WO2012137603A1 - 液体霧化装置 - Google Patents

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WO2012137603A1
WO2012137603A1 PCT/JP2012/057171 JP2012057171W WO2012137603A1 WO 2012137603 A1 WO2012137603 A1 WO 2012137603A1 JP 2012057171 W JP2012057171 W JP 2012057171W WO 2012137603 A1 WO2012137603 A1 WO 2012137603A1
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WO
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liquid
gas
gas injection
collision
orifice
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PCT/JP2012/057171
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English (en)
French (fr)
Inventor
博良 麻川
良太 久下
Original Assignee
ノズルネットワーク株式会社
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    • 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
    • B05B7/025—Nozzles having elongated outlets, e.g. slots, for the material to be sprayed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/26—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with means for mechanically breaking-up or deflecting the jet after discharge, e.g. with fixed deflectors; Breaking-up the discharged liquid or other fluent material by impinging jets
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    • 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
    • B05B7/0475—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 with means for deflecting the peripheral gas flow towards the central liquid flow
    • 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
    • B05B7/08—Spray pistols; Apparatus for discharge with separate outlet orifices, e.g. to form parallel jets, i.e. the axis of the jets being parallel, to form intersecting jets, i.e. the axis of the jets converging but not necessarily intersecting at a point

Definitions

  • the present invention relates to a liquid atomizing apparatus for atomizing a liquid.
  • Conventional atomization techniques include gas-liquid mixing type (two-fluid type), ultrasonic type, ultra-high pressure type (100 MPa to 300 MPa), and evaporation type.
  • a general two-fluid nozzle injects gas and a liquid in the same injection direction, and refines
  • a spray nozzle device for generating fine particle mist is known (Patent Document 1).
  • This spray nozzle device has a first nozzle part and a second nozzle part, and can collide the spray liquid from the first nozzle part with the spray liquid from the second nozzle part to form a fine particle mist.
  • the cost is high, and it is not suitable for downsizing.
  • An object of the present invention is to provide a liquid atomizing apparatus that can atomize a liquid by using a new principle different from the above-described prior art miniaturization principle and with a simple apparatus configuration.
  • the liquid atomization apparatus of the present invention includes a first gas injection unit and a second gas injection unit for causing two gas flows to collide with each other, A liquid outflow part for flowing out the liquid;
  • the gas-liquid is an area in which the gas flow injected from the first gas injection unit, the gas flow injected from the second gas injection unit, and the liquid flowing out from the liquid outflow unit collide with each other to atomize the liquid.
  • a slit portion formed along a direction in which the mist sprays at a wide angle is provided on a tip surface of the spray outlet portion.
  • the collisions 100 are formed by causing the gas flows 11 and 21 injected from the first and second gas injection units 1 and 2 to collide with each other.
  • a portion including the collision portion 100 is defined as a collision wall 101 (FIG. 1A).
  • the liquid 61 that has flowed out from the liquid outflow portion 6 collides with the collision portion 100 or the collision wall 101 (FIG. 1B).
  • the liquid 61 is pulverized (atomized) to become a mist 62.
  • An area where the mist 62 is generated is indicated by a broken line as the gas-liquid mixing area 120.
  • the spray direction of the mist 62 is regulated by the spray outlet 3 that surrounds the mist 62.
  • the spray outlet 3 is formed along the spray direction axis of the mist 62.
  • a slit portion 31 is formed on the tip surface of the spray outlet portion 3 along the direction in which the mist 62 sprays at a wide angle.
  • the slit portion 31 is a front view of the liquid atomizing device toward the spray outlet portion 3, and in a direction orthogonal to the respective gas injection direction axes of the first gas injection portion 1 and the second gas injection portion 2. Preferably it is formed.
  • the liquid flow flowing out from the liquid outflow portion can collide with the collision portion or the collision wall formed by the gas flows injected from the two gas injection portions to generate mist,
  • a more refined mist can be generated.
  • the spray outlet part may be formed integrally with a member for forming the gas orifice, or may be formed by a separate member.
  • low pressure low gas pressure, low liquid pressure
  • low flow rate A low gas flow rate, a low liquid flow rate
  • low energy and efficient atomization compared with the conventional two-fluid nozzle, it can atomize with a low gas-liquid volume ratio (or low gas-liquid ratio).
  • the liquid atomization apparatus of the present invention has low noise.
  • the structure of the liquid atomization apparatus of this invention can be simplified.
  • the liquid can be suitably atomized with a low gas pressure and a low gas flow rate according to the atomization principle of the present invention.
  • the pressure of the gas which comprises a collision part and a collision wall it is preferable to set the pressure of the gas which comprises a collision part and a collision wall to be the same or substantially the same, and the flow volume of the gas flows which comprise a collision part and a collision wall is also the same or It is preferable to set substantially the same.
  • the cross-sectional shape of the gas flow injected from the gas injection unit is not particularly limited, and examples thereof include a circular shape, an elliptical shape, a rectangular shape, and a polygonal shape.
  • the cross-sectional shape of the gas flow which comprises a collision part and a collision wall is the same or substantially the same.
  • the pressure and flow rate of the liquid (liquid flow) flowing out from the liquid outflow portion are not particularly limited, the low pressure and low flow rate liquid can be suitably atomized by the atomization principle of the present invention.
  • the pressure of the liquid outflow portion may be generally the water pressure of a water pipe, and the liquid outflow portion may be a device that naturally drops the liquid.
  • the “liquid that has flowed out from the liquid outflow portion” includes liquid that falls at a natural falling speed.
  • the collision cross-sectional area of the liquid flow is smaller than the collision portion or the collision wall. If the collision cross section of the liquid flow is larger than the collision portion or the collision wall of the gas flow, it is not preferable because a part of the liquid does not collide with the collision portion or the collision wall and is atomized. As an example of the embodiment, when it is desired to atomize a part of the liquid, the cross section of the liquid may be larger than the collision part or the collision wall of the gas. You may set the relative arrangement
  • the orifice diameter (diameter d1 of the cross-sectional circle) of the gas injection part is 1 to 1.5 times the orifice diameter (diameter d3 of the cross-sectional circle) of the liquid outflow part.
  • variety (d2) of a 2nd gas injection part are liquid.
  • the outlet orifice diameter (d3) of the outflow portion is preferably 1 to 1.5 times. Thereby, a uniform particle size and diffusion distribution can be obtained.
  • the width d1 of the gas injection part is larger than the outlet orifice diameter d3 of the liquid outflow part, atomization at the central part of the spray pattern is reduced and coarse particles are likely to be generated.
  • the width d1 of the gas injection portion is smaller than the outlet orifice diameter d3 of the liquid outflow portion, a large amount of coarse particles are likely to be generated on both sides in the major axis direction of the spray pattern.
  • FIG. 3A A relative arrangement example of the liquid outflow portion and the gas injection portion will be described with reference to FIGS. 3A to 3F.
  • This relative arrangement defines the gas-liquid collision position.
  • the first and second gas injection units 1 and 2 are opposed to each other, and the nozzle tip of the liquid outflow unit 6 contacts the outer surface of both nozzle tips of the first and second gas injection units 1 and 2. is doing.
  • the first and second gas injection units 1 and 2 face each other, and both the nozzle tips of the first and second gas injection units 1 and 2 and the nozzle tip of the liquid outflow unit 6 are in contact with each other. ing.
  • FIG. 3B the arrangement of FIG.
  • the arrangement in FIG. 3C is an arrangement in which the nozzle of the liquid outflow portion 6 enters between the nozzle tips of the first and second gas injection units 1 and 2.
  • the arrangement of FIG. 3D is an arrangement in which the distance between the nozzles of the first and second gas injection units 1 and 2 is larger than that of FIG. 3B as compared to the arrangement of FIG. 3B.
  • the arrangement of FIG. 3E is an arrangement in which the liquid outflow portion 6 is moved away from the collision wall as compared with the arrangement of FIG. 3B.
  • one liquid outflow part is illustrated, two or more liquid outflow parts may be sufficient, and in FIG. 3F, two liquid outflow parts are arrange
  • the generated mist is sprayed together with the exhaust gas flow discharged from the collision part of the gas flows.
  • This exhaust gas flow forms a spray pattern.
  • a spray pattern for example, when a collision part formed by collision of two jetted gas flows collides with a liquid, it is formed in a wide fan shape centering on the liquid outflow direction axis, and its cross-sectional shape Is oval or oval (see FIGS. 2A and 2B).
  • the mist 62 tends to spread in a fan shape in a direction orthogonal to the respective gas injection direction axes of the first gas injection unit 1 and the second gas injection unit 2.
  • the wide-angle spray angle ⁇ of the mist 62 can be, for example, a wide-angle spray angle of 100 ° to 150 °.
  • an intersection angle between an injection direction axis of the first gas injection unit and an injection direction axis of the second gas injection unit is in a range of 90 ° to 180 °.
  • the angle ranges in which the respective injection direction axes of the first gas injection unit 1 and the second gas injection unit 2 intersect are the gas injected from the first gas injection unit 1 and the gas injected from the second gas injection unit 2.
  • the collision angle ⁇ is 90 ° to 220 °, preferably 90 ° to 180 °, and more preferably 110 ° to 180 °.
  • FIG. 4 shows the collision angle ⁇ .
  • the nozzle tip of the liquid outflow portion 6 is in contact with both nozzle tips of the first and second gas injection units 1 and 2, but is not limited to this, and the nozzle tip of the liquid outflow portion 6.
  • the position may be arranged between both nozzles of the first and second gas injection units 1 and 2 and is arranged at a distance from the first and second gas injection units 1 and 2 than the arrangement of FIG. It may be.
  • the injection direction of the first gas injection unit and the injection direction of the second gas injection unit face each other, the injection direction axis of the first gas injection unit and the injection direction axis of the second gas injection unit, There is a form that is consistent. This means that the collision angle ⁇ between the gas injected from the first gas injection unit and the gas injected from the second gas injection unit is 180 °, and the injection direction axes coincide.
  • the liquid outflow portion outflows the liquid so that the liquid outflow direction axis is orthogonal to the collision portion.
  • FIG. 1B shows an example in which the liquid ejection direction axis is orthogonal to the collision unit 100 and the collision wall 101.
  • FIG. 5 an example in which the liquid outflow direction axis is inclined with respect to the collision surface 100 a of the collision unit 100 is shown.
  • the inclination angle ⁇ ranges from 0 ° (orthogonal position) to ⁇ 80 °, preferably from 0 ° to ⁇ 45 °, more preferably from 0 ° to ⁇ 30 °, and even more preferably from 0 ° to ⁇ 15 °. It is. As the inclination angle ⁇ decreases, the fog generation efficiency (atomization efficiency) tends to increase.
  • the spray outlet portion is inclined by 90 ° or more with respect to the liquid outflow direction axis, and an open portion is formed along a direction in which the mist sprays at a wide angle. preferable.
  • FIG. 1 (e) by providing the opening portion 32 in the direction in which the sprayed mist 62 spreads out in a fan shape, the mist 62 escapes in the direction of the opening portion 32 and collides with the wall surface of the spray outlet portion 3. Can be mitigated, and drops generated when the mist 32 collides with the wall surface can be effectively suppressed.
  • the width of the opening 32 is preferably set (to the same width or larger than the same width) according to the cross-sectional width (shorter width) of the generated mist 62.
  • the slit portion is formed in the open portion.
  • the liquid flow is preferably a continuous flow, intermittent flow, or impulse flow liquid.
  • the continuous flow is, for example, a columnar liquid flow.
  • the intermittent flow is, for example, a liquid flow ejected at a predetermined interval.
  • the impulse flow is, for example, a liquid flow that is instantaneously ejected at a predetermined timing.
  • the liquid is a refined liquid.
  • fine liquid particles can be used.
  • the liquid fine particles for example, finely formed by a two-fluid nozzle device, an ultrasonic device, an ultrahigh pressure spray device, an evaporation spray device, or the like. Liquid fine particles.
  • the gas is not particularly limited, and examples thereof include air, clean air (clean air), nitrogen, inert gas, fuel mixed air, oxygen, and the like, and can be appropriately set according to the purpose of use.
  • the liquid is not particularly limited, and examples thereof include cosmetic liquids such as water, ionized water, and lotions, pharmaceutical liquids such as pharmaceutical liquids, bactericidal liquids, and bactericidal liquids, paints, fuel oils, coating agents, solvents, and resins. Can be mentioned.
  • FIG. 6A is a sectional view taken along line BB in FIG. 6B. It is the side surface partial sectional view (a) and front view (b) of the liquid atomization apparatus of Embodiment 2. It is the A section detailed enlarged view of FIG. 7A. It is BB sectional drawing of FIG. 7B.
  • the liquid atomizing apparatus of this embodiment will be described with reference to FIGS. 6A to 6C.
  • the liquid atomizing device shown in FIGS. 6A to 6C is configured as a nozzle device.
  • Each orifice section is square.
  • Gas is supplied from the gas passage 80.
  • the gas passage portion 80 is connected to a compressor (not shown) and the like, and the gas injection amount, the injection speed, and the like can be set by controlling the compressor.
  • the gas passage portion 80 communicates with both the first gas orifice 81 and the second gas orifice, and the injection amount and the injection speed (flow velocity) of each gas injected from the first gas orifice 81 and the second gas orifice are the same. (Or substantially the same).
  • liquid is supplied from the liquid passage portion 90.
  • the liquid passage portion 90 is connected to a liquid supply portion (not shown), and the liquid supply portion pressurizes the liquid and sends the liquid to the liquid passage portion 90.
  • the liquid supply unit sets a liquid feed amount and a liquid feed speed.
  • the liquid passage portion 90 is formed in the nozzle main body 99.
  • the gas passage portion 80 is formed by a nozzle outer body 89 that is incorporated into the outer wall portion of the nozzle inner body 99 with screws.
  • An inner cap portion 95 is incorporated at the tip of the nozzle inner body 99, and a liquid orifice 91 for ejecting the liquid supplied from the liquid passage portion 90 is formed by the inner cap portion 95.
  • the cross-sectional shape of the liquid orifice 91 is preferably a circle.
  • the liquid orifice 91 extends straight in the axial direction, and further, a large diameter portion 911 having a tip orifice diameter larger than other orifice diameters is formed, and the large diameter portion 911 is formed in the straight liquid orifice 91.
  • the outer cap portion 85 is incorporated at the tip of the nozzle outer body 89.
  • the screw cap 86 is fixed to the nozzle outer body 89 by screws, thereby fixing the outer cap 85 that is in direct contact with the screw cap 86 and the inner cap 95 that is pressed by the outer cap 85.
  • the first gas orifice 81 and the second gas orifice (not shown) are formed with a groove having a rectangular cross section on the outer wall surface of the inner cap portion 95, and the groove is covered with the outer cap portion 85 to thereby form a first cross section having a rectangular cross section.
  • a gas orifice 81 and a second gas orifice are formed.
  • the sealing member for example, O-ring etc.
  • the sealing member may be suitably integrated in the clearance gap between each member.
  • the gases injected from the first gas orifice 81 and the second gas orifice form a collision wall (including a collision part) in the gas-liquid mixing area 120.
  • the liquid ejected from the liquid orifice 91 collides with the collision wall to atomize the liquid.
  • a linear slit portion 600 is formed at the tip of the outer cap portion 85.
  • the diameter of the liquid orifice 91 at the tip of the inner cap portion 95 is increased in accordance with the shape of the slit portion 600.
  • the slit part 600 is formed in the outer cap part 85, and the mist wide-angle spray direction axis (the major axis of the spray pattern) Direction).
  • the tip of the inner cap part 95 protrudes into the groove of the slit part 600.
  • the inner cap portion 95 (the tip of the liquid orifice 91) protrudes into the concave groove of the slit portion 600, thereby forming a concave groove that is retracted inside the collision portion between the gas flows, and slitting the mist spraying direction. It can guide to the part 600 direction and can suppress generation
  • the length in the longitudinal direction, the length in the short direction, and the depth of the concave groove of the slit portion 600 can be set according to the miniaturization accuracy, but when the diameter when the liquid orifice cross section is a circle is 1,
  • the length of the slit portion 600 in the longitudinal direction can be set in the range of 5 to 300
  • the depth of the groove can be set in the range of 10 to 100, respectively.
  • the slit 600 can generate a finer mist than a form without the slit.
  • the slit portion 600 is not limited to one, but may be a plurality of slits so as to intersect each other, and is not limited to a linear shape but may be a curved shape.
  • the slit portion 600 may be formed in the outer cap portion 85 in a concave groove shape, or may be formed in the outer cap portion 85 and the inner cap portion 95.
  • the cross-sectional shape of the groove of the slit portion 600 is not limited to a rectangle, and may be a trapezoid spreading toward the spraying direction of the mist, or may be a semicircular shape or a semielliptical shape.
  • the outer cap portion 85 and the inner cap portion 95 form the first and second gas orifices.
  • the first and second gas orifices may be formed by one member.
  • the cross-sectional shape of the first and second gas orifices is not limited to a rectangle, and may be another polygonal shape or a circular shape.
  • the shape of the gas-liquid mixing area 120 may be cylindrical, conical, or polygonal.
  • the collision angle ⁇ between the gas flows is not limited to 110 °, and can be arbitrarily set in the range of 90 ° to 180 °, for example.
  • the groove portion of the liquid atomizing device (configured as a nozzle device) according to the second embodiment has a configuration in which an opening is formed at the spray outlet. This will be described with reference to FIGS. 7A to 7C.
  • Each orifice section is square.
  • the gas passage portion 80 and the liquid passage portion 90 are the same as in the first embodiment, and the same configuration can be adopted for the liquid supply portion and the compressor for supplying the gas.
  • An inner cap portion 95 is incorporated at the tip of the nozzle inner body 99, and a liquid orifice 91 for ejecting the liquid supplied from the liquid passage portion 90 is formed by the inner cap portion 95.
  • the cross-sectional shape of the liquid orifice 91 is preferably a circle.
  • the liquid orifice 91 extends straight in the axial direction, and further, a large diameter portion 911 having a tip orifice diameter larger than other orifice diameters is formed, and the large diameter portion 911 is formed in the straight liquid orifice 91.
  • the first outer cap portion 87 is incorporated at the tip of the nozzle outer body 89.
  • the first outer cap portion 87 and the first outer cap portion 87 that are in direct contact with the screw fastening portion 86 are pressed via the second outer cap portion 88.
  • Each of the inner cap portions 95 is fixed.
  • Two penetrating slits (not shown) are formed in the second outer cap part 88, the second cap part 88 abuts against the outer wall surface of the inner cap part 95, and the second cap part 88 is attached by the first cap part 87.
  • first gas orifice 81 By abutting, the space of the slit that penetrates forms a first gas orifice 81 and a second gas orifice (not shown).
  • second gas orifice it is not limited to screw fixation, Other connection means can be used,
  • the sealing member for example, O-ring etc.
  • the sealing member may be suitably integrated in the clearance gap between each member.
  • the gases injected from the first gas orifice 81 and the second gas orifice form a collision wall (including a collision part) in the gas-liquid mixing area 120. .
  • the liquid ejected from the liquid orifice 91 collides with the collision wall to atomize the liquid.
  • the first outer cap portion 87 is formed with open portions 873 inclined at 120 ° with respect to the liquid orifice axis on both sides.
  • a slit portion 700 is formed in parallel with the open portion 873. As shown in FIGS. 7B and 7C, the slit portion 700 is formed along the direction in which the mist sprays at a wide angle.
  • the slit portion 700 includes a concave groove 874 formed at the tip of the first outer cap portion 87 and a through slit 881 of the second outer cap portion 88.
  • the opening 873 is formed on two sides around the liquid orifice axis, but may be formed only on one side, and may have an angle other than 120 ° (90 ° with respect to the liquid orifice axis. It may be inclined at (° or more).
  • the tip of the inner cap portion 95 protrudes into the groove of the slit portion 700.
  • the inner cap portion 95 (the tip of the liquid orifice 91) protrudes into the concave groove of the slit portion 700, thereby forming a concave groove that is retracted inside the collision portion between the gases, and the spray direction of the mist is inclined. Can be guided in the direction of the slit portion 700, and the generation of drips can be further suppressed.
  • the length in the longitudinal direction, the length in the short direction, and the depth of the groove of the slit portion 700 can be set according to the miniaturization accuracy, but when the diameter when the cross section of the liquid orifice is a circle is 1,
  • the length of the slit portion in the longitudinal direction can be set in the range of 5 to 300
  • the depth of the groove can be set in the range of 10 to 100, respectively.
  • This slit part 700 can generate a finer mist than a form without a slit part.
  • the slit portion 700 is not limited to one, but may be a plurality of slits so as to intersect with each other, and is not limited to a linear shape but may be a curved shape.
  • the slit portion 700 may be formed by the first outer cap portion 87 and the second outer cap portion 88, and may be further formed by the inner cap portion 95.
  • the cross-sectional shape of the groove of the slit 700 is not limited to a rectangle, but may be a trapezoid that spreads in the direction of spraying a mist, a semicircular shape, or a semi-elliptical shape.
  • the inner cap portion 95, the first outer cap portion 87, and the second outer cap portion 88 form the first and second gas orifices, but the first and second gases are formed as one member.
  • An orifice may be formed, or the inner cap portion 95 and the first outer cap portion 87 may be formed (a configuration in which the second outer cap portion is omitted) may be used.
  • the cross-sectional shape of the first and second gas orifices is not limited to a rectangle, and may be another polygonal shape or a circular shape.
  • the shape of the gas-liquid mixing area 120 may be cylindrical, conical, or polygonal.
  • the collision angle ⁇ between the gases is not limited to 110 °, and can be arbitrarily set within a range of 90 ° to 180 °, for example.
  • Example 1 is the configuration of the first embodiment.
  • the slit portion 600 of Example 1 had a length in the longitudinal direction of 10 mm, a length in the lateral direction of 1.0 mm, and a groove depth of 0.6 mm.
  • the cross-sectional diameter of the liquid orifice 91 was ⁇ 0.25 mm, and the large diameter portion 911 was ⁇ 0.3 mm.
  • the rectangular sections of the first and second gas orifices were 0.4 mm wide ⁇ 0.15 mm deep.
  • Example 2 is the configuration of the second embodiment.
  • the slit portion 700 of Example 2 had a length in the longitudinal direction of 10 mm, a length in the lateral direction of 2 mm, and a depth of the groove of 1.1 mm.
  • the cross-sectional diameter of the liquid orifice 91 was ⁇ 0.25 mm, and the large diameter portion 911 was ⁇ 1.0 mm.
  • the rectangular sections of the first and second gas orifices were 0.4 mm wide ⁇ 0.15 mm deep. Air was used as the gas and water was used as the liquid. Air pressure Pa, water pressure Pw, average when air amount Qa of gas injection is 8.0 (NL / min) and spray (water) amount Qw is 50.0 (ml / min) (air / water ratio 160.0)
  • the particle size (SMD) was evaluated.
  • Example 1 For comparison, in a conventional internal mixed two-fluid nozzle, the amount of air and the amount of spray (water) having an average particle diameter close to that of Example 1 were evaluated.
  • the liquid orifice diameter ⁇ of this two-fluid nozzle is 2.5 mm.
  • the evaluation results are shown in Table 1.
  • the average particle size (SMD) was measured with a laser diffraction measuring instrument.
  • the measurement positions of Examples 1 and 2 were 150 mm from the nozzle tip on the spray direction axis.
  • the measurement position of the comparative example was a position 300 mm from the nozzle tip on the spray direction axis.
  • Example 1 and 2 were able to reduce the average particle size (SMD) even with a very small air-water ratio as compared with the comparative example. Furthermore, Example 2 was able to obtain a mist having an average particle size that was less than half that of Example 1. Further, in Example 2, by providing the opening portion, it was possible to suppress the occurrence of drips at the nozzle tip portion.
  • SMD average particle size

Landscapes

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Abstract

　液体霧化装置は、２つの気体流同士を衝突させるための第１気体噴射部(81)および第２気体噴射部と、液体を流出させるための液体流出部(91)とを有する。そして、前記第１気体噴射部(81)から噴射した気体流と、第２気体噴射部から噴射した気体流と、前記液体流出部(91)から流出した液体と、を衝突させて当該液体を霧化させるエリアである気液混合エリア部(120)を有する。さらに、前記気液混合エリア部(120)が内部に形成された噴霧出口部と、前記噴霧出口部の先端面に、前記霧が広角に噴霧する方向に沿って形成されたスリット部(600)を備える。

Description

液体霧化装置
　本発明は、液体を霧化するための液体霧化装置に関する。
　従来の霧化技術として、気液混合式（二流体式）、超音波式、超高圧式（１００ＭＰａ～３００ＭＰａ）、蒸発式等がある。一般的な二流体ノズルは、気体と液体とを同一噴射方向で噴射させて気液の随伴流によるせん断効果で液体を微細化する。
　また、気液混合式二流体ノズルの一例として、微粒子ミストを生成するための噴霧ノズル装置が知られている（特許文献１）。この噴霧ノズル装置は、第１ノズル部と第２ノズル部を有し、第１ノズル部からの噴霧液と第２ノズル部からの噴霧液とを衝突させて、微粒子ミストを形成することができる。しかしながら、二流体ノズル部を２つ備えるため、コスト高であり、また小型化には適していない。
特開２００２－１２６５８７号公報
　本発明は、上述の従来技術の微細化原理とは異なる新規原理を用いて、かつ簡単な装置構成で液体を霧化可能な液体霧化装置を提供することを目的とする。
　本発明の液体霧化装置は、２つの気体流同士を衝突させるための第１気体噴射部および第２気体噴射部と、
　液体を流出させるための液体流出部と、
　前記第１気体噴射部から噴射された気体流と前記第２気体噴射部から噴射された気体流と前記液体流出部から流出した液体とを衝突させて当該液体を霧化させるエリアである気液混合エリア部と、
　前記気液混合エリア部が内部に形成された噴霧出口部と、
　前記噴霧出口部の先端面に、前記霧が広角に噴霧する方向に沿って形成されたスリット部と、を備える。
　この構成の作用効果を図１（霧化エリア部の断面模式図）を参照しながら説明する。第１、第２気体噴射部１、２から噴射した気体流同士１１、２１を衝突させて衝突部１００を形成する。この衝突部１００を含む部分を衝突壁１０１とする（図１（ａ））。液体流出部６から流出された液体６１は、この衝突部１００または衝突壁１０１に衝突する（図１（ｂ））。衝突部１００または衝突壁１０１に液体６１が衝突することで、液体６１が粉砕（霧化）され霧６２となる。霧６２が発生するエリアを気液混合エリア部１２０として破線で示す。霧６２は、その周囲を囲む噴霧出口部３によって噴霧方向が規制される。図１では、霧６２の噴霧方向軸に沿って噴霧出口３が形成されている。さらに、図１（ｃ）および（ｄ）に示すように、この噴霧出口部３の先端面に、霧６２が広角に噴霧する方向に沿ってスリット部３１が形成されている。また、スリット部３１は、液体霧化装置を噴霧出口部３に向かって正面視して、第１気体噴射部１と第２気体噴射部２のそれぞれの気体噴射方向軸に対し直交する方向に形成されていることが好ましい。
　以上の構成によって、液体流出部から流出した液体流を、２つの気体噴射部から噴射した気体流同士で形成された衝突部または衝突壁に衝突させて霧を生成でき、さらに、噴霧出口部の先端（気液混合エリア１２０の出口側又は衝突部位置から噴霧出口部先端面まで）にスリット部を設けたことで、より微細化した霧を生成させることができる。噴霧出口部は、気体オリフィスを形成するための部材と一体に形成されていてもよく、別部材で形成していてもよい。
　本発明の液体霧化装置によれば、気体流同士の衝突部または衝突壁と、液体流とを衝突させて衝突粉砕することで、低圧力（低気体圧、低液体圧）、低流量（低気体流量、低液体流量）、低エネルギーで効率的に霧化することができる。また、従来の二流体ノズルに比べ、低気液体積比（または低気液比）で霧化することができる。また、従来の二流体ノズルに比べ、本発明の液体霧化装置は低騒音である。また、本発明の液体霧化装置の構造をシンプルにできる。
　気体噴射部から噴射される気体（気体流）の圧力、流量は、特に制限されないが、本発明の霧化原理によって、低気体圧力、低気体流量で、液体を好適に霧化できる。また、衝突部および衝突壁を構成することになる気体同士の圧力は、同じまたは略同じに設定することが好ましく、衝突部および衝突壁を構成することになる気体流同士の流量も、同じまたは略同じに設定することが好ましい。また、気体噴射部から噴射される気体流の断面形状は、特に制限されず、例えば、円状、楕円状、矩形状、多角形状が挙げられる。また、衝突部および衝突壁を構成する気体流同士の断面形状は、同一または略同一であることが好ましい。衝突部が変形、サイズ縮小等することを抑制することで、一定の形状、一定サイズの衝突部を維持して、安定した噴霧量で粒子径変動の少ない霧化体を生成するのに好ましい。
　液体流出部から流出される液体（液体流）の圧力、流量は、特に制限されないが、本発明の霧化原理によって、低圧力、低流量の液体を好適に霧化できる。また、液体流出部の圧力は、一般的は水道配管の水圧でもよく、液体流出部は、液体を自然落下させる装置であってもよい。本発明において、「液体流出部から流出した液体」には、自然落下速度で落下する液体も含まれる。
　流出された液体と、気体流同士の衝突部または衝突壁とを衝突させる場合に、衝突部または衝突壁より液体流の衝突断面積が小さいことが好ましい。気体流の衝突部または衝突壁よりも、液体流の衝突断面が大きいと、液体の一部が衝突部または衝突壁に衝突せずに霧化されないため好ましくない。なお、実施形態の一例として、液体の一部を霧化させたい場合には、液体の断面を気体の衝突部または衝突壁より大きくしてもよく、また、流出された液体の一部が衝突部または衝突壁に衝突するように液体流出部と気体噴射部の相対的配置を設定してもよい。
　気体噴射部のオリフィス径（断面円の直径ｄ１）が、液体流出部のオリフィス径（断面円の直径ｄ３）の１倍から１．５倍であることが好ましい。また、第１、第２気体噴射部の断面が矩形である場合、流体流と衝突する面側の第１気体噴射部の幅（ｄ１）および第２気体噴射部の幅（ｄ２）が、液体流出部の出口オリフィス直径（ｄ３）の１倍～１．５倍であることが好ましい。これによって、均等な粒子径と拡散分布が得られる。気体噴射部の幅ｄ１が、液体流出部の出口オリフィス直径ｄ３より過大であれば、噴霧パターン中央部の微粒化が低下し、粗粒子が発生しやすい。一方、気体噴射部の幅ｄ１が、液体流出部の出口オリフィス直径ｄ３より過小であれば、噴霧パターンの長径方向の両サイドに粗粒子が多く発生しやすい。
　液体流出部と気体噴射部の相対的配置例を図３Ａ～図３Ｆを参照して説明する。この相対的配置によって、気液衝突位置が規定される。図３Ａの配置は、第１、第２気体噴射部１、２が対向配置され、液体流出部６のノズル先端が第１、第２気体噴射部１，２の両ノズル先端外側面部分に接触している。図３Ｂの配置は、第１、第２気体噴射部１、２が対向配置され、第１、第２気体噴射部１，２の両ノズル先端と液体流出部６のノズル先端部とが接触している。図３Ｂの配置は図３Ａの配置よりも、流出される液体流量が多く、かつ逆流も小さい傾向となる。図３Ｃの配置は、第１、第２気体噴射部１、２の両ノズル先端間に、液体流出部６のノズルが入り込んだ配置である。図３Ｄの配置は、図３Ｂの配置と比較して、第１、第２気体噴射部１，２の両ノズルの間隔が、図３Ｂのそれよりも大きい配置である。図３Ｅの配置は、図３Ｂの配置と比較して、液体流出部６が衝突壁から遠ざかった配置である。また、液体流出部は１つを例示しているが、液体流出部は２つ以上であってもよく、図３Ｆでは、液体流出部は２つ配置されている。なお、図２、３は、噴霧出口部３を省略して示している。
　上記生成される霧は、気体流同士の衝突部から排出される排出気体流とともに噴霧される。この排出気体流によって噴霧パターンが形成される。噴霧パターンとして、例えば、２つの噴射された気体流同士の衝突で形成された衝突部と液体とが衝突した場合には、液体流出方向軸を中心にして幅広の扇状に形成され、その断面形状は楕円状または長円状（図２Ａ、図２Ｂ参照）となる。図２Ａにおいて、霧６２は、第１気体噴射部１と第２気体噴射部２とのそれぞれの気体噴射方向軸に対し直交する方向に扇状に広がる傾向にある。気体流同士が衝突した衝突面に平行に（衝突面が拡張する方向に）、衝突した（衝突後の）気体が拡散しており、この方向に霧６２が扇状に広がって噴出されることになる。本発明において、霧６２の広角噴霧角γは、例えば、１００°～１５０°の広角噴霧角も可能となる。
　上記発明の一実施形態として、前記第１気体噴射部の噴射方向軸と前記第２気体噴射部の噴射方向軸との交差角度が９０°～１８０°の範囲であることが好ましい。第１気体噴射部１および第２気体噴射部２のそれぞれの噴射方向軸が交差する角度範囲は、第１気体噴射部１から噴射された気体と第２気体噴射部２から噴射された気体の衝突角に相当する。例えば、「衝突角α」は、９０°～２２０°であり、好ましくは９０°～１８０°であり、より好ましくは１１０°～１８０°である。図４に衝突角αを示す。１８０°より小さい衝突角を形成している衝突部に対して液体を噴射させた場合に、この衝突角の角度が小さいほど、従来の二流体ノズルの原理（気体と液体とを同一噴射方向で噴射させて気液の随伴流によるせん断効果で液体を微細化する）に類似するため、本発明の上記微細化原理の効果が低くなる傾向になるが、一方で、衝突角の角度が小さいほど、噴射された液体の逆流が抑えられる傾向である。また、１８０°より大きい衝突角を形成している衝突部に対して液体を噴射させた場合に、衝突角の角度が大きいほど、噴射された気体および衝突して広がった気体が、噴射された液体を押し戻すように作用して液体を逆流させてしまう傾向である。なお、図４において、液体流出部６のノズル先端が、第１、第２気体噴射部１，２の両ノズル先端と接触しているが、これに制限されず、液体流出部６のノズル先端位置が、第１、第２気体噴射部１，２の両ノズル間に配置させていてもよく、図４の配置よりも第１、第２気体噴射部１，２から距離を置いて配置されていてもよい。
　上記発明の一実施形態として、第１気体噴射部の噴射方向と第２気体噴射部の噴射方向とが対向し、第１気体噴射部の噴射方向軸と第２気体噴射部の噴射方向軸とが一致している形態がある。これは、第１気体噴射部から噴射された気体と第２気体噴射部から噴射された気体の衝突角αが１８０°であって、噴射方向軸が一致していることを意味する。
　上記発明の一実施形態として、前記液体流出部は、前記衝突部に対して、前記液体の流出方向軸が直交するように液体を流出することが好ましい。図１（ｂ）は、衝突部１００および衝突壁１０１に対して液体の噴射方向軸が直交する例を示している。他の実施形態例として、図５に示すように、衝突部１００の衝突面１００ａに対して液体の流出方向軸が傾いている例を示す。この傾き角βとしては、０°（直交位置）から±８０°の範囲、好ましくは０°から±４５°、より好ましくは０°から±３０°、さらに好ましくは０°から±１５°の範囲である。傾き角βが小さくなるほど、霧の生成効率（霧化効率）が高い傾向となる。
　上記発明の一実施形態として、前記噴霧出口部に、前記液体流出方向軸に対し９０°以上傾斜しており、かつ前記霧が広角に噴霧する方向に沿って開放部が形成されていることが好ましい。図１（ｅ）で示すように、噴霧した霧６２が扇状に広がる方向に、開放部３２を設けることで、霧６２を開放部３２方向に逃がして、噴霧出口部３の壁面で衝突する程度を緩和させることができ、霧３２が壁面に衝突することで発生するしずくを効果的に抑制することができる。開放部３２を、液体オリフィスの出口近傍から形成すると、霧６２が壁面に衝突することをさらに無くせるため好ましい。開放部３２の幅寸法は、発生する霧６２の断面幅（短い方の幅）に応じて設定（同幅または同幅より大きい幅に）することが好ましい。
　上記発明の一実施形態として、前記開放部に、前記スリット部が形成されていることが好ましい。
　上記発明の一実施形態として、前記液体流が連続流、間欠流またはインパルス流の液体であることが好ましい。連続流は、例えば、柱状の液体流である。間欠流は、例えば、所定間隔で噴射する液体流である。インパルス流は、例えば、所定のタイミングで瞬間的に噴射する液体流である。液体供給装置等で、液体の噴射方法を自在に制御することで、霧化タイミング、生成される霧の噴霧量を自在に制御することができる。
　上記発明の一実施形態として、前記液体が微細化された液体である。液体流出部から噴射される液体として、微細化された液微粒子を用いることができ、液微粒子としては、例えば、二流体ノズル装置、超音波装置、超高圧噴霧装置、蒸発式噴霧装置等で微細化された液微粒子が挙げられる。
　上記気体としては、特に制限されないが、例えば、空気、清浄空気（クリーンエア）、窒素、不活性ガス、燃料混合エア、酸素等が挙げられ、使用目的に応じて適宜設定可能である。
　上記液体としては、特に制限されないが、例えば、水、イオン化水、化粧水等の化粧薬液、医薬液、殺菌液、除菌液等の薬液、塗料、燃料油、コーティング剤、溶剤、樹脂等が挙げられる。
液体霧化装置の一例を説明するための模式図である。 液体霧化装置の噴霧出口部を上方から見た模式図である。 液体霧化装置の側面から見た模式図である。 液体流出部と気体噴射部の相対的配置例の模式図である。 液体流出部と気体噴射部の相対的配置例の模式図である。 液体流出部と気体噴射部の相対的配置例の模式図である。 液体流出部と気体噴射部の相対的配置例の模式図である。 液体流出部と気体噴射部の相対的配置例の模式図である。 液体流出部と気体噴射部の相対的配置例の模式図である。 ２つの気体噴射軸で形成される交差角度を説明するための模式図である。 液体流出方向の傾きを説明するための模式図である。 実施形態１の液体霧化装置の側面一部断面図（ａ）および正面図（ｂ）である。 図６ＡのＡ部詳細拡大図である。 図６ＢのＢ－Ｂ断面図である。 実施形態２の液体霧化装置の側面一部断面図（ａ）および正面図（ｂ）である。 図７ＡのＡ部詳細拡大図である。 図７ＢのＢ－Ｂ断面図である。
　（実施形態１）
　本実施形態の液体霧化装置を図６Ａ～図６Ｃを参照しながら説明する。図６Ａ～図６Ｃに示す液体霧化装置は、ノズル装置として構成されている。第１気体噴射部を構成する第１気体オリフィス８１と、第２気体噴射部を構成する第２気体オリフィス（不図示）とが、衝突角（α）＝１１０°で気体同士を衝突させるように配置されている。それぞれのオリフィス断面が四角形である。
　気体通路部８０から気体が供給される。気体通路部８０が不図示のコンプレッサー等に接続されて、コンプレッサーを制御することで気体の噴射量、噴射速度等を設定できる。気体通路部８０は第１気体オリフィス８１および第２気体オリフィスの両方に通じており、第１気体オリフィス８１および第２気体オリフィスから噴射されるそれぞれの気体の噴射量および噴射速度(流速)は同じ（あるいは略同じ）に設定される。
　また、液体通路部９０から液体が供給される。液体通路部９０が不図示の液体供給部に接続され、液体供給部が液体を加圧して液体通路部９０に液送する。液体供給部は、液体の液送量、液送速度を設定する。なお、液体通路部９０は、ノズル内本体９９に形成される。気体通路部８０は、ノズル内本体９９の外壁部にネジ固定で組み込んだノズル外本体８９で形成されている。
　ノズル内本体９９の先端に内キャップ部９５が組み込まれ、この内部キャップ部９５によって、液体通路部９０からの供給される液体を噴射するための液体オリフィス９１が形成されている。液体オリフィス９１の断面形状は円であることが好ましい。本実施形態では、液体オリフィス９１がその軸方向にストレートに延び、さらに先端部オリフィス径がその他のオリフィス径よりも大きい径大部９１１を形成して、ストレートの液体オリフィス９１に径大部９１１を設けることで、霧噴霧方向と反対側空間に負圧を生じさせて液体の微細化を促進させている。
　ノズル外本体８９の先端に外キャップ部８５が組み込まれる。ネジ止部８６がノズル外本体８９にネジ固定されることで、このネジ止部８６に直接に接する外キャップ部８５および外キャップ部８５に押圧される内キャップ部９５をそれぞれ固定する。第１気体オリフィス８１、第２気体オリフィス（不図示）は、内キャップ部９５の外壁面に断面矩形の溝を形成し、この溝に外キャップ部８５で蓋をすることで断面矩形の第１気体オリフィス８１、第２気体オリフィス（不図示）を形成している。なお、ネジ固定に限定されず、他の連結手段を用いることができ、また、各部材間の隙間には不図示のシール部材（例えばＯリング等）が適宜組み込まれていてもよい。
　図６Ｂに示すように、第１気体オリフィス８１および第２気体オリフィスから噴射した気体同士が、気液混合エリア１２０で衝突壁(衝突部を含む)を形成する。この衝突壁に液体オリフィス９１から噴射した液体を衝突させて液体を霧化する。
　また、外キャップ部８５の先端部に直線状のスリット部６００が形成されている。スリット部６００の形状に合わせて内キャップ部９５先端部の液体オリフィス９１の径を大きくしてある。図６ＢのＡ部詳細図（拡大図）と、図６ＣのＢ－Ｂ断面図で示すように、スリット部６００は、外キャップ部８５に形成され、霧の広角噴霧方向軸（スプレーパタンの長径方向）に沿って形成されている。
　内キャップ部９５の先端部はスリット部６００の凹溝内に突出している。内キャップ部９５（液体オリフィス９１先端）が、スリット部６００の凹溝内に突出していることで、気体流同士の衝突部よりも内側に引っ込めた凹溝を形成し、霧の噴霧方向をスリット部６００方向に導くことができ、しずく発生を抑制することができる。
　スリット部６００の長手方向長さ、短手方向長さ、凹溝深さは、微細化精度に応じて設定可能であるが、液体オリフィス断面が円である場合の直径を１とした場合に、例えば、スリット部６００の長手方向長さを５～３００、短手方向長さを１～２０、凹溝深さを１０～１００の範囲に夫々設定することができる。このスリット部６００によって、スリット部がない形態よりも微細化した霧を発生させることができる。
　また、別実施形態として、スリット部６００は、１つに限定されず、互い交差するように複数のスリットであってもよく、また、直線状に限定されず、曲線状でもよい。また、スリット部６００は、外キャップ部８５に凹溝形状に形成されていてもよく、外キャップ部８５および内キャップ部９５に形成されていてもよい。またスリット部６００の凹溝断面形状は、矩形に限定されず、霧の噴霧方向に末広がりの台形でもよく、半円状、半楕円状でもよい。
　上記実施形態１では、外キャップ部８５と内キャップ部９５とで、第１、第２気体オリフィスを形成しているが、一部材で第１、第２気体オリフィスを形成してもよい。また、第１、２気体オリフィスの断面形状が矩形に限定されず、他の多角形状でもよく、円状でもよい。また、気液混合エリア１２０の形状は、円筒状でもよく、円錐状、多角錘状でもよい。また、気体流同士の衝突角αは、１１０°に限定されず、例えば、９０°～１８０°の範囲で任意に設定できる。
　（実施形態２）
　実施形態２の液体霧化装置（ノズル装置として構成）の溝部は、上記実施形態１と異なり、噴霧出口部に開放部が形成されている形態である。図７Ａ～図７Ｃを参照しながら説明する。第１気体噴射部を構成する第１気体オリフィス８１と、第２気体噴射部を構成する第２気体オリフィス（不図示）とが、衝突角（α）＝１１０°で気体同士を衝突させるように配置されている。それぞれのオリフィス断面が四角形である。気体通路部８０、液体通路部９０は実施形態１と同様であり、液体供給部と気体を供給するコンプレッサー等も同様の構成を採用できる。
　ノズル内本体９９の先端に内キャップ部９５が組み込まれ、この内部キャップ部９５によって、液体通路部９０から供給される液体を噴射するための液体オリフィス９１が形成されている。液体オリフィス９１の断面形状は円であることが好ましい。本実施形態では、液体オリフィス９１がその軸方向にストレートに延び、さらに先端部オリフィス径がその他のオリフィス径よりも大きい径大部９１１を形成して、ストレートの液体オリフィス９１に径大部９１１を設けることで、霧噴霧方向と反対側空間に負圧を生じさせて液体の微細化を促進させている。
　ノズル外本体８９の先端に第１外キャップ部８７が組み込まれる。ネジ止部８６がノズル外本体８９にネジ固定されることで、このネジ止部８６に直接に接する第１外キャップ部８７および第１外キャップ部８７に第２外キャップ部８８を介して押圧される内キャップ部９５をそれぞれ固定する。第２外キャップ部８８に２つの貫通したスリット（不図示）が形成され、第２キャップ部８８を内キャップ部９５の外壁面に当接し、かつ第１キャップ部８７で第２キャップ部８８を当接することで、貫通したスリットの空間が第１気体オリフィス８１と第２気体オリフィス（不図示）を形成している。なお、ネジ固定に限定されず、他の連結手段を用いることができ、また、各部材間の隙間には不図示のシール部材（例えばＯリング等）が適宜組み込まれていてもよい。
　図７ＢのＡ部詳細図（拡大図）に示すように、第１気体オリフィス８１および第２気体オリフィスから噴射した気体同士が、気液混合エリア１２０で衝突壁(衝突部を含む)を形成する。この衝突壁に液体オリフィス９１から噴射した液体を衝突させて液体を霧化する。
　第１外キャップ部８７には、液体オリフィス軸に対し１２０°傾斜した開放部８７３が両側にそれぞれ形成されている。この開放部８７３と平行にスリット部７００が形成されている。図７Ｂ、７Ｃに示すように、スリット部７００は、霧が広角に噴霧する方向に沿って形成されている。スリット部７００は、第１外キャップ部８７の先端に形成された凹溝８７４および第２外キャップ部８８の貫通スリット８８１とで構成されている。開放部８７３は、図７において液体オリフィス軸を中心にして２つの側に形成されているが、一方側にのみ形成されていてもよく、また、液体オリフィス軸に対し１２０°以外の角度（９０°以上）で傾斜していてもよい。
　内キャップ部９５の先端部はスリット部７００の凹溝内に突出している。内キャップ部９５（液体オリフィス９１先端）が、スリット部７００の凹溝内に突出していることで、気体同士の衝突部よりも内側に引っ込めた凹溝を形成し、霧の噴霧方向を傾斜面のスリット部７００方向に導くことができ、しずく発生をより抑制することができる。
　スリット部７００の長手方向長さ、短手方向長さ、凹溝深さは、微細化精度に応じて設定可能であるが、液体オリフィス断面が円である場合の直径を１とした場合に、例えば、スリット部の長手方向長さを５～３００、短手方向長さを１～２０、凹溝深さを１０～１００の範囲に夫々設定することができる。このスリット部７００によって、スリット部がない形態よりも微細化した霧を発生させることができる。
　また、別実施形態として、スリット部７００は、１つに限定されず、互いに交差するように複数のスリットであってもよく、また、直線状に限定されず、曲線状でもよい。また、スリット部７００は、第１外キャップ部８７と第２外キャップ部８８によって形成されていてもよく、さらに、内キャップ部９５によって形成されていてもよい。またスリット部７００の凹溝断面形状は、矩形に限定されず、霧の噴霧方向に末広がりの台形でもよく、半円形状、半楕円形状でもよい。
　上記実施形態２では、内キャップ部９５、第１外キャップ部８７および第２外キャップ部８８とで、第１、第２気体オリフィスを形成しているが、一部材で第１、第２気体オリフィスを形成してもよく、内キャップ部９５、第１外キャップ部８７で形成してもよい（第２外キャップ部を省略した構成でもよい）。また、第１、２気体オリフィスの断面形状が矩形に限定されず、他の多角形状でもよく、円状でもよい。また、気液混合エリア１２０の形状は、円筒状でもよく、円錐状、多角錘状でもよい。また、気体同士の衝突角αは、１１０°に限定されず、例えば、９０°～１８０°の範囲で任意に設定できる。
（噴霧特性の評価）
上記実施形態１、２に示す構成の液体霧化装置を用いて噴霧特性を評価した。実施例１は、実施形態１の構成である。実施例１のスリット部６００は、その長手方向長さが１０ｍｍ、その短手方向長さが１．０ｍｍ、その凹溝深さが０．６ｍｍとした。液体オリフィス９１の断面直径がφ０．２５ｍｍで径大部９１１をφ０．３ｍｍとした。第１・第２気体オリフィス矩形断面は、幅０．４ｍｍ×深さ０．１５ｍｍとした。実施例２は、実施形態２の構成である。実施例２のスリット部７００は、その長手方向長さが１０ｍｍ、その短手方向長さが２ｍｍ、その凹溝深さが１．１ｍｍとした。液体オリフィス９１の断面直径は、φ０．２５ｍｍで径大部９１１をφ１．０ｍｍとした。第１・第２気体オリフィス矩形断面は、幅０．４ｍｍ×深さ０．１５ｍｍとした。気体に空気を用い、液体に水を用いた。気体噴射の空気量Ｑａを８．０（ＮＬ／ｍｉｎ）、噴霧（水）量Ｑｗを５０．０（ｍｌ／ｍｉｎ）とした場合（気水比１６０．０）の空気圧Ｐａ、水圧Ｐｗ、平均粒子径（ＳＭＤ）を評価した。また、比較として従来の内部混合型二流体ノズルにおいて、実施例１と近い平均粒子径となる空気量、噴霧（水）量について評価した。この二流体ノズルの液体オリフィス径φは２．５ｍｍである。評価結果を表１に示す。平均粒子径（ＳＭＤ）はレーザー回折法の計測装置により測定した。実施例１，２の測定位置は、噴霧方向軸上で、ノズル先端から１５０ｍｍの位置とした。比較例の測定位置は、噴霧方向軸上で、ノズル先端から３００ｍｍの位置とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１で示す評価結果から分かるように、実施例１，２は、比較例に比べ、非常に小さい気水比でも、平均粒子径（ＳＭＤ）を小さくできた。さらに、実施例２は、実施例１の半分以下の平均粒子径の霧を得ることができた。また、実施例２では、開放部を設けたことで、ノズル先端部におけるしずくの発生を抑えることができた。
１　　　　第１気体噴射部（第１気体オリフィス）
２　　　　第２気体噴射部（第２気体オリフィス）
６　　　　液体流出部（液体オリフィス）
３２、８７３　　　開放部　　
６２　　　霧
８１　　　第１気体オリフィス
９１　　　液体オリフィス
１００　　衝突部
１０１　　衝突壁
１２０　　気液混合エリア
６００、７００　スリット部

Claims (5)

  1. 　２つの気体流同士を衝突させるための第１気体噴射部および第２気体噴射部と、
    　液体を流出させるための液体流出部と、
    　前記第１気体噴射部から噴射された気体流と前記第２気体噴射部から噴射された気体流と前記液体流出部から流出した液体とを衝突させて当該液体を霧化させるエリアである気液混合エリア部と、
    　前記気液混合エリア部が内部に形成された噴霧出口部と、
    　前記噴霧出口部の先端面に、前記霧が広角に噴霧する方向に沿って形成されたスリット部と、を備える液体霧化装置。
  2. 　前記第１気体噴射部の噴射方向軸と前記第２気体噴射部の噴射方向軸との交差角度が９０°～１８０°の範囲である、請求項１に記載の液体霧化装置。
  3. 　前記噴霧出口部に、前記液体流出方向軸に対し９０°以上傾斜しており、かつ前記霧が広角に噴霧する方向に沿って開放部が形成されている、請求項１または２に記載の液体霧化装置。
  4. 　前記開放部に、前記スリット部が形成されている、請求項３に記載の液体霧化装置。
  5. 　前記スリット部は、前記液体霧化装置を前記噴霧出口部に向かって正面視して、前記第１気体噴射部と前記第２気体噴射部のそれぞれの気体噴射方向軸に対し直交する方向に形成されている、請求項１に記載の液体霧化装置。
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