JP4441789B2

JP4441789B2 - 静電噴霧装置

Info

Publication number: JP4441789B2
Application number: JP2004242352A
Authority: JP
Inventors: 敏彰田渕
Original assignee: MINORU SANGYO KABUSHIKI KAISHA
Current assignee: MINORU SANGYO KABUSHIKI KAISHA
Priority date: 2004-04-17
Filing date: 2004-08-23
Publication date: 2010-03-31
Anticipated expiration: 2024-08-23
Also published as: JP2005324181A

Description

本発明は、静電気を利用して薬液等の農業用液体の液滴を効率よく農作物に付着させる静電噴霧装置に関するものである。

従来の静電噴霧装置として、特許文献１に開示された静電式薬液散布装置を例示する。この装置は作業者の背中に背負われる背負動力噴霧機を利用したものであり、図７に示すように、導電性の薬液を帯電させるため電極８２を噴頭８１に備えるとともに、該電極に高電圧を印加するための高電圧発生部８３を備えている。

実公平６−４１６４１号公報

ところが、作物に効率よく付着させるため、薬液は浸透性及び展着性を備えるように作成されているので、薬液の噴霧は噴頭８１の電極８２はもちろんながら、送風パイプ８４や薬液用ホース８５の表面にもよく付着し、蓄積される。また、電極８２はプラスに、噴霧はマイナスに誘導帯電するため、マイナス帯電の噴霧はプラスの電極８２に引きつけられて付着し、蓄積される。特に長時間にわたって連続噴霧をしていると、噴頭８１から送風パイプ８４や薬液用ホース８５へと薬液の連続膜が形成されて行く。前述したように薬液は導電性を備えているので、この連続膜を介して電極８２の高電圧が背負動力噴霧機側（作業者側）へ伝わることになる。このため、例えば、この連続膜に作業者の手が触れたり、この連続膜が静電噴霧装置のアースされた部位に達したりすれば漏電が発生し、高電圧発生部８３に過大な電流が流れ、十分な静電効果が得られないという課題がある。

上記課題を解決するために、本発明の静電噴霧装置は、
液体を無数の液滴にして噴出する噴霧ノズルと、前記液滴の拡散範囲の外側に近接するように配設された環状電極と、絶縁性材料からなり、前記噴霧ノズルに対して前記環状電極を支持する電極ホルダとを備え、前記液体及び前記環状電極の間に印加される高電圧により前記液滴を帯電させるように構成された静電噴霧装置であって、
前記噴霧ノズルから前記環状電極までの沿面の途中部に電気絶縁性を有する漏電防止部を備え、
該漏電防止部は、前記噴霧ノズルに対して互いの中心位置を略同じくするように配設され、前記噴霧ノズル先端方向側である一端側が開口し、前記噴霧ノズル反先端方向側である他端側が閉口した筒状部と、前記噴霧ノズルに対して互いの中心位置を略同じくするとともに前記筒状部の開口に対峙するように配設され、かつ、該開口を狭めるように該噴霧ノズルの径方向へ突出するとともに前記噴霧ノズルの先端側から見て該開口を隠す大きさに形成されたフランジ状のツバ部とを備え、前記液体の付着による連続膜を前記筒状部及び前記ツバ部のところで途切れさせるようにする。

この構成によれば、前記漏電防止部は前記筒状部及び前記ツバ部を備えているので、前記噴霧ノズルから前記環状電極までの沿面距離を増大させて表面抵抗を増大させることができる。また、該筒状部の内側の空隙には薬液等の液体やその噴霧が入り込み難く、該ツバ部における噴霧ノズル反先端方向側の面には薬液等の液体やその噴霧が回り込み難く、しかも、該筒状部の開口が該ツバ部により狭められることにより該筒状部の内側の空隙には、薬液等の液体やその噴霧がさらに入り込み難くなっているので、該液体の付着による連続膜を該筒状部及び該ツバ部のところで途切れさせるようにすることができる。これらにより、薬液等の液体を通じての漏電の発生を防止することができる。

前記静電噴霧装置においては、
前記噴霧ノズルと前記筒状部との間には、前記噴霧ノズルに対して互いの中心位置を略同じくするように配設され、前記噴霧ノズル先端方向側である一端側が開口し、前記噴霧ノズル反先端方向側である他端側が閉口した第二の筒状部を備えた態様を例示する。

本発明に係る静電噴霧装置によれば、装置に付着した薬液等の液体を通じての漏電の発生を防止できるという優れた効果を奏する。

以下、本発明を具体化した第一実施形態の静電噴霧装置について、図１〜図５を参照して説明する。図１は、本発明の静電噴霧装置の全体構成を示しており、この装置は、作物の病気や虫の防除用薬液を収容し供給するための薬液供給部としての収容タンク１と、該収容タンク１から供給される薬液を加圧する薬液圧力発生部としてのポンプ２と、該薬液圧力発生部の吐出口にホース３を介して接続された手持ち式ノズル部９とを備えている。ポンプ２としては、噴霧するための所定の噴霧圧力が得られるものであれば特に限定されないが、エンジンやモータ等の原動機で駆動されるものを例示する。

手持ち式ノズル部９は、手持ち支持される基部としてのグリップ部４と、該グリップ部４に長さ方向の一端側が支持された支持部としての噴管１１と、該噴管１１の長さ方向の他端側にコネクタ１４を介して着脱可能に取り付けられた噴霧部２１とを備えている。

グリップ部４は、その基端側にホース３が接続され、該ホース３からの薬液供給を制御するための薬液供給制御弁５と、直流高電圧を発生させるための高電圧発生装置６と、高電圧発生装置６の駆動源としての蓄電池７と、高電圧発生装置６の動作を制御する感圧センサー８とを備えている。そして、薬液の圧力を検知する感圧センサー８により、薬液供給制御弁５が開かれることによる噴霧出力の有無を検出して高電圧発生装置６を作動させるようにしている。

噴管１１は、噴霧部２１をグリップ部４に対して間隔をおいて支持するためのもので、中空パイプ状に形成された電気絶縁性材料（本例では樹脂製）からなっている。噴管１１の内部には、薬液供給制御弁５から噴霧部２１へ薬液を供給する接続チューブ１２と、高電圧発生装置６から噴霧部２１へ高電圧を送電する高電圧ケーブル１３とが収容されている。この高電圧ケーブル１３は絶縁物で被覆されている。

噴管１１には、それを補助的に手持ち支持するための補助グリップ部１６が長さ方向の途中部（本例ではグリップ部側）に装着されるとともに、該補助グリップ部１６の噴霧部側に一対のツバ部１７が装着されている。補助グリップ部１６及びツバ部１７は、いずれも電気絶縁性材料からなっている。なお、補助グリップ部１６及びツバ部１７を噴管１１の噴霧部側に装着するように構成することもできる。

補助グリップ部１６は、図１に示すように噴管１１の基端側外周にシールリング１８を介して装着された円環部１６ａと、該円環部１６ａの外周縁部に一体形成されて噴霧部側へ延びる筒部１６ｂとからなっている。このように、噴管１１と補助グリップ部１６との間には、噴管１１外周の全周にわたる環状凹部１９が形成されている。この該環状凹部１９は、その開口部１９ａが噴管１１の長さ方向へ開口するとともに、その奥行きが噴管１１の長さ方向へ延びている。

ツバ部１７は、補助グリップ部１６の筒部開口側における噴管１１の外周にシールリング２０を介して装着されており、環状凹部１９の開口部１９ａに対峙し、該開口部１９ａの開口を狭めるようになっている。このツバ部１７により、噴管１１に付着した薬液が溜まって流れたときに、補助グリップ部１６における環状凹部１９内へ流れ込むことを防止することができ、また、補助グリップ部１６における環状凹部１９内へ噴霧が入り込むことを防止することができる。

噴霧部２１は、図２及び図３に示すように、コネクタ１４を介して噴管１１に支持されるユニットベース２２と、該ユニットベース２２に、回動軸２４を介して回動可能に支持されたノズルヘッド２３とを備えている。ノズルヘッド２３は、薬液を無数の液滴Ｄにして噴出する噴霧ノズル２５と、該噴霧ノズル２５から噴出される液滴Ｄの拡散範囲の外側に近接するように配設された電極としての環状電極２６と、該環状電極２６を噴霧ノズル２５に結合する電気絶縁性を有する電極ホルダ２７と、該電極ホルダ２７及びユニットベース２２の可動部分を覆う、電気絶縁性を有するカバー（図示略）とを備えている。噴霧ノズル２５は、本例では導電性材料で形成されているが、これに限定されず、プラスチックやセラミックで形成されたものも適宜採用できる。この噴霧部２１は、噴霧ノズル２５に供給される薬液と環状電極２６の間に印加される高電圧により液滴Ｄを帯電させるように構成されている。薬液と環状電極２６の間に高電圧を印加する方法としては、特に限定されないが、薬液に接する導電性部位（噴霧ノズル２５や、導電性材料で形成された接続チューブ１２、収容タンク１等）や薬液中に浸けられた電極等と、環状電極２６との間に高電圧を印加することを例示する。

電極ホルダ２７は、ユニットベース２２に支持されたベース部３５と、該ベース部３５の中央に突設されて噴霧ノズル２５を支持するノズル支持部３８と、該ベース部３５の周縁部から環状電極２６の外周縁部に向けて延びる支持部３６と、該支持部３６の先端に取り付けられ、環状電極２６を支持するとともに該環状電極２６の反噴霧ノズル２５側を覆う電極カバー部３７とを備えている。支持部３６には、電極ホルダ２７内部に薬液が溜まらないように逃がすための排出穴３６ａが設けられている。

また、ノズルヘッド２３は、噴霧ノズル２５から環状電極２６までの沿面の途中部に電気絶縁性を有する漏電防止部３４を備えている。この漏電防止部３４は、二重の筒状部３４ａ，３４ｂと、ツバ部３４ｃと備えている。筒状部３４ａ，３４ｂは、それぞれ、噴霧ノズル２５に対して互いの中心位置を略同じくするように配設され、噴霧ノズル先端方向側である一端側が開口し、該他端側がベース部３５に連結されることにより閉口している。ツバ部３４ｃは、噴霧ノズル２５に対して互いの中心位置を略同じくするとともに筒状部３４ａ，３４ｂの開口に対峙するように配設され、該開口を狭めるように噴霧ノズル２５の径方向へ突出するフランジ状に形成されている。

筒状部３４ａ，３４ｂは、電気絶縁性材料からなっており、本例ではベース部３５に一体成形されている。内側の筒状部３４ｂは、外側の筒状部３４ａよりもベース部３５からの突出高さが低くなっている。これにより、各筒状部３４ａ，３４ｂの先端からノズル支持部３８までの距離をできるだけ長く確保するようにし、各筒状部３４ａ，３４ｂの先端とノズル支持部３８までの間における薬液のブリッジの発生を防止することによって、高圧リークの発生を防止するようにしている。

ツバ部３４ｃは、その内周部がノズル支持部３８の外周に密着し、薬液の通過を防止するようになっている。このツバ部３４ｃの材料としては、電気絶縁性を有するものであれば特に限定されないが、ゴム（例えばフッ素ゴム）や、樹脂で形成することを例示する。また、本例のツバ部３４ｃは、図３に示すように噴霧ノズル２５の先端側から見て、筒状部３４ａ，３４ｂの開口を隠す大きさに形成されている。

ツバ部３４ｃ及び筒状部３４ａ，３４ｂ同士の隙間や、ツバ部３４ｃ及び筒状部３４ａ，３４ｂと電極ホルダ２７との隙間は、これが狭いと両者の間で噴霧Ｓを通じて高圧リークが発生し易くなるので、噴霧Ｓに利用する高電圧の電位に応じて適宜設定することが好ましく、印加電圧約５ｋＶのときに約５ｍｍ以上の間隔（基本的に印加電圧約１ｋＶにつき約１ｍｍ以上の間隔）に設定することを例示する。

このような構成で噴霧ノズル２５から噴出する液滴Ｄは誘導帯電されることになる。本例では、薬液に対して環状電極２６に直流正電圧を印加し、噴霧ノズル２５先端において液滴Ｄをマイナスに誘導帯電させるように構成されている。この帯電した液滴Ｄは、農作物に向けて噴射されると、農作物に効率的に付着する。

このとき、例えば、（１）液滴Ｄの一部が、風により電極ホルダ２７内に戻ってきたり（矢印Ａ１参照）、環状電極２６や電極ホルダ２７内面で反射したり（矢印Ａ２参照）、電極カバー部３７の内側に溜まったりし（矢印Ａ３参照）、アース電位の噴霧ノズル２５に引き寄せられること、（２）噴霧停止時に、薬液の通路内の残留圧力等により噴霧ノズル２５から液だれが発生すること等により、薬液が噴霧ノズル２５に付着する現象が発生する。この現象は、特に噴霧ノズル２５から略上向きに噴霧しているときや長時間連続使用しているときに発生しやすい。本例の構成によれば、図４に示すように、噴霧ノズル２５に付着した薬液は、ツバ部３４ｃを伝い、筒状部３４ａ，３４ｂ内にほとんど入り込むことなく、排出穴３６ａから電極ホルダ２７外部へ排出されるようになっている（矢印Ａ４参照）。

なお、図５に示すように、この噴霧部２１は、例えば次の態様のように変更することもできる。これらの態様によれば、筒状部３４ａ，３４ｂ内への薬液の流れ込みをさらに防止することができる。
（１）同図（ａ）に示すように、噴霧ノズル２５の噴霧方向に間隔をおいて、複数（図示例は２つ）のツバ部３４ｃを設けること。
（２）同図（ｂ）に示すように、ツバ部３４ｃの周縁部に噴霧ノズル２５基端側に延びる環状突部３４ｄを設け、筒状部３４ａ，３４ｂの開口をさらに狭めるようにすること。

以上のように構成された本実施形態の静電噴霧装置によれば、漏電防止部３４は、筒状部３４ａ，３４ｂ及びツバ部３４ｃを備えているので、（１）噴霧ノズル２５から環状電極２６までの沿面距離を増大させて表面抵抗を増大させることができる。また、筒状部３４ａ，３４ｂの内側の空隙には薬液等の液体やその噴霧Ｓが入り込み難く、ツバ部３４ｃにおける噴霧ノズル反先端方向側の面には薬液等の液体やその噴霧Ｓが回り込み難く、しかも、筒状部３４ａ，３４ｂの開口がツバ部３４ｃにより狭められることにより筒状部３４ａ，３４ｂの内側の空隙には、薬液等の液体やその噴霧Ｓがさらに入り込み難くなっているので、該液体の付着による連続膜を筒状部３４ａ，３４ｂ及びツバ部３４ｃのところで途切れさせるようにすることができる。これらにより、薬液等の液体を通じての漏電の発生を防止することができる。

次に、図６は、本発明を具体化した第二実施形態を示している。この静電噴霧装置は、以下に示す点において、主に第一実施形態と相違している。従って、同実施形態と共通する部分については、同一符号を付することにより重複説明を省く。

本例では、噴霧ノズル２５から環状電極２６までの沿面の途中部に電気絶縁性を有する漏電防止部５３を備えている。漏電防止部５３は、噴霧ノズル２５に対して互いの中心位置を略同じくするように配設され、噴霧ノズル先端方向側である一端側が閉口し他端側が開口しており、該一端側が電極ホルダ５１のノズル支持部３８に連結された二重の筒状部５３ａ，５３ｂを備えている。

本例の静電噴霧装置によれば、漏電防止部５３は筒状部５３ａ，５３ｂを備えているので、噴霧ノズル２５から環状電極２６までの沿面距離を増大させて表面抵抗を増大させることができる。また、筒状部５３ａ，５３ｂの内側の空隙には薬液等の液体やその噴霧Ｓが入り込み難く、しかも、噴霧ノズル先端方向側が閉口し噴霧ノズル反先端方向側が開口している構成を採用することで該空隙への薬液等の液体やその噴霧Ｓの入り込みを効果的に防止することにより、該液体の付着による連続膜を該筒状部５３ａ，５３ｂ内で途切れさせるようにすることができる。これらにより、薬液等の液体を通じての漏電の発生を防止することができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。
（１）筒状部を１重にしたり、３重以上にしたりすること。
（２）本発明の静電噴霧装置を液肥の散布に使用すること。
（３）基部が機体支持されるように構成することにより、ノズル部を機体に支持させるように構成すること。
（４）電極ホルダ２７，５１内にエアを送り込み、該電極ホルダ２７，５１内部、漏電防止部３４，５３、環状電極２６、噴霧ノズル２５等に付着した薬液を強制的に吹き飛ばすように構成すること。

本発明を具体化した第一実施形態に係る静電噴霧装置の全体構成を示す側断面図である。同静電噴霧装置の噴霧部の構造を示す断面図である。図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。同噴霧部の作動状態を示す断面図である。同噴霧部の変更例を示す断面図である。本発明を具体化した第二実施形態に係る静電噴霧装置の全体構成を示す側断面図である。従来の静電噴霧装置の噴頭の断面図である。

符号の説明

６高電圧発生装置
２１噴霧部
２５噴霧ノズル
２６環状電極
２７電極ホルダ
３４漏電防止部
３４ａ筒状部
３４ｂ筒状部
３４ｃツバ部
３４ｄ環状突部
３５ベース部
３６支持部
３６ａ排出穴
３７電極カバー部
３８ノズル支持部
５１電極ホルダ
５３漏電防止部
５３ａ筒状部
５３ｂ筒状部
Ｄ液滴
Ｓ噴霧

Claims

液体を無数の液滴にして噴出する噴霧ノズルと、前記液滴の拡散範囲の外側に近接するように配設された環状電極と、絶縁性材料からなり、前記噴霧ノズルに対して前記環状電極を支持する電極ホルダとを備え、前記液体及び前記環状電極の間に印加される高電圧により前記液滴を帯電させるように構成された静電噴霧装置であって、
前記噴霧ノズルから前記環状電極までの沿面の途中部に電気絶縁性を有する漏電防止部を備え、
該漏電防止部は、前記噴霧ノズルに対して互いの中心位置を略同じくするように配設され、前記噴霧ノズル先端方向側である一端側が開口し、前記噴霧ノズル反先端方向側である他端側が閉口した筒状部と、前記噴霧ノズルに対して互いの中心位置を略同じくするとともに前記筒状部の開口に対峙するように配設され、かつ、該開口を狭めるように該噴霧ノズルの径方向へ突出するとともに前記噴霧ノズルの先端側から見て該開口を隠す大きさに形成されたフランジ状のツバ部とを備え、前記液体の付着による連続膜を前記筒状部及び前記ツバ部のところで途切れさせるようにする静電噴霧装置。
前記噴霧ノズルと前記筒状部との間には、前記噴霧ノズルに対して互いの中心位置を略同じくするように配設され、前記噴霧ノズル先端方向側である一端側が開口し、前記噴霧ノズル反先端方向側である他端側が閉口した第二の筒状部を備えた請求項１記載の静電噴霧装置。