特開 2024-118636 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】P2024118636

(43)【公開日】2024-09-02

(54)【発明の名称】ノズル

(51)【国際特許分類】

   B05B 7/08 20060101AFI20240826BHJP

   B05B 7/06 20060101ALI20240826BHJP

【ＦＩ】

B05B7/08

B05B7/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023025023

(22)【出願日】2023-02-21

(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】110002837

【氏名又は名称】弁理士法人アスフィ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】平松 弘樹

【テーマコード（参考）】

4F033

【Ｆターム（参考）】

4F033QB02Y

4F033QB03X

4F033QB12Y

4F033QB13Y

4F033QB15X

4F033QB17

4F033QB18

4F033QD02

4F033QD03

4F033QD19

4F033QD24

4F033QD25

4F033QE09

4F033QF11Y

(57)【要約】

【課題】ノズルの先端に異物が付着することを抑えることができるノズルを提供する。
【解決手段】基端側から先端側に延びる軸方向と径方向とを有し、先端側から気液混合流体を噴出するノズル１であって、ノズル１の先端部は、先端に液体噴出口４を有する中心流路３と、中心流路３の周りに形成され、先端に第１気体噴出口７を有する第１外周流路６と、第１外周流路６の周りに形成され、先端に第２気体噴出口１０を有する第２外周流路９とを有し、ノズル先端側から見て、液体噴出口４は第１気体噴出口７よりも径方向の内方に位置し、第１気体噴出口７は第２気体噴出口１０よりも径方向の内方に位置し、第２外周流路９は、ノズル先端に向かって径方向の内方に傾斜した先端傾斜部１１を有する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基端側から先端側に延びる軸方向と径方向とを有し、先端側から気液混合流体を噴出するノズルであって、
前記ノズルの先端部は、先端に液体噴出口を有する中心流路と、前記中心流路の周りに形成され、先端に第１気体噴出口を有する第１外周流路と、前記第１外周流路の周りに形成され、先端に第２気体噴出口を有する第２外周流路とを有し、
ノズル先端側から見て、前記液体噴出口は前記第１気体噴出口よりも径方向の内方に位置し、前記第１気体噴出口は前記第２気体噴出口よりも径方向の内方に位置し、
前記第２外周流路は、ノズル先端に向かって径方向の内方に傾斜した先端傾斜部を有することを特徴とするノズル。

【請求項2】

前記第２気体噴出口の径方向の外方側の外縁は、前記第１気体噴出口の径方向の外方側の外縁よりもノズル先端側に位置する請求項１に記載のノズル。

【請求項3】

前記液体噴出口の外縁は、前記第２気体噴出口の径方向の外方側の外縁よりもノズル先端側に位置しない請求項２に記載のノズル。

【請求項4】

前記第１外周流路は、前記第１気体噴出口から基端側に延びる先端直進部を有し、前記先端直進部において、前記第１外周流路の径方向の外方側の表面が前記軸方向に略平行に延びるように形成されている請求項１に記載のノズル。

【請求項5】

前記軸方向に沿った断面において、前記先端傾斜部の流路幅は前記先端直進部の流路幅よりも広い請求項４に記載のノズル。

【請求項6】

前記第１外周流路は、ノズル先端側から見て一部が閉塞されている請求項１に記載のノズル。

【請求項7】

前記ノズルは先端側の面に窪み部を有し、前記窪み部に前記第２気体噴出口が形成されている請求項１に記載のノズル。

【請求項8】

前記第１気体噴出口における気体の圧力は、前記第２気体噴出口における気体の圧力よりも高い請求項１に記載のノズル。

【請求項9】

前記第２外周流路の上流側はオリフィスを介して前記第１外周流路に連通しており、
前記第１外周流路に供給された気体が、前記第１外周流路を通って前記第１気体噴出口から噴出されるとともに、前記オリフィスを通って前記第２外周流路に供給され、前記第２外周流路を通って前記第２気体噴出口から噴出される請求項１に記載のノズル。

【請求項10】

前記第２外周流路は、前記先端傾斜部と前記オリフィスの間に、前記先端傾斜部よりも流路幅が狭い、前記軸方向を中心とする環状の絞り部を有する請求項９に記載のノズル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はノズルに関するものであり、詳細には二流体ノズルに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、液体と気体を混合して噴霧する二流体ノズルが様々知られている（例えば、特許文献１～６）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６－０９３７７３号公報

【特許文献2】特開２００８－０１８４００号公報

【特許文献3】特開２００６－１６７６０１号公報

【特許文献4】特開２００４－２３７２０６号公報

【特許文献5】特開２００１－１４９８２２号公報

【特許文献6】特開２０００－１０７６５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

二流体ノズルは、ノズルの先端から気液混合流体が噴霧されるが、ノズルを継続して使用していくと、ノズルの先端に埃や粉塵等の異物が付着し目詰まりを起こす場合がある。この場合、ノズルの頻繁なメンテナンスが必要になったり、ノズルの先端から液だれが起こったり、ノズルからの液体の噴霧を所望通り行うことが難しくなったりする。本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ノズルの先端に異物が付着することを抑えることができるノズルを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

前記課題を解決することができた本発明のノズルは下記の通りである。
［１］ 基端側から先端側に延びる軸方向と径方向とを有し、先端側から気液混合流体を噴出するノズルであって、
前記ノズルの先端部は、先端に液体噴出口を有する中心流路と、前記中心流路の周りに形成され、先端に第１気体噴出口を有する第１外周流路と、前記第１外周流路の周りに形成され、先端に第２気体噴出口を有する第２外周流路とを有し、
ノズル先端側から見て、前記液体噴出口は前記第１気体噴出口よりも径方向の内方に位置し、前記第１気体噴出口は前記第２気体噴出口よりも径方向の内方に位置し、
前記第２外周流路は、ノズル先端に向かって径方向の内方に傾斜した先端傾斜部を有することを特徴とするノズル。
［２］ 前記第２気体噴出口の径方向の外方側の外縁は、前記第１気体噴出口の径方向の外方側の外縁よりもノズル先端側に位置する［１］に記載のノズル。
［３］ 前記液体噴出口の外縁は、前記第２気体噴出口の径方向の外方側の外縁よりもノズル先端側に位置しない［１］または［２］に記載のノズル。
［４］ 前記第１外周流路は、前記第１気体噴出口から基端側に延びる先端直進部を有し、前記先端直進部において、前記第１外周流路の径方向の外方側の表面が前記軸方向に略平行に延びるように形成されている［１］～［３］のいずれかに記載のノズル。
［５］ 前記軸方向に沿った断面において、前記先端傾斜部の流路幅は前記先端直進部の流路幅よりも広い［４］に記載のノズル。
［６］ 前記第１外周流路は、ノズル先端側から見て一部が閉塞されている［１］～［５］のいずれかに記載のノズル。
［７］ 前記ノズルは先端側の面に窪み部を有し、前記窪み部に前記第２気体噴出口が形成されている［１］～［６］のいずれかに記載のノズル。
［８］ 前記第１気体噴出口における気体の圧力は、前記第２気体噴出口における気体の圧力よりも高い［１］～［７］のいずれかに記載のノズル。
［９］ 前記第２外周流路の上流側はオリフィスを介して前記第１外周流路に連通しており、前記第１外周流路に供給された気体が、前記第１外周流路を通って前記第１気体噴出口から噴出されるとともに、前記オリフィスを通って前記第２外周流路に供給され、前記第２外周流路を通って前記第２気体噴出口から噴出される［１］～［８］のいずれかに記載のノズル。
［１０］ 前記第２外周流路は、前記先端傾斜部と前記オリフィスの間に、前記先端傾斜部よりも流路幅が狭い、前記軸方向を中心とする環状の絞り部を有する［９］に記載のノズル。

【発明の効果】

【0006】

本発明のノズルは、中心流路の先端の液体噴出口から液体が噴出し、中心流路の周りに形成された第１外周流路の先端の第１気体噴出口から気体が噴出し、これらが合わさってノズルの先端から気液混合流体が噴出する。ノズルはさらに、第１外周流路の周りに形成された第２外周流路の先端の第２気体噴出口から気体が噴出する。第２外周流路は、ノズル先端に向かって径方向の内方に傾斜した先端傾斜部を有するため、第２気体噴出口から噴出した気体は、径方向の内方に向かってノズルの先端から噴出することとなる。本発明のノズルは、このように第２気体噴出口から気体が噴出するように構成されているため、ノズルの先端に埃や粉塵等の異物を付着するのを抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明のノズルの構成例を表し、ノズルの軸方向断面図を表す。

【図2】図１に示したノズルの先端部の拡大断面図を表す。

【図3】本発明のノズルの他の構成例を表し、ノズルの軸方向断面図を表す。

【図4】図３に示したノズルの先端部の拡大断面図を表す。

【図5】図１～図４に示したノズルを先端側から見た正面図を表す。

【図6】図４に示したノズルの先端部の変形例の拡大断面図を表す。

【図7】図４に示したノズルの先端部の変形例の拡大断面図を表す。

【図8】図７に示したノズルを先端側から見た正面図を表す。

【発明を実施するための形態】

【0008】

本発明は、気液混合流体を噴出するノズル、すなわち二流体ノズルに関するものである。二流体ノズルは、気液混合流体がノズルの先端から噴霧されるが、ノズルを継続して使用していくと、ノズルの先端に埃や粉塵等の異物が付着し目詰まりを起こす場合がある。本発明のノズルは、ノズルの先端に異物が付着して目詰まりが起こることを抑えるために、ノズル先端のパージ機能を備えるものである。以下、本発明のノズルを図面を参照して説明するが、本発明は図面に示した態様に限定されるものではない。また、各ノズルの構成は任意に置き換えたり組み合わせて実施することができる。

【0009】

図１～図８には、本発明のノズルの構成例を示した。図１は第１実施形態に係るノズルの軸方向断面図を表し、図２は図１に示したノズルの先端部の拡大断面図を表し、図３は第２実施形態に係るノズルの軸方向断面図を表し、図４は図３に示したノズルの先端部の拡大断面図を表し、図５は図１～図４に示したノズルを先端側から見た正面図を表し、図６および図７は図４に示したノズルの先端部の変形例の拡大断面図を表し、図８は図７に示したノズルを先端側から見た正面図を表す。

【0010】

ノズル１は、基端側から先端側に延びる軸方向と、径方向とを有し、先端側から気液混合流体を噴出する。ノズル１において、軸方向とは、ノズル１の基端側から先端側に延びる方向を意味する。図１～図４、図６、図７において、図面の右側が基端側に相当し、図面の左側が先端側に相当する。ノズル１は、液体が流れる中心流路３を有し、液体は中心流路３を基端側から先端側に向かって流れる。ノズル１は、先端側から気液混合流体を噴出する。径方向は、軸方向に対する垂直方向であって、ノズル１の軸方向の垂直断面において、中心流路３の中心（図心）から放射方向に延びる方向を意味する。ノズル１はまた、ノズル１の軸方向の垂直断面において、中心流路３の中心（図心）を取り囲む方向として周方向を有する。

【0011】

ノズル１は、ノズル１の先端を含む部分として先端部２を有する。ノズル１の先端部２は、先端に液体噴出口４を有する中心流路３と、中心流路３の周りに形成され、先端に第１気体噴出口７を有する第１外周流路６と、第１外周流路６の周りに形成され、先端に第２気体噴出口１０を有する第２外周流路９とを有する。ノズル先端側から見て、液体噴出口４は第１気体噴出口７よりも径方向の内方に位置し、第１気体噴出口７は第２気体噴出口１０よりも径方向の内方に位置する。そして、第２外周流路９は、ノズル１の先端に向かって径方向の内方に傾斜した先端傾斜部１１を有する。

【0012】

ノズル１の先端部２は、内管２１と中管２２と外管２３を有する三重管構造を有する。ノズル１の先端部２は、三重管構造を有する部分として規定することができる。内管２１の内部空間に中心流路３が形成され、内管２１と中管２２の間の空間に第１外周流路６が形成され、中管２２と外管２３の間の空間に第２外周流路９が形成される。内管２１の先端は液体噴出口４の外縁を形成し、中管２２の先端は第１気体噴出口７の径方向の外方側の外縁を形成し、外管２３の先端は第２気体噴出口１０の径方向の外方側の外縁を形成する。ノズル先端側から見て、第１気体噴出口７は液体噴出口４の周りに形成され、第２気体噴出口１０は第１気体噴出口７の周りに形成される。

【0013】

中心流路３には、ノズル１の先端から噴霧される液体が流れる。ノズル１から噴霧する液体としては、水、薬液、塗料、インク、調味液等が挙げられる。中心流路３の基端側には例えば送液ポンプが連通して設けられ、送液ポンプにより中心流路３に液体が供給されてもよい。あるいは、中心流路３の基端側には貯液部が設けられ、第１気体噴出口７から噴出する気体の流れによって中心流路３が減圧され、貯液部に貯まった液体が中心流路３に吸引されるように構成されてもよい。これにより、ノズル１の先端から、液体が、第１気体噴出口７から噴出される気体とともに噴霧される。

【0014】

第１外周流路６には、ノズル１の先端から液体とともに気液混合流体として噴出される気体が流れ、第２外周流路９には、ノズル１の先端に異物が付着するのを抑えるための気体が流れる。第１外周流路６と第２外周流路９を流れる気体としては、空気、窒素、アルゴン等が挙げられるが、簡便には空気を用いることが好ましい。気体は、加圧気体（例えば圧縮空気）として第１外周流路６と第２外周流路９に導入されることが好ましい。加圧気体は、例えば、ゲージ圧として０．０１ＭＰａ～０．８ＭＰａの圧力で第１外周流路６および／または第２外周流路９に導入されることが好ましい。

【0015】

第１外周流路６に導入される気体と第２外周流路９に導入される気体は同じであっても異なっていてもよいが、簡便には同一であることが好ましい。第１外周流路６の基端側と第２外周流路９の基端側にはコンプレッサー等の気体供給手段が連通して設けられる。気体供給手段は、第１外周流路６の基端側と第２外周流路９の基端側に別々に設けられてもよく、第１外周流路６の基端側に設けられる気体供給手段が第２外周流路９の基端側に設けられる気体供給手段を兼ねるものであってもよい。

【0016】

図１および図２に示したノズル１Ａでは、ノズル１Ａの内部で第１外周流路６と第２外周流路９が独立して形成されており、第１外周流路６と第２外周流路９に気体が別々に供給されるように構成されている。ノズル１Ａにおいて、第１外周流路６の基端側と第２外周流路９の基端側にそれぞれ気体供給手段が設けられてもよく、第１外周流路６の基端側と第２外周流路９の基端側に共通の気体供給手段が設けられてもよい。一方、図３、図４、図６、図７に示したノズル１Ｂ，１Ｃ，１Ｄでは、第１外周流路６と第２外周流路９がノズル１の内部で連通しており、第１外周流路６の基端側に気体供給手段が設けられ、第１外周流路６に導入された気体がノズル１の内部で第２外周流路９に導入されるように構成されている。なお、図面には示されていないが、ノズル１は、第２外周流路９の基端側に気体供給手段が設けられ、第２外周流路９に導入された気体がノズル１の内部で第１外周流路６に導入されるように構成することもできる。

【0017】

中心流路３を流れる液体が液体噴出口４から噴出し、第１外周流路６を流れる気体が第１気体噴出口７から噴出し、これらが合わさって衝突することで、液体噴出口４から噴出した液体が微粒化され、ノズル１の先端から気液混合流体が噴出される。ノズル１はさらに、液体噴出口４と第１気体噴出口７の径方向の外方に形成された第２気体噴出口１０から、気体が噴出する。そして、第２外周流路９は、ノズル１の先端に向かって径方向の内方に傾斜した先端傾斜部１１を有するため、第２気体噴出口１０から噴出した気体は、径方向の内方に向かってノズル１の先端から噴出することとなる。このように第２気体噴出口１０から気体が噴出することにより、ノズル１の先端、例えば液体噴出口４や第１気体噴出口７に、埃や粉塵等の異物が付着しにくくなる。

【0018】

ノズル１において、各噴出口の大きさは適宜設定することができる。例えば、図５を参照すると、液体噴出口４の内径すなわち内管２１の先端の内径Ｄ１は、０．２ｍｍ以上が好ましく、０．３ｍｍ以上がより好ましく、０．４ｍｍ以上がさらに好ましく、また１．５ｍｍ以下が好ましく、１．０ｍｍ以下がより好ましく、０．８ｍｍ以下がさらに好ましい。第１気体噴出口７の径方向の外方側の外縁を規定する中管２２の先端の内径Ｄ２は、０．８ｍｍ以上が好ましく、１．０ｍｍ以上がより好ましく、１．２ｍｍ以上がさらに好ましく、また２．５ｍｍ以下が好ましく、２．２ｍｍ以下がより好ましく、２．０ｍｍ以下がさらに好ましい。第２気体噴出口１０の径方向の外方側の外縁を規定する外管２３の先端の内径Ｄ３は、１．８ｍｍ以上が好ましく、２．２ｍｍ以上がより好ましく、２．５ｍｍ以上がさらに好ましく、また５．０ｍｍ以下が好ましく、４．５ｍｍ以下がより好ましく、４．０ｍｍ以下がさらに好ましい。

【0019】

第１気体噴出口７の径方向の外方側の外縁を規定する中管２２の先端の内径Ｄ２は、液体噴出口４の内径すなわち内管２１の先端の内径Ｄ１の１．５倍以上が好ましく、２．０倍以上がより好ましく、また６．０倍以下が好ましく、５．０倍以下がより好ましく、４．０倍以下がさらに好ましい。第２気体噴出口１０の径方向の外方側の外縁を規定する外管２３の先端の内径Ｄ３は、第１気体噴出口７の径方向の外方側の外縁を規定する中管２２の先端の内径Ｄ２の１．５倍以上が好ましく、２．０倍以上がより好ましく、また８．０倍以下が好ましく、６．０倍以下がより好ましく、４．５倍以下がさらに好ましい。

【0020】

ノズル先端側から見た第１気体噴出口７の径方向の長さ（内管２１と中管２２の間の長さＣ１）は、０．０５ｍｍ以上が好ましく、０．１ｍｍ以上がより好ましく、また０．８ｍｍ以下が好ましく、０．６ｍｍ以下がより好ましく、０．４ｍｍ以下がさらに好ましい。ノズル先端側から見た第２気体噴出口１０の径方向の長さ（中管２２と外管２３の間の長さＣ２）は、０．３ｍｍ以上が好ましく、０．５ｍｍ以上がより好ましく、また１．５ｍｍ以下が好ましく、１．２ｍｍ以下がより好ましく、１．０ｍｍ以下がさらに好ましい。

【0021】

ノズル先端側から見た第１気体噴出口７の径方向の長さ（内管２１と中管２２の間の長さＣ１）は、液体噴出口４の内径（内管２１の先端の内径Ｄ１）の０．２倍以上が好ましく、０．３倍以上がより好ましく、また１．５倍以下が好ましく、１．２倍以下がより好ましく、１．０倍以下がさらに好ましい。ノズル先端側から見た第２気体噴出口１０の径方向の長さ（中管２２と外管２３の間の長さＣ２）は、ノズル先端側から見た第１気体噴出口７の径方向の長さ（内管２１と中管２２の間の長さＣ１）よりも長いことが好ましい。ノズル先端側から見た第２気体噴出口１０の径方向の長さ（中管２２と外管２３の間の長さＣ２）は、ノズル先端側から見た第１気体噴出口７の径方向の長さ（内管２１と中管２２の間の長さＣ１）の１．２倍以上が好ましく、１．５倍以上がより好ましく、また５．０倍以下が好ましく、４．０倍以下がより好ましく、３．０倍以下がさらに好ましい。

【0022】

ノズル１において、各噴出口の軸方向の位置は適宜設定すればよいが、液体噴出口４を規定する内管２１の先端と、第１気体噴出口７の径方向の外方側の外縁を規定する中管２２の先端と、第２気体噴出口１０の径方向の外方側の外縁を規定する外管２３の先端は、軸方向に３．０ｍｍ以内の範囲に位置することが好ましく、２．５ｍｍ以内の範囲がより好ましく、２．０ｍｍ以内の範囲がさらに好ましい。

【0023】

第２気体噴出口１０から気体を噴出することによって、ノズル１の先端に異物がより付着しにくくする点から、第２気体噴出口１０の径方向の外方側の外縁は第１気体噴出口７の径方向の外方側の外縁よりもノズル先端側に位置することが好ましい。このようにノズル１の先端部２を構成することにより、第１気体噴出口７や第２外周流路９の径方向の内方側の表面への異物の付着を抑えることができる。この場合、第２気体噴出口１０の径方向の外方側の外縁は、第１気体噴出口７の径方向の外方側の外縁よりも、好ましくは０．１ｍｍ以上、より好ましくは０．２ｍｍ以上、さらに好ましくは０．３ｍｍ以上ノズル先端側に位置し、好ましくは３．０ｍｍ以下、より好ましくは２．０ｍｍ以下、さらに好ましくは１．５ｍｍ以下、さらにより好ましくは１．０ｍｍ以下ノズル先端側に位置する。

【0024】

液体噴出口４の外縁は、第２気体噴出口１０の径方向の外方側の外縁よりもノズル先端側に位置しないことが好ましい。このようにノズル１の先端部２を構成することにより、液体噴出口４への異物の付着を抑えることができる。例えば、第２気体噴出口１０の径方向の外方側の外縁は、液体噴出口４の外縁よりも、好ましくは３．０ｍｍ以下、より好ましくは２．０ｍｍ以下、さらに好ましくは１．５ｍｍ以下、さらにより好ましくは１．０ｍｍ以下ノズル先端側に位置する。

【0025】

液体噴出口４の外縁は、第１気体噴出口７の径方向の外方側の外縁よりもノズル先端側に位置してもよく、第１気体噴出口７の径方向の外方側の外縁よりもノズル基端側に位置してもよい。図１～図４、図７に示したノズル１Ａ，１Ｂ，１Ｄでは、液体噴出口４の外縁は、第１気体噴出口７の径方向の外方側の外縁よりもノズル先端側に位置している。ノズル１Ａ，１Ｂ，１Ｄは、液体噴出口４から噴出した液体と第１気体噴出口７から噴出した気体が第１気体噴出口７の外部で混合する、いわゆる外部混合型の二流体ノズルとなる。一方、図６に示したノズル１Ｃでは、液体噴出口４の外縁が第１気体噴出口７の径方向の外方側の外縁よりもノズル基端側に位置している。ノズル１Ｃは、液体噴出口４から噴出した液体と第１気体噴出口７から噴出した気体が第１気体噴出口７の内部で混合する、いわゆる内部混合型の二流体ノズルとなる。

【0026】

ノズル１が外部混合型の二流体ノズルである場合、すなわち液体噴出口４の外縁が第１気体噴出口７の径方向の外方側の外縁よりもノズル先端側に位置する場合、液体噴出口４の外縁は、第１気体噴出口７の径方向の外方側の外縁よりも、好ましくは０．１ｍｍ以上、より好ましくは０．２ｍｍ以上、さらに好ましくは０．３ｍｍ以上ノズル先端側に位置し、好ましくは２．０ｍｍ以下、より好ましくは１．５ｍｍ以下、さらに好ましくは１．０ｍｍ以下、さらにより好ましくは０．７ｍｍ以下ノズル先端側に位置する。これにより、液体噴出口４への異物の付着が抑えられやすくなる。

【0027】

一方、ノズル１が内部混合型の二流体ノズルである場合、すなわち液体噴出口４の外縁が第１気体噴出口７の径方向の外方側の外縁よりもノズル基端側に位置する場合は、液体噴出口４の外縁は、第１気体噴出口７の径方向の外方側の外縁よりも、好ましくは１．０ｍｍ以下、より好ましくは０．７ｍｍ以下、さらに好ましくは０．５ｍｍ以下、さらにより好ましくは０．３ｍｍ以下ノズル基端側に位置する。これにより、液体噴出口４への異物の付着が抑えられやすくなる。

【0028】

中心流路３は、液体噴出口４から基端側に軸方向に略平行に延びるように形成されていることが好ましい。例えば、中心流路３は、液体噴出口４と略同径で、液体噴出口４から基端側に軸方向に略平行に延びる先端小径部５を有することが好ましい（図２、図４、図６、図７を参照）。先端小径部５の基端側では、中心流路３は、先端小径部５よりも大きい径で形成されていることが好ましい。このように中心流路３が形成されることにより、液体噴出口４から液体を勢いよく噴出することが容易になる。中心流路３の先端小径部５の軸方向の長さは、例えば、液体噴出口４の内径の３倍以上となるように形成されることが好ましく、５倍以上がより好ましい。中心流路３の先端小径部５の軸方向の長さの上限は特に限定されないが、先端小径部５での液体の圧損を抑える点から、先端小径部５の軸方向の長さは、液体噴出口４の内径の３０倍以下が好ましく、２０倍以下がより好ましく、１５倍以下がさらに好ましい。

【0029】

第１外周流路６は、第１気体噴出口７から基端側に延びる先端直進部８を有し、先端直進部８において、第１外周流路６の径方向の外方側の表面（すなわち中管２２の内面）が軸方向に略平行に延びるように形成されていることが好ましい（図２、図４、図６、図７を参照）。このように第１外周流路６が形成されることにより、液体噴出口４から噴出した液体が第１気体噴出口７から噴出した気体とよく混合されるとともに、第１気体噴出口７から噴出した気体のせん断作用によって微粒化されやすくなる。その結果、液体をより小さい粒子径の液滴で噴霧することが可能となる。第１外周流路６において、先端直進部８は、第１外周流路６の径方向の外方側の表面が軸方向に略平行に延びるように形成された部分となる。

【0030】

第１外周流路６の先端直進部８の軸方向の長さは、ノズル先端側から見た第１気体噴出口７の径方向の長さ（内管２１と中管２２の間の長さＣ１）の２倍以上となることが好ましく、３倍以上がより好ましい。第１外周流路６の先端直進部８の軸方向の長さの上限は特に限定されないが、先端直進部８での気体の圧損を抑える点から、先端直進部８の軸方向の長さは、ノズル先端側から見た第１気体噴出口７の径方向の長さの１５倍以下が好ましく、１０倍以下がより好ましく、５倍以下がさらに好ましい。

【0031】

第１外周流路６の径方向の内方側の表面（すなわち内管２１の外面）は、先端直進部８において、軸方向に略平行に延びるように形成されているか、ノズル先端に向かって径方向の内方に傾斜して形成されていることが好ましい。このように第１外周流路６が形成されることにより、液体噴出口４から噴出した液体が第１気体噴出口７から噴出した気体によって微粒化されやすくなる。なお、先端直進部８において、第１外周流路６の径方向の内方側の表面は、軸方向に略平行に延びるように形成された部分を有することがより好ましい。例えば、先端直進部８の全体にわたって、第１外周流路６の径方向の内方側の表面が軸方向に略平行に延びるように形成されたり、あるいは、先端直進部８の先端部において、第１外周流路６の径方向の内方側の表面がノズル先端に向かって径方向の内方に傾斜して形成され、それよりも基端側において、第１外周流路６の径方向の内方側の表面が軸方向に略平行に延びるように形成されることが好ましい。

【0032】

第１外周流路６は、軸方向に沿った断面において、先端直進部８の流路幅が、先端直進部８よりも上流側の部分の流路幅よりも狭く形成されていることが好ましい。第１外周流路６の流路幅は、軸方向に沿った断面において、第１外周流路６の延在方向に対して垂直な方向の第１外周流路６の幅を意味する。このように第１外周流路６が形成されていれば、第１外周流路６を流れる気体の圧損を少なく抑えることができるとともに、液体噴出口４から噴出した液体の第１気体噴出口７から噴出した気体によるせん断作用を高めることができる。

【0033】

第１外周流路６は、ノズル１の先端部２において、軸方向を中心に周方向に略均等に形成されていてもよいが、ノズル先端側から見て一部が閉塞されて形成されていてもよく、そのような構成例が図７および図８に示されている。図７および図８に示されたノズル１Ｄでは、第１外周流路６が、ノズル１の先端部２において、ノズル先端側から見て一部が閉塞されて形成されている。このように第１外周流路６が形成されていれば、第１外周流路６の軸方向の垂直方向における断面積を変えずに第１外周流路６の径方向の長さ（すなわち内管２１と中管２２のクリアランス）を長く取ることができ、第１外周流路６に異物が詰まりにくくすることができる。この場合、第１外周流路６は、先端直進部８において、ノズル先端側から見て一部が閉塞されていることが好ましい。

【0034】

第１外周流路６を一部閉塞する態様としては、内管２１の外面の一部を外方に突出させる態様、中管２２の内面の一部を内方に突出させる態様、内管２１の外面と中管２２の内面の間にスペーサー部材を配置する態様などが挙げられる。図７および図８では、内管２１の外面の一部が外方に突出しており、これにより第１外周流路６の一部が閉塞されている。なお、第１外周流路６は、先端直進部８よりも上流側の部分においては、軸方向を中心に周方向に略均等に形成されている、すなわち軸対称に形成されていることが好ましい。

【0035】

第２外周流路９は、ノズル先端に向かって径方向の内方に傾斜した先端傾斜部１１を有する。先端傾斜部１１は、第１気体噴出口７を囲んで形成されることが好ましい。第２外周流路９が先端傾斜部１１を有することにより、第２気体噴出口１０から気体が径方向の内方に向かって噴出し、液体噴出口４や第１気体噴出口７やその周囲に埃や粉塵等の異物が付着するのを抑えることができる。

【0036】

先端傾斜部１１は、ノズル１の軸方向に沿った断面において、軸方向に対して斜めに延びるように形成されている。ノズル１の軸方向に沿った断面において、先端傾斜部１１の延在方向と軸方向とがなす角度は、例えば、２５°以上が好ましく、３０°以上がより好ましく、３５°以上がさらに好ましく、また６５°以下が好ましく、６０°以下がより好ましく、５５°以下がさらに好ましい。なお、先端傾斜部１１の延在方向は、軸方向に沿った断面で見て、先端傾斜部１１における第２外周流路９の中心線の延在方向に基づき定めることができる。

【0037】

先端傾斜部１１において、第２外周流路９は、径方向の内方側と外方側の表面がノズル先端に向かって径方向の内方に傾斜していることが好ましい。第２外周流路９は、先端傾斜部１１の先端側が第２気体噴出口１０に臨むように形成されていることが好ましく、先端傾斜部１１において、第２外周流路９の径方向の内方側の表面がノズル先端に向かって径方向の内方に傾斜して延び、第２気体噴出口１０の径方向の内方側の外縁に接続していることが好ましい。すなわち、第２外周流路９の径方向の内方側の表面は、第２気体噴出口１０の径方向の内方側の外縁まで、ノズル先端に向かって径方向の内方に傾斜して延びるように形成されていることが好ましい。第２外周流路９の径方向の外方側の表面は、ノズル先端に向かって径方向の内方に傾斜して延び、第２気体噴出口１０の径方向の外方側の外縁に接続していてもよく、ノズル先端に向かって径方向の内方に傾斜して延びた後、軸方向に略平行に延び、第２気体噴出口１０の径方向の外方側の外縁に接続していてもよい。

【0038】

軸方向に沿った断面において、第２外周流路９の先端傾斜部１１の流路幅は第１外周流路６の先端直進部８の流路幅よりも広く形成されていることが好ましい。先端傾斜部１１の流路幅は、軸方向に沿った断面において、先端傾斜部１１の延在方向に対して垂直な方向の第２外周流路９の幅を意味し、先端直進部８の流路幅は、軸方向に沿った断面において、先端直進部８の延在方向に対して垂直な方向の第１外周流路６の幅を意味する。このように先端傾斜部１１と先端直進部８が形成されていれば、ノズル１の先端から気液混合流体を安定して噴出しやすくなる。

【0039】

第２外周流路９は、ノズル１の先端部２において、軸方向を中心に周方向に略均等に形成されている、すなわち軸対称に形成されていることが好ましい。このように第２外周流路９が形成されることにより、第２気体噴出口１０から気体が周方向の全体にわたって噴出されやすくなり、ノズル１の先端に埃や粉塵等の異物が付着しにくくなる。

【0040】

第１気体噴出口７における気体の圧力は、第２気体噴出口１０における気体の圧力よりも高いことが好ましい。このように第１気体噴出口７と第２気体噴出口１０から気体が噴出されることにより、第２気体噴出口１０から噴出される気体によって液体噴出口４と第１気体噴出口７から噴出される気液混合流体の流れが阻害されにくくなり、ノズル１から好適に気液混合流体を噴出しやすくなる。同様の観点から、第１気体噴出口７から噴出する気体の流量は、第２気体噴出口１０から噴出する気体の流量よりも多いことが好ましい。

【0041】

図３、図４、図６、図７に示されるように、第２外周流路９の上流側は第１外周流路６に連通していることが好ましい。このようにノズル１を構成することにより、ノズル１の小型化を図ることができる。また、第１外周流路６の基端側に設けられる気体供給手段が第２外周流路９の基端側に設けられる気体供給手段を兼ねるものとなり、ノズル１の周辺装置の簡略化を図ることができる。この場合、第１外周流路６に供給された気体が、第１外周流路６を通って第１気体噴出口７から噴出されるとともに、第１外周流路６に供給された気体が第２外周流路９に供給され、第２外周流路９を通って第２気体噴出口１０から噴出されることとなる。

【0042】

第２外周流路９の上流側はオリフィス１４を介して第１外周流路６に連通していることが好ましい（図４、図６、図７を参照）。オリフィス１４は、その上流側の第１外周流路６とその下流側の第２外周流路９よりも流路面積の狭い小流路として形成される。第２外周流路９の上流側がオリフィス１４を介して第１外周流路６に連通することにより、第１外周流路６に供給された気体が、第１外周流路６を通って第１気体噴出口７から噴出されるとともに、オリフィス１４を通って第２外周流路９に供給され、第２外周流路９を通って第２気体噴出口１０から噴出される。これにより、第２気体噴出口１０における気体の圧力を、第１気体噴出口７における気体の圧力よりも低くすることを簡便に実現できる。あるいは、第２気体噴出口１０から噴出する気体の流量を、第１気体噴出口７から噴出する気体の流量よりも少なくすることを簡便に実現できる。オリフィス１４は、第１外周流路６の先端直進部８よりも上流側の部分と、第２外周流路９の先端傾斜部１１よりも上流側の部分とを繋ぐように設けられることが好ましい。

【0043】

オリフィス１４は、軸方向断面において周方向に複数設けられることが好ましく、周方向に略等間隔で複数設けられることがより好ましい。オリフィス１４の数は、例えば、２～１２が好ましく、２～８がより好ましく、３～６がさらに好ましい。

【0044】

第２外周流路９は、先端傾斜部１１とオリフィス１４の間に、先端傾斜部１１よりも流路幅が狭い、軸方向を中心とする環状に形成された絞り部１２を有することが好ましい。このように第２外周流路９に環状の絞り部１２が設けられることにより、オリフィス１４を通って第２外周流路９に供給された気体が周方向に略均等に分配されやすくなり、第２気体噴出口１０から気体を周方向の全体にわたって噴出させることが容易になる。

【0045】

第２外周流路９は、絞り部１２とオリフィス１４の間に、絞り部１２よりも流路幅が広い、軸方向を中心とする環状のバッファー空間１３を有することが好ましい。オリフィス１４は第２外周流路９のバッファー空間１３に接続していることが好ましい。このようにバッファー空間１３を設けることにより、オリフィス１４を通って第２外周流路９に供給された気体が周方向に略均等に分配されやすくなる。

【0046】

第２外周流路９は、オリフィス１４よりも下流側において、軸方向を中心に周方向に略均等に形成されている、すなわち軸対称に形成されていることが好ましい。このように第２外周流路９が形成されることにより、第２気体噴出口１０から気体が周方向に略均等に噴出されやすくなり、ノズル１の先端に埃や粉塵等の異物が付着しにくくなる。

【0047】

ノズル１は先端側の面がフラットに形成されていてもよいが、ノズル１は先端側の面に窪み部１５を有し、窪み部１５に第２気体噴出口１０が形成されていることが好ましい。ノズル１の先端側の面に窪み部１５を形成することにより、液を噴霧していないときでもノズル１の先端に埃や粉塵等の異物が付着しにくくなる。

【0048】

窪み部１５の外縁は、軸方向に沿った断面で、ノズル１の基端側に向かって径方向の内方に傾斜していることが好ましい。窪み部１５は、窪み部１５の深さが、窪み部１５の径方向の長さよりも短く形成されていることが好ましく、例えば、窪み部１５の深さは、窪み部１５の径方向の長さの１／２０以上が好ましく、１／１５以上がより好ましく、また１／３以下が好ましく、１／５以下がより好ましい。

【0049】

ノズル１は、金属や樹脂から構成することができる。金属としては、鉄、鉄合金（炭素鋼、ステンレス鋼、クロムモリブデン鋼、マンガンモリブデン鋼等）、銅、銅合金（真鍮等）、アルミ合金（ジュラルミン等）、ニッケル合金（ハステロイ、モネル等）などが挙げられる。樹脂としては、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、エポキシ樹脂、フッ素系樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン等が挙げられる。

【0050】

ノズル１は、先端側の面がフッ素系樹脂から構成されていることが好ましい。ノズル１の先端側の面に窪み部１５が形成される場合は、窪み部１５を含むノズル１の先端側の面がフッ素系樹脂から構成されていることが好ましい。これにより、ノズル１の先端側の面への埃や粉塵等の異物の付着を抑えることができる。フッ素系樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン、エチレンテトラフルオロエチレン、フッ素化エチレンプロピレン等が挙げられる

【0051】

ノズル１から噴霧された液体の平均粒子径は、例えば５０μｍ以下であることが好ましく、３０μｍ以下がより好ましく、１０μｍ以下がさらに好ましい。噴霧された液体の平均粒子径の下限は特に限定されず、１μｍ以上であってもよく、３μｍ以上であってもよく、５μｍ以上であってもよい。液体はドライフォグとして噴霧されてもよく、すなわち触れても濡れを感じない程度の微細な霧状に噴霧されてもよい。液体を例えば平均粒子径１０μｍ以下のドライフォグとして噴霧することで、噴霧対象空間を濡らすことなく、液体を短時間で満遍なく対象空間に行き渡らせることができる。ここで説明した平均粒子径は、ノズル１から噴霧された液体に対して、レーザー回折式粒子径分布測定装置を用い、ノズル１の先端から３０ｃｍ先の地点での液滴の粒子径分布を測定したときのザウター平均粒子径を意味する。

【0052】

本発明はまた、本発明のノズルを用いて、液体噴出口から液体を噴出し、第１気体噴出口から気体を噴出し、第２気体噴出口から気体を噴出する噴霧方法を提供することができる。液体噴出口から噴出した液体と第１気体噴出口から噴出した気体は気液混合流体としてノズルの先端から噴出されることが好ましく、第２気体噴出口から噴出する気体は、液体噴出口と第１気体噴出口からの気液混合流体を囲むように噴出されることが好ましい。

【0053】

本発明のノズルは、加湿、冷却、静電気防止、空気清浄、殺菌洗浄、感染予防など様々な目的のために使用することができる。噴霧対象空間は、屋外であってもよく、壁や屋根で囲まれた屋内空間であってもよく、屋根や壁の一部がなく外気の出入りが自由な半屋内空間であってもよい。屋内の噴霧対象空間としては、工場、クリーンルーム、倉庫、ホール、事務所、工場、病院、老人ホーム、店舗、学校、住宅、畜舎、ビニルハウス、植物工場、きのこ栽培室等が挙げられる。また、排ガス冷却や、排ガス脱硝等の排ガス中の大気汚染物質の除去などに使用することもできる。

【符号の説明】

【0054】

１： ノズル
２： 先端部
３： 中心流路
４： 液体噴出口
５： 先端小径部
６： 第１外周流路
７： 第１気体噴出口
８： 先端直進部
９： 第２外周流路
１０： 第２気体噴出口
１１： 先端傾斜部
１２： 絞り部
１３： バッファー空間
１４： オリフィス
１５： 窪み部
２１： 内管
２２： 中管
２３： 外管

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】