JP2011161309A - Atomizing nozzle device - Google Patents

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Takao Yokumoto
貴生 浴本
Naoki Kaguchi
直樹 蚊口
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nozzle device capable of efficiently generating fine droplets substantially free of large droplets and of cooling or humidifying the atmosphere. <P>SOLUTION: The nozzle device includes a nozzle 1 (such as a single-fluid nozzle) that sprays droplets (mist) in a conical form by ejecting a pressurized liquid, and a separation unit 4. The separation unit 4 includes a cylindrical body 5, a separation plate 7 disposed in the vicinity of a spray hole 2 to separate droplets present in the periphery of the spray wherein large droplets are intermingled, an opening 8 formed in the separation plate 7 to allow fine droplets present in the inner area of the spray to pass therethrough, a porous body or an absorber body 9 attached to the inner face of the separation plate 7, and a hood 5a extending from the separation plate 7 in the forward direction. The atmosphere is humidified or cooled utilizing the vaporization and the latent heat of evaporation of the fine droplets having passed through the opening 8. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、加湿、冷却などに有用な微小の水滴(例えば、低流速の微小液滴)を生成するのに適した微粒化ノズルを備えたノズル装置に関する。   The present invention relates to a nozzle device equipped with a fine atomizing nozzle suitable for generating fine water droplets (for example, low flow velocity fine droplets) useful for humidification, cooling, and the like.

加湿、冷却などのために水を微粒子化して噴霧するノズルとして、2MPa以上の高圧で、微小径のオリフィスから噴霧する一流体ノズルが知られている。このノズルは、超音波による加湿、二流体(水と空気など)を用いた加湿に比較して、エネルギー消費が著しく少ないという利点がある。   As a nozzle that atomizes and sprays water for humidification and cooling, a one-fluid nozzle that sprays from a small-diameter orifice at a high pressure of 2 MPa or more is known. This nozzle has an advantage that energy consumption is remarkably reduced as compared with humidification using ultrasonic waves and humidification using two fluids (water and air, etc.).

しかし、水を加圧して噴霧するため、噴霧水滴の粒径分布が広く、噴霧水滴の全体を微粒化できない。そのため、ノズルの高さなどを調整することが行われている。例えば、特開2006−177578号公報(特許文献1)には、水をミストとして噴霧して対象の空間の温度を低下する降温用噴霧システムにおいて、水をミストとして噴霧する噴霧ノズルの設置高さとミストの噴霧量を、上記噴霧ノズルから噴霧されるミストのザウター平均粒径に基づいて設定することが開示されている。この噴霧システムでは、ミストのザウター平均粒径に基づいて噴霧ノズルの設置高さおよびミストの噴霧量を設定することにより、人を濡らすことなく適切に冷却している。   However, since water is pressurized and sprayed, the sprayed water droplets have a wide particle size distribution, and the entire sprayed water droplets cannot be atomized. For this reason, the height of the nozzle is adjusted. For example, JP 2006-177578 A (Patent Document 1) describes the installation height of a spray nozzle that sprays water as mist in a temperature-falling spray system that sprays water as mist to lower the temperature of a target space. It is disclosed that the spray amount of mist is set based on the Sauter average particle diameter of mist sprayed from the spray nozzle. In this spray system, the installation height of the spray nozzle and the spray amount of the mist are set appropriately based on the Sauter average particle diameter of the mist, thereby properly cooling the person without getting wet.

しかし、夏などの高温期にミストの蒸散による潜熱を利用して雰囲気の冷却に利用する場合、噴霧距離を長くする必要がある。一方、加湿に利用する場合、加湿のための吸収距離を長く設計するとともに、蒸発しない水滴を所定の装置で除去する必要があり、装置全体が大型化し、コンパクトな噴霧ノズル装置とすることが困難である。   However, when it is used for cooling the atmosphere by using latent heat due to mist evaporation in a high temperature period such as summer, it is necessary to increase the spray distance. On the other hand, when it is used for humidification, it is necessary to design a long absorption distance for humidification and to remove water droplets that do not evaporate with a predetermined device, which makes the entire device larger and difficult to make a compact spray nozzle device. It is.

特開2006−177578号公報(段落[0006][0007])JP 2006-177578 A (paragraphs [0006] [0007])

従って、本発明の目的は、粗大な水滴を実質的に含まず、微小水滴を効率よく生成できるノズル装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a nozzle device that can substantially generate minute water droplets without substantially containing coarse water droplets.

本発明の他の目的は、粗大な水滴を効率よく除去でき、噴霧水滴の粒径分布幅の狭い微小水滴を生成できるノズル装置を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a nozzle device capable of efficiently removing coarse water droplets and generating fine water droplets having a narrow particle size distribution width of sprayed water droplets.

本発明のさらに他の目的は、噴霧距離を調整することなく、雰囲気を有効に冷却または加湿可能なノズル装置を提供することにある。   Still another object of the present invention is to provide a nozzle device capable of effectively cooling or humidifying the atmosphere without adjusting the spray distance.

本発明の別の目的は、エネルギー消費が少なくコンパクトなノズル装置を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a compact nozzle device with low energy consumption.

本発明者らは、錘状の噴霧外周域に大きな水滴が混在し、内方域には大きな液滴が存在せずに非常に小さな液滴が占めていることに着目し、前記課題を達成するため鋭意検討した結果、噴霧口の近傍で、噴霧外周域の水滴を分離すると、液滴径の大きな粗大液滴を効率よく除去でき、液滴径が非常に小さな微粒化水滴をミスト状に噴霧できることを見いだし、本発明を完成した。   The inventors of the present invention have focused on the fact that large water droplets are mixed in the peripheral area of the spray-shaped spray, and that very small liquid droplets occupy the inner area without any large liquid droplets. As a result of diligent investigations, it was possible to efficiently remove coarse droplets with a large droplet size in the vicinity of the spray port, and to atomize atomized water droplets with a very small droplet size into a mist. The inventors found that it can be sprayed and completed the present invention.

すなわち、本発明のノズル装置は、加圧液体を噴霧孔から吐出して錘状に液滴(ミスト)を噴霧する。特に、一流体ノズルを利用して加圧液体を噴霧孔から吐出させ、錘状に液滴(ミスト)を噴霧する。このノズル装置は、噴霧孔の近傍で、噴霧内方域の液滴の通過を許容し、かつ噴霧外周域の液滴を分離するための分離ユニットを備えている。そのため、外周域で粗大な液滴が混在する液滴を除去し、内方域の微小液滴の揮散を利用して雰囲気を加湿又は調湿できるとともに、微小液滴の潜熱を利用して雰囲気又は空間を冷却できる。そのため、本発明のノズル装置は、加湿(調湿)又は冷却用ノズル装置ということができる。   That is, the nozzle device of the present invention sprays liquid droplets (mist) in the form of weights by discharging pressurized liquid from the spray holes. In particular, the pressurized liquid is discharged from the spray holes using a single fluid nozzle, and droplets (mist) are sprayed in a weight shape. This nozzle device is provided with a separation unit that allows the passage of droplets in the inner spray area in the vicinity of the spray holes and separates the droplets in the outer peripheral area of the spray. Therefore, it is possible to remove droplets that contain coarse droplets in the outer peripheral area, humidify or adjust the atmosphere using volatilization of the inner area's minute droplets, and use the latent heat of the minute droplets to Or the space can be cooled. Therefore, it can be said that the nozzle device of the present invention is a humidifying (humidity adjusting) or cooling nozzle device.

前記分離ユニットは、噴霧中心(軸の)線上に中心部が位置し、かつ噴霧域の外径よりも小さな内径を有する開口部(噴霧内方域の液滴の通過を許容する領域)を備えていてもよい。このような開口部を形成すると、噴霧内方域の液滴を円滑に通過させて噴霧できる。また、分離ユニットは、例えば、噴霧孔から0.5〜25cm離れた噴霧中心線上(又は軸線上)に、噴霧内方域の液滴の通過を許容する領域を位置させて配設してもよい。このような形態では、噴霧液滴の合体・成長を抑制でき、微粒子化した液滴を噴霧できる。さらに、分離ユニットは、Dv99(累積粒度曲線の99%(体積換算)に対応する粒径)が50μmの液滴の通過を許容する領域を備えている。換言すれば、分離ユニットは、噴霧外周域において液滴径50μmを越える液滴の通過を規制し、噴霧内方域(前記開口部など)において液滴の通過を許容する。   The separation unit includes an opening (a region allowing the passage of liquid droplets in the spray inner region) having a central portion located on the spray center (axis) line and having an inner diameter smaller than the outer diameter of the spray region. It may be. When such an opening is formed, droplets in the inner spray area can be smoothly passed and sprayed. In addition, the separation unit may be disposed, for example, by positioning an area that allows the passage of droplets in the inner area of the spray on the spray center line (or the axis) that is 0.5 to 25 cm away from the spray hole. Good. In such a form, coalescence / growth of spray droplets can be suppressed, and fine droplets can be sprayed. Further, the separation unit has a region where Dv99 (particle size corresponding to 99% of the cumulative particle size curve (volume conversion)) allows passage of a droplet having a size of 50 μm. In other words, the separation unit regulates the passage of droplets having a droplet diameter exceeding 50 μm in the spray outer peripheral region and allows the droplets to pass in the spray inner region (such as the opening).

さらに、分離ユニットの内面には液滴を吸収可能な多孔体又は吸収体を取り付けてもよい。このような多孔体又は吸収体を利用すると、噴霧液滴から粗大な液滴を効率よく分離して除去できる。さらには、ボックス状密閉空間などの密閉空間内で、噴霧孔が、分離ユニットのうち噴霧内方域の液滴の通過を許容する領域に向いた状態で、ノズル及び分離ユニットを配設してもよい。分離ユニットからは噴霧方向にフード(例えば、防風カバー)を延出させてもよい。このような形態では噴霧域を独立させることができ、隣接する噴霧域との合流、液滴の合体・成長を抑制できる。ノズル装置又は分離ユニットには、分離された液滴を回収するための通路を形成してもよい。この通路を利用して、分離された液滴を排出してもよく吐出ポンプ(ノズルへ液体を供給するポンプ)に案内してもよい。また、分離ユニットのうち噴霧内方域の液滴の通過を許容する領域はメッシュ状に形成してもよい。例えば、前記開口部にはメッシュ状部材を装着してもよい。メッシュ状の領域を利用すると、噴霧液滴に粗大液滴が混在していても粗大液滴が混在する液滴を効率よく分離・除去でき、微粒子化した液滴を噴霧できる。   Furthermore, you may attach the porous body or absorber which can absorb a droplet to the inner surface of a separation unit. By using such a porous body or absorber, coarse droplets can be efficiently separated and removed from the spray droplets. Further, in a sealed space such as a box-shaped sealed space, the nozzle and the separation unit are arranged in a state where the spray hole faces the region of the separation unit that allows the passage of droplets in the spray inner region. Also good. A hood (for example, a windproof cover) may be extended from the separation unit in the spraying direction. In such a form, the spray area can be made independent, and merging with adjacent spray areas and coalescence / growth of droplets can be suppressed. A passage for collecting the separated droplets may be formed in the nozzle device or the separation unit. Using this passage, the separated droplets may be discharged or guided to a discharge pump (a pump that supplies liquid to the nozzle). Moreover, you may form the area | region which accept | permits the passage of the droplet of a spraying inner area among separation units in mesh shape. For example, a mesh member may be attached to the opening. When a mesh-like region is used, even if coarse droplets are mixed in the spray droplets, the droplets in which the coarse droplets are mixed can be efficiently separated and removed, and fine droplets can be sprayed.

本発明は、ノズルの噴霧孔から加圧液体を錘状に噴霧し、加湿又は冷却するための方法であって、噴霧孔の近傍に、噴霧内方域の液滴の通過を許容し、かつ噴霧外周域の液滴を分離するための分離ユニットを設け、微小液滴により加湿又は冷却する方法も包含する。   The present invention is a method for spraying pressurized liquid from a spray hole of a nozzle in the form of a spindle, humidifying or cooling, allowing the passage of droplets in the spray inner area in the vicinity of the spray hole, and It also includes a method of providing a separation unit for separating the droplets in the outer peripheral area of the spray and humidifying or cooling with the fine droplets.

本発明では、噴霧外周域に存在する粗大液滴を分離ユニットで分離できるため、粗大液滴(水滴など)を実質的に含まず、微小液滴(水滴など)を効率よく生成できる。特に、エリミネータなどの複雑な分離装置を用いることなく、粗大な水滴を効率よく除去でき、噴霧水滴の粒径分布幅の狭い微小水滴を生成できる。そのため、噴霧距離を調整することなく、有効に雰囲気又は対象物を加湿または冷却できる。しかも、一流体ノズルを利用することにより、ノズル装置のエネルギー消費を低減でき、コンパクト化できる。   In the present invention, coarse droplets existing in the outer peripheral area of the spray can be separated by the separation unit, so that coarse droplets (water droplets and the like) are substantially not included, and minute droplets (water droplets and the like) can be efficiently generated. In particular, coarse water droplets can be efficiently removed without using a complicated separation device such as an eliminator, and fine water droplets having a narrow particle size distribution width can be generated. Therefore, the atmosphere or the object can be effectively humidified or cooled without adjusting the spray distance. In addition, by using a single fluid nozzle, the energy consumption of the nozzle device can be reduced and the device can be made compact.

図1は本発明のノズル装置を示す概略断面斜視図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional perspective view showing a nozzle device of the present invention. 図2は本発明の他のノズル装置を示す概略斜視図である。FIG. 2 is a schematic perspective view showing another nozzle device of the present invention. 図3は本発明のさらに他のノズル装置を示す概略斜視図である。FIG. 3 is a schematic perspective view showing still another nozzle device of the present invention. 図4は本発明のノズル装置のノズルの一例を示す概略断面図である。FIG. 4 is a schematic sectional view showing an example of the nozzle of the nozzle device of the present invention. 図5は図4のV−V線概略断面図である。5 is a schematic cross-sectional view taken along line VV in FIG. 図6は図4のノズル先端部の流路を示す拡大概略断面図である。FIG. 6 is an enlarged schematic cross-sectional view showing the flow path at the nozzle tip of FIG. 図7は実施例1の結果を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing the results of Example 1.

以下に、必要に応じて添付図面を参照しつつ本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings as necessary.

図1は本発明のノズル装置を示す概略断面斜視図である。この例のノズル装置は、加圧液体(例えば、加圧水)を吐出して円錐状に液滴(例えば、水滴のミスト)を噴霧するための噴霧孔2を備えた一流体ノズル1と、このノズルを装着するための壁部3と、この壁部に装着され、かつ噴霧孔2の近傍で、噴霧流の噴霧内方域の液滴(例えば、水滴)の通過を許容し、かつ噴霧外周域の液滴(例えば、水滴のミスト)を分離するための分離ユニット4とを備えている。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional perspective view showing a nozzle device of the present invention. The nozzle device of this example includes a one-fluid nozzle 1 having a spray hole 2 for discharging a pressurized liquid (for example, pressurized water) and spraying a droplet (for example, a mist of water droplets) in a conical shape, and the nozzle A wall 3 for mounting the liquid, and allows passage of droplets (for example, water droplets) in the spray inner area of the spray flow in the vicinity of the spray hole 2 mounted on the wall, and the spray outer peripheral area And a separation unit 4 for separating liquid droplets (for example, mist of water droplets).

この分離ユニット4は、円筒状の密閉空間内で、噴霧孔2が、噴霧方向に向けて臨んだ形態(噴霧内方域の液滴の通過を許容する領域(通過領域)に向いた状態)で壁部3に装着されている。すなわち、分離ユニット4は、前記壁部3から噴霧孔2を中心軸として前方方向(又は噴霧方向)に延びる円筒状中空筒体5と、この筒体内に、噴霧孔2から所定間隔H(この例では、1〜3cm)を離れ、かつ噴霧孔2に対向して配設された分離プレート(分離板)7と、この分離プレートに形成された開口部(又は通気部)8とを備えている。前記分離プレート7は、噴霧孔2から円錐状に拡がる噴霧流Fの噴霧域(又は噴霧径)よりも外径d1が大きく形成されており、前記開口部8は、噴霧中心(軸の)線上に中心部が位置し、かつ噴霧域の外径よりも小さな内径d2を有している。また、前記分離プレート7の内面(噴霧孔側の側面)には、不織布などで形成され、液滴を吸収可能な多孔体又は吸収体9が取り付けられている。   The separation unit 4 has a configuration in which the spray hole 2 faces in the spraying direction in a cylindrical sealed space (a state in which it is directed to a region (passing region) that allows the passage of droplets in the spray inner region). It is attached to the wall 3. That is, the separation unit 4 includes a cylindrical hollow cylinder 5 extending in the forward direction (or the spraying direction) from the wall 3 with the spray hole 2 as a central axis, and a predetermined interval H from the spray hole 2 (this) In the example, a separation plate (separation plate) 7 that is separated from 1 to 3 cm) and is opposed to the spray hole 2 and an opening (or a ventilation portion) 8 formed in the separation plate are provided. Yes. The separation plate 7 has an outer diameter d1 larger than the spray area (or spray diameter) of the spray flow F extending conically from the spray hole 2, and the opening 8 is on the spray center (axis) line. And has an inner diameter d2 smaller than the outer diameter of the spray area. In addition, a porous body or absorbent body 9 formed of a nonwoven fabric or the like and capable of absorbing droplets is attached to the inner surface (side surface on the spray hole side) of the separation plate 7.

なお、分離プレート7よりも前方の円筒状筒体5は、噴霧方向に延出する円筒状フード5aを形成しており、防風カバーとして機能させることができ、安定な噴霧状態を維持する。また、円筒状筒体5のうち分離プレート7の下部には、分離プレートで分離され、かつ多孔体又は吸収体9から滴下する水滴を回収するため、吐出ポンプに通じる通路(排出口)10が形成されている。   The cylindrical cylinder 5 in front of the separation plate 7 forms a cylindrical hood 5a extending in the spraying direction, can function as a windproof cover, and maintains a stable sprayed state. In addition, a passage (discharge port) 10 leading to the discharge pump is provided below the separation plate 7 of the cylindrical tube body 5 in order to collect water drops that are separated by the separation plate and dropped from the porous body or the absorber 9. Is formed.

このような分離ユニット4において、分離プレート7の開口部(又は通気部)8は、噴霧内方域の液滴(例えば、水滴ミスト)の通過を許容する領域(通過領域)を形成し、分離プレート7のうち前記開口部8を除く部位は、噴霧外周域の液滴(例えば、水滴ミスト)の通過を規制して液滴を分離(又は除去)する。すなわち、噴霧孔からの円錐状噴霧域(又は噴霧流F)の外周域には粗大液滴が存在し、内方域には粗大液滴が殆ど存在せず微細液滴が占めている。そのため、前記外周域の粗大液滴は、分離プレート7と衝突して、内方域(又は中央域)の微細液滴と分離(又は除去)される。また、粗大液滴を実質的に又は殆ど含まない内方域(又は中央域、d2で囲われる領域)の微細液滴を開口部8から通過させて噴霧でき、微小液滴の潜熱を利用して雰囲気を加湿又は冷却できる。しかも、分離ユニット4からはフード5aが延出しているため、風などの外的要因により、噴霧気流が乱されることなく、液滴の揮散(又は蒸発)及び蒸発潜熱を利用して、噴霧域の雰囲気又は空間を加湿又は冷却できる。   In such a separation unit 4, the opening (or ventilation portion) 8 of the separation plate 7 forms a region (passage region) that allows the passage of droplets (for example, water droplet mist) in the spray inner region, and separates them. The portion of the plate 7 excluding the opening 8 separates (or removes) the droplets by restricting the passage of droplets (for example, water droplet mist) in the outer peripheral area of the spray. That is, coarse droplets exist in the outer peripheral region of the conical spray region (or spray flow F) from the spray hole, and there are almost no coarse droplets in the inner region, and fine droplets occupy. Therefore, the coarse droplets in the outer peripheral region collide with the separation plate 7 and are separated (or removed) from the fine droplets in the inner region (or the central region). In addition, fine droplets in the inner region (or the central region, the region surrounded by d2) containing substantially or almost no coarse droplets can be sprayed through the opening 8, and the latent heat of the minute droplets is utilized. Can humidify or cool the atmosphere. In addition, since the hood 5a extends from the separation unit 4, the spray airflow is not disturbed by external factors such as wind, and the spraying (or evaporation) of the droplets and the latent heat of evaporation are used for spraying. The atmosphere or space of the area can be humidified or cooled.

なお、ノズル装置は、単一のノズルに限らず、複数のノズルを備えていてもよい。図2は、本発明の他のノズル装置を示す概略斜視図である。この例では、複数のノズル1が所定間隔をおいて配設され、各ノズル1が、コンパートメント状に区画又は隔離され、独立して密閉空間内に配置されている。   The nozzle device is not limited to a single nozzle, and may include a plurality of nozzles. FIG. 2 is a schematic perspective view showing another nozzle device of the present invention. In this example, a plurality of nozzles 1 are arranged at predetermined intervals, and each nozzle 1 is partitioned or isolated in a compartment shape, and is independently arranged in a sealed space.

より詳細には、このノズル装置は、板状壁部13に複数のノズル1が所定間隔をおいて装着され、前記板状壁部13には複数の四角枠状のボックスで構成された分離ユニット14が装着されている。この分離ユニット14では、底板15a、天板(図示せず)及び両側板15bで長細い空間が形成され、この空間は複数の区画プレート16で四角枠状のボックスに区画されている。また、四角枠状のボックスのフロント部には、前記噴霧孔2から所定間隔をおいて分離プレート(分離板)17が取り付けられ、小部屋(又はコンパートメント)状の密閉空間を形成している。そして、各密閉空間において、各ノズル1の噴霧孔2はそれぞれ分離プレート(分離板)17と対向して前方方向に向いており、分離プレート(分離板)17には、噴霧孔2の噴霧中心線(又は軸線)を中心として円形の開口部18が形成されている。なお、前記区画プレートの下部には、滴下する水滴を回収するため、吐出ポンプに通じる通路(排出口)20が形成されている。   More specifically, in this nozzle device, a plurality of nozzles 1 are mounted on the plate-like wall portion 13 at a predetermined interval, and the plate-like wall portion 13 is composed of a plurality of rectangular frame-like boxes. 14 is mounted. In the separation unit 14, a long and narrow space is formed by a bottom plate 15 a, a top plate (not shown), and both side plates 15 b, and this space is partitioned by a plurality of partition plates 16 into square frame-shaped boxes. Further, a separation plate (separation plate) 17 is attached to the front portion of the square frame-shaped box at a predetermined interval from the spray hole 2 to form a closed space of a small room (or compartment). In each sealed space, the spray hole 2 of each nozzle 1 faces the separation plate (separation plate) 17 and faces forward, and the separation plate (separation plate) 17 has a spray center of the spray hole 2. A circular opening 18 is formed around the line (or axis). In addition, a passage (discharge port) 20 leading to the discharge pump is formed in the lower part of the partition plate in order to collect the dropped water droplets.

このようなノズル装置でも、各ノズル1の噴霧孔2から円錐状の形態で噴霧流Fを噴霧でき、噴霧流Fの外周域に粗大液滴が混在する液滴を各分離プレート17で分離し、開口部18を通じて微小液滴の噴霧流を噴霧できる。しかも、各ノズル1の噴霧孔2からの噴霧流Fが、両側板15bおよび区画プレート16で区画されているため、噴霧流Fが互いに干渉することがない。そのため、複数のノズルを並列に配置しても隣接する噴霧流Fが互いに合流して粗大液滴を形成することがなく、広い範囲を均一に加湿又は冷却できる。   Even in such a nozzle device, the spray flow F can be sprayed in a conical shape from the spray hole 2 of each nozzle 1, and droplets in which coarse droplets are mixed in the outer peripheral area of the spray flow F are separated by the separation plates 17. The atomized flow of fine droplets can be sprayed through the opening 18. Moreover, since the spray flow F from the spray holes 2 of each nozzle 1 is partitioned by the side plates 15b and the partition plate 16, the spray flows F do not interfere with each other. Therefore, even if a plurality of nozzles are arranged in parallel, adjacent spray flows F do not merge with each other to form coarse droplets, and a wide range can be uniformly humidified or cooled.

前記分離ユニットは、噴霧孔の近傍で、噴霧内方域の液滴の通過を許容し、かつ噴霧外周域の液滴を分離できればよく、前記分離プレートのうち噴霧内方域の液滴の通過を許容する領域(又は通過領域)は必ずしも全体に亘り開口している必要はない。図3は本発明のさらに他のノズル装置を示す概略斜視図である。   The separation unit only needs to allow the passage of droplets in the inner spray area in the vicinity of the spray hole and separate the droplets in the outer peripheral area of the spray. It is not always necessary that the region (or the passing region) that allows the opening is open throughout. FIG. 3 is a schematic perspective view showing still another nozzle device of the present invention.

この例では、分離プレート27の上記通過領域が、メッシュ部材(又はメッシュ状通気部材)28で形成されている点を除いて、ノズル装置は図1又は図2と同様の構造を有している。なお、壁部23に装着されたノズル1の噴霧孔2からは、底板25a、天板(図示せず)及び両側板25b,25bで囲まれた状態で、円錐状の噴霧流Fが分離プレート27に向かって噴霧される。符号30は通路(排出口)を示す。   In this example, the nozzle device has the same structure as that shown in FIG. 1 or 2 except that the passage region of the separation plate 27 is formed by a mesh member (or mesh-like ventilation member) 28. . The conical spray flow F is separated from the spray hole 2 of the nozzle 1 mounted on the wall 23 in a state surrounded by a bottom plate 25a, a top plate (not shown), and both side plates 25b and 25b. 27 is sprayed. Reference numeral 30 denotes a passage (discharge port).

このようなメッシュ部材28で前記通過領域を形成すると、仮に粗大液滴が混在していても、メッシュ部材28との接触で粗大液滴(又は粗大液滴が混在した液滴)を除去できる。さらに、粗大液滴が混在していなくても、噴霧流Fの内方域の液滴のうち比較的大きな液滴を除去し、より小さな液滴を噴霧できる。   When the passage region is formed by such a mesh member 28, even if coarse droplets are mixed, coarse droplets (or droplets containing coarse droplets) can be removed by contact with the mesh member 28. Furthermore, even if coarse droplets are not mixed, relatively large droplets can be removed from the inner droplets of the spray flow F, and smaller droplets can be sprayed.

なお、メッシュ部材の開口径(メッシュ径)は、噴霧内方域の液滴が通過可能であればよく、例えば、0.1〜10mm程度の範囲から選択でき、通常、0.3〜2mm、好ましくは0.5〜1.5mm程度であってもよい。   In addition, the opening diameter (mesh diameter) of the mesh member should just be able to pass the droplet of the spray inner area, for example, can be selected from the range of about 0.1-10 mm, Usually, 0.3-2 mm, Preferably, it may be about 0.5 to 1.5 mm.

なお、ノズルは、加圧液体を噴霧孔から吐出して錘状に液滴を噴霧可能であればよく、ノズルの構造は特に制限されず、一流体ノズル又は二流体ノズルのいずれであってもよいが、本発明は噴霧外周域に比較的粗大な液滴が分布する傾向が強い一流体ノズルに適用するのが好ましい。また、一流体ノズルの構造は特に制限されない。なお、ノズルは、通常、微小液滴を小さな流速で噴霧する場合が多い。図4は本発明のノズル装置のノズルの一例を示す概略断面図であり、図5は図4のV−V線概略断面図であり、図6は図4のノズル先端部の流路を示す拡大概略断面図である。   The nozzle is not particularly limited as long as the pressurized liquid can be ejected from the spray holes to spray droplets in the form of a spindle, and the structure of the nozzle is not particularly limited, and may be either a one-fluid nozzle or a two-fluid nozzle. However, the present invention is preferably applied to a one-fluid nozzle in which relatively coarse droplets tend to be distributed in the outer peripheral area of the spray. The structure of the one fluid nozzle is not particularly limited. The nozzle usually sprays fine droplets at a small flow rate. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of the nozzle of the nozzle device of the present invention, FIG. 5 is a schematic cross-sectional view taken along line VV of FIG. 4, and FIG. 6 shows a flow path at the nozzle tip of FIG. It is an expansion schematic sectional drawing.

このノズルは、壁部に対する装着部(図示する例では、上流側外周部のネジ部)31aを有するノズル本体31と、このノズル本体の中心軸線に沿って形成された流路と、この流路内に配設された逆止弁と、この逆止弁の下流に形成され、旋回流を生成させるための旋回流生成手段(旋回流生成要素)と、この旋回流生成手段の下流に形成され、旋回流を噴霧するための噴霧孔とを備えている。   The nozzle includes a nozzle body 31 having a mounting portion (a thread portion on the upstream outer peripheral portion in the illustrated example) 31a, a flow path formed along the central axis of the nozzle body, and the flow path. A check valve disposed therein, a swirling flow generating means (swirl flow generating element) for generating a swirling flow formed downstream of the check valve, and a downstream of the swirling flow generating means. And a spray hole for spraying the swirl flow.

前記ノズル本体31の流路は、ノズル本体31の上流に形成された流入流路(この例では、円筒状流路)32(32a,32b)と、この流入流路の下流端に形成された円錐状傾斜壁(この例では、上流方向に向かって流路径が狭まる傾斜壁、又は円錐状流路壁)33と、この傾斜壁に接触可能な円錐状接触部材(この例では、上流方向に向かって径が狭まる傾斜壁を有する接触部材)34と、この接触部材の下流に形成された収容流路35と、この収容流路内に配設され、かつ前記接触部材34を上流方向に付勢するためバネ部材36と、このバネ部材を収容流路35の下流端で係止するための係止部材37と、この係止部材の下流に形成され、下流方向に向かって流路径が狭まる傾斜流路(又は円錐状流路)38と、この傾斜流路の壁面に形成され、上流からの流体を旋回させるために旋回溝39と、この旋回溝の下流端に連なるリング状溝40と、このリング状溝に連なり、ノズル本体31の下流端に形成された噴霧孔(オリフィス)41とを備えている。なお、流入流路は上流側から下流側に向かって段階的又は連続的に流路径が狭まっていてもよい。この例では、流入流路32は、上流側の経大な第1の流入流路32aと、この第1の流入流路の下流端に形成され、第1の流入流路32aよりも流路径が小さな第2の流入流路32bとで構成されている。また、この例では、バネ部材(付勢部材)36は接触部材34と一体化し、収容流路35内で軸方向に往復動可能なキャップ状ケーシング34a内に収容されている。さらに、この例では、2つの旋回溝39が、それぞれ、ノズル本体31の軸芯から離れて軸方向に沿って形成されている。   The flow path of the nozzle body 31 is formed at an inflow path (in this example, a cylindrical flow path) 32 (32a, 32b) formed upstream of the nozzle body 31, and at the downstream end of the inflow path. A conical inclined wall (in this example, an inclined wall whose diameter is narrowed toward the upstream direction, or a conical channel wall) 33 and a conical contact member (in this example, in the upstream direction) that can contact the inclined wall. A contact member 34 having an inclined wall whose diameter narrows toward the surface), a storage passage 35 formed downstream of the contact member, and a contact member 34 disposed in the storage passage and attached in the upstream direction. A spring member 36 for biasing, a locking member 37 for locking the spring member at the downstream end of the accommodating flow path 35, and a downstream diameter of the locking member formed downstream of the locking member. Inclined channel (or conical channel) 38 and the wall surface of the inclined channel A swirling groove 39 formed to swirl fluid from the upstream, a ring-shaped groove 40 connected to the downstream end of the swirling groove, and a spray hole formed in the downstream end of the nozzle body 31 connected to the ring-shaped groove. (Orifice) 41. In addition, the inflow channel may be narrowed stepwise or continuously from the upstream side toward the downstream side. In this example, the inflow channel 32 is formed at the upstream large first inflow channel 32a and the downstream end of the first inflow channel, and the channel diameter is larger than that of the first inflow channel 32a. Is constituted by a small second inflow channel 32b. In this example, the spring member (biasing member) 36 is integrated with the contact member 34 and is housed in a cap-shaped casing 34 a that can reciprocate in the axial direction in the housing flow path 35. Further, in this example, two swivel grooves 39 are formed along the axial direction away from the axis of the nozzle body 31.

なお、一流体ノズルとしては、加湿又は冷却用に利用される種々のノズル、例えば、前記特許文献1に記載の噴霧ノズルなどであってもよい。例えば、噴霧ノズルは、略円筒状のノズル本体と、このノズル本体の中心軸に沿って、流入流路、この流入流路よりも流路径が狭まり、かつ下流端に玉受け部を有する径小流路、この径小流路の下流側に径小流路よりも径大に形成され、逆止弁を収容するための収容流路、前記逆止弁のバネ部材により前記玉受け部に付勢されたボールと、前記収容流路の下流端に形成され、逆止弁を係止可能な径小な流路を有する突起部(又はリブ)と、この突起部の下流に形成された筒状流路と、この筒状流路内で軸方向に往復動可能な往復動部材(又は駒)と、この往復動部材の外周面に形成され、旋回流を生成するための螺旋状又は湾曲状溝と、前記筒状流路の下流側に流路径が狭まって形成された円錐状流路と、この円錐状流路の先端に連なる噴霧孔(オリフィス)とを備えていてもよい。   In addition, as a one fluid nozzle, the various nozzles utilized for humidification or cooling, for example, the spray nozzle of the said patent document 1, etc. may be sufficient. For example, the spray nozzle has a substantially cylindrical nozzle body, an inflow channel along the central axis of the nozzle body, a smaller diameter than the inflow channel, and a ball receiving portion at the downstream end. A passage, formed on the downstream side of the small-diameter passage and larger in diameter than the small-diameter passage, is attached to the ball receiving portion by an accommodation passage for accommodating the check valve, and a spring member of the check valve. An energized ball, a projection (or rib) formed at the downstream end of the accommodation channel and having a small diameter channel capable of locking the check valve, and a tube formed downstream of the projection And a reciprocating member (or piece) capable of reciprocating in the axial direction within the cylindrical flow passage, and a spiral or curved surface formed on the outer peripheral surface of the reciprocating member to generate a swirling flow , A conical channel formed with a narrowed channel diameter downstream of the cylindrical channel, and a spray connected to the tip of the conical channel It may comprise (orifice) and.

ノズルにおいて、付勢部材は必ずしも必要ではないが、液体の圧力に応じて噴霧するためには付勢部材を備えた逆止弁を備えているのが好ましい。また、旋回流を与えるための流路(旋回溝など)は必ずしも必要ではなく、旋回流を付与するための溝の形態は、特に制限されず、ノズル本体の軸方向に対して平行に又は交差して形成してもよく、湾曲又は螺旋状に形成してもよい。   In the nozzle, the urging member is not necessarily required, but it is preferable to include a check valve provided with the urging member for spraying according to the pressure of the liquid. Further, a flow path (swirl groove or the like) for giving a swirling flow is not necessarily required, and the form of the groove for giving the swirling flow is not particularly limited, and is parallel or intersects with the axial direction of the nozzle body. It may be formed in a curved shape or a spiral shape.

ノズルのオリフィス径(ノズルの最小径)は、例えば、0.05〜1mm(例えば、0.06〜0.8mm)、好ましくは0.07〜0.5mm(例えば、0.08〜0.4mm)、さらに好ましくは0.08〜0.35mm(例えば、0.1〜0.3mm)特に0.12〜0.25mm)程度であってもよい。   The nozzle orifice diameter (minimum nozzle diameter) is, for example, 0.05 to 1 mm (for example, 0.06 to 0.8 mm), preferably 0.07 to 0.5 mm (for example, 0.08 to 0.4 mm). ), More preferably 0.08 to 0.35 mm (for example, 0.1 to 0.3 mm), particularly 0.12 to 0.25 mm).

圧力は、例えば、2〜25MPa(例えば、3〜20MPa)、好ましくは3〜15MPa、さらに好ましくは4〜10MPa(例えば、5〜10MPa)程度であってもよい。   The pressure may be, for example, about 2 to 25 MPa (for example, 3 to 20 MPa), preferably 3 to 15 MPa, and more preferably about 4 to 10 MPa (for example, 5 to 10 MPa).

さらに液体の流量は、10〜300ml/分(例えば、20〜250ml/分)、好ましくは30〜200ml/分(例えば、40〜150ml/分)、さらに好ましくは40〜100ml/分程度であってもよい。   Furthermore, the flow rate of the liquid is 10 to 300 ml / min (for example, 20 to 250 ml / min), preferably 30 to 200 ml / min (for example, 40 to 150 ml / min), more preferably about 40 to 100 ml / min. Also good.

噴霧孔からの噴霧流(錘状の噴霧流)の形状も特に制限されず、円錐状、楕円錘状、多角錘状(四角錘形、六角錘状など)であってもよい。噴霧孔からの噴霧流の形状は、通常、円錐状、四角錐状などである場合が多い。   The shape of the spray flow from the spray holes (conical spray flow) is not particularly limited, and may be conical, elliptical, or polygonal (such as a quadrangular pyramid or hexagonal pyramid). The shape of the spray flow from the spray hole is usually conical, quadrangular pyramid, and the like in many cases.

一般的に一流体ノズルや二流体ノズルで錘状に噴霧した場合、噴霧の外周部に比較的大きな液滴が分布する傾向がある。特に、一流体ノズルはその傾向が強い。このような点に着目して、本発明では噴霧外周部又は外周域の液滴を分離・除去する。分離ユニットは、噴霧孔から所定距離だけ離れた部位で、噴霧内方域の液滴の通過を許容する領域(通過領域)を位置させて、噴霧外周域の液滴(粗大液滴を含む液滴)を分離・除去すればよく、通常、噴霧孔と分離部(噴霧外周域の液滴(粗大液滴を含む液滴)を分離する部位)との距離Hは、例えば、0.5〜25cm(例えば、0.8〜20cm)、好ましくは1〜15cm(例えば、1.2〜12cm)、さらに好ましくは1.5〜10cm(例えば、1.5〜5cm)程度であってもよい。なお、後述する実施例から明らかなように、噴霧流の外周域には粗大液滴が混在し、内方域(又は中心域)には粗大液滴が存在せず、径が非常に小さな液滴だけが存在する。また、噴霧流の液滴径は、噴霧孔から離れるにつれて、液滴の合体・成長(噴霧流の外周域の液滴と内方域の微細液滴との混合に伴う合体・成長など)が生じるためか、粗大液滴が生成し、この粗大液滴は、エリミネータなどの複雑な装置を用いなければ除去できない。これに対して、噴霧孔の近傍で、噴霧流の外周域の粗大液滴を分離すると、噴霧孔から遠ざかっても、微細な液滴の噴霧流を維持できる。   In general, when spraying in a spindle shape with a single fluid nozzle or a two fluid nozzle, relatively large droplets tend to be distributed on the outer periphery of the spray. In particular, the tendency of the one-fluid nozzle is strong. Focusing on this point, the present invention separates and removes the droplets at the outer periphery of the spray or at the outer periphery. The separation unit locates a region (passing region) that allows the passage of droplets in the inner area of the spray at a position separated from the spray hole by a predetermined distance, and drops the liquid in the outer peripheral region of the spray (a liquid containing coarse droplets). In general, the distance H between the spray hole and the separation portion (the portion separating the droplets in the outer peripheral area of the spray (droplets including coarse droplets)) is, for example, 0.5 to It may be about 25 cm (for example, 0.8 to 20 cm), preferably 1 to 15 cm (for example, 1.2 to 12 cm), and more preferably about 1.5 to 10 cm (for example, 1.5 to 5 cm). As will be apparent from the examples described later, coarse droplets are mixed in the outer peripheral area of the spray flow, and there are no coarse droplets in the inner area (or the central area), and the liquid has a very small diameter. There are only drops. In addition, the droplet diameter of the spray flow is such that the droplets coalesce / grow as they move away from the spray hole (eg, coalescence / growth associated with mixing of droplets in the outer peripheral area and fine liquid droplets in the inner area). Probably because of this, coarse droplets are generated, and these coarse droplets cannot be removed without using a complicated device such as an eliminator. On the other hand, if the coarse droplets in the outer peripheral area of the spray flow are separated in the vicinity of the spray holes, the spray flow of fine droplets can be maintained even if the droplets are moved away from the spray holes.

分離ユニットの通過領域(開口部など)を通過する液滴のDv99は、50μm以下、好ましくは40μm以下、さらに好ましくは30μm以下、特に20μm以下程度であってもよい。また、通過領域(開口部など)を通過した噴霧流は、Dv99=50μmを越える粗大液滴を実質的に含まないのが好ましい。   The Dv99 of the droplet passing through the passage region (opening or the like) of the separation unit may be about 50 μm or less, preferably about 40 μm or less, more preferably about 30 μm or less, especially about 20 μm or less. Moreover, it is preferable that the spray flow that has passed through the passage region (opening or the like) does not substantially contain coarse droplets exceeding Dv99 = 50 μm.

前記噴霧液の粒子径(又は液滴径)は、慣用の方法、例えば、レーザー光線を利用する方法、ストロボを利用する方法、顕微鏡写真を利用する方法などにより測定することができる。なお、液体の粒子径は多分散性であるため、通常、平均粒子径で表す場合が多い。平均粒子径には、算術平均粒子径、ザウター平均粒子径などが知られている。本発明では、スプレー中心において、噴霧液のザウター平均粒子径(D32)は、1〜35μm(例えば、2〜30μm)、好ましくは2〜25μm(例えば、3〜20μm)、さらに好ましくは4〜15μm(例えば、5〜12μm)、特に、4〜10μm(例えば、5〜8μm)程度である。なお、前記ザウター平均粒子径(D32)は、試料中の液滴の体積の総和と表面積の総和との比であり、下記式で算出される。   The particle diameter (or droplet diameter) of the spray liquid can be measured by a conventional method, for example, a method using a laser beam, a method using a strobe, a method using a micrograph. In addition, since the particle diameter of a liquid is polydispersity, it is usually expressed by an average particle diameter in many cases. As the average particle size, an arithmetic average particle size, a Sauter average particle size, and the like are known. In the present invention, the Sauter average particle diameter (D32) of the spray liquid is 1 to 35 μm (for example, 2 to 30 μm), preferably 2 to 25 μm (for example, 3 to 20 μm), more preferably 4 to 15 μm at the spray center. (For example, 5 to 12 μm), particularly about 4 to 10 μm (for example, 5 to 8 μm). The Sauter average particle diameter (D32) is a ratio of the sum of the volume of the droplets in the sample to the sum of the surface areas, and is calculated by the following formula.

ザウター平均粒子径(D32)=Σdini/Σdini
(式中、diは成分iの粒子径、niは粒子径diの成分iの粒子数を示す。)。
Sauter average particle diameter (D32) = Σdi 3 ni / Σdi 2 ni
(Wherein di represents the particle size of component i, and ni represents the number of particles of component i of particle size di).

噴霧流の平均流速は、例えば、0.1〜20m/s程度の範囲から選択でき、通常、0.5〜15m/s(例えば、1〜12m/s)、好ましくは1.2〜10m/s(例えば、1.5〜8m/s)程度であってもよい。   The average flow velocity of the spray flow can be selected, for example, from a range of about 0.1 to 20 m / s, and is usually 0.5 to 15 m / s (for example, 1 to 12 m / s), preferably 1.2 to 10 m / s. It may be about s (for example, 1.5 to 8 m / s).

分離ユニットにおいて、噴霧外周域の液滴を分離・除去する部位(前記分離プレート)は、噴霧域の外径よりも小さな内径を有する前記通過領域(噴霧内方域の液滴の通過を許容する領域(通過領域)、メッシュ状などであってもよい開口部)を有しており、この通過領域(例えば、開口部)は、噴霧中心(軸の)線上から中心部がずれていてもよいが、噴霧外周域の粗大液滴を効率よく除去するため、通常、噴霧中心(軸の)線上に中心部が位置している。なお、吐出口からの噴霧流の断面形状に対して通過領域(例えば、開口部)の形状は異なっていてもよいが、噴霧流の断面形状に対応させて通過領域(例えば、開口部)の形状を形成するのが好ましい(例えば、円錐状噴霧に対しては円形の開口部、四角錘状の噴霧に対しては四角形の開口部など)。特に、通過領域(例えば、開口部)の中心部を、噴霧中心(軸の)線上に位置させると、噴霧外周域の液滴を全体に亘り均等に分離できる。   In the separation unit, the portion for separating / removing the droplets in the outer peripheral area of the spray (the separation plate) allows the passage of the droplets in the inner area of the spray (the separation plate) to have an inner diameter smaller than the outer diameter of the spray area. A region (passage region), an opening portion that may be mesh-shaped), and the passage region (for example, the opening portion) may be displaced from the center of the spray center (axis) line. However, in order to efficiently remove coarse droplets in the outer peripheral area of the spray, the central portion is usually located on the spray center (axis) line. The shape of the passage region (for example, the opening) may be different from the cross-sectional shape of the spray flow from the discharge port, but the passage region (for example, the opening) of the passage region (for example, the opening) corresponds to the cross-sectional shape of the spray flow. It is preferable to form a shape (for example, a circular opening for a conical spray, a square opening for a quadrilateral cone spray, etc.). In particular, when the central portion of the passage region (for example, the opening) is positioned on the spray center (axial) line, the droplets in the spray outer peripheral region can be evenly separated throughout.

噴霧内方域の液滴の通過を許容する領域又は通過領域(例えば、メッシュ状などであってもよい開口部)の径d2は、噴霧流の噴霧径(前記通過領域での外径)d1の10〜95%程度との範囲から選択でき、通常、20〜90%(例えば、25〜85%)、好ましくは30〜80%、さらに好ましくは35〜70%程度であってもよい。なお、噴霧流の断面形状が楕円形や多角形などの異方形状である場合には、前記通過領域の径d2及び噴霧流の噴霧径d1は、中心からの長軸と短軸との平均値、中心から各辺への距離の加算平均値を意味する。   The diameter d2 of a region allowing passage of droplets in the spray inner region or a pass region (for example, an opening that may be mesh-shaped) is a spray diameter of the spray flow (outer diameter in the pass region) d1. It may be selected from the range of about 10 to 95%, and may be usually 20 to 90% (for example, 25 to 85%), preferably 30 to 80%, and more preferably about 35 to 70%. When the cross-sectional shape of the spray flow is an anisotropic shape such as an ellipse or a polygon, the diameter d2 of the passage region and the spray diameter d1 of the spray flow are the average of the major axis and the minor axis from the center. It means the average value of the value and the distance from the center to each side.

分離ユニットにおいて、中空円筒状の筒体などの筒体は必ずしも必要ではなく、筒体などで噴霧流を包囲することなく、ノズルの噴霧孔に対して所定間隔をおいて分離プレートを配置してもよい。このように、噴霧孔からは噴霧流を直接的に開放系に噴霧してもよいが、粗大液滴の除去効率を高めるため、噴霧孔からの噴霧流を覆う空間内(例えば、前記筒状空間内)で粗大液滴を除去するのが好ましい。すなわち、密閉空間内で、噴霧孔が、分離ユニットの通過領域(例えば、開口部)に向いた状態(又は対向した状態)で、ノズル及び分離ユニットを配設するのが好ましく、通過領域(例えば、開口部)を除き、噴霧流は筒体又は枠体で覆われ又は囲われ、密閉又は閉鎖空間(ボックス状空間)を形成している。換言すれば、ノズルの噴霧孔からの錘状の噴霧流から粗大液滴を有効に除去・分離するためには、ノズルの噴霧孔から分離部位(分離プレートの配設部位)に至る空間を中空筒体で覆い、噴霧内方域の液滴の通過を許容する流域(開口部など)を除いて密閉状の空間(密閉した形態の空間)を形成するのが好ましい。中空筒体の断面形状は、前記円形状に限らず、楕円形状、多角形状(三角形、四角形、五角形、六角形状など)であってもよい。中空筒体の断面形状は、通常、円形状、楕円形状、四角形状などである場合が多い。   In the separation unit, a cylinder such as a hollow cylindrical cylinder is not necessarily required, and the separation plate is arranged at a predetermined interval with respect to the spray hole of the nozzle without surrounding the spray flow with the cylinder or the like. Also good. As described above, the spray flow may be directly sprayed from the spray hole to the open system. However, in order to improve the removal efficiency of the coarse droplet, the inside of the space covering the spray flow from the spray hole (for example, the cylindrical shape) It is preferable to remove coarse droplets in space). That is, it is preferable to arrange the nozzle and the separation unit in the sealed space in a state where the spray hole faces (or faces) the passage region (for example, the opening) of the separation unit, and the passage region (for example, (Except for the opening), the spray flow is covered or surrounded by a cylinder or a frame to form a sealed or closed space (box-shaped space). In other words, in order to effectively remove and separate coarse droplets from the spray-like spray flow from the nozzle spray hole, the space from the nozzle spray hole to the separation site (placement site of the separation plate) is hollow. It is preferable to form a sealed space (sealed form space) except for a flow area (opening or the like) that allows the passage of liquid droplets in the spray inner area by covering with a cylinder. The cross-sectional shape of the hollow cylinder is not limited to the circular shape, and may be an elliptical shape or a polygonal shape (triangle, square, pentagon, hexagon, etc.). In many cases, the cross-sectional shape of the hollow cylinder is usually a circular shape, an elliptical shape, a quadrangular shape, or the like.

このように、分離ユニットは、噴霧孔に対して所定間隔をおいて対向する分離プレートで構成してもよいが、通常、噴霧孔が露出した形態で、噴霧孔を覆って(又は取り囲んで)噴霧方向に延びる中空筒体と、この筒体内に配設され、かつ噴霧孔に対して所定間隔をおいて対向する分離プレートとを備えている。   As described above, the separation unit may be configured by a separation plate facing the spray hole at a predetermined interval, but usually, the spray hole is exposed and covers (or surrounds) the spray hole. A hollow cylinder extending in the spray direction and a separation plate disposed in the cylinder and facing the spray hole with a predetermined interval are provided.

複数のノズルを備えたノズル装置において、各ノズルは、縦方向、横方向に所定間隔をおいて配設してもよく、縦横方向に所定間隔をおいて配設してもよい。さらに、中空筒体(又はボックス)内でそれぞれ独立させて各ノズルの噴霧孔からの噴霧流を生成させてもよい。   In a nozzle device having a plurality of nozzles, the nozzles may be arranged at predetermined intervals in the vertical and horizontal directions, or may be arranged at predetermined intervals in the vertical and horizontal directions. Furthermore, you may make it produce | generate the spray flow from the spray hole of each nozzle independently in a hollow cylinder (or box), respectively.

分離ユニットから噴霧方向(前方方向)に延びるフード(防風カバー)は必ずしも必要ではないが、フードを形成することにより、流れを乱すことなく噴霧流を噴霧できる。   A hood (windproof cover) extending from the separation unit in the spraying direction (forward direction) is not necessarily required, but by forming the hood, the spray flow can be sprayed without disturbing the flow.

さらに、加湿や冷却に利用されるノズル装置では、液体の流量が小さく、分離ユニットが過度に濡れることが少ないため、分離ユニット(分離プレートなど)の内面(噴霧孔に対して対向する内面)に取り付けた多孔体又は吸収体は必ずしも必要ではないが、必要により、分離ユニットの内面には液滴を吸収可能な多孔体又は吸収体を取り付けてもよい。多孔体や吸収体は、不織布に限らず、織布、スポンジなどであってもよい。さらに、分離ユニットは、前記分離プレートに代えて開口部が形成されたシート又はボード状の多孔体や吸収体で形成してもよい。   Furthermore, in the nozzle device used for humidification and cooling, since the flow rate of liquid is small and the separation unit is not excessively wetted, the inner surface of the separation unit (separation plate, etc.) (the inner surface facing the spray hole) The attached porous body or absorbent body is not always necessary, but if necessary, a porous body or absorbent body capable of absorbing droplets may be attached to the inner surface of the separation unit. The porous body and the absorbent body are not limited to non-woven fabric but may be woven fabric, sponge, or the like. Further, the separation unit may be formed of a sheet or board-like porous body or absorbent body in which an opening is formed instead of the separation plate.

さらには、分離ユニットで分離された液滴を回収するための通路(案内流路)も必ずしも必要ではないが、通路(案内流路)を形成することにより、分離ユニットが過度に濡れても、液滴が滴下するのを抑制できる。この通路(案内流路)は排出ドレインに通じていてもよく、ノズル装置の吐出ポンプに通じていてもよい。   Furthermore, a passage (guide channel) for collecting droplets separated by the separation unit is not necessarily required, but by forming the passage (guide channel), even if the separation unit is excessively wetted, Dropping of droplets can be suppressed. This passage (guide channel) may lead to the discharge drain or may lead to the discharge pump of the nozzle device.

噴霧孔からは種々の方向に噴霧流を噴霧でき、上方向、斜め上方向、横方向、斜め下方向、下方向などに噴霧流を噴霧してもよく、これらの噴霧流を組み合わせて(例えば、下方向及び横方向の双方の方向などに)噴霧してもよい。   A spray stream can be sprayed in various directions from the spray hole, and the spray stream may be sprayed in an upward direction, an obliquely upward direction, a lateral direction, an obliquely downward direction, a downward direction, etc., and these spray streams are combined (for example, , In both downward and lateral directions).

なお、液体の種類は用途に応じて選択でき、有機溶媒であってもよいが、ミストの揮散を利用した加湿(又は調湿)、液体の蒸発潜熱を利用した雰囲気又は空間の冷却には、通常、水が使用される。   In addition, although the kind of liquid can be selected according to a use and may be an organic solvent, the humidification (or humidity control) using volatilization of mist, the cooling of the atmosphere or space using the latent heat of vaporization of liquid, Usually water is used.

前記のように、本発明では、ノズルの噴霧孔から加圧液体を錘状に噴霧し、噴霧孔の近傍に、噴霧内方域の液滴の通過を許容し、かつ噴霧外周域の液滴を分離するための分離ユニットを設け、分離ユニットの液滴通過領域を通過した微小液滴を利用して、雰囲気又は空間を有効に加湿又は冷却できる。そのため、本発明は、微小又は微細液滴の揮散(又は蒸発)、蒸発潜熱を利用して、雰囲気又は空間を加湿又は冷却する方法として有用である。   As described above, in the present invention, the pressurized liquid is sprayed in the form of a weight from the spray hole of the nozzle, the liquid droplets in the inner spray area are allowed to pass near the spray holes, and the liquid droplets in the outer peripheral area of the spray are used. A separation unit is provided for separating the atmosphere, and the atmosphere or space can be effectively humidified or cooled by utilizing the fine droplets that have passed through the droplet passage region of the separation unit. Therefore, the present invention is useful as a method for humidifying or cooling an atmosphere or space by utilizing volatilization (or evaporation) of fine or fine droplets and latent heat of evaporation.

以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。なお、液滴径(粒子径)及び流速は次のようにして測定した。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited to these examples. The droplet diameter (particle diameter) and flow velocity were measured as follows.

液滴(又は噴霧液)の粒子径及び流速は、位相ドップラー式レーザー粒子分析計又は粒子径測定装置(TSI社製、PDPA装置「FSA4000/4W水冷Arレーザー」)を利用し、噴霧液に2本のレーザーを照射して測定した。なお、前記2本のレーザーの交差点を測定点とした。   The particle size and flow velocity of the droplet (or spray liquid) are 2 in the spray liquid using a phase Doppler laser particle analyzer or particle size measuring device (TSI, PDPA device “FSA4000 / 4W water-cooled Ar laser”). Measurement was performed by irradiating a laser beam. The intersection of the two lasers was used as a measurement point.

スプレー中心において吐出孔から120mmの位置で液滴の粒子径及び流速を測定した(測定粒子数:10000個)。また、得られた粒子径データ(粒度分布)からザウター平均法により、ザウター平均粒子径を算出した。   The particle diameter and flow rate of the droplets were measured at a position 120 mm from the discharge hole in the center of the spray (measured particle number: 10,000). Further, the Sauter average particle size was calculated from the obtained particle size data (particle size distribution) by the Sauter average method.

実施例1
オリフィス径0.2mmのノズルを用い、水の流量50ml/分、水圧(噴霧圧)6MPa及び噴霧角度80°で水を加圧して噴霧孔から下方向に円錐状に噴霧し、ノズルの噴霧孔からの距離(噴霧距離又は噴霧高さ)H及び噴霧中心からの距離Lと粒子径との関係を、位相ドップラー式レーザー粒子分析計(PDPA)を用いて調べた。なお、噴霧距離Hが100mmでの円錐状の噴霧流の外径は約120mmφであった。ザウター平均液滴径(D32)とDv99とを測定した。結果を表1及び図7に示す。図7では表1の条件E,F,G,Hのデータとともに、条件I(噴霧距離H=1200mm、噴霧中心からの距離L=0cm)での粒子径(μm)とカウント数との関係を示している。
Example 1
Using a nozzle with an orifice diameter of 0.2 mm, water is pressurized at a water flow rate of 50 ml / min, a water pressure (spray pressure) of 6 MPa and a spray angle of 80 °, and sprayed in a conical shape downward from the spray hole. The relationship between the distance (spray distance or spray height) H and the distance L from the spray center and the particle diameter was examined using a phase Doppler laser particle analyzer (PDPA). The outer diameter of the conical spray flow at a spray distance H of 100 mm was about 120 mmφ. Sauter average droplet diameter (D32) and Dv99 were measured. The results are shown in Table 1 and FIG. In FIG. 7, together with the data of conditions E, F, G, and H in Table 1, the relationship between the particle diameter (μm) and the number of counts in condition I (spray distance H = 1200 mm, distance L = 0 cm from the spray center) is shown. Show.

Figure 2011161309
Figure 2011161309

表1から明らかなように、噴霧距離Hが300mm以上では、液滴径が大きな水滴が混在し、噴霧中心からの距離Lが20mm以上であると、液滴径が大きな水滴が混在し、冷却感ではなく濡れた感触を与える。   As is clear from Table 1, when the spray distance H is 300 mm or more, water droplets having a large droplet diameter are mixed, and when the distance L from the spray center is 20 mm or more, water droplets having a large droplet diameter are mixed and cooled. Gives a wet feeling, not a feeling.

実施例2
オリフィス径0.2mmのノズルを用い、水の流量50ml/分、水圧(噴霧圧)6MPa及び噴霧角度80°で水を加圧して噴霧孔から下方向に円錐状に噴霧し、ノズルの噴霧孔からの距離(噴霧距離又は噴霧高さ)H及び噴霧中心からの距離Lを変えて、位相ドップラー式レーザー粒子分析計(PDPA)を用いて、液滴径の分布、Dv99及び平均流速を測定した。なお、上記特性は、分離板を備えた分離ユニットの有無により測定した。分離ユニットは、各辺50mmの四角枠状ボックスで構成され、ノズルの噴霧孔から20mmの前方には、ノズルの噴霧中心線上に内径10mmφの開口部が形成された分離板を備えている。また、分離板の位置での円錐状の噴霧流の外径は約30mmφであった。
Example 2
Using a nozzle with an orifice diameter of 0.2 mm, water is pressurized at a water flow rate of 50 ml / min, a water pressure (spray pressure) of 6 MPa and a spray angle of 80 °, and sprayed in a conical shape downward from the spray hole. The droplet size distribution, Dv99, and average flow velocity were measured using a phase Doppler laser particle analyzer (PDPA) at different distances (spray distance or spray height) H and distance L from the spray center. . In addition, the said characteristic was measured by the presence or absence of the separation unit provided with the separation plate. The separation unit is formed of a square frame box with sides of 50 mm, and includes a separation plate in which an opening with an inner diameter of 10 mmφ is formed on the spray center line of the nozzle in front of 20 mm from the spray hole of the nozzle. Further, the outer diameter of the conical spray flow at the position of the separation plate was about 30 mmφ.

Figure 2011161309
Figure 2011161309

表2から明らかなように、分離ユニット(分離板)を配設することにより、噴霧距離Hが大きくなっても液滴径が大きくなるのを抑制できる。そのため、雰囲気の加湿及び冷却に有用である。特に、暑い夏場では爽やかな冷気を効率よく生成できる。   As is clear from Table 2, by disposing the separation unit (separation plate), it is possible to suppress an increase in the droplet diameter even when the spray distance H is increased. Therefore, it is useful for humidifying and cooling the atmosphere. In particular, refreshing cold air can be efficiently generated in hot summer.

本発明は、簡単でコンパクトな構造であるにも拘わらず、粗大液滴を除去して微細液滴の噴霧流を噴霧できる。そのため、微細液滴の揮散又は蒸発を利用して雰囲気又は空間を効率よく冷却できるとともに、微細液滴の蒸発潜熱を利用して雰囲気又は空間を効率よく冷却(又は降温)できる。そのため、乾燥時(冬場など)及び高温時(夏場など)に、噴霧域の空間を冷却(降温)又は加湿するための加湿又は冷却用ノズル装置(又は加湿又は冷却方法)として有用である。   Although the present invention has a simple and compact structure, it is possible to remove coarse droplets and spray a spray flow of fine droplets. For this reason, the atmosphere or space can be efficiently cooled by utilizing the volatilization or evaporation of the fine droplets, and the atmosphere or space can be efficiently cooled (or cooled) by utilizing the latent heat of vaporization of the fine droplets. Therefore, it is useful as a humidifying or cooling nozzle device (or a humidifying or cooling method) for cooling (decreasing the temperature) or humidifying the space in the spray area during drying (such as in winter) and high temperatures (such as in summer).

1…ノズル
2…噴霧孔
4,14…分離ユニット
5…筒体
7,17…分離プレート
8,18…開口部
9…多孔体又は吸収体
10,20…通路
28…メッシュ部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Nozzle 2 ... Spray hole 4,14 ... Separation unit 5 ... Cylindrical body 7,17 ... Separation plate 8,18 ... Opening part 9 ... Porous body or absorber 10,20 ... Passage 28 ... Mesh member

Claims (11)

加圧液体を噴霧孔から吐出して錘状に液滴を噴霧するためのノズルを備えた装置であって、噴霧孔の近傍で、噴霧内方域の液滴の通過を許容し、かつ噴霧外周域の液滴を分離するための分離ユニットを備えているノズル装置。   A device equipped with a nozzle for ejecting pressurized liquid from a spray hole to spray droplets in a spindle shape, allowing the passage of droplets in the inner area of the spray in the vicinity of the spray hole, and spraying A nozzle device comprising a separation unit for separating droplets in the outer peripheral area. ノズルが一流体ノズルである請求項1記載のノズル装置。   The nozzle device according to claim 1, wherein the nozzle is a one-fluid nozzle. 分離ユニットが、噴霧中心(軸の)線上に中心部が位置し、かつ噴霧域の外径よりも小さな内径を有する開口部を備えている請求項1又は2記載のノズル装置。   The nozzle device according to claim 1 or 2, wherein the separation unit includes an opening having a central portion located on a spray center (axis) line and having an inner diameter smaller than an outer diameter of the spray zone. 噴霧孔から0.5〜25cm離れた噴霧中心線上に、噴霧内方域の液滴の通過を許容する領域を位置させて、分離ユニットが配設されている請求項1〜3のいずれかに記載のノズル装置。   The separation unit is disposed on a spray center line 0.5 to 25 cm away from the spray hole, with a region allowing the passage of droplets in the spray inner region being located. The nozzle device described. 分離ユニットが、累積粒度曲線の99%に対応する粒径Dv99が50μm以下の液滴の通過を許容する請求項1〜4のいずれかに記載のノズル装置。   The nozzle device according to any one of claims 1 to 4, wherein the separation unit allows passage of droplets having a particle size Dv99 corresponding to 99% of the cumulative particle size curve of 50 µm or less. 分離ユニットの内面に液滴を吸収可能な多孔体又は吸収体が取り付けられている請求項1〜5のいずれかに記載のノズル装置。   The nozzle device according to any one of claims 1 to 5, wherein a porous body or an absorber capable of absorbing droplets is attached to the inner surface of the separation unit. 密閉空間内で、噴霧孔が、分離ユニットのうち噴霧内方域の液滴の通過を許容する領域に向いた状態で、ノズル及び分離ユニットが配設されている請求項1〜6のいずれかに記載のノズル装置。   7. The nozzle and the separation unit are arranged in a state where the spray hole faces the region of the separation unit that allows the passage of droplets in the spray inner region in the sealed space. Nozzle device according to. 分離された液滴を回収するための通路が形成されている請求項1〜7のいずれかに記載のノズル装置。   The nozzle device according to claim 1, wherein a passage for collecting the separated droplets is formed. 分離ユニットから噴霧方向にフードが延出している請求項1〜8のいずれかに記載のノズル装置。   The nozzle device according to any one of claims 1 to 8, wherein a hood extends from the separation unit in a spraying direction. 分離ユニットのうち噴霧内方域の液滴の通過を許容する領域がメッシュ状に形成されている請求項1〜9のいずれかに記載のノズル装置。   The nozzle device according to any one of claims 1 to 9, wherein a region of the separation unit that allows passage of droplets in a spray inner region is formed in a mesh shape. ノズルの噴霧孔から加圧液体を錘状に噴霧し、加湿又は冷却するための方法であって、噴霧孔の近傍に、噴霧内方域の液滴の通過を許容し、かつ噴霧外周域の液滴を分離するための分離ユニットを設け、微小液滴により加湿又は冷却する方法。   A method for spraying pressurized liquid from a spray hole of a nozzle in a spindle shape to humidify or cool the liquid, allowing the passage of droplets in the inner area of the spray in the vicinity of the spray hole, and in the outer peripheral area of the spray. A method in which a separation unit for separating droplets is provided and humidified or cooled by microdroplets.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014188283A (en) * 2013-03-28 2014-10-06 Nohmi Bosai Ltd Floating particulate removing device using mist and floating particulate removing method using mist
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