JPS62237209A - 超音波霧化装置付燃焼装置 - Google Patents

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】 １・　の　ｌ　１　ノ　デ 本発明は、一般には超音波霧化装置を有した燃焼装置＃
Ｓ関するものであり、特に（１）ガソリンエンジン及び
（２）工業用、営業用、及び家庭用のボイラ、加熱炉、
暖房機用バーナ等に好適に使用し、液体燃料を連続的又
は間欠的に微粒化し。

燃焼する超音波霧化装置付燃焼装置に関するものである
。

良」Ｌの」Ｌ術 従来、」：述したような種々の分野でガソリン又は灯油
のような液体燃料を噴霧、即ち微粒化し、燃焼せしめる
ために噴霧ノズル又は圧力噴霧へ−すが使用されている
。斯る噴霧ノズル又はバーナに好適に使用し得る霧化装
置として、本出願人は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Ｒ膜状で供給することによっ
て、該エツジ部より液体が大間に微粒化される超音波噴
射方法及び噴射ノズルを提案した（特願昭５９−７７５
７２を参照せよ）、＃ノズルは、従来のノズルに比較し
て噴ｓ硬が極めて大きく、大容量の微粒化を可能とする
点でと記の如き燃焼装置に好適に使用することができる
ものである。

１が　　　よ−　　る１、１１へ しかしながら、本発明者等は研究実験の結果、　断るａ
音波噴射ノズル、つまり霧化装置は一般に該霧化装置に
て発生する噴霧の流速は小さく、そのために該噴霧の貫
通力（ペネトレーション作用）は極めて１小さく、周囲
の気流の影響を大きく受けることが判明した０例えば、
該霧化′！Ａ首をガソリンエンジンのインテークマニホ
ールドに装ｒ１シ、燃料噴射ノズルとして使用した場合
には該噴射ノズルから噴霧されたガソリンの微粒子がイ
ンテークマニホールド内を流動する空気流に影響され、
インテークマニホールドの壁面に付着しシリンダー内に
安定して燃料を供給することが困難であり、特にエンジ
ンの低速回転時（アイドリング時）に斯る減少が顕著で
あることを見出した。

更に、に記霧化装芒をボイラ等に使用した場合にはノズ
ルの先端又は燃焼器の壁面に燃料微粒子が付着し大きな
液滴が発生し、完全燃焼を達成することができず、結果
的に燃焼が悪化し排気ガス中の炭化本案（ＨＣ）、−酸
化炭素（ＣＯ）及びススが増大するといった欠点がある
ことが分かった。

本発明者等は上記問題を解決するべく研究した結果、超
音波霧化装置の先端部から振動子のエツジ部へと流動す
る空気流を整流することにより噴霧液体微粒子の燃料供
給路壁面への付着を減少せしめ、燃料の無駄な消費な押
えると共に良好な燃焼を連成し得ることを見出した。

本発明は斯る新規な知見に基ずきなされたものであり、
斯る霧化装置付燃焼装置の改良に関するものである。

褒」Ｌ辺」Ｌ狼 本発明の目的は、連続的に又は間欠的に液体燃料を燃焼
する超音波霧化装置付燃焼装置を提供することである。

本発明の他の目的は、液体燃料微粒化部に供給される空
気流を整流し、液体微粒子が空気供給通路の壁面に付着
するのを防＋ｈ　Ｌ、それにより良好な燃焼、及び燃焼
効率の向−ヒを達成することのできるガソリンエンジン
、ボイラ等の超音波霧化装置付燃焼装置を提供すること
である。

へＩＩ＋伐　　　　るため　−；゛ １−記諸目的は本発明に係る超音波霧化装置付燃焼装置
によって達成される。要約すれば未発１５１は、！Ｅ音
波振動発生手子役、該超音波振動発生手段に一端が連結
されそして他端にはエツジ部を有した副長の振動子とを
具備し、前記エツジ部に液体を供給し該液体を微粒化す
るａ音波霧化装置を具備した燃焼装置において、空気を
超音波霧化装置の先端部から前記振動子のエツジ部へと
流動せしめるために少なくとも該振動子のエツジ部に隣
接したａｊｉ超ンマ波省化装置の先端部分を囲包して環
状の空気供給通路ハウジングを形成し、該空気供給通路
ハウジングと超音波霧化装置とにて画成される環状通路
に空気整流子役を配置したことを特徴とする超音波霧化
装置付燃焼装置である。

凋亙１ 次に、本発明に係る超汗波霧化装を付燃焼装はについて
図面を参照して更に詳しく説明する。

第１図を参照すると、本発明に係る超音波霧化装置付燃
焼装Ｗ１１１００は、ガソリンエンジンに具現化されて
いる。趨↑口１化装置１は、エンジンシリンダ１０２の
給気孔１０４に連通ずるインテークマニホールド１０６
に装着される。

先ず、本発明に使用される＋Ｎｉ記超音波宵化装置ｌに
ついて第４図を参照して説明する。

露化装置、つまり燃料噴射ノズル１は、中心に中心孔２
を有した細長の概略円筒形状の弁箱４を具備する。該弁
箱４の第４図で右側端１ａの内部に開口する液体供給手
段、即ちノズル孔６が設けられる。

前記弁箱４の中心孔２を頁いて振動子（振動子ホーン）
１０が配置される。該振動子１０は１本体部１４、該本
体部１４より小径の細畏円柱状の振動子軸部１６及び本
体部１４と軸部１６とを連結する遷移部１８を有する０
本体部１４にはより大径とされた鍔２０が設けられてお
り、該ｆ：ｉ２０が弁箱４の第４図で左側端に形成され
た肩部２２と、該弁箱４の該端面にボルト（図示せず）
によって取付られた環状の振動子押え２４とによって弁
箱４に取付られる。

振動子１０の軸ｉ’１ｌｌ１６は弁箱４及びノズル孔６
より右方に、つまり外方へと更に突出している。

振動子１０の先端、つまり軸部１６の先端にはエツジ部
２６が形成される。

前記振動子１０のエツジ部２６は、第４図によると漸次
径が小さくされた４段の環状の階段にて形成されている
が、同径にて複数の山形突起を有する形状としたり、漸
次径が小さくされた４段以外の環状の階段状としたり、
更に漸次径が増大したり、又漸次径が小さくなり次いで
大きくなるような形状とすることもできる。

前述のように、振動子１０の前記エツジ部２６に燃料を
供給するためのノズル孔６は１つ又は複数個環状に配列
して形成され、該ノズル孔６の燃料供給口６ａは概略前
記エツジ部２６に隣接して開口し、該ノズル孔６の他端
６ｂは燃料供給源（図示せず）に連結される。

Ｊ−記構酸において、振動子ｌＯは、本体部１４に作動
的に接続された超音波振動発生手段５０により連続的に
振動される。従って、液体燃料がノズル孔６を介してエ
ツジ部２６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。

本実施例にて」二足構成の超音波露化装置ｌは空気供給
通路ハウジング、即ち、インテークマニホールド１０６
の概略直線状に形成された環状の空気供給通路部分１０
６ａに配置され、少なくとも該露化装置ｌの先端微粒化
部分、つまり露化装置のエツジ部分２６及びその隣接］
７た領域１ａは前記空気供給通路部分１０８ａにて囲包
される。

更に本発明に従えば、空気供給通路ハウジング１０６ａ
と超音波露化装置１とにて画成される環状通路１０８に
空気整流手段１１０が配Ｍされる。該整流手段１１０は
、第２図及び第３図に図示するように、超音波露化装置
ｌの外周に半径方向に延在して設けられた複数の、本実
施例では８枚の整流板１１０ａにて作製される。該整流
手段１１０の整波板１１０ａの数、該整流板１１０ａの
軸線方向の長さくａ）及びエツジ部２６に対する設置位
置の距離（ｂ）等は所ｑ１に応じて種々に変更されるで
あろう。

）−記ａ　＆において、スロットルバルブ１１２により
制御された所定賃の空気流がインテークマニホールド１
１Ｏを頁流し、超音波霧化装置部分に達すると、該空気
流は超音波露化装置１の先端部１ａから＋ｉｉｉ記振動
千振動子ジ部２６へと流動する過程において整流手段１
１０にて？！！魔され、空気流の局所的な乱れの発生が
抑制される。これにより、該空気流と混合しシリンダ内
へと搬送される液体燃料微粒子はインテークマニホール
ド１１゜の壁面に付着することが最小限に押えられる。

従って、シリンダ内に常時安定して燃料を供給すること
ができ、特にアイドリング時等の低速回転時に安定した
回転が得られ、又燃料使用酸を少なくし得るという利益
がある。

１−記説明は、本発明に係る８音波省化装置付燃焼装置
が、ガソリンエンジンに１現化されたが、他にはボイラ
等にも好適に適用し得る。特にボイラ等の燃焼器に使用
した場合には、連続的に良好な燃焼を達成することがで
き、燃焼の安定化、更には排気ガス中の炭化水素（ＨＣ
）、−酸化炭素（ＣＯ）及びススを大幅に減少せしめる
ことができる。

ｉ匹二亘］ 以ヒの如くに構成されるＭｉ−Ｔｆｒ波省化装置付燃焼
装置は、液体燃料微粒化部に供給される空気流を整流し
、液体微粒子が空気供給通路の壁面に付着するのを防止
し、それにより燃料の節約、良好な燃焼、排気ガス中の
炭化水素（ＨＣ）、−酸化炭Ｊｃ（Ｃｏ）及びススの大
幅な減少、及び燃焼効率の向上を達成することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る超音波霧化装置付燃焼装置の一
実施例の主要部分断面図である。 第２図及び第３図は、整流手段の平面図及び断面図であ
る。 第４図は、本発明に使用される超音波霧化装置の一実施
例の断面図である。 １：″Ａ化装置 １ａ：Ａ化装置先端部 １０：振動子 ２６：エツジ部 １００：超音波霧化装置付燃焼装置 １０６：空気通路形成ハウジング（インテークマニホー
ルド） １１０：空気整波手段 ヒ側士、１ 代理人　　弁理士　　久保［ｌ］　　耕平　　・−゛胃
−」 第２図　　　第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）超音波振動発生手段と、該超音波振動発生手段に一
   端が連結されそして他端にはエッジ部を有した細長の振
   動子とを具備し、前記エッジ部に液体を供給し該液体を
   微粒化する超音波霧化装置を具備した燃焼装置において
   、空気を超音波霧化装置の先端部から前記振動子のエッ
   ジ部へと流動せしめるために少なくとも該振動子のエッ
   ジ部に隣接した該超音波霧化装置の先端部分を囲包して
   環状の空気供給通路ハウジングを形成し、該空気供給通
   路ハウジングと超音波霧化装置とにて画成される環状の
   空気通路に空気整流手段を配置したことを特徴とする超
   音波霧化装置付燃焼装置。 ２）整流手段は超音波霧化装置の外周に半径方向に延在
   して設けられた複数の整流板より成る特許請求の範囲第
   １項記載の超音波霧化装置付燃焼装置。 ３）超音波霧化装置付燃焼装置はガソリンエンジンであ
   り、空気供給通路ハウジングはガソリンエンンジンのイ
   ンテークマニホールドである特許請求の範囲第１項又は
   第２項記載の超音波霧化装置付燃焼装置。 ４）超音波霧化装置付燃焼装置はボイラである特許請求
   の範囲第１項又は第２項記載の超音波霧化装置付燃焼装
   置。