JPH044851Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、一般に超音波振動を利用して液体燃
料の如き液体物質を霧化するための超音波霧化装
置に関するものであり、ガソリンエンジン及びデ
イーゼルエンジンのような内燃機関の吸気管等に
好適に使用され得る超音波霧化装置に関する。本
考案は、種々の用途において、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。）を霧化するための超音波霧化装置に用い
ることができるが、以下、本明細書においては、
ガソリンエンジン及びデイーゼルエンジンのよう
な内燃機関の吸気管に用いられる超音波霧化装置
について述べる。

従来技術及びその問題点 ガソリンエンジン及びデイ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
ことが好ましい。

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、超音波振動を利用し
て液体燃料を霧化する超音波霧化装置が知られて
おり、例えば、この超音波霧化装置は、吸気管内
に配設され、この超音波霧化装置により極めて小
さな液滴粒径に霧化された燃料液滴と空気とを吸
気管内で混合してエンジンの燃焼室に供給してい
た。

しかし、これまでの超音波霧化装置３０は、第
３図に示すように、基部に超音波振動を発するた
めの超音波振動発生部３１を備え、この超音波振
動発生部３１には、細長いホーン部３２が連結さ
れ、この細長いホーン部３２は、漏と状のよう
に、その先端部に行くにつれて径が拡がる拡径部
３３を有しており、この拡径部３３は、燃料噴射
弁３５の噴射口３６から噴射される液体燃料３７
を、超音波振動発生部３１からの超音波振動によ
つて、効率良く霧化液滴３８に霧化して広角方向
に拡散するための霧化面３４を有するように形成
されている。

このような拡径型超音波霧化装置３０をエンジ
ンの吸気管に適用した場合、すなわち、第４図に
示すように、拡径型超音波霧化装置３０が、吸気
管４１内に配設されている絞り弁４２の下流（す
なわち、エンジン側に近い）の吸気管管壁の所定
位置に配設され、燃料噴射弁３５の噴射口３６
が、拡径型超音波霧化装置３０の拡径部３３、つ
まり、霧化面３４に対し液体燃料３７を噴射して
霧化液滴３８を生じることができるように吸気管
管壁の所定位置に配設され、かくして霧化された
霧化液滴３８を、さらに下流にある吸気弁４３を
介して、エンジン４４の燃焼室に供給し、所定の
エンジンサイクルを行なわしめた後、エンジン内
の排ガスを、排気管４５を介して、外部に排出さ
せるようにした場合、拡径型超音波霧化装置３０
の拡径部３３、つまり、霧化面３４の下流側で、
その漏斗状の形状のために、エンジン４４の燃焼
室に供給されるべき霧化された霧化液滴と空気と
の混合気の著るしい渦流４０が発生し、この渦流
の発生が、液体燃料供給時に供給燃料に対するエ
ンジンの応答性、あるいはエンジンの性能に種々
の悪影響を与えていた。

例えば、この渦流の発生によつて、超音波霧化
装置により霧化された霧化液体の吸気管管壁への
付着、あるいは、この混合気のエンジン燃焼室へ
の吸入に対するエンジン４４の吸気抵抗が大きく
なり、エンジン４４の吸入効率が低下するという
問題点があつた。本考案は、上記の観点に鑑みて
なされたものである。

考案の目的 したがつて、本考案の目的は、燃料噴射弁から
の燃料を霧化面で霧化して霧化液滴を生じるため
の拡径型超音波霧化装置を、吸気管のような小径
管に用いた場合、霧化液滴の渦流発生を防止する
超音波霧化装置を提供することである。

本考案の他の目的は、燃料噴射弁からの燃料を
霧化面で霧化して霧化液滴を生じるための拡径型
超音波霧化装置を、吸気管のような小径管に用い
た場合、霧化液滴に対するエンジンの吸気抵抗を
小さくする超音波霧化装置を提供することであ
る。

本考案の他の目的は、燃料噴射弁からの燃料を
霧化面で霧化して霧化液滴を生じるための拡径型
超音波霧化装置を、吸気管のような小径管に用い
た場合、霧化液滴に対するエンジンの吸入効率を
高める超音波霧化装置を提供することである。

本考案の他の目的は、燃料噴射弁からの燃料を
霧化面で霧化して霧化液滴を生じるための拡径型
超音波霧化装置を、吸気管のような小径管に用い
た場合、霧化液滴の管内壁面への付着を防止する
超音波霧化装置を提供することである。

本考案の他の目的は、燃料噴射弁からの燃料を
霧化面で霧化して霧化液滴を生じるための拡径型
超音波霧化装置を、吸気管のような小径管に用い
た場合、霧化液滴を管内壁面に付着されることな
く、十分にエンジンの燃焼室に供給することがで
きる超音波霧化装置を提供することである。

本考案の他の目的は、燃料噴射弁からの燃料を
霧化面で霧化して霧化液滴を生じるための拡径型
超音波霧化装置を、吸気管のような小径管に用い
た場合、液体燃料供給時に供給燃料に対する応答
性を良好にする超音波霧化装置を提供することで
あり、したがつて、エンジンの吸気管に用いられ
た場合には、供給燃料に対するエンジンの応答性
を良好にする超音波霧化装置を提供することであ
る。

問題点を解決するための手段 上記諸目的は本考案に関わる超音波霧化装置に
よつて達成される。要約すれば本考案は、超音波
振動を発するための超音波振動発生部と、この超
音波振動発生部に連結される漏斗状の、先端部に
行くにつれて径が拡がる拡径部を有するホーン部
とを備える超音波霧化装置であつて、該拡径部
が、供給される液体燃料を前記超音波振動発生部
からの超音波振動によつて霧化するための霧化面
を有し、かつ、前記拡径部の先端部には、渦流発
生防止手段が装着されてなる超音波霧化装置であ
る。

ここで、好ましい実施例では、前記渦流発生防
止手段は、略円錐形部材、あるいは略半紡錘形部
材であり、さらに、前記超音波霧化装置とこれに
装着される前記渦流発生防止手段との間には、防
振部材が介在されている。

また、前記渦流発生防止手段は、前記拡径部の
先端部に対向するように、前記超音波霧化装置が
配設される小径管内に配設された支持部材によつ
て支持され得、そして、前記超音波霧化装置とそ
の拡径部の先端部に対向するように支持部材によ
つて前記小径管内に配設される前記渦流発生防止
手段との間には、防振部材が介在されている。

実施例 以下、本発明をその実施例に基づいて添付図面
を参照しつつ説明する。第１図ａは、本発明の超
音波霧化装置を示す一実施例の概略断面図であ
る。

第１図ａを参照すると、本発明に関わる超音波
霧化装置１０は、基部に超音波振動を発するため
の超音波振動発生部１１を備え、この超音波振動
発生部１１には、細長いホーン部１２が連結され
ており、この細長いホーン部１２は、漏斗状のよ
うに、その先端部に行くにつれて径が拡がる拡径
部１３を有しており、この拡径部１３は、燃料噴
射弁の噴射口から噴射される液体燃料を、超音波
振動発生部１１からの超音波振動によつて、効率
良く霧化液滴に霧化して広角方向に拡散するため
の霧化面１４を有している。

この超音波霧化装置１０の漏斗状の霧化面１４
の先端部には、好ましくは、防振部材１５を介し
て、渦流発生防止手段となる円錐形部材１６が装
着されている。この円錐形部材１６は、例えば、
霧化面１４の先端部に接する底辺が霧化面１４と
ほぼ同径の18.0mm、高さが23.0mmのものである。

以上のような構成になる本発明の超音波霧化装
置の作用について以下に述べる。

このような超音波霧化装置１０をエンジンの吸
気管に適用した場合、すなわち、第４図に示すよ
うに、超音波霧化装置１０が、吸気管４１内に配
設されている絞り弁４２の下流（すなわち、エン
ジン側に近い）の吸気管管壁の所定位置に配設さ
れ、燃料噴射弁３５の噴射口３６が、超音波霧化
装置１０の拡径部１３、つまり、霧化面１４に対
し液体燃料３７を噴射して霧化液滴３８を生じる
ことができるように吸気管管壁の所定位置に配設
され、かくして霧化された霧化液滴３８を、さら
に下流にある吸気弁４３を介して、エンジン４４
の燃焼室に供給し、所定のエンジンサイクルを行
なわしめた後、エンジン内の排ガスを、排気管４
５を介して、外部に排出させるようにした場合、
いま、本発明の超音波霧化装置が作動状態にあつ
て、燃料噴射弁の燃料噴射口から液体燃料が、例
えば、30.0mmの所定距離離れた超音波霧化装置１
０の霧化面１４に対し、所定の液体噴射流量及び
流速をもつて、例えば液体噴射流量１〜２c.c.／
秒、流速20m／秒で噴射されると、この液体燃料
は、霧化面１４で霧化され、霧化された霧化燃料
は、吸気管１１内で広角方向に拡散されつつ空気
と混合し、吸気管の下流に進行する。

このとき、霧化燃料が吸気管の下流に進行する
際、超音波霧化装置１０の漏斗状の霧化面１４の
先端部に防振部材１５を介して装着された円錐形
部材１６によつて、霧化面１４で霧化された霧化
燃料は、円錐形部材１６の外表面に沿つてなめら
かに進行し、渦流の発生を防止することができ
る。したがつて、エンジンの吸気抵抗を小さくす
ることができると共にエンジンの吸入効率を高め
ることができる。さらに渦流の発生を防止するこ
とにより、乱流等の影響を排除して霧化燃料の管
内壁面への付着も防止することができる。このこ
とにより、空気流と霧化燃料の混合物が、管内壁
面へ付着することなく、エンジンの燃焼室に十分
供給され、供給燃料に対するエンジンの応答性が
良好になる。

第１図ｂは、本発明の超音波霧化装置を示す他
の実施例の概略断面図である。

この実施例では、この超音波霧化装置１０の漏
斗状の霧化面１４の先端部に防振部材１５を介し
て、第１図ａに示した実施例の円錐形部材の代り
に、渦流発生防止手段となる半紡錘形部材１７が
装着されている。その他の構成は、第１図ａで示
した実施例の構成と全く同様であるので同一部材
または同一部位には同じ参照番号を付して説明を
省略する。

この場合にも、第１図ａの実施例の作用につい
て述べたと同様の作用になる。すなわち、第４図
に示すような吸気管４１内に前述実施例と同様に
本発明の超音波霧化装置１０を配設し、本発明の
超音波霧化装置１０が作動状態にあるとき、燃料
噴射弁の燃料噴射口から液体燃料が、前述実施例
と同様に、所定距離離れた超音波霧化装置１０の
霧化面１４に対し、所定の液体噴射流量及び流速
をもつて、噴射されると、この液体燃料は、霧化
面１４で霧化され、霧化された霧化燃料は、吸気
管１１内で広角方向に拡散されつつ空気と混合
し、吸気管の下流に進行する。

このとき、霧化燃料が吸気管の下流に進行する
際、前述実施例と同様に、超音波霧化装置１０の
先端部に装着された半紡錘形部材１７によつて、
霧化面１４で霧化された霧化燃料は、半紡錘形部
材１７の外表面に沿つてなめらかに進行し、渦流
の発生を防止することができる。したがつて、エ
ンジンの吸気抵抗を小さくすることができると共
にエンジンの吸入効率を高めることができる。さ
らに渦流の発生を防止することにより、乱流等の
影響を排除して霧化燃料の管内壁面への付着も防
止することができ、このことにより、空気流と霧
化燃料の混合物が、管内壁面へ付着することな
く、エンジンの燃焼室に十分供給され、供給燃料
に対するエンジンの応答性が良好になる。

なお、上記したこれらの実施例において、渦流
発生防止手段となる円錐形部材１６及び半紡錘形
部材１７を超音波霧化装置１０の先端部に装着す
るのに、例えば、第２図に示すように、吸気管４
１に取り付けられた、渦流を発生させないよう
な、例えば、細い糸状支持部材１８により、これ
らの円錐形部材１６及び半紡錘形部材１７を支持
して、それらの底縁部を漏斗状の拡径形超音波霧
化装置１０の先端部に合せるようにして装着して
も良い。その際、拡径形超音波霧化装置とこれに
装着される渦流発生防止手段である円錐形部材１
６及び半紡錘形部材１７との間には、防振部材が
介在されていても良い。

このように、吸気管内に配設された渦流発生防
止手段と拡径形超音波霧化装置とを協働して配置
した場合でも、前述した実施例と同様な効果が得
られる。

発明の効果 以上、説明してきたように本考案の超音波霧化
装置によれば、超音波霧化装置の漏斗状の霧化面
の先端部に防振部材を介して装着された渦流発生
防止手段によつて、超音波霧化装置の性能を損な
うことなく、超音波霧化装置の霧化面で霧化され
た霧化燃料は渦流発生防止手段の外表面に沿つて
なめらかに進行することができ、渦流の発生を防
止することができ、したがつて、エンジンの吸気
抵抗を小さくすることができると共にエンジンの
吸入効率を高めることができる。さらに渦流の発
生を防止することにより、乱流等の影響を排除し
て霧化燃料の管内壁面への付着も防止することが
できる。このことにより、空気流と霧化燃料の混
合物が、管内壁面へ付着することなく、エンジン
の燃焼室に十分供給され、供給燃料に対するエン
ジンの応答性が良好になる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは、本考案の超音波霧化装置の一実施
例の概略断面図である。第１図ｂは、本考案の超
音波霧化装置の他の実施例の概略断面図である。
第２図は、吸気管のような小径管に配設された渦
流発生防止手段と協働した本考案の超音波霧化装
置の他の実施例の概略断面図である。第３図は、
従来の超音波霧化装置の一例の概略断面図であ
る。第４図は、第３図に示す従来の超音波霧化装
置を吸気管のような小径管に用いた一例の概略断
面図である。 １０……超音波霧化装置、１１……超音波振動
発生部、１２……ホーン部、１３……拡径部、１
４……霧化面、１５……防振部材、１６，１７…
…渦流発生防止手段、１８……支持部材、４１…
…小径管。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 超音波振動を発するための超音波振動発生部
   と、この超音波振動発生部に連結される漏斗状
   の、先端部に行くにつれて径が拡がる拡径部を
   有するホーン部とを備える超音波霧化装置であ
   つて、該拡径部が、供給される液体燃料を前記
   超音波振動発生部からの超音波振動によつて霧
   化するための霧化面を有し、かつ、前記拡径部
   の先端部には、渦流発生防止手段が装着されて
   なる超音波霧化装置。 ２ 前記渦流発生防止手段は、略円錐形部材、あ
   るいは略半紡錘形部材である実用新案登録請求
   の範囲第１項記載の超音波霧化装置。 ３ 前記超音波霧化装置とこれに装着される前記
   渦流発生防止手段との間には、防振部材が介在
   されている実用新案登録請求の範囲第１項又は
   第２項に記載の超音波霧化装置。 ４ 前記渦流発生防止手段は、前記拡径部の先端
   部に対向するように、前記超音波霧化装置が配
   設される小径管内に配設された支持部材によつ
   て支持される実用新案登録請求の範囲第１項〜
   第３項のいずれかの項に記載の超音波霧化装
   置。 ５ 前記超音波霧化装置とその拡径部の先端部に
   対向するように支持部材によつて前記小径管内
   に配設される前記渦流発生防止手段との間に
   は、防振部材が介在されている実用新案登録請
   求の範囲第４項に記載の超音波霧化装置。