JP2013116467A - Liquid atomizer - Google Patents

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JP2013116467A
JP2013116467A JP2012149576A JP2012149576A JP2013116467A JP 2013116467 A JP2013116467 A JP 2013116467A JP 2012149576 A JP2012149576 A JP 2012149576A JP 2012149576 A JP2012149576 A JP 2012149576A JP 2013116467 A JP2013116467 A JP 2013116467A
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Hiroyoshi Asakawa
博良 麻川
Ryota Kuge
良太 久下
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Nozzle Network Co Ltd
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Nozzle Network Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To adjust the states of atomization (an average particle size, for example) by liquefying the gas jetted by first and second gas jetting parts, and gasifying the liquid jetted by a liquid jetting part.SOLUTION: The liquid atomizer includes: a first orifice jetting a first fluid; a second orifice jetting a second fluid which is the same fluid as the first fluid; a third orifice jetting a third fluid which is a fluid different from the first fluid or the second fluid, toward a collision part where the first fluid jetted from the first orifice and the second fluid jetted from the second orifice collide with each other; an atomization area where atomized liquid particles are generated by allowing the first fluid, the second fluid and the third fluid to collide with one another at the collision part; and a switch-over part for replacing the fluid supplied to the first orifice and the second orifice with the fluid supplied to the third orifice.

Description

本発明は、液体微細化装置(二流体ノズル装置)に関する。   The present invention relates to a liquid refinement apparatus (two-fluid nozzle apparatus).

従来の二流体ノズル装置として、ノズル本体の後方から液体を供給し、ノズル本体の側部から気体を供給する構造、または、気体と液体とを共にノズル本体の側部から供給する構造が知られている(例えば、特許文献1)。   As a conventional two-fluid nozzle device, a structure in which liquid is supplied from the rear of the nozzle body and gas is supplied from the side of the nozzle body, or a structure in which both gas and liquid are supplied from the side of the nozzle body is known. (For example, Patent Document 1).

また、本出願人は、気体を噴射する気体噴射部を2つと、液体を噴射する液体噴射部とを備え、前記2つの気体噴射部から噴射した気体同士を衝突させて形成した衝突部と、前記液体噴射部で噴射した液体とを衝突させて当該液体を霧化する技術を開発している(特許文献2)。   Further, the applicant includes two gas injection units for injecting gas, and a liquid injection unit for injecting liquid, and a collision unit formed by colliding gases injected from the two gas injection units, A technique for atomizing the liquid by colliding with the liquid ejected by the liquid ejecting unit has been developed (Patent Document 2).

特開2008−18400号公報(図1)Japanese Patent Laid-Open No. 2008-18400 (FIG. 1) 特開2012−066168号公報JP 2012-066168 A

しかしながら、上記特許文献1のようにノズル本体の側部に、気体あるいは液体を供給するための配管が設けられていると、それら配管を連結するための連結部が側面から突出する構造や、あるいはノズル本体の側部の厚みを大きくする必要があり、二流体ノズル本体を小型化するのに限界があった。   However, when a pipe for supplying gas or liquid is provided on the side part of the nozzle body as in Patent Document 1, a structure for connecting the pipes to project from the side surface, or It was necessary to increase the thickness of the side part of the nozzle body, and there was a limit to downsizing the two-fluid nozzle body.

また、上記特許文献2は、本出願人が発明した新原理の霧化方法であり、その応用性が非常に高く、開発過程で新たな知見も得られる一方、新規に解決すべき課題も生じている。   Patent Document 2 is an atomization method based on a new principle invented by the present applicant, and its applicability is very high, and new knowledge can be obtained in the development process, but problems to be solved newly arise. ing.

上記現状に鑑みて、本発明の第1の課題は、二流体をそれぞれ供給するための二つの配管を二重構造にして、かつノズル本体の後方から配管を連結することで、小型化に適した液体微細化装置を提供することを目的とする。   In view of the above situation, the first problem of the present invention is that the two pipes for supplying two fluids have a double structure and are connected to the pipe from the rear of the nozzle body, so that they are suitable for miniaturization. An object of the present invention is to provide a liquid refinement apparatus.

本発明の第2の課題は、第1、第2気体噴射部から噴射される気体の温度と、液体噴射部から噴射される液体の温度を調整することで、霧化状態(例えば平均粒子径)を調整することができる液体微細化装置を提供することを目的とする。   The second problem of the present invention is to adjust the temperature of the gas injected from the first and second gas injection units and the temperature of the liquid injected from the liquid injection unit, so that the atomization state (for example, the average particle diameter) It is an object of the present invention to provide a liquid refining device capable of adjusting the above.

本発明の第3の課題は、第1、第2気体噴射部から噴射される気体を液体に替え、かつ液体噴射部から噴射される液体を気体に替えることで、霧化状態(例えば平均粒子径)を調整することができる液体微細化装置を提供することを目的とする。   A third problem of the present invention is to change the gas injected from the first and second gas injection units to a liquid, and change the liquid injected from the liquid injection unit to a gas, so that the atomized state (for example, average particles) An object of the present invention is to provide a liquid micronizer capable of adjusting the diameter.

上記第1の課題を解決するための液体微細化装置は、
第1流体を送給するための長尺の第1チューブと、
ノズル本体の後方から前記第1チューブと連結され、前記第1流体をノズル噴霧口へ導く外側流通路と、
第3流体を送給するため、前記第1チューブ内径よりも小さい外径であって前記第1チューブの内部に配置される長尺の第2チューブと、
ノズル本体の後方から前記第2チューブと連結され、前記第3流体をノズル噴霧口へ導く内側流通路とを備える。
A liquid miniaturization apparatus for solving the first problem is as follows.
A long first tube for feeding the first fluid;
An outer flow passage connected to the first tube from the rear of the nozzle body and guiding the first fluid to the nozzle spray port;
In order to deliver the third fluid, a long second tube having an outer diameter smaller than the first tube inner diameter and disposed inside the first tube;
An inner flow passage is connected to the second tube from the rear of the nozzle body and guides the third fluid to the nozzle spray port.

この構成によれば、第1チューブの内部に第2チューブを配置してなる二重配管構造とし、かつノズル本体の後方からこの二重配管をノズル本体に連結する構成であるため、従来に比較して小型にできる。また、二重配管にしたことで、きわめて簡単な配管構造となり、低コスト効果も大きい。さらに、十分なスペースのない構造体や機器内において、小型化したノズル本体およびノズル本体後方に伸びる見かけ上1本の配管(二重配管)構成にしたことで、その内部への進入性、配置性、操作性も非常に良く、ピンポイント噴霧が可能になる。   According to this configuration, the second pipe is arranged inside the first tube, and the double pipe is connected to the nozzle body from the rear of the nozzle body. And can be made small. In addition, the use of double pipes results in a very simple pipe structure and a great low cost effect. Furthermore, in a structure or equipment that does not have enough space, the structure of the nozzle body and the apparently single pipe (double pipe) that extends to the rear of the nozzle body make it possible to enter and arrange the interior. And operability are very good, and pinpoint spraying is possible.

上記発明において、第1流体が気体、第3流体が液体であることが好ましいが、この逆であってもよい。 In the above invention, the first fluid is preferably a gas and the third fluid is a liquid, but the opposite may be possible.

また、第2の課題を解決するための液体微細化装置は、
第1流体を噴射する第1オリフィス部と、
前記第1オリフィス部と所定角度で対向配置され、前記第1流体と同じ流体である第2流体を噴射する第2オリフィス部と、
前記第1オリフィス部から噴射された前記第1流体と前記第2オリフィス部から噴射された前記第2流体とが衝突する衝突部に向かって、前記第1流体および前記第2流体と異なる流体である第3流体を噴射する第3オリフィス部と、
前記衝突部で、前記第1流体、前記第2流体および前記第3流体を衝突させて微細化液粒子が生成されるエリアである微細化エリア部と、
前記第1オリフィス部から噴射される第1流体および前記第2オリフィス部から噴射される第2流体の温度を調整する第1温度調節部と、
前記第3オリフィス部から噴射される第3流体の温度を調整する第2温度調節部と、を備える。
In addition, a liquid micronizer for solving the second problem is
A first orifice for ejecting a first fluid;
A second orifice part that is disposed to face the first orifice part at a predetermined angle and that injects a second fluid that is the same fluid as the first fluid;
A fluid different from the first fluid and the second fluid toward a collision portion where the first fluid ejected from the first orifice portion and the second fluid ejected from the second orifice portion collide with each other. A third orifice part for injecting a third fluid;
A refined area part that is an area in which the first fluid, the second fluid, and the third fluid are caused to collide with each other to generate refined liquid particles in the collision part;
A first temperature adjusting unit that adjusts temperatures of the first fluid ejected from the first orifice unit and the second fluid ejected from the second orifice unit;
A second temperature adjusting unit that adjusts the temperature of the third fluid ejected from the third orifice unit.

この構成によれば、第1、第2オリフィス部から噴射される第1流体の温度と、第3オリフィス部から噴射される第3流体の温度を調整でき、霧化状態(例えば平均粒子径)を調整することができる。本発明によれば、温度を高くするほど、微細化粒子の平均粒子径が小さくなる。第1、第2温度調節部は、例えば、ヒータ、熱交換器、保温手段を有して構成できる。例えば、流体が液体である場合、この液体を予め加温しておき、保温手段に収納しておき、流体が通る管なども断熱手段を設けておくことが好ましい。例えば、流体が気体の場合に、ドライヤーで加温することもできる。   According to this structure, the temperature of the 1st fluid injected from the 1st, 2nd orifice part and the temperature of the 3rd fluid injected from the 3rd orifice part can be adjusted, and the atomization state (for example, average particle diameter) Can be adjusted. According to the present invention, the higher the temperature, the smaller the average particle size of the fine particles. The first and second temperature control units can be configured to include, for example, a heater, a heat exchanger, and heat retaining means. For example, when the fluid is a liquid, it is preferable that the liquid is preheated and stored in a heat retaining means, and a pipe through which the fluid passes is provided with a heat insulating means. For example, when the fluid is a gas, it can be heated with a dryer.

上記発明において、第1流体および第2流体が気体、第3流体が液体であることが好ましいが、この逆であってもよい。また、気体として空気を用いる場合に室温のままでもよい。室温の空気を用いる場合には、温度調節部は、実質的に加温・減温の調整をしなくてもよいが、保温手段を有して空気を送るように構成してもよい。   In the above invention, it is preferable that the first fluid and the second fluid are gas and the third fluid is a liquid, but the opposite may be possible. Further, when air is used as the gas, it may remain at room temperature. In the case of using room temperature air, the temperature adjustment unit does not need to substantially adjust the heating / decreasing temperature, but may have a heat retaining means so as to send air.

上記発明の一実施形態として、第1状態において、前記第1温度調節部で第1、第2流体(例えば気体)の温度を所定温度よりも高くあるいは室温に調節し、かつ前記第2温度調節部で第3流体(例えば液体)の温度を所定温度よりも高く調節する。また、第2状態において、前記第1温度調節部で液体の温度を所定温度以下に調節し、かつ前記第2温度調節部で気体の温度を所定温度以下あるいは室温に調節する。所定温度は、例えば、室温(18℃〜25℃)、平均体温(35℃〜37℃)、30℃〜80℃の範囲の温度などである。   As one embodiment of the invention, in the first state, the first temperature adjusting unit adjusts the temperature of the first and second fluids (for example, gas) to be higher than a predetermined temperature or room temperature, and the second temperature adjustment. The temperature of the third fluid (for example, liquid) is adjusted to be higher than a predetermined temperature in the unit. In the second state, the temperature of the liquid is adjusted to a predetermined temperature or lower by the first temperature adjusting unit, and the temperature of the gas is adjusted to a predetermined temperature or lower or room temperature by the second temperature adjusting unit. The predetermined temperature is, for example, room temperature (18 ° C. to 25 ° C.), average body temperature (35 ° C. to 37 ° C.), temperature in the range of 30 ° C. to 80 ° C., or the like.

上記発明の一実施形態として、前記第1温度調節部が、前記第1オリフィス部および前記第2オリフィス部へ前記第1流体および前記第2流体を供給するための第1チューブを有して構成され、
前記第2温度調節部が、前記第1チューブ内径よりも小さい外径であって前記第1チューブの内部に配置されて、前記第3流体を送給するための第2チューブを有して構成され、
装置本体の後方から前記第1チューブと連結され、前記第1流体および第2流体をそれぞれ第1オリフィス部および第2オリフィス部へ導く外側流通路と、
装置本体の後方から前記第2チューブと連結され、前記第3流体を第3オリフィス部へ導く内側流通路と、を備える。
As one embodiment of the invention, the first temperature adjusting unit includes a first tube for supplying the first fluid and the second fluid to the first orifice unit and the second orifice unit. And
The second temperature adjusting unit includes a second tube having an outer diameter smaller than the first tube inner diameter and disposed inside the first tube for feeding the third fluid. And
An outer flow passage connected to the first tube from the rear of the apparatus main body and guiding the first fluid and the second fluid to the first orifice portion and the second orifice portion, respectively;
An inner flow passage that is connected to the second tube from the rear of the apparatus main body and guides the third fluid to the third orifice portion.

この構成によれば、第1チューブの内部に第2チューブが配置された二重配管であり、お互いが熱交換することで、第1、第2流体および第3流体の温度が同じに維持される(あるいはお互いの温度差が小さくなる)。一方の流体を加温(減温)することで両方の温度を同時に調整することができる。   According to this configuration, the second tube is a double pipe in which the second tube is disposed inside the first tube, and the temperatures of the first, second, and third fluids are kept the same by exchanging heat with each other. (Or the temperature difference between them becomes smaller). By heating (decreasing) one fluid, both temperatures can be adjusted simultaneously.

また、第3の課題を解決するための液体微細化装置は、
第1流体を噴射する第1オリフィス部と、
前記第1オリフィス部と所定角度で対向配置され、前記第1流体と同じ流体である第2流体を噴射する第2オリフィス部と、
前記第1オリフィス部から噴射された前記第1流体と前記第2オリフィス部から噴射された前記第2流体とが衝突する衝突部に向かって、前記第1流体および前記第2流体と異なる流体である第3流体を噴射する第3オリフィス部と、
前記衝突部で、前記第1流体、前記第2流体および前記第3流体を衝突させて微細化液粒子が生成されるエリアである微細化エリア部と、
前記第1オリフィス部および前記第2オリフィス部に供給される流体と、前記第3オリフィス部に供給される流体とを互いに入れ替えるための切替部と、を備える。
In addition, a liquid micronizer for solving the third problem is
A first orifice for ejecting a first fluid;
A second orifice part that is disposed to face the first orifice part at a predetermined angle and that injects a second fluid that is the same fluid as the first fluid;
A fluid different from the first fluid and the second fluid toward a collision portion where the first fluid ejected from the first orifice portion and the second fluid ejected from the second orifice portion collide with each other. A third orifice part for injecting a third fluid;
A refined area part that is an area in which the first fluid, the second fluid, and the third fluid are caused to collide with each other to generate refined liquid particles in the collision part;
A switching unit for exchanging the fluid supplied to the first orifice unit and the second orifice unit and the fluid supplied to the third orifice unit.

この構成によれば、第1、第2オリフィス部から噴射される第1、第2流体を、第3流体に替え、かつ第3オリフィス部から噴射される第3流体を第1流体(第2流体)に替えることで、霧化状態(例えば平均粒子径)を調整することができる。例えば、第1、第2流体が気体かつ第3流体が液体の場合は、その逆の第1、2流体が液体かつ第3流体が気体の場合よりも霧の平均粒子径を小さく調整できる。切替部は手動で切り替えることもでき、また自動で切り替える自動機構を有することもできる。   According to this configuration, the first and second fluids ejected from the first and second orifices are replaced with the third fluid, and the third fluid ejected from the third orifice is changed to the first fluid (second By changing to (fluid), the atomization state (for example, average particle diameter) can be adjusted. For example, when the first and second fluids are gas and the third fluid is liquid, the average particle diameter of the mist can be adjusted to be smaller than when the opposite first and second fluids are liquid and the third fluid is gas. The switching unit can be switched manually or can have an automatic mechanism for switching automatically.

上記発明の一実施形態として、前記切替部は、第1状態において、前記第1オリフィス部および第2オリフィス部へ同じ気体を供給させ、かつ前記第3オリフィスへ液体を供給させる、および、第2状態において、前記第1オリフィス部および第2オリフィス部へ液体を供給させ、かつ前記第3オリフィス部へ気体を供給させる。   As one embodiment of the invention, in the first state, the switching unit supplies the same gas to the first orifice unit and the second orifice unit, and supplies a liquid to the third orifice. In the state, liquid is supplied to the first orifice part and the second orifice part, and gas is supplied to the third orifice part.

上記発明の一実施形態として、液体微細化装置は、前記微細化エリア部から噴霧される霧の噴霧方向に沿って当該霧の周囲を取り囲むように設けられた噴霧出口部と、
前記噴霧出口部の先端面に、前記霧の噴霧方向軸と直交する方向に形成されたスリット部と、を備える。この構成によって、噴霧出口部の先端(微細化エリア部の出口側又は衝突部位置から噴霧出口部先端面まで)にスリット部を設けたことで、より微細化した霧を生成させることができる。噴霧出口部は、気体オリフィスを形成するための部材と一体に形成されていてもよく、別部材で形成していてもよい。
As one embodiment of the above invention, the liquid micronizer includes a spray outlet part provided so as to surround the periphery of the mist along the spray direction of the mist sprayed from the micronized area part,
A slit portion formed in a direction perpendicular to the spray direction axis of the mist is provided on a tip surface of the spray outlet portion. With this configuration, a finer mist can be generated by providing a slit at the tip of the spray outlet (from the outlet side of the miniaturized area or the position of the collision part to the tip of the spray outlet). The spray outlet part may be formed integrally with a member for forming the gas orifice, or may be formed by a separate member.

上記発明の一実施形態として、前記噴霧出口部に、前記霧の噴霧方向軸に対し90°以上傾斜しており、かつ当該液体霧化装置を正面視して、前記第1気体噴射部と前記第2気体噴射部とからの気体噴射方向軸に対し直交する方向に、開放部が形成されている。霧が扇状に広がる方向に、開放部を設けることで、霧を開放部方向に逃がして、噴霧出口部の壁面で衝突する程度を緩和させることができ、霧が壁面に衝突することで発生するしずくを効果的に抑制することができる。開放部を、液体オリフィスの出口近傍から形成すると、霧が壁面に衝突することをさらに無くせるため好ましい。開放部の幅寸法は、発生する霧の断面幅(短い方の幅)に応じて設定(同幅または同幅より大きい幅に)することが好ましい。   As one embodiment of the invention, the spray outlet portion is inclined by 90 ° or more with respect to the spray direction axis of the mist, and the liquid atomization device is viewed from the front, An open portion is formed in a direction orthogonal to the gas injection direction axis from the second gas injection portion. By providing an opening in the direction in which the mist spreads in a fan shape, the mist can escape in the direction of the opening and the degree of collision with the wall surface of the spray outlet can be mitigated. Drops can be effectively suppressed. It is preferable to form the opening portion from the vicinity of the outlet of the liquid orifice because the mist can be further prevented from colliding with the wall surface. The width dimension of the open portion is preferably set (to the same width or larger than the same width) according to the cross-sectional width (shorter width) of the generated mist.

上記発明の一実施形態として、前記開放部に、前記スリット部が形成されている。   As one embodiment of the invention, the slit portion is formed in the open portion.

上記発明の一実施形態として、前記スリット部は、当該液体霧化装置を正面視して、前記第1気体噴射部と前記第2気体噴射部とからの気体噴射方向軸に対し直交する方向に形成されている。   As one embodiment of the invention, the slit portion is in a direction orthogonal to the gas injection direction axis from the first gas injection portion and the second gas injection portion when the liquid atomizing device is viewed from the front. Is formed.

上記発明の一実施形態として、前記第1オリフィス部から噴射される第1流体および前記第2オリフィス部から噴射される第2流体の温度を調整する第1温度調節部と、
前記第3オリフィス部から噴射される第3流体の温度を調整する第2温度調節部と、をさらに備え、
前記第1状態において、前記第1温度調節部で気体の温度を所定温度よりも高くあるいは室温に調節し、かつ前記第2温度調節部で液体の温度を所定温度よりも高く調節し、
前記第2状態において、前記第1温度調節部で液体の温度を所定温度以下に調節し、かつ前記第2温度調節部で気体の温度を所定温度以下に調節する。
As one embodiment of the invention, a first temperature adjusting unit that adjusts temperatures of the first fluid ejected from the first orifice unit and the second fluid ejected from the second orifice unit;
A second temperature adjusting unit that adjusts the temperature of the third fluid ejected from the third orifice unit,
In the first state, the temperature of the gas is adjusted to be higher than a predetermined temperature or room temperature by the first temperature adjusting unit, and the temperature of the liquid is adjusted to be higher than the predetermined temperature by the second temperature adjusting unit,
In the second state, the temperature of the liquid is adjusted to a predetermined temperature or lower by the first temperature adjusting unit, and the temperature of the gas is adjusted to a predetermined temperature or lower by the second temperature adjusting unit.

所定温度は、例えば、室温(18℃〜25℃)、平均体温(35℃〜37℃)、30℃〜80℃などである。例えば、平均体温あるいは42℃(45℃)を境にして、体が冷たく感じる温度の霧(ミスト)を発生させ、また、体が温かく感じる温度の霧を発生させることができる。本実施形態では、第1状態で発生する霧の平均粒子径が、第2状態で発生する霧の平均粒子径よりも小さく、かつ第1状態で発生する霧の温度が、第2状態で発生する霧の温度よりも高い。   The predetermined temperature is, for example, room temperature (18 ° C. to 25 ° C.), average body temperature (35 ° C. to 37 ° C.), 30 ° C. to 80 ° C., or the like. For example, a mist having a temperature at which the body feels cold can be generated at an average body temperature or 42 ° C. (45 ° C.), and a mist having a temperature at which the body can feel warm can be generated. In this embodiment, the average particle diameter of the fog generated in the first state is smaller than the average particle diameter of the fog generated in the second state, and the temperature of the fog generated in the first state is generated in the second state. Higher than the temperature of the fog.

上記発明の一実施形態として、前記第1温度調節部が、前記第1オリフィス部および前記第2オリフィス部へ前記第1流体および前記第2流体を供給するための第1チューブを有して構成され、
前記第2温度調節部が、前記第1チューブ内径よりも小さい外径であって前記第1チューブの内部に配置されて、前記第3流体を送給するための第2チューブを有して構成され、
装置本体の後方から前記第1チューブと連結され、前記第1流体および第2流体をそれぞれ第1オリフィス部および第2オリフィス部へ導く外側流通路と、
装置本体の後方から前記第2チューブと連結され、前記第3流体を第3オリフィス部へ導く内側流通路と、を備える。
As one embodiment of the invention, the first temperature adjusting unit includes a first tube for supplying the first fluid and the second fluid to the first orifice unit and the second orifice unit. And
The second temperature adjusting unit includes a second tube having an outer diameter smaller than the first tube inner diameter and disposed inside the first tube for feeding the third fluid. And
An outer flow passage connected to the first tube from the rear of the apparatus main body and guiding the first fluid and the second fluid to the first orifice portion and the second orifice portion, respectively;
An inner flow passage that is connected to the second tube from the rear of the apparatus main body and guides the third fluid to the third orifice portion.

この構成によれば、第1チューブの内部に第2チューブが配置された二重配管であり、お互いが熱交換することで、第1、第2流体および第3流体の温度が同じに維持される(あるいはお互いの温度差が小さくなる)。一方の流体を加温(減温)することで両方の温度を同時に調整することができる。   According to this configuration, the second tube is a double pipe in which the second tube is disposed inside the first tube, and the temperatures of the first, second, and third fluids are kept the same by exchanging heat with each other. (Or the temperature difference between them becomes smaller). By heating (decreasing) one fluid, both temperatures can be adjusted simultaneously.

また、本発明において、第1チューブおよび第2チューブは、断面視で例えば、円、楕円、多角形が例示されるが、コスト面から断面視で円状の中空チューブが好ましい。長尺のチューブは、長手方向寸法がチューブ外径寸法よりも、例えば10倍以上、20倍以上であり、製品の使用目的に応じて長手方向寸法、チューブ外径および内径は設定される。   In the present invention, the first tube and the second tube are, for example, a circle, an ellipse, or a polygon in cross-sectional view, but a circular hollow tube in cross-sectional view is preferable from the viewpoint of cost. The long tube has a longitudinal dimension that is, for example, 10 times or more and 20 times or more than the tube outer diameter, and the longitudinal dimension, the tube outer diameter, and the inner diameter are set according to the intended use of the product.

また、本発明において、第2チューブが第1チューブの中空内部に自由に配置され、第1チューブの内周面と第2チューブの外周面が固着されていないことが好ましい。   Moreover, in this invention, it is preferable that a 2nd tube is freely arrange | positioned inside the hollow of a 1st tube, and the outer peripheral surface of the 1st tube and the outer peripheral surface of a 2nd tube are not adhering.

また、本発明において、第1チューブの内径(D1)と第2チューブの外径(D2)との差(D1−D2)が、0.05mm以上30mm以内であることが小型化および送給条件(送給速度、送給量)の観点から好ましく、0.1mm以上10mm以内がより好ましく、0.5mm以上5mm以内がさらに好ましい。差(D1−D2)は、二流体ノズル装置の使用目的、二流体の性質、構成物質等によって設定可能である。   Further, in the present invention, the difference (D1−D2) between the inner diameter (D1) of the first tube and the outer diameter (D2) of the second tube is 0.05 mm or more and 30 mm or less. From the viewpoint of (feeding speed, feeding amount), it is preferably 0.1 mm or more and 10 mm or less, and more preferably 0.5 mm or more and 5 mm or less. The difference (D1-D2) can be set according to the purpose of use of the two-fluid nozzle device, the nature of the two-fluid, the constituent material, and the like.

また、本発明において、前記第1チューブが透明材料で構成されていることが好ましい。これによって、内部状態を観察でき、例えば、異物の詰まり、汚れ具合を観察することでメンテナンス性を向上できる。さらに、前記第2チューブが透明材料で構成されていることが好ましい。第2チューブも透明材料で構成することで、第2チューブの内部観察が容易になるため好ましい。   Moreover, in this invention, it is preferable that the said 1st tube is comprised with the transparent material. Accordingly, the internal state can be observed, and for example, maintenance can be improved by observing clogging of foreign matter and the degree of contamination. Furthermore, it is preferable that the second tube is made of a transparent material. It is preferable that the second tube is also made of a transparent material because the inside of the second tube can be easily observed.

また、本発明において、前記第1チューブおよび第2チューブが軟質チューブであることが好ましい。第1チューブと第2チューブとがフレキシブルであることで、ノズル本体の操作性が飛躍的に向上する。また、第1チューブと第2チューブとを硬質チューブで構成することもでき、また、第1チューブおよび第2チューブとを硬質チューブの端部と軟質チューブの端部とを連結した連結チューブとして構成してもよい。また、第1チューブおよび第2チューブを、形状記憶合金を含むチューブで構成してもよい。   In the present invention, it is preferable that the first tube and the second tube are soft tubes. Since the first tube and the second tube are flexible, the operability of the nozzle body is greatly improved. Also, the first tube and the second tube can be configured by a hard tube, and the first tube and the second tube are configured as a connecting tube in which the end of the hard tube and the end of the soft tube are connected. May be. Moreover, you may comprise a 1st tube and a 2nd tube with the tube containing a shape memory alloy.

第1チューブおよび第2チューブは、樹脂性、金属性の材料で構成することができる。軟質チューブとしては、軟質樹脂性のプラスチックチューブが例示され、硬質チューブとしては、熱硬化性樹脂性のプラスチックチューブが例示される。   The first tube and the second tube can be made of a resinous or metallic material. An example of the soft tube is a soft resin plastic tube, and an example of the hard tube is a thermosetting resin plastic tube.

液体微細化装置としては、公知の気液混合ノズル(2流体ノズル)、上記特許文献2のノズルが例示できる。ノズル本体は、例えば、金属製、プラスチック製、ゴム製、それらが混在した構成のもの等が挙げられる。二流体ノズルに供給される「気体」としては、特に制限されず、例えば、空気、清浄空気、高酸素濃度空気、不活性ガス等の気体が挙げられ、「液体」としては、特に制限されないが、水、イオン化水、化粧水等の化粧薬液、医薬液、殺菌液、除菌液等の薬液、塗料、コーティング剤、溶剤、樹脂等が挙げられる。   As a liquid refinement | miniaturization apparatus, a well-known gas-liquid mixing nozzle (2 fluid nozzle) and the nozzle of the said patent document 2 can be illustrated. Examples of the nozzle body include metal, plastic, rubber, and a mixture of them. The “gas” supplied to the two-fluid nozzle is not particularly limited, and examples thereof include air, clean air, high oxygen concentration air, inert gas, and the like, and “liquid” is not particularly limited. , Cosmetic liquids such as water, ionized water and lotion, chemical liquids such as pharmaceutical liquids, bactericidal liquids and sterilizing liquids, paints, coating agents, solvents and resins.

本発明では、各流体を送るための圧力を制御する圧力制御部を備えることが好ましい。各流体を送るための圧力を自動(あるいは手動)で調整することで、例えば、各オリフィス出口の空気量と霧噴量を自在に変動できる。圧力制御装置は、例えば、圧力制御弁、圧力調整器などが挙げられる。   In this invention, it is preferable to provide the pressure control part which controls the pressure for sending each fluid. By automatically (or manually) adjusting the pressure for sending each fluid, for example, the amount of air at the outlet of each orifice and the amount of mist spray can be freely changed. Examples of the pressure control device include a pressure control valve and a pressure regulator.

二流体ノズル装置(液体微細化装置)の外観模式図である。It is an external appearance schematic diagram of a two-fluid nozzle apparatus (liquid refinement | miniaturization apparatus). 二流体ノズル装置(液体微細化装置)の内部構造の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the internal structure of a two-fluid nozzle apparatus (liquid refinement | miniaturization apparatus). ノズル噴霧口の正面を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the front of a nozzle spraying opening. 気体オリフィス先端部(第1、第2オリフィス部)を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a gas orifice front-end | tip part (1st, 2nd orifice part). 気体オリフィス先端部(第1、第2オリフィス部)を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a gas orifice front-end | tip part (1st, 2nd orifice part). 気体オリフィス先端部(第1、第2オリフィス部)を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a gas orifice front-end | tip part (1st, 2nd orifice part). 二流体ノズル装置(液体微細化装置)の噴霧状態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the spraying state of a two-fluid nozzle apparatus (liquid refinement | miniaturization apparatus). 二流体ノズル装置(液体微細化装置)の噴霧状態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the spraying state of a two-fluid nozzle apparatus (liquid refinement | miniaturization apparatus). 第1、第2オリフィス部の対向配置角(噴射角)を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the opposing arrangement | positioning angle (injection angle) of a 1st, 2nd orifice part. 水温と平均粒子径の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between water temperature and an average particle diameter. 第1、第2流体を気体に、第3流体を液体にした場合の空気量と平均粒子径の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the air quantity at the time of making a 1st, 2nd fluid into gas, and making the 3rd fluid into a liquid, and an average particle diameter. 第1、第2流体を液体に、第3流体を気体にした場合の空気量と平均粒子径の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the air quantity at the time of making the 1st, 2nd fluid into a liquid, and making the 3rd fluid into gas, and an average particle diameter.

<実施形態1>
以下に、本実施形態の二流体ノズル装置(液体微細化装置に相当する)について図1〜図5を参照しながら説明する。図1は、二流体ノズル装置1の外観模式図である。ノズル噴霧口Aをノズル本体前方として、ノズル本体後方Bに第1チューブ19aが第1チューブ継手18に連結されている。この第1チューブ19aの内部には、第2チューブ19bが配置されて、二重配管構造となっている。3方向継部20において、第1チューブ19aが第1供給側チューブ21と連結され、第2チューブ19bが第2供給側チューブ22と連結されている。なお、第1チューブ19aおよび第2チューブ19bが、3方向継部20で連結されていない構成も可能である。
<Embodiment 1>
Hereinafter, a two-fluid nozzle device (corresponding to a liquid micronizer) of this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic external view of the two-fluid nozzle device 1. The first tube 19a is connected to the first tube joint 18 at the nozzle body rear B with the nozzle spray port A as the front of the nozzle body. Inside the first tube 19a, a second tube 19b is arranged to form a double piping structure. In the three-way joint 20, the first tube 19 a is connected to the first supply side tube 21, and the second tube 19 b is connected to the second supply side tube 22. A configuration in which the first tube 19a and the second tube 19b are not connected by the three-way joint 20 is also possible.

図2A,2Bは、二流体ノズル装置1の内部構造の一例を示す模式図である。第1チューブ19aは、第1チューブ継手18に連結している。第2チューブ19bは、第1チューブ19aの端部よりもノズル本体前方へ伸びており、第2チューブ継手17に連結している。第1チューブ19aで送給される気体(第1流体)は、外側流通路R1を通ってノズル噴霧口Aへ導かれる。また、第2チューブ19bで送給される液体(第3流体)は、内側流通路R2を通ってノズル噴霧口Aへ導かれる。   2A and 2B are schematic views showing an example of the internal structure of the two-fluid nozzle device 1. FIG. The first tube 19 a is connected to the first tube joint 18. The second tube 19 b extends forward of the nozzle body from the end of the first tube 19 a and is connected to the second tube joint 17. The gas (first fluid) fed through the first tube 19a is guided to the nozzle spray port A through the outer flow passage R1. Further, the liquid (third fluid) fed by the second tube 19b is guided to the nozzle spray port A through the inner flow passage R2.

ノズル本体は、第1チューブ継手18の突部18aが挿入されて連結されるアダプター15と、このアダプター15とねじ作用で嵌め合わせる(連結される)気体オリフィスケース13と、この気体オリフィスケース13の引掛部13aで押さえつけることで連結されるフランジ部12aを有する気体オリフィス先端部12と、第2チューブ19bが連結される第2チューブ継手17と、この第2チューブ継手17の突部17aが挿入されて連結される液体オリフィス押さえ部14と、この液体オリフィス押さえ部14の先端と連結される液体オリフィス先端部11とで構成されている。アダプター15の雄螺旋部と気体オリフィスケース13の雌螺旋部とがねじによって嵌めこまれ、パッキン16で完全にシールされている。気体オリフィスケース13の引掛部13aで気体オリフィス先端部12のフランジ部12aを押さえつけ、気体オリフィス先端部12の内面の一部が液体オリフィス先端部11の外面を押さえつけ、さらに液体オリフィス先端部11が液体オリフィス押さえ部14の先端部に嵌め込まれるため、ノズル本体内における、外側流通路R1および内側流通路R2の気密性が維持され漏れ出すことがない。   The nozzle body includes an adapter 15 into which the protrusion 18 a of the first tube joint 18 is inserted, a gas orifice case 13 that is fitted (connected) to the adapter 15 by a screw action, and a gas orifice case 13. A gas orifice tip 12 having a flange 12a connected by being pressed by the hook 13a, a second tube joint 17 to which the second tube 19b is connected, and a protrusion 17a of the second tube joint 17 are inserted. The liquid orifice holding part 14 connected to each other and the liquid orifice tip 11 connected to the tip of the liquid orifice holding part 14. The male spiral portion of the adapter 15 and the female spiral portion of the gas orifice case 13 are fitted with screws, and are completely sealed with the packing 16. The hook portion 13a of the gas orifice case 13 presses the flange portion 12a of the gas orifice tip portion 12, a part of the inner surface of the gas orifice tip portion 12 presses the outer surface of the liquid orifice tip portion 11, and the liquid orifice tip portion 11 is liquid. Since it fits in the front-end | tip part of the orifice holding | suppressing part 14, the airtightness of the outer side flow path R1 and the inner side flow path R2 in a nozzle main body is maintained, and it does not leak out.

図3A、3B、3Cは、気体オリフィス先端部12の詳細図である。図3Bは、図3Aの噴霧口Aの正面図であり、図3Cは図3Bのx−x断面を示す。図4A,4Bは、ノズル噴霧口Aにおける霧生成と噴霧状態の一例を示す。12aは上述したフランジ部である。12bおよび12b’は、気体が流通する2本の通路を示す。それぞれ第1オリフィス部12b、第2オリフィス部12b’を形成する。12cは、スリット部である。この2つの気体通路12b、12b’から噴出された気体同士(G1、G2)が衝突し(図4Aの衝突部100を形成し)、これに液体オリフィス先端部11aから噴射された液体Lが衝突する(別の表現でいえば、噴射された1本の液体流に対し、2本の気体流が衝突する)。この2つの気体G1,G2に挟まれるように液体Lが衝突する微細化エリア部120において、液体Lが微細化された霧Fが生成され、この霧Fが広角噴霧方向に沿って噴射される(図4A,4B参照)。この霧Fの噴霧方向に沿って、気体通路12b、12b’と直交する方向に伸びるスリット部12cが形成されている。広角に広がる霧Fがスリット部12cの空間を通って噴霧される。   3A, 3B and 3C are detailed views of the gas orifice tip 12. FIG. 3B is a front view of the spray port A of FIG. 3A, and FIG. 3C shows an xx cross section of FIG. 3B. 4A and 4B show an example of fog generation and a spray state at the nozzle spray port A. FIG. 12a is the flange part mentioned above. Reference numerals 12b and 12b 'denote two passages through which gas flows. A first orifice portion 12b and a second orifice portion 12b 'are formed respectively. 12c is a slit part. Gases (G1, G2) ejected from the two gas passages 12b and 12b ′ collide with each other (form the collision part 100 in FIG. 4A), and the liquid L ejected from the liquid orifice tip part 11a collides with this. (In other words, two gas streams collide with one injected liquid stream). In the refined area portion 120 where the liquid L collides so as to be sandwiched between the two gases G1 and G2, a mist F in which the liquid L is refined is generated, and the mist F is ejected along the wide-angle spray direction. (See FIGS. 4A and 4B). A slit portion 12c extending in a direction perpendicular to the gas passages 12b and 12b 'is formed along the spray direction of the fog F. The mist F spreading over a wide angle is sprayed through the space of the slit portion 12c.

また、第1オリフィス部12b、第2オリフィス部12b’のそれぞれの噴射方向軸とが所定の角度範囲を形成する。図5に示すように、第1オリフィス部12bおよび第2オリフィス部12b’のそれぞれの噴射方向軸で形成される「所定角度範囲」は、それぞれから噴射された流体(気体)の衝突角αに相当し、「所定の角度範囲(衝突角α)」は90°〜180°であり、好ましくは100°〜150°であり、さらに好ましくは110°〜150°である。   Further, the respective injection direction axes of the first orifice portion 12b and the second orifice portion 12b 'form a predetermined angle range. As shown in FIG. 5, the “predetermined angle range” formed by the respective injection direction axes of the first orifice part 12b and the second orifice part 12b ′ is the collision angle α of the fluid (gas) injected from each. Correspondingly, the “predetermined angle range (collision angle α)” is 90 ° to 180 °, preferably 100 ° to 150 °, and more preferably 110 ° to 150 °.

<実施形態1の実施例>
本実施形態1において、第1チューブ19aの外径は6mm、内径(D1)が4mmであり、第2チューブ19bの外径(D2)が3mmである。その差(D1−D2)は1mmである。第1チューブ19aおよび第2チューブ19bは二重配管構造であり、チューブ長手方向寸法は2mである。ノズル本体の長手方向寸法(噴霧口Aからノズル本体の後方Bまでの寸法)が42mm、外径寸法が直径11mmである。気体として空気を、流体として水を用いて噴霧状態を確認した。空気圧Paが0.206MPa、水圧が0.188MPa、空気噴射の空気量(Qa)が10NL/min、噴霧(水)量(Qw)が50ml/minとなる条件で、平均粒子径(SMD)9.87μmの噴霧状態を確認できた。なお、平均粒子径(SMD)は、レーザー回折法の計測装置により測定した。測定位置は、噴霧方向軸上で、ノズル先端から300mmの位置とした。
<Example of Embodiment 1>
In the first embodiment, the first tube 19a has an outer diameter of 6 mm, an inner diameter (D1) of 4 mm, and the second tube 19b has an outer diameter (D2) of 3 mm. The difference (D1-D2) is 1 mm. The 1st tube 19a and the 2nd tube 19b are double piping structures, and the tube longitudinal direction dimension is 2 m. The longitudinal dimension of the nozzle body (dimension from the spray port A to the rear B of the nozzle body) is 42 mm, and the outer diameter is 11 mm. The spray state was confirmed using air as the gas and water as the fluid. The average particle diameter (SMD) is 9 under the conditions that the air pressure Pa is 0.206 MPa, the water pressure is 0.188 MPa, the air quantity (Qa) of air injection is 10 NL / min, and the spray (water) quantity (Qw) is 50 ml / min. A spraying state of 87 μm was confirmed. The average particle size (SMD) was measured with a laser diffraction measuring device. The measurement position was 300 mm from the nozzle tip on the spray direction axis.

<実施形態1の別実施形態>
本発明は上記ノズル本体、各構成要素(図2、3)の構成に制限されず、他の構成も採用できる。例えば、従来の二流体ノズルにおいて、そのノズル本体の後方に第1チューブ継手と第2チューブ継手を組み込み、第1チューブ継手と第1流体オリフィス通路とを連結し、かつ第2チューブ継手と第2液体オリフィス通路とを連結することでもよい。
<Another Embodiment of Embodiment 1>
The present invention is not limited to the configuration of the nozzle body and the components (FIGS. 2 and 3), and other configurations can be employed. For example, in a conventional two-fluid nozzle, a first tube joint and a second tube joint are incorporated at the rear of the nozzle body, the first tube joint and the first fluid orifice passage are connected, and the second tube joint and the second tube joint are connected. It may be connected to the liquid orifice passage.

<実施形態2>
以下に、本実施形態2の二流体ノズル装置(液体微細化装置に相当する)について説明する。二流体ノズル装置は、実施形態1と同じ構成を有し、実施形態2に特有の構成を備える。二流体ノズル装置は、第1流体を噴射する第1オリフィス部(12b)と、第1オリフィス部(12b)と所定角度(α=90°〜180°、図1では110°)で対向配置され、第1流体と同じ流体である第2流体を噴射する第2オリフィス部(12b’)と、第1オリフィス部(12b)から噴射された第1流体と第2オリフィス部(12b’)から噴射された第2流体とが衝突する衝突部(100)に向かって、第1流体および第2流体と異なる流体である第3流体を噴射する第3オリフィス部(11、オリフィス先端部11a)と、衝突部(100)で、第1流体、第2流体および第3流体を衝突させて微細化された液粒子が生成されるエリアである微細化エリア部(120)と、第1オリフィス部(12b)から噴射される第1流体および第2オリフィス部(12b’)から噴射される第2流体の温度を調整する第1温度調節部と、第3オリフィス部(11、オリフィス先端部11a)から噴射される第3流体の温度を調整する第2温度調節部とを備える。
<Embodiment 2>
The two-fluid nozzle device (corresponding to a liquid micronizer) according to the second embodiment will be described below. The two-fluid nozzle device has the same configuration as that of the first embodiment and has a configuration unique to the second embodiment. The two-fluid nozzle device is arranged to face the first orifice portion (12b) for ejecting the first fluid and the first orifice portion (12b) at a predetermined angle (α = 90 ° to 180 °, 110 ° in FIG. 1). , A second orifice part (12b ′) for injecting a second fluid that is the same fluid as the first fluid, a first fluid injected from the first orifice part (12b), and an injection from the second orifice part (12b ′) A third orifice portion (11, orifice tip portion 11a) for injecting a third fluid, which is a fluid different from the first fluid and the second fluid, toward the collision portion (100) where the second fluid collided with, In the collision part (100), the first fluid part, the second fluid, and the third fluid collide with each other, the refined area part (120) that is the area where the refined liquid particles are generated, and the first orifice part (12b) ) Injected from the first fluid and And a first temperature adjusting unit for adjusting the temperature of the second fluid ejected from the second orifice unit (12b ′), and a temperature of the third fluid ejected from the third orifice unit (11, orifice tip 11a). A second temperature adjusting unit to be adjusted.

そして、第1状態において、第1温度調節部で第1、第2流体(例えば気体)の温度を所定温度(よりも高く調節し、かつ第2温度調節部で第3流体(例えば液体)の温度を所定温度よりも高くあるいは室温に調節する。また、第2状態において、第1温度調節部で液体の温度を所定温度以下に調節し、かつ第2温度調節部で気体の温度を所定温度以下あるいは室温に調節する。   In the first state, the first temperature adjusting unit adjusts the temperature of the first and second fluids (eg, gas) to a predetermined temperature (higher than that), and the second temperature adjusting unit sets the third fluid (eg, liquid). In the second state, the temperature of the liquid is adjusted to a predetermined temperature or lower by the first temperature adjusting unit, and the gas temperature is adjusted to the predetermined temperature by the second temperature adjusting unit. Adjust to below or room temperature.

第1温度調節部が、第1オリフィス部(12b)および第2オリフィス部(12b’)へ第1流体(気体)および第2流体(気体)を供給するための第1チューブ(19a)を有して構成され、第2温度調節部が、第1チューブ(19a)内径よりも小さい外径であって第1チューブ(19a)の内部に配置されて、第3流体(液体)を送給するための第2チューブ(19b)を有して構成され、装置本体の後方から第1チューブ(19a)と連結され、第1流体(気体)および第2流体(気体)をそれぞれ第1オリフィス部(12b)および第2オリフィス部(12b’)へ導く外側流通路(R1)と、装置本体の後方から第2チューブ(19b)と連結され、第3流体(液体)を第3オリフィス部(11)へ導く内側流通路(R2)とを備える。   The first temperature control unit has a first tube (19a) for supplying the first fluid (gas) and the second fluid (gas) to the first orifice part (12b) and the second orifice part (12b ′). The second temperature control unit is configured to have an outer diameter smaller than the inner diameter of the first tube (19a) and is disposed inside the first tube (19a), and feeds the third fluid (liquid). The second tube (19b) is connected to the first tube (19a) from the rear of the apparatus body, and the first fluid (gas) and the second fluid (gas) are respectively connected to the first orifice ( 12b) and the outer flow passage (R1) leading to the second orifice part (12b ′) and the second tube (19b) from the rear of the apparatus main body, and the third fluid (liquid) is connected to the third orifice part (11). The inner flow passage (R2) leading to Obtain.

第3流体(液体)を所定温度より高めに加温して保温タンク(不図示)に貯めておき、この保温タンクと第2供給側チューブ(22)とが接続される。そして、第1供給側チューブ21はエアコンプレッサーに接続される。二重配管において、液体と気体とが自然に熱交換して略同じ温度になる。   The third fluid (liquid) is heated to a temperature higher than a predetermined temperature and stored in a heat retaining tank (not shown), and the heat retaining tank and the second supply side tube (22) are connected. The first supply side tube 21 is connected to an air compressor. In the double pipe, the liquid and gas naturally exchange heat and reach substantially the same temperature.

<実施形態2の別例>
実施形態2において、第1温度調節部、第2温度調節部を、第1チューブ、第2チューブの二重配管構造で有する構成としたが、これに制限されず、二重配管構造でなくともよく、それぞれ別の管として、目的オリフィス部へ連結する構成でもよい。
<Another example of Embodiment 2>
In the second embodiment, the first temperature control unit and the second temperature control unit are configured to have a double piping structure of the first tube and the second tube. It is also possible to employ a configuration in which each pipe is connected to the target orifice as a separate pipe.

また、第1温度調整部、第2温度調節部は、温度測定器と、温度測定器で測定された温度が所定温度(範囲)になるように加温装置(ヒータ、熱交換器)を制御する制御部(専用機器、コンピュータ)とをさらに有していてもよい。   The first temperature adjusting unit and the second temperature adjusting unit control the temperature measuring device and the heating device (heater, heat exchanger) so that the temperature measured by the temperature measuring device becomes a predetermined temperature (range). And a control unit (a dedicated device or a computer) that performs the above-described operation.

<実施形態2の実施例>
第1チューブ19aの外径は6mm、内径(D1)が4mmであり、第2チューブ19bの外径(D2)が3mmである。その差(D1−D2)は1mmである。第1チューブ19aおよび第2チューブ19bは二重配管構造であり、チューブ長手方向寸法は2mである。ノズル本体の長手方向寸法(噴霧口Aからノズル本体の後方Bまでの寸法)が42mm、外径寸法が直径11mmである。第1、第2流体として空気を、第3流体として水を用いた。空気量Qaを6.0(Nl/min)に固定し、水(噴霧)量Qwを10、20、30、40、50(ml/min)と設定を変えたときの、水温20℃から50℃までの平均粒子径SMD(μm)を測定した。なお、平均粒子径(SMD)は、レーザー回折法の計測装置により測定した。測定位置は、噴霧方向軸上で、ノズル先端から300mmの位置とした。水は、20℃から50℃まで任意に温度調節できる加温装置で加温してあり、空気は、室温(23℃)である。なお、平均粒子径(SMD)は、レーザー回折法の計測装置により測定した。測定位置は、噴霧方向軸上で、ノズル先端から300mmの位置とした。表1、図6にその結果を示す。実施例1〜5は、それぞれQwが10〜50に対応している。
<Example of Embodiment 2>
The outer diameter of the first tube 19a is 6 mm, the inner diameter (D1) is 4 mm, and the outer diameter (D2) of the second tube 19b is 3 mm. The difference (D1-D2) is 1 mm. The 1st tube 19a and the 2nd tube 19b are double piping structures, and the tube longitudinal direction dimension is 2 m. The longitudinal dimension of the nozzle body (dimension from the spray port A to the rear B of the nozzle body) is 42 mm, and the outer diameter is 11 mm. Air was used as the first and second fluids, and water was used as the third fluid. When the air amount Qa is fixed at 6.0 (Nl / min) and the water (spray) amount Qw is changed to 10, 20, 30, 40, 50 (ml / min), the water temperature is changed from 20 ° C. to 50 ° C. The average particle size SMD (μm) up to 0 ° C. was measured. The average particle size (SMD) was measured with a laser diffraction measuring device. The measurement position was 300 mm from the nozzle tip on the spray direction axis. Water is heated by a heating device capable of adjusting the temperature arbitrarily from 20 ° C. to 50 ° C., and air is room temperature (23 ° C.). The average particle size (SMD) was measured with a laser diffraction measuring device. The measurement position was 300 mm from the nozzle tip on the spray direction axis. The results are shown in Table 1 and FIG. In Examples 1 to 5, Qw corresponds to 10 to 50, respectively.

Figure 2013116467
Figure 2013116467

表1、図6から、実施例1〜5では、いずれも温度に比例して、生成された霧の平均粒子径SMDが小さくなる傾向であった(約5μmから10μm程度小さくなる)。このことから、水温の温度を変えることで、霧の平均粒子径を調節することができたことを確認できた。また、平均粒子径SMDを見た場合に、Qw=30が最も小さかったが、Qwが40、50では平均粒子径SMDは大きくなっていた。一方で、Qw=10、20の平均粒子径SMDの値がQw=30のそれよりも大きい結果であった。これは水圧が低すぎて流速が遅く、空気との衝突力が低下したため逆に微細化が悪くなったと推測される。   From Table 1 and FIG. 6, in Examples 1-5, the average particle diameter SMD of the produced mist tended to decrease in proportion to the temperature (from about 5 μm to about 10 μm). From this, it was confirmed that the average particle diameter of the mist could be adjusted by changing the temperature of the water temperature. Further, when looking at the average particle size SMD, Qw = 30 was the smallest, but when Qw was 40 and 50, the average particle size SMD was large. On the other hand, the average particle size SMD value of Qw = 10 and 20 was larger than that of Qw = 30. This is presumed that the water pressure is too low, the flow velocity is slow, and the impact force with the air is reduced, so that the miniaturization is worsened.

<実施形態3>
以下に、本実施形態の二流体ノズル装置(液体微細化装置に相当する)について説明する。二流体ノズル装置は、実施形態1と同じ構成を有し、実施形態3に特有の構成を備える。二流体ノズル装置は、第1流体を噴射する第1オリフィス部(12b)と、第1オリフィス部(12b)と所定角度(α=90°〜180°、図1では110°)で対向配置され、第1流体と同じ流体である第2流体を噴射する第2オリフィス部(12b’)と、第1オリフィス部(12b)から噴射された第1流体と第2オリフィス部(12b’)から噴射された第2流体とが衝突する衝突部(100)に向かって、第1流体および第2流体と異なる流体である第3流体を噴射する第3オリフィス部(11、オリフィス先端部11a)と、衝突部100で、第1流体、第2流体および第3流体を衝突させて微細化された液粒子が生成されるエリアである微細化エリア部(120A)と、第1オリフィス部(12b)および第2オリフィス部(12b’)に供給される流体と、第3オリフィス部(11、オリフィス先端部11a)に供給される流体とを互いに入れ替えるための切替部(不図示)とを備える。
<Embodiment 3>
Hereinafter, the two-fluid nozzle device (corresponding to a liquid micronizer) of this embodiment will be described. The two-fluid nozzle device has the same configuration as that of the first embodiment and includes a configuration unique to the third embodiment. The two-fluid nozzle device is arranged to face the first orifice portion (12b) for ejecting the first fluid and the first orifice portion (12b) at a predetermined angle (α = 90 ° to 180 °, 110 ° in FIG. 1). , A second orifice part (12b ′) for injecting a second fluid that is the same fluid as the first fluid, a first fluid injected from the first orifice part (12b), and an injection from the second orifice part (12b ′) A third orifice portion (11, orifice tip portion 11a) for injecting a third fluid, which is a fluid different from the first fluid and the second fluid, toward the collision portion (100) where the second fluid collided with, In the collision unit 100, the first fluid part, the second fluid, and the third fluid collide with each other, and a refined area part (120A) that is an area in which the refined liquid particles are generated; the first orifice part (12b); Second orifice part (12 b ′) and a switching part (not shown) for exchanging the fluid supplied to the third orifice part (11, orifice tip part 11a) with each other.

切替部は、第1状態において、第1オリフィス部(12b)および第2オリフィス部(12b’)へ同じ気体を供給させ、かつ第3オリフィス部(11)へ液体を供給させる、および第2状態において、第1オリフィス部(12b)および第2オリフィス部(12b’)へ液体を供給させ、かつ第3オリフィス部(11)へ気体を供給させる。   In the first state, the switching unit supplies the same gas to the first orifice unit (12b) and the second orifice unit (12b ′) and supplies the liquid to the third orifice unit (11), and the second state. The liquid is supplied to the first orifice part (12b) and the second orifice part (12b ′), and the gas is supplied to the third orifice part (11).

また、別実施例として、第1オリフィス部(12b)から噴射される第1流体(気体)および第2オリフィス部(12b’)から噴射される第2流体(気体)の温度を調整する第1温度調節部と、第3オリフィス部(11a)から噴射される第3流体(液体)の温度を調整する第2温度調節部とをさらに備えてもよい。第1状態において、第1温度調節部で気体の温度を所定温度よりも高く調節し、かつ第2温度調節部で液体の温度を所定温度よりも高く調節し、第2状態において、第1温度調節部で液体の温度を所定温度以下に調節し、かつ第2温度調節部で気体の温度を所定温度以下に調節することができる。   As another embodiment, the first fluid (gas) ejected from the first orifice part (12b) and the first fluid (gas) ejected from the second orifice part (12b ′) are adjusted in temperature. You may further provide a temperature control part and the 2nd temperature control part which adjusts the temperature of the 3rd fluid (liquid) injected from a 3rd orifice part (11a). In the first state, the temperature of the gas is adjusted to be higher than a predetermined temperature by the first temperature adjusting unit, and the temperature of the liquid is adjusted to be higher than the predetermined temperature by the second temperature adjusting unit. The temperature of the liquid can be adjusted to a predetermined temperature or lower by the adjusting unit, and the temperature of the gas can be adjusted to a predetermined temperature or lower by the second temperature adjusting unit.

第1温度調節部が、第1オリフィス部(12b)および第2オリフィス部(12b’)へ第1流体(気体)および第2流体(気体)を供給するための第1チューブ(19a)を有して構成され、第2温度調節部が、第1チューブ内径よりも小さい外径であって第1チューブ(19a)の内部に配置されて、第3流体(液体)を送給するための第2チューブ(19b)を有して構成され、装置本体の後方から第1チューブ(19a)と連結され、第1流体(気体)および第2流体(気体)をそれぞれ第1オリフィス部(12b)および第2オリフィス部(12b’)へ導く外側流通路(R1)と、装置本体の後方から第2チューブ(19b)と連結され、第3流体(液体)を第3オリフィス部(11)へ導く内側流通路(R2)とを備える。第1チューブと第2チューブは上記実施形態1、2と同じ構成である。   The first temperature control unit has a first tube (19a) for supplying the first fluid (gas) and the second fluid (gas) to the first orifice part (12b) and the second orifice part (12b ′). The second temperature control unit is configured to have an outer diameter smaller than the inner diameter of the first tube and is disposed inside the first tube (19a), and is used for feeding the third fluid (liquid). 2 tubes (19b) are connected to the first tube (19a) from the rear of the apparatus body, and the first fluid (gas) and the second fluid (gas) are respectively connected to the first orifice portion (12b) and An outer flow passage (R1) that leads to the second orifice part (12b ′) and an inner side that leads from the rear of the apparatus main body to the second tube (19b) and guides the third fluid (liquid) to the third orifice part (11) A flow passage (R2). The first tube and the second tube have the same configuration as in the first and second embodiments.

切替部は、手動で切り替えることもできる。また、切替部は、自動で切り替える自動機構を有して構成することもできる。例えば、電磁弁などの自動化機構で構成できる。   The switching unit can also be switched manually. The switching unit can also be configured with an automatic mechanism that switches automatically. For example, an automatic mechanism such as a solenoid valve can be used.

<実施形態3の実施例>
第1チューブ19aの外径は6mm、内径(D1)が4mmであり、第2チューブ19bの外径(D2)が3mmである。その差(D1−D2)は1mmである。第1チューブ19aおよび第2チューブ19bは二重配管構造であり、チューブ長手方向寸法は2mである。ノズル本体の長手方向寸法(噴霧口Aからノズル本体の後方Bまでの寸法)が42mm、外径寸法が直径11mmである。第1、第2流体として空気を、第3流体として水を用いた場合を実施例1とし、その逆を実施例2とした。
<Example of Embodiment 3>
The outer diameter of the first tube 19a is 6 mm, the inner diameter (D1) is 4 mm, and the outer diameter (D2) of the second tube 19b is 3 mm. The difference (D1-D2) is 1 mm. The 1st tube 19a and the 2nd tube 19b are double piping structures, and the tube longitudinal direction dimension is 2 m. The longitudinal dimension of the nozzle body (dimension from the spray port A to the rear B of the nozzle body) is 42 mm, and the outer diameter is 11 mm. A case where air was used as the first and second fluids and water was used as the third fluid was taken as Example 1, and vice versa.

実施例1では、水(噴霧)量Qwを50(ml/min)に固定し、空気量Qaを6.0〜20.0(Nl/min)まで変えたときの平均粒子径SMD(μm)を測定した。   In Example 1, the average particle diameter SMD (μm) when the water (spray) amount Qw is fixed at 50 (ml / min) and the air amount Qa is changed to 6.0 to 20.0 (Nl / min). Was measured.

実施例2では、水(噴霧)量Qwを200(ml/min)に固定し、空気量Qaを0〜8.0(Nl/min)まで変えたときの平均粒子径SMD(μm)を測定した。   In Example 2, the average particle diameter SMD (μm) was measured when the water (spray) amount Qw was fixed at 200 (ml / min) and the air amount Qa was changed from 0 to 8.0 (Nl / min). did.

測定位置は、噴霧方向軸上で、ノズル先端から300mmの位置とした。水は20℃、空気は室温(23℃)である。なお、平均粒子径(SMD)は、レーザー回折法の計測装置により測定した。測定位置は、噴霧方向軸上で、ノズル先端から300mmの位置とした。実施例1の結果を表2、図7に、実施例2の結果を表3、図8に示す。   The measurement position was 300 mm from the nozzle tip on the spray direction axis. Water is 20 ° C and air is room temperature (23 ° C). The average particle size (SMD) was measured with a laser diffraction measuring device. The measurement position was 300 mm from the nozzle tip on the spray direction axis. The results of Example 1 are shown in Table 2 and FIG. 7, and the results of Example 2 are shown in Table 3 and FIG.

Figure 2013116467
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Figure 2013116467
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表2、3、図7、8から、いずれも空気量に比例して平均粒子径が減少する傾向であることが分かった。実施例1では霧噴霧量が小さいものの平均粒子径が小さく、一方、実施例2では霧噴霧量が大きいものの平均粒子径が大きい。実施例1は実施例2に比べて、微細化するのに適した構成となっておいる。一方、実施例2は実施例1よりも平均粒子径の粗い霧をつくるに適している。すなわち、切替部で、気体と液体とを相互に切り替えることで、霧の平均粒子径を調節することができる。また、実施形態2のように流体の温度調節も行えるようにすることで、流体切替えと流体温度調節との2要素を組み合わせて霧の平均粒子径を自在に設定することができる。   From Tables 2 and 3 and FIGS. 7 and 8, it was found that the average particle diameter tends to decrease in proportion to the air amount. In Example 1, although the mist spray amount is small, the average particle size is small, while in Example 2, the mist spray amount is large, but the average particle size is large. The first embodiment has a configuration suitable for miniaturization as compared with the second embodiment. On the other hand, Example 2 is suitable for making a mist having a coarser average particle diameter than Example 1. In other words, the average particle diameter of the mist can be adjusted by switching between gas and liquid in the switching unit. Further, by allowing the temperature of the fluid to be adjusted as in the second embodiment, the average particle diameter of the mist can be freely set by combining two elements of fluid switching and fluid temperature adjustment.

1 二流体ノズル装置
11 第3オリフィス部
12b 第1オリフィス部
12b’ 第2オリフィス部
13 気体オリフィスケース
14 液体オリフィス押さえ部
15 アダプター
16 パッキン
17 第2チューブ継手
18 第1チューブ継手
19a 第1チューブ
19b 第2チューブ
A 噴霧口
B ノズル本体の後方
R1 外側通路部
R2 内側通路部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Two-fluid nozzle apparatus 11 3rd orifice part 12b 1st orifice part 12b '2nd orifice part 13 Gas orifice case 14 Liquid orifice holding | suppressing part 15 Adapter 16 Packing 17 Second tube joint 18 First tube joint 19a First tube 19b First 2 Tube A Spray port B Rear of nozzle body R1 Outer passage R2 Inner passage

Claims (4)

第1流体を噴射する第1オリフィス部と、
前記第1オリフィス部と所定角度で対向配置され、前記第1流体と同じ流体である第2流体を噴射する第2オリフィス部と、
前記第1オリフィス部から噴射された前記第1流体と前記第2オリフィス部から噴射された前記第2流体とが衝突する衝突部に向かって、前記第1流体および前記第2流体と異なる流体である第3流体を噴射する第3オリフィス部と、
前記衝突部で、前記第1流体、前記第2流体および前記第3流体を衝突させて微細化液粒子が生成されるエリアである微細化エリア部と、
前記第1オリフィス部および前記第2オリフィス部に供給される流体と、前記第3オリフィス部に供給される流体とを互いに入れ替えるための切替部と、を備える液体微細化装置。
A first orifice for ejecting a first fluid;
A second orifice part that is disposed to face the first orifice part at a predetermined angle and that injects a second fluid that is the same fluid as the first fluid;
A fluid different from the first fluid and the second fluid toward a collision portion where the first fluid ejected from the first orifice portion and the second fluid ejected from the second orifice portion collide with each other. A third orifice part for injecting a third fluid;
A refined area part that is an area in which the first fluid, the second fluid, and the third fluid are caused to collide with each other to generate refined liquid particles in the collision part;
A liquid refinement apparatus comprising: a switching unit for exchanging fluid supplied to the first orifice unit and the second orifice unit and fluid supplied to the third orifice unit.
前記切替部は、第1状態において、前記第1オリフィス部および第2オリフィス部へ同じ気体を供給させ、かつ前記第3オリフィスへ液体を供給させる、および
第2状態において、前記第1オリフィス部および第2オリフィス部へ液体を供給させ、かつ前記第3オリフィス部へ気体を供給させる、請求項1に記載の液体微細化装置。
In the first state, the switching unit supplies the same gas to the first orifice unit and the second orifice unit and supplies liquid to the third orifice. In the second state, the switching unit includes the first orifice unit and The liquid refinement apparatus according to claim 1, wherein a liquid is supplied to the second orifice part and a gas is supplied to the third orifice part.
前記第1オリフィス部から噴射される第1流体および前記第2オリフィス部から噴射される第2流体の温度を調整する第1温度調節部と、
前記第3オリフィス部から噴射される第3流体の温度を調整する第2温度調節部と、をさらに備え、
前記第1状態において、前記第1温度調節部で気体の温度を所定温度よりも高くあるいは室温に調節し、かつ前記第2温度調節部で液体の温度を所定温度よりも高く調節し、
前記第2状態において、前記第1温度調節部で液体の温度を所定温度以下に調節し、かつ前記第2温度調節部で気体の温度を所定温度以下あるいは室温に調節する、請求項1または2に記載の液体微細化装置。
A first temperature adjusting unit that adjusts temperatures of the first fluid ejected from the first orifice unit and the second fluid ejected from the second orifice unit;
A second temperature adjusting unit that adjusts the temperature of the third fluid ejected from the third orifice unit,
In the first state, the temperature of the gas is adjusted to be higher than a predetermined temperature or room temperature by the first temperature adjusting unit, and the temperature of the liquid is adjusted to be higher than the predetermined temperature by the second temperature adjusting unit,
3. In the second state, the temperature of the liquid is adjusted to a predetermined temperature or lower by the first temperature adjusting unit, and the temperature of the gas is adjusted to a predetermined temperature or lower or room temperature by the second temperature adjusting unit. The liquid micronizer described in 1.
前記第1温度調節部が、前記第1オリフィス部および前記第2オリフィス部へ前記第1流体および前記第2流体を供給するための第1チューブを有して構成され、
前記第2温度調節部が、前記第1チューブ内径よりも小さい外径であって前記第1チューブの内部に配置されて、前記第3流体を送給するための第2チューブを有して構成され
装置本体の後方から前記第1チューブと連結され、前記第1流体および第2流体をそれぞれ第1オリフィス部および第2オリフィス部へ導く外側流通路と、
装置本体の後方から前記第2チューブと連結され、前記第3流体を第3オリフィス部へ導く内側流通路と、を備える請求項1〜3のいずれか1項に記載の液体微細化装置。
The first temperature control unit includes a first tube for supplying the first fluid and the second fluid to the first orifice unit and the second orifice unit;
The second temperature adjusting unit includes a second tube having an outer diameter smaller than the first tube inner diameter and disposed inside the first tube for feeding the third fluid. An outer flow passage connected to the first tube from the rear of the apparatus main body and guiding the first fluid and the second fluid to the first orifice portion and the second orifice portion, respectively;
The liquid refinement device according to any one of claims 1 to 3, further comprising: an inner flow passage that is connected to the second tube from a rear side of the device main body and guides the third fluid to the third orifice portion.
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