JPS6031557B2 - 霧化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、灯油などの液体燃料、水、薬液、あるいは、
液状調味料など種々の液体の霧化装置に関するものであ
り、その目的とするところは、構造が簡単で、コンパク
トで、しかも低価格格な霧化装置を提供することにある
。

さらに他の目的は、微粒化特性に優れかつ消費電力の小
さい省エネルギータイプの霧化装置を提供することにあ
る。従来、液体の霧化装置として種々の方式が提案され
実用化されている。

例えば‘１｝高圧ポンプを用いてノズルから噴射する圧
力頃霧装置。■回転体に液体を滴下して遠心力により霧
化する回転霧化装置。湖超音波振動子の振動をホーン型
振動子により増中し、このホーン先端部に液体を供給し
て霧化する振中項中型超音波霧化装置。‘４｝液槽底部
に設けられた超音波振動子の超音波エネルギーを液槽中
に照射し液面付近に集中された超音波エネルギーにより
液体を霧化させる直接型超音波霧化装置などがあげられ
る。しかしながら、前述の｛１｝，‘２１の従釆の霧化
装置は高圧ポンプや高速回転用の電動機を必要とし、装
置が大型・高価となると共に騒音も大きく、また微粒化
特性も十分なものではなかった。

‘３’の方式は振中増中用ホーンの構成・加工が難しく
、従って高価になると共に微粒化特性も良好なものでは
なく、さらに液体の供給装置（例えばポンプなど）が必
要であるので、霧化装置全体としては大型で高価なもの
とならざるを得なかった。また‘４１のものは、ポンプ
等の液体供給装置を必要とせず、微粒化特性も優れたも
のであるが、霧化に要する電力エネルギーが極めて大き
く、かつ超音波振動子の動作周波数が極めて高い（１〜
２ＭＨｇ）ため、不要稀射しベルが大きく、テレビジョ
ン受像機やラジオ受信機に電波障害を与える可能性の高
いものであった。したがって、振動子駆動回路や雑音抑
止手段が必要で、その分高価になり、霧化装置全体とし
て高価なものとなっていた。本発明はこのような従来の
霧化装置の欠点を改良した優れた霧化装置を提供せんと
するものである。以下本発明を液体燃料燃焼装置に通し
た実施例について図面と共に説明する。第１図は石油燃
焼装置の構成断面図である。

図において、１はケースであって、燃焼空気は吹込口２
より燃焼ファン３によって吹込まれ、図の矢印の如くオ
リフィス４を通って燃焼部５に送られ、そして排気ガス
は排気筒６より排気されるよう構成されている。一方灯
油は、カートリッジタンク７からしべラタンク８に供給
され、液面９が形成されている。１川ま内部に加圧室１
１を有する基体であり、前記加圧室１１の先端には、複
数の小孔ノズル１２を有するノズル部１３が設けられて
いる。

また、前記加圧室１１の底部には、振動板１４と圧電素
子１５より成る電気的振動子１６が設けられ、前記振動
板１４は支え部１７、底板１８と一体に形成されている
。前記支え部１７と底板１８は、前言己基体１０と共に
環状の供給室１９を形成しており、前記加圧室１１との
間は蓮通部２０で蓮通されている。また前記供給部１９
は、液体供給部２１と空気排出部２２を有している。今
、燃焼ファン３が制御装置２４により起動されると、オ
リフィス４により発生された送風圧力は、送圧管２５を
経て液面９に伝達される。

したがって、灯油は、液体供給部２１から供給室１９に
送られ、さらに加圧室１１を充満していく。そして、図
に示すように加圧室１１と供給室１９の空気は、空気排
出部２２から全て排出された状態となる。すなわち、液
面は、レベラタンク８内の液面９と同じ高さから図の液
面２６まで送風圧力により押し上げられるのである。小
孔ノズル１２は、数十仏肌程度であるためこのように加
圧室１１に灯油が充満した状態でも灯油の表面張力のた
めに外部に溢れることはない。このように加圧室１１と
供給室１９内の空気を完全に排出した後、制御装置２４
の振動子駆動部２７が起動される。前記振動子駆動部２
７は第２図のような構成になっている。すなわち、電源
部２８、霧化量制御部２９、発振器３０、増中器３１、
交流結合手段３２より成り、第３図のような数十ＫＨＺ
程度の電圧を電気的振動子１６に供給するものであり、
霧化量制御部２９は、例えば第３図ａ，ｂ，ｃのような
デューティー制御などにより、平均霧化量を燃焼量の大
、中、小の要求に応じて制御するものである。電気的振
動子１６に第３図ａ〜ｃの如き電圧が印加されると、円
板状の電気的振動子１６は、正の半波電圧に対して支え
部１７を支点としてノズル部１３の方向にたわみを生じ
る。

このたわみにより生じた圧力波は、ホーン状状の加圧室
１１により増中されてノズル部１３に到達する。したが
って、小孔ノズル１２からは、その圧力波に応じて噴霧
される。次に負の半波電圧が電気的振動子１６に印加さ
れると、今度は前述とは反対方向にたわみを生じ振動板
１４の近傍には負圧力が発生する。・したがって供給室
１９からは、蓮通部２０を通って灯油が加圧室１１内に
供給されるのである。加圧室１１を形成するホーン部は
、その断面積がノズル部１３方向に行くにつれて減少し
ていくが、途中および先端部にはその断面積が減少しな
い部分３３，３４が設けられている。このため、加圧室
１１の流体ダイオード的作用が向上し、前述の負圧力が
振動板１４の近傍で発生しても、４・孔ノズル１２のま
わりに沿って発生する表面張力を破るほど強い負圧力が
ノズル部１３まで到達せず、したがって小孔ノズル１２
から空気が流入しないのである。前記供給室１９を設け
、加圧室１１の底部の全周から灯油が供給されるように
前記運通部２０を設けたのは前述の如き電気的振動子１
６のたわみ動作に応じて、できるだけ低い供給抵抗を得
るためであり、このことによって、この霧化装置の安定
動作を実現することができ、たとえば小孔ノズル１２か
ら空気が流入することを防止しつつコンパクトな形状で
霧化量を増大することができるのである。

電気的振動子１６は、前述の如き動作を第３図ａ〜ｃの
よな印加電圧に応動して２０ＫＨＺ〜１００ＭＨＺ程度
の周波数で繰り返すため、小孔ノズル１２から曙霧され
る霧化粒子は極めて小さく（数一肌〜３０山肌程度）、
空気との混合および気化が容易となる。

霧化された灯油は、ヱアガィド３５により供給される１
次空気と気化混合室３６で混合・気化され燃焼部５に吐
出されて燃焼するものである。このような動作をする電
気的振動子１６の消費電力は、単に電気的振動子自身が
たわむに要するエネルギー程度でよい。

なぜならば、液体を小孔ノズル１２から噴出するための
エネルギーは、加圧室１１のホーン形状のために極めて
小さいものでよいからである。したがって、例えば２０
ｃｃ／ｍｉｎ程度の霧量を得るのに対し、駆動回路の損
失を考慮しても１〜３Ｗ程度以下でよく、省エネルギー
性の高い霧化装置を実現できるものである。以上のよう
に本発明によれば、加圧室に液体を充填して電気的振動
子により前記液体を加振し、前記加圧室に臨むよう設け
られた小孔ノズルから吐出するよう構成すると共に、蓮
通部を介して前記加圧室に蓮適する供給室を設け、供給
室から加圧室に液体が供給されるよう構成したから、極
めて安定な霧化動作が可能で、かつ、構造が簡単でコン
パクト、しかも低価格な霧化装置を実現できる。また、
微粒化性能が優れ、霧量制御が容易で、しかも極めて消
費電力の小さい霧化装置を提供することができる。なお
、上記実施例は液体燃料燃焼装置に適用した例を説明し
たが、本発明はこれに限定されるものではなく、加湿器
等の種々の実施形態が考えられることは明らかである。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例を用いた燃焼装置の断面図、
第２図は同振動子駆動部の一実施例を示すブロック図、
第３図ａ〜ｃは電気的振動子の駆動波形図である。 １０・…・・基体、１１・・・・・・加圧室、１２・・
・・・・小孔ノズル、１３・・・・・・ノズル部、１６
・・・・・・電気的振動子、１９・・・・・・供給室、
２０・・・・・・連通部、２１・・・・・・液体供給部
、２７…・・・振動子駆動部。 第２図 第３図 図 船

Claims (1)

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
   に臨んで設けられた小孔ノズルと、前記加圧室の液体を
   加振する電気的振動子と、前記加圧室に連通部を介して
   連通された供給室と、前記電気的振動子を付勢する振動
   子駆動部とを備えたこを特徴とする霧化装置。 ２ 供給室に空気排出部を設けたことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載の霧化装置。 ３ 加圧室底部の全周にわたつて加圧室と供給室とが連
   通するよう連通部を設けたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の霧化装置。