JP2005270856A - 噴霧器、噴霧装置及び噴霧音低減方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
噴霧ノズルの噴霧時に発生する噴霧音を低減すること。
【解決手段】
噴霧ノズル３と、該噴霧ノズル３を内包し、該噴霧ノズルの噴霧方向に開口部２１を備える複数の噴霧音低減用ケース１、２と、を備える噴霧器Ｓを提供する。また、該噴霧器Ｓを備えた噴霧装置を提供する。さらに、噴霧ノズルから発生する噴霧音を、噴霧ノズル３を内包し、噴霧ノズル３の噴霧方向に開口部２１を備える複数のケース１、２を設けることによって低減する、噴霧音低減方法を提供する。複数の噴霧音低減用ケースで噴霧ノズルを内包することにより、噴霧ノズルから発生する噴霧音を低減することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、噴霧器、噴霧装置及び噴霧音低減方法に関する。より詳細には、複数の噴霧音低減用ケースを備えた噴霧器、噴霧装置及び、該ケースを設けることによって噴霧ノズルから発生する噴霧音を低減する噴霧音低減方法に関する。

一般に、液状物を微細霧状に噴霧する手段として、噴霧ノズルが広く用いられている。例えば、特許文献１、特許文献２に示された噴射ノズルは、二流体ノズルと呼ばれるもので、液体噴射口と気体噴射口を備え、液体噴射口から噴射される液体を気体噴射口からの高速渦流等の気流によって粉砕することにより、粒子径の小さい霧を噴射することができる。

近年、空間内を冷却等するため、集客施設等に噴霧ノズルを設置する場合がある（特許文献３参照）。例えば、噴霧ノズルを用いて空間内に水を噴霧すると、水は微細な粒子として空間内に噴霧され、結露せずに浮遊する。従って、微細な水粒子により、空間内を冷却することができる。
特開平７−１２４５０２号公報 特開２０００−１０７６５１号公報 特開平６−１０９３４１号公報

噴霧ノズルは、噴霧時に、主に高周波領域の噴霧音が発生するという問題があった。特に、二流体ノズルは、液状物と気体の両方をほぼ同時に噴霧するため噴霧音が大きいという問題があった。

そこで、本発明は、噴霧ノズルの噴霧時に発生する噴霧音を低減することを主な目的とする。

上記の技術的課題を解決するために、本発明では、まず、噴霧ノズルと、該噴霧ノズルを内包し、該噴霧ノズルの噴霧方向に開口部を備える複数の噴霧音低減用ケースと、を備える噴霧器を提供する。複数の噴霧音低減用ケースで噴霧ノズルを内包することにより、噴霧ノズルから発生する噴霧音を低減することができる。

前記噴霧音低減用ケースは、噴霧ノズルを内包する第１ケースと、第１ケースを内包し、第１ケースの開口部に一致する位置に開口部を有する第２ケースと、から構成してもよい。第１ケースと第２ケースは、ともに、噴霧音低減作用を有する。

前記噴霧ノズルは、二流体ノズルであってもよい。また、二流体ノズルは、噴霧方向が互いに交差するように設置した複数の二流体ノズルから構成してもよい。二流体ノズルを用いることにより、噴霧の粒子径を小さくすることができる。

本発明に係る噴霧器において、噴霧音低減用ケースを、開閉自在な形態としてもよい。ケースを開閉自在にすることにより、噴霧器のメンテナンスを容易にすることができる。

次に、本発明では、（１）噴霧用の二流体ノズルと、（２）二流体ノズルを内包し、ノズルの噴霧方向に開口部を備える第１ケースと、第１ケースを内包し、第１ケースの開口部に一致する位置に開口部を有する第２ケースと、から構成する噴霧音低減用ケースと、を備え、第１ケースと第２ケースの間の空間を、開口部に向かうように流れる気体の流路として用いる噴霧装置を提供する。

第１ケースと第２ケースの間の空間を気体の流路とし、開口部に向かうように気体を流して、気体を所定方向から噴霧にあてることにより、噴霧形状を略円錐状に維持することができる。そして、噴霧形状を略円錐状に維持することにより、噴射方向の拡散を防止することが可能となるため、到達距離を延長することができる。

第１ケースと第２ケースの間の空間を流れる気体の供給経路は、二流体ノズルに導入される噴霧用気体の供給経路と共通にしてもよい。前記二流体ノズルは、上記と同様に、噴霧方向がお互いに交差するように設置した複数の二流体ノズルから構成してもよい。

また、第１ケースと第２ケースの間の空間内に、空間を流れる気体の整流板を設けてもよい。噴霧ノズルの噴射強度・噴射方向等により、第１ケースと第２ケースの間の空間を流れる気体の適した噴射強度・噴射角度も異なる。そこで、整流板を設けることにより、第１ケースと第２ケースの間の空間を流れる気体の流形を調整し、適した角度から前記気体を噴霧にあてることが可能になる。

その他、本発明に係る噴霧装置は、噴霧開始時には、二流体ノズルの送気停止タイミングが送液停止タイミングよりも早くなるように設定し、噴霧終了時には、送気停止タイミングが送液タイミングよりも遅くなるように設定してもよい。このように設定することにより、噴霧時に二流体ノズルの先端部に生じる液だれや、液がノズルの先端に留まることによる目詰まりを予防することができる。

最後に、噴霧ノズルから発生する噴霧音を、噴霧ノズルを内包し、噴霧ノズルの噴霧方向に開口部を備える複数のケースを設けることによって低減する、噴霧音低減方法を提供する。噴霧ノズルは、前記と同様、二流体ノズルであってもよい。

本発明によって、噴霧ノズルから発生する噴霧音を低減することができる。

以下、本発明に係る噴霧器、噴霧装置及び噴霧音低減方法についての好適な実施形態を、添付図面を参照にしながら説明する。

図１は、噴霧器Ｓを備える噴霧装置の一部横断面模式図である。

図１に示すとおり、噴霧器Ｓは、噴霧ノズル３を内包する第１ケース１と、第１ケースを内包する第２ケース２とを有する。第１ケース１は、噴霧ノズルの噴霧方向に開口する開口部１１を備える。また、第２ケース２も、第１ケースの開口部１１に一致する位置に開口部２１を備える。噴霧ノズル３から噴射された噴霧Ｍは、両開口部１１、２１を通過し、ケース外へ噴射される。

第１ケース及び第２ケースの形状は、噴霧ノズル３を内包していれば、特に限定されず、例えば、略距形状、略卵形状、略球状等、設置場所や目的に応じて適宜形成することができる。

第１ケース及び第２ケースの材質も、特に限定されないが、叩いても音の響かない、いわゆる振動減衰特性の優れたものが好ましい。例えば、ステンレスや合成樹脂製の物を用いれば、簡易かつ低コストで製造することができる。

図１では、噴霧ノズル３は、噴霧方向が互いに交差する二つの二流体ノズル３１、３１を備える。二流体ノズル３１には、噴霧する液体Ｌを供給する液体供給用管４と、気体Ｇ１を供給する気体供給管５が連結する（図１中の配管経路を示す矢印を参照）。二流体ノズル３１は、気体供給管５から供給された気体Ｇ１が、噴射時に高速渦流等の気流となり、液体供給用管４から供給された液体Ｌを粉砕することにより、微細な噴霧Ｍを噴射する。また、図１のように、二つの二流体ノズル３１、３１の噴霧方向が互いに交差するように設置し、噴霧Ｍを互いに衝突させることにより、噴霧Ｍをさらに微細化させることができる。

なお、本発明に係る噴霧器Ｓを用いて噴霧する液体Ｌは、噴霧する目的に応じて適切な液体を用いる。例えば、室内等の冷却・加湿を目的とする場合には、水等を用いることができる。殺菌・除菌等の目的の場合は、殺菌作用・抗菌作用のある液体を用いてもよい。リラクゼーション・アロマテラピー等を目的として、香り成分を含有する液体を噴霧してもよいし、消臭・脱臭を目的とする場合は、消臭成分等を含有する液体を噴霧してもよい。その他、目的に応じて、適宜、噴霧液を選択できる。

二流体ノズル３１に供給される液体Ｌは、液体供給用管４から供給される。液体供給用管４は、第２ケース２に設けられた孔４１、第１ケースに設けられた孔４２を通って、噴霧器Ｓ内に入るように配管され、第１ケース１内の分岐部４３で二つの枝管４４、４４に分岐し、各二流体ノズル３１、３１に連結する。

一方、二流体ノズル３１に供給される気体Ｇ１は、気体供給用管５から供給される。気体供給用管５は、第２ケース２に設けられた孔５１、第１ケースに設けられた孔５２（図２参照）を通って、噴霧器Ｓ内に入るように配管され、第１ケース１内の分岐部５３（図２参照）で二つの枝管５４、５４（図２参照）に分岐し、二流体ノズル３１上の接続部５５で、各二流体ノズル３１、３１に連結する。

送風口６１は、送風管６から供給された気体Ｇ２を噴射することができる。送風口６１から噴射された気体Ｇ２は、気体流路７を通り、開口部２１に向かうように流れ、所定の角度から噴霧Ｍに衝突する。

気体Ｇ２を所定角度から噴霧Ｍに衝突させることにより、噴霧Ｍの噴霧方向、噴霧形状、到達距離を調節することができる。噴霧Ｍは、噴霧ノズル３から噴射されたのち、徐々に略円錐状に拡散しながら飛散する。それに対し、気体Ｇ２は、噴霧Ｍの略円錐形状の外周から噴霧Ｍに向けて送風されるため、噴霧Ｍの拡散を防止して噴霧形状を維持することができ、また、噴霧方向を調節することができる。さらに、噴霧Ｍが必要以上に拡散することを防止することにより、到達距離を延長することができ、噴霧装置から数メートル離れた箇所でも、一定の噴霧密度を維持できる。

図２は、噴霧器Ｓを備える噴霧装置の一部縦断面模式図である。

図１と同様、噴霧器Ｓは、噴霧ノズル３を内包する第１ケース１と、第１ケースを内包する第２ケース２とを備え、噴霧ノズル３は、噴霧方向が互いに交差する二つの二流体ノズル３１から構成されている。

液体供給用管４は、第２ケース２、第１ケース１を貫通して、噴霧器Ｓ内に入り、第１ケース１内の分岐部４３で二つの枝管４４に分岐して、二流体ノズル３１に連結する。気体供給用管５は、第２ケース２、第１ケースを貫通し、第１ケース１内の分岐部５３で二つの枝管５４に分岐し、二流体ノズル３１上の接続部５５で、各二流体ノズル３１に連結する。

送風管６は、送風口６１から噴射される気体Ｇ２を供給する。送風口６１から噴射された気体Ｇ２は、気体流路７を通り、開口部２１に向かうように流れ、所定の角度から噴霧Ｍに衝突し、噴霧Ｍの噴霧方向、噴霧形状、到達距離を調節する。

本発明に係る噴霧装置は、気液供給調節システム８を備える構成にしてもよい。気液供給調節システム８を設けることにより、二流体ノズル３１と連結する液体供給用管４と気体供給用管５、及び、送風管６の、各噴射タイミングを調節することができる。

例えば、液体供給用管４から供給される液体Ｌの送液タイミングと気体供給用管５から供給される気体Ｇ１の送気タイミングを調節することにより、噴霧ノズル３の液だれを防止できる。つまり、噴霧開始時には、二流体ノズルの送気停止タイミングが送液停止タイミングよりも早くなるように設定し、噴霧終了時には、送気タイミングが送液タイミングよりも遅くなるように設定することにより、液だれを防止できる。

また、例えば、送風管６から供給される気体Ｇ２の噴射タイミングを、気液供給調節システム８によって調節することにより、噴霧Ｍの噴射方向、到達距離等を一定に保つことができる。その場合、送風口６１から噴射される気体Ｇの噴射開始タイミングを、噴射ノズル３からの噴射開始タイミングよりも早くするように設定し、送風口６１から噴射される気体Ｇ２の噴射終了タイミングを、噴射ノズル３からの噴射終了タイミングの後まで噴射するように設定すればよい。

その他、気体供給管３３から供給される気体Ｇ１と送風管６１から供給される気体Ｇ２の供給経路を共通にしてもよい。両管の気体供給経路を共通にすることにより、噴霧器Ａの省スペース化を図ることができる。

図２に示すように、最外側のケース２に固定用部材９を設けてもよい。固定用部材９を設けることにより、噴霧装置を天井面、壁面等に取り付け可能になる。また、噴霧器Ａを固定して用いるのではなく、手持ち可能な状態で使用する場合は、最外側のケースに手持ち部（図示せず）を設けてもよい。

図３は、気液供給調節システム８における噴射タイミングの調節手段の一例を示した模式図である。

まず、図３中に示された符号３１は、二流体ノズルを簡略に示している。二流体ノズル３１に液体Ｌを送り込むための液体経路Ａは、液体供給用管４を介して二流体ノズル３１と接続し、圧縮気体Ｇを送り込むための気体経路Ｂは、気体供給用管５を介して二流体ノズル３１と接続する。送風管６へ供給される気体Ｇ２は、気体経路Ｂのいずれかの箇所から分岐するように設計してもよいし、気体経路Ｂとは独立した経路を設けてもよい。

液体経路Ａでは、液体Ｌが、符号Ａ１で示す減圧弁によって所定の圧力に調整されたのち、経路途中に配置された液体切換用エアオペレート弁Ａ３へ送り込まれる。この液体切換用エアオペレート弁Ａ３には、圧縮気体Ｇによって液体切換用エアオペレート弁Ａ３の切換えを行うメーターインタイプのスピードコントローラＡ４が付設されている。なお、符号Ａ５は、減圧弁Ａ１に付設された圧力計を示している。

一方の気体経路Ｂでは、図示しないエアーポンプから送り込まれる圧縮気体Ｇが、減圧弁Ｂ１によって圧力調整を行ったのち、圧縮気体切換用の５ポート電磁弁Ｂ２を通り、圧縮気体切換用エアオペレート弁Ｂ３に送り込まれる。圧縮空気切換用エアオペレート弁Ｂ３には、圧縮気体Ｇによって圧縮気体切換用エアオペレート弁Ｂ３の切換えを行うためのメーターアウトタイプのスピードコントローラＢ４が付設されている。なお、符号Ｂ５は、減圧弁Ｂ１に付設された圧力計を示している。

以下、「噴霧開始時のシステム経路」の構成及び噴霧開始手順について説明する。

二流体ノズル３１からの噴霧作業を開始するにあたって、まず、５ポート電磁弁Ｂ２に通電を行うと、減圧弁Ｂ１を通過した圧縮気体Ｇは、５ポート電磁弁Ｂ２から、スピードコントローラＢ４を介して圧縮気体切換用エアオペレート弁Ｂ３へ流れるとともに、スピードコントローラＢ４を介して液体切換用エアオペレート弁Ｂ３へ流れる。

ここで圧縮気体切換用オペレート弁Ｂ３の弁の切り替えは、メーターアウトタイプのスピードコントローラＢ４によって制御されているため、圧縮気体Ｇは、スピードコントローラＢ４によってすばやくエアオペレート弁Ｂ３を切り換え、圧縮気体Ｇを二流体ノズル３１に送りこむ。

一方の液体切換用オペレート弁Ａ３の弁の切り替えは、メーターインタイプのスピードコントローラＡ４によって制御されているので、圧縮気体Ｇはニードル弁によって流量が制限され、液体切換用エアオペレート弁Ａ３をゆっくり切り換える。このため、液体Ｌは、圧縮気体Ｇよりも遅れて二流体ノズル３１に送られるようになる。

これにより本噴霧システムでは、噴霧開始時に、液体Ｌが圧縮気体Ｇよりも先に二流体ノズル３１から吐出することがなくなることから、いわゆる「液ダレ」が有効に防止される。

次に、「噴霧終了時のシステム経路」の構成及び噴霧終了手順について説明する。

二流体ノズル３１からの噴霧作業を終了するにあたって、５ポート電磁弁Ｂ２への通電を停止した時には、圧縮気体Ｇは、５ポート電磁弁Ｂ２から液体切換用エアオペレート弁Ａ３に流れ、液体切換用オペレート弁Ａ３の弁を切り換える。

この際、圧縮気体切換用エアオペレート弁Ｂ３と液体切換用エアオペレート弁Ａ３及びその近傍に残存している残存圧縮気体は５ポート電磁弁Ｂ２から排出される。

その時、液体切換用エアオペレート弁Ａ３等の残存圧縮気体は、スピードコントローラＡ４を経由する。このスピードコントローラＡ４は、メーターインタイプであるので、残存圧縮気体は、迅速に排出され、液体Ｌを瞬時に遮断する。

これに対して、圧縮気体切換用エアオペレート弁Ｂ３には、上記したように、メーターアウトタイプのスピードコントローラＢ４が付設されている。このため、残存圧縮気体はニードル弁で流量を制限されることになり、このエアオペレート弁Ｂ３をゆっくり切り換えることになる。

これにより、二流体ノズル３１へ送りこまれていた噴霧用の圧縮空気Ｇは、液体Ｌよりも遅れて停止するようになるので、噴霧終了時の二流体ノズル３１からの液ダレを有効に防止することができる。

なお、本発明に係る噴霧システムにおいて、噴霧と停止を頻繁に繰り返した場合、液体切換用エアーオペレートバルブの切換用スプリングの寿命がシステムの寿命を決めることになると考えられる。一般に、通常のバルブの製造メーカーが保証する範囲は２００万〜３００万回とされており、この限界を超えると切換動作の不良による液の噴出、あるいは液ダレが起こることになる。

そこで、圧縮気体切換用エアオペレート弁Ｂ３は、エアースプリングリターン方式を採用し、液体切換用エアオペレート弁Ａ３にはエアーによる複動式の弁を採用するのが好適である。これによって、スプリングによる弁の切換を完全に排除することができる。

これによって弁の寿命を大幅に伸ばすことになり、特殊な外的要因による損傷が無い限り、システムは従来の数倍の寿命を確保できる。

図４は、整流板７１を設けた噴霧装置の内部構造の模式図である。

図４に示すように、気体流路７には、送風口６１から噴射され開口部２１に向かうように流れる気体Ｇ２の流れを調節する整流板７１を設けてもよい。整流板７１を設けることにより、気体Ｇ２の噴霧Ｍへの衝突方向を調節することができる。

図５は、噴霧器Ｓを備えた噴霧装置の外形の一例を示した模式図である。

噴霧器Ｓの外形は、用途・使用方法等に応じて適宜設計することができる。例えば、屋内の所定箇所に固定して設置する場合は、最外側のケースに固定部材の取り付け部を設けてもよい（例えば、図２の符号９参照）。また、噴霧器Ｓを固定して用いるのではなく、手持ち可能な状態で使用する場合は、最外側のケースに手持ち部（図示せず）を設けてもよい。

また、図５のように、第２ケース２の上面２２又は下面２３を平面にして、屋内の天井面や壁面等に設置しやすいように形成することもできる。その場合、本発明に係る噴霧器Ａを天井面等に直接接着して設置できる利点がある。また、天井面にぶら下げて設置したり、固定部材を用いて天井面、壁面等に設置したりする場合でも、省スペース化を図ることができる利点がある。

その他、噴霧器Ｓ又は該噴霧器Ｓを備えた噴霧装置は、広い空間を有する集客施設に特に有効である。広い空間を有する集客施設に噴霧する場合、広い空間に噴霧するため、噴霧圧を高めて噴霧Ｍの到達距離を高める必要がある。一方、噴霧圧を高めると噴霧音が大きくなり、多くの人に不快感を与えるため、集客施設には不向きである。本発明に係る噴霧器Ａを用いれば、噴霧圧を高めても噴霧音を低減できるため、広い空間内に均一にかつ静かに噴霧できる利点がある。

図６は、開閉自在な形態のケースを備えた噴霧装置の一例を示した外観斜視図である。

図６に示すとおり、第１ケース１と第２ケース２は、それぞれ、開閉自在な形態とすることができる。開閉自在な形態を備えることにより、内包する噴霧ノズル３や、噴霧器Ｓのメンテナンスを簡易に行うことができる。

なお、開閉手段は、図６のものに限定されない。例えば、第２ケース２の上面２２の周縁部２４、２５、２６のうち、符号２４、２５の部分は、開閉自在に切り離し、符号２６の部分を第２ケースと遊離不可能に形成することにより、開閉自在な形態を備えることができる。また、第２ケース２の上面２２を蓋状にし、第２ケース２の上面２２の周縁部２４、２５、２６をすべて第２ケースと遊離可能に形成することによっても、開閉自在な形態を備えることができる。

本発明に係る噴霧器の試作品を作製し、該試作品の噴霧音の低減作用を下記の方法で調査した。

噴霧器の試作品として、前記実施形態に基づき、市販されている厚さ２ｍｍのプラスチック製の大小の卵形ケースを用いて、図面に示したものと同様の形状のものを作製した。

前記試作品を用いて噴霧圧３ＭＰａで噴霧し、噴霧時の騒音を、騒音計（小野測器製、ＬＡ−２１５）で測定し、該測定値を周波数分析器（小野測器製、ＬＡ−０２２）で分析した。計測は、噴霧器のノズル方向を水平に設置し、ノズル先端から水平面より４５度前下方の１ｍ離れた地点で行った。結果を表１に示す。

表１に示す通り、むき出しの噴霧器と比較して、試作品の噴霧器は、特に、１０００Ｈｚ以上の周波数で、減音効果が見られた。従って、本発明に係る噴霧器Ａには、噴霧音低減作用があることが実証された。

本発明に係る噴霧器、噴霧装置及び噴霧音低減方法は、噴霧時に生じる不快音を低減でき、産業上有用である。

噴霧器Ｓを備える噴霧装置の一部横断面模式図。 噴霧器Ｓを備える噴霧装置の一部縦断面模式図。 気液供給調節システム８における噴射タイミングの調節手段の一例を示した模式図。 整流板７１を設けた噴霧装置の内部構造の模式図。 噴霧器Ｓを備えた噴霧装置の外形の一例を示した模式図。 開閉自在な形態のケースを備えた噴霧装置の一例を示した外観斜視図。

符号の説明

１ 第１ケース
２ 第２ケース
３ 噴霧ノズル
４ 液体供給用管
５ 気体供給用管
６ 送風管
７ 気体流路
７１ 整流板
８ 気液供給調節システム
Ｇ 気体
Ｌ 液体
Ｓ 噴霧器

Claims (12)

1. 噴霧ノズルと、該噴霧ノズルを内包し、該噴霧ノズルの噴霧方向に開口部を備える複数の噴霧音低減用ケースと、を備える噴霧器。
2. 前記噴霧音低減用ケースは、前記噴霧ノズルを内包する第１ケースと、該第１ケースを内包し、前記第１ケースの開口部に一致する位置に開口部を有する第２ケースと、から構成されていることを特徴とする請求項１記載の噴霧器。
3. 前記噴霧ノズルは、二流体ノズルであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の噴霧器。
4. 前記二流体ノズルは、噴霧方向が互いに交差するように設置された複数の二流体ノズルから構成されたことを特徴とする請求項３記載の噴霧器。
5. 前記噴霧音低減用ケースは、開閉自在な形態であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の噴霧器。
6. 噴霧用の二流体ノズルと、
   該二流体ノズルを内包し、該ノズルの噴霧方向に開口部を備える第１ケースと、該第１ケースを内包し、前記第１ケースの開口部に一致する位置に開口部を有する第２ケースと、から構成された噴霧音低減用ケースと、を備え、
   前記第１ケースと第２ケースの間の空間が、前記開口部に向かうように流れる気体の流路として用いられた噴霧装置。
7. 前記気体は、前記二流体ノズルに導入される噴霧用気体と共通供給経路から送り出される気体であることを特徴とする請求項６記載の噴霧装置。
8. 前記二流体ノズルは、噴霧方向がお互いに交差するように設置された複数の二流体ノズルから構成されたことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の噴霧装置。
9. 前記第１ケースと第２ケースの間の空間内に、該空間を流れる気体の整流板が設けられていることを特徴とする請求項６から８のいずれか一項に記載の噴霧装置。
10. 噴霧開始時には、前記二流体ノズルの送気停止タイミングが送液停止タイミングよりも早くなるように設定され、噴霧終了時には、前記送気停止タイミングが前記送液タイミングよりも遅くなるように設定されたことを特徴とする請求項６記載の噴霧装置。
11. 噴霧ノズルから発生する噴霧音を、該噴霧ノズルを内包し、該噴霧ノズルの噴霧方向に開口部を備える複数のケースを設けることによって低減する、噴霧音低減方法。
12. 前記噴霧ノズルは、二流体ノズルであることを特徴とする請求項１１記載の噴霧音低減方法。