【手続補正書】
【提出日】平成19年5月9日(2007.5.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  中細ノズル部の最小断面部の手前に形成したラッパ部に沿わせて、該ラッパ部の途中に気体噴射口を開口するとともに、その気体噴射口の内方に洗浄液の噴射口を形成し、気体を洗浄液より高速で噴射することにより前記洗浄液を液滴状にするとともに、その後方において更に加速して噴射するように構成したことを特徴とする洗浄ノズル。
【請求項２】  前記気体噴射口の軸線方向の断面積を開口部へ向けて徐々に縮小して気体を加速するように構成した請求項１に記載の洗浄ノズル。
【請求項３】  前記気体噴射口の開口部における気体通路断面積と前記最小断面部の断面積が略等しいか又は前記最小断面部の断面積が若干大きくなるように設定した請求項１又は２に記載の洗浄ノズル。
【請求項４】  前記気体噴射口の開口部における気体通路断面積と前記最小断面部の断面積との比を１：１〜１．３とした請求項１〜３のいずれか一項に記載の洗浄ノズル。
【請求項５】  前記洗浄液の噴射口から前記中細ノズル部の先端部までの長さをその中細ノズル部の最小径部の直径の１０〜５０倍とした請求項１〜４のいずれか一項に記載の洗浄ノズル。
【請求項６】  前記気体噴射口の上流側に粉粒体を供給可能に構成した請求項１〜５のいずれか一項に記載の洗浄ノズル。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明では、中細ノズル部の最小断面部の手前に形成したラッパ部に沿わせて、該ラッパ部の途中に気体噴射口を開口するとともに、その気体噴射口の内方に洗浄液の噴射口を形成し、気体を洗浄液より高速で噴射することにより前記洗浄液を液滴状にするとともに、その後方において更に加速して噴射するという技術手段を採用した。本発明によれば、中細ノズル部の最小断面部の手前のラッパ部において、そのラッパ部に沿わせて気体噴射口を形成したことから、気体の噴射流が中央部に集束しながら洗浄液の噴射流と効果的に混合すると同時に、気液混合によって形成された液滴が加速される。しかる後、そのラッパ部で形成され加速された洗浄液の液滴は、さらに前記最小断面部の後方において、中細ノズルの増速現象によって効果的に加速される。なお、最小断面部の後方のテーパ部は、音速ないし超音速に達する場合に限らず、音速以下の領域においても、管壁での損失が小さく気液混合流の減速が少ないなどの、液滴の高速噴射に有効な利点を有する。すなわち、本発明では、以上のように中細ノズル部の最小断面部の手前のラッパ部における効果的な気液混合による良好な液滴の生成及び加速作用と、最小断面部の後方における液滴の更なる加速及び混合作用とが相俟って、簡単な構成により、均一性の良好な液滴を安定的に高速噴射させることができる。しかも、噴射ノズル部の形状として中細状を採用しているので、気体の噴射条件やノズル内の形状等を相関的に設定することにより、ラバール管の増速現象を活用して液滴の噴射速度を音速ないし超音速まで上昇させることも可能である。したがって、特に頑固な汚れに対する洗浄作用の向上にきわめて有効である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
なお、前記気体噴射口の開口部の軸線方向の断面積を開口部へ向けて徐々に縮小することにより、気体の噴射速度を更に加速することができる（請求項２）。また、前記気体噴射口の開口部における気体通路断面積と前記最小断面部の断面積が略等しいか又は前記最小断面部の断面積が若干大きくなるように設定すれば、流通路の全体を通じて流速の低下が抑えられ、高速で安定した気液混合流が得られる（請求項３）。例えば、前記気体噴射口の開口部における気体通路断面積と前記最小断面部の断面積との比を１：１〜１．３に設定することができる（請求項４）。前記洗浄液の噴射口から前記中細ノズル部の先端部までの長さは、その中細ノズル部の最小径部の直径の１０〜５０倍が、良好な気液混合流の形成に好適である（請求項５）。さらに、前記気体噴射口の上流側に粉粒体を供給するように構成してもよい（請求項６）。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明に係る洗浄ノズルは、自動車、ビルの壁面、壜、食器等の種々の洗浄に広く適用することができる。前記気体としては、大気を圧縮した圧力エアのほか、加熱した高温気体や蒸気などの高温高圧気体を使用することも可能である。また、前記洗浄液としては、水道水などの水や、必要に応じて界面活性剤などの添加剤を加えて洗浄力や殺菌力等を向上した適宜の液体の使用が可能である。この場合、洗浄液を高圧ポンプ等により適度に加圧して噴射させれば、より強い洗浄力を得ることができる。さらに、前記気体噴射口の上流側に炭酸水素ナトリウムやアルミナ等の研掃材などからなる適宜の粉粒体を混入することも可能である。なお、洗浄ノズルから噴射される気液混合流の形態は、その噴射ノズルの各部の具体的な寸法や前記気体及び洗浄液の導入条件により調整することができる。その主な形態は、多量の圧力気体を主体として適量の液体を加えるという形態であり、気液混合により形成される液滴の大きさに関しては、洗浄液の噴射量等を加減することにより、細かい霧状のものから大粒のものまで洗浄形態に応じて設定することが可能である。さらに、液滴の噴射速度は、音速ないし超音速まで上昇させることも可能であるが、音速以下で使用する形態も可能である。なお、気体噴射口は、以下の実施例のようにリング状の間隙からなる形態のほか、複数の孔部をリング状に列設してなる形態も可能である。また、洗浄液の噴射口に関しても、以下の実施例のように１個の孔部からなる形態のほか、複数の孔部を形成してなる形態も可能である。さらに、ラッパ部や噴射ノズル部の流通路の断面形状は、円形のものに限られず、偏平状のものも可能である。また、気体噴射口を形成するラッパ部の内面ないし洗浄液噴射部の外面の形状は、複数段階の傾斜面から形成したものでも曲面状のものでもよい。また、前記最小断面部より後方の気液混合流の流通路は、テーパ状のものと直管状のものを組合わせて形成する形態も可能である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
図２に示したように、前記筒状本体部１２の内面と洗浄液供給部４の外面との間には、気体の流通路２を構成する間隙部２２が形成されており、中細ノズル部１４へ連通している。中細ノズル部１４は、本実施例では、ラッパ部を一体的に形成した第１ノズル部材２３に流通路が末広がりのテーパ状に形成された第２ノズル部材２４を接続して長尺の中細ノズル部として形成されている。なお、第１ノズル部材２３は、傾斜部として後方へ向けて徐々に縮径された３段階からなるテーパ部２５〜２７が形成されており、その最前のテーパ部２５と前記洗浄液噴射部１６の外面に形成されたテーパ部２８との間に形成される気体噴射口２９からの気体の噴射線が流通路３０の最小断面部を構成する最小径部３１より上流側で集束するように構成されている。また、本実施例では、テーパ部２５と２８との間隙を開口部へ向けて徐々に縮小して気体噴射口２９の軸線方向の断面積を徐々に縮小することにより、その気体噴射口２９内を通過する圧力気体を更に加速するように構成している。なお、粉粒体を供給する場合には、粉粒体は、気体噴射口２９内で気体と共に加速されるともに、開口部から噴射後も液滴と同様に更に加速される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
次に、本発明の特徴に関して説明する。先ず、第１の特徴部分は、前記気体噴射口２９のように、気体の噴射口が中細ノズル部１４のラッパ部、本実施例ではラッパ部を構成するテーパ部２５〜２７の中の最前のテーパ部２５の形状に沿って形成され、しかもその気体噴射口２９の開口部がラッパ部の途中で開口されていることである。そして、気体噴射口２９からの気体の噴射速度を洗浄液より高速に設定することにより、気体噴射口２９から噴射される高速の圧力気体流は、テーパ部２５に沿って中央部に集束しながら噴射口２０から噴射される洗浄液をまき込んで液滴を形成すると同時に、圧力気体の有するエネルギを液滴に移乗して加速することになる。また、第２の特徴部分は、ラッパ部を構成する最後部のテーパ部２７に連なる部分に、中細ノズル部１４の内部に形成される気液混合流の流通路３０の最小断面部を構成する最小径部３１を形成し、その下流側を末広がり状のテーパ部３２とした点である。すなわち、気液混合流の流通路３０の最小径部３１を境に、手前にラッパ部、後方に末広がり状のテーパ部を形成した点で特徴を有し、前述のラバール管の増速現象によりテーパ部３２から噴射される液滴の流速を音速ないし超音速に上昇させることも可能である。なお、音速以下の領域においても、管壁での損失が小さく気液混合流の減速が少ないなどの、液滴の高速噴射に有効な利点を有する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
図４は本発明の他の実施例を示した縦断面図であり、図５はその要部拡大図である。図示のように、本実施例に係る洗浄ノズル３３は、中細ノズル部３４の最小断面部としての最小径部３５の手前に形成するラッパ部を２段のテーパ部３６，３７から構成し、その上流側のテーパ部３６に沿って気体噴射口３８を形成したものである。気体噴射口３８は、中細ノズル部３４側のテーパ部３６と洗浄液噴射部３９側のテーパ部４０との間に形成され、その気体噴射口３８の開口部に向けて手前の気体通路の縦断面積が徐々に縮小されて気体を加速するように構成されている。なお、前記気体噴射口３８は、その開口部が２段のテーパ部３６と３７のほぼ境界部に位置するように配置されている。本実施例は、前記実施例と同様に、気体噴射口３８の通路の軸線方向の断面積を開口部に向けて徐々に縮小するように形成してラッパ部における気体の加速作用を促進するように構成したものであり、前記最小径部３５の後方に形成されたテーパ部４１と相俟って、前記実施例と同様の機能を奏するものである。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
図６は本発明のさらに他の実施例を示した縦断面図であり、図７はその要部拡大図である。図示のように、本実施例に係る洗浄ノズル４２は、洗浄液噴射部４３の外面に形成された２段階のテーパ部４４，４５と中細ノズル部４６の上流側端部に形成された２段階のテーパ部４７，４８から構成されるラッパ部との間で通路断面積が徐々に絞られ、図７に示したように、テーパ部４５とテーパ部４８との間に平行に形成された気体噴射口４９を経て気体が高速で噴射されるように構成されている。そして、気体噴射口４９から噴射された高速の圧力気体は、前記ラッパ部において洗浄液噴射部４３の噴射口５０から噴射される洗浄液と混合しながら加速されるとともに、中細ノズル部４６の最小断面部を構成する最小径部５１の後方のテーパ部５２により加速及び混合作用を受け、それらが相俟って前記実施例と同様の機能を奏するものである。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
図８は本発明のさらに他の実施例を示した縦断面図であり、図９はその要部拡大図である。図示のように、本実施例に係る洗浄ノズル５３は、中細ノズル部５４の最小断面部としての最小径部５５の手前に形成するラッパ部を曲面部５６から構成し、その曲面部５６に沿って気体噴射口５７を形成したものである。その気体噴射口５７は、前記中細ノズル部５４側の曲面部５６と洗浄液噴射部５８側のテーパ部５９，６０との間に形成される。以上のように、本実施例は、ラッパ部を曲面部５６から構成することにより、中細ノズル部５４の最小径部５５の手前のラッパ部における気液の混合作用を促進するように構成したものであり、前記最小径部５５の後方に形成されたテーパ部６１と相俟って、前記実施例と同様の機能を奏するものである。なお、洗浄液噴射部５８側の外面形状に関しても、テーパ部５９，６０に替えて曲面状を採用してもよい。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、次の効果を得ることができる。
（１）気体噴射口をラッパ部に沿わせて形成したので、気体の噴射流が中央部に集束しながら洗浄液と効果的に混合されると同時に、気液混合により形成された液滴が加速される。しかも、その中細ノズル部の最小断面部の手前のラッパ部における気液の混合作用及び加速作用と、後方のテーパ部におけるラバール管の増速現象を活用した液滴の更なる加速作用及び混合作用とが相俟って、簡単な構成により、強力で均一性の良好な液滴流を安定的に得ることができる。したがって、特に頑固な汚れに対する洗浄作用などの向上にきわめて有効である。
（２）中細ノズルを採用しているので、ラバール管の増速現象を活用することにより、洗浄ノズルからの噴射速度を音速ないし超音速まで上昇させることも可能である。
（３）前記気体噴射口の開口部の軸線方向の断面積を開口部へ向けて徐々に縮小するように形成すれば、前記ラッパ部の途中に噴射される際の気体の流速を高めて、気液の混合作用を更に促進できる。
（４）前記気体噴射口の開口部における気体通路断面積と前記最小断面部の断面積が略等しいか又は最小断面部の断面積が若干大きくなるように、それらの断面積の比を例えば１：１〜１．３に設定すれば、流通路の全体を通じて流速の低下が抑えられ、高速で安定した気液混合流が得られる。
（５）前記気体噴射口の上流側に粉粒体を供給するように構成すれば、粉粒体の剥離作用が加わり、特に頑固な汚れに対する洗浄作用を更に向上することができる。