JPH0332765A - Ultrasonic atomizing device - Google Patents
Ultrasonic atomizing deviceInfo
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- JPH0332765A JPH0332765A JP16862889A JP16862889A JPH0332765A JP H0332765 A JPH0332765 A JP H0332765A JP 16862889 A JP16862889 A JP 16862889A JP 16862889 A JP16862889 A JP 16862889A JP H0332765 A JPH0332765 A JP H0332765A
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- fuel
- inner cylinder
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、一般に、供給される液体燃料の如き液体物質
(本明細書では、液体物質とは液体燃料の如き液体は勿
論のこと、懸濁溶液等の液状物をも含むものとして用い
る。)を超音波振動を利用して霧化するための超音波霧
化装置に関し、特に、(1)自動車、船外機、携帯用動
力装置、民生用ヒートポンプ装置の駆動装置等に用いら
れる内燃機関に適用される超音波霧化装置、 (2)ガ
スタービン用燃料噴射ノズル、 (3)工業用、営業用
及び家庭用のボイラ、加熱炉、暖房用バーナ、 (4)
工業用液体噴霧器、例えば食品、医薬品、農薬、肥料等
の液状物の乾燥を目的とする乾燥用噴霧器、調温、調湿
用スプレー、焼粉用噴霧器(セラミック造粒)、噴霧塗
装装置、反応促進器、及び(5)工業用以外の液体噴霧
器、例えば、農薬散布器、消毒液散布器等に好適に用い
られる超音波霧化装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention generally relates to a liquid substance such as a liquid fuel (in this specification, a liquid substance refers to a liquid such as a liquid fuel, but also a liquid substance such as a liquid fuel). The ultrasonic atomizer is used to atomize liquids (including liquids such as turbid solutions) using ultrasonic vibration, and is particularly applicable to (1) automobiles, outboard motors, portable power devices, Ultrasonic atomizers applied to internal combustion engines used in the drive devices of consumer heat pump devices, etc.; (2) fuel injection nozzles for gas turbines; (3) boilers and heating furnaces for industrial, commercial and domestic use; Heating burner, (4)
Industrial liquid sprayers, such as drying sprayers for drying liquid materials such as foods, pharmaceuticals, agricultural chemicals, and fertilizers, temperature control and humidity control sprays, baked powder sprayers (ceramic granulation), spray coating equipment, and reaction equipment. and (5) an ultrasonic atomizer suitable for use in non-industrial liquid sprayers, such as pesticide sprayers, disinfectant sprayers, etc.
これまで、ガソリンエンジン及びディーゼルエンジンの
ような内燃機関、あるいはボイラーおよびファンヒータ
のような外燃機関等においては、供給される液体燃料を
燃焼させる際、燃焼性能の観点から見て、この液体燃料
を極めて小さい液滴粒径に霧化して供給することが望ま
しい。特に、ガソリンエンジン及びディーゼルエンジン
のような内燃機関においては、好ましいエンジン性能を
得るために、吸気管内に噴射される液体物質すなわち液
体燃料を極めて小さな液滴粒径に霧化し、空気と混合し
てエンジンの燃焼室に供給することが必要とされている
。Until now, in internal combustion engines such as gasoline engines and diesel engines, or external combustion engines such as boilers and fan heaters, when burning the supplied liquid fuel, from the viewpoint of combustion performance, the liquid fuel It is desirable to supply the liquid by atomizing it into extremely small droplet sizes. In particular, in internal combustion engines such as gasoline engines and diesel engines, in order to obtain favorable engine performance, the liquid substance injected into the intake pipe, that is, the liquid fuel, is atomized into extremely small droplet sizes and mixed with air. It is required to supply the combustion chamber of the engine.
従来、液体燃料を極めて小さな液滴粒径に霧化するこの
ような装置として、超音波を利用して、供給される液体
燃料を霧化する超音波霧化装置が知られている。特に、
このとき、ガソリンエンジン等のように、広い流量範囲
(高ターンダウン)にわたって、液体燃料が霧化される
ことを要求される場合には、液体燃料供給手段として電
磁弁を使用し、超音波霧化装置の霧化面に直接、液体燃
料を供給する方法が採用されている。BACKGROUND ART Conventionally, an ultrasonic atomization device that atomizes supplied liquid fuel using ultrasonic waves is known as such a device that atomizes liquid fuel into extremely small droplet size. especially,
At this time, when the liquid fuel is required to be atomized over a wide flow rate range (high turndown), such as in a gasoline engine, a solenoid valve is used as the liquid fuel supply means, and an ultrasonic atomizer is used as the liquid fuel supply means. A method is adopted in which liquid fuel is supplied directly to the atomization surface of the atomization device.
この種の超音波霧化l置においては、広い燃料供給範囲
にわたって良好な霧化効率を確保するためには霧化面上
に液の薄膜を形成することが必須である。この目的のた
めに、これまで種々の工夫がなされている。In this type of ultrasonic atomization arrangement, it is essential to form a thin film of liquid on the atomization surface in order to ensure good atomization efficiency over a wide fuel supply range. Various efforts have been made for this purpose.
第4図は霧化面の全周に液を供給する方式の超音波霧化
装置を示し、アウターシリンダ102、インナーシリン
ダ101、IH振動子ホーン103からなり、振動子ホ
ーン103は図示しない超音波振動発生手段によって超
音波振動が付与される。FIG. 4 shows an ultrasonic atomizer that supplies liquid to the entire circumference of the atomizing surface, and is composed of an outer cylinder 102, an inner cylinder 101, and an IH transducer horn 103. Ultrasonic vibrations are applied by the vibration generating means.
そして、インナーシリンダ101の外周に全周にわたっ
て円周溝104を形成し、また、アウターシリンダ10
2とインナーシリンダ101間には燃料供給スリーブ1
07を形成することにより、振動子ホーン103の全周
にわたってノズル部106を形成し、燃料供給孔105
から供給される燃料をノズル部10Bから振動子ホーン
103の先端霧化面に供給し微粒化するものである。A circumferential groove 104 is formed on the outer circumference of the inner cylinder 101 over the entire circumference, and a circumferential groove 104 is formed on the outer circumference of the inner cylinder 101.
2 and the inner cylinder 101 is a fuel supply sleeve 1
07, a nozzle portion 106 is formed over the entire circumference of the vibrator horn 103, and a fuel supply hole 105 is formed.
The fuel supplied from the oscillator horn 103 is supplied from the nozzle part 10B to the atomizing surface at the tip of the vibrator horn 103 and atomized.
しかしながら、上記従来の超音波霧化装置においては、
燃料供給孔105から供給される燃料が増加すると、流
出速度が早くなり過ぎるために、燃料が霧化面で霧化し
きれなくなり波乗れが生じるという問題を有している。However, in the above conventional ultrasonic atomization device,
When the amount of fuel supplied from the fuel supply hole 105 increases, the outflow speed becomes too fast, causing the problem that the fuel cannot be completely atomized on the atomization surface, resulting in wave riding.
本発明は上記問題を解決するものであって、燃料流量が
増大しても常に流出速度を一定にし、均一な霧化を可能
にし、高ターンダウンに適用できる超音波霧化装置を提
供することを目的とする。The present invention solves the above problems, and provides an ultrasonic atomization device that always maintains a constant outflow velocity even when the fuel flow rate increases, enables uniform atomization, and is applicable to high turndown. With the goal.
そのために本発明の超音波霧化装置は、アウターシリン
ダ1およびインナーシリンダ2を有し、アウターシリン
ダ1とインナーシリンダ2間に燃料供給スリーブ3を形
成することにより、振動子ホーンの全周にわたってノズ
ル部4を形成してなる超音波霧化装置において、アウタ
ーシリンダ1とインナーシリンダ2は、ネジ部5で回動
自在に嵌合され、燃料流量の増加によってノズル部4の
クリアランスを増大させることを特徴とする。゛また、
アウターシリンダ1とインナーシリンダ2を回動自在の
嵌合機構にする代わりに軸方向に摺動自在のスライド機
構にしてもよい。To this end, the ultrasonic atomization device of the present invention has an outer cylinder 1 and an inner cylinder 2, and by forming a fuel supply sleeve 3 between the outer cylinder 1 and the inner cylinder 2, the nozzle is formed over the entire circumference of the vibrator horn. In the ultrasonic atomizer formed by forming the part 4, the outer cylinder 1 and the inner cylinder 2 are rotatably fitted together at the threaded part 5, so that the clearance of the nozzle part 4 can be increased by increasing the fuel flow rate. Features.゛Also,
Instead of forming the outer cylinder 1 and the inner cylinder 2 into a rotatable fitting mechanism, they may be formed into a slide mechanism which is slidable in the axial direction.
なお、上記構成に付加した番号は、理解を容易にするた
めに図面と対比させるためのもので、これにより本発明
の構成が限定されるものではない。Note that the numbers added to the above configurations are for comparison with the drawings to facilitate understanding, and the configurations of the present invention are not limited thereby.
本発明においては、例えば、第1図に示すように、燃料
流量が少ない時には、ノズル部4のクリアランスDを小
さくしてノズル部4の全周から燃料を供給するようにし
、燃料流量が増加すると、アウターシリンダ1を回動さ
せるかスライドさせてノズル部4のクリアランスDを大
きくさせることにより、流出速度を一定にして微粒化効
果を下げることなく燃料流量のターンダウンを増大させ
る。In the present invention, for example, as shown in FIG. 1, when the fuel flow rate is low, the clearance D of the nozzle part 4 is made small to supply fuel from the entire circumference of the nozzle part 4, and when the fuel flow rate increases, the fuel is supplied from the entire circumference of the nozzle part 4. By rotating or sliding the outer cylinder 1 to increase the clearance D of the nozzle part 4, the turndown of the fuel flow rate is increased without reducing the atomization effect by keeping the outflow velocity constant.
以下本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。第1
図は本発明の超音波霧化装置の一実施例を示す断面図、
第2図は第1図の■−■線に沿う断面図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1st
The figure is a sectional view showing an embodiment of the ultrasonic atomization device of the present invention,
FIG. 2 is a sectional view taken along the line ■-■ in FIG. 1.
第1図では、第4図で説明した振動子ホーンを省略して
示している。図において超音波霧化装置は、アウターシ
リンダ1およびインナーシリンダ2を有し、アウターシ
リンダ1とインナーシリンダ2間に燃料供給スリーブ3
を形成することにより、振動子ホーンの全周にわたって
ノズル部4を形成している。In FIG. 1, the vibrator horn explained in FIG. 4 is omitted. In the figure, the ultrasonic atomizer has an outer cylinder 1 and an inner cylinder 2, and a fuel supply sleeve 3 between the outer cylinder 1 and the inner cylinder 2.
By forming the nozzle portion 4 over the entire circumference of the vibrator horn.
アウターシリンダ1とインナーシリンダ2は、ネジ部5
で回動自在に嵌合されている。そして、アウターシリン
ダ1は、図示しないギヤ伝達機構によりステッピングモ
ータ等の電動モータにより駆動されるようになっている
。The outer cylinder 1 and the inner cylinder 2 have a threaded portion 5.
It is fitted so that it can rotate freely. The outer cylinder 1 is driven by an electric motor such as a stepping motor through a gear transmission mechanism (not shown).
第3図は、本発明の超音波霧化装置をエンジンに適用し
た例を示している。図中、11はシリンダ、12はピス
トン、13は吸気弁、14は排気弁、15は吸気管、1
6は排気管を示し、吸気管15には、上記超音波霧化装
置17および電磁弁18が取り付けられている。そして
、振動子ホーン19を吸気弁13に向けて配置している
。FIG. 3 shows an example in which the ultrasonic atomization device of the present invention is applied to an engine. In the figure, 11 is a cylinder, 12 is a piston, 13 is an intake valve, 14 is an exhaust valve, 15 is an intake pipe, 1
Reference numeral 6 indicates an exhaust pipe, and the above-mentioned ultrasonic atomizer 17 and electromagnetic valve 18 are attached to the intake pipe 15. The vibrator horn 19 is arranged facing the intake valve 13.
上記構成からなる本発明の作用について説明すると、電
磁弁18から供給された液体は、燃料供給スリーブ3を
通ってノズル部4から振動子ホーセン19に噴霧され燃
料が霧化される。燃料流量が少ない時には、ノズル部4
のクリアランスDを小さくしてノズル部4の全周から燃
料を供給するよつにし、燃料流量が増加すると、例えば
エンジン回転数或は吸気管負圧を検出してステづピング
モータを駆動させる。そして、アウターシリンダlを回
動させてノズル部4のクリアランスDを大きくさせるこ
とにより、流出速度を一定にして微粒化効果を下げるこ
となく燃料流量のターンダウンを増大させることができ
る。また、第3図に示す噴霧角θを調節することも可能
となり、吸気管15への燃料液滴の付着を防止すること
ができる。To explain the operation of the present invention having the above configuration, the liquid supplied from the solenoid valve 18 passes through the fuel supply sleeve 3 and is sprayed from the nozzle part 4 to the vibrator hose 19, thereby atomizing the fuel. When the fuel flow rate is low, the nozzle part 4
The clearance D is made smaller so that fuel is supplied from the entire circumference of the nozzle portion 4, and when the fuel flow rate increases, the stepping motor is driven by detecting, for example, the engine rotational speed or the negative pressure in the intake pipe. By rotating the outer cylinder 1 to increase the clearance D of the nozzle portion 4, it is possible to keep the outflow velocity constant and increase the turndown of the fuel flow rate without reducing the atomization effect. Further, it is also possible to adjust the spray angle θ shown in FIG. 3, and it is possible to prevent fuel droplets from adhering to the intake pipe 15.
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく種
々の変更が可能である。Note that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and various modifications can be made.
例えば、上記実施例においては、アウターシリンダ1を
回動するよろにしているが、インナーシリンダ2を回動
するようにしてもよい。また、アウターシリンダ1とイ
ンナーシリンダ2を回動自在の嵌合機構にする代わりに
軸方向に摺動自在のスライド機構にしてもよい。For example, in the above embodiment, the outer cylinder 1 is rotatable, but the inner cylinder 2 may also be rotatable. Further, instead of forming the outer cylinder 1 and the inner cylinder 2 into a rotatable fitting mechanism, they may be formed into a slide mechanism which is slidable in the axial direction.
また、上記実施例においては、電動モータ2より、アウ
ターシリンダ1を回動するようにしているが、吸気管1
5にダイヤフラムを接続し、吸気管負圧によりダイヤプ
ラムを作動させて伝達機構によりアウターシリンダ1を
回動させるようにしてもよい。Further, in the above embodiment, the outer cylinder 1 is rotated by the electric motor 2, but the intake pipe 1
A diaphragm may be connected to 5, and the diaphragm may be actuated by negative pressure in the intake pipe, and the outer cylinder 1 may be rotated by a transmission mechanism.
以上説明したように本発明の超音波霧化装置によれば、
燃料流量が増加した場合には、アウターシリンダを回動
またはスライドさせてノズル部のクリアランスDを大き
くさせることにより、流出速度を一定にして微粒化効果
を下げることなく燃料流量のターンダウンを増大させる
ことができる。As explained above, according to the ultrasonic atomization device of the present invention,
When the fuel flow rate increases, by rotating or sliding the outer cylinder to increase the nozzle clearance D, the turndown of the fuel flow rate is increased without reducing the atomization effect by keeping the outflow velocity constant. be able to.
第1図は本発明の超音波霧化装置の一実施例を示す断面
図、第2図は第1図の■−■線に沿う断面図、第3図は
、本発明の超音波霧化装置をエンジンに適用した例を示
す断面図、第4図は従来の超音波霧化装置の一例を示す
概略断面図である。
1・・・アウターシリンダ、2・・・インナーシリンダ
、3・・・燃料供給スリーブ、4・・・ノズル部、17
・・・超音波霧化装置、19・・・娠勤子ホーン。
出 願 人 東亜燃料工業株式会社第1
図
第2図FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the ultrasonic atomization device of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along the line ■-■ in FIG. 1, and FIG. A sectional view showing an example in which the device is applied to an engine, and FIG. 4 is a schematic sectional view showing an example of a conventional ultrasonic atomization device. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Outer cylinder, 2... Inner cylinder, 3... Fuel supply sleeve, 4... Nozzle part, 17
...Ultrasonic atomization device, 19...Pregnancy horn. Applicant Toa Fuel Industry Co., Ltd. Figure 1 Figure 2
Claims (1)
、アウターシリンダとインナーシリンダ間に燃料供給ス
リーブを形成することにより、振動子ホーンの全周にわ
たってノズル部を形成してなる超音波霧化装置において
、前記アウターシリンダとインナーシリンダは、回動自
在の嵌合機構または摺動自在のスライド機構を有し、燃
料流量の増加によってノズル部のクリアランスを増大さ
せることを特徴とする超音波霧化装置。(1) In an ultrasonic atomizer having an outer cylinder and an inner cylinder, and forming a nozzle portion over the entire circumference of the vibrator horn by forming a fuel supply sleeve between the outer cylinder and the inner cylinder, An ultrasonic atomizer characterized in that the outer cylinder and the inner cylinder have a rotatable fitting mechanism or a slidable slide mechanism, and the clearance of the nozzle part is increased by increasing the fuel flow rate.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16862889A JPH0332765A (en) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | Ultrasonic atomizing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16862889A JPH0332765A (en) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | Ultrasonic atomizing device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0332765A true JPH0332765A (en) | 1991-02-13 |
Family
ID=15871579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16862889A Pending JPH0332765A (en) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | Ultrasonic atomizing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0332765A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1845252A2 (en) | 2006-04-12 | 2007-10-17 | Delavan Inc. | Fuel injection and mixing systems having piezoelectric elements and methods of using the same |
-
1989
- 1989-06-30 JP JP16862889A patent/JPH0332765A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1845252A2 (en) | 2006-04-12 | 2007-10-17 | Delavan Inc. | Fuel injection and mixing systems having piezoelectric elements and methods of using the same |
| EP1845252A3 (en) * | 2006-04-12 | 2012-08-08 | Delavan Inc. | Fuel injection and mixing systems having piezoelectric elements and methods of using the same |
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