JP2016007568A - 噴霧装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体と空気の混合流の適切な拡散噴霧パターンの噴霧が行え、偏向板の混合流による汚染の問題もない噴霧装置を提供する。
【解決手段】液体噴射ノズル１２を被って設けられる吹付ノズル１３の噴出孔が、液体噴射ノズル１２の液体の噴射する噴射方向と交差する方向に形成された第１噴出孔１４Ａと、第１噴出孔１４Ａと異なる噴射方向の位置に設けられ、噴射方向と交差する方向に形成された第２噴出孔１４Ｂと、を備え、第１噴出孔１４Ａ及び第２噴出孔１４Ｂは、第１噴出孔１４Ａの各孔の中心軸を含む第１面と第２噴出孔１４Ｂの各孔の中心軸を含む第２面とが噴射方向の周りで交差するように形成され、スリットエアガイド１５が、吹付ノズル１３の外周面との間にスリットエアの流れるスリット１６を形成するように、吹付ノズル１３の外周面を覆っている。
【選択図】図２

Description

本発明は噴霧装置に係り、たとえば、塗布液を吹付ノズルからその中心軸と交差する方向に放射状に拡散噴霧する噴霧装置に関する。

たとえば、噴霧装置の一例としては、下記特許文献１、２に開示がなされている。下記特許文献１、２に記載された噴霧装置は、液体流を噴出させる液体噴出ノズルの先端側に、該液体流と前記液体噴出ノズルの周囲から該液体噴出ノズルの先端方向へ噴出させる空気流とを混合霧化させる霧化室を画する吹付ノズルを備え、該吹付ノズルは、その中心軸方向の周りに該中心軸と交差する方向に形成された複数の孔からなる噴出孔が形成されているとともに、該噴出孔の各孔から噴出される液体と空気の混合流を該吹付ノズルの先端に設けた偏向板に衝突させることによって周囲に拡散噴霧させるように構成されている。

特開２００９−２７３９７６号公報 特開２０１０−００５５３３号公報

しかし、上述した構成は、たとえば塗布液を吹付ノズルの中心軸と交差する方向に放射状に拡散噴霧させるのに、吹付ノズルの中心軸の周りに形成された複数の孔からなる噴出孔から噴出させる液体と空気の混合流を、吹付ノズルの先端に設けた該偏向板に衝突させることによって行うようにしたものである。

このため、吹付ノズルの構成を複雑化せざるを得ず、吹付ノズルに形成された噴出孔からの液体と空気の混合流を偏向板に衝突させる構成となっているため、偏向板が該混合流によって汚染されてしまうことを免れ得なかった。

なお、塗布液を放射状に拡散噴霧する場合に、適切な拡散噴霧パターンの噴霧が行えることが望ましい。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、極めて簡単な構成にも拘わらず、液体と空気の混合流の適切な拡散噴霧パターンの噴霧が行え、偏向板の混合流による汚染の問題もない噴霧装置を提供することにある。

本発明は、以下の構成によって把握される。
（１）本発明の噴霧装置は、先端から液体を噴射させる液体噴射ノズルと、前記液体噴射ノズルの周囲から前記噴射する液体に混合する気体を供給する気体ガイドと、前記液体噴射ノズルの先端側に配置され、前記液体と前記気体を混合霧化させる霧化室を形成するとともに前記霧化室に連通して霧化した液体を外部に噴出する噴出孔を有する吹付ノズルと、前記噴出孔から噴出する霧化した液体にスリットエアを供給するスリットエアガイドと、を備え、前記吹付ノズルの前記噴出孔が、前記液体噴射ノズルの前記液体の噴射する噴射方向と交差する方向に形成された１又は複数の孔からなる第１噴出孔と、前記第１噴出孔と異なる前記噴射方向の位置に設けられ、前記噴射方向と交差する方向に形成された１又は複数の孔からなる第２噴出孔と、を備え、前記第１噴出孔及び第２噴出孔は、前記第１噴出孔の各孔の中心軸を含む第１面と前記第２噴出孔の各孔の中心軸を含む第２面とが前記噴射方向の周りで交差するように形成され、前記スリットエアガイドが、前記吹付ノズルの外周面との間にスリットエアの流れるスリットを形成するように、前記吹付ノズルの外周面を覆っていることを特徴とする。
（２）本発明の噴霧装置は、（１）の構成において、前記スリットエアガイドが、前記吹付ノズルの前記外周面との間のスリットにスリットエアを供給するためのエア供給孔を備え、前記吹付ノズルが、前記エア供給孔と対面する前記吹付ノズルの前記外周面に環状溝を備えることを特徴とする。
（３）本発明の噴霧装置は、（１）又は（２）の構成において、前記スリットエアの供給量を変えることで前記噴出孔から噴出する霧化した液体の噴霧パターンを調節するパターン調節つまみを備えることを特徴とする。
（４）本発明の噴霧装置は、（３）の構成において、前記混合する気体と前記スリットエアは、共通の気体供給口から供給された気体を分岐したものであり、前記スリットエアの供給量が最大となる前記パターン調節つまみが全開のときに、前記スリットエア側に分岐された気体の量の方が前記混合する気体側に分岐される気体の量よりも多いことを特徴とする。
（５）本発明の噴霧装置は、（３）又は（４）の構成において、前記スリットエアの供給量を多くするように前記パターン調節つまみを開くと、前記噴出孔から噴出する霧化した液体の拡散噴霧パターンが小さくなることを特徴とする。

本発明によれば、極めて簡単な構成にも拘わらず、液体と空気の混合流の適切な拡散噴霧パターンの噴霧が行え、偏向板の混合流による汚染の問題もない噴霧装置を提供できる。

本発明の噴霧装置の実施形態１を示す全体構成図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。 （ａ）、（ｂ）は本発明の噴霧装置の実施形態１を示す断面図で、噴射パターンを広角にした場合を示した図である。 本発明の噴霧装置の先端部の吹付ノズルを示した断面図である。 （ａ）、（ｂ）は本発明の噴霧装置の実施形態１を示す断面図で、噴射パターンを狭角にした場合を示した図である。 本発明の噴霧装置の実施形態２を示す説明図である。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、実施形態）について詳細に説明する。なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。

（実施形態１）
図１（ａ）、（ｂ）は、本発明の噴霧装置の外観図で、図１（ａ）は側面図、図１（ｂ）は正面図である。

図１（ａ）、（ｂ）に示す噴霧装置１０は、まず、噴霧器本体１１があり、この噴霧器本体１１の先端には液体を噴射させる図示しない液体噴射ノズル（図２（ａ）において符号１２で示す）を有し、この液体噴射ノズル１２の先端部を囲むようにして吹付ノズル１３が取り付けられている。吹付ノズル１３は、先端側が径の小さな裁頭円錐状をなし、先端に近接する外周面には複数の噴出孔１４が形成されている。

各噴出孔１４は、軸方向に２段で形成され、各段の噴出孔１４は周方向に等間隔でたとえば１２個形成されている。ここで、吹付ノズル１３の先端から遠い２段目の噴出孔を第１噴出孔１４Ａ、先端に近い１段目の噴出孔を第２噴出孔１４Ｂと称する。

吹付ノズル１３の後方部には、スリットエアガイド１５が該吹付ノズル１３と同軸に該吹付ノズル１３の外周面を覆うようにして取り付けられている。スリットエアガイド１５は吹付ノズル１３の後方部との間にスリット（図２（ａ）において符号１６で示す）を形成し、このスリット１６からスリットエアを吹付ノズル１３の軸方向に沿って（軸方向とほぼ平行に）噴出させるようになっている。

また、スリットエアガイド１５の後方には、吹付ノズル１３、スリットエアガイド１５を噴霧器本体１１に一体化させるためのキャップ１７が取り付けられている。

噴霧器本体１１は、その上部において、図示しない軸体を貫通させて噴霧装置１０を該軸体に取り付けるための取付け具２０を備え、下部において、液剤（液体）を供給するための液剤供給管２１、およびエアを供給するためのエア供給管(気体供給口)２２が備えられている。

また、噴霧器本体１１の側面には回転操作によるパターン調整つまみ２５が備えられている。このパターン調整つまみ２５は、その回転によって、エア供給管２２から前記スリット１６を通して噴出させるエアの量（噴出させない場合も含む）を調整できるようになっている。

液剤供給管２１からの液剤とエア供給管２２からのエアは、噴霧器本体１１内で混合された後に、吹付ノズル１３の第１噴出孔１４Ａおよび第２噴出孔１４Ｂから噴出されるようになっている。

図２（ａ）は、図１（ａ）に対応する図で、中心軸を含んだ面における断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すＡ−Ａ線の位置で切断したときの図１（ｂ）に対応する断面図である。

図２（ａ）において、噴霧器本体１１に液体噴射ノズル１２が内蔵され、その液体噴射ノズル１２の中心軸上にはニードル弁２７が配置されている。ニードル弁２７と液体噴射ノズル１２の間には隙間を有し液剤供給管２１からの液剤が供給され得るようになっている。ニードル弁２７は、その軸方向の移動によって、液体噴射ノズル１２の先端の開口１２Ａを開閉できるようになっている。ニードル弁２７は、その後端部がシリンダ２８内のピストン２９に固定され、ピストン２９はスプリングバネ３０によってニードル弁２７の先端方向へ付勢されるようになっている。これにより、ニードル弁２７は、通常時において、液体噴射ノズル１２の先端の開口１２Ａを閉塞するようになっている。そして、図２（ｂ）のエア供給管２２から供給されたエアの一部が、図示しない流路を経由して、シリンダ２８内に供給されるようになっている。したがって、エア供給管２２にエアが供給され、シリンダ２８内がスプリングバネ３０の付勢力に抗し得る圧力に上昇すると、ピストン２９が移動し、その動きによって、ピストン２９に固定されたニードル弁２７は液体噴射ノズル１２の先端の開口１２Ａを開放するように動作する。
この動作によって、液剤供給管２１から液体噴射ノズル１２とニードル弁２７との間に供給される液剤は該開口１２Ａから前方（噴射方向）に噴出されるようになっている。

一方、エア供給管２２から供給されたエアは、液体噴射ノズル１２の周囲に沿って形成される第１エア通路（気体ガイド）３１を介して液体噴射ノズル１２の先端部に導かれ、液体噴射ノズル１２の開口１２Ａから噴出される液剤と混合霧化されるようになっている。エアと液剤との混合霧化は、液体噴射ノズル１２の先端側で吹付ノズル１３によって画される霧化室３２でなされるようになっている。

吹付ノズル１３には、その先端部の拡大図である図３に示すように、出射方向の周りに出射方向の交差する方向に形成された複数の孔（噴出孔）からなる第１噴出孔１４Ａが形成されている。これら第１噴出孔１４Ａは、吹付ノズル１３内の霧化室３２から外側へ至る貫通孔によって形成されている。そして、図３に示すように、第１噴出孔１４Ａの中心軸を含む仮想の第１面Ｐは、出射方向側の角度として角度αを有するようになっている。

さらに、吹付ノズル１３には、第１噴出孔１４Ａよりも吹付ノズル１３の先端側であって、出射方向の周りに出射方向と交差する方向に形成された複数の孔（噴出孔）からなる第２噴出孔１４Ｂが形成されている。これら第２噴出孔１４Ｂは、吹付ノズル１３内の霧化室３２から外側へ至る貫通孔によって形成されている。そして、図３に示すように、第２噴出孔１４Ｂの中心軸を含む仮想の第２面Ｑは、出射方向側の角度として角度βを有するようになっている。

ここで、図３を見るとわかるとおり、第１噴出孔１４Ａ及び第２噴出孔１４Ｂは、第２噴出孔１４Ｂの仮想の第２面の角度βの方が、第１噴出孔１４Ａの仮想の第１面の角度αよりも大きくなるように形成されている。このため、第１噴出孔１４Ａを構成する各孔の中心軸を含む仮想の第１面Ｐと第２噴出孔１４Ｂを構成する各孔の中心軸を含む仮想の第２面Ｑとが、前記出射方向の周りの円周Ｍ上で互いに交差するようになる。

これにより、霧化室３２で霧化混合された混合液は、第１噴出孔１４Ａおよび第２噴出孔１４Ｂによって分岐して噴出され、その後、前記円周Ｍ上において互いに衝突し合い、この衝突によって周囲に拡散噴霧されるようになる。

そして、従来の見られた偏向板を不要とした構成としたため、偏向板の混合流による汚染を回避させることができるようになる。

噴霧器本体１１に取付けられるパターン調整つまみ２５は、回転による軸体２５Ａの軸方向への変位によって、エア供給管２２から第２エア通路３５へエアを分岐して導く開口３６’の幅を変化させるようになっている。第２エア通路３５は、噴霧器本体１１とキャップ１７の間に形成される通路３６、スリットエアガイド１５内に形成される孔（エア供給孔）３７に連通されている。該孔３７はスリットエアガイド１５と吹付ノズル１３の間のスリット１６に導かれるようになっている。ここで、吹付ノズル１３の外周には周方向に沿って溝（環状溝）３８が形成され、この溝３８はスリットエアガイド１５に形成された前記孔３７と対向（対面）する位置に形成されている。溝３８はいわゆるエア溜まりとして機能し、孔３７から導かれたエアは該エア溜まりによって圧力が均一化され、スリット１６を通して円環状に噴出されるようになっている。

図２（ａ）、（ｂ）の場合、パターン調整つまみ２５は、その軸体２５Ａによって、エア供給管２２から第２エア通路３５へエアを導く開口３６’が完全に閉塞され、スリット１６からはエアが全く噴出されていない状態となっている。エア供給管２２からのエアは、第１エア通路３１、霧化室３２、第１噴出孔１４Ａあるいは第２噴出孔１４Ｂを通して噴出されるだけとなる。

このため、第１噴出孔１４Ａ及び第２噴出孔１４Ｂを通して噴出されるエアと液剤の混合液は、図２（ａ）に示すように、第１噴出孔１４Ａあるいは第２噴出孔１４Ｂの軸方向の略延長方向へ噴霧され、その噴霧パターンの開き角度γは比較的大きなものとなる。

図４（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、図２（ａ）、（ｂ）と対応させて描いた図で、パターン調整つまみ２５の回転によってエア供給管２２から第２エア通路３５へエアを導く開口３６’を開放させた状態を示している。これにより、エア供給管２２からのエアは、第２エア通路３５、通路３６、孔３７、スリット１６を通して吹付ノズル１３の軸方向（図中Ａ方向）へ噴出されるようになる。これにより、図４（ａ）に示すように、第１噴出孔１４Ａ及び第２噴出孔１４Ｂを通して噴出されるエアと液剤の混合液は、スリット１６からのエアの後部からの吹付けによって、傾いて噴霧され、その噴霧パターンの開き角度δは図２に示した開き角度γよりも小さくなる。そして、この開き角度δは、パターン調整つまみ２５の回転度合による開口３６’の幅の変化によって自由に調整することができるようになる。すなわち、スリットエアの供給量を多くするようにパターン調節つまみ２５を開くと、第１噴出孔１４Ａ及び第２噴出孔１４Ｂから噴出する霧化した液体の拡散噴霧パターンが小さくなるようになっている。

なお、この実施形態１では、たとえば、スリットエアの供給量が最大となるパターン調節つまみ２５が全開のときには、スリットエア側に分岐された気体の量の方が霧化室３２（混合する気体）側に分岐される気体の量よりも多くなるようになっている。

（実施形態２）
実施形態１では、第１噴出孔１４Ａの各孔のそれぞれ、及び第２噴出孔１４Ｂの各孔のそれぞれは、吹付ノズル１３の中心軸に対して放射状に形成するようにしたものである。

しかし、これに限らず、第１噴出孔１４Ａの各孔のそれぞれは、吹付ノズル１３の中心軸の周りに沿ってたとえば反時計方向に傾けて形成し、第２噴出孔１４Ｂの各孔のそれぞれは、吹付ノズル１３の中心軸の周りに沿ってたとえば時計方向に傾けて形成するようにしてもよい。

図５（ａ）は、図３に示す噴霧装置１０の第１面Ｐに相当する面での断面を示した図である。第１噴出孔１４Ａの各孔は、吹付ノズル１３の中心軸Ｏ回りに沿ってたとえば反時計方向（図中ｂ方向）に傾けて形成されている。また、図３（ｂ）は、図３に示す噴霧装置１０の第２面Ｑに相当する面での断面を示した図である。第２噴出孔１４Ｂの各孔は、吹付ノズル１３の中心軸Ｏ回りに沿ってたとえば時計方向（図中ａ方向）に傾けて形成されている。
このように第１噴出孔１４Ａおよび第２噴出孔１４Ｂを形成することにより、第１噴出孔１４Ａを通して噴出される混合流は反時計方向の螺旋を描き、また、第２噴出孔１４Ｂを通して噴出される混合流は時計方向の螺旋を描くように導出され、この結果、第１噴出孔１４Ａからの混合流と第２噴出孔１４Ｂからの混合流を、図３に示す円周Ｍ上で激しく衝突させるようにすることができ、その後の拡散噴霧を信頼性良く発生させることができる効果を奏する。

なお、第１噴出孔１４Ａの各孔は、吹付ノズル１３の中心軸Ｏ回りに沿って時計方向に傾け、第２噴出孔１４Ｂの各孔は、吹付ノズル１３の中心軸Ｏ回りに沿ってたとえば反時計方向に傾けて形成してもよいことはもちろんである。同様の効果を奏するからである。

以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されないことは言うまでもない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。また、その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１０ 噴霧装置
１１ 噴霧器本体
１２ 液体噴射ノズル
１２Ａ 開口
１３ 吹付ノズル
１４ 噴出孔
１４Ａ 第１噴出孔
１４Ｂ 第２噴出孔
１５ スリットエアガイド
１６ スリット
１７ キャップ
２０ 取付け具
２１ 液剤供給管
２２ エア供給管（気体供給口）
２５ パターン調整つまみ
２７ ニードル弁
２８ シリンダ
２９ ピストン
３０ スプリングバネ
３１ 第１エア通路（気体ガイド）
３２ 霧化室
３５ 第２エア通路
３６ 通路
３６’ 開口
３７ 孔（エア供給孔）
３８ 溝（環状溝）

Claims (5)

1. 噴霧装置であって、
   先端から液体を噴射させる液体噴射ノズルと、
   前記液体噴射ノズルの周囲から前記噴射する液体に混合する気体を供給する気体ガイドと、
   前記液体噴射ノズルの先端側に配置され、前記液体と前記気体を混合霧化させる霧化室を形成するとともに前記霧化室に連通して霧化した液体を外部に噴出する噴出孔を有する吹付ノズルと、
   前記噴出孔から噴出する霧化した液体にスリットエアを供給するスリットエアガイドと、を備え、
   前記吹付ノズルの前記噴出孔が、
   前記液体噴射ノズルの前記液体の噴射する噴射方向と交差する方向に形成された１又は複数の孔からなる第１噴出孔と、
   前記第１噴出孔と異なる前記噴射方向の位置に設けられ、前記噴射方向と交差する方向に形成された１又は複数の孔からなる第２噴出孔と、を備え、
   前記第１噴出孔及び第２噴出孔は、前記第１噴出孔の各孔の中心軸を含む第１面と前記第２噴出孔の各孔の中心軸を含む第２面とが前記噴射方向の周りで交差するように形成され、
   前記スリットエアガイドが、前記吹付ノズルの外周面との間にスリットエアの流れるスリットを形成するように、前記吹付ノズルの外周面を覆っていることを特徴とする噴霧装置。
2. 前記スリットエアガイドが、前記吹付ノズルの前記外周面との間のスリットにスリットエアを供給するためのエア供給孔を備え、
   前記吹付ノズルが、前記エア供給孔と対面する前記吹付ノズルの前記外周面に環状溝を備えることを特徴とする請求項１に記載の噴霧装置。
3. 前記スリットエアの供給量を変えることで前記噴出孔から噴出する霧化した液体の噴霧パターンを調節するパターン調節つまみを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の噴霧装置。
4. 前記混合する気体と前記スリットエアは、共通の気体供給口から供給された気体を分岐したものであり、
   前記スリットエアの供給量が最大となる前記パターン調節つまみが全開のときに、前記スリットエア側に分岐された気体の量の方が前記混合する気体側に分岐される気体の量よりも多いことを特徴とする請求項３に記載の噴霧装置。
5. 前記スリットエアの供給量を多くするように前記パターン調節つまみを開くと、前記噴出孔から噴出する霧化した液体の拡散噴霧パターンが小さくなることを特徴とする請求項３又は４に記載の噴霧装置。

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