JP4025790B2 - 蓄圧型噴霧器 - Google Patents

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この発明は、園芸若しくは農業用薬液又は除草剤の散布作業、潅水作業、工業用薬液塗布作業又は洗浄作業等に使用される蓄圧型噴霧器についての技術である。
従来の噴霧器には、図6に示すようなものがあり、該噴霧器では、噴霧作業を行い内部の液体が減り液体の水位が下降すると、圧力タンク101の重心が液体貯留室105の底面へ向かって徐々に移動して行く特徴を持っている。
一方で圧力タンク101からノズル108への噴霧液体の圧送は、内蔵した手動ポンプ102を利用して液体貯留室105の上部に位置する単体の気体蓄圧室106へ気体を送りこみ、タンク内圧を上昇させることにより行っていた。
一般に、噴霧器の圧力タンクを背負う場合には、かなりの重量があることから圧力タンクを垂直に立てると前記タンクの全重量が背負うためのバンド107を介して作業者の両肩に集中して疲れてしまう。従って作業者は、腰の位置と略同じ高さ以上の背中で負荷を受けるように圧力タンクの上部を若干前傾させるように背負う(図3参照)と考えられる。
しかし、噴霧器の圧力タンクは、液体貯留室の底面が該タンクの低い位置に形成されていため、液体が減少すると、重心が作業者の腰位置より低いところへ移動し、腰の位置を支点とした「てこの作用」が働くこととなる。
このとき作業者の両肩は、前記バンドを介して後ろへ引っ張られ、支点となる腰には負荷が集中することにより作業者が疲れてしまうという第1の問題が有った。
また、従来の圧力タンクの気体畜圧室は、噴霧する液体上部と圧力タンク上部内壁に囲まれたスペースに限定して形成されていたため、噴霧作業前に前記圧力タンクの内部を液体で満杯にした状態において、形成される気体蓄圧室の体積は小さかった。
従って、密閉された気体蓄圧室の内圧と体積の積も小さかったため、前記圧力タンクの内圧は、噴霧により気体蓄圧室の体積が増加するにつれて、高い割合で減少していた(ボイルの法則より密封状態では内圧P、体積VとするとPV=一定となる)。
即ち、満杯にした液体を全て噴霧し終わるまで前記圧力タンクの内圧が大きく低下するという第2の問題が有った。
また、図6のように内圧上昇用の手動ポンプ102を内蔵する従来の圧力タンクでは、ポンプハンドル102aを上下させるストロークを設けるため、ポンプの外筒102bを噴霧液体の中まで伸張することから、結果として気体出口103は噴霧する液体の中に設けられることが多い。
しかし、送り込まれた気体が噴霧する液体の中を通過すると、前記圧力タンク内部に気泡が発生し、泡立つことになる。このような泡立ちの発生は、噴霧の最後に悪影響を与えるという第3の問題が有った。
以上に記載した問題に鑑み、本発明の目的は、噴霧作業を行うに際して作業者が疲れにくく、安定した噴霧作業が可能となる蓄圧型噴霧器の技術を提供することにある。
願発明は、貯留した噴霧する液体の液面を加圧する気体蓄圧室を有する圧力タンクと、前記圧力タンク内部の液体を外部へ噴出する噴射ノズルと、前記圧力タンクを背負うための複数のバンドと、を備えた蓄圧型噴霧器において、前記圧力タンクの内部を仕切板により上下に分割し、仕切板の上方には仕切板上面を底面とした液体貯留室を画成し、前記仕切板の下方には第1の気体蓄圧室を画成し、前記第1の気体蓄圧室の圧力が前記液体貯留室内の液面に作用するように、前記液体貯留室に面して形成される第2の気体蓄圧室と、前記第1の気体蓄圧室との間をエアーパイプで連通し、前記第1の気体蓄圧室には、外部に開口し、外部から気体を圧入する気体導入口が設けられ、前記エアーパイプの下端部が、前記仕切板を貫通し、その上端部の側面には、前記第2の気体蓄圧室に開口する複数の空気孔が設けられると共に、前記空気孔の下方近傍には、噴霧液体が前記空気孔より前記第1の気体蓄圧室へ侵入すること、及び前記第2の気体蓄圧室内における内圧の乱れを防止するための逆止バルブが設けられたことを特徴としている。
さらに本願発明は、前記した蓄圧型噴霧器において、前記気体導入口には、タンク内圧力を加圧するためのエアーポンプが、着脱可能に取り付けられることを特徴としている。
以下に本願発明の効果をそれぞれ説明する。
本願発明では、圧力タンク内部が仕切板により分割され、仕切板上方には仕切板上面を底面とした液体貯留室が画成される一方で、前記仕切板の下方には、第1の気体蓄圧室が画成されているため、噴霧する液体が減少しても圧力タンクの重心は仕切板より上に保持される。即ち、従来の圧力タンクと比較して重心が上にくる。
更に本願発明では、圧力タンクの液体貯留室上部に設けられた気体蓄圧室(ここでは第2の気体蓄圧室としている)に加えエアーパイプで連通し、第2の気体蓄圧室と同圧に維持される第1の気体蓄圧室を液体貯留室の下に設けてある。
従って、噴霧開始前であって圧力タンク内部を液体で満杯にした状態であっても、従来の圧力タンクに比べて、第1と第2の気体蓄圧室の体積を合わせると、全体として大きなものとなっている。
従って、従来の気体蓄圧室と同じ内圧に加圧した場合でも、気体蓄圧室の体積と内圧の積は従来のものに比べて大きいことから、噴霧作業による体積の増加と比較した圧力低下の割合が、従来より小さくなり(ボイルの法則より)、内圧はゆっくりと低下する。
即ち、満杯にした液体を全て噴霧し終わるまでに起きる前記圧力タンクの大きな内圧低下が抑制される。
さらに、圧力タンクの第1及び第2の気体蓄圧室は中空状のエアーパイプを介して空気孔より連通することで両気体蓄圧室の内圧は、同圧に保たれる。
また、従来の気体出口に当たる気体導入口は、噴霧する液体中でなく第1の気体蓄圧室に直接連通している。
従って、送り込まれる気体は、噴霧する液体の中を通過せず、前記圧力タンク内部における泡立ちが防止され、安定した噴霧作業が可能となる。
また、前記第2の気体蓄圧室には、連通するエアーパイプ内に逆止バルブが設けられることで気体が第1の気体畜圧室へ流れることがある程度抑制される。
従って、前記第2の気体蓄圧室においては、作業中に前記圧力タンクが振動することで噴霧する液体の液面が上下しても、内圧の乱れが抑制される。
さらに、エアーポンプを取り外し可能な外付けの別部品とすることで、圧力タンクがより軽量化され、圧力タンクを背負う際の作業者の負担が軽減される。
また、気体導入口には手動式又はエアーコンプレッサー等の様々なエアーポンプを取り付けることが出来るため、汎用ポンプをコストに応じて自由に準備して使用することが出来る。
以上より本発明の蓄圧型噴霧器は、従来のものに比べて作業者の作業負担が少ないために噴霧作業をしても疲れにくく、安定した噴霧作業が可能なものとなっている。
以下、図面1〜6を参照して本願発明の好適な実施形態について説明する。
図1は実施形態1にかかる蓄圧型噴霧器(以下「噴霧器」という)の構造を表す一部断面側面図、図2(a)は実施形態1及び2におけるエアーパイプの上端部及び液体投入口近傍の内部構造を表す断面図、同図(b)は実施形態1及び2におけるエアーパイプの下端部の固定の状態を表す断面図、図3は実施形態1の噴霧器を使用した状態を表す参考図、図4は実施形態2の噴霧器を表す側面図、図5は実施形態2の噴霧器を使用した状態を表す参考図、図6は従来技術を表す一部断面側面図である。
まず図1により実施形態1における噴霧器の概要を説明すると、この噴霧器は、主として圧力タンク1、該タンクの外周壁に取り付けられた複数の背負バンド10(本実施形態では2本とする)及び噴霧ノズル8から構成されている。
ここで図1より圧力タンク1の内部は、底板1dと平行な仕切板1cを底板1dの上方に設けることにより該タンク内部が、上下2つの領域に分割されており、仕切り板1cの上には、噴霧する液体を貯留する液体貯留室12と、噴霧する液体に上方から圧力をかける第2の気体蓄圧室13bが形成されている。一方、仕切板1cの下には、第1の気体蓄圧室13aが形成される。
尚、仕切板1c及び背負いバンド10は、使用者の体型を考慮し、背負ったときに仕切板1cが該使用者の腰の位置と略同じ高さ以上の位置に取り付けるようにする。
また、図2(a)に示すように、中空状のエアーパイプ17aの上端部は、中空状の取付金具17cの下端と継合し、フランジ状に形成された取付金具17cの上端部が、圧力タンク上部1bに設けられた貫通孔に固定されている。
そして前記上端部の側面には、複数の(本実施形態では2つ)の空気孔17bが設けられることにより、エアーパイプ17aの内部と第2の気体蓄圧室13bとが連通する。
一方図2(b)に示すようにエアーパイプ17aの下端部は、仕切板1cの中央に設けられた貫通孔に嵌合し、第1の気体蓄圧室13aとエアーパイプ17aの内部が連通する。
また、仕切板1c及び背負いバンド10の取り付け位置は想定する使用者の身長に応じて、背負ったときに仕切板1cが腰の位置と略同じ高さ以上となるように(図3を参照)配置する。
尚、図2(a)(b)の19に示すように、取付金具17cと圧力タンク上面1b及びエアーパイプ17aとの固定並びに仕切板1cとエアーパイプ17a及び圧力タンク胴部1aとの固定においては、密閉性と内圧に対する強度を考慮して、例えば各周縁部19には溶接処理を施すこととする。
一方、図2(a)より圧力タンク上部1bには、液体を圧力タンク上方から液体貯留室12へ供給できるように開閉可能な液体投入部2が設けてある。
ここで液体投入部2は、液体投入管2bを固定しかつ液体投入口蓋2aを取り付ける取付金具2d、コックハンドル2c、パッキン2e及びOリング2fにより構成される。
ここで、取付金具2dは圧力タンク上面1bに溶接又は蝋付等により固定され、取付金具2dと液体投入管2bはOリング2fによってシールされ、かつ液体投入口蓋2aを取付金具2dへ取り付けた場合には、パッキン2eによってシールされる。
従って、圧力タンク1の内部は外気から密閉され、噴霧する液体の上部に第2の気体蓄圧室13bが形成される。
尚、液体投入口蓋2aを開けて噴霧する液体Rを注入すると液面は上昇するが、取付金具2dと圧力タンク上面1bとの溶接等及びOリング2fによる密閉効果によって、前記液面の上昇は、液体投入管2bの下端部(図2(a)符号21を参照)と接するところで止まり、入れ過ぎた液体Rは液体通路管2bを上昇し、開口した液体投入口2から噴出する。
このため、第2の気体蓄圧室13bは、液体投入口2bの長さに応じて水没することなく常に形成される。
尚、空気孔17bの下方近傍には、逆止バルブ17dを設ける。
具体的には図2(a)のようにエアーパイプ17aの上端部の内側であって、空気孔17bのやや下方に、下端部の内径よりやや大きな内径部分を形成することで段差部17eを設け、該段差部上に下端部の内径より大きく、上端部の内径より小さな直径を有する球体を配置することで逆止バルブ17dとする。
尚、該逆止バルブ17dは、第1の気体蓄圧室13aが外部から加圧されると前記球体が浮き上がり、圧力タンク下方から上方へと気体を通過させる。
一方で圧力タンクが傾き、噴霧する液体が液体貯留室12から空気孔17bを介して第1の気体蓄圧室13aへと侵入しようとすると、前記球体が段差部17eに当接してエアーパイプ17aを閉鎖することで、第1の気体蓄圧室13aへの液体の侵入を妨げる働きをするとともに、第2の気体蓄圧室の内圧が、噴霧作業中の振動により乱れることを防止する一定の効果を発揮する。
尚、逆止バルブ17dの球体は、高圧な圧力タンク内の使用に対して十分な強度を持つものであれば、例えば、真鍮のような金属製のものや樹脂製のもの等を含む、様々な材質のものを選択して使用出来る。
また、図2(a)中に示す球体は中実であるが、必要な強度が有れば中空の球体を使用することも出来る。
また、図1に示すように、第1の気体蓄圧室13aの外周壁には、外部から気体を導入するための手動式のエアーポンプ20やエアーコンプレッサー4等の汎用ポンプ(人力又は自動式のポンプを含む)を該ポンプから伸張したエアーホースを介して着脱自在に取り付けられるよう、対応した取付金具3(気体導入口)を設け、更に、第1の気体蓄圧室13aを加圧し過ぎる危険性を防止し、かつ内圧調整を可能とすべくリリーフバルブ5を設けた。
また液体貯留室12の外周壁には噴霧する液体を外部に噴出する液体コック7を設け、該コック7の先端部にはエアーホースを介してノズル8を取り付けることにより、該コック7の開閉調整による噴霧が可能となる。
尚、該コック7の配置については、噴霧する液体を余さず吸い上げるため、例えば、図1のように該コック7の基端部から液体貯留室12の底部(仕切板1cの上面)にかけて、中空状のパイプ11を、該パイプ11の先端が底部に近接するように伸張し、又は前記液体コック7自身を、液体貯留室12の底部近傍に設置することが望ましい。
また、圧力タンク1外周面には肩や背中の負担軽減のため弾性のある肩当てクッション9を設けることが望ましい。
尚、第1の気体蓄圧室13aへ誤って侵入した液体を外部に排出することを考慮して、タンク底板1dは、例えば底板1dの中央に向かって下り傾斜を有する構造とし、中央に液体排出用のドレン18を設けることが望ましい。
また、取付金具17cは上部へ向かって開口させ、開口部にはネジ構造等により着脱可能とした気体圧力計6等を設けることが望ましい。
以上の構成による実施形態1の噴霧器を使用すると、図3に示す通り、使用時に圧力タンク1を若干前傾させると、圧力タンク1を背負う者は、接触する該タンク胴部1aの外周面からその背中に対し、圧力タンク1に対し下向きにかかる力gのうち、背中方向に及ぼす力gwを受けることとなる。
しかし力gwは腰位置Wの位置と略同じ高さ以上の位置において作用するため、腰への負荷と両肩が後方へ引っ張られる力が軽減される。
次に、実施形態2に係る噴霧器を図4に基づいて説明する。
実施形態1におけるノズル8を装着した圧力タンク1及び着脱可能なエアーコンプレッサー4をコンプレッサーキャリヤー16を介してキャリヤー14に搭載し、前記圧力タンク1はタンク取り付けバンド15等によりキャリヤー14に固定する。
そして、圧力タンク1の取付金具3にはエアーコンプレッサー14の気体排出口から伸張したエアーホース(図示せず)を取り付ける。
以上の構成により実施形態2の噴霧器を使用すると、移動しながらの噴霧作業において、作業者が圧力タンク1を背負う負担から開放される。
次に、実施形態2に係る噴霧器の使用状態を図5に基づいて説明する。
噴霧作業において作業者は、圧力タンク1を搭載したキャリヤー14を、把持部14aにおいて掴み引っ張ることで移動しながら噴霧作業を行うことが出来る。
ここで短時間の噴霧作業のように圧力タンクを追加加圧する必要がないような場合には、エアーコンプレッサー14をエアーコンプレッサーキャリヤー16から取り外し又は、エアーコンプレッサーキャリヤー16ごとキャリヤー14から取り外すと、キャリヤー14が軽くなって移動が更に楽になる。
一方ノズル8がつながれたエアーホース22を長いものとすれば、圧力タンク1を移動させなくても広範囲の噴霧が出来る。
以上の構成により、実施形態1及び2の噴霧器は、噴霧作業時に作業者が疲れにくいものであって、例えば女性がガーデニングにおいて噴霧作業をするような場合にも扱いやすく、広範囲又は多種多様な用途に使用できる噴霧器であると言える。
実施形態1にかかる噴霧器の構造を表す一部断面側面図である。 (a)実施形態1及び2におけるエアーパイプの上端部及び液体投入口近傍の内部構造を表す断面図。(b)実施形態1及び2におけるエアーパイプ下端部の固定の状態を表す側面図である。 実施形態1の噴霧器を使用した状態を表す参考図である。 実施形態2に係る噴霧器を表す側面図である。 実施形態2の噴霧器を使用した状態を表す参考図である。 従来技術にかかる噴霧器の構造を表す一部断面側面図である。
符号の説明
1 圧力タンク
1c 圧力タンク仕切板
3 取付金具(気体導入口)
4 エアーコンプレッサー
8 ノズル(一式)
10 背負いバンド
12 液体貯留室
13a 第1の気体蓄圧室
13b 第2の気体蓄圧室
14 キャリヤー
15 タンク取付バンド
17a エアーパイプ
17b 空気孔
17d 逆止バルブ
20 手動式ポンプ

Claims (2)

  1. 貯留した噴霧する液体の液面を加圧する気体蓄圧室を有する圧力タンクと、前記圧力タンク内部の液体を外部へ噴出する噴射ノズルと、前記圧力タンクを背負うための複数のバンドと、を備えた蓄圧型噴霧器において、
    前記圧力タンクの内部を仕切板により上下に分割し、
    仕切板の上方には仕切板上面を底面とした液体貯留室を画成し、
    前記仕切板の下方には第1の気体蓄圧室を画成し、
    前記第1の気体蓄圧室の圧力が前記液体貯留室内の液面に作用するように、前記液体貯留室に面して形成される第2の気体蓄圧室と、前記第1の気体蓄圧室との間をエアーパイプで連通し、
    前記第1の気体蓄圧室には、外部に開口し、外部から気体を圧入する気体導入口が設けられ、前記エアーパイプの下端部が、前記仕切板を貫通し、その上端部の側面には、前記第2の気体蓄圧室に開口する複数の空気孔が設けられると共に、前記空気孔の下方近傍には、噴霧液体が前記空気孔より前記第1の気体蓄圧室へ侵入すること、及び前記第2の気体蓄圧室内における内圧の乱れを防止するための逆止バルブが設けられたことを特徴とする、
    蓄圧型噴霧器。
  2. 前記気体導入口には、タンク内圧力を加圧するためのエアーポンプが、着脱可能に取り付けられることを特徴とする、請求項1に記載の蓄圧型噴霧器。
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