CN205628364U - 双流体喷嘴 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供双流体喷嘴，其具备用于限定与微粒大小有关的零件的主要尺寸并用于确保形成在气体喷嘴的下表面与液体喷嘴的上表面之间的间隙即气体喷出间隙的高度为期望值的实用的机构。该双流体喷嘴具备：具有第1液体通道及喷出来自第1液体通道的液体的液体喷出口的液体喷嘴；设于液体喷嘴的顶端且以液体喷出口比液体喷嘴顶端低的方式设置的凹部；具有从液体喷嘴的外周向从液体喷出口喷出的液体供给微粒化用加压气体的气体喷出间隙和气体喷出孔的气体喷嘴，气体喷出间隙通过使与液体喷嘴一体并设置在其顶端平面的微小突起与气体喷嘴紧贴而形成，或通过使与气体喷嘴一体并设置在与液体喷嘴的顶端平面对置的面上的微小突起与液体喷嘴紧贴而形成。

Description

双流体喷嘴

技术领域

本实用新型涉及双流体喷嘴，更具体而言涉及利用液体与气体混流的喷雾装置等的双流体喷嘴。具体的利用领域包括：涂装装置、燃料燃烧装置、加湿器、熨斗、利用气化潜热的冷却扇/冷却器、机床用喷雾润滑装置等。

背景技术

由双流体形成的微粒喷雾发生装置例如公知的是图5所示的形态(参照日本特开平05－337405号公报)。

在图5中，符号5是液体喷嘴，在中央设置液室6并螺纹紧固于喷嘴座7。符号8是设于喷嘴座7的液体通道。液体经过加压，从在喷嘴座7后部螺纹紧固的液体供给管9经由液体通道8、过滤器11向液室6供给。在液体喷嘴5顶端设有微细的液体喷出口10。符号12是液体喷出口10比液体喷嘴5顶端略低并以液体喷出口10为中心的圆形的液体喷嘴凹部12。符号13是气体喷嘴，装设了液体喷嘴5的喷嘴座7装设在气体喷嘴13内(装设方法未公开)。在喷嘴13的顶端设置为气体喷出孔14关于液体喷嘴5的中心轴呈轴对称而直径比液体喷嘴凹部12略大。在气体喷嘴13的侧部连接气体供给管15，从气体通道16经过间隙17向气体喷出孔14供给微粒化用加压气体。因此，从液体喷出口10喷出的液体被气流切断而微粒化。另外，在本实施例中，有液体喷嘴凹部12的情况下，在液体喷出口附近微粒化用气体会产生涡流，该涡流作用于从液体喷出口喷出的液体，则会在液体流中发生湍流，并且发生高速气体的切断作用，因此与没有液体喷嘴凹部12的情况相比，具有促进微粒化的作用。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平05－337405号公报

实用新型内容

实用新型要解决的课题

但是，在上述公知的结构中，微粒的大小与液体、气体的压力、流量、液体喷嘴凹部12的几何形状、液体喷嘴5与气体喷嘴的间隙17的尺寸复杂地相关，而这些关系是非公开的，因此对于在流量的较宽范围内获得所需的微粒直径的实际利用效果，仅有上述公开公报记载的信息是不充分的。并且，由实验结果可知上述间隙17的尺寸对微粒大小的影响最敏感，但是在图5的构成中，间隙17的实体尺寸受到气体喷嘴13与喷嘴座7的相对装配位置、喷嘴座7的高度、气体喷嘴13内侧的高度、液体喷嘴5的高度这4个要素的制造尺寸公差的综合影响，因此难以确保该间隙17的实体尺寸。另外，还存在不易进行具有微小的流道直径的液体喷嘴5的以清洁为目的的分解、再装配的课题。

因此，本实用新型目的是提供一种双流体喷嘴，其具备用于限定与微粒大小有关的零件的主要尺寸并且用于确保间隙17为期望值的实用的机构。

本实用新型的另一目的是获得一种双流体喷嘴，其具备确保上述间隙17并防止漏液的实用的密封单元和用于液体喷嘴5的清洁的分解装配单元。

用于解决课题的方案

上述课题通过具有下述(1)～(7)的方案的双流体喷嘴来解决。

(1)双流体喷嘴，其特征在于，具备：具有第1液体通道及喷出来自该第1液体通道的液体的液体喷出口的液体喷嘴；设于该液体喷嘴的顶端且以上述液体喷出口比上述液体喷嘴顶端低的方式设置的凹部；具有从上述液体喷嘴的外周向从上述液体喷出口喷出的液体供给微粒化用加压气体的气体喷出间隙和气体喷出孔的气体喷嘴，上述气体喷出间隙通过使与上述液体喷嘴一体并设置在该液体喷嘴的顶端平面的微小突起与上述气体喷嘴紧贴而形成，或者通过使与上述气体喷嘴一体并设置在与上述液体喷嘴的顶端平面对置的面上的微小突起与上述液体喷嘴紧贴而形成。

(2)上述(1)的双流体喷嘴，具备：设置有容纳上述液体喷嘴的下部的液体喷嘴容纳用空间，并具有基部和从该基部向上方延伸的缩径上部的喷嘴座；以及设置有容纳使上述液体喷嘴与上述喷嘴座组合而成的装配体的装配体容纳用空间的外壳，还具备：设置在该外壳的上述装配体容纳用空间的周围与上述装配体的外周之间并与上述气体喷出间隙相通的气体通道；与该气体通道相通的气体供给管；以及，设置在上述喷嘴座上，并具有与上述第1液体通道相通的第2液体通道及与该第2液体通道相通的第3液体通道的液体供给管，上述气体喷嘴以与上述外壳之间产生空隙的方式紧固在上述外壳上，并在该空隙内安装弹性密封件，从而防止加压气体漏到上述外壳外。

(3)上述(2)的双流体喷嘴，上述液体喷嘴间隙配合在上述液体喷嘴容纳用空间内，上述喷嘴座间隙配合在上述装配体容纳用空间内。

(4)上述(1)或(2)的双流体喷嘴，上述气体喷出孔是圆筒形或出口侧直径比入口侧直径大的圆锥台形，上述第1液体通道为圆筒形，上述气体喷出孔设置为其中心轴与上述第1液体通道的中心轴的偏心在上述第1液体通道直径的10％以内，上述气体供给管相对于上述液体喷嘴的中心轴倾斜，并朝向液体喷出方向配置。

(5)上述(1)的双流体喷嘴，在将上述液体喷嘴的上述液体喷出口的直径设为φA、将上述气体喷出孔的入口侧直径设为φC时，φC/φA＝1.25～1.55。

(6)上述(1)的双流体喷嘴，在将设置于上述液体喷嘴的顶端且以上述液体喷出口比上述液体喷嘴顶端低的方式设置的凹部的直径设为φB，将深度设为D，且将上述气体喷出孔的入口侧直径设为φC时，φB/φC＝1.25～2，D/φA＝0.2～1.0。

(7)上述(1)的双流体喷嘴，在将上述液体喷嘴的上述液体喷出口的直径设为φA，将设置于液体喷嘴上表面的微小突起的高度设为δ时，δ/φA＝0.08～0.15。

实用新型的效果

本实用新型的双流体喷嘴因为具有上述构成而具有以下所示的效果。另外，该实用新型效果部分中带括号的符号是对实用新型的实施方式部分中的零件、部件等附加的符号。

在本实用新型的双流体喷嘴中，利用由第1液体通道及喷出来自该第1液体通道的液体的液体喷嘴、在该液体喷嘴的顶端设置为液体喷出口比液体喷嘴顶端低的凹部、处于液体喷嘴的外周而向从液体喷出口喷出的液体供给微粒化用加压气体的气体喷嘴构成的喷雾发生喷嘴，在液体喷出口附近微粒化用加压气体会产生涡流，该涡流作用于从液体喷出口喷出的液体，则会在液体流中发生紊乱，进而作用高速气体的切断力，因此能够利用低压力、小流量的气体在喷雾量的较宽的调节范围内获得粒径非常小的喷雾颗粒。

并且，由于仅取决于单一零件液体喷嘴5或气体喷嘴13的加工精度而容易将对喷雾粒径影响最大的液体喷嘴与气体喷嘴的间隔δ确保为期望值。另外，通过使构成零件尺寸相互关联，从而设计容易。并且，采用以上的构成，能够以实用而简易的构造实现加压双流体的密封。如图1及图4所示，气体供给管相对于液体喷出口的中心轴倾斜，并朝向液体喷出方向配置，因此气体的流动比图5的公知技术更加圆滑。

另外，关于对液体或气体所含的灰尘、杂质等造成的喷嘴孔、微小间隙的阻塞进行清洁的方面，在上述公知技术中，难以进行空气喷嘴与喷嘴座间的分解、喷嘴座与液体喷嘴间的分解，但是在本实用新型中，气体喷嘴仅通过解除与外壳的螺纹紧固即可分解，而液体喷嘴仅保持合适的间隙装设于喷嘴座，因此容易进行分解、清洁。

用于实现上述目的的手段是：在液体喷嘴5的液体喷出口侧上表面的一部分上将高度与微小间隙17相等的微小突起与液体喷嘴一体地设置，对气体喷嘴13和喷嘴座7进行螺纹紧固，使其内面与上述微小突起匹配，将液体喷嘴5与气体喷嘴13的微小间隙确保为期望值。

附图说明

图1是本实用新型的实施方式的双流体喷嘴的垂直剖面图。

图2是对图1所示的双流体喷嘴的主要部进行放大表示的垂直剖面图。

图3(a)是图1所示的双流体喷嘴的液体喷嘴的立体图，图3(b)是其垂直剖面图。

图4是本实用新型的另一实施方式的双流体喷嘴的垂直剖面图。

图5是由双流体形成的现有微粒喷雾发生装置的垂直剖面图。

图中：5-液体喷嘴；6-液室；7-喷嘴座；8-第2液体通道；9-液体供给管；10-第1液体通道；10a-液体喷出口；11-过滤器；12-液体喷嘴凹部；13-气体喷嘴；14-气体喷出孔；15-气体供给管；16-气体通道；17-气体喷出间隙；20-外壳；21-装配体容纳空间；22-上平面；23-突起；24-O型环；25-第3液体通道；26-环状凹部；27-装配间隙。

具体实施方式

以下，参照附图对本实用新型的实施方式的双流体喷嘴进行说明。并且，为了容易与图5所示的公知技术进行比较，对于具有和该公知技术相同的功能的零件、部件标记相同名称、相同符号。

图1是表示本实用新型的实施方式的双流体喷嘴的图，图2是其局部放大图。符号5是液体喷嘴，其放大图如图3(a)、图3(b)所示。

本双流体喷嘴1具备：液体喷嘴5、喷嘴座7、气体喷嘴13及外壳20。液体喷嘴5具备：上部扩径部5a、下部缩径部5b及在内部上下贯通形成的第1液体通道10。喷嘴座7具备：基部7a、从基部7a向上方延伸的缩径上部7b、在该缩径上部7b的上方部分设置的圆筒形状孔即液体喷嘴容纳室7c、以及从上述基部7a的底部延伸到上述液体喷嘴容纳室7c的底部的第2液体通道8。优选上述液体喷嘴5的上部扩径部5a的直径和喷嘴座7的缩径上部7b的直径相同。

上述液体喷嘴5装设为其底部缩径部5b在上述喷嘴座7的液体喷嘴容纳室7c内保持微小的游隙。上述第1液体通道10的上端是液体喷出口10a。如图2、图3(a)、图3(b)所示，液体喷嘴5的上平面22是与上述第1液体通道10正交的平面，在该上平面22的一部分上设有在后说明的期望的微小高度δ的突起23。

上述气体喷嘴13具备：圆形的上板13a、以及从该上板13a的周围向下方延伸的圆筒板材13b。在上述上板13a的中央形成气体喷出孔14，并在上述圆筒板材13b的内壁形成阴螺纹13c。虽然上述气体喷出孔14只要其中心轴与上述第1液体通道10的中心轴的偏心在上述第1液体通道直径的10％以内即可，但是其同轴则更加理想。

在上述外壳20上设有收纳喷嘴座7与液体喷嘴5的装配体的圆筒形状孔即装配体容纳空间21。上述喷嘴座7的直径较大的基部7a在上述装配体容纳空间21内以微小的游隙装设。并且，在该外壳20的上部外周壁形成有与上述气体喷嘴13的阴螺纹13c螺合的阳螺纹20a。

在上述气体喷嘴13利用阴螺纹13a、阳螺纹20a紧固装设在上述外壳20的上部时，气体喷嘴13的圆形的上板13a的下表面与设置在上述液体喷嘴5的上平面22上的微小高度δ的突起23紧贴，在没有该突起23的部分上，液体喷嘴5的上平面22与气体喷嘴13的下表面之间形成高度δ的微小间隙即气体喷出间隙17。

上述外壳20的装配体容纳空间21的内壁与上述液体喷嘴5的上部扩径部5a的外周壁及喷嘴座7的缩径上部7b的外周壁之间，形成有与上述气体喷出间隙17连通的气体通道16。在外壳20的外周，气体供给管15以相对于液体喷出口的中心轴倾斜并朝向液体喷出方向的方式设置，该气体供给管15与上述气体通道16相通。

在外壳20的下部，液体供给管9与外壳20一体地设置，在其中心设有与上述第2液体通道8连通的第3液体通道25。

如图2明确所示，在液体喷嘴5顶端以液体喷出口10a为中心设有环状的液体喷嘴凹部12，且液体喷出口10a比液体喷嘴5顶端略低。经由上述气体喷出间隙17喷出的加压气体将从液体喷出口10a喷出的加压液体切断而微粒化。此时，如上述公知技术中详细叙述的那样，从气体喷嘴13的气体喷出孔14喷出的微粒化用气体的一部分，由于液体喷嘴凹部12形成负压而在液体喷出口10a附近产生涡流，该涡流会作用于从液体喷出口10a喷出的液流而发生紊乱，并作用于主流即液流，因此能够以低压力、少流量的气体获得小粒径的喷雾。

例如，在液体为水、气体为空气、第1液体通道10(液体喷出口10a)的直径φA＝0.6mm、水压为100kPa、气压为90kPa、液体喷嘴凹部12的直径φB＝1.2mm、液体喷嘴凹部12的深度D＝0.6mm、气体喷嘴13的直径φC＝0.9mm的情况下，得到δ＝0.06mm、空气流量为4.9l/min、水流量为7.5ml/min、粒径为10～30μm的微细喷雾。

根据各种实验可知，喷雾颗粒的大小取决于加压液体及加压气体的压力、液体及气体的通过通道的几何尺寸，因此为了获得所需粒径，必须保持与主要构成零件的尺寸关系。根据实验，优选φC/φA＝1.25～1.55，φB/φC优选1.25～2，优选D/φA＝0.2～1.0。

最重要的尺寸是为了形成气体喷出间隙17即间隙而在喷嘴5上设置的微小突起23的高度δ，并优选δ/φA＝0.08～0.15，但根据目的来决定该值。在例示的情况下δ＝0.06mm，基于“实用新型要解决的课题”相关部分中记述的理由而难以确保该值。本实用新型不依赖特殊的制造方法，通过设计构成喷嘴的零件的形状、配置而容易确保δ。即如前所述，以喷嘴13圆形的上板13a的下表面与液体喷嘴5的突起23紧贴的方式螺纹紧固在外壳20上，因此微小间隙即气体喷出间隙17的高度δ仅取决于液体喷嘴5的突起23的高度δ的精度。在液体喷嘴5上设置的微小突起23，是利用树脂成型与液体喷嘴5形成为一体，或者通过机械切削形成，从而容易确保δ的精度。上述突起23优选在液体喷嘴5上设置，但是也可以在气体喷嘴13的圆形的上板13a的下表面设置。

另外，在以气体喷嘴13的内面紧贴液体喷嘴5的突起23的方式装配时，在外壳20的上表面与气体喷嘴13的圆形的上板13a的下表面之间设置微小的装配间隙27，避免喷嘴13的上述下表面与外壳20的干涉，确保重要的微小间隙δ。

并且，在外壳20的上表面、上述装配体容纳空间21的周围设置环状凹部26，并在其中配置O型环24，使其与气体喷嘴13的上述下表面接触，利用O型环的弹性回复力来密封气体通道16内的加压气体。

图4是本实用新型的另一实施方式的双流体喷嘴，除了采用树脂成型等使喷嘴座7与外壳20构成为一体之外，是与图1～图3(b)所示双流体喷嘴相同的结构。

Claims (7)

1.一种双流体喷嘴，其特征在于，具备：

具有第1液体通道及喷出来自该第1液体通道的液体的液体喷出口的液体喷嘴；设于该液体喷嘴的顶端且以上述液体喷出口比上述液体喷嘴顶端低的方式设置的凹部；以及，具有从上述液体喷嘴的外周向从上述液体喷出口喷出的液体供给微粒化用加压气体的气体喷出间隙和气体喷出孔的气体喷嘴，上述气体喷出间隙通过使与上述液体喷嘴一体并设置在该液体喷嘴的顶端平面的微小突起与上述气体喷嘴紧贴而形成，或者通过使与上述气体喷嘴一体并设置在与上述液体喷嘴的顶端平面对置的面上的微小突起与上述液体喷嘴紧贴而形成。

2.根据权利要求1所述的双流体喷嘴，其特征在于，

具备：设置有容纳上述液体喷嘴的下部的液体喷嘴容纳用空间，并具有基部和从该基部向上方延伸的缩径上部的喷嘴座；以及设置有容纳使上述液体喷嘴与上述喷嘴座组合而成的装配体的装配体容纳用空间的外壳，

具备：设置在该外壳的上述装配体容纳用空间的周围与上述装配体的外周之间并与上述气体喷出间隙相通的气体通道；与该气体通道相通的气体供给管；以及，设置在上述喷嘴座上，并具有与上述第1液体通道相通的第2液体通道及与该第2液体通道相通的第3液体通道的液体供给管，

上述气体喷嘴以与上述外壳之间产生空隙的方式紧固在上述外壳上，并在该空隙内安装弹性密封件，从而防止加压气体漏到上述外壳外。

3.根据权利要求2所述的双流体喷嘴，其特征在于，

上述液体喷嘴间隙配合在上述液体喷嘴容纳用空间内，上述喷嘴座间隙配合在上述装配体容纳用空间内。

4.根据权利要求1～3任一项所述的双流体喷嘴，其特征在于，

上述气体喷出孔是圆筒形或出口侧直径比入口侧直径大的圆锥台形，上述第1液体通道为圆筒形，上述气体喷出孔设置为其中心轴与上述第1液体通道的中心轴的偏心在上述第1液体通道直径的10％以内，上述气体供给管相对于上述液体喷嘴的中心轴倾斜，并朝向液体喷出方向配置。

5.根据权利要求1所述的双流体喷嘴，其特征在于，

在将上述液体喷嘴的上述液体喷出口的直径设为φA、将上述气体喷出孔的入口侧直径设为φC时，φC/φA＝1.25～1.55。

6.根据权利要求1所述的双流体喷嘴，其特征在于，

在将设置于上述液体喷嘴的顶端且以上述液体喷出口比上述液体喷嘴顶端低的方式设置的凹部的直径设为φB，将深度设为D，且将上述气体喷出孔的入口侧直径设为φC时，φB/φC＝1.25～2，D/φA＝0.2～1.0。

7.根据权利要求1所述的双流体喷嘴，其特征在于，

在将上述液体喷嘴的上述液体喷出口的直径设为φA，将设置于液体喷嘴上表面的微小突起的高度设为δ时，δ/φA＝0.08～0.15。