JPS5895555A - 噴霧装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液体の噴霧装置の一形式である衝突噴霧装置の
改良に関するもので、微粒化特性の大幅な向上を目的と
したものである５゜ 一般に衝突噴霧装置は次のような欠点を有するものであ
った。

■　液体噴流は衝突後、全量霧化せず、一部が微粒子に
なる為噴霧量が少ない。

■　残りの液体が衝突体に付着して入門のタレを生じる
。

このような欠点を除去する為に、従来は噴流の高速化、
噴流周辺空気流の高速化あるいは、ノズル細孔の小径化
を行なっているが、このような手段では抜本的な問題点
の解決にならないものであっｆｃ、。

本発明は前述の従来例の微粒化特性の悪さの一因が、衝
突体に溜る液体の量によるものであること及び、微粒化
発生の機構が一種の振動現象であることをつきとめ、そ
の抜本的改善案を提供するものである。

以下その一実施例を従来例と対比して図面とともに説明
する。

第１図は従来の衝突噴霧装置で、１は細孔２を有するノ
ズル、３はこのノズル１の下流に設けられた衝突体であ
る。このような従来例の一つとして特公昭５０−２５０
８９号公報があげられる、又ノズル１の上流には加圧ポ
ンプ４及び液体タンク６が設けられている。更に送風機
３は衝突体３近傍に搬送空気を供給し、噴霧槽７より微
粒子を搬出するものである。

リターンパイプ８は、タレ及び搬送され得ない上粒子を
前記加圧ポンプ４上流に再循環させている。

かかる構成に於て噴霧の発生機構を説明する。

細孔２より高速で噴出する噴流は衝突体３に於て種々の
パターンの分裂を行ない微粒化するものであるが、その
代表的なパターンは以下の如くである。

第２図に示す如く、噴流は細孔２より平滑流で噴出した
後、振動流をへて滴状流になる。この３つのパターンを
示す領域はノズルの形状、液圧によって決まるものであ
るが１．この振動流又は滴状流を衝突させた場合、橘突
面上に波状の振動を誘起し、この波の波頭が分裂して微
粒子となっている。

むろん平滑流に於ても前述波動は生じるが、その力は弱
く効果的に微粒子を発生しない。

又前記の波は同心円状に波紋を形成している。この波の
微粒化せずに単に波として衝突面上に残る部分は次第に
同心円の外周でタレとなり流下する。

このような従来例で微粒化特性の悪い理由は次の通りで
ある。

従来例では衝突面に多量の液体が残留する。即ち、言い
かえると、衝突後の液体が外周へ拡がる速度が遅いとい
うことである。

理論的には噴流のもつ運動量は衝突後も保存さ　゛れて
、液体は外周へ速やかに拡がるが、実際には、衝突面と
の摩擦抵抗により速度を著しく減少させている。

噴流量は一定であるから、外周への拡散速度が低下すれ
ば第２図の如く外周に高い液体の盛り上りを生じること
になる。

一方高速で運動する噴流の衝突点はやはり衝突体３表面
近傍であり、従って高い盛り上りの谷に一位置してしま
うのである。

この時、噴流とともに衝突面へ流れる空気は（噴流の周
辺空気は常に噴流の運動量を受けて同方向へ流れている
）前記波頭より分裂した粒子を外周方向へ搬送すべく流
れる為に、前述の液体の滞留によって誘起された液体の
盛り上りに分裂粒子は阻害された全量飛散できない。

本発明はかかる微粒化を阻害する液体の衝突面での滞留
のパターンを変更することにより、微粒化特性に対して
悪影響を及ぼさないものとしたもので、その構成を第３
図とともに以下に説明する。

第３図に於て衝突体３は正曲率（凸面）を有する面で形
成されている、例えばボールベアリングのような球面体
であってもよい。

ノズル１の細孔２によって噴流となる液体は、振動流又
は滴状流となって前記衝突体３の中央に（曲率の中心へ
向って）衝突する。

かかる構成によって生ずる利点について次に説明する。

第３図に示す如く衝突体３中夫に当った噴流はその近傍
に波動を生じ、その波動によって波頭より分裂微粒子を
発生させている。又微粒子となって飛散しない液体は周
囲へ押し拡ろげられて行くが、その拡散速度は衝突体３
との摩擦抵抗によって減少し液体の盛り上りを生ずる。

この現象は従来例と同じである。

しかし衝突体３が球面である為に、前記盛り上りは生じ
ても微粒子は盛り上りに阻害されることなく飛散しうる
ものである。

実験の結果、平面体に対して正曲率を有する衝突体は約
３０％増の微粒子発生量の増加が確認された。又負曲率
（凹面体）では逆に著るしく微粒化率が悪化した。これ
は衝突点に対して盛り上りの高さが高くなり、微粒子が
飛散できない為である。

又このような噴流は必ず曲率の中心に向けて衝突させな
ければならない。万一曲率の中心より外れ球面に対して
斜めに噴流を衝突せしめれば、当然衝突エネルギーは弱
くなり微粒子の発生は減少するからである。又本発明で
は当然微粒子発生増加分前述のタレ量は減少するもので
ある。

ちなみに、本発明と類似した考案（実公昭３５−６２７
０号公報）があるが、本発明が滴状流による振動を利用
し、衝突点近傍で噴霧を発生するものであるのに対し、
類似した考案は球体にそって液体を薄層に拡げ、その周
辺で高速気流によって分裂せしめ微粒化するものである
。

実験によれば、類似した考案の現象は前述の液滴流の領
域では発生せず、平滑流の領域のみで発生する。

又本発明では噴霧は衝突によってのみ発生し、微粒子は
衝突体３の略前方に発生するのに対し、前記類似考案で
は、球体と高速気流の双方の作用で微粒化するもので微
粒子は球体の後方へ発生している。かかる類似考案の微
粒子に比べて本発明の波動を利用した微粒子は平均粒径
の小さいものが得られるものである。

従って本発明とは全く異なった方式に関するものである
。

又前記従来例としてあげた特公昭５０−２６０８９号公
報ではかかる液体の滞留を衝突体３を加熱して除去して
いると想像しうるが文面より詳細゛な点は分らない。

次に第４図とともに説明する。

前記衝突体３は噴流の延長上に設けられた回転軸かかる
構成で回転する衝突体３上の液体は遠心力を受ける為に
、衝突体３上を拡散する液体は噴流の運動量妬加えて前
記遠心力で加速され、すみやかに球体の円周部へ移行す
る。

この為に液体の盛り上りも少なく、かつ盛り上る地点は
衝突点より離れた部分となる。

従って衝突点近傍で発生した噴霧は液体の盛り上りに全
く阻害されずに飛散することが可能となる。

更に、球体の円周部へ移行した液体は、回転遠心力によ
って周囲へ回転霧化の原理に従って噴霧しタレを生じな
いものである。

一般に回転霧化方式では小粒径の粒子は得られないが、
回転霧化方式での粒径は液量に依存するので、本発明の
如く予め有効に衝突霧化せしめ、残部を回転霧化せしめ
れば、従来の単なる回転霧化方式よりも平均粒径の小な
る微粒子を得ることが可能である。

上述の如く本発明を用いた効果は、■微粒子の飛散を阻
害する液体の滞留の悪影響を除去できる。

■従って微粒子の発生量を増加しうる。

■タレ量を減少ないし０とすることができる。

ということで極めて噴霧装置として簡単かつ特性の良い
ものを作ることができる。

このような噴霧装置は液体燃料燃焼装置、加湿器口腔吸
入器、食品粉末乾燥装置、各種スプレ等に用いることが
可能である。

これらの装置に対して、本発明の一微粒化特性の改善手
段は基本的に次の効果をもたらす。

即ち微粒化による液体粒子の比表面積の増大は、気化速
度の増大をもたらし、微粒子の浮遊性は可搬性を改善す
るものである。

例えは液体燃料燃焼装置に用いれば気化速度の増大は燃
焼速度を早め完全燃焼を得やすくする。

又加湿器に用いれば室内を浮遊する水粒子が得られると
ともに室内で容易に気化し湿潤空気を作すうるものであ
る。

その他各種の装置に本発明を応用しても上述の現象によ
って極めて画期的に性能を改善することが期待しうるも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ、ｂは従来の衝突噴霧装置の要部の断面図、第
２図は同装置における微粒化機構のパタ□−ンのモデル
図、第３図は本発明の一実施例を示す噴霧装置の要部の
側面図、第４図は四部の斜視図である。 １・・・・・・細孔２を有するノズル、３・・・・・・
衝突体、４・・・・・・加圧ポンプ、５・・・・・・液
体タンク、６・・・・・・送風機、７°°・°°°噴霧
槽、８・・・・・・リターンパイプ、９・・・・・・回
転軸、１０・・・・・・電動機。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第２
図 鵠３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）細孔より液体を高速で噴流させ、前記噴流を衝突
   体によって微粒化する衝突微粒化装置を設け、前記衝突
   体を正曲率を有する面で形成するとともに前記噴流を曲
   率中心に向けて衝突せしめ、かつ衝突する噴流は振動流
   又は滴伏流とした噴霧装置。
2. （２）　　前記衝突体を噴流の延長線上に設けられた回
   転軸によって回転させ、第１段階で前記噴流の一部を衝
   突霧化せしめ、第二段階で残部を回転体周辺より回転霧
   化せしめた特許請求の範囲第１項記載の噴霧装置。