JPS61235606A - Fuel pulverizing device - Google Patents

Fuel pulverizing device

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Publication number
JPS61235606A
JPS61235606A JP7427985A JP7427985A JPS61235606A JP S61235606 A JPS61235606 A JP S61235606A JP 7427985 A JP7427985 A JP 7427985A JP 7427985 A JP7427985 A JP 7427985A JP S61235606 A JPS61235606 A JP S61235606A
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JP
Japan
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vibrator
fuel
horn
vibrating
vibration
Prior art date
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Pending
Application number
JP7427985A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiji Nogi
利治 野木
Teruo Yamauchi
山内 照夫
Takashige Ooyama
宜茂 大山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP7427985A priority Critical patent/JPS61235606A/en
Publication of JPS61235606A publication Critical patent/JPS61235606A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B05B17/0623Apparatus 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

Landscapes

  • Special Spraying Apparatus (AREA)
  • Pressure-Spray And Ultrasonic-Wave- Spray Burners (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a stable pulverization of fuel even if oil drips are adhered to a part of a vibrating element, eliminate the loss of vibratory transmission under an integral formation of the vibrating element and a hone and eliminate a breakage at the connection part, by arranging the vibratory element having a plurality of resonance points. CONSTITUTION:A hone 2 has a conical shape and an amplitude of fine vibration of an electrical strain element 3 is increased as it is approached to the extremity fine part of the hone 2. The vibrating element 1 is cylindrical and is composed of several small rod-like vibrating pieces 8 and its cross section is shown in the drawing. Since the vibrating element 1 is fixed at its one end and has no restricting action, no stress concentration is made in the vibrating element and the element is hard to be destroyed. Resonance point can be attained under various vibrations in response to the length and shape of the vibrating pieces 8. This arrangement, however, merely provides a better machining characteristic only by making a rectangular recess as shown in the figure.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、燃料供給装置にかかわり、特に流量の多い液
体燃料を微細化するのに好適な燃料微粒化装置に関する
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a fuel supply device, and particularly to a fuel atomization device suitable for atomizing liquid fuel with a large flow rate.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

燃料を微細化するこの種装置が種々提案されている。微
粒化する粒径が小さく、処理可能な流量が多いものとし
て、正電極同士を向い合わせた1対の電歪素子の両端を
、電歪素子と同じ断面をもった金属で加締したランジバ
ン型振動子の一方にホーンおよびその先端に薄肉円筒を
接合し、その円筒を電歪素子に電圧を印加することによ
り、振動させ、その円筒に燃料を接触させ、微粒化する
装置が、例えば特開昭53−140416号公報、特開
昭ンN 1)3−140418号公報に開示されている。
Various devices of this type for atomizing fuel have been proposed. A Langevin type is used, which has a pair of electrostrictive elements with positive electrodes facing each other and is caulked with metal having the same cross section as the electrostrictive elements at both ends, as the particle size to be atomized is small and the flow rate that can be processed is large. A device in which a horn is attached to one side of the vibrator and a thin cylinder at the tip thereof is vibrated by applying a voltage to an electrostrictive element, and fuel is brought into contact with the cylinder to atomize the cylinder is disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. It is disclosed in Publication No. 53-140416 and Japanese Unexamined Patent Publication No. 140418/1983.

しかし、燃料噴射弁より燃料が供給される場合、r動子
が円筒形状となっているため、円筒の軸方′向が、吸気
管内の空気の流れの方向と一致しているとき、噴射弁よ
り噴射された燃料が、円筒振動子に当たらないことがあ
る。また燃料を円筒に確実に当てるため、円筒振動子の
軸方向と吸気管内の空気流の方向を一致させずに傾ける
と、吸気管内の空気の流れが阻害される。さらに、円筒
振動子とホーンを接合しているため、接合部で振動伝達
の損失が発生し、接合部で割れが発生しやすい。
However, when fuel is supplied from a fuel injector, the r-motor has a cylindrical shape, so when the axial direction of the cylinder matches the direction of air flow in the intake pipe, the injector The injected fuel may not hit the cylindrical vibrator. Furthermore, in order to reliably apply the fuel to the cylinder, if the axial direction of the cylindrical vibrator and the direction of the air flow in the intake pipe are tilted without matching, the flow of air in the intake pipe will be obstructed. Furthermore, since the cylindrical vibrator and the horn are joined, vibration transmission loss occurs at the joint, and cracks are likely to occur at the joint.

円筒形状の拘束された振動であるため1円筒振動子にお
いても、割れの発生がおこりやすい。また、共振周波数
から、わずかでも振動がずれると振動子の振動がとまっ
てしまう問題がある。
Since the vibration is restricted in a cylindrical shape, cracks are likely to occur even in a single cylindrical vibrator. Furthermore, there is a problem in that if the vibration deviates even slightly from the resonant frequency, the vibrator stops vibrating.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、寿命が長く、粒径の小さい燃料の液滴
が安定して供給可能な燃料微粒化装置を提供することに
ある。
An object of the present invention is to provide a fuel atomization device that has a long life and can stably supply fuel droplets with a small particle size.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明の特徴は、ホーンと振動子とが一体的に形成され
、前記ホーンの先端が複数の共振点を有する振動子とし
て形成されていることである。
A feature of the present invention is that a horn and a vibrator are integrally formed, and the tip of the horn is formed as a vibrator having a plurality of resonance points.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図に本発明の構成を示す。振動子1および、機械振
動を拡大するホーン2は一体に形成され、超音波振動を
発振する電歪素子3.電極49反射材5.締付はボルト
6、絶縁材7が振動子1とは反対側のホーン2に構成さ
れる。電歪素子3は、正電極同士が互いに向い合ってお
り、その間から電極4が取り出される。電歪素子3は、
中空円筒形状をしている。向い合わせた電歪素子3の一
端には、反射部材5.他端にはホーン2が、ボルト6に
よって接合されている。電歪素子3の正、負電極を絶縁
するため、絶縁材7がボルト6に取りつけられている。
FIG. 1 shows the configuration of the present invention. A vibrator 1 and a horn 2 for amplifying mechanical vibrations are integrally formed, and an electrostrictive element 3 for oscillating ultrasonic vibrations. Electrode 49 Reflective material 5. A bolt 6 is used for tightening, and an insulating material 7 is provided on the horn 2 on the opposite side of the vibrator 1. In the electrostrictive element 3, the positive electrodes face each other, and the electrode 4 is taken out from between. The electrostrictive element 3 is
It has a hollow cylindrical shape. At one end of the electrostrictive element 3 facing each other, a reflecting member 5. A horn 2 is connected to the other end with a bolt 6. An insulating material 7 is attached to the bolt 6 to insulate the positive and negative electrodes of the electrostrictive element 3.

ホーン2と撮動子1は、一つの部材から形成されている
ため、振動子1とホーン2との間で振動伝達の損失がな
い。さらに、振動第2図に、振動子1及びホーン2の詳
細構成を示す。ホーン2は円錐状に形成されている。電
歪素子3の微小振動の振幅は、ホーン2の先端にゆくほ
ど、つまり断面が小さくなるほど、増幅される。振動子
1は、円筒形をしており、その円筒は、第2図(A)に
示すように縦横に格子状に切りかきが形成されている。
Since the horn 2 and the camera element 1 are formed from one member, there is no vibration transmission loss between the vibrator 1 and the horn 2. Furthermore, detailed configurations of the vibrator 1 and the horn 2 are shown in FIG. The horn 2 is formed into a conical shape. The amplitude of the microvibration of the electrostrictive element 3 is amplified toward the tip of the horn 2, that is, as the cross section becomes smaller. The vibrator 1 has a cylindrical shape, and as shown in FIG. 2(A), cuts are formed in the shape of a grid in the vertical and horizontal directions.

すなわち、振動子】は、多数の小さな棒状の振動子片か
ら構成される。小さな棒状の振動子片8が、電歪素子の
振動で共振する。振動子1は、一端が固定されており、
振動子の振動は拘束が少なく、応力集中を発生しにくい
ので、振動子がこわれにくい。振動子1の構成部材であ
る、振動子片8の長さ、形状をかえることによって、い
ろいろな振動数で共振点を得ることができる。さらに、
振動子1は、円筒形に格子状に切りかきを形成しただけ
であるので、加工性がよい。
That is, the vibrator is composed of many small rod-shaped vibrator pieces. A small rod-shaped vibrator piece 8 resonates with the vibration of the electrostrictive element. The vibrator 1 has one end fixed,
The vibration of the vibrator is less constrained and stress concentration is less likely to occur, so the vibrator is less likely to break. By changing the length and shape of the vibrator piece 8, which is a component of the vibrator 1, resonance points can be obtained at various frequencies. moreover,
The vibrator 1 has good workability because it has a cylindrical shape with only grid-like cuts.

第3図は、振動子1の構成要素である。振動子男″8の
立体図である。振動子片8は、長方形断面)をした梁で
ある。断面すにおいて、ホーン2と固定されており、断
面すから断面aへと振動が伝えられる。断面aは、固定
されていない。
FIG. 3 shows the components of the vibrator 1. It is a three-dimensional view of the vibrator piece 8. The vibrator piece 8 is a beam with a rectangular cross section.It is fixed to the horn 2 in the cross section, and vibrations are transmitted from the cross section to the cross section a. Section a is not fixed.

次に本発明の動作原理を説明する。電歪素子3の電極4
に、電圧を印加すると、電歪素子に歪みを生ずる。電圧
を加えることを止めれば、その歪みはなくなる。第4図
に示すように、電圧をパルス状に印加すれば、電歪素子
3は微小振幅の振動をする。その微小振動の振幅は、ホ
ーン2で増幅され、振動子1に伝達される。パルス状に
印加する電圧の周波数を変化させると、振動子片8は特
定の振動数で共振を起す。このとき、振動子片8の振幅
が大きくなる。
Next, the operating principle of the present invention will be explained. Electrode 4 of electrostrictive element 3
When a voltage is applied to the electrostrictive element, distortion occurs in the electrostrictive element. If you stop applying voltage, the distortion disappears. As shown in FIG. 4, when a voltage is applied in a pulsed manner, the electrostrictive element 3 vibrates with minute amplitude. The amplitude of the minute vibration is amplified by the horn 2 and transmitted to the vibrator 1. When the frequency of the voltage applied in a pulsed manner is changed, the vibrator piece 8 resonates at a specific frequency. At this time, the amplitude of the vibrator piece 8 increases.

また、各振動子片8の長さ、断面積、材料を変化させれ
ば、1個のホーン先端に複数の共振点をもつ振動子とす
ることができる。
Further, by changing the length, cross-sectional area, and material of each vibrator piece 8, a vibrator having multiple resonance points at the tip of one horn can be obtained.

第5図は、振動子片8の縦振動のモードを示す。FIG. 5 shows the mode of longitudinal vibration of the vibrator piece 8.

電歪素子3に印加する電圧の周波数を高くすることによ
り、(A)、(B)、(C)というモード数も高くなる
ので、燃料を振動子に接触させた場合、燃料を粒径の小
さな液滴に微粒化することができる。
By increasing the frequency of the voltage applied to the electrostrictive element 3, the number of modes (A), (B), and (C) also increases. Can be atomized into small droplets.

第6図は、振動子片8の横振動のモードを示す。FIG. 6 shows the mode of transverse vibration of the vibrator piece 8.

振動子片は、縦振動をしながら、同時に横撮動をする。The transducer piece vibrates vertically and simultaneously captures images horizontally.

電歪素子3に印加する電圧の周波数を高くすれば、(A
)、(B)、(C)というモードで、振動する。横振動
は、縦振動に比べて、振幅が大きいので、燃料を接触さ
せた場合、燃料の流量が多くても、微粒化することがで
きる。
If the frequency of the voltage applied to the electrostrictive element 3 is increased, (A
), (B), and (C) modes. Since the amplitude of the transverse vibration is larger than that of the longitudinal vibration, when the fuel is brought into contact with the fuel, even if the flow rate of the fuel is large, it can be atomized.

第7図において微粒化装置9は吸気管10にボルト11
によって固定されている。燃料は吸気管10に設置され
ている噴射弁12より供給される。
In FIG. 7, the atomization device 9 has a bolt 11 attached to the intake pipe
Fixed by Fuel is supplied from an injection valve 12 installed in an intake pipe 10.

燃料は振動子1に接触し、微粒化される。一つの振動子
片8で微粒化されなかった燃料は、他の振動子片に接触
し微粒化される。振動子片8は、格子状にならんでいる
ため、各振動子片の振動で発に、各振動子片の長さ、寸
法を変えることにより、各振動子片は異なった共振点で
振動する。
The fuel comes into contact with the vibrator 1 and is atomized. The fuel that has not been atomized by one vibrator piece 8 comes into contact with another vibrator piece and is atomized. Since the vibrator pieces 8 are arranged in a grid pattern, each vibrator piece vibrates at a different resonance point by changing the length and dimensions of each vibrator piece. .

燃料が振動子片に付着し、振動子片の共振点がずれても
、他の振動子片は振動しているので、安定した微粒化が
得られる。
Even if fuel adheres to a vibrator piece and the resonance point of the vibrator piece shifts, other vibrator pieces continue to vibrate, so stable atomization can be achieved.

また、振動子片8は、間隔をもって配列されているため
、吸気管内の空気の流れを阻害することはない。
Furthermore, since the vibrator pieces 8 are arranged at intervals, they do not obstruct the flow of air within the intake pipe.

振動子1を電歪素子3によって、加振していない場合、
各振動子片8に付着した燃料が空気流によって、飛ばさ
れる。このため、振動子や電歪素子が振動しなくなった
場合でも、燃料を微粒化する効果がある。
When the vibrator 1 is not excited by the electrostrictive element 3,
The fuel attached to each vibrator piece 8 is blown away by the air flow. Therefore, even when the vibrator or the electrostrictive element stops vibrating, there is an effect of atomizing the fuel.

第8図に、本発明を実エンジンに適用した構成を示す。FIG. 8 shows a configuration in which the present invention is applied to an actual engine.

微粒化装置9は絞り弁]3の下流に設けられる。微粒化
装置9で微粒化された燃料は、絞り弁の下流から吸気管
内に供給されるので、絞り弁に付着することが防止され
る。
The atomization device 9 is provided downstream of the throttle valve ]3. Since the fuel atomized by the atomizer 9 is supplied into the intake pipe from downstream of the throttle valve, it is prevented from adhering to the throttle valve.

すなわち第8図において、エンジン100のピストン2
5がシリンダ28の中を」二下動すると、を通って空気
が燃焼室26に吸入される。そして、このとき、絞り弁
13の下流側に配設した噴射弁104から燃料が噴射さ
れ、それが微粒化装置9の振動部105によって加振、
微粒化されて吸入空気流に載り、混合気となって燃焼室
26の中に導入される。
That is, in FIG. 8, the piston 2 of the engine 100
5 moves down into the cylinder 28, air is drawn into the combustion chamber 26 through it. At this time, fuel is injected from the injection valve 104 disposed downstream of the throttle valve 13, and is vibrated by the vibrating section 105 of the atomizer 9.
It is atomized and carried on the intake air flow, and is introduced into the combustion chamber 26 as a mixture.

微粒化装置9の振動部105と噴射弁104は対向して
いても良いが、噴射弁104の噴霧の拡がりを考慮して
、噴射弁104の噴射の軸を微粒化装置9の軸に対して
幾分傾斜をつけて、第8図の矢印1.06,107の位
置に噴射弁104を設置しても良い。また、吸気管10
の下流部分103は、いわゆるマニホールドとなってい
て各シリンダ(図示していない)に混合気が均等に配分
されるようになっている。
The vibrating part 105 of the atomizer 9 and the injection valve 104 may be opposed to each other, but in consideration of the spread of the spray from the injection valve 104, the axis of the injection of the injection valve 104 is set relative to the axis of the atomizer 9. The injection valve 104 may be installed at a slight inclination at the positions indicated by arrows 1.06 and 107 in FIG. In addition, the intake pipe 10
The downstream portion 103 of the engine is a so-called manifold, and the air-fuel mixture is evenly distributed to each cylinder (not shown).

制御回路21はマイクロコンピュータを含み、図示して
いない吸入空気量検出手段(可動ベーン式、熱線式、 
ate)又は吸気負圧センサや冷却水温開度センサ20
などから、吸入空気量、冷却水温度、エンジン回転速度
及びクランク位置、排気管30内の排ガス中における残
存酸素濃度、絞り弁の開度、アクセルペダル19の踏み
込み量などの各種データを取り込み、制御回路21の内
部のメモリなどに予め設定されている各運転条件におけ
る吸入空気流量、燃料供給量9点火進角量などと比較し
て、それらが適正な状態になるように噴射弁104や絞
り弁アクチユエータ101、それに点火コイル22に制
御信号や動作信号を供給する。
The control circuit 21 includes a microcomputer and includes an intake air amount detection means (not shown) (movable vane type, hot wire type,
ate) or intake negative pressure sensor or cooling water temperature opening sensor 20
Various data such as the amount of intake air, cooling water temperature, engine speed and crank position, residual oxygen concentration in the exhaust gas in the exhaust pipe 30, opening degree of the throttle valve, amount of depression of the accelerator pedal 19, etc. are imported and controlled. Compare the intake air flow rate, fuel supply amount 9 ignition advance amount, etc. under each operating condition that is preset in the internal memory of the circuit 21, and adjust the injection valve 104 and throttle valve so that they are in the appropriate state. Control signals and operation signals are supplied to the actuator 101 and the ignition coil 22.

そして、これにより運転者によるアクセルペダル19の
踏み込み量に応じて常にエンジン100が最適な運転状
態となるように制御する、ここで24は分配器、29は
点火プラグである。
Thereby, the engine 100 is always controlled to be in an optimal operating state according to the amount of depression of the accelerator pedal 19 by the driver. Here, 24 is a distributor and 29 is a spark plug.

噴射弁104は制御回路21から供給されるパルス信号
によって間欠的に開弁動作するが、この噴射弁104に
対する燃料の供給は次のように行う。即ち、燃料タンク
〕5の燃料送出管にフィルタ17と燃料ポンプ18を設
け、燃圧レギュレータ16によって調圧されて所定の一
定圧力となった燃料が噴射弁104に供給されるように
なっている。なお燃圧レギレータ16からオーバフロー
した燃料は燃料タンク15に戻される。
The injection valve 104 is intermittently opened by a pulse signal supplied from the control circuit 21, and fuel is supplied to the injection valve 104 as follows. That is, a filter 17 and a fuel pump 18 are provided in the fuel delivery pipe of the fuel tank 5, and fuel whose pressure is regulated by a fuel pressure regulator 16 to a predetermined constant pressure is supplied to the injection valve 104. Note that fuel overflowing from the fuel pressure regulator 16 is returned to the fuel tank 15.

微粒化装置9の駆動部109には制御回路21から高周
波交流(例えば数10KHz)の駆動電圧が供給され、
噴射弁104から噴射された燃料の微粒化を行なってい
る。なお、微粒化装置9の駆動部109を励振する高周
波電圧は省エネを指向するために、噴射弁104が動作
している時だけ供給することが考えられる。
A high frequency alternating current (for example, several tens of KHz) drive voltage is supplied from the control circuit 21 to the drive unit 109 of the atomization device 9.
The fuel injected from the injection valve 104 is atomized. Note that the high frequency voltage that excites the drive unit 109 of the atomizer 9 may be supplied only when the injection valve 104 is operating in order to save energy.

本実施例の微粒化装置9を用いれば、噴射弁104より
噴射された燃料の全てが、振動部105に捕獲され、微
粒化が大幅に進展する。
If the atomization device 9 of this embodiment is used, all of the fuel injected from the injection valve 104 will be captured by the vibrating section 105, and atomization will progress significantly.

第9図は他の実施例を示す。振動子片8の形状を(A)
のように指数関数で表わせる形状とした場合、振動子片
8に伝達される振動の損失が少なくなるので、電歪素子
3の加振力が小さくても、振動子片の振幅を大きくでき
る。つまり、電歪素子に印加する電力を効率よく振動子
の振動に変換できる。また、振動子片の各断面の応力は
等しいので、振動子の破損が起りにくい。ここで、断面
aは固定されており、断面aから断面すへと振動伝達さ
れる。
FIG. 9 shows another embodiment. The shape of the vibrator piece 8 is (A)
When the shape is expressed by an exponential function as shown in FIG. . In other words, the electric power applied to the electrostrictive element can be efficiently converted into vibration of the vibrator. Furthermore, since the stress on each cross section of the vibrator piece is equal, the vibrator is less likely to be damaged. Here, cross section a is fixed, and vibration is transmitted from cross section a to cross section A.

第9図(R)に示すように、振動子片の形状を直線的に
漸次小さくすることによって、指数関数の形状に比べて
、加工性が良くなり、振動子片の応力も各断面でほぼ等
しくできるので、破損も起りにくい。
As shown in Figure 9 (R), by linearly decreasing the shape of the vibrator piece, workability is improved compared to the exponential function shape, and the stress in the vibrator piece is almost the same at each cross section. Since they can be made equally, damage is less likely to occur.

第10図は本発明のさらに他の実施例を示す。FIG. 10 shows yet another embodiment of the invention.

ホーン2の先端は、円板形の振動子1に形成される。ホ
ーン2と振動子1は同一素材から形成されているので、
ホーン2と振動P1の接合部における応力集中、振動伝
達の損失、破損が起りにくい。
The tip of the horn 2 is formed into a disc-shaped vibrator 1. Since the horn 2 and the vibrator 1 are made of the same material,
Stress concentration, vibration transmission loss, and damage at the joint between the horn 2 and the vibration P1 are less likely to occur.

振動子1は、径の異なる円板から構成されているので、
適当な円板の径を選べば、各円板を振動させることがで
きる。この場合、各円板の振動のモードは異なる。すな
わち、円板の径の小さい方が、同じモードに対して、径
の大きい円板に比べて、共振周波数が高くなる。ある一
定の振動数で、径の異なる円板を共振させるとき、径の
小さい円板は、径の大きい円板に比べて、振動のモード
の次数が小さい。振動モードの次数が小さい振動は、振
動面の振幅が大きくなる。
Since the vibrator 1 is composed of disks with different diameters,
By selecting an appropriate diameter of the disks, each disk can be made to vibrate. In this case, the mode of vibration of each disc is different. That is, a disc with a smaller diameter has a higher resonance frequency for the same mode than a disc with a larger diameter. When disks with different diameters are caused to resonate at a certain frequency, the order of the vibration mode of the disk with a smaller diameter is smaller than that of a disk with a larger diameter. When the order of the vibration mode is small, the amplitude of the vibration surface becomes large.

第11図は円板の横振動のモードを示す。振動子1の振
動数を高くすると、破線で示す振幅が0となる位置節が
(a)〜(f)のように変化する。
FIG. 11 shows the mode of transverse vibration of the disk. When the frequency of the vibrator 1 is increased, the position nodes where the amplitude becomes 0, indicated by the broken line, change as shown in (a) to (f).

第12図は、燃料の供給方法を示す。燃料を噴射弁12
から噴射し、撮動子1に接触させる。径の大きい振動子
は、径の小さい振動子に比べて、振動のモードの次数が
大きいので、節の数が多くなり、燃料の粒径を小さくす
ることができる。この場合、振幅が小さいので、単位面
積あたりの微粒化処理可能な燃料流量は、径の小さい振
動子に比べて少ないが、微粒化面積が大きいので、実質
的には、微粒化処理量は大きくとれる。
FIG. 12 shows a method of supplying fuel. Fuel injection valve 12
It is injected from the camera and brought into contact with the camera element 1. A vibrator with a large diameter has a larger order of vibration mode than a vibrator with a small diameter, so the number of nodes increases, and the particle size of the fuel can be reduced. In this case, since the amplitude is small, the flow rate of fuel that can be atomized per unit area is smaller than with a small-diameter vibrator, but since the atomization area is large, the amount of atomization is actually large. It can be taken.

一方、径の小さい円板は、振動モードの次数が小さく、
振動面の振幅が大きいので、微粒化処理可能な燃料流量
は大きくなる。
On the other hand, a disk with a small diameter has a small order of vibration mode.
Since the amplitude of the vibration surface is large, the fuel flow rate that can be atomized becomes large.

電歪素子3による加振力がホーンに与えられない場合、
燃料は、空気流によって、円板−トでの薄膜状となり、
円板の端から粒径小さい液滴となって飛びだすので、微
粒化効果が得られる。
When the excitation force by the electrostrictive element 3 is not applied to the horn,
The fuel becomes a thin film on the disk due to the airflow,
Since droplets with a small particle size fly out from the edge of the disk, an atomization effect can be obtained.

第13図は本発明のさらにまた他の実施例である。ホー
ン2の先端は円筒状となっている。ホーン2で増幅され
た振動は、円板部分11を介して、円筒形状の振動子1
2に伝わるので、円筒の全周に均一な応力が加わる。こ
のため、円筒の一部に応力集中が起ることがなく、円筒
振動子に割れが起りにくく、かつ有効に振動がホーンか
ら振動子12に伝わる。また円板部分11に対して、円
筒の長さQ、、Q2を変えることによって、各円筒の共
振点を変えることができる。
FIG. 13 shows yet another embodiment of the present invention. The tip of the horn 2 is cylindrical. The vibration amplified by the horn 2 is transmitted to the cylindrical vibrator 1 via the disc portion 11.
2, uniform stress is applied to the entire circumference of the cylinder. Therefore, stress concentration does not occur in a part of the cylinder, cracks are less likely to occur in the cylindrical vibrator, and vibrations are effectively transmitted from the horn to the vibrator 12. Furthermore, by changing the lengths Q, Q2 of the cylinders in the disk portion 11, the resonance point of each cylinder can be changed.

第14図は、本発明のさらに他の実施例である。FIG. 14 shows still another embodiment of the present invention.

ホーン2の先端は、かさ状の振動子1で構成される。ホ
ーン2の一端に微小振動を加えると、ホーン2によって
、振幅が増大され、ホーンの先端に設けられた振動子1
を振動させる。また、振動子1は、流線形となっている
ため、吸気管内に設置した場合に空気抵抗が少ない利点
がある。燃料を振動子1の凸側に向けて供給すると、微
粒化された燃料は放射状に広がるため、燃料の合体が起
らず、粒径の小さい燃料群を得ることができる。
The tip of the horn 2 is composed of an umbrella-shaped vibrator 1. When a minute vibration is applied to one end of the horn 2, the amplitude is increased by the horn 2, and the vibrator 1 provided at the tip of the horn
vibrate. Further, since the vibrator 1 has a streamlined shape, it has the advantage of low air resistance when installed in an intake pipe. When the fuel is supplied toward the convex side of the vibrator 1, the atomized fuel spreads radially, so that the fuel does not coalesce and a fuel group with small particle size can be obtained.

第15図は本発明のさらに他の実施例である。FIG. 15 shows still another embodiment of the present invention.

ホーン2が、吸気管10の壁面にボルト11によって固
定されている。燃料噴射弁12は振動子】の振動子片8
に対して横方向に設置されている。
A horn 2 is fixed to the wall of an intake pipe 10 with bolts 11. The fuel injection valve 12 is a vibrator piece 8 of
It is installed horizontally to the

燃料が、振動子の−L方向から噴射されるので、振動子
片の−L部で微粒化されなかった燃料は、下部で微粒化
される。このため、均一な粒径の燃料が得られる。また
、撮動子片の全体に燃料が供給されるので、燃料を微粒
化するのに利用できる面積が大きくとれる。
Since the fuel is injected from the -L direction of the vibrator, the fuel that has not been atomized in the -L section of the vibrator piece is atomized in the lower part. Therefore, fuel with uniform particle size can be obtained. Furthermore, since the fuel is supplied to the entire sensor element, a large area can be used to atomize the fuel.

第16図は本発明のさらに他の実施例である。FIG. 16 shows still another embodiment of the present invention.

ホーン2の先端は、格子状の振動子1となっている。振
動子片8とホーン2の長さ方向は直角となっている。ホ
ーン2の振動の方向と振動子片8の固定方向は直角であ
るので、ホーン2の振動によって、振動子片8は、はげ
しく振動する。このため、電歪素子3にわずかな電力を
加えるだけで、振動子1に大きな振幅を得ることができ
る。
The tip of the horn 2 is a lattice-shaped vibrator 1. The length directions of the vibrator piece 8 and the horn 2 are at right angles. Since the direction of vibration of the horn 2 and the fixing direction of the vibrator piece 8 are perpendicular to each other, the vibration of the horn 2 causes the vibrator piece 8 to vibrate violently. Therefore, by applying only a small amount of power to the electrostrictive element 3, a large amplitude can be obtained in the vibrator 1.

第1−7図は本発明の他の実施例を示す。ホーン2の先
端が曲面形状をした振動子となっている。
Figures 1-7 show other embodiments of the invention. The tip of the horn 2 is a vibrator with a curved surface.

振動子の」二部と下部で長さが異なるようにしである。The lengths of the two parts and the bottom part of the vibrator are different.

燃料を噴射弁]2で振動子に供給すると、振動子1の下
部は、長いので、振幅が大きく、微粒化処理量が大きく
なる。振動子の上部は、短く、振幅が小さいので、微粒
化処理量が小さいが、吸気管内の空気流によって微粒化
が行われる。また、振動子の長さが、上部では、短いの
で、空気抵抗も少ない。
When fuel is supplied to the vibrator by the injection valve]2, the lower part of the vibrator 1 is long, so the amplitude is large and the atomization throughput is large. The upper part of the vibrator is short and has a small amplitude, so the amount of atomization throughput is small, but atomization is performed by the airflow in the intake pipe. Furthermore, since the length of the vibrator is short at the top, there is less air resistance.

第18図は、第17図で示した実施例において、振動子
1の形状を変化させた場合である。振動子1に切りかき
を入れたことにより、切りかき部分でも振動をさせるこ
とが可能となる。このため、振動子]の円板の振動と、
切りかき部の振動が合成されるので、振幅が大きくでき
、微粒化処理量が大きくとれる。また、切りかき部の長
さ、幅を〔発明の効果〕 本発明によれば、振動子とホーンを一体化した構造とす
ることによって、ホーンと振動子の接合部での振動の損
失、応力集中が防止できるので、ホーンと振動子の接合
部での割れを避ける効果がある。また−個のホーンの先
端を複数の共振点を有する振動子とすることによって、
粒径の小さい燃料の液滴を安定して生成する効果がある
FIG. 18 shows a case where the shape of the vibrator 1 is changed in the embodiment shown in FIG. 17. By making a cut in the vibrator 1, it is possible to cause vibration even in the cut portion. Therefore, the vibration of the disc of the vibrator]
Since the vibrations of the notches are combined, the amplitude can be increased and the amount of atomization can be increased. [Effects of the Invention] According to the present invention, by integrating the vibrator and the horn, vibration loss and stress at the joint between the horn and the vibrator can be reduced. Since concentration can be prevented, cracking at the joint between the horn and the vibrator can be avoided. In addition, by making the tips of the - horns into vibrators with multiple resonance points,
This has the effect of stably generating fuel droplets with small particle sizes.

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

第1図は本発明の構成図、第2図はホーン、振動子の断
面図、第3図は振動子片の立体図、第4図は印加電圧波
形、第5,6図は振動子片の振動モード図、第7図は燃
料供給方法の説明図、第8図はエンジンの構成図、第9
図は振動子片の立体  図、第10図はホーン、振動子
の断面図、第11図は振動モード図、第12図は燃料供
給方法の説明図、第13.14図はホーン、振動子の断
面図、第15図は燃料供給方法の説明図、第16図はホ
ーン、振動子の断面図、第17図は燃料供給方法の説明
図、第18図は振動子の断面図。 1・・・振動子、2・・・ホーン、3・・・電歪素子、
4・・・電極、訃・・反射材、6・・・ボルト、7・・
・絶縁材、8・・・振動子片、9・・・微粒化装置、1
0・・・吸気管、11・・・ボルト、12・・・噴射弁
、13・・・絞り弁。
Figure 1 is a configuration diagram of the present invention, Figure 2 is a sectional view of the horn and vibrator, Figure 3 is a three-dimensional view of the vibrator piece, Figure 4 is the applied voltage waveform, and Figures 5 and 6 are the vibrator piece. Fig. 7 is an explanatory diagram of the fuel supply method, Fig. 8 is a configuration diagram of the engine, Fig. 9 is a vibration mode diagram of
The figure is a three-dimensional view of the vibrator piece, Figure 10 is a cross-sectional view of the horn and vibrator, Figure 11 is a vibration mode diagram, Figure 12 is an explanatory diagram of the fuel supply method, and Figures 13 and 14 are the horn and vibrator. FIG. 15 is an explanatory diagram of a fuel supply method, FIG. 16 is a cross-sectional diagram of a horn and a vibrator, FIG. 17 is an explanatory diagram of a fuel supply method, and FIG. 18 is a cross-sectional diagram of a vibrator. 1... Vibrator, 2... Horn, 3... Electrostrictive element,
4...electrode, tail...reflective material, 6...volt, 7...
・Insulating material, 8... Vibrator piece, 9... Atomization device, 1
0... Intake pipe, 11... Bolt, 12... Injection valve, 13... Throttle valve.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、一端に超音波による電気振動を機械振動に変換する
超音波変換子を備えて該変換子から伝達された機械振動
を振巾拡大する機械振動拡大部材と、該機械振動拡大部
の他端において該拡大部材と一体に形成された振動子か
らなり、該振動子は前記拡大部材の他端において複数の
共振点を有するように複数の振動子片から形成されたこ
とを特徴とする燃料微粒化装置。
1. A mechanical vibration amplifying member having an ultrasonic transducer that converts electrical vibrations caused by ultrasonic waves into mechanical vibrations at one end and amplifying the amplitude of the mechanical vibrations transmitted from the transducer; and the other end of the mechanical vibration amplifying part. A fuel granule comprising a vibrator formed integrally with the expanding member, the vibrator being formed from a plurality of vibrator pieces so as to have a plurality of resonance points at the other end of the expanding member. conversion device.
JP7427985A 1985-04-10 1985-04-10 Fuel pulverizing device Pending JPS61235606A (en)

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