JP2010274249A - nozzle - Google Patents
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Abstract
【課題】
微細かつ均一な粒子径分布を持った霧を必要とする分野が多数存在するが、高圧送液ポンプによる送液や高圧コンプレッサー、大容量コンプレッサーの使用が避けられず、これらを用いずに目的の霧を得るシステムは存在しなかった。
【解決手段】
本発明は同軸上に配置するオリフィス構造、旋回流発生子、整流筒の適正な組み合わせにより、低圧力、小空気量で粒子径分布範囲が極めて狭い霧の発生を実現する。具体的には、内筒2および外筒1を同軸上に配置し、内筒および外筒の空隙部に溝または穴構造により旋回流を発生させる旋回流発生子3を備え、ノズル先端部にあっては外筒内流体の流路を狭め、外筒内流体流速を上げるためのオリフィス構造11を持ったことを特徴とする。
【選択図】図1【Task】
There are many fields that require a mist with a fine and uniform particle size distribution, but it is unavoidable to use high-pressure liquid pumps, high-pressure compressors, and large-capacity compressors. There was no system for obtaining fog.
[Solution]
The present invention realizes generation of a mist having a very narrow particle size distribution range with a low pressure and a small amount of air by an appropriate combination of an orifice structure, a swirl flow generator, and a rectifying cylinder arranged on the same axis. Specifically, the inner cylinder 2 and the outer cylinder 1 are arranged coaxially, and a swirling flow generator 3 is provided in the gap between the inner cylinder and the outer cylinder to generate a swirling flow by a groove or a hole structure. In this case, an orifice structure 11 is provided for narrowing the flow path of the fluid in the outer cylinder and increasing the flow velocity of the fluid in the outer cylinder.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、たとえばノズルに係り、特に低圧力の気流および霧化したい液体の送付圧を極力低圧に保ちながら、霧の用途に合わせ霧の粒径を狭い範囲に制御する2流体ノズルに関する。 The present invention relates to, for example, a nozzle, and more particularly to a two-fluid nozzle that controls the particle size of a mist within a narrow range in accordance with the use of the mist while keeping the low-pressure air flow and the delivery pressure of the liquid to be atomized as low as possible.
微細な霧滴を噴霧することが各種産業で要請されている。この要請に応える一法として、たとえば特許文献1に開示されるように、噴射対象の液体を孔から漏出させ、環状体の表面に液膜(プレフィルム)を形成させ、これを圧力をもって噴出させることで微細な霧滴を噴出させるプレフィルマー式エアブラスト微粒化ノズルが知られている。
Various industries are demanding to spray fine mist droplets. As one method for meeting this demand, for example, as disclosed in
しかし、プレフィルマー式エアブラスト微粒化ノズルでは、液体の液膜をノズル上流部で生成させノズル先端部でエアブラストにより微粒化することを提案するものであるところ、液膜形成体の必要により、形状が複雑であるために特殊な製造技術および方法を必要とするうえ、霧滴の粒径制御が難しい。また、液膜形成体の開口部は通常のノズル開口部よりも一般的に広い構造を取らざるを得ないため、高速の気流を得るためには大容量の空気を必要とした。当該プレフィルマー式エアブラスト微粒化ノズルは比較的低圧での噴霧を可能にするものと思われるが低圧かつ大風量のエアコンプレッサーやエアポンプは存在せず、また噴霧作業にあたって空気と噴霧する液体の圧力を双方とも精密に制御できる機構が必要とされるため、使用場所が限られるものであった。 However, in the pre-filmer type air blast atomization nozzle, it is proposed that a liquid film of liquid is generated at the upstream part of the nozzle and atomized by air blast at the nozzle tip. Due to the complicated shape, special manufacturing techniques and methods are required, and it is difficult to control the particle size of the mist droplets. In addition, since the opening of the liquid film forming body must be generally wider than the normal nozzle opening, a large volume of air is required to obtain a high-speed air flow. The pre-filmer type air blast atomization nozzle seems to enable spraying at a relatively low pressure, but there is no air compressor or air pump with low pressure and large air volume, and the pressure of air and the liquid to be sprayed during the spraying operation Both of them require a mechanism that can be precisely controlled, so the place of use is limited.
上述のように、これまでの微細な霧滴の噴霧技術では、微細かつ均一な粒子径分布を持った霧を必要とする分野が多数存在するが、高圧送液ポンプによる送液や高圧コンプレッサー、大容量コンプレッサーの使用が避けられず、これらを用いずに目的の霧を得るシステムは存在しなかった。 As mentioned above, there are many fields that require mist with a fine and uniform particle size distribution in the conventional spray technology for fine mist droplets. The use of a large capacity compressor is inevitable, and there has been no system for obtaining the desired mist without using these.
すなわち、従来のものは、金属等の磨耗の少ない材料の一部に開口穴を設け、高圧力送液ポンプで液体を押し出したり、高速の気流を必要とするため高圧の空気を送風する構造のものであり、霧化現象はノズルの極微細構造(仕上げ精度)に左右され、霧滴の粒子径制御では最適な空気量、送液量、圧力の範囲には厳しい制限がかからざるを得なかった。または、噴霧作業そのものにあたって空気と噴霧する液体の圧力を双方とも精密に制御できる機構が必要とされるため、ノズルの応用範囲は狭いものとなっていた。 In other words, the conventional type has a structure in which an opening hole is provided in a part of a material with low wear such as metal, and a high pressure liquid pump is used to extrude liquid or high pressure air is blown because high speed air flow is required. The atomization phenomenon depends on the ultrafine structure (finishing accuracy) of the nozzle, and in the control of the particle size of the mist droplets, there are strict restrictions on the optimum range of air volume, liquid feed volume, and pressure. There wasn't. Or, since the spraying operation itself requires a mechanism capable of precisely controlling both the pressure of air and the liquid to be sprayed, the application range of the nozzle has been narrow.
本発明はこうした従来技術上の問題点を解決することを企図したものであり、低圧力、少量の噴霧用気体によって粒子径分布が極めて狭い範囲にある霧滴を生成させることにより、燃焼や各種薬剤噴霧、冷却のための大容量空間向け水噴霧などに用いるための流体ノズルを提供することを目的とするものである。 The present invention is intended to solve such problems in the prior art, and by generating mist droplets having a particle size distribution in a very narrow range with a low pressure and a small amount of atomizing gas, combustion and various types of An object of the present invention is to provide a fluid nozzle for use in spraying a medicine, water spray for a large capacity space for cooling, and the like.
かかる課題を解決するために、本願の請求項1に係るノズルは、内筒および外筒を同軸上に配置し、内筒および外筒の空隙部に溝または穴構造により旋回流を発生させる旋回流発生子を備え、ノズル先端部にあっては外筒内流体の流路を狭め、外筒内流体流速を上げるためのオリフィス構造を持ったことを特徴とする。これにより、ノズル下流の開口端付近で生じる旋回流により内筒の液体の吸出し効果と粒子の細分効果が生まれ、微細な液体粒子を噴射することができる。
In order to solve such a problem, the nozzle according to
この場合、請求項2に示す本発明のように、前記ノズル内筒上旋回流発生子からノズル先端部に渡り外筒との空隙を一定幅にすることを目的とした内筒整流体を持たせた構造としてもよい。これにより、乱流の発生を抑制してより安定的に粒子を噴射させることができる。
In this case, as in the present invention described in
さらに、請求項3に示す本発明のように。前記内筒整流体のさらにノズル先端部に向けて内筒との空隙を一定幅にすることを目的とした整流筒を持つような構造としてもよい。これにより、より安定した微粒化を図ることができる。
Further, as in the present invention as shown in
また、請求項4に示す本発明のように、霧の微粒化のための気流流速制御により、液体送液ポンプや加圧タンクの使用を無用としたサイフォン式に係るものとしてもよい。これにより、実施を容易にし、かつ制御も容易でエネルギー効率の高いものとすることが可能となる。
Further, as in the present invention described in
また、上記課題を解決するために、本願の請求項5に係るノズルは、第1の内径を持つ円筒形状をなし第1の流体供給源に導通され得る導通口を側面に備える内筒と、前記内筒の外側に該内筒と同軸に配設されて略円筒体をなし内側には下流側に向けてオリフィスが形成され上流側に第2の流体供給源と接続可能な整流筒と、前記整流筒の内壁と前記内筒との間に嵌入され前記内筒と同軸に配設される略円盤形の旋回流発生子と、前記内筒の下流側に同軸に連通され前記第1の内径より小さい第2の内径を持つ噴射筒とを具備し、前記旋回流発生子の外周には所定間隔で斜め方向に溝が刻設されることを特徴とする。
Moreover, in order to solve the said subject, the nozzle which concerns on
第1の流体供給源、第2の流体供給源は水、燃料等の液体、気体等を供給する機能を有するもので、たとえばタンク等が含まれる。 The first fluid supply source and the second fluid supply source have a function of supplying water, liquid such as fuel, gas, and the like, and include, for example, a tank.
略円筒体とは、円筒形だけでなく、実質的に同軸に配置可能なものであれば含まれる趣旨であり、たとえば、八角形柱体等の多角形柱であってもよい。 The term “substantially cylindrical body” is intended to include not only a cylindrical shape but also anything that can be arranged substantially coaxially, and may be a polygonal column such as an octagonal column.
「オリフィスが形成され」とは、第2の流体が下流方向に導出されるにつれて、形状上絞りをかけ得る構造を設けるもの全てを含み、たとえば、コーン形状(突端側を下流側としたもの)も含まれる。このオリフィスの作用により、第2の流体の流速は極めて加速されることとなる。 The term “orifice is formed” includes everything that provides a structure that can be squeezed in shape as the second fluid is drawn in the downstream direction, for example, a cone shape (with the tip side being the downstream side) Is also included. By the action of the orifice, the flow velocity of the second fluid is extremely accelerated.
「外周には所定間隔で斜め方向に溝が刻設される」とは、第2の流体が下流側に導出される際の唯一の漏出口を設け、これを通過することで、第2の流体が旋回流を形成するのに十分なあらゆる構造を含む。 “The groove is engraved on the outer periphery in a slanting direction at a predetermined interval” means that a second leak outlet is provided when the second fluid is led out to the downstream side, and the second fluid outlet passes through this. Includes any structure sufficient for the fluid to form a swirling flow.
上記の構成を備えることにより、ノズル下流の開口端付近で生じる旋回流により内筒の液体の吸出し効果と粒子の細分効果が生まれ、微細な液体粒子を噴射することができる。 With the above configuration, the swirling flow generated in the vicinity of the opening end downstream of the nozzle produces a liquid sucking effect and a particle subdividing effect in the inner cylinder, and fine liquid particles can be ejected.
また、請求項6に示す本発明のように、前記旋回流発生子には、前記溝に換えて、該旋回流発生子の上下底面を連通する連通孔が複数挿設されることを特徴とする請求項5項記載のノズルとすることもできる。連通孔を複数挿設すれば、これを導通する第2の流体が旋回流を発生させることができる。かかる連通孔は斜め方向に略方向をそろえて複数配設するのが好ましい。連通孔の挿設の手段については本発明の企図するところを逸脱しない限りにおいて任意のものを採用することができ、または工夫するところを妨げるものではない。
Further, as in the present invention described in claim 6, the swirl flow generator is provided with a plurality of communication holes that communicate with the upper and lower bottom surfaces of the swirl flow generator instead of the groove. It can also be set as the nozzle of
また、請求項7に示す本発明のように、前記旋回流発生子の下流側底面の前記溝もしくは前記連通孔をかわす位置から前記噴射筒の先端より若干手前の位置にまで略コーン型の内筒整流体をさらに備える構成としてもよい。これにより乱流の発生を抑えて、エネルギー効率をさらに高めるとともに安定した旋回流を生み出すことができる。 Further, as in the present invention described in claim 7, a substantially cone-shaped inner portion extends from a position where the groove or the communication hole on the downstream bottom surface of the swirling flow generator is displaced to a position slightly ahead of the tip of the injection cylinder. It is good also as a structure further provided with a cylinder rectifier. Thereby, generation | occurrence | production of a turbulent flow can be suppressed, energy efficiency can be improved further, and the stable swirl flow can be produced.
さらに、本願の請求項8に示す本発明のように、前記整流筒の先端面は前記噴射筒の先端部と面一より若干突出している構成とすることもできる。これにより、噴射筒の先端部が第2流体の噴出する整流筒の先端面より奥まったところに配置されるため、旋回流を形成する第2流体の噴流に整流筒の先端面から噴出される第1流体がのりやすくなり、液体の吸出し効果と粒子の細分効果がさらに促進される。 Further, as in the present invention shown in claim 8 of the present application, the front end surface of the flow straightening cylinder may be configured to slightly protrude from the front end portion of the injection cylinder. Thereby, since the front-end | tip part of an injection cylinder is arrange | positioned behind the front-end | tip surface of the rectification | straightening cylinder which 2nd fluid ejects, it is ejected from the front-end | tip surface of a rectification | straightening pipe | tube to the jet flow of the 2nd fluid which forms a swirl flow. The first fluid is easily applied, and the liquid sucking effect and the particle subdividing effect are further promoted.
また、前記に代え、本願の請求項9に示す本発明のように、前記整流筒の先端部には前記オリフィス面の終了位置から先端部にかけて整流流路を設けた構成とすることもできる。こうした構成を備えることで、整流流路において噴流が整流化、平準化されるため、噴出する粒子のさらなる安定した微細化を図ることもできる。 Instead of the above, as in the present invention shown in claim 9 of the present application, a rectifying flow path may be provided at the tip of the rectifying cylinder from the end position of the orifice surface to the tip. By providing such a configuration, the jet flow is rectified and leveled in the rectifying flow path, so that further stable miniaturization of the ejected particles can be achieved.
さらに、本願の請求項10に係る本発明のように、前記第1の流体として水流もしくは燃料流を採用し、前記第2の流体として気体を採用した構成としてもよい。これにより、第2の流体として用いる気体による吸引効果と微細化効果をもって第1の流体の噴霧に用いるため、所望の水流もしくは燃料流を万遍無く細密に噴霧することができる。
Furthermore, as in the present invention according to
こうした構成を備える本発明の2流体ノズルを使用することにより、従来ノズルの複雑な構造、従来ノズルの高圧を得るためのコンプレッサー、エアポンプ、送液ポンプなどを要することなく、微細かつ粒子径分布の狭い霧を得ることができる。この効果により、霧化システムは簡便かつ軽量、小容積のものとなることから、一般家庭内、建築物内部での種々の霧化用途での使用が可能になる。 By using the two-fluid nozzle of the present invention having such a configuration, a complicated structure of the conventional nozzle, a compressor, an air pump, a liquid feed pump, etc. for obtaining the high pressure of the conventional nozzle are not required, and the particle size distribution is fine. A narrow fog can be obtained. Due to this effect, the atomization system is simple, lightweight, and has a small volume. Therefore, the atomization system can be used for various atomization applications in general homes and buildings.
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。なお、以下では、本発明の目的を達成するための説明に必要な範囲を模式的に示し、本発明の該当部分の説明に必要な範囲を主に説明することとし、説明を省略する箇所については公知技術によるものとする。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, the range necessary for the description for achieving the object of the present invention is schematically shown, and the range necessary for the description of the relevant part of the present invention will be mainly described. Are according to known techniques.
本発明は基本的な構造として、図1に示すように、ノズル外筒部1、ノズル内筒部2、および旋回流発生子3を備えて構成される。気流および液流の衝突はノズル先端部の一点で行われる構造のため、気流および液流のいずれにも流体の流れを邪魔するもの、すなわち乱流を起こす原因となる構造は配置しない。
As shown in FIG. 1, the present invention includes a nozzle
このような基本的な構成に使用する空気量の削減と高速の気流を得る目的から、外筒先端(ノズル最下流部)はノズル上流の内径一定部と異なる絞り構造を持ち、オリフィス効果により流速を上昇させるオリフィス面11を持つ。
For the purpose of reducing the amount of air used in such a basic configuration and obtaining a high-speed air flow, the tip of the outer cylinder (the most downstream part of the nozzle) has a throttle structure that is different from the constant inner diameter part upstream of the nozzle. Has an
オリフィス効果とは、水、気体等の流体の流れる管を絞る(管径を小さくする)と圧力が増し、それにより流速も増す現象を利用し、たとえばコーン逆形状等の先端に向けて絞られた形状体の中を通過させることで流体の流速を増加させる効果をいう。 The orifice effect uses the phenomenon that the pressure increases when the pipe through which a fluid such as water or gas flows is reduced (the pipe diameter is reduced), thereby increasing the flow velocity. The effect of increasing the flow velocity of the fluid by passing through the shaped body.
上記に加え、さらにノズル内筒先端部での空気流による液体の微粒化を促進するため、内筒部および外筒部に密着してノズル中流部に旋回流発生子3を配置する。旋回流発生子は外周部分にノズル同軸方向に対して一定の角度を持った溝を配置するか、もしくはノズル同軸方向に対して一定の角度を持った穴を開口するか、もしくは内筒部、外筒部いずれかにノズル同軸方向に対して一定の角度を持った羽根を配置して実現してもよい。ノズル中流部にノズルと軸を同じくしたネジ切状の軌跡を持つ旋回流を作り出すことのできる手段であれば方法の如何は問わない。また、ここでの一定の角度とは、旋回流を形成することのできる角度であれば特に数値的な限定はない。
In addition to the above, in order to further promote atomization of the liquid due to the air flow at the tip of the nozzle inner cylinder, the
ノズル下流部ではノズル内筒部および外筒部で構成される空間が存在するが、当該空間内での空気流の乱流を防ぐために、外筒部の絞り構造に沿った構造を内筒上に実現し、内筒部および外筒部間の空隙を一定に制御するための内筒整流体4を配置する。この内筒整流体は、内筒と一体成形でも、あるいは内筒と軸を同じにして被せる形をとり、種々の状況に応じて着脱可能な形をとってもよい。
In the downstream part of the nozzle, there is a space composed of the nozzle inner cylinder part and the outer cylinder part, but in order to prevent turbulent airflow in the space, the structure along the throttle structure of the outer cylinder part is arranged on the inner cylinder. The inner
図1のノズル先端部はノズル内筒と整流体の末端部が非常に近い位置で切断された構造であり、必要に応じて図2のようにノズル外筒部を下流部に向けて絞りかつ、一定の管径を保つ整流筒5を配置することにより、噴霧する液体の微粒化をさらに安定したものにすることもできる。この整流筒5は、図1のノズルの開口部から下流方向に伸ばす形で一体成形したものでもよいし、あるいはこの整流筒5のみを取り外し可能なものとして別個に成形して取り付けたものでもよい。
The nozzle tip in FIG. 1 has a structure in which the nozzle inner cylinder and the end of the rectifying body are cut at a very close position, and if necessary, the nozzle outer cylinder is throttled toward the downstream as shown in FIG. By arranging the
また、図3に示すように、旋回流と噴射流の安定した広がりを企図して整流筒5に下流に向かって広げた構造をとらせてもよい。
In addition, as shown in FIG. 3, a structure in which the swirling flow and the jet flow are stably spread and the
なお、図1乃至3において、図の簡略化、理解の容易のために、各断面線を主に表示し、たとえば突端部小口の見え線や整流筒5の内壁の屈曲箇所の見え線については記載が主に省略されている。
1 to 3, for the sake of simplification and easy understanding, the cross-sectional lines are mainly displayed. For example, the visible line of the tip end edge and the bent line of the inner wall of the rectifying
以下、上記のように構成される本願発明の作用・動作、及び当該ノズルを用いて生成される微細な液体粒子の特性について詳述する。 Hereinafter, the action and operation of the present invention configured as described above and the characteristics of the fine liquid particles generated using the nozzle will be described in detail.
本実施形態においては、外筒と内筒の間の空間にコンプレッサー等を用いて空気の流れを通す。この空気の流れは、上述の旋回流発生子によって、螺旋状の軌跡をもつ回転流(旋回流)を生じる。 In the present embodiment, an air flow is passed through a space between the outer cylinder and the inner cylinder using a compressor or the like. This air flow generates a rotational flow (swirl flow) having a spiral trajectory by the above-described swirl flow generator.
コンプレッサー等とは、気体を圧縮した後に噴出すことで運動エネルギーを持った気体を生成する機械をいう。本発明においては外筒と内筒の間に安定した気流を生み出せるものであれば足り、その手段の如何は問わない。 A compressor or the like refers to a machine that generates gas having kinetic energy by jetting after compressing gas. In the present invention, any means can be used as long as it can generate a stable air flow between the outer cylinder and the inner cylinder.
螺旋状の軌跡を持つとは、本願の外筒もしくは内筒の軸と同軸にネジを切った溝のような軌跡を持つことである。ただし、本発明のノズルの最下流部で内筒を通る液体の粒子を細かく分割し、かつノズル付近において圧力を低めることで連続的に内筒を通して噴霧する液体を吸出し続けることができれば本発明の趣旨を満足するものであり、たとえば旋回流発生子が生み出す旋回流の軌跡が緩慢なために、局所的にノズル部分を見る限りでは軌跡が螺旋状に見えないといった状態でも本発明の効果は損なわれるものではない。 Having a spiral trajectory means having a trajectory like a groove threaded coaxially with the axis of the outer cylinder or inner cylinder of the present application. However, if the liquid particles passing through the inner cylinder are finely divided at the most downstream portion of the nozzle of the present invention and the liquid sprayed continuously through the inner cylinder can be continuously sucked out by reducing the pressure in the vicinity of the nozzle, For example, since the trajectory of the swirl flow generated by the swirl flow generator is slow, the effect of the present invention is impaired even in a state where the trajectory does not look spiral as long as the nozzle portion is viewed locally. Is not something
上記螺旋状の軌跡をもつ空気の回転流(旋回流)は、外筒と内筒の間の空間を進み、オリフィス形状のある部分で圧力の増加からその速度を増す。そして、ノズルの最下流部分の開口端にて回転流として竜巻状に吹き出す。このため、内筒の最下流部の開口端付近では、上記の竜巻状の空気の回転流によって常に気圧が低い状態が作り出され、内筒の開口部からその中の液体を吸い出す方向の力が発生する。これにより、ノズルに空気を流し続けることで連続的に噴霧する液体が吸い出され続ける。こうした吸い出し作用は、そのための動力等を要することなく、形状のみにて実現される。 The rotational flow (swirl flow) of air having the spiral trajectory travels through the space between the outer cylinder and the inner cylinder, and increases its speed from an increase in pressure in a portion having an orifice shape. And it blows off like a tornado as a rotational flow at the opening end of the most downstream part of a nozzle. For this reason, in the vicinity of the opening end of the most downstream part of the inner cylinder, a state where the atmospheric pressure is always low is created by the rotational flow of the tornado-like air, and the force in the direction of sucking out the liquid therein from the opening part of the inner cylinder is generated. appear. Thereby, the liquid to be continuously sprayed is continuously sucked out by continuing to flow air through the nozzle. Such a sucking action is realized only by the shape without requiring power for that purpose.
さらに、内筒を通ってきた液体がその開口部から外に出た瞬間、開口部付近は気圧が低くなっており流れが広がる力が働くことと、上記の空気の回転流に遭遇することのためにその流れは非常に細かい粒子に分断される。ここで生じた微細な液体の粒子は、レナード効果によってそれぞれ同じ電荷に帯電している。 Furthermore, at the moment when the liquid that has passed through the inner cylinder comes out of the opening, the pressure in the vicinity of the opening is low, and the force of spreading the flow works, and the above-mentioned rotating air flow is encountered. Therefore, the flow is divided into very fine particles. The fine liquid particles generated here are charged to the same charge by the Leonard effect.
レナード効果とは、液体が急激に微粒化する際に液体の表面エネルギーが変化するために液滴が帯電する現象である。液体であれば起きる現象であるため、本発明が噴霧する液体は、たとえば溶岩などのように非常に粘性が高くそもそも物理的に管内を通すことが難しい液体であるといった非常に稀な例外的状況を除けば、水を含めてどのような液体であってもよい。 The Leonard effect is a phenomenon in which droplets are charged because the surface energy of the liquid changes when the liquid rapidly atomizes. Since this is a phenomenon that occurs if the liquid is used, the liquid sprayed by the present invention is a very rare exceptional situation such as lava that is very viscous and difficult to physically pass through the tube. Except for, any liquid including water may be used.
同じ電荷に帯電した粒子はお互いに反発する方向に力が働くため、当該ノズルから発生した微細な液体の粒子は、空間の中をお互いの距離が最大になるように拡散していく。さらに、粒子が微細である為に粒子に働く重力に比して粒子同士が受ける電荷による反発力が大きい為、重力のある空間においても上下方向、水平方向に広く拡散していく。 Since particles charged to the same electric charge act in a direction in which they repel each other, fine liquid particles generated from the nozzle diffuse in the space so that the distance between them becomes maximum. Furthermore, since the particles are fine, the repulsive force due to the electric charge received by the particles is larger than the gravity acting on the particles, so that the particles diffuse widely in the vertical and horizontal directions even in a space with gravity.
以上のように、本発明は既存技術よりも簡易な本体構造と設備を用いつつ、効果については同等以上のものをもち、一般的なスプレー技術と比較して液体粒子を細かくし、さらに空間的に自ら拡散することで非常に広範囲に霧滴を付着させることができるという優れた特性を持つ。 As described above, the present invention uses a simpler body structure and equipment than the existing technology, has the same or better effect, makes the liquid particles finer than the general spray technology, and more spatial It has an excellent characteristic that it can make mist droplets adhere to a very wide range by itself diffusing.
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を加えて実施することが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
また、上述した実施例は、本発明に係る技術思想を具現化するための実施形態の一例を示したにすぎないものであり、他の実施形態でも本発明に係る技術思想を適用することが可能である。 Further, the above-described examples are merely examples of embodiments for realizing the technical idea according to the present invention, and the technical ideas according to the present invention can be applied to other embodiments. Is possible.
霧滴の粒子径が狭い範囲で制御できること、構造が簡単であり、特に液体に接触する部品は内筒のみであることから各種の液体の液性を考慮した材料の選定は内筒のみで選択可能である。このことから燃料噴射用ノズルはもとより、各種薬剤噴霧にも幅広い可能性を提供するものである。 Since the particle size of the mist can be controlled within a narrow range and the structure is simple, the only part that comes into contact with the liquid is the inner cylinder. Is possible. This provides a wide range of possibilities not only for fuel injection nozzles but also for various chemical sprays.
ノズルの粒子径制御能力が劣る従来型ノズルでも期待された大容量空間冷却用途、病院、老人ホーム、介護施設などでの消臭、抗菌、抗ウイルス剤の噴霧よび加湿用途、公園など開放空間での熱中症対策用の水噴霧、ヒートアイランド対策用街頭噴霧用途、スプリンクラーの代替用ウォーターミストノズル用途、インフルエンザ対策を考慮した養鶏場および養豚場など畜産液剤噴霧システム、ファインセラミック製造機用途、食品工業におけるスプレードライノズルなどへの応用が可能である。 Large-capacity space cooling applications that are expected even with conventional nozzles that have poor particle size control ability of nozzles, deodorization in hospitals, nursing homes, nursing homes, etc. Water spray for heat stroke countermeasures, street spray application for heat island countermeasures, water mist nozzle application for sprinkler replacement, poultry farming and pig farming systems that consider influenza countermeasures, application of livestock liquid medicine, fine ceramic production machine application, food industry Application to spray dry nozzles is possible.
また、ある体積を持った空間の内側一面に何かを噴霧しなければならないといった場合、特に建築物のアスベスト対策のための固化処理や、シロアリ対策のための殺虫剤の噴霧といったケースに本発明が実施でき、非常に効果的である。足場を組まなければ塗布ができない天井や人の体が入らない空隙内部への塗布など、本発明であれば何らの障害なく目的を達成できる。 In addition, when something has to be sprayed on the inner surface of a space having a certain volume, the present invention is particularly applicable to cases such as solidification treatment for building asbestos countermeasures and spraying of insecticides for termite countermeasures. Can be implemented and is very effective. The object can be achieved without any obstacles in the present invention, such as a ceiling that cannot be applied unless a scaffold is assembled, or an inside of a space where a human body does not enter.
また、上記で説明した物理的な性質から、確率論的に、ある体積を持った空間の内側一面に均一に液体を付着させるという特性があるため、非常に面積の広い鏡面加工、ステルス機の電波吸収体の塗布など、そういった要求のある塗装や表面処理に適している。 In addition, because of the physical properties explained above, there is a characteristic that the liquid adheres uniformly to the entire inner surface of a space with a certain volume from a stochastic point of view. It is suitable for painting and surface treatments that require such applications, such as the application of radio wave absorbers.
さらに、液体を噴霧するために空気の旋回流を用いるという用途に限らず、たとえば本発明を水の流れに軸を平行な形で、かつノズルの下流部を水の流れの下流に向ける形で設置することで、水の流れで作った回転流が空気を水中に吸い込んでいくという機構を作ることができ、エネルギーを全く必要としないエアレーション(水へ酸素を溶解させる処理)を行うことができ、下水処理場の省エネ対策、ひいては汚染された河川の浄化対策として有用と考えられる。なお、水に空気を吹き込むということにとどまらず、液体に何らかの気体を溶解させるという要求があれば本発明を実施することができる。 Furthermore, the present invention is not limited to the use of a swirling flow of air to spray the liquid. For example, the present invention is configured in such a way that the axis is parallel to the water flow and the downstream portion of the nozzle is directed downstream of the water flow. By installing it, you can create a mechanism in which the rotating flow created by the flow of water sucks air into the water, and you can perform aeration that does not require any energy (a process that dissolves oxygen in water) Therefore, it is considered useful as an energy-saving measure for sewage treatment plants, and as a result, a measure for purifying contaminated rivers. It should be noted that the present invention can be implemented if there is a request to dissolve some gas in the liquid as well as blowing air into water.
また、本発明の上記における吸気作用にしたがって地上でタービンを回すことで、簡易な水力発電機とすることも考えられる。 It is also conceivable to make a simple hydroelectric generator by turning the turbine on the ground according to the intake action of the present invention.
1…ノズル外筒部、2…ノズル内筒部、3…旋回流発生子、4…内筒整流体、5…整流筒、11…オリフィス面
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記内筒の外側に該内筒と同軸に配設されて略円筒体をなし内側には下流側に向けてオリフィスが形成され上流側に第2の流体供給源と接続可能な整流筒と、
前記整流筒の内壁と前記内筒との間に嵌入され前記内筒と同軸に配設される略円盤形の旋回流発生子と、
前記内筒の下流側に同軸に連通され前記第1の内径より小さい第2の内径を持つ噴射筒と
を具備し、
前記旋回流発生子の外周には所定間隔で斜め方向に溝が刻設されることを特徴とするノズル。 An inner cylinder having a cylindrical shape having a first inner diameter and provided with a conduction port on a side surface that can be conducted to a first fluid supply source;
A rectifying cylinder which is arranged coaxially with the inner cylinder on the outer side of the inner cylinder and has a substantially cylindrical body, an orifice is formed on the inner side toward the downstream side and which can be connected to the second fluid supply source on the upstream side;
A substantially disc-shaped swirling flow generator fitted between the inner wall of the flow straightening cylinder and the inner cylinder and disposed coaxially with the inner cylinder;
An injection cylinder that is coaxially connected to the downstream side of the inner cylinder and has a second inner diameter smaller than the first inner diameter;
A nozzle characterized in that grooves are formed in the outer periphery of the swirl flow generator in an oblique direction at a predetermined interval.
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