JP7282389B2

JP7282389B2 - mist nozzle

Info

Publication number: JP7282389B2
Application number: JP2020154502A
Authority: JP
Inventors: 俊彦江口
Original assignee: 株式会社オ－ラテック
Priority date: 2020-09-15
Filing date: 2020-09-15
Publication date: 2023-05-29
Anticipated expiration: 2040-09-15
Also published as: JP2022048605A

Description

本発明は、加圧した気体で液体をミスト化させて噴射するミストノズルに関するものである。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mist nozzle that sprays a mist of liquid with pressurized gas.

従来より、洗浄能力や冷却能力の向上等のために加圧した気体（空気）によって液体（水）をミスト化させて高速で噴射するミスト噴射装置が利用されている。ミスト噴射装置では、液滴を微粒化するために、２流体ノズルであるミストノズルが用いられている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in order to improve cleaning performance and cooling performance, a mist spraying device has been used that sprays a mist of liquid (water) with pressurized gas (air) at high speed. A mist injection device uses a mist nozzle, which is a two-fluid nozzle, to atomize droplets.

従来のミストノズルは、加圧した気体の吐出口の前方に直線状の噴射流路を形成するとともに、噴射流路の途中に液体の吐出口を形成し、噴射流路と直交する向きから液体を供給することで液体と加圧した気体とを衝突させてミストを形成している（たとえば、特許文献１参照。）。 A conventional mist nozzle forms a straight jet flow path in front of a pressurized gas discharge port, and forms a liquid discharge port in the middle of the jet flow channel. is supplied to collide the liquid with the pressurized gas to form a mist (see, for example, Patent Document 1).

特開２０１９－１４７０８７号公報JP 2019-147087 A

ところが、上記従来のミストノズルでは、加圧した気体と液体とが直交して衝突することでミストを形成しているために、衝突によるエネルギー損失が生じてミストの噴射速度が低減してしまい、ミストの洗浄能力や冷却能力が低減してしまうおそれがある。 However, in the above-described conventional mist nozzle, the pressurized gas and the liquid collide perpendicularly to form the mist. There is a possibility that the cleaning ability of the mist and the cooling ability may be reduced.

そこで、請求項１に係る本発明では、加圧した気体で液体をミスト化させて噴射するミストノズルにおいて、噴射流路の中心線上に液体を吸入するための液体吸入口を設けるとともに、液体吸入口の外側に気体を吐出するための気体吐出口を液体吸入口と同心円上に複数設けて、同心円上の複数の気体吐出口の内側で渦流となって液滴を微粒化させる内側微粒化領域を形成し、噴射流路の中途部を複数の気体吐出口よりも外側に拡幅させて、同心円上の複数の気体吐出口の外側で渦流となって液滴を微粒化させる外側微粒化領域を形成することにした。 Therefore, in the present invention according to Claim 1, in a mist nozzle that jets liquid by turning it into a mist with pressurized gas, a liquid suction port for sucking liquid is provided on the center line of the jet flow path, and the liquid is sucked. An inner atomization region in which a plurality of gas ejection ports for ejecting gas are provided on the outside of the port on a concentric circle with the liquid suction port, and droplets are atomized by vortexing inside the plurality of gas ejection ports on the concentric circles. is formed, and the middle part of the injection flow path is widened outside the plurality of gas outlets to form a vortex outside the plurality of gas outlets on concentric circles to atomize the droplets. decided to form.

また、請求項２に係る本発明では、前記請求項１に係る本発明において、前記内側微粒化領域と外側微粒化領域の間に噴射流路に沿って溝状に形成することで液滴の微粒化を促進するための微粒化促進溝を設けることにした。 Further, in the present invention according to claim 2, in the present invention according to claim 1, a groove is formed along the injection flow path between the inner atomization region and the outer atomization region to form droplets. Atomization promoting grooves were provided to promote atomization.

また、請求項３に係る本発明では、前記請求項１又は請求項２に係る本発明において、前記外側微粒化領域よりも先端側を漸次縮幅させて液滴を加速するための加速室を形成することにした。 Further, in the present invention according to claim 3, in the present invention according to claim 1 or claim 2, an acceleration chamber for accelerating the droplets by gradually reducing the width of the front end side from the outer atomization region is provided. decided to form.

そして、本発明では、以下に記載する効果を奏する。 And in this invention, there exists an effect described below.

すなわち、本発明では、加圧した気体で液体をミスト化させて噴射するミストノズルにおいて、噴射流路の中心線上に液体を吸入するための液体吸入口を設けるとともに、液体吸入口の外側に気体を吐出するための気体吐出口を液体吸入口と同心円上に複数設けて、同心円上の複数の気体吐出口の内側で渦流となって液滴を微粒化させる内側微粒化領域を形成し、噴射流路の中途部を複数の気体吐出口よりも外側に拡幅させて、同心円上の複数の気体吐出口の外側で渦流となって液滴を微粒化させる外側微粒化領域を形成することにしているために、従来のような加圧した気体と液体との直交衝突によるエネルギー損失の発生を抑制することができ、高速で微粒化したミストを噴射することができるので、ミストノズルによる洗浄能力や冷却能力を向上させることができる。 That is, in the present invention, in a mist nozzle that jets liquid by turning it into a mist with pressurized gas, a liquid suction port for sucking liquid is provided on the center line of the jet flow path, and the gas is provided outside the liquid suction port. A plurality of gas outlets for ejecting is provided on a concentric circle with the liquid suction port, and an inner atomization region is formed in which the liquid droplets are atomized by forming a vortex inside the plurality of gas outlets on the concentric circles. By widening the middle portion of the flow path to the outside of the plurality of gas discharge ports, an outer atomization region is formed in which droplets are atomized by eddy currents outside the plurality of gas discharge ports on concentric circles. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of energy loss due to the orthogonal collision between pressurized gas and liquid as in the past, and it is possible to spray atomized mist at high speed, so it is possible to improve the cleaning performance of the mist nozzle. Cooling capacity can be improved.

特に、内側微粒化領域と外側微粒化領域の間に噴射流路に沿って溝状に形成することで液滴の微粒化を促進するための微粒化促進溝を設けることにした場合には、より微粒化したミストを噴射することができるので、より一層ミストノズルによる洗浄能力や冷却能力を向上させることができる。 In particular, when it is decided to provide an atomization promoting groove for promoting the atomization of droplets by forming a groove-like shape along the injection flow path between the inner atomization region and the outer atomization region, Since more atomized mist can be ejected, the cleaning ability and cooling ability of the mist nozzle can be further improved.

また、外側微粒化領域よりも先端側を漸次縮幅させて液滴を加速するための加速室を形成することにした場合には、より高速化したミストを噴射することができるので、より一層ミストノズルによる洗浄能力や冷却能力を向上させることができる。 In addition, when an acceleration chamber for accelerating the droplets is formed by gradually narrowing the width of the front end side of the outer atomization region, the mist can be jetted at a higher speed. The cleaning ability and cooling ability of the mist nozzle can be improved.

本発明に係るミストノズルを示す正面図（ａ）、右側面図（ｂ）、背面図（ｃ）。The front view (a), right side view (b), and rear view (c) which show the mist nozzle which concerns on this invention. 同右側面断面図（ａ）、Ａ－Ａ断面図（ｂ）、Ｂ－Ｂ断面図（ｃ）。The same right side cross-sectional view (a), AA cross-sectional view (b), BB cross-sectional view (c). ミストノズルを用いたミスト噴射装置を示す説明図。Explanatory drawing which shows the mist injection apparatus using a mist nozzle.

以下に、本発明に係るミストノズルの具体的な構成について図面を参照しながら説明する。 A specific configuration of the mist nozzle according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１及び図２に示すように、ミストノズル１は、先細り円筒形状のノズル本体２の後端部に加圧した気体が供給される気体供給連結部３を形成するとともに、ノズル本体２の後側下部に液体が供給される液体供給連結部４を形成し、さらに、ノズル本体２の前端部にミストを噴射するミスト噴射口５を形成している。 As shown in FIGS. 1 and 2, the mist nozzle 1 forms a gas supply connecting portion 3 to which pressurized gas is supplied to the rear end portion of the tapered cylindrical nozzle body 2 , and the rear end of the nozzle body 2 . A liquid supply connecting portion 4 to which liquid is supplied is formed in the lower side portion, and a mist injection port 5 for injecting mist is formed in the front end portion of the nozzle body 2 .

また、ミストノズル１は、ノズル本体２の内部中心線上にミストを噴射するための前後に水平方向へ向けて直線状に伸延する噴射流路６を形成している。 In addition, the mist nozzle 1 forms a jet flow path 6 extending linearly in the front and rear directions for jetting mist onto the inner center line of the nozzle body 2 .

この噴射流路６は、後端側に液滴の微粒化を促進するための微粒化促進室７を形成するとともに、前端側に液滴を加速するための加速室８を形成している。 The injection channel 6 has an atomization promoting chamber 7 for promoting the atomization of droplets on the rear end side, and an acceleration chamber 8 for accelerating the droplets on the front end side.

微粒化促進室７は、後端垂直面（ノズル本体２の内部中心線と直交する面）の中央（ノズル本体２の内部中心線上）に加圧した気体の負圧を利用して液体を吸入するための液体吸入口９を形成するとともに、液体吸入口９の外側に加圧した気体を吐出するための気体吐出口10を複数個（ここでは、３個）形成している。この複数の気体吐出口10は、液体吸入口９と同一面上（後端垂直面上）に液体吸入口９を中心にして同心円上に等間隔で配置している。 The atomization promotion chamber 7 sucks the liquid using the negative pressure of the gas pressurized at the center (on the inner center line of the nozzle body 2) of the rear end vertical plane (the plane perpendicular to the inner center line of the nozzle body 2). A liquid suction port 9 is formed for this purpose, and a plurality of (here, three) gas discharge ports 10 for discharging pressurized gas are formed outside the liquid suction port 9 . The plurality of gas discharge ports 10 are arranged on the same plane as the liquid suction port 9 (on the vertical plane of the rear end) on a concentric circle centered on the liquid suction port 9 at equal intervals.

液体吸入口９は、液体供給連結部４に形成した液体供給口11と逆Ｌ字状に屈曲する液体供給流路12を介して連通している。一方、各気体吐出口10は、気体供給連結部３に形成した気体供給口13と前後に水平方向へ向けて直線状に伸延する気体供給流路14を介して連通している。ここで、気体供給流路14は、加圧した気体が抵抗なく（減速されることなく）流れるために直線状に形成している。 The liquid suction port 9 communicates with a liquid supply port 11 formed in the liquid supply connecting portion 4 via a liquid supply channel 12 bent in an inverted L shape. On the other hand, each gas discharge port 10 communicates with a gas supply port 13 formed in the gas supply connecting portion 3 through a gas supply channel 14 extending linearly in the front-back direction in the horizontal direction. Here, the gas supply channel 14 is formed linearly so that the pressurized gas flows without resistance (without being decelerated).

微粒化促進室７は、複数の気体吐出口10の外接円よりも小さい円形断面が前後に水平方向に伸延する筒型形状に形成されているとともに、各気体吐出口10の前方に噴射流路６に沿って前後に水平方向に直線状に伸延する溝状の微粒化促進溝15が形成され、さらに、前端垂直面（ノズル本体２の内部中心線と直交する面）を後端垂直面よりも拡径（拡幅）させて加速室８に連設させている。 The atomization promotion chamber 7 is formed in a cylindrical shape in which a circular cross section smaller than the circumscribed circle of the plurality of gas discharge ports 10 extends in the front-rear horizontal direction. A groove-like atomization promoting groove 15 extending linearly in the horizontal direction is formed along the line 6, and the front end vertical surface (the surface perpendicular to the internal center line of the nozzle body 2) is extended from the rear end vertical surface. is also expanded in diameter (widened) and connected to the acceleration chamber 8 .

加速室８は、噴射流路６を噴射流路６の上流側から下流側へ向けて２段階で漸次縮径（縮幅）させている。 The acceleration chamber 8 gradually reduces the diameter (width) of the injection passage 6 in two steps from the upstream side of the injection passage 6 toward the downstream side.

上記ミストノズル１では、微粒化促進室７の後端垂直面において、複数の気体吐出口10よりも内側に垂直面が形成されており、各気体吐出口10から加圧した気体を吐出させると、複数の気体吐出口10の内側に剥離域(図２（ｂ）中にグレーで示した部分）が形成され無数の渦流が生成される。 In the mist nozzle 1, a vertical surface is formed on the rear end vertical surface of the atomization promotion chamber 7 inside the plurality of gas discharge ports 10, and when pressurized gas is discharged from each gas discharge port 10, , a separation zone (the part shown in gray in FIG. 2(b)) is formed inside the plurality of gas outlets 10, and countless eddy currents are generated.

そして、ミストノズル１では、各気体吐出口10から加圧した気体を吐出させることで生じた負圧によって中心の液体吸入口９から液体が吸入される。液体吸入口９から吸入された液体は、複数の気体吐出口10の内側に形成された剥離域の無数の渦流によって均一に微粒化される。 In the mist nozzle 1 , liquid is sucked from the central liquid suction port 9 by negative pressure generated by discharging pressurized gas from each gas discharge port 10 . The liquid sucked from the liquid suction port 9 is uniformly atomized by countless eddy currents in the separation zone formed inside the plurality of gas discharge ports 10 .

このように、ミストノズル１では、微粒化促進室７の後端垂直面において、同心円上の複数の気体吐出口10の内側に剥離域が生成され、渦流によって液滴の微粒化を促進させる内側微粒化領域16が形成される。 In this way, in the mist nozzle 1, a separation area is generated inside the plurality of gas discharge ports 10 on the concentric circles in the rear end vertical plane of the atomization promoting chamber 7, and the inner side that promotes the atomization of the droplets by the vortex flow. An atomized region 16 is formed.

さらに、ミストノズル１では、微粒化促進室７の前端垂直面において、複数の気体吐出口10（微粒化促進溝15）よりも外側に垂直面が形成されており、微粒化促進溝15に沿って流れる気体が外側に向けて広がり、複数の気体吐出口10（微粒化促進溝15）の外側に剥離域（図２（ｃ）中にグレーで示した部分）が形成され、液滴が剥離域の無数の渦流によってさらに均一に微粒化される。 Further, in the mist nozzle 1, the vertical surface at the front end of the atomization promoting chamber 7 has a vertical surface outside the plurality of gas discharge ports 10 (atomization promoting grooves 15). The flowing gas spreads outward, forming a separation area (the part shown in gray in FIG. 2(c)) outside the plurality of gas discharge ports 10 (atomization promoting grooves 15), and the droplets are separated. It is atomized more uniformly by the countless vortices in the area.

このように、ミストノズル１では、微粒化促進室７の前端垂直面において、同心円上の複数の気体吐出口10の外側に渦流が形成され、無数の渦流によって液滴の微粒化を促進させる外側微粒化領域17が形成される。 In this way, in the mist nozzle 1, on the front vertical surface of the atomization promotion chamber 7, vortexes are formed outside the plurality of gas outlets 10 on concentric circles, and the countless vortexes promote the atomization of droplets. An atomized region 17 is formed.

ミストノズル１は、以上に説明したように構成しており、図３に示すように、気体供給連結部３に加圧した気体を供給する圧縮機18を調整バルブ19等を介して接続するとともに、液体供給連結部４に液体を貯留したタンク20を調整バルブ21等を介して接続することで、ミスト噴射装置22として利用することができる。 The mist nozzle 1 is constructed as described above, and as shown in FIG. By connecting a tank 20 storing liquid to the liquid supply connection portion 4 via an adjustment valve 21 or the like, it can be used as a mist injection device 22 .

以上に説明したように、上記ミストノズル１は、噴射流路６の中心線上に液体を吸入するための液体吸入口９を設けるとともに、液体吸入口９の外側に気体を吐出するための気体吐出口10を液体吸入口９と同心円上に複数設けて、同心円上の複数の気体吐出口10の内側で渦流となって液滴を微粒化させる内側微粒化領域16を形成し、噴射流路６の中途部を複数の気体吐出口10よりも外側に拡幅させて、同心円上の複数の気体吐出口10の外側で渦流となって液滴を微粒化させる外側微粒化領域17を形成した構成となっている。 As described above, the mist nozzle 1 is provided with the liquid suction port 9 for sucking the liquid on the center line of the jet flow path 6 and the gas discharge port for discharging the gas outside the liquid suction port 9 . A plurality of outlets 10 are provided on a concentric circle with the liquid inlet 9 to form an inner atomization region 16 in which liquid droplets are atomized by vortexing inside the plurality of gas outlets 10 on the concentric circle. A configuration in which an outer atomization region 17 is formed by widening the middle part to the outside of the plurality of gas ejection ports 10 to form a vortex outside the plurality of gas ejection ports 10 on concentric circles to atomize droplets. It's becoming

そのため、上記構成のミストノズル１では、従来のような加圧した気体と液体との直交衝突によるエネルギー損失の発生を抑制することができ、高速で微粒化したミストを噴射することができるので、ミストノズル１による洗浄能力や冷却能力を向上させることができる。 Therefore, with the mist nozzle 1 having the above configuration, it is possible to suppress the occurrence of energy loss due to the orthogonal collision between the pressurized gas and the liquid as in the conventional art, and to jet atomized mist at high speed. The cleaning ability and cooling ability of the mist nozzle 1 can be improved.

また、上記ミストノズル１は、内側微粒化領域16と外側微粒化領域17の間に噴射流路６に沿って溝状に形成することで液滴の微粒化を促進するための微粒化促進溝15を設けた構成となっている。 Further, the mist nozzle 1 is formed in a groove-like shape along the injection flow path 6 between the inner atomization region 16 and the outer atomization region 17 to promote the atomization of droplets. It is configured with 15.

そのため、上記構成のミストノズル１では、より微粒化したミストを噴射することができるので、より一層ミストノズル１による洗浄能力や冷却能力を向上させることができる。 Therefore, the mist nozzle 1 configured as described above can spray more atomized mist, so that the cleaning ability and cooling ability of the mist nozzle 1 can be further improved.

また、上記ミストノズル１は、外側微粒化領域17よりも先端側を漸次縮幅させて液滴を加速するための加速室8を形成した構成となっている。 Further, the mist nozzle 1 is formed with an acceleration chamber 8 for accelerating droplets by gradually narrowing the front end side from the outer atomization region 17 .

そのため、上記構成のミストノズル１では、より高速化したミストを噴射することができるので、より一層ミストノズル１による洗浄能力や冷却能力を向上させることができる。 Therefore, the mist nozzle 1 configured as described above can spray mist at a higher speed, so that the cleaning ability and cooling ability of the mist nozzle 1 can be further improved.

１ミストノズル２ノズル本体
３気体供給連結部４液体供給連結部
５ミスト噴射口６噴射流路
７微粒化促進室８加速室
９液体吸入口 10 気体吐出口
11 液体供給口 12 液体供給流路
13 気体供給口 14 気体供給流路
15 微粒化促進溝 16 内側微粒化領域
17 外側微粒化領域 18 圧縮機
19 調整バルブ 20 タンク
21 調整バルブ 22 ミスト噴射装置 REFERENCE SIGNS LIST 1 mist nozzle 2 nozzle main body 3 gas supply connection portion 4 liquid supply connection portion 5 mist injection port 6 injection flow path 7 atomization promotion chamber 8 acceleration chamber 9 liquid suction port 10 gas discharge port
11 Liquid supply port 12 Liquid supply channel
13 Gas supply port 14 Gas supply channel
15 Atomization promoting groove 16 Inner atomization region
17 Outer atomization zone 18 Compressor
19 Regulating valve 20 Tank
21 Regulating valve 22 Mist injector

Claims

In a mist nozzle that mists liquid with pressurized gas,
A liquid suction port for sucking liquid is provided on the center line of the ejection channel, and a plurality of gas discharge ports for discharging gas are provided outside the liquid suction port on a concentric circle with the liquid suction port. Forming an inner atomization region that forms a vortex inside the plurality of gas ejection ports to atomize the droplets,
An outer atomization region is formed by widening the middle portion of the injection flow path to the outside of the plurality of gas discharge ports to form a whirlpool outside the plurality of gas discharge ports on concentric circles to atomize droplets. Features a mist nozzle.

3. An atomization promoting groove is provided between the inner atomization region and the outer atomization region to promote atomization of liquid droplets by forming a groove along the injection flow path. 1. The mist nozzle according to 1.

3. The mist nozzle according to claim 1, wherein an acceleration chamber for accelerating droplets is formed by gradually narrowing the front end side from the outer atomization region.