JP6350951B2 - Spraying equipment - Google Patents
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Description
本発明は、気体によって液体を微粒化する二流体ノズル型式の噴霧装置に関するものである。 The present invention relates to a two-fluid nozzle type spraying device for atomizing a liquid by gas.
液体を微粒化するノズルは、空間又は物質の冷却装置、加湿装置、薬液散布装置、燃焼装置、又は、粉塵対策装置等に広く用いられている。この微粒化ノズルを大別すると、液体を微細な孔より噴出して微粒化する一流体ノズルと、空気、窒素、又は蒸気等の気体を用い、液体を微粒化する二流体ノズルとに分類される。この一流体ノズルと二流体ノズルとでは、一般的に、二流体ノズルの方が、気体の持つエネルギーを用いて液体を微粒化するため、一流体ノズルよりも微粒化性能に優れるという特徴がある。 A nozzle for atomizing a liquid is widely used in a space or substance cooling device, a humidifying device, a chemical solution spraying device, a combustion device, or a dust countermeasure device. This atomization nozzle is roughly classified into a one-fluid nozzle that ejects liquid from fine holes and atomizes it, and a two-fluid nozzle that atomizes liquid using gas such as air, nitrogen, or vapor. The The one-fluid nozzle and the two-fluid nozzle are generally characterized in that the two-fluid nozzle is superior in atomization performance to the one-fluid nozzle because the liquid atomizes using the energy of gas. .
液体を微粒化する二流体ノズルの例としては、例えば、特許文献1に記載された二流体ノズルがある。特許文献1に記載された二流体ノズルは、図6に示すように、内筒40と、中筒41と、外筒42とを備えた三重筒構造で、内筒40は、基端側筒43と先端側筒44とを連結して形成している。内筒40の中空部を中心空気流路45とし、内筒40と中筒41との間の中間環状流路を液体流路46とし、中筒41と外筒42との間の外側環状流路を外側空気流路47としている。外側空気流路47の基端側開口47a及び中心空気流路45の基端側開口45aは、図示しない空気供給主管と接続している。よって、図示しない空気圧縮機からなる空圧源より、空気供給主管を介して基端側開口47aと基端側開口45aとに、低圧空気を流入させるようにしている。また、環状の液体流路46の基端側開口46aは、図示しない水供給主管を接続して、図示しない液槽よりポンプと水供給主管を介して基端側開口46aに、加圧された水を流入させるようにしている。
As an example of the two-fluid nozzle for atomizing the liquid, there is a two-fluid nozzle described in
内筒40の先端側筒44と、中筒41と、外筒42との先端側に、軸線Lに沿った同一線上に位置する開口40a、41a、42aを備えた先端部40b、41b、42bを備え、噴射口となる外筒42の開口42aの内側に中筒41の開口41aを位置させ、中筒41の開口41aの内側に内筒40の開口40aを位置させている。
内筒40の先端側筒44は、基端側筒43に螺着して接続した筒部の先端が内筒開口40aとなり、軸線方向の中央部に小径化したオリフィス44aを設けている。内筒40の開口40aの周縁となる先端面44bに、凹状の溝44cを略対向位置に2つ形成している。
The distal
中筒41の先端部41bは外周面を円錐形状とすると共に、その内部に段差41cを設けて先端側に小径の中空部を設け、該中空部を内筒40の先端開口40aと同一径で連通させている。先端側の小径中空部の先端には、更に小径とした先端開口41aを設けている。
The
中筒41の段差41cには、内筒40の先端面44bを当接させ、溝44cと段差41cとの間に3個の液体旋回連通流路48を設けている。この液体旋回連通流路48は内筒40の先端側中空部に開口し、この内筒40の先端側中空部と中筒41の先端中空部とを連通させていることより、この連通した内筒40と中筒41との先端中空部を第1混合室49としている。
The
中筒41の先端部41bと広い空間をあけて外筒42の先端部42bを外嵌し、この中筒と外筒の先端閉鎖部41bと42bとの間に第2混合室50を形成している。この第2混合室50は、環状の外側空気流路47と連通すると共に先端中央に噴射口となる開口42aを位置させている。
A wide space is provided between the
前記構成からなるノズルでは、まず、液体流路46に流入した水は、液体旋回連通流路48を通過するときに強制的に旋回され、第1混合室49に旋回流となって流入する。この旋回により、水は一次微粒化がなされる。第1混合室内49に旋回流となって流入した水の中央部に、中心空気流路45のオリフィス44aを通って噴出される空気圧縮機からの空気が、衝突混合する。この衝突混合により液滴の二次微粒化がなされながら、中筒41の開口41aから第2混合室50へと水と空気との気液混合流体が噴出する。
In the nozzle configured as described above, first, the water that has flowed into the
この二次微粒化された気液混合流体は、第2混合室50において、外側空気流路47より流入してくる空気圧縮機からの空気が、外周側より衝突混合する。このように、第2混合室50内において三次微粒化された気液混合ミストが、外筒42の噴射口となる開口42aより噴射されることとなる。特に、第2混合室50は広い空間であるため、外側空気流路47より流入してくる空気が、開口41aより流入してくる気液混合流体に対して外周より均一に衝突混合し、かつ、気液混合流体が旋回していることも合わせて、液滴の均一な微粒化が図れる。(特許文献1参照)。
In this second atomized gas-liquid mixed fluid, the air from the air compressor flowing in from the outer
しかしながら、特許文献1に記載された前記従来の二流体ノズルの構成は、複雑なノズル構成でありながらも、噴霧した液体を充分に微粒化できないために、液体の粒径が大きいという問題がある。具体的には、特許文献1に記載の二流体ノズルにより噴霧された液体の粒径は、50μm以上である。このように噴霧した液体の粒径が大きい場合、噴霧した液体が気化するまでに時間を要する、つまり、気化が遅いために、濡れ等が発生するという問題を有している。
However, although the configuration of the conventional two-fluid nozzle described in
本発明は、前記従来の問題を解決するものであり、気化が早くかつ濡れ等を感じない粒径の小さな液体を噴霧可能な噴霧装置を提供することを目的とする。より具体的には、本発明は、気化が早くかつ濡れ等を感じないような小さな粒径の例として10μm以下の粒径の液体を噴霧することができる二流体ノズル型式の噴霧装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the conventional problems described above, and an object thereof is to provide a spraying device capable of spraying a liquid having a small particle diameter that is quick to vaporize and does not feel wet. More specifically, the present invention provides a two-fluid nozzle type spray device capable of spraying a liquid having a particle size of 10 μm or less as an example of a small particle size that is fast vaporized and does not feel wet. For the purpose.
前記目的を達成するために、本発明の1つの態様によれば、
液体流路と気体流路とを有する噴霧装置本体部と、
前記噴霧装置本体部の先端に配置されて、前記液体流路の開口を覆いかつ平らな内側端面を有する内蓋部と、
前記噴霧装置本体部の先端に配置されて前記内蓋部を覆うとともに、前記気体流路の開口を覆いかつ前記内蓋部の前記内側端面に対向する平らな外側端面を有する外蓋部と、
前記内蓋部と前記外蓋部との間に配置され、円板状の外形の空間である気液混合部を構成する円環部と、
前記気液混合部と前記外蓋部の間に配置され、前記気液混合部と連通する貫通穴を有する整流板と、
前記内蓋部の周方向の少なくとも1箇所に貫通して設けられて前記気液混合部と連通して、前記液体流路を流れる液体流を前記気液混合部に流入させる液体流入口と、
前記内蓋部と前記外蓋部との間の前記気液混合部の側部に前記気液混合部と連通して配置されて、前記液体流入口から前記気液混合部に流入する前記液体流に向かって、前記気体流路を流れる気体流を前記気液混合部に流入させる気体流入口と、
前記外蓋部の前記外側端面に貫通して設けられて前記気液混合部及び前記整流板の前記貫通穴と連通し、前記気液混合部で前記気体流と前記液体流とが混合して微粒化した液体を噴出させる噴出部とを備える噴霧装置を提供する。
To achieve the object, according to one aspect of the present invention,
A spraying device body having a liquid flow path and a gas flow path;
An inner lid portion disposed at the tip of the spraying device main body, covering the opening of the liquid channel and having a flat inner end surface;
An outer lid portion that is disposed at the tip of the spraying device main body portion to cover the inner lid portion, covers an opening of the gas flow path, and has a flat outer end surface facing the inner end surface of the inner lid portion;
An annular part that is disposed between the inner lid part and the outer lid part and that constitutes a gas-liquid mixing part that is a disk-shaped outer space;
A rectifying plate disposed between the gas-liquid mixing part and the outer lid part and having a through hole communicating with the gas-liquid mixing part;
A liquid inlet that penetrates at least one place in the circumferential direction of the inner lid portion, communicates with the gas-liquid mixing portion, and allows a liquid flow flowing through the liquid flow channel to flow into the gas-liquid mixing portion;
The liquid that is disposed in a side portion of the gas-liquid mixing portion between the inner lid portion and the outer lid portion so as to communicate with the gas-liquid mixing portion and flows into the gas-liquid mixing portion from the liquid inlet A gas inlet for flowing a gas flow flowing through the gas flow path into the gas-liquid mixing unit,
It is provided through the outer end surface of the outer lid portion and communicates with the gas-liquid mixing portion and the through hole of the rectifying plate, and the gas flow and the liquid flow are mixed in the gas-liquid mixing portion. There is provided a spraying device including a jetting part for jetting atomized liquid.
以上のように、本発明の前記態様にかかる噴霧装置によれば、気化が早くかつ濡れ等を感じない粒径の小さな液体を噴霧可能な噴霧装置を提供することができる。より具体的には、気化が早くかつ濡れ等を感じないような小さな粒径の例として10μm以下の粒径の液体を噴霧することができる二流体ノズル型式の噴霧装置を提供することができる。 As described above, according to the spray device according to the aspect of the present invention, it is possible to provide a spray device capable of spraying a liquid having a small particle diameter that is quick to vaporize and does not feel wet. More specifically, it is possible to provide a two-fluid nozzle type spraying apparatus that can spray a liquid having a particle size of 10 μm or less as an example of a small particle size that is quick to vaporize and does not feel wet.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明の実施の形態は、気体を用いて液体を微粒化噴霧する噴霧装置に関するものであり、前記気体としては、例えば、空気、窒素、酸素、又は、不活性ガス等が挙げられ、使用の目的に応じて適宜選定可能である。また、前記液体としては、例えば、水、オゾン水、殺菌及び除菌機能を有する薬液、塗料、又は、燃料油等が挙げられ、使用の目的に応じて適宜選定可能である。 Embodiments of the present invention relate to a spray device that atomizes and sprays a liquid using a gas. Examples of the gas include air, nitrogen, oxygen, or an inert gas. It can be selected appropriately according to the purpose. Examples of the liquid include water, ozone water, a chemical solution having a sterilizing and disinfecting function, a paint, fuel oil, and the like, and can be appropriately selected depending on the purpose of use.
(第1実施形態)
図1Aは、本発明の第1実施形態における噴霧装置10を示す切断端面図である。以下、この噴霧装置10の構成について図1Aを参照しながら説明する。
(First embodiment)
FIG. 1A is a cut end view showing a
噴霧装置10は、噴霧装置本体部10aと、内蓋部13と、外蓋部14とを少なくとも備えている。内蓋部13と円環部24と整流板30と外蓋部14とで気液混合部15を構成している。噴霧装置10は、さらに、噴霧装置蓋固定部17を備えている。
The spraying
噴霧装置本体部10aは、円柱状部材の中心部に軸方向沿いに配置された第1液体流路11と、第1液体流路11の周囲に間隔をおいて軸方向沿いに配置された円筒状の気体流路12とが、それぞれ形成されている。第1液体流路11と気体流路12とは、噴霧装置本体部10aの一部として中央部に位置する円筒部10bで区切られている。第1液体流路11は、先端部のみを図示しており、後端部の図示しない液体供給口は、例えば、液体供給管を介して、液槽に接続されたポンプに接続されている。気体流路12も、先端側のみを図示しており、後端の図示しない気体供給口は、例えば、気体供給管を介して、空気圧縮機からなる空圧源などに接続されている。
The spraying device
円筒部10bの先端は、円筒部10b以外の噴霧装置本体部10aより先端側に少し突出し、その先端に内蓋部13が固定されている。
The distal end of the
内蓋部13は、噴霧装置本体部10aの先端に配置され、第1液体流路11の開口を覆いかつ平らな内側端面13aを有する軸方向断面略C字形状をなしている。内蓋部13は、円筒部10bの端面と内蓋部13の内側端面13aの内面との間には、円板状外形の第2液体流路22が形成されている。内蓋部13の内側端面13aの外周方向の1箇所には、内側端面13aを軸方向に貫通する液体流入口18が形成されている。すなわち、液体流入口18は、内蓋部13の周方向の少なくとも1箇所に貫通して設けられるものであり、例えば、気液混合部15の外周壁面近傍の上流側平坦面である内蓋部13の内側端面13aに位置しており、第1液体流路11と気液混合部15とを連通させて、第1液体流路11を流れる液体流を気液混合部15に流入させている。
The
外蓋部14は、噴霧装置本体部10aの先端に配置され、内蓋部13を覆うとともに、気体流路12の開口を覆いかつ内蓋部13の内側端面13aに対向する平らな外側端面14aを有する軸方向断面略Ω形状をなしている。外蓋部14は、内蓋部13との間の側部では、所定間隔の円筒状の外形の隙間23をあけて覆っている。
The
外蓋部14の先端部側の内面には、後述する管状流路16bと同じ内径の貫通穴31を中央に有する薄い円板状の整流板30が嵌合固定されている。
A thin disc-shaped
内蓋部13と外蓋部14との間でかつ整流板30のさらに内側には、貫通穴31よりも大きな内径の穴部24aを有するC字状平面の円環部24が、内蓋部13の内側端面13aの外周部と整流板30との間に固定配置されている。円環部24は、整流板30との間で、円板状の外形の空間である気液混合部15を構成している。円環部24のうちの一カ所に切欠き又は隙間が設けられて、気体流入口19が形成されている。図1Bは、噴霧装置10の図1Aの1B−1B線での断面図を示しており、図1Bに示すように、気体流入口19は、噴霧装置本体部10aの中心(中心軸27)に対して液体流入口18とは180度位相を異にした、液体流入口18に対向する位置に位置するようにしている。よって、外蓋部14は、内蓋部13と円環部24と整流板30とを覆うように、噴霧装置本体部10aの端面と噴霧装置蓋固定部17との間に挟持されて固定されている。なお、噴霧装置蓋固定部17を無くして、外蓋部14が、直接、噴霧装置本体部10aの端面に固定されるようにしてもよい。
Between the
このように、外蓋部14と内蓋部13との間において所定間隔の円板状の外形の気液混合部15を確実に形成するため、円環部24と整流板30とを設けて、円環部24の穴部24a内でかつ整流板30の内面と内蓋部13の内側端面13aとの間に強制的に、隙間として気液混合部15が配置形成できるようにしている。なお、図1Cは、噴霧装置10の図1Aの1C−1C線での断面図を示しており、図1Cに示すように整流板30の貫通穴31は、円形状の縁を有している。このように構成される気液混合部15は、気体流路12を流れる気体流と第1液体流路11を流れる液体流とを混合するためのものである。
Thus, in order to reliably form the gas-
気体流入口19は、内蓋部13と外蓋部14との間の気液混合部15の側部に気液混合部15と連通して配置されて、液体流入口18から気液混合部15に流入する液体流に向かって、気体流路12を流れる気体流を気液混合部15に流入させている。例えば、気体流入口19は、噴霧装置本体部10aの中心(中心軸27)に対して液体流入口18とは180度位相を異にした、液体流入口18に対向する位置に位置する。さらに、外蓋部14の外側端面14aの外面の中央には、円筒部が突出して固定され、軸方向に外側端面14a及び円筒部を貫通した噴出口16aと管状流路16bと気液混合流体流入口16cとを有する噴出部16を形成している。言い換えれば、噴出部16は、外蓋部14の外側端面14aに貫通して設けられて、気液混合部15及び整流板30の貫通穴31と連通し、気液混合部15で気体流と液体流とが混合して微粒化した液体を、整流板30の貫通穴31で整流したのち噴出部16から噴出させるものである。噴出口16aと管状流路16bと気液混合流体流入口16cと整流板30の円形状の縁の貫通穴31は、第1液体流路11と同一の中心軸27上に配置されている。これに対して、液体流入口18は、この中心軸27から外れた位置に位置している。
The
よって、気液混合部15は、円環部24と内蓋部13と整流板30とで囲まれて形成されており、軸方向沿いに内蓋部13を貫通した液体流入口18と、軸方向とは交差する方向(例えば径方向)沿いに円環部24を切り欠いた気体流入口19と、整流板30の円形状の縁の貫通穴31と、軸方向沿いに外蓋部14を貫通した噴出口16aとに連通している。
Therefore, the gas-
このような構成において、噴霧装置10に供給された液体は、噴霧装置本体部10aに対して、図示しない液体供給口から装置先端側に第1液体流路11を流れて液体流となり、その液体流は、第2液体流路22と液体流入口18とを通って、気液混合部15に供給される。また、噴霧装置10に供給された気体は、噴霧装置本体部10aに対して、図示しない気体供給口から装置先端側に気体流路12を流れて気体流となり、その気体流は、隙間23と気体流入口19とを通って、気液混合部15に供給される。
In such a configuration, the liquid supplied to the
気液混合部15に対して気体流と液体流とが供給されると、気液混合部15で互いに混合され、液体が微粒化された後に、整流板30の円形状の縁の貫通穴31を通って整流され、外蓋部14に設けられた噴出部16の気液混合流体流入口16cと管状流路16bを通って噴出口16aから、混合されて微粒化された液体を外側に噴出する。
When a gas flow and a liquid flow are supplied to the gas-
以下、気液混合部15での微粒化の機構について、図1Bを参照しながら説明する。第1液体流路11を流れてきた液体流は、第2液体流路22を通り、内蓋部13に設けられた液体流入口18を通り、図1Bに示すように、気液混合部15の円環部24の穴部24aの内面近傍より、液体流が噴出部16の方向へ供給される。
Hereinafter, the atomization mechanism in the gas-
一方、液体流入口18から気液混合部15に供給された液体流に対して、液体流入口18の対向する位置に位置する気体流入口19を通って気液混合部15に供給された気体流が、気液混合部15内で液体に衝突する。このように衝突することで、液体は円環部24の穴部24aの内側面(内周面)に押し広げられ、薄い膜状になる。さらに、この状態から円環部24の穴部24aの内周面沿いの周方向に流れることにより、薄い膜状からさらに細かな液滴へと変化する。さらに、この液滴を含む気液混合流体が、気液混合部15内で攪拌されることで、液滴をさらに微粒化することができ、より粒径の小さな液体を噴出口16aから噴霧することが可能である。
On the other hand, with respect to the liquid flow supplied from the
具体的には、気液混合部15は内径6.0mm、高さ2.0mmであり、整流板30の厚みは0.5mmであり、整流板30の円形状の縁の貫通穴31は直径1.0mmであり、噴出部16の噴出口16aと気液混合流体流入口16cとはそれぞれ直径1.0mmであり、管状流路16bは直径1.0mmで長さ3.0mmであり、液体流入口18は直径0.7mmであり、気体流入口19は矩形であり、幅1.0mm、高さ1.0mmの噴霧装置10である。
Specifically, the gas-
この噴霧装置10に対し、気体の例として圧縮空気を0.3MPa(ゲージ圧)の圧力で供給し、液体の例として水を0.26MPa(ゲージ圧)の圧力で供給した。この条件で微粒化した水のザウター平均粒径をレーザー回折法にて評価を行った。レーザー回折法の測定距離は噴霧装置10の先端から300mmの位置であり、ザウター平均粒径は10.0μmとなった。また、この条件での騒音値を噴霧装置10の先端から1000mmの位置で、騒音計で測定したところ、80dBであった。
As an example of gas, compressed air was supplied at a pressure of 0.3 MPa (gauge pressure), and water was supplied as an example of liquid at a pressure of 0.26 MPa (gauge pressure). The Sauter average particle size of water atomized under these conditions was evaluated by a laser diffraction method. The measurement distance of the laser diffraction method was 300 mm from the tip of the spraying
前記第1実施形態にかかる噴霧装置10によれば、内蓋部13と外蓋部14との間に円環部24と整流板30とを設けて、外蓋部14と内蓋部13との間において所定間隔の円板状の外形の気液混合部15を確実に形成するように構成している。このため、気液混合部15で、液体流入口18から流入する液体と気体流入口19から流入する気体とが交差して衝突するとともに、円環部24の穴部24aの内周面で広がったのち内周面に沿って周回及び撹拌して液体が微粒化し、微粒化した液体を、整流板30の貫通穴31で整流されつつ噴出部16から噴出することができる。この結果、気化が早くかつ濡れ等を感じない粒径の小さな液体を噴霧可能な噴霧装置10を提供することができる。より具体的には、気化が早くかつ濡れ等を感じないような小さな粒径の例として10μm以下の粒径の液体を噴霧することができる二流体ノズル型式の噴霧装置10を提供することができる。
According to the
なお、前記第1実施形態では、前記気体流入口19は、前記噴霧装置本体部10aの中心軸27に対して前記液体流入口18と対向する位置に配置されている。しかしながら、このような配置に限定されるものではない。例えば、前記気体流入口19は、前記液体流入口18の近傍に配置され、かつ、前記液体流入口18から流入する前記液体流の流入方向に対して、前記気体流入口19から流入する前記気体流の流入方向が交差するように配置されてもよく、さらに前記気体流入口19と前記液体流入口18とが複数配置されていてもよい。
In the first embodiment, the
また、前記内蓋部13の内側端面13aである上流側平面に、気液混合部15の高さより小さい厚みを有する円板状の突起部を設けてもよい。
In addition, a disc-shaped protrusion having a thickness smaller than the height of the gas-
(第2実施形態)
図2は、第2実施形態として、気液混合流体流入口16cを円錐台状にした噴霧装置10Bを示す切断端面図である。図2示すように、気液混合流体流入口16cを、貫通穴31よりも大きな直径の開口部16dから、噴出口16aに向かって直径が細くなるように傾斜した円錐面16eで構成された円錐台状としている。気液混合流体流入口16cを円錐台状とする目的は、液体を、より微粒化することにある。気液混合部15に対して気体流と液体流とが供給されると、気液混合部15で互いに混合され、液体が微粒化された後に、整流板30の円形状の縁の貫通穴31を通って整流され、外蓋部14に設けられた噴出部16の気液混合流体流入口16cと管状流路16bとを通って噴出口16aから、混合されて微粒化された液体を外側に噴出する。気液混合流体流入口16cが円錐台状であると、整流板30の円形状の縁の貫通穴31から噴出口16aへ向かう気液混合流体が、整流板30の貫通穴31を通過して整流されたのち、貫通穴31の直径よりも大きな直径の開口部16dで一旦広がって流速が低下する。その後、円錐面16eに沿って、徐々に縮流することで、微粒化した液滴が噴出口16aに到達する前に凝集しにくくすることができ、気液混合流体の液滴が微粒化した状態を維持したまま、噴出口16aから噴霧することが可能である。円錐台状の気液混合流体流入口16cの入口側の最大径の直径は、円環部24の穴部24aの内周の直径以下で、管状流路16bの直径の2倍以上であることが好ましい。より好ましくは、入口側の最大径の直径は、2倍〜4倍であることが好ましい。
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a cut end view showing a
具体的な例としては、円錐台状の気液混合流体流入口16cの入口側の最大径が直径3.0mm、管状流路16bは直径1.0mmで長さ2.0mmとしている。
As a specific example, the maximum diameter on the inlet side of the frustoconical gas-liquid
この噴霧装置10Bに対し、前記条件と同じ条件で測定を行ったところザウター平均粒径は9.0μmであり、騒音値は80dBであった。
When measurement was performed on this
(第3実施形態)
図3は、第3実施形態として、鋸歯状の縁の貫通穴31Cの整流板30Cを示す図である。整流板30Cの貫通穴31Cの縁を鋸歯状とする目的は、先の実施形態にかかる噴霧装置10,10Bから液体を微粒化した気液混合流体が噴出する際に発生する騒音を低減することにある。気液混合流体が噴出する際に発生する騒音は、噴霧装置10,10Bから噴出される高速の気液混合流体噴流と外気との間の摩擦によって、気液混合流体噴流と外気との間に乱流が形成されることによって生じる。液体を微粒化した気液混合流体が噴出する噴出口近傍にて噴出流速が一様な領域が発生する。整流板30Cの鋸歯状の縁の貫通穴31Cを設けることで、噴出口近傍の噴出速度が一様な領域が変化し、気液混合流体噴流と外気との間に形成される乱流を小さくすることができる。このことにより、騒音を低減することができる。
(Third embodiment)
FIG. 3 is a diagram showing a rectifying
具体的には、整流板30Cの厚みは0.5mm、整流板30Cの鋸歯状の縁の貫通穴31Cは、歯数は6個、歯先円直径は1.0mm、歯底円直径は1.7mmである。
Specifically, the thickness of the rectifying
このような構成の噴霧装置10に対し、前記条件と同じ条件で測定を行ったところザウター平均粒径は10.0μmであり、騒音値は75dBであった。
When the
図2に示す噴霧装置10Bに、図3に示す鋸歯状の縁の穴の整流板30Cを用いて、前記条件と同じ条件で測定を行ったところ、ザウター平均粒径は9.0μmであり、騒音値は75dBであった。
When the measurement was performed under the same conditions as described above using the
管状流路16bの直径、及び整流板30Cの鋸歯状の縁の貫通穴31Cの歯数ならびに大きさと騒音値との関係を図5に示す。
FIG. 5 shows the relationship between the diameter of the
具体的には、図2に示す噴霧装置10Bにおいて、管状流路16bの直径を1.0mmと1.5mmの場合と、厚み0.5mmの整流板30Cの鋸歯状の縁の貫通穴31Cの歯数が6個と12個との場合で、歯先円32の直径と歯底円33の直径とを変化させて騒音値を測定した。
Specifically, in the
また、図4に歯数が12個の場合の鋸歯状の縁の貫通穴31Cの整流板30Cを示す。
FIG. 4 shows a rectifying
歯先円32の直径が管状流路16bの直径に近い場合に、騒音値が小さくなり、歯先円32の直径が増加するとともに騒音値が増加し、歯先円32の直径が円板状の外形の気液混合部15の直径の1/2の直径を超えると、騒音値はほぼ一定の値となった。歯先円32の直径が管状流路16bより小さい場合は、気液混合流体の流れの抵抗となり、気液混合流体の流量が減少して、ザウター平均粒径が増大するため、好ましくない。歯数が6個の場合と12個の場合とでは、歯先円32の直径と騒音値との関係は同様の変化を示した。
When the diameter of the
また、管状流路16bの直径を1.5mmとした場合も、1.0mmとした場合と同様に、歯先円32の直径が管状流路16bの直径に近い場合に、騒音値が小さくなり、歯先円32の直径が増加するとともに騒音値も増加した。
In addition, when the diameter of the
よって、歯先円32の直径が管状流路16bの直径以上で、かつ歯底円33の直径が円板状の外形の気液混合部15の直径の1/2以下であれば、騒音値を低減することができる。
Therefore, if the diameter of the
また、歯先円32の直径が管状流路の直径以上で、かつ歯底円33の直径が円板状の外形の気液混合部15の直径の1/3以下であれば、より騒音値を低減することができる。
Further, if the diameter of the
このように、本発明の第1〜第3実施形態にかかる噴霧装置によれば、内蓋部13と整流板30,30Cとの間に設けられた気液混合部15で、液体流入口18から流入する液体と気体流入口19から流入する気体とが衝突して、液体が円環部24の穴部24aの内側面(内周面)に薄い膜状に押し広げられて内周面沿いに周方向に流れて細かい液滴となる。さらに液滴を含む気液混合流体が気液混合部15内で攪拌されることで液体が微粒化し、微粒化した液体を噴出部16から噴出することができる。
As described above, according to the spraying apparatus according to the first to third embodiments of the present invention, the
また、本発明の第2実施形態にかかる噴霧装置10Bによれば、気液混合流体流入口16cを円錐台状とすることで、微粒化した液滴が噴出口16aに到達する前に凝集しにくくすることができ、より微粒化した液体を噴出部16から噴出することができる。
Further, according to the
さらに、液体が微粒化した気液混合流体を整流板30Cの鋸歯状の縁の貫通穴31Cを通すことで、気液混合流体噴流と外気との間に形成される乱流を小さくし、微粒化した液体を低騒音で噴出部16から噴出することができる。
Further, by passing the gas-liquid mixed fluid in which the liquid is atomized through the through-
以上の結果、気化が早くかつ濡れ等を感じない粒径の小さな液体を噴霧可能な噴霧装置を提供することができる。より具体的には、気化が早くかつ濡れ等を感じないような小さな粒径の例として10μm以下の粒径の液体を低騒音で噴霧することができる二流体ノズル型式の噴霧装置を提供することができる。 As a result, it is possible to provide a spraying device capable of spraying a liquid having a small particle size that is fast vaporized and does not feel wet. More specifically, the present invention provides a two-fluid nozzle type spraying device capable of spraying a liquid having a particle size of 10 μm or less with low noise as an example of a small particle size that is fast vaporized and does not feel wet. Can do.
(第4実施形態)
第4実施形態として、先の実施形態の整流板30とは異なる構成の整流板30Dを有するものであって、鋸歯状の縁の貫通穴31Dの三角形の歯34を整流板30Dの気液混合部側の面30Daに対して傾斜させるものである。
(Fourth embodiment)
As a fourth embodiment, a
図7Aは、第4実施形態の整流板30Dを示す図である。図7Bは整流板30Dの側面図である。図7Cは整流板30Dの鋸歯状の縁の貫通穴31Dの部分を拡大した斜視図である。図7Dは、整流板30Dの歯34の二面角36を説明するために、貫通穴側から1つの歯34を見たときの二面角36を示す説明図である。
FIG. 7A is a diagram illustrating a
この整流板30Dにおいて、鋸歯状の縁の貫通穴31Dの歯先と歯底とで形成される歯34の気液混合部側の面34aと、整流板30Dの歯底円33と外周円35で形成される気液混合部側の面30Daとでなす角度を二面角36(図7C及び図7D参照)と定義する。すなわち、二面角36は、隣り合う2面34a,30Daのなす角である。ここでは、一例として、二面角36が少なくとも180度以下である。
In the
整流板30Dの歯34を傾斜させる目的は、先の実施形態にかかる噴霧装置から液体を微粒化した気液混合流体が噴出する際に発生する騒音を、より低減することにある。歯34を傾斜させることにより、気液混合流体が気液混合部15から噴出口16aへ向かって縮流する際に、流れを歯34の面34aに対して垂直に近づけて当てることができ、気液混合流体噴流と外気との間に形成される乱流を、より小さくすることができる。このことにより、騒音を、より低減することができる。
The purpose of inclining the
具体的には、整流板30Dの厚みは0.5mm、整流板30Dの鋸歯状の縁の貫通穴31Dは、歯数は6個、歯先円直径は1.6mm、歯底円直径は2.6mm、二面角36が150度である。
Specifically, the thickness of the
このような構成の噴霧装置10に対し、前記条件と同じ条件で測定を行ったところ、ザウター平均粒径は10.0μmであり、騒音値は72dBであった。
When the
図2に示す噴霧装置10Bに、図7Aに示す鋸歯状の縁の貫通穴31Dの整流板30Dを用いた噴霧装置10Cを図8に示す。前記条件と同じ条件で測定を行ったところ、ザウター平均粒径は9.0μmであり、騒音値は72dBであった。
FIG. 8 shows a
二面角36と騒音値との関係を図10に示す。二面角36が180度から減少するとともに騒音値が減少し、150度から120度で最小値を示し、120度から90度へと減少するとともに騒音値が増加し、90度で、180度の場合と同等の騒音値を示した。さらに90度未満では、180度の場合より騒音値が増加した。二面角36は、90度以上でかつ180度以下であれば、騒音値が小さくなり、好ましい。さらに二面角36が、120度以下でかつ150度以上であれば、騒音値が最小となり、より好ましい。
The relationship between the
二面角36を150度とした歯数と騒音値との関係を図9に示す。二面角36を150度とした歯数が増加するにつれて、騒音値が減少した。また、二面角36を150度とした歯数を2個、3個とした場合に、二面角36が150度とした歯が連続したときと、連続しないときでは、騒音値の大きさに差がなかった。二面角36を150度とした歯数3個が連続して配置されている整流板30Dを図11A示す。また、二面角36を150度とした歯数3個が、連続せずに1つおきに配置した整流板30Dを、図11Bに示す。少なくとも1個以上の歯34の二面角36を150度とすることにより、騒音低減の効果があった。
FIG. 9 shows the relationship between the number of teeth with the
この第4実施形態では、一例として、6個の歯34を図示したが、歯34の数はこれに限られるものではない。
In the fourth embodiment, six
第4実施形態によれば、整流板30Dの歯34の二面角36が90度以上でかつ180度以下となるように歯34を傾斜させているので、噴霧装置から液体を微粒化した気液混合流体が噴出する際に発生する騒音を、より低減することができる。
According to the fourth embodiment, the
なお、前記様々な実施形態又は変形例のうちの任意の実施形態又は変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。また、実施形態同士の組み合わせ又は実施例同士の組み合わせ又は実施形態と実施例との組み合わせが可能であると共に、異なる実施形態又は実施例の中の特徴同士の組み合わせも可能である。 In addition, it can be made to show the effect which each has by combining arbitrary embodiment or modification of the said various embodiment or modification suitably. In addition, combinations of the embodiments, combinations of the examples, or combinations of the embodiments and examples are possible, and combinations of features in different embodiments or examples are also possible.
本発明の前記態様にかかる噴霧装置は、液体の粒径が10μm程度又はそれ以下と小さい液体を噴霧可能な噴霧装置であり、この噴霧装置は、空間又は物質の冷却、加湿、薬液散布、燃焼、又は、粉塵対策等に広く用いることが可能である。 The spraying apparatus according to the above aspect of the present invention is a spraying apparatus capable of spraying a liquid having a liquid particle size of about 10 μm or less, and this spraying apparatus is used for cooling, humidifying, chemical spraying, and combustion of space or substances. Or it can be widely used for dust countermeasures.
10、10B、10C 噴霧装置
10a 噴霧装置本体部
11 第1液体流路
12 気体流路
13 内蓋部
13a 内側端面
14 外蓋部
14a 外側端面
15 気液混合部
16 噴出部
16a 噴出口
16b 管状流路
16c 気液混合流体流入口
16d 開口部
16e 円錐面
17 噴霧装置蓋固定部
18 液体流入口
19 気体流入口
22 第2液体流路
23 隙間
24 円環部
24a 穴部
27 中心軸
30,30C、30D 整流板
30Da 整流板の歯底円と外周円で形成される気液混合部側の面
31,31C、31D 貫通穴
32 歯先円
33 歯底円
34 歯
34a 歯の気液混合部側の面
35 外周円
36 二面角
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記噴霧装置本体部の先端に配置されて、前記液体流路の開口を覆いかつ平らな内側端面を有する内蓋部と、
前記噴霧装置本体部の先端に配置されて前記内蓋部を覆うとともに、前記気体流路の開口を覆いかつ前記内蓋部の前記内側端面に対向する平らな外側端面を有する外蓋部と、
前記内蓋部と前記外蓋部との間に配置され、円板状の外形の空間である気液混合部を構成する円環部と、
前記気液混合部と前記外蓋部の間に配置され、前記気液混合部と連通する貫通穴を有する整流板と、
前記内蓋部の周方向の少なくとも1箇所に貫通して設けられて前記気液混合部と連通して、前記液体流路を流れる液体流を前記気液混合部に流入させる液体流入口と、
前記内蓋部と前記外蓋部との間の前記気液混合部の側部に前記気液混合部と連通して配置されて、前記液体流入口から前記気液混合部に流入する前記液体流に向かって、前記気体流路を流れる気体流を前記気液混合部に流入させる気体流入口と、
前記外蓋部の前記外側端面に貫通して設けられて前記気液混合部及び前記整流板の前記貫通穴と連通し、前記気液混合部で前記気体流と前記液体流とが混合して微粒化した液体を噴出させる噴出部とを備える噴霧装置。 A spraying device body having a liquid flow path and a gas flow path;
An inner lid portion disposed at the tip of the spraying device main body, covering the opening of the liquid channel and having a flat inner end surface;
An outer lid portion that is disposed at the tip of the spraying device main body portion to cover the inner lid portion, covers an opening of the gas flow path, and has a flat outer end surface facing the inner end surface of the inner lid portion;
An annular part that is disposed between the inner lid part and the outer lid part and that constitutes a gas-liquid mixing part that is a disk-shaped outer space;
A rectifying plate disposed between the gas-liquid mixing part and the outer lid part and having a through hole communicating with the gas-liquid mixing part;
A liquid inlet that penetrates at least one place in the circumferential direction of the inner lid portion, communicates with the gas-liquid mixing portion, and allows a liquid flow flowing through the liquid flow channel to flow into the gas-liquid mixing portion;
The liquid that is disposed in a side portion of the gas-liquid mixing portion between the inner lid portion and the outer lid portion so as to communicate with the gas-liquid mixing portion and flows into the gas-liquid mixing portion from the liquid inlet A gas inlet for flowing a gas flow flowing through the gas flow path into the gas-liquid mixing unit,
It is provided through the outer end surface of the outer lid portion and communicates with the gas-liquid mixing portion and the through hole of the rectifying plate, and the gas flow and the liquid flow are mixed in the gas-liquid mixing portion. A spraying device comprising: an ejection part for ejecting atomized liquid.
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