JPH04118070A - 超音波霧化装置 - Google Patents
超音波霧化装置Info
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- JPH04118070A JPH04118070A JP20489390A JP20489390A JPH04118070A JP H04118070 A JPH04118070 A JP H04118070A JP 20489390 A JP20489390 A JP 20489390A JP 20489390 A JP20489390 A JP 20489390A JP H04118070 A JPH04118070 A JP H04118070A
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- sleeve member
- tip
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- vibrator horn
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- 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
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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】
［産業上の利用分野コ
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、懸濁溶液等の液杖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、（イ）自動車、船外機、ｔｊｉ帯
用動用動力装置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、 （ロ
）ガスタービン用燃料噴射ノズル、 （ハ）工業用、営
業用及び家庭用のボイラ、加熱炉、暖房用バーナ、（ニ
）工業用液体噴霧器、例えば食品、医薬品、農薬、肥料
等の液杖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（ホ）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。
（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、懸濁溶液等の液杖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、（イ）自動車、船外機、ｔｊｉ帯
用動用動力装置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、 （ロ
）ガスタービン用燃料噴射ノズル、 （ハ）工業用、営
業用及び家庭用のボイラ、加熱炉、暖房用バーナ、（ニ
）工業用液体噴霧器、例えば食品、医薬品、農薬、肥料
等の液杖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（ホ）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。
［従来の技術］
従来、超音波により液体物質を極めて小さな液滴粒径に
霧化する超音波霧化装置として、例えば、特開昭Ｅ１２
−１３Ｅｉ２Ｂ２号公報に示すように、シリンダ内に振
動子ホーンを配設し、シリンダの外周にスリーブ部材を
配設し、シリンダとスリーブ部材との間に形成される環
状の液供給路から振動子ホーンの先端霧化面の全周に液
を供給し液体を均一に微粒化する方式のものが知られて
いる。
霧化する超音波霧化装置として、例えば、特開昭Ｅ１２
−１３Ｅｉ２Ｂ２号公報に示すように、シリンダ内に振
動子ホーンを配設し、シリンダの外周にスリーブ部材を
配設し、シリンダとスリーブ部材との間に形成される環
状の液供給路から振動子ホーンの先端霧化面の全周に液
を供給し液体を均一に微粒化する方式のものが知られて
いる。
前記方式においては、従来、振動子ホーンのノード部に
固定用のフランジを一体に形成し、該フランジをシリン
ダに固定、支持する方法が一般的に行われている。
固定用のフランジを一体に形成し、該フランジをシリン
ダに固定、支持する方法が一般的に行われている。
［発明が解決しようとする課題］
振動子ホーンにおける振動系のノード部は、理論的には
固定してもパワーロスにはならない点が存在する。しか
し、実際には、前記固定用のフランジは点でなく幅を持
つために、また、同一材料でも音速が異なるために、同
一寸法で振動子ホーンを製作してもそれぞれのノード部
の位置が異なってくる。その結果、フランジ部に振動が
生じその分だけ振動系のパワーロスが生じるという問題
を打している。
固定してもパワーロスにはならない点が存在する。しか
し、実際には、前記固定用のフランジは点でなく幅を持
つために、また、同一材料でも音速が異なるために、同
一寸法で振動子ホーンを製作してもそれぞれのノード部
の位置が異なってくる。その結果、フランジ部に振動が
生じその分だけ振動系のパワーロスが生じるという問題
を打している。
また、フランジの切削加工に精度が要求されるためコス
ト高になると共に、フランジの締め付けを均一に行う必
要性があるため組立性が劣るという問題を有している。
ト高になると共に、フランジの締め付けを均一に行う必
要性があるため組立性が劣るという問題を有している。
さらに、霧化装置においては、岐供給ノズルの位置と振
動子ホーン先端箔化部の相対位置が、霧化特性上重要な
因子であるが、フランジによる固定の場合には、前記相
対位置を固定してしまうため、霧化特性の調整の自由度
が制約を受けるという問題を有している。
動子ホーン先端箔化部の相対位置が、霧化特性上重要な
因子であるが、フランジによる固定の場合には、前記相
対位置を固定してしまうため、霧化特性の調整の自由度
が制約を受けるという問題を有している。
これらの問題を解決するために、本出願人は、特願平２
−２２８９４号により、シリンダと、該シリンダ内に固
定される振動子ホーンと、該振動子ホーンに超音波振動
を付与せしめる電気・音響変換素子と、前記振動子ホー
ンの先端に形成される霧化部と、該霧化部に液体を供給
するスリーブ部材とを存し、前記振動子ホーンをシリン
ダの両端部でゴム部材により固定することを特徴とする
超音波霧化装置を提案した。
−２２８９４号により、シリンダと、該シリンダ内に固
定される振動子ホーンと、該振動子ホーンに超音波振動
を付与せしめる電気・音響変換素子と、前記振動子ホー
ンの先端に形成される霧化部と、該霧化部に液体を供給
するスリーブ部材とを存し、前記振動子ホーンをシリン
ダの両端部でゴム部材により固定することを特徴とする
超音波霧化装置を提案した。
しかしながら、本発明者が種々の実験を行うたところ、
振動子ホーンに対向するノズル部にキャビテーションに
よる気泡が溜り、液垂れや噴霧の不連続が生じることが
判明した。
振動子ホーンに対向するノズル部にキャビテーションに
よる気泡が溜り、液垂れや噴霧の不連続が生じることが
判明した。
本発明は、上記問題を解決するものであって、振動系の
パワーロスを軽減させると共に製作および組立を容易に
行うことができ、さらにキャビテーションによる気泡の
溜りを防止することができる超音波霧化装置を提供する
ことを目的とする。
パワーロスを軽減させると共に製作および組立を容易に
行うことができ、さらにキャビテーションによる気泡の
溜りを防止することができる超音波霧化装置を提供する
ことを目的とする。
［課題を解決するための手段］
そのために本発明の超音波霧化装置は、シリンダ２と、
該シリンダ２内に固定される振動子ホーン３と、該振動
子ホーン３に超音波振動を付与せしめる電気・音響変換
素子４と、前記振動子ホーン３の先端に形成される霧化
部３ａと、前記シリンダ２の外周に螺合され該霧化部３
ａに液体を供給するスリーブ部材６とを有し、前記振動
子ホーン３をシリンダ２の両端部でゴム部材１２．１３
により固定してなり、さらに、前記スリーブ部材６の先
端をシリンダ２の先端よりＯ〜１ｍｍ後方に位置させて
なることを特徴とする。
該シリンダ２内に固定される振動子ホーン３と、該振動
子ホーン３に超音波振動を付与せしめる電気・音響変換
素子４と、前記振動子ホーン３の先端に形成される霧化
部３ａと、前記シリンダ２の外周に螺合され該霧化部３
ａに液体を供給するスリーブ部材６とを有し、前記振動
子ホーン３をシリンダ２の両端部でゴム部材１２．１３
により固定してなり、さらに、前記スリーブ部材６の先
端をシリンダ２の先端よりＯ〜１ｍｍ後方に位置させて
なることを特徴とする。
なお、上記構成に付加した番号は図面と対比させるため
のものであり、これにより本発明の構成が何ら限定され
るものではない。
のものであり、これにより本発明の構成が何ら限定され
るものではない。
［作用コ
本発明においては、振動子ホーンがシリンダの２箇所で
ゴム部材により固定、支持されるため、霧化特性を最適
にする位置で振動子ホーンをシリンダに柔軟性を持たせ
て固定、支持させることができる。また、スリーブ部材
の先端をシリンダの先端より０〜１＋ｕ＋後方に位置さ
せるため、ノズル部がオープンの状態となり、キャビテ
ーションが発生することがなく、液垂れや噴霧の不連続
を防止することができる。
ゴム部材により固定、支持されるため、霧化特性を最適
にする位置で振動子ホーンをシリンダに柔軟性を持たせ
て固定、支持させることができる。また、スリーブ部材
の先端をシリンダの先端より０〜１＋ｕ＋後方に位置さ
せるため、ノズル部がオープンの状態となり、キャビテ
ーションが発生することがなく、液垂れや噴霧の不連続
を防止することができる。
［実施例］
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１実施例をボす一部
断面図、第２図は第１図の■−■線に沿う断面図である
。
断面図、第２図は第１図の■−■線に沿う断面図である
。
第１図および第２図に示すように、超音波霧化装置１は
、シリンダ２と、シリンダ２内に固定、支持される振動
子ホーン３と、振動子ホーン３に超音波振動を付与せし
める電気・音響変換素子４と、シリンダ２の外周に螺合
部５で螺合されるスリーブ部材６から構成される。シリ
ンダ２とスリーブ部材６との間には、環状の液供給路７
が形成され、スリーブ部材６に溶接固着した液供給管８
から該液供給路７に液体が供給される。
、シリンダ２と、シリンダ２内に固定、支持される振動
子ホーン３と、振動子ホーン３に超音波振動を付与せし
める電気・音響変換素子４と、シリンダ２の外周に螺合
部５で螺合されるスリーブ部材６から構成される。シリ
ンダ２とスリーブ部材６との間には、環状の液供給路７
が形成され、スリーブ部材６に溶接固着した液供給管８
から該液供給路７に液体が供給される。
振動子ホーン３の先端には霧化部３ａが形成される。こ
の霧化部３ａの形状は、ロッド形状の先端に曲率半径を
形成したものである。また、シリンダ２とスリーブ部材
６との間には環状のノズル部７ａが形成され、該ノズル
部７ａから液体が霧化部３ａに供給され超音波振動によ
り微細液滴に霧化される。
の霧化部３ａの形状は、ロッド形状の先端に曲率半径を
形成したものである。また、シリンダ２とスリーブ部材
６との間には環状のノズル部７ａが形成され、該ノズル
部７ａから液体が霧化部３ａに供給され超音波振動によ
り微細液滴に霧化される。
振動子ホーン３は、シリンダ２の両端部で耐油性のゴム
部材１２．１３により固定、支持される。
部材１２．１３により固定、支持される。
固定に際しては、先ず、シリンダ２内に振動子ホーン３
を挿入し、治具等により両者の同心性を合わせて、かつ
、霧化部３ａとノズル部７ａの相対位置が最適霧化状態
となるように位置決めした後、両端部に液状ゴムを注入
して固定するものである。
を挿入し、治具等により両者の同心性を合わせて、かつ
、霧化部３ａとノズル部７ａの相対位置が最適霧化状態
となるように位置決めした後、両端部に液状ゴムを注入
して固定するものである。
従って、０リングおよびＯリング溝の加工が不要となり
、寸法精度の向上およびコストの低減が図れる。
、寸法精度の向上およびコストの低減が図れる。
また、振動子ホーン３とシリンダ２との同心性が確保さ
れるため、スリーブ部材６は短い螺合部５のみでシリン
ダ２に固定され、従来のようにスリーブ部材６の螺合部
５の先端に同心性を確保するための嵌合部が不要となり
、全長を短くすることができると共に、剛性を上げるこ
とができる。
れるため、スリーブ部材６は短い螺合部５のみでシリン
ダ２に固定され、従来のようにスリーブ部材６の螺合部
５の先端に同心性を確保するための嵌合部が不要となり
、全長を短くすることができると共に、剛性を上げるこ
とができる。
さらに、スリーブ部材６に液供給管８を固定する際に溶
接による熱歪を減少させることができる。
接による熱歪を減少させることができる。
第３図は振動子ホーン３の霧化部側端部とシリンダ２間
をゴム部材１２により固定する方式を示し、 （ａ）は
シリンダ２の先端に厚みをもたせ、シリンダ２の先端内
周および厚み部分にゴム部材１２を配置し、 （ｂ）は
シリンダ２の先端をシャープエツジとした例を示してい
る。
をゴム部材１２により固定する方式を示し、 （ａ）は
シリンダ２の先端に厚みをもたせ、シリンダ２の先端内
周および厚み部分にゴム部材１２を配置し、 （ｂ）は
シリンダ２の先端をシャープエツジとした例を示してい
る。
第４図は振動子ホーン３の霧化部と反対側端部とシリン
ダ２間をゴム部材１３により固定する方式を示し、 （
ａ）は７リンダ２の後端を直角とした例、 （ｂ）はシ
リンダ２の後端内周側に段部を形成した例、 （Ｃ）は
シリンダ２の後端内周側に傾斜面を形成した例を示して
いる。
ダ２間をゴム部材１３により固定する方式を示し、 （
ａ）は７リンダ２の後端を直角とした例、 （ｂ）はシ
リンダ２の後端内周側に段部を形成した例、 （Ｃ）は
シリンダ２の後端内周側に傾斜面を形成した例を示して
いる。
次に、第５図および第６図により本発明の特徴について
説明する。第５図はキャビチーシロンの発生を説明する
ためのノズル部の拡大断面図、第６図は本発明の１実施
例を示すノズル部の拡大断面図を示す。
説明する。第５図はキャビチーシロンの発生を説明する
ためのノズル部の拡大断面図、第６図は本発明の１実施
例を示すノズル部の拡大断面図を示す。
第５図に示すように、スリーブ部材６の先端がシリンダ
２の先端より前方に位置し、ノズル部７ａが振動子ホー
ン３と接触する構造においては、ノズル部７ａにおいて
振動子ホーン３と接触する部分において気泡が溜りキャ
ビチーシロンが発生する。とくに、液流量が低下すると
流速が遅くなり、滞留した気泡が外部に出るときに流量
が不安定となる。
２の先端より前方に位置し、ノズル部７ａが振動子ホー
ン３と接触する構造においては、ノズル部７ａにおいて
振動子ホーン３と接触する部分において気泡が溜りキャ
ビチーシロンが発生する。とくに、液流量が低下すると
流速が遅くなり、滞留した気泡が外部に出るときに流量
が不安定となる。
このため、本発明においては、第６図に示すように、ス
リーブ部材６の先端をシリンダ２の先端よりＬ＝Ｏ〜１
ｍｍ後方に位置させるようにしている。このため、ノズ
ル部７ａにおいて振動子ホーン３と接触する部分がオー
プンとなり、気泡が溜ることかなくなり、液垂れや噴霧
の不連続を防止することができる。
リーブ部材６の先端をシリンダ２の先端よりＬ＝Ｏ〜１
ｍｍ後方に位置させるようにしている。このため、ノズ
ル部７ａにおいて振動子ホーン３と接触する部分がオー
プンとなり、気泡が溜ることかなくなり、液垂れや噴霧
の不連続を防止することができる。
［発明の効果コ
以上のように本発明によれば、振動子ホーンをシリンダ
の２１１所でゴム部材により固定、支持するため、霧化
特性を最適にする位置で振動子ホーンをシリンダに固定
、支持させることができ、従来のようにフランジにより
リジッドに固定する場合と比較して、振動系のパワーロ
スを半分程度に軽減させると共に、振動子ホーンの切削
加工および組立を容易に行うことができる。
の２１１所でゴム部材により固定、支持するため、霧化
特性を最適にする位置で振動子ホーンをシリンダに固定
、支持させることができ、従来のようにフランジにより
リジッドに固定する場合と比較して、振動系のパワーロ
スを半分程度に軽減させると共に、振動子ホーンの切削
加工および組立を容易に行うことができる。
また、スリーブ部材の先端をシリンダの先端より０〜１
ｍｍ後方に位置させるため、キャビチーシロンによる気
泡が溜ることなく、液垂れや噴霧の不連続を防止するこ
とができる。
ｍｍ後方に位置させるため、キャビチーシロンによる気
泡が溜ることなく、液垂れや噴霧の不連続を防止するこ
とができる。
第１図は本発明の超音波霧化装置の１実施例を示す一部
断面図、第２図は第１図の■−■線に沿う断面図、第３
図は振動子ホーンの霧化部側端部とシリンダ間をゴム部
材により固定する方式を示す拡大断面図、第４図は振動
子ホーンの霧化部と反対側端部とンリング間をゴム部材
により固定する方式を示す拡大断面図、第５図はキャビ
テーションの発生を説明するためのノズル部の拡大断面
図、第６図は本発明の１実施例を示すノズル部の拡大断
面図である。 １・・・超音波霧化装置、２・・・ンリンダ、３・・・
振動子ホーン、３ａ・・・霧化部、４・・・電気・音響
変換素子、６・・・スリーブ部材、７・・・液供給路、
７ａ・・・ノズル部、１２．１３・・・ゴム部材。 出 願 人 東燃株式会社 復代理人弁理士 白 井 博 樹（外７名）第１ 図 第２図 ７朱ＡＫ路 第３ 図 （ａ） （ｂ） （ａ） （ｂ） （Ｃ） ａ
断面図、第２図は第１図の■−■線に沿う断面図、第３
図は振動子ホーンの霧化部側端部とシリンダ間をゴム部
材により固定する方式を示す拡大断面図、第４図は振動
子ホーンの霧化部と反対側端部とンリング間をゴム部材
により固定する方式を示す拡大断面図、第５図はキャビ
テーションの発生を説明するためのノズル部の拡大断面
図、第６図は本発明の１実施例を示すノズル部の拡大断
面図である。 １・・・超音波霧化装置、２・・・ンリンダ、３・・・
振動子ホーン、３ａ・・・霧化部、４・・・電気・音響
変換素子、６・・・スリーブ部材、７・・・液供給路、
７ａ・・・ノズル部、１２．１３・・・ゴム部材。 出 願 人 東燃株式会社 復代理人弁理士 白 井 博 樹（外７名）第１ 図 第２図 ７朱ＡＫ路 第３ 図 （ａ） （ｂ） （ａ） （ｂ） （Ｃ） ａ
Claims (1)
- （１）シリンダと、該シリンダ内に固定される振動子ホ
ーンと、該振動子ホーンに超音波振動を付与せしめる電
気・音響変換素子と、前記振動子ホーンの先端に形成さ
れる霧化部と、前記シリンダの外周に螺合され該霧化部
に液体を供給するスリーブ部材とを有し、前記振動子ホ
ーンをシリンダの両端部でゴム部材により固定してなり
、さらに、前記スリーブ部材の先端をシリンダの先端よ
り０〜１ｍｍ後方に位置させてなることを特徴とする超
音波霧化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20489390A JPH04118070A (ja) | 1990-07-30 | 1990-07-30 | 超音波霧化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20489390A JPH04118070A (ja) | 1990-07-30 | 1990-07-30 | 超音波霧化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04118070A true JPH04118070A (ja) | 1992-04-20 |
Family
ID=16498144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20489390A Pending JPH04118070A (ja) | 1990-07-30 | 1990-07-30 | 超音波霧化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04118070A (ja) |
-
1990
- 1990-07-30 JP JP20489390A patent/JPH04118070A/ja active Pending
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