JPS6219902B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は回転噴霧器、殊に限定的ではない
が、農作物用噴霧器に関するものである。

液体噴霧器は、種々の理由により農作物および
農作地に使用されるが、元来の用途は消毒剤の徹
布であり、除草剤、殺虫剤、殺菌剤にも使用され
ている。これらの比較的高価な薬剤を効率よく使
用するには、噴霧された小滴がその用途に適した
大きさ（通常の直径20−500ミクロン）である必
要がある。理想的には、小滴は大きさが完全に均
一である必要があり、この理想状態に近い程、有
益である。

従来の圧力式噴霧器は、大きさが均一な小滴を
形成することができないため、例えば円板式また
は中空円錐式の回転噴霧器が好んで使用されてい
る。液体が噴霧器の中心部に供給されて回転する
ことにより、液体は外周部に移動し、噴霧状に放
出される。噴霧器は鋸歯状の外周部をもつため、
液体は小さな一連の点において放出され、液体を
これらの点に供給する放射状の溝を備えている。
このような設計は、液体が個個の線条に分離して
放出され、噴霧器を離れた後小滴に分散される場
合に、小滴の大きさおよび大きさの均一性に関し
て良好な結果が得られるという観点に立脚してい
る。

しかしながら、特に大形の噴霧器の場合および
比較的に供給液量が高い場合には、液流を噴霧器
内および放出後において分離状態に維持すること
は実際上困難である。

本発明においては、歯を付けた外周部とさらに
この外周部に達する半径方向の溝を円錐体の内面
に備える中空状の截頭円錐体からなる回転噴霧器
において、それぞれの歯の一方の側部が半径方向
に位置し、かつこの側部は回転方向前方に位置
し、他方の側部が半径方向に対し所定の角度を有
することを特徴とする。

歯は円錐軸と直角に折り返えされた唇状縁を呈
することが好ましい。また、円錐体の内面が歯を
付けた唇状縁を呈するよう折り返えされる部分の
角部は、円錐体の内面から各歯の先端部に亘つて
滑らかな丸味を帯びるようにすることが好まし
い。

対称的な歯を備えた従来の溝付噴霧器と異り、
本発明に係る噴霧器は一方向にのみ回転するよう
構成され、各歯の半径方向の側部が先行する側部
となるように回転する。夫々の溝部は、隣接する
歯の間の角度を形成し、円板を所定の方向に回転
することにより、各液流は溝から隣接する歯の傾
斜側部よりも隣接する歯の半径方向の側部に移動
するよう付勢される。歯が折り曲げられて唇状縁
を形成する場合、円錐の内面と歯との間の丸味を
帯びた輪廓は、液が溝から歯の先端部へ円滑かつ
均等に流動するのに重要である。

溝は非対称的に形成され、一方の側は90゜で他
方の側は30−60゜、好ましくは45゜をなしてい
る。前述のように、溝は、歯の間の角度を形成す
るため、この角度部が歯に連続する場合には、歯
は一つの側部が半径方向で一つの側部が理論的に
は半径と45゜傾斜した非対称形状となる。実際的
には、注入成形により製造し易いように、各歯の
非半径方向の側部は凸形に湾曲した側部としても
よい。この場合、非半径方向の側部は平面状また
は曲面状に形成されてよく、曲面との角度または
平均角度は、厳密ではないが30−60゜好ましくは
45゜とする。

歯の数は、噴霧器の大きさに依存し、製造上の
限度、例えば、50個乃至500個の範囲において可
及的に多数設けることが好ましい。また、円錐の
角度も種々に設定されるが、円錐軸に対し45−75
゜好ましくは60゜にすることが好ましい。所定の
回転速度において、液体を溝に沿つて流動させる
遠心力は、円錐角度により定まり、比較的大きな
角度とすることにより歯への緩やかな均一な流動
を行わせることができ、その際溝は円錐体の中心
部において液体を貯蔵する作用を行う。

円錐体は、例えばポリプロピレンまたはアセタ
ール等の適当な合成樹脂を材料として注入成形に
より製造される。

本発明に係る噴霧器は、円錐体がその内部に中
心中空軸をもつ場合に単独で適用してよい。軸の
両端部の軸受は円錐体を支持し、かつ保持する。
円錐体は、ベルトまたはギアにより、あるいは直
接電動機により適当な手段で駆動される。液体は
静止した単一の噴出口または複数の噴出口から円
錐体内に噴射されて円錐体の内部に供給される。
簡単な噴霧装置の場合は、この噴射は適当な容器
から重力により供給されるが、場合によつてはポ
ンプにより、液体が連続的または間渇的に円錐体
の内部に供給される。

円錐体が電動機により駆動される場合には、２
速度または多速度電動機を使用することにより、
噴霧器の多様性が向上される。

他の駆動方法に、駆動力として噴霧液を使用し
たタービン方式がある。タービン駆動回転噴霧器
は、同じ発明者による英国特許第2004206号明細
書にも記載されている。この設計においては、噴
霧器は、円錐体の基部から円錐体の内部に延在す
る中心軸と、軸に設けた液体噴射駆動タービン
（例えば、ペルトンホイール）とを備え、このタ
ービンは円錐体に最も近い側部に液体をタービン
から円錐体内部に流出する開口部を備えている。
液体をタービンから円錐体の基部の方向に指向さ
せ、液体が円錐体の内壁部に直接突き当ることを
防止するため、非回転保護カバーが設けられてい
る。

円錐体から放出されるだけの液量を使用して、
液体の再循環を伴わずに、噴霧器をタービンによ
り駆動し得ることが判つた。

別の実施例においては、２個またはそれ以上の
数の円錐体の積み重ねが使用され、その場合、そ
れぞれの円錐体は液体が円錐体の内部に半径方向
の溝に沿つて流動し得るよう隣接する円錐体と適
当に離間されている。適当に離間して配設した円
錐体の積み重ねにより構成した回転噴霧器は、同
じ発明者による英国特許第2004205号明細書にも
記載されている。円錐体の外側に少数のリブを設
けることにより、円錐体を適当に離間することが
できる。各リブは隣接する円錐体の内側の溝に嵌
入され、各リブの深さを溝の深さより大きくする
ことにより、円錐体を離間して積み重ねることが
できる。リブの深さは溝の深さの例えば２倍と
し、リブの個数は液体の歯への供給が不能となる
溝の数を最小限にするよう４個程度に少くする。
リブの個数の実際上の最大限は20個である。円錐
体を離間することは、毛管作用により液体が円錐
体の間を閉塞することを防止するため必要であ
る。

積み重ね形式においては、円錐体は、中心中空
軸を備えていないが、その基部に中心孔が穿設さ
れている。この形式は、円錐状端末部材により両
端部のスラスト軸受を介して中心の静止軸に保持
することができる。軸は、個々の円錐体を貫通す
る部分に小さな間隙部を備えて全体を貫通してい
る。

円錐形の端末部材は噴霧用円錐体と略同じ形状
を呈し、全体を保持するに必要なリブおよび溝を
備えているが、唇状縁および歯は有していない。

円錐体の総数は、必要とする液体の全放出量に
依存するが、２個乃至10個とすることが好まし
い。

積み重ね形式においては、中心軸は中空に形成
され、液体はこれを通つて供給されてもよい。こ
の軸が各円錐体を貫通する部分の僅か上部に穿設
した軸内さら軸外に通ずる単数または複数の透孔
により液体は軸の中心部から各円錐体の内部に流
動することができる。軸は円錐体を貫通する部分
が鋸歯状に形成されているため、間隙部を通つて
一つの円錐体から他の円錐体に通ずる液体の通路
を最小にすることができる。

前述のように、本発明に係る噴霧器の特徴は、
液体が分離された液流として円錐体の内面に沿つ
て各歯の先端部に供給されることが協調して保証
されるよう歯および溝を設計することにある。こ
の点が達成されゝば、小滴の大きさの調整は、噴
霧器に供給する液量を調整することにより行うこ
とができる。所定の回転速度に対して、供給量を
増加すると、液流、線条、従つて水滴が大きくな
ることから、供給量の調整により水滴の大きさを
30乃至300ミクロンの範囲内のどの大きさにも無
理なく均一に調整し得ることが判つた。また、所
定の供給量に対して回転速度を減少しても水滴の
大きさは増加する。

上述のように、水滴の大きさの制御に使用され
る種々の因子があることにより、特に噴霧の大き
さおよび供給量に関して噴霧装置の設計に可成り
の融通性を与えられる。本発明に係る噴霧器の特
徴は、小形の手持ち噴霧装置は勿論、例えばトラ
クターまたは航空機に塔載する噴霧装置のような
大形噴霧装置としても使用し得ることである。ほ
んの実例として、噴霧器の最大直径は５乃至12
〔cm〕、回転速度は1000乃至20000〔rpm〕、液体供
給量は15乃至3000〔ml／分〕（円錐当り）であ
る。

本発明を添付図面を参照しながら説明する。

第１図において、中空状の截頭円錐体は、平坦
な基部１と、円錐軸に60゜傾斜したスカート２と
を備えている。スカートの内面には、総計180個
の放射状の溝３が設けられている。スカートの頂
部は、円錐体の中心軸と直角に折り返されて唇状
縁４を形成し、円錐体の内面の折返し部は滑らか
な丸味を帯びた輪廓部５が形成している。唇状縁
４は、180個の歯６から形成され、歯の形状は第
１図のＢ方向からの図［第１Ｂ図及びその断面図
の第１Ｃ図］により詳細に示されている。この図
に示すように、それぞれの歯６は円錐中心軸に対
する半径方向の一つの側部と、湾曲して半径に対
して傾斜した一つの側部とを備えている。それぞ
れの溝３は、非対称的で、一方の側面は90゜で他
方の側面は45゜傾斜し、またそれぞれの溝３の頂
部は、歯の間隙部と同じ幅で同じ輪郭を呈してい
て各溝から各歯への液体の円滑な供給路を付与し
ている。

平坦な基部１は、中空部７と基部から上方に延
在する中空中心軸８とを備えている。中空部７に
は軸受（図示せず）が装着され、軸８の頂部にも
別の軸受（図示せず）が装着されている。円錐体
は軸受に回転自在に枢着され、軸８に装着したベ
ルト（図示せず）により駆動されるか、または電
動機（図示せず）により直接駆動される。回転は
反時計方向に行われ、第１Ｂ図及び第１Ｃ図に矢
印で示すように各歯の半径方向の側部が回転方向
に先行する側部となる。

円錐体の内部に静止パイプ９が配設され、この
パイプは液体の貯蔵槽（図示せず）と導通されて
いる。動作時において、液体は貯蔵槽から重力の
作用によりパイプ９を経て流出し、円錐基部の環
状部１０に液体貯蔵部を形成する。代案として、
ポンプによる単数または複数の液体の噴射によ
り、液体を環状部１０に供給することができる。

円錐体が回転すると、分離した個々の液流が各
溝に沿つて引き入れられる。液体が唇状縁に達す
ると、円錐体の回転により各液流はそれぞれの対
応する歯の先行する半径方向の側部にしつかりと
付着し、隣接する歯の間に分離されることはな
い。

回転により出ずる歯の上部の気流により、液体
の一部が歯を越えて他の半径方向でない側部に押
し出される程度に半径方向の側部に沿つた流動が
妨害される場合においても、表面張力および遠心
力の作用により、液体が隣接する歯へ移動するよ
りも半径方向でない側部に沿つて歯の先端部に流
動するよう付勢される。従つて、それぞれの液流
は、各歯の先端部から均一な直径をもつ分離した
個々の線条として放出される。線条が歯の先端部
から周囲の空間部に放出されると、それらの線条
は均一な小滴に分散される。

第２図は、本発明に係る噴霧器の好滴な組立形
式として噴霧器を積み重ねた状態を示すものであ
る。第２図において、３個の円錐体１１，１２，
１３は、中心孔１４，１５，１６をもち、中心軸
をもたない点を除いては第１図に示す円錐体と略
同じである。これらの円錐体は、第１図と同様
に、溝３および歯を付けた輪郭部５を備えている
が、さらに下面にリブ１７，１８，１９を有して
いる。各円錐体は、溝３と輪廓は同じで深さが２
倍の６個のリブを備えている。従つて、６個の対
応する溝に設けたリブは、円錐体を一定の溝間し
た位置に保持する。夫々のリブは円錐体の平坦な
基部２０，２１，２２の上部にまで達している。

円錐体の積み重ねは、この円錐体と同じ円錐状
の端末部材２３，２４によつて締結されている。
下端部材２３は、底部円錐１１のリブ１７と対を
なす６個の溝を有するが、その他の溝および唇部
は有していない。上端部材２４は、頂部円錐１３
の６個の溝３と対をなす６個のリブ２５を有する
が、溝または唇部は有していない。また、この上
端部材２４は中空中心軸２６を備えている。中空
の中心軸２７が全体を貫通して挿着され、この中
心軸の両端部には、端末部材２３，２４の中空部
に嵌装されたニードル・スラスト結合軸受２８，
２９を備えている。この軸の上端部には突出部３
０を備え、下端部にはナツト３１を螺着するねじ
部を備えているため、全体が堅固に締結される。
長い積み重ねに対してはニードル・スラスト軸受
が好ましいが、短い積み重ねに対しては簡単なセ
ルフ アライニング カツプおよび円錐軸受が適
当である。

軸２７はその長さの大部分に亘つて中空状を呈
し、軸が円錐体の基部２０，２１，２２を通過す
る部分の直上部に、内部から外部に貫通する透孔
３２，３３，３４が穿設されている。軸と基部と
の間に間隙部があり、この領域において軸は鋸歯
状を呈し、各基部の直上部における軸の直径は基
部中心孔１４，１５，１６の直径より僅かに小さ
く設定されている。

第２図のように組立てた場合も、第１図の場合
と同様に作用する。円錐体１１，１２，１３およ
び端末部材２３，２４は、第１図と同じ回転方向
に、静止した中心軸２７を軸として回転し、その
場合各歯の半径方向の側部が先行する側部とな
る。液体は重力によるか、または好ましくは加圧
により軸２７の中空部の内部に供給され、透孔３
２，３３，３４を通過して夫々の円錐体の内部に
達する。軸が円錐体を貫通する鋸歯状部分は、液
体が重力により一つの円錐体から次の円錐体に落
下し、下端の円錐体が過負荷になる傾向を最小限
に抑える作用を行う。液体は溝に沿つて歯の先端
部に達し、第１図の場合と同じ動作が行われる。

第３図においては、タービン駆動回転噴霧器
は、平坦な基部１と円錐軸に60゜傾斜したスカー
ト２とを備えた中空の截頭円錐体を有している。
スカートの内面には、総計180個の半径方向の溝
３を備えている。スカートの頂部は、折り返され
て円錐体の中心軸と直角に唇状部４を形成し、円
錐体の内面の折返し部は、滑らかな丸味を帯びた
輪廓部５を形成している。唇状部は、鋸歯状を呈
し、180個の非対称的な形状の歯６を備えてい
る。各歯の一方の側部は円錐中心軸に対して半径
方向に位置し、他方の側部は半径に対して傾斜し
ている。それぞれの溝３の頂部は、歯の間の空隙
と同じ幅で同じ輪郭を呈して各溝に沿つて各歯へ
円滑な液体供給路を付与する。

平坦な基部１は、中空部７と基部から上方に伸
びた中空中心軸８とを備えている。軸９は中心軸
８および円錐基部１を通して嵌装され、基部の中
空部７および中心軸８の頂部にカツプ円錐軸受１
０，１１を備えている。軸９の底部のナツト１２
は円錐体と円錐軸とを中心軸に保持している。

軸８の頂部には、円形頂板１４と環状底板１５
と翼１６とからなるペルトンホイール１３が装着
されている。液体供給管１７は、ホイールに交叉
して、切線方向に配設されている（第４図）。

軸９の突出部１８は、平坦な頂板２０と、供給
管１７が貫通する円筒部２１と、スカート２と同
じ傾斜角60゜をもつ円錐部２２とからなる保護ケ
ース１９を保持している。保護ケースの部分２２
の脚部と中心軸８との間には環状ギヤツプ２３が
介在する。

作動時に、液体が管１７を通り、ペルトンホイ
ール１３の翼１６に向つて供給されると、ホイー
ルおよび円錐体は静止軸９の周りに軸受１０，１
１上を回転する。タービンからの液体は、重力に
よりホイール１３の内部から環状底板１５を通り
（矢印で示す）、静止した保護ケース１９の円錐部
２３に落下する。次いで、液体はギヤツプ２３を
通つて円錐体の基部１に流出する。この液体は遠
心力により溝３を通り、分離した個々の液流とな
つて輪廓部５および歯６に達する。円錐体の回転
方向は、各歯６の半径方向の側部が先行する側部
となり、このことにより液流が溝３から円滑かつ
均等に先端部に流動することを付勢するような方
向とする。液流は各歯の先端部から均一な直径を
もつ分離した個々の線条として放出され、周囲の
空間部において均一な小滴に分散される。

【図面の簡単な説明】

第１図は単一噴霧器の断面図、第１Ｂ図は各歯
の半径方向の側部が矢印回転方向に先行する側部
となつている状態を第１図のＢ方向からみた一部
分の説明図、第１Ｃ図は第１Ｂ図のＣ１−Ｃ１線
の断面図、第２図は噴霧器を積み重ねた状態の断
面図、第３図はタービン駆動回転噴霧器の断面
図、第４図は第３図のＡ−Ａ線断面図である。 １……基部、２……スカート、３……溝、４…
…唇状縁、５……輪廓部、６……歯、７……中空
部、８……中心軸、９……パイプ、１０……環状
部、１１，１２，１３……円錐体、１４，１５，
１６……中心孔、１７，１８，１９……リブ、２
０，２１，２２……基部、２３……下端部材、２
４……上端部材、２５……リブ、２６，２７……
中心軸、２８，２９……軸受、３０……突出部、
３１……ナツト、３２，３３，３４……透孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 歯を付けた外周部とさらにこの外周部に達す
   る半径方向の溝を円錐体の内面に備える中空状の
   截頭円錐体からなる回転噴霧器において、前記円
   錐体は一方向にのみ回転するよう構成され、それ
   ぞれの歯の一方の側部が半径方向に位置し、かつ
   この側部は回転方向前方に位置し、他方の側部が
   半径方向に対しある角度を有し、それぞれの前記
   溝は隣接する歯の間の角度部に通ずることを特徴
   とする回転噴霧器。 ２ 外周部は円錐軸に対し直角に折り返された唇
   状縁を呈する特許請求の範囲第１項記載の回転噴
   霧器。 ３ それぞれの歯の半径方向にない側部の半径方
   向に対する角度乃至は平均角度は30〜60度に設定
   してなる特許請求の範囲第１項又は第２項に記載
   の回転噴霧器。 ４ 円錐体の角度は円錐軸に対して45〜75度に設
   定してなる特許請求の範囲第１項乃至第３項のい
   ずれか１項に記載の回転噴霧器。 ５ ２個またはそれ以上の積み重ねた円錐体から
   なり液流が隣接する円錐体から円錐体の内面にか
   つ半径方向の溝に沿つて流入するよう適切に離間
   して配置することからなる特許請求の範囲第１項
   乃至第４項のいずれか１項に記載の回転噴霧器。 ６ それぞれの円錐体は隣接する円錐体の内面の
   溝と対をなし円錐体を離間するための少数のリブ
   をその円錐体外面に備え、これらの円錐体は円錐
   状端末部材により両端部のスラスト軸受を介して
   中心の静止軸に保持されてなる特許請求の範囲第
   ５項記載の回転噴霧器。 ７ 中心の静止軸は中空状に形成され、前記軸の
   内部から外部に貫通する１個または複数の孔を穿
   設し、液体が前記軸を通して各円錐体の内部に供
   給し得るよう構成してなる特許請求の範囲第６項
   記載の回転噴霧器。 ８ 円錐体は円錐基部から円錐内部に延在した中
   心軸とこの中心軸に設けた液体噴射駆動タービン
   とを備え、前記タービンは円錐体に最も近い側に
   開口部を備え、液体がタービンから円錐内部に流
   動し得るよう構成してなる特許請求の範囲第１項
   乃至第４項のいずれか１項に記載の回転噴霧器。 ９ タービンと円錐体との間に非回転保護ケース
   を介装し、液体をタービンから円錐基部に指向さ
   せることからなる特許請求の範囲第８項記載の回
   転噴霧器。