JPS63166457A - 超音波霧化装置 - Google Patents
超音波霧化装置Info
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- JPS63166457A JPS63166457A JP31338586A JP31338586A JPS63166457A JP S63166457 A JPS63166457 A JP S63166457A JP 31338586 A JP31338586 A JP 31338586A JP 31338586 A JP31338586 A JP 31338586A JP S63166457 A JPS63166457 A JP S63166457A
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- 238000000889 atomisation Methods 0.000 claims description 24
- 241000234435 Lilium Species 0.000 claims description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 12
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 7
- 238000010008 shearing Methods 0.000 abstract description 4
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 abstract description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 5
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 3
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Classifications
-
- 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
- B05B17/063—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 having an internal channel for supplying the liquid or other fluent material
-
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- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
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- 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
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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。
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、一般には超音波振動を利用して液体を微粒化
する超音波霧化装置に関するものであり、特にガソリン
エンジン、ディーゼルエンジン、ガスタービン等の内燃
機関、又はボイラー等の外燃機関のような種々の燃焼器
のための燃料噴射弁として、更には他の種々の液体物質
の噴霧器に極めて好適に使用することのできる超音波霧
化装置に関するものである。
する超音波霧化装置に関するものであり、特にガソリン
エンジン、ディーゼルエンジン、ガスタービン等の内燃
機関、又はボイラー等の外燃機関のような種々の燃焼器
のための燃料噴射弁として、更には他の種々の液体物質
の噴霧器に極めて好適に使用することのできる超音波霧
化装置に関するものである。
び。
従来、例えばガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等
の内燃機関においては燃費空燃比を向上せしめ、且つエ
ンジンからの排気ガス中の有害排出物を減少せしめるた
めにはシリンダー内での燃焼を効率良く行なうことが必
要であり、そのために、燃料と空気とを所定比率にて混
合し且つ該混合気が完全に霧化された状態にてシリンダ
ー内へと供給し、完全燃焼せしめることが望ましい。
の内燃機関においては燃費空燃比を向上せしめ、且つエ
ンジンからの排気ガス中の有害排出物を減少せしめるた
めにはシリンダー内での燃焼を効率良く行なうことが必
要であり、そのために、燃料と空気とを所定比率にて混
合し且つ該混合気が完全に霧化された状態にてシリンダ
ー内へと供給し、完全燃焼せしめることが望ましい。
近年、このような要望に応えるべく、超音波振動を利用
して燃料を微粒化する方法が提案されている。しかしな
がら１通常の超音波振動を利用して燃料の微粒化を行な
う方法によれば、均一な粒径の微粒化を達成するのが困
難であり、更には噴霧粒子の粒径は大略振動子の周波数
により決定され、十分に小さい微粒子を得るには大型の
振動発生源を必要とするという問題があった。
して燃料を微粒化する方法が提案されている。しかしな
がら１通常の超音波振動を利用して燃料の微粒化を行な
う方法によれば、均一な粒径の微粒化を達成するのが困
難であり、更には噴霧粒子の粒径は大略振動子の周波数
により決定され、十分に小さい微粒子を得るには大型の
振動発生源を必要とするという問題があった。
斯る問題を解決するべく１例えば第３図及び第４図に図
示するように、ベンチュリ管と超音波振動を利用した方
法が提案されている。つまり第１の方法は、第３図に図
示されるように、吸気路５０中にベンチュリ管６０と、
該ベンチュリ管に隣接して超音波振動されるリング振動
子７２を設ケ、ヘンチュリ管６０にて微粒化し得なかっ
た液体燃料を更にリング振動子７０にて微粒化せんとす
るものである。又第２の方法は、第４図に図示されるよ
うに、吸気路５０中に配設されたベンチュリ管６０への
燃料供給路６２に超音波振動子ホーン７０を設け、ベン
チュリ管への燃料を予め噴霧体として供給せんとするも
のである。
示するように、ベンチュリ管と超音波振動を利用した方
法が提案されている。つまり第１の方法は、第３図に図
示されるように、吸気路５０中にベンチュリ管６０と、
該ベンチュリ管に隣接して超音波振動されるリング振動
子７２を設ケ、ヘンチュリ管６０にて微粒化し得なかっ
た液体燃料を更にリング振動子７０にて微粒化せんとす
るものである。又第２の方法は、第４図に図示されるよ
うに、吸気路５０中に配設されたベンチュリ管６０への
燃料供給路６２に超音波振動子ホーン７０を設け、ベン
チュリ管への燃料を予め噴霧体として供給せんとするも
のである。
しかしながら、本発明者等の研究実験の結果、上記いず
れの方法にても十分に微粒化された且つ均一な噴霧体を
得ることは困難か又は不可能であり、更に装置の小型化
も極めて困難であることが分かった。
れの方法にても十分に微粒化された且つ均一な噴霧体を
得ることは困難か又は不可能であり、更に装置の小型化
も極めて困難であることが分かった。
１１立１１
本発明の目的は、十分に微細な且つ均一な微粒化を達成
することができる超音波霧化装置を提供することである
。
することができる超音波霧化装置を提供することである
。
本発明の他の目的は、構造が簡単で小型化し得る超音波
霧化装置を提供することである。
霧化装置を提供することである。
。 占 。
上記目的は本発明に係る超音波霧化装置にて達成される
。要約すれば本発明は、超音波振動発生源に接続されて
超音波振動を行なうホーンの先端にベンチュリ管を一体
的に接続し、該ベンチュリ管の内部に液体を供給し、液
体の微粒化を行なうことを特徴とする超音波霧化装置で
ある。
。要約すれば本発明は、超音波振動発生源に接続されて
超音波振動を行なうホーンの先端にベンチュリ管を一体
的に接続し、該ベンチュリ管の内部に液体を供給し、液
体の微粒化を行なうことを特徴とする超音波霧化装置で
ある。
宜」Ｌ例
次に１本発明に係る超音波霧化装置を図面に即して更に
詳しく説明する。
詳しく説明する。
第１図を参照すると１本発明に係る超音波霧化装置の一
実施例が図示される０本実施例によると、超音波振動子
！１は細長形状の超音波振動子、つまりホーン２を有す
る。該ホーン２の一端１本実施例では右側端部には超音
波振動発生源４が接続され、又他端にはベンチュリ管６
が一体的に設けられる。ベンチュリ管６は内部に漸開・
漸開ノズル８が形成され、該ノズル８の軸線８ａはホー
ン２の軸線２ａに対して直交する態様にて配置される。
実施例が図示される０本実施例によると、超音波振動子
！１は細長形状の超音波振動子、つまりホーン２を有す
る。該ホーン２の一端１本実施例では右側端部には超音
波振動発生源４が接続され、又他端にはベンチュリ管６
が一体的に設けられる。ベンチュリ管６は内部に漸開・
漸開ノズル８が形成され、該ノズル８の軸線８ａはホー
ン２の軸線２ａに対して直交する態様にて配置される。
又１本実施例にて、超音波霧化装置ｌは前記ベンチュリ
管６部分が吸気路！θ中に配置され、内部に形成された
ノズル８の軸線８ａが吸気路ｌＯ内の空気の流動方向と
一致して配置される。
管６部分が吸気路！θ中に配置され、内部に形成された
ノズル８の軸線８ａが吸気路ｌＯ内の空気の流動方向と
一致して配置される。
ノズル８の構造は用途に応じて任意の形状寸法とされ、
図示するような漸開・漸開ノズルとされるか又は単なる
漸開ノズル（末広ノズル）（図示せず）とされ、喉部８
ｂの直径は過大な空気抵抗を生ぜしめない程度に小さい
方が良く、又該ノズルを流動する空気流に超音速又は亜
音速を提供するように構成するのが好ましい、−例を挙
げれば、該喉部８ｂの断面積Ｓｔとノズル出口部の断面
積Ｓ２との比（Ｓｔ／Ｓ２）は０．５程度が好適であり
、又、該喉部８ｂでの空気流速はマツハ１以上とされる
のが好ましいであろう。
図示するような漸開・漸開ノズルとされるか又は単なる
漸開ノズル（末広ノズル）（図示せず）とされ、喉部８
ｂの直径は過大な空気抵抗を生ぜしめない程度に小さい
方が良く、又該ノズルを流動する空気流に超音速又は亜
音速を提供するように構成するのが好ましい、−例を挙
げれば、該喉部８ｂの断面積Ｓｔとノズル出口部の断面
積Ｓ２との比（Ｓｔ／Ｓ２）は０．５程度が好適であり
、又、該喉部８ｂでの空気流速はマツハ１以上とされる
のが好ましいであろう。
前記ノズルＢの喉部８ｂには液体供給路１２の噴出口１
４が開口する。該噴出口１４は、限定されるものではな
いが、第２図に図示されるように、互いに離隔して複数
、例えば３箇所にてノズル喉部８ｂに開口するのが好ま
しい、該液体供給路１２の他端１６は、前記ホーン２の
内部に形成された液体供給通路１Ｂに連通し、外部液体
供給源（図示せず）に連通された供給管２０から該液体
供給通路１８を介して液体が供給される。供給管２０は
ホーン２の節部に接続されるのが好適である。液体供給
通路１８への液体の供給は制御弁（図示せず）等にて制
御される。
４が開口する。該噴出口１４は、限定されるものではな
いが、第２図に図示されるように、互いに離隔して複数
、例えば３箇所にてノズル喉部８ｂに開口するのが好ま
しい、該液体供給路１２の他端１６は、前記ホーン２の
内部に形成された液体供給通路１Ｂに連通し、外部液体
供給源（図示せず）に連通された供給管２０から該液体
供給通路１８を介して液体が供給される。供給管２０は
ホーン２の節部に接続されるのが好適である。液体供給
通路１８への液体の供給は制御弁（図示せず）等にて制
御される。
上記構成において超音波振動発生１［４が付勢されると
、ホーン２が該ホーンの軸線２ａ方向に平行に振動され
、該ホーンに一体的に接続されたベンチュリ管６も又振
動される。このときベンチュリ管はノズルの軸線８ａに
対し直角方向に振動され、該ノズル喉部８ｂに供給され
た液体は超音速又は亜音速にて流動する空気流による空
気剪断作用と共に該ベンチュリ管６に付与された超音波
振動を受け、微粒化される。
、ホーン２が該ホーンの軸線２ａ方向に平行に振動され
、該ホーンに一体的に接続されたベンチュリ管６も又振
動される。このときベンチュリ管はノズルの軸線８ａに
対し直角方向に振動され、該ノズル喉部８ｂに供給され
た液体は超音速又は亜音速にて流動する空気流による空
気剪断作用と共に該ベンチュリ管６に付与された超音波
振動を受け、微粒化される。
本発明者等の研究実験の結果によると１本発明に従えば
、このような超音波振動とベンチュリによる空気剪断の
複合微粒化により従来以上の微細微粒化を達成し、更に
噴霧体微粒子の粒径分布も狭くなり均一な微粒化が図れ
ることが判明した。
、このような超音波振動とベンチュリによる空気剪断の
複合微粒化により従来以上の微細微粒化を達成し、更に
噴霧体微粒子の粒径分布も狭くなり均一な微粒化が図れ
ることが判明した。
更に具体的に説明すれば、本発明に従えば超音波振動の
みにて液体の微粒化を行なう場合に比し、１／２〜１／
３の超音波周波数にて同様の微粒化効果を得ることがで
き、又ベンチュリ管単独による微粒化に比し、数倍の細
分化された微粒化を達成し得る。
みにて液体の微粒化を行なう場合に比し、１／２〜１／
３の超音波周波数にて同様の微粒化効果を得ることがで
き、又ベンチュリ管単独による微粒化に比し、数倍の細
分化された微粒化を達成し得る。
上記構成の超音波周波数！ｌを燃焼器用の液体燃料噴射
装置として使用した場合の一例を具体的に数字にて示せ
ば次の通りである。
装置として使用した場合の一例を具体的に数字にて示せ
ば次の通りである。
使用液体：
超音波振動発生源（４）：
超音波振動の周波数 ４０ｋＨｚベンチユリ管ノ
ズル（８）： 喉 部（断面積Ｓ１）の直径 １０ｍｍ出口部（断面１
ｆｉｓ ２）の直径 ２０ｍｍ拡開角度０
１５度 空気の流速 マツハ１．８液体供給路（１
２）： 供給出口（１４）の直径 １ｍｍ供給出口の数
３個 液体供給量 １０ ｃ ｃ ／ ｓ ｅ ｃ上
記構成にて、液体燃料の均一な微粒化を極めて効率良く
達成することができ、噴霧微粒子の平均粒径（０７２）
は２４終ｍであった。
ズル（８）： 喉 部（断面積Ｓ１）の直径 １０ｍｍ出口部（断面１
ｆｉｓ ２）の直径 ２０ｍｍ拡開角度０
１５度 空気の流速 マツハ１．８液体供給路（１
２）： 供給出口（１４）の直径 １ｍｍ供給出口の数
３個 液体供給量 １０ ｃ ｃ ／ ｓ ｅ ｃ上
記構成にて、液体燃料の均一な微粒化を極めて効率良く
達成することができ、噴霧微粒子の平均粒径（０７２）
は２４終ｍであった。
ｌ見立差１
本発明に係る超音波霧化装置は、上記の如くに構成され
るために、超音波振動とベンチュリによる空気剪断の複
合微粒化により従来以上の微細微粒化を達成し得、更に
噴霧体微粒子の粒径分布も狭くなり均一な微粒化・が図
れるという効果を有する。又、本発明の装置は、ホーン
とベンチュリ管とを一体構造として有するために構造が
簡単となる共に小型化を達成することができる。
るために、超音波振動とベンチュリによる空気剪断の複
合微粒化により従来以上の微細微粒化を達成し得、更に
噴霧体微粒子の粒径分布も狭くなり均一な微粒化・が図
れるという効果を有する。又、本発明の装置は、ホーン
とベンチュリ管とを一体構造として有するために構造が
簡単となる共に小型化を達成することができる。
第１図は１本発明に係る超音波霧化装置の一実施例の断
面図である。 第２図は、第１図の線■−■にとった断面図である。 第３図及び第４図は、従来の超音波霧化装置の例を示す
断面図である。 ２：ホーン ４：超音波振動発生源 ６：ベンチュリ管 ８：ノズル １４：液体噴出口
面図である。 第２図は、第１図の線■−■にとった断面図である。 第３図及び第４図は、従来の超音波霧化装置の例を示す
断面図である。 ２：ホーン ４：超音波振動発生源 ６：ベンチュリ管 ８：ノズル １４：液体噴出口
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）超音波振動発生源に接続されて超音波振動を行なう
ホーンの先端にベンチユリ管を一体的に設け、該ベンチ
ユリ管の内部に液体を供給し、液体の微粒化を行なうこ
とを特徴とする超音波霧化装置。 ２）ベンチユリ管に形成されたノズルの軸線はホーンの
軸線に対し直交するようにされる特許請求の範囲第１項
記載の装置。 ３）ノズルは漸閉・漸開ノズル又は漸開ノズルとされ、
該ノズルの喉部に液体が供給されて成る特許請求の範囲
第２項記載の装置。 ４）ノズル喉部への液体は、ホーン及びベンチユリ管の
内部を貫通して形成された液体供給路を介して行なわれ
る特許請求の範囲第３項記載の装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31338586A JPS63166457A (ja) | 1986-12-28 | 1986-12-28 | 超音波霧化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31338586A JPS63166457A (ja) | 1986-12-28 | 1986-12-28 | 超音波霧化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63166457A true JPS63166457A (ja) | 1988-07-09 |
Family
ID=18040627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31338586A Pending JPS63166457A (ja) | 1986-12-28 | 1986-12-28 | 超音波霧化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63166457A (ja) |
-
1986
- 1986-12-28 JP JP31338586A patent/JPS63166457A/ja active Pending
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