JPH04131157A - 超音波アトマイザ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 退ノじＬ」 本発明は、超音波アトマイザ（超音波霧化装置）に関し
、より詳細には、超音波駆動される拡径管状後方に向け
液噴射するノズルの材質に関する。

丈米孜東 最近、エネルギ利用の効率化、地球環境の浄化、特に地
球温暖化に向けて炭酸ガス排出規制、酸性雨対策等、化
石燃料に伴う全地球的な環境問題が取りあげられている
。化石燃料としての石油は、工業用燃料、ガソリン、軽
油、重油の液体燃料として消費され、前記の地球環境問
題の主な対象となっており、これら化石燃料の効果的利
用基準に対する要望も年々高まっている。超音波アトマ
イザは、この要望に沿ったもので、石油等の液体燃料の
燃焼効率はこれら液体燃料の粒子の大きさに依存するこ
とから、超音波振動により液体燃料をせん断微粒化し噴
霧することによりボイラー、カスタービン等の燃焼効率
を向上させるものであり、また、電子制御されたガソリ
ン、ディーゼルエンジン等の内燃機関の噴射弁に適用す
ることにより同様の効果か得られる。更には、液体燃料
の霧化の面のみでなく一般の工業用として、または食品
］−業用としての湿度管理、例えばファイシセラミック
ス、食品の粉体の加湿、タバコ製造工程、生鮮食品加工
工程等多方面に亘り超音波アトマイザは加湿手段どして
注目されている。

第２図は、従来の超音波アトマイザの構造図で、図中、
２１はホーン、２２．２２は圧電素子、２３．２３は端
子、２４．２４は圧接子、２５は接続子、２６は霧化部
、２７は第１ホルタ、２８は支持用フランジ、２９は弾
性リング、３０はストップリング、３１は流体通路、３
２は給液管、３３は第２ホルタ、３４はパツキン、３５
はノズル、３６は環状ミゾ、３７はねじ、３８は接続ボ
ルト、３９は治具穴である。上記構成要素からなる従来
の超音波アトマイザは、端子２３．２３を有する圧電素
子２２．２２を圧接子２４．２４で圧接してなるランジ
ュバン形圧電振動子と、接続子２５と拡径管状の霧化部
２６とを一体形成したホーン２１を軸とし、第１ホルタ
２７と第２ホルダ３３とからなる筒状体内に、前記ホー
ン２］の節部に設けた支持フランジ２８において弾性リ
ング２９を介して弾性支持されストップリング３０で固
着される。第１ホルタ２７には給液管３２に連通する流
体通路３１が設けられている。第１ホルダ２７と第２ホ
ルダ３３とは別体に作られパツキン３４を介しねじ３７
で螺着される。第２ホルダ３３内部には霧化部２６の後
部面に向けて霧化液を噴射する複数のノズル３５が等間
隔で環状に穿孔され、また、パツキン３４には環状溝３
６に相当する円上の複数位置に穴が穿孔され噴射液を流
体通路３１か１うノズル３５に供給可能にしている。こ
のため各々のノズル３５は、第１ホルダ２７と第２ホル
ダ３３間に圧接されたパツキン３４との接合面に対向し
て該第１ホルダ２７および第２ホルダ３３とに穿設され
た環状溝３６を経て流体通路３］に連通している。なお
、治具穴３９は第２ホルタ３３を第１ホルダ２７にねじ
込むための治具（図示せず）を介装するための穴である
。

斜上の超音波アトマイザは、ランジュバン形圧電振動子
の端子２３．２３に超音波駆動電源を印加することによ
りホーン２１は支持フランジ２８を節とし霧化部２６を
腹部として超音波振動する。

ノズル３５から噴射された噴射液は、拡径管状の霧化＠
２６の背後面に液膜を形成し、この液膜は超音波振動に
よりせん断微粒化霧化部２６の外周から霧化し拡散され
る。

′来術の１　点 以上に述べた従来の超音波アトマイザはホーン２１の節
部が支持フランジ２８を有し、腹部には拡径管状の霧化
部２６を有しているため支持ホルダーを一体のまま挿通
することはできず、ホーン２〕の他の節部において２分
し、各々を接続ボルト３８で接合していた。しかし、ホ
ーン２１を２分し接合することは、振動特性のバラツキ
か増大し、又、機械的破損の可能性が増大する結果とな
る。

また、ノズル３５を流通路３８と連通ずるため第１ホル
ダ２７と第２ホルダ３３とに分割して別個に加工する必
要があり、しかも第２ホルダ３３内に軸に傾斜した角度
でノズル３５を穿孔することは困難でありノズル３５の
ノズル径が小径になるほど困難さを増す等の問題点があ
り、また、上記の如く傾斜して穿孔されたノズル３５に
換えて第１ホルダ２７に管状のノズルを植設する場合は
、前記第１ホルダ２７の環状側面に直管のノズルを埋設
してホーン２１を挿通し支持組立後、前記直管のノズル
を所定角度湾曲させる工程をとるが、組立後直管のノズ
ルを正しく所定角度で湾曲することは困難であった。

間団点解、の手 本発明は、斜上の実情に鑑みなされたもので、共振子を
同一素材から一体形成してホーンの加振効率を向上させ
るとともにノズルを使用温度において霧化部に向けて所
定角度で湾曲する形状を記憶し、組立温度において直管
状の形状記憶材をホルダに植設することにより組立容易
で正確な角度で霧化部に液噴射する効率の良い超音波ア
トマイザとすることを目的としてなされたもので、（１
）端部に拡径管状の霧化部を有した一体成形体で超音波
駆動されるホーンと、該ホーンを節部において弾性支持
し外周に液体源に連通ずる環状溝を穿設した円筒状のホ
ルダーと、前記環状溝外周を封止した該環状溝に一端を
開口し他端を前記霧化部に向けた複数のノズルとからな
り該ノズルから霧化部に向け噴射した液体を霧化するア
トマイザにおいて、前記ノズルを直管状とし、該直管状
管を変態温度において霧化部に向け所定角度で湾曲し使
用温度の低温時に前記湾曲形状を記憶する形状記憶材か
らなるとしたこと、更には、（２）前記ノズルを該ノズ
ルの湾曲部のみを形状記憶材としたことを特徴としたも
のである。

１−見一貫 第１図は、本発明の超音波アトマイザの構造図で、図中
、１はホーン、２はランジュバン形圧電振動子、３は霧
化部、４はホルダ、５は支持フランジ、６は弾性リング
、７はストップリング、８は給液管、９は流体通路、１
０は環状溝、１〕は帯状リング、１４はノズル（流路管
）、１５はカバーである。上記構成要素からなる超音波
アトマイザは、同一素材から一体成形したホーン１に超
音波駆動するう〉シュパン形の圧電振動子２（部分のみ
を図示）を一体に固着し、前記ホーンｌの節部に設けら
れた支持フランジ５の外周においてホルダ４と弾性リン
グ６を介して弾性支持され、ストップリング７で固定さ
れる。

前記ホルダ４の外周面には環状溝】Ｏが設けられ該環状
溝１０には給液管８と連通ずる流体通路９が開口してい
る。更に、環状溝１０には等しい間隔で透孔１３が設け
られ霧化部３側に開口している。該透孔１３には直管状
のノズル（流路管）１４が挿着され、環状溝１０外周に
は帯状リング１１覆被されスポット溶接〕２等で封止さ
れる。

ノズル（流路管）１４は形状記憶合金、例えば銅基台金
等の直管でできている。周知のように形状記憶効果は、
マルテンサイト変態温度と逆変体温度の差か小さく熱弾
性マルテンサイト変態を起こす合金に変形力を加えて塑
性変形させた後、これを加熱すると合金の形状が塑性変
形前の元の形状に戻る現象で、変態温度で塑性変形し冷
却すると、この変形が記憶される。また、温度とたわみ
との間に合金によって異なる特性曲線を有しており、合
金の変形はこの温度たわみ特性に従って生ずる。

特に銅基合金（銅−亜鉛−アルミニウム合金）は変態温
度が低いため加工し易い特徴をもっている。

該記憶合金のノズル（流路管）１４を直管状態のまま透
孔１３にスポット溶接等で挿着し、使用温度で所定の曲
げ変形し、その後形状記憶合金のノズル１４を高温（例
えば８０℃）に加熱し、冷却後は、形状記憶に従って所
定の曲げ形状になる。

斜上において形状記憶合金を銅基形状記憶合金としたが
、変態温度は高いがチタン−ニッケル（Ｔｉ　−Ｎｊ）
系の形状記憶合金でもよい。また、合金の形状記憶合金
のみでなく樹脂系の形状記憶材、例えばポリノルギネン
樹脂も含まれる。要は拡径管状の霧化部３および支持フ
ランジ５等の大きい径の部分を含み一体形成されたホー
ン１に対してノズル１４を配設し、配設後霧化部３の背
後に向け効率よい角度で湾曲する湾曲形状を形状記憶す
る形状記憶材のノズル１４であればよい。

一般に、形状記憶合金は高価であり、全体のノズル１４
を形状記憶合金とすると高価になるので、曲げ変形させ
る部分のみを形状記憶合金とし、他の流路管部分は通常
の金属管とすれば安価なノズル］４ができる。ノズル１
４を曲げ変形した後カバー１５をホルダ４外周にスポッ
ト溶接等で溶着する。斜上において、環状溝］Ｏをホル
ダ４外周に穿設したが、該環状溝１０に替えて、リング
状管路（図示せず）として前記ノズル１４を装着し、該
リング状管路をホルダ４に同心状に固設してもよい。

力−−−！ 以上の説明から明らかなように、本発明によると ■ホーン１は同一素材から一体に加工できるので振動特
性のバラツキが小さくな９ノ、高い効率の振動子とする
ことができる。

■ホルダ４，１個のみでホーン１およびノズル１４を保
持でき安価で簡易な構造となり工数も低滅できる。

■ホーン１の接合部がなくなるので、機械的破損の可能
性を低下させることができる。

等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の超音波アトマイザの組立図、第２図
は、従来の超音波アトマイザの組立図である。 １・・・ホーン、２・・・圧電振動子、３・霧化部、４
・・ホルダー、５・・・支持フランジ、６・・・弾性リ
ング、９・・流路管、１０・・・環状溝、１４・・・ノ
ズル、１５・・カバー 特許出願人　　オーバル機器工業株式会社（ほか１名） 第 Σ 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、端部に拡径管状の霧化部を有した一体成形体で超音
   波駆動されるホーンと、該ホーンを節部において弾性支
   持し外周に液体源に連通する環状溝を穿設した円筒状の
   ホルダーと、前記環状溝外周を封止した該環状溝に一端
   を開口し他端を前記霧化部に向けた複数のノズルとから
   なり該ノズルから霧化部に向け噴射した液体を霧化する
   アトマイザにおいて、前記ノズルを直管状とし、該直管
   状管を変態温度において霧化部に向け所定角度で湾曲し
   使用温度の低温時に前記湾曲形状を記憶する形状記憶材
   からなるとしたことを特徴とする超音波アトマイザ。 ２、前記ノズルを該ノズルの湾曲部のみを形状記憶材と
   したことを特徴とする請求項１記載の超音波アトマイザ
   。