JPH0118785B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0118785B2 JPH0118785B2 JP11371383A JP11371383A JPH0118785B2 JP H0118785 B2 JPH0118785 B2 JP H0118785B2 JP 11371383 A JP11371383 A JP 11371383A JP 11371383 A JP11371383 A JP 11371383A JP H0118785 B2 JPH0118785 B2 JP H0118785B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- duty control
- nozzle
- time
- drive
- atomization
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- 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
- F23D11/345—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space by ultrasonic means with vibrating atomiser surfaces
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Pressure-Spray And Ultrasonic-Wave- Spray Burners (AREA)
- Special Spraying Apparatus (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、灯油や軽油等の液体燃料・水・薬溶
液・記録液等を、電気的振動子を用いて霧化する
液体の霧化装置に関する。
液・記録液等を、電気的振動子を用いて霧化する
液体の霧化装置に関する。
従来例の構成とその問題点
従来から液体の霧化装置には、種々のものが提
案されており、電気的振動子の振動現象を利用し
たものも多く見うけられる。
案されており、電気的振動子の振動現象を利用し
たものも多く見うけられる。
電気的振動子の中、圧電振動子を用いた超音波
霧化装置で噴霧量を調整する手段に、圧電振動子
をその機械的共振点付近で発振駆動させ、駆動信
号の印加時間と停止時間の比を変えるものがあ
る。このデユーテイー制御の様子を第１図に示
す。ａは発振信号を所定の周期で印加したり、停
止したりしている駆動波形の時間変化を示してい
る。上記停止時間内は駆動信号は全く印加されて
おらず、所定の周期後に定常状態、すなわち、実
際に霧化するレヴエルの駆動信号を印加してい
る。ｂは前述ａの駆動波形に対応する圧電振動子
の振幅変化を示す図で、定常状態の駆動振動レベ
ルが印加されてから振幅が徐々に増大していく様
子がわかる。ｃは前述のデユーテイー制御時の噴
霧量の時間特性を示している。
霧化装置で噴霧量を調整する手段に、圧電振動子
をその機械的共振点付近で発振駆動させ、駆動信
号の印加時間と停止時間の比を変えるものがあ
る。このデユーテイー制御の様子を第１図に示
す。ａは発振信号を所定の周期で印加したり、停
止したりしている駆動波形の時間変化を示してい
る。上記停止時間内は駆動信号は全く印加されて
おらず、所定の周期後に定常状態、すなわち、実
際に霧化するレヴエルの駆動信号を印加してい
る。ｂは前述ａの駆動波形に対応する圧電振動子
の振幅変化を示す図で、定常状態の駆動振動レベ
ルが印加されてから振幅が徐々に増大していく様
子がわかる。ｃは前述のデユーテイー制御時の噴
霧量の時間特性を示している。
このように従来のデユーテイ制御では、ｂで示
したように信号印加開始時は停止状態からの機械
的振幅が追従せず、所定の時定数をもつて正常状
態を達している様子がわかる。すなわち、信号印
加開始時は、加えられたエネルギー分で全て機械
的振動に寄与しているのではなく、大きなエネル
ギーを加えても熱損失となつている。それ故、電
気から機械への変換効率を下げていた上、圧電振
動子の接合部に対する機械的歪みも大きく使用上
の寿命にも課題が残されていた。さらに、第１図
ｃでわかるように、噴霧量の包絡線も信号印加開
始時は徐々に増大している。すなわち、駆動波形
の包絡線に比較して定常状態に達するまでの期間
が非常に長く、デユーテイー制御で噴霧量調整す
る際に、時間比との対応がとりにくく量規制が面
倒であつた。
したように信号印加開始時は停止状態からの機械
的振幅が追従せず、所定の時定数をもつて正常状
態を達している様子がわかる。すなわち、信号印
加開始時は、加えられたエネルギー分で全て機械
的振動に寄与しているのではなく、大きなエネル
ギーを加えても熱損失となつている。それ故、電
気から機械への変換効率を下げていた上、圧電振
動子の接合部に対する機械的歪みも大きく使用上
の寿命にも課題が残されていた。さらに、第１図
ｃでわかるように、噴霧量の包絡線も信号印加開
始時は徐々に増大している。すなわち、駆動波形
の包絡線に比較して定常状態に達するまでの期間
が非常に長く、デユーテイー制御で噴霧量調整す
る際に、時間比との対応がとりにくく量規制が面
倒であつた。
発明の目的
本発明はかかる従来の問題を解消するもので、
デユーテイー制御による霧化量調節時にも、駆動
エネルギーの熱損失を下げ、圧電振動子の接合部
に対する歪みを小さくし、スムースな振動で十分
な霧化量を得ることを目的とする。
デユーテイー制御による霧化量調節時にも、駆動
エネルギーの熱損失を下げ、圧電振動子の接合部
に対する歪みを小さくし、スムースな振動で十分
な霧化量を得ることを目的とする。
発明の構成
この目的を達成するために、本発明は、液体を
充填する加圧室を備えたボデイーと、前記加圧室
に液体を供給するための供給部と、前記加圧室に
臨むように設けたノズルを有するノズル部と、前
記ノズル部を付勢して前記ノズルを加振する電気
的振動子とからなる霧化器と、前記電気的振動子
を所定の周波数で駆動する発振駆動部と、前記電
気的振動子への駆動信号レベルを時間比で制御す
るデユーテイー制御部とから構成されている。
充填する加圧室を備えたボデイーと、前記加圧室
に液体を供給するための供給部と、前記加圧室に
臨むように設けたノズルを有するノズル部と、前
記ノズル部を付勢して前記ノズルを加振する電気
的振動子とからなる霧化器と、前記電気的振動子
を所定の周波数で駆動する発振駆動部と、前記電
気的振動子への駆動信号レベルを時間比で制御す
るデユーテイー制御部とから構成されている。
この構成によつて、従来駆動信号の停止時間は
信号レベルが零であつたが、前記停止時間に相当
するデユーテイー制御の期間、実際の噴霧には寄
与しない所定の小信号をレベルを印加するという
作用を有する。
信号レベルが零であつたが、前記停止時間に相当
するデユーテイー制御の期間、実際の噴霧には寄
与しない所定の小信号をレベルを印加するという
作用を有する。
実施例の説明
第２図で本発明の一実施例である霧化器につい
て説明する。液体を充填する加圧室１を備えたボ
デイー２は、ビス３で取付板４に固定されてい
る。液体は供給パイプ５を介して前記加圧室１に
入り、霧化動作中は、気体排出用のパイプ６の途
中まで満たされる。７は加圧室１の一面に臨んで
配されたノズル部で、外周はボデイー２に接合さ
れている。ノズル部７の中央には、液滴吐出用の
微細な孔を有する球面状の突起８が形成されてい
る。さらにノズル部７には、円環状の電気的振動
子、ここでは圧電素子９が装着されている。この
圧電素子９は厚さ方向に分極された圧電セラミツ
クで、ノズルとの接合面及び反対側の面には電極
を有している。１０は、圧電素子９へ駆動信号を
伝達するリード線で、一方は圧電素子９の片方の
電極面へ半田接着され、他方はボデイー２へビス
１１で接続されている。駆動信号により圧電素子
９の機械的振動が励起されると、ノズル部７も付
勢されて振動するので、結果として加圧室１内の
液体が霧化粒子１２となつて吐出される。
て説明する。液体を充填する加圧室１を備えたボ
デイー２は、ビス３で取付板４に固定されてい
る。液体は供給パイプ５を介して前記加圧室１に
入り、霧化動作中は、気体排出用のパイプ６の途
中まで満たされる。７は加圧室１の一面に臨んで
配されたノズル部で、外周はボデイー２に接合さ
れている。ノズル部７の中央には、液滴吐出用の
微細な孔を有する球面状の突起８が形成されてい
る。さらにノズル部７には、円環状の電気的振動
子、ここでは圧電素子９が装着されている。この
圧電素子９は厚さ方向に分極された圧電セラミツ
クで、ノズルとの接合面及び反対側の面には電極
を有している。１０は、圧電素子９へ駆動信号を
伝達するリード線で、一方は圧電素子９の片方の
電極面へ半田接着され、他方はボデイー２へビス
１１で接続されている。駆動信号により圧電素子
９の機械的振動が励起されると、ノズル部７も付
勢されて振動するので、結果として加圧室１内の
液体が霧化粒子１２となつて吐出される。
ところで、加圧室１へ供給される液体は、霧化
器設置構成で前記気体排出用のパイプ６途中まで
充填してもよいが、別手段として、霧化器の設置
構成では加圧室１及び排気パイプ６中は空で、液
滴吐出シーケンに入る前に、例えば排気パイプ６
を通じて負圧を加え、液体を加圧室１に充填する
と共に排気パイプ６途中まで引上げてもよい。後
者の手段によれば、ノズル孔部で液体中の不純物
等が固化し、液滴を噴出できないという不具合が
生じない。
器設置構成で前記気体排出用のパイプ６途中まで
充填してもよいが、別手段として、霧化器の設置
構成では加圧室１及び排気パイプ６中は空で、液
滴吐出シーケンに入る前に、例えば排気パイプ６
を通じて負圧を加え、液体を加圧室１に充填する
と共に排気パイプ６途中まで引上げてもよい。後
者の手段によれば、ノズル孔部で液体中の不純物
等が固化し、液滴を噴出できないという不具合が
生じない。
第３図は、本発明の霧化装置のブロツク構成図
を示し、９は圧電振動子で発振駆動部１３からの
信号で機械的振動が励起される。前記発振駆動部
の構成は、発振器を有する他励式であつてもよい
し９の圧電振動子の電気的特性を利用した自励式
でもよい。１４のデユーテイー制御部は、前記発
振駆動部の駆動信号、すなわち、圧電振動子への
振動エネルギー量を可変すべく発振駆動部へ制御
信号を送る振動エネルギー制御部１５と、前記駆
動信号レベルの可変時間を制御するタイマー部１
６から構成されている。
を示し、９は圧電振動子で発振駆動部１３からの
信号で機械的振動が励起される。前記発振駆動部
の構成は、発振器を有する他励式であつてもよい
し９の圧電振動子の電気的特性を利用した自励式
でもよい。１４のデユーテイー制御部は、前記発
振駆動部の駆動信号、すなわち、圧電振動子への
振動エネルギー量を可変すべく発振駆動部へ制御
信号を送る振動エネルギー制御部１５と、前記駆
動信号レベルの可変時間を制御するタイマー部１
６から構成されている。
上記構成による駆動の状態を第４図に示す。ａ
は駆動波形で、ｔ＝t0で所定の駆動信号レベルが
印加され、ｔ＝t1まで実際の噴霧に必要な振動エ
ネルギーが与えられている。ｔ＝t1からｔ＝t2ま
では、従来例における停止時間で、本発明では実
際の噴霧に寄与しない所定レベルの振動エネルギ
ーが印加されている。噴霧に寄与しないレベルと
は、ノズル噴霧孔における液体の表面張力が破れ
ない程度の圧電振動子への振動エネルギーを指
す。ｂは、ａの駆動波形に対する圧電振動子の振
幅変化を示し、第１図のｂは比較してｔ＝t0から
定常状態に達するまでの立ち上がりが非常に早
い。また、小信号動作中も圧電振動子の機械的振
動が励起されているので、噴霧に必要な大信号を
印加した直後も振幅の立と上がりがスムーズで、
従来程の熱損失は生じない。すなわち、変換効率
が高くなる。さらに、ｃは噴霧量の時間変化に対
する包絡線を示し、第１図ｃに比べて駆動波形へ
の追随性への良さがわかる。
は駆動波形で、ｔ＝t0で所定の駆動信号レベルが
印加され、ｔ＝t1まで実際の噴霧に必要な振動エ
ネルギーが与えられている。ｔ＝t1からｔ＝t2ま
では、従来例における停止時間で、本発明では実
際の噴霧に寄与しない所定レベルの振動エネルギ
ーが印加されている。噴霧に寄与しないレベルと
は、ノズル噴霧孔における液体の表面張力が破れ
ない程度の圧電振動子への振動エネルギーを指
す。ｂは、ａの駆動波形に対する圧電振動子の振
幅変化を示し、第１図のｂは比較してｔ＝t0から
定常状態に達するまでの立ち上がりが非常に早
い。また、小信号動作中も圧電振動子の機械的振
動が励起されているので、噴霧に必要な大信号を
印加した直後も振幅の立と上がりがスムーズで、
従来程の熱損失は生じない。すなわち、変換効率
が高くなる。さらに、ｃは噴霧量の時間変化に対
する包絡線を示し、第１図ｃに比べて駆動波形へ
の追随性への良さがわかる。
第５図は、本発明の他の実施例を示し、ａの駆
動波形、ｂの振幅、ｃの噴霧量とも包絡線で表わ
している。ａの図でわかるように、従来の停止時
間ｔ＝t1からｔ＝t2までの間が、ｔ＝t3でレベル
が変更された小さな駆動信号で励記されている。
このように、ｔ＝t1からｔ＝t3までをさらに小さ
な信号レベルとしているのは、圧電振動子の振幅
の立ち下がりを早くし、デユーテイー制御におけ
る噴霧の切れを明確にするためである。そして、
ｔ＝t3からｔ＝t2までは噴霧はしないが、t1＜ｔ
＜t3の時間よりも大きな駆動信号を印加し、ｔ＝
t2からの機械的振動増大をさらに早めている。こ
の構成により、ｃで示すように噴霧量の駆動波形
に対する追随性はさらに良くなつている。
動波形、ｂの振幅、ｃの噴霧量とも包絡線で表わ
している。ａの図でわかるように、従来の停止時
間ｔ＝t1からｔ＝t2までの間が、ｔ＝t3でレベル
が変更された小さな駆動信号で励記されている。
このように、ｔ＝t1からｔ＝t3までをさらに小さ
な信号レベルとしているのは、圧電振動子の振幅
の立ち下がりを早くし、デユーテイー制御におけ
る噴霧の切れを明確にするためである。そして、
ｔ＝t3からｔ＝t2までは噴霧はしないが、t1＜ｔ
＜t3の時間よりも大きな駆動信号を印加し、ｔ＝
t2からの機械的振動増大をさらに早めている。こ
の構成により、ｃで示すように噴霧量の駆動波形
に対する追随性はさらに良くなつている。
ところで、第５図では小信号レベルを２段階と
しているが、このようにステツプ状ではなく連続
的に変化させても同様の効果は得られる。
しているが、このようにステツプ状ではなく連続
的に変化させても同様の効果は得られる。
発明の効果
以上のように本発明の霧化装置によれば、次の
効果が得られる。
効果が得られる。
デユーテイー制御において、実際に噴霧しない
レベルの小信号駆動エネルギーを、従来の停止時
間帯も印加しておくことにより、噴霧に必要な駆
動エネルギーを印加してから圧電振動子の機械的
振幅が定常状態に達するまでの時間が短くなる。
すなわち、電気振動エネルギーが熱損失となつて
失われるのを軽減すると同時に、圧電振動子の接
合部における機械的歪みをも減少させる効果があ
る。さらに、実際の噴霧量の応答も早くなるの
で、時間比の制御による噴霧量調整も容易かつ確
実に行なうことができる。
レベルの小信号駆動エネルギーを、従来の停止時
間帯も印加しておくことにより、噴霧に必要な駆
動エネルギーを印加してから圧電振動子の機械的
振幅が定常状態に達するまでの時間が短くなる。
すなわち、電気振動エネルギーが熱損失となつて
失われるのを軽減すると同時に、圧電振動子の接
合部における機械的歪みをも減少させる効果があ
る。さらに、実際の噴霧量の応答も早くなるの
で、時間比の制御による噴霧量調整も容易かつ確
実に行なうことができる。
第１図ａ，ｄ，ｃはそれぞれ従来のデユーテイ
ー制御手段による駆動波形、振幅、噴霧量の時間
変化を示す図、第２図は本発明の一実施例を示す
霧化器の断面図、第３図は同霧化装置のブロツク
構成図、第４図は同デユーテイ制御手段による駆
動波形、振動、噴霧量の時間変化を示す図、第５
図は本発明のデユーテイー制御手段の他の実施例
による駆動波形、振幅、噴霧量の時間変化を示す
図である。 １……加圧室、２……ボデイー、５……供給
部、７……ノズル部、９……電気的振動子、１３
……発振駆動部、１４……デユーテイー制御部。
ー制御手段による駆動波形、振幅、噴霧量の時間
変化を示す図、第２図は本発明の一実施例を示す
霧化器の断面図、第３図は同霧化装置のブロツク
構成図、第４図は同デユーテイ制御手段による駆
動波形、振動、噴霧量の時間変化を示す図、第５
図は本発明のデユーテイー制御手段の他の実施例
による駆動波形、振幅、噴霧量の時間変化を示す
図である。 １……加圧室、２……ボデイー、５……供給
部、７……ノズル部、９……電気的振動子、１３
……発振駆動部、１４……デユーテイー制御部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 液体を充填する加圧室を備えたボデイーと、
前記加圧室に液体を供給するための供給部と、前
記加圧室に臨むように設けたノズルを有するノズ
ル部と、前記ノズル部を付勢して前記ノズルを加
振する電気的振動子とからなる霧化器と、前記電
気的振動子を所定の周波数で駆動する発振駆動部
と、前記電気的振動子への駆動信号レベルを時間
化で制御するデユーテイー制御部とから構成され
た霧化装置。 ２ 霧化に必要な所定の信号レベルを印加する時
間と、霧化しない所定の小信号レベルを印加する
時間との比を制御する前記デユーテイー制御部か
ら構成された特許請求の範囲第１項記載の霧化装
置。 ３ 霧化しない所定の小信号レベルを複数レベル
設けたデユーテイー制御部から構成された特許請
求の範囲第２項記載の霧化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58113713A JPS604714A (ja) | 1983-06-23 | 1983-06-23 | 霧化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58113713A JPS604714A (ja) | 1983-06-23 | 1983-06-23 | 霧化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS604714A JPS604714A (ja) | 1985-01-11 |
| JPH0118785B2 true JPH0118785B2 (ja) | 1989-04-07 |
Family
ID=14619262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58113713A Granted JPS604714A (ja) | 1983-06-23 | 1983-06-23 | 霧化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS604714A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8419099B2 (en) | 2011-07-21 | 2013-04-16 | Nissan North America, Inc. | Vehicle body structure |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5152456A (en) * | 1989-12-12 | 1992-10-06 | Bespak, Plc | Dispensing apparatus having a perforate outlet member and a vibrating device |
| DE69117127T2 (de) * | 1990-10-11 | 1996-11-07 | Toda Koji | Ultraschall-Zerstäuber |
| US5938117A (en) * | 1991-04-24 | 1999-08-17 | Aerogen, Inc. | Methods and apparatus for dispensing liquids as an atomized spray |
| US6629646B1 (en) | 1991-04-24 | 2003-10-07 | Aerogen, Inc. | Droplet ejector with oscillating tapered aperture |
| US6427682B1 (en) | 1995-04-05 | 2002-08-06 | Aerogen, Inc. | Methods and apparatus for aerosolizing a substance |
| US6948491B2 (en) | 2001-03-20 | 2005-09-27 | Aerogen, Inc. | Convertible fluid feed system with comformable reservoir and methods |
| US7100600B2 (en) | 2001-03-20 | 2006-09-05 | Aerogen, Inc. | Fluid filled ampoules and methods for their use in aerosolizers |
-
1983
- 1983-06-23 JP JP58113713A patent/JPS604714A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8419099B2 (en) | 2011-07-21 | 2013-04-16 | Nissan North America, Inc. | Vehicle body structure |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS604714A (ja) | 1985-01-11 |
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