〜cは霧化量の制御方法を示す説明図であ
る。 7・・・加圧室、6・・・基体、8・・・開口部、9・
・・ノズル、10・・・ノズル孔、11…勤板、12・
・・支え部、15,16…ピェゾ振動子(電気的振動子
)、33・・・液体供給口、38,38a,38b・・
・凹部(断面形状の不均一部)。 第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図 第7図 第9図
FIG. 1 is a cross-sectional view of a structure showing one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of a structure showing another embodiment of the present invention, FIGS. 3 a to d are views showing the structure of a nozzle, and FIG. 5 is a circuit diagram showing another embodiment of the control device, FIGS. 6 a to c are driving waveform diagrams of the vibrator, and FIGS. FIGS. 8a and 8b are drive waveform diagrams of the vibrator, and FIGS. 9a to 9c are explanatory diagrams showing a method of controlling the amount of atomization. 7... Pressure chamber, 6... Base, 8... Opening, 9...
... Nozzle, 10... Nozzle hole, 11... Working plate, 12.
... Support part, 15, 16... Piezo vibrator (electric vibrator), 33... Liquid supply port, 38, 38a, 38b...
- Concavity (uneven cross-sectional shape). Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 6 Figure 7 Figure 9

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 液体を充填する加圧室を有する基体と、前記加圧室
に臨むよう設けられたノズル孔と、前記加圧室の液体を
加振する電気的振動子と、前記液体を前記加圧室に供給
するための液体供給口とを設けたことを特徴とする霧化
装置。 2 ノズル孔を板状のノズルに設け、前記ノズルを加圧
室に臨ませるよう構成したことを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載の霧化装置。 3 加圧室の断面を円状に形成すると共に、前記電気的
振動子の外周を円状とし、前記加圧室の円状断面の中心
と前記円状電気的振動子の中心とが略同一軸上になるよ
う構成したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の霧化装置。 4 加圧室をホーン状に形成したことを特徴とする特許
請求の範囲第3項記載の霧化装置。 5 加圧室の軸方向に平行な円筒状の支え部により前記
電気的振動子を前記基体に取り付けたことを特徴とする
特許請求の範囲第3項記載の霧化装置。 6 ノズル孔の一部に凹部を形成したことを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の霧化装置。 7 外周が円状の前記電気的振動子の中心と、前記ノズ
ルの加圧室に臨む面の中心とが同一軸上になるよう構成
したことを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の霧化
装置。
[Scope of Claims] 1. A base body having a pressurizing chamber filled with liquid, a nozzle hole provided to face the pressurizing chamber, an electric vibrator for vibrating the liquid in the pressurizing chamber, and the An atomization device comprising: a liquid supply port for supplying liquid to the pressurizing chamber. 2. The atomization device according to claim 1, wherein the nozzle hole is provided in a plate-shaped nozzle, and the nozzle is configured to face the pressurizing chamber. 3 The pressurizing chamber has a circular cross section, and the electric vibrator has a circular outer periphery, and the center of the circular cross section of the pressurizing chamber and the center of the circular electric vibrator are approximately the same. 2. The atomizing device according to claim 1, wherein the atomizing device is configured to be on an axis. 4. The atomization device according to claim 3, wherein the pressurizing chamber is formed into a horn shape. 5. The atomization device according to claim 3, wherein the electric vibrator is attached to the base by a cylindrical support part parallel to the axial direction of the pressurizing chamber. 6. The atomization device according to claim 1, wherein a recess is formed in a part of the nozzle hole. 7. The electric vibrator according to claim 3, characterized in that the center of the electric vibrator having a circular outer periphery and the center of the surface of the nozzle facing the pressurizing chamber are coaxial. Atomization device.
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