JPH08215614A - 液滴微粒化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 装置が小型でコストが安く、且つ液滴粒径の
バラツキの小さい液滴微粒化装置を得る。 【構成】 ケース２内に液体を噴射する第１ノズル３を
突出して設け、第１ノズル３の近傍に負圧によって気体
を吸引する吸引口４を設け、第１ノズル３の噴射下流側
に流路面積の縮小された混合部６を設ける。混合部６の
噴射下流側に流路面積の拡大された拡散部７を設け、高
圧の拡散部７で液体中に気体の溶解した液体を大気中に
噴射する第２ノズル８を拡散部７の噴射下流側に設け
る。これにより、液体中に溶解した気体が第２ノズル８
から大気中に噴射されると、減圧により噴射された液体
中の気体が気泡となって分裂するので、その分裂による
内部せん断力により、均一な粒径の液滴の微粒化が行わ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エゼクタの作用により
液滴の微粒化を促進する液滴微粒化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】エゼクタの作用を用いた噴霧装置とし
て、特開昭５８−１８６４５８号公報に示されるものが
ある。また、エゼクタの作用を用いた液体燃料の燃焼装
置として、特開昭５５−６８５１２号公報に示されるも
のがある。これ等のエゼクタの作用を用いた装置は、噴
霧流体の加速或いは流体混合による流体同士の外部せん
断力により液滴の微粒化を行なっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】併しながら、上記のエ
ゼクタの作用を用いた装置は、高速気体を得るために圧
縮機又は送風機の使用が必要となり、それに伴い装置が
大型化すると共に、装置コストが高くなるという問題が
ある。さらに、流体同士の外部せん断力により液滴の微
粒化が行われる機構のため、微粒化された液滴の粒径の
バラツキが大きくなるという問題もある。

【０００４】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
で、高速気体を必要としない構造の簡単なエゼクタとす
ることにより、装置が小型で装置のコストが安く、且つ
微粒化液滴の粒径のバラツキが小さい液滴微粒化装置を
提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、請求項１記載の発明では、ケース内に突
出して配置され、前記ケース内に液体を噴射する第１ノ
ズルと、この第１ノズルの近傍に開口し、前記第１ノズ
ルからの液体の噴射による負圧により前記ケース内に気
体を吸引する吸引口を有した吸引部と、この吸引部の噴
射下流側に設けられ、流路面積の縮小された混合部と、
この混合部の噴射下流側に設けられ、流路面積の拡大さ
れた拡散部と、この拡散部の噴射下流側の端部に設けら
れ、前記拡散部で気体の溶解した液体を外部に噴射する
第２ノズルとを備え、前記吸引部、混合部および拡散部
が前記ケースによって形成されている構成とするもので
ある。

【０００６】請求項２記載の発明では、前記第２ノズル
からの噴射で生じる負圧により前記第２ノズルの外周の
隙間から気体を吸引する第２の吸引口および前記第２ノ
ズルの噴射下流側に開口した噴出口を有する風洞を、前
記第２ノズルの外部に配置した構成とするものである。
請求項３記載の発明では、前記ケースは円筒状の筒体よ
り形成するものである。

【０００７】

【作用及び発明の効果】請求項１記載の発明によれば、
上記の構成を有しているため、混合部から拡散部へ噴射
される気液混合流体は、高圧の拡散部内で液体中に気体
の溶解が行われ、第２ノズルから外部（例えば大気中）
に噴射された場合に、噴射された液滴中に溶解している
気体は、減圧により液滴中から多数の気泡となって分裂
するので、気泡の分裂に伴う内部せん断力によって液滴
の微粒化が促進される。そのため、従来のような高速気
体は不要となり、それに伴い圧縮機又は送風機は不要と
なるので、装置が小型になると共に、装置のコストも安
くなる。

【０００８】また、第２ノズルから噴射される液滴のう
ち、粒径の大きい液滴は気泡の数が多いので、気泡の分
裂が顕著に生じ、液滴に対して内部せん断力がより働
く。そのため、液滴の微粒化がより促進されるので、液
滴の粒径のバラツキが小さくなり、粒径のより均一な微
粒化液滴が得られる。請求項２記載の発明によれば、請
求項１記載の発明に対して、第２ノズルの外部にエゼク
タの作用を有する風洞を配置しているため、第２ノズル
から風洞内に噴射される液滴の圧力が更に低下し、液滴
中の気泡の発生が更に促進されるので、液滴は更に微粒
化される。

【０００９】請求項３記載の発明によれば、液滴微粒化
装置のケースは円筒状の筒体より形成されているので、
加工が容易となり装置の製作コストが安くなる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図１は、本発明の液滴微粒化装置の第１実施例を示
す断面図である。図１に於いて、２は例えば金属又は樹
脂等より成る円筒状のケースで、ケース２の端部内に液
体を噴射する第１ノズル３が突出して気密的に配設され
ており、第１ノズル３の近傍には、第１ノズル３からの
液体の噴射により生じる負圧により、外部の気体を吸引
する吸引口４の開設された吸引部５が設けられている。
吸引部５の噴射下流側の部分は、第１ノズル３から噴射
された液体と吸引部５に吸引された気体を混合する流路
面積の縮小された比較的短い混合部６が設けられてい
る。

【００１１】混合部６の噴射下流側の部分は、混合部６
で混合された気液混合液体を拡散する流路面積の拡大さ
れた比較的長い拡散部７が設けられており、拡散部７の
噴射下流側の端部は、拡散部７で拡散された気液混合流
体を外部（例えば大気中）に噴射する第２ノズル８が設
けられていて、吸引口４を有した吸引部５、混合部６、
拡散部７および第２ノズル８がケース２によって形成さ
れており、エゼクタ構造の液滴微粒化装置１が構成され
ている。但し、第２ノズル８はケース２とは別体で形成
しても良い。

【００１２】次に、上記の第１実施例について、その作
用を説明する。図２は、液滴微粒化装置１の各部位に於
ける圧力と気体濃度の関係を示す特性図である。図２に
於いて、ポンプ２０より矢印Ａ方向に圧送される高圧液
体は、第１ノズル３で絞られて圧力がａの如く減圧さ
れ、吸引部５では圧力がｂの如く負圧となり、この負圧
によって吸引口４から矢印Ｂ方向に外部の気体が流入
し、混合部６に於いて矢印Ａの液体と矢印Ｂの気体が混
合する。混合部６で混合された気液混合流体は、拡散部
７で拡散されることにより、ｂの負圧まで減圧した圧力
がＣの如く上昇し高圧となる。

【００１３】このため、拡散部７内に於ける液体中への
気体の飽和濃度（以下、単に気体濃度と呼ぶ）は、大気
圧の場合よりも上昇するので、液体中への気体の溶解が
行われる。即ち、拡散部７内に於ける液体中には、気体
濃度がｅの如く大気中では溶解し得ない多量の気体が溶
解しているが、この多量の気体を含んだ液体を第２ノズ
ル８で絞って外部（大気中）に噴射すると、噴射された
液体は高速で大気に衝突し、そのせん断力によって噴射
液体は微粒化されて液滴となり、第１段階の微粒化が行
われる。

【００１４】この場合、第１段階で微粒化された液滴
は、圧力が高圧のＣから大気圧のｄへ一気に減圧される
ため、高圧中で液滴中に溶解していた多量の気体が大気
圧中では溶けきれなくなり、ｆで示す如く液滴内に微細
気泡として発生するので、この微細気泡の分裂による内
部せん断力により液滴は更に微粒化され、第２段階の微
粒化が行われる。

【００１５】この第２段階の微粒化は、粒径の大きな液
滴ほど微細気泡の数が多いため、液滴の微粒化が顕著に
行われ、そのため第２段階の微粒化によって液滴の粒径
のバラツキは小さくなり、比較的均一な大きさの微粒化
された液滴が得られる。図３は、本発明の液滴微粒化装
置の第２実施例を示す断面図である。前述の第１実施例
と構成上の異なる点は、図３に示すように、第１実施例
の液滴微粒化装置１に対して、第２ノズル８からの液体
の噴射で生じる負圧により、第２ノズル８の外周の隙間
から気体を吸収する第２の吸引口１１と、第２ノズル８
の噴射下流側にあって第２ノズル８と略同軸上に開口し
た噴出口１２とを有する先端が円錐状に形成された風洞
１０を、第２ノズル８の外部を包囲するように配置した
点にある。

【００１６】上記の第２実施例について、前述の第１実
施例と作用上の異なる点は、第２ノズル８から風洞１０
内に前述の第１段階の液滴が噴射されるが、風洞１０内
の圧力は大気圧よりも低いため、風洞１０内に噴射され
る液滴の圧力が更に低下するので、液滴中に溶解してい
た多量の気体が液滴内に微細気泡として更に多く発生
し、前述の第１実施例の場合よりも前述の第２段階の微
粒化が更に促進される点にある。

【００１７】以上のように、第１実施例および第２実施
例の液滴微粒化装置は、ノズルからの液体の噴射によっ
て生じる負圧を利用して吸引口から気体を吸引している
ため、従来のような強制的に圧送する高速気体が不要と
なり、それに伴い圧縮機又は送風機は不要となるので、
液滴微粒化装置が小型になると共に装置のコストが安く
なり、さらに、装置の低騒音化も可能となる。

【００１８】図４は、本発明の液滴微粒化装置を湿式ガ
ス浄化装置に用いた場合の構成を示す模式図である。図
４に示すように、浄化筒３０には上方に吸気口３１と側
方に吹出口３２が設けられており、浄化筒３０の下方に
設けられた流出口３３から送水管３４が延びていて、送
水管３４の途中には浄化筒３０に貯留された水を送水管
３４を介して圧送するポンプ２０が設けられている。な
お、送水管３４の先端部は浄化筒３０の上方の内部に配
置されており、ポンプ２０以降の送水管３４の適当な部
分が、前述の液滴微粒化装置１で構成されている。

【００１９】上記の湿式ガス浄化装置に於いては、図４
に示すように、浄化筒３０に貯留された水がポンプ２０
により送水管３４を介して液滴微粒化装置１に圧送さ
れ、液滴微粒化装置１によって微粒化された均一な粒径
の液滴Ｓが浄化筒３０内に噴射されるため、吸気口３１
から浄化筒３０内に吸入された塵埃等を含む未浄化空気
は、均一な粒径の微粒化液滴Ｓによって効率的に除去さ
れ、浄化筒３０内で浄化された空気が、吹出口３２から
吹出されて空気の清浄化が行われる。

【００２０】以上は、本発明の液滴微粒化装置を湿式ガ
ス浄化液滴微粒化装置に適用した場合について述べた
が、液滴の微粒化が行われる液滴微粒化装置、例えば燃
料噴射や噴霧加湿等の液滴微粒化装置にも適用すること
ができるものであり、本発明の液滴微粒化装置を用いる
ことにより、装置の小型化、低コスト化、高効率化等の
実用上に於ける極めて大きな効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】液滴微粒化装置の第１実施例を示す断面図であ
る。

【図２】図１の装置の各部位に於ける圧力と気体濃度の
関係を示す特性図である。

【図３】液滴微粒化装置の第２実施例を示す断面図であ
る。

【図４】液滴微粒化装置を湿式ガス浄化装置に用いた場
合の構成を示す模式図である。

【符号の説明】 １ 液滴微粒化装置 ２ ケース ３ 第１ノズル ４ 吸引口 ５ 吸引部 ６ 混合部 ７ 拡散部 ８ 第２ノズル １０ 風洞 １１ 第２の吸引口 １２ 噴出口

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケース内に突出して配置され、前記ケー
   ス内に液体を噴射する第１のノズルと、 この第１ノズルの近傍に開口し、前記第１ノズルからの
   液体の噴射による負圧により前記ケース内に気体を吸引
   する吸引口を有した吸引部と、 この吸引部の噴射下流側に設けられ、流路面積の縮小さ
   れた混合部と、 この混合部の噴射下流側に設けられ、流路面積の拡大さ
   れた拡散部と、 この拡散部の噴射下流側の端部に設けられ、前記拡散部
   で気体の溶解した液体を外部に噴射する第２ノズルとを
   備え、 前記吸引部、混合部および拡散部が前記ケースによって
   形成されていることを特徴とする液滴微粒化装置。
2. 【請求項２】 前記第２ノズルからの噴射で生じる負圧
   により前記第２ノズルの外周の隙間から気体を吸引する
   第２の吸引口および前記第２ノズルの噴射下流側に開口
   した噴出口を有する風洞を、前記第２ノズルの外部に配
   置したことを特徴とする請求項１記載の液滴微粒化装
   置。
3. 【請求項３】 前記ケースは円筒状の筒体により形成さ
   れたことを特徴とする請求項１又は２記載の液滴微粒化
   装置。