JP2022096393A - Spray device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は噴霧装置に関するものであり、詳細には、吸引式の二流体ノズルを備えた噴霧装置に関するものである。 The present invention relates to a spraying device, and more particularly to a spraying device provided with a suction type two-fluid nozzle.
従来、液体を圧縮空気とともに噴霧する二流体ノズルが知られている。二流体ノズルの中には、圧縮空気の流れによって生じる負圧により液体を吸引して、液体を圧縮空気とともに噴霧する吸引式の二流体ノズルがある。吸引式の二流体ノズルでは、ノズルに供給する圧縮空気の圧力を変えることにより、ノズルからの液体の噴霧量を変えることができる。特許文献1には、吸引式の二流体ノズルを備え、ノズルに圧縮空気を供給する圧縮空気供給路に比例制御弁を設けた噴霧装置が開示され、当該噴霧装置では、比例制御弁によって二流体ノズルに供給する圧縮空気の圧力を変えることが可能となっている。 Conventionally, a two-fluid nozzle that sprays a liquid together with compressed air is known. Among the bifluid nozzles, there is a suction type bifluid nozzle that sucks the liquid by the negative pressure generated by the flow of the compressed air and sprays the liquid together with the compressed air. In the suction type two-fluid nozzle, the amount of liquid sprayed from the nozzle can be changed by changing the pressure of the compressed air supplied to the nozzle. Patent Document 1 discloses a spraying device provided with a suction-type two-fluid nozzle and a proportional control valve provided in a compressed air supply path for supplying compressed air to the nozzle. It is possible to change the pressure of the compressed air supplied to the nozzle.
上記のように、吸引式の二流体ノズルでは、ノズルに供給する圧縮空気の圧力を変えることにより、ノズルからの液体の噴霧量を変えることができるが、圧縮空気の圧力によって液体の噴霧量を精確に制御することは難しく、例えば、圧縮空気の圧力と液体の噴霧量の関係が単調増加の関係とはならなかったり、圧縮空気の圧力を上げても液体の噴霧量がそれほど上がらなかったりすることがある。 As described above, in the suction type two-fluid nozzle, the amount of liquid sprayed from the nozzle can be changed by changing the pressure of the compressed air supplied to the nozzle, but the amount of liquid sprayed can be changed by the pressure of the compressed air. Precise control is difficult, for example, the relationship between the pressure of the compressed air and the amount of liquid spray does not become a monotonous increase, or the amount of liquid spray does not increase so much even if the pressure of the compressed air is increased. Sometimes.
本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、吸引式の二流体ノズルを備えた噴霧装置であって、ノズルからの液体の噴霧量を任意に調整することを容易に行うことができ、また噴霧量を大きく変えることができる噴霧装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is a spraying device provided with a suction type two-fluid nozzle, and it is easy to arbitrarily adjust the amount of liquid sprayed from the nozzles. It is an object of the present invention to provide a spraying device capable of greatly changing the amount of spraying.
前記課題を解決することができた本発明の噴霧装置とは、二流体ノズルと、二流体ノズルから噴霧される液体が貯留される貯液部と、二流体ノズルに圧縮空気を供給するエアコンプレッサと、二流体ノズルとエアコンプレッサに連通し、エアコンプレッサからの圧縮空気が通る圧縮空気供給路と、圧縮空気供給路に設けられた比例制御弁とを有する噴霧装置であって;二流体ノズルの先端部は内管と外管を有する二重管構造を有し、内管の先端に液体噴出口が形成され、外管の先端に圧縮空気噴出口が形成され、液体噴出口が圧縮空気噴出口から突出して形成され、圧縮空気噴出口からの圧縮空気の流れにより、貯液部から液体が吸引され、液体噴出口から液体が圧縮空気とともに噴霧され;圧縮空気噴出口の内径をD、液体噴出口の圧縮空気噴出口からの突出長さをL、内管と外管の隙間間隔をCとしたとき、L/Dの値が0.45以下であり、L/Cの値が6.0以下であるところに特徴を有する。 The spraying device of the present invention that has been able to solve the above problems is a two-fluid nozzle, a liquid storage unit in which the liquid sprayed from the two-fluid nozzle is stored, and an air compressor that supplies compressed air to the two-fluid nozzle. A spraying device that communicates with a two-fluid nozzle and an air compressor, and has a compressed air supply path through which compressed air from the air compressor passes, and a proportional control valve provided in the compressed air supply path; The tip has a double pipe structure with an inner pipe and an outer pipe, a liquid spout is formed at the tip of the inner pipe, a compressed air spout is formed at the tip of the outer pipe, and the liquid spout is a compressed air jet. Formed protruding from the outlet, the flow of compressed air from the compressed air outlet sucks the liquid from the reservoir, and the liquid is sprayed with the compressed air from the liquid outlet; the inner diameter of the compressed air outlet is D, liquid. When the protrusion length of the ejection port from the compressed air ejection port is L and the gap between the inner tube and the outer tube is C, the L / D value is 0.45 or less and the L / C value is 6. It is characterized by being 0 or less.
本発明の噴霧装置によれば、圧縮空気の圧力を上げることで、二流体ノズルからの液体の噴霧量を単調増加の関係で増やすことができる。そのため、圧縮空気供給路に設けられた比例制御弁で二流体ノズルに供給する圧縮空気の圧力を調整することにより、噴霧量を任意に変えることが容易になる。また、幅広い圧縮空気圧力の範囲で噴霧量を制御することが可能となるとともに、噴霧量を大きく変えることが可能となる。 According to the spraying device of the present invention, by increasing the pressure of the compressed air, the amount of liquid sprayed from the two-fluid nozzle can be increased in a monotonous relationship. Therefore, by adjusting the pressure of the compressed air supplied to the two-fluid nozzle with the proportional control valve provided in the compressed air supply path, it becomes easy to arbitrarily change the spray amount. In addition, the spray amount can be controlled in a wide range of compressed air pressure, and the spray amount can be significantly changed.
前記L/Cの値は1.2以上5.5以下であることが好ましい。これにより、圧縮空気圧力と噴霧量との関係が直線に近い関係となり、圧縮空気圧力が高いときも低いときも噴霧量を任意に変えることが容易になる。 The L / C value is preferably 1.2 or more and 5.5 or less. As a result, the relationship between the compressed air pressure and the spray amount becomes close to a straight line, and it becomes easy to arbitrarily change the spray amount regardless of whether the compressed air pressure is high or low.
二流体ノズルの先端部の内管と外管の間の空間は、圧縮空気噴出口側から見て一部が閉塞されていてもよい。このように二流体ノズルの先端部を構成することにより、圧縮空気噴出口から噴出する圧縮空気の流速を高め、液体噴出口からの液体の噴霧量を増やすことが容易になる。 (2) The space between the inner pipe and the outer pipe at the tip of the fluid nozzle may be partially closed when viewed from the compressed air outlet side. By configuring the tip of the two-fluid nozzle in this way, it becomes easy to increase the flow velocity of the compressed air ejected from the compressed air outlet and increase the amount of liquid sprayed from the liquid outlet.
本発明の噴霧装置は、圧縮空気の圧力を上げることで、二流体ノズルからの液体の噴霧量を単調増加の関係で増やすことができる。そのため、圧縮空気供給路に設けられた比例制御弁で二流体ノズルに供給する圧縮空気の圧力を調整することにより、噴霧量を任意に変えることが容易になる。また、幅広い圧縮空気圧力の範囲で噴霧量を制御することが可能となるとともに、噴霧量を大きく変えることが可能となる。 In the spraying device of the present invention, the amount of liquid sprayed from the bifluid nozzle can be increased monotonically by increasing the pressure of the compressed air. Therefore, by adjusting the pressure of the compressed air supplied to the two-fluid nozzle with the proportional control valve provided in the compressed air supply path, it becomes easy to arbitrarily change the spray amount. In addition, the spray amount can be controlled in a wide range of compressed air pressure, and the spray amount can be significantly changed.
本発明は噴霧装置に関し、詳細には、吸引式の二流体ノズルを備えた噴霧装置に関するものである。吸引式の二流体ノズルは、圧縮空気とともに液体がノズルの噴口から噴霧されるが、この際、噴霧される液体は貯液部に貯留されており、噴口に供給される圧縮空気の流れにより生じる負圧によって液体が貯液部から吸引され、圧縮空気とともに噴口から噴霧される。そのため、ノズルから噴霧される液体の量は、圧縮空気の流速すなわち圧力によって変化することとなる。 The present invention relates to a spraying device, and more particularly to a spraying device provided with a suction type two-fluid nozzle. In the suction type two-fluid nozzle, liquid is sprayed from the nozzle nozzle together with compressed air. At this time, the sprayed liquid is stored in the liquid storage section and is generated by the flow of compressed air supplied to the nozzle. The liquid is sucked from the liquid storage part by the negative pressure and sprayed from the nozzle together with the compressed air. Therefore, the amount of liquid sprayed from the nozzle changes depending on the flow velocity of the compressed air, that is, the pressure.
このように吸引式の二流体ノズルでは、圧縮空気の圧力を変えることによって液体の噴霧量を調整することができるが、圧縮空気の圧力によって液体の噴霧量を精確に制御することは実際には難しく、例えば、圧縮空気の圧力と液体の噴霧量の関係が単調増加の関係とはならなかったり、あるいは圧縮空気の圧力を上げても液体の噴霧量がそれほど上がらなかったりすることがある。本発明の噴霧装置は、これに対して、圧縮空気の圧力によって液体の噴霧量を任意に制御することを容易に行うことができ、また噴霧量を大きく変えることを可能としたものである。以下、本発明の噴霧装置を図面を参照して説明するが、本発明は図面に示した態様に限定されるものではない。 In this way, with the suction type two-fluid nozzle, the amount of liquid spray can be adjusted by changing the pressure of the compressed air, but it is actually not possible to accurately control the amount of liquid spray by the pressure of the compressed air. It is difficult, for example, the relationship between the pressure of the compressed air and the amount of the liquid spray may not be a monotonous increase, or the amount of the liquid spray may not increase so much even if the pressure of the compressed air is increased. On the other hand, the spraying device of the present invention can easily control the spraying amount of the liquid arbitrarily by the pressure of the compressed air, and can greatly change the spraying amount. Hereinafter, the spraying apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the embodiments shown in the drawings.
図1には、本発明の噴霧装置の構成例を示し、図2には、図1に示した噴霧装置に設けられる二流体ノズルの構成例を示し、二流体ノズルの先端部の軸方向断面図を示した。噴霧装置1は、二流体ノズル3と、二流体ノズル3から噴霧される液体が貯留される貯液部4と、二流体ノズル3に圧縮空気を供給するエアコンプレッサ5と、二流体ノズル3とエアコンプレッサ5に連通し、エアコンプレッサ5からの圧縮空気が通る圧縮空気供給路6と、圧縮空気供給路6に設けられた比例制御弁7とを有する。図1では、二流体ノズル3と貯液部4を含んで噴霧ユニット2が構成されている。噴霧ユニット2は複数設置され、各噴霧ユニット2に、圧縮空気供給路6と、貯液部4に液体を供給する液体供給路8が接続している。二流体ノズル3は、エアコンプレッサ5から供給される圧縮空気の流れによって貯液部4から液体が吸引され、二流体ノズル3から液体が圧縮空気とともに噴霧され、この際、圧縮空気供給路6に設けられた比例制御弁7の開度を調整することによって、二流体ノズル3に供給される圧縮空気の圧力が調整可能となっている。これにより、二流体ノズル3からの液体の噴霧量を変えることができる。
FIG. 1 shows a configuration example of the spraying device of the present invention, FIG. 2 shows a configuration example of a two-fluid nozzle provided in the spraying device shown in FIG. 1, and an axial cross section of the tip of the two-fluid nozzle. The figure is shown. The spraying device 1 includes a two-
図2に示すように、二流体ノズル3は圧縮空気通路15と液体通路13を有し、圧縮空気通路15にはエアコンプレッサ5から供給された圧縮空気が流れ、液体通路13には貯液部4から吸引された液体が流れる。圧縮空気通路15は、一方側に圧縮空気噴出口16が形成され、他方側が二流体ノズル3とエアコンプレッサ5を繋ぐ圧縮空気供給路6に連通する。液体通路13は、一方側に液体噴出口14が形成され、他方側が貯液部4に連通する。二流体ノズル3から噴霧される液体としては、水や薬液等が挙げられる。
As shown in FIG. 2, the
貯液部4は、二流体ノズル3から噴霧される液体が貯留される。貯液部4に連通した液体通路13の一方側は、貯液部4に貯まった液体を吸引するように形成され、貯液部4の下部(好ましくは底部)に液体通路13の一方側が開口するように形成されることが好ましい。
The liquid storage unit 4 stores the liquid sprayed from the two-
貯液部4は、二流体ノズル3から噴霧される液体が一時的に貯留されるように形成されればよく、あまり大容量に形成されなくてよい。貯液部4の容量は、例えば100mL以下が好ましく、50mL以下がより好ましく、これにより噴霧ユニット2をコンパクトに形成することができる。一方、貯液部4の液体貯留量を確保して、液体を安定して二流体ノズル3に供給する観点から、貯液部4の容量は5mL以上が好ましく、10mL以上がより好ましい。
The liquid storage unit 4 may be formed so that the liquid sprayed from the two-
貯液部4には、貯液部4に液体を供給する液体供給路8が接続していることが好ましい。液体供給路8は、一方側が貯液部4に連通し、他方側が水道栓や液体貯留タンクに連通していればよい。液体供給路8の他方側が液体貯留タンクに連通している場合は、ポンプ等の送液手段を液体供給路8に設け、これにより、液体貯留タンクに貯められた液体が液体供給路8を通って貯液部4に送液されるようにすればよい。液体供給路8は、1つの貯液部4のみに接続していてもよく、複数の貯液部4に接続していてもよい。図1では、液体供給路8に3つの貯液部4が接続している。
It is preferable that the liquid storage unit 4 is connected to a
液体供給路8には、貯液部4の液面高さに応じて作動する弁が設けられてもよく、これにより貯液部4から液体が溢れるのを防ぐことができる。例えば、貯液部4に液面検知手段を設け、液面検知手段が貯液部4の液体の液面を検知し、貯液部4の液体の液面が所定値以上となると、弁が作動して貯液部4への液体の供給が停止するように構成されていることが好ましい。また、液面検知手段として貯液部4にフロートを設け、液体供給路8の貯液部4側の端部に弁を設け、フロートと弁を繋いでいわゆるボールタップを形成し、フロートの上下の動きと弁の開閉の動きを連動させてもよい。
The
圧縮空気の流れによって貯液部4から液体が好適に吸引されるようにする点から、貯液部4は、二流体ノズル3と近接して設けられることが好ましい。貯液部4の液面と二流体ノズル3の液体噴出口14との高低差は、例えば20cm以下が好ましく、15cm以下がより好ましく、10cm以下がさらに好ましい。なお、二流体ノズル3の液体噴出口14は貯液部4の液面よりも高い位置にあることが好ましい。液体通路13の一方端と他方端の水平方向の離隔距離は、例えば30cm以下が好ましく、20cm以下がより好ましく、15cm以下がさらに好ましい。
The liquid storage unit 4 is preferably provided in close proximity to the two-
二流体ノズル3は、1つの貯液部4に対して1つ設けられていてもよく、複数設けられていてもよい。後者の場合、複数の二流体ノズル3はそれぞれ異なる方向に液体を噴霧するように設置されていてもよく、複数の二流体ノズル3から同じ方向に液体を噴霧するように構成されていてもよく、またこれらを組み合わせた構成となっていてもよい。また、二流体ノズル3を複数設置して、各ノズルの液体噴出口14の噴出方向の延長線が互いに交わるようにそれぞれ設置してもよい。このように二流体ノズル3を複数設置することにより、各ノズルから噴霧された液体どうしが衝突して、噴霧された液体のさらなる微粒化を図ることができる。
One
エアコンプレッサ5は、二流体ノズル3に圧縮空気を供給するために設けられる。二流体ノズル3とエアコンプレッサ5に連通して圧縮空気供給路6が設けられ、エアコンプレッサ5から排出された圧縮空気は、圧縮空気供給路6を通って二流体ノズル3の圧縮空気通路15に導入され、圧縮空気通路15の先端の圧縮空気噴出口16から噴出される。
The
圧縮空気供給路6には、開度を任意に調整可能な比例制御弁7が設けられる。比例制御弁7の開度を調整することにより、二流体ノズル3に供給される圧縮空気の圧力を調整することができる。比例制御弁7としては、ボール弁、ゲート弁、グローブ弁、ニードル弁、バタフライ弁等、公知の弁を使用することができる。比例制御弁7は、外部からの信号により開度を調整できるようになっていることが好ましく、これにより開度の調整を制御することができる。そのような弁としては、電磁式比例制御弁7を用いることができる。
The compressed
図1では、制御部9が設けられ、制御部9が比例制御弁7と電気的に接続されている。制御部9からの信号により、比例制御弁7の開度を調整できるようになっている。電気的な接続は、有線によって行われてもよく、無線によって行われてもよい。図1ではさらに、湿度測定手段10が設けられており、湿度測定手段10が制御部9と電気的に接続されている、湿度測定手段10によって噴霧対象空間の湿度を測定し、この測定値に基づき制御部9で比例制御弁7の開度を決定することができる。湿度測定手段10としては、湿度計や湿度センサー等を使用することができる。
In FIG. 1, a
二流体ノズル3に供給される圧縮空気の圧力(ゲージ圧)は、例えば0.8MPa以下の範囲で調整可能となっていることが好ましく、当該圧力範囲は0.7MPa以下がより好ましく、0.6MPa以下がさらに好ましい。当該圧力範囲の下限値は特に限定されず、0.01MPa以上であってもよく、0.02MPa以上または0.03MPa以上であってもよい。なお、二流体ノズル3からの液体の噴霧は、当該圧力範囲の一部のみで実施されるものであってもよく、例えば圧縮空気圧力が低い場合は、二流体ノズル3から液体が噴霧されなくてもよい。
(2) The pressure (gauge pressure) of the compressed air supplied to the
圧縮空気供給路6は、1つの二流体ノズル3のみに接続していてもよく、複数の二流体ノズル3に接続していてもよい。図1では、圧縮空気供給路6に3つの二流体ノズル3が接続している。圧縮空気供給路6に複数の二流体ノズル3が接続される場合、圧縮空気供給路6に比例制御弁7が1つ設けられ、1つの比例制御弁7で複数の二流体ノズル3の圧縮空気圧力が調整可能となっていてもよく、各二流体ノズル3に対応して比例制御弁7が複数設けられ、各二流体ノズル3に対応して設けられた比例制御弁7で二流体ノズル3に供給される圧縮空気の圧力がそれぞれ調整可能となっていてもよい。図1では、圧縮空気供給路6に比例制御弁7が1つ設けられ、1つの比例制御弁7で複数の二流体ノズル3の圧縮空気圧力が調整可能となっている。
The compressed
図2に示すように、二流体ノズル3は、先端部が内管11と外管12を有する二重管構造を有し、内管11の内部空間に液体通路13が形成され、内管11と外管12の間の空間に圧縮空気通路15が形成されている。内管11の先端には液体噴出口14が形成され、外管12の先端には圧縮空気噴出口16が形成されている。圧縮空気噴出口16は、液体噴出口14を取り囲むように形成されている。エアコンプレッサ5から圧縮空気が二流体ノズル3に供給されると、圧縮空気が内管11と外管12の間の圧縮空気通路15を通って圧縮空気噴出口16から噴出される。そして、圧縮空気噴出口16からの圧縮空気の流れにより液体通路13が減圧され、貯液部4に貯まった液体が液体通路13に吸引される。その結果、圧縮空気の流れにより貯液部4から液体が吸引され、二流体ノズル3から液体が圧縮空気とともに噴霧される。液体と圧縮空気はノズル外部で混合されるように構成されており、このように二流体ノズル3が構成されていれば、液体噴出口14から噴出する液体がその外周から噴出する圧縮空気と混合され、噴出された液体が圧縮空気のせん断作用によって微粒化されやすくなる。その結果、液体をより小さい粒子径の液滴で噴霧することが可能となる。
As shown in FIG. 2, the
二流体ノズル3は、液体噴出口14が圧縮空気噴出口16から突出して形成されており、圧縮空気噴出口16の内径をD、液体噴出口14の圧縮空気噴出口16からの突出長さをL、内管11と外管12の隙間間隔をCとしたとき、L/Dの値が0.45以下であり、L/Cの値が6.0以下となっている。このように二流体ノズル3の先端部を構成することにより、圧縮空気の圧力を上げることにより、二流体ノズル3からの液体の噴霧量を単調増加の関係で増やすことができる。換言すれば、L/Dの値が0.45より大きかったり、L/Cの値が6.0よりも大きい場合は、圧縮空気の圧力と噴霧量との関係が単調増加の関係とならず、一部逆転することが生じ得る。そのため、L/Dの値が0.45以下、L/Cの値が6.0以下となるように二流体ノズル3の先端部を構成することにより、圧縮空気圧力を調整することにより噴霧量を任意に変えることが容易になる。また、幅広い圧縮空気圧力の範囲で噴霧量を制御することが可能となるとともに、噴霧量を大きく変えることが可能となる。
The two
なお、内管11と外管12の隙間間隔Cは、二流体ノズル3の先端部を軸方向断面で見たときに、最も隙間間隔が狭くなる軸方向位置での内管11の外面と外管12の内面の間の距離を意味する。また、二流体ノズル3の先端部を軸方向の垂直断面で見たときに内管11と外管12の隙間間隔が一定でない場合は、内管11と外管12の間の隙間が最も広くなる箇所での内管11の外面と外管12の内面の間の距離を測り、これを隙間間隔Cとする。
The gap C between the
表1および表2には、図2に示した二流体ノズル3について、内管11と外管12の大きさを変えるとともに、内管11の外管12先端からの突出長さを変えて、二流体ノズル3に供給する圧縮空気圧力と二流体ノズル3からの液体噴霧量との関係を調べた結果を示した。各二流体ノズル3について、圧縮空気圧力を0.05MPaから0.50MPaまで0.05MPa刻みで変え、各圧力における噴霧量を測定し、横軸に圧縮空気圧力、縦軸に噴霧量をとり、測定結果をプロットした。プロットした測定結果について、圧縮空気圧力と噴霧量の関係が単調増加の関係にあるか否かを確認し、単調増加の関係にある場合は、プロットした測定結果を一次関数または二次関数で近似し、そのときの近似の程度を表す決定係数R2を求め、それらの結果を表2に示した。表2にはまた、圧縮空気圧力が0.40MPaのときと0.10MPaのときの噴霧量比を示した。
In Tables 1 and 2, for the two-
上記の表1と表2に示した結果から分かるように、No.1のノズルはL/Dの値が0.45より大きく、No.6とNo.11のノズルはL/Cの値が6.0よりも大きく、これらのノズルを用いた場合は、圧縮空気圧力Pと噴霧量Qの関係が単調増加の関係とならず、一部において、圧縮空気圧力Pが高い方が噴霧量Qが低くなる場合が見られた。一方、それ以外のNo.2~5,7~10,12~15のノズルは、L/Dの値が0.45以下かつL/Cの値が6.0以下となり、圧縮空気圧力Pと噴霧量Qの関係が単調増加の関係となった。これらのノズルを用いた場合、圧縮空気圧力Pと噴霧量Qの関係は二次関数で精度良く近似することができ、二次関数は、圧縮空気圧力Pが0.50MPa以下の範囲で単調増加、かつ上に凸となる形状(すなわち一次微分が単調減少)となった。そのため、これらのノズルを用いる場合は、このようにして求めた二次関数に基づき、比例制御弁7の開度を調整して圧縮空気圧力Pを変えることにより、噴霧量Qを任意に調整することが容易になる。
As can be seen from the results shown in Tables 1 and 2 above, No. Nozzle 1 had an L / D value of more than 0.45, and No. 1 was used. 6 and No. The L / C value of 11 nozzles is larger than 6.0, and when these nozzles are used, the relationship between the compressed air pressure P and the spray amount Q does not become a monotonous increase relationship, and in some cases, compression is performed. It was found that the higher the air pressure P, the lower the spray amount Q. On the other hand, other No. For
なお、噴霧量Qは圧縮空気圧力Pに対してできるだけ線形の関係にあることが好ましく、すなわち圧縮空気圧力Pが高いときも低いときも、近似した二次関数の傾きができるだけ変わらないことが好ましい。これにより、圧縮空気圧力Pが高いときも低いときも同じように、比例制御弁7の開度を調整して圧縮空気圧力Pを変えることにより、噴霧量Qを調整することが容易になる。換言すれば、近似した二次関数が大きく上に凸となる形状を有していると、圧縮空気圧力Pが低い場合は、圧縮空気圧力Pを少し変えただけで噴霧量Qが大きく変わり、圧縮空気圧力Pが高い場合は、圧縮空気圧力Pを変えても噴霧量Qがあまり変わらなくなる。そのため、圧縮空気圧力Pの大小によって、噴霧量Qを調整することが難しくなる場合がある。
It is preferable that the spray amount Q has a linear relationship with the compressed air pressure P as much as possible, that is, it is preferable that the slope of the approximate quadratic function does not change as much as possible regardless of whether the compressed air pressure P is high or low. .. As a result, it becomes easy to adjust the spray amount Q by adjusting the opening degree of the
上記の観点から、L/Cの値は1.2以上5.5以下であることが好ましい。液体噴出口14の圧縮空気噴出口16からの突出長さLと内管11と外管12の隙間間隔Cとの関係をこのように設定することにより、ノズルから液体を噴霧した際の圧縮空気圧力Pと噴霧量Qの関係が、一次関数で精度良く近似することができるものとなる。表1および表2を見ると、No.5とNo.12のノズルはL/Cの値が1.2より小さいか5.5よりも大きくなるのに対し、No.2~4,7~10,13~15のノズルはL/Cの値が1.2以上5.5以下となり、No.2~4,7~10,13~15のノズルを用いた方が、圧縮空気圧力Pと噴霧量Qの関係について、より精度良く一次関数近似することができた。
From the above viewpoint, the L / C value is preferably 1.2 or more and 5.5 or less. By setting the relationship between the protrusion length L of the
二流体ノズル3は上記のように先端部が構成されることにより、幅広い圧縮空気圧力Pの範囲で噴霧量Qを制御することが可能となるとともに、噴霧量Qを大きく変えることが可能となる。例えば表2に示すように、圧縮空気圧力が0.40MPaのときの噴霧量Qと0.10MPaのときの噴霧量Qの比を2.0倍程度とすることができ、これは特許文献1の図3に開示される結果と比べても非常に大きい噴霧量比となる。二流体ノズル3はこのように、圧縮空気圧力Pが0.40MPaのときと0.10MPaの両方で噴霧可能であることが好ましく、また、圧縮空気圧力Pが0.40MPaのときの噴霧量Qと0.10MPaのときの噴霧量Qの比が1.5倍以上となることが好ましく、1.6倍以上がより好ましく、1.8倍以上がさらに好ましい。なお、後述するように、圧縮空気通路15が圧縮空気噴出口16側から見て一部閉塞して形成される場合は、圧縮空気圧力Pを変えることによって噴霧量Qをより大きく変えることができる。この場合、圧縮空気圧力Pが0.40MPaのときの噴霧量Qと0.10MPaのときの噴霧量Qの比をさらに大きくすることができ、例えば、当該比を3.0倍以上、4.0倍以上または5.0倍以上とすることもできる。一方、圧縮空気圧力Pが0.40MPaのときの噴霧量Qと0.10MPaのときの噴霧量Qの比の上限は特に限定されないが、例えば、12.0倍以下であってもよく、10.0倍以下であってもよい。
Since the tip of the two-
二流体ノズル3は、図2や表1に示した形状や大きさに限定されず、適宜設定することができる。例えば、内管11の内径ないし液体噴出口14の内径は、0.1mm以上が好ましく、0.2mm以上がより好ましく、また1.5mm以下が好ましく、1.0mm以下がより好ましい。外管12の内径ないし圧縮空気噴出口16の内径Dは、0.3mm以上が好ましく、0.5mm以上がより好ましく、また3.0mm以下が好ましく、2.5mm以下がより好ましい。液体噴出口14における内管11の肉厚(すなわち液体噴出口14の内径と外径の差を2で割った値)は、0.05mm以上が好ましく、0.1mm以上がより好ましく、また1.0mm以下が好ましく、0.8mm以下がより好ましい。内管11と外管12の隙間間隔Cは、0.03mm以上が好ましく、0.05mm以上がより好ましく、また0.5mm以下が好ましく、0.3mm以下がより好ましい。外管12の内径/内管11の内径の比ないし圧縮空気噴出口16の内径/液体噴出口14の内径の比は、1.2以上が好ましく、1.5以上がより好ましく、また5.0以下が好ましく、3.0以下がより好ましい。内管11の内径/隙間間隔Cの比ないし液体噴出口14の内径/隙間間隔Cの比は、1.5以上が好ましく、2.0以上がより好ましく、また10.0以下が好ましく、8.0以下がより好ましく、5.5以下がさらに好ましい。液体噴出口14の圧縮空気噴出口16からの突出長さLは、0.05mm以上が好ましく、0.1mm以上がより好ましく、また1.5mm以下が好ましく、1.2mm以下がより好ましく、1.0mm以下がさらに好ましい。なお、液体噴出口14と圧縮空気噴出口16は、軸方向に対して垂直な端面を有するように形成されることが好ましい。
The
二流体ノズル3の先端部は、上記のL/C≦6.0を満たす隙間間隔Cとなる部分が軸方向に対してある程度の長さで形成されていることが好ましい。例えば、二流体ノズル3の先端部は、隙間間隔Cとなる部分の軸方向の長さが、液体噴出口14の圧縮空気噴出口16からの突出長さLの1.5倍以上であることが好ましく、2.0倍以上がより好ましく、また10.0倍以下が好ましく、8.0倍以下がより好ましい。なお上述したように、内管11と外管12の隙間間隔Cは、二流体ノズル3の先端部を軸方向断面で見たときに、最も隙間間隔が狭くなる軸方向位置での内管11の外面と外管12の内面の間の距離を意味するため、隙間間隔Cとなる部分が軸方向にある程度の長さで形成される場合、内管11と外管12は軸方向に対して所定の長さ範囲で隙間間隔が一定に形成されることとなる。
It is preferable that the tip portion of the two-
二流体ノズル3の先端部において、隙間間隔Cとなる部分は、圧縮空気噴出口16またはその近傍に少なくとも形成されることが好ましく、例えば、圧縮空気噴出口16から液体噴出口14の外径に相当する長さ分だけ内入りした部分(より好ましくは、圧縮空気噴出口16から液体噴出口14の外径の半分に相当する長さ分だけ内入りした部分)に少なくとも形成されることが好ましく、そこから軸方向に圧縮空気噴出口16とは反対側にある程度の長さで形成されることが好ましい。隙間間隔Cとなる部分は、圧縮空気噴出口16を起点としてそこから軸方向にある程度の長さで形成されてもよい。
At the tip of the two
内管11の先端部はテーパー状に形成されていてもよい。例えば、内管11の先端部の外面は、圧縮空気噴出口16に向かって中心軸線側に傾斜して形成されていてもよい。このように内管11の先端部が形成されていることにより、圧縮空気噴出口16からの圧縮空気の流れにより液体通路13が効果的に減圧されやすくなる。また、液体噴出口14から噴出された液体が、圧縮空気噴出口16から噴出した圧縮空気によってより細かくせん断されやすくなり、さらなる微粒化を図ることができる。
The tip end portion of the
内管11の先端部の内径は、液体噴出口14またはその近傍を起点として、軸方向に対して液体噴出口14とは反対側にある程度の長さで一定に形成されていることが好ましい。例えば、内管11の先端部の内径は、液体噴出口14の内径に相当する長さの3倍以上の軸方向の長さ範囲にわたって一定に形成されていることが好ましく、4倍以上がより好ましく、5倍以上がさらに好ましい。また、このように内管11の内径が一定となる部分が、液体噴出口14から液体噴出口14の内径に相当する長さ分だけ内入りした部分に少なくとも形成されることが好ましい。このように内管11の先端部が形成されることにより、圧縮空気の流れにより、貯液部4に貯まった液体が液体噴出口14まで好適に吸引されやすくなる。
It is preferable that the inner diameter of the tip portion of the
内管11と外管12の間の空間、すなわち圧縮空気通路15は、圧縮空気噴出口16側から見て一部が閉塞して形成されていてもよい。図3には、二流体ノズル3を先端側(圧縮空気噴出口16側)から見たときの構成例を示した。図3(a)には、図2に示した二流体ノズル3を先端側から見た図が示されており、内管11と外管12の間の空間は圧縮空気噴出口16側から見て閉塞されていない。一方、図3(b)~(d)には、内管11と外管12の間の空間が圧縮空気噴出口16側から見て一部が閉塞された例が示されている。このように、内管11と外管12の間の空間が、圧縮空気噴出口16側から見て一部閉塞して形成されることにより、内管11と外管12の隙間間隔Cを確保しつつ、圧縮空気通路15の断面積(軸方向に対して垂直な断面積)を狭めることができる。そのため、圧縮空気噴出口16から噴出する圧縮空気の流速を高め、液体噴出口14からの液体の噴霧量を安定して増やすことができる。また、圧縮空気圧力Pを変えることによって噴霧量Qをより大きく変えることができる。
The space between the
内管11と外管12の間の空間を一部閉塞して形成する態様としては、内管11の外面の一部を外方に突出させる態様、外管12の内面の一部を内方に突出させる態様、内管11の外面と外管12の内面の間にスペーサー部材を配置する態様などが挙げられる。内管11と外管12の間の空間が一部閉塞した部分は、軸方向に対してある程度の長さで形成されていることが好ましく、例えば、圧縮空気噴出口16の内径に相当する長さの0.3倍以上の軸方向の長さ範囲にわたって一定に形成されていることが好ましく、0.5倍以上がより好ましく、0.8倍以上がさらに好ましい。内管11と外管12の間の空間が一部閉塞した部分の軸方向に対する長さの上限は特に限定されず、例えば、圧縮空気噴出口16の内径に相当する長さの5.0倍以下、3.0倍以下、または2.5倍以下であってもよい。
As a mode of partially closing the space between the
二流体ノズル3から噴霧された液体の平均粒子径は、例えば50μm以下であることが好ましく、30μm以下がより好ましく、10μm以下がさらに好ましい。噴霧された液体の平均粒子径の下限は特に限定されず、1μm以上であってもよく、3μm以上であってもよく、5μm以上であってもよい。液体はドライフォグとして噴霧されてもよく、すなわち触れても濡れを感じない程度の微細な霧状に噴霧されてもよい。液体を例えば平均粒子径10μm以下のドライフォグとして噴霧することで、噴霧対象空間を濡らすことなく、液体を短時間で満遍なく対象空間に行き渡らせることができる。ここで説明した平均粒子径は、ノズルから噴霧された液体に対して、レーザー回折式粒子径分布測定装置を用い、ノズルの先端から30cm先の地点での液滴の粒子径分布を測定したときのザウター平均粒子径を意味する。
The average particle size of the liquid sprayed from the two-
本発明の噴霧装置は、加湿、冷却、静電気防止、空気清浄、殺菌洗浄、感染予防など様々な目的のために使用することができる。噴霧対象空間は、屋外であってもよく、壁や屋根で囲まれた屋内空間であってもよく、屋根や壁の一部がなく外気の出入りが自由な半屋内空間であってもよい。屋内の噴霧対象空間としては、工場、クリーンルーム、倉庫、ホール、事務所、工場、病院、老人ホーム、店舗、学校、住宅、畜舎、ビニルハウス、植物工場、きのこ栽培室等が挙げられる。 The spraying device of the present invention can be used for various purposes such as humidification, cooling, static electricity prevention, air cleaning, sterilization cleaning, and infection prevention. The spray target space may be an outdoor space, an indoor space surrounded by a wall or a roof, or a semi-indoor space having no roof or a part of the wall and allowing outside air to freely enter and exit. Examples of the indoor spray target space include factories, clean rooms, warehouses, halls, offices, factories, hospitals, nursing homes, stores, schools, houses, barns, greenhouses, plant factories, mushroom cultivation rooms, and the like.
1: 噴霧装置
2: 噴霧ユニット
3: 二流体ノズル
4: 貯液部
5: エアコンプレッサ
6: 圧縮空気供給路
7: 比例制御弁
8: 液体供給路
9: 制御部
10: 湿度測定手段
11: 内管
12: 外管
13: 液体通路
14: 液体噴出口
15: 圧縮空気通路
16: 圧縮空気噴出口
1: Spraying device 2: Spraying unit 3: Two-fluid nozzle 4: Liquid storage unit 5: Air compressor 6: Compressed air supply path 7: Proportional control valve 8: Liquid supply path 9: Control unit 10: Humidity measuring means 11: Inside Pipe 12: Outer pipe 13: Liquid passage 14: Liquid outlet 15: Compressed air passage 16: Compressed air outlet
Claims (3)
前記二流体ノズルから噴霧される液体が貯留される貯液部と、
前記二流体ノズルに圧縮空気を供給するエアコンプレッサと、
前記二流体ノズルと前記エアコンプレッサに連通し、前記エアコンプレッサからの圧縮空気が通る圧縮空気供給路と、
前記圧縮空気供給路に設けられた比例制御弁とを有する噴霧装置であって、
前記二流体ノズルの先端部は内管と外管を有する二重管構造を有し、前記内管の先端に液体噴出口が形成され、前記外管の先端に圧縮空気噴出口が形成され、前記液体噴出口が前記圧縮空気噴出口から突出して形成され、前記圧縮空気噴出口からの圧縮空気の流れにより、前記貯液部から液体が吸引され、前記液体噴出口から液体が圧縮空気とともに噴霧され、
前記圧縮空気噴出口の内径をD、前記液体噴出口の前記圧縮空気噴出口からの突出長さをL、前記内管と前記外管の隙間間隔をCとしたとき、L/Dの値が0.45以下であり、L/Cの値が6.0以下であることを特徴とする噴霧装置。 With a two-fluid nozzle,
A liquid storage unit in which the liquid sprayed from the two fluid nozzles is stored, and
An air compressor that supplies compressed air to the two-fluid nozzle,
A compressed air supply path that communicates with the two-fluid nozzle and the air compressor and allows compressed air from the air compressor to pass through.
A spraying device having a proportional control valve provided in the compressed air supply path.
The tip of the two-fluid nozzle has a double-tube structure having an inner tube and an outer tube, a liquid ejection port is formed at the tip of the inner tube, and a compressed air ejection port is formed at the tip of the outer tube. The liquid outlet is formed so as to protrude from the compressed air outlet, the liquid is sucked from the liquid storage portion by the flow of the compressed air from the compressed air outlet, and the liquid is sprayed together with the compressed air from the liquid outlet. Being done
When the inner diameter of the compressed air outlet is D, the protrusion length of the liquid outlet from the compressed air outlet is L, and the gap between the inner pipe and the outer pipe is C, the value of L / D is A spraying device having a value of 0.45 or less and an L / C value of 6.0 or less.
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