JP6628051B2 - 噴霧装置 - Google Patents
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Description
よって、これらの配管無しで簡単に設置でき、大噴量のミストを広い範囲に噴射でき、しかも、省エネルギーで維持費が低コストにできる噴霧装置が求められている。
このような要求に応えようとするものに、特許文献2の噴霧装置400がある。
しかしながら、この特許文献2の噴霧装置400は、配管工事は必要無いものの、最大50μmとミスト粒径が大きいという問題がある。このようにミスト粒径が大きい場合、噴霧した液体が気化するまでに時間を要する、つまり、粒径が大きく気化が遅いために、濡れが発生し、さらに濡れによる金属の腐食等が発生するという問題を有している。
本発明は、前記従来の問題を解決するものであり、液体を加圧気体と混合させ、気液混合ノズルにより粒径の小さいミストを噴霧することにより、気化が早く濡れが発生せず、さらに濡れによる金属の腐食等が発生しない粒径の小さな液体を噴霧可能な噴霧装置を提供することを目的とする。
液体を貯留する貯液槽と、
微細ミストを噴出するミストノズルと、
前記ミストノズルに加圧した気体を供給する気体供給部と、
前記貯液槽に貯留された前記液体を用いて前記ミストノズルに加圧した液体を供給する液体供給部とを備えた噴霧装置であって、
前記ミストノズルは、
前記液体供給部から前記加圧した液体が供給される液体流路と、前記気体供給部から前記加圧した気体が供給される気体流路とを有するミストノズル本体部と、
前記ミストノズル本体部の先端に配置されて、前記液体流路の開口を覆いかつ平らな内側端面を有する内蓋部と、
前記ミストノズル本体部の先端に配置されて前記内蓋部を覆うとともに、前記気体流路の開口を覆いかつ前記内蓋部の前記内側端面に対向する平らな外側端面を持つ外側端部を有する外蓋部と、
前記内蓋部と前記外蓋部との間に配置され、前記内蓋部の前記内側端面と前記外蓋部の前記外側端面との間の円板状の外形の空間で構成され、前記気体流路を流れる気体流と前記液体流路を流れる液体流とを混合する気液混合部と、
前記内蓋部の前記内側端面の周方向の少なくとも1箇所に貫通して設けられて前記気液混合部と連通して、前記液体流路を流れる液体流を前記気液混合部に流入させる液体流入口と、
前記内蓋部と前記外蓋部との間の前記気液混合部の側部に前記気液混合部と連通して配置されて、前記液体流入口から前記気液混合部に流入する前記液体流に向かって、前記気体流路を流れる前記気体流を前記気液混合部に流入させる気体流入口と、
前記外蓋部の前記外側端面に貫通して設けられて前記気液混合部と連通し、前記気液混合部で前記気体流と前記液体流が混合して微粒化した液体を前記微細ミストとして噴出する噴出口とを備える。
本発明の実施形態にかかる噴霧装置は、気体を用いて液体を微粒化して噴霧する噴霧装置に関するものである。前記気体としては、例えば、空気、窒素、酸素、又は、不活性ガス等が挙げられ、使用の目的に応じて適宜選定可能である。また、前記液体としては、例えば、水、次亜塩素酸、オゾン水、又は、その他の除菌機能を有する液体等が挙げられ、使用の目的に応じて適宜選定可能である。
図1は、本発明の実施の形態に係る噴霧装置100の一例を示す構成図である。
本発明の実施の形態に係る噴霧装置100は、貯液槽の一例としての貯水槽110と、液体供給部の一例として機能する液体加圧供給部150と、ミストノズル170と、気体供給部130とを備えている。
ミストノズル170は、液体流路11と気体流路12とを少なくとも有して液体と気体とを混合して微細ミストを噴出するノズルであって、詳しくは後述する構成を備えている。
貯水槽110は、例えば水などの液体を貯めて保持する容器である。貯水槽110は、一例として密閉型の容器で構成され、第1送液配管160aにより液体加圧供給部150と接続されている。貯水槽110には、給水管180が上部に設けられ、この給水管180から、水道水などの水が貯水槽110内に供給されて、水を貯めて保持される。
図2は、本発明の実施の形態の変形例に係る噴霧装置200の一例を示す構成図である。
噴霧装置200は、貯水槽110と、ミストノズル170と、気体供給部130と、第1気体配管140と、液体加圧供給部150Bとして機能する第2気体配管240と第3送液配管260とを備えている。
ミストノズル170は、微細ミストを噴出するノズルであって、液体流路11と貯水槽110内とが第3送液配管260によって接続されて、貯水槽110内の水を液体流路11に供給可能としている。
気体供給部130とミストノズル170の気体流路12とは第1気体配管140で接続されている。第2気体配管240は、第1気体配管140の途中から分岐して貯水槽110の上部空間に接続されている。
ミストノズル170と気体供給部130との構成は、前述した図1の構成と同じであるため、その詳細な説明は省略する。
図3Aは、前記実施の形態及び変形例におけるミストノズル10を示す切断端面図である。以下、このミストノズル10の構成について図3Aを参照しながら説明する。図3Bは、図3Aの3B−3B線での断面図である。
ミストノズル10は、ミストノズル本体部10aと、内蓋部13と、外蓋部14とを少なくとも備えている。内蓋部13と外蓋部14とで気液混合部15を構成している。ミストノズル10は、さらに、噴霧装置蓋固定部17を備えている。
気液混合部15に対して気体流と液体流とが供給されると、気液混合部15内で互いに混合され、液体が微粒化された後に、外蓋部14に設けられた噴出部16の噴出口16aから、混合されて微粒化された液体を外側に噴出する。
また、図4Aは、本発明の実施の形態の別の変形例におけるミストノズル10Bを示す切断端面図である。図4Bは、図4Aの4B−4B線での断面図である。図4A及び図4Bに示すように、気液混合部15の円環状の凸部24の近傍より、液体流が噴出部16の方向へ供給される。
また、図5Aは、本発明の実施の形態のさらに別の変形例におけるミストノズル10Cを示す切断端面図である。図5Bは、図5Aの5B−5B線での断面図である。図5A及び図5Bに示すように、ミストノズル10Cにおいて、気液混合部15の円環状の凸部24の近傍より、液体流が噴出部16の方向へ供給される。
この噴霧装置に対し、気体の例として圧縮空気を0.2MPa(ゲージ圧)の圧力で供給し、液体の例として水を0.15MPa(ゲージ圧)の圧力で供給した。この条件で微粒化した微粒化した水のザウター平均粒径をレーザー回折法にて評価を行った。レーザー回折法の測定距離は噴霧装置の先端から300mmの位置であり、ザウター平均粒径は9.1μmであった。
さらに、気液混合部15の内蓋部13の内側端面13aに、円板状の突起部31を設けて、円板状の突起部31と円環状の凸部24との間に円環状流路32を形成するように構成している。この結果、円環状流路32により、気体流及び気液混合流の流れが周方向に規制されて、流速を速くすることができ、液体の微粒化をより一層促進することができ、より粒径の小さな液体を噴霧することが可能となる。
次に、本実施の形態に係る噴霧装置100を用いた際の加湿効果について説明する。図6の結果のグラフでは噴霧装置100を「本噴霧装置」として示す。部屋の大きさが横5m、縦10m、床面積50m2、高さ2mにて、換気を行わない状態にて、湿度測定と床や壁の濡れの確認を行った。噴霧装置100を部屋中央に配置し、水を毎分50ml噴霧した。ミストノズル170に供給する空気圧を0.2MPa、水圧を0.15MPaとし、この際のミストのザウター平均粒径は10μmであった。また、市販の一流体ノズルを搭載した噴霧装置を用いて、同様の量の水を噴霧した。この際のミストのザウター平均粒径は50μmであった。室内の湿度の変化を図6に示す。ミストノズル170を用いた際の、部屋の湿度は、図6に示すように、大凡均等に推移し、床及び壁に濡れが生じなかった。これはミストの粒径が細かいことにより、気化が速く、水分の拡散も速いためである。一方、市販の噴霧装置では、平均粒径が大きいため気化が遅く、水分の拡散も遅いため、室内の湿度分布が大きくなった。また、噴霧装置近傍の床及び壁に濡れが生じた。
従って、本実施の形態及び前記した種々の変形例によれば、10μm以下の微粒化したミストを噴霧することができるため、ミストの気化が早く濡れを発生することなく、さらに濡れによる金属の腐食等が発生しない粒径の小さな液体を噴霧可能となる。また、噴霧装置内の前記したミストノズル170の独自構造により、微粒化したミストを発生するための気体は少量ですむため、気体供給部130としては小型の圧縮機でもよい。よって、工事を伴わない独立及び可搬型の噴霧装置を提供することが可能となる。この噴霧装置により、介護施設、映画館、食品工場、又は植物工場などの大空間における液体噴霧、例えば空気加湿又は空気除菌を可能とする噴霧装置を提供することが可能となる。
110 貯水槽
130 気体供給部
130a 圧縮機
130b モーター
130c 流量制御バルブ
140 第1気体配管
150,150B 液体加圧供給部
150a ポンプ
150b モーター
150c 流量制御バルブ
160a 第1送液配管
160b 第2送液配管
170 ミストノズル
180 給水管
200 噴霧装置
240 第2気体配管
260 第3送液配管
10、10B、10C ミストノズル
10a ミストノズル本体部
11 液体流路
12 気体流路
13 内蓋部
13a 内側端面
14 外蓋部
14a 外側端面
15 気液混合部
16 噴出部
16a 噴出口
17 噴霧装置蓋固定部
18 液体流入口
19 気体流入口
21 気体流入口
22 第1隙間
23 第2隙間
24 円環状の凸部
27 中心軸
31 突起部
32 円環状流路
300 ミストノズル
301 ノズル
302 水供給管
303 圧縮空気供給管
304 水導入管部
305 貯水室
306 空気導入管部
400 噴霧装置
401 ポンプ室
402 タンク室
403 送風空間
404 吸気口
405 上部ダクト
406 送風ファン
407 ノズル
408 送風口
409 ポンプ
Claims (5)
- 液体を貯留する貯液槽と、
微細ミストを噴出するミストノズルと、
前記ミストノズルに加圧した気体を供給する気体供給部と、
前記貯液槽に貯留された前記液体を用いて前記ミストノズルに加圧した液体を供給する液体供給部とを備えた噴霧装置であって、
前記ミストノズルは、
前記液体供給部から前記加圧した液体が供給される液体流路と、前記気体供給部から前記加圧した気体が供給される気体流路とを有するミストノズル本体部と、
前記ミストノズル本体部の先端に配置されて、前記液体流路の開口を覆いかつ平らな内側端面を有する内蓋部と、
前記ミストノズル本体部の先端に配置されて前記内蓋部を覆うとともに、前記気体流路の開口を覆いかつ前記内蓋部の前記内側端面に対向する平らな外側端面を持つ外側端部を有する外蓋部と、
前記内蓋部と前記外蓋部との間に配置され、前記内蓋部の前記内側端面と前記外蓋部の前記外側端面との間の円板状の外形の空間で構成され、前記気体流路を流れる気体流と前記液体流路を流れる液体流とを混合する気液混合部と、
前記内蓋部の前記内側端面の周方向の少なくとも1箇所に貫通して設けられて前記気液混合部と連通して、前記液体流路を流れる液体流を前記気液混合部に流入させる液体流入口と、
前記内蓋部と前記外蓋部との間の前記気液混合部の側部に前記気液混合部と連通して配置されて、前記液体流入口から前記気液混合部に流入する前記液体流に向かって、前記気体流路を流れる前記気体流を前記気液混合部に流入させる気体流入口と、
前記外蓋部の前記外側端面に貫通して設けられて前記気液混合部と連通し、前記気液混合部で前記気体流と前記液体流が混合して微粒化した液体を前記微細ミストとして噴出する噴出口とを備える、噴霧装置。 - 前記外蓋部の前記外側端面又は前記内蓋部の前記内側端面は、円環状凸部を有して、前記円環状凸部と前記外蓋部の前記外側端面と前記内蓋部の前記内側端面との間に前記円板状の外形の空間である前記気液混合部が構成され、
前記円環状凸部の一部が切り欠かれて前記気体流入口が構成されている、
請求項1に記載の噴霧装置。 - 前記気体流入口は、前記ミストノズル本体部の中心に対して前記液体流入口と対向する位置に配置される、
請求項1又は2に記載の噴霧装置。 - 前記気体流入口は、前記液体流入口の近傍に配置され、かつ、前記液体流入口から流入する前記液体流の流入方向に対して、前記気体流入口から流入する前記気体流の流入方向が交差するように配置されている、
請求項1又は2に記載の噴霧装置。 - 前記内蓋部の前記内側端面に円板状の突起部を備えて、前記気液混合部において、前記円板状の突起部の周囲に円環状流路を形成する、
請求項4に記載の噴霧装置。
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