JPS61138559A - 超音波噴射ノズル用振動子 - Google Patents

超音波噴射ノズル用振動子

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JPS61138559A
JPS61138559A JP59260065A JP26006584A JPS61138559A JP S61138559 A JPS61138559 A JP S61138559A JP 59260065 A JP59260065 A JP 59260065A JP 26006584 A JP26006584 A JP 26006584A JP S61138559 A JPS61138559 A JP S61138559A
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ultrasonic
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正己 遠藤
Kakuro Kokubo
小久保　確郎
Hideo Hirabayashi
平林　英男
Yoshinobu Nakamura
良信 中村
Daijiro Hosogai
細貝　大次郎
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    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M69/00—Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
    • F02M69/04—Injectors peculiar thereto
    • F02M69/041—Injectors peculiar thereto having vibrating means for atomizing the fuel, e.g. with sonic or ultrasonic vibrations
    • 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
    • B05B17/0623—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 coupled with a vibrating horn
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/34—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space by ultrasonic means or other kinds of vibrations
    • F23D11/345—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space by ultrasonic means or other kinds of vibrations with vibrating atomiser surfaces

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】 本発明は、一般には超音波噴射ノズルに間するものであ
り、特に（１）電子制御ガソリン噴射弁又は電子制御デ
ィーゼル噴射弁、（２）ガスタービン用燃料ノズル、（
３）工業用、営業用、及び家庭用のボイラ、加熱炉、暖
房機用バーナ。
（４）工業用液体噴霧器、例えば食品、医薬品、農薬、
肥料等の液状物の乾燥を目的とする乾燥用噴霧器、調温
、調湿用スプレー、焼粉用噴霧器（セラミック造粒）、
噴霧塗装置ｆｆ、反応促進器、及び（５）工業用以外の
液体噴Ｘ器、例えば！薬散布器、消毒液Ｉ＆布器等に好
適に使用し、液体を間欠的に又は連続的に微粒化する超
音波噴射ノズルに用いられる振動子に関するものである
。
良遼ｍ 従来、上述したような種々の分野で液体（木明細書で「
液体」とは液体は勿論、懸濁溶液等の液状物をも含むも
のとして用いる。）を噴霧、即ち微粒化するために圧力
噴霧バーナ又は液体噴霧器が使用されている。斯るｒｊ
１１ｊｌバーナ又は液体噴霧器に使用されている噴射ノ
ズルは、ノズルから噴射された液体と外気（大気）との
間の剪断ｉ用により液体を微粒化している。従って、供
給液体を微粒化するためには液体供給圧力を大とする必
要があり、液体供給設備例えばポンプ、配管等が複雑且
つ大型化することとなった。
更に、噴射流量の調整は、供給液体の圧力を変えるか、
ノズルの噴射口面積を変えることによす行なうが、前者
の方法では低流量時（低圧時）の微粒化の状態が悪化し
、その改善策として中、大型のボイラではエアー又はス
チームを併用し供給される液体燃料の微粒化を図ってい
る。そのために装置は益々複雑化し且つ大型となった。
一方、後者の方法では、ノズルの構造が極めて複雑とな
り、その調整及び保守管理が大変であった。
このような従来の噴射ノズルの欠点を改良するべく、噴
射ノズルの噴射口から高圧で液状物を噴射すると同時に
該液状物に超音波振動を付与する試みがなされている。
が　ｉ　しよ−るＩ−へ ［７かしながら、従来の超音波による液体゛噴射ノズル
は噴霧量が極めて小さく、大容量の微量化を必要とする
上記の毎き噴射ノズルには使用することがでさなかった
。
本発明者等は、大容量の液体の微量化を達成するへく、
超音波による液体微量化メカニズム及び超音波振動子の
形状の研究及び実験を数多く行なった結果、超音波振動
子の端部にエツジ部を設け、該エツジ部に液体を薄膜状
で供給することによって、該エツジ部より液体が大量に
微粒化されることを見出し、超音波噴射方法及び噴射ノ
ズルを提案した（特願昭５９−７７５７２を参照せよ）
。
本発明は該先願発明に係る超音波噴射ノズル、特に該超
音波噴射ノズルに使用される振動子の改良に関するもの
である。
１に１】 本発明の目的は１間欠的に又は連続的に液体を供給する
ことのできる超音波噴射ノズル用振動子を提供すること
である。
本発明の他の目的は、従来の噴射ノズル及び超音波噴射
ノズルに比較して液体の噴霧分散開度が広く、大容量の
液体を供給し多量の液体を噴霧、即ち噴射することので
きる超音波噴射ノズル用振動子を提供することである。
未発明の他の目的は　供給液体の性状、特に粘度によっ
て微粒化の状態（流量１粒径）が変動しない、安定した
微粒化を達成し得る超音波噴射ノズル用振動子を提供す
ることである。
未発明の更に他の目的は、低流量時においても微粒化状
態が殆んど変化することがなく、従ってターンダウン比
を非常に大さくとることのできる超音波噴射ノズル用振
動子を提供することである。
。　占　　　　るための 上記諸口的は本発明に係る超音波噴射ノズル用振動子に
よって達成される。要約すれば本発明は、外周部に同径
にて突出した少なくとも１段の多投状のエツジ部を形成
し、該エツジ部に液体を供給するようにした超音波噴射
ノズル用振動子である 本発明に係る超音波噴射ノズル用振動子の一実施例が第
１図に例示される。
本発明に従うと、振動子ｌの先端には同径にて１没又は
複数没の、本実施例では３段Ａ、Ｂ、Ｃとされる環状の
エツジ部２が形成される。エツジ部２の矢印Ｘ方向から
見た形状は円形に限定されるものではなく、三角、四角
、その他の多角形とすることができる。
又、第１図に図示されるようにエツジ即ち段Ａ、Ｂ、Ｃ
を形成する碑の幅（Ｗ）及び高さくｈ）は、液体燃料の
薄膜化が行ない得るような且つ又液体の流れを堰とめる
ような寸法形状とされる。　本発明に係る振動子のエツ
ジ部２はその外周部が概略同径とされるが、断る構成の
エツジ部により液体を噴霧した場合には液体噴霧の分散
開度が従来の噴射ノズル及び超音波噴射ノズルに比較し
て大となることが数多くの研究実験の結果分かった。
又、前記説明では、全て同じ形状の山形突起Ａ、Ｂ、Ｃ
にてエツジ部２が構成されるものとしたが、突起Ａ、Ｂ
、Ｃは山形である必要はなく、外周部にエツジが形成さ
れるならば他の形状でもよい。
上記構成にてエツジ部２に液体、つまり本実施例では燃
料が供給されると、振動子１に加えられている縦振動に
より、各エツジで燃料の流れが切られるような状態とな
り供給燃料の微粒化が行なわれる、燃料は、先ず第１段
目のエツジＡでその一部が微粒化され、第１段目Ａで処
理しきれない過剰ｔｍ料は、第２段目Ｂ、第３段目Ｃへ
と送られ　それぞれのエツジで処理される。そのため、
燃料流量の多い場合は、微粒化に必要な有効面積が大き
くなり、多段のエツジが必要になるが、流量の少ない場
合は、多投数を使用せずに、微粒化が終了される。従っ
て、本発明に係る振動子ｌでは流量が変化すると微粒化
に必要な段数が変化し、ａ粒化が行なわれる位置におけ
る液膜厚さなどの条件は各段において大略同一になるた
め、微粒化された液滴粒形は均一になる。未損動子によ
ると、通常微粒化に要求される流量が全て゛カバー出来
るため、間欠微粒化、連続壁粒化にかかわらず、さまざ
まな液状物の微粒化が達成される上記構成の振動子ｌを
使用した超音波噴射ノズルＩＯを図面に即して詳しく説
明する０本発明は上述のように種々の用途のノズルに好
適に使用し得るが、本実施態様では、ガスタービン用燃
料ノズルに関連して本発明を説明する。
第３図を参照すると、噴射ノズル、即ち、本実施態様で
はガスタービン用燃料ノズル１０は、中心に中心孔６を
有した細長の概略円筒形状の弁箱８を具備する。弁箱８
の中心孔６を貫いて振動子ｌが配置される。該振動子１
は、上部の本体部ｌａ、該本体部１ａより小径の細長円
柱状の振動子軸部ｉｂ及び本体部１ａと軸部１ｂとを連
結する遷移部１ｃを有する６本体部１ａにはより大径と
された鍔１ｄが設けられており、該鍔１ｄが弁箱８のと
端に形成された肩部１２と、該弁箱８の上端面にボルト
（図示せず）によって取付られた環状の振動子押え１４
とによって弁箱８に取付られる、 振動子１の先端、つまり軸ａｌｌｌｂの先端にはエツジ
部２が形成される。又、前記弁箱８の下方には前記エツ
ジｖ＆２に燃料を供給するための供給通路４が１つ又は
複数形成される。該供給通路４の燃料供給孔１６には燃
料供給源（図示せず）から外部供給管路（図示せず）を
介して液体燃料が供給される。燃料の流量及び供給・浮
上は外部供給管路に設けた供給弁（ｒｇＪ示せず）によ
って刊御される。
上記構成において、振動子ｌは１本体部１ａに作動的に
接続された超音波４Ｉｉ！！１発生手段１００により連
続的に振動される。従って、液体燃料が管路、供給弁及
び供給通路４を介してエツジ部２に供給されると、液体
燃料は微粒化され外方へと噴射される。
以−ヒ説明した本発明に係る超音波噴射ノズルの一つの
具体的条件及び諸寸法を示すと次の通りである。
７ｆｌ音波発生手役の出カニ　　　１０ｗ振動子の振幅
　　　　　　　３ｏルｍ 振動＊　　　　　　　３８　Ｋ　Ｈｚ 振動子の形状寸法 山部　　　　：直径　　７ｍｍ 谷部　　　　：直径　　４　ｍ　ｍ 各段の高さくｈ）：　　　　　１ｍｍ 燃料　　油種　　　　：軽油、灯油２ガソリン＋ｔｌ　
　　　　：　〜０．０６ｃｍ’／噴射噴射圧力　　：ｌ
−７０Ｋｇ／ｃｍ’ 温度　　　　、常温 振動子の材料　　　　　：チタン（又は鉄）１１立Ａ」 以上説明したように９本発明に係る振動子は、従来の噴
射ノズル及び超音波噴射ノズルに使用された振動子に比
較して、液体の噴霧開度が大であり、大容量の噴霧が可
箋となり、且つ供給液体の性状、特に粘度によって微粒
化の状態（流量、粒径）が変動しない、安定した微粒化
を達成し得る超音波噴射ノズルを提供することができる
。更にヌ、本発明に係る振動子は、低流量時においても
微粒化状態が殆んど変化することがなく、従ってターン
ダウン比を非常に大きくとることのできる超音波噴射ノ
ズルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明に係る超音波噴射ノズル用撮動子の一
実施態様の部分断面図である。 第２ｒｉ４は、本発明に係る超音波噴射ノズル用振動子
を使用した超音波噴射ノズルの一実施態様の断面図であ
る。 ｌ：振動子 ？・エツジ部 ４・液体供給通路 ｉｏ・噴射ノズル １００：＃ｌｌ音波振動発生手殴 ｚ　　　ｘ　　Ｗ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １）外周部に同径にて突出した少なくとも１段の多段状
    のエッジ部を形成し、該エッジ部に液体を供給するよう
    にした超音波噴射ノズル用振動子。
JP59260065A 1984-12-11 1984-12-11 超音波噴射ノズル用振動子 Granted JPS61138559A (ja)

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