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(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】P2023175228
(43)【公開日】2023-12-12
(54)【発明の名称】二流体噴霧装置
(51)【国際特許分類】
B05B 7/06 20060101AFI20231205BHJP
【ＦＩ】
B05B7/06
【審査請求】未請求
【請求項の数】2
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022087569
(22)【出願日】2022-05-30
(71)【出願人】
【識別番号】503045038
【氏名又は名称】ノズルネットワーク株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000729
【氏名又は名称】弁理士法人ユニアス国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】麻川 博良
(72)【発明者】
【氏名】久下 良太
【テーマコード（参考）】
4F033
【Ｆターム（参考）】
4F033QA01
4F033QA05
4F033QA10
4F033QB02Y
4F033QB03X
4F033QB12Y
4F033QB13Y
4F033QB15X
4F033QB17
4F033QB18
4F033QD15
4F033QE14
4F033QK16X
4F033QK16Y
4F033QK18Y
4F033QK20Y
(57)【要約】
【解決課題】固体化し易い液体について長時間にわたり一定した噴霧量を維持できる、二流体噴霧装置を提供する。
【課題解決手段】二流体噴霧装置１は、少なくとも２つの気体を噴射するための第一気体噴射部１０１と第二気体噴射部１０２と、液体を噴射する液体噴射部１０３と、第一、第二気体噴射部１０１、１０２の単位面積当たりの開口サイズよりも小さい開口サイズである第一、第二補助噴射部１０６、１０７とを備える。
【選択図】図１
【課題解決手段】二流体噴霧装置１は、少なくとも２つの気体を噴射するための第一気体噴射部１０１と第二気体噴射部１０２と、液体を噴射する液体噴射部１０３と、第一、第二気体噴射部１０１、１０２の単位面積当たりの開口サイズよりも小さい開口サイズである第一、第二補助噴射部１０６、１０７とを備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも２つの気体を噴射するための第一気体噴射部と第二気体噴射部と、
液体を噴射する液体噴射部と、
前記第一、第二気体噴射部の単位面積当たりの開口サイズよりも小さい開口サイズである第一、第二補助噴射部と、を備える、二流体噴霧装置。
液体を噴射する液体噴射部と、
前記第一、第二気体噴射部の単位面積当たりの開口サイズよりも小さい開口サイズである第一、第二補助噴射部と、を備える、二流体噴霧装置。
【請求項2】
前記第一、第二気体噴射部の噴射方向が平面視で対向し、前記対向する方向と直交する方向で前記第一、第二補助噴射部の噴射方向が平面視で対向するように設けられている、
請求項１に記載の二流体噴霧装置。
請求項１に記載の二流体噴霧装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、二流体噴霧装置に関する。
【背景技術】
【0002】
本発明者等が創作した特許文献１の液体霧化装置は、それ以前の二流体ノズルの発想を変えた画期的な発明である。この液体霧化装置は、２、３または４つの気体を噴射する気体噴射部と、液体を噴射する液体噴射部とを備え、前記気体噴射部から、圧力０．２ＭＰａ以下で噴射した気体同士を前記液体噴射部の先端より前方で衝突させて形成した衝突部または当該衝突部を含む部分と、前記液体噴射部で噴射した液体とを衝突させて当該液体を霧化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第５１４０７１２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
噴霧する液体の中には固体化し易い液体もあり、長時間噴霧でノズル先端出口で固化し、噴霧量が低下することがある（いわゆる、目詰まり現象である）。このような場合、定期的にノズル先端を洗浄したり、その液体に替わり水を噴霧させて洗浄することが行われている。
【0005】
本発明の目的は、上記特許文献１の液体霧化装置の特徴を活かしつつ、固体化し易い液体について長時間にわたり一定した噴霧量を維持できる、二流体噴霧装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
二流体噴霧装置（１）は、
少なくとも２つの気体を噴射するための第一気体噴射部（１０１）と第二気体噴射部（１０２）と、
液体を噴射する液体噴射部（１０３）と、
前記第一、第二気体噴射部（１０１、１０２）の単位面積当たりの開口サイズ（噴射出口１０１ａ、１０２ａ）よりも小さい開口サイズ（噴射出口１０６ａ、１０７ａ）である（あるいは前記第一、第二気体噴射部（１０１、１０２）から噴射する気体量よりも小さい気体量を噴射する）第一、第二補助噴射部（１０６、１０７）と、を備える。
前記第一、第二気体噴射部（１０１、１０２）から噴射した気体と、前記液体噴射部（１０３）から噴射した液体とを衝突させて当該液体を微粒子化する。
前記第一、第二気体噴射部（１０１、１０２）の噴射方向が、平面視で対向していてもよい。前記第一、第二補助噴射部（１０６、１０７）の噴射方向が、平面視で対向していてもよい。前記第一、第二気体噴射部（１０１、１０２）の噴射方向が平面視で対向し、前記第一、第二気体噴射部の噴射方向が平面視で対向し、前記対向する方向と直交する方向で前記第一、第二補助噴射部（１０６、１０７）の噴射方向が平面視で対向するように設けられていてもよい。それらが十字の位置に設けられていてもよい（図２Ｃ参照）。
前記第一、第二気体噴射部（１０１、１０２）から噴射される気体量は、同じあるいは実質的に同じになるように設定されていてもよい。
前記第一、第二気体噴射部（１０１、１０２）の噴射角度（α）が、前記第一、第二補助噴射部（１０６、１０７）の噴射角度（β）よりも小さくてもよい。キャップ部（２０）の噴射内面（２３）の角度（θ）は、角度αと角度βよりも大きくてもよい。角度(θ)は９０°から１６０°、角度（α）は６０°から１５０°、角度（β）は８０°から１５０°であってもよい（図２Ｃ参照）。
前記第一、第二補助噴射部（１０６、１０７）の噴射出口（１０６ａ、１０７ａ）は、前記第一、第二気体噴射部（１０１、１０２）の噴射出口（１０１ａ、１０２ａ）の近傍にまで延設されていてもよい。
前記第一、第二補助噴射部（１０６、１０７）の他に、１以上の補助噴射部が設けられていてもよい。
少なくとも２つの気体を噴射するための第一気体噴射部（１０１）と第二気体噴射部（１０２）と、
液体を噴射する液体噴射部（１０３）と、
前記第一、第二気体噴射部（１０１、１０２）の単位面積当たりの開口サイズ（噴射出口１０１ａ、１０２ａ）よりも小さい開口サイズ（噴射出口１０６ａ、１０７ａ）である（あるいは前記第一、第二気体噴射部（１０１、１０２）から噴射する気体量よりも小さい気体量を噴射する）第一、第二補助噴射部（１０６、１０７）と、を備える。
前記第一、第二気体噴射部（１０１、１０２）から噴射した気体と、前記液体噴射部（１０３）から噴射した液体とを衝突させて当該液体を微粒子化する。
前記第一、第二気体噴射部（１０１、１０２）の噴射方向が、平面視で対向していてもよい。前記第一、第二補助噴射部（１０６、１０７）の噴射方向が、平面視で対向していてもよい。前記第一、第二気体噴射部（１０１、１０２）の噴射方向が平面視で対向し、前記第一、第二気体噴射部の噴射方向が平面視で対向し、前記対向する方向と直交する方向で前記第一、第二補助噴射部（１０６、１０７）の噴射方向が平面視で対向するように設けられていてもよい。それらが十字の位置に設けられていてもよい（図２Ｃ参照）。
前記第一、第二気体噴射部（１０１、１０２）から噴射される気体量は、同じあるいは実質的に同じになるように設定されていてもよい。
前記第一、第二気体噴射部（１０１、１０２）の噴射角度（α）が、前記第一、第二補助噴射部（１０６、１０７）の噴射角度（β）よりも小さくてもよい。キャップ部（２０）の噴射内面（２３）の角度（θ）は、角度αと角度βよりも大きくてもよい。角度(θ)は９０°から１６０°、角度（α）は６０°から１５０°、角度（β）は８０°から１５０°であってもよい（図２Ｃ参照）。
前記第一、第二補助噴射部（１０６、１０７）の噴射出口（１０６ａ、１０７ａ）は、前記第一、第二気体噴射部（１０１、１０２）の噴射出口（１０１ａ、１０２ａ）の近傍にまで延設されていてもよい。
前記第一、第二補助噴射部（１０６、１０７）の他に、１以上の補助噴射部が設けられていてもよい。
【0007】
前記二流体噴霧装置（１）は、
前記液体噴射部（１０３）が形成されている本体（１０）と、
前記本体（１０）の先端に取り付けられて、前記第一、第二気体噴射部（１０１、１０２）と、前記第一、第二補助噴射部（１０６、１０７）を形成するための、キャップ部（２０）と、を備えていてもよい。
前記第一、第二気体噴射部（１０１、１０２）は、前記本体（１０）の側面に形成された凹溝（第一、第二側面スリット溝１３ａ、１３ｂ）とキャップ部（２０）の内面（２５）によって形成され、前記液体噴射部（１０３）の噴射側天面（１１０）に形成された凹溝（第一、第二先端スリット溝１３１、１３２）と、キャップ部（２０）の内面（２３、２４）によって形成されていてもよい。
本体（１０）には外部配管などと接続する気体供給部（１３）と、外部配管などと接続する液体供給部（１２）とを有していてもよい。
前記第一、第二補助噴射部（１０６、１０７）は、本体（１０）の噴射側天面（１１０）に形成された第一、第二スリット面（１３３、１３４）とキャップ部（２０）の内面（２３、２４）によって形成されていてもよい。
前記内面（２４）の空間によって、第一、第二側面スリット溝（１３ａ、１３ｂ）からの気体が前記内面（２４）の空間を介して前記第一、第二補助噴射部（１０６、１０７）へ送られてもよい。
前記液体噴射部（１０３）が形成されている本体（１０）と、
前記本体（１０）の先端に取り付けられて、前記第一、第二気体噴射部（１０１、１０２）と、前記第一、第二補助噴射部（１０６、１０７）を形成するための、キャップ部（２０）と、を備えていてもよい。
前記第一、第二気体噴射部（１０１、１０２）は、前記本体（１０）の側面に形成された凹溝（第一、第二側面スリット溝１３ａ、１３ｂ）とキャップ部（２０）の内面（２５）によって形成され、前記液体噴射部（１０３）の噴射側天面（１１０）に形成された凹溝（第一、第二先端スリット溝１３１、１３２）と、キャップ部（２０）の内面（２３、２４）によって形成されていてもよい。
本体（１０）には外部配管などと接続する気体供給部（１３）と、外部配管などと接続する液体供給部（１２）とを有していてもよい。
前記第一、第二補助噴射部（１０６、１０７）は、本体（１０）の噴射側天面（１１０）に形成された第一、第二スリット面（１３３、１３４）とキャップ部（２０）の内面（２３、２４）によって形成されていてもよい。
前記内面（２４）の空間によって、第一、第二側面スリット溝（１３ａ、１３ｂ）からの気体が前記内面（２４）の空間を介して前記第一、第二補助噴射部（１０６、１０７）へ送られてもよい。
【0008】
前記第一、第二気体噴射部（１０１、１０２）の他に、第三、第四気体噴射部が近傍に設けられていてもよい。
第一、第二補助噴射部（１０６、１０７）は、前記第一、第二気体噴射部（１０１、１０２）よりも少ない気体量の噴射を行い、液体を微粒化する噴射力としての作用は小さい（あるいは実質的にない）。一方で、前記第一、第二気体噴射部（１０１、１０２）の開口（例えば、噴射出口１０１ａ、１０２ａ）やキャップ部（２０）の開口（２２）の位置において固体化しやすい液体を外部へ排出する作用を発揮する。これにより、長時間噴霧において目詰まりすることを効果的に抑制できる。
第一、第二補助噴射部（１０６、１０７）は、前記第一、第二気体噴射部（１０１、１０２）よりも少ない気体量の噴射を行い、液体を微粒化する噴射力としての作用は小さい（あるいは実質的にない）。一方で、前記第一、第二気体噴射部（１０１、１０２）の開口（例えば、噴射出口１０１ａ、１０２ａ）やキャップ部（２０）の開口（２２）の位置において固体化しやすい液体を外部へ排出する作用を発揮する。これにより、長時間噴霧において目詰まりすることを効果的に抑制できる。
【0009】
前記気体は、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。
【0010】
前記液体は、特に制限されないが、例えば、水、イオン化水、消臭液、保湿液、美容水、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。
前記液体の種類において固体化し易い液体を用いても効果的であり、目詰まりを抑制できる。
前記液体の種類において固体化し易い液体を用いても効果的であり、目詰まりを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】実施形態１の二流体噴霧装置の構成図である。
【図2A】第一側面の先端拡大の構成図である。
【図2B】第二側面のキャップ先端拡大の構成図である。
【図2C】第一、第二気体噴射部と補助噴射部の概略図と噴射角度である。
【図2D】別実施形態のキャップの先端拡大の構成図である。
【図3】本体の先端部の形状を説明するための図である。
【図4】実施形態１における噴霧特性データの一例を示す図である。
【図5】実施例と比較例の空気量と噴霧量データの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
（実施形態１）
実施形態１の二流体噴霧装置１を図１から図３を用いて説明する。
二流体噴霧装置１は、液体噴射部１０３、第一気体噴射部１０１、第二気体噴射部１０２、第一補助噴射部１０６、第二補助噴射部１０７を備える。第一、第二気体噴射部１０１、１０２の噴射方向が平面視で対向し、かつ第一、第二補助噴射部１０６、１０７の噴射方向が平面視で対向し、それらがそれぞれ十字の位置に設けられている（図２Ｃ参照）。
第一、第二補助噴射部１０６、１０７は、第一、第二気体噴射部１０１、１０２の単位面積当たりの開口サイズ（噴射出口１０１ａ、１０２ａ）よりも小さい開口サイズ（噴射出口１０６ａ、１０７ａ）である（図２Ｃ参照）。また、第一、第二気体噴射部１０１、１０２から噴射する気体量よりも小さい気体量を噴射する。本実施形態では、第一、第二気体噴射部１０１、１０２の噴射角度αが、第一、第二補助噴射部１０６、１０７の噴射角度βよりも小さい。キャップ部２０の噴射内面２３の角度θは、角度αと角度βよりも大きい。本実施形態において、角度θは１２０°、角度αは８０°、角度βは９０°である（図１、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ参照）。
また、本実施形態では、第一、第二気体噴射部１０１、１０２の噴射出口１０１ａ、１０２ａは、第一、第二補助噴射部１０６、１０７の噴射出口１０６ａ、１０７ａよりも噴射方向で噴射側に配置されている。
第一、第二気体噴射部１０１、１０２から噴射した気体と、液体噴射部１０３から噴射した液体とを衝突させて当該液体を微粒子化する。
実施形態１の二流体噴霧装置１を図１から図３を用いて説明する。
二流体噴霧装置１は、液体噴射部１０３、第一気体噴射部１０１、第二気体噴射部１０２、第一補助噴射部１０６、第二補助噴射部１０７を備える。第一、第二気体噴射部１０１、１０２の噴射方向が平面視で対向し、かつ第一、第二補助噴射部１０６、１０７の噴射方向が平面視で対向し、それらがそれぞれ十字の位置に設けられている（図２Ｃ参照）。
第一、第二補助噴射部１０６、１０７は、第一、第二気体噴射部１０１、１０２の単位面積当たりの開口サイズ（噴射出口１０１ａ、１０２ａ）よりも小さい開口サイズ（噴射出口１０６ａ、１０７ａ）である（図２Ｃ参照）。また、第一、第二気体噴射部１０１、１０２から噴射する気体量よりも小さい気体量を噴射する。本実施形態では、第一、第二気体噴射部１０１、１０２の噴射角度αが、第一、第二補助噴射部１０６、１０７の噴射角度βよりも小さい。キャップ部２０の噴射内面２３の角度θは、角度αと角度βよりも大きい。本実施形態において、角度θは１２０°、角度αは８０°、角度βは９０°である（図１、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ参照）。
また、本実施形態では、第一、第二気体噴射部１０１、１０２の噴射出口１０１ａ、１０２ａは、第一、第二補助噴射部１０６、１０７の噴射出口１０６ａ、１０７ａよりも噴射方向で噴射側に配置されている。
第一、第二気体噴射部１０１、１０２から噴射した気体と、液体噴射部１０３から噴射した液体とを衝突させて当該液体を微粒子化する。
【0013】
二流体噴霧装置１は、本体１０とキャップ部２０を備える。キャップ部２０は、本体１０の先端に取り付けられて、第一、第二気体噴射部１０１、１０２と、第一、第二補助噴射部１０６、１０７を形成する。液体噴射部１０３は、本体１０に設けられている。キャップ部２０は、微粒子の噴霧出口となる開口２２と先端面２２１を備える。
第一、第二気体噴射部１０１、１０２は、本体１０の側面に形成された第一、第二側面スリット溝１３ａ、１３ｂとキャップ部２０の内面２５によって形成され、本体１０の噴射側天面１１０に形成された第一、第二先端スリット溝１３１、１３２と、キャップ部２０の内面２３、２４によって形成されている（図２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、３参照）。
本体１０には外部配管などと接続する気体供給部１３と、外部配管などと接続する液体供給部１２が設けられている。気体供給部１３は、第一、第二側面スリット溝１３ａ、１３ｂを介して、第一、第二先端スリット溝１３１、１３２へ通じており気体を送る。液体供給部１２は、貫通孔１１を介して液体噴射部１０３へ通じ、液体が送られる。本実施形態ではサイフォン効果で液体が送られる。
第一、第二気体噴射部１０１、１０２は、本体１０の側面に形成された第一、第二側面スリット溝１３ａ、１３ｂとキャップ部２０の内面２５によって形成され、本体１０の噴射側天面１１０に形成された第一、第二先端スリット溝１３１、１３２と、キャップ部２０の内面２３、２４によって形成されている（図２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、３参照）。
本体１０には外部配管などと接続する気体供給部１３と、外部配管などと接続する液体供給部１２が設けられている。気体供給部１３は、第一、第二側面スリット溝１３ａ、１３ｂを介して、第一、第二先端スリット溝１３１、１３２へ通じており気体を送る。液体供給部１２は、貫通孔１１を介して液体噴射部１０３へ通じ、液体が送られる。本実施形態ではサイフォン効果で液体が送られる。
【0014】
第一、第二補助噴射部１０６、１０７は、本体１０の噴射側天面１１０に形成された第一、第二スリット面１３３、１３４とキャップ部２０の内面２３、２４によって形成されている。キャップ部２０の内面２４の空間によって、第一、第二側面スリット溝１３ａ、１３ｂからの気体が内面２４の空間を介して第一、第二補助噴射部１０６、１０７へ送られてもよい。
【0015】
第一、第二補助噴射部１０６、１０７は、第一、第二気体噴射部１０１、１０２よりも小さい気体噴射を行い、液体を微粒化する噴射力としての作用は小さい（あるいは実質的にない）。一方で、第一、第二気体噴射部１０１、１０２の開口やキャップ部２０の開口２２の位置において固体化しやすい液体を外部へ排出する作用を発揮する。これにより、長時間噴霧において目詰まりすることを効果的に抑制できる。
【0016】
（噴霧出口の形状）
図２Ｄに示すキャップ部２０の開口２２は、噴射方向に沿って拡幅（台錐状）の噴射出口２２２を有する。
図２Ｄに示すキャップ部２０の開口２２は、噴射方向に沿って拡幅（台錐状）の噴射出口２２２を有する。
【0017】
実施形態１（図１）の構成の二流体噴霧装置１の噴霧特性を図４に示す。空気圧と空気量の関係、空気圧と噴霧量の関係、空気圧と平均粒子径の関係が示されている。液体に水道水、気体に空気を用いた。各関係では、略線形変化であり、製品化における品質の安定性を確認できた。
【0018】
＜目詰まり実験＞
実施例１として図１の二流体噴霧装置１、比較例として第一、第二補助噴射部を備えていない二流体噴霧装置（図３の比較例）で長時間の間欠噴霧を行った。
噴霧時間：９：００～１７：００（８時間／日）内で間欠噴霧（１分噴霧、１分停止の繰り返し）
液体 ：液体肥料の５００倍希釈液（ハイポネックス（登録商標）、株式会社ハイポネックスジャパン）
図５において、空気量変化として５０時間経過後に比較例では減少し、実施例では略一定していることが確認できた。噴霧量変化として、４０時間経過後に比較例では減少し、実施例では略一定していることが確認できた。これは、比較例では４０時間経過後に目詰まり現象が生じ始め、空気量および噴霧量が減少したと考えられる。
実施例１として図１の二流体噴霧装置１、比較例として第一、第二補助噴射部を備えていない二流体噴霧装置（図３の比較例）で長時間の間欠噴霧を行った。
噴霧時間：９：００～１７：００（８時間／日）内で間欠噴霧（１分噴霧、１分停止の繰り返し）
液体 ：液体肥料の５００倍希釈液（ハイポネックス（登録商標）、株式会社ハイポネックスジャパン）
図５において、空気量変化として５０時間経過後に比較例では減少し、実施例では略一定していることが確認できた。噴霧量変化として、４０時間経過後に比較例では減少し、実施例では略一定していることが確認できた。これは、比較例では４０時間経過後に目詰まり現象が生じ始め、空気量および噴霧量が減少したと考えられる。
【符号の説明】
【0019】
１ 二流体噴霧装置
１０ 本体
２０ キャップ部
１０１ 第一気体噴射部
１０２ 第二気体噴射部
１０３ 液体噴射部
１０６ 第一補助噴射部
１０７ 第二補助噴射部
１０ 本体
２０ キャップ部
１０１ 第一気体噴射部
１０２ 第二気体噴射部
１０３ 液体噴射部
１０６ 第一補助噴射部
１０７ 第二補助噴射部
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図3】
【図4】
【図5】
