JP5828471B2 - 誘導帯電型静電噴霧装置 - Google Patents

Description

本発明は、静電気を利用して薬液等の液体の噴霧を行う誘導帯電型静電噴霧装置に関するものである。

従来の誘導帯電型静電噴霧装置の電極部構造としては、特許文献１に記載された噴口１１０の構造を例示する。この噴口１１０は、図８に示すように、ノズル１１１と、該ノズル１１１を支持するノズルホルダー１１２と、ノズルホルダー１１２を噴管（図示略）に接続する継手１１３と、ノズルホルダー１１２に着脱可能に取り付けられ、ノズル１１１の周囲をカバーするノズルカバー１１４と、ノズルホルダー１１２の基端側に取り付けられる後部カバー１１５とを備えている。

ノズルカバー１１４は、非導電性材料からなり、略円筒状に形成されている。ノズルカバー１１４の周壁には、該周壁内外を貫通する複数の通気窓１１４ａが設けられている。このノズルカバー１１４の先端側は、液滴Ｄの拡散範囲の外周に内周が近接するように配設されるとともに、噴霧時に液滴Ｄが付着することにより表面が液体の連続膜Ｓで覆われることを許容するように形成された環状部１１７となっている。

ノズルカバー１１４の内周面には、ノズルカバー１１４の長さ方向（周幅方向）に延びる板状の導電体１１８が配設されている。この導電体１１８の表面は、連続膜Ｓに接触可能に露出する導電面となっている。この導電体１１８には、高電圧発生部（図示略）により発生される高電圧（ノズル１１１に供給する液体に対する相対的な高電圧）が高圧リード線１０４及び接点軸１０５を介して印加されるようになっている。

特開２００９−１３１７７２号公報

ところで、従来の電極部構造では、液滴Ｄを誘導帯電させるための高電位部位がノズルカバー１１４の先端側となっている。このノズルカバー１１４は、その基端部の内周の全周がノズルホルダー１１２の外周の全周に堅固に支持されているため、該高電位部位を含むノズルカバー１１４に衝撃が加わっても、それ自体やそれを支持するノズルホルダー１１２が破損し難いという利点がある。

しかしながら、従来の電極部構造では、噴霧を開始すると、ノズルカバー１１４は、先端側のみならず次第に外周全体の表面が液体の連続膜Ｓで覆われて高電位になる。このため、ノズルカバー１１４が作業中に作物などのアース電位の物に触れると、漏電が発生し易く、漏電により液滴Ｄが誘導帯電しなくなるという課題がある。

前記課題を解決するために、本発明の誘導帯電型静電噴霧装置は、
基端部側から供給される液体を先端部から液滴にして噴出するノズル部と、該ノズル部に装備される電極部構造とを備えるものであって、
前記電極部構造は、該ノズル部の基端部側に基端部が支持されるとともに、該ノズル部から側方に間隔をおいて該ノズル部の先端部側へ先端部が延設された軸状の電極支持軸と、該電極支持軸の先端部に配設され、前記液滴の拡散範囲の外周に内周が近接するように形成された略環状の電極とを備え、前記液体及び前記電極の間に高電圧を付与することにより前記液滴を誘導帯電させるように構成されたものである誘導帯電型静電噴霧装置において、
前記電極支持軸は、その基端部が、前記ノズル部に設けられた保持部を介して該ノズル部の基端部側に対して着脱可能に支持されており、
前記保持部は、複数の抱持片を備え、
該複数の抱持片は、前記電極支持軸の外周を抱持するように互いに係合させることが可能に、かつ、該抱持した状態で前記電極支持軸の先端部に所定外力を受けるとその力により前記互いの係合が解除されるように構成されている。

前記所定外力としては、特に限定されないが、該電極支持軸に直接的又は間接的に加わるものとすることができる。また、前記所定外力は、前記電極支持軸に対する所定方向への所定強度を超える曲げモーメント又は／及び捻りモーメントである態様を例示する。

この構成によれば、噴霧開始後に前記電極支持軸の表面が前記電極から続く液体の連続膜で覆われて高電位になったとしても、該電極支持軸は軸状に形成されて前記ノズル部の側方に存在しているだけなので、高電位部位が該ノズル部の外周全周に存在する従来の電極部構造よりもアース電位の物に触れにくく、漏電の発生を大幅に低減することができる。
また、前記電極支持軸を支持する前記保持部は、前記電極支持軸の先端部に前記所定外力を受けると、前記電極支持軸の基端部の支持が解除されるように構成されている。このため、前記電極や前記電極支持軸に衝撃が加わったときに、該電極、該電極支持軸、該保持部、該ノズル部等が破損することを防止することができる。

さらに、この構成によれば、前記電極支持軸の先端部に所定外力を受けるとその力により該電極支持軸の基端部の支持が解除されるという構成をシンプルな構造で且つ低コストに実現することができる。

前記抱持片は、飛散防止のための紐状体を介して、前記静電噴霧装置の他の部位に相対遊動可能に繋ぎ止め可能に構成された態様を例示する。

この構成によれば、前記抱持片同士の係合が解除されたときに、前記抱持片が飛散することを防止できる。

また、本発明の誘導帯電型静電噴霧装置は、
左右一対の前記ノズル部と、該両ノズル部の左右方向における側方にそれぞれ装備された前記電極部構造と
を備え、
前記保持部は、前記所定外力として、前記両ノズル部の列設方向に対する直交方向から所定強度の外力を前記電極支持軸の前端部に受けるとその力により該電極支持軸の基端部の支持が解除されるように構成されている。

この誘導帯電型静電噴霧装置は、前記ノズル部及び前記電極部構造を２つずつ備えた２頭口タイプとなっている。この種の２頭口のタイプでは、前記両ノズル部の列設方向に対する直交方向へ、該両ノズル部を移動させるようにすると、少ない移動で広範囲に効率的に噴霧できる。このため、噴霧中に、前記両ノズル部は、この移動方向に移動される可能性が最も高くなるので、前記電極支持軸へ加わる外力もこの方向からのものになる可能性が最も高くなる。そこで、本構成では、前記電極支持軸の基端部の支持が解除される前記外力の方向を、該最も可能性が高い前記移動方向に一致させることにより、前記電極部構造の作用効果を安定的かつ確実に発揮させることができるようにしている。

本発明に係る誘導帯電型静電噴霧装置によれば、漏電の発生を低減するとともに、衝撃が加わったときの破損を防止できるという優れた効果を奏する。

本発明を具体化した第一実施形態に係る誘導帯電型静電噴霧装置のノズル部及び電極部構造を示す斜視図である。 同装置のノズル部及び電極部構造の平面図である。 同装置のノズル部及び電極部構造の底面図である。 同装置のノズル部及び電極部構造の平断面図である。 同装置のノズル部及び電極部構造の断面図であり、（ａ）は図２のＶａ−Ｖａ断面図、（ｂ）は図２のＶｂ−Ｖｂ断面図である。 同電極部構造の保持部における第二抱持片を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線端面図、（ｃ）は（ａ）のｃ−ｃ線端面図である。 本発明を具体化した第二実施形態に係る誘導帯電型静電噴霧装置のノズル部及び電極部構造を示す図であり、（ａ）は図５（ａ）と同様の断面図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図である。 従来の誘導帯電型静電噴霧装置の電極部構造の平断面図である。

図１〜図６は本発明を具体化した第一実施形態の誘導帯電型静電噴霧装置１０及びその電極部構造１を示している。本例の静電噴霧装置１０は、図１〜図４に示すように、基端部側から供給される液体を先端部から液滴Ｄにして噴出する左右一対のノズル部１１と、該両ノズル部１１の左右方向における外側方にそれぞれ装備された電極部構造１とを備えた２頭口タイプとなっている。本例の静電噴霧装置１０では、ノズル部及び電極部構造１を２つずつ備えているが、これらは、両ノズル部１１の軸線の中央線を対称軸とする線対称に構成されているので、以下、ノズル部１１及び電極部構造１の細部については、右側のものについてのみ説明する。なお、各図において、矢印Ｆはノズル部１１の先端側を指し示している。

本発明の電極部構造１は、ノズル部１１の側方に間隔をおいて該ノズル部１１の基端部側から先端部側へ延びる軸状に形成されており、該ノズル部１１の基端部側に基端部が支持された電極支持軸２と、該電極支持軸２の基端部側に設けられた軸カバー３と、該電極支持軸２の先端部に配設され、液滴Ｄの拡散範囲の外周に内周が近接するように形成された略環状の電極５と、軸カバー３及び電極５の間に配設された漏電防止部４とを備えており、前記液体及び電極５の間に高電圧を付与することにより液滴Ｄを誘導帯電させるように構成されたものである。

ノズル部１１は、その継手１２を介して噴管１３に接続されるように構成されており、該噴管１３を通じて供給される噴霧対象の液体を液滴Ｄにして噴出するように構成されている。このノズル部１１は、非導電性材料又は導電性材料のいずれからなっていても構わない。本例のノズル部１１は、重量を軽量化するために樹脂製となっている。ノズル部１１には、電極支持軸２の基端部を、該ノズル部１１の基端部側に対して着脱可能に支持する保持部６が設けられている。

噴管１３は、その一部が導電性材料からなるとともにアースされており、これにより前記液体がアースされるようになっている。前記液体をアースする態様としては、これに限定されず、該液体に接する他の導電性部位（ノズル部１１や、導電性材料で形成された、該液体の収容タンク等）や該液体中に浸けられた電極等をアースすることによる態様を例示する。

電極５は、本例では円環状に形成され、ノズル部１１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ており、被覆導電体としての高電圧ケーブル７を介して電源部（図示略）から供給される高電圧（本例では約＋６．３ｋＶ）が印加されるようになっている。高電圧ケーブル７は非導電性材料で被覆されている。電極５の形状は、略円環状であれば特に限定されず、一箇所が破断したＣ字状に形成された態様や、互いに導電体で接続された複数の部材を略円環状に配設してなる態様を例示する。

電極支持軸２は筒状に形成されており、その筒内には高電圧ケーブル７が配線されている。

保持部６は、図４〜図６に示すように、第一抱持片２１及び第二抱持片２２を備えている。両抱持片２１、２２は溝を備えている。両抱持片２１、２２の溝内と、電極支持軸２の基端部の外周との互いの接合部位には、該両抱持片２１、２２に対する該電極支持軸２の抜け止め及び回り止め手段２５として、相対的に嵌合する凹凸が形成されている。第一抱持片２１は、ノズル部１１の本体に一体形成されている。第二抱持片２２は、第一抱持片２１に対してスナップフィットにより着脱可能に構成されている。保持部６のスナップフィットは、第一抱持片２１に設けられた被係止部２１ａに、第二抱持片２２に設けられたフック２２ａを係止させることで実現されている。フック２２ａは、被係止部２１ａに対して非破壊的に係脱させることができるように、装着方向及び離脱方向ともに被係止部２１ａ側へテーパー状に隆起した形状となっている。このような構成により、両抱持片２１、２２は、電極支持軸２の基端部の外周を抱持するように互いに係合させることが可能になっている。そして、保持部６は、電極支持軸２を抱持した状態で、電極支持軸２の先端部に対して、第一抱持片２１と第二抱持片２２との相対的な着脱方向Ａへ、所定値を超える曲げモーメントが加わると、両抱持片２１，２２の係合が解除されるように構成されている。なお、第二抱持片２２は、図２に示すように、飛散防止のための紐状体２６を結ぶための孔２７が設けられており、該紐状体２６を介して静電噴霧装置１０の他の部位に相対遊動可能に繋ぎ止め可能に構成されている。なお、前記外力についての所定値は、電極支持軸２、保持部６、ノズル部１１の本体などの強度や剛性等の条件に応じて適宜設定することができる。

軸カバー３は、電極支持軸２を包囲する周壁部がノズル部１１の本体に連結されてなり、該周壁部の基端側を塞ぐ底壁部が第一抱持片に連結されてなる略カップ状に形成されており、電極支持軸２に直接的に外力が加わることを防止するようになっている。周壁部には、周方向に間隔をおいて複数の通気孔３ａが設けられている。

漏電防止部４は、高電位側部分としての電極５と、該電極５からの漏電に対して保護しようとする部分である漏電保護側部分としてのノズル部１１及び噴管１３とを繋ぐ沿面の途中部に設けられている。そして、本例の漏電防止部４は、前記沿面を分断するように延設された環状凹部３７と、該環状凹部３７の内側における電極支持軸２の外周に装着された筒状のヒータ３８とにより構成されており、これらの構成部材の少なくとも表面は、電気絶縁性材料からなっている。環状凹部３７は、その奥行きが電極支持軸２の長さ方向へ延びており、その開口部が電極支持軸２の長さ方向へ向いている。ヒータ３８は、専用の電源ケーブル３８ａを介して電力が供給されて、環状凹部３７の内部空間を加熱することにより、該空間を形成する表面の温度を上げ、該表面に結露が発生することを防止し、該結露による漏電の発生を防止するようになっている。

以上のように構成された本例の電極部構造１を備えた誘導帯電型静電噴霧装置１０によれば、噴霧開始後に該電極支持軸２の表面が電極５から続く液体の連続膜で覆われて高電位になったとしても、該電極支持軸２は軸状に形成されてノズル部１１の側方に存在しているだけなので、高電位部位がノズル部の外周全周に存在する従来の電極部構造よりもアース電位の物に触れにくく、漏電の発生を大幅に低減することができる。しかも、本例では、軸カバー３及び漏電防止部４を備えているので、漏電の発生をさらに低減することができる。
また、電極支持軸２を支持する保持部６は、電極支持軸２の先端部に所定外力を受けると、電極支持軸２の基端部の支持が解除されるように構成されている。このため、電極５や電極支持軸２に衝撃が加わったときに、該電極５、該電極支持軸２、該保持部６、該ノズル部１１等が破損することを防止することができる。

また、保持部６は、一対の抱持片２１、２２を備え、該一対の抱持片は、電極支持軸２の外周を抱持するように互いに係合させることが可能に、かつ、該抱持した状態で電極支持軸２の先端部に前記所定外力を受けると前記互いの係合を解除するように構成されている。この構成によれば、電極支持軸２の先端部に前記所定外力を受けると、電極支持軸２の基端部の支持が解除されるという構成をシンプルな構造で且つ低コストに実現することができる。

また、第二抱持片２２は、飛散防止のための紐状体を介して、静電噴霧装置１０の他の部位に相対遊動可能に繋ぎ止め可能に構成されているので、抱持片同士の係合が解除されたときに、第二抱持片２２が飛散することを防止できる。

また、本発明の誘導帯電型静電噴霧装置１０は、以上のように構成されたノズル部１１及び電極部構造１を２つずつ備えた２頭口タイプとなっているが、この種の２頭口のタイプでは、両ノズル部１１の列設方向に対する直交方向へ、該両ノズル部１１を移動させるようにすると、少ない移動で広範囲に効率的に噴霧できる。このため、噴霧中に、両ノズル部１１は、この移動方向に移動される可能性が最も高くなるので、電極支持軸２へ加わる外力もこの方向からのものになる可能性が最も高くなる。
そこで、本構成では、電極支持軸２の基端部の支持が解除される前記外力の方向（着脱方向Ａ）を、該最も可能性が高い前記移動方向に一致させることにより、電極部構造１の作用効果を安定的かつ確実に発揮させることができるようにしている。

また、本発明の誘導帯電型静電噴霧装置１０は、電極部構造１が両ノズル部１１の左右方向における外側方にそれぞれ装備されているので、各電極部構造１へ左右方向における内側方から外力が加わることを防止できる。

次に、図７は本発明を具体化した第二実施形態を示している。この誘導帯電型静電噴霧装置１０及びその電極部構造１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、電極支持軸２のＡ方向における両側に、電極支持軸２の軸線方向に延びる一対の傾斜面２８をそれぞれ設けるとともに、第一抱持片２１及び第二抱持片２２に、一対の傾斜面に嵌合する一対の傾斜面２９をそれぞれ設けている。本変更例の電極支持軸２及び保持部６によっても、図１〜図６に示す電極支持軸２及び保持部６と同様の作用効果を奏する。しかも、本変更例によれば、図７（ｂ）に示すように、電極支持軸２を抱持した状態で、電極支持軸２に対して、所定値を超える捻りモーメントが加わると、傾斜面２８，２９によってねじり方向Ｔの力が着脱方向Ａに分力され、これにより両抱持片２１，２２の係合が解除されるように構成されている。

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）保持部６を３以上の抱持片で構成すること。例えば、電極支持軸２の周方向へ３以上に分割構成された複数の抱持片により構成することを例示する。
（２）誘導帯電型静電噴霧装置１０において、電極部構造１が両ノズル部１１の左右方向における内側方にそれぞれ装備された構成とすること。

１ 電極部構造
２ 電極支持軸
３ 軸カバー
３ａ 通気孔
４ 漏電防止部
５ 電極
６ 保持部
７ 高電圧ケーブル
１０ 静電噴霧装置
１１ ノズル部
１２ 継手
１３ 噴管
２１ 抱持片
２１ａ 被係止部
２２ 抱持片
２２ａ フック
２５ 抜け止め及び回り止め手段
２６ 紐状体
２７ 孔
２８ 傾斜面
２９ 傾斜面
３７ 環状凹部
３８ ヒータ
３８ａ 電源ケーブル
Ｄ 液滴
Ｆ ノズル部の先端側
Ａ 着脱方向
Ｔ ねじり方向

Claims (3)

1. 基端部側から供給される液体を先端部から液滴にして噴出するノズル部と、該ノズル部に装備される電極部構造とを備えるものであって、
   前記電極部構造は、該ノズル部の基端部側に基端部が支持されるとともに、該ノズル部から側方に間隔をおいて該ノズル部の先端部側へ先端部が延設された軸状の電極支持軸と、該電極支持軸の先端部に配設され、前記液滴の拡散範囲の外周に内周が近接するように形成された略環状の電極とを備え、前記液体及び前記電極の間に高電圧を付与することにより前記液滴を誘導帯電させるように構成されたものである誘導帯電型静電噴霧装置において、
   前記電極支持軸は、その基端部が、前記ノズル部に設けられた保持部を介して該ノズル部の基端部側に対して着脱可能に支持されており、
   前記保持部は、複数の抱持片を備え、
   該複数の抱持片は、前記電極支持軸の外周を抱持するように互いに係合させることが可能に、かつ、該抱持した状態で前記電極支持軸の先端部に所定外力を受けるとその力により前記互いの係合が解除されるように構成された誘導帯電型静電噴霧装置。
2. 前記抱持片は、飛散防止のための紐状体を介して、前記静電噴霧装置の他の部位に相対遊動可能に繋ぎ止め可能に構成された請求項１記載の誘導帯電型静電噴霧装置。
3. 左右一対の前記ノズル部と、該両ノズル部の左右方向における側方にそれぞれ装備された前記電極部構造と
   を備え、
   前記保持部は、前記所定外力として、前記両ノズル部の列設方向に対する直交方向から所定強度の外力を前記電極支持軸の前端部に受けるとその力により該電極支持軸の基端部の支持が解除されるように構成された請求項１又は２に記載の誘導帯電型静電噴霧装置。

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