JPH0356102B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は流れ拡大液体噴霧ノズルに関するも
のである。

従来の技術 米国特許第4385728号明細書は、一次空気の高
速膜が指向されるテーパ状ノーズ部を有する流れ
増大ノズルを記載している。二次空気は急速な一
次空気の流れによつて搬送され、これによつてノ
ズルにより指向される空気の全体流れを増大す
る。別の米国特許第4195780号明細書は、同一原
理にて作動し、ノズルからの一次空気の流れを変
えるべく調節できる環状の調整通路を有する外部
流れノズルを示している。

従来の技術は液体を噴霧または霧化できるノズ
ルの設計で満ちている。圧力空気を用いるこれら
のノズルは３つの広い概念すなわちフリツトガン
の原理にて作動するもの、液体と空気が内部混合
するもの、噴霧を行うよう衝撃波を発生する所謂
音速ノズルと称するものに分けるよう考えること
ができる。

発明を解決しようとする問題点 フリツトガン型のノズルにおいては、圧力空気
は出口を丁度越えたノズルの先端に直角に通常延
びる供給管の端部から液体をはがす。液体と空気
の内部混合が外部にて起り、特に供給管開口が通
常比較的大きいので、詰りの問題が少なくなる。
しかし、方向性が一般に欠けている。この様な構
成は方向性の必要が最小である霧化のために普通
使用され、米国特許第1326483号明細書は同一の
作動原理が塗料噴霧装置に用いられたことを示し
ている。

液体被膜を適用する噴霧器は時にはノズルから
噴射する前に液体と空気を内部混合するよう設計
される。この様な構成は方向性を促進するが、詰
りの大きな可能性の様な欠点をもつている。ま
た、均一な液体粒子寸法の達成が一層困難とな
り、特に粒子がノズルの出口近くの内面に当つて
くつついてかたまつたり再区分され、比較的大き
な滴として不規則に噴出されるようになる。米国
特許第1603902号、第1294190号、第1218279号、
第3796376号明細書の様に塗料噴霧器および空気
噴霧器を記載する特許明細書が参照できる。

従つて、この発明の目的は、液体被膜を噴霧す
べく必要とされる方向性を有し、もし必要なら
ば、霧化や加湿や塵の抑制または制御等に用いる
べく小さい方向性を設けるよう構成でき、構成が
比較的簡単で且つ安価で、均一な液体粒子寸法の
達成に非常に効果的で、粒子再分化や小滴形成の
問題を排除し、作動が比較的静かな液体噴霧ノズ
ルを提供することにある。霧化や加湿に利用する
ときには、ノズルの端から75cm（30インチ）以内
にて粒子が蒸気に分散されるよう小さい液体粒子
を噴射するためにノズルは適している。簡単に言
えば、この発明は、従来の構成に関連した重大な
欠陥なしに種々な型の従来のノズルの重要な利点
を有したノズルを教えるものである。

簡単には、液体噴射ノズルは、軸方向の孔のあ
る円筒状部分とこの円筒状部分の一端から突出し
た円錐状内テーパ付のノーズ部とを有した管状の
本体を有している。ノーズ部はノーズ部から液体
を外方に放出する液体出口を有する。この発明の
１つの形において、出口はノーズ部の先端の軸方
向の放出開口を有し、別の形では、出口はノーズ
部の円錐面まわりの複数個の周方向に隔つた放出
開口を有する。いずれの場合も、出口は管状本体
の孔を通つて延びる液体供給導管と連通してい
る。

ノズルには、本体の円筒状部分まわりに延びて
いて流れ指向部分と取付部を有する環状のカラー
が設けられている。カラーの流れ指向部分は、本
体の円筒状部分の壁を通つて延びる多数の開口と
連通する環状の流れ指向通路を形成するよう円筒
状部分の外側よりも十分大きな直径の孔を有して
いる。流れ指向通路は、ノーズ部の円錐面に沿つ
て高速の一次空気の流れ、すなわちカーテンを方
向付けすべくノーズ部に向つて面している。高速
の空気がゆるやかなテーパのノーズ部（テーパは
縦軸心から測つて約25°を越えない）の表面の上
を流れるときに、一次空気は、流れ全体を増大し
て作動騒音を低下する周りの二次空気を搬送す
る。高速一次空気が液体出口を通つて流れるとき
に、一次空気は液体をはがして選ばれた寸法の粒
子に噴霧する。この様な寸法は一次空気の圧力と
速度と、液体放出出口の場所と寸法と、液体媒体
の加圧等に部分的にもとづいている。

液体出口がノーズ部のテーパ端部の開口の形を
とる実施例において、開口に隣接した出口の表面
は外方端に向つて拡つていて円形端縁のノーズ部
のテーパ外面と一緒になつている。液体は末拡り
面に沿つて外方に流れ、表面がノーズ部の円錐外
面に集中している点にて一次空気によつてはがさ
れる。

液体出口がノーズ部の基部端の円錐面まわりの
円周方向に隔つた群に設けられた複数個の放出開
口の形をとる第２の実施例は、ほこりを抑制し、
加湿したり霧化すべく必要とされる非常に小さな
液体粒子寸法をつくるのに特に適している。

この発明の他の特長や目的および利点は以下の
図面に沿つての詳細な説明から明らかになろう。

実施例 第１乃至３図を参照するに、ノズル１０は管状
の内部本体１１と、外部カラー１２と、内部本体
１１を通つて噴出口に液体を移送する導管部材１
３とから構成されている。内部本体１１はほゞ管
状の基部分１１ａと、基部分１１ａの一体的延長
部分を形成する円錐端ノーズ部１１ｂとを有す
る。内部本体１１の長手方向の孔１４は、管状の
基部分１１ａの壁に形成された多数の放射方向の
開口１５に圧力空気を供給するもので、この開口
１５の４つが図面に示されているが、より多数ま
たは少ない数の開口１５を設けることができる。

外部カラーには内部本体１１の基部分１１ａま
わりに延びており、またこの外部カラー１２は、
管状の基部分１１ａまわりに延びていて圧力嵌め
や他の適宜な手段によつて固着された端取付部１
２ａを有している。また、外部カラー１２は、放
射方向の開口１５と連通する環状の流れ指向通路
１７を形成するよう基部分１１ａの外面より直径
が十分大きな孔１６を有する流れ指向部１２ｂを
有している。流れ指向通路１７が円錐端ノーズ部
１１ｂと向い合い、この円錐端ノーズ部１１ｂの
拡大端部の直ぐ近くに噴出端部を有することが第
２図から注意されよう。流れ指向通路１７の断面
積が、放射方向の開口１５全ての組合つた断面積
よりも僅かに大きくすべきである。従つて、流れ
指向通路１７は流れを指向または再指向するよう
作用し、流量の制御に何等実質的に影響を及ぼさ
ないように好適に作用する。流量は放射方向の開
口１５によつて代りに達成され、これら開口１５
の放射方向の配置のために、開口１５は製作時に
容易且つ正確に形成できる。

外部カラー１２はハウジング２０の一部で、液
体を導管部材１３に、圧力空気を内部本体１１に
供給する通路を有している。特に、液体供給管
（図示しない）は液体を通路２２と導管部材１３
に供給するためのねじのきられた孔２１にねじ着
される。ノブ２４または他の適宜な回転手段が設
けられたニードル弁２３は導管部材１３への液体
流れを変えるよう回転できる。ニードル弁２３は
全く通常のもので、液体の流れを正確に制御また
は測定する適宜な弁装置が使用できる。

約5.6〜７Kg／cm²（80〜100psi）の圧力の空気
が充填された通常の工業用管路の様な圧力空気の
標準管路が、通路２６により孔１４と連通したね
じ付の開口２５に同様な状態で連結できる。

第１乃至３図の実施例において、液体用の導管
部材１３は、内部本体１１を貫通して円錐端ノー
ズ１１ｂの先端部１８に延びる小孔管の形をとつ
ている。第２図は、円錐端ノーズ部１１ｂに孔１
９があけられて導管部材１３の端部を受けてお
り、２つの部分がろう付や接着剤或は他の適宜な
手段によつて封止接合されている。従つて、導管
部材１３は、液体Ｌの通路を設けると共に孔１４
の端部を閉鎖する二重の働きをする。開口２５に
よつて供給される一次空気Ｐは放射方向の開口１
５と流れ指向通路１７とを通つてのみノズルから
流出できる。

導管部材１３の端部には外方に拡つた截頭円錐
面２８が設けられていて導管部材１３の終端部の
拡大された開口２９に続いている。末広がりの截
頭円錐面２８は外方に傾斜していて開口２９を形
成する縁部に沿つて円錐端ノーズ部１１ｂの端部
と一緒になつている。

作動において、圧力空気は孔１４によつて放射
方向の開口１５に供給され、流れ指向通路１７か
ら円錐端ノーズ部１１ｂに向つて放出される。高
速の一次空気Ｐは第２図に矢印３０で示される様
に円錐端ノーズ部１１ｂのゆるやかなテーパ付の
外面に沿つて流れる。この様な空気は、一次空気
がノーズ部１１ｂの表面を流れて該表面から離れ
ないことを確実にすると共に、ノズルの長手方向
軸心から測つたテーパ角度が約25°以上に大きく
ならず10°〜20°の範囲内にあることを確実にすべ
く図示される様なノーズ部断面の形状に従う。高
速度の空気がテーパ面に沿つて流れるときに、該
空気はノーズ部を取囲む多量の二次空気を搬送
し、第２図に点線矢印３１により示される如く前
にこの様な二次空気を引込む。ノズル部からの空
気の流れは一次空気の流れだけよりも25倍以上に
も多くなる全流量を生じるようこれによつて増大
される。この様な二次空気は流量を増大するだけ
でなく一様に覆い、流れ指向通路１７から音速近
くにて流出されてノーズ部１１ｂの先端部１８を
越えて流れる一次空気によつて生じられる騒音を
低減する。

高速の空気が開口２９の縁部を通過するとき
に、空気は縁部にて液体を分離して第２図に概略
示するように微細粒子に流体を粉砕する。この様
な一次空気は開口２９を通り導管部材１３に沿つ
て液体を吸引する単独の手段を形成し、異つたノ
ズル位置における均一な作動を確実にすると共に
与えられた噴霧作用のための選ばれた寸法の粒子
に予定の粘度の液体を噴霧し、液体の加圧が普通
に所要されて必要になる。液体粒子がノズル部か
ら流出するときに、模様は次第に大きくなつて幾
らかの粒子が二次空気と混合され、粒子寸法の均
等な大きな縮径を促進するように膨脹が行われ
る。一次空気のために選ばれるため圧力、包含さ
れる液体、液体圧力化の度合、ノーズ部１１ｂの
テーパ、開口２９の大きさ、導管部材１３の流体
通路、流れ指向通路１７の断面積にもとづいて、
ノズルは、1.2ｍ（４フイート）を越える距離を
もつて液体（塗料、潤滑材、他の液体塗料）によ
つて目的物を被覆する霧化された液体噴霧模様を
つくるよう使用できるし、或はまたこの距離内に
て瞬間霧化が良好に越る様な小さな寸法の液体粒
子を生じるようできる。

第１乃至３図の実施例は、霧化や加湿や蒸発冷
却と対比される被覆作用および一般的に蒸発作用
に特に有効なことが見られる。後者において、第
１の実施例と同様に第２の実施例が圧力、材料、
流量および寸法の調整によつていずれかの作用を
行うようできるのが、第４乃至６図の実施例が特
に有効なことが見られる。

ノズル１０と同様なノズル１０′は円筒状の基
部分１１a′と円錐端ノーズ部１１b′のある管状の
本体１１′を有する。導管部材１３′は、円筒状の
基部分１１a′と近接した円錐端ノーズ部１１b′の
端部の円周方向に隔つた複数個の開口２９′に液
体Ｌを供給する。図示の実施例には、４つの開口
２９′があるが、作用の一様性を幾らか損うが開
口の数を減らしたり或は増やしたりできる。

２つの実施例の間の本質的な相違は、第２の実
施例では単一の開口２９以外に複数個の開口２
９′があつて、これら開口２９′が円錐端ノーズ部
１１b′の先端以外の基部近くにあることにある。
流れ指向通路１７′から放出される高速空気は開
口２９′にて液体から離れる前に比較的短かい距
離だけ移動する。矢印３１′により示される実質
的な量の二次空気と一緒の液体粒子と高速空気は
第５図に示されるように前方に指向される。液体
の微細粒子は図面に示される様に一次および二次
空気の混合物中に外方にあおられる。しかし、開
口２９′にて起る液体分離作用と、ゆるやかなテ
ーパのノーズ部１１b′（第１の実施例に関連して
説明したと同様なテーパ角度を有する）の全長の
沿つた液体粒子の前進は流れ指向通路１７′から
放出される高速空気によつて主に行われ、この様
な高速空気の流れは矢印３０′で示されている。
従つて、テーパの付いたノーズ部の表面に沿つて
移動するときの液体粒子の再分化の可能性は実質
的に除去される。粒子寸法の均一化が促進され、
塊つたり再分化される液体粒子の発生が阻止さ
れ、霧化が外部で起こるので、詰りや清掃と管理
の問題が実質的に排去されたり、少なくとも大き
く減少される。

以上に、この発明の実施例を図示のために相当
詳しく説明したが、この発明の精神と範囲から逸
脱することなく種々の変更がなし得ることが当業
者には明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を実施した流れ増大霧化ノズ
ルの側面図、第２図は作動方法を概略的に示すノ
ズルの縦断面図、第２Ａ図は第２図の２Ａ−２Ａ
線に沿つた断面図、第３図は第２図の３−３線に
沿つた断面図、第４図はこの発明の第２の実施例
を構成するノズルの側面図、第５図は第４図のノ
ズルの縦断面図、第６図は第５図の６−６線に沿
つた拡大断面図である。 図中、１０：ノズル、１１，１１′：内部本体、
１１ａ，１１a′：基部分、１１ｂ，１１b′：ノー
ズ部、１２：外部カラー、１３，１３′：導管部
材、１４：孔、１５：開口、１７，１７′：流れ
指向通路、１９：孔、２０：ハウジング、２３：
ニードル弁、２４：ノブ、２９，２９′：開口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 軸方向の孔のあるほゞ円筒状部分とこの円筒
   状部分の円錐状内テーパ付のノーズ部とを有し該
   ノーズ部から液体を外部放出する液体出口を該ノ
   ーズ部に有し且つ該孔と連通する複数個の円周方
   向に隔つた放射方向の開口が該円筒状部分にある
   管状本体、 該出口に液体を供給すべく該孔を通つて該出口
   に延びる導管部材、 該円筒状部分のまわりに延び、流れ指向部と取
   付部を有し、該開口と連通し該ノーズ部の方を向
   いた環状流れ指向通路を形成するよう円筒状部分
   より十分直径が大きな孔が該流れ指向部にあるカ
   ラー、 を備え、該取付部は該ノーズ部から離れた円筒状
   部分の表面に沿つて水密封止関係に円筒状部分に
   固着され、これによつて該孔を通つて流れ指向通
   路に供給される圧力下の一次空気がノーズ部の表
   面に沿つて指向されて一次空気が搬送される周囲
   二次空気によつて増大されるときに該液体出口か
   らの液体をはがすようになつたことを特徴とする
   流れ拡大液体噴霧ノズル。 ２ ノーズ部が縮径端部に終り、液体出口は導管
   部材と連通する先端に軸方向の放出開口を有して
   いる特許請求の範囲第１項記載の流れ拡大液体噴
   霧ノズル。 ３ 導管部材は全長に亘つてほゞ均一な直径の流
   れ通路を有し、軸方向の放出開口は流れ通路より
   も大きくて且つ先端部と流れ通路の間に介挿され
   る外方に拡つた環状の截頭円錐面によつて形成さ
   れている特許請求の範囲第２項記載の流れ拡大液
   体噴霧ノズル。 ４ 放出開口は先端のノーズ部の外径とほゞ同じ
   直径を有している特許請求の範囲第３項記載の流
   れ拡大液体噴霧ノズル。 ５ 円錐状のノーズ部の外方に拡つた截頭円錐面
   とテーパ付の外面はノーズ部の先端にて円形縁部
   に沿つて出会う特許請求の範囲第３項記載の流れ
   拡大液体噴霧ノズル。 ６ 導管部材は先端のノーズ部を通つて延び、外
   方に拡つた截頭円錐面が導管部材によつて設けら
   れている特許請求の範囲第３項記載の流れ拡大液
   体噴霧ノズル。 ７ 液体出口はノーズ部の円錐面を通つて延びる
   複数個の円周方向に隔つた液体放出開口を有し、
   該液体放出開口は導管部材と連通している特許請
   求の範囲第１項記載の流れ拡大液体噴霧ノズル。 ８ 液体放出開口は円筒状部分近くの円錐状ノー
   ズ部の端部に設けられている特許請求の範囲第７
   項記載の流れ拡大液体噴霧ノズル。 ９ 液体の流れを調整すべく弁装置が導管部材と
   関連している特許請求の範囲第７項記載の流れ拡
   大液体噴霧ノズル。 １０ ノーズ部の縮径先端が太めになつている特
   許請求の範囲第７項記載の流れ拡大液体噴霧ノズ
   ル。 １１ 円錐状のノーズ部はノズル縦軸心から測つ
   て約25°よりも大きくない角度でテーパになつて
   いる特許請求の範囲第１項記載の流れ拡大液体噴
   霧ノズル。 １２ 液体の流れを調整すべく弁装置が導管部材
   と関連している特許請求の範囲第２項記載の流れ
   拡大液体噴霧ノズル。