JP3172430U - 噴霧ノズル - Google Patents

Abstract

【課題】安価でかつ簡単な操作で液体を微細径の液滴にして噴霧することが可能な噴霧ノズルを提供すること。
【解決手段】噴霧ノズル１は、外部ハウジング部材２と内部コマ部材３とを有して構成されて液体を噴霧するノズルであって、外部ハウジング部材２は、内部コマ部材３を収容する中空部２１と、中空部２１よりも液体の流れの下流側に配置されて液体を噴射する噴射孔２２とを有し、内部コマ部材３は、液体の流れの下流側に膨出された膨出部３１を有する。中空部２１の内壁面２４と膨出部３１の側面３４とによって液体の流路５を形成しており、流路５の幅が、液体の流れの下流側に向けて狭くなっている。
【選択図】図２

Description

本考案は、水等の液体を噴霧する噴霧ノズルに関する。

近年の夏季は気温が非常に高い日が多いので、昼間の屋外における暑熱対策の一つとして水を噴霧する装置が提案されている。その装置の一つは、高圧ポンプ等の補助装置を必要とする（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−１４７９２２号公報

高圧ポンプや圧搾空気を発生させるコンプレッサー等の補助装置を用いれば、水を微細径の液滴にして噴霧することができる。しかしながら、高圧ポンプ等の補助装置は高価であり、かつ操作が煩雑であることも多いので、簡単に導入することはできない。安価な汎用ポンプを用いた０．２ＭＰａという水道水圧程度の圧力で、水を微細径の液滴にして噴霧することが可能な器具が世に提供されることが望まれている。

本考案は、安価でかつ簡単な操作で液体を微細径の液滴にして噴霧することが可能な噴霧ノズルを提供することを例示的課題とする。

本考案の例示的側面としての噴霧ノズルは、外部ハウジング部材と内部コマ部材とを有して構成されて液体を噴霧する。外部ハウジング部材は、内部コマ部材を収容する中空部と、中空部よりも液体の流れの下流側に配置されて液体を噴射する噴射孔とを有し、内部コマ部材は、液体の流れの下流側に膨出された膨出部を有する。中空部の内壁面と膨出部の側面とによって液体の流路を形成しており、流路の幅が、液体の流れの下流側に向けて狭くなっている。

本考案によれば、安価でかつ簡単な操作で液体を微細径の液滴にして噴霧することが可能な噴霧ノズルを提供することができる。

本考案の実施の形態に係る噴霧ノズルの分解斜視図である。 図１に示す噴霧ノズルの断面Ｘにおける断面図である。 図２に示す噴霧ノズルの噴射孔の近傍における拡大図である。 図１に示す噴霧ノズルを構成する内部コマ部材の平面図である。 図１に示す噴霧ノズルを配管に接続した様子を示す図である。

以下に、本考案の実施の形態について図面を用いて説明する。まず、本実施の形態に係る噴霧ノズル１の構成を説明する。図１は、本考案の実施の形態に係る噴霧ノズル１の分解斜視図である。噴霧ノズル１は、水を噴霧するノズルであって、図１に示す通り、外部ハウジング部材２と、内部コマ部材３とを有して構成されている。図２は、内部コマ部材３が外部ハウジング部材２の後述する中空部２１に収容された状態における図１に示す噴霧ノズル１の断面Ｘにおける断面図である。図１及び２において、水は下から上の向きに噴霧ノズル１に供給され、噴霧ノズル１の内部では水はおおむね下から上の向きに流れる。

次に、外部ハウジング部材２の詳細を説明する。外部ハウジング部材２は真鍮材料により形成されており、図２に示す通り、内部コマ部材３を収容する中空部２１と、中空部２１よりも水の流れの下流側に配置されて水を噴射する噴射孔２２と、中空部２１よりも水の流れの上流側に配置されている開口２３とを有している。開口２３は、水を通過させる配管が接続されて配管から外部ハウジング部材２の内部への水の供給口となる。開口２３の径は例えば１６ｍｍである。それに対し、噴射孔２２の径は例えば１．８ｍｍであって開口２３の径に比べて非常に小さい。

図３は、図２に示す噴霧ノズル１の噴射孔２２の近傍における円Ｙの拡大図である。図２に示す通り、外部ハウジング部材２の中空部２１における内壁面２４の噴射孔２２の近傍以外はおおむね円錐状である。しかしながら、図３に示す通り、噴射孔２２の近傍における内壁面２４は曲面状である。更に言うと、噴射孔２２の近傍において、内壁面２４は円錐の中心軸の側に、すなわち内側に曲がっている。加えて、図２に示す通り、外部ハウジング部材２の内壁面２４には、噴射孔２２よりも上流側に段２５が設けられている。

次に、内部コマ部材３の詳細を説明する。内部コマ部材３は、真鍮材料により形成されており、図１及び２に示す通り、水の流れの下流側に膨出された膨出部３１と、膨出部３１の先端と外部ハウジング部材２の噴射孔２２との距離を一定に保持するための基部３２とを有している。基部３２は、例えば径が１６ｍｍであって厚さが４ｍｍである円板である。膨出部３１は基部３２の下流側の面に設けられており、膨出部３１と基部３２とは一体に形成されている。

膨出部３１は、基部３２に接する円柱状の下部３１１と、下部３１１の下流側の面に設けられている上部３１２とを有している。下部３１１の上流側の面は基部３２の下流側の面より小さく、下部３１１の中心軸は基部３２の中心軸と一致している。下部３１１は、例えば径が９．４ｍｍであって高さが１１ｍｍである円柱である。上部３１２の形状はおおむね円錐状であり、上部３１２の先端は曲面で丸くなっている。例えば上部３１２の高さは７．５ｍｍである。上部３１２における上流側の面の面積は下部３１１における下流側の面の面積と等しく、膨出部３１は、上部３１２における上流側の面の外縁と下部３１１における下流側の面の外縁とが重なるように形成されている。

図４は、図１に示す噴霧ノズル１を構成する内部コマ部材３の平面図である。図１、２及び４に示す通り、内部コマ部材３の基部３２には、水の流れにおける上流側の面から、下流側の面における膨出部３１が設けられていない部分に貫通する三つの通過孔３３が設けられている。各通過孔３３は直線状に伸びている管状の孔である。三つの通過孔３３のそれぞれは基部３２の水の流れにおける上流側の面と４０度の角度を成し、かつ基部３２の中心軸が回転対称の軸となるように設けられており、各通過孔３３の径は例えば１．５ｍｍである。各通過孔３３は、基部３２において、水の流れにおける上流側の面から下流側の面への水の通路となる。

次に、外部ハウジング部材２と内部コマ部材３との関係を説明する。図２に示すように、外部ハウジング部材２の中空部２１の内壁面２４と内部コマ部材３の膨出部３１の側面３４との間には隙間が形成されており、その隙間は水の流路５である。上述の通り、内部コマ部材３の基部３２には三つの通過孔３３が設けられており、流路５は三つの通過孔３３と連続している。加えて、流路５は噴射孔２２と連続している。したがって、外部ハウジング部材２の開口２３から噴霧ノズル１に供給される水は、三つの通過孔３３、流路５及び噴射孔２２をその順に通過して噴霧ノズル１の外部に噴出される。

上述の流路５の幅は、水の流れの下流側に向けて狭くなっている。流路５のその形状により、水は流路５において下流側に高速に流れて高速で噴射孔２２から噴出する。したがって、噴霧ノズル１から噴出する水は、噴霧ノズル１から噴出した直後に高速で膨張し、それにより噴霧ノズル１から微細径の水滴が噴霧される。

更に、図２を用いて説明した通り、外部ハウジング部材２の内壁面２４には段２５が設けられている。円板状の基部３２は水圧によって段２５に接触し、それにより内部コマ部材３の膨出部３１の先端と外部ハウジング部材２の噴射孔２２との距離は一定に保持される。更にまた、図３において点Ｐ及びＱで示すように、膨出部３１の先端と噴射孔２２との最短距離は０．２から０．５ｍｍの範囲のいずれかである。

次に、本実施の形態に係る噴霧ノズル１の使用方法を説明する。まず、図２に示す通り、外部ハウジング部材２の中空部２１に内部コマ部材３を収容する。次に、図５に示す通り、噴霧ノズル１をホース等の配管Ａの一端に接続する。図５は、図１の噴霧ノズル１を配管Ａに接続した様子を示す図である。具体的には、噴霧ノズル１の外部ハウジング部材２の開口２３を配管Ａの一端に接続する。その際、噴霧ノズル１と配管Ａとの接続部分は固定部材Ｂにより固定する。そして、配管Ａの他端を水道水の蛇口に接続し、それにより、水の供給源と噴霧ノズル１との接続を完了する。

次に、蛇口から配管Ａに０．２ＭＰａ（約２ｋｇ／ｃｍ^２）以上の圧力の水を供給する。そうすると、水は配管Ａを通過して噴霧ノズル１に供給される。水が噴霧ノズル１に供給されると、水圧により内部コマ部材３の基部３２は外部ハウジング部材２の段２５に接触する。噴霧ノズル１に供給された水は、噴霧ノズル１において内部コマ部材３の基部３２に設けられている三つの通過孔３３を通過し、流路５に進む。上述の通り、三つの通過孔３３のそれぞれは基部３２の水の流れにおける上流側の面と４０度の角度を成し、かつ基部３２の中心軸が回転対称の軸となるように設けられている。そのため、上述の流路５に送られた水は、内部コマ部材３の外周を旋回しながららせん状に外部ハウジング部材２の噴射孔２２に進む。

流路５の幅は、水の流れの下流側に向けて狭くなっている。すなわち、水が流路５を通過することができる面積は水の流れの下流側に向けて小さくなっている。したがって、外部ハウジング部材２の噴射孔２２に近づくほど、流路５を通過する水は加速されて速くなり、噴射孔２２に到達した水は高速になっている。そのため、噴射孔２２から噴霧ノズル１の外部に噴出される水は急激に膨張し、その結果、微細径の水滴が噴霧ノズル１から噴霧される。

上述の通り、本実施の形態の噴霧ノズル１では、外部ハウジング部材２の内壁面２４と内部コマ部材３の側面３４とによって形成される流路５の幅は、水の流れの下流側に向けて狭くなっている。流路５のその形状により、流路５を流れる水は噴霧ノズル１の噴射孔２２に近づくにつれて加速されて高速になる。その結果、微細径の水滴が噴霧ノズル１から噴霧される。

したがって、噴霧ノズル１を用いれば、高価な高圧ポンプ等の補助装置を用いることなく、かつ配管Ａを介して水道水圧程度の圧力の水を噴霧ノズル１に供給するだけという簡単な操作で噴霧ノズル１から微細径の水滴を噴霧させることができるという優れた効果が奏される。そのため、例えば夏の暑い時期において噴霧ノズル１から微細径の水滴を噴霧させると、空気に湿り気が加えられ、加湿されることにより空気温度が下がる、いわゆる潜熱冷却効果により、人は冷たさを感じることが出来る。

加えて、図３を用いて説明した通り、噴射孔２２の近傍において、外部ハウジング部材２の中空部２１における内壁面２４は曲面状である。噴霧ノズル１から噴出される水滴は、噴射孔２２の近傍における内壁面２４の接線方向に進む。本実施の形態では、噴射孔２２の近傍における内壁面２４が曲面状であるので、噴霧ノズル１から噴霧される水滴を広い範囲に拡散させることができる。

更に、図２及び３を用いて説明した通り、内部コマ部材３の膨出部３１の上部３１２の先端は曲面で丸くなっている。上部３１２の先端が尖っているよりも丸くなっている方が、流路５を通過する水の流れは円滑になる。本実施の形態では、膨出部３１の上部３１２の先端が曲面で丸くなっているので、流路５を通過する水を高速にすることができ、その結果、より径が小さい水滴を噴霧ノズル１の外部に噴霧させることができる。

更にまた、図２を用いて説明した通り、外部ハウジング部材２の中空部２１における内壁面２４の噴射孔２２の近傍以外はおおむね円錐状である。内壁面２４における噴射孔２２の近傍以外が曲面であることによっても、流路５を通過する水の流れは円滑になり、それにより流路５を通過する水を高速にすることができ、その結果、より径が小さい水滴を噴霧ノズル１の外部に噴霧させることができる。

更にまた、図３の点Ｐ及びＱを用いて説明した通り、内部コマ部材３の膨出部３１の先端と外部ハウジング部材２の噴射孔２２との最短距離は０．２から０．５ｍｍの範囲のいずれかである。それにより、より径が小さい水滴を噴霧ノズル１の外部に噴霧させることができる。ただし、上述の最短距離が０．２から０．５ｍｍの範囲外であっても、本考案に基づく噴霧ノズル１によれば、径が非常に小さい水滴を噴霧ノズル１の外部に噴出させることができる。

なお、上述した実施の形態では、図２及び３を用いて説明した通り、内部コマ部材３の膨出部３１の上部３１２の先端は曲面で丸くなっている。しかしながら、膨出部３１の上部３１２の形状はその形状に限定されない。ただし、膨出部３１は、水の流れの下流側に向けて細くなっていることが好ましい。それによって、より径が小さい水滴を噴霧ノズル１の外部に噴霧させることができる。

上述した実施の形態では、外部ハウジング部材２は真鍮材料により形成されている。しかしながら、外部ハウジング部材２は真鍮材料以外のステンレス等の金属、又は樹脂等により形成されてもよい。外部ハウジング部材２を形成する材料は限定されない。加えて、上述した実施の形態では、外部ハウジング部材２に設けられる噴射孔２２の径は例えば１．８ｍｍである。しかしながら、噴射孔２２の径は１．８ｍｍに限定されず、例えば外部ハウジング部材２の中空部２１の大きさと内部コマ部材３の大きさとによって決定される流路５の幅の広さに応じて実験により決定されてもよい。

上述した実施の形態では、内部コマ部材３は、真鍮材料により形成されており、膨出部３１と基部３２とは一体となるように形成されている。しかしながら、内部コマ部材３は、真鍮材料以外のステンレス等の金属、又は樹脂等により形成されてもよい。内部コマ部材３を形成する材料は限定されない。加えて、膨出部３１と基部３２とは別々に形成されて、接着剤又は溶接等の手段により固着されてもよい。

上述した実施の形態では、膨出部３１は下部３１１と上部３１２とを有している。しかしながら、膨出部３１は上部３１２のみを有していてもよい。加えて、上述した実施の形態では、下部３１１の中心軸は基部３２の中心軸と一致している。しかしながら、下部３１１の中心軸は基部３２の中心軸と一致していなくてもよい。このように、膨出部３１及び基部３２の形状は上述した実施の形態の形状に限定されない。

上述した実施の形態では、内部コマ部材３の基部３２には、水の流れにおける上流側の面から、下流側の面における膨出部３１が設けられていない部分に貫通する三つの通過孔３３が設けられている。しかしながら、通過孔３３の代わりに基部３２の外縁に幾つかの切り欠きを設け、その切り欠きを通過孔３３に代わる水の通路として用いてもよい。又は、各通過孔３３は、基部３２における水の流れにおける上流側の面から、内部コマ部材３の膨出部３１の側面３４に至るように設けられていてもよい。いずれの場合においても、切り欠き及び変形例の各通過孔３３は水の通路の一部となり流路５と連続する。

加えて、上述した実施の形態では、各通過孔３３は基部３２の水の流れの上流側の面と４０度の角度を成し、かつ基部３２の中心軸が回転対称の軸となるように設けられている。しかしながら、各通過孔３３は基部３２の水の流れの上流側の面と４０度以外の角度を成すように形成されてもよいし、基部３２の中心軸に対して非回転対称に設けられてもよい。更に、上述した実施の形態では、三つの通過孔３３が設けられているが、通過孔３３の個数は三つに限定されず、最適な個数は実験によって決定されてもよい。

上述した実施の形態では、噴霧ノズル１を、水を噴霧するために用いられるノズルとして説明した。しかしながら、水は液体の一例であって、噴霧ノズル１は農薬等の液体を噴霧するために用いられてもよい。

１：噴霧ノズル
２：外部ハウジング部材
３：内部コマ部材
５：流路
２１：中空部
２２：噴射孔
２３：開口
２４：内壁面
２５：段
３１：膨出部
３２：基部
３１１：下部
３１２：上部
３３：通過孔
３４：側面
Ａ：配管
Ｂ：固定部材

Claims (5)

1. 外部ハウジング部材と内部コマ部材とを有して構成されて液体を噴霧する噴霧ノズルであって、
   前記外部ハウジング部材は、
   前記内部コマ部材を収容する中空部と、
   前記中空部よりも前記液体の流れの下流側に配置されて前記液体を噴射する噴射孔とを有し、
   前記内部コマ部材は、
   前記液体の流れの下流側に膨出された膨出部を有し、
   前記中空部の内壁面と前記膨出部の側面とによって前記液体の流路を形成しており、
   前記流路の幅が、前記液体の流れの下流側に向けて狭くなっている、噴霧ノズル。
2. 前記噴射孔の近傍における前記中空部の内壁面は、内側に曲がっている曲面状である
   請求項１に記載の噴霧ノズル。
3. 前記内部コマ部材の前記膨出部は、前記液体の流れの下流側に向けて細くなっている
   請求項１又は２に記載の噴霧ノズル。
4. 前記内部コマ部材の前記膨出部の先端は、曲面である
   請求項３に記載の噴霧ノズル。
5. 前記内部コマ部材は、前記膨出部の先端と前記外部ハウジング部材の前記噴射孔との距離を一定に保持するための基部を更に有し、
   前記膨出部の先端と前記噴射孔の外縁との最短距離は、０．２から０．５ｍｍの範囲のいずれかである
   請求項１から４のいずれかに記載の噴霧ノズル。

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