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JPS6366269B2 - - Google Patents
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JPS6366269B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6366269B2
JPS6366269B2 JP58058109A JP5810983A JPS6366269B2 JP S6366269 B2 JPS6366269 B2 JP S6366269B2 JP 58058109 A JP58058109 A JP 58058109A JP 5810983 A JP5810983 A JP 5810983A JP S6366269 B2 JPS6366269 B2 JP S6366269B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid
liquid level
negative pressure
pressurizing chamber
nozzle
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
Application number
JP58058109A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS59183850A (en
Inventor
Naoyoshi Maehara
Shinichi Nakane
Kazushi Yamamoto
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP58058109A priority Critical patent/JPS59183850A/en
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Publication of JPS6366269B2 publication Critical patent/JPS6366269B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B17/00Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
    • B05B17/04Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods
    • B05B17/06Apparatus 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
    • B05B17/0607Apparatus 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
    • B05B17/0638Apparatus 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 spray being produced by discharging the liquid or other fluent material through a plate comprising a plurality of orifices
    • B05B17/0646Vibrating plates, i.e. plates being directly subjected to the vibrations, e.g. having a piezoelectric transducer attached thereto

Landscapes

  • Special Spraying Apparatus (AREA)
  • Nozzles (AREA)
  • Pressure-Spray And Ultrasonic-Wave- Spray Burners (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、灯油・軽油などの液体燃料、水、薬
液など種々の液体を微粒化するための霧化装置に
関し、さらに詳しく言えば、圧電振動子などの電
気的振動子による液体の加振によりノズルから液
体を噴射して微粒化するところの噴射型の霧化装
置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to an atomization device for atomizing various liquids such as liquid fuels such as kerosene and light oil, water, and chemical solutions. This invention relates to an injection type atomization device that sprays liquid from a nozzle and atomizes the liquid by exciting the liquid with an electric vibrator.

従来例の構成とその問題点 従来この種の霧化装置は、主にインクジエツト
記録装置のインク噴射装置に用いられ、非常にコ
ンパクトで安定な液滴噴射パターンを実現するこ
とができる霧化装置を提供していた。
Conventional structure and its problems Conventionally, this type of atomization device was mainly used in the ink jetting device of an inkjet recording device, and the atomization device was designed to be extremely compact and capable of realizing a stable droplet jetting pattern. provided.

第1図は、代表的な従来の霧化装置の構成を示
す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing the configuration of a typical conventional atomizing device.

第1図において、液室1の一端にはノズル2が
設けられ、他端には、振動板3と圧電振動子4と
が相互に接着されて設けられている。また、液室
1は、パイプ5にてタンク6と接続されている。
圧電振動子4に第2図の様なパルス電圧(交流電
圧)が供給されると、振動板3と圧電振動子4と
は、第1図中に破線で示すようなたわみ振動を生
じる。したがつて、液室1内には図の矢印の方向
に圧力波が発生し、ノズル2からは液滴7が第2
図の電圧に応じて噴射される。また、噴射された
液体に相当する体積の液体は、ノズル2に発生す
る液体の表面張力によりパイプ5より自動的に吸
い上げられるのでポンプなどを必要とせずに、液
室1に液体が補充される。
In FIG. 1, a nozzle 2 is provided at one end of a liquid chamber 1, and a diaphragm 3 and a piezoelectric vibrator 4 are bonded to each other and provided at the other end. Further, the liquid chamber 1 is connected to a tank 6 through a pipe 5.
When a pulse voltage (alternating current voltage) as shown in FIG. 2 is supplied to the piezoelectric vibrator 4, the diaphragm 3 and the piezoelectric vibrator 4 cause deflection vibration as shown by the broken line in FIG. Therefore, a pressure wave is generated in the liquid chamber 1 in the direction of the arrow in the figure, and a second droplet 7 is generated from the nozzle 2.
Injected according to the voltage shown in the figure. In addition, a volume of liquid equivalent to the injected liquid is automatically sucked up from the pipe 5 by the surface tension of the liquid generated in the nozzle 2, so the liquid can be replenished into the liquid chamber 1 without the need for a pump or the like. .

しかしながら、液室1への液体の充墳は極めて
面倒であつた。すなわち、第1図に示すように、
液室1の一部に排気口8を設け、タンク6内の液
体を加圧して液室1に押し込み、ノズル2や排気
口8から溢れ出る状態とした後、ビス9にて閉栓
し、第1図のような状態を実現していた。
However, filling the liquid chamber 1 with liquid is extremely troublesome. That is, as shown in Figure 1,
An exhaust port 8 is provided in a part of the liquid chamber 1, and the liquid in the tank 6 is pressurized and forced into the liquid chamber 1, causing it to overflow from the nozzle 2 and the exhaust port 8. After that, the liquid is closed with a screw 9, and the The situation shown in Figure 1 was achieved.

このように液室1への液体充墳作業は極めて面
倒であつたので、この作業の自動化が困難であつ
た。したがつて、第1図のように液室1内に液体
を充填したまま長期にわたつて保存することも多
く、液室内の液体の変質やノズル2の目づまりな
どが生じやすいという欠点を有していた。
As described above, the work of filling the liquid chamber 1 with liquid was extremely troublesome, and it was difficult to automate this work. Therefore, as shown in Fig. 1, the liquid chamber 1 is often stored with liquid filled in it for a long period of time, which has the disadvantage that the liquid in the liquid chamber is likely to deteriorate and the nozzle 2 is easily clogged. Was.

さらに、液室1内にキヤビテーシヨンによる気
泡が発生したり、ボデイー10が機械的な衝撃を
受けてノズル2より空気が混入したりすると、圧
電振動子4の振動による圧力波は、この気泡によ
つて吸収されてしまい、ノズル2からの液滴噴射
ができなくなつてしまうという欠点を有するもの
であつた。
Furthermore, if air bubbles are generated in the liquid chamber 1 due to cavitation, or if the body 10 receives a mechanical shock and air enters the nozzle 2, the pressure wave caused by the vibration of the piezoelectric vibrator 4 is caused by the air bubbles. This has the disadvantage that the liquid is absorbed by the liquid, making it impossible to eject droplets from the nozzle 2.

このような欠点のため、従来の霧化装置は、非
常に使いにくいものとなり、インクジエツト記録
装置などの特殊な用途にしか実用化され得ず、極
めて汎用性に欠けるものであつた。
Due to these drawbacks, conventional atomizing devices are extremely difficult to use, and can only be put to practical use in special applications such as inkjet recording devices, and are extremely lacking in versatility.

発明の目的 本発明は上記従来の欠点を一掃した霧化装置を
提供せんとするものである。
OBJECTS OF THE INVENTION The present invention aims to provide an atomization device that eliminates the above-mentioned conventional drawbacks.

第1の目的は液体の充填が極めて容易であり、
従つて液体の充填過程からの自動化を簡単に実現
することができる霧化装置を提供することであ
る。
The first purpose is to make it extremely easy to fill with liquid.
Therefore, it is an object of the present invention to provide an atomizing device that can easily realize automation from the liquid filling process.

第2の目的は、キヤビテーシヨン気泡などを簡
単に、かつ自動的に排出することができるので極
めて安定な霧化動作を保証することができ、従つ
て種々の液体を霧化することが可能であり、汎用
性に富んだ霧化装置を提供することである。
The second purpose is that cavitation bubbles can be easily and automatically discharged, ensuring extremely stable atomization operation, and therefore making it possible to atomize various liquids. The object of the present invention is to provide a highly versatile atomization device.

発明の構成 本発明は上記目的を達成するために以下に述べ
る構成により成るものである。
Configuration of the Invention In order to achieve the above object, the present invention has the configuration described below.

すなわち、液体が充填されるための加圧室と、
前記加圧室に臨むように設けたノズルと、前記加
圧室の液体を加振して前記ノズルから噴霧する電
気的振動子と、前記ノズルより低い位置に液面を
略一定に制御する液面制御手段と、液体を前記加
圧室に吸い上げて充填するための負圧力を発生す
る負圧発生手段と、前記加圧室を前記液面制御手
段および負圧発生手段のそれぞれと接続する供給
管および排気管とを備えると共に、液面から前記
加圧室の上端までの高さをh、液体の密度をρ、
単位時間当りの噴霧量をQ、負圧力を−P、前記
供給管の流路抵抗をγとするとき、 |−P|≧|h・ρ|+|γ・Q| となるよう構成したものであり、負圧力−Pを制
御することにより自由に加圧室への液体の充填を
行うことができ、かつ、噴霧動作中は常に加圧室
が液体で満たされた状態を維持し、キヤビテーシ
ヨン気泡を安定に加圧室から排出して良好な噴霧
動作を保証することができる。
That is, a pressurized chamber to be filled with liquid;
a nozzle provided to face the pressurizing chamber, an electric vibrator that vibrates the liquid in the pressurizing chamber and sprays it from the nozzle, and a liquid that controls the liquid level to be approximately constant at a position lower than the nozzle. surface control means, negative pressure generation means for generating negative pressure for sucking up and filling the pressurized chamber with liquid, and a supply connecting the pressurized chamber to each of the liquid level control means and the negative pressure generation means. and an exhaust pipe, the height from the liquid level to the upper end of the pressurizing chamber is h, the density of the liquid is ρ,
When the amount of spray per unit time is Q, the negative pressure is -P, and the flow path resistance of the supply pipe is γ, it is configured so that |-P|≧|h・ρ|+|γ・Q| By controlling the negative pressure -P, the pressurized chamber can be freely filled with liquid, and the pressurized chamber is always kept filled with liquid during the spraying operation, preventing cavitation. Air bubbles can be stably discharged from the pressurized chamber to ensure good spraying operation.

実施例の説明 以下本発明の一実施例について図面と共に説明
する。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第3図は本発明の一実施例の霧化装置の構成を
示す断面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing the configuration of an atomizing device according to an embodiment of the present invention.

第3図において、霧化部10は、壁面11にビ
ス12で取り付けられている。霧化部10は、内
部に直径が5〜15mm、深さ1〜5mmの円筒状の加
圧室13を有するボデイー14と、中央部に直径
30μm〜100μmのノズル15が複数個設けられ、
その厚さが30μm〜100μmのノズル板16と、中
央部に円形の開口17を有し、外径5〜15mm、厚
さ0.5〜2mmの円板状圧電振動子18とにより構
成されており、それらは相互に接着されて図のよ
うな構造になつている。加圧室13はその上下に
排気口19と供給口20が設けられ、排気管21
および供給管22と接続されている。供給管22
は、レベラ23に接続されており、液体24の供
給系を形成している。レベラ23は内部に浮子2
5を有し、支柱26で支持された連結棒27を介
してニードル弁28の開度調節を行い、レベラ2
3の入口29からの流入液体量を調節する。した
がつてレベラー23内の液面Aは略一定に制御さ
れ、図のようにノズル15よりも低い位置に保た
れる。このレベラ23の液面高さ制御作用によ
り、供給管22内の液面Bも霧化動作停止時は図
のように液面Aと同一高さとなり、加圧室13内
は液体が存在しない空状態となつている。したが
つて、ノズル15から外部に液体が溢れ出ること
もなく、ノズル15が液体の変質により目づまり
を生じることもない。さらに長期にわたつて霧化
動作をせずに保存しておく場合には、レベラ23
も含めて完全に液体を取り除くことも容易である
ので長期保存上の取扱いも簡単である。
In FIG. 3, the atomizing unit 10 is attached to a wall surface 11 with screws 12. The atomizing unit 10 includes a body 14 having a cylindrical pressurizing chamber 13 with a diameter of 5 to 15 mm and a depth of 1 to 5 mm inside, and a body 14 with a diameter in the center.
A plurality of nozzles 15 of 30 μm to 100 μm are provided,
It is composed of a nozzle plate 16 having a thickness of 30 μm to 100 μm, and a disk-shaped piezoelectric vibrator 18 having a circular opening 17 in the center, an outer diameter of 5 to 15 mm, and a thickness of 0.5 to 2 mm. They are glued together to form the structure shown in the figure. The pressurized chamber 13 is provided with an exhaust port 19 and a supply port 20 above and below, and an exhaust pipe 21
and is connected to the supply pipe 22. Supply pipe 22
is connected to the leveler 23 and forms a supply system for the liquid 24. The leveler 23 has a float 2 inside.
5, the opening degree of the needle valve 28 is adjusted via a connecting rod 27 supported by a strut 26, and the leveler 2
The amount of liquid flowing in from the inlet 29 of No. 3 is adjusted. Therefore, the liquid level A in the leveler 23 is controlled to be substantially constant and is maintained at a position lower than the nozzle 15 as shown in the figure. Due to the liquid level height control action of the leveler 23, the liquid level B in the supply pipe 22 also becomes the same height as the liquid level A as shown in the figure when the atomization operation is stopped, and there is no liquid in the pressurizing chamber 13. It is empty. Therefore, the liquid will not overflow from the nozzle 15 to the outside, and the nozzle 15 will not become clogged due to deterioration of the liquid. If you want to store it for a longer period of time without atomizing, use Leveler 23.
Since it is easy to completely remove the liquid, including the liquid, it is also easy to handle for long-term storage.

次に加圧室13への液体の充填過程も含めた霧
化動作について説明する。
Next, the atomization operation including the process of filling the pressurized chamber 13 with liquid will be explained.

30は送風機であつて、その吸気路31には、
オリフイス32が設けられている。そして、オリ
フイス32の下流側の負圧発生部33に排気管2
1が接続されている。送風機30が起動される
と、負圧発生部33の圧力P33は送風機30の持
つ慣性により第4図のように一定の時定数で徐々
に立ち上り、例えば5〜10秒で所定の負圧力P33
=−P=−40mmH2Oに達する。この圧力P33=−
P=−40mmH2Oは、排気管21、加圧室13を
介して供給管22に伝達される。このときノズル
15からは若干の空気が流入するがノズル15が
小さいので液面BにはほぼP33と同程度の負圧力
が加えられる結果となり、第4図のようなP33
負圧力の大きさの増大に伴つて液面Bは上昇し、
液面Cの位置となつてつり合うのである。
30 is a blower, and its intake path 31 includes:
An orifice 32 is provided. Then, the exhaust pipe 2 is connected to the negative pressure generating section 33 on the downstream side of the orifice 32.
1 is connected. When the blower 30 is started, the pressure P 33 in the negative pressure generating section 33 gradually rises with a certain time constant due to the inertia of the blower 30, as shown in FIG. 33
=-P= -40mmH2O is reached. This pressure P 33 =-
P=-40 mmH 2 O is transmitted to the supply pipe 22 via the exhaust pipe 21 and the pressurizing chamber 13 . At this time, some air flows in from the nozzle 15, but since the nozzle 15 is small, a negative pressure of approximately the same level as P 33 is applied to the liquid level B, and the negative pressure of P 33 as shown in Fig. 4 is applied to the liquid level B. As the size increases, the liquid level B rises,
They are balanced at the liquid level C.

このつり合い条件は、液面Bと液面Cの高さの
差をh1、液体の密度をρとするとき P33=−P=−h1・ρ である。したがつて液体が灯油である場合のh1は h1=40mm/0.8=50mm (ρ≒0.8g/cm3) となる。
This balance condition is P 33 =-P=-h 1 ·ρ, where h 1 is the difference in height between liquid level B and liquid level C, and ρ is the density of the liquid. Therefore, h 1 when the liquid is kerosene is h 1 = 40 mm/0.8 = 50 mm (ρ≒0.8 g/cm 3 ).

このようにして加圧室13への液体の充填は、
負圧力−Pの発生手段である送風機30を作動さ
せるだけで極めて簡単に行うことができ、かつ、
液面Cが加圧室13よりも高い位置にあるので、
加圧室13内の空気はその浮力により上昇し、自
動的に排気管21より排気され、加圧室13内に
気泡が残留することが防止される。
In this way, the pressurized chamber 13 is filled with liquid,
This can be done extremely easily by simply operating the blower 30, which is a means for generating negative pressure -P, and
Since the liquid level C is higher than the pressurized chamber 13,
The air within the pressurizing chamber 13 rises due to its buoyancy and is automatically exhausted from the exhaust pipe 21, thereby preventing air bubbles from remaining within the pressurizing chamber 13.

また、送風機30の動作を停止し、負圧力−P
=0mmH2Oとするだけで液面Cは下降してBの
位置となり、容易に加圧室13から液体を抜きさ
り空状態とすることができる。
Also, the operation of the blower 30 is stopped, and the negative pressure -P
By simply setting =0 mmH 2 O, the liquid level C drops to the position B, and the liquid can be easily drained from the pressurizing chamber 13 to make it empty.

送風機30を起動し液体が加圧室13内に充填
されてから、圧電振動子18に第5図a,b又は
cのような交流電圧が噴霧すべき平均霧化量ない
しは噴霧タイミングに応じて供給される。
After the blower 30 is started and the liquid is filled in the pressurized chamber 13, an AC voltage as shown in FIG. Supplied.

圧電振動子18は第3図において、ノズル板1
6との接着面と、それに対向する面(同図の左右
の面)に電極が設けられており(図示せず)、第
5図a,b、又はcのような交流電圧の供給に応
じて、第3図の矢印のようにその直径方向の伸縮
歪を生じる。この伸縮歪は、圧電振動子18がノ
ズル板16と相互接着されて非対称バイモルフ振
動体を形成しているのでたわみ振動に変換され
る。このため、ノズル板16と圧電振動子18と
のバイモルフ振動体は、第3図の破線のように加
圧室13の外周を固定端とする円板たわみ振動を
行う。この結果、ノズル15は、その軸方向(第
3図の左右方向)に大きく加振され、加圧室13
内の液体はこの振動による加速度により加速噴射
され第3図のように均一で小粒径の液滴34とな
つて飛翔する。
The piezoelectric vibrator 18 is connected to the nozzle plate 1 in FIG.
Electrodes (not shown) are provided on the adhesive surface with 6 and on the opposing surfaces (left and right surfaces in the same figure), and in response to the supply of alternating current voltage as shown in FIG. 5 a, b, or c. As a result, expansion and contraction strain occurs in the diametrical direction as shown by the arrows in FIG. This expansion/contraction strain is converted into flexural vibration because the piezoelectric vibrator 18 is bonded to the nozzle plate 16 to form an asymmetric bimorph vibrator. Therefore, the bimorph vibrating body of the nozzle plate 16 and the piezoelectric vibrator 18 performs disk deflection vibration with the outer periphery of the pressurizing chamber 13 as a fixed end, as shown by the broken line in FIG. As a result, the nozzle 15 is greatly vibrated in its axial direction (left-right direction in FIG. 3), and the pressurizing chamber 13
The liquid inside is accelerated and jetted due to the acceleration caused by this vibration, and flies as uniform droplets 34 of small diameter as shown in FIG.

この液滴34の大きさは、ノズル15の直径と
圧電振動子18に供給される電圧の大きさ、およ
び周波数によつて決定されるので、第5図a〜c
のように供給電圧のタイミングコントロールによ
り、均一粒径の液滴の単位時間当りの平均発生量
を自由に制御することができる。
The size of this droplet 34 is determined by the diameter of the nozzle 15 and the magnitude and frequency of the voltage supplied to the piezoelectric vibrator 18, so FIGS.
By controlling the timing of the supply voltage, the average amount of droplets of uniform diameter generated per unit time can be freely controlled.

単位時間当りの噴霧量がQ(cc/sec)であると
き、次のような現象が生じる。
When the spray amount per unit time is Q (cc/sec), the following phenomenon occurs.

すなわち、レベラ23から加圧室13を経てノ
ズル15より液滴34が噴射されるわけであるか
ら、この流路を単位時間当りQの液体が流れるこ
とになる。したがつて、この間の流路の流路抵抗
を流量に対する圧力損失で表わし、 γ(mmH2O/cc/sec)とすると ΔP=γ・Q(mmH2O) だけの圧力損失が発生する。
That is, since droplets 34 are ejected from the nozzle 15 from the leveler 23 via the pressurizing chamber 13, Q amount of liquid flows through this channel per unit time. Therefore, if the flow path resistance of the flow path during this period is expressed as a pressure loss with respect to the flow rate, and is γ (mmH 2 O/cc/sec), a pressure loss of ΔP=γ·Q (mmH 2 O) occurs.

この圧力損失ΔPは、第3図に示すように液面
CがΔhだけ低下し、液面C′になるという結果を
引き起すのである。
This pressure loss ΔP causes the liquid level C to drop by Δh and become the liquid level C', as shown in FIG.

もし、この液面C′がさらに低下し、加圧室13
の上端35よりも低い位置まで降下してしまう
と、加圧室13内は液体で満たされた状態ではな
くなつてしまい、キヤビテーシヨンなどにより発
生する加圧室13内の気泡36を加圧室13から
スムーズに排気管21に排出できなくなつてしま
う。すなわち、加圧室13内に空気が残り、ノズ
ル板16の一部に空気が触れるようになるため、
安定な噴霧動作を維持し得なくなるのである。
If this liquid level C' further decreases, the pressure chamber 13
If it falls to a position lower than the upper end 35, the inside of the pressurizing chamber 13 is no longer filled with liquid, and the air bubbles 36 inside the pressurizing chamber 13 generated by cavitation etc. are removed from the pressurizing chamber 13. Therefore, the gas cannot be smoothly discharged into the exhaust pipe 21. In other words, since air remains in the pressurizing chamber 13 and comes into contact with a part of the nozzle plate 16,
It becomes impossible to maintain stable spraying operation.

しかし、もし、液面C′が少なくとも加圧室上端
35よりも高い位置に保たれているならば、気泡
36は第3図のようにスムーズに排気管21へ
と、その浮力により自然に排出されていくので、
安定な噴霧状態を維持しつづけることが可能であ
る。
However, if the liquid level C' is maintained at least higher than the upper end 35 of the pressurizing chamber, the bubbles 36 will be naturally discharged due to their buoyancy, smoothly flowing into the exhaust pipe 21 as shown in Figure 3. Because it will be
It is possible to continue to maintain a stable spray state.

このような条件は、液体が溶存空気を多量に含
む液体である場合には、キヤビテーシヨン気泡の
発生が避け難いので特に重要であり、さらに、ノ
ズル板16と圧電振動子18とより成る振動体の
安定な振動を保証するために不可欠な条件であ
る。この条件を満たすためには、上記の説明から
明らかなように、液面Aから加圧室13の上端3
5までの高さをhとするとき |−P|≧|ρ・h|+|γ・Q| なる関係を満たすことが必要となる。
These conditions are particularly important when the liquid contains a large amount of dissolved air, since the generation of cavitation bubbles is unavoidable. This is an essential condition to ensure stable vibration. In order to satisfy this condition, from the liquid level A to the upper end of the pressurizing chamber 13, as is clear from the above explanation,
When the height up to 5 is h, it is necessary to satisfy the following relationship: |-P|≧|ρ・h|+|γ・Q|

この条件を満たすように、レベラ23、霧化部
10、および送風機30(負圧発生手段)、供給
管22、および排気管21を構成することが重要
である。
It is important to configure the leveler 23, the atomizing section 10, the blower 30 (negative pressure generating means), the supply pipe 22, and the exhaust pipe 21 so as to satisfy this condition.

例えば、−P=−40mmH2O、ρ=0.8g/cm3、γ
=50mmH2O/cc/sec、Q=0.3cc/secである場
合にはhは、 40≧0.8・h+50×0.3 を満たすことが必要であり、 h≦31.3mm となるように、電化部10とレベラ23との高さ
関係を構成することが必要となるのである。
For example, -P= -40mmH2O , ρ=0.8g/ cm3 , γ
= 50mmH 2 O/cc/sec, Q = 0.3cc/sec, h must satisfy 40≧0.8・h+50×0.3, and the electrified part 10 must be set so that h≦31.3mm. Therefore, it is necessary to establish a height relationship between the height and the leveler 23.

このように構成することにより、加圧室13へ
の液体の充填や液体の除去を極めて容易に行うこ
とができ、液体充填過程を含めた起動の自動化を
極めて簡単に実現することができる。そして、動
作停止時は、加圧室13を空状態にしておくこと
が可能であるので液体の変質などに起因する目づ
まりの発生という不都合を防止することができ
る。さらに、霧化動作中において、一般的な容存
空気を多く含む液体の場合に発生するキヤビテー
シヨン気泡を自然に加圧室13から排出し、かつ
加圧室13内を液体で満たした状態を維持して安
定な霧化動作を常に保証することができるので
様々な液体の噴霧を行うことが可能である。
With this configuration, it is possible to very easily fill the pressurizing chamber 13 with liquid and remove the liquid, and it is possible to realize automation of startup including the liquid filling process very easily. Further, when the operation is stopped, the pressurizing chamber 13 can be left in an empty state, so that the inconvenience of clogging caused by deterioration of the liquid or the like can be prevented. Furthermore, during the atomization operation, cavitation bubbles that occur in the case of a liquid containing a large amount of air are naturally discharged from the pressurizing chamber 13, and the state in which the pressurizing chamber 13 is filled with liquid is maintained. Since a stable atomization operation can always be guaranteed, it is possible to perform atomization of various liquids.

第6図は本発明の他の実施例を示す霧化装置の
断面図であつて、第3図と同符号は相当する構造
物であり説明を省略する。
FIG. 6 is a cross-sectional view of an atomizing device showing another embodiment of the present invention, and the same reference numerals as in FIG. 3 indicate corresponding structures, and the explanation thereof will be omitted.

同図において、ノズル15は、ノズル板16の
中央に設けた突起37に設けられており、液滴3
4は図のように放射状に噴射される。
In the same figure, the nozzle 15 is provided on a protrusion 37 provided at the center of the nozzle plate 16, and a droplet 3
4 is injected radially as shown in the figure.

液面Bを液面CないしはC′に吸い上げるための
負圧発生手段は、コンプレツサ38により構成さ
れている。また、液面Aは、固定タンク39とカ
ートリツジタンク40を図のように構成した液面
制御手段23により略一定に制御されている。
The negative pressure generating means for sucking up the liquid level B to the liquid level C or C' is constituted by a compressor 38. Further, the liquid level A is controlled to be substantially constant by a liquid level control means 23 comprising a fixed tank 39 and a cartridge tank 40 as shown in the figure.

また液面制御手段は、第7図に示すようにオー
バフロータンク41とオーバフロータンク41に
タンク42から液体を汲み上げるポンプ43とに
よつて構成することもできる。このような構成に
よつて、制御液面Aをタンク42よりも高い位置
にすることができ、霧化部10のタンク42から
の高さを負圧発生手段の発生する負圧力の大きさ
をあまり大きくしないで高くすることができる。
The liquid level control means can also be constructed of an overflow tank 41 and a pump 43 that pumps liquid from the tank 42 into the overflow tank 41, as shown in FIG. With such a configuration, the control liquid level A can be set higher than the tank 42, and the height of the atomizing section 10 from the tank 42 can be adjusted to the magnitude of the negative pressure generated by the negative pressure generating means. You can make it higher without making it too big.

第8図は、第3図に示した本発明の一実施例の
霧化装置を適用した燃焼機の構成を示す断面図で
あり、第3図と同符号は相当する構造物である。
第8図において、燃焼空気を送る送風機30は、
モータ44、フアン45にて構成され、オリフイ
ス32の下流に負圧発生部33を形成している。
燃焼空気は、フアン45により図の矢印のように
送られ、燃焼室46に多数の噴口47より送られ
る。48は排気筒である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the structure of a combustion machine to which the atomizing device of the embodiment of the present invention shown in FIG. 3 is applied, and the same reference numerals as in FIG. 3 indicate corresponding structures.
In FIG. 8, the blower 30 that sends combustion air is
It is composed of a motor 44 and a fan 45, and forms a negative pressure generating section 33 downstream of the orifice 32.
Combustion air is sent by a fan 45 in the direction of the arrow in the figure, and into a combustion chamber 46 through a number of nozzles 47. 48 is an exhaust pipe.

灯油は、タンク(図示せず)よりパイプ49を
通つてレベラ23に送られ、フアン45によつて
発生される負圧力にて吸い上げられ霧化部10内
の加圧室に満たされる。制御部50からは、霧化
部10の圧電振動子に対して第5図a,b又はc
のような交流電圧が供給され、同時に点火装置5
1が付勢されて噴霧された灯油の粒子34は着火
する。
Kerosene is sent from a tank (not shown) to the leveler 23 through a pipe 49, sucked up by negative pressure generated by a fan 45, and filled into a pressurized chamber in the atomization section 10. The control unit 50 sends a signal to the piezoelectric vibrator of the atomizing unit 10 as shown in FIG.
An alternating current voltage such as
1 is energized and the sprayed kerosene particles 34 are ignited.

そして、噴口47から噴出する空気と混合して
拡散燃焼し、火炎52,53を形成する。54は
熱交換器であり、例えば水などを熱媒体としたも
のである。
Then, it mixes with the air ejected from the nozzle 47 and undergoes diffuse combustion, forming flames 52 and 53. A heat exchanger 54 uses water as a heat medium, for example.

また、55は撹拌板であり、拡散燃焼を良好に
行わせると共に、火炎の長くなるのを防止する。
Further, 55 is a stirring plate, which facilitates diffusion combustion and prevents the flame from becoming long.

このように本発明の霧化装置は、灯油などの溶
存空気を多く含む液体であつても、キヤビテーシ
ヨン気泡をスムーズに排出しつつ、しかも燃焼時
のみ灯油を加圧室に充填させて噴霧させるという
構成をとつた燃焼機を実現することができ、か
つ、ポンプなどを必要とせず、簡単な燃焼機構の
燃焼機とすることができるので、不使用時に灯油
が霧化部内で変質したりすることもなく、常に安
定な燃焼を行うことができる上に、使いやすく低
価格な燃焼機とすることができる。
In this way, the atomization device of the present invention smoothly discharges cavitation bubbles even when using a liquid containing a large amount of dissolved air, such as kerosene, while filling the pressurized chamber with kerosene and atomizing it only during combustion. It is possible to realize a combustion machine with a simple structure, and it does not require a pump or the like and has a simple combustion mechanism, so kerosene does not deteriorate in the atomization part when not in use. Therefore, it is possible to always perform stable combustion, and it is possible to create an easy-to-use and low-cost combustion machine.

発明の効果 以上のように本発明によれば、加圧室にノズル
を臨ませ電気的振動子で加圧室の液体を加振する
構成とし、加圧室と負圧発生手段および液面制御
手段とを排気管および供給管で接続する構成とす
ると共に、負圧力を−P、液面から加圧室の上端
までの高さをh、液体の密度をρ、供給管の流路
抵抗をγ、単位時間当りの噴霧量をQとするとき |−P|≧|h・ρ|+|γ・Q| となるよう構成したので、極めて簡単に加圧室へ
の液体の充填および除去を行うことができ、かつ
キヤビテーシヨンなどによる気泡を自然に加圧室
から排出し安定に噴霧することができる霧化装置
を実現することができる。
Effects of the Invention As described above, according to the present invention, the nozzle faces the pressurizing chamber and the electric vibrator vibrates the liquid in the pressurizing chamber, and the pressurizing chamber, the negative pressure generating means, and the liquid level are controlled. The means is connected with an exhaust pipe and a supply pipe, and the negative pressure is -P, the height from the liquid level to the top of the pressurizing chamber is h, the density of the liquid is ρ, and the flow path resistance of the supply pipe is When γ is the amount of spray per unit time and Q is the amount of spray per unit time, it is configured so that |−P|≧|h・ρ|+|γ・Q| It is therefore possible to realize an atomization device that can carry out atomization, naturally discharge air bubbles caused by cavitation etc. from a pressurizing chamber, and stably atomize.

したがつて、不使用時には加圧室の液体を除去
するという構成とし、使用時のみ自動的に液体を
加圧室に充填して霧化させるという構成が可能で
あるので、ノズルの目づまりや加圧室内での液体
の変質を防止することができ、さらに、溶存空気
を多量に含む一般的な液体も常に安定に霧化する
ことができるので、非常に使い易く汎用性に富ん
だ霧化装置を提供することができる。
Therefore, it is possible to have a configuration in which the liquid in the pressurized chamber is removed when not in use, and the liquid is automatically filled into the pressurized chamber and atomized only when in use, thereby preventing nozzle clogging. It is possible to prevent the deterioration of the liquid in the pressurized chamber, and it is also possible to consistently atomize general liquids containing large amounts of dissolved air, making it extremely easy to use and highly versatile. equipment can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来の霧化装置の断面図、第2図は同
装置の駆動電圧波形図、第3図は本発明の一実施
例を示す霧化装置の断面図、第4図は同霧化装置
の送風機(負圧発生手段)の発生する負圧力の起
動時の立ち上り特性図、第5図a,bおよびcは
同霧化装置の平均霧化量に応じた駆動電圧波形
図、第6図は本発明の他の実施例を示す霧化装置
の断面図、第7図は同霧化装置の液面制御手段の
他の構成を示す断面図、第8図は第3図の霧化装
置を適用した燃焼機の断面図である。 13……加圧室、15……ノズル、18……電
気的振動子、21……排気管、22……供給管、
23……液面制御手段(レベラ)、25……浮子、
30……負圧発生手段(送風機)。
Fig. 1 is a sectional view of a conventional atomizing device, Fig. 2 is a driving voltage waveform diagram of the same device, Fig. 3 is a sectional view of an atomizing device showing an embodiment of the present invention, and Fig. 4 is a sectional view of the same atomizing device. Figures 5a, b, and c are diagrams showing the rise characteristics of the negative pressure generated by the blower (negative pressure generating means) of the atomizer at startup, and Figures 5a, b, and c are drive voltage waveform diagrams corresponding to the average atomization amount of the atomizer. 6 is a sectional view of an atomizing device showing another embodiment of the present invention, FIG. 7 is a sectional view showing another configuration of the liquid level control means of the same atomizing device, and FIG. 8 is a sectional view of the atomizing device shown in FIG. 3. FIG. 13... Pressurized chamber, 15... Nozzle, 18... Electric vibrator, 21... Exhaust pipe, 22... Supply pipe,
23...Liquid level control means (leveler), 25...Float,
30...Negative pressure generating means (air blower).

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 加圧室と、前記加圧室に臨むノズルと、前記
加圧室の液体を加振し前記ノズルより噴霧する電
気的振動子と、前記ノズルより低い位置に液面を
略一定に制御する液面制御手段と、負圧力を発生
する負圧発生手段と、前記液面制御手段および前
記負圧発生手段をそれぞれ前記加圧室に接続する
供給管および排気管とを備え、前記液面から前記
加圧室上端までの高さをh、前記液体の密度を
ρ、単位時間当りの噴霧量をQ、前記負圧力を−
P、前記供給管の流路抵抗をγとするとき、|−
P|≧|h・ρ|+|γ・Q|となるよう構成し
た霧化装置。 2 負圧発生手段を送風機により構成した特許請
求の範囲第1項記載の霧化装置。 3 液面制御手段を浮子を有するレベラにて構成
した特許請求の範囲第1項記載の霧化装置。 4 液面制御手段をカートリツジタンクおよび固
定タンクにて構成した特許請求の範囲第1項記載
の霧化装置。 5 液面制御手段をオーバーフロータンクと汲み
上げポンプとで構成した特許請求の範囲第1項記
載の霧化装置。
[Scope of Claims] 1 A pressurizing chamber, a nozzle facing the pressurizing chamber, an electric vibrator that vibrates the liquid in the pressurizing chamber and spraying it from the nozzle, and a liquid level located at a position lower than the nozzle. a liquid level control means for controlling the pressure to be substantially constant, a negative pressure generation means for generating negative pressure, and a supply pipe and an exhaust pipe that respectively connect the liquid level control means and the negative pressure generation means to the pressurizing chamber. The height from the liquid level to the upper end of the pressurizing chamber is h, the density of the liquid is ρ, the amount of spray per unit time is Q, and the negative pressure is -
P, when the flow path resistance of the supply pipe is γ, |−
An atomizing device configured so that P|≧|h・ρ|+|γ・Q|. 2. The atomization device according to claim 1, wherein the negative pressure generating means is a blower. 3. The atomization device according to claim 1, wherein the liquid level control means is a leveler having a float. 4. The atomization device according to claim 1, wherein the liquid level control means is composed of a cartridge tank and a fixed tank. 5. The atomization device according to claim 1, wherein the liquid level control means is comprised of an overflow tank and a pumping pump.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH034075U (en) * 1989-06-02 1991-01-16

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