JP2000246153A - 液体微粒化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡素な構成により液体を極めて小さく均一の
大きさに微粒化する。 【解決手段】 タンク１の上壁１ａに空気ノズル２を内
部に向けて螺合し、タンク１の側壁１ｂの上部に液体ノ
ズル４を内部に向けて螺合する。タンク１の側壁１ｂの
外側に噴霧パイプ７を螺旋状に巻回し、噴霧パイプ７の
上端は側壁１ｂの上部の突部１ｃを介してタンク１の内
部に連通する。空気ノズル２と液体ノズル４とは、それ
らの中心線が略直交するように配置する。液体ノズル４
の液体流出口４ａは、空気ノズル２から噴射した空気流
に伴う負圧領域に配置する。空気ノズル２の空気噴射口
２ａと液体ノズル４の中心線との距離と、空気ノズル２
の中心線と液体ノズル４の液体流出口４ａとの距離は、
負圧領域内で可変とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気流に液体流を
衝突させることにより液体を微粒化する液体微粒化装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装置やノズルは特公昭６
２−１４３４３号公報、特公平４−２１５５１号公報等
に開示されており、圧力空気を空気噴射口から高速度で
噴射すると共に、この空気流に伴う負圧により液体を液
体流出口から噴射し、空気流に液体流を衝突させること
により液体を微粒化する。

【０００３】例えば、特公昭６２−１４３４３号公報の
装置は、空気を複数のノズルチップから１点に向けて噴
射すると共に、この空気流に伴う負圧により液体を空気
流に混合し、空気の剪断作用により液体を一次的に微粒
化する。そして、空気と液体微粒子の混合体を１点にお
いて衝突させ、液体微粒子を二次的に微粒化する。ま
た、特公平４−２１５５１号公報のノズルは、上述の装
置と同様に液体を一次的に微粒化すると共に、液体微粒
子の流れに空気を高速旋回渦流として衝突させて、液体
微粒子を二次的に微粒化する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら特公昭６
２−１４３４３号公報の装置では、圧力空気の消費量、
液体微粒子の径、液体微粒子の量等が空気噴射口の径、
喉部の平行部の隙間、液体流出口の径、液体流出口の個
数等の影響を受けるため、高い加工精度や組立精度が必
要である上に、液体微粒子の径や量の調整が不可能であ
るという問題がある。

【０００５】また、特公平４−２１５５１号公報のノズ
ルは、空気に渦流を与える旋回導孔、渦流空気を導入す
る渦流室、高速渦流空気を噴射形成するための空気噴射
口等が必要であり、しかも空気噴射口は渦流空気を液体
流出口の前方の焦点に先細り円錐状に集める必要がある
ため、構造が複雑である上に、高い加工精度や組立精度
が必要であるという問題がある。

【０００６】本発明の目的は、上述の問題点を解消し、
簡素な構成により液体を極めて小さく均一の大きさに微
粒化し得る液体微粒化装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る液体微粒化装置は、空気流に液体流を衝
突させることにより液体を微粒化する液体微粒化装置で
あって、前記空気を噴射する空気ノズルと、前記液体を
流出する液体ノズルと、液体微粒子を収容するタンク
と、前記液体微粒子を前記タンクから排出するパイプと
から成り、前記タンク内において前記流体微粒子をその
大きさにより分離する第１の分離手段と、前記パイプ内
において前記流体微粒子をその大きさにより分離する第
２の分離手段とを備えたことを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明を図示の実施例に基づいて
詳細に説明する。図１は第１の実施例の斜視図、図２は
断面図である。タンク１の上壁１ａには空気を直線状に
噴射する空気ノズル２がタンク１の内部に向けて螺合さ
れ、空気ノズル２には図示しない圧力空気源を備えた空
気供給手段３が接続されている。タンク１の側壁１ｂの
上部には、液体Ｌを直線状に流出する液体ノズル４がタ
ンク１の内部に向けて螺合されており、液体ノズル４に
は液体パイプ５の一端が接続され、他端は液体容器６に
浸漬されている。タンク１の側壁１ｂの外側には噴霧パ
イプ７が螺旋状に巻回され、噴霧パイプ７の上端は側壁
１ｂの上部の突部１ｃを介してタンク１の内部に連通さ
れ、噴霧パイプ７の下端に噴射口７ａが設けられてい
る。そして、タンク１の底壁１ｄには排液孔１ｅが形成
され、タンク１の下方には液体Ｌを回収するための回収
容器８が配置されている。

【０００９】図３の部分拡大図に示すように噴霧パイプ
７の噴射口７ａの近傍には、噴霧パイプ７の内周面に付
着した液体Ｌを一時的に収容するための環状溝７ｂと、
この環状溝７ｂに流入した液体Ｌを重力により落下させ
る排液孔７ｃとが形成され、液体Ｌが液体微粒子に混合
して噴射口７ａから噴射することがないようにされてい
る。なお、排液孔７ｃから排出した液体Ｌは、図示しな
い可撓パイプ等を介して回収容器８に回収するようにし
ている。

【００１０】空気ノズル２には圧力空気を収斂拡散させ
てタンク１内に高速度で噴射する空気噴射口２ａと、タ
ンク１に螺合するねじ部２ｂと、このねじ部２ｂを回転
するためのノブ部２ｃとが形成されている。液体ノズル
４にも液体Ｌをタンク１内に流出する液体流出口４ａ
と、タンク１に螺合するねじ部４ｂと、このねじ部４ｂ
を回転するためのノブ部４ｃとが形成されている。

【００１１】ここで、図４の模式図に示すように、空気
ノズル２と液体ノズル４とは、空気流と液体流が略直交
するように配置されている。また、液体ノズル４の液体
流出口４ａは空気流の負圧領域Ｐｎ内に配置され、液体
Ｌは負圧状態の液体流出口４ａから吸引されて空気流に
衝突するようにされている。そして、空気ノズル２と液
体ノズル４がタンク１に螺合されているので、空気ノズ
ル２の空気噴射口２ａと液体ノズル４の中心線との距離
Ｘと、空気ノズル２の中心線と液体ノズル４の液体流出
口４ａとの距離Ｙは、負圧領域Ｐｎ内で可変とされてい
る。

【００１２】空気ノズル２に圧力空気が圧力Ｐｓで流入
し、空気ノズル２の空気噴射口２ａから高速度で直線状
に噴射する。このとき、液体ノズル４の液体流出口４ａ
の前方には概略大気圧Ｐｏよりも低い負圧領域Ｐｎが発
生し、液体容器６内の液体Ｌが液体パイプ５を通って液
体ノズル４の液体流出口４ａから吸引されて直線状に噴
射する。空気流と液体Ｌの流れは略直交しているので、
液体Ｌの流れが空気流に高速度で衝突する。これによ
り、液体Ｌが微粒化してタンク１の内部に充満する。

【００１３】距離Ｘ、Ｙを小さくすると液体微粒子の径
が小さくなり、液体微粒子の量が多くなる。また、距離
Ｘ、Ｙを大きくすれば液体微粒子の径が大きくなり、液
体微粒子の量が少なくなる。タンク１に充満した液体微
粒子のうち、比較的重い大径の液体微粒子は重力により
タンク１の下部を占有し、比較的軽い小径の液体微粒子
はタンク１の上部を占有する。そして、微粒化しない液
体Ｌは排液孔１ｅを通って回収容器８に流出する。

【００１４】タンク１の上部を占めた比較的軽い液体微
粒子は、突部１ｃから噴霧パイプ７に流出し、その噴射
口７ａから噴射する。このとき、噴霧パイプ７は螺旋状
となって重力方向に向かっているので、噴霧パイプ７内
を流れる液体微粒子に遠心力と重力が作用し、液体微粒
子が加速する。これにより、比較的重い大径の液体微粒
子は噴霧パイプ７の内周面に高速度で衝突して付着し、
比較的軽い小径の液体微粒子のみが噴射口７ａから噴射
する。そして、噴霧パイプ７の内周面に付着した液体Ｌ
は、内周面を伝わって環状溝７ｂに流入して排液孔７ｃ
から落下する。

【００１５】噴霧パイプ７の噴射口７ａから噴射した液
体微粒子の粒径の分布状態を、レーザー回折式の粒度分
布測定装置により測定したところ、図５のグラフ図に示
すような結果を得た。ただし、液体Ｌには切削油（日本
石油、ＩＮＥ−００２）を使用し、横軸は粒径ｄμｍを
対数で示し、左側の縦軸は積算分布Ａ％とし、右側の縦
軸は頻度分布Ｂ％としている。このグラフ図から、噴霧
に１μｍ程度の粒径の液体微粒子が最も多く分布してい
ることが分かる。

【００１６】このように第１の実施例は、空気を直線状
に噴射する空気ノズル２と、液体Ｌを直線状に噴射する
液体ノズル４と、液体微粒子を収容するタンク１と、液
体微粒子をタンク１の上部から排出する噴霧パイプ７と
から成るので構成が簡素になる。

【００１７】また、液体微粒子をタンク１に収容するの
で、比較的軽い小径の液体微粒子を比較的重い大径の液
体微粒子から重力により一次的に選別できる。更に、タ
ンク１の内部の液体微粒子をタンク１の上部から噴霧パ
イプ７を介して排出するので、タンク１の上部の比較的
軽い小径の液体微粒子を比較的重い液体微粒子から遠心
力により二次的に選別できる。従って、最終的には液体
Ｌを極めて小さい１μｍ程度の均一の大きさに微粒化で
きる。

【００１８】そして、空気ノズル２の空気噴射口２ａと
液体ノズル４の中心線との距離Ｘと、空気ノズル２の中
心線と液体ノズル４の液体流出口４ａとの距離Ｙを負圧
領域Ｐｎ内で可変としたので、液体微粒子の径と液体微
粒子の量を調整できる。

【００１９】なお、図６の部分断面図に示すように、複
数の液体ノズル４を等間隔で設ければ、多量の液体Ｌを
一度に微粒化できる。

【００２０】図７は第２の実施例の部分断面図であり、
第１の実施例の空気ノズル２とは異なる形状の空気ノズ
ル９がタンク１に固定されている。また、空気ノズル９
には第１の実施例と同様な液体ノズル４の液体流出口４
ａが、空気ノズル９の空気噴射口９ａの下方の減圧室９
ｂに位置するように螺合されている。

【００２１】この第２の実施例では、液体ノズル４を空
気ノズル９に設けたので、構造が第１の実施例よりも簡
素化、小型化する。また、第１の実施例の距離Ｘの調整
ができないことを除いて、第１の実施例と同様な効果を
達成できる。

【００２２】なお、上述の第１、第２の実施例では、空
気ノズル２と液体ノズル４の位置を螺合により調整した
が、螺合以外の位置変更機構を採用できることは云うま
でもない。また、空気流による吸引によって液体Ｌを空
気流に衝突させたが、液体Ｌをポンプ、プランジャ等に
より加速させれば、液体微粒子の量の調整が容易にな
る。そして、噴霧パイプ７の長さを変化させることによ
り、液体微粒子の径を調整することが可能となる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る液体微
粒化装置は、空気を噴射する空気ノズルと、液体を噴射
する液体ノズルと、液体微粒子を収容するタンクと、液
体微粒子をタンクから排出するパイプとから成るので構
成が簡素となる。また、液体微粒子をタンク内に収容す
ることにより、小径の液体微粒子を大径の液体微粒子か
ら重力により選別できる。更に、液体微粒子を螺旋状に
配置したパイプにより排出することにより、タンク内で
選別した小径の液体微粒子を大径の液体微粒子から遠心
力により更に選別でき、液体を極めて小さく均一の大き
さに微粒化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の斜視図である。

【図２】断面図である。

【図３】噴霧パイプの部分拡大断面図である。

【図４】空気流に液体流が衝突する状態の模式図であ
る。

【図５】液体微粒子の分布のグラフ図である。

【図６】変形例の部分断面図である。

【図７】第２の実施例の部分断面図である。

【符号の説明】

１ タンク ２、９ 空気ノズル ２ａ、９ａ 空気噴射口 ２ｂ ねじ部 ４ 液体ノズル ４ａ 液体流出口 ４ｂ ねじ部 ７ 噴霧パイプ ７ａ 噴射口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中西 康二 神奈川県川崎市幸区下平間239番地 黒田 精工株式会社内 Ｆターム(参考） 4F033 QB02Y QB08X QB12Y QB15X QD19 QD25 QE13 QE25 QF13X

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空気流に液体流を衝突させることにより
   液体を微粒化する液体微粒化装置であって、前記空気を
   噴射する空気ノズルと、前記液体を流出する液体ノズル
   と、液体微粒子を収容するタンクと、前記液体微粒子を
   前記タンクから排出するパイプとから成り、前記タンク
   内において前記流体微粒子をその大きさにより分離する
   第１の分離手段と、前記パイプ内において前記流体微粒
   子をその大きさにより分離する第２の分離手段とを備え
   たことを特徴とする液体微粒化装置。
2. 【請求項２】 前記空気ノズルと前記液体ノズルとは、
   前記空気流と前記液体流が略直交するように配置した請
   求項１に記載の液体微粒化装置。
3. 【請求項３】 前記空気流に伴う負圧により前記液体流
   を噴射させる請求項１に記載の液体微粒化装置。
4. 【請求項４】 前記空気ノズルと前記液体ノズルとの相
   対距離を調整可能とした請求項１に記載の液体微粒化装
   置。
5. 【請求項５】 前記第１の分離手段は前記タンクの上部
   から前記パイプに前記流体微粒子を排出するようにした
   請求項１に記載の液体微粒化装置。
6. 【請求項６】 前記第２の分離手段は前記パイプを前記
   タンクの周囲に螺旋状に配置した請求項１に記載の液体
   微粒化装置。
7. 【請求項７】 前記パイプの先端近傍には、前記パイプ
   の内周面に液化して付着した前記液体を排出する孔を設
   けた請求項１に記載の液体微粒化装置。