特開 2017-87116 二流体ノズル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2017-87116(P2017-87116A)

(43)【公開日】2017年5月25日

(54)【発明の名称】二流体ノズル

(51)【国際特許分類】

   B05B 7/04 20060101AFI20170421BHJP

【ＦＩ】

   B05B7/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-218322(P2015-218322)

(22)【出願日】2015年11月6日

(71)【出願人】

【識別番号】390002118

【氏名又は名称】株式会社いけうち

(74)【代理人】

【識別番号】100072660

【弁理士】

【氏名又は名称】大和田 和美

(72)【発明者】

【氏名】平松 弘樹

(72)【発明者】

【氏名】神吉 邦彦

【テーマコード（参考）】

4F033

【Ｆターム（参考）】

4F033QB02Y

4F033QB03X

4F033QB12Y

4F033QB15X

4F033QD02

4F033QD15

4F033QD16

4F033QE09

4F033QE14

4F033QE16

4F033QE21

4F033QF21X

(57)【要約】

【課題】構造を簡単にして、小型化を図る二流体ノズルを提供する。
【解決手段】ノズルのボデイ内において、中心軸線に沿って前後進可能に配置され、噴射側の前部に中実のロッド部を有すると共に後部にシリンダ部を有する液体通路開閉用のピストンと、前記ピストンのシリンダ部を前後進自在に収容するシリンダ収容室と、前記シリンダ収容室内の前記シリンダ部の後端面に押し当てて閉弁方向に付勢するスプリングと、前記ピストンのロッド部前端の弁部で開閉される弁座を通路途中に備えると共に、前記通路の前端の混合室と前記ボデイの側面に開口する液体導入口とを連通する液体通路と、前記ボデイの側面に開口する空気導入口と前記混合室を連通する噴霧用空気通路と、前記ボデイの側面に開口する空気導入口と前記シリンダ収容室の前端のパイロット空気導入口とを連通するパイロット空気通路を備えている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ノズルのボデイ内において、中心軸線に沿って前後進可能に配置され、噴射側の前部に中実のロッド部を有すると共に後部にシリンダ部を有する液体通路開閉用のピストンと、 前記ピストンのシリンダ部を前後進自在に収容するシリンダ収容室と、
前記シリンダ収容室内の前記シリンダ部の後端面に押し当てて閉弁方向に付勢するスプリングと、
前記ピストンのロッド部前端の弁部で開閉される弁座を通路途中に備えると共に、前記通路の前端の混合室と前記ボデイの側面に開口する液体導入口とを連通する液体通路と、 前記ボデイの側面に開口する空気導入口と前記混合室を連通する噴霧用空気通路と、
前記ボデイの側面に開口する空気導入口と前記シリンダ収容室の前端のパイロット空気導入口とを連通するパイロット空気通路を備え、
前記ピストンのシリンダ部の前面の受圧面に供給する空気により該ピストンを後退させて前記液体通路の弁座を開いて二流体を混合して噴霧する一方、前記ピストンのシリンダ部の後面に作用する前記スプリングでピストンを前進させて前記弁座を閉じて噴霧を停止する構造としている二流体ノズル。

【請求項2】

前記液体導入口に連通する前記液体通路は、前記ピストンのロッド部が前後進するロッド収容室に開口し、該ロッド収容室の前端に位置する前記液体通路の弁座を介して前記混合室に連通し、
前記空気導入口に連通する前記噴霧用空気通路は、前記弁座より噴射側に設けた空気通路を介して前記混合室に連通させ、
さらに、前記スプリングを収容しているシリンダ収容室を囲む前記ボデイの壁に通気穴を設けて、大気に解放している請求項１に記載の二流体ノズル。

【請求項3】

前記空気導入口は前記噴霧用空気通路と連通する噴霧用空気導入口と前記パイロット空気通路と連通するパイロット空気導入口とを前記ボデイの側面に近接させた位置に別個に設け、
あるいは、前記空気導入口を１つとし、該空気導入口に前記噴霧用空気通路とパイロット空気通路とを連通している請求項１または請求項２に記載の二流体ノズル。

【請求項4】

前記ノズルのボデイ内の前記混合室の流入側の中心に、前記噴霧用空気通路を囲む周壁を突出すると共に、前記液体通路の前端を前記混合室の流入側外周に開口し、
前記噴霧用空気通路を囲む周壁の前端側外周面および該前端側外周面を囲む前記混合室の内周面を前端に向けて縮径方向に傾斜させて前記液体通路の前端側に縮径させた環状の傾斜液体通路を設けている請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の二流体ノズル。

【請求項5】

前記噴霧用空気通路の先端の空気噴射口に連続する噴霧用空気通路を囲む周壁の前端側内周面を傾斜させて傾斜空気通路を設けている請求項４に記載の二流体ノズル。

【請求項6】

前記空気噴射口の周縁に連続する噴霧用空気通路は第１傾斜部と、該第１傾斜部に連続する第２傾斜部を備え、前記第１傾斜部は前記ノズル軸線に対して０〜５度傾斜し、前記第２傾斜部はノズル軸線に対して１０〜３０度傾斜させている請求項５に記載の二流体ノズル。

【請求項7】

ノズルのボデイ内に液体通路を通して導入される液体と噴霧用空気通路を通して導入される空気とを混合する混合室を備え、
前記ノズルのボデイ内の前記混合室の流入側の中心に、前記噴霧用空気通路を囲む周壁を突出すると共に、前記液体通路の前端を前記混合室の流入側外周に開口し、
前記噴霧用空気通路を囲む周壁の前端側外周面および該前端側外周面を囲む前記混合室の内周面とを前端に向けて縮径方向に傾斜させて前記混合室の流入側の液体通路を縮径させた環状の傾斜液体通路としている二流体ノズル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は二流体ノズルに関し、詳しくは、気体（空気）と液体（水）とを混合して噴射する二流体ノズルにおいて、噴霧および停止をノズル内部に設けた液体通路(通常は水通路)を、ノズル内部に設けた空圧作動のピストンにより開閉して行うものである。

【背景技術】

【0002】

従来、多数個の二流体ノズルを並列に取り付けて使用する場合、ノズルの噴霧および停止の制御は、 各ノズルに液および圧搾空気を主配管より供給した状態で、ノズル内部に設けた液通路の開閉用ピストンを該ノズルに供給するパイロット空気により作動して行っている。この種の開閉用ピストンを設けた二流体ノズルとして、従来、特開２００７−９０２２１号公報（特許文献１）および本出願人の出願に係わる実用新案登録第２５２１１１６号公報（特許文献２）、特開２０００−２４６１５１号公報（特許文献３）のノズルがある。

【0003】

前記特許文献１のノズル１００は図９（Ａ）（Ｂ）示す構造で、中心軸線に沿って移動するパイロット空気の給排で前後移動されるピストン１０１の中心に液通路１０２を設けていると共に、外周に空気通路１０３を設け、混合室１０５で液と空気とを混合して噴口１０４より噴霧している。空気通路１０３に空気を供給する空気供給管１０８を分岐してノズルのパイロット空気給排流路１０９に接続するパイロット空気管１１０を設けている。パイロット空気給排流路１０９に空気を供給してピストン１０１を噴射側へ前進させ、図９（Ａ）に示すように液通路１０２を閉鎖すると共に、空気通路１０３には空気供給を停止して噴霧を停止する一方、図９（Ｂ）に示すようにパイロット空気給排流路１０９から空気を排気すると共に空気通路１０３には空気を供給してピストン１０１を後退させて液通路１０２を開き、噴霧している。

【0004】

また、特許文献２のノズルは図１０（Ａ）（Ｂ）に示すように、ノズル２００内に設ける液流入開閉用のピストン２０１の中心軸線に沿って空気通路２０８を設け、該空気通路２０８から流入する空気の一部をピストン２０１の受圧面（反噴射側面）２０１ａに作用させてピストン２０１の背面側のスプリング２１２に抗してピストン２０１を押し下げて液弁座２０３を開き、液流入口から流入する液を混合室２０５へ導き、該混合室２０５で空気通路２０８からの空気と混合して、図１０（Ａ）に示すように噴口２０４から噴射している。一方、図１０（Ｂ）に示すように、該ピストン２０１の後面にパイロット空気供給管２１０を通してパイロット流入口２１１に空気を供給し、スプリング２１２と共にピストン２０１を噴射側に押圧して液弁座２０３を閉じて、ピストン２０１に設けた空気通路２０８を通る空気のみを噴口２０４から噴射している。

【0005】

さらに、本出願人の共願に係わる特許文献３のノズルは、特許文献２のノズルと同様な構成で、ピストンのロッド部を筒として空気通路を設け、液体と混合して噴霧すると共に、該ピストンの大径部の作用面に空気を供給してピストンを押し下げて液通路を開く一方、ピストンの背面にパイロット空気を供給してピストンを前進させて液通路を閉鎖するようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００７−９０２２１号公報

【特許文献2】実用新案登録第２５２１１１６号公報

【特許文献3】特開２０００−２４６１５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

前記図９に示す構造の特許文献１のノズルでは、ピストン１０１の噴射側に突出するロッド部および大径部をスリーブとし、貫通する中空部を液通路１０２としているため、液流量を増加させようとするとピストン１０１のロッド部が大径化し、パイロット空気を作用させるピストンの受圧面の面積が小さくなり、パイロット空気の圧力を増加させる必要がある。かつ、噴射停止を瞬時且つ液漏れなく行うにはピストンの受圧面の面積を増大させる必要があり、ノズル自体が大型化する問題がある。

【0008】

前記図１０に示す特許文献２のノズルも、特許文献１のノズルと同様に、液通路を開閉するピストン２０１のロッド部２０１ｒをスリーブとして空気通路２０８を設けている。液体と混合する空気量を増加させるにはロッド部２０１ｒを太くする必要があり、その場合、ピストン２０１の大径シリンダ部２０１ｂの受圧面２０１ａが縮小する。よって、噴霧の停止を瞬時に行うと共に液漏れを確実に停止するにはピストン２０１の大径シリンダ部２０１ｂを大きくする必要があり、ノズル２００が大型化する。前記特許文献２と同様な構造の特許文献３のノズルも前記と同様な問題を有する。

【0009】

このように、従来提供されている特許文献１、２のノズルは、液通路開閉用のピストンのロッド部をスリーブとして液体通路又は空気通路を設けているため、該通路を流通する液体または気体の流量を増加させる場合、ピストンが大型化し、該ピストンを付勢するスプリングも大型化し、ノズルが大型化する問題がある。さらに、スプリングのバネ力に圧搾空気の付加も必要となり配管が複雑になる。かつ、ロッド部をスリーブとし、その細い中空を液体通路とすると、該液体通路に液体に混入する異物が詰まりやすい問題もある。

【0010】

さらに、ノズルでは噴射圧を高めるために流体通路にオリフィス（最小断面部分）を設けており、図９及び図１０のノズルにおいても空気と液体との混合部位にオリフィス３００を設け、該オリフィス３００の流出側で通路断面積が大きくなる。このように、通路に部分的に断面積が大きくなる部分があると、該部分で流体に乱流が発生する。この乱流により、水等の液体中に含まれるシリカ、カルシウム、マグネシウム等の異物が、液体通路の内周面に付着し、これが堆積して目詰まり発生の原因となる。空気等の気体も同様で、気体に含まれる異物が通路内周面に付着して気体通路の目詰まり発生の原因となる。特に、通路断面積が大きくなる部分で通路が屈曲したり、通路内周面に角部があると、乱流が発生しやすくなり、角部に沿って異物が堆積し、通路に目詰まりが発生しやすい問題もある。

【0011】

本発明は前記従来のパイロット空気でピストンを動作して液体流路を開閉する二流体ノズルにおいて、ピストンのロッド部を中空として液体通路または空気通路を設けずに、ピストンの小型化を図ることを主たる課題としている。
また、液体と空気とが混合する部位に設けられるオリフィスおよび通路屈曲部や角部で、異物が通路内面に付着するのを防止し、目詰まりの発生を低減、防止することを従たる課題としている。

【課題を解決するための手段】

【0012】

前記課題を解決するため、本発明は、
ノズルのボデイ内において、中心軸線に沿って前後進可能に配置され、噴射側の前部に中実のロッド部を有すると共に後部にシリンダ部を有する液体通路開閉用のピストンと、 前記ピストンのシリンダ部を前後進自在に収容するシリンダ収容室と、
前記シリンダ収容室内の前記シリンダ部の後端面に押し当てて閉弁方向に付勢するスプリングと、
前記ピストンのロッド部前端の弁部で開閉される弁座を通路途中に備えると共に、前記通路の前端の混合室と前記ボデイの側面に開口する液体導入口とを連通する液体通路と、 前記ボデイの側面に開口する空気導入口と前記混合室を連通する噴霧用空気通路と、
前記ボデイの側面に開口する空気導入口と前記シリンダ収容室の前端のパイロット空気導入口とを連通するパイロット空気通路を備え、
前記ピストンのシリンダ部の前面の受圧面に供給する空気により該ピストンを後退させて前記液体通路の弁座を開いて二流体を混合して噴霧する一方、前記ピストンのシリンダ部の後面に作用する前記スプリングでピストンを前進させて前記弁座を閉じて噴霧を停止する構造としている二流体ノズルを提供している。

【0013】

前記構造からなる本発明のノズルは、液体通路を開閉するピストンを備えたノズルにおいて、弁部を先端に設けているピストンのロッド部は比較的小径のピン状の中実体とし、前記特許文献１〜３のようにロッドを筒として液体通路または空気通路としていないために、ロッド部を細くすることができる。その結果、該ロッド部を中央に突出させるピストンのシリンダ部の受圧面の面積が増加でき、ピストンを大型化することなく、ピストンの作動の迅速化を図りながらノズルの小型化を促進できる。

【0014】

前記液体導入口に連通する前記液体通路は、前記ピストンのロッド部が前後進するロッド収容室に開口し、該ロッド収容室の前端に位置する前記液体通路の弁座を介して前記混合室に連通し、
前記空気導入口に連通する前記噴霧用空気通路は、前記弁座より噴射側に設けた空気通路を介して前記混合室に連通させ、
さらに、前記スプリングを収容しているシリンダ収容室を囲む前記ボデイの壁に通気穴を設けて、大気に解放している。

【0015】

前記空気導入口は前記噴霧用空気通路と連通する噴霧用空気導入口と前記パイロット空気通路と連通するパイロット空気導入口とを前記ボデイの側面に近接させた位置に別個に設け、
あるいは、前記空気導入口を１つとし、該空気導入口に前記噴霧用空気通路とパイロット空気通路とを連通している。

【0016】

いずれの場合も、液体導入口には常時液体を供給し、噴霧用空気導入口とパイロット空気導入口を別とする場合は噴霧用空気通路には常時空気を供給し、パイロット空気通路には噴霧時にパイロット空気を導入すると共に噴霧停止時にパイロット空気の供給を停止している。

【0017】

前記空気導入口および液体導入口を設ける部位の前記ボデイの外面を矩形状とし、４辺のうち対向する２辺に前記液体導入口と前記空気導入口を設け、
前記噴霧用空気導入口とパイロット空気導入口を別に設ける場合は、隣接する辺に設けることが好ましい。

【0018】

前記のように、噴霧用空気導入口とパイロット空気導入口を別に設ける場合はノズルのボデイの近接する辺に開口しているため、ノズル内に設ける通路も簡単に形成できる。
特に、ノズルのボデイに１つの空気導入口を設け、噴霧時に導入する空気の一部をパイロット空気として用いてピストンを作動して液体通路を開く一方、噴霧停止時に空気の供給を停止すると、ピストンの背面にパイロット空気を供給しなくとも、背面側のスプリングによりピストンは移動して液体通路を閉鎖する構造とすると、ノズルの１つの空気導入口に１本の空気供給管を接続すれば良いだけで、配管が簡単になると共に、ノズル内部に設ける通路も簡単になり、ノズルを更に小型化することができる。

【0019】

また、ピストンの細径とするロッド部の先端に設ける弁部は台円錐形状とし、その錐状周面に設けている環状の取付凹部に０リングを、前記弁座との間のシール材として嵌合することが好ましい。

【0020】

また、前記ピストンのロッド部の長さ方向の中間部の外周面と前記ロッド収容室の内面との間に液漏れ防止用のシール材として、断面Ｘ状の環状体からなるＸリングを介在させると共に、該Ｘリングの前面側にテフロン（登録商標）製のバックアップリングを介在させることが好ましい。
前記Ｘリングを用いているのはロッド部の径が小さくなるとリング径も小さくなり、リングのねじれや成形時のバリ等で耐久性、シール性に問題が発生することによるが、前記Ｘリングに代えて、０リングを用いてもよい。
前記バックアップリングは前記Ｘリングのはみだしを防止するために用いている。

【0021】

さらに、前記ピストンの大径シリンダ部の外周面と前記シリンダ室の内周面の間にＹパッキンを介在させて、大径シリンダ部の全面の受圧面に作用するパイロット空気が大径シリンダ部の背面側に漏れるのを防止し、シリンダ部の受圧面に空気圧を確実に作用させることが好ましい。

【0022】

前記ノズルのボデイ内の前記混合室の流入側の中心に、前記噴霧用空気通路を囲む周壁を突出すると共に、前記液体通路の前端を前記混合室の流入側外周に開口し、
前記噴霧用空気通路を囲む周壁の前端側外周面および該前端側外周面を囲む前記混合室の内周面を前端に向けて縮径方向に傾斜させて前記液体通路の前端側に縮径させた環状の傾斜液体通路を設け、該傾斜液体通路から前記混合室に流入する液体を前記噴霧用空気通路の前端の空気噴射口から噴射する気体で吸引する構造としていることが好ましい。

【0023】

前記のように、液体通路に流路断面積を小さくしたオリフィスを設ける代わりに、混合室に向けて縮径する環状の傾斜液体通路を設けている。該傾斜液体通路では長さ方向で軸直角方向の流路断面積を漸次縮小しているため、液圧を次第に高めることができる。このように、流路に横断的なオリフィスを設けていないため、オリフィスを挟む流路が拡大せず、乱流が発生する部分がない。その結果、液体供給路を囲む内周面に液体中の異物が付着し、それが堆積して目詰まりが発生するのを低減、防止できる。

【0024】

さらに、前記噴霧用空気通路の先端の空気噴射口の周縁を鋭角とし、かつ、該噴霧用空気通路を囲む周壁の前端側内周面を傾斜させ、空気通路の前端の空気噴射口に連通する通路を傾斜空気通路とすることが好ましい。
かつ、前記空気噴射口の周縁に連続する前記傾斜空気通路は第１傾斜部と、該第１傾斜部に連続する第２傾斜部を備え、
前記第１傾斜部は前記ノズル軸線に対して０〜５度傾斜し、前記第２傾斜部はノズル軸線に対して１０〜３０度傾斜することが好ましい。

【0025】

さらに、本発明は、ノズルのボデイ内に液体通路を通して導入される液体と噴霧用空気通路を通して導入される空気とを混合する混合室を備え、
前記ノズルのボデイ内の前記混合室の流入側の中心に、前記噴霧用空気通路を囲む周壁を突出すると共に、前記液体通路の前端を前記混合室の流入側外周に開口し、
前記噴霧用空気通路を囲む周壁の前端側外周面および該前端側外周面を囲む前記混合室の内周面とを前端に向けて縮径方向に傾斜させて前記混合室の流入側の液体通路を縮径させた環状の傾斜液体通路としている二流体ノズルを提供している。

【発明の効果】

【0026】

本発明の二流体ノズルは、液体通路を開閉するピストンを備えたノズルにおいて、弁部を先端に設けるピストンのロッド部は比較的小径のピン状の中実体とし、前記特許文献１〜３のようにロッドをスリーブとして液体通路または空気通路としていないために、ロッド部を細くすることができる。その結果、該ロッド部を中央に突出させるピストンのシリンダ部の受圧面の面積が増加でき、ピストンを大型化することなく、ピストンの作動の迅速化を図りながらノズルの小型化を促進できる。よって、本発明の二流体ノズルの大きさを従来例の図１０に示すノズルの半分以下にまで小型化することができる。
かつ、ピストンを小型化するため、該ピストンを背面側から付勢するスプリングも小型化できると共に、該ピストンのバネ圧に圧搾空気圧を加えてピストンを動作する必要がなく、空気配管経路を簡素化することができる。
さらに、ピストンのロッド部をスリーブとして流路としないため、流路に目詰まりを発生させずに、噴霧液量を増加することができる等の種々の利点を有する。

【0027】

さらに、液体通路から導入する液体と噴霧用空気通路から導入する空気とを混合する混合室の流入側において、縮径する環状の傾斜液体通路を設け、該傾斜液体通路を長さ方向で軸直角方向の流路断面積を漸次縮小することで液圧を次第に高めることにより、流路に横断的なオリフィスを設けない構造とすると、オリフィスを挟む流路部分での乱流発生を防止できる。その結果、液体供給路を囲む内周面に液体中の異物が付着し、それが堆積して目詰まりが発生するのを低減、防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本発明の第一実施形態の二流体ノズルを示し、（Ａ）は軸線方向の断面図、（Ｂ）は（Ａ）と直交方向の断面図、（Ｃ）は（Ａ）の要部拡大図である。

【図2】前記二流体ノズルの空気導入口および液体導入口の位置関係を示す背面図である。

【図3】前記第一実施形態の二流体ノズルの配管系統を示す図面である。

【図4】前記二流体ノズルの噴霧時の断面図である。

【図5】前記二流体ノズルの液体と噴霧用空気との混合部分の第１変形例を示す断面図である。

【図6】前記二流体ノズルの液体と噴霧用空気との混合部分の第２変形例を示す断面図である。

【図7】第二実施形態の二流体ノズルを示し、（Ａ）は軸線方向の断面図、（Ｂ）は空気導入口および液体導入口の位置関係を示す背面図である。

【図8】第二実施形態の二流体ノズルの配管系統を示す図面である。

【図9】（Ａ）（Ｂ）は従来例を示す断面図である。

【図10】（Ａ）（Ｂ）は他の従来例を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳述する。
図１乃至図４に第一実施形態の二流体ノズルを示す。
該二流体ノズルは前記図１０に示す本出願人の先願の二流体ノズルと比較して、長さ、高さおよび幅のいずれも１／２以下に小型化し、内部にピストンを収容した部分の外形を矩形状としている。

【0030】

二流体ノズル１（以下、ノズル１と略称する）は、ボデイ２は前方を噴射側Ｆとし噴口４を設ける一方、反噴射側の後端は閉鎖壁とし、その中央に通気穴２ｈを設けている。ボデイ２の後部側の外形は矩形状であり、内部に中実のロッド部１０とシリンダ部１１を備えたピストン１２を前後進自在に収容するシリンダ収容室５とロッド収容室６を中心軸線Ｌに沿って備えている。図２に示すように、矩形状のボデイ２の４辺の側面のうち、対向側面に噴霧用空気導入口７と液体導入口８を設け、他の一辺にパイロット空気導入口９を設けている。

【0031】

前記噴霧用空気導入口７は噴霧用の空気通路２０を介して中心軸線Ｌに沿って設けた混合室２１と連通している。詳しくは、空気通路２０は噴霧用空気導入口７を傾斜空気通路２０ａを介して中心軸線Ｌに沿った中心空気通路２０ｂと連続させ、該中心空気通路２０ｂの前端に混合室２１の流入側中心に突出する周壁２０ｃに囲まれた小径空気通路２０ｄを設け、該小径空気通路２０ｄの先端を空気噴射口２０ｆとして混合室２１の中央部に開口している。この混合室２１に連続させる噴霧用の空気通路２０は前記ピストン１２により開閉されない位置にあり、噴霧用空気導入口７への空気の導入を停止すると、空気通路２０に空気は流れず、噴霧用空気導入口７へ空気を導入すると空気通路２０に空気が流れ、噴口４から噴射させている。

【0032】

前記液体導入口８は前記ロッド収容室６の側面に開口し、該ロッド収容室６内の前端に設けた弁座２２を介して前記混合室２１に達する液体通路２３と連通している。前記ロッド収容室６内でピストン１２のロッド部１０が前進すると弁座２２を閉じて液体の流れを遮断し、ロッド部１０が後退すると弁座２２が開いて液体を噴射させている。図１（Ｃ）に示すように、液体通路２３は混合室２１の流入側面に開口する液体噴出口２３ｉを備え、該液体噴出口２３ｉの中心に前記小径空気通路２０ｄを囲む周壁２０ｃを突設している。混合室２１の流入側から前端の混合液流出口２１ｉまでの内面を縮径する傾斜面２１ｂとし、傾斜液体通路２３ｋを設けている。

【0033】

前記パイロット空気導入口９は図１（Ｂ）に示すように、ボデイ２内に設けたパイロット空気通路２５を介してシリンダ収容室５の前端開口に連通させている。該パイロット空気導入口９からパイロット空気通路２５を介してシリンダ収容室５にパイロット空気が導入されると、シリンダ部１１の大径部１１ａの受圧面１１ｓに空気圧が作用し、背面側のスプリング１５のバネ力に打ち勝ってピストン１２を後退させ、弁座２２を開いて、液体を通すようにしている。

【0034】

前記のように、ピストン１２は液体通路２３の開閉用であり、比較的小径でピン状のロッド部１０の前端に円錐台形状とした弁部１３を設け、該弁部１３で液体通路２３の途中に設けた弁座２２を開閉するものとしている。ピストン１２のシリンダ部１１は前部に大径部１１ａ、後部に中径部１１ｂを有する段状としている。大径部１１ａの前面の受圧面１１ｓの中心から小径のロッド部１０を前方へ突出させている。ロッド部１０を小径としていることにより、シリンダ部１１の受圧面１１ｓの面積を大としている。

【0035】

前記シリンダ部１１の大径部１１ａの外周面はシリンダ収容室５の内面に摺動自在に接すると共に、外周面にシール嵌合凹部１１ｅを設け、ゴム製のＹパッキン１６を嵌合し、受圧面１１ｓに作用する空気が背面側（後面側）に漏れるのを防止している。
前記大径部１１ａの背面と後端閉鎖壁２Ｅとの間に前記スプリング１５を縮装し、ピストン１２を閉弁方向の噴射側前方に付勢している。即ち、ピストン１２はスプリング１５により常時前方の閉弁方向に付勢し、シリンダ部１１の受圧面１１ｓにパイロット空気の空気圧が作用するとスプリング１５のバネ力に抗してピストン１２を後退させ、液体通路を開弁するものとしている。

【0036】

前記ピストン１２の細径とするロッド部１０の先端に設ける弁部１３は台円錐形状とし、弁部１３と弁座２２との閉弁時のシール材としてゴム製の０リング２６を取り付けている。詳細には、弁部１３の錐状周面に円錐環状の取付凹部を設け、該取付凹部にゴム製の０リング２６を嵌合固定している。

【0037】

また、ピストン１２のロッド部１０の長さ方向の中間部の外周面とロッド収容室６の内面との間に液漏れ防止用のシール材として、断面Ｘ状の環状体からなるＸリング２８を介在させている。かつ、該Ｘリング２８の前面側にテフロン（登録商標）製のバックアップリング２９を介在させている。なお、前記Ｘリング２８に代えて０リングを用いてもよい。

【0038】

前記ノズル１は混合室２１の前端の混合液流出口２１ｉを小径通路３１を介して大径室３２に連通し、該大径室３２を噴射側先端をドーム形状とした噴射室３３に連通し、噴射側先端壁に設けた前記噴口４より空気と水を混合した二流体を噴霧する形状としている。

【0039】

前記二流体ノズルには、図２に示すように、水配管３６を液体導入口８に接続して、所要圧とした水を供給している。また、近接した位置の噴霧用空気導入口７とパイロット空気導入口９には、圧搾空気配管３７をノズル近傍で分岐し、各分岐管３７Ａと３７Ｂを噴霧用空気導入口７とパイロット空気導入口９にそれぞれ接続している。

【0040】

空気系配管経路と液体系配管経路は図３に示す構造としている。噴霧用空気とパイロット空気としてノズル１に供給する圧搾空気はエアコンプレッサー５０から圧搾空気配管３７を通して供給し、該圧搾空気配管３７にエアフィルター５１を介在させた後に前記分岐管３７Ａと３７Ｂとして分岐している。噴霧用空気導入口７に接続する分岐管３７Ａに２方電磁弁５２、開閉バルブ５３および圧力計を介在させている一方、パイロット空気導入口９に接続する分岐管３７Ｂに３方電磁弁５４を介在させている。また、液体導入口８に接続する水配管３６に開閉弁５５と圧力計を介在させている。

【0041】

前記配管経路でノズル１に供給する液体（水）と圧搾空気からなる噴霧用空気とは常時供給している一方、パイロット空気は噴霧時は供給すると共に噴霧停止時は供給停止としている。

【0042】

前記構造とした第一実施形態の二流体ノズル１の作動を説明する。
二流体ノズル１からの噴霧時には供給する水（液体）を水配管３６より液体導入口８に供給し、圧搾空気を圧搾空気配管３７より分岐管３７Ａを通して噴霧用空気導入口７に供給し、分岐管３７Ｂを通してパイロット空気導入口９より供給している。図４に示すように、該パイロット空気導入口９よりパイロット空気通路２５を通してシリンダ収容室５内に導入する圧搾空気をシリンダ部１１の受圧面１１ｓに作用させ、スプリング１５のバネ力に抗してピストン１２を後退させ、シリンダ収容室５の背面側の空気を通気穴２ｈから大気に放出し、前端の弁部１３を弁座２２より外して液体通路２３を開く。これにより、液体通路２３より混合室２１の傾斜液体通路２３ｋに液体が流入し、噴霧用空気通路２０より混合室２１に流入させる圧搾空気と混合室２１で混合し、噴口４から噴霧する。

【0043】

前記のように、圧搾空気を作用させるピストン１２の受圧面１１ｓの面積を増大しているため、ピストン１２を後退させる力が増大し、スプリング１５のバネ力に抗してピストン１２に圧搾空気を供給すると同時に、瞬時にピストンを後退させて弁座２２を開き、気液混合液を噴霧する。

【0044】

噴霧を停止する時、パイロット空気導入口９への圧搾空気の導入を停止するが、液体導入口８への液体の導入および噴霧用空気導入口７への圧搾空気の導入は継続する。ピストン１２の受圧面１１ｓへの圧搾空気による押圧がなくなるため、スプリング１５によりピストン１２のシリンダ部１１は押圧されて前進し、弁部１３で弁座２２を閉じて液体通路２３を閉鎖する。

【0045】

圧搾空気の供給停止時に、水の供給を停止しなくとも液体通路２３は遮断されて水は噴霧されない。パイロット空気の供給停止時には、スプリング１５のバネ力でピストン１２を前進させて弁部１３で弁座２２を瞬時に閉じることができる。該閉弁動作はピストン１２のロッド部１０を小径なピン状としているため、ピストン１２の必要駆動力は小さく、スプリング１５のバネ力のみでよい。よって、図９に示す従来例のノズルで必要とするピストンを背面側から押圧する空気圧をスプリング１５のバネ圧に加える必要がない。よって、ピストンの背面側への圧搾空気の配管を不要にできる。

【0046】

かつ、ピストン１２のロッド部先端の弁部１３にはゴム製の０リング２６を取り付け、弁座２２を閉じる際に、０リング２６でシールしているため、液漏れを防止できる。また、ゴム製のＹパッキン１６を取り付けているため、ピストン１２の受圧面１１ｓに作用する圧搾空気の漏れを防止できる。

【0047】

特に、本発明のノズル１は、液体通路２３を開閉するピストン１２を備えたノズルにおいて、弁部１３を先端に設けているピストンのロッド部１０は中実とし、前記特許文献１〜３のようにロッドをスリーブとして液体通路または空気通路としていないために、ロッド部１０を中実の細いピン状にすることができる。その結果、ピストン１２の必要駆動力を低減できると共に、ロッド部１０を中央に突出させるピストン１２のシリンダ部１１の受圧面１１ｓの面積が増加できる。よって、受圧面１１ｓに作用させる圧搾空気によりピストン１２を瞬時に後退できると共に、背面側のスプリング１５により瞬時に前進させることができる。

【0048】

かつ、ピストン１２のロッド部１０の中空を液体通路とせず、ロッド部１０の外周のロッド収容室６を液体通路としているため、液体流量を増加させるためにピストンのロッド部１０を大径化する必要はなく、前記のように細いピンにできるため、ピストン１２の小型化、それに伴うスプリング１５の小型化等を図ることができ、ノズル１の全体形状を大幅に小さくできる。

【0049】

さらに、液体と空気との混合室２１において、液体流入側を囲む傾斜面２１ｂを混合液流出口２１ｉに向けて縮径する環状の傾斜液体通路２３ｋを設け、該傾斜液体通路２３ｋは長さ方向で軸直角方向の流路断面積を漸次縮小しているため、液圧を次第に高めることができる。このように、流路に横断的なオリフィスを設けていないため、乱流が発生せず、液体中の異物が付着して目詰まりが発生するのを低減、防止できる。

【0050】

前記液体通路２３と噴霧用空気通路２０とが混合室２１で混合する部分を、図５に示す第１変形例、図６に示す第２変形例の構造としてもよい。

【0051】

図５に示す第１変形例では、中心空気通路２０ｂの前端に連続する小径空気通路２０ｄ２を前端の空気噴射口２０ｆに向けて次第に縮径する傾斜空気通路としている。混合室２１の流入側中央に突出する小径空気通路２０ｄ２を囲む周壁２０ｃは外周面および内周面を前端に向けて縮径方向に傾斜させている。このように、混合室２１内の流入側において傾斜液体通路２３ｋの内部に傾斜した小径空気通路２０ｄ２を設け、外周の液体通路および内部の空気通路のいずれも流路断面積を漸次縮小し、液圧および空気圧を次第に高めている。ノズル全体の他の構成は第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

【0052】

前記構造として、流路に横断的なオリフィスを設けていないため、オリフィスを挟む流路が拡大せず、乱流が発生する部分がない。その結果、液体供給路を囲む内周面に液体中の異物が付着し、それが堆積して目詰まりが発生するのを低減、防止できる。
さらに、混合室２１の中心に空気噴射口２０ｆから空気を噴射し、該空気の噴射圧で混合室２１の流入側外周の環状の傾斜液体通路２３ｋから液体を吸引できる。よって、混合室２１内で高速で流入してくる外周の液体を中心の空気に衝突混合させて液滴の微細化を図ることができる。このように液体の微細化を図ることで、噴射流体中に粗大粒子を低減でき、ノズルを加湿用、冷房用、ガス吸引用、塗料噴射用、焼却炉噴射用として用いた場合に、粗大粒子が効率悪化を引き起こす問題を解消できる。

【0053】

図６に示す第２変形例では、傾斜した小径空気通路２０ｄ３を囲む周壁内面は空気噴射口２０ｆ側の第１傾斜部２０ｎを設け、該第１傾斜部２０ｎの後端に第２傾斜部２０ｍを連続して設けている。第２傾斜部２０ｍはノズル中心軸線Ｌに対して１０〜３０度傾斜し、第１傾斜部２０ｎはノズル軸線に対して０〜５度傾斜している。

【0054】

図７および図８に本発明の第二実施形態の二流体ノズル１−Ｂを示す。
二流体ノズル１−Ｂは、噴霧用空気導入口とパイロット空気導入口とを別個に設けず、１つの共用の空気導入口４０としている。該空気導入口４０の前端を噴霧用空気通路２０に連通すると共に、空気導入口４０の後端をパイロット空気通路２５−Ｂに連通している。該パイロット空気通路２５−Ｂを通した圧搾空気をシリンダ収容室５の前面開口からシリンダ収容室５内に導入し、シリンダ１１の受圧面１１ｓに圧搾空気を作用させている。
ノズルの他の構成は略第一実施形態と同様であり、同一符号を付して説明を省略する。

【0055】

空気系配管経路と液体系配管経路は図８（Ａ）に示す構造としている。噴霧用空気とパイロット空気としてノズル１ーＢに供給する圧搾空気はエアコンプレッサー５０から１本の圧搾空気配管３７を通して供給し、該圧搾空気配管３７にエアフィルター５１、２方電磁弁５６、開閉バルブ５７、圧力計を介在させた後に空気導入口４０に接続している。液体配管は第１実施形態と同様で、液体導入口８に接続する水配管３６に開閉弁５５と圧力計を介在させている。

【0056】

前記配管経路でノズル１−Ｂに供給する液体（水）と圧搾空気からなる噴霧用空気とパイロット空気とは、噴霧用とパイロット用の圧搾空気は同時に供給と供給停止を行う一方、液体は常時供給している。

【0057】

前記第二実施形態のノズル１−Ｂは第一実施形態のノズル１と同様に、圧搾空気の供給時には、圧搾空気でピストン１２の受圧面１１ｓを押して後退させ、液体通路の弁座２２を開いて噴霧する。噴霧停止時には、ピストン１２をスプリング１５で押圧して前進させ、液体通路の弁座２２を閉じて噴霧を停止する。

【0058】

該第二実施形態の二流体ノズルでは、第一実施形態のノズルで必要であった２つの圧搾空気導入口を１つとしているため、圧搾空気配管を分岐する必要はなく、配管がより簡単となる。

【符号の説明】

【0059】

１ 二流体ノズル
２ ボデイ
４ 噴口
５ シリンダ収容室
６ ロッド収容室
７ 噴霧用空気導入口
８ 液体導入口
９ パイロット空気導入口
１０ ロッド部
１１ シリンダ部
１１ｓ 受圧面
１２ ピストン
１３ 弁部
１５ スプリング
２０ 空気通路
２１ 混合室
２２ 弁座
２３ 液体通路
２５ パイロット空気通路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】