WO2013065503A1 - 液体霧化装置 - Google Patents

液体霧化装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2013065503A1
WO2013065503A1 PCT/JP2012/077075 JP2012077075W WO2013065503A1 WO 2013065503 A1 WO2013065503 A1 WO 2013065503A1 JP 2012077075 W JP2012077075 W JP 2012077075W WO 2013065503 A1 WO2013065503 A1 WO 2013065503A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
liquid
gas
gas injection
angle
unit
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/077075
Other languages
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ノズルネットワーク株式会社 filed Critical ノズルネットワーク株式会社
Priority to US14/355,823 priority Critical patent/US20150035179A1/en
Priority to CN201280065761.4A priority patent/CN104023853A/zh
Priority to EP12846375.9A priority patent/EP2801412A4/en
Publication of WO2013065503A1 publication Critical patent/WO2013065503A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/21—Mixing gases with liquids by introducing liquids into gaseous media
    • B01F23/213—Mixing gases with liquids by introducing liquids into gaseous media by spraying or atomising of the liquids
    • B01F23/2132—Mixing gases with liquids by introducing liquids into gaseous media by spraying or atomising of the liquids using nozzles
    • B01F23/21322—Internal mixer atomization, i.e. liquid and gas are mixed and atomized in a jet nozzle before spraying
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30—Injector mixers
    • 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
    • B05B7/0012—Apparatus for achieving spraying before discharge from the apparatus
    • 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
    • B05B7/0483—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 gas and liquid jets intersecting in 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
    • 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
    • B05B7/0807—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 to form intersecting jets
    • B05B7/0861—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 to form intersecting jets with one single jet constituted by a liquid or a mixture containing a liquid and several gas jets

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.
  • the spray angle is a wide angle (for example, 80 ° or more)
  • the spray flow adheres to the spray outlet portion and drops and drops, so that the surroundings are wetted, which is a problem. It was.
  • An object of the present invention is to provide a liquid atomizing apparatus capable of atomizing a liquid using a 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 mixing area A projecting portion that is formed so as to protrude in a cross-sectional convex shape on the outside of the device, and in which the gas-liquid mixing area portion is formed;
  • the ejection slit portion formed along the wide-angle spray direction of the mist generated in the gas-liquid mixing area portion on the protruding portion,
  • a restricting portion formed to be inclined toward the wide-angle spray direction of the mist in the vicinity of the bottom of the ejection slit portion.
  • FIGS. 1A to 1C Schematic cross-sectional views of the atomization area.
  • a portion including the collision portion 100 is referred to as a collision wall (FIG. 1B).
  • the liquid 61 that has flowed out from the liquid outflow portion 6 collides with the collision wall (including the collision portion 100) (FIG. 1B).
  • the liquid 61 collides with the collision wall, the liquid 61 is crushed (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 mist 62 is spread over a wide angle (spread in a fan shape) from the gap between the ejection slits 31 formed in the protrusion 30 (see FIGS. 2A and 2B).
  • restricting portions 32a and 32b are formed in the vicinity of the bottom of the ejection slit portion 31 toward the wide-angle spray direction of the mist (FIG. 1C).
  • the restricting portions 32a and 32b make it easy for the sprayed mist to be ejected forward without adhering to the nozzle tip surface, making it difficult for the tip of the nozzle to drop even with wide angle spraying, and the average particle size in the major axis direction of the spray pattern. It becomes almost equal.
  • the restriction portions 32a and 32b may be formed such that the tip end portion or the inclined surface thereof protrudes outside (spraying direction) the end portion of the groove section of the ejection slit portion 31. Further, the restricting portions 32a and 32b may be formed outside (spraying direction) the inside of the recessed groove (or the protruding portion 30) of the ejection slit portion 31.
  • the protrusion may be formed integrally with a member for forming the gas orifice, or may be formed of a separate member.
  • a low pressure low gas pressure, low liquid pressure.
  • Low flow rate low gas flow rate, low liquid flow rate
  • 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 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.
  • 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.
  • FIG. 3B tends to have a larger liquid flow rate and a smaller backflow than the arrangement of FIG. 3A.
  • 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
  • other members such as protrusions are omitted.
  • 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.
  • the spray pattern for example, when a collision part formed by collision of two jetted gas flows and a liquid (liquid flow) collide, the liquid outflow direction axis is set in the opening direction of the ejection slit part 31. It is formed in a fan shape that is wide at the center, and its cross-sectional shape is elliptical or elliptical (FIGS. 2A and 2B).
  • the gas that has collided (after the collision) is diffused, and the mist 62 spreads in a fan shape and is ejected in this direction.
  • the wide-angle spray angle ⁇ of the mist 62 is 80 ° or more, and a wide-angle spray angle of 100 ° to 180 ° is also possible.
  • 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 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 inclination angle of the restricting portion of the present invention may be an inclination angle smaller than 180 °, and examples thereof include an angle range of 10 ° to 160 ° so as to open in the spraying direction. In a preferred embodiment, it is preferably formed to be inclined within an angle range of 20 ° to 150 °.
  • FIG. 1D shows the inclination angle ⁇ of the restricting portions 32a and 32b.
  • the inclination angle ⁇ is preferably in the range of 20 ° to 150 °, more preferably 40 ° to 120 °, and still more preferably 60 ° to 90 °.
  • the spray becomes straighter and the mist becomes less likely to adhere to the periphery of the spray outlet, but the major axis of the spray pattern becomes shorter and the wide-angle spray pattern is lost.
  • mist tends to adhere to the periphery of the spray outlet, and drops tend to be formed.
  • ⁇ is in the range of 60 ° to 90 °, the effect of suppressing the generation of drips is high, and a wide-angle spray pattern can be maintained.
  • the restricting portion 32a and the restricting portion 32b are not necessarily required to have the same inclination angle (in increments of ⁇ / 2) from the central axis in the spray direction.
  • ⁇ 1 and The angle of ⁇ 2 may be different.
  • the gas-liquid mixing area is formed on the spraying direction side with respect to the bottom of the ejection slit portion.
  • the gas-liquid mixing area 120 (the collision area between the gas flows and the liquid flow) is formed on the spraying direction side of the bottom (bottom surface) 31a of the ejection slit portion 31.
  • the maximum spray angle is less than 100 °, and when the spray distance is long, the taper pattern is formed (although the practicality is remarkably lowered when used at a spray angle of 100 ° or more).
  • atomization can be achieved at a significantly lower air-water ratio than the conventional two-fluid nozzle.
  • a cross-section of the tip of the protruding portion protruding outside the device is a semicircular shape or a semi-elliptical shape.
  • the cross section of the tip 30a of the protrusion 30 is a semicircular or semi-elliptical shape having an R shape.
  • the density distribution of the particles in the major axis direction of the spray pattern can be made substantially uniform, and the density distribution of the fog particles in the major axis direction of the spray pattern can be controlled by forming the R shape.
  • FIG. 1C, 1F, and 2C the cross section of the tip 30a of the protrusion 30 is a semicircular or semi-elliptical shape having an R shape.
  • the slit width (d1) of the first gas injection unit and the slit width (d2) of the second gas injection unit are from 1 times the outlet orifice diameter (d3) of the liquid outflow unit. It is preferably 1.5 times. This is because it is preferable that the collision cross-sectional area of the liquid is smaller than the collision part or the collision wall when the liquid that has flowed out collides with the collision part or the collision wall between the gas flows. When the collision cross section of the liquid flowing out from the collision part or the collision wall between the gas flows is large, a part of the liquid tends not to be atomized without colliding with the collision part or the collision wall, and the atomization is poor.
  • the slit width of the first gas injection unit 1 is d1
  • the slit width of the second gas injection unit 2 (not shown)
  • the slit width d1 of the gas injection part is smaller than the outlet orifice diameter d3 of the liquid outflow part, a large amount of coarse particles are likely to be generated on both sides in the major axis direction of the spray pattern.
  • the orifice diameter (diameter of the cross-sectional circle) of the first and second gas injection units is 1 to 1.5 times the orifice diameter (diameter of the cross-sectional circle) of the liquid outflow portion. The reason is the same as above.
  • the width (d4) of the protrusion is greater than 1 and less than or equal to 6 times the slit width (d1) of the first gas injection unit and the slit width (d2) of the second gas injection unit. It is preferably 1.5 times or more and 4 times or less, more preferably 2 times or more and 3 times or less. The larger the width d4, the larger the area in contact with the fog, and the more easily the drop d4 is generated.
  • the width (d5) and the slit depth (d6) of the ejection slit portion formed in the projecting portion are not particularly limited, but the gas-liquid mixing area 12 is placed inside the ejection slit portion. It is preferable to have a space that can be arranged.
  • the liquid is 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 that flows out at a predetermined interval.
  • the impulse flow is a liquid flow that flows out instantaneously at a predetermined timing, for example.
  • the liquid is a refined liquid.
  • fine liquid particles can be used.
  • the liquid 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 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. These may be used alone or as a mixture of a plurality of types thereof.
  • FIG. 7A It is a schematic diagram for demonstrating the inclination of a liquid outflow direction. It is an external appearance perspective view of the liquid atomization apparatus of Embodiment 1.
  • FIG. 6A It is a partial cross section schematic diagram of the liquid atomizer of FIG. 6A. It is a front schematic diagram of the liquid atomization apparatus of FIG. 6B. It is the A section enlarged view of the liquid atomization apparatus of FIG. 6A.
  • FIG. 7B is a schematic cross-sectional view taken along the line XX of the outer cap portion of FIG. 7B. It is the A section enlarged view of the outer cap part of FIG. 7A. It is the C section enlarged view of the outer cap part of FIG. 7D.
  • FIG. 7B is a schematic cross-sectional view taken along the line BB of the outer cap portion of FIG. 7E.
  • the liquid atomizing apparatus of this embodiment will be described with reference to FIGS. 6A to 6D.
  • the liquid atomizing device shown in FIGS. 6A to 6D is configured as a nozzle device.
  • 7A to 7G are views for explaining the outer cap portion.
  • 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 flowing out 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 major axis direction, and the tip end portion 911 has a diameter smaller than other orifice diameters.
  • 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) form a concave groove having a rectangular cross section on the inner wall surface of the outer cap portion 85 (see the BB cross section in FIGS. 7E and 7G).
  • the first gas orifice 81 and the second gas orifice (not shown) having a rectangular cross section are formed by being sealed with the cap portion 95.
  • the concave groove 81 is indicated by a slit width d1 and a slit depth d11. Further, the fixing method of each member is not limited to screw fixing, and other connecting means can be used, and a sealing member (not shown) (such as an O-ring) is appropriately incorporated in the gap between the members. May be.
  • the outer cap portion 85 is formed with a protruding portion 851 protruding in a convex shape on the outer side of the apparatus.
  • a gas-liquid mixing area (not shown) is formed inside the protruding portion 851.
  • An ejection slit portion 851a is formed in the projecting portion 851.
  • regulating portions 852a and 852b are formed in the vicinity of the bottom of the ejection slit portion 851a along the wide-angle spray direction of the mist.
  • the inclination angle ( ⁇ ) formed by the restricting portions 852a and 852b is 60 °.
  • the restricting portions 852a and 852b make it easy for the sprayed mist to be ejected forward without adhering to the nozzle tip surface, and even in wide-angle spraying, it is difficult for the nozzle tip portion to generate droplets, and the average particle size in the major axis direction of the spray pattern It becomes almost equal.
  • the inclination angle ⁇ is not limited to 60 °.
  • the tip cross-section 851b of the protrusion 851 has a semicircular shape.
  • the density distribution of particles in the major axis direction of the spray pattern can be made substantially uniform, and the density distribution of fog particles in the major axis direction of the spray pattern can be suitably controlled by making the tip cross-section R-shaped.
  • a gas-liquid mixing area (not shown), which is an area where two gas flows collide with one liquid flow, is formed on the spraying direction side from the bottom of the ejection slit portion 851a. Accordingly, it is possible to easily obtain a spray pattern with less taper and a maximum spray angle (wide angle spray angle ⁇ ) of 180 °.
  • 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 collision angle ⁇ between the gas flows is not limited to 110 °, and can be set in the range of 90 ° to 180 °, for example.
  • Example 1 Using the liquid atomizing apparatus having the configuration shown in the first embodiment, the presence or absence of dripping was evaluated.
  • the ejection slit portion 851a of the projecting portion 851 of Example 1 has a width (d4) of 1 mm, a slit depth (d6) of 0.95 mm, and a slit interval (d5) of 0.3 mm, and the restriction portions 852a and 852b.
  • Inclination angle ⁇ is 60 °
  • rectangular cross section of first and second gas orifices is slit width (d1) is 0.47 mm
  • slit depth (d11) is 0.57 mm
  • cross section diameter of liquid orifice tip is ⁇ 0.35 mm It was. Air was used as the gas and water was used as the liquid.
  • Example 2 In the first embodiment, the inclination angle of the restricting portions 852a and 852b is 90 °, the air quantity Qa of gas injection is 10.0 (NL / min), and the spray (water) quantity Qw is 50.0 (ml / min). Air pressure Pa, water pressure Pw, and the average particle diameter (SMD) at the center and both ends in the major axis direction of the spray pattern were evaluated. As this comparison, the same evaluation was made with the restriction portions 852a and 852b eliminated (Comparative Example 2). The results are shown in Table 2. In Example 2, the fog had substantially the same average particle diameter at the center and both ends in the major axis direction of the spray pattern.
  • Example 3 Evaluation of spray pattern density distribution
  • the tip end face 851b of the protrusion 851 is semicircular (described in Table 3 as Example 3).
  • Example 3 a projecting portion having a rectangular cross section with an angular tip was evaluated (Comparative Example 3).
  • Table 3 a projecting portion having a rectangular cross section with an angular tip was evaluated.
  • Example 3 it was confirmed that the density distribution of the fog particles was substantially uniform in the major axis direction of the spray pattern.
  • Comparative Example 3 in the major axis direction of the spray pattern, as shown in FIG. 2D, the high-density area and the low-density area of the mist particles were confirmed separately.
  • Example 4 the slit width is 1.35 times the diameter of the tip of the liquid orifice
  • the central portion and both end portions A and B have substantially uniform particle diameters in the major axis direction of the spray pattern. It was.
  • Comparative Example 4 the rectangular cross-sectional size of the gas orifice is excessive and the slit width is 2.24 times the diameter of the tip of the liquid orifice
  • the average particle diameter in the central portion is larger than that at both ends in the major axis direction of the spray pattern. It was 2 times or more, and the effect of refining the liquid was low.
  • the average particle size (SMD) was measured with a laser diffraction measuring device.
  • the measurement position was 150 mm from the nozzle tip on the spray direction axis.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Nozzles (AREA)

Abstract

　２つの気体流同士を衝突させるための第１気体噴射部（１）および第２気体噴射部（２）と、液体を流出させるための液体流出部（６）と、前記第１気体噴射部（１）から噴射された気体流と前記第２気体噴射部（２）から噴射された気体流と前記液体流出部（６）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）と、前記第１気体噴射部（１）と前記第２気体噴射部（２）に沿って装置外側に断面凸状に突出して形成され、内部に前記気液混合エリア部（１２０）が形成される突出部（８５１）と、前記突出部（８５１）に、前記気液混合エリア部（１２０）で生成された霧の広角噴霧方向に沿って形成される噴出用スリット部（８５１ａ）と、前記噴出用スリット部（８５１ａ）の底部近傍に霧の広角噴霧方向に沿って形成される規制部（８５２ａ、８５２ｂ）と、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、２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。
　また、従来のノズル構造の場合、噴霧角が広角（例えば８０°以上）であれば、その噴霧流が噴霧出口部に付着し、しずくとなりボタ落ちするので、周辺を濡らしてしまい問題となっていた。
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、
装置外側に断面凸状に突出して形成され、内部に前記気液混合エリア部が形成される突出部と、
　前記突出部に、前記気液混合エリア部で生成された霧の広角噴霧方向に沿って形成される噴出用スリット部と、
　前記噴出用スリット部の底部近傍に、前記霧の広角噴霧方向に向かって傾斜して形成される規制部と、を備える。
　この構成の作用効果を図１Ａ～図１Ｃ（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が衝突して、衝突部１００が形成される。この衝突部１００を含む部分を衝突壁と呼ぶ（図１Ｂ）。液体流出部６から流出された液体６１は、この衝突壁（衝突部１００を含む）に衝突する（図１Ｂ）。衝突壁に液体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、突出部３０に形成された噴出用スリット部３１の隙間から広角に広がって（扇状に広がって）噴霧される（図２Ａ，図２Ｂ参照）。このとき、噴出用スリット部３１の底部近傍に霧の広角噴霧方向に向かって規制部３２ａ、３２ｂが形成されている（図１Ｃ）。この規制部３２ａ、３２ｂによって、噴霧される霧がノズル先端面に付着せずに前方へ噴出されやすくなり、広角噴霧でもノズル先端部にしずくが発生しにくく、噴霧パターン長径方向の平均粒子径がほぼ均等になる。
　上記規制部３２ａ、３２ｂは、噴出用スリット部３１の凹溝断面の端部よりも外側（噴霧方向）に、その先端部あるいはその傾斜面が突出して形成されていてもよい。また、上記規制部３２ａ、３２ｂは、噴出用スリット部３１の凹溝内部(あるいは突出部３０)よりも外側（噴霧方向）に形成されていてもよい。
　本発明において、突出部は、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、別部材で形成されていてもよい。
　本発明の液体霧化装置によれば、気体流同士の衝突部あるいは衝突壁（衝突部を含む）と、液体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流同士の圧力は、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。
　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３Ａ～３Ｆは、突出部等の他の部材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。噴霧パターンは、例えば、２つの噴射された気体流の衝突で形成された衝突部と液体（液体流）とが衝突した場合には、噴出用スリット部３１の開放方向に、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）となる。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、８０°以上であり、１００°～１８０°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液体（液体流）を衝突させた場合に、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、流出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液体を衝突させた場合に、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、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。
　上記発明の前記規制部の傾斜角度は、１８０°より小さい傾斜角であればよく、例えば、噴霧方向に開くように、１０°～１６０°の角度範囲が挙げられる。好ましい実施形態としては、２０°～１５０°の角度範囲で傾斜して形成されていることが好ましい。図１Ｄは、規制部３２ａ、３２ｂの傾斜角度θを示す。傾斜角度θとしては、２０°～１５０°の範囲が好ましく、より好ましくは、４０°～１２０°であり、さらに好ましくは、６０°～９０°である。θが小さくなるほど、噴霧が直進的になり、噴霧出口周辺に霧がより付着しにくくなるが、噴霧パターンの長径が短くなり広角噴霧パターンでなくなる。一方、θが大きくなるほど噴霧出口周辺に霧が付着しやすく、しずくになりやすくなる。θが６０°～９０°の範囲では、しずく発生の抑制効果が高く、広角噴霧パターンを維持できる。また、本発明の規制部によって、傾斜角度θ（＝θ１＋θ２）をコントロールすることで、噴霧パターンの長径の長さ、噴霧パターンを可変にコントロールできる。図１Ｄに示すように、規制部３２ａ、規制部３２ｂは、噴霧方向中心軸から、同じ傾斜角（θ／２ずつ）であることが必ずしも必要ではなく、得たい噴霧パターンに応じて、θ１とθ２の角度が異なっていてもよい。
　上記発明の一実施形態として、前記気液混合エリアが、前記噴出用スリット部の底部よりも噴霧方向側に形成されていることが好ましい。
　この構成では、図１Ｅに示すように、気液混合エリア１２０（気体流同士および液体流との衝突部エリア）が、噴出用スリット部３１の底部（底面）３１ａよりも噴霧方向側に形成される。従来の二流体ノズルでは最大噴霧角が１００°未満であり、かつ噴霧距離が遠くなれば先細りパターンになっていたが（１００°以上の噴霧角で使用すると実用性が著しく低下していたが）、本発明によれば、先細りが少なく、かつ最大噴霧角（広角噴霧角度γ）が１８０°の噴霧パターンを簡単に得ることができる。さらに、本発明の霧化原理による高い霧化効果と広角噴霧による噴霧パターン断面の低密度により、従来の二流体ノズルよりも大幅な低気水比で微粒化ができる。
　上記発明の一実施形態として、前記突出部の装置外部に突出している先端部断面が、半円形状または半楕円形状であることが好ましい。
　この構成では、図１Ｃ、図１Ｆ、図２Ｃに示すように、突出部３０の先端部３０ａの断面が、Ｒ形状を有する半円形状または半楕円形状である。これによって、噴霧パターンの長径方向の粒子の密度分布を略均一にでき、Ｒ形状にすることで、噴霧パターンの長径方向の霧粒子の密度分布を制御できる。一方、図２Ｄに示すように、先端部３０ｂが角ばっていると、そこを通過する霧が膨張するときに、霧粒子が引っかかり（接触可能面積が大きいため引っかかりやすい）、噴霧パターンにスジや粗粒子が発生しやすく、また噴霧パターンの中央部分の霧粒子が他エリアよりも高密度になりやすい。
　本発明の一実施形態として、前記第１気体噴射部のスリット幅（ｄ１）および前記第２気体噴射部のスリット幅（ｄ２）が、前記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。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の衝突断面積が小さいことが好ましいからである。気体流同士の衝突部または衝突壁よりも流出した液体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傾向にあり、微粒化が悪い。
　この構成では、図１Ｆに示すように、第１気体噴射部１のスリット幅がｄ１であり、不図示の第２気体噴射部２のスリット幅がｄ２であり、ｄ１＝ｄ２の寸法設定である。そして、液体流出部６の出口オリフィス直径がｄ３であるとき、ｄ３＝ｄ１～１．５×ｄ１の範囲である。これによって、均等な粒子径と拡散分布が得られる。気体噴射部のスリット幅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、気体噴射部のスリット幅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。
　また、第１、第２気体噴射部のオリフィス径（断面円の直径）が、液体流出部のオリフィス径（断面円の直径）の１倍から１．５倍であることが好ましい。上記と同様の理由である。
　本発明の一実施形態として、突出部の幅（ｄ４）が、第１気体噴射部のスリット幅（ｄ１）および第２気体噴射部のスリット幅（ｄ２）の１倍より大きく６倍以下であることが好ましく、より好ましくは１．５倍以上４倍以下であり、さらに好ましくは２倍以上３倍以下である。幅ｄ４が大きくなるほど、霧と接触する面積が大きくなりしずく発生がしやすくなる。
　また、図１Ｅに示すように、突出部に形成された噴出用スリット部の幅（ｄ５）とスリット深さ（ｄ６）は、特に制限されないが、気液混合エリア１２を噴出用スリット部内部に配置できる程度の空間を有し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、所定間隔で流出する液体流である。インパルス流は、例えば、所定のタイミングで瞬間的に流出する液体流である。液体供給装置等で、液体の流出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。液体流出部から流出される液体として、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、酸素等が単独で、あるいはそれら複数種類の混合気体が挙げられ、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、樹脂等が単独で、あるいはそれら複数種類の混合液体が挙げられる。
液体霧化装置の一例を説明するための模式図である。 液体霧化装置の一例を説明するための模式図である。 液体霧化装置の一例を説明するための模式図である。 液体霧化装置の一例を説明するための模式図である。 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。 噴霧パターン例を説明するための模式図である。 噴霧パターン例を説明するための模式図である。 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。 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の液体霧化装置の外観斜視図である。 図６Ａの液体霧化装置の一部断面模式図である。 図６Ｂの液体霧化装置の正面模式図である。 図６Ａの液体霧化装置のＡ部拡大図である。 図６Ａの気体オリフィスを構成する外キャップ部の一部断面模式図である。 図７Ａの外キャップ部の正面模式図である。 図７Ａの外キャップ部の背面模式図である。 図７Ｂの外キャップ部のＸ－Ｘ断面模式図である。 図７Ａの外キャップ部のＡ部拡大図である。 図７Ｄの外キャップ部のＣ部拡大図である。 図７Ｅの外キャップ部のＢ－Ｂ断面模式図である。
　（実施形態１）
　本実施形態の液体霧化装置を図６Ａ～６Ｄを参照しながら説明する。図６Ａ～６Ｄ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。図７Ａ～７Ｇは、外キャップ部を説明するための図である。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°で気体流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。　
　図６Ｂに示すように、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流出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がその長軸方向にストレートに延び、その先端部９１１は、他のオリフィス径よりも小さい径である。
　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、外キャップ部８５の内壁面に断面矩形の凹溝を形成し（図７Ｅ、７ＧのＢ－Ｂ断面参照）、この凹溝が内キャップ部９５で密閉され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。凹溝８１は、スリット幅ｄ１、スリット深さｄ１１で示される。また、各部材の固定方法は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７Ａ～７Ｄに示すように、外キャップ部８５には、装置外側に断面凸状に突出した突出部８５１が形成されている。この突出部８５１の内部に気液混合エリア部（不図示）が形成される。この突出部８５１に、噴出用スリット部８５１ａが形成されている。さらに、図７Ｆに示すように、噴出用スリット部８５１ａの底部近傍に霧の広角噴霧方向に沿って規制部８５２ａ、８５２ｂが形成される。本実施形態において、この規制部８５２ａ、８５２ｂで形成される傾斜角度（θ）は、６０°である。この規制部８５２ａ、８５２ｂによって、噴霧される霧がノズル先端面に付着せずに前方へ噴出されやすくなり、広角噴霧でもノズル先端部にしずくが発生しにくく、噴霧パターン長径方向の平均粒子径がほぼ均等になる。なお、傾斜角度θは６０°に制限されない。
　また、図７Ｆに示すように、突出部８５１の先端断面８５１ｂは、半円形状である。これによって、噴霧パターンの長径方向の粒子の密度分布を略均一にでき、先端断面をＲ形状にすることで、噴霧パターンの長径方向の霧粒子の密度分布を好適に制御できる。
　また、２本の気体流同士と１本の液体流が衝突するエリアである気液混合エリア（不図示）が、噴出用スリット部８５１ａの底部よりも噴霧方向側に形成されている。これによって、先細りが少なく、かつ最大噴霧角（広角噴霧角度γ）が１８０°の噴霧パターンを簡単に得ることができる。
　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°の範囲で設定できる。
（実施例１）
　上記実施形態１に示す構成の液体霧化装置を用いて、しずく発生の有無を評価した。実施例１の突出部８５１の噴出用スリット部８５１ａは、幅（ｄ４）が１ｍｍ、スリット深さ（ｄ６）が０．９５ｍｍ、スリット間隔（ｄ５）が０．３ｍｍとし、規制部８５２ａ、８５２ｂの傾斜角度θが６０°、第１、第２気体オリフィスの矩形断面がスリット幅（ｄ１）が０．４７ｍｍ、スリット深さ（ｄ１１）が０．５７ｍｍ、液体オリフィス先端部の断面直径がφ０．３５ｍｍ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１０．０（ＮＬ／ｍｉｎ）、噴霧（水）量Ｑｗを２５．０（ｍｌ／ｍｉｎ）とした場合、および気体噴射の空気量Ｑａを１０．０（ＮＬ／ｍｉｎ）、噴霧（水）量Ｑｗを５０．０（ｍｌ／ｍｉｎ）とした場合のそれぞれの空気圧Ｐａ、水圧Ｐｗ、噴霧角、平均粒子径（ＳＭＤ）、しずく量を評価した。その結果を表１に示す。いずれの場合もしずくが発生しないことを確認できた。一方、この実施例１において、比較例１として規制部８５２ａ、８５２ｂを無くしたもので同じ評価を行ったところ、しずくが発生したことを確認した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
  
（実施例２）
　上記実施例１において、規制部８５２ａ、８５２ｂの傾斜角度を９０°とし、気体噴射の空気量Ｑａを１０．０（ＮＬ／ｍｉｎ）、噴霧（水）量Ｑｗを５０．０（ｍｌ／ｍｉｎ）とした場合の空気圧Ｐａ、水圧Ｐｗ、スプレーパターンの長径方向の中央部および両端部の平均粒子径（ＳＭＤ）を評価した。この比較として、規制部８５２ａ、８５２ｂを無くしたもので同じ評価をした（比較例２）。その結果を表２に示す。実施例２では、スプレーパターンの長径方向の中央部と両端部とで霧が略同じ平均粒子径であった。一方、比較例２ではスプレーパターンの長径方向の両端部の方の霧の平均粒子径が明らかに大きかった、規制部８５２ａ、８５２ｂがあることで、スプレーパターンの長径方向における霧の平均粒子径分布が略均一になることを確認できた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
  
　（実施例３：スプレーパターンの密度分布の評価）
　実施例１は、突出部８５１の先端面８５１ｂが半円状になっている（実施例３として表３に記載した）。この比較として、その先端が角張っている断面矩形状の突出部について評価した（比較例３）。その結果を表３に示す。実施例３では、スプレーパターンの長径方向において、霧粒子の密度分布が略均一になっていたことを確認できた。一方、比較例３では、スプレーパターンの長径方向において、図２Ｄのように霧粒子の高密度のエリアと低密度のエリアとが分かれて確認できた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
  
（実施例４）
　次に、液体オリフィス先端直径をφ＝０．３５ｍｍに固定し、気体オリフィスの矩形断面サイズを変えて、気体噴射の空気量Ｑａを１０．０（ＮＬ／ｍｉｎ）、噴霧（水）量Ｑｗを５０．０（ｍｌ／ｍｉｎ）とした場合の空気圧Ｐａ、水圧Ｐｗ、スプレーパターンの長径方向の中央部および両端部Ａ，Ｂの平均粒子径（ＳＭＤ）を評価した（比較例４，５）。その結果を表４に示す。実施例４（スリット幅が液体オリフィス先端直径の１．３５倍）では、スプレーパターンの長径方向において、中央部、両端部Ａ，Ｂが略均一の粒子径であり、略均一の微細化であった。一方、比較例４（気体オリフィスの矩形断面サイズが過大、スリット幅が液体オリフィス先端直径の２．２４倍）では、スプレーパターンの長径方向において、中央部の平均粒子径が両端部のそれよりも２倍以上であり、液体の微細化効果が低くかった。これは、空気量と噴霧量とを一定条件にして行ったため、２つの気体流の衝突壁における空気密度が実施例４よりも低く、液体の微細化が進む前に前方へ噴霧されてしまったと推測される。また、比較例５（気体オリフィスの矩形断面サイズが過小、スリット幅が液体オリフィス先端直径の０．８５倍）では、スプレーパターンの長径方向において、中央部の平均粒子径が両端部のそれよりも２倍程度小さく、液体の微細化効果が低くかった。これは、２つの気体流の衝突壁よりもこれと衝突する液体の断面積が大きいため、液体流の径方向にいく程、気体流との衝突が少なかったものと推測される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
  
なお、上記において、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。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。
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）
３０　　　突出部
３１　　　噴出用スリット部
３２ａ、３２ｂ　規制部
６２　　　霧
８１　　　第１気体オリフィス
８５　　　外側キャップ部
８５１　　突出部
８５１ａ　噴出用スリット部
８５１ｂ　先端断面
８５２ａ、８５２ｂ　規制部
９１　　　液体オリフィス
１００　　衝突部
１００ａ　衝突面
１２０　　気液混合エリア

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、
    装置外側に断面凸状に突出して形成され、内部に前記気液混合エリア部が形成される突出部と、
    　前記突出部に、前記気液混合エリア部で生成された霧の広角噴霧方向に沿って形成される噴出用スリット部と、
    　前記噴出用スリット部の底部近傍に、前記霧の広角噴霧方向に向かって傾斜して形成される規制部と、を備える液体霧化装置。
  2. 　前記規制部は、２０°～１５０°の角度範囲で傾斜して形成される、請求項１に記載の液体霧化装置。
  3. 　前記気液混合エリアが、前記噴出用スリット部の底部よりも噴霧方向側に形成される、請求項１または２に記載の液体霧化装置。
  4. 　前記突出部の装置外部に突出している先端部断面が、半円形状または半楕円形状である、請求項１～３のいずれか１項に記載の液体霧化装置。
  5. 　前記第１気体噴射部のスリット幅（ｄ１）および前記第２気体噴射部のスリット幅（ｄ２）が、前記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、請求項１～４のいずれか１項に記載の液体霧化装置。
PCT/JP2012/077075 2011-11-02 2012-10-19 液体霧化装置 WO2013065503A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/355,823 US20150035179A1 (en) 2011-11-02 2012-10-19 Liquid atomization device
CN201280065761.4A CN104023853A (zh) 2011-11-02 2012-10-19 液体雾化装置
EP12846375.9A EP2801412A4 (en) 2011-11-02 2012-10-19 liquid spraying

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011241330A JP5971640B2 (ja) 2011-11-02 2011-11-02 液体霧化装置
JP2011-241330 2011-11-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013065503A1 true WO2013065503A1 (ja) 2013-05-10

Family

ID=48191858

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2012/077075 WO2013065503A1 (ja) 2011-11-02 2012-10-19 液体霧化装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20150035179A1 (ja)
EP (1) EP2801412A4 (ja)
JP (1) JP5971640B2 (ja)
CN (1) CN104023853A (ja)
TW (1) TW201330934A (ja)
WO (1) WO2013065503A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3154613B1 (en) * 2014-06-16 2020-05-13 Meway Pharma Ltd A novel operated nebulizer and means thereof

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3086513B1 (fr) * 2018-10-02 2021-10-15 Oreal Procede de traitement cosmetique
FR3086514B1 (fr) * 2018-10-02 2021-10-15 Oreal Procede de coloration capillaire
JP7502775B2 (ja) 2020-07-06 2024-06-19 株式会社麻場 噴霧ノズル
JP7001789B2 (ja) * 2020-10-23 2022-01-20 リンナイ株式会社 ガス供給用マニホールド

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04122658U (ja) * 1991-04-15 1992-11-04 アロイ工器株式会社 扇形噴霧ノズル
WO2001002099A1 (fr) * 1999-06-30 2001-01-11 Anest Iwata Corporation Pistolet a peinture a basse pression
JP2002010942A (ja) * 2000-06-29 2002-01-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd シャワー装置
JP2002126587A (ja) 2000-10-19 2002-05-08 Bio Media Co Ltd 噴霧ノズル装置
JP2006167601A (ja) * 2004-12-16 2006-06-29 Ikeuchi:Kk 二流体ノズル
JP2008296197A (ja) * 2007-06-04 2008-12-11 Jfe Steel Kk ノズル
JP2011212649A (ja) * 2010-03-15 2011-10-27 Nozzle Network Co Ltd 二流体ノズルおよびその二流体ノズルを備える微細化装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2774631A (en) * 1952-06-11 1956-12-18 Spraying Systems Co Two-part orifice spray nozzle and method of making same
JPS6079563U (ja) * 1983-11-02 1985-06-03 株式会社いけうち スプレ−ノズル
JPS6227058A (ja) * 1985-07-25 1987-02-05 Kawasaki Steel Corp 溶融金属霧化装置
US5115972A (en) * 1991-02-06 1992-05-26 Minnesota Mining And Manufacturing Company Spray die for producing spray fans
US6267301B1 (en) * 1999-06-11 2001-07-31 Spraying Systems Co. Air atomizing nozzle assembly with improved air cap
US6161778A (en) * 1999-06-11 2000-12-19 Spraying Systems Co. Air atomizing nozzle assembly with improved air cap
DE10009573B4 (de) * 2000-02-29 2006-01-26 Mabo Steuerungselemente Vertriebs-Gmbh Düseneinrichtung, insbesondere angeordnet in sanitären Wasserbecken und Behältern
US8684281B2 (en) * 2006-03-24 2014-04-01 Finishing Brands Holdings Inc. Spray device having removable hard coated tip
JP3152114U (ja) * 2009-02-09 2009-07-23 大起理化工業株式会社 小径降雨発生装置
US8524312B2 (en) * 2011-11-16 2013-09-03 Csl Silicones Inc. Applicator for spraying elastomeric materials

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04122658U (ja) * 1991-04-15 1992-11-04 アロイ工器株式会社 扇形噴霧ノズル
WO2001002099A1 (fr) * 1999-06-30 2001-01-11 Anest Iwata Corporation Pistolet a peinture a basse pression
JP2002010942A (ja) * 2000-06-29 2002-01-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd シャワー装置
JP2002126587A (ja) 2000-10-19 2002-05-08 Bio Media Co Ltd 噴霧ノズル装置
JP2006167601A (ja) * 2004-12-16 2006-06-29 Ikeuchi:Kk 二流体ノズル
JP2008296197A (ja) * 2007-06-04 2008-12-11 Jfe Steel Kk ノズル
JP2011212649A (ja) * 2010-03-15 2011-10-27 Nozzle Network Co Ltd 二流体ノズルおよびその二流体ノズルを備える微細化装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2801412A4

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3154613B1 (en) * 2014-06-16 2020-05-13 Meway Pharma Ltd A novel operated nebulizer and means thereof
US11020542B2 (en) 2014-06-16 2021-06-01 Sanara Tech Ltd. Operated nebulizer and means thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013094749A (ja) 2013-05-20
JP5971640B2 (ja) 2016-08-17
EP2801412A4 (en) 2015-03-25
US20150035179A1 (en) 2015-02-05
EP2801412A1 (en) 2014-11-12
TW201330934A (zh) 2013-08-01
CN104023853A (zh) 2014-09-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8104697B2 (en) Fluid spray control device
WO2013065503A1 (ja) 液体霧化装置
CN106163672B (zh) 用于产生均匀小液滴喷雾的具有高效率机械打散的改进的旋流喷嘴组件
WO2013094522A1 (ja) 液体霧化装置
JPH08229463A (ja) 発泡器ノズル組立体
PL168480B1 (pl) Dysza urzadzenia do wytwarzania rozpylonego strumienia kropelek PL PL PL PL PL PL
JP5672613B2 (ja) 液体霧化装置
US20190015855A1 (en) Nozzles and methods of mixing fluid flows
RU2647104C2 (ru) Мелкодисперсный распылитель жидкости
JPH09220495A (ja) 流体噴出ノズル
JPWO2013146624A1 (ja) 液体噴射装置及び液体噴射方法
JP5140712B2 (ja) 液体霧化装置および液体霧化方法
RU2551063C1 (ru) Распылитель жидкости
JP6814993B2 (ja) 噴霧装置
JP4778212B2 (ja) 三流体ノズル
JP3563067B2 (ja) 液体の微粒化方法および装置
JP2013193006A (ja) 液体霧化装置
WO2013073336A1 (ja) 液体霧化装置
JP2012254457A (ja) 液体霧化装置および液体霧化方法
JP2003117442A (ja) 液体を微粒子にする方法及びこれに用いるノズル
JP2004344689A (ja) ２流体ノズル
JP2023174199A (ja) 噴霧装置
JP2000246153A (ja) 液体微粒化装置
JP2023175228A (ja) 二流体噴霧装置
JP2013180258A (ja) 液体霧化装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12846375

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14355823

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012846375

Country of ref document: EP