JP2000210596A - 液体の噴霧用ノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のストレーナーを内蔵した噴霧用ノズル
より噴霧状態を向上させ、ノズル内のスケールの付着を
防止または減少させ、ノズル点検の頻度を減少させて作
業性を著しく向上させることができる噴霧用ノズルを提
案する。 【解決手段】 ノズルの先端に十文字型または放射状の
スリットを設け、該ノズルの内側に少なくとも２個の撹
拌子を挿入し、該ノズルの外周には加圧気体を圧入する
外筒を設けてなることを特徴とする液体の噴霧用ノズ
ル。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体の噴霧用ノズ
ルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】噴霧用ノズルは、主として液体を細孔か
ら噴霧して微小液滴を作るためのノズルであって、この
ノズルには噴霧する液体を加圧してノズルから噴出させ
る加圧ノズルと、液体を細孔より流出させ、その周辺に
高圧のガス体を流出させて微粒化する二流体ノズルの２
種に大別される。

【０００３】加圧ノズルは、その目的により噴霧液滴が
狭い幅で膜状に噴霧させるものや、円錐状の全面に分散
するもの（ソリッドコーンノズル）および円錐の中心部
に中空の部分があるもの（ホローコーンノズル）等があ
る。

【０００４】そして、ガス吸収，調湿，冷水操作などに
は前者が、また噴霧乾燥には後者が主に用いられ、後者
は特にノズルの吹出部で液に急速な旋回流を与えて微粒
化する。噴霧圧力は数気圧から数百気圧の範囲に及び、
液流量は圧力の１／２乗に比例して増加する。

【０００５】また、二流体ノズルは、同一粘度の液では
加圧ノズルより微粒となる特性があり、気体の流量が増
加するほど粒滴径は小さくなる。重油の燃焼バーナー等
に主に使用されるが、粘度の高いペースト状材料の噴霧
乾燥に用いられる場合もあり、また気体によっては微小
粉体を分散噴霧させる場合にも用いられる。

【０００６】噴霧機には多種あるが、目的に応じて上手
に使用するためには、ノズルの選択が極めて重要であ
り、従来から多種のノズルが提案され実用化されてお
り、そのノズル先端の形状としては、点状や一文字状，
多孔式としたもの等がある。

【０００７】ノズルの内部は空洞であったり、詰まり防
止用のストレーナーやフィルター等を装備したものもあ
るが、従来のものはノズル先端の孔が小さく、ストレー
ナーを内蔵していると、ノズル内部にスケールが付着し
て詰まることが多く、ノズルを分解してストレーナーを
掃除することが頻繁に行なわれ、作業性が悪く、予備の
ノズルを必要とした。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明者等は上述の問
題点の原因を究明したところ、次の方法で解決できると
の知見を得た。即ち、ノズル内部にストレーナーを装置
するのではなく、常に流体の動きに応じてノズル内部を
研磨・掃除する撹拌子を挿入しておき、流体が流れてい
る間は常時撹拌子が移動してノズル内側のスケールを除
去する機構とするのである。

【０００９】そのため、 （イ）上記撹拌子がノズル内部で激しく回転・移動する
ことにより乱流を促し、噴霧状態を向上させる。

【００１０】（ロ）ノズル先端孔を十文字型または放射
状とすることにより、撹拌子が流体の出口を塞ぐことな
く、常時液体の出口を確保する。

【００１１】（ハ）また、ノズル外周部に空気を圧入す
る外筒を設けて二重管とし、その外筒とノズル内筒間に
配設した突起により、ノズル筒と外筒間を流れる２次加
圧気体に乱流を誘起させて、更に液体の噴霧化を向上さ
せる。

【００１２】本発明は、上記の知見に基いて開発された
ものであり、ノズル先端孔およびノズル内部のスケール
による目詰りを防止することにより、噴霧状態を向上さ
せ、かつ長期間使用可能な機構のノズルを提案すること
を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の発明は、
ノズルの先端に十文字型または放射状のスリットを設
け、該ノズルの内側に少なくとも２個の撹拌子を挿入し
てなる液体の噴霧用ノズルであり、

【００１４】第２の発明は、ノズルの先端に十文字型ま
たは放射状のスリットを設け、ノズルの内側に少なくと
も２個の撹拌子を挿入し、該ノズルの外周に気体を圧入
する外筒を設けてなる二重管構造の噴霧用ノズルを提供
するものである。

【００１５】上記発明において、撹拌子は球体で、その
材質は鋼製等の金属製、セラミック製又は硬質合成樹脂
製であることが好ましい。

【００１６】また、上記ノズルの外周面または外筒の内
周面には菱型状等の突起をノズル外周を取り巻くように
配設して２次気体を乱流化させることが好ましいのであ
る。

【００１７】ノズル先端孔を十文字型または放射状のス
リットとしたのは、球状の撹拌子がノズル孔の閉塞を防
止するためであり、また球状の撹拌子を少なくとも２個
使用するのは、１個がノズル先端で固定された状態とな
り、他の１個がその周囲を回転してノズル内部を回動す
るようにするためである。これにより、液体の乱流を誘
起させ、噴霧状態を維持し、しかもノズル内壁のスケー
ルを剥離しながら掃除するのである。

【００１８】また、ノズル外周に菱型状等の複数の突起
を配設することにより、外筒中に圧入した空気、スチー
ム、Ｎ_２ガス、Ｏ_２ガス等の気体の乱流化を促し、液体
の噴霧化を向上させるのである。なお、突起の形状は、
圧入空気の乱流化を促進し得る形状のものであれば、菱
型状に限定されるものではない。以下、本発明の実施の
形態を図面により説明する。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１〜２は単管式の噴霧用ノズル
の一例（液が流れている状態）を示す側面および正面説
明図、図３〜４は二重管式の噴霧用ノズルの一例（液お
よび２次気体が流れており、一方の球状撹拌子がノズル
出口の一部を塞ぎ、他方の撹拌子が回動している状態）
を示す側面および正面説明図、図５は二重管式噴霧用ノ
ズルの一例（液および２次気体が流れていない状態）を
示す側面説明図である。

【００２０】図中１はノズル筒部、該ノズル筒１の前方
に円錐台形状のノズル先端部２が形成され、該ノズル先
端部２の先端面３にはノズル孔として十文字型または放
射状のスリット４が設けられていて、該スリット４から
ポンプにより圧入された液体が噴射又は噴霧される。５
は球体の撹拌子で、該撹拌子５はノズル先端部２内側に
少なくとも２個挿入されている。

【００２１】しかして、ノズル筒１内に液体Ｌが圧入さ
れると、撹拌子５の１個はノズル筒１内先端に圧接固定
された状態となって十文字型又は放射状の上記スリット
４の中心部を閉塞することとなり、他の撹拌子５はこの
十文字型又は放射状のスリット４の存在によりみずから
回転する共にスリット４の各中間部を順次閉塞して行く
力が働き、これにより固定状態の撹拌子５の周囲を回動
することとなって、ノズル筒１内の液体の乱流と分散化
を誘起させ、ノズル筒１内に発生したスケールを除去す
る役目をするのである（図１〜２参照）。

【００２２】なお、撹拌子５の材質は、鋼球等の金属製
またはセラミック製あるいは硬質合成樹脂製が好まし
く、用途に応じて適宜選択すればよい。例えば、スケー
ルの発生が多い場合は鋼球を使用する。

【００２３】図３〜４はノズルを二重管式としたもの
で、６は上記ノズル筒１の外側に設けたノズル外筒で、
該外筒６とノズル筒１との間を圧気Ａの流路とし、ノズ
ル筒１外周面には上記圧気に抵抗して乱流化させるため
菱型状等の複数の突起７が配設固定されている。なお、
この突起７の形状は菱型に限定されるものではない。

【００２４】球状の撹拌子５は、その大きさを大きくす
ることにより、ノズル先端２との接触面積が大きくなっ
てノズル孔３を小さくする効果があり、水圧により噴霧
水滴径を小さくする。また、撹拌子５が小さい場合は、
ノズル先端２との接触面積が小さくなり、液の通過孔を
大きくする効果があり、水圧により噴霧距離を伸ばすこ
とができる。

【００２５】しかして、ノズルを二重管式としたときに
は、ノズル筒１に液体が圧入され、またその外周に圧気
が送入されると、ノズル筒１内では固定状態の撹拌子５
と周回動する撹拌子５とによって液体が乱流・分散化し
て良好な噴霧状態が得られ、しかも前記突起７により圧
気も乱流化されるので、噴霧状態を更に向上させること
になる。

【００２６】図５はノズル１内を液が流れていない状態
を示しており、撹拌子５はいずれもノズル内筒１内下方
に降りて、スリット４は完全に開放された状態となる。

【００２７】上記のように構成された噴霧ノズルをパイ
プ先端に装着し、工業用水の噴霧試験を行なったとこ
ろ、極めて良好な噴霧状態が確認された。

【００２８】実施例 図３、４に示す鋼製の２重筒式噴霧用ノズル（ノズル内
筒の内径：３０ｍｍφ、攪拌子：直径１５ｍｍの鋼球を
２個内蔵、ノズル噴霧孔：十文字型スリット、空気噴霧
用外筒の内径：４０ｍｍφ、乱流発生用突起：菱型片を
内筒外周に８枚を放射状に均等に突設）を噴霧用ホース
の先端に装着し、水圧を０．３Ｋｇｆ／ｃｍ^２、０．５
Ｋｇｆ／ｃｍ^２および１．０Ｋｇｆ／ｃｍ^２で、空気
圧：２〜３気圧で工業用水による噴霧テストを行った
が、いずれも噴霧状況は次のように良好であった。

【００２９】水圧が上昇する程、噴霧の放射角が広くな
りかつ、噴霧距離が長くなり、噴霧の液滴の粒径が微細
化した。また、１日１０時間で２０日間継続して噴霧テ
ストを行なったが、噴霧状況は変らず良好で、２０日後
にノズル内筒を観察したが、ノズル内筒の内壁へのスケ
ールの発生は全く認められなかった。

【００３０】

【発明の効果】本発明に係る噴霧用ノズルは上記のよう
に構成され、球形撹拌子の回動によりノズル内壁のスケ
ールを効果的に除去することができるので、ノズル点検
の頻度が著しく減少して作業性の向上が期待され、また
ノズル孔として十文字型又は放射状のスリットとしたこ
とにより、撹拌子が該スリットの一部の開口と閉口を繰
り返すことによって乱流・分散効果が向上するのであ
る。しかも、外筒内側（又は、内筒外側）に設けた複数
の突起により、圧入空気が乱流化されて液体の噴霧状態
を更に向上させる効果がある。

【００３１】さらに、本発明の噴霧用ノズルは、撹拌子
の作用により、噴霧に当たってノズル内であらかじめ液
−液混合や粉−液混合することが可能となり、また外筒
に圧入する気体を適宜選択することにより、気−液混合
や気−粉−液混合することも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る噴霧用ノズル（単管式）の一例を
示す側面説明図である。

【図２】同・正面説明図である。

【図３】本発明に係る噴霧用ノズル（二重管式）の一例
を示す側面説明図である。

【図４】同・正面説明図である。

【図５】本発明に係る噴霧用ノズル（二重管式）であっ
て、ノズル内を液が流れていない状態を示す側面説明図
である。

【符号の説明】 １−ノズル筒 ２−ノズル先端部 ３−ノズル先端面 ４−スリット ５−撹拌子 ６−ノズル外筒 ７−突起 Ａ−圧気 Ｌ−液体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ノズルの先端にノズル孔として十文字型
   または放射状のスリットを設け、該ノズルの内側には少
   なくとも２個の撹拌子を挿入してなることを特徴とする
   液体の噴霧用ノズル。
2. 【請求項２】 ノズルの先端にノズル孔として十文字型
   または放射状のスリットを設け、該ノズルの内側には少
   なくとも２個の撹拌子を挿入し、該ノズルの外周に加圧
   気体を圧入する外筒を設けてなることを特徴とする液体
   の噴霧用ノズル。
3. 【請求項３】 前記撹拌子は球体であり、その材質が金
   属製、セラミック製又は硬質合成樹脂製である請求項１
   又は２記載の液体の噴霧用ノズル。
4. 【請求項４】 前記ノズルの外周面又は外筒の内側に前
   記圧入気体を乱流化させる突起を配設してなる請求項２
   記載の液体の噴霧用ノズル。