JP2021023843A - ２流体ノズル - Google Patents

Abstract

【課題】微粒子の大きさに関係する部品の主要寸法を限定するとともに、気体ノズルの下面と液ノズルの上面間に形成される隙間である気体噴出隙間の高さを所期の値に確保するための実用的手段を備え、液ノズルの誤組立を補正する機能を備えた２流体ノズルを提供する。【解決手段】本発明による２流体ノズル１は、第１液通路１０およびこの第１液通路からの液体を噴出する液噴出口１０ａを有する液ノズル５と、この液ノズルの先端に設けられ、液噴出口が液ノズル先端より低くなるように設けられた凹部１２と、液噴出口から噴出される液体に、液ノズルの外周から微粒化用加圧気体を供給する気体噴出隙間と気体噴出孔１４を有する気体ノズル円盤３０とを備え、気体噴出隙間は、液ノズルと一体にその先端平面に設けられた微小突起２３と気体ノズル円盤を密着させることにより、形成されていて、気体ノズル円盤は円盤上面に接するキャップ４０により装着される。【選択図】図１

Description

本発明は、２流体ノズルに関し、更に詳細には、液体と気体の混流による噴霧装置等である２流体ノズルに関する。具体的な利用分野には、塗装装置、燃料燃焼装置、加湿器、アイロン、気化潜熱利用冷却扇/クーラー、工作機械用噴霧潤滑装置などを含む。

２流体から形成される微粒噴霧発生装置は、たとえば図５に示す形態のものが公知となっている。（米国特許第 10335811号公報、実用新案登録第3202161号公報参照）
図５で、２流体ノズル１は、液ノズル５、気体ノズル１３および外ケース２０を備えている。液ノズル５は、上部拡径部５a、下部縮径部５bおよび内部に上下に貫通して形成された第１液通路１０を備えている。外ケース20の内部にはノズルホルダー部７があり、ノズルホルダー部7は、基部７a、基部７aから上方に延びる縮径上部７b、この縮径上部７bの上方部分に設けられた円筒形状穴である液ノズル収容室７c、および前記基部７aの底部から前記液ノズル収容室７cの底部まで延びる第２液通路８を備えている。前記液ノズル５の上部拡径部５aの外径とノズルホルダー部７の縮径上部７bの外径は同一となっている。

前記液ノズル５は、その底部縮径部５bが前記ノズルホルダー７の液ノズル収容室７cに僅かな遊隙をもって装着され、液ノズル５の上部拡径部５aの下面5cは、ノズルホルダー部7の第２液通路８に直角な縮径上部７bの上面7ｄに密着している。

前記第１液通路１０の上端は、液噴出口１０aとなっている。液ノズル５の上平面２２は前記第１液通路１０に直交する平面となっており、この上平面２２の一部には、微小高さδの突起２３が設けられている。

前記気体ノズル１３は、円形の上板１３a、およびこの上板１３aの周囲から下方に延びる円筒板材１３bを備えている。前記上板１３aの中央には、気体噴出孔１４が形成され、前記円筒板材１３bの内壁には、雌ねじ１３cが設けられている。前記気体噴出孔１４は、その中心軸１４aと前記第１液通路１０の中心軸１０bと並行で、2中心軸の偏心量が、前記第１液通路直径の10％以内であれば好ましいが、それらは同軸であることが特に好ましい。

前記外ケース２０の、ノズルホルダー部7の外周には、液ノズル５を収納する円筒形状の収容空間２１が設けられている。前記ノズルホルダー部７の径の大きな基部７aは、前記収容空間２１に僅かな遊隙をもって装着される。また、この外ケース２０の上部外周壁には、前記気体ノズル１３の雌ねじ１３cと螺合する雄ねじ２０aが形成されている。

図５(a)および(b)に示すように、前記気体ノズル１３が、雌ねじ１３a、雄ねじ２０aを利用して、前記外ケース２０の上部に締め付け装着されたとき、気体ノズル１３の円形の上板１３aの下面は、前記液ノズル５の上平面２２に設けられた微小高さδの突起２３に密着し、この突起２３の無い部分で、液ノズル５の上平面２２と気体ノズル１３の下面との間に高さδの微小隙間である気体噴出隙間１７が形成される。

図４に示すように、前記外ケース２０の収容空間２１の内壁と、前記液ノズル５の上部拡径部５aの外周壁およびノズルホルダー部７の縮径上部７bの外周壁のあいだには、前記気体噴出隙間１７に連通した気体通路１６が形成されている。外ケース２０の外周には気体供給管１５が、液噴出口の中心軸に対して傾斜し、液噴出方向に向かうように設けられ、この気体供給管１５は、前記気体通路１６に通じている。

外ケース２０の下部には、液供給管９が外ケース２０と一体に設けられていて、その中心に前記第２液通路８に連通する第３液通路２５が設けられている。

図５(a)および(b)に示すように、液ノズル５先端には、液噴出口１０aを中心に、液噴出口１０aが液ノズル５先端より僅かに低くなるように、環状の液ノズル凹部１２が設けられている。
前記気体噴出隙間１７を経由して噴出した加圧気体は、液噴出口１０ａより噴出する加圧液体をせん断し、微粒化する。その際、気体ノズル１３の気体噴出孔１４より噴出する微粒化用気体の一部は液ノズル凹部１２が負圧となるため、液噴出口１０ａ付近で渦流が生じ、この渦流が液噴出口１０ａから噴出される液流に作用して、乱れを発生させ、主流である液流に作用するので、低圧力、少流量の気体で小粒子径の噴霧を得ることができる。

図５の例では、液が水、気体が空気で、第１液通路１０（液噴出口１０a）の直径φA＝0.6 mm、水圧100kPa, 気体圧90 kPa, 液ノズル凹部１２の直径φB=1.2mm, 液ノズル凹部１２の深さD=0.6, 気体ノズル１３の直径φC=0.9mm の場合、δ=0.06mm で、空気流量：4.9 l/min, 水流量：7.5 ml/min、粒子径：10~30μの微細噴霧が得られたとしている。

さらに、各種実験により、φC/φA=1.25~1.55、φB/φCは1.25~2、D/φA=0.2~1.0が好ましいとしている

最も重要な寸法は、気体噴出隙間１７である隙間を形成するためにノズル５に設けられた微小突起の高さδで、δ/φA＝0.08〜0.15が好ましいが、目的に応じてその値が決定され、例示の場合、δ=0.06mmであるとしている。そして、ノズル１３の円形の上板１３aの下面を液ノズル５の突起２３に密着するよう外ケース２０にねじ止めすることにより、微小隙間である気体噴出隙間１７の高さδを、液ノズル５の突起２３の高さδの精度にのみ依拠させている。液ノズル５上に設けられる微小突起２３は樹脂成形で液ノズル５と一体に形成するか、機械切削で形成することにより、δの精度確保を容易としている。

さらに、気体ノズル１３の内面が液ノズル５の突起２３に密着するよう組み付け時、外ケース20上面と気体ノズル１３の円形の上板１３aの下面との間に、微小な組立隙間２７を設け、ノズル１３の前記下面と外ケース２０との干渉を避けて、重要な微小隙間δを確保している。

また、外ケース２０の上面であって、前記収容空間２１の周囲に環状凹部２６を設け、その中にO-リング２４を配置し、気体ノズル１３の前記下面と接触させ、O-リングの弾性復元力によって、気体通路１６内の加圧気体をシールしている。

米国特許10335811号公報 実用新案登録第3202161号公報

しかしながら、特許文献１および２に示された構造では、「噴霧粒径に最も影響する液ノズルと気体ノズルの間隔（δ）を、単一部品である気体ノズル（5）または (13) の加工精度のみに依拠させることにより所期値に確保することを容易とする」としているが、それ以外にも、間隔（δ）の値に影響する要素が存在する。
実用例で示したように、ノズルを構成する部品の寸法は小さいので、組み立てには細心の注意を要するが、時には組み立てミスも起こり得る。たとえば、図7に示すように、ノズルホルダー部７のノズル収容室７cに液ノズル５を傾けて挿入してしまい、気体ノズル１３を締め付けると、液ノズル５の突起２３の一方は気体ノズルの円形上板１３aの下面と密着するが、突起２３の他方は１３a下面との間に空隙を生じ、気体噴出隙間１７がその周囲周りでの大小のアンバランスが生じ、その結果、気体噴出隙間１７周囲での気体噴出量が均一でなくなることになる。その結果、噴霧が気体ノズル１３の噴出口の中心軸１４aに対して偏って噴射される。間隔（δ）は微小であり、前記組立誤差によって生じる円形上板１３aと他方の突起との間隙が僅かであっても、その影響は大きい。
そこで、本発明は、簡単な組み立て操作で、気体ノズルのほぼ環状の噴出口の中心軸と、液ノズル噴出口の中心軸を一致させることのできる２流体ノズルを提供することを目的とする。

前記課題は、文献１の構造に、下記（１）〜（３）の改良を加えた構成の、２流体ノズルにより達成される。
（１） 気体ノズル１３を、ノズル部分を有する気体ノズル円盤３０と、外ケース２０にねじ止めされるキャップ４０に分割する。
（２） 気体ノズル１３の前記キャップ４０の下面と液ノズル５上面の突起２３との間に気体ノズル円盤３０を挿入し、O-リング２４を介して外ケース２０に締め付ける。
（３） 液ノズル５の組立誤差によって生じる、キャップ４０締め付け時の、キャップ４０と液ノズル５の上面突起２３との間隙を、前記気体ノズル円盤３０の挿入およびその構造、作用により、消滅させる。

本発明による２流体ノズルにおいては、液ノズルの組立誤差によって生じる、上蓋締め付け時の上蓋と液ノズルの上面突起との間隙を、詳細後記する円盤ノズルの補正作用により、消滅させ、気体ノズルの噴出口の中心軸と、液ノズル噴出口の中心軸の平行度を維持することにより、気体ノズルより噴出する噴霧を、噴出口中心軸方向に正しく噴霧させる効果を有する。

本発明の実施形態による2流体ノズルを示す図であり、（ａ）は垂直断面図、および、（ｂ）は、図１（ａ）の線Ａ−Ａに沿う断面図および図（ａ）の２流体ノズルの平面図、（ｃ）は、（ｂ）の線Ｃ−Ｃに沿う液ノズルの一部垂直断面斜視図である。 図２（ａ）は、図１の２流体ノズルの主要部を拡大して示す垂直断面図、（ｂ）は、（ａ）の線Ｄ−Ｄに沿う断面図である。 （ａ），（ｂ），（ｃ）は、誤組立時に液ノズルが一方向に傾いた場合の、本発明による補正作用を説明する主要部拡大垂直断面図である。 （ａ），（ｂ），（ｃ）は、誤組立時に液ノズルが図３（ａ）とは９０度ずれた向きに傾いた場合の、本発明による補正作用を説明する他の主要部拡大垂直断面図である。 2流体から形成される従来の微粒噴霧発生装置の構造を説明するための説明図である。 2流体から形成される従来の微粒噴霧発生装置の構造を説明するための説明図である。なお、図６（ｂ）は、（ａ）の線Ｍ−Ｍに沿う断面図である。 2流体から形成される従来の微粒噴霧発生装置の構造を説明するための説明図である。

以下、本発明の実施形態による２流体ノズルを、図面を参照しながら説明する。なお、図５〜図７に示された公知技術との比較を容易とするため、該公知技術と同じ機能を有する部品、部材には同一名称、同一符号を記してある。
図１は本発明の実施形態による2流体ノズルを示す図、図２はその部分拡大図である。符号5は液ノズルで、その拡大図を図１(b)−(c)に示す。
図１で、２流体ノズル１は、液ノズル５、気体ノズル円盤３０、外ケース２０を備えている。液ノズル５は、上部拡径部５a、下部縮径部５bおよび内部に上下に貫通して形成された第１液通路１０を備えている。
外ケース20の内部にはノズルホルダー部７があり、ノズルホルダー部7は、基部７a、基部７aから上方に延びる縮径上部７b、この縮径上部７bの上方部分に設けられた円筒形状穴である液ノズル収容室７c、および前記基部７aの底部から前記液ノズル収容室７cの底部まで延びる第２液通路８を備えている。前記液ノズル５の上部拡径部５aの径とノズルホルダー部７の縮径上部７bの径は同一となっている。

前記液ノズル５は、その底部縮径部５bが前記ノズルホルダー７の液ノズル収容室７cに僅かな遊隙をもって装着され、液ノズル５の上部拡径部５aの下面5cは、ノズルホルダー部7の第２液通路８に直角な縮径上部７bの上面7ｄに密着している。

前記第１液通路１０の上端は、液噴出口１０aとなっている。液ノズル５の上平面２２は前記第１液通路１０に直交する平面となっており、この上平面２２の一部には、微小高さδの突起２３が設けられている。

前記気体ノズル円盤３０の下面は、前記液ノズル上面の突起２３と密着していて、気体ノズル円盤３０中央には、気体噴出孔１４が形成され、その中心軸１４aと前記第１液通路１０の中心軸１０bとは並行で、2つの中心軸の偏心量が、前記第１液通路直径の10％以内であれば好ましいが、それらは同軸であることが特に好ましい。
前記気体ノズル円盤３０の外周は、外に向かって突の曲線、例えば円弧を、中心軸１４a
周りに回転させた曲面で形成されている。気体ノズル円盤３０の上方にはキャップ４０が設けられている。

キャップ４０は、円形の上板４０a、およびこの上板４０aの周囲から下方に延びる円筒板材４０ｂを備えている。キャップ４０の中央には前記中心軸１４aと同軸の穴４１が空いている。前記円筒板材４０ｂの内壁には、雌ねじ４０cが設けられている。

前記外ケース２０の、ノズルホルダー部7の外周には、液ノズル５を収納する円筒形状の収容空間２１が設けられている。前記ノズルホルダー７部の径の大きな基部７aは、前記収容空間２１に僅かな遊隙をもって装着される。また、この外ケース２０の上部外周壁には、前記キャップ４０の雌ねじ４０cと螺合する雄ねじ２０aが形成されている。

図２(a)および図２(b) に示すように、前記気体ノズル円盤３０が、キャップ４０の雌ねじ４０c、外ケース２０の雄ねじ２０aを利用して、前記外ケース２０の上部に締め付け装着されたとき、気体ノズル円盤３０の下面は、前記液ノズル５の上平面２２に設けられた微小高さδの突起２３に密着し、この突起２３の無い部分で、液ノズル５の上平面２２と気体ノズル円盤３０の下面との間に高さδの微小隙間である気体噴出隙間１７が形成される。

図1に示すように、前記外ケース２０の収容空間２１の内壁と、前記液ノズル５の上部拡径部５aの外周壁およびノズルホルダー部７の縮径上部７bの外周壁のあいだには、前記気体噴出隙間１７に連通した気体通路１６が形成されている。外ケース２０の外周には気体供給管１５が、液噴出口の中心軸に対して傾斜し、液噴出方向に向かうように設けられ、この気体供給管１５は、前記気体通路１６に通じている。

外ケース２０の下部には、液供給管９が外ケース２０と一体に設けられていて、その中心に前記第２液通路８に連通する第３液通路２５が設けられている。

図１および図２に示すように、液ノズル５先端には、液噴出口１０aを中心に、液噴出口１０aが液ノズル５先端より僅かに低くなるように、環状の液ノズル凹部１２が設けられている。前記気体噴出隙間１７を経由して噴出した加圧気体は、液噴出口１０ａより噴出する加圧液体をせん断し、微粒化する。その際、気体ノズル円盤３０の気体噴出孔１４より噴出する微粒化用気体の一部は液ノズル凹部１２が負圧となるため、液噴出口１０ａ付近で渦流が生じ、この渦流が液噴出口１０ａから噴出される液流に作用して、乱れを発生させ、主流である液流に作用するので、低圧力、少流量の気体で小粒子径の噴霧を得ることができる。

図1の例では、液が水、気体が空気で、第１液通路１０（液噴出口１０a）の直径φA＝0.6 mm、水圧100kPa, 気体圧90 kPa, 液ノズル凹部１２の直径φB=1.2mm, 液ノズル凹部１２の深さD=0.6, 気体ノズル円盤３０の直径φC=0.9mm の場合、δ=0.06mm で、空気流量：4.9 l/min, 水流量：7.5 ml/min、粒子径：10~30μの微細噴霧が得られた。

さらに、各種実験により、φC/φA=1.25~1.55、φB/φCは1.25~2、D/φA=0.2~1.0が好ましい。

最も重要な寸法は、気体噴出隙間１７である隙間を形成するためにノズル５に設けられた微小突起の高さδで、δ/φA＝0.08〜0.15が好ましいが、目的に応じてその値が決定され、例示の場合、δ=0.06mmである。そして、気体ノズル円盤３０の下面を液ノズル５の突起２３に密着するよう外ケース２０にねじ止めすることにより、微小隙間である気体噴出隙間１７の高さδを、液ノズル５の突起２３の高さδの精度にのみ依拠させている。液ノズル５上に設けられる微小突起２３は樹脂成形で液ノズル５と一体に形成するか、機械切削で形成することにより、δの精度確保を容易としている。

さらに、気体ノズル円盤３０の下面が液ノズル５の突起２３に密着するよう組み付け時、外ケース20上面と気体ノズル円盤３０の下面との間に、微小な組立隙間２７を設け、ノズル１３の前記下面と外ケース２０との干渉を避けて、重要な微小隙間δを確保している

また、外ケース２０の上面であって、前記収容空間２１の周囲に環状凹部２６を設け、その中にO-リング２４を配置し、気体ノズル円盤３０の前記下面と接触させ、O-リングの弾性復元力によって、気体通路１６内の加圧気体をシールしている。このO-リング２４は、ゴム系弾性材料、樹脂系弾性材料またはそれらの複合材料である弾性材料で形成されていることが好ましい。例えば、ゴム系弾性材料としては、ニトリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、ブチルゴム等が用いられる。

前記環状凹部２６の円筒面と気体ノズル円盤３０の外周とはわずかな隙間で篏合していて、気体ノズル円盤３０の気体噴出孔１４の中心軸１４aと、液ノズル5の中心軸10aが同心度が確保できるようになっている。

以上を要約すると、本発明の実施例による２流体ノズルは、
外ケース２０と、この外ケース２０の内部に収容された液ノズルホルダー７と、この液ノズルホルダー７に支持された液ノズル５と、該液ノズル５の上面との間に気体噴射通路を形成する気体ノズル円盤３０と、この気体ノズル円盤３０を所定位置にセットするためのキャップ部材４０とを備えた2流体ノズルであって、
前記外ケース２０は、内部に、その上下方向の所定位置から上面まで貫通して延びる柱状の液ノズルホルダー収容空間２１と、その上部外周壁に形成された雄ねじ２０ａと、この液ノズルホルダー収容空間２１の上部であって、上方に開放した環状凹部２６を備えており、
前記液ノズルホルダー７は、その下部に、前記液ノズルホルダー収容空間２１に丁度嵌合することのできる径を有し、該液ノズルホルダー収容空間２１の下部に収容された基部７ａと、この基部７ａから上方に、前記液ノズルホルダー収容空間２１の途中まで延びた縮径上部７ｂを有し、この縮径上部７ｂの上部には、上部が該液ノズルホルダー７の上面に開放した円柱状の液ノズル収容室７ｃを備えており、その下面から該液ノズル収容室７ｃまで貫通して延びる第２液通路８が形成されており、
前記液ノズル５は、頭部である上部拡径部５ａと、そこから下方に延びる下部縮径部５ｂから構成され、該下部縮径部５ｂは、側面が上下方向の曲面となったテーパー面とされており、この部分のみが前記液ノズルホルダー収容空間２１内に遊嵌状態で収容されており、前記上部拡径部５ａの上平面２２周囲には、中心軸を中心として対称位置に、複数の気体噴出隙間形成用突起２３が互いに間隔を置いて設けられており、また、上下方向に貫通し、前記第２液通路８と連通する第１液通路１０が形成されており、
前記環状凹部２６には、Ｏリング２４を下にして前記気体ノズル円盤３０が配置されており、
前記キャップ部材４０は、円形の上板４０ａと、この上板４０ａの周囲から下方に延びる円筒板材４０ｂから構成され、この円筒板材４０ｂの内壁には、前記雄ねじ２０ａと螺合する雌ねじ４０ｃが形成されており、
前記気体ノズル円盤３０は、前記キャップ部材４０が、前記雌ねじ４０ｃと前記ねじ２０ａの螺合により締め付け位置にあるときの、その上板４０ａの下面と、前記環状凹部２６とにより形成された収容空間に、その下面が、前記液ノズル５の上平面２２の複数の気体噴出隙間形成用突起２３の上面が密着して、周囲方向で均一な気体が噴出できる複数の気体噴出隙間１７を形成することができるようになっている。
なお、液ノズルホルダー７の基部７ａと。液ノズル５の上部角径部５ａは、それらの直径が同一とされており、それらが、図１他に示されているように、連結されたとき、それらの外周面は連続し、一つの外周面を形成し、この外周面と外ケース２０の内周面との間に空間が形成され、この空間が気体通路１６となっている。前記液ノズル５の下部縮径部５ｂの側面を上下方向の曲面となったテーパー面としたのは、該液ノズル５の傾きの補正の際に、揺動し易くし、これにより正規の姿勢に設定しやすくするためである。

実用例で示したように、ノズルを構成する部品の寸法は小さいので、組み立てには細心の注意を要するが、時には組み立てミスも起こり得る。
たとえば、従来構造では、図７に示したように、ノズルホルダー部７のノズル収容室７cに液ノズル５を傾けて挿入してしまい、気体ノズル円盤３０をキャップ４０で締め付けると、液ノズル５の突起２３の一方は気体ノズル円盤３０の下面と密着するが、突起２３の他方は気体ノズル円盤３０下面との間に空隙を生じ、気体噴出隙間１７にアンバランスが生じることになる。しかし、本発明にあっては、補正作用により、液ノズル５の傾きが補正される。その理由について以下に説明する。

図３(a)は本発明構造において、液ノズル５が両微小突起の中心線を含み、上面２２に垂直な平面内で傾いて挿入されてしまった場合を示している。この場合、気体ノズル円盤３０を液ノズル５の上方に設置すると、気体ノズル円盤３０の中心線は本来あるべき位置より傾いて、液ノズルの一方の突起が気体ノズル円盤の下面に接し、他方の突起は気体ノズル円盤の下面とは空隙を生じる。図３（ａ）に示した液ノズル５が傾いて挿入された場合の模式的断面図を図３（ｂ）に示した。
この状態でキャップ４０の締め付けが開始されると、気体ノズル円盤３０と液ノズル5の一方の突起２３が接触し、キャップ４０の上板４０ａの下面は、気体ノズル円盤３０の上面と全面的に密着せず、円盤外周の一端（図の右側）が局部的に接触し、他方の突起の上端は気体ノズル円盤３０の下面との間に空隙を生じる。

キャップ４０の締め付けにより、締め付け力が生じる。前記したように、締め付け力の着力点は気体ノズル円盤３０の下面と液ノズル5の一方の突起２３の接触点および気体ノズル円盤３０の上面の外周とキャップ４０の上板４０ａの下面との接触点の2箇所である。
両着力点間の距離をa, 着力をPとすると、気体ノズル円盤３０には回転モーメントaPが加えられる。

さらにキャップ４０を締め付けを進めると、気体ノズル円盤３０の下面はOリング２４に接しているので、Oリングとの摩擦力により、気体ノズル円盤３０はキャップ４０と連れ回りせず、Oリングを押圧する方向と、図３(a)の図示平面に直角な軸回りの回転方向にのみ移動する。

前記気体ノズル円盤３０に加えられた回転モーメントは液ノズル５に伝えられる。前記したように、気体ノズル円盤３０の外周は外に突な曲面となっているため、前記環状凹部２６の円筒面と気体ノズル円盤３０の外周との相対的回転は容易で、気体ノズル円盤３０の回転モーメントにより液ノズルが突然回転し、正常位置に復元する。復元時の状況は図３(ｃ)に示すように、外周と液ノズル５は正常位置に復帰し、気体ノズル円盤３０とキャップ４０の上板４０ａの下面との間に空隙が生じている。そして、さらにキャップ４０を締め付けると、前記空隙がなくなり、図１に示す正常な組付け状態となる。

図４(a)は本発明の実施例による構造において、液ノズル５が両微小突起の中心を結ぶ直線に垂直で、両突起の間隔を２等分する平面内で傾いて挿入されてしまった場合を示している。この場合、気体ノズル円盤３０を液ノズル５の上方に設置すると、気体ノズル円盤３０の中心線は本来あるべき位置より傾いて、液ノズルの両突起の一方の角が気体ノズル円盤の下面に接し、他方の角は気体ノズル円盤の下面とは空隙を生じる。図４（ａ）に示した液ノズル５が傾いて挿入された場合の模式的断面図を図４（ｂ）に示した。

この状態でキャップ４０の締め付けが開始されると、気体ノズル円盤３０と液ノズル5の両突起２３の一方の角が接触し、キャップ４０の下面は、気体ノズル円盤３０の上面と全面的に密着せず、円盤外周の一端（図の右側）が局部的に接触し、他方の角は気体ノズル円盤３０の下面との間に空隙を生じる。

キャップ４０の締め付けにより、締め付け力が生じる。前記したように、締め付け力の着力点は気体ノズル円盤３０の下面と液ノズル5の一方の両突起２３の一方の角部における接触点および気体ノズル円盤３０の上面の外周とキャップ４０との接触点の2箇所である。
両着力点間の距離をa, 着力をPとすると、気体ノズル円盤３０には回転モーメントaPが加えられる。

さらにキャップ４０を締め付けを進めると、気体ノズル円盤３０の下面はOリング２４に接しているので、Oリングとの摩擦力により、気体ノズル円盤３０はキャップ４０と連れ回りせず、Oリングを押圧する方向と、図４(a)の図示平面に直角な軸回りの回転方向にのみ移動する。

前記気体ノズル円盤３０に加えられた回転モーメントは液ノズル５に伝えられる。前記したように、気体ノズル円盤３０の外周は外に突な曲面となっているため、前記環状凹部２６の円筒面と気体ノズル円盤３０の外周との相対的回転は容易で、気体ノズル円盤３０の回転モーメントにより液ノズルが突然回転し、正常位置に復元する。復元時の状況は図４(ｃ)に示すように、外周と液ノズル５は正常位置に復帰し、気体ノズル円盤３０とキャップ４０の下面との間に空隙が生じている。そして、さらにキャップ４０を締め付けると、前記空隙がなくなり、図１に示す正常な組付け状態となる。

しかしながら、図1(b)上図に示す、突起の幅Fが小さすぎる場合は、液ノズル５の組付け位置が安定しない。また、大きすぎる場合は、加圧気体の流路１６を狭めることになり、ノズルの性能が低下する。各種の実験結果によれば、突起の幅Fと液ノズル5の外径φDとの比 F/φDは0.25~0.4が望ましい。

5; 液ノズル
7;ノズルホルダー部
8; 第２液通路
9; 液供給管
10;第１液通路
10ａ; 液噴出口、
12: 液ノズル凹部
14; 気体噴出孔
15; 気体供給管
16; 気体通路
17; 気体噴出隙間
20; 外ケース
22; 上平面
23; 突起
24; O-リング
25; 第３液通路
26; 環状凹部
27; 組立隙間.
30：気体ノズル円盤
40：キャップ

Claims (10)

1. 第１液通路およびこの第１液通路からの液体を噴出する液噴出口を有する液ノズルと、この液ノズルの先端に設けられ、前記液噴出口が前記液ノズル先端より低くなるように設けられた凹部と、前記液噴出口から噴出される液体に、前記液ノズルの外周から微粒化用加圧気体を供給する気体噴出隙間と気体噴出孔を有する気体ノズル円盤と、気体ノズル円盤の上部に、気体ノズル円盤を締め付けるキャップを備え、前記気体噴出隙間は、前記液ノズルと一体にその先端平面に設けられた微小突起と前記気体ノズル円盤を密着させることにより形成されていることを特徴とする２流体ノズル。
2. 前記液ノズルの下部を収容する液ノズル収容用空間が設けられ、基部と該基部から上方に延びる縮径上部を有するノズルホルダー、前記液ノズルとノズルホルダーが組み合わされた組立体を収容する組立体収容用空間が設けられた外ケースを備え、この外ケースの前記組立体収容用空間の周囲と前記組立体の外周の間に設けられ、前記気体噴出隙間に通じる気体通路、この気体通路に通じる気体供給管、前記ノズルホルダーに設けられ、前記第１液通路に通じる第２液通路、およびこの第２液通路に通じる第３液通路を有する液供給管を備え、前記気体ノズル円盤は、前記キャップにより、前記外ケースに、外ケースとの間に空隙を生じるように締め付けられ、該空隙内に弾性シール材を介在させることにより、加圧気体が外ケース外に漏れることを防止している請求項１の２流体ノズル。
3. 前記気体ノズル円盤はその外周が外に突な曲線又は直線で形成されていることを特徴とする請求項１の２流体ノズル。
4. 前記気体噴出孔は円筒形もしくは出口側径が入口側径より大きな円錐台形で、前記第１液通路は円筒形で、前記気体噴出孔は、その中心軸と前記第１液通路の中心軸との偏心が、前記第１液通路直径の10％以内となるように設けられ、前記気体供給管は前記液ノズルの中心軸に対して傾斜して、液の噴出方向に向かって配置される請求項1〜３のいずれかの２流体ノズル。
5. 前記液ノズルの前記液噴出口の直径をφA, 気体噴出孔の入口側直径をφCとするとき、φC/φA＝1.25~1.55である請求項１の２流体ノズル。
6. 前記液ノズルの先端に設けられ、前記液噴出口が前記液ノズル先端より低くなるように設けられた凹部の直径をφB, 深さをD、前記気体噴出孔の入口側直径をφCとするとき、φB/φC=1.25〜2、D/φA=0.2~1.0である請求項１の２流体ノズル。
7. 前記液ノズルの前記液噴出口の直径をφA、液ノズル上面に設けられた微小突起の高さをδとするとき、δ/φA=0.08~0.15である請求項１の２流体ノズル。
8. 前記液ノズルの突起幅をF、外径をφDとするとき、F/φD=0.25~0.4である請求項1の２流体ノズル。
9. 外ケース２０と、この外ケース２０の内部に収容された液ノズルホルダー７と、この液ノズルホルダー７に支持された液ノズル５と、該液ノズル５の上面との間に気体噴射通路を形成する気体ノズル円盤３０と、この気体ノズル円盤３０を所定位置にセットするためのキャップ部材４０とを備えた2流体ノズルであって、
   前記外ケース２０は、内部に、その上下方向の所定位置から上面まで貫通して延びる柱状の液ノズルホルダー収容空間２１と、その上部外周壁に形成された雄ねじ２０ａと、この液ノズルホルダー収容空間２１の上部であって、上方に開放した環状凹部２６を備えており、
   前記液ノズルホルダー７は、その下部に、前記液ノズルホルダー収容空間２１に丁度嵌合することのできる径を有し、該液ノズルホルダー収容空間２１の下部に収容された基部７ａと、この基部７ａから上方に、前記液ノズルホルダー収容空間２１の途中まで延びた縮径上部７ｂを有し、この縮径上部７ｂの上部には、上部が該液ノズルホルダー７の上面に開放した円柱状の液ノズル収容室７ｃを備えており、その下面から該液ノズル収容室７ｃまで貫通して延びる第２液通路８が形成されており、
   前記液ノズル５は、頭部である上部拡径部５ａと、そこから下方に延びる下部縮径部５ｂから構成され、該下部縮径部５ｂは、側面が上下方向の曲面となったテーパー面とされており、この部分のみが前記液ノズルホルダー収容空間２１内に遊嵌状態で収容されており、前記上部拡径部５ａの上平面２２周囲には、中心軸を中心として対称位置に、複数の気体噴出隙間形成用突起２３が互いに間隔を置いて設けられており、また、上下方向に貫通し、前記第２液通路８と連通する第１液通路１０が形成されており、
   前記環状凹部２６には、Ｏリング２４を下にして前記気体ノズル円盤３０が配置されており、
   前記キャップ部材４０は、円形の上板４０ａと、この上板４０ａの周囲から下方に延びる円筒板材４０ｂから構成され、この円筒板材４０ｂの内壁には、前記雄ねじ２０ａと螺合する雌ねじ４０ｃが形成されており、
   前記気体ノズル円盤３０は、前記キャップ部材４０が、前記雌ねじ４０ｃと前記ねじ２０ａの螺合により締め付け位置にあるときの、その上板４０ａの下面と、前記環状凹部２６とにより形成された収容空間に、その下面が、前記液ノズル５の上平面２２の複数の気体噴出隙間形成用突起２３の上面が密着して、周囲方向で均一な気体が噴出できる複数の気体噴出隙間１７を形成することができるようになっている
   ことを特徴とする２流体ノズル。
10. 前記Ｏリング２４は、ゴム系弾性材料、樹脂系弾性材料またはそれらの複合材料である弾性材料で形成されている請求項９の２流体ノズル。