JP5689604B2 - ミストノズル - Google Patents

Description

本発明は、主として散水した水の気化熱で周囲の気温を下げるミスト冷却装置や家庭園芸等に用いられ、水道設備等の給水装置に接続されて水を霧状に散水することのできるミストノズルに関する。

従来から、水道設備等の給水装置の先端に取り付けられ、供給された水を霧状に散水（以下、噴霧ということがある）することができるミストノズルが広く使用されている。
このようなミストノズルの用途としては、家庭園芸においてムラがなく植物を傷めない水撒きを行うほか、主に屋外で噴霧した水の気化熱によって周囲の気温を下げるミスト冷却装置（図１参照）など、様々なものがあった。

従来のミストノズルでは、内部流路の水流を錐揉み状に攪拌して微小な噴霧口から放出することによって霧状の散水を可能としていた。しかし、そのために、ミストノズルを構成する各部材が細い流路を形成した精密部品となるので、藻の繁殖などによって流路の目詰まりを起こしたり、取扱いの際に誤って破損したりすることがあった。

このため、特許文献１のミストノズルでは、内部流路を有するノズル本体の先端に、側周面に複数条の螺旋溝部を設けた放水内筒体を接続し、さらにこの放水内筒体の先端に、噴霧口（霧状放水口）を形成したミストキャップ（放水ノズル体）をネジ結合にて組み付けて被覆していた。水は、内部流路から放水内筒体の外に流れ、各螺旋溝部を通過して、集合するミストキャップ内の攪拌空間で攪拌されて噴霧口から噴霧される。
このミストノズルでは、ミストキャップをノズル本体と別体に形成し、ネジ結合で着脱可能に組み付ける構成としたことにより、目詰まりを起こしたときにはミストキャップを取り外して噴霧口や螺旋溝部を容易に洗浄することができた。

特許文献１のミストノズルでは、ミストキャップと螺旋溝部とを洗浄することはできるが、放水ノズル体がノズル本体に容易に着脱できないように一体化されているため、放水ノズル体やノズル本体の内部流路を洗浄することができなかった。

特許文献２には、内部流路を有するノズル本体（本体）の先端に、噴霧口を形成したミストキャップ（ノズル体）をネジ結合にて組み付けるとともに、側周面に通水用の切り溝を形成した水流制御部材（流量調節桿）をこのミストキャップの内部にネジ結合にて収容固定してなるミストノズルが記載されている。
このミストノズルは、ノズル本体、ミストキャップおよび水流制御部材がそれぞれ別体で着脱可能に形成されており、ミストキャップや水流制御部材に加えて、ノズル本体の内部流路も容易に洗浄することができた。

実開平５−４９０５３号公報 実開昭５４−１７４９１２号公報

しかし、特許文献２のミストノズルでは、各部品をネジ結合により組み付けており、複雑なネジ部を形成する必要があるため製造コストが高くなっていた。特にミストキャップは、外周面にはノズル本体との結合用の雄ネジ部を形成し、内周面には水流制御部材との結合用の雌ネジ部を形成するため、形状が複雑になり一層コスト高になっていた。
また、ミストノズルの組み立てやメンテナンスの際には何度も上記ネジ部の締め付けや緩めを行う必要があるが、一般にミストキャップや流量調節桿は数ｍｍ〜２ｃｍほどの小さな部品であるため、メンテナンス作業が面倒であるとともに、破損しないように慎重に取り扱う必要があった。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、製造コストを低廉に抑えることができ、かつ、メンテナンスに際しての分解および組み立てを容易に行うことのできるミストノズルを提供することを課題とする。

本発明において、上記課題が解決される手段は以下の通りである。
第１の発明は、基端に開口した導入口から先端側へと通水する内部流路を有するノズル本体と、先端面に噴霧口を有する略ドーム状に形成し上記ノズル本体の先端に着脱可能に結合したミストキャップと、側周面に通水用の螺旋溝部を有し、上記噴霧口との間に所定空間を設けて上記ミストキャップに収容される水流制御部材とからなるミストノズルであって、上記水流制御部材には、上記ミストキャップに収容した状態でその基端側に突出するつまみ部と、上記ミストキャップの内面に当接して水流制御部材の収容位置を決定する位置決め部とを設けたことを特徴とする。

第２の発明に係るミストノズルは、上記位置決め部は上記水流制御部材から側方に突設され、上記ノズル本体と上記ミストキャップとを結合した状態で、上記位置決め部が上記ノズル本体の一部と上記ミストキャップの一部とによって挟持されることを特徴とする。

第１の発明によれば、水流制御部材には、上記ミストキャップに収容した状態でその基端側に突出するつまみ部と、上記ミストキャップの内面に当接して水流制御部材の収容位置を決定する位置決め部とを設けたことにより、ネジ結合などの面倒な作業が必要なく、つまみ部を摘んで、位置決め部がミストキャップの内面に当接するまで挿入するだけで、容易に水流制御部材の収容位置を決定することができる。このため、ミストノズルの組み立ておよび分解の作業が容易となる。
また、複雑なネジ部を形成する必要がないため、ミストキャップおよび水流制御部材の製造コストを低減させることができる。

第２の発明によれば、上記位置決め部は上記水流制御部材から側方に突設され、上記ノズル本体と上記ミストキャップとを結合した状態で、上記位置決め部が上記ノズル本体の一部と上記ミストキャップの一部とによって挟持されることにより、水流制御部材を正しい収容位置に強固に固定できるとともに、組み立て作業において、水流制御部材を正確な収容位置から逸脱したまま組み立てても、ミストキャップとノズル本体と結合する過程で位置決め部が両者に徐々に挟まれていき、自動的に正確な収容位置に収容固定される。このため、組み立て作業が一層容易になる。

本発明の実施形態に係るミストノズルを用いたミスト冷却装置の説明図である。 同ミストノズルを示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。 同ミストノズルの垂直断面図である。 同ミストノズルの分解図である。 同ミストノズルのミストキャップを示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は底面図である。 同ミストノズルの水流制御部材を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は底面図である。 ミストキャップおよび水流制御部材の収容状態を示す断面図である。 同ミストノズルの組み立て作業例を示す説明図である。 （ａ）は同ミストノズルの導入筒および分岐筒の斜視図であり、（ｂ）は両者の結合を示す斜視図である。 （ａ）はＡ−Ａ線断面図であり、（ｂ）はＣ部の拡大図である。

以下、本発明の実施形態に係るミストノズルについて説明する。
図１は、本発明の実施形態にかかるミストノズルの使用例としてのミスト冷却装置を示す説明図である。このミスト冷却装置は、ホース２を介して直列に連結した複数のミストノズル１に水道設備等の給水装置３から水を供給し、各ミストノズル１から霧状に散水（噴霧）して、水の気化熱により周囲の温度を下げるものである。
図１では、ミストノズル１は低位置から上方に散水しているが、これに限らず、ミストノズルが高位置から下方に散水したり、側方に散水したりするミスト冷却装置を構成してもよい。

ミストノズル１は、図１右方の基端側のホース継手４でホース２と接続され、同上方の先端面に形成された噴霧口５から水を噴霧するとともに、他のミストノズル１と直列に連結するために、同左方にホース継手４でホース２と接続される分岐流路を突出させており、全体として正面視略Ｔ字形状に形成されている（図２（ｂ））。
なお、最下流に配置されるミストノズル１の分岐流路は、その端部をホースエンド６によって閉塞されている。

ミストノズル１は、図２、図３に示すように、導入口７から噴霧口５側への屈曲した内部流路８と上記分岐流路９とを形成したノズル本体１０の先端側に、噴霧口５を形成したミストキャップ１１を着脱可能に結合し、ノズル本体１０およびミストキャップ１１の内部空間に水流制御部材１２を収容してなる。
ノズル本体１０とミストキャップ１１とは、ノズル本体１０外周面に形成した雄ネジ部１３ａとミストキャップ１１内周面に形成した雌ネジ部１３ｂとからなるネジ結合部１３により着脱可能に螺合されている（図３）。

図４に示すように、ノズル本体１０は、基端でホース２を接続する導入口７を有する導入筒１４と、ホース２を接続する分岐口１５ｆを有する分岐筒１５と、Ｔ字状の筒体であるノズルケース１６と、導入筒１４および分岐筒１５にネジ結合によって着脱自在に螺合される一対のホース継手４、４とからなる。ノズルケース１６は、導入筒１４および分岐筒１５の各一部を両端から挿嵌して両者を連結するとともに、直交方向に突出したノズル筒部１６ａにてミストキャップ１１と螺合する。

図４、図９に示すように、導入筒１４は、基端をホース接続用に細く形成して抜け止め用の返し１４ａを設けた筒体である。導入筒１４の外周面には上流側（基端側）から順に、返し１４ａ、雄ネジ部１８ａ、大径のフランジ１４ｂ、小径の嵌合環１４ｃが周設されている。
また、嵌合環１４ｃの下流側には水漏れ防止用のＯリング１７ａを外嵌するＯリング溝１４ｄを刻設し、さらにその下流側には、筒体の延設方向に対して左右の側周面を切り欠いた切り欠き筒部１４ｅを形成して、導入筒１４に供給された水がノズルケース１６のノズル筒部１６ａへ流れられるようにしている（図３、図１０（ａ））。

図４、図９に示すように、分岐筒１５は、導入筒１４を周回りに９０度回転させたものであり、分岐側端部をホース接続用に細く形成して抜け止め用の返し１５ａを設けた筒体である。分岐筒１５の外周面には分岐側から基端側へ順に、返し１５ａ、雄ネジ部１９ａ、大径のフランジ１５ｂ、小径の嵌合環１５ｃが周設されている。
また、嵌合環１５ｃの基端側には水漏れ防止用のＯリング１７ｂを外嵌するＯリング溝１５ｄを刻設し、さらにその基端側には筒体の延設方向に対して上下の側周面を切り欠いた切り欠き筒部１５ｅを形成している。ミストノズル１を組み立てた状態では、図９（ｂ）、図１０（ａ）に示すように、ノズル本体１０の内部ほぼ中央に、導入筒１４の切り欠き筒部１４ｅと分岐筒１５の切り欠き筒部１５ｅとによって、周面に隙間を有する擬似的な筒が形成され、水の一部を先端側のミストキャップ１１へ供給して噴霧するとともに、残部を分岐側へ流すようにしている。

図３に示すように、ホース継手４、４は、先細り形状の比較的太い筒体に形成され、太い側の開口付近の内周面には雌ネジ部１８ｂ、１９ｂが設けられ、それぞれが導入筒１４または分岐筒１５の雄ネジ部１８ａ、１９ｂと螺合してネジ結合部１８、１９を構成する。
ホース継手４、４の先細り部分は、組み立て時には、導入筒１４および分岐筒１５に外嵌したホースを外側から押さえる役割を果たす。
また、導入筒１４および分岐筒１５のフランジ１４ｂ、１５ｂ、ならびに各ホース継手４、４の外周面は断面八角形に形成され、着脱作業の際に滑り止めの役割を果たす（図２（ａ）、（ｃ））。

図４に示すように、ノズルケース１６は、筒体の長手方向中央から直交方向にノズル筒部１６ａを突出させたＴ字状の筒体である。このノズルケース１６には、図４右方の基端側から導入筒１４を挿嵌し、同左方の分岐側から分岐筒１５を挿嵌する。
図１０に示すように、導入筒１４および分岐筒１５を挿嵌するノズルケース１６の開口付近には、内周面から中心に向かって、嵌合爪１６ｃが周上等間隔に４箇所突設されている。また、この嵌合爪１６ｃのノズルケース内側（ノズル筒部側）に隣接して、着脱用孔１６ｂが周上等間隔に４箇所穿設されている（図１０、図２）。

図１０に示すように、導入筒１４および分岐筒１５を、各フランジ１４ｂ、１５ｂがノズルケース１６の開口端面に当接するまでノズルケース１６に挿入すると、各嵌合環１４ｃ、１５ｃが各嵌合爪１６ｃ、１６ｃよりもノズルケース内側に入り込んで着脱用孔１６ｂ、…、１６ｂの位置に保持され、嵌合爪１６ｃに係止されて抜け止めされる。
ミストノズル１のメンテナンスの際などには、着脱用孔１６ｂ、…、１６ｂから棒などで嵌合環１４ｃ、１５ｃを押し込んで嵌合爪１６ｃ、１６ｃとの係止を解除し、ノズルケース１６から導入筒１４および分岐筒１５を抜き取ることができる。

図４に示すように、ノズルケース１６のノズル筒部１６ａは、先端付近の外周面にミストキャップ１１と螺合するための雄ネジ部１３ａを形成するとともに、根元にはＯリング１７ｃを外嵌する。
このような構成のノズル本体１０では、図３に示すように、導入筒１４の導入口７から供給された水が切り欠き筒部１４ｅ、１５ｅから流出し、ノズルケース１６のノズル筒部１６ａを通過して先端のミストキャップ１１へと通水する内部流路８が形成されるとともに、水の一部が導入筒１４から分岐筒１５を通過して他のミストノズル１に供給される（図１参照）分岐流路９が形成される。

また、図９に示すように、切り欠き筒部１４ｅ、１５ｅの結合により、導入筒１４と分岐筒１５とは相対的に周回りに回転しない。他方ノズルケース１６は、導入筒１４及び分岐筒１５に対して周回りに回転可能であり、かつ、ノズルケース１６の内壁と切り欠き筒部１４ｅ、１５ｅの外周面との間に環状の流路が形成されているため、ノズルケース１６を回転させても、噴霧口５に通じる内部流路８が遮断されることはない。このため、たとえば図１の使用状態において噴霧口５の向きを変えたいときには、片手で導入筒１４を持ち、他方の手でノズルケース１６を持って回転させることで向きを変えることができる。このとき、分岐筒１５は導入筒１４に対して回転できないため、ノズルケース１６と共回りすることがなく、分岐筒１５に接続される分岐側のホース２に捩れが発生することがない。
なお、必ずしもミストノズル１に分岐流路９を設ける必要はない。

図５、図７に示すように、ミストキャップ１１は、ノズル本体１０の先端に取り付けられる略ドーム状の部材であり、開口付近の内周面にはノズル本体１０（ノズルケース１６）と螺合するための雌ネジ部１３ｂを形成している。また、ミストキャップ１１の外周面は断面八角形に形成され、ノズル本体１０との着脱作業を行う際に滑り止めの役割を果たす（図５（ｂ））。

図７に示すように、ミストキャップ１１の先端面には微小な噴霧口５が穿設され、噴霧口５周辺の先端面には漏斗状の拡散傾斜面１１ａが形成され、ミストキャップ１１を通過した水が拡散噴霧されやすくなっている。
また、ミストキャップ１１の内部には、水流制御部材１２を収容する円筒状の収容筒部１１ｂが先端内面から基端側に突出している。この収容筒部１１ｂの基端面には、水流制御部材１２を導入しやすいように内側に傾斜した案内傾斜面１１ｃが形成されている（図７、図５（ｄ））。図７に示すように、水流制御部材１２を収容した状態では、水流制御部材１２のブロック部１２ａの側周面が収容筒部１１ｂの内周面にほぼ隙間なく内接して収まり、ブロック部１２ａと噴霧口５との間には水が集合して攪拌される攪拌空間２０が形成される。

図６（ａ）、（ｃ）に示すように、水流制御部材１２は、通過する水を錐揉み状に旋回させるためにミストキャップ１１に収容される部品であり、先端のブロック部１２ａと、このブロック部１２ａから棒状に延びるつまみ部１２ｂと、このつまみ部１２ｂに周設された位置決め部１２ｃとからなる。
ブロック部１２ａは、円柱状のブロックの側周面に螺旋状の螺旋溝部１２ｄを周上等間隔に２条刻設してなる。
つまみ部１２ｂは、ブロック部１２ａの基端面から基端側に突出形成され、図７に示すように、水流制御部材１２をミストキャップ１１に収容したときにもミストキャップ１１から基端側に突出するため、指で摘んで容易に収容および取り出しを行うことができる。
図６（ｂ）、（ｄ）に示すように、位置決め部１２ｃは、つまみ部１２ｂの側方にほぼ円板状に周設された部分であり、つまみ部１２ｂの外周の近傍に、水を通すための通水孔１２ｅを周上等間隔に４箇所穿設している。

このようなミストノズル１を組み立てるには、まずミストキャップ１１に水流制御部材１２を収容し、次いでミストキャップ１１をネジ結合部１３によりノズル本体１０に組み付ける。
つまみ部１２ｂを指で摘んで水流制御部材１２をミストキャップ１１に挿入していく際に、その過程でブロック部１２ａの軸心が収容筒部１１ｂの軸心からずれそうになっても、位置決め部１２ｃがミストキャップ１１の内周面（雌ネジ部１３ｂなど）にぶつかってずれを防止するため、ブロック部１２ａは収容筒部１１ｂとほぼ同心状態でミストキャップ１１内に進入していく（図７参照）。ブロック部１２ａが収容筒部１１ｂの基端面に至ると、わずかなずれがあっても案内傾斜面１１ｃに案内されて収容筒部１１ｂ内に収容される。

水流制御部材１２の収容位置は、図７のように、位置決め部１２ｃが収容筒部１１ｂの基端面に当接することで決定される。このため、水流制御部材１２のブロック部１２ａを押し込みすぎることがなく、ブロック部１２ａと噴霧口５との間には、最適な攪拌空間２０が設けられる。
このように、水流制御部材１２を収容するためにはミストキャップ１１にまっすぐ挿入するだけでよく、ネジ結合のように螺合の手間がかかることがなく、水流制御部材１２を容易に正しい収容位置に収容することができる。また、複雑なネジ結合部を形成する必要がないため、ミストキャップ１１および水流制御部材１２の製造コストを低減させることができる。

次いで、ミストキャップ１１をノズル本体１０に螺合するが、このときブロック部１２ａが収容筒部１１ｂの内周面に内接しており、弱い摩擦力が働いているため、図７のような向きにしてミストキャップ１１を持っても水流制御部材１２が外れ落ちることはない。
また、ミストキャップ１１から水流制御部材１２を取り外す際には、ミストキャップ１１から突出しているつまみ部１２ｂを摘んで、容易に取り出すことができる。

このようなミストノズル１では、図３に示すように、ノズルケース１６のノズル筒部１６ａを通過した水は、位置決め部１２ｃの通水孔１２ｅを通過してミストキャップ１１の収容筒部１１ｂに流れ込む。次いで、図７に示すように、比較的径の小さな収容筒部１１ｂを通り、各螺旋溝部１２ｄによって形成される螺旋状の流路を通過した水は、攪拌空間２０で集合するとともに錐揉み状に攪拌されて、噴霧口５から拡散噴霧される。

さらに、このミストノズル１では、位置決め部１２ｃがノズル本体１０（ノズルケース１６）のノズル筒部１６ａとミストキャップ１１の収容筒部１１ｂとに挟持される構成であるため、ネジ結合によらなくても水流制御部材１２を正しい収容位置に強固に固定できることに加えて、水流制御部材１２をミストキャップ１１に正確に収容せずに組み立てても、問題なくミストノズル１を完成させることができる。
例えば、図８に示すように、水流制御部材１２をノズル本体１０に傾いた状態で放り込み、上からミストキャップ１１を取り付けても、ミストキャップ１１とノズル本体１０とを螺合していく過程で、位置決め部１２ｃの上側に傾いた部分Ｂが徐々に下降する収容筒部１１ｂに押されて、自動的にノズル筒部１６ａと収容筒部１１ｂとに挟持され、図３のような正しい収容位置に位置決めされて組み立てられる。
このように、組み立て作業が複雑でなく、しかも厳密な精度が要求されないため、メンテナンスの際の分解および組み立てが非常に容易になるとともに、細かな作業の際に誤って各部品を破損するといったおそれがない。

１ ミストノズル
４ ホース継手
５ 噴霧口
７ 導入口
８ 内部流路
９ 分岐流路
１０ ノズル本体
１１ ミストキャップ
１１ａ 拡散傾斜面
１１ｂ 収容筒部
１１ｃ 案内傾斜面
１２ 水流制御部材
１２ａ ブロック部
１２ｂ つまみ部
１２ｃ 位置決め部
１２ｄ 螺旋溝部
１２ｅ 通水孔
１３ ネジ結合部
１３ａ 雄ネジ部
１３ｂ 雌ネジ部
１４ 導入筒
１５ 分岐筒
１５ｆ 分岐口
１６ ノズルケース
１６ａ ノズル筒部
２０ 攪拌空間

Claims (1)

1. 基端に開口した導入口から先端側へと通水する内部流路を有するノズル本体と、
   先端面に噴霧口を有する略ドーム状に形成し上記ノズル本体の先端に着脱可能に結合したミストキャップと、
   側周面に螺旋状に形成された通水用の螺旋溝部を有し、上記噴霧口との間に所定空間を設けて上記ミストキャップに収容される水流制御部材とからなるミストノズルであって、
   上記水流制御部材には、上記ミストキャップに収容した状態でその基端側に突出するつまみ部と、
   上記ミストキャップの内面に当接して水流制御部材の収容位置を決定する位置決め部とを設け、
   かつ、上記水流制御部材を上記ミストキャップに収容した状態では、上記水流制御部材と上記ミストキャップとが接触し、両者の間に、上記水流制御部材の自重による脱落を防止する摩擦力を生じることを特徴とするミストノズル。

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