JP6030790B1 - 噴霧ノズル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より簡単な構成で、粒径の細かい微細化液滴を供給することが可能な噴霧ノズル装置を提供する。【解決手段】先端側に気体噴出口４０と液体噴出口５０が配置されたノズル本体を備え、気体噴出口４０の気体噴出方向は、前記ノズル本体の軸方向に設定され、液体噴出口５０の液体噴出方向は、前記気体噴出方向と交差する方向に設定されている構成となっている噴霧ノズル装置。好ましくは、気体噴出口４０は、気体を環状に噴出する環状噴出口４０であり、液体噴出口５０は、環状噴出口４０の内側に配置されている、噴霧ノズル装置。このように、気体に液体を衝突させる構成とすることにより、粒径の細かい微細化液滴を発生させることができる噴霧ノズル装置。【選択図】図３

Description

本発明は、液体の微細化に使用される噴霧ノズル装置に関するものである。

従来、液体に圧力をかけて噴霧し、微細な液滴を生成せしめる噴霧ノズルは、様々な分野で用いられている。特に、燃焼や塗装、加湿の分野においては、液体を微細化することが性能や品質の向上に直接関わる要因であるため、微細化を促進する様々な手法が開発されている。一般に、液体に対し高圧の空気を付加して、液滴の微細化を促進する二流体ノズルは、液体のみを用いる一流体ノズルよりも、微粒化性能が良いことが知られている。

二流体ノズルの先端部の構造としては、図４を例示することができる（特許文献１参照）。このような二流体ノズルにおいては、液体噴射部１１０が二流体ノズル１００の中心軸上に配置され、この液体噴射部１１０の周囲を囲うように空気噴射部１２０が配置されている。液体噴射部１１０からは液体が二流体ノズル１００の軸方向に噴出され、空気噴射部１２０からは軸方向に噴出した液柱の外周面と接触する高速の空気流が噴出される。この時、液体と気体の速度差に起因するせん断作用により、液体が微粒化されている。

特開２００５−１０３３６６号公報

ところで、このような噴霧ノズルにおいては、上述したように、より粒径の細かい微細化液滴を供給することが望ましい。本発明者等は、従来の二流体ノズルよりも粒径の細かい微細化液滴を発生させるために鋭意検討を重ねた結果、液体と気体の噴出方向を調節することで、別途部材を追加する事なく粒径の細かい微細化液滴が発生することを見出した。

本発明は、上記実情に鑑みてなされた発明であり、より簡単な構成で、粒径の細かい微細化液滴を供給することが可能な噴霧ノズル装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る噴霧ノズル装置は、先端側に気体噴出口と液体噴出口が配置されたノズル本体を備え、前記気体噴出口の気体噴出方向は、前記ノズル本体の軸方向に設定され、前記液体噴出口の液体噴出方向は、前記気体噴出方向と交差する方向に設定されていることを特徴とする。

このように、液体噴出方向を気体噴出方向と交差する方向に設定することにより、気体に液体を衝突させて、粒径の細かい微細化液滴を発生させることができる。

本発明の好ましい形態では、前記気体噴出口は、気体を環状に噴出する環状噴出口であり、前記液体噴出口は、前記環状噴出口の内側に配置されていることを特徴とする。
このように、気体よりも質量の大きい液体を、環状に噴出される気体の内側から衝突させることにより、噴霧ノズル装置の噴霧領域を拡大することができる。

本発明の好ましい形態では、前記液体噴出方向は、前記気体噴出方向に対して、５度〜１５度の交差角度に設定されていることを特徴とする。
このような交差角度で、気体に液体を衝突させることにより、効率よく粒径の細かい微細化液滴を発生させることができる。

本発明によれば、より簡単な構成で、粒径の細かい微細化液滴を供給することが可能な噴霧ノズル装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る噴霧ノズル装置の斜視図である。 本発明の一実施形態に係る噴霧ノズル装置の縦断側面図である。 本発明の一実施形態に係る噴霧ノズル装置の先端を示す縦断側面図である。 噴霧ノズルの従来の構成例を示す縦断側面図である。

以下、本発明を図面に示した好ましい一実施形態について図１〜３を用いて詳細に説明する。本発明の技術的範囲は、添付図面に示した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、適宜変更が可能である。

本発明に係る噴霧ノズル装置は、図１及び図２に示すように、先端側に気体噴出口４０と液体噴出口５０が配置されたノズル本体１０を備え、このノズル本体１０は、外筒部材２０と、内筒部材３０と、により構成されている。

外筒部材２０は、筒状に形成されており、内筒部材３０の先端領域Ａ、前領域Ｂ及び後領域Ｃが収容される中空部と、気体供給手段（図示せず）と接続して中空部に気体を導入する気体導入口２１と、を有している。この外筒部材２０の中空部の先端領域Ａは、ノズル本体１０の軸方向と平行な内周面２２を有している。

内筒部材３０は、液体流路７０となる中空部が形成されており、液体供給手段（図示せず）と接続して液体流路７０に液体を導入する液体導入口３１と、液体流路７０中の液体を噴出する液体噴出口５０と、を有している。

この内筒部材３０の先端領域Ａの外径は、ノズル本体１０の軸方向と平行な外周面３２を有し、外筒部材２０の先端領域Ａの内径よりも小径に形成されている。また、内筒部材３０の前領域Ｂの外径についても、同様に、外筒部材２０の内径よりも小径に形成されている。そのため、外筒部材２０の内周面２２と内筒部材３０の外周面３２の間には気体噴出口４０となる間隙（空間）が、外筒部材２０の内周面２３と内筒部材３０の外周面３３の間には気体流路６０となる間隙（空間）が、それぞれ形成されている。

一方、内筒部材３０の後領域Ｃの外径は、外筒部材２０の中空部の内径と同様の径に形成されており、間隙（空間）は形成されていない。この後領域Ｃの外周面には、凹部が形成されており、この凹部にＯリング８０が嵌り込むことで、外筒部材２０の内周面２４と内筒部材３０の外周面３４とが気密に当接されている。そのため、気体導入口２１から導入された全ての圧縮気体は、気体流路６０を通って気体噴出口４０から噴出される。

気体噴出口４０は、前述したように、外筒部材２０の内周面２２と内筒部材３０の外周面３２の間に形成された間隙（空間）部分に形成されており、この内周面２２と外周面３２とはノズル本体１０の軸方向と平行に形成されている。そのため、圧縮気体はノズル本体１０の軸方向に噴出される。
この気体噴出口４０は、図１（ａ）に示すように、環状に形成された環状噴出口であって、この環状噴出口の内側に液体噴出口５０が配置されている。

液体噴出口５０は、図１（ａ）に示すように、貫通孔によって形成されており、この貫通孔はノズル本体１０の軸方向から径方向に向かって傾斜して設けられている（図３参照）。この液体噴出口５０から噴出された液体は、５度〜１５度の交差角度βで気体噴出口４０から噴出される気体と衝突される。なお、気体は軸方向に噴射されるため、交差角度βと貫通孔の傾斜角度は一致する。

次に、噴霧される様子について、図３を参照して詳細に説明する。前述したように、ノズル本体１０の先端部には、気体噴出口４０と液体噴出口５０が配置されており、気体噴出口４０の気体噴出方向は、ノズル本体１０の軸方向に設定され、液体噴出口５０の液体噴出方向は、気体噴出方向と交差する方向に設定されている。このように、液体を直接圧縮気体に衝突させることで、粒径の細かい微細化液滴を発生させている。

この時、環状に形成した気体噴出口４０の内側に配置された、液体噴出口５０から外側に向かって噴出されるため、微細化された液滴が広がって噴霧される。

なお、外筒部材２０と内筒部材３０は、ネジＮによって固定されており、外筒部材２０の背面側には雌ネジ部が、内筒部材３０にはネジＮが挿通される貫通孔が設けられている。この他にも、外筒部材２０と内筒部材３０とにネジ切を設け、螺合するように形成しても良いし、接着剤等で接着しても良い。

本発明によれば、液体噴出方向を気体噴出方向と交差する方向に設定することにより、液体を圧縮気体に直接衝突させる構成にすることで、外筒部材２０と内筒部材３０の２つの部材だけで、粒径の細かい微細化液滴を発生させることができる。

また、本発明によれば、環状に形成された気体噴出口４０の内側に液体噴出口５０が配置されており、気体よりも質量の大きい液体を、環状に噴出される気体の内側から衝突させることにより、噴霧ノズル装置の噴霧領域を拡大することができる。

１０ ノズル本体
２０ 外筒部材
２１ 気体導入口
３０ 内筒部材
３１ 液体導入口
４０ 気体噴出口
５０ 液体噴出口
６０ 気体流路
７０ 液体流路
８０ Ｏリング

Claims (5)

1. 先端側に気体噴出口と液体噴出口が配置されたノズル本体を備え、
   前記気体噴出口は、前記液体噴出口を囲うように配置されており、
   前記気体噴出口の気体噴出方向は、前記ノズル本体の軸方向と平行な方向に設定され、
   前記液体噴出口の液体噴出方向は、前記気体噴出方向と交差する方向に設定されていることを特徴とする、噴霧ノズル装置。
2. 前記気体噴出口は、気体を環状に噴出する環状噴出口であり、
   前記液体噴出口は、前記環状噴出口の内側に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の噴霧ノズル装置。
3. 前記液体噴出方向は、前記気体噴出方向に対して、５度〜１５度の交差角度に設定されていることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の噴霧ノズル装置。
4. 前記ノズル本体は、外筒部材と、内筒部材と、を有し、
   前記液体噴出口は、前記内筒部材の先端に設けられ、
   前記気体噴出口は、前記内筒部材と前記外筒部材の間に形成された間隙であることを特徴とする、請求項１〜３の何れかに記載の噴霧ノズル装置。
5. 前記間隙を形成する前記外筒部材の内周面および前記内筒部材の外周面は、
   前記ノズル本体の軸方向と平行な面に形成されていることを特徴とする、請求項４に記載の噴霧ノズル装置。