(57)【要約】      （修正有）【課題】噴霧されるミストを微粒化すると共に、簡単な構成で、その微粒化されたミストの粒径を調整することができる気泡発生部を備えた液体噴霧ノズルを提供する。【解決手段】  気泡Ｂを発生させる気泡発生部を備えた液体噴霧ノズル１００に気泡Ｂの状態を変化させて噴孔４から噴霧されるミストＭの粒径を調整可能なミスト粒径調整手段１０を備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴孔に導かれる液体にキャビテーション現象により気泡を発生させる気泡発生部を備えた液体噴霧ノズルであって、
前記気泡の状態を変化させて前記噴孔から噴霧されるミストの粒径を調整可能なミスト粒径調整手段を備えた液体噴霧ノズル。
【請求項２】
前記気泡発生部から前記噴孔に導かれる液体を加熱可能な加熱手段を備え、
前記ミスト粒径調整手段が、前記加熱手段の出力を調整するように構成されている請求項１に記載の液体噴霧ノズル。
【請求項３】
前記気泡発生部から前記噴孔に導かれる液体に波動エネルギを印加可能な波動エネルギ印加手段を備え、
前記ミスト粒径調整手段が、前記波動エネルギ印加手段の出力を調整するように構成されている請求項１又は２に記載の液体噴霧ノズル。
【請求項４】
前記気泡発生部から前記噴孔に導かれる液体にガスを混入可能なガス混入手段を備え、
前記ミスト粒径調整手段が、前記ガス混入手段のガス混入量を調整するように構成されている請求項１〜３の何れか一項に記載の液体噴霧ノズル。
【請求項５】
請求項１に記載の液体噴霧ノズルを備え、
前記液体噴霧ノズルへの液体の供給を制御する制御手段を備えた液体噴霧装置であって、
前記気泡発生部から前記噴孔に導かれる液体を加熱可能な加熱手段、又は、前記気泡発生部から前記噴孔に導かれる液体に波動エネルギを印加可能な波動エネルギ印加手段を備え、
前記制御手段が、前記液体噴霧ノズルへの液体の供給を開始するのに先立って、前記加熱手段又は前記波動エネルギ印加手段の作動を開始するように構成されている液体噴霧装置。
【請求項６】
前記液体噴霧ノズルが、浴室に前記液体としての温水を噴霧するように構成されている請求項５に記載の液体噴霧装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、噴孔に導かれる液体にキャビテーション現象により気泡を発生させる気泡発生部を備えた液体噴霧ノズル、及び、その液体噴霧ノズルを備え、
前記液体噴霧ノズルへの液体の供給を制御する制御手段を備えた液体噴霧装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、上記のような液体噴霧ノズルとして、ディーゼルエンジンで用いられる燃料噴射ノズルでは、噴孔から噴射される燃料を微粒化することで排ガス中のパティキュレートを低減するための技術として、噴孔に導かれる燃料にキャビテーション現象により気泡を発生させ、その気泡の消滅力により、燃料の微粒化を促進させる技術が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００３】
一方、上記のような液体噴霧ノズルを備えた液体噴霧装置としては、液体噴霧ノズルにより浴室に液体としての温水を噴霧することで、浴室をミストサウナとして利用するミストサウナ装置が知られている（例えば、特許文献２を参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−８３２０５号公報
【特許文献２】特開２００１−２７６１７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したディーゼルエンジンに用いられる燃料噴射ノズルでは、排ガス中のパティキュレートの低減を目的として、噴孔から噴霧される燃料をできるだけ微粒化するものの、その微粒化の程度、即ち噴霧される燃料の粒径を調整する技術については、その必要性が少ないことから、検討されていなかった。
【０００６】
一方、上述したミストサウナ装置では、液体噴霧ノズルの噴孔から噴霧される温水のミストの粒径を、使用者の嗜好等に合わせて調整することが望まれているが、微粒化されたミストの粒径を簡単な構成で調整するのは困難であった。
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、噴孔に導かれる液体にキャビテーション現象により気泡を発生させる気泡発生部を備えた液体噴霧ノズルにおいて、噴霧されるミストを微粒化すると共に、簡単な構成で、その微粒化されたミストの粒径を調整することができる技術を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明に係る液体噴霧ノズルは、噴孔に導かれる液体にキャビテーション現象により気泡を発生させる気泡発生部を備えた液体噴霧ノズルであって、その第１特徴構成は、前記気泡の状態を変化させて前記噴孔から噴霧されるミストの粒径を調整可能なミスト粒径調整手段を備えた点にある。
【０００９】
上記液体噴霧ノズルにおいて、上記気泡発生部により噴孔に導かれる液体にキャビテーション現象により気泡を発生させることで、その気泡の消滅力により、噴孔から噴霧される液体の微粒化を促進させることができる。
そして、上記液体噴霧ノズルの第１特徴構成によれば、上記ミスト粒径調整手段により、気泡発生部で発生する気泡の状態を変化させるという簡単な構成で、その気泡の消滅力を変化させて、噴孔から噴霧される液体の微粒化の程度、即ち噴霧されるミストの粒径を調整することができる。
【００１０】
本発明に係る液体噴霧ノズルの第２特徴構成は、前記気泡発生部から前記噴孔に導かれる液体を加熱可能な加熱手段を備え、
前記ミスト粒径調整手段が、前記加熱手段の出力を調整するように構成されている点にある。
【００１１】
上記液体噴霧ノズルの第２特徴構成によれば、上記加熱手段によりキャビテーション現象により気泡が発生した液体を加熱することで、その液体に発生された気泡の膨張及び液体の飽和水蒸気圧の上昇等を発生させて、気泡を増加させることができる。
よって、上記ミスト粒径調整手段により、上記加熱手段の出力即ち加熱量を調整することで、上記気泡の増加程度を変化させて、その気泡の消滅力を変化させることができ、結果、噴霧されるミストの粒径を調整することができる。
【００１２】
本発明に係る液体噴霧ノズルの第３特徴構成は、前記気泡発生部から前記噴孔に導かれる液体に波動エネルギを印加可能な波動エネルギ印加手段を備え、
前記ミスト粒径調整手段が、前記波動エネルギ印加手段の出力を調整するように構成されている点にある。
【００１３】
上記液体噴霧ノズルの第３特徴構成によれば、上記波動エネルギ印加手段によりキャビテーション現象により気泡が発生した液体に、マイクロ波等を含む電磁波や（超）音波等を含む振動波等の波動エネルギを印加することで、その液体と気泡との界面を振動させて、気泡を微細化し増加させることができる。
よって、上記ミスト粒径調整手段により、上記波動エネルギ印加手段の出力即ち波動エネルギの周波数や振幅を調整することで、上記気泡の増加程度を変化させて、その気泡の消滅力を変化させることができ、結果、噴霧されるミストの粒径を調整することができる。
【００１４】
本発明に係る液体噴霧ノズルの第４特徴構成は、前記気泡発生部から前記噴孔に導かれる液体にガスを混入可能なガス混入手段を備え、
前記ミスト粒径調整手段が、前記ガス混入手段のガス混入量を調整するように構成されている点にある。
【００１５】
上記液体噴霧ノズルの第４特徴構成によれば、上記ガス混入手段によりキャビテーション現象により気泡が発生した液体にガスを混入することで、気泡を増加させることができる。
よって、上記ミスト粒径調整手段により、上記ガス混入手段のガス混入量を調整することで、上記気泡の増加程度を変化させて、その気泡の消滅力を変化させることができ、結果、噴霧されるミストの粒径を調整することができる。
【００１６】
本発明に係る液体噴霧装置は、上記第１乃至第４特徴構成を有する液体噴霧ノズルを備え、
前記液体噴霧ノズルへの液体の供給を制御する制御手段を備えた液体噴霧装置であって、その特徴構成は、前記気泡発生部から前記噴孔に導かれる液体を加熱可能な加熱手段、又は、前記気泡発生部から前記噴孔に導かれる液体に波動エネルギを印加可能な波動エネルギ印加手段を備え、
前記制御手段が、前記液体噴霧ノズルへの液体の供給を開始するのに先立って、前記加熱手段又は前記波動エネルギ印加手段の作動を開始するように構成されている点にある。
【００１７】
上記液体噴霧ノズルにおいて、液体の供給開始直後では、液体噴霧ノズルの気泡発生部から噴孔までに滞留していた液体においては、気泡発生部のキャビテーション現象による気泡の発生が期待できないために、微粒化が促進されずに、噴孔から比較的大きな粒径で噴霧されてしまう場合がある。
そこで、上記液体噴霧装置の特徴構成によれば、上述したミスト粒径調整手段等で利用される上記加熱手段又は上記波動エネルギ印加手段を備えた場合において、上記制御手段が、液体噴霧ノズルへの液体の供給を開始するのに先立って、その加熱手段又は波動エネルギ印加手段の作動を開始することで、液体噴霧ノズルへの液体の供給開始直後においても、液体噴霧ノズルの気泡発生部から噴孔までに滞留していた液体に気泡を発生させて、その液体の微粒化を促進して、噴孔から比較的微粒化した液体を噴霧させることができる。
【００１８】
本発明に係る液体噴霧装置の更なる特徴構成は、前記液体噴霧ノズルが、浴室に前記液体としての温水を噴霧するように構成されている点にある。
【００１９】
上記液体噴霧装置の特徴構成によれば、液体噴霧ノズルを浴槽に設けて温水を噴霧するように構成することで、該液体噴霧装置を、浴室をミストサウナとして利用するミストサウナ装置として構成し、液体噴霧ノズルのミスト粒径調整手段により、噴孔から噴霧される温水のミストの粒径を、使用者の嗜好等に合わせて調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図１及び図３に示す液体噴霧ノズル１００，２００は、噴孔４に導かれる温水Ｗ（液体の一例）にキャビテーション現象により気泡Ｂを発生させる気泡発生部としての後述する段部２を備え、温水Ｗを微粒化したミストＭとして噴霧するように構成されている。
【００２１】
詳しくは、液体噴霧ノズル１００，２００には、円形の流路断面を有する供給路１に供給された温水Ｗを、その供給路１の後端側に接続された円形の流路断面を有するノズル路３に流入させて、そのノズル路３の後端側に形成された噴孔４から噴霧するように構成されている。そして、上記ノズル路３の内径が、上記供給路１よりも十分に小さいものとすることで、供給路１とノズル路３との間に流路断面が急に縮小する形態の段部２が形成されることになる。
【００２２】
そして、供給路１からノズル路３に流入する温水Ｗは、段部２において、縮流の影響により減圧沸騰を起こし、これにより飽和水蒸気圧を下回った温水Ｗに所謂キャビテーション気泡と呼ばれる気泡Ｂが発生する。この気泡Ｂは圧力が高くなるノズル路３の下流側で消滅し、その気泡Ｂの消滅力によりノズル路３及び噴孔４近傍においてキャビテーション現象と呼ばれる乱れを発生させることができる。即ち、上記段部２が、キャビテーション現象により温水Ｗに気泡Ｂを発生させる気泡発生部として機能する。
そして、段部２において発生する気泡Ｂの消滅力により、噴孔４から噴出されるミストＭの微粒化を促進することができる。
【００２３】
更に、図１及び図３に示すように、液体噴霧ノズル１００，２００は、気泡Ｂの状態を変化させて噴孔４から噴霧される温水ＷのミストＭの粒径を調整可能なミスト粒径調整手段１０，２０を備えている。
即ち、ミスト粒径調整手段１０，２０は、気泡発生部としての段部２で発生する気泡Ｂの状態を変化させることで、その気泡Ｂの消滅力を変化させて、噴孔４から噴霧されるミストＭの微粒化の程度、即ち噴霧されるミストＭの粒径を調整するように構成されている。
以下に、ミスト粒径調整手段１０，２０の具体的構成として、図１に示される第１実施形態の液体噴霧ノズル１００とそれを備えた図２に示される液体噴霧装置、及び、図３に示される第２実施形態の液体噴霧ノズル２００の夫々の構成について、説明を加える。
【００２４】
〔液体噴霧ノズルの第１実施形態〕
図１に示す液体噴霧ノズル１００は、ノズル路３を外囲する形態で、ノズル路３を流通する温水Ｗに発生された気泡Ｂを増加させる気泡増加手段１１が設けられており、ミスト粒径調整手段１０は、その気泡増加手段１１の出力、即ち気泡Ｂの増加程度を調整することで、その気泡Ｂの消滅力を変化させて、噴孔４から噴霧されるミストＭの粒径を調整するように構成されている。
【００２５】
上記気泡増加手段１１としては、ノズル路３を流通する温水Ｗを加熱可能な電気ヒータ１１Ａ（加熱手段の一例）、同温水Ｗに波動エネルギとしてマイクロ波等を含む電磁波を印加する電磁波発生機１１Ｂ（波動エネルギ印加手段の一例）、又は、同温水Ｗに波動エネルギとして超音波等を含む振動波を印加する音波発生機等１１Ｃ（波動エネルギ印加手段の一例）等を設けることができる。
【００２６】
即ち、気泡増加手段１１として上記電気ヒータ１１Ａを設けた場合には、ノズル路３を流通する温水Ｗをその電気ヒータ１１Ａにより加熱することで、気泡Ｂの膨張及び液体の飽和水蒸気圧の上昇等を発生させて、気泡Ｂを増加させることができる。
そして、その電気ヒータ１１Ａの電源１２との間に介装されるミスト粒径調整手段１０は、その電気ヒータ１１Ａへ供給される電力を調整するなどして、電気ヒータ１１Ａの出力を調整することで、上記気泡Ｂの増加程度を変化させて、噴霧されるミストＭの粒径を調整することができる。
【００２７】
一方、気泡増加手段１１として上記電磁波発生機１１Ｂや音波発生機等１１Ｃを設けた場合には、電磁波や振動波等の波動エネルギにより、温水Ｗと気泡Ｂとの界面を振動させて、気泡Ｂを微細化し増加させることができる。
そして、上記電磁波発生機１１Ｂや音波発生機等１１Ｃと交流電源１２との間に介装されるミスト粒径調整手段１０は、その電磁波発生機１１Ｂや音波発生機等１１Ｃに供給される交流電流の周波数や振幅などを調整するなどして、電磁波発生機１１Ｂや音波発生機等１１Ｃの出力を調整することで、上記気泡Ｂの増加程度を変化させて、噴霧されるミストＭの粒径を調整することができる。
【００２８】
〔液体噴霧装置〕
上記第１実施形態の液体噴霧ノズル１００を備えた液体噴霧装置は、図２に示すように、温水ＷのミストＭを浴室３１に噴霧して、浴室３１をミストサウナとして利用することができるミストサウナ装置として構成されている。
【００２９】
液体噴霧ノズル１００への温水Ｗの供給を制御する制御装置３５（制御手段の一例）は、その液体噴霧ノズル１００に温水Ｗを供給する給湯暖房機３２の作動を制御することで、液体噴霧ノズル１００への温水Ｗの供給の開始及び停止、温水Ｗの温度や供給量の設定等を行うことができる。
また、浴室３１の側壁には、制御装置３５に運転指示を与えるリモコン３６が設けられている。
このリモコン３６には、図示は省略するが、使用者が認識可能な状態で情報を表示する表示部や、使用者が操作するためのボタン等が配置された操作部等が設けられている。
【００３０】
また、この液体噴霧ノズル１００は、図１に示す第１実施形態と同様に、温水Ｗを加熱可能な加熱手段としての電気ヒータ１１Ａ、又は、同温水Ｗに波動エネルギとしての電磁波や振動波を印加可能な波動エネルギ印加手段としての電磁波発生機１１Ｂや音波発生機等１１Ｃ等の気泡増加手段１１を備え、使用者のリモコン３６による設定操作に従って制御装置３５がミスト粒径調整手段１０を作動させて気泡増加手段１１の出力を調整することで、噴孔４から噴霧されるミストＭの粒径を使用者の嗜好等に合わせて調整可能に構成されている。
【００３１】
また、給湯暖房機３２から液体噴霧ノズル１００への温水Ｗの供給を開始する直後は、液体噴霧ノズル１００のノズル路３等の配管内に残留する低温の水が、気泡発生部としての段部２によるキャビテーション現象による気泡Ｂの発生が期待できず、その水が微粒化されずにそのまま噴孔４から噴出されてしまうことが懸念される。
そこで、制御装置３５は、液体噴霧ノズル１００への温水Ｗの供給を開始するのに先立って、電気ヒータ１１Ａ、電磁波発生機１１Ｂ、又は、音波発生機１１Ｃである気泡増加手段１１の作動を開始することで、液体噴霧ノズル１００への温水Ｗの供給開始直後においても、液体噴霧ノズル１００のノズル路３に残留する水に気泡Ｂを発生させて、その水の微粒化を促進し、噴孔から比較的微粒化したミストＭを噴霧させることができる。
【００３２】
〔液体噴霧ノズルの第２実施形態〕
図３に示す液体噴霧ノズル２００は、段部２から噴孔４に導かれる温水Ｗにガスを混入可能することでノズル路３における気泡Ｂを増加させることができるガス混入手段５０が設けられている。
詳しくは、このガス混入手段５０は、供給路１の側面に開口する流路２５を介して温水Ｗの一部を取り込み、ヒータ２１により、その温水Ｗを加熱してガスとしての水蒸気Ｓを発生し、その水蒸気Ｓを、流路２６及びノズル路３の外周部に複数形成された蒸気供給孔２８を介して、ノズル路３に混入するように構成されている。
【００３３】
そして、ミスト粒径調整手段２０は、流路２５の供給路１への開口部に設けられた弁３０を作動させてその開口部の開度を調整することで、ヒータ２１への温水Ｗの供給量を調整して、ノズル路３への水蒸気Ｓの混入量（即ちガス混入量）を調整するように構成されており、このようにガス混入量を調整することで、上記気泡Ｂの増加程度を変化させ、その気泡Ｂの消滅力を変化させて、噴霧されるミストＭの粒径を調整することができる。
【００３４】
また、上記ガス混入手段５０は、ガスとして水蒸気Ｓを温水Ｗに混入するように構成したが、水蒸気Ｓ以外の例えば空気などのガスを混入するように構成しても構わない。
【００３５】
〔別実施形態〕
（１）上記実施の形態では、ミスト粒径調整手段１０，２０を、電気ヒータ１１Ａ等の加熱手段の出力を調整する手段、電磁波発生機１１Ｂや音波発生機等１１Ｃ等の波動エネルギ印加手段の出力を調整する手段、又は、ガス混入手段５０の水蒸気Ｓ等のガスの混入量を調整する手段として構成したが、別に、気泡Ｂの状態を変化させて噴孔４から噴霧されるミストＭの粒径を調整可能な別の形態のミスト粒径調整手段を備えてもよく、例えば、ミスト粒径調整手段を、ノズル路３に気泡Ｂが衝突する邪魔部材を設け、その邪魔部材の姿勢を変更して気泡Ｂが邪魔部材に衝突する程度を変化させて、気泡Ｂの状態を変化させることで、噴孔４から噴霧されるミストＭの粒径を調整するように構成しても構わない。
【００３６】
（２）上記実施の形態では、液体噴霧ノズルが、浴室３１に液体として温水Ｗを噴霧するように構成したが、別に、温水以外の別の液体を噴霧するように構成したり、浴室３１以外の別の場所に液体を噴霧するように構成しても構わない。
【００３７】
（３）上記実施の形態では、噴孔４はノズル路２の内径と同じ内径の開口として構成したが、ノズル路２の噴孔４付近を段階的に又は連続的に縮径させることで、気泡Ｂの消滅を促進させて、ミストＭの更なる微粒化を促進させても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、噴霧されるミストを微粒化すると共にその微粒化されたミストの粒径を調整する液体噴霧ノズルやそれを備えた液体噴霧装置として利用可能で、例えば、浴室に液体としての温水を噴霧するミストサウナ装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】液体噴霧ノズルの第１実施形態を示す概略断面図
【図２】液体噴霧装置の実施形態を示す概略図
【図３】液体噴霧ノズルの第２実施形態を示す概略断面図
【符号の説明】
【００４０】
２：段部（気泡発生部）
４：噴孔
１０，２０：ミスト粒径調整手段
１１Ａ：電気ヒータ（加熱手段）
１１Ｂ：電磁波発生機（波動エネルギ印加手段）
１１Ｃ：音波発生機等（波動エネルギ印加手段）
３１：浴室
３５：制御装置（制御手段）
５０：ガス混入手段
１００，２００：液体噴霧ノズル
Ｗ：温水（液体）
Ｍ：ミスト
【図１】
2006212574.tif 000003
【図２】
2006212574.tif 000004
【図３】
2006212574.tif 000005