JPH1176877A - 気液噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 騒音を低減すること。 【解決手段】 高速の気流によって液体を液滴とし加速
して液滴流と気流の混合した気液混合噴流を噴射する気
液噴射装置について、その高速の気流の流れる通路中に
液体を注入する液体注入部１６を通路の当該部を分岐さ
せる形態に組込んで、通路の内壁１８と液体注入部１６
の外郭とにより複数の流路１９を構成し、各流路１９の
上流部となる液体注入部１６に液体を注入する液体吐出
口２０を設け、これらの流路１９を液体注入部１６より
下流側の合流部２２において合流させ、噴出口３から噴
出させる構成となし、かつその液体注入部１６の各流路
１９を形成する外殻の端縁を合流部２２の近傍において
エッヂ１７ａとして構成し、液体吐出口２０からの液体
を薄膜にしてエッヂ１７ａからの剥離により微粒化す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、気流に液滴が混合
した高速の気液混合噴流を生成し噴射する気液噴射装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】気流に液滴が混合した気液混合噴流は、
圧延加工の際の鋼材の冷却や薬剤の散布に使われたり、
物品の洗浄等に使われたりしている。冷却や薬剤の散布
に使われる気液混合噴流は、高い運動エネルギーを持つ
必要はなく、例えば実開昭６３―１３２６２号公報に示
されているような噴霧用ノズル装置により生成される。
これに対して洗浄等に使われる気液混合噴流は、高い運
動エネルギーを持つ必要があり、例えば特公平５―８６
２７４号公報に示されているような気液噴射装置によっ
て生成される。

【０００３】即ち、後者は液滴状または霧状の液体洗浄
媒体を洗浄ノズルから極めて高速の気流にのせて噴射す
るようにしたものである。この種の洗浄装置の気液噴射
装置は、ルーツブロアーで構成される低圧気体供給源に
気体搬送路によって接続されている。気体搬送路を介し
て送られる低圧気体は、気液噴射装置から高速大流量で
噴射される。気液噴射装置には洗浄媒体供給手段から液
体洗浄媒体が供給され、気液噴射装置のノズルヘッド内
で高速の液滴流と高速の気流からなる気液混合噴流が生
成される。この種の洗浄装置では、最大２００ｍ／ｓ程
度の高速の気流速も実現可能であり、この程度の空気流
速によって、液滴状で混入された液体洗浄媒体での２０
０ｍ／ｓ程度の液滴速度を有した洗浄が可能であり、電
子部品や精密機械の製造工程で製品に付着した汚れも、
フロン等を使わずに除去することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の気
液噴射装置において、洗浄等に使う高い運動エネルギー
を持つ気液混合噴流を生成するものでは、液体洗浄媒体
を高速の気流により衝突させて微粒化し高速の液滴流を
生成するために噴出口から液滴流の生成時に生じる大き
な音が騒音となって外部に放出されるといった問題点が
ある。

【０００５】本発明は上記した従来の問題点を解消する
ためになされたもので、その課題とするところは、高い
運動エネルギーを持つ気液混合噴流を生成する気液噴射
装置の騒音を低減することであり、高い運動エネルギー
を持つ気液混合噴流を生成する気液噴射装置の騒音を液
滴流の速度を低下させることなく低減することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を達成するため
に請求項１の発明は、送風装置から送られる高速の気流
に液体を注入し、その高速の気流によって注入される液
体を液滴とし加速して液滴流と気流の混合した気液混合
噴流を生成し外部に噴射する気液噴射装置について、高
速の気流の流れる通路中に液体を注入する液体注入部を
通路の当該部を分岐させる形態に組込んで、その通路の
内壁と液体注入部の外郭とによる隙間としての複数の流
路を構成し、その各流路の上流部となる液体注入部に液
体を注入する液体吐出口を設け、これらの流路を液体注
入部より下流側の合流部において交錯させて合流させ、
単一の噴出口から噴出させる構成となすとともに、その
液体注入部の各流路を形成する外殻の端縁を合流部の近
傍においてエッヂとして構成し、液体吐出口から注入さ
れる液体を薄膜にしてエッヂからの剥離により微粒化す
る手段を採用する。

【０００７】前記課題を達成するために請求項２の発明
は、送風装置から送られる高速の気流に液体を注入し、
その高速の気流によって注入される液体を液滴とし加速
して液滴流と気流の混合した気液混合噴流を生成し外部
に噴射する気液噴射装置について、高速の気流の流れる
通路中に液体を注入する液体注入部を通路の当該部を分
岐させる形態に組込んで、その通路の内壁と液体注入部
の外郭とによる隙間としての複数の流路を構成し、その
各流路の上流部となる液体注入部に液体を注入する液体
吐出口を設け、これらの流路を液体注入部より下流側の
合流部においてほぼ平行に流して合流させ、単一の噴出
口から噴出させる構成とする手段を採用する。

【０００８】前記課題を達成するために請求項３の発明
は、請求項１又は請求項２に係る前記手段における液体
注入部の内壁間をさし渡すリブを設ける手段を採用す
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．始めに、図１によりこの実施の形態１の
気液噴射装置を適用して構成した洗浄装置全体について
説明する。この洗浄装置は、主として調理用具や食器類
などを洗浄するためのものである。洗浄装置の洗浄機能
を果たす中核部分は、高速の気流を生成し送風する送風
系１と、この送風系１による高速の気流に洗浄液を供給
する洗浄液供給系２と、高速の気流に洗浄液供給系２か
ら供給される洗浄液の液滴が混在する気液混合噴流を生
成し、噴出口３から噴出するノズル状の気液噴射装置４
により構成されている。

【００１０】送風系１は、送風機５の送風を気体流路を
介して気液噴射装置４に送り、高速の気流を生成し外部
へ噴出するための構成であり、送風機５の吸込み側には
フィルタが装着されている。気体流路は送風機５の吹出
側と気液噴射装置４間を連絡する送気管で構成されてい
る。洗浄液供給系２は、洗浄液を気液噴射装置４に送り
込む管路として構成され液量調節手段６が設けられてい
る。

【００１１】上記した送風系１と洗浄液供給系２と気液
噴射装置４とは、図１に示すように洗浄物として、例え
ば皿やフライパンなどを出し入れできる開口部７を上部
に有する洗浄槽８を設けたキャビネット本体９に組付け
られている。気液噴射装置４はその噴出口３を除きキャ
ビネット本体９内に構成された防音空間に組込まれ、噴
出口３のみが洗浄空間に臨んで斜め下向きの横方向に開
口している。洗浄槽８は、底部に排水用の凹部があり、
この凹部の下端には排水管が下水道等への排水を可能に
接続されている。

【００１２】上記のように構成された洗浄装置は、洗浄
物を手で保持して洗浄槽８の洗浄空間に、開口部７から
洗浄する面を気液噴射装置４の噴出口３に対向させるこ
とにより洗浄動作が行なわれる。即ち、使用者が手にし
た洗浄物を開口部７から洗浄空間内に差し出すと、送風
機５が駆動され気液噴射装置４に送風が行なわれ同時
に、遮断されていた洗浄液が気液噴射装置４に一定の流
量で供給される。気液噴射装置４に供給された洗浄液
は、気液噴射装置４の内部において高速の気流により液
滴化され加速されて高速の液滴流となり、気流と混ざっ
た高い運動エネルギーを持つ気液混合噴流となって噴出
口３から洗浄空間に保持された洗浄物に噴射される。

【００１３】洗浄空間に向かって噴出した気液混合噴流
は洗浄物に衝突し、高速の液滴流の衝撃力と水の流れ落
ちる作用と、さらに高速の気流の衝突による払拭作用を
同時的に発揮し、これにより洗浄物に付着していた汚れ
は、極短時間で剥離され押し流され吹飛ばされて除去さ
れる。汚れを含んだ液滴は洗浄物の表面に沿ってその端
部まで気流により速やかに押しやられ、洗浄物から剥離
されて洗浄槽８の底側に流下して、排水管から下水道等
に排水される。

【００１４】次に、上記構成の洗浄装置に適用した気液
噴射装置４について図２，３に基づいてより詳細に説明
する。気液噴射装置４は、一端側に形成された高速の気
流を導入する気流導入部１０と、対向する他端側に形成
された噴出口３を内部の流路で連絡させたノズル状に構
成されている。中央部は図３における上下方向にそれぞ
れ円弧状の段差１１により繋った二段の段差部１２を持
った膨出部１３として形成され、高さの低い方の段差部
１２は円弧状の段差１４によって噴出口３に続く矩形断
面形状の加速部１５に連続し、高い方の段差部１２は気
流導入部１０に連続している。加速部１５は図２におけ
る前後両面をストレートに噴出口３に向って絞り、上下
両面を動圧変化の一定の曲面で噴出口３に向って拡開し
た断面形状に形成されている。従って、加速部１５の開
口端でもある噴出口３は、図２に示すように縦長の矩形
の開口部となっている。膨出部１３の内部には液体注入
部１６が幅方向に組込まれている。

【００１５】液体注入部１６は膨出部１３の高さの低い
噴出口３側の段差部１２により形成される通路中に、通
路の当該部を図３における上下方向に分岐させる形態に
組込まれている。液体注入部１６の上流側端は高さの高
い段差部１２と低い段差部１２との段差１１付近から先
細になって気流導入部１０側に入り込んでいる。また、
その下流側端は高さの低い段差部１２と加速部１５との
段差１４の若干上流側に位置し、中央は円弧状の凹部が
幅方向に形成されている。液体注入部１６の段差部１２
に面する外殻の両面１７は流線形の面に形成され、これ
らの面１７と通路の内壁１８とによる隙間が気液混合流
路１９として構成されている。その各気液混合流路１９
の上流部となる液体注入部１６の上記各面１７に、各気
液混合流路１９を横断する方向に各気液混合流路１９に
液体（洗浄液）を注入する液体吐出口２０が設けられて
いる。

【００１６】液体吐出口２０には、液体注入部１６の一
側から外部に引き出された液体供給管２１から液体（洗
浄液）が供給される。各液体吐出口２０は気流にほぼ直
角の向きに開口し、高い段差部１２と低い段差部１２の
段差１１にほぼ向き合う位置に合わせられている。この
液体吐出口２０は小孔の列として構成してもよいが、ス
リット状に構成する方が液滴形成に対する気流の無効成
分が少なくなり液滴の形成が良好になる。各気液混合流
路１９の下流側端となる液体注入部１６の各面１７の端
縁は凹部によりエッヂ１７ａとなっている。これらの気
液混合流路１９は、上記液体注入部１６より下流側の合
流部２２において角度をもって交錯し合流して加速部１
５を経て、噴出口３に連絡している。液体注入部１６の
各エッヂ１７ａは、この合流部に近接した位置にある。

【００１７】上記構成の気液噴射装置４の気流導入部１
０に送風系１の末端を接続し、液体注入部１６の液体供
給管２１に洗浄液供給系２の末端を接続して高速の気流
と液体（洗浄液）を供給することにより、噴出口３から
高い運動エネルギーを持った気液混合噴流を噴出させる
ことができる。気流導入部１０から導入された気流は、
液体注入部１６の上流側端において分流し、それぞれ各
気液混合流路１９側に流れ込み流速を増して気液混合流
路１９の内壁１８に沿って流れていく。

【００１８】一方で、液体注入部１６の外殻に沿って流
れる気流は、その直後において各液体吐出口２０から注
入される液体（洗浄液）を面１７に沿って薄膜化し、エ
ッヂ１７ａにおいて面１７から剥離させ微粒化して液滴
とする。液滴は気流に加速され、液滴流となって気流と
ともに各気液混合流路１９の出口へ流れていく。この
時、内壁１８側を流れる流速の速い気流が形成されてい
るので、液滴流は内壁１８側へは流れにくい。従って、
液滴の内壁１８への付着による抵抗は少なく気液混合流
路１９での気液混合流の流れは円滑であり、運動エネル
ギーの消耗も少ない。

【００１９】各気液混合流路１９を流れ出た気液混合流
は、合流部２２において角度をもって交錯し合流し、液
滴はさらに微粒化される。微粒化された液滴は気流によ
る加速性を増し、合流部２２から加速部１５に流れ出
す。加速部１５は、上下面をストレートに噴出口３に向
って絞り、両側面を動圧変化の一定の曲面で噴出口３に
向って拡開した断面形状に形成された通路であるので、
気液混合噴流は乱れの少ない状態で絞られ、拡がりなが
ら撹拌され加速されて噴出口３から勢いよく斜め下向き
の横方向に噴出される。

【００２０】このようにこの実施の形態１の気液噴射装
置では、液体注入部１６の液体吐出口２０から吐出され
る液体を薄膜にして液体注入部１６の端のエッヂ１７ａ
において剥離することにより微粒化し液滴流を生成し、
液膜同士を衝突させないため、騒音が低減し、エッヂ１
７ａにより薄膜の切り離しが円滑に行なわれるため、液
滴流の流速も向上する。なお、気液噴射装置４自体は、
食器等の洗浄装置に限らず、例えば車両の洗浄装置等に
対しても適用できる。

【００２１】実施の形態２．図４はこの実施の形態２の
気液噴射装置を示したものである。この気液噴射装置も
その基本的な構成は実施の形態１で示したものと同じで
ある。従って、実施の形態１のものと同じ部分について
は同一の符号を用いそれらについての説明は省略する。

【００２２】この実施の形態２は、実施の形態１で示し
た気液噴射装置４の液体注入部１６の面１７を合流部２
２にまで案内部２３により延出させ、各気液混合流路１
９の出口を加速部１５にほぼ平行に開口させたものであ
る。案内部２３の端縁は実施の形態１のものと同様にエ
ッヂ１７ａに構成され、このエッヂ１７ａにおいて剥離
された液体の薄膜が微粒化され、液滴となって加速部１
５で加速され液滴流となる。即ち、各気液混合流路１９
を出た薄液及び気流は交錯せず加速部１５において緩や
かに合流する。従って、液膜や液滴の衝突がないので衝
突による騒音が低減する。これ以外の構成及び機能は実
施の形態１のものと同じである。

【００２３】実施の形態３．図５はこの実施の形態３の
気液噴射装置を示したものである。この気液噴射装置も
その基本的な構成は実施の形態１，２で示したものと同
じである。従って、実施の形態１，２のものと同じ部分
については同一の符号を用いそれらについての説明は省
略する。

【００２４】この実施の形態３の気液噴射装置４は、液
体注入部１６が気流を分流する際に振動することにより
発生する騒音を防止する工夫を講じたものである。液体
注入部１６は中空で動作時には液体が充満しているが、
小型軽量化やコストを低減する目的で薄肉化すると、振
動が顕著になり騒音が発生する。この振動は、図５に示
すように面１７の内壁をリブ２４で連結し補強すること
により防止することができる。リブ２４は、液体吐出口
２０より上流側と下流側とにそれぞれ設けられ、液体注
入部１６全体の振動が防止される。この構成を実施の形
態１，２で示した騒音低減に関する構成と併用すれば、
より効果的に騒音の低減を推進することができる。

【００２５】

【発明の効果】以上実施の形態での説明からも明らかな
ように、請求項１の発明によれば高い運動エネルギーを
持つ気液混合噴流を生成する気液噴射装置の騒音を液滴
流の速度を低下させることなく低減できる。

【００２６】請求項２の発明によれば、高い運動エネル
ギーを持つ気液混合噴流を生成する気液噴射装置の騒音
を低減できる。

【００２７】請求項３の発明によれば、請求項１又は請
求項２のいずれかに係る前記効果とともに液体注入部の
振動による騒音も防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態１の気液噴射装置を適用した洗浄
装置を示す斜視図である。

【図２】 実施の形態１の気液噴射装置を示す斜視図で
ある。

【図３】 実施の形態１の気液噴射装置の断面図であ
る。

【図４】 実施の形態２の気液噴射装置の断面図であ
る。

【図５】 実施の形態３の気液噴射装置の断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 送風系、 ２ 洗浄液供給系、 ３ 噴出口、 ４
気液噴射装置、 １６ 液体注入部、 １７ 面、
１７ａ エッヂ、 １９ 気液混合流路、 ２０ 液体
吐出口、 ２２ 合流部、 ２３ 案内部、 ２４ リ
ブ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送風装置から送られる高速の気流に液体
   を注入し、その高速の気流によって注入される液体を液
   滴とし加速して液滴流と気流の混合した気液混合噴流を
   生成し外部に噴射する気液噴射装置であって、高速の気
   流の流れる通路中に液体を注入する液体注入部を上記通
   路の当該部を分岐させる形態に組込んで、その通路の内
   壁と上記液体注入部の外郭とによる隙間としての複数の
   流路を構成し、その各流路の上流部となる上記液体注入
   部に液体を注入する液体吐出口を設け、これらの流路を
   上記液体注入部より下流側の合流部において交錯させて
   合流させ、単一の噴出口から噴出させる構成となすとと
   もに、その上記液体注入部の上記各流路を形成する外殻
   の端縁を上記合流部の近傍においてエッヂとして構成
   し、上記液体吐出口から注入される液体を薄膜にして上
   記エッヂからの剥離により微粒化する気液噴射装置。
2. 【請求項２】 送風装置から送られる高速の気流に液体
   を注入し、その高速の気流によって注入される液体を液
   滴とし加速して液滴流と気流の混合した気液混合噴流を
   生成し外部に噴射する気液噴射装置であって、高速の気
   流の流れる通路中に液体を注入する液体注入部を上記通
   路の当該部を分岐させる形態に組込んで、その通路の内
   壁と上記液体注入部の外郭とによる隙間としての複数の
   流路を構成し、その各流路の上流部となる上記液体注入
   部に液体を注入する液体吐出口を設け、これらの流路を
   上記液体注入部より下流側の合流部においてほぼ平行に
   流して合流させ、単一の噴出口から噴出させる構成とし
   た気液噴射装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の気液噴射
   装置であって、液体注入部の内壁をさし渡すリブを設け
   た気液噴射装置。