JPH05261319A - 液体の微粒化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 微粒化装置に関するもので、広い噴霧量の調
節範囲にわたって、均一な微小粒子を得ることにある。 【構成】 液ノズル５の先端に液孔１０を設け、この液
孔との間に僅かな環状の隙間１５を有し液ノズル先端と
ほぼ同一高さとなるように設定した膜形成部１４と、こ
の膜形成部の上流側で液体に旋回を与える旋回部１６を
設け、液ノズルの外周に液孔から噴出される液体に微粒
化用気体を供給する気体噴出孔２３を有する気体ノズル
２１を設定している。そして、旋回液流を液孔と膜形成
部の間の環状の隙間から旋回液膜流として噴出し、この
微細な液膜に高速の空気流によるせん断力を作用させ
る。したがって、低圧力、少流量の気体で、噴霧量の広
い調節範囲にわたって、粒子径の非常に小さな粒子を得
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は噴霧器や液体燃料燃焼装
置、加湿器等に用いられる液体の微粒化装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】液体の微粒化は色々な分野で用いられて
いるが、従来一般には圧力噴霧型のノズルが用いられて
いた。これは液体を所定の圧力に加圧した後、旋回力を
与えて噴出孔より円錐状に液膜として噴射し、この液膜
の分裂により微粒化するものである。しかし、この圧力
噴霧型の微粒化装置は一定圧力で一定流量を噴霧させた
ときに微粒化が可能であり、流量を減らすために液体の
圧力を低下させると、液膜を形成しなくなり、そして粒
子径は粗大化し、霧化が得られなくなる。

【０００３】液体流量の広い調節範囲で噴霧状態を得る
ために２流体の微粒化装置が有効である。２流体の微粒
化装置は図３に示すように、加圧した液体を噴出する液
噴出孔１を有する液ノズル２の外周に空気ノズル３を設
け、この空気ノズル３の先端近傍の液噴出孔１近傍に環
状の空気噴出孔４が設けられている。液体供給手段（図
示せず）から液ノズルに供給された液体は液噴出孔４か
ら噴出され、空気供給手段（図示せず）から空気ノズル
３に供給された空気が空気噴出孔４から高速流れとなっ
て噴出することにより、せん断力によって微粒化してい
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では液噴出孔１が一個の円形の孔であるために噴
霧量を増やすために液圧を高くすると、噴出流速が増大
するために、微粒化用空気の作用点が、液噴出孔１の下
流側へ移行し空気流速が遅くなるため効果的な微粒化が
できなくなり、粒子径は大きくなっていた。したがっ
て、上記従来例の２流体ノズルでは、微粒化用空気を作
用することによって、流体の流量の広い調節範囲での噴
霧状態は得られるものの、その調節範囲で粒子径の均一
な粒子を得るのは困難であった。

【０００５】本発明は上記課題を解決するもので、低圧
力、少流量の気体で、大流量から小流量にいたる噴霧量
の大きな調節範囲で粒子径の均一な微小粒子を得ること
を目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の液体の微粒化装置は、中央部に液体が供給
される液室を有する液ノズルと、この液ノズルの先端に
設けられた液孔と、前記液室内にあって液体の供給量を
規制する中子と、この中子の先端に形成され、前記液孔
との間に環状の微細な隙間を形成し前記液ノズルの先端
とほぼ同一高さになるように設定された膜形成部と、こ
の膜形成部の上流側で液体に旋回を与える旋回部と、前
記液ノズルの外周にあって、前記液孔と前記膜形成部と
の間の隙間から噴出される液体に微粒化用気体を供給す
る気体噴出孔を有する気体ノズルとを設けて構成してあ
る。

【０００７】

【作用】本発明は上記構成によって、旋回を与えられた
液体を環状の微細な隙間から安定な薄い液膜として噴出
し、高速の空気流によるせん断力を作用させるので、低
圧力、少流量の気体で、噴霧量の広い調節範囲にわたっ
て、粒子径の非常に小さな粒子を得ることができる。

【０００８】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。

【０００９】図１において、５は液ノズルで、中央に液
室６が設けられ、ノズルホルダー７に接続されている。
８はノズルホルダー７に設けられた流通路で、液体はノ
ズルホルダー７後部に接続された液供給管９から液通路
８を通し液室６に供給される。液ノズル５の先端には中
心軸Ｘ−Ｘ’に対称に液孔１０が形成されている。１１
は液ノズル５の液室６内に位置する中子で傾斜部１２を
有し、この傾斜部１２には複数本の液溝１３が斜めに設
けられている。１４は中子１１の先端にあり液孔１０の
内壁との間に環状の微細な隙間１５を形成するとともに
液ノズル５の先端とほぼ同一高さになるように設定され
た膜形成部である。１６は膜形成部１４の上流側に設け
られた旋回部で、液孔１０内径とほぼ同一径の円筒表面
に中心軸Ｘ−Ｘ’に対して角度を有した傾斜溝１７を有
している。１８は旋回部１６と膜形成部１４の間に設け
られた旋回室で、膜形成部１４の外周面を一段深く絞り
込んで形成してある。１９は中子１１を固定するための
押え金具、２０は隙間１５より気孔径の小さな３次元網
目構造体よりなるフィルターである。２１は気体ノズル
である空気ノズルで、液ノズル５を装着したノズルホル
ダー７はこの空気ノズル２１内に装着され、液ノズル５
先端との間に通気間隙２２を設けるように設定される。
空気ノズル２１先端には液ノズル５の中心軸に対し軸対
称に液孔１０と略同一もしくは僅かに径の大きな気体噴
出孔である空気噴出孔２３が設けられている。また、空
気ノズル２１の側部には空気孔２４が設けられ、空気供
給管２５が接続されており、液ノズル５と空気ノズル２
１間に設けられた空気通路２６を介して空気供給管２５
からの微粒化用空気が空気噴出孔２３に供給されるよう
になっている。なお、膜形成部１４、旋回部１６は中子
１１の傾斜部１２と一体に形成してもよい。

【００１０】上記構成において、電源（図示せず）を投
入すると、液体供給装置（図示せず）が作動し、液体が
加圧状態で液供給管９を通しノズルホルダー７内の液通
路８に供給され、フィルター２０で微細な塵等を除去し
た後、液室６に供給される。中子１１は傾斜部１２で液
ノズル５に係止されているので、液室６に供給された液
体は液溝１３から旋回部１６の傾斜構に到り、ここで旋
回力を付与され、旋回室１８で均一な旋回流となった
後、膜形成部１４と液孔１０の間の微細な環状の隙間１
５から環状の液膜流となって噴出される。この時、旋回
部１６の円筒外径と液孔１０の内径をはめ合い公差にし
ておけば中心軸Ｘ−Ｘ’に対して軸対称に位置決めがで
きるので隙間１５は均一な環状スリットとなり均一な液
膜を形成することができる。

【００１１】一方、液の供給と同時に空気供給手段（図
示せず）が作動し、微粒化用空気が空気供給管２５を通
して空気孔２４から空気通路２６に供給され、通気隙間
２２を通して空気噴出孔２３から高速で噴出される。し
たがって隙間１５から噴出した環状の液膜は空気流によ
ってせん断され、微粒化される。

【００１２】通常、単孔の微粒化装置で噴霧量を多くと
るには従来例で述べたように、液噴出孔１を大きくする
が、この場合、噴出される液柱も大きくなるので、微粒
化用空気を作用させても微粒化には限界がある。また、
液噴出口１が大きい場合は噴霧量を小さくすると噴出流
速が小さくなるため安定した液体の噴霧が得られなくな
る。逆に微粒化するために液噴出孔１を小さくすると、
噴霧量が少ないときには小さな粒子径が得られるが、噴
霧量を多くすると液体の噴出流速が大きくなるため、微
粒化用空気の作用点は空気流速が遅くなる液噴出孔１下
流側へ移行することになり、効果的な微粒化ができなく
なって、かえって粒径が粗大化する。

【００１３】しかし、本実施例では液孔１０と膜形成部
１４の間の規制された環状の隙間１５を設けることによ
り、液体を薄い液膜流として噴出し、その薄い液膜に直
接、高速の微粒化用空気を供給するので、微細な粒子を
得ることができる。この場合、噴霧量を変化させると、
当然噴出流速も変化するが、環状液膜流としているため
液体の噴出流速が大きく変化することはなく、気液の相
対速度もあまり変化しないので、微粒化用空気を効果的
に作用させることができ、粒子径の大きな変化は起こら
ない。

【００１４】本発明の実施例では旋回部１６により液膜
流に旋回力を付与しているが、この作用により安定した
液膜を形成することができる。この効果について図２を
用いて説明する。但し、図２は微粒化用空気を作用させ
ない場合の状態である。

【００１５】液膜に旋回力を与えないで噴出させると、
環状液膜流の内部は負圧になるのに加え、液体の表面張
力が作用するので、図２（ａ）に示すように噴出直後に
液膜流の収束がおこり、液膜を形成させる効果を十分に
発揮させることができない。

【００１６】これに対し、本発明の実施例によれば、図
２（ｂ）に示すように、旋回力によって遠心力が作用す
るので噴出直後に液膜流が収束することはなく、安定し
た液膜を形成することができる。

【００１７】さらに、液体を液膜流にして空気を作用さ
せるため、気液の接触面積を大きくすることができるの
で空気を有効に付与することができる。さらに規制され
た環状隙間１５から安定した液膜を噴出できるので、液
ノズル５先端の濡れの心配がなく、空気噴出孔２３の端
部を液膜流近傍に設定することができ、空気流のせん断
力を効果的に付与することができる。

【００１８】したがって、低圧力、少流量の空気で噴霧
量の広い調節範囲にわたって粒子径の小さな粒子を得る
ことができる。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように本発明の液体の微粒
化装置は、次のような作用効果を期待できる。

【００２０】（１）液ノズル先端に設けられた液孔と膜
形成部の間に、環状の微細な隙間を設け、液ノズルの外
周に、環状隙間から噴出される液体に微粒化用空気を供
給する気体噴出孔を有する気体ノズルを設けているの
で、液体を環状の薄い液膜流として噴出し、この液膜流
に高速の気体流によるせん断力を作用させることができ
る。したがって、低圧力、少流量の気体で、粒子径の非
常に小さな粒子を得ることができる。

【００２１】（２）液膜流を形成するので、液体の噴霧
量を増加させても気液の相対速度が大きく変化すること
はなく、微粒化用気体を効果的に作用させることができ
るので粒子径の大きな変化は起こらない。したがって噴
霧量の広い調節範囲にわたって粒子径の非常に小さな粒
子を得ることができる。

【００２２】（３）旋回部により液膜流に旋回力を与え
ることにより、液膜流の収束を避け、安定した液膜を形
成できるので、液ノズル先端の濡れの心配がなく、気体
噴出孔の端部を液膜流近傍に設定できるので、気体流の
せん断力を効果的に付与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の液体の微粒化装置の要部断
面図

【図２】（ａ）は本発明の装置を比較するために記載し
た微粒化装置の要部断面図 （ｂ）は同実施例の液体の微粒化装置の作用効果を示し
た要部断面図

【図３】従来の液体の微粒化装置の要部切り欠き断面図

【符号の説明】

５ 液ノズル ６ 液室 １０ 液孔 １１ 中子 １４ 膜形成部 １５ 隙間 １６ 旋回部 ２１ 気体ノズル ２３ 気体噴出孔

フロントページの続き (72)発明者 麻生 智倫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中央部に液体が供給される液室を有する液
   ノズルと、この液ノズルの先端に設けられた液孔と、前
   記液室内にあって液体の供給量を規制する中子と、この
   中子の先端に形成され前記液孔との間に僅かな環状の隙
   間を形成し前記液ノズルの先端とほぼ同一高さになるよ
   うに設定された膜形成部と、この膜形成部の上流側で液
   体に旋回を与える旋回部と、前記液ノズルの外周にあっ
   て、前記液孔と前記膜形成部の隙間から噴出される液体
   に微粒化用気体を供給する気体噴出孔を有する気体ノズ
   ルを備えた液体の微粒化装置。