(57)【要約】  ノズル本体と下流側の空気キャップとを有するスプレーノズル組立体。空気キャップは、液体がそこを通じて導かれる中央開口部と、空気キャップ開口部の中央流れ軸線に対して複合角度に向けられた複数の周方向に離間した空気通路であって、加圧空気流ストリームを導き、この加圧空気流ストリームは、放出液体と相互作用して液体を霧化しながら、霧化を高めるために霧化された液体に接線方向を付与し、旋回運動を行わせて、液体をフルコーンスプレーパターンにする、周方向に離間した空気通路とを有する。空気キャップは、一体的に形成されたスプレー先端部を有していてもよいし、別個のスプレー先端部がノズル本体に関連づけられていてもよい。空気キャップは、液体および空気のストリームがその中に導かれる下流側円錐状凹部を備えて形成されてもよく、あるいは空気キャップ内で液体を内部で霧化するように設計されてもよい。【選択図】  図１
2018533465.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スプレーノズル組立体であって、
液体流路を有するノズル本体であって、前記液体流路が、加圧液体供給部に連結されており、前記スプレーノズル組立体からの放出のために、前記ノズル本体を通じて液体を導き、
前記ノズル本体が、加圧空気供給部に連結するための少なくとも１つの空気通路を有する、ノズル本体と、
前記ノズル本体の放出端部に装着された空気キャップと
を備え、
前記空気キャップが、中央開口部を有し、前記ノズル本体を通じて導かれた液体が、前記中央開口部を通過して、前記空気キャップの前記開口部の中央流れ軸線に沿って前記スプレーノズル組立体から放出され、前記空気キャップが、前記中央開口部の周りに、前記ノズル本体の前記少なくとも１つの空気通路と連通する第１の複数の周方向に離間した空気導出通路を有し、
前記複数の周方向に離間した空気通路が、前記空気キャップの前記中央開口部の前記中央流れ軸線に対して複合角度に向けられて加圧空気流ストリームを導き、前記加圧空気流ストリームが、前記スプレーノズル組立体から放出される液体と相互作用して、放出液体流ストリームを霧化しながら、前記霧化された液体に接線方向を付与し、前記接線方向の付与が、霧化を高め、前記放出される液体に旋回運動を行わせて、前記放出される液体を、液体粒子が拡張円錐状スプレーパターンにわたって分散されるスプレーパターンにする、
スプレーノズル組立体。
【請求項２】
前記空気キャップの前記周方向に離間した空気通路が、軸線を有し、前記軸線が、前記空気キャップの前記開口部の前記中央流れ軸線に平行な平面内でみたときに、前記中央流れ軸線に対して鋭角に延びており、前記中央流れ軸線に垂直な平面内でみたときに、前記スプレーノズル組立体から放出される液体に接線方向を付与してフルコーンスプレーパターンを形成するように向けられている、請求項１に記載のスプレーノズル組立体。
【請求項３】
前記ノズル本体の下流側端部に配設されたスプレー先端部を含み、前記スプレー先端部が、前向きに延びる縮径したノーズ部を有し、前記ノーズ部が、前記空気キャップの前記中央開口部内に配置されており、前記ノーズ部の放出オリフィスから放出される前記液体流ストリームを加速させる、請求項２に記載のスプレーノズル組立体。
【請求項４】
前記空気キャップが、前記ノズル本体の前記少なくとも１つの空気通路と前記空気キャップの前記複数の周方向に離間した空気通路との間を連通させる内部環状空気チャンバを形成している、請求項２に記載のスプレーノズル組立体。
【請求項５】
前記空気キャップの前記複数の周方向に離間した空気通路の各々が、軸線を有し、前記軸線が、前記中央流れ軸線に平行な平面内でみたときに、前記空気キャップの前記開口部の前記中央流れ軸線に対して４０から５０度の間の鋭角で延びており、前記空気キャップの前記開口部の前記中央流れ軸線に垂直な平面内でみたときに、前記空気通路の下流側端部において前記空気キャップの前記複数の周方向に離間した空気通路の中心を通る円に対して接線方向の線として延びている、請求項１に記載のスプレーノズル組立体。
【請求項６】
前記空気キャップの前記複数の周方向に離間した空気通路が、軸線を有し、前記軸線が、前記中央流れ軸線に平行な平面内でみたときに、前記中央流れ軸線に対して鋭角に延びており、前記中央流れ軸線に垂直な平面内でみたときに、前記空気通路の下流側端部において前記複数の周方向に離間した空気通路の中心を通る円に対して接線方向の線に対して１０度以内に向けられている、請求項１に記載のスプレーノズル組立体。
【請求項７】
前記複数の周方向に離間した空気通路のうち互いに反対側にある前記空気キャップの前記空気通路が、互いに平行な関係で向けられた軸線を有する、請求項１に記載のスプレーノズル組立体。
【請求項８】
前記空気キャップの下流側端部が、下流側方向に外方に傾斜した第１の中央の内方に向いた円錐台形凹部を備えて形成されており、前記空気キャップの前記複数の空気通路が、前記円錐台形凹部によって連通し、前記円錐台形凹部内に連通している、請求項１に記載のスプレーノズル組立体。
【請求項９】
前記空気キャップが、前記ノズル本体の前記少なくとも１つの空気通路と、前記空気キャップの前記複数の周方向に離間した空気通路との間を連通させる内部環状空気チャンバを形成しており、前記空気キャップの前記中央開口部および前記スプレー先端部の前記ノーズ部が、前記内部環状空気チャンバとの間で連通する環状空気流路を形成して、環状加圧空気流ストリームを、前記スプレー先端部から放出される液体の近くに導いて、前記円錐状スプレーパターンの角度を制御しながら前記放出される液体の霧化を高める、請求項１に記載のスプレーノズル組立体。
【請求項１０】
前記空気キャップが、前記空気キャップの前記中央開口部を形成するとともに前記ノズル本体の前記液体流路と連通する一体的に形成されたスプレー先端部を有し、前記一体的に形成されたスプレー先端部が、その下流側端部に放出オリフィスを形成しており、前記放出オリフィスを通じて、液体が前記スプレーノズル組立体から放出されて、前記空気キャップの前記周方向に離間した空気通路からの加圧空気流ストリームによる相互作用を受ける、請求項１に記載のスプレーノズル組立体。
【請求項１１】
前記空気キャップが、前記第１の円錐状凹部の上流側に、前記第１の円錐状凹部より小さい円錐角を有する第２の円錐状凹部を備えて形成されており、前記空気キャップが、前記第２の円錐状凹部によって連通する第２の複数の周方向に離間した空気通路を備えて形成されており、それによって、前記第２の複数の周方向に離間した空気通路が、前記第１の円錐状凹部と連通する前記周方向に離間した空間通路からの前記放出液体流ストリームと相互作用する加圧空気流ストリームの上流側で、前記スプレーノズル組立体から放出される液体と相互作用し、前記第２の複数の周方向に離間した凹部の直径が、前記第１の円錐状凹部によって連通する前記加圧空気通路より小さい、請求項８に記載のスプレーノズル組立体。
【請求項１２】
前記第２の複数の加圧空気通路が、前記第１の円錐状凹部によって連通する前記加圧空気通路の直径の約１／３の直径を有する、請求項１１に記載のスプレーノズル組立体。
【請求項１３】
前記第２の複数の周方向に離間した空気通路が、前記第１の複数の空気通路の中間に周方向に配置されている、請求項１１に記載のスプレーノズル組立体。
【請求項１４】
前記第２の周方向に離間した空気通路が、前記ノズル本体の前記中央流れ軸線と交差関係に延びる軸線を有する、請求項１２に記載のスプレーノズル組立体。
【請求項１５】
スプレーノズル組立体であって、
液体流路を有するノズル本体であって、前記液体流路が、加圧液体供給部に連結されており、前記スプレーノズル組立体からの放出のために、前記ノズル本体を通じて液体を導き、
前記ノズル本体が、加圧空気供給部に連結するための少なくとも１つの空気通路を有する、ノズル本体と、
前記ノズル本体の放出端部に装着された空気キャップと
を備え、
前記空気キャップが、下流側方向に外方に傾斜した中央の内方に向いた円錐台形凹部を備えて形成されており、
前記空気キャップが、前記円錐状凹部と共に中央に配設された一体的に形成されたスプレー先端部を有し、
前記スプレー先端部が、前記ノズル本体の前記液体流路と連通する中央液体流路を有し、下流側端部に、加圧液体が放出される液体放出オリフィスを形成しており、
前記空気キャップが、前記スプレー先端部の前記放出オリフィス周りに、複数の周方向に離間した空気導出通路を備えて形成されており、前記複数の周方向に離間した空気導出通路が、前記ノズル本体の前記少なくとも１つの空気通路との間で連通し、前記円錐状凹部によって連通し、前記円錐状凹部内に連通して、加圧空気流ストリームを導き、前記加圧空気流ストリームが、前記スプレー先端部の前記放出オリフィスから放出される液体と相互作用して放出液体流ストリームを霧化する、
スプレーノズル組立体。
【請求項１６】
前記空気導出通路が、前記スプレー先端部の前記液体流路の中央流れ軸線と交差関係に延びる流れ軸線を有する、請求項１５に記載のスプレーノズル組立体。
【請求項１７】
前記スプレー先端部が、前記円錐状凹部内に配置され、下流側方向に突起する中空ドームの形態であり、前記ドームが、その下流側端部に前記スプレー先端部の前記放出オリフィスを備えて形成されており、前記スプレー先端部の前記放出オリフィスが、前記円錐状凹部によって連通し、前記円錐状凹部内に連通する前記周方向に離間した空気通路の放出端部の下流側に配置されている、請求項１６に記載のスプレーノズル組立体。
【請求項１８】
スプレーノズル組立体であって、
中央液体流路を有するノズル本体であって、前記中央液体流路が、加圧液体供給部に連結されており、前記スプレーノズル組立体からの放出のために、前記ノズル本体を通じて液体を導き、
前記ノズル本体が、加圧空気供給部に連結するための少なくとも１つの空気通路を有する、ノズル本体と、
前記ノズル本体の放出端部に装着された空気キャップと
を備え、
前記空気キャップが、前記キャップの下流側端部に、下流側方向に外方に傾斜した円錐状凹部を備えて形成されており、
前記空気キャップが、前記円錐状凹部内の中央に配設された一体的に形成されたスプレー先端部を有し、前記スプレー先端部が、下流側端部に放出オリフィスを有する中空ドームの形態であり、
前記空気キャップが、前記ノズル本体の前記液体通路と前記スプレー先端部の前記放出オリフィスとの間を連通させる液体通路を備えて形成されており、
前記空気キャップが、前記ノズル本体の前記少なくとも１つの空気通路と、前記スプレー先端部の前記放出オリフィスの上流側の前記空気キャップの前記液体流路との間を連通させる複数の加圧空気通路を備えて形成されており、それによって加圧空気を前記空気キャップの前記液体流路内に導いて、前記スプレー先端部の前記放出オリフィスからの放出前に液体と内部で相互混合し、前記液体を霧化する、
スプレーノズル組立体。
【請求項１９】
前記空気導出通路が、前記スプレー先端部の前記液体流路の中央流れ軸線と交差関係に延びる流れ軸線を有する、請求項１８に記載のスプレーノズル組立体。
【請求項２０】
前記スプレー先端部の前記放出オリフィスが、前記周方向に離間した空気通路の放出端部の下流側に配設されている、請求項１８に記載のスプレーノズル組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願との相互参照
[0001]本特許出願は、参照により組み込まれる２０１５年１０月２日に出願された米国仮特許出願第６２／２３６，４８９号明細書の利益を主張する。
【０００２】
[0002]本発明は、スプレーノズル組立体に関し、より詳細には、加圧空気を利用して放出スプレーパターンの液体霧化および成形を容易にするアシスト式スプレーノズル組立体に関する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]液体スプレーを放出するための中央スプレー先端部と、スプレーパターンを成形するためにスプレー先端部に包囲関係で装着された別個の空気キャップとを使用する、スプレーノズル組立体が知られている。しかし、そのようなスプレーノズル組立体は、多くのコーティング用途において必要である均一のフルコーンスプレーパターンを、特にスラリーおよび霧化がより難しい液体をスプレーするときに生成するのに効果的ではなかった。
【０００４】
[0004]本出願人の米国特許第８，９６０，５７１号明細書に示されるものなどのスプレーノズル組立体が知られており、この組立体は、液体と横断方向に相互作用して霧化するための径方向に向けられる空気ストリームの第１の組と、液体を円錐状スプレーパターンに形成するための接線方向空気ストリームの第２の組とを付与する。そのようなスプレーノズル組立体は、精密に機械加工されなければならないか、または別の形で形成されなければならない複数の部品を含む。加圧空気を用いてスラリーをノズルの内部またはノズルの外部で霧化するための他の提案もまた、構造が比較的複雑で高価であるか、またはフルコーンスプレーパターンを生成するには効果的でない。
【発明の概要】
【０００５】
[0005]本発明の目的は、スラリーまたは他の霧化するのが難しい液体をスプレーするための改良された加圧空気アシスト式スプレーノズル組立体であって、作動が効果的でありながら構造が比較的簡単である、加圧空気アシスト式スプレーノズル組立体を提供することである。
【０００６】
[0006]別の目的は、実質的に均一な粒子分布を有するフルコーンスプレー放出を生成するのに効果的である、上記で特徴付けるような外部混合スプレーノズル組立体を提供することである。
【０００７】
[0007]さらなる目的は、特定のスプレー用途に合わせてノズルの内部または外部で液体加圧空気霧化するように容易に変更される設計を有する、前述のタイプのスプレーノズル組立体を提供することである。
【０００８】
[0008]別の目的は、スラリーおよび他の霧化が難しい液体を含む液体のフルコーンスプレーパターンを生成するのに効果的である、統合された液体スプレーノズルおよび空気キャップを有する上記種類のスプレーノズル組立体を提供することである。
【０００９】
[0009]本発明の他の目的および利点は、以下の詳細な説明を読み、図面を参照して明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明によるスプレーノズル組立体の１つの実施形態の長手方向断面図である。
【図２】放出液体のフルコーンスプレーパターンを示す、図示するスプレーノズル組立体の中央流れ軸線に垂直な平面内の横断方向図である。
【図３】図示するスプレーノズル組立体の空気キャップの拡大された下流側端面図である。
【図４】図３の線４−４の平面内でとられた図示する空気キャップの長手方向断面図である。
【図５】図３の線５−５の平面内でとられた図示する空気キャップの断面図である。
【図６】一体型の液体スプレーノズルおよび空気キャップを有するスプレーノズル組立体の代替的実施形態の長手方向断面図である。
【図６Ａ】図６に示すスプレーノズル組立体の下流側端面図である。
【図６Ｂ】図６および図６Ａに示すスプレーノズル組立体の円錐状スプレー放出の断面図である。
【図７】一体型の液体スプレーノズルおよび空気キャップの代替的実施形態の長手方向断面図である。
【図７Ａ】図７に示す一体型の液体スプレーノズルおよび空気キャップの下流側端面図である。
【図８】一体品である液体スプレーノズルおよび空気キャップの別の代替的実施形態を有するスプレーノズル組立体の長手方向断面図である。
【図８Ａ】図８に示すスプレーノズル組立体の下流側端面図である。
【図８Ｂ】図８および図８Ａに示すスプレーノズル組立体からの比較的小径の円錐状スプレーパターン放出の横断面図である。
【図９】一体型の液体スプレーノズルおよび空気キャップのさらに別の実施形態を有するスプレーノズル組立体の長手方向断面図である。
【図９Ａ】図９に示すスプレーノズル組立体の下流側端面図である。
【図９Ｂ】図９および図９Ａに示すスプレーノズル組立体によって放出される平坦なスプレーパターンの横断面図である。
【図１０】一体品であるスプレーノズルおよび空気キャップを有するスプレーノズル組立体の別の実施形態の長手方向断面図である。
【図１０Ａ】図１０に示すスプレーノズル組立体の下流側端面図である。
【図１０Ｂ】図１０および図１０Ａに示すスプレーノズル組立体によって生成される比較的小径の円錐状スプレーパターンの横断面図である。
【図１１】一体品であるスプレーノズルおよび空気キャップを有するスプレーノズル組立体の代替的実施形態の長手方向断面図である。
【図１１Ａ】図１１に示すスプレーノズル組立体の下流側端面図である。
【図１１Ｂ】図１１および図１１Ａに示すスプレーノズル組立体によって生成された平坦なスプレーパターンの横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
[0032]本発明は、さまざまな改変および代替構成が可能であるが、その特定の例示的な実施形態が図面に示されており、以下で詳細に説明する。しかしながら、本発明を開示する特定の形態に限定する意図はなく、これとは反対に、本発明の精神および範囲内に入るすべての改変、代替構成および等価物をカバーすることを意図するものであることを理解されたい。
【００１２】
[0033]次に図面の図１〜図５を参照すれば、本発明による加圧空気アシスト式液体スプレーノズル組立体１０の例示的な実施形態が示されており、これは、フルコーンスプレーパターン、すなわち液体粒子がそのパターンにわたって分散された円錐状スプレーパターンパターンをスプレーするのに効果的である。スプレーノズル組立体１０は、基本的にノズル本体１１と、下流側空気キャップ１２とを備える。この場合のノズル本体１１は、加圧液体供給部に連結された中央液体供給通路１５と、中央液体供給通路１５から周方向にずらされた、適切な加圧空気供給部と結合するための１つまたは複数の加圧空気供給通路１６とを有する従来のスプレーガンまたはヘッド１４内に装着するための雄ねじ付き上流側ステム１３を有する。ノズル本体１１は、ヘッド１４の液体供給通路１５と連通する中央液体流路１８を有し、スプレー先端部２０が、従来の方法で下流側端部に固定式に装着されている。スプレー先端部２０は、縮径した前方に延びるノーズ部２１を有し、このノーズ部は、ノーズ部２１の放出オリフィス２２から放出される液体流ストリームを加速する。この場合のノズル本体１１は、ヘッド１４の空気供給通路１６と連通する環状空気通路２４と、環状空気通路２４から内方向にノズル本体１１の放出端部と連通する複数の加圧空気流路２５とを備えて形成される。
【００１３】
[0034]空気キャップ１２は、スプレー先端ノーズ部２１と包囲関係に配設された中央開口部２８を有し、従来の方法でねじ付き結合リング２９によってノズル本体１１の下流側端部に固定される。この場合の空気キャップ１２は、スプレー先端部２０の周りに、ノズル本体空気流路２５と連通する内部環状空気チャンバ３０を形成する。
【００１４】
[0035]この実施形態の重要な特徴によると、空気キャップ１２は、中央液体通路１８の中央流れ軸線３６に対して複合角度に向けられた複数の周方向に離間した加圧空気放出通路３５と、スプレー先端部放出オリフィス２２とを有し、それによってスプレー先端部２０から放出される液体を霧化し、旋回させてフルコーンスプレーパターンにする。図示する空気キャップ１２は、６つの周方向に離間した空気放出通路３５を有し、これら通路の各々は、製造を容易にするために空気キャップ１２を通るそれぞれの直線軸線３８に沿って延びる。各空気放出通路３５の軸線３８は、中央流れ軸線３６に平行な平面内でみたとき（図４）、中央流れ軸線３６に対して４０度から５０度、好ましくは約４５度の鋭角αで延び、中央流れ軸線３６に垂直な平面でみたとき（図４）、空気放出通路３５の軸線３８は、その下流側端部に周方向に配置された空気放出通路３５の中心３８ａを通る円の接線方向の線として延びる（図４）。図示する実施形態では、図３に示す下流側端部から見て、円形アレイの互いに反対側にある空気放出通路３５の軸線３８は、互いに平行な関係にある。
【００１５】
[0036]空気キャップ１２が効率的な製造に適合することが、当業者に理解されるであろう。この目的のために、空気キャップ１２の下流側端部には、この場合約９０度の角度を形成する内方に向いた円錐台形凹部４５（図４）が形成される。空気放出通路３５は、上記で示したように、４５度の接線角度で旋回するようにドリルを向けた状態で円錐状凹部４５に対して垂直な関係で穿孔することによって形成されて、空気放出通路３５の接線向きをもたらすことができる。このように形成された直線状の空気放出通路３５は、円錐状凹部４５と空気キャップの内部環状空気チャンバ３０との間を連通させる。
【００１６】
[0037]そのような複合角度に向けられた空気キャップ１２の空気放出通路３５から放出される加圧空気流ストリームは、予期しないことに、スプレー先端部２０から放出される膨張液体と相互作用して、放出液体流ストリームを霧化しながら、液体スプレーに接線方向を付与し、それによって霧化を高めると共に、空気ストリームの接線方向により、液体粒子がスプレーパターン３７にわたって分散される、外方向に拡張する円錐状スプレーパターンにする旋回運動を行わせることを見出した（図２）。これらの円形アレイに対する空気放出通路３５の接線関係を変更することによって、円錐状スプレーパターンの角度をさらに制御することができることが見出された。接線方向の加圧空気のストリームを、円形アレイの空気放出通路３５の接線に対して小さい角度「φ１」（図３）などだけわずかに内方に向けると、接線方向の加圧空気ストリームは、放出液体により大きく衝突して、円錐状スプレーパターンの角度を狭める。他方で、空気放出通路３５の円形アレイに対する接線に対して空気放出通路を小さい角度「φ２」（図３）だけ外方に向けることにより、放出円錐状スプレーの拡張および拡大をさらに大きくすることができる。接線３８からのずれのそのような角度φ１およびφ２は、好ましくは１０度未満に維持される。本明細書の目的のために、空気放出通路３５の「複合角度」という用語は、空気放出通路３５の軸線３８が、中央流れ軸線３６に平行な平面内でみたときに、中央流れ軸線３６に対して鋭角に延び、中央軸線に垂直な平面でみたときに、十分に規定されたフルコーンスプレーパターンを形成するのに十分な、放出液体スプレーを通る接線方向を付与することを意味するよう意図している。
【００１７】
[0038]放出円錐状スプレーパターンの円錐角をさらに制御するために、空気キャップ１２の中央開口部２８は、スプレー先端部２０のノーズ部２１の周りに、内部空気チャンバ３０と連通する環状空気流路２８ａを形成して、環状加圧空気流ストリームをスプレー先端部２０からの放出液体の非常に近くに導く。この放出環状空気ストリームは、円錐状スプレーパターンの角度を制御しながら、膨張液体の霧化をさらに高める。より具体的には、比較的大きな環状通路２８ａは、放出液体により大きな影響を与え、円錐状スプレー角を狭める。一方、スプレー先端ノーズ部２１の周りの環状空気通路２８ａのサイズを低減するか、これを無くすことにより、中央環状放出空気に対する影響が低減し、スプレーパターンの円錐角をより大きくすることができる。いずれの場合も、粒子がスプレー放出にわたって導かれるフルコーンスプレーパターンが結果として得られる。
【００１８】
[0039]スプレーノズル組立体１０を通る液体流量は、スプレーされた液体の粘度の倍率であることが見出されている。たとえば、１０，０００ｃｐの粘度の液体は、同じ圧力を有する水の流量の約５０％の出力スプレー量を有することが見出されている。２，５００ｃｐの粘度を有する液体は、同じ条件下で水の流量の約７５％でスプレーされる。すべての条件を通して、円錐角は、液体粒子がスプレーパターンにわたって放出される状態で約６０〜８０度のスプレー角内に維持される。
【００１９】
[0040]次に図６〜図１１を参照すれば、本発明による加圧空気アシスト式スプレーノズル組立体の代替的実施形態が示されており、上記で説明したものに類似する項目には類似の参照番号が付されている。これらの実施形態の重要な特徴によれば、スプレーノズル組立体は、効率的な製造およびフルコーン液体スプレー放出パターンの効果的な生成をさらに容易にする、一体品である、または一体型の液体スプレーノズルおよび空気キャップ構造を有する。
【００２０】
[0041]図６〜図６Ｂを参照すると、例示的なスプレーノズル組立体５０が示されており、これは、上述したものに類似するノズル本体１１と、ねじ付き環状保持リング２９によってノズル本体１１の下流側端部に固定された、一体品である液体スプレーノズルおよび空気キャップ５１とを有する。図示するスプレーノズルおよび空気キャップ５１は、環状シーリングＯリング５４を間に挿入してノズル本体１１の中央液体通路１８内に配置された、一体的に形成された上流側環状ステム５２を含む。ステム５２は、この場合、比較的大径の上流側入口セクション５５ａと、内方に傾斜した円錐状中間セクション５５ｂと、スプレーノズル組立体５０から加圧液体流ストリームがそこから導かれる、液体放出オリフィス５６を形成する比較的小さい環状放出通路５５ｃとを有する中央液体ノズル流路５５を形成する。
【００２１】
[0042]この実施形態を実施する際に、一体品であるスプレーノズルおよび空気キャップ５１は、上述したものに類似するノズル組立体５０の中央流れ軸線３６に対して複合角度に向けられた複数の加圧空気放出通路３５を有し、この各々は、スプレーノズルおよび空気キャップ５１内の環状空気チャンバ３０と、スプレーノズルおよび空気キャップ５１の下流側端部内の中央円錐状凹部４５との間を連通させる。この場合のスプレーノズルおよび空気キャップ５１は、第１の円錐状凹部４５の上流側に、これより小さい円錐角を有する第２の円錐状凹部５８を備えて形成されており、この第２の円錐状凹部５８は、上流側から中央流れ軸線３６に対して横断方向の平坦な端壁５９まで延び、この端壁を通って環状放出通路５５ｃは連通する。
【００２２】
[0043]スプレーノズル組立体５０は、フルコーン液体スプレー放出を生成するための上述したものに類似するように動作可能であり、このときスプレーノズルおよび空気キャップ５１の中央放出通路５５から放出される液体流ストリームは、膨張しながら、空気放出通路３５から放出される複数の加圧空気流ストリームによって霧化されると共に、加圧空気ストリームの接線向きによってフルコーンストレーパターンに成形される。当業者であれば、スプレーノズルおよび空気キャップ５１の一体品である構造は、上述したように円錐状凹部４５を通る直線の空気通路３６の効率的な穿孔、および別個のスプレー先端部の製造および組み立ての必要性の解消を可能にすることによって、その経済的な製造を容易にすることが理解されるであろう。
【００２３】
[0044]図７および図７Ａを参照すれば、さらに高い粘性の液体を霧化およびスプレーするように特に適合された、図６に示すものに実質的に類似する、一体型スプレーノズルおよび空気キャップ６０の代替的実施形態が示されている。この場合、複合スプレーノズルおよび空気キャップ６０は、上記で示したようにスプレーノズルの中心流れ軸線に対して複合角度で延びる複数の接線方向に向けられた空気放出通路３５と、接線方向に向けられた空気放出通路３５のアレイ内の円形アレイ内に形成された補助的なより小径の空気霧化放出通路６１の第２の組とを含む。この場合の補助霧化空気通路６１は、接線方向を有さず、むしろ中央流れ軸線と共通の平面内を延びており、それにより、放出した補助空気ストリームは、液体と、放出通路５５ｃからの放出直後に、かつ接線方向空気流出通路３５からの接線方向に導かれた加圧空気ストリームからの影響前に交差する。補助霧化空気放出通路６１は、好ましくは、接線方向に向けられた空気放出通路３５の直径の約１／３であり、それによってより強く加圧された空気ストリームを放出液体と直接交差関係になるように導いて非常に粘性の高い液体の霧化を容易にする。典型的な実施形態では、補助霧化空気通路６１は０．０２８インチの直径を有することができ、接線方向に向けられた空気放出通路は、１．１０インチの直径を有する。補助霧化空気放出通路６１は、好ましくは、接線方向に向けられた空気放出通路３５の中間に周方向場所に円形アレイで配設される。
【００２４】
[0045]一体型スプレーノズルおよび空気キャップ６０の製造を容易にするために、これは、ここでも、１２０度などの比較的大きい円錐角を有する下流側端部から内方に延びる第１の円錐状凹部４５と、これより小さい円錐角の、第１の円錐状凹部４５の内方向に上流側を延びる第２の円錐凹部５９とを有する。接線方向に向けられた空気放出通路３５は、第１の円錐状凹部４５を通って穿孔するか、または他の方法で形成することができ、補助空気放出霧化通路６１は、第２の円錐面５９に対して垂直関係で穿孔することができる。そのような構成により、上記で示したように、補助空気霧化通路６１から放出される霧化空気ストリームは、放出液体流ストリームと相互作用してこれを霧化し、その後、接線方向に向けられた放出通路３５からの加圧空気が相互作用し、それによって膨張霧化液体の霧化を高め、この液体を円錐状フルコーンスプレーパターンに成形する。
【００２５】
[0046]本発明をさらに踏まえて、複合一体品であるスプレーノズルおよび空気キャップは、特定のスプレー用途に合わせてさらに容易に変更され得る。図８〜図８Ｂを参照すると、比較的小径のフルコーンスプレーパターンを生み出すように動作可能なスプレーノズル組立体６５が示されている。この場合、ノズル組立体６５は、比較的小径の円錐角を有する円錐状凹部４５を備えて形成されたスプレーノズルおよび空気キャップ６６を有しており、この円錐状凹部４５によって、周方向に離間した複数の空気放出通路６８は、上述したような接線方向の向きを有さずに連通し、それにより、放出加圧空気流ストリームは、放出通路５５ｃから放出される液体に非常に近い場所で液体と直接衝突し、この液体と相互作用してこのスプレーを、より小さい、円錐状のスプレーパターン６９に集束する（図８Ｂ）。
【００２６】
[0047]図９〜図９Ｂを参照すれば、平坦なスプレーパターンを生成するのに効果的な、一体品であるスプレーノズルおよび空気キャップ７１を有するスプレーノズル組立体７０が示されている。この場合、スプレーノズルおよび空気キャップ７１は、円錐状凹部４５内に配置され下流側方向に突起する中空ドーム７４を備えて形成され、この中空ドームを通って、円形の液体放出通路５５ｃは、中央で連通する。放出液体を平坦なスプレーパターンに形成するために、空気放出通路６８の対が、円錐状凹部４５内に液体放出オリフィス５６の両側に設けられ、それによって加圧空気ストリームの対を放出液体と直接交差する関係で、すなわち接線向きを有さずに向けられて、液体を霧化し、この液体を平坦なスプレーパターンに形成する（図９Ｂ）。この場合、突起する中空ドーム７４内に液体放出オリフィス５６が形成される場合、液体放出オリフィス５６は、空気導出通路６８の下流側に配設される。
【００２７】
[0048]さらに本発明を踏まえて、複合スプレーノズルおよび空気キャップは、さらに、内部混合空気霧化スプレーノズルのように機能するように改変することができる。図１０〜図１０Ｂの実施形態を参照すると、スプレーノズルおよび空気キャップ８１を有するスプレーノズル組立体８０であって、ここでも、円形の液体放出オリフィス５６を備えて形成された突起ドーム７４を有する、スプレーノズル組立体が示される。液体流路５５を通るように導かれる液体を霧化するために、この場合のスプレーノズルおよび空気キャップ８１は、環状空気チャンバ３０と液体流路５５との間を連通させる複数の内部霧化空気通路８２を備えて形成され、それによって液体を、液体放出通路５５ｃからの放出前に内部で混合し、霧化する。霧化空気通路８２は、スプレーノズル組立体からの放出前に液体流ストリームと最大限相互作するために、中央流れ軸線３６と交差関係にある流れ軸線を有する。液体放出通路５６のサイズに応じて、図１０Ｂに示すような比較的小さいフルコーンスプレーパターン８４を生み出すことができる。
【００２８】
[0049]図１１〜図１１Ｂを参照すると、平坦なスプレーパターンを生成するのに効果的な内部混合加圧空気アシスト式スプレーノズル組立体８５が示されている。スプレーノズルおよび空気キャップ８６は、図１０に示すものに類似するが、ドーム７４を通る交差スリット８８によって形成された放出オリフィスを有し、それにより、スプレーノズルおよび空気キャップ８６内で予め霧化された液体は、平坦な狭いスプレーパターン８９に成形される（図１１Ｂ）。
【００２９】
[0050]前述のことから、スラリーおよび他の霧化が難しい液体をスプレーするための加圧空気アシスト式スプレーノズル組立体であって、作動が効果的でありながら、構造が比較的簡単である、加圧空気アシスト式スプレーノズル組立体が提供されることが分かり得る。スプレーノズル組立体は、フルコーンスプレーパターンを生成するのに効果的であり、特定のスプレー用途に合わせてスプレーノズルの内部または外部で液体を加圧空気霧化するように容易に変更することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図７Ａ】
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【図８】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【国際調査報告】
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