JP4992097B2 - 静電噴霧装置 - Google Patents

Description

本発明は、導電性液体の噴霧液滴を帯電させ、対象物に効率的に付着させるための静電噴霧装置に関する。

前記静電噴霧装置として、農薬等の液体を微小な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電極とを備え、該電極に高電圧を印加することにより、前記噴霧ノズルから噴出する液滴に電荷を付与するものが知られている。

前記の如き静電噴霧装置においては、噴霧液滴が前記電極や前記噴霧ノズル、さらには、該噴霧ノズルの周囲を覆うノズルカバーの内面に付着する。噴霧作業の連続によりこれらの部材への液滴の付着範囲が大きくなると、電圧の漏れが大きくなり、有効な静電付与が行われにくくなる。また、アース電位部となる前記噴霧ノズルが、前記ノズルカバーの内面に付着した液滴の連続膜を通じて前記電極と導通してしまった場合には、静電付与が行われなくなってしまう。

そこで従来、下記特許文献１では、ノズルカバーの内部に噴霧ノズルと同心の筒状部を設けたり、噴霧ノズルの周囲にツバ部を設けたりして、前記噴霧ノズルから前記電極までの沿面距離を延ばすことが提案されている。

また、下記特許文献２では、コンプレッサーの圧縮空気を利用して、ノズルカバー内の液滴を外部へ強制的に排出することも提案されている。
特開２００５−３２４１８１号公報 特開２００６−２１１４８号公報

しかしながら、前記特許文献１のものでも、噴霧作業を長時間連続して行えば、前記ノズルカバー内にはどうしても噴霧液滴の連続膜が形成されてしまう。

また、前記特許文献２のものは、噴霧作業を行うに当たってコンプレッサー及びその駆動源を要するので、手数もコストも大掛かりとなる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ノズル・電極間で短絡や漏電等による電圧降下が生じ難く、しかも安価で取扱性のよい静電噴霧装置を提供しようとするものである。

前記課題を解決するため、本発明に係る静電噴霧装置は、液体を液滴にして拡散噴霧する噴霧ノズルと、前記液滴の拡散範囲の外側に近接して配置されて前記液滴に電荷を付与する電極と、前記噴霧ノズルの周囲を覆うとともに前記電極を保持するノズルカバーを備え、該ノズルカバーは、前記噴霧ノズルから液体が噴霧されることによって生ずる負圧で外部の空気を取り込むための吸気口と、前記電極を保持するための内向きフランジを備え、該内向きフランジには、周方向に間隔をおいて前記電極の外側となる位置に複数の排気口が形成され、前記ノズルカバーは、前記噴霧ノズルの周囲を覆うカバー本体を備え、前記吸気口は、前記カバー本体の基底部よりも前記噴霧ノズル側へ所定距離だけ寄せた該噴霧ノズルの後方位置から前記噴霧ノズルの前方位置に亘って前記カバー本体に開口していることを特徴とする（請求項１）。

本発明によれば、前記電極に高電圧を印加しながら前記噴霧ノズルから液体を噴霧することにより、噴霧液滴に電荷が付与される。前記噴霧ノズルからの液体噴射により前記ノズルカバー内に負圧が生じるので、前記吸気口から前記ノズルカバー内へと外気が吸入される。取り込まれた空気は、前記ノズルカバーの内面に沿って流れて噴霧液滴と共に噴霧方向へと放出される。また、前記吸気口から取り込まれた空気の一部は、前記排気口からも放出される。このため、前記ノズルカバー内、特に、前記内向きフランジの内面側に液滴が付着しにくく、たとえ液滴が付着したとしても、蓄積される前に前記放出気流によって剥離されるので大きな液滴に成長することがない。よって、短絡や漏電等による電圧降下が防止される。

さらに、前記ノズルカバーが前記内向きフランジを備えていることにより、前記噴霧ノズルから前記電極までの沿面距離が長くなる。このため、たとえ前記沿面に噴霧液滴が付着したとしても、前記噴霧ノズルと前記環状電極との間に噴霧液滴の連続膜が形成されるまでにはかなりの噴霧時間を要することになる。よって、この点でも、短絡や漏電等による電圧降下が抑制される。

また、本発明によれば、前記吸気口から取り込まれた空気は、前記カバー本体の内面に沿って流れて噴霧液滴とともに噴霧方向へと放出されるので、噴霧期間中を通じて前記吸気口周辺から前記カバー本体内を経て前記噴霧ノズル側に向かう連続流が形成される。この連続流は、エアーカーテン状の遮蔽層となって、前記カバー本体の前記基底部の方向への液滴の移動を阻止する。このため、前記カバー本体の前記基底部へは液滴が付着し難くなり、液滴による連続膜の形成が抑制されるので、短絡や漏電等による電圧降下も抑制される。さらに、本発明によれば、コンプレッサーを用いる必要がないので、手数もコストも節約できる。

好適な実施の一形態として、前記吸気口の総面積は、前記複数の排気口の総面積よりも大きくすると共に、前記カバー本体の周面の総面積に対してその１／２を超えない範囲とすることもできる（請求項２）。

この実施の形態によれば、前記ノズルカバーによる前記電極の保護とその絶縁性を補償する機能を損なうことなく、前記噴霧ノズルから液体が噴霧されることによって生ずる負圧を効率よく利用でき、液滴の付着抑制や剥離に必要な通気量が確保される。

更に好適な実施の一形態として、前記ノズルカバーは、前記内向きフランジを有するとともに前記カバー本体に結合されて該カバー本体との間に前記電極を保持するキャップを備える態様とすることもできる（請求項３）。

以下、添付図面を参照して、本発明の一実施の形態について説明する。

図１は、本発明の実施の一形態に係る静電噴霧装置の一部切欠側面図、図２は、図１の静電噴霧部の分解斜視図、図３は、図１の静電噴霧部の拡大断面図、図４は、図３の静電噴霧部の側面図である。

本発明に係る静電噴霧装置は、導電性液体の微小な噴霧液滴を帯電させ、対象物に効率的に付着させるための装置であり、例えば、農作物に農薬や肥料等を噴霧するのに用いて好適なものである。図１においては、本発明の一実施の形態として、手持式噴霧竿を備えた静電噴霧装置を示したが、これは単なる例示であり、長尺なブームに沿って多数の静電噴霧部を備えた走行式ブームスプレーヤについて本発明を適用することも勿論可能である。

図１に示すように、本発明の一実施の形態による静電噴霧装置１は、前部に静電噴霧部２を有し、後部に操作部３を有する手持式の噴霧竿４を備えている。前記操作部３は、散布コック５と、電源スイッチ６と、作業者が片手で把持するのに適する形状の後グリップ７を備えている。該後グリップ７内には、電源としての蓄電池８が取り替え可能に収納されている。

前記静電噴霧部２は、液体を微小な液滴にして拡散噴霧する噴霧ノズル９と、前記液滴の拡散範囲の外側に近接して配置されて前記液滴に電荷を付与する電極１０と、前記噴霧ノズル９の周囲を覆うとともに前記電極１０を保持するノズルカバー１９を備えている。前記電極１０は、本実施の形態では、環状の電極とされ、前記噴霧ノズル９の噴霧方向の前方に同心に配設されている。噴霧液タンク１１内の液体は、ポンプ１２によって前記噴霧ノズル９へと圧送される。同時に、前記蓄電池８から前記環状電極１０へと静電付与に必要な電力が供給される。前記噴霧ノズル９から噴霧された液滴Ｓは、拡散しながら前記環状電極１０内の空間を通って大気中に放出される。前記噴霧液滴Ｓには、前記環状電極１０内を通過する際に、該環状電極１０により電荷が付与される。このため、逆極性を有する対象物への前記噴霧液滴Ｓの付着性が向上する。

本実施の形態では、安全性を向上させ且つ送電時の電圧損失を抑制するために、前記環状電極１０の近傍に昇圧器１３を配設してある。該昇圧器１３は、前記蓄電池８から６Ｖ程度の低電圧で供給される電力の電圧を、例えば４．５ｋＶ程度まで昇圧して前記環状電極１０へと供給する。

前記噴霧竿４は、竿体として、耐薬品性の良好なプラスチック製等の細長い竿管１４を備えている。該竿管１４の前端部１４ｆに前記静電噴霧部２が支持され、前記竿管１４の後端部１４ｒに前記操作部３が支持されている。前記竿管１４内には、前記昇圧器１３へと電力を供給する電気配線１５と、前記噴霧ノズル９へと噴霧液を供給する送液配管１６が収納されている。

また、前記竿管１４には、前記前端部１４ｆと前記後端部１４ｒとの間の適宜の位置に、前グリップ１７が取り付けられている。該前グリップ１７の後方には、図示しない肩掛け紐を連結するための吊下げ環１８が取り付けられている。作業者は、前記噴霧竿４を前記肩掛け紐で吊下げ支持し、前記前グリップ１７と前記後グリップ７とを握って噴霧作業を行うことができる。

図２および図３に示すように、前記静電噴霧部２の前記ノズルカバー１９は、噴霧方向へ向けて開口したカップ状のカバー本体２０と、該カバー本体２０の開口部２１に取り外し自在に結合されるキャップ２２を備えている。前記噴霧ノズル９は、前記カバー本体２０の開口縁部より奥側（基底部２０ａ側）へと引っ込めて、前記カバー本体２０内に同心に配設され収容されている。また、前記環状電極１０は、前記カバー本体２０と前記キャップ２２の間に挟まれてそれらと同心に保持されている。前記カバー本体２０は、前記ノズルカバー１９の外部へ放出された噴霧液滴Ｓが前記噴霧ノズル９の周囲に付着するのを防止する作用（噴霧液滴遮断作用）を奏する。また、前記キャップ２２は、前記カバー本体２０との間で前記環状電極１０を保持する作用を奏する。

前記カバー本体２０には、前記噴霧ノズル９から液体が噴霧されることによって生ずる負圧で外部の空気Ａ１を取り込むための吸気口２３が形成されている。該吸気口２３の数、形状、大きさ及び配設位置は、空気の取り込み性と、前記カバー本体２０による噴霧液滴遮断性等の兼ね合いから、次の要件を満足する範囲に設定するのが好ましい。

まず、前記吸気口２３の総面積は、後述する複数の排気口２９の総面積よりも大きくし、且つ、前記カバー本体２０の周面の総面積に対してその１／２を超えない範囲とするのが好ましい。このようにすれば、前記噴霧ノズル９から液体が噴霧されることによって生ずる負圧を効率よく利用でき、液滴の付着抑制や剥離に必要な通気量が確保される。

また、前記吸気口２３は、図４に示すように、前記カバー本体２０の前記基底部２０ａよりも前記噴霧ノズル９側へ所定距離だけ寄せた該噴霧ノズル９の後方位置から、前記キャップ２２近傍の、前記噴霧ノズル９の前方位置に亘って開口させるのが好ましい。この場合、図３に示すように、前記吸気口２３から取り込まれた空気Ａ１は、前記ノズルカバー１９の内面に沿って流れて気流Ａ３として噴霧方向へと放出されるので、噴霧作業中には、前記吸気口２３周辺から前記ノズルカバー１９内を経て前記噴霧ノズル９側に向かう連続流（Ａ１＋Ａ３）が途絶えることなく形成される。この連続流は、エアーカーテン状の遮蔽層となって、前記カバー本体２０の前記基底部２０ａの方向への前記液滴Ｓの移動を阻止する。このため、前記カバー本体２０の前記基底部２０ａへは前記液滴Ｓが付着し難くなり、該液滴Ｓによる連続膜の形成が抑制されるので、短絡や漏電等による電圧降下も抑制される。

本実施の形態では、前記吸気口２３の総面積を少なくとも４平方センチ以上とすることが望ましいので、清掃時の便宜も考慮し、図３及び図４に示すように、前記噴霧ノズル９の基端部９ａの近傍から前記キャップ２２の近傍に亘って、約５平方センチの大きめの吸気口２３を等角度間隔で四つ形成している。これにより、前記ノズルカバー１９による前記環状電極１０の保護とその絶縁性を補償する機能を損なうことなく、前記ノズルカバー１９内に前記エアーカーテン状の連続流を前記噴霧ノズル９の全周に亘ってより確実に形成させることができる。その結果、前記カバー本体２０の前記基底部２０ａに前記液滴Ｓが一層入り込み難くなり、付着し難くなる。加えて、前記キャップ２２を付けたままでも、前記吸気口２３から図示しない棒状の清掃具を挿入して、前記カバー本体２０の内周面や前記噴霧ノズル９の周面の清掃ができる。

図２に示すように、前記カバー本体２０の内面には、適宜の角度間隔で複数（図示例では四つ）の電極ステー２４が形成されている。該複数の電極ステー２４は、それぞれ、切欠状の電極受け部２５を備えている。これらの電極受け部２５上に、前記カバー本体２０の前記開口部２１の内径より小さい外径を有する前記環状電極１０が載置される。

前記複数の電極ステー２４の内の一つは肉厚ステー２４ａとされ、該肉厚ステー２４ａの前記電極受け部２５上には突起２６が形成されている。該突起２６は、前記環状電極１０に形成された位置決め孔３０に嵌り込む。前記突起２６を導電体で形成し、該突起２６を介して前記環状電極１０に前記昇圧器１３の高電圧を印加することができる。

図２および図３に示すように、前記キャップ２２は、前記環状電極１０を保持するための内向きフランジ２７を備えている。該内向きフランジ２７を設けたことで、前記カバー本体２０の開口径より小さい外径を有する前記環状電極１０を前記ノズルカバー１９に保持させることができる。前記内向きフランジ２７の内周縁部には、前記環状電極１０へ向けて延びる円筒状の電極押え２８が一体に形成されている。前記キャップ２２を前記カバー本体の前記開口部２１の外周に対してねじ込むことにより、前記電極押え２８と前記電極受け部２５との間で、前記環状電極１０が保持される。前記内向きフランジ２７には、周方向に間隔をおいて、前記環状電極１０の半径方向の外側となる位置に前記複数の排気口２９が形成されている。

前記構成において、前記噴霧ノズル９から液体を噴射させると、噴霧液の流れに引張られて前記ノズルカバー１９内に負圧が生じるので、前記吸気口２３から前記ノズルカバー１９内へと外部の空気Ａ１が吸入される。前記ノズルカバー１９内へと取り込まれた空気Ａ１は、前記カバー本体２０の内面及び前記噴霧ノズル９の外周面に沿って流れる。そして、前記空気Ａ１の一部Ａ３は、前記環状電極１０内を通過して、前記噴霧液滴Ｓとともに噴霧方向へと放出される。このため、前記カバー本体２０の内面や前記噴霧ノズル９の外周面に前記噴霧液滴Ｓが付着することが防止され、たとえ該噴霧液滴Ｓが付着したとしても、蓄積される前に前記気流Ａ１，Ａ３によって剥離されるので、大きな液滴に成長することはない。

また、前記ノズルカバー１９内へ取り込まれた前記空気Ａ１の他の一部Ａ２は、前記排気口２９から噴霧方向へと放出される。このため、前記ノズルカバー１９内、特に、前記内向きフランジ２７の内面側付近に前記液滴Ｓが付着しにくく、たとえ該液滴Ｓが付着したとしても、蓄積される前に前記放出気流Ａ２によって剥離されるので大きな液滴に成長することがない。よって、前記ノズルカバー１９内に前記噴霧液滴Ｓの連続膜が形成されにくく、漏電や短絡等による電圧降下が防止される。

また、前記キャップ２２が前記内向きフランジ２７及び前記電極押え２８を備えていることにより、前記噴霧ノズル９から前記環状電極１０までの沿面距離が長くなる。このため、たとえ前記沿面に前記噴霧液滴Ｓが付着したとしても、前記噴霧ノズル９と前記環状電極１０との間に前記噴霧液滴Ｓの連続膜が形成されるまでにはかなりの噴霧時間を要することになる。よって、この点でも、漏電や短絡等による電圧降下が発生しにくい。

更に、前記吸気口２３から取り込まれる空気Ａ１は、前記噴霧ノズル１０側に向かう連続流（Ａ１＋Ａ３）となり、この連続流は、前記ノズルカバー１９内に入り込んだ前記噴霧液滴Ｓが前記カバー本体２０の前記基底部２０ａ側へ向かって浮遊移動することを阻止するエアーカーテン状の遮蔽層として作用する。このため、前記ノズルカバー１９（前記カバー本体２０）の前記基底部２０ａには前記液滴Ｓが付着し難くなり、該液滴Ｓによる連続膜の形成が抑制される。この点も、短絡や漏電等による電圧降下の防止に貢献する。特に、本実施の形態によれば、前記複数の排気口２９を設けたことにより前記内向きフランジ２７の内側や前記環状電極１０の裏側に空気が滞留しないので、前記エアーカーテン状の連続流（Ａ１＋Ａ３）の生成がより一層確実なものとなる。

本発明の実施の一形態に係る静電噴霧装置の一部切欠側面図である。 図１の静電噴霧部の分解斜視図である。 図１の静電噴霧部の拡大断面図である。 図３の静電噴霧部の側面図である。

符号の説明

９ 噴霧ノズル
１０ 電極（環状電極）
１９ ノズルカバー
２０ カバー本体
２０ａ カバー本体の基底部
２２ キャップ
２３ 吸気口
２７ 内向きフランジ
２９ 排気口
Ａ１ 外部の空気
Ｓ 液滴（噴霧液滴）

Claims (3)

1. 液体を微小な液滴（Ｓ）にして拡散噴霧する噴霧ノズル（９）と、前記液滴（Ｓ）の拡散範囲の外側に近接して配置されて前記液滴（Ｓ）に電荷を付与する電極（１０）と、前記噴霧ノズル（９）の周囲を覆うとともに前記電極（１０）を保持するノズルカバー（１９）を備え、該ノズルカバー（１９）は、前記噴霧ノズル（９）から液体が噴霧されることによって生ずる負圧で外部の空気（Ａ１）を取り込むための吸気口（２３）と、前記電極（１０）を保持するための内向きフランジ（２７）を備え、該内向きフランジ（２７）には、周方向に間隔をおいて前記電極（１０）の外側となる位置に複数の排気口（２９）が形成され、前記ノズルカバー（１９）は、前記噴霧ノズル（９）の周囲を覆うカバー本体（２０）を備え、前記吸気口（２３）は、前記カバー本体（２０）の基底部（２０ａ）よりも前記噴霧ノズル（９）側へ所定距離だけ寄せた該噴霧ノズル（９）の後方位置から前記噴霧ノズル（９）の前方位置に亘って前記カバー本体（２０）に開口している、静電噴霧装置。
2. 前記吸気口（２３）の総面積は、前記複数の排気口（２９）の総面積よりも大きくすると共に、前記カバー本体（２０）の周面の総面積に対してその１／２を超えないことを特徴とする、請求項１に記載の静電噴霧装置。
3. 前記ノズルカバー（１９）は、前記内向きフランジ（２７）を有するとともに前記カバー本体（２０）に結合されて該カバー本体（２０）との間に前記電極（１０）を保持するキャップ（２２）を備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載の静電噴霧装置。

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