特許 7398666 噴霧装置及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-07

(45)【発行日】2023-12-15

(54)【発明の名称】噴霧装置及び方法

(51)【国際特許分類】

   B05B 7/04 20060101AFI20231208BHJP

   B05D 1/02 20060101ALI20231208BHJP

   B05D 3/00 20060101ALI20231208BHJP

   B05D 3/12 20060101ALI20231208BHJP

【ＦＩ】

B05B7/04

B05D1/02 Z

B05D3/00 D

B05D3/12 Z

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020037060

(22)【出願日】2020-03-04

(65)【公開番号】P2021137724

(43)【公開日】2021-09-16

【審査請求日】2022-12-01

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106518

【弁理士】

【氏名又は名称】松谷 道子

(74)【代理人】

【識別番号】100132241

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 博史

(74)【代理人】

【識別番号】100189555

【弁理士】

【氏名又は名称】徳山 英浩

(74)【代理人】

【識別番号】100091524

【弁理士】

【氏名又は名称】和田 充夫

(72)【発明者】

【氏名】木村 航太

(72)【発明者】

【氏名】小林 陽介

(72)【発明者】

【氏名】小川 修

【審査官】石本 努

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－０５１８２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１５４０９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２７９５６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２６１４４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－２９２７４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０１５７３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１７６９７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－１８５６６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２８４９３６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０５Ｂ１／００－３／１８

７／００－９／０８

Ｂ０５Ｄ１／００－７／２６

Ｇ０３Ｂ２１／００－２１／１０

２１／１２－２１／３０

２１／５６－２１／６４

３３／００－３３／１６

Ｈ０４Ｎ５／６６－５／７４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体と気体とを混合して前記液体を微粒化したミストを噴霧する二流体ノズルと、
前記二流体ノズルに前記気体を供給する噴霧装置側気体流路と、
前記噴霧装置側気体流路に前記気体を供給する気体供給源と、
前記二流体ノズルに前記液体を供給する噴霧装置側液体流路と、
前記噴霧装置側液体流路に前記液体を供給する液体供給源と、
前記二流体ノズルと前記液体供給源との間の前記噴霧装置側液体流路に設置されてパルス信号で弁開度を調整して前記噴霧装置側液体流路の前記液体の流量を制御するパルス駆動の液体流量調整弁と、
前記二流体ノズルと前記気体供給源との間の前記噴霧装置側気体流路に設置されて前記噴霧装置側気体流路の前記気体の圧力を検知する気体側圧力計と、
前記液体流量調整弁と前記液体供給源との間の前記噴霧装置側液体流路に設置されて前記噴霧装置側液体流路の前記液体の圧力を検知する液体側圧力計と、
前記液体流量調整弁と前記液体側圧力計との間の前記噴霧装置側液体流路に設置されて前記噴霧装置側液体流路を開閉する開閉弁と、
前記液体側圧力計で検知した前記液体の圧力が前記気体側圧力計で検知した前記気体の圧力よりも高く、かつ、前記液体の圧力と前記気体の圧力との差圧が前記液体流量調整弁に予め設定される許容差圧以上となった場合に、前記開閉弁が閉塞状態となるよう制御し、前記液体の圧力と前記気体の圧力との差圧が前記許容差圧未満である場合に、前記開閉弁が開放状態となるよう制御する制御部と、
を備えた、噴霧装置。

【請求項2】

前記液体側圧力計と前記液体供給源との間の前記噴霧装置側液体流路に設置され、前記液体供給源から吐出される前記液体の圧力を減圧するための減圧弁をさらに備え、
前記減圧弁は、前記気体側圧力計で検知した前記気体の圧力と前記液体側圧力計で検知した前記液体の圧力との差が前記許容差圧未満となるように構成された、
請求項１に記載の噴霧装置。

【請求項3】

液体と気体とを混合して前記液体を微粒化したミストを噴霧する二流体ノズルと、
前記二流体ノズルに前記気体を供給する噴霧装置側気体流路と、
前記噴霧装置側気体流路に前記気体を供給する気体供給源と、
前記二流体ノズルに前記液体を供給する噴霧装置側液体流路と、
前記噴霧装置側液体流路に前記液体を供給する液体供給源と、
前記二流体ノズルと前記液体供給源との間の前記噴霧装置側気体流路に設置されたパルス駆動の液体流量調整弁と、
前記液体流量調整弁と前記液体供給源との間の前記噴霧装置側液体流路に設置され、前記液体供給源から吐出される前記液体の圧力を減圧するための減圧弁と、を備え、
前記気体供給源は、吐出する前記気体の圧力が前記液体流量調整弁の許容圧力未満となるよう構成され、
前記減圧弁で、前記液体供給源が吐出する前記液体の圧力が前記液体流量調整弁の許容圧力未満になるようにし、
前記減圧弁が、前記気体供給源が吐出する前記気体の圧力と前記液体供給源が吐出する前記液体の圧力との差が前記許容差圧未満となるように構成された、噴霧装置。

【請求項4】

前記二流体ノズルと前記気体供給源との間の前記噴霧装置側気体流路に設置されて前記噴霧装置側気体流路の前記気体の圧力を検知する気体側圧力計と、
前記液体流量調整弁と前記液体供給源との間の前記噴霧装置側液体流路に設置されて前記噴霧装置側液体流路の前記液体の圧力を検知する液体側圧力計と、
前記気体側圧力計で検知した気体の圧力と前記液体側圧力計で検知した液体の圧力との差が前記許容差圧未満となるよう前記減圧弁を制御する制御部と、
をさらに備えた、請求項３に記載の噴霧装置。

【請求項5】

気体供給源から気体を噴霧装置側気体流路を介して二流体ノズルに供給するとともに、液体供給源から液体を噴霧装置側液体流路及び前記噴霧装置側液体流路に設置されたパルス駆動の液体流量調整弁を介して前記二流体ノズルに供給し、前記二流体ノズルに供給された前記液体と前記気体とを混合して前記液体を微粒化したミストを前記二流体ノズルから噴霧し、
この噴霧時に、前記液体流量調整弁と前記液体供給源との間の前記噴霧装置側液体流路に設置された液体側圧力計で検知した液体の圧力が、前記二流体ノズルと前記気体供給源との間の前記噴霧装置側気体流路に設置された気体側圧力計で検知した気体の圧力よりも高く、かつ、前記液体の圧力と前記気体の圧力との差圧が前記液体流量調整弁に予め設定される許容差圧以上となった場合に、前記液体流量調整弁と前記液体側圧力計との間の前記噴霧装置側液体流路に設置された開閉弁が閉塞状態となるよう制御部で制御し、前記液体の圧力と前記気体の圧力との差圧が前記許容差圧未満である場合に、前記開閉弁が開放状態となるよう前記制御部で制御する、
噴霧方法。

【請求項6】

気体供給源から気体を噴霧装置側気体流路を介して二流体ノズルに供給するとともに、液体供給源から液体を噴霧装置側液体流路及び前記噴霧装置側液体流路に設置されたパルス駆動の液体流量調整弁を介して前記二流体ノズルに供給し、前記二流体ノズルに供給された前記液体と前記気体とを混合して前記液体を微粒化したミストを前記二流体ノズルから噴霧し、
この噴霧時に、前記液体流量調整弁の許容圧力未満となる圧力で前記気体が前記気体供給源から吐出されるとともに、前記液体流量調整弁と前記液体供給源との間の前記噴霧装置側液体流路に設置され、前記液体供給源から吐出される前記液体の圧力を減圧するための減圧弁で、前記液体供給源が吐出する前記液体の圧力が前記液体流量調整弁の許容圧力未満になるようにするとともに、前記気体供給源が吐出する前記気体の圧力と前記液体供給源が吐出する前記液体の圧力との差が前記許容差圧未満となるように減圧されている、噴霧方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、二流体ノズルを用いて液体と気体とを混合して液体を微粒化したミストを室内空間に噴霧する噴霧装置及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、ミストを利用した映像投影方法が開発されており、アート又はエンタテイメントにおける利用可能性が広がっている。

【0003】

例えば、図５に示すように、特許文献１に記載された投影装置３１１は、投影部３１２、及びこれと電気的に接続されたスクリーン形成装置３１３とで構成されている。図６に示すように、このスクリーン形成装置３１３は、発生部３０１と、この発生部３０１にダクト３０２を介して連通された噴出部３０３とで構成されている。発生部３０１は、一端面に開口部３０５が設けられたタンク３０７を有し、タンク３０７の他端面にダクト３０２が連通されている。タンク３０７内には、例えば、水３０８が収容され、水３０８内に超音波振動子３０９が配置されている。ミストの濃度測定管理のために、発生部３０１内と噴出部３０３内のそれぞれに発光部４０１及び受光部４０２を有している。スクリーン形成装置３１３は、一様なミストスクリーンを形成し、画像をミストスクリーンに適切に投影することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１５－１７９１３０号公報

【文献】ＷＯ２０１８／１７９４７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

液体を微粒化したミストを室内空間に噴霧し、そのミスト空間を多様な形で演出するためには、ミストの噴霧量を多段階に調整し、ミストと他の演出機器との組み合わせにより、室内空間のミスト濃度を、都度意図した状態へ調整する必要がある。

【0006】

このため、特許文献２のように、液体と気体とを混合させてミストを生成する二流体噴霧ノズルを使用した噴霧システムに、パルス制御で弁の開度を調節し、供給量を多段階に制御できる液体流量調整弁を搭載して噴霧量を調整するものがある。

【0007】

しかしながら、このような構成では、ノズルに供給する気体と液体との圧力の差圧が液体流量調整弁の許容差圧を超えてしまい、液体流量調整弁の駆動トルク以上の圧力が液体流量調整弁に印加され、液体流量調整弁に開閉不良等の動作不良が発生していた。

【0008】

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、噴霧装置側液体流路の液体流量調整弁に発生する不具合を抑制する噴霧装置及び方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

前記目的を達成するために、本発明は、以下のように構成している。

【0010】

本発明の第１態様によれば、
液体と気体とを混合して前記液体を微粒化したミストを噴霧する二流体ノズルと、
前記二流体ノズルに前記気体を供給する噴霧装置側気体流路と、
前記噴霧装置側気体流路に前記気体を供給する気体供給源と、
前記二流体ノズルに前記液体を供給する噴霧装置側液体流路と、
前記噴霧装置側液体流路に前記液体を供給する液体供給源と、
前記二流体ノズルと前記液体供給源との間の前記噴霧装置側液体流路に設置されてパルス信号で弁開度を調整して前記噴霧装置側液体流路の前記液体の流量を制御するパルス駆動の液体流量調整弁と、
前記二流体ノズルと前記気体供給源との間の前記噴霧装置側気体流路に設置されて前記噴霧装置側気体流路の前記気体の圧力を検知する気体側圧力計と、
前記液体流量調整弁と前記液体供給源との間の前記噴霧装置側液体流路に設置されて前記噴霧装置側液体流路の前記液体の圧力を検知する液体側圧力計と、
前記液体流量調整弁と前記液体側圧力計との間の前記噴霧装置側液体流路に設置されて前記噴霧装置側液体流路を開閉する開閉弁と、
前記液体側圧力計で検知した前記液体の圧力が前記気体側圧力計で検知した前記気体の圧力よりも高く、かつ、前記液体の圧力と前記気体の圧力との差圧が前記液体流量調整弁に予め設定される許容差圧以上となった場合に、前記開閉弁が閉塞状態となるよう制御し、前記液体の圧力と前記気体の圧力との差圧が前記許容差圧未満である場合に、前記開閉弁が開放状態となるよう制御する制御部と、
を備える、噴霧装置を提供する。

【0011】

本発明の第２態様によれば、
液体と気体とを混合して前記液体を微粒化したミストを噴霧する二流体ノズルと、
前記二流体ノズルに前記気体を供給する噴霧装置側気体流路と、
前記噴霧装置側気体流路に前記気体を供給する気体供給源と、
前記二流体ノズルに前記液体を供給する噴霧装置側液体流路と、
前記噴霧装置側液体流路に前記液体を供給する液体供給源と、
前記二流体ノズルと前記液体供給源との間の前記噴霧装置側気体流路に設置されたパルス駆動の液体流量調整弁と、
前記液体流量調整弁と前記液体供給源との間の前記噴霧装置側液体流路に設置され、前記液体供給源から吐出される前記液体の圧力を減圧するための減圧弁と、
を備え、
前記気体供給源は、吐出する前記気体の圧力が前記液体流量調整弁の許容圧力未満となるよう構成され、
前記減圧弁で、前記液体供給源が吐出する前記液体の圧力が前記液体流量調整弁の許容圧力未満になるようにし、
前記減圧弁が、前記気体供給源が吐出する前記気体の圧力と前記液体供給源が吐出する前記液体の圧力との差が前記許容差圧未満となるように構成された、噴霧装置を提供する。

【0013】

本発明の第４態様によれば、
気体供給源から気体を噴霧装置側気体流路を介して二流体ノズルに供給するとともに、液体供給源から液体を噴霧装置側液体流路及び前記噴霧装置側液体流路に設置されたパルス駆動の液体流量調整弁を介して前記二流体ノズルに供給し、前記二流体ノズルに供給された前記液体と前記気体とを混合して前記液体を微粒化したミストを前記二流体ノズルから噴霧し、
この噴霧時に、前記液体流量調整弁と前記液体供給源との間の前記噴霧装置側液体流路に設置された液体側圧力計で検知した液体の圧力が、前記二流体ノズルと前記気体供給源との間の前記噴霧装置側気体流路に設置された気体側圧力計で検知した気体の圧力よりも高く、かつ、前記液体の圧力と前記気体の圧力との差圧が前記液体流量調整弁に予め設定される許容差圧以上となった場合に、前記液体流量調整弁と前記液体側圧力計との間の前記噴霧装置側液体流路に設置された開閉弁が閉塞状態となるよう制御部で制御し、前記液体の圧力と前記気体の圧力との差圧が前記許容差圧未満である場合に、前記開閉弁が開放
状態となるよう前記制御部で制御する、
噴霧方法を提供する。

【0014】

本発明の第５態様によれば、
気体供給源から気体を噴霧装置側気体流路を介して二流体ノズルに供給するとともに、液体供給源から液体を噴霧装置側液体流路及び前記噴霧装置側液体流路に設置されたパルス駆動の液体流量調整弁を介して前記二流体ノズルに供給し、前記二流体ノズルに供給された前記液体と前記気体とを混合して前記液体を微粒化したミストを前記二流体ノズルから噴霧し、
この噴霧時に、前記液体流量調整弁の許容圧力未満となる圧力で前記気体が前記気体供給源から吐出されるとともに、前記液体流量調整弁と前記液体供給源との間の前記噴霧装置側液体流路に設置され、前記液体供給源から吐出される前記液体の圧力を減圧するための減圧弁で、前記液体供給源が吐出する前記液体の圧力が前記液体流量調整弁の許容圧力未満になるようにするとともに、前記気体供給源が吐出する前記気体の圧力と前記液体供給源が吐出する前記液体の圧力との差が前記許容差圧未満となるように減圧されている、噴霧方法を提供する。

【発明の効果】

【0016】

本発明の前記態様によれば、前記したように前記制御部により前記開閉弁で前記噴霧装置側液体流路を開閉制御し、又は、前記減圧弁を、前記気体供給源が吐出する前記気体の圧力と前記液体供給源が吐出する前記液体の圧力との差が前記許容圧力差未満となるように構成し、又は、前記二流体ノズル側から前記液体流量調整弁側への通流を不可とする逆止弁を備えるように構成している。このように構成することにより、液体の圧力と気体の圧力との差圧が液体流量調整弁に予め設定される許容差圧以上とならないため、液体流量調整弁の不具合の発生を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1A】本発明の実施の形態１における噴霧装置の構成図

【図1B】本発明の実施の形態１の変形例における噴霧装置の構成図

【図2A】本発明の実施の形態１における噴霧装置の二流体ノズルの断面図

【図2B】本発明の実施の形態１における二流体ノズルの図２Ａの２Ｂ－２Ｂ線での断面図

【図2C】本発明の実施の形態１における二流体ノズルの図２Ａの２Ｃ－２Ｃ線での断面図

【図3A】本発明の実施の形態２における噴霧装置の構成図

【図3B】本発明の実施の形態２の変形例における噴霧装置の構成図

【図4】本発明の実施の形態３における噴霧装置の構成図

【図5】従来の投影装置の全体構成を示す斜視図

【図6】従来のミストスクリーン形成装置の模式断面図

【発明を実施するための形態】

【0018】

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。
（実施の形態１）
図１Ａは、本発明の実施の形態１における噴霧装置Ａの構成図である。

【0019】

図１Ａにおいて、噴霧装置Ａは、二流体ノズル１１と、噴霧装置側気体流路２と、気体供給源３と、噴霧装置側液体流路４と、液体供給源５と、液体流量調整弁６と、気体側圧力計７と、液体側圧力計８と、開閉弁９と、制御部１０と、を少なくとも備えている。

【0020】

二流体ノズル１１は、液体と気体とを混合して液体を微粒化したミストを噴霧する。

【0021】

噴霧装置側気体流路２は、二流体ノズル１１に気体を供給する。

【0022】

気体供給源３は、噴霧装置側気体流路２に気体を供給する。

【0023】

噴霧装置側液体流路４は、二流体ノズル１１に液体を供給する。

【0024】

液体供給源５は、噴霧装置側液体流路４に液体を供給する。

【0025】

液体流量調整弁６は、二流体ノズル１１と液体供給源５の間の噴霧装置側液体流路４に設置されて、パルス駆動により、すなわち、パルス信号で弁開度を調整して噴霧装置側液体流路４の液体の流量を制御する。

【0026】

気体側圧力計７は、二流体ノズル１１と気体供給源３との間の噴霧装置側気体流路２に設置されて、噴霧装置側気体流路２の気体の圧力を検知する。

【0027】

液体側圧力計８は、液体流量調整弁６と液体供給源５の間の噴霧装置側液体流路４に設置されて、噴霧装置側液体流路４の液体の圧力を検知する。

【0028】

開閉弁９は、液体流量調整弁６と液体側圧力計８との間の噴霧装置側液体流路４に設置されて、噴霧装置側液体流路４を開閉する。

【0029】

制御部１０は、気体側圧力計７で検知された気体の圧力と液体側圧力計８で検知された液体の圧力と液体流量調整弁６で設定された許容差圧との情報に基づき、開閉弁９の開閉動作を制御する。

【0030】

以下、二流体ノズル１１について詳細に説明する。

【0031】

図２Ａは、本発明の実施の形態１における噴霧装置Ａの二流体ノズル１１を示す断面図である。以下、この二流体ノズル１１の構成について図２Ａを参照しながら説明する。

【0032】

二流体ノズル１１は、二流体ノズル本体部１２０と、液体導入部１３０と、気体導入部１４０と気液噴出部１５０を少なくとも備えている。液体導入部１３０と気体導入部１４０と気液噴出部１５０とで、気液混合部１６０を構成している。二流体ノズル１１は、さらに、気液噴出部固定部１７０を備えている。

【0033】

二流体ノズル本体部１２０は、噴霧装置側液体流路４に接続されかつ円柱状部材の中心軸１２４の方向沿いに配置されたノズル側液体流路１２１と、噴霧装置側気体流路２に接続されかつノズル側液体流路１２１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ノズル側気体流路１２２とが、それぞれ形成されている。ノズル側液体流路１２１とノズル側気体流路１２２とは、二流体ノズル本体部１２０の一部として中央部に位置する円筒部１２３で区切られている。ノズル側液体流路１２１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、噴霧装置側液体流路４に接続されている。ノズル側気体流路１２２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、噴霧装置側気体流路２に接続されている。円筒部１２３の先端は、円筒部１２３以外の二流体ノズル本体部１２０より先端側に少し突出し、その先端に液体導入部１３０が固定されている。

【0034】

液体導入部１３０は、二流体ノズル本体部１２０の先端に配置され、噴霧装置側液体流路４に接続されるノズル側液体流路１２１の開口を覆っている。液体導入部１３０は、円筒部１２３の端面と接する面に溝状の液体流路が形成されている。液体導入部１３０の中心軸１２４から半径方向にずれた少なくとも１箇所には、中心軸１２４方向に貫通する液体流入口１３１が形成されている。すなわち、液体流入口１３１は、液体導入部１３０の中心軸１２４から半径方向にずれた少なくとも１箇所に貫通して設けられる。液体流入口１３１は、例えば、気液混合部１６０の上流側で、円環状の気体導入部１４０の内周面近傍に位置しており、ノズル側液体流路１２１と気液混合部１６０とを連通させて、ノズル側液体流路１２１を流れる液体流を気液混合部１６０に流入させている。液体導入部１３０の先端面には、気液混合部１６０に突出した先細りの形状で、例えば、円錐状の凸部１３２が設けられている。円錐状の凸部１３２の中心軸は中心軸１２４に一致するように、円錐状の凸部１３２は中心軸１２４沿いに突出している。

【0035】

気液噴出部１５０は、二流体ノズル本体部１２０の先端に配置され、液体導入部１３０と気体導入部１４０を覆うとともに、ノズル側気体流路１２２の開口を覆いかつ軸方向断面略Ω形状をなしている。気液噴出部１５０は、液体導入部１３０との間に所定間隔の円筒状の外形の隙間１３３をあけて覆っている。気液噴出部１５０の先端部には、気液混合流体を流出させる管状流路１５１と、管状流路１５１と連通して気液混合流体を噴出させる噴出口１５２とが形成されている。気液噴出部１５０の先端部側の内面には、管状流路１５１と連通したテーパーを有する円錐状の流路１５３が形成されている。テーパーを有する流路１５３には、凹凸形状の開口を有する整流部１５４が設けられている。

【0036】

液体導入部１３０に設けられた円錐状の凸部１３２の先端は、整流部１５４の凹凸形状の開口との間で整流流出口１５５を形成している。円錐状の凸部１３２の先端部の先端は、整流部１５４の凹凸形状の開口に入り込んだ状態で整流流出口１５５を形成している。

【0037】

気液噴出部固定部１７０は、気液噴出部１５０を二流体ノズル本体部１２０の端面との間に挟持して固定している。なお、気液噴出部固定部１７０を無くして、気液噴出部１５０が、直接、二流体ノズル本体部１２０の端面に固定されるようにしてもよい。

【0038】

図２Ｂは、二流体ノズル１１の図２Ａの２Ｂ－２Ｂ線での断面図を示している。図２Ｂに示すように、円環状の気体導入部１４０の内周の接線方向沿いに、気体導入部１４０の少なくとも１箇所に切り欠きもしくは隙間が設けられて、気体流入口１４１が形成されている。気体流入口１４１は、ノズル側気体流路１２２と連通し、気体導入部の内側に気体流を流入させる。

【0039】

気体流入口１４１は、液体流入口１３１の近傍に配置され、かつ、液体流入口１３１から流入する液体流の流入方向に対して、前記気体流入口１４１から流入する前記気体流の流入方向が交差する（例えば、直交する）ように配置されている。気体流入口１４１から流入した気体流は、液体流入口１３１から流入した液体流に衝突し、円環状の気体導入部１４０の内周面に沿って周回して液体を微粒化する。

【0040】

図２Ｃは、二流体ノズル１１の図２Ａの２Ｃ－２Ｃ線での断面図を示している。図２Ｃに示すように、整流部１５４は、凹凸形状の開口を有し、凹凸形状の開口と円錐状の凸部１３２との間で整流流出口１５５を形成している。整流部１５４の凹凸形状の開口は、円筒又は円錐筒の内側の周面に三角形などの歯を円筒又は円錐筒の軸周りに所定間隔毎に又は均等に内歯歯車のように刻んで、三角形などの歯を所定間隔又は均等に突出させて、隣接する歯と歯との間に整流流出口１５５を形成するような形状となっている。

【0041】

ここで、整流流出口１５５は、円錐状の凸部１３２の先端部が整流部１５４の凹凸形状の開口に入り込んだ状態で、凹凸形状を外周に有する、円環状に形成されている。整流部１５４の凹凸形状は、凸部１３２の軸周りに複数個、所定間隔毎に又は均等に、配置された同じ形状又は類似する形状で形成され、かつ、軸周りに対称、例えば回転対称に配置されている。

【0042】

整流流出口１５５の一例としては、図２Ａ及び図２Ｃに示すように、整流部１５４の凹凸形状の開口の内縁が円錐状の凸部１３２の先端部に接触して互いに仕切られた複数個の三角形の整流流出口１５５として形成することができる。

【0043】

このような構成において、噴霧装置側液体流路４から二流体ノズル１１に供給された液体は、二流体ノズル本体部１２０に対して、図示しない液体供給口から二流体ノズル先端側にノズル側液体流路１２１を流れて液体流となる。その液体流は、ノズル側液体流路１２１と液体流入口１３１とを通って、気液混合部１６０に供給される。また、噴霧装置側気体流路２から二流体ノズル１１に供給された気体は、二流体ノズル本体部１２０に対して、図示しない気体供給口から二流体ノズル先端側にノズル側気体流路１２２を流れて気体流となる。その気体流は、隙間１３３と気体流入口１４１とを通って、気液混合部１６０に供給される。

【0044】

気液混合部１６０に対して気体流と液体流とが供給されると、気液混合部１６０で互いに混合されて、液体が微粒化される。その後に、整流部１５４の凹凸形状の開口と円錐状の凸部１３２とで形成される整流流出口１５５を通って整流され、気液噴出部１５０に設けられた管状流路１５１を通って噴出口１５２から、混合されて微粒化された液体を外側に噴出する。

【0045】

ここで、以下に、気液混合部１６０での微粒化の機構について説明する。ノズル側液体流路１２１を流れてきた液体流は、液体導入部１３０に設けられた液体流入口１３１を通り、気液混合部１６０の円環状の気体導入部１４０の内面近傍より、液体流が気液噴出部１５０の方向へ供給される。

【0046】

一方、液体流入口１３１から気液混合部１６０に供給された液体流に対して、気体流入口１４１を通って気液混合部１６０に供給された気体流が、液体流に衝突して円環状の気体導入部１４０の内周面に沿って周回する。このように衝突することで、液体は、円環状の気体導入部１４０の内周面に押し広げられ、薄い膜状になる。さらに、液体は、この状態から、円環状の気体導入部１４０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１６０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、平均粒径のより小さな液体を噴出口１５２から噴霧することが可能である。

【0047】

具体的には、気液混合部１６０を形成する円環状の気体導入部１４０は、内径６．０ｍｍ、高さ１．９ｍｍである。整流部１５４の凹凸形状の開口の内接円１５６は、直径１．９ｍｍ、開口の外接円１５７は直径２．８ｍｍ、開口の面積は４．５２ｍｍ^２である。気液噴出部１５０の管状流路１５１は直径１．０ｍｍで、流路断面積は０．７９ｍｍ^２である。液体流入口１３１は直径０．６ｍｍである。気体流入口１４１の軸直交方向の流路断面は矩形であり、幅２．０ｍｍ、高さ１．０ｍｍである。円錐状の凸部１３２の底面の直径は６ｍｍ、凸部１３２の高さは２．８ｍｍである。整流流出口１５５の開口面積は１．６ｍｍ^２である。

【0048】

二流体ノズル１１の気体供給口へ、気体の例として圧縮空気を０．５ＭＰａ（ゲージ圧）の圧力で供給し、二流体ノズル１１の液体供給口へ、液体の例として水を０．５０９ＭＰａ（ゲージ圧）の圧力で供給した。この条件で微粒化した液体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、二流体ノズル１１の先端から３００ｍｍの位置であり、ザウター平均粒径は６．０μｍとなった。

【0049】

また、制御部１０は、液体側圧力計８で検知した液体の圧力が気体側圧力計７で検知した気体の圧力よりも高く、かつ、液体の圧力と気体の圧力との差圧が液体流量調整弁６に予め設定される許容差圧以上となった場合に、開閉弁９が閉塞状態となるよう制御し、液体圧力と気体圧力との差圧が液体流量調整弁６の許容差圧未満である場合に、開閉弁９が開放状態となるよう制御する。

【0050】

これによって、制御部１０により開閉弁９で噴霧装置側液体流路４を開閉制御することにより、液体の圧力と気体の圧力との差圧が液体流量調整弁６に予め設定される許容差圧以上とならないため、液体流量調整弁６の不具合の発生を抑制できる。

【0051】

例えば、液体流量調整弁６の許容差圧が０．３ＭＰａの場合、液体の圧力と気体の圧力との差圧が０．３ＭＰａ以上である場合は、制御部１０の制御により開閉弁９が閉じ、液体の圧力と気体の圧力との差圧が０．３ＭＰａ未満である場合は、制御部１０の制御により開閉弁９が開くことになる。

【0052】

なお、開閉弁９は、二方向電磁弁を用いることができ、非通電時に弁が閉じ、かつ、通電時に弁が開くノーマルクローズのものが良い。

【0053】

また、図１Ｂに示すように、前記実施の形態１の変形例として、液体側圧力計８と液体供給源５との間の噴霧装置側液体流路４に設置され、液体供給源５から吐出される液体の圧力を減圧するための減圧弁１１１をさらに備えることができる。

【0054】

このような変形例の場合、気体側圧力計７で検知した気体の圧力と液体側圧力計８で検知した液体の圧力との差が、液体流量調整弁６の許容圧力差未満となるように、減圧弁１１１を制御部１０で制御する。

【0055】

これによって、液体供給源５から供給される液体の圧力と気体供給源３から供給される気体の圧力との差が液体流量調整弁６の許容圧力差以上とならないため、液体流量調整弁６の不具合の発生を、より確実に抑制できる。言い換えれば、減圧弁１１１を備えることで、液体供給源５の圧力に関わらず液体流量調整弁６を保護することができる。

【0056】

なお、気体供給源３の気体の圧力が既知で一定圧力を示す場合、減圧弁１１１としては、手動で減圧値を調整できる手動減圧弁を用いてもよい。
（実施の形態２）
図３Ａは、本発明の実施の形態２における噴霧装置Ｂの構成図である。

【0057】

実施の形態２の噴霧装置Ｂは、実施の形態１の変形例にかかる噴霧装置Ａから開閉弁９と気体側圧力計７と液体側圧力計８とを無くし、制御部１０で減圧弁１１１を制御するものである。

【0058】

具体的には、図３Ａにおいて、噴霧装置Ｂは、二流体ノズル１１と、噴霧装置側気体流路２と、気体供給源３と、噴霧装置側液体流路４と、液体供給源５と、液体流量調整弁６と、減圧弁１１１と、制御部１０とを少なくとも備えている。

【0059】

ここでは、実施の形態１と同じ装置又は部材については、同じ符号を付して説明を省略する。

【0060】

減圧弁１１１は、実施の形態１の変形例と同様に、液体流量調整弁６と液体供給源５との間の噴霧装置側液体流路４に設置され、液体供給源５から吐出される液体の圧力を減圧する。

【0061】

制御部１０は、気体供給源３から吐出する気体の圧力と液体供給源５から吐出する液体の圧力と液体流量調整弁６で設定された許容圧力との情報に基づき、減圧弁１１１を制御する。液体流量調整弁６は、印加される圧力の絶対圧と１次側と２次側との相対圧に対してそれぞれ許容圧力が設定されている。ここでいう「許容圧力」は、１次側と２次側との相対圧に対して設定された「許容圧力」である。

【0062】

気体供給源３は、気体用の設定圧力で気体を吐出可能なボンベなどの供給源であり、吐出する気体の圧力が液体流量調整弁６の許容圧力未満となるよう構成されている。

【0063】

液体供給源５は、液体用の設定圧力で液体を吐出可能なポンプなどの供給源である。

【0064】

制御部１０は、液体供給源５が吐出する液体の圧力が液体流量調整弁６の許容圧力未満となるよう減圧弁１１１を制御する。

【0065】

この減圧弁１１１の制御によって、気体供給源３が吐出する気体の圧力が液体流量調整弁６の許容圧力未満となり、気体供給源３が吐出する気体の圧力と液体供給源５が吐出する液体の圧力との差が液体流量調整弁６の許容圧力差未満となるため、液体流量調整弁６の不具合の発生を抑制できる。

【0066】

なお、気体供給源３の気体の圧力が既知で一定圧力を示す場合、減圧弁１１１は手動で減圧値を調整できる手動減圧弁を用いてもよい。

【0067】

また、図３Ｂに示すように、前記実施の形態２の変形例として、噴霧装置Ｂは、二流体ノズル１と気体供給源３との間の噴霧装置側気体流路２に設置されて、噴霧装置側気体流路２の気体の圧力を検知する気体側圧力計７と、液体流量調整弁６と液体供給源５との間の噴霧装置側液体流路４に設置されて、噴霧装置側液体流路４の液体の圧力を検知する液体側圧力計８とをさらに備えるようにしてもよい。

【0068】

制御部１０は、気体側圧力計７で検知した気体の圧力が前記許容圧力未満となるよう気体供給源３からの気体の圧力を制御し、気体側圧力計７で検知した気体の圧力と液体側圧力計８で検知した液体圧力との差が前記許容圧力差未満となるように、減圧弁１１１を制御することで、液体供給源５の液体の圧力は、減圧弁１１１によって、気体側圧力計７と液体側圧力計８との計測値を用いて、計測値である気体の圧力と液体の圧力との差圧が液体流量調整弁６の許容差圧未満となるよう制御されて液体流量調整弁６に供給される。

【0069】

これによって、液体流量調整弁６の不具合の発生を、より確実に抑制できる。
（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３における噴霧装置Ｃの構成図である。

【0070】

実施の形態３の噴霧装置Ｃは、実施の形態１の変形例にかかる噴霧装置Ａから開閉弁９と気体側圧力計７と液体側圧力計８と減圧弁１１１と制御部１０とを無くし、かつ、逆止弁１２を新たに備えるものである。

【0071】

具体的には、噴霧装置Ｃは、液体流量調整弁６と二流体ノズル１１との間の噴霧装置側液体流路４に設置されて、液体流量調整弁６側から二流体ノズル１１側への通流を可能とし、逆方向を通流不可とする逆止弁１２を備えている。

【0072】

搭載した逆止弁１２によって、気体供給源３が吐出する気体の圧力が液体流量調整弁６の許容圧力以上であり、気体供給源３が吐出する気体の圧力と液体供給源５が吐出する液体の圧力との差が許容圧力差未満である場合に、二流体ノズル１１側から液体流量調整弁６側への通流を不可とすることで、液体流量調整弁６の気体供給源側に、気体供給源３が吐出する気体の圧力がかからない。すなわち、気体の圧力が許容圧よりも高い状態であっても、逆止弁１２によって液体流量調整弁６に逆圧がかからないため、液体供給源５の供給がなく、気体供給源３からの供給があっても液体流量調整弁６は保護される。

【0073】

これによって、液体流量調整弁６の不具合の発生を、より確実に抑制できる。

【0074】

なお、逆止弁１２を実施の形態１および２に適用しても、実施の形態３と同様の効果が得られる。

【0075】

なお、前記実施の形態又は変形例において、開閉弁９と減圧弁１１１とを備えるとき、開閉弁９と減圧弁１１１との配置は前後していても構わない。また、前記実施の形態又は変形例において、液体側圧力計８は、減圧弁１１１の下流に配置されることが好適である。

【0076】

なお、前記様々な実施の形態又は変形例のうちの任意の実施の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、実施の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の形態と実施例との組み合わせが可能であると共に、異なる実施の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。

【産業上の利用可能性】

【0077】

本発明の前記態様にかかる噴霧装置及び方法は、噴霧装置側液体流路のパルス駆動の液体流量調整弁に発生する不具合を抑制することができる。よって、前記噴霧装置及び方法では、二流体ノズルを用いて液体を微粒化したミストを室内空間に噴霧し、室内空間のミスト濃度を多段階に調整することができる。その結果、前記噴霧装置及び方法は、ミストと組み合わせる他の演出機器の出力、例えば音響又は光束の強弱に合わせてミスト濃度を調整することができ、アート又はエンタテイメント等の用途に適用できる。

【符号の説明】

【0078】

２ 噴霧装置側気体流路
３ 気体供給源
４ 噴霧装置側液体流路
５ 液体供給源
６ 液体流量調整弁
７ 気体側圧力計
８ 液体側圧力計
９ 開閉弁
１０ 制御部
１１ 二流体ノズル
１２ 逆止弁
１１１ 減圧弁

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】