JPS6335842B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、スプレー装置に関する。

従来、流体振動子は流体回路の構成要素として
だけではなく、スプレー装置の一部としての役割
も有していた（米国特許第3432102号明細書、同
第3507275号明細書、同第4052002号明細書参照）。
これらの特許では、可動部分を用いることなく流
体の相互作用によつて噴流の振動が引き起こさ
れ、その結果、振動する噴流体が周囲に放出され
ている。米国特許第3563462号明細書に述べられ
ているような他の流体振動子は２個あるいはそれ
以上の開口から流体を間欠的に流出する。従来技
術の殆んどの特許出願では、振動子の性能は、振
動子の通路及び室の大きさがわずか異つただけで
も決定的な影響を受けるということが明らかとな
つている。又、従来の振動子は粘性、表面張力、
温度等のような、散布する流体の特性によつても
極めて強い影響を受けやすいということも明らか
となつている。

従来技術の振動子についての他の問題点は、特
に、特別なスプレー形状を得る場合に用いられる
ときには、希望するスプレー形状が始動し始めて
すぐには得られないことである。一般には、希望
するスプレー形状は、振動子がスプレー流体で十
分に満たされて後はじめて得ることができる。し
かし、振動子が満たされるまでには、振動しない
流体が装置から噴出することが極めて多い。

従来の流体装置はコアンダ効果、流量モーメン
ト交換効果、静圧制御効果などの確立された流体
理論とよく合致するように設計されている。本件
発明者の意見では、先に述べた従来技術の限界や
欠点をもたらすのは、これらの標準的な流体理論
に頼つているからだと思われる。

スプレー装置として使用される時の重要な側面
は、スプレー形状の波形である。求める散布特性
によつて、波形は必然的に決められることとな
る。例えば、米国特許第4052002号明細書に述べ
られているように、波形が三角波で扇形状のスプ
レーの先端で停滞することが殆んどあるいは全く
ない場合には、相対的に均一に液体が分配され
る。スプレーの先端に停滞する時間が多くなる
と、空間に散布されるスプレーの濃度は先端部が
濃くなり、中央部が薄くなる。中央部や中央部と
先端部の中間部の濃度を濃くすることは難しい。
そして、多くの希望通りの分散状態を得るために
スプレー形状を整えることは従来のスプレー装置
においては困難なことであつた。

更に、従来のスプレー装置から液状スプレーを
出す場合、液体の小滴の大きさについて２つの点
を考慮せねばならない。その１つは、異なつたス
プレー形状を得るためには、それぞれ特定の大き
さの小滴とする必要があることあり、他の１つ
は、ある大きさの小滴は吸い込みの危険性がある
ことがわかつており、その種の大きさのものは避
けねばならないことである。希望の大きさの小滴
を得るためには特別の大きさの振動子が必要であ
るが、空間条件から云つて作ることができないこ
とがしばしばある。

スプレー装置から放出されるスプレー形状の他
の重要な特性は、周波数である。この特性もま
た、従来技術では、流体振動子の大きさによつて
決定されている。所定の周波数を必要とするもの
の一例として、マツサージシヤワーの場合には周
波数はマツサージ効果を与えるものでなればなら
ないし、またマツサージ効果が動揺に必要とされ
る口洗浄器の場合にも所定の周波数を必要として
いる。一方、スプレー装置がヘアースプレーや汗
留め用のノズルとして使用される場合には、マツ
サージ効果がないことが望ましい。上記、小滴の
大きさの場合について説明したように、希望する
周波数を得るのに適した振動子の大きさは、あら
ゆる装置の大きさを満たすに充分なものではない
ことがしばしば生じる。

本発明は、上記した通りの状況に鑑みてなされ
たものである。

本発明に従うと、スプレーの散布角度が比較的
大きいスプレー装置を提供される。

更に、本発明に従うと、比較的低い流体圧力で
も作動し得るスプレー装置が提供される。

本発明に従うと、比較的振動周波数が低く、従
つて、流体の小滴が大きい散布流体を生成するス
プレー装置が提供される。

本発明に従うと、上記した目的が、第１の出口
と第２の出口とを有し、それぞれ変化する振幅と
相互に異なつた位相とを有する第１の流体パルス
及び第２の流体パルスを生成して、第１の流体パ
ルスを第１の出口から排出し、第２の流体パルス
を第２の出口から排出する流体振動子と、対抗し
て配置された第１の側壁及び第２の側壁を有する
出力室と、該流体振動子の第１の出口から上記第
１の流体パルスを受け取り、上記第１の流体パル
スを該第１の側壁に沿つて該出力室内に導入し
て、該出力室内を満たす、第１の回転方向の１つ
の渦を生成する第１の入口通路と、該流体振動子
の第２の出口から記第２の流体パルスを受け取
り、上記第２の流体パルスを該第２の側壁に沿つ
て該出力室内に導入して、該出力室内を満たす、
上記第１の回転方向とは異なつた方向の第２の回
転方向の１つの渦を生成する第２の入口通路と、
該出力室内を外部に連通せしめる出口開口とを具
備することを特徴とするスプレー装置を提供する
ことによつて達成される。

出力渦は出力室で形成され、交互に入つてくる
パルスによつて交互に逆方向回転となる。出力室
の外周にある１つあるいはそれ以上の出口開口
は、スプレーを放出し、このスプレーは２つの流
れ要素のベクトル和によつて決定される。この２
つの要素のうち第１のものは、出力渦の接線方向
で、その大きさは出力渦外周のその瞬間時の流速
に比例しており、第２のものは、出力渦からほぼ
放射方向で、渦外周の静圧力と出力室に流れこむ
正味の流量率の関数である。室の静圧力を減少す
ることにより、例えば、出口開口を広くしたり、
ある流入流れを減少することにより、周波数、小
滴の大きさ、そしてスプレー角度を選択すること
ができる。室の壁の輪郭により、スプレー形状の
流体散布を選択することができる。

本発明の特徴及び長所は、以下の具体的な実施
例の詳細な記述を考慮することによつて、特に、
添付された図面と関係づけることによつて明らか
になるであろう。

まず、図面第１図、第２及び第３図を参照する
と、基本的な流体振動子１０は、複数の溝、穴等
として、すなわち底板１１の中のカバープレート
１２によつて密封された窪みとして示されてい
る。底板１１の窪みとして形成された溝、穴は必
ずしも２次元的である必要はなく、深さが場所に
よつて異なる、例えば、段階状に深さが異つてい
てもよいし、徐々に深さが変化していてもよいと
いうことは理解できよう。しかしながら、理解し
易いように、完全な平面形の要素がここでは図示
されている。２つのプレート（すなわち底板１１
及びカバープレート１２）がそれぞれの実施例に
示されているが、これは振動子と出力室のための
一つの可能な構成手段を示そうという意図からで
あるということも理解できよう。底板１１の窪み
によつて形成されカバープレート１２により密封
されている流体振動子１０には振動室１３があ
り、それはこの態様ではほぼ円形であり、そして
内角がほぼ90゜に近い広がりをもつ開口１４を一
方の側に有している。開口１４から底板１１の端
までの通路は一般にはＵ型部材によつて２つの通
路１５，１６に分けられている。Ｕ型部材１７は
振動室１３に面した開放端を有しており、底板１
１のＵ型部材１７付近の窪みによつて、あるいは
底板１１の窪みの底壁に隣接するカバープレート
１２からの突出部として形成してもよい。入口開
口１８はＵ型部材１７の境界内で底板１１を貫通
しており、圧力流体の供給口としての役割を果た
す。振動室１３の開口１４は以下に述べるように
液体の入口の役割と出口の役割とを果たす。

振動子１０の作動については、第１１図乃至１
５図によく示されている。説明の理解をよくする
ために、作動流体は液体であり、周囲の空気中に
向けて噴射されるものと仮定する。但し、振動子
はいずれも、作動流体が気体で周囲の流体が気体
の場合、作動流体が液体で周囲の流体が液体の場
合、そして作動流体が固体の浮遊する流体で周囲
の流体が気体の場合であつても作動するものであ
ることは云うまでもない。圧力流体が入口開口１
８から入つてくると、Ｕ型部材１７は開口１４を
通して振動室１３に流体を噴出させる。振動室１
３の対抗する壁に突き当たると、噴出流体は２つ
の相反する方向の流体に分けられ、振動室１３の
輪郭に沿つて流れ、そして流入時と逆の方向に通
路１５及び１６を経て外に出る。この２つの逆流
が流入してくる噴流の両側に渦Ａ及びＢを生起せ
しめる。この状態は、第１１図に示されているよ
うに、２つの流れが互に影響しあうことにより極
めて不安定である。例えば、第１２図のように、
初めは渦Ｂの方が勢いが強いものと仮定しよう。
渦Ｂは振動室１３の中央部に近い位置に動き、入
つてくる流体の多くのものを反時計方向に回転さ
せ、通路１６から放出される。その間、力の弱い
渦Ａは通路１５方向に移動し、少量の流体を時計
方向に回転させて通路１５から噴出させる。そし
て結局、第１３図に示すように、渦Ｂは実質的に
振動室１３の中央部に位置し、渦Ａは実質的に通
路１５を封鎖することとなる。通路１６を通つて
最大の量の液体が出ていくのは、この状態の時で
ある。渦Ａが通路１５に次第に近づくに従つて、
２つの事が生じる。すなわち、渦Ａは通路１５を
通つて流出する液体の流れを止め、Ｕ型部材１７
の口に実質的により近づくこととなる。このよう
な状態では、渦Ａは渦Ｂよりもはるかに速い速度
で流れる流体を受け取めることとなる。従つて、
渦Ａは通路１５に近づくにつれて速く回転し始め
ることとなる。実際、渦Ｂよりははるかに速く回
転をする。通路１５が塞がれると、渦Ａは振動室
１３の中央部に向つて後退し始め、それと同時
に、ゆつくりと回転している渦Ｂを中央部から後
退させる。このような傾向は、噴流そのものが振
動室１３の中央部に向つて放出されるという事実
によつて助長され、もし他の流体の影響を受けな
いとすれば振動室の中央部に向うことになる。さ
て、渦が第１１図に示された状態に近づくと、渦
Ａは勢いをもち振動室１３の中央部に向い続け
る。渦Ｂが勢いをもつた時の渦Ａと同じように、
結局渦Ｂは第１５図に示された位置まで押しやら
れ、通路１６の流れを塞ぐこととなる。この状態
の時、渦Ａは振動室１３の中央に位置し、実質的
に全ての流体が通路１５を通つて流出する。渦Ｂ
は噴入流体から高速流体を受け止める位置にある
ので、渦Ｂは速く回転し、優位性が大きくなる。
このように、渦Ｂは第１４図に示されているよう
に、振動室１３の中央部に向つて動く。渦Ａが振
動室１３の中央部から戻る時はいつでも渦Ｂが中
央部に向うので多くの流体が通路１６から噴出
し、出口通路１５を通る流体がわずかとなる。２
つの渦が第１１図に示された位置を占め、通路１
５及び１６を通る流量が等しくなる時、１サイク
ルしたこととなる。そして、これまで述べた様に
サイクルが繰り返される。

これまで述べてきた作動を要約すると、振動室
１３に噴入する最初の流れは室を横切つて真直ぐ
の流れを生起し、その流れは対抗する壁の近くで
２つのループにわかれる。２つの分かれた逆方向
に向いた流れは渦を作り、その渦は噴流に力を及
ぼす。その結果生じる２つの渦の間の不安定な均
衡は初期の運動量の状態を維持することはできな
い。というのは、わずかの間に起こる不均衡によ
り逆方向に向いた流れのうちの一方が増大し、他
方が減少するからである。そして次に噴流を逆流
ループの弱い方に偏向させ、更にその動きを強め
ていく。換言すれば、正のフイールドバツク効果
が現われ、新たな渦の均衡に達するまで振動室か
ら出て行く流れを振動室の一方の側に曲げること
となる。その現象は本来遷移的な動的性質を有す
るものであつて、静的に安定しているものではな
く安定状態を示す流れは一つとしてないというこ
とが理解できよう。すなわち、いかなる場所の流
れの状態も過去の流れの影響を受けるということ
である。云うなれば、流れは影響を与えるととも
にやや遅れて他の場所の流れの状態の影響をも受
けるということである。２つの渦のうちの勢力の
強いものの方が、いかなる地点においても図に示
したような流れの形状を維持することができるよ
うに思われるかも知れないが、通路へ流れる流体
の静的安定効果により室の流れの形状はより対称
的になろうとする。これは次に一つの逆方向流れ
の減少を引き起こすと同時に、他方の側の逆方向
流れの増加を引き起こすこととなる。いずれの効
果もそれぞれの時間遅れの後、有効となる。この
時間遅れは、２つの渦の回転エネルギーは流体が
逆転する前に消えるはずのものであるという事実
により、更に増大する。このようにして、短時間
の間、１つの通路から流出する流れはそれが消え
る前は実質的に一定であり、（もつとも流れる区
域が窮屈なので速度は増加するかもしれないが）
結局、隣接する反対方向の流れに対する影響もま
た同じ時間の間維持されることとなる。流れの形
状はより対称的なものとなり、相対する逆方向ル
ープ流れの形成は相対する通路からの流出を引き
起こす。渦ループの効果は全体としてイナータン
スとエネルギー保存法則とからなり、それは全て
振動機能には必要不可欠のものである。

振動子１０からの流れは第１図によく示されて
おり、通路１５及び１６から強い流れを交互に放
出する。第２図に示された振動室１３の横断図は
方形である必要はなく、長円、凹凸形、あるいは
他の、深さの一様でない形であつてもよい。同様
に振動室１３の平面形は図のように円形である必
要はなく、どのような形でも、例えば第４図に示
された方形であつてもよい。特に第４図の振動子
２０は底板２１だけが示されており、上部板は説
明を単純に、明解にするために省略してある。事
実、以後示される振動子の殆んどは、上部板が省
略されている。振動子２０は第１図の入口開口１
８と同じ入口開口２２を有しており、略Ｕ字状の
Ｕ型部材は第１図のＵ型部材１７と同じものであ
る。Ｕ型部材の両側にある通路２５及び２６は第
１図の通路１５及び１６に対応する。振動室２４
は輪郭がほぼ方形であり入口通路２５及び２６の
端部間の距離に一致する幅を有している。入口通
路２５及び２６はＵ型部材の向側の振動室２４の
続きである出力室２７に向つており、出口開口２
８まで平行に伸びる側壁を有している。Ｕ型部材
から出る噴流の振動は、第１１図乃至第１５図に
記述したように進行する。振動室２４の直角、方
形の形状は、出力パルスの形状に影響を与える
が、振動が生じるのを妨げることにはならない。
更に、振動室２４のような形の室での振動サイク
ルは各々の出力通路からの最大流が生じる端の個
所により強い停滞を有する傾向がある。出力流体
は第１図に示されたテーパー状の先端、後端より
も更にはつきりとした形状の先端と後端を有する
傾向にある。

出力室２７は交互に反対方向に回転する液体を
受ける。すなわち、入口通路２５からの流れは出
力室２７に時計方向の流れを生起し、入口通路２
６からの流れは出力室２７に反時計方向の流れを
生起する傾向にある。その結果出力室２７に出力
渦が発生し、渦は交互に入つてくる流れに対応し
て最初は時計方向にそして反時計方向に交互にス
ピン回転を行う。出力室２７からスプレーがどの
ように出でくるかは第５図の態様に関連して極め
てよく示されている。

特に第５図に関して、振動子と出力室とを有す
るスプレー装置３０は、ほぼＵ字状のＵ型部材３
２の溝によつてほぼ円形の振動室３４に向けられ
る圧力流体用の入口開口３１を含んでいる。Ｕ型
部材３２は流れ分割器３３の一部である。振動室
３４の入口及び出口の共通の開口３９の下流に
は、側壁４０及び４１が広がり、分割器３３に沿
つて側壁４０は振動子の入口通路３５を形成し、
一方側壁４１は入口通路３６を形成する。側壁４
０及び４１は出力室３７の出口開口３８に向つて
収れんする。分割器３３の下流面４２は凹面を形
成しておりほぼ円形の出力室３７を形成する。入
口通路３５及び３６は、出力室３７に互いに逆回
転の向きの流体を送り込む。出力室３７からどの
ようにスプレーが放出されるかは第１６図に図示
されている。第１６図によると、入口通路３５及
び３６から入り込む流れは出力渦を発生し、この
出力渦は、最初は時計方向に回転し、次には反時
計方向に回転し、交互に回転する。出口開口３８
を横切るおのおのの点の速度ベクトルの合計が出
口開口３８から噴出されるスプレーの形状を決定
する。容易に理解できるように単純化するため、
出口開口３８の端点４３及び４４の２点が第１６
図に示されている。以下の議論のために、出力室
３７の渦流は矢印で示すように反時計方向である
と仮定する。端点４３には、その点の出力渦に対
しての接線方向速度ベクトルVTと半径方向速度
ベクトルVRとがある。ベクトルVT及びVRの合
計は端点４３から出ている速度Ｒとなる。接線方
向速度ベクトルVTは渦のスピン効果だけによつ
て生じたものであり、出力渦により生じた端点４
３の動圧力によつて生じたものである。半径方向
速度ベクトルVRは入口通路３５及び３６から出
力室３７に向う流体の静圧力と流量によつて生じ
るものである。これと同じことが、出口開口３８
の反対側にある端点４４の速度ベクトルVT′及び
VR′についても云える。このベクトルの和はベク
トルR′となる。ベクトルＲ及びR′はある瞬間時
点での出口開口３８から噴出する流体の端点を表
わす。その時には、出口開口３８からの流出流体
はベクトルＲ及びR′との間におさめられる。こ
れらのベクトルは次第に離間し、そのため流体は
拡がる傾向にある。しかしながら、表面張力効果
が働き、流れを収れんしようとする。実際の応用
例では、殆んどの場合、特に高速の場合には、収
れん効果がはつきりと出る前に、出力液体は小さ
な小滴に分けられる傾向にある。が、そういうこ
とはあつても、収れん効果により拡散現象が続く
ことはない。重要なことは、あらゆる瞬間におい
ても、出口開口３８から出ていく流体は、出力渦
と同じ平面に拡つていくことである。出力室３７
の出力渦が継続して速度及び方向を変える時に前
後方向に振動するのはこの拡散流体である。この
タイプのスプレー形式は第１０図に示されてい
る。ここでスプレー４５がくねくね曲つて前後に
掃波し、スプレー４５が粘着性をもつて周囲の空
気に作用することにより、短い距離の間に（この
距離は圧力によつて異なるが）スプレー４５はひ
も状になりそして小滴となり始めることに注意し
なればならない。この粘性相互作用により、周期
的にスプレーされた噴流が多くの小滴となり、ほ
ぼ扇形の形状をしたスプレー形状となるのであ
る。しかしながら、出口開口３８から放出される
拡散流体の場合は、流れ自体が、同じ圧力で完全
な噴流体を噴出するよりもはるかに早く小滴とな
る。出力室３７を用いると、同じ大きさの普通の
流体振動子を用いて、しかも同じ圧力で作動して
得られる小滴よりも更に小さなものが得られる。
出力室３７の作用を要約すると、これは制限回路
（電気回路の抵抗回路に相当）とイナータンス
（電気回路のインダクタンス）フイルタ回路とし
ての役割を有し、入つてくるパルス状の信号を平
滑化し、更には実質的には振幅が同じ大きさであ
るが、渦が方向及び速さを変えるために１つの側
から他方へ揺れながら通り過ぎていく一つの出力
流体流を形成することとなる。出力室３７の静圧
力は出口開口３８のそれぞれの点に半径方向速度
ベクトルVRを発生する。出力室３７の渦のスピ
ン回転速度は、接線方向速度ベクトルVTを発生
する。第１０図に示された後退角αは接線方向速
度ベクトルVTと共に正の相関関係の変化をし、
また半径方向速度ベクトルVRとは逆に負の相関
関係の変化をする。スピン速度が非常に大きく、
静圧力が極めて小さいと、接線方向速度ベクトル
VTが大きくなり、後退角αが180゜までになるこ
とが観察された。又、その反対に、スピン速度よ
りも静圧力が大きく、その結果半径方向速度ベク
トルVRが相対的に大きいという場合には、後退
角は極めて小さいかあるいは殆んど気がつかない
程のものとなる。このように、出口開口３８の幅
を大きくし、それによつて出力室３７の静圧力を
減少せることによつて、後退角αを著しく増加さ
せることができた。同様に、出口開口３８のすぐ
そばの側壁４０，４１の輪郭を適当に形成するこ
とにより、例えば、その壁の間の距離を狭くする
ことにより、後退角αを相当量減らすことができ
た。こうした効果は、以下に述べる他の実施例と
も関係づけて示されている。

次に、第６図及び第７図を参照して説明する。
ここには振動子の他の形式のものが示されてい
る。詳記すると、振動子５０は上板５２と底板５
１とからなつている。窪みが底板５１にきざまれ
て振動子を形成しており、この窪みは、必要な密
封を行うために上板５２によつて覆われている。
振動子５０は第１図の振動子１０とは２つの点で
異なる。第１の点は、振動室５３の形状は円形で
はなくほぼ台形であることである。第２の点は、
入力流体は底板５１及び上板５２にそれぞれ形成
された通路５４及び５５を通つて運ばれることで
ある。通路５４及び５５は角度が設けられてお
り、それによつて共通の供給噴流が振動室５３に
向かうこととなり、第１図に示された振動子に関
して述べられたものと同じ経過をたどつて噴流は
振動する。通路５４及び５５により第１図のＵ型
部材１７は不必要となり、振動子１０の平面上に
は何の構造物もないこととなる。台形の振動室５
３と第４図の方形の振動室２４は振動子の形状と
して使用でき、また希望通りの振動を発生する多
くの応用例のうちの１つの例でしかない。例え
ば、振動室は長円でも、不規則な形状でも、多角
形でもよく、第１１図乃至第１５図に関係して説
明したように交互に渦を発達させ移動させるため
の室があればどんなものでもよい。

第８図を参照すると、従来よく知られた慣用形
式の流体振動子５６が示されている。この形式の
ものは、振動子５６から出力室５７へ流体を交互
に流すための入口通路５８及び５９を有してい
る。出力室５７は、そこへ流体を交互に送る振動
子の性質とは関係なく、出力室３７について先に
述べたと同じように作動する。この点を更に示し
たものが、第９図の出力室６０であり、図で表わ
された交互に発進するパルス源（交互に作用する
シヤトル・バルブや流体増幅器等のようなもので
あつてもよい）からの信号を受ける。

それに関して第１７図を参照すると、第１６図
の出力室３７とあらゆる点で似かよつているが、
単一の出口開口３８ではなく２つの出力開口６２
及び６３を有する出力室６１が示されている。第
１６図の実施例に適用されたベクトル解析が同様
のベクトルを有する第１７図の実施例にも同様に
適用される。しかしながら、出力室６１から２つ
の流れが同じ周波数で出ていく。しかし、いつの
場合でもベクトルVR及びVR′のなす角よりもい
く分広い角度で広がつていく。これは、接線方向
速度ベクトルVT及びVT′は第１６図に示すよう
に半径方向ベクトルのなす角よりも大きい角度を
なすからである。その結果２つの同期した周波数
のシートが放出され第１８図に示すような複合波
形を形成する。

出力室３７及び６１の作動について更に説明す
ることにより、スピン回転が逆方向になると同時
に半径方向ベクトルVRの大きさが幾分増加する
ということに気がつくであろう。スピンが最大の
大きさを有するときベクトルVRは最小値に減少
する。それ故、出力室３７及び出力室６１に送ら
れるパルス信号の最大値と出力渦の回転速度の最
大値との間には位相が生じる。また、出力室の特
別な設計によつて出力渦の中央部の圧力は大気圧
の上下を変動するかもしれないということに気付
くべきである。

第１８図を参照すると、第１図に示された一般
的な型の振動子が、Ｕ型部材６８から出る噴流の
両側に直立した２つの部材６６及び６７を含むよ
うに変形されている。部材６６及び６７は円筒
（すなわち断面が円形）として示されているが、
断面形状は本質的にどのような形状でもよい。重
要なことは、Ｕ型部材６８と部材６６及び６７と
の間にそれぞれの隙間６９及び７０ができるよう
にＵ型部材６８の端よりやや下流方向に位置して
いることである。部材６６及び６７そしてそれに
よつて作られる隙間６９及び７０によつて、振動
子６４から出されるパルスを第１図に示された傾
斜先端面を有するパルスと比較してより先の尖た
ものとする効果を有している。特に、先の第１１
図乃至第１５図についての議論と関連して云う
と、部材６６及び６７があると追しのけられた渦
が力を取り戻すには長い時間がかかる。それは１
つには、隙間６９、７０を横切る入力噴流のエネ
ルギー損失のためにである。噴流のエネルギー損
失とは追しのけられた渦に力を与えるエネルギー
が少くないので渦が発生するのに時間がかかると
いうことである。しかしながら、追しのけられた
渦が中央部の渦を追しのける程充分に力を持つ
と、遷移がすぐに起こるタイミングとなる。それ
故、両極端状態（すなわち、第１３図及び第１５
図の状態）にはかなり長い停滞部分が生じ、この
両者の状態の間の遷移が急速に起こることとな
る。このため、先端がするどく尖つたパルスやス
ラグが出てくることになる。

出力室６５はRL（すなわち制限およびイナータ
ンス）フイルターとしてこれらの鋭い先端をろ過
する傾向にある。このことは、出力室６５にそれ
ぞれある出力開口７３及び７４から放出されるス
プレー出力波形７１及び７２に示されている。さ
らに云えば、入口通路７５及び７６とが長くなる
と、それによつてイナータンスとフイルター機能
が更につけ加わることになる。

第１７図に関して説明したように、出力室６５
の２つの出口から出る波形７１及び７２は周波数
と位相が同期しているが、出口開口７３及び７４
との間の角度よりも大きい角度で空間に拡つてい
ることが観察されている。これは、接線方向速度
ベクトルVT及びVT′は、半径方向速度ベクトル
VR及びVR′の間の角度よりも大きな角度をなし
ているからである。

第１９図及び第２０図は出力室の形状が波形に
与える影響を示している。第１９図においてほぼ
円形の振動室７７はＵ型部材７８からの噴流を受
け取め先に述べたように振動が引き続き起こる。
振動子からの交互に出てくる出力パルスは入口通
路７９及び８０を経て一点に収れんする側壁８２
及び８３の間に形成された出力室８１にまで導か
れる。側壁８２及び８３の収れんにより出力室８
１はかなり狭いものとなる。唯一の出口開口８４
は８５で図示された波形を有する掃波形状スプレ
ーを放出する。スプレー８５の波形は、第１０図
のスプレー４５の波形と較べて両端間の遷移はゆ
つくりとしたものとなつていること（すなわち、
中央部に長い停滞部８６を有していること）に注
意すべきである。また後退角αはスプレー４５よ
りも幾分小さいことにも注意すべきである。この
効果は、主として半径方向速度ベクトルVRは出
力室が狭いときにはより大きくなるという理由か
ら、狭い出力室８１が原因となつている。半径方
向速度ベクトルVRが大きいことは、狭い室の静
圧力はより大きくなり半径方向速度ベクトルVR
は静圧力の影響を受けるという事実に基づいてい
る。スプレー８５によりその形状は流れの端より
も中央部においてより重く凝縮された小滴を形成
する。

対照的に、第２０図の振動子と出力室を結合し
たものは異つた波形のスプレー９１を生じる。特
に、スプレー装置９０は振動室の端の幅よりも出
口室の端の幅の方が広い形状の卵形をしている。
振動室９２はＵ型部材９４からの噴流を受け取
め、第１１図乃至第１５図について述べたと同じ
ように振動を発生する。しかしながら振動室９２
の入口及び出口の共通の開口は、ほぼ円形の振動
室９２に関して180゜以上の角度を有している。換
言すれば、スプレー装置９０の側壁９５，９６は
振動室９２と出力室９３との間で直線状に拡つて
いる。Ｕ型部材９４は側壁間に配置されており、
振動室９２と出力室９３との間に入口通路９７，
９８を形成する。振動室９２の半径は第１９図の
室７７の半径と実質的に同じである。しかしなが
ら、出力室９３は出力室８１よりかなり広い。そ
の結果、スプレー９１は第１９図のスプレー８５
とはかなり異なつているように見える。特にスプ
レー９１の波形は、のこぎり波形状の第１９図の
中央部８６のない三角波である。中央部の集中が
ないことの理由は出力室８１と比べて出力室９３
が広いからである。スプレー９１の波形の遷移区
域（すなわち両端間）ははるかに滑らかなもので
あり、そして（下流からみると）凸形状している
ということにも注意すべきである。凸形状である
ことは、中央部の液体が両端の液体よりもややゆ
つくり進行していることを示している。一般的に
は、スプレー９１は液体が均一に分散させること
となる。

振動子と出力室を結合したものは、異つた大き
さの場合にも同様の状態を与えることがわかつ
た。このようにして、口洗浄器として使用できる
小さい装置はＵ型部材のところで1000分の１イン
チ（約0.025mm）程度の幅のノズルを有していて
よく、またこの振動子はあらゆる方向にスケール
アツプして作られて、例えば、大きな装飾的な噴
水をあ与えることができ大きさは大きいが、形状
が同一の波形を生ずるように構成できる。

第１９図の装置と同様の一定の縮尺で描かれた
振動子と出力室を結合したスプレー装置１００が
第２１図に示されている。図からわかるように、
ほぼＵ字形をしたＵ型部材１０１の出力に形成さ
れたノズルの幅Ｗに対して全ての大きさが決めら
れている。振動室１０２の直径は8Wである。ノ
ズルと室１０２の遠い壁との間の距離は9Wであ
る。室１０２の入口、出口の共通開口は7Wであ
りノズルから2W隔つている。部材１０１と側壁
１０３，１０４との間の最も接近した距離は
2.5Wであり、最大距離は11Wである。スプレー
装置１００の長さ25Wで出力室１０６からの出口
開口１０５の幅はＷで出力室１０６からの出口開
口１０５の幅は2.5Wである。スプレー装置１０
０は実質的にどのような大きさでも作ることがで
き、ここで述べた原理によつて作動する。しかし
ながら、スプレー装置１００の相対的な大きさは
本発明により可能となる多くの波形のうちの唯一
の形状をとりそして、この大きさは本発明の範囲
を限定するものではないことに注意すべきであ
る。

第２２図乃至第２６図は振動子及び出力室の大
きさが種々異つたときの波形を示している。特
に、第２２図の振動子１１０はかなり短い出口通
路１１１，１１２を有しているものとして示され
ている。そこから発生するパルスは時間に対して
図示された大きさを有する。一連の出力パルスは
180゜位相のずれたのこぎり歯波形からなる。これ
を、相当に長い通路１１４及び１１５を有する振
動子１１３と比較してみるとよいであろう。ここ
でもまたのこぎり歯状の波形をしているが、それ
ぞれのパルスはかなりなめらかであり、周波数は
小さい。このことは、長い出口通路１１４及び１
１５がより大きなイナータンス（電気的なインダ
クタンスに相当）を振動子に与え、振動室の反応
をかなり遅めることになるという事実に主として
基いでいる。

第２４図に示したスプレー装置では、短い通路
１１１及び１１２のある振動子１１０（第２２
図）がかなり小さな容積の出力室１１６とつなが
つている。出力室１１６から放出されるスプレー
１１７の波形はのこぎり歯状波形であり、波の両
端間の遷移部分は下流方向に膨張している。この
ことは、掃波形態の中央の遷移部分の流れが両端
部の速度よりもやや速い速度で動いていることを
示している。これは、反応方向に膨張して、中央
部の流れが遅いことを示している第２０図のスプ
レー９１の波形と比較するとよいであろう。この
理由は、小さな出力室１１６では渦のイナータン
スが小さいので、振動子からパルスを出す勢いが
劣えた後のスピン速度が低下する時間がより早く
なるからである。スピン速度の低下により半径方
向速度ベクトルVRが強くなり、流出流体の中央
部にその高速度を伝えるからである。振動子１１
０は第２５図にも示されており、ここでは、幾分
幅のある出力室１１９が連結されている。出力室
１１９はより大きな渦イナータンスを与え、出力
パルスが減退した時の渦の劣れを防いでいる。そ
の結果、下流方向の膨みがない波形のスプレー１
１８となる。これは主として、半径方向速度ベク
トルVRの勢いがもはやないからである。第２６
図の出力室１２０のように、出力室の大きさを更
に大きくすると、中央部が上流方向にやや脹んで
いる、すなわち第２４図の波形のスプレー１１７
と反対の形状の波形のスプレー１２１を生起す
る。このことは、中央部の流体が両端部の液体よ
りもより遅れ流れ始めるという第２０図の波形の
スプレー９１の傾向を示している。この原因は、
より大きい出力室１２０の渦イナータンスの増加
であり、このイナータンスはパルスを送り出す勢
いが減退した後も渦が回転し続けるようにし、そ
れによつて、接線方向速度ベクトルVTの勢いを
強くする。更に、スプレー１１７及び１１８の波
形とよりもスプレー１２１の波形によつて作られ
る角度が大きいことからわかるように、接線方向
速度ベクトルVTの勢いが強くなることによつて
後退角が増加することになる。第２４図、第２５
図及び第２６図の３つの実施例で、スプレーした
流体の分配はかなり均一なものとなつている。

次に、第２７図について、振動子１２５は第１
８図の振動子と同様に形成されており、部材１２
６，１２７はＵ型部材１２８からわずかだけ離れ
て隙間１３０，１３１を形成し、その隙間は入力
噴力と出力パルスとを結合している。第１８図と
関連して説明したように、この構成はパルスをよ
り尖鋭なものとする傾向にあり、振動サイクルの
両端部にはより大きな停滞部があり、そして両端
の間ではかなり速く切り換り、遷移することにな
る。このことは、出力パルス１２４及び１２３の
時間軸対増幅の図によつて明らかにされており、
第２２図及び第２３図に示された幾分鋭つたパル
スと比較して平坦な先端を示している。振動子１
２５は第２８図において、出力室１３２と結合さ
れている。出力室１３２からの出口開口１３３
は、第２４図、第２５図及び第２６図の波形より
も長い停滞時間を掃波の両端間に有する波形のス
プレー１３４を放出する。第１８図に関連して説
明したように、部材１２６，１２７があるため
に、隅に追いやられた渦（第１３図のＡ）が再び
勢いを持つのが遅れる傾向にあるので、振動サイ
クルの両先端にはより大きな停滞部分がある。

第２９図について、他の形式の振動室と出力室
を結合したスプレー装置１３５が示されている。
スプレー装置１３５の振動部分は先に述べたもの
よりも相当に長く、凹面ではなく遠くの凸面壁１
３７を含む振動室１３６となつている。更に云え
ば、入口通路１３８及び１３９は先に述べた実施
例に示されたものよりも幾分幅が広い。スプレー
装置１３５の出力室１４０にはＵ型部材１４１の
ノズル開口１４２があり、そこから流体を直接出
力室に放出する。振動室の長さを長くすることに
よつて、振動子の周波数を小さくする効果を有す
る。それは、第１１図乃至第１５図に記載された
渦Ａ及びＢは振動サイクルの間により長い距離を
すすまねばならないからである。ある点を越え
て、このように長さを長くする場合、一様の振動
を維持するために入口通路１３８及び１３９の幅
を広くする必要があるということがわかつた。あ
る点を越える場合（例えば、振動室１３６の長さ
がＵ型部材１４１の出口の幅の25倍以上の場合）
で、入口通路が広くない場合には、振動室１３６
に背圧が生じ、そのため時折振動が生じたりある
いは安定状態が生じる。長い振動室とその固有の
低振動数はマツサージシヤワーや装飾的なスプレ
ー噴水には有用であり、凸面壁１３７及びノズル
開口１４２があつてもなくても使用できる。

凸面壁１３７は、平面壁や凹面壁よりも両先端
間をより早く移動する振動サイクルを生じる効果
がある。より遅く遷移することにより、入口通路
１３８及び１３９に送られるパルスの上下する時
間が短くなる。この特徴は、長くなつた振動室や
噴入ノズルとは別に独立して使用することができ
る。

ノズル開口１４２からの噴入流体は放出される
スプレー形状の中央部の流量を増やすのに使用さ
れる。事実、これにより両端間の遷移時間は短く
なり、端よりも掃波サイクルの中央部により大き
な“停滞”を生じる。このことは出口開口１４３
から出るスプレー１４４の波形により反映してい
る。それによれば、遷移部分が外側に向つて相当
曲がつていることに気がつく。この特徴をベクト
ルの議論と第１６図に関連づけてみると、ノズル
開口１４２からの流入流体は、動的な意味でも
（流入流体は半径方向ベクトルの方向に沿つて流
れので）出力室１４０の静圧力を附加するという
意味でも、半径方向速度ベクトルVRの大きさを
大きくする。

第２９図に関して説明された特徴は、出力スペ
レー形状を形作る付加的な技術を与え、かつ、こ
の中で述べられた他の振動子と出力室とともに使
用することができる。

第３０図の振動子１４５は異つた方向に向く複
数個の出口を有する実施例を図示している。特
に、ノズル開口１４６が噴流を振動室１４７に放
出するが、振動室の形状は第１１図から第１５図
に関して説明した原理によりどのようなものでも
よい。通路１４８及び１４９が図のように外に向
けられており、噴入流体に対し180゜の方向ではな
くて、ほぼ90゜の角度をなしている。これらの通
路はどのような角度でどのような方向にでも、あ
るいは図面と同一の平面であつてもそうでなくて
も、応用例次第でどうにでもなることが理解でき
よう。更に、これらの入口通路の１つあるいはそ
れ以上のもの、例えば、入口通路１４９は同位相
の出力パルスを与える２つの入口通路１５０及び
１５１の分岐路を有するものであつてもよい。入
口通路１４８，１４９，１５０，１５１は出力パ
ルスの出方を遅らせて種々の異つた効果や結果を
得るために長くしてもよいし、短くしてもよいと
いうことが理解できよう。

先に述べた出力室から送り出されると説明され
たフアン形状のスプレーは、標的に当たると一直
線すなわち一次元の模様を与える。換言すれば、
サイクリツクに放出されるスプレーが途中におか
れた表面板に衝突すると、液体は表面の一直線上
を行き来する。出力室から２次元のスプレー形状
を得ることも又容易である。２次元の標的を覆う
ことのできるスプレーを出すための出力室の実施
例が第３１図及び第３２図に図示されている。特
に、出力室１５２は入口通路１５３及び１５４か
ら流体パルスを交互に供給されることとなつてい
る。出力室１５２からの出口開口１５５は、ただ
単に室の外周に設けられた小穴ではなく、室に向
つてノツチが切られている。この実施例ではノツ
チは装置の中央縦軸にそつて円形刃によつて切ら
れ、出力室１５２の平面に対し垂直で断面がＶ形
のアーチ形ノツチ１５６を与える。出力室に向つ
て出口を切ることによつてその中の静圧力はあら
ゆる方向が拡がる。その結果、出口開口１５５か
ら出るスプレーはノツチ１５６の輪郭に沿うた
め、ノツチと同一平面のシート状の流体を噴出す
ることとなる（すなわち、出力室１５２の平面に
垂直）。このシート状の流体は第１６図で説明し
た交互の渦の作用により前後に行き来し、出口開
口１５５から放出されるスプレーは周期的に放出
されるシート状のものとなる。そして、スプレー
の途中においた標的に衝突すると方形な地域を覆
い、それによつて、２次元のスプレー地域を与え
る。ノツチが出力室１５２に向つてより深く切ら
れると垂直平面上のシートの拡がり角度は増加す
ることに気がついた。ノツチの断面の輪郭を種々
変化させると、垂直面（室に対して垂直な面）の
流体が分散していく形状を変えることができる。

他の出力室の実施例が第３３図及び第３４図に
図示されている。この中で、出力室１６０は入口
通路１６１及び１６２から交互に流体パルスを受
け出口開口１６３として成形された穴から平面形
状の、或はフアン形状のスプレーを出す。しかし
ながら、出口開口１６３は出力室の端壁ではな
く、床（もしくは天井）に形成されている。第１
６図の出力室に対して適用されたものと同様のベ
クトル解析が出力室１６０に適用できるが、出力
室１６０においては出口開口１６３は交互に出て
くる渦の半径に沿つて広がつていることに注意す
べきである。渦の回転速度は半径上の異なる地点
では変化しているので、接線方向速度ベクトル
VTは開口１６３の長きに沿つて変化する。その
結果、噴出されるスプレーの波形は第３４図の図
の平面に対して幾分非対称となり、出力開口の長
さが長くなればなる程、非対称の程度が大きくな
る。

第３５図及び３６図には更に他の出力室の形状
が図示されている。この実施例は、第３１図及び
第３２図のものと同様、線状の標的ではなく、２
次元の標的を覆うシート状のスプレー形状を与え
る。出力室１６５は、これまでに述べた出力室と
同様、入口通路１６６及び１６７からの流体パル
スを交互に受け取める。しかしながら、出力室１
６５は入口通路１６６、１６７の面に対し垂直
に、円筒状に広がつているので、出力室１６５の
深さ（第３６図）は実質的に先に述べた室と較べ
て深い。出口開口１６８は室の外周に形成されて
おり、室の円筒中止軸と平行に伸びている。圧力
液流が出力室１６５から放出されると、流体は小
穴の出口開口１６８によつてシート状に形成さ
れ、出力室１６５の渦回転面と垂直になる。第１
６図を参照して述べたられた原理によつて、交互
に変化するスピンのためシート状の液体は前後に
振動する。そして波形はシートの高さに沿つて均
一に流体を分配する。シートの幅に沿つた分配
は、これまで振動子と出力室の形状について説明
した種々の特徴、機能により決定される。

第３７図の振動子及び出力室を有するスプレー
装置は縦方向の中心軸に関し、非対称である。振
動室１７０はＵ型部材１７２のノズル１７１から
半径方向ではないが室を横切つて噴流を受ける。
その結果、振動室は第１１図乃至第１５図に関し
て説明した原理に基いて作動するが、不均衡であ
り、入口通路１７５に放出される流体は入口通路
１７６に放出されるパルスよりも長い持続時間を
有する。その結果、出力室１７３の時間方向回転
は反時計方向回転よりも長い持続時間を有し、出
口開口１７４から放出されるスプレーは第３７図
に示すように、縦方向中心線の上部よりも下部の
方か重い。非対称な振動子、出力室、Ｕ型部材１
７２の位置、出口開口１７４の位置等は全て、希
望するスプレー形状を得るのに使用できる。

第３８図及び第３９図の出力室１７７は２つの
特徴を有している。その１つは、出口開口１８５
は室の天井あるいは床のほぼ中央部に設けられた
ほぼ円形の穴であることである。他の１つは、流
れ分割器１７８及び１７９が設けられ、入つてく
る流体パルスを分割するようになつていることで
ある。特に、分割器１７８は出力室１７７の外周
に沿つて伸びる入口通路１８３と、分割器１７８
よりも半径方向内側にある入口通路１８４の間の
流れてくるパルスを分割する。同様に、分割器１
７９は外側の入口通路１８０と内側の通路１８１
との間を流れるパルスを分割する。上記の位置に
ある出口開口１８５は出力室１７７の出力渦が交
互にスピン回転の向きを変える毎に向きを変える
へこんだ円錐形のスプレー形状を与える。スプレ
ー１８６の円錐形状の拡がり角度はスピン速度と
ともに変化するので、出力渦が方向を変える間に
速度を早めたり遅めたりすると、スプレー１８６
は交互に開いたり形状１８６閉じたり１８７とな
る。このようにして、スプレー形状１８６は標的
に当たるとほぼ円形を覆うこととなる。流れ分割
器１７８及び１７９は、２つではなく４つのスピ
ン力を与え、その結果、室内の出力渦の動きが最
小となる。出力渦はこのように出力開口１８５の
中央に維持され、スプレー１８６及び１８７の形
状を対称的なものとする。第３８図及び第３９図
の特徴（すなわち、出口１８５の位置と分割器１
７８，１７９があること）はそれぞれ独立して使
用することができる。

同じ形のスプレー形状が第４０図及び第４１図
の出力室１９０によつて得られる。特に、出力室
１９０は円筒形をしており、入口通路１９２及び
１９３から入つてくるパルスの平面から伸び、中
央の出口開口１９１に向つて漏斗状の傾斜がつけ
られている。出力スプレー形状もまた回転円錐状
のシートとなつており、出力室１９０の出力渦の
向きの変化により連続して回転方向を変化し、ス
ピン速度最高時の拡大位置１９４から、最小時の
かなり収縮した位置１９５まで移動する。

第３８図及び第３９図のスプレー装置と、第４
０図及び第４１図のスプレー装置は装飾的な噴
水、シヤワーコンテナースプレーノズル等に有用
である。

第４２図及び第４３図のスプレー装置は本発明
の原理を出力渦の３次元回転に広げたものであ
る。

ほぼ球形をした出力室が第１の振動室あるいは
他の源２０１から、直径上相対した入口開口２０
２及び２０３で交流流体信号、すなわちパルスを
受ける。他の１対の直径上相対した入口開口２０
４及び２０５は源２０６の交流信号、すなわちパ
ルスを受ける。源２０１からの信号の周波数はf₁
であり、源２０６の信号の周波数はf₂である。入
口開口２０２，２０３の平面は入口開口２０４，
２０５の平面に対し垂直をなしている。もつと
も、このことは本発明の特徴を制限するものでは
決してない。球状の出力室２００の出口開口２０
７はこれらの２つの平面の交差線が室の外周と交
差する点に位置している。源２０１及び２０６か
らの信号の対称的な周波数と位相の大きさによつ
て、種々の形状の出力スプレーが得られる。この
ようにして、もし周波数f₁と周波数f₂とが等しく
位置が90゜ずれている場合には、入力信号がはつ
きりとした形のパルスの時には断面が方形のスプ
レーが、入力信号が曲がりくねつたものである時
には断面円形のスプレー形状が放出されることと
なる。周波数f₁が周波数f₂の２倍で、入力信号が
わん曲した形状のときは、８の字状のパターンが
生じる。換言すれば、出口開口２０７から出るス
プレーの横断面が、陰極線オシロスコープで得ら
れるよく知られたリサジヤス形状（Lissajous
patterns）となるということである。入力信号の
間の位相と振動数の関係を適当に選びことによ
り、極めて多くの種類の波形を得ることができ
る。

第４４図、第４５図及び第４６図には、振動子
と出力室を結合したものが３つの図示されてい
る。スプレー装置２１０，２１１及び２１２の３
つの装置において、振動室２１３及び出力室２１
４の大きさ及び形状は実質的に同じである。相違
点は入口及び出口の共通の開口２１５の大きさが
違うことであり、スプレー装置２１０の開口が最
小でスプレー装置２１２の開口が最大であること
である。スプレー形状の波形は次のような影響を
受ける。最小の開口の場合（スプレー装置２１
０）、観察された波形は先端がわずかに丸みの帯
びた明確な形をしたのこぎり歯状であつた。中間
の大きさの開口の場合（スプレー装置２１１）、
スプレー装置２１０と比較して波の先端の丸みが
あまりなかつた。最大の開口２１５の場合（スプ
レー装置２１２）、丸みはさらになくなり、波形
は第２０図のスプレー９１の波形と実質的に同じ
で殆んど三角形であつた。この波形は３つのうち
でもつとも均一に流体を分散する。一般的に云え
ば、開口２１５が広がれば広がる程、振動出力の
流れの絞りが効かなくなり、出力室のフイルター
効果が大きくなる。

第４７図において、スプレー装置２１６は振動
室２１７と出力室２１８とを含んでいる。このス
プレー装置２１６は、側壁２２０及び２２１がＵ
型部材２１９の向う側で収れんして、のど部２２
３を形成し、出力室２１８で拡がり再びまた収れ
んして出口開口２２２を形成している点に特徴が
ある。この形状は流れを逆転する効果を有してお
り、振動室２１７から出て側壁２２０に沿つて流
れる流体はのど部２２３で向きが変えられ、反対
側の壁に沿つて出力室２１８に入る。出力室２１
８の壁面のわん曲面によつてより大きなスピン効
果が得られるという点を除いて、非逆転流体につ
いて述べたと同様に作用する。

振動子と出力室はある利点を有すると説明して
きた。その中には、低圧の時には振動子は上板が
なくても（すなわち第１図の板１２がなくても）
振動することも含まれる。これは、多くの応用例
にとつて特に有利な点であつて、密封されていな
い通路や他の流れ用にも使用される。

振動子は、また、実質的にあらゆる流体に適用
でき、周囲が気体のもとでの気体や液体、周囲が
液体のもとでの気体や液体、周囲が気体や液体の
もとでの固体の浮遊した流体等に使用できる。重
要なことは、振動は、多くの応用例の場合、非常
に低い流体圧力（0.1psi（約0.007Kg／cm²）程度）
のもとで始まる。更に、振動はすぐに始まる。す
なわち、振動が起こるまで流出する流れが何もな
いので、振動のための準備期間が全くない。振動
子と出力室は対称であつてもよいし、非対称であ
つてもよいし、どのような深さでも、どのような
大きさのものであつてもよく、それらの全く希望
するものスプレー形状を得るために設計者が採用
できるものである。

ここで示された出力室は滑らかなわん曲した外
周を有しているが、渦が生起するようなどのよう
な形状であつてもよい。このように、出力室の外
周に尖つた隅は、波形に影響を与えると同時に、
第１６図について述べたような作用を引き起こ
す。更に、出力室から出る道路の数は波形に影響
を与えるが、渦の形成を妨げることはない。更
に、全体の出口面積が増加すると後退角αが増加
することがわかつた。特に、第１７図の出力室６
１と同じような室では、出口開口の１つを塞ぐこ
とによつて、波形は同じ形であるが、出口開口か
ら放出されるスプレー形状は相当量減少すること
がわかつた。同様に、第１６図の出力室３７で
は、単一の出口開口３８の大きさが小さくなる
と、後退角が減少する。この後退角の変化は、出
口開口が小さくなつて室の静圧力が増加し、それ
によつて半径方向速度ベクトルVaが大きくなる
ことが生じる。

本発明の種々の実施例について説明、図示して
きたが、更にその詳細については、本発明の精神
と範囲から逸脱しない限りで、添付された特許請
求の範囲に記載されていることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、第２図の１−１断面図であり、本発
明に従うスプレー装置に使用できる流体振動子の
底板を示している。第２図は、第１図の２−２断
面図である。第３図は、第１図の３−３断面図で
ある。第４図は、本発明に従うスプレー装置の他
の流体振動子の底板の上面図であり、入力室と結
合されている。第５図は、本発明に従うスプレー
装置の他の流体振動子の底板の上面図であり、出
力室と結合されている。第６図は、本発明に従う
スプレー装置に使用できる他の流体振動子の底板
の上面図である。第７図は、第６図の７−７断面
図である。第８図は、本発明に従うスプレー装置
の出力室と結合された通常の流体振動子の底板の
上面図である。第９図は、交互に出てくる流体パ
ルス源と結合された本発明に従うスプレー装置の
出力室の底板の上面図である。第１０図は、本発
明に従うスプレー装置の出力室から噴出するスプ
レー形状の典型的な波形を図式表示したものであ
る。第１１図、第１２図、第１３図、第１４図及
び第１５図は、本発明に従うスプレー装置に使用
できる典型的な流体振動子の連続した流れの状態
を図式表示したものである。第１６図は、本発明
に従うスプレー装置の典型的な単一の出口を有す
る出力室の流れ状態を図式表示したものである。
第１７図は、本発明に従うスプレー装置の典型的
な複数個の出口を有する出力室の流れ状態を図示
表示したものである。第１８図は第１７図の出力
室から出る出力スプレー波形を図式表示したもの
である。第１９図及び第２０図は、本発明に従う
スプレー装置の振動子の出力室とを結合したもの
の底板の上面図であり、それと関係して出力波形
が図示表示されている。第２１図は、本発明に従
うスプレー装置の流体振動子と出力室とを結合し
たもの底板の上面図であり、それぞれの要素の相
対的な大きさを示している。第２２図は、本発明
に従うスプレー装置に使用できる１つの振動子か
ら交互に放出されるパルスの波形を図示表示した
ものである。第２３図は、本発明に従うスプレー
装置に使用できる他の振動子から交互に放出され
るパルスの波形を図示表示したものである。第２
４図、第２５図及び第２６図は、本発明に従うス
プレー装置の３つの振動子と出力室を結合したも
のから放出されるスプレー形状の波形を図示表示
したものである。第２７図は、本発明に従うスプ
レー装置に使用できる更に他の振動子から交互に
放出されるパルスの波形を図示表示したものであ
る。第２８図は、第２７図の振動子と本発明に従
うスプレー装置の出力室とを結合したものから放
出されるスプレー形状の波形を図示表示したもの
である。第２９図は、本発明に従うスプレー装置
の振動子と出力室を結合したものの他の実施例と
そこから放出されるスプレーの波形を図示表示し
たものである。第３０図は、本発明に従うスプレ
ー装置に使用できる他の上面図である。第３１図
と第３２図は、それぞれ本発明に従うスプレー装
置の他の出力室の上面図と横断面図であり、そこ
から放出されるスプレー形状を示している。第３
３図及び第３４図は、それぞれ本発明に従うスプ
レー装置の他の出力室の実施例の上面図と端部断
面図であり、そこから放出されるスプレー形状の
波形を示している。第３５図及び第３６図は、そ
れぞれ本発明に従うスプレー装置の他の出力室の
実施例の上面図と横断面であり、そこから放出さ
れるスプレー形状を示している。第３７図は、本
発明に従うスプレー装置の非対称的な振動子と出
力室を結合したものの平面図である。第３８図及
び第３９図は、それぞれ本発明に従うスプレー装
置の他の出力室の形状の上面図と横断面図であ
る。第４０図及び第４１図は、それぞれ本発明に
従うスプレー装置の他の出力室の形状の上平面図
と横断面図である。第４２図及び第４３図は、そ
れぞれに従う本発明のスプレー装置の更に他の出
力室の形状の端面図と側面図である。第４４図、
第４５図、第４６図及び第４７図は、本発明に従
うスプレー装置の付加的な振動室と出力室を結合
したものの上平面図である。 １０……流体振動子、３５，３６，５８，５
９，７９，８０，１３８，１３９……入口通路、
２７，３７，５７，６０，６１，８１，１３２，
１４０，１５２，１６０，１６５，１９０，２０
０，２１８……出力室、２８，３８，６２，６
３，８４，１３３，１４３，１５５，１６３，１
６８，１７４，１８５……出口開口、３０，１３
５……スプレー装置、４０，４１……側壁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 第１の出口と第２の出口とを有し、それぞれ
   変化する振幅と相互に異なつた位相とを有する第
   １の流体パルス及び第２の流体パルスを生成し
   て、第１の流体パルスを第１の出口から排出し、
   第２の流体パルスを第２の出口から排出する流体
   振動子と、 対抗して配置された第１の側壁及び第２の側壁
   を有する出力室と、 該流体振動子の第１の出口から上記第１の流体
   パルスを受け取り、上記第１の流体パルスを該第
   １の側壁に沿つて該出力室内に導入して、該出力
   室内を満たす、第１の回転方向の１つの渦を生成
   する第１の入口通路と、 該流体振動子の第２の出口から記第２の流体パ
   ルスを受け取り、上記第２の流体パルスを該第２
   の側壁に沿つて該出力室内に導入して、該出力室
   内を満たす、上記第１の回転方向とは異なつた方
   向の第２の回転方向の１つの渦を生成する第２の
   入口通路と、 該出力室内を外部に連通せしめる出口開口とを
   具備することを特徴とするスプレー装置。 ２ 該出力室２７が、間隔をおいて平行に配置さ
   れた上壁及び下壁と、略矩形断面形状の該側壁と
   によつて、形成されている特許請求の範囲第１項
   記載のスプレー装置。 ３ 該出力室８１が、間隔をおいて平行に配置さ
   れた上壁及び下壁と、該第１及び第２の入口通路
   ７９，８０から該出力室８１への上記流体パルス
   の流入方向前方に収束する該側壁とによつて、形
   成されている特許請求の範囲第１項記載のスプレ
   ー装置。 ４ 該出力室３７，１３２，１４０，１５２，１
   ６０，１６５，２１８が、間隔をおいて平行に配
   置された上壁及び下壁と、略円形断面形状の該側
   壁とによつて、形成されている特許請求の範囲第
   １項記載のスプレー装置。 ５ 該出口開口２８，３８，８４，１３３，１４
   ３，１５５，１６８，１７４が、該第１及び第２
   の入口通路から該出力室への上記流体パルスの流
   入方向最前部に形成されている特許請求の範囲第
   １項〜第４項いずれか１項に記載のスプレー装
   置。 ６ 該出口開口１６３，１８５が、該上壁に形成
   されている特許請求の範囲第４項記載のスプレー
   装置。 ７ 該出力室１９０が、間隔をおいて配置された
   略半球状の上壁及び平坦な下壁と、略円形断面形
   状を規定する該側壁とによつて、形成されてお
   り、該出口開口が該上壁の中央に形成されている
   特許請求の範囲第１項記載のスプレー装置。 ８ 該出力室２００が略球形状であり、該第１の
   入口通路が２つの入口開口２０２，２０３を介し
   て該出力室２００に連通しており、該第２の入口
   通路が２つの入口開口２０４，２０５を介して該
   出力室に連通している特許請求の範囲第１項記載
   のスプレー装置。