(57)【要約】【課題】簡単な構造で液体を微粒化することができるとともにメンテナンスも容易に可能なノズルおよびこれを備えた気液噴霧装置を提供する。【解決手段】気液噴霧装置１は、空気を圧縮して送り出す圧縮装置としてのコンプレッサ１０と、液体を供給する供給装置としての給水装置２０と、コンプレッサ１０により圧縮された空気および給水装置２０より供給された液体をそれぞれ取り込んで噴霧状にして吐き出すノズル３０とを備え、ノズル３０は、圧縮空気を取り込む取込口３３を上流側に備えた中空円筒の外筒３１と、外筒３１内に挿入され、上流側から液体を取り込む中空円筒の内筒３２と、外筒３１内における内筒３２の軸方向の位置を調整する調整部と、を備え、内筒３２は、液体が外筒３１内に吐出する吐出孔３７と、先端に設けられ、下流に向かって拡径する中実のテーパ部３８と、を有する。【選択図】図２
2008161834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気液噴霧装置の先端に取り付けられるノズルであって、
圧縮空気を取り込む取込口を上流側に備えた中空円筒の外筒と、
前記外筒内に挿入され、上流側から液体を取り込む中空円筒の内筒と、
前記外筒内における前記内筒の軸方向の位置を調整する調整部と、を備え、
前記内筒は、前記液体が前記外筒内に吐出する吐出孔と、先端に設けられ、下流に向かって拡径する中実のテーパ部と、を有することを特徴とするノズル。
【請求項２】
前記調整部は、前記外筒に設けられた雄ねじ部と、前記内筒に設けられた雌ねじ部とにより構成されることを特徴とする請求項１記載のノズル。
【請求項３】
空気を圧縮して送り出す圧縮装置と、液体を供給する供給装置と、前記圧縮装置により圧縮された空気および前記供給装置より供給された液体をそれぞれ取り込んで噴霧状にして吐き出すノズルとを備える気液噴霧装置であって、
前記ノズルは、前記圧縮空気を取り込む取込口を上流側に備えた中空円筒の外筒と、前記外筒内に挿入され、上流側から液体を取り込む中空円筒の内筒と、前記外筒内における前記内筒の軸方向の位置を調整する調整部と、を備え、
前記内筒は、前記液体が前記外筒内に吐出する吐出孔と、先端に設けられ、下流に向かって拡径する中実のテーパ部と、
を有することを特徴とする気液噴霧装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水などの液体と圧縮された空気を取り込んで噴霧状にして吐き出すノズルおよび気液噴霧装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、降温のための気液噴霧装置が集客施設の入口などで用いられている。これは、霧状に噴霧された水の蒸発潜熱によって周囲の空気が冷却される作用を応用したものである。水の蒸発潜熱を利用する気液噴霧装置は、上記のような集客施設以外にも、ゴム焼却時に発生するガスを冷却するために焼却炉内に設けられたり、水の蒸発潜熱による冷却効果と水蒸気による窒息効果で火災を消火するための消火装置として室内に設けられたりしている。気液噴霧装置から噴霧される水の粒径が小さければ小さいほど水の蒸散が早まり、それだけ冷却効果も高まることから、気液噴霧装置に取り付けられるノズルには、水の粒径を小さくするための工夫がなされている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の二流体ノズルは、図４に示す通りであり、以下のようにして液体を微粒化させ噴射する。まず、中心軸線に沿って液体流路１０１を設け、外周に管状の外側気体流路１０２を設け、液体流路１０１の途中に液体分岐流路１０３を介設し、液体分岐流路１０３の再合流位置に旋回手段１０４を配置して液体を一次微粒化させる。次に、液体分岐流路１０３で囲まれた中央部位に中央気体流入部１０５を形成し、中央気体流入部１０５に外側気体流路１０２より気体を導入して、旋回して環状膜となった液体の中央に気体を衝突混合で導入して、二次微粒化させながら第１混合を行う。さらに、再合流されて気液混合流路１０６となる流路周面に、外側気体流路１０２を連通する気体流入孔１０７を設けて、気液混合流路１０６の混合流体に対して外周面より気体を衝突混合で流入して三次微粒化しながら第２混合を行わせて、噴射口１０８より気液混合ミストとして噴射させている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１５９８８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の二流体ノズルは、上記構成により液体を３回に渡って微粒化させ、気液混合ミストとして噴射させるとしているが、図４に示すように内部構造が非常に複雑であり、製造が困難であるとともに詰まり除去などのメンテナンスも行いにくい。
そこで本発明は、簡単な構造で液体を微粒化することができ、メンテナンスも容易に可能なノズルおよびこれを備えた気液噴霧装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため本発明は、気液噴霧装置の先端に取り付けられるノズルであって、圧縮空気を取り込む取込口を上流側に備えた中空円筒の外筒と、外筒内に挿入され、上流側から液体を取り込む中空円筒の内筒と、外筒内における内筒の軸方向の位置を調整する調整部と、を備え、内筒は、液体が外筒内に吐出する吐出孔と、先端に設けられ、下流に向かって拡径する中実のテーパ部と、を有することを特徴とする。
【０００７】
外筒の取込口から圧縮空気を取り込むと、取り込まれた圧縮空気は内筒と外筒との間に形成される隙間を旋回しながら下流側に向かって流れていく。そして、この圧縮空気の流れによって、内筒の上流側から取り込まれた液体は、圧縮空気に引きずられるようにして内筒の吐出孔から外筒内へ流れ出し、ひきちぎられながら圧縮空気と衝突することで微粒化され、ミスト状の混合流体となってノズルの先端部側へと流れていく。
【０００８】
ここで、圧縮空気と衝突させることで微粒化された液体は、混合流体の流速が落ちると再び結合して粒径が大きくなってしまうが、本発明では、内筒の先端に、下流に向かって拡径する中実のテーパ部を設けたことにより、ノズルの先端部では、外筒と内筒との間に、先端に向かって徐々に狭くなる流路が形成されているので、微粒化された液体と圧縮空気の混合流体は、速度を落とすことなく先端へ向かって流れていき、ミスト状態を保ったまま先端から噴出される。
【０００９】
また、本発明では、上述したテーパ部を設けたことにより、調整部により内筒の外筒内における軸方向の位置を調整することで、ノズル先端部における外筒と内筒との隙間の大きさを調整することができる。これにより、ノズル先端部から噴出させる混合流体の噴出量を容易に調整することもでき、また、液体に含まれる不純物等によって外筒と内筒のテーパ部との隙間に詰まりが発生した場合でも、調整部を操作するだけで容易に詰まりを解消することができる。
【００１０】
また、前記調整部は、外筒に設けられた雄ねじ部と、内筒に設けられた雌ねじ部とにより構成されるとよい。
上記構成により、簡易な構造で外筒内における内筒の軸方向の位置を容易に微調整することができる。
【００１１】
また、本発明の気液噴霧装置は、空気を圧縮して送り出す圧縮装置と、液体を供給する供給装置と、圧縮装置により圧縮された空気および供給装置より供給された液体をそれぞれ取り込んで噴霧状にして吐き出すノズルとを備える気液噴霧装置であって、ノズルは、圧縮空気を取り込む取込口を上流側に備えた中空円筒の外筒と、外筒内に挿入され、上流側から液体を取り込む中空円筒の内筒と、外筒内における内筒の軸方向の位置を調整する調整部と、を備え、内筒は、液体が外筒内に吐出する吐出孔と、先端に設けられ、下流に向かって拡径する中実のテーパ部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、気液噴霧装置の先端に取り付けられるノズルを、圧縮空気を取り込む取込口を上流側に備えた中空円筒の外筒と、外筒内に挿入され、上流側から液体を取り込む中空円筒の内筒と、外筒内における内筒の軸方向の位置を調整する調整部と、を備え、内筒は、液体が外筒内に吐出する吐出孔と、先端に設けられ、下流に向かって拡径する中実のテーパ部と、を有する構成としたことにより、簡単な構造で液体を微粒化することができ、また、圧縮空気と液体の混合流体の噴出量の調整やメンテナンスも容易に可能なノズルとすることができる。また、簡単な構造であるので、製造が容易なノズルとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態における気液噴霧装置について図面を用いて詳細に説明する。図１は、本実施の形態における気液噴霧装置の概略図である。図２は、本実施の形態における気液噴霧装置のノズルの縦断面図である。図３は、ノズルの分解斜視図である。
【００１４】
図１に示すように、本実施の形態における気液噴霧装置１は、空気を圧縮して送り出す圧縮装置としてのコンプレッサ１０と、水を供給する給水装置２０と、コンプレッサ１０により圧縮された空気および給水装置２０より供給された水をそれぞれ取り込んで噴霧状にして吐き出すノズル３０とを備える。
【００１５】
コンプレッサ１０は、従来公知のものを用いることができる。コンプレッサ１０とノズル３０とは、送風管１２を介して連結されており、送風管１２の途中には、空気の流量を調整する調整弁１１が設けられている。コンプレッサ１０によって、空気は圧縮された状態でノズル３０へと送られる。
【００１６】
給水装置２０はタンクなどに貯留された水をポンプなどによりノズル３０へと供給するものであり、給水装置２０とノズル３０とは、給水管２３を介して連結されている。給水管２３の途中には、水の流量を示す流量計２１と、水の流量を調整する調整弁２２が設けられている。給水装置２０によって、水はノズル３０に給水される。なお、気液噴霧装置１を設置する所に水道水を供給する水道管があれば、水道管の蛇口に直接給水管２３を差し込む構成としてもよい。
【００１７】
ノズル３０は、図２に示すように、中空円筒の外筒３１と、この外筒３１内に挿入される中空円筒の内筒３２により構成されている。本実施の形態では、外筒３１は、長さ１５．７ｍｍ、直径２７．２ｍｍ、厚さ３ｍｍに形成され、内筒３２は、長さ２１５ｍｍ、直径１３．８ｍｍ、厚さ２ｍｍに形成されている。
【００１８】
図２および図３に示すように、外筒３１の上流側には、圧縮空気を取り込む取込口３３が設けられている。取込口３３は、外筒３１の上端から約３８ｍｍ下方に形成されている。取込口３３の上端部には約１２ｍｍに渡って雄ねじ３３ａが形成されており、送風管１２と螺合可能となっている。また、外筒３１の上端部には約２５ｍｍに渡って雄ねじ部３４が形成されている。
【００１９】
内筒３２の上端部には約１２ｍｍに渡って雄ねじ３２ａが形成されており、給水管２３と螺合可能となっている。図２および図３に示すように、内筒３２には、内筒３２の上端から５０ｍｍ下方の上部外側面から連設されたフランジ部３５が設けられており、フランジ部３５の内側面には、外筒３１に形成された雄ねじ部３４と螺合する雌ねじ部３６が形成されている。本実施の形態では、雄ねじ部３４と雌ねじ部３６とが、外筒３１内における内筒３２の軸方向の位置を調整する調整部として機能する。
【００２０】
図２および図３に示すように、内筒３２の下部外周面には、上端から取り込まれた水を外筒３１内に吐出するための直径５ｍｍの吐出孔３７が等間隔に４カ所設けられている。また、内筒３２の先端には、下流に向かって拡径する長さ２５ｍｍの中実のテーパ部３８が設けられている。テーパ部の先端の直径は２０ｍｍであり、外周面は約１３．５°の傾斜角で傾斜している。
【００２１】
次に、本実施の形態における気液噴霧装置１の使用態様について説明する。
【００２２】
まず、気液噴霧装置１を動かす前に、ノズル３０の微調整を行う。内筒３２を外筒３１内に挿入し、雄ねじ部３４と雌ねじ部３６とを螺合させることで、内筒３２の軸方向の位置を調整する。これにより、外筒３１の先端とテーパ部３８とで形成される隙間ｄの大きさを所望とする量に調整し、ノズル先端から噴出させる気液噴霧量を調整する。なお、外筒３１の先端面とテーパ部３８の先端面とが一致する場合が最も隙間ｄが狭く、以下、テーパ部３８を外筒３１から突出させていくことで徐々に隙間ｄを広くすることができる。
【００２３】
ノズル３０の微調整を行ったら、コンプレッサ１０を作動させ、圧縮空気を、風量を調整弁１１で調整しながら外筒３１の取込口３３へと送る。また同時に、給水装置２０を作動させ、水を、流量を流量計２１で見て調整弁２２で調整しながら内筒３２へと送る。
【００２４】
取込口３３から取り込まれた圧縮空気は、内筒３２と外筒３１との間に形成される隙間を旋回しながら下流側に向かって流れていく。この圧縮空気の流れによって、内筒３２に取り込まれた水は、圧縮空気に引きずられるようにして吐出孔３７から外筒３１内へ流れ出すとともに細かくひきちぎられていく。そして、外筒３１内へ流れ出した水は圧縮空気と衝突することで微粒化され、ミスト状の混合流体となってノズルの先端部側へと流れていく。
【００２５】
図２に示すように、ノズルの先端部ではテーパ部３８によって、外筒３１と内筒３２との間に、先端に向かって徐々に狭くなる流路が形成されているので、微粒化された水と圧縮空気の混合流体は、速度を落とすことなく先端へ向かって流れ、ノズル先端の隙間ｄから噴出する。
【００２６】
本実施の形態では、上述したように、内筒３２の先端にテーパ部３８を設けたことにより、微粒化された水と圧縮空気との混合流体の速度を落とすことなくノズル先端から噴出させることができるので、流速の低下による水の再結合を防ぐことができ、ミスト状態を保ったままノズル先端の隙間ｄから噴出させることができる。
【００２７】
また、水に含まれる不純物等によって隙間ｄに詰まりが発生した場合は、雄ねじ部３４と雌ねじ部３６の螺合状態を調整して、テーパ部３８を外筒３１から突出させていくことで隙間ｄを大きくし、詰まりを解消することができる。また、外筒３１と内筒３２とは雄ねじ部３４と雌ねじ部３６とで螺合させているだけであるので、螺合を解除すれば、外筒３１から内筒３２を取り出すことができ、吐出孔３７や管内の洗浄なども容易に行うことができる。
【００２８】
以上のように、本実施の形態におけるノズル３０は、簡単な構造で水を微粒化することができるとともに、噴霧量の調整やメンテナンスも容易に行うことができる。なお、本実施の形態では、取込口３３は外筒３１の軸中心に向かって直交するように設けられているが、これに限らず、外筒３１の接線方向に向かって傾斜した状態で設けたり、外筒３１の軸に対して傾斜した状態で設けたりしてもよい。また、吐出孔３７の数や形状も上記実施の形態に限るものではなく、５つ以上設けたり楕円形状にしたりしてもよい。さらに、テーパ部３８の傾斜角度も上記本実施の形態に限るものではなく、所望の噴霧量が得られるように任意に設定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、水などの液体と圧縮された空気を取り込んで噴霧状にして吐き出すノズルおよび気液噴霧装置として用いることができる。特に、本発明は、簡単な構造で液体を微粒化することができるとともにメンテナンスも容易に可能なノズルおよびこれを備えた気液噴霧装置として好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本実施の形態における気液噴霧装置の概略図である。
【図２】本実施の形態における気液噴霧装置のノズルの縦断面図である。
【図３】ノズルの分解斜視図である。
【図４】従来のノズルの断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  気液噴霧装置
１０  コンプレッサ
１１  調整弁
１２  送風管
２０  給水装置
２１  流量計
２２  調整弁
２３  給水管
３０  ノズル
３１  外筒
３２  内筒
３２ａ  雄ねじ
３３  取込口
３３ａ  雄ねじ
３４  雄ねじ部
３５  フランジ部
３６  雌ねじ部
３７  吐出孔
３８  テーパ部
【図１】
2008161834.tif 000003
【図２】
2008161834.tif 000004
【図３】
2008161834.tif 000005
【図４】
2008161834.tif 000006