JPS637824B2 - - Google Patents

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JPS637824B2
JPS637824B2 JP51081106A JP8110676A JPS637824B2 JP S637824 B2 JPS637824 B2 JP S637824B2 JP 51081106 A JP51081106 A JP 51081106A JP 8110676 A JP8110676 A JP 8110676A JP S637824 B2 JPS637824 B2 JP S637824B2
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JP
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electrode
liquid
droplet
housing
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JP51081106A
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JPS5224246A (en
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Edowaado Roo Esu
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Research Corp
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Publication date
Application filed by Research Corp filed Critical Research Corp
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Publication of JPS637824B2 publication Critical patent/JPS637824B2/ja
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B05B5/043—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns using induction-charging
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/04—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge
    • B05B7/0416—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid
    • B05B7/0441—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid with one inner conduit of liquid surrounded by an external conduit of gas upstream the mixing chamber
    • B05B7/045—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid with one inner conduit of liquid surrounded by an external conduit of gas upstream the mixing chamber the gas and liquid flows being parallel just upstream the mixing chamber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/08—Plant for applying liquids or other fluent materials to objects
    • B05B5/085—Plant for applying liquids or other fluent materials to objects the plant being provided on a vehicle
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S239/00—Fluid sprinkling, spraying, and diffusing
    • Y10S239/07—Coanda

Landscapes

  • Electrostatic Spraying Apparatus (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Catching Or Destruction (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は静電スプレーシステムに関するもので
あり、特に新しい静電スプレーノズルに関するも
のである。
静電コーテイングは静電力を用いて表面上に材
料を湿式又は乾式にて付着させ、層又は被覆を生
成させる方法である。コーテイング方法は広く一
般化され、コーテイング材料の損失を最少限に押
え、最も簡単な方法でコーテイングを行なうこと
が特に望ましい。コーテイング方法に静電力を応
用することによりその様な望む結果が得られる。
一般的に、静電コーテイングは被覆材料を微小な
粒子又は小滴に分割して形成し、それらの粒子又
は小滴を１つの極性（例えば負）に、そして被覆
されるべき表面を他の極性（例えば正）に帯電さ
せることを含んでいる。地電位においてすらも、
コーテイング対象は到来する帯電された霧とは反
対の符号のかなりの正味の電荷を「大地の蓄電
器」から誘起する。静電引力と、粒子及び小滴が
被覆すべき表面に接近している効果により、静電
力は粒子又は小滴を表面に向つて移動させ、それ
によりそれらを表面に付着させて被覆又は層を形
成する。
従来の技術 種々の従来技術の静電コーテイング方法はこの
単純な状況をより複雑に修正したものである。こ
れらの方法は粒子を形成する方法、及びそれら粒
子を荷電する方法、及び表面上に粒子を分散させ
るそれぞれの方法、及びおそらくは粒子を表面上
に集める方法において、１つ１つお互いに異なつ
ている。従来技術の静電プロセスの詳細はウイレ
イアンドサンス社1973年出版モーア、A.D.著
「静電力とその応用」の250〜280ページに記載さ
れている。
静電スプレー又は静電被覆方法はそれらが高電
圧を使用することによる電気的な危険を避けるた
め、一般に充分に管理された作業環境の中で行な
われる。しかしながら、充分に作業環境を管理で
きないか、実際的でない場合に使用される例もい
くつかある。例えば、殺虫剤の霧又は粉のスプレ
ー、生物学的にコントロールされた生物の様な害
虫の制御のための農業の特殊例等である。その様
なシステムの一例は米国特許第3339840号で論じ
られており、他の農業への使用目的として商業的
に有効な静電ダスタがある。その様なシステムは
15〜90KVの範囲の高電圧と露出した高電圧の静
電帯電電極を使用することが特徴である。管理さ
れていない環境中での露出した電極を使用してい
る例として、バザー他による米国特許第3802625
号がある。
この様に、静電気は充分に管理された工業的環
境において主に応用されているが、農業の様な他
の分野では充分に広く応用されておらず、そこで
は、コーテイング能率を向上させることが非常に
重要である。例えば、現在の所、スプレー又はダ
スト材料の約20％が目標の植物に付着している
が、静電方式を用いるとその値はさらに向上する
と見込まれている。米国における植物と繊維殻物
のための虫害や病害に用いられる殺虫剤の費用は
現在、年間15億ドル以上となるが、現在の付着効
率を２倍に向上するだけで、年間５億ドル以上の
節約になることが明らかである。さらに、静電ス
プレー方式による殺虫剤の使用量の非常な減少が
環境破壊の危険性を極度に低下させるであろう。
発明が解決しようとする問題点 従つて、充分に管理されて用いることができる
工業ばかりでなく、それ程充分に管理できない農
業の様な分野においても静電スプレーシステムを
用いる必要性が非常にある。即ち、比較的低電圧
で、電気的危険性を示すことがない。簡単で、信
頼性があり、丈夫で、高価でないシステムが必要
である。
本発明は静電スプレーシステム、特に比較的低
電位で動作し、高電位のスプレー密状態の細かに
分割された小滴の流れをもたらし、安全で、簡単
で、丈夫で信頼性のある新しい静電スプレーノズ
ルを用いるシステムを提供しようとするものであ
る。
問題点を解決するための手段 本発明に用いられる静電スプレーノズルは液体
の流れを細かに分割された小滴の流れに形成し、
これら細かな小滴を、電気的に絶縁されたノズル
に埋込まれ比較的低電位（電気的危険性を防止す
るため）でしかし高効率で動作し、小滴の流れに
高電位のスプレー霧電荷を与える電極により帯電
させる。さらに、電極の電気的キヤパシタンスは
非常に低く、作業の安全性を保証する。小滴に分
割される液体はどの様な液体でも良く、即ち、純
水、溶液、水和性の粉と他の微粒子化した水和性
の粒子を揮発性又は不揮発性液体に溶かした懸濁
液のいずれでも良い。その液体は地電位を保ち、
高い電導性と高い絶縁性の液体のどの範囲でも良
い。その液体は空気噴霧器の様な機構により、ノ
ズルの内側で細かに分割された小滴として形成さ
れ、その小滴はその形成の瞬間に該小滴形成領域
を囲む誘導電極による静電誘導によつて帯電され
る。環状電極であり得る帯電電極は該環状電極内
面と小滴形成領域の間をさえぎるガス状の（空気
の）流れにより乾燥状態が保たれている。電極は
地電位と等しいノズルの残部と液体とに対し数百
から数千ボルトの比較的低電位を有し、ノズル
（これは電気的絶縁材で出来ている。）の中に電気
的危険を生ぜず、使用に際して機械的損傷を受け
ぬ様に埋込まれている。電極に対する高電位は12
ボルトバツテリーの様な低電圧電源から供給され
る小規模の電気回路によつて与えられ、そして電
極は、機械的損傷を受けやすい又は電気的危険を
与え得る高電圧リードをさけるためにノズルの中
へ埋込まれているか又は取付けられている。帯電
電極は液体とノズルの残部に対して正又は負の電
位をとり得る。
本発明の特定の実施例において、静電スプレー
ノズルは空気による微粒化手段又は空気噴霧ノズ
ルを有し、そこにおいて高速度の気流の運動エネ
ルギーはその高速度の気流に対し適当な位置に取
付られたオリフイスから液体の噴射が出るときに
その液体の噴射を小滴に剪断する。小滴の剪断工
程は電気的絶縁材料で作られたハウジングの中空
の通路内の小滴形成領域で行なわれる。高速度の
気流（空気流）は前記中空通路の中に環状の流れ
を形成して噴出して、液体を小滴の流れにかえ、
又電極の内面に沿つてスリツプ流として進行す
る。環状電極はハウジング内に配置し、小滴形成
領域を囲んでいる。電極が小滴によりぬれること
は、環状電極の内面における高剪断力を保持する
空気のスリツプ流により防止される。誘導電極上
で発生する電気力線はトロイド状の電場を形成
し、小滴形成領域をとりかこみ且つ、該小滴形成
領域の近傍に集中しそこで終端している。電極と
流体の流れの間の間隔は非常に小さいので小滴形
成領域から一寸離れた電界の勾配は例え電極の電
位が液体に対して低くても、非常に強くなりその
結果、高い荷電をスプレー小滴に与える。電極は
小滴が噴出するハウジングの前端から内側に位置
しており、その結果電極に対する機械的損傷及
び、電気的危険性を防止している。空気のスリツ
プ流は非常な高速度で流れているので、電極の内
表面で剪断力を保持し、そこを完全に乾燥させ、
それに加えてハウジングを通過する通路の内表面
を乾燥させ、小滴が付着しない様にし、この表面
に沿つて、該絶縁誘導電極の高い表面抵抗を保持
する。
さらに、特に本発明の一実施例において、静電
スプレーノズルは軸線方向に伸びている中央導管
を有するベースが与えられ、導管の後部における
圧力下の液体を受け入れ、導管前端面において液
体の流れを前方に噴出している。そのベースはさ
らに前方へ突出している分離した導管を有し、そ
の導管の後端面における圧力下の空気を受取り、
その前端面において前方向へ向けられた気流を噴
出し液体の流れを微粒化する。ハウジングはベー
スにしつかりと固定され、ベースの液体導管と同
軸線の前方向へ突出したノズル通路を有してい
る。ハウジングを通過するノズル通路はベースの
液体導管と空気導管に通じている後部を有し、こ
れらの導管からの流れを受け入れ、又該後部から
前方にはなれて位置する前部を有している。環状
電極はハウジング内に配置されており、ノズル通
路と同軸線に位置し、ハウジングを通過するノズ
ル通路の該前部より後方向へ位置し、空気と液体
の導管の前端面よりも前方向に位置する前端面を
有している。該ベースとハウジングを通過するノ
ズル通路の後部とは、空気と液体の流れが互いに
作用する領域を定め、電極の前端面よりも後方に
位置する小滴形成領域からはじまり、前方向へ向
けられた小滴の流れを形成する。電極および少な
くともノズル通路の部分を通過する空気のスリツ
プ流は電極や通路上に小滴が付着することを防止
する。ハウジングは電気的絶縁材で作られてお
り、電極が大地に対して高電位となつた時の電気
的危険性を防止する。
作 用 本発明による静電スプレーノズルは、該ノズル
の内部に存在する小滴形成領域で、液体の流れを
細かに分割された小滴の流れとして形成する内部
的の気流による微粒化を使用している。
環状の電極は絶縁体で出来たノズルハウジング
の中に埋め込まれており、従つてそれは外部に電
気的危険を及ぼすことがなく、又使用に際し機械
的に損傷をうけることがない。
該静電スプレーノズルの内部に、液体の流れを
小滴の流れに変えるための気流による微粒化ノズ
ル（手段）又は空気噴射ノズルがあり、空気は環
状の流れを形成して該静電スプレーノズル内の通
路を前進する。液体の流れは前記の空気の流れと
の相互作用により細かに分割した小滴の流れに変
えられ、次いでこの小滴の流れは前記の電極によ
り帯電される。帯電された小滴の流れはノズルハ
ウジング内の中空の通路を前進し、静電スプレー
ノズルの出口オリフイスから噴出する。このとき
に環状空気の流れの一部はスリツプ流として前記
ハウジング内の中空の通路の内面、及び前記環状
電極の内面に沿つて前進し、これらを液体及び小
滴の流れから切り離すようにする。
従つて、電極は液体によつて濡れることがな
く、それで本発明の場合には、比較的低い電極の
電位（数百から数千ボルト）によつて小滴は効果
的に帯電される。
又この、静電スプレーノズルは、火花やコロナ
放電を生ぜず故障なく長期間作動し得る。
実施例 第１図を参照すると、本発明による静電スプレ
ーノズル８の一実施例はベース１０とハウジング
１２が同軸線上にお互いに固定された管状の構造
物を有する。ベース１０は図式的に１６として示
した液体源から加圧された液体が後端から送られ
る軸線方向に伸びた中央導管１４を有している。
加圧された液体は中央の液体導管１４の前端のオ
リフイス１３から、液体の流れ又は液体の噴射と
して出現する。ベース１０はさらに、図式的に２
０として示したエアー源から加圧された空気の様
な気体を後端から送られる、前方向に収束した分
離した導管１８を有する。空気導管１８は従来の
気流による微粒化手段又は空気噴射ノズルの様に
導管１４の前端面に向つて前方向へ収束している
多くの分離した通路であつても良い。ハウジング
１２は液体導管１４と同軸線の軸線方向に伸びた
ノズル通路を有し、そしてこの通路は管状通路２
２とこれに同軸線で、ハウジング１２の前端面の
スプレーオリフイス２３迄通じていて直径が減少
する管状通路２４とから成つている。ハウジング
１２の中の通路２２の後端面は液体通路１４と空
気通路１８の前端に接続し、そこからそれぞれ液
流２６と気流２８とを受け取る。気流２８は通路
２２に入ると環状の流れを形成して噴出し、この
ときノズル通路及び電極の内側の表面に沿つて前
進する。液流２６と気流２８は小滴形成領域３０
においてお互いに作用し合いそこで高速気流２８
の運動エネルギーが液流２６を小滴に変え、気流
２８の運動エネルギーの残りは発生した小滴３２
を前方向に送りそしてそれに加えスリツプ流４０
を形成する。小滴流３２の小滴は細かに微粒化し
ておりその直径は約50μであるが、実質上その寸
法から逸脱する場合もある。環状誘導電極３４は
真鍮又は他の金属の様な電気的に伝導性のある材
料でできており、ハウジング１２の中に埋込まれ
小滴形成領域３０の附近を囲んでおり、その結果
電極３４と液流２６との電位差から生ずる電界線
は小滴形成領域３０をとりかこみ且つ液流２６の
上で終端している。誘導電極３４は高電圧源３６
により液流２６に対して数百から数千ボルトの電
位に保たれる。電源３６は絶縁された密閉箱でハ
ウジング１２に固定されており、高電圧リード３
８を通して電極３４に接続される高出圧出力を
と、低電圧源４０に接続される低電圧入力を有す
る。高電圧源３６の機能は低電圧入力を必要な高
電圧に変換することで、例えば乗物のバツテリー
の様な電源から直流12ボルトを数百から数千ボル
トの範囲で調節できる直流高電圧出力を得ること
である。このタイプの高電圧源は典型的に、低直
流電圧源によつて動作し交流出力を出す発振器
と、該発振器からの交流出力を高電力の交流に変
換する変圧器と、変圧器からの高電圧交流出力を
直流電圧に変える整流器と、交流出力の電圧レベ
ルを調節するためのある調節手段３６ａとを有す
る。高電圧源３６に使用される特定の回路は新規
なものではなく、このタイプの回路は従来技術に
おいても利用できるので、さらに詳細に記述する
必要はない。
ベース１０は金属の様な電気的に伝導性のある
材料でできており、地電位と等しいか又はそれに
近い電位となつていて、液流２６を地電位と等し
いか又はそれに近い電位に保つ。小滴流３２は小
滴形成領域３０の付近で形成されるので、各小滴
は誘導により帯電され、帯電された小滴は気流２
８の運動のエネルギーの一部により前方へ、スプ
レーノズルの外に向つて進行せしめられる。図示
した本発明のノズル形状の効果により、空気のス
リツプ流４０が小滴形成領域３０と小滴流３２の
周りに出来、電極３４の内面即ち、小滴形成領域
と小滴流３２の初めの部分に面する面を完全に乾
燥し滑らかである様に保つ。この空気のスリツプ
流４０は電極３４の内側の表面にいかなる小滴も
付着せぬ様に作用する。スリツプ流４０がない
と、小滴が電極３４に付着し、電極からわずかに
離れた所の強い電界内でとがつた形になることが
出来、その結果コロナ放電が起こり得て静電誘導
による電荷プロセスが減退し得る。さらに、スリ
ツプ流４０はハウジング１２のノズル通路２２と
２４を通過する際にも小滴流３２を囲んでいるの
で、そこの部分の通路２２と２４の乾燥状態を保
ち、これら通路を構成している絶縁材料の表面抵
抗を高いレベルに維持する。第１図に示された本
発明によるスプレーノズルは大体比例尺で画いた
独特の実験的原型であり、関連寸法の主なものを
mm単位で示すと次の通りである。通路２４の直径
……2.79、通路２２の直径……3.55、誘導電極３
４の外径……15.87、電極３４の厚さ……1.27、
通路２２と２４とが接続した長さ……6.73。電極
３４はハウジング１２の前端面から離れているの
で（上に述べた説明のための実施例では2.54mm）、
またハウジング１２は電気的絶縁材料でできてい
るので、電極３４は本発明のスプレーノズルを使
用する時に、電気的な危険性もなく、機械的損傷
も受けない。さらに、高圧電源３６はハウジング
１２に固定されており、唯一の高電圧リード３８
はハウジング１２の中に埋込まれて高電圧源３６
の中に完全に囲まれているので、電源の高電圧部
品からの危険はほとんど無く、高電圧部品に対す
る機械的損傷もほとんど無い。空気のスリツプ流
４０は通路２２と２４を乾燥させておくので、漏
電の危険もまず無い。
第１図に示した本発明によるノズルの実験にお
いて、本ノズルはある最小流量を越えると、スプ
レー霧電流が液体流量と無関係に一定となる様
な、液体流量に関して空間−電荷又はスプレー霧
電流の飽和特性を示す。第２図はその様な実験例
の説明であり、水平軸はノズルを流れる液体の流
量の単位を毎分立方センチメートルで示してお
り、垂直軸はスプレー霧電流をマイクロアンペア
で示したものである。第２図において、３本の曲
線は液流２６に対する電極３４の電位が各々、
1KV、2KV、3KV、の時を示しているが。１時
間当り3.79（１ガロン）以上の流量になると、
スプレー霧電流が実質上一定となることが分る。
本発明によるスプレーノズルのこの特性は、意図
的に又は自然に液体流量が変化し且つ、電荷電圧
を一定にした状態に於て、スプレー霧に与える空
間電荷をある程度自己制御する機能を有する。
加えて、第１図に示した本発明によるノズルの
実験において、スプレー霧電流は与えられた液体
流量に対して帯電電極３４の電圧とほとんど直線
的に比例することが分つた。第３図を参照する
と、水平軸は液流２６に対する電極３４の電圧を
キロボルトの単位で示し、垂直軸はスプレー霧電
流をマイクロアンペアの単位で示している。第３
図において、示された流量の各々に対してスプレ
ー霧電流は液流２６に対する帯電電極３４の電圧
にほとんど比例していることが分る。得られた最
大電荷（水に対して80c.c.／分の時7.2μA）は平均
小滴直径が50μと仮定して水の場合に求めた理論
的レイリイ帯電限界値の約15％に相当する。この
ことは、従来技術のイオン化フイールド帯電技術
により小滴に帯電することができる値よりも３倍
以上の小滴電荷が得られることを示している。第
３図におけるデータは０〜3KVの電源を使用し
た場合に限定される。より高出力の電源を使用し
た場合、帯電電圧が＋5KVに対しスプレー電荷
は約11μAに達し、従つてレイリイ帯電限界値に
対する％が高くなる。さらに、小滴直径が大きく
なればレイリイ帯電限界値に対する％が増加す
る。例えば小滴直径75μ、100μに対し理論的レイ
リイ帯電限界のそれぞれ26％、40％に達する。こ
の場合いずれも液体流量は80c.c.／分スプレー霧電
流7.2μA、電荷電圧＋3KVである。
さらに第１図に示した本発明によるノズルの別
の実験はノズルの長期間のスプレー電荷安定性を
示す。第４図は、80分間の連続試験において時間
を関数にしたスプレー霧電流の記録を細切れチヤ
ートに示したもので、電荷電圧は経過時間が10分
たつごとに直流で500ボルトずつ増加させている。
スプレー霧電流は各平均値に対し±２％以内に変
動しており平均値はこの変動幅の中間値である。
最初の10分（0Vにおける）間のほんのわずかの
負のスプレー霧電流は小滴形成時に生じた典型的
な小さな電荷を示し、最後の10分（液体の流れが
止まつた3000Vの時）では、おそらくノズル内の
イオン化により生じた負の空気イオンがノズルか
ら噴出されておらず、そしてそれがスプレー電流
の成分として測定されなかつたことを証明する
（液流が切れた後にスプレーノズルへの液体流入
口内に残されたスプレー液が噴出する際に、図の
様な電流の波が生ずる）。同様の多くの長期間の
実験により、ノズルは故障がなく、短絡もなく、
火花もコロナ放電も生じないことが証明された。
広い面積をスプレーするには、多くのノズルを
同一の設備に取付れば良い。各ノズルは独立した
高圧電源に接続しても良く、又はノズルを高圧電
源に接続する高圧部品による電気的な危険は何ら
生じないような作業環境ならば同一の高圧電源か
ら多数のノズルに接続しても良い。前に述べた如
く、帯電電圧を変化させることにより、又はおの
おのが小滴の大きさ、液体の固有抵抗、小滴の流
速等のような他の因子を変化させることにより、
帯電された小滴の電気的空間電荷を変化させるこ
とができる。
効 果 本発明による誘導電極を埋込んだノズルは比較
できるスプレーノズルよりも多大の利点を生ず
る。特に、本発明によるノズルは内部的の空気噴
霧化装置を取付ることができ、この噴霧装置から
生ずる小滴の大きさは、多くの応用面に好適であ
り、静電力が効果的に働らく大きさである。本発
明によるノズルは高導電性と高絶縁性の液体の両
方を安全に且つ充分に帯電させることができ、そ
の液体は通常、地電位を保つ。ノズルは両方の極
性に対してスプレーを同等に充分に帯電すること
ができ、誘導荷電プロセスはイオン化フイールド
プロセスの様な他のプロセスによる同等のスプレ
ー帯電に必要とされる電圧と電流よりもはるかに
低い電圧と電流により行なえる。例えば、本発明
において、誘導電極を適切に設計し配置すること
によつて、典型的なイオン化フイールド帯電ノズ
ルにおいて約15〜90KVにより得られる小滴電荷
に等しい電荷を得るのに、わずか2KVの電極電
位で良く、本発明のノズルはその方法に於て1/2
ワツト以下の電気入力で済む。荷電圧電源は本発
明によるスプレーノズルに典型的に固定又は埋込
まれていて、電気的な危険性と機械的損傷を生ず
る可能性のある高電圧リードを避け、高電圧電源
は12Vバツテリーの様な電源から低電圧入力によ
り順番に供給される。もちろんより良く管理され
た環境においては、多くのノズルは適当な高圧ケ
ーブルにより同一の高電圧電源へ接続してこれを
共用することができ、各ノズルを別々に帯電電圧
を制御するための手段を与えることも可能であ
る。全般的に、本発明によるスプレーノズルは、
低コスト、持ち運びができること、安全性、簡単
なこと等の利点を与え、工業面及び、良く管理さ
れてない農業や家庭の様な作業環境の両方に有効
な手段である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明を実施する静電スプレーノズル
システムの部分的にブロツク図で示した部分断面
図である。第２図は第１図に示されたシステムの
噴霧電流と帯電圧、流体流量との関係を示したダ
イヤグラムである。第３図は、第１図に示された
システムの噴霧電流と流量荷電との関係を示した
別のダイヤグラムである。第４図は第１図に示さ
れたシステムのスプレー帯電安定度を示したダイ
ヤグラムである。 ［主要部分の符号の説明］、８……静電スプレ
ーノズル、１０……ベース、１２……ハウジン
グ、１４……中央導管又は液体導管、１８……導
管又は空気導管、２４……管状通路又はノズル通
路、２６……液流、２３……スプレーオリフイ
ス、２８……気流、３０……小滴形成領域、２２
……管状通路又はノズル通路、３２……小滴流、
３４……環状電極、３６……高電圧電源、３８…
…高電圧リード、４０……空気のスリツプ流。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 静電気を帯電した液体の小滴の流れを発生す
    る方法において、 該方法は、液体導管から液体噴射を発生させ、
    次で該液体噴射と高速度の気流とを相互作用さ
    せ、そして該液体噴射を小滴形成領域に於て定め
    られた方向へ移動する細かく分割された液体小滴
    の流れに変える工程、 環状誘導電極から発生し、該小滴形成領域をと
    りかこむ力線を有するトロイド状の静電場で前記
    トロイド状静電場は前記の定められた方向と同軸
    であるものにより前記小滴流の小滴を誘導的に帯
    電する工程、 ここに於て、前記の誘導電極は、ハウジングか
    ら帯電された小滴流が噴出できるように該定めら
    れた方向と同軸のオリフイスを有する電気的に絶
    縁体のハウジングの中に囲い込まれて居るもので
    あり、 前記環状電極とそれによつて発生したトロイド
    状電場は前記オリフイスからハウジングの方へ内
    側に且つ、前記液体導管の前端の前方に位置して
    いるものであり、 さらに該方法は、前記高速度の気流の一部は小
    滴流に面する誘導電極の表面に沿つて流れ、前記
    表面を小滴流から分離するガス状のスリツプ流を
    形成する工程を含むことを特徴とする静電スプレ
    ー方法。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の方法において、
    前記液体噴射を小滴流へ変える工程はハウジング
    の内側に位置する該小滴形成領域で行われ、ここ
    に於て前記電場の力線は該小滴形成領域をとりか
    こむことを特徴とする静電スプレー方法。 ３ 電気的に伝導性の材料でできており、軸方向
    にお互いに隔てられた前端と後端とを有する環状
    誘導電極と、 液体を該環状電極を通つて軸方向に前方へ流れ
    る液体小滴の流れとして形成し、そして該小滴流
    に面した電極表面に沿つて流れ該小滴流から前記
    表面を分離するガス状スリツプ流を形成する気流
    による微粒化手段とを含み、前記気流による微粒
    化手段は該電極に就いて実質上同軸線的にかつ軸
    線方向に前方に流れる液流を発生する液体導管
    と、軸線方向に前方に流れる空気の環状流れを形
    成すると同時に該液流を前記小滴流として形成し
    そして前記スリツプ流を形成するための高速度の
    気流を送り出す導管とを含み、さらに該電極を前
    記液体に対して定められた電位に保つ手段と、 電気的絶縁材料で作られ該環状電極を囲む中空
    ハウジングとを含み、前記ハウジングは該電極の
    前端より前方に配置された前壁面と該環状電極に
    実質上同軸線的な前記前壁面の中のスプレーオリ
    フイスを画成するノズル通路とを含むことを特徴
    とする静電スプレーノズル。 ４ 特許請求の範囲第３項記載の静電スプレーノ
    ズルにおいて、前記小滴流とガス状スリツプ流と
    を発生する気流による微粒化手段は該環状誘導電
    極の前端より後方に位置する前記ハウジング内に
    配置された空気噴射ノズルを含むことを特徴とす
    る静電スプレーノズル。 ５ 特許請求の範囲第４項記載の静電スプレーノ
    ズルにおいて該ノズルは、前記ノズル通路に沿つ
    て流れ、該小滴流に面する前記通路の表面を該小
    滴流から分離するガス状スリツプ流を発生する気
    流による微粒化手段を含むことを特徴とする静電
    スプレーノズル。 ６ 特許請求の範囲第５項記載の静電スプレーノ
    ズルにおいて、該電極を定められた電位に保つ手
    段は、前記中空ハウジングに固定され、低電圧入
    力を受電する手段を囲むための絶縁された密閉箱
    と、前記低電圧入力を高電圧出力に変換する手段
    と、前記ハウジングに囲まれ該環状電極へ前記高
    電圧出力を供給するための手段とを含むことを特
    徴とする静電スプレーノズル。
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