JP7472410B1 - 液体噴出装置 - Google Patents
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Abstract
Description
また、既存の液体噴出装置を、ナノバブルを含む液体を噴出可能な装置へ改良する場合には、より簡易な構成にて改良できることが好ましい。
また、本発明の他の目的は、より簡易な構成により、既存の液体噴出装置をナノバブル含有の液体を噴出できる装置に改良することである。
上記の構成によれば、マイクロバブル入りの液体が、貯留器、吐出装置及びマイクロバブル発生器を経由して循環する。この結果、第1流路を流れる液体中に含まれるマイクロバブルの数を十分に増やすことができる。また、肥料又は薬剤等の固形物質を液体に溶かす場合には、液体を循環させることで、液体中に固形物質が溶けやすくなり、液体中で固形物質を良好に分散させることができる。
上記の構成によれば、マイクロバブル発生器内で、マイクロバブルを効率よく発生させ、且つ、発生させたマイクロバブルを微細化することができる。
上記の構成によれば、乱流発生部内での液体の流れに乱流を発生させることにより、液体中のマイクロバブルをより微細化することができる。
上記の構成によれば、乱流発生部内での液体の流れに乱流を発生させ易くなる。この結果、より一層効率よく、乱流発生部内で液体中のマイクロバブルを微細化することができる。
上記の構成によれば、マイクロバブル発生器の管状部の内部に液体を通過させてマイクロバブルを発生させるのに必要な圧力にて、液体を管状部内において流すことができる。
上記の構成によれば、マイクロバブル発生器であるノズルを第1流路に配置することで、簡易な構成により、ナノバブルを含む液体を噴出口から噴出することができる。また、既存の液体噴出装置にマイクロバブル発生器を組み込むことが容易になる。
上記の構成によれば、既存の液体噴出装置にマイクロバブル発生器を組み込むことがより容易になる。
また、本発明によれば、より容易に、既存の液体噴出装置をナノバブル含有の液体を噴出できる装置に改良することができる。
なお、以下の実施形態は、本発明について分かり易く説明するために挙げた具体的な一つの実施形態に過ぎず、本発明を限定するものではない。すなわち、本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得る。また、本発明にその等価物が含まれることは、勿論である。
また、本発明の液体噴出装置を構成する各機器及び各部品の材質、寸法及び形状等は、本発明の用途及び本発明の実施時点での技術水準等に応じて任意に設定できる。
また、本明細書において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
本実施形態に係る液体噴出装置(以下、液体噴出装置10)の概要について、図1を参照しながら説明する。液体噴出装置10は、ナノバブル含有の液体を噴出する装置であり、本実施形態では、薬液中にナノバブルを発生させてナノバブル入りの薬液を噴射する。ナノバブル入りの薬液は、例えば、農業又は植物栽培(園芸又は家庭菜園の用途を含む)等に用いられる。
なお、液体噴出装置10が搭載された車両(移動体)は、スピードスプレイヤに限定されず、例えば所謂ブームスプレイヤでもよい。
次に、液体噴出装置10の構成例について、図2及び3を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、「上流側」及び「下流側」とは、薬液が流れる方向において規定される位置(厳密には、基準となる位置又は機器から見た位置)を示すための概念である。具体的には、薬液が流れる方向において薬液が向かう側(換言すると、噴出口12により近い側)が「下流側」であり、その反対側が「上流側」である。
なお、図2には特に図示していないが、流路15には、開閉弁、流量調整弁、圧力計及び流量計等の計器、ストレーナ、並びに、流れの状態を監視するためのサイトグラス等が必要に応じて設けられてもよい。
より詳しく説明すると、ノズルが有する管状部31の両端部には、図3に示すようにネジ山32(詳しくは、雄ネジ)が形成されている。このネジ山32には、不図示のホースニップルに備わるネジ山(詳しくは、雌ネジ)が嵌まり合い、ネジ山同士の嵌合によってノズルの端部にホースニップルが連結される。そして、ホースニップルの端部に設けられた段差状の継手部分に、第1流路17の一部を構成するホースHを嵌め込むことにより、第1流路17の途中位置にマイクロバブル発生器30としてのノズルを配置することができる。
本実施形態に係るマイクロバブル発生器30の構造について、図3~5を参照しながら説明する。
マイクロバブル発生器30は、ノズル型の機器であり、図3に示すように管状部31を備える。管状部31は、図4に示すように、その内部に、上流側の部分より内径が小さい小径部33を有する。つまり、小径部33の内径は、当該小径部33の上流側の部分(厳密には、小径部33の上流側で小径部33と隣り合う部分)の内径よりも小さい。また、小径部33は、第1小径部38と、第1小径部38よりも下流側に位置する第2小径部42とを有する。
本実施形態の液体噴出装置10は、1つ以上の噴出口12と、小径部33が設けられた管状部31からなるマイクロバブル発生器30と、を有する。より詳しく説明すると、本実施形態の液体噴出装置10は、複数の噴出口12を有し、管状部31の内部には、小径部33としての第1小径部38及び第2小径部42が設けられている。そして、本実施形態では、小径部33の断面積が、複数の噴出口12の開口面積の合計値以上である。
Sb≧N×Sa (式1)
本実施形態では、比較的簡易な構成により、ナノバブル入りの薬液を噴出することができる。具体的に説明すると、本実施形態では、マイクロバブル発生器30内でキャビテーション及び乱流を発生させることにより、マイクロバブル発生器30内を通過する薬液中にマイクロバブルを発生させる。このとき、薬液中の溶存空気を用いてマイクロバブルを発生させるため、マイクロバブル発生器30内で薬液中に加圧ガスを別途注入させる必要がなく、加圧ガス注入用の機器等が不要となる。
以上までに、本発明の液体噴出装置、及び液体噴出装置を搭載した移動体について、具体的な一つの実施形態を挙げて説明したが、上記の実施形態は、あくまでも一例に過ぎず、他の例も考えられる。
上記の実施形態では、液体噴出装置10が噴出口12を複数有する場合を例に挙げて説明したが、液体噴出装置に備えられた噴出口が1つのみであってもよい。この場合、その1つの噴出口12の開口面積が、1つ以上の噴出口の開口面積の合計値に相当し、マイクロバブル発生器30の管状部31内に設けられた小径部33の断面積は、上記1つの噴出口12の開口面積以上であればよい。
マイクロバブル発生器60をなすエジェクタの内部は、拡径部39、同径部40、乱流発生部41及び第2小径部42を備えない一方で、大径部36と連通した気体注入部49を有する。これらの点を除き、上記のエジェクタは、前述したマイクロバブル発生器30を構成するノズルと略同様の構成である。このようなエジェクタの内部を薬液が通過することで、薬液の流れに負圧が生じてキャビテーションが発生し、これにより、薬液内にマイクロバブルを発生させることができる。ただし、前述したノズル型のマイクロバブル発生器30の構成であれば、より効率よく薬液中にマイクロバブルを発生させ、且つマイクロバブルを微細化することができる。
11 噴出ヘッド
12 噴出口
13 液体タンク
13a 供給口
13b 排出口
13c 戻り口
14 ポンプ
14a 吐出口
14b 第2の吐出口
15 流路
16 取込み用流路
17 第1流路
18 第2流路
30 マイクロバブル発生器
31 管状部
32 ネジ山
33 小径部
34 流入口
35 流出口
36 大径部
37 縮径部
38 第1小径部
39 拡径部
40 同径部
41 乱流発生部
42 第2小径部
43 噴出部
44 負荷発生部
45 段差面
46 筒状凸部
47 連通部
48 凹部
49 気体注入部
51 第1部材
52 第2部材
53,54 フランジ部
60 マイクロバブル発生器
100 液体噴出装置付きの車両
110 送風装置
H ホース
V 開閉弁
Claims (8)
- 液体を噴出する1つ以上の噴出口と、
液体を吐出する吐出装置と、
前記吐出装置から吐出された液体が前記1つ以上の噴出口に向かって流れる第1流路と、
前記第1流路の途中位置に配置されたマイクロバブル発生器と、を備え、
前記マイクロバブル発生器が備える管状部内には小径部が設けられ、該小径部の内径は、前記小径部の上流側の部分の内径より小さく、
前記マイクロバブル発生器は、前記管状部内を流れる液体が前記小径部の上流側から前記小径部を通過する際に生じるキャビテーションにより、液体中にマイクロバブルを発生させ、
前記小径部の断面積が、前記1つ以上の噴出口の開口面積の合計値以上である、液体噴出装置。 - 液体を溜める貯留器を有し、
前記吐出装置は、前記貯留器内の液体を取り込んで吐出し、
前記第1流路における前記マイクロバブル発生器の下流側の位置にて前記第1流路に接続された第2流路をさらに有し、
前記第2流路の下流側の端部が前記貯留器に接続されている、請求項1に記載の液体噴出装置。 - 前記小径部は、第1小径部と、前記第1小径部よりも下流側に位置する第2小径部とを有し、
前記管状部の内部において、前記第1小径部と前記第2小径部との間には、
前記第1小径部の下流側に位置し、下流側に向かって内径が拡大する拡径部と、
前記拡径部の下流側で前記拡径部と隣接し、内径が前記拡径部の下流側の端での内径と同じ長さとなった状態で下流側に向かって延出した同径部と、
前記同径部と前記第2小径部との間に配置されて前記同径部及び前記第2小径部の各々と隣接し、且つ内径が前記同径部と同じ長さとなった状態で下流側に向かって延出した乱流発生部と、が設けられている、請求項1に記載の液体噴出装置。 - 前記管状部の軸方向において、前記乱流発生部の内壁面と前記第2小径部の内壁面との間には、前記軸方向と交差する段差面が設けられている、請求項3に記載の液体噴出装置。
- 前記乱流発生部内には、前記段差面のうち、前記第2小径部の上流側の端を囲んだ部分から前記軸方向に沿って上流側に突出した筒状凸部が設けられ、
前記乱流発生部の内壁面と前記筒状凸部の外周面との間には、凹部が設けられている、請求項4に記載の液体噴出装置。 - 前記吐出装置が液体を吐出する際の吐出圧は、前記第1流路において前記マイクロバブル発生器の上流側の端を通過する際の液体の圧力が0.15MPa以上となるように設定されている、請求項1に記載の液体噴出装置。
- 前記マイクロバブル発生器は、先端からマイクロバブルを含む液体が流出するノズルにより構成されている、請求項1に記載の液体噴出装置。
- 前記第1流路の一部は、ホースによって構成され、
前記ホースの一部が、前記マイクロバブル発生器の前記管状部の端部に繋がれている、請求項1に記載の液体噴出装置。
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