JPS6244987B2 - - Google Patents

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JPS6244987B2
JPS6244987B2 JP9967682A JP9967682A JPS6244987B2 JP S6244987 B2 JPS6244987 B2 JP S6244987B2 JP 9967682 A JP9967682 A JP 9967682A JP 9967682 A JP9967682 A JP 9967682A JP S6244987 B2 JPS6244987 B2 JP S6244987B2
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JP
Japan
Prior art keywords
nozzle
atomization
liquid
atomization device
atomized
Prior art date
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Application number
JP9967682A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS58216752A (en
Inventor
Naoyoshi Maehara
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.)
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 JP9967682A priority Critical patent/JPS58216752A/en
Publication of JPS58216752A publication Critical patent/JPS58216752A/en
Publication of JPS6244987B2 publication Critical patent/JPS6244987B2/ja
Granted 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
    • B05B17/0638Apparatus 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 spray being produced by discharging the liquid or other fluent material through a plate comprising a plurality of orifices
    • B05B17/0646Vibrating plates, i.e. plates being directly subjected to the vibrations, e.g. having a piezoelectric transducer attached thereto

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は灯油や軽油などの液体燃料、水、薬液
などの種々の液体を微粒化するための霧化装置に
関し、さらに詳しく言えば、圧電振動子などの電
気的振動子の超音波振動を利用したところのいわ
ゆる超音波式の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 for atomizing various liquids such as liquid fuels such as kerosene and diesel oil, water, and chemical solutions. This invention relates to a so-called ultrasonic atomization device that utilizes ultrasonic vibrations of a child.

従来超音波霧化装置には種々の形式のものが提
案され実用化の検討がなされている。
Conventionally, various types of ultrasonic atomization devices have been proposed and their practical application has been studied.

第1の超音波霧化装置は最も古くから検討され
ているものでホーン型超音波振動子に圧電振動子
等を装着し、その振動振巾を振動子で増巾すると
共に、振巾増巾されたホーン先端にポンプ等で液
体を供給して霧化するものである。
The first type of ultrasonic atomization device is the one that has been studied for the longest time, in which a piezoelectric vibrator or the like is attached to a horn-type ultrasonic vibrator, and the vibration amplitude is amplified by the vibrator. The liquid is supplied to the tip of the horn using a pump or the like to atomize it.

また、第2の超音波霧化装置は加湿器等に実用
化されているものであり、液槽の底部に圧電振動
子を設け、液面近傍に超音波エネルギーを集中さ
せ液柱を形成し、液面近傍に発生するキヤピラリ
ー波を利用して霧化する液柱型超音波霧化装置で
ある。さらに、第3の超音波霧化装置としては、
第1図に示す構成のものがある。これは液室1の
一端にオリフイス2を設け、他端に圧電振動子3
を設けたものであり、圧電振動子3の振動による
液室1内の圧力上昇をオリフイス2に伝達し、オ
リフイス2より液滴4を噴射し微粒化するもので
あつて、近年インクジエツト記録装置のインク微
粒化に広く用いられているものである。
The second ultrasonic atomization device is one that has been put to practical use in humidifiers, etc., and is equipped with a piezoelectric vibrator at the bottom of the liquid tank to concentrate ultrasonic energy near the liquid surface to form a liquid column. This is a liquid column type ultrasonic atomizer that atomizes using capillary waves generated near the liquid surface. Furthermore, as the third ultrasonic atomization device,
There is a configuration shown in FIG. This has an orifice 2 at one end of the liquid chamber 1, and a piezoelectric vibrator 3 at the other end.
The pressure increase in the liquid chamber 1 caused by the vibration of the piezoelectric vibrator 3 is transmitted to the orifice 2, and the liquid droplets 4 are ejected from the orifice 2 to atomize them. This is widely used for atomizing ink.

しかしながらこれら従来の霧化装置には以下に
述べる様な種々の不都合があつた。
However, these conventional atomizing devices have had various disadvantages as described below.

第1の超音波霧化装置は、振巾増巾用ホーン振
動子の高い加工精度と面倒な固定条件の満足が必
要であり、かつ、ポンプ等を必要とするため装置
全体が大型化・高価格化せざるを得ず、さらに例
えば20c.c./分程度の霧化量を得るに要する電力は
10ワツト程度であるにもかかわらず、十分な微粒
化能力を得ることができなかつた。
The first ultrasonic atomization device requires high machining accuracy and complicated fixing conditions for the horn vibrator for amplitude expansion, and requires a pump, etc., making the entire device large and expensive. It has to be priced, and furthermore, the electricity required to obtain an atomization amount of about 20c.c./min, for example, is
Although it was about 10 Watts, sufficient atomization ability could not be obtained.

また、第2の超音波霧化装置は、ポンプ等を必
要とせず、微粒化能力に優れたものであるが圧電
振動子の駆動周波数は1〜2MHzの高周波であ
り、しかも20c.c./分程度の霧化量を得るに要する
電力は、約50ワツトと大きなものであつた。
In addition, the second ultrasonic atomization device does not require a pump or the like and has excellent atomization ability, but the drive frequency of the piezoelectric vibrator is a high frequency of 1 to 2MHz, and moreover, it is 20c.c./ The electric power required to obtain the amount of atomization for about 50 minutes was large, about 50 watts.

このためその駆動回路が高価となり、また、直
接超音波エネルギーを液中に放射して直接利用す
るので液体の物性や液面の高さによる霧化性能変
動が著しく、その補償は極めて面倒で困難を極め
るものであつた。さらに重大な欠点は、その高周
波・大電力に基づく電波障害発生の可能性が大き
いことであり、広範な実用化の大きな障害であつ
た。
For this reason, the drive circuit is expensive, and since ultrasonic energy is directly emitted into the liquid and used directly, atomization performance fluctuates significantly depending on the physical properties of the liquid and the height of the liquid level, and compensation for this is extremely troublesome and difficult. It was something to master. An even more serious drawback is that there is a high possibility of radio interference occurring due to its high frequency and large power, which has been a major obstacle to widespread practical use.

第3の超音波霧化装置は、構成が簡単でコンパ
クトであり、低消費電力であるけれども、圧電振
動子3の振動による液室1内の圧力上昇を液室1
の液体を介してオリフイス2に伝達する構成であ
るので、溶存空気を多量に含む一般的な液体や、
蒸気圧の低い液体を霧化しようとするキヤビテー
シヨンによる気泡が発生し、満足な霧化動作を維
持することができなかつた。したがつて、溶存空
気を除去したインク液の微粒化などの極めて特殊
な用途にしか使用することができなかつた。
Although the third ultrasonic atomization device has a simple and compact configuration and low power consumption, the pressure increase in the liquid chamber 1 caused by the vibration of the piezoelectric vibrator 3 is
Since the structure is such that the liquid is transmitted to the orifice 2 through the liquid, it can be used with general liquids containing a large amount of dissolved air,
Bubbles were generated due to cavitation that attempts to atomize a liquid with a low vapor pressure, making it impossible to maintain a satisfactory atomization operation. Therefore, it could only be used for very special purposes such as atomization of ink liquid from which dissolved air has been removed.

本発明は、上記従来の欠点を一掃した超音波霧
化装置を提供せんとするものである。
The present invention aims to provide an ultrasonic atomization device that eliminates the above-mentioned conventional drawbacks.

第1の目的は構成が簡単でコンパクトであり、
かつ極めて低消費電力であり、従つて低価格な霧
化装置を提供することである。
The first purpose is to have a simple and compact configuration.
It is also an object of the present invention to provide an atomization device that has extremely low power consumption and is therefore inexpensive.

第2の目的は、溶存空気を多量に含む様な一般
的な液体であつても安定に霧化することができる
霧化装置を提供することである。
The second object is to provide an atomization device that can stably atomize even general liquids that contain a large amount of dissolved air.

さらに第3の目的は、霧化粒子の粒径、および
粒径分布を自由に制御でき、従つて広範な使用目
的に適用し得る霧化装置を提供することである。
A third object is to provide an atomizing device that can freely control the particle size and particle size distribution of atomized particles and can therefore be applied to a wide range of purposes.

本発明は、上記目的を達成するために以下のよ
うな構成により成るものである。
In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.

すなわち、液体を充填する加圧室と、前記加圧
室に臨んで設けた複数個のノズルと、前記ノズル
を加振するための電気的振動子とを備え、前記複
数個のノズルの振動振巾に差を設けるよう構成し
たものであり、前記ノズルから任意の粒径分布の
霧化粒子を噴射微粒化するものである。
That is, it includes a pressurizing chamber filled with liquid, a plurality of nozzles provided facing the pressurizing chamber, and an electric vibrator for vibrating the nozzles. The nozzle is configured to have a difference in width, and atomized particles having an arbitrary particle size distribution are injected from the nozzle.

以下本発明の一実施例について図面と共に説明
する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第2図は、本発明の一実施例の霧化装置を適用
した温風機の構成を示す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing the configuration of a hot air fan to which an atomizing device according to an embodiment of the present invention is applied.

第2図において、温風機ケース5の上面には操
作部6が設けられ、制御部7に運転指令を与える
ようになつている。制御部7は運転開始指令を与
えられると、送風フアンモータ8を起動し、送風
フアン9、および圧力フアン10が回動する。し
たがつて燃焼空気は吸込口11よりオリフイス1
2を通つてスワラ13に送られ、スワラ13より
霧化室14、および燃焼室15に、図の矢印のよ
うに供給され、排気筒16から排出される。この
とき、オリフイス12の下流側の負発発生部17
には、例えば−20mmH2O程度の負圧力が発生す
る。
In FIG. 2, an operating section 6 is provided on the top surface of the warm air fan case 5, and is adapted to give an operation command to a control section 7. When the control unit 7 receives the operation start command, it starts the blower fan motor 8, and the blower fan 9 and the pressure fan 10 rotate. Therefore, combustion air flows from the suction port 11 to the orifice 1.
2 to the swirler 13, from the swirler 13 to the atomization chamber 14 and the combustion chamber 15 as shown by the arrow in the figure, and then exhausted from the exhaust stack 16. At this time, the negative force generating section 17 on the downstream side of the orifice 12
For example, a negative pressure of about −20 mmH 2 O is generated.

一方灯油は、タンク18からパイプ19にてレ
ベラ20に送られ、レベラ20内の液面Aは一定
に制御されている。霧化器21は、霧化室14の
壁面22に取付られ、パイプ23にてレベラ20
と、そしてパイプ24にて圧力フアン10の入口
側25と接続されている。運転停止時において、
パイプ23内の灯油の液面は、フイルタ26を通
つて図のBの位置に達する状態である。しかしな
がら、運転開始されると、圧力フアン10、送風
フアン9が回転し前述したように負圧発生部17
に−20mmH2Oの負圧力が発生し、かつ、バイプ2
6にて負圧発生部17と圧力フアン10の出口側
27とが接続されているので、入口側25の圧力
は、圧力フアン10の発生する圧力差(例えば、
−40mmH2O)と負圧発生部17の負圧力(−20mm
H2O)との和の圧力となり、例えば、−60mmH2O
の負圧力となる。このためパイプ23内の液面B
は上昇し、霧化器21内を灯油で充満してさらに
上昇し、パイプ24内の液面Cの位置となつてつ
り合うのである。
On the other hand, kerosene is sent from the tank 18 to the leveler 20 through a pipe 19, and the liquid level A in the leveler 20 is controlled to be constant. The atomizer 21 is attached to the wall surface 22 of the atomization chamber 14, and is connected to the leveler 20 by a pipe 23.
and is connected to the inlet side 25 of the pressure fan 10 by a pipe 24. When the operation is stopped,
The liquid level of kerosene in the pipe 23 passes through the filter 26 and reaches the position B in the figure. However, when the operation is started, the pressure fan 10 and the blower fan 9 rotate, and as described above, the negative pressure generating section 17
A negative pressure of -20mmH 2 O is generated at the pipe 2.
Since the negative pressure generating section 17 and the outlet side 27 of the pressure fan 10 are connected at 6, the pressure on the inlet side 25 is determined by the pressure difference generated by the pressure fan 10 (for example,
-40mmH 2 O) and the negative pressure of the negative pressure generating part 17 (-20mm
H 2 O), for example, -60mmH 2 O
This results in negative pressure. Therefore, the liquid level B in the pipe 23
rises, fills the inside of the atomizer 21 with kerosene, rises further, and becomes balanced at the position of the liquid level C in the pipe 24.

このようにして、送風フアン9によるプリパー
ジ中に、霧化器21内には灯油が充填され、霧化
動作の準備が完了するのである。
In this way, the atomizer 21 is filled with kerosene during pre-purging by the blower fan 9, and preparation for the atomization operation is completed.

次に制御部7は、内蔵する発振回路より霧化器
21を付勢すると共に点火器28を起動し、霧化
器21より霧化室14には霧化粒子29が噴霧さ
れる。
Next, the control unit 7 energizes the atomizer 21 and activates the igniter 28 from the built-in oscillation circuit, so that the atomizer 21 atomizes the atomized particles 29 into the atomization chamber 14 .

霧化粒子29の一部30は、図に示すように他
の中央部の霧化粒子に比べ、その粒子径が極めて
小さいものになつている。これは、点火器28に
よる着火を良好に行うためのものであり、全ての
霧化粒子をあまり小さくしすぎると十分な霧化量
を得られず、かつ、十分な噴射距離を得られない
ので、このように一部の霧化粒子30、すなわち
外周に位置し点火器28の先端に近い霧化粒子の
みが極めて小さい粒子径となつている。
As shown in the figure, a part 30 of the atomized particles 29 has a particle size that is extremely small compared to the other atomized particles in the center. This is to ensure good ignition by the igniter 28, and if all the atomized particles are made too small, it will not be possible to obtain a sufficient amount of atomization and a sufficient injection distance will not be obtained. In this way, only some of the atomized particles 30, that is, only the atomized particles located on the outer periphery and close to the tip of the igniter 28, have extremely small particle diameters.

従つて、点火器28による着火が極めてスムー
ズに行われ、火炎31を形成して燃焼し、火炎3
1の状態は、センサ32にて検知される。
Therefore, ignition by the igniter 28 is performed extremely smoothly, and the flame 31 is formed and burned.
The state 1 is detected by the sensor 32.

燃焼状態の安定化、および燃焼量の制御は、後
述するようにセンサ32の信号により制御部7に
て行われ、安定で必要なだけの燃焼が実現でき
る。なお、33は対流フアンである。
Stabilization of the combustion state and control of the amount of combustion are performed by the control unit 7 based on signals from the sensor 32, as will be described later, so that stable and necessary combustion can be achieved. Note that 33 is a convection fan.

次に、霧化器21についてさらに詳しく説明す
る。第3図は、霧化器21の断面図であり第2図
と同符号は相当物である。
Next, the atomizer 21 will be explained in more detail. FIG. 3 is a sectional view of the atomizer 21, and the same symbols as in FIG. 2 are equivalent.

霧化器21は、深さ2〜5mm、直径8〜12mmの
加圧室34を有する基体35をケース36にビス
37で固定し、ケース36をビス38,39で霧
化室壁面22に固定して取付られている。
In the atomizer 21, a base body 35 having a pressurized chamber 34 with a depth of 2 to 5 mm and a diameter of 8 to 12 mm is fixed to a case 36 with screws 37, and the case 36 is fixed to the atomization chamber wall surface 22 with screws 38 and 39. It is installed as follows.

加圧室34には供給口40、排気口42が設け
られ、それぞれパイプ23,24と連結されてい
る。また中央部に直径30μm〜100μmの複数個
のノズル43が設けられた厚さ30μm〜100μm
のノズル板44が、この加熱室34に臨むよう構
成されている。ノズル板44は、基体35にその
外周を接着されると共に、直径が8〜12mm、厚さ
0.5〜1mmのリング状圧電セラミツク45が接着
されている。圧電セラミツク45の中央には開口
部46が設けられ、そこに臨むノズル板44は、
平坦部47と球状突起部48が設けられている。
そしてノズル43は、突起部48と平坦部47と
に分布するよう配置されており、図にように適当
な粒径、すなわち良好な燃焼を実現できる程度の
粒径の霧化粒子29と、良好な着火を行い得ると
ころのより小さい粒径の霧化粒子30とをそれぞ
れ噴霧するよう構成されている。
The pressurizing chamber 34 is provided with a supply port 40 and an exhaust port 42, which are connected to pipes 23 and 24, respectively. Also, the thickness is 30 μm to 100 μm with multiple nozzles 43 having a diameter of 30 μm to 100 μm provided in the center.
A nozzle plate 44 is configured to face this heating chamber 34. The nozzle plate 44 has its outer periphery bonded to the base body 35, and has a diameter of 8 to 12 mm and a thickness.
A ring-shaped piezoelectric ceramic 45 of 0.5 to 1 mm is bonded. An opening 46 is provided in the center of the piezoelectric ceramic 45, and the nozzle plate 44 facing there
A flat portion 47 and a spherical protrusion 48 are provided.
The nozzle 43 is arranged so as to be distributed between a protruding part 48 and a flat part 47, and as shown in the figure, the atomized particles 29 of an appropriate particle size, that is, a particle size that can realize good combustion, and a good combustion. The atomized particles 30 have a smaller particle size that can be ignited.

圧電セラミツク45は、リード線49,50を
介して制御部7より、第4図a,b,又はcのよ
うな交流電圧を供給され、その直径方向に伸縮歪
を生じる。第4図a,b,又はcのような電圧の
制御は、霧化量をセンサ32からの信号により調
整して燃焼状態の安定化を行つたり、燃焼量を加
減して必要な最適値に制御する場合の制御方法を
示すものであつて、第5図に示すように、a=T
Io/T2を制御することにより任意の霧化量qo
得ることが可能である。
The piezoelectric ceramic 45 is supplied with an alternating current voltage as shown in FIG. The voltage control shown in FIG. 4 a, b, or c can be used to stabilize the combustion state by adjusting the atomization amount using the signal from the sensor 32, or to adjust the combustion amount to the required optimum value. This shows a control method when controlling to a=T, as shown in FIG.
By controlling Io / T2 , it is possible to obtain any atomization amount qo .

第6図aは、第3図の霧化器21の霧化動作を
説明する図であり第3図と同符号は相当物であ
る。圧電セラミツク45は第4図a〜cの交流電
圧波形の正負に応じて伸縮歪を生じ、この結果ノ
ズル板44は図のようなたわみ振動を励起され
る。開口部46に臨むノズル板44の平坦部47
と突起部48は、第6図bにその振動振巾分布を
示すように他の部分に比べて著しく大きい振巾δ
を示す。突起部48は一種の剛体のように振動す
るため、この部分の振巾はほぼ全体に均一であ
る。したがつて、均一な液滴を得るには、この突
起部48のみにノズル43を設ける構成とすれば
よい。
FIG. 6a is a diagram illustrating the atomizing operation of the atomizer 21 in FIG. 3, and the same reference numerals as in FIG. 3 are equivalents. The piezoelectric ceramic 45 undergoes expansion and contraction depending on the positive and negative polarity of the AC voltage waveforms shown in FIGS. 4a to 4c, and as a result, the nozzle plate 44 is excited to flexural vibration as shown. Flat part 47 of nozzle plate 44 facing opening 46
As shown in FIG. 6b, the vibration amplitude distribution of the protrusion 48 is significantly larger than that of other parts.
shows. Since the protrusion 48 vibrates like a kind of rigid body, the amplitude of this portion is almost uniform throughout. Therefore, in order to obtain uniform droplets, the nozzle 43 may be provided only on this projection 48.

しかし、第6図aのように平坦部47にもノズ
ルを設けるよう構成することにより、同図bの振
巾分布を参照すれば明らかであるが、振動振巾の
小さいところにノズルが位置することとなる。
However, by configuring the nozzle to be provided also on the flat part 47 as shown in FIG. 6a, the nozzle is located in a place where the vibration amplitude is small, as is clear from the amplitude distribution in FIG. 6b. It happens.

振動振巾δと霧化粒子径dとは第7図に示すよ
うにほぼ比例関係にあり、このため第6図aに示
すような霧化粒子の粒径分布を得ることができ、
中央の霧化粒子29に比し、外周の霧化粒子30
の粒径のみを小さいものとし、着火性を良くする
ことができる。
The vibration amplitude δ and the atomized particle diameter d have a nearly proportional relationship as shown in FIG. 7, and therefore the particle size distribution of the atomized particles as shown in FIG. 6a can be obtained.
Compared to the atomized particles 29 in the center, the atomized particles 30 on the outer periphery
It is possible to improve the ignitability by reducing only the particle size of the particles.

第8図aは、本発明の他の実施例を示す断面図
であり、第6図aと同符号は相当物である。
FIG. 8a is a sectional view showing another embodiment of the present invention, and the same reference numerals as in FIG. 6a are equivalent.

この場合ノズル板44の中央部47には突起部
がなく、ノズル板中央部47の振巾分布図bより
明らかなように、各々のノズルの振動振巾は中央
のほぼ均一な大振巾部から外周にいくに従つて小
さくなり、これに一致して霧化粒子径も、中央に
ほぼ均一な粒子群が噴射され、外にいくに従つて
小さい粒径の霧化粒子が噴霧されるようになつて
いる。
In this case, there is no protrusion in the central portion 47 of the nozzle plate 44, and as is clear from the amplitude distribution map b of the nozzle plate central portion 47, the vibration amplitude of each nozzle is approximately equal to the large amplitude portion in the center. The size of the atomized particles decreases from the center to the outer periphery, and the atomized particle size corresponds to this, so that a nearly uniform group of particles is sprayed in the center and atomized particles with smaller diameters are sprayed toward the outside. It's getting old.

第6図a、あるいは第8図aに示した実施例の
ように圧電セラミツク45の振動によりノズル4
3が加振され、霧化粒子29が噴霧されると共
に、噴霧されることによる加圧室34内の灯油の
減少分は、パイプ23より吸い上げられて補充さ
れる。なぜならば、ノズル43に発生する灯油の
表面張力によりノズル43から空気が加圧室34
に流入することを防止されるからである。したが
つて、この霧化装置は、圧電セラミツク45を駆
動し、ノズル43を加振するだけで、灯油の微粒
化とレベラ20からの吸い上げを行うことがで
き、自給作用を備えた霧化装置として動作するこ
とができる。
As in the embodiment shown in FIG. 6a or FIG. 8a, the nozzle 4 is moved by vibration of the piezoelectric ceramic 45.
3 is excited and the atomized particles 29 are atomized, and the amount of kerosene in the pressurized chamber 34 that is reduced due to the atomization is sucked up through the pipe 23 and replenished. This is because the surface tension of the kerosene generated in the nozzle 43 causes air to flow from the nozzle 43 into the pressurized chamber 34.
This is because it prevents it from flowing into the country. Therefore, this atomization device can atomize kerosene and suck it up from the leveler 20 simply by driving the piezoelectric ceramic 45 and vibrating the nozzle 43, making it a self-sufficient atomization device. can operate as.

実験によれば、第3図のような霧化装置により
灯油を20c.c./分程度霧化するに要する圧電セラミ
ツク45の消費電力は0.1ワツト程度であり、極
めて省エネルギー性に優れた霧化装置を実現する
ことが可能である。
According to experiments, the power consumption of the piezoelectric ceramic 45 required to atomize kerosene at about 20 c.c./min using the atomization device shown in Fig. 3 is about 0.1 watt, making it an extremely energy-saving atomization method. It is possible to realize the device.

もう1つの特徴として霧化される液体(すなわ
ち本実施例では灯油)が、溶存空気を多量に含む
ものであつても極めて安定に霧化することができ
る。これは、ノズル43が加振されることにより
ノズルから液滴を噴霧するという構成であるため
である。すなわち、ノズル43の近傍が最も振動
振巾が大きく、このため、加圧室34内の圧力変
化の最大点はノズル43の近傍のみとなり、この
点でキヤビテーシヨン気泡が発生して成長しよう
としても、気泡化する以前にノズル43から噴霧
されてしまうからである。また、かりに、気泡化
しても、加圧室34内の噴霧動作に影響のあるノ
ズル近傍部分は、非常に狭い領域であるので、気
泡は、すぐにこの領域から飛び出て霧化動作に影
響を及ぼさない領域に移動して排気口42より排
出されてしまうので、実質上霧化動作に対する悪
影響はほとんどない。
Another feature is that even if the liquid to be atomized (that is, kerosene in this embodiment) contains a large amount of dissolved air, it can be atomized extremely stably. This is because the configuration is such that droplets are sprayed from the nozzle when the nozzle 43 is vibrated. That is, the vibration amplitude is the largest near the nozzle 43, and therefore, the maximum point of pressure change in the pressurizing chamber 34 is only near the nozzle 43, and even if cavitation bubbles are generated and try to grow at this point, This is because the liquid is sprayed from the nozzle 43 before it becomes bubbles. Furthermore, even if bubbles form, the area near the nozzle in the pressurizing chamber 34 that affects the atomizing operation is a very narrow area, so the bubbles will immediately jump out of this area and have no effect on the atomizing operation. Since the particles move to areas where they are not affected and are discharged from the exhaust port 42, there is virtually no adverse effect on the atomization operation.

したがつて、灯油等のように多量の溶存空気を
含む液体であつても、極めて安定に霧化すること
が可能である。
Therefore, even a liquid containing a large amount of dissolved air, such as kerosene, can be atomized extremely stably.

以上に述べたように本発明によれば、液体を充
填する加圧室に複数個のノズルを臨ませ、前記ノ
ズルを電気的振動子で加振するよう構成し、前記
複数個のノズルの振動振巾に差を設ける構成とし
たから、極めて構成が簡単でコンパクトでありか
つ低消費電力であり、このため極めて低価格であ
ると共に溶存空気を多量に含む液体であつても極
めて安定に霧化することが可能な霧化装置を実現
することができる。特に、複数個のノズルの振動
振巾に差を設ける構成により、任意の粒径と粒径
分布とを極めて簡単に、しかも安定に得ることが
できる霧化装置を提供することが可能である。し
たがつて、一般的な種々液体を様々の用途で霧化
するための汎用性の高い霧化装置を極めて簡単な
構成で実現できるものであり、その工業的価値は
極めて大きいものである。
As described above, according to the present invention, a plurality of nozzles are arranged to face a pressurized chamber filled with liquid, and the nozzles are vibrated by an electric vibrator, and the vibration of the plurality of nozzles is Because it has a configuration with different amplitudes, the configuration is extremely simple, compact, and consumes low power.As a result, it is extremely low-priced, and even liquids containing large amounts of dissolved air can be atomized extremely stably. It is possible to realize an atomization device that can do the following. In particular, by providing a configuration in which the vibration amplitudes of a plurality of nozzles are differentiated, it is possible to provide an atomization device that can extremely easily and stably obtain any desired particle size and particle size distribution. Therefore, it is possible to realize a highly versatile atomizing device for atomizing various common liquids for various purposes with an extremely simple configuration, and its industrial value is extremely large.

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

第1図は従来の霧化装置の構成を示す断面図、
第2図は本発明の一実施例を適用した温風機の構
成を示す断面図、第3図は本発明の一実施例を示
す霧化装置の構成を示す断面図、第4図a,bお
よびcは圧電セラミツク駆動電圧波形図、第5図
は霧化能力制御の説明をする特性図、第6図a,
bはそれぞれ第3図の霧化装置の動作説明用構成
図と振動振巾分布図、第7図はノズルの振動振巾
δと霧化粒子の粒径dとの相関を示す特性図、第
8図a,bはそれぞれ本発明の他の実施例を示す
霧化装置の動作説明を示す構成図と振動振巾分布
図である。 34……加圧室、43……ノズル、44……ノ
ズル板、45……圧電セラミツク(電気的振動
子)、47……平坦部、48……突起部。
FIG. 1 is a sectional view showing the configuration of a conventional atomization device.
Fig. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of a hot air fan to which an embodiment of the present invention is applied, Fig. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of an atomizer according to an embodiment of the present invention, and Figs. 4 a and b. and c are piezoelectric ceramic drive voltage waveform diagrams, Figure 5 is a characteristic diagram explaining atomization ability control, Figure 6 a,
b is a configuration diagram for explaining the operation of the atomization device in Fig. 3 and a vibration amplitude distribution diagram, Fig. 7 is a characteristic diagram showing the correlation between the vibration amplitude δ of the nozzle and the particle diameter d of the atomized particles, and Fig. FIGS. 8a and 8b are a configuration diagram and a vibration amplitude distribution diagram showing an explanation of the operation of an atomizing device showing another embodiment of the present invention, respectively. 34... Pressure chamber, 43... Nozzle, 44... Nozzle plate, 45... Piezoelectric ceramic (electrical vibrator), 47... Flat portion, 48... Projection.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 液体を充填する加圧室と、前記加圧室に臨む
よう設けた複数個のノズルと、前記ノズルを加振
する電気的振動子とを備え、前記複数個のノズル
の振動振巾に差を設けた霧化装置。 2 ノズルをノズル板に設け、前記電気的振動子
により前記ノズル板がたわみ振動するよう構成し
た特許請求の範囲第1項記載の霧化装置。 3 ノズル板に突起部と平坦部とを設け、前記突
起部と平坦部とに前記ノズルを設けた特許請求の
範囲第2項記載の霧化装置。
[Scope of Claims] 1. A pressurized chamber filled with liquid, a plurality of nozzles provided facing the pressurized chamber, and an electric vibrator that vibrates the nozzles, the plurality of nozzles Atomization device with different vibration amplitudes. 2. The atomization device according to claim 1, wherein the nozzle is provided on a nozzle plate, and the nozzle plate is deflected and vibrated by the electric vibrator. 3. The atomization device according to claim 2, wherein a nozzle plate is provided with a protrusion and a flat part, and the nozzle is provided on the protrusion and the flat part.
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