液体の噴霧システム及び噴霧方法
【課題】噴霧終了時における噴霧ノズルからの液ダレ現象を防止できる噴霧システムを提供する。
【解決手段】液体を加圧することで霧を形成する噴霧ノズルを用いる噴霧システムであって、液体への加圧停止後に、噴霧ノズル１２内の圧力が所定圧力値まで降圧したときに開弁される残圧排出弁と、噴霧ノズル１２のノズル噴霧孔Ｈの後方に配置され、所定圧力未満であり、２．０ＭＰａ以上の圧力値で噴霧ノズル１２への液体の供給を停止させるように作動するチェックバルブ１２４と、を少なくとも備える。
【解決手段】液体を加圧することで霧を形成する噴霧ノズルを用いる噴霧システムであって、液体への加圧停止後に、噴霧ノズル１２内の圧力が所定圧力値まで降圧したときに開弁される残圧排出弁と、噴霧ノズル１２のノズル噴霧孔Ｈの後方に配置され、所定圧力未満であり、２．０ＭＰａ以上の圧力値で噴霧ノズル１２への液体の供給を停止させるように作動するチェックバルブ１２４と、を少なくとも備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体の噴霧システム及び噴霧方法に関する。より詳しくは、噴霧ノズルの液ダレ現象を防止できる噴霧技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体を噴霧する技術は、加湿、消臭・脱臭、除菌・殺菌、リラクゼーション等を目的として幅広く用いられている。そして、前記液体を加圧することで噴霧ノズルのノズル噴霧孔から前記液体を噴霧する手法が用いられている。
【０００３】
液体を噴霧する際、前記噴霧ノズルからの液ダレ現象をいかに防ぐかが重要である。これに関して、噴霧ノズルの内部にチェックバルブ（チャッキ弁）を設け、所定圧まで降圧したら噴霧防止する構造等が用いられている。例えば、球体と弾性体によって構成されるチェックバルブにあっては、前記弾性体が作動することで球体を弁体に押圧することで液体の噴霧を防止する構造が用いられている。
【０００４】
また、粘性流体の塗布ノズルに関するものとして、塗布ノズルを、シリンジと連通する管体と吐出部とで構成し、吐出部内に弁座と弁体とスプリングより構成される吐出制御弁を内蔵したものが開示されている（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−７９４７３号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の噴霧ノズルを用いた噴霧技術では、噴霧終了時に噴霧ノズルからの液ダレが発生してしまうという問題を十分に解決することができなかった。より具体的には、噴霧を終了させるべく液体への加圧を停止した後であっても、ノズル噴霧孔からの液体の噴霧が即座に停止されずに、流径が大きすぎる粗大霧や、ひどい場合には水鉄砲状の放水となったり、更には水滴となってボタ落ちしてしまう現象等が起こってしまう。このような現象は、特に一流体ノズルにおいて顕著にみられる。
【０００７】
そこで、本発明は、噴霧終了時における噴霧ノズルからの液ダレ現象を確実に防止できる噴霧システムを提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願発明者は、前記液ダレ現象がなぜ起こりうるかについて鋭意研究する際に、噴霧ノズル内の残留液体や、前記噴霧ノズル近傍の配管中の残留液体が、液ダレ現象の主な原因であることに着目した。そして、前記噴霧ノズル内の残留液体や、前記噴霧ノズル近傍の配管中の残留液体を、いかに排除し得るかについて鋭意研究したところ、残圧排出条件や、チェックバルブ等によるノズル噴霧孔への液体供給の停止条件等が重要であるとの新規着想を得て、以下の本発明を完成させた。
まず、本発明は、液体を加圧することで霧を形成する噴霧ノズルを用いる噴霧システムであって、前記液体への加圧停止後に、前記噴霧ノズル内の圧力が所定圧力値まで降圧したときに開弁される残圧排出弁と、前記噴霧ノズルのノズル噴霧孔の後方に配置され、前記所定圧力値未満であり、２．０ＭＰａ以上の圧力値で前記噴霧ノズルへの液体の供給を停止させるように作動するチェックバルブと、を少なくとも備える噴霧システムを提供する。
本発明の噴霧システムは、噴霧ノズルと残圧排出弁とチェックバルブとを備えている。この噴霧システムでは、液体への加圧を停止すると前記噴霧ノズル内の圧力が降圧していく。その圧力が所定圧力値まで降圧した段階で、まず前記残圧排出弁が開弁される。これによって、残圧を排出すると同時に、前記噴霧ノズル近傍の配管中の残留液体を引き込み排出すると共に、前記噴霧ノズル内の残留液体をも配管内に引き込み排出することができる。そして、略連続的に、前記噴霧ノズル内の圧力が前記所定圧力値から更に降圧し、前記所定圧力値未満であり、２．０ＭＰａ以上の圧力値に達した際にチェックバルブが作動することで、ノズル噴霧孔への流路を遮断できる。前記チェックバルブが作動することで、液ダレ現象の原因と考えられる液体の供給を停止することができる。これらの一連の動作の結果、前記液ダレ現象を確実に防止することができる。本発明のチェックバルブとは、前記液体の逆流を阻止する機能を有するものを包含し、例えば、チャッキ弁、逆止弁等と呼ばれることもある。
さらに、本発明は、前記所定圧力値は、２．５ＭＰａ以上である噴霧システムを提供する。前記所定圧力値を２．５ＭＰａとすることで、２．５ＭＰａまで降圧したときに前記残圧排出弁が開弁され、残圧を外部に排出することができると同時に、噴霧ノズル内に残存する液体等も噴霧ノズル外に排出することができる。
また、本発明は、液体に圧力を加えることで霧を形成する噴霧ノズルを用いて噴霧し、前記噴霧ノズル内に備えられたチェックバルブにより液体の供給を停止する噴霧方法であって、少なくとも（１）噴霧を終了させるために加圧を停止する工程、（２）前記噴霧ノズル内の圧力が所定圧力値まで降圧したときに、前記噴霧ノズル内から残圧を排出するとともに、前記噴霧ノズルのノズル噴霧孔と前記チェックバルブとの間に残る液体を排出する工程、（３）前記噴霧ノズル内の圧力が前記所定圧力値未満であり、２．０ＭＰａ以上の圧力値で、前記チェックバルブが作動することにより前記噴霧ノズルのノズル噴霧孔への液体の供給を停止させる工程、を行なう噴霧方法を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、噴霧ノズルの液ダレ現象を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、添付図面に基づいて、本発明に係る噴霧システムの好適な実施形態について説明する。なお、添付図面に示された実施形態は、本発明に係わる代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本発明の範囲が狭く解釈されることはない。
【００１１】
まず、本発明を完成するにあたり、本願発明者らは噴霧ノズル内等に存在する前記残留液体が前記液ダレ現象の原因の一つではないかと考え、前記残留液体をいかに排除するかを中心に鋭意研究した。
【００１２】
一方、従来から、噴霧ノズルへの液体供給を遮断するためにチェックバルブ等を備えた噴霧システム等は用いられてはいたが、前記チェックバルブを設けただけでは前記液ダレ現象を防止することは困難であった。この原因についても本願発明者は研究をしたところ、前記チェックバルブが作動する前に残圧を排出することや、前記チェックバルブの作動圧等の条件が重要であるとの知見を得た。この知見を踏まえて、本願発明者らは本発明を完成させた。そして、本発明は、噴霧技術に関する基本的技術として、多種多様な噴霧技術に応用可能な技術である。
【００１３】
まず、図１は、本発明に係る噴霧システムの一実施形態の概念図であり、図２は、同実施形態の噴霧ノズル１２の一部の簡略断面図である。
【００１４】
図１の符号１は、本発明に係る噴霧システムを示している。該噴霧システム１は、噴霧ノズル１２と、送液管１４と、残圧排出弁１６とを備えている。噴霧すべき液体は、送液管１４内で矢印Ｗ方向に加圧・送液されることで、噴霧ノズル１２から霧Ｍとして噴霧される。
【００１５】
前記噴霧ノズル１２は、筒体１２０と、ノズル噴霧孔Ｈを有するチップ１２２と、チェックバルブ（チャッキ弁）１２４と、液体をろ過するストレーナー１２６と、を備えている。該チェックバルブ１２４は、前記チップ１２２の上方に配置されている。また、前記ストレーナ１２６は、前記チェックバルブ１２４の上方に配置されている。
【００１６】
前記チェックバルブ１２４は、ボール１２４０と、該ボール１２４０を配置する弁座１２４２と、バネ１２４６と、該バネ１２４６を配置する止座１２４８と、を備えている。前記ボール１２４０はバネ１２４６の矢印Ｆ方向への付勢により前記弁座１２４２に押圧される。これにより、前記ボール１２４０が前記弁座１２４２に嵌着することで、チェックバルブ１２４は「閉」の状態となる。従って、図２に示す状態は前記チェックバルブ１２４が「閉」の状態であり、この状態はチェックバルブが作動した状態である。
【００１７】
前記チェックバルブ１２４は、弁座１２４２と、該弁座１２４２に嵌着可能なボール１２４０と、該ボール１２４０を前記弁座１２４２に押圧するバネ１２４６と、を有する構造である。この場合、チェックバルブ１２４の作動圧は前記バネ１２４６の弾性強度に依存するため、前記バネ１２４６の弾性強度を調節することで前記チェックバルブ１２４の作動圧を調節することができる。また、前記ボール１２４０が弁座１２４２に嵌着する構造とすることで、噴霧ノズル１２内への液体の流入をより確実に防止できる。
【００１８】
そして、噴霧時には液体を矢印Ｗの方向に加圧・送液するため、その圧力によって前記ボール１２４０は前記弁座１２４２から下方に押し出される。そして、前記ボール１２４０と前記弁座１２４２との間に隙間が生じて、チェックバルブは「開」の状態になる。これによって液体が領域Ａに流れ込むことができ、その結果、ノズル噴霧孔Ｈから液体を噴霧することができる。
【００１９】
また、本発明では、前記チェックバルブ１２４の配置位置は特に限定されないが、前記ノズル噴霧孔Ｈの後方５０ｍｍ以内に配置されることが望ましい。ノズル噴霧孔Ｈから５０ｍｍ以内にチェックバルブ１２４を配置しておくことで、噴霧ノズル１２内の残留液体を配管１４内へ引き込み排出することがより確実にできるとともに、液体が噴霧ノズル１２内へ逆流してくる現象もより確実に防止できる。
【００２０】
本発明では、チェックバルブの構造は、前記バネ１２４６等を用いる構造に限定するものではなく、適宜、従来公知のチェックバルブ構造を採用することができる。
【００２１】
前記残圧排出弁１６は、加圧されている噴霧ノズル１２内の残圧を外部に放圧する電磁弁である。より詳しくは、前記液体への加圧停止後に噴霧ノズル１２内の圧力が所定圧力値まで降圧した時に、前記残圧排出弁１６が開弁する。前記残圧排出弁１６が開弁することで、残圧を外部に排除することができる。この所定圧力値等については後述する。
【００２２】
前記残圧排出弁１６は、電磁弁により自動化されていることが望ましいが、本発明では、前記残圧排出弁１６は前記電磁弁に限定するものではなく、前記所定圧力値で作動する構造であればよい。従って、前記残圧排出弁１６としては、例えば、手動弁や、電動弁等の他の自動弁を用いることもできる。
【００２３】
さらに、本発明では、前記残留液体をより確実に外部に排出すべく、別途、真空ポンプ等を送液管１４に接続してもよい。前記真空ポンプを接続ことでより確実に減圧することができる。
【００２４】
また、必要に応じて、圧力センサー（圧力計）等を用いることもできる。前記圧力センサーとしては、適宜、好適なセンサーを採用することができ、例えば、電子式やスプリング式等の圧力センサーを用いることができる。
【００２５】
図３は、本発明に係る噴霧システムを説明するためのフロー図である。図４は、図３のフロー図に対応する概念図である。以下、液体への加圧停止から噴霧終了までの手順についてより詳細に説明する。
【００２６】
Ｓ０状態は、液体への加圧を停止した状態である。Ｓ０状態では、噴霧ノズル内の圧力がＰ０である状態である。即ち、加圧は停止したが、噴霧ノズル１２内の圧力は依然として高圧である状態である。そして、Ｓ０状態では、残圧排出弁１６は作動していない（「閉」状態）。そして、チェックバルブ１２４も作動していない（「開」状態：ボール１２４０が弁座１２４２から離れている状態）。
【００２７】
Ｓ０状態では、噴霧ノズル１２内の圧力がＰ０から徐々に降圧していく。そして、前記圧力がＰ１まで降圧した時に、残圧を排出するＳ１状態となる。このＳ０状態からＳ１状態までの間では、前記噴霧ノズル１２の前記領域Ａ（図２参照）等に液体が残存している。そして、チェックバルブ１２４は作動していない状態（「開」状態）であるので、前記液体はＰ１以上Ｐ０以下の圧力で加圧されて前記ノズル噴霧孔Ｈから噴霧されている。
【００２８】
Ｓ１状態は、噴霧ノズル１２内の圧力がＰ０からＰ１へと降圧した時点で、残圧を外部に排出する状態である。即ち、前記噴霧ノズル１２内の残圧が圧力Ｐ１に達したと同時に、噴霧ノズル１２内の残圧が外部へと排出される。前記残圧排出弁１６を開弁することで、噴霧ノズル１２内の残圧が一気に外部へと放圧される。Ｓ１状態では、残圧排出弁１６は作動しており（「開」状態）、チェックバルブ１２は作動していない（「開」状態）。そして、噴霧ノズル１２内の圧力がＰ１からＰ２まで降圧した時に、チェックバルブが作動するＳ２状態となる。
【００２９】
前記圧力Ｐ１，Ｐ２の圧力値をどの程度に設定するかにもよるが、前記残圧排出弁１６が開弁されることで噴霧ノズル１２内の残圧は一気に外部へと排出されるため、前記Ｓ１状態からＳ２状態へと移行する時間は極めて短時間である。従って、噴霧ノズル１２内の圧力がＰ１から急激に降圧されていくが、その圧力がＰ２にまで降圧された時にチェックバルブ１２が作動するＳ２状態となる。
【００３０】
前記したＳ０状態〜Ｓ１状態の間では、前記噴霧ノズル１２内の残留液体や、前記配管１４内の残留液体が存在している。しかし、Ｓ１状態〜Ｓ２状態の間では、まず、残圧排出弁１６が作動することで残圧が放出され、前記残留液体が残圧排出弁１６側等に引かれる（図４の矢印Ｗ１等参照）。より詳細には、前記噴霧ノズル１２内の残留液体は配管１４内へと引き込まれ、前記噴霧ノズル１２近傍の配管１４中の残留液体は残圧排出弁１６側に引き込まれ、排出される。従って、本発明では残圧排出とともに前記残留液体を配管１４内に引き込み排出することができる。また、前記噴霧ノズル１２近傍の配管１４内の残留液体も引き込み排出することができる。その結果、液ダレ現象の原因である前記残留液体が排除されるため、ノズル噴霧孔Ｈから液体が液ダレすることを防止できる。
【００３１】
これにより、液ダレ現象の原因となり得る噴霧ノズル１２内の残留液体をできる限り少なくするため、例えば、残圧排出とともに前記残存する液体を矢印Ｗ１方向（図４参照）に引き抜くことができる。従って、圧力Ｐ１から圧力Ｐ２へと降圧する間に、ノズル噴霧孔Ｈから液体がだらだらと噴出すること等を防止できる。その結果、ノズル噴霧孔Ｈの液ダレ現象を確実に防止できる。
【００３２】
Ｓ２状態は、前記噴霧ノズル１２内の圧力がＰ２へと降圧した時点で、チェックバルブ１２が作動する状態（「閉」状態）である。該チェックバルブ１２が「閉」状態となることで、前記噴霧ノズル１２内の領域Ａが閉塞されるため、前記ノズル噴霧孔Ｈからの液体の噴霧するための液体の供給を遮断することができる。
【００３３】
従来は、前記チェックバルブ１２４の作動圧と、前記残圧排出弁１６の作動圧の詳細な関係等については、特に着目されていなかったが、本発明ではこれらにも着目した。即ち、従来では、液体の噴霧終了後からチェックバルブ作動時までの間に、圧力が徐々に降圧する。その間は、液体を微細霧化するための十分な圧力が加圧されていない状態でありながら、噴霧ノズル１２内や送液管１４内等に残存する液体がノズルから噴霧されてしまっていた。その結果、粒径が大きすぎる粗大霧や、水滴や、ボタ落ちや、水鉄砲状放水となっていた。
【００３４】
これに対して、本発明では、チェックバルブ１２４と残圧排出弁１４を併用し、その動作タイミングについて着目した。チェックバルブ１２４の作動圧Ｐ１を、残圧排出弁１４の作動圧Ｐ２よりも低くすることで、ノズル噴霧孔Ｈの液ダレ現象を確実に防止できる。より詳しくは、加圧を停止した後において、前記液体（例えば、残留液体）を液ダレせずに噴霧するとともに、不要な残留液体を残圧排出とともに外部へと排出できる。
【００３５】
その後に、前記チェックバルブ１２４が作動することで、加圧停止後の前記噴霧ノズル１２への不要な液体の供給をより確実に停止すること等が可能となる。従って、例えば、一流体ノズル等の如く単純な構造であるノズルを用いた場合であっても、効果的に液ダレ現象を防止することができる。そして、前記チェックバルブ１２４の作動圧Ｐ２は、２．０ＭＰａ以上である。このような作動圧とすることで液ダレ現象を防止できる。
【００３６】
また、本発明では、前記残圧排出弁１６の作動圧Ｐ１は、前記チェックバルブ１２４の作動圧Ｐ２よりも高い圧力であればよく、その圧力値は限定されないが、好適には２．５ＭＰａ以上であることが望ましい。このような圧力値とすることで、液ダレ現象をより確実に防止できる。
【００３７】
そして、本発明では、残圧排出弁１６が作動圧Ｐ１で作動（残圧を排出）してからチェックバルブ１２４の作動圧Ｐ２までの降圧所要時間が極めて短時間である。その結果、残圧排出してチェックバルブ１２４により液体供給が停止されるという一連の工程を極めて短時間に行なうことができる。従って、噴霧終了後に加圧を停止させると略同時に液ダレすることなく噴霧を終了できる。
【００３８】
また、本発明では、前記チェックバルブ１２４の作動圧Ｐ２をどの程度の圧力値に設定するかに応じて、前記バネ１２４８の付勢強度を決定することができる。本発明では、前記チェックバルブ１２４の構造について、前記ボール１２４０や前記バネ１２４８を用いる構造に限定されず、適宜、好適な構造を採用することができる。
【００３９】
さらに、本発明に係る噴霧システム１では、本発明の効果の範囲内で、適宜、噴霧条件を決定することができる。例えば、霧Ｍの粒子径をより小さくしたり、噴霧流量を増加させたりする場合には、本発明の範囲内で、加圧する圧力Ｐ０をより高圧に設定することもできる。逆に、前記圧力Ｐ０をより低圧に設定できることは勿論である。例えば、霧Ｍの粒子径を小さくすることで、人体や各種部材等に付着しても濡れることが少ない微細な霧Ｍとすることができる。
【００４０】
そして、前記圧力Ｐ０の好適な圧力値としては、９．８ＭＰａ以下であることが望ましい。例えば現状の噴霧技術を参酌すれば、９．８ＭＰａを越えると、噴霧システム１に構造上の負荷がかかりすぎるため経済的に好ましいものとは言えなくなる。
【００４１】
従来から、プランジャーポンプや噴霧ノズル構造等については頻繁に研究されており、プランジャーポンプの高圧仕様化や、二流体ノズルの構造の研究等が行われている。これに対して、一流体ノズルは、その構造の単純さ等から画期的な改良はなされていないのが現状である。特に、近年の噴霧技術は、高圧プランジャーポンプや、ノズル噴霧孔が小さい噴霧ノズル等を用いることで、より微細な霧を形成することが望まれており、このような場合には、前記液ダレ現象の問題が重要となる。
【００４２】
これに対して、本発明に係る噴霧システム１では複雑な構造の改良等を要することもなく、液ダレ現象を防止でき、噴霧ノズル１２から垂れた液体が床等を濡らすことがない。本発明では、前記噴霧ノズル１２の構造は限定されないが、一流体ノズルを好適に用いることができる。
【００４３】
そして、噴霧時の液体への加圧は、適宜、従来公知の加圧手法を採用することができ、例えば、プランジャーポンプ等の加圧ポンプ等を用いることができる。
【００４４】
また、前記チップ１２２等の素材についても限定されず、適宜、好適な材料をノズル先端部として用いることができる。例えば、耐圧性や耐腐食性等に優れたセラミックス製のチップ等を用いることができる。
【００４５】
本発明では、噴霧される液体の性質・性状についても限定されない。例えば、前記液体の比重や粘度や液温等について、噴霧目的や環境等を考慮して、調節・決定することができる。例えば、液体に薬剤等を溶解させて噴霧したり、粘性がある液状の薬剤を噴霧したりすることができる。
【００４６】
このように、本発明の噴霧システム１は、簡単な構造でありながら前記液ダレ現象を効果的に防止できるため、噴霧ノズル等の構造設計や噴霧条件や使用環境・使用目的等について厳しい制限を受けずにすむ。従って、噴霧技術が用いられ得る幅広い分野に応用可能な技術である。
【００４７】
さらに、本発明では、噴霧システム１の噴霧方向等について制限されることもなく、所望の方向に噴霧しても液ダレすることもない。前記Ｓ１状態で前記残留液体を確実に外部へと排出し、続くＳ２状態でチェックバルブ１２４が作動する（「閉」状態となる）という構造であるため、下方向（重力方向）に噴霧しても液ダレすることはないからである。従って、噴霧システム１の噴霧方向は制限されることなく、適宜、所望の噴霧方向に霧Ｍを噴霧することができる。
【００４８】
また、噴霧システム１には、別途、送風手段を噴霧ノズル１２の後方に配置して、噴霧ノズル１２の後方から送風することで噴霧することもできる。霧Ｍは、送風によってより遠方に、かつ正確な位置に噴霧することができる。前記送風手段は、従来公知の手法を用いることができ、例えば送風機等を用いることもできる。
【００４９】
そして、本発明で噴霧する液体は、特に限定されず、水やアルコール等であってもよいし、溶質を溶解させた溶液であってもよい。例えば、種々の薬剤を溶解させた溶液を噴霧することもできる。
【００５０】
さらに、噴霧システム１では、液ダレ現象を防止するための別途の部品等も不要であるため、構造上の制限がないため使用用途・設置場所等の制限を受けることも少ないため好適である。あるいは、適宜、他の部材等を組み合わせて使用することもできるため、汎用性や応用性にも優れている。かかる観点からも、幅広い技術分野で応用可能な基本的技術として用いることができる。
【００５１】
また、本発明に係る噴霧方法は、液体に圧力を加えることで霧を形成する噴霧ノズルを用いる噴霧方法であって、液体への加圧を停止する工程（図３のＳ０状態参照）と、前記噴霧ノズル内の圧力が所定圧力値（図３の作動圧Ｐ１参照）まで降圧したときに、残圧を系外に排出するともに、系内に残存する液体を系外へ排出する工程（図３のＳ１状態参照）と、前記所定圧力（図３の作動圧Ｐ１参照）からさらに低い圧力であり、２．０ＭＰａ以上の圧力値（図３の作動圧Ｐ２参照）まで降圧したときに、前記噴霧ノズルへの液体の供給を停止させる工程（図３のＳ２状態参照）と、を少なくとも行う噴霧方法である。
【００５２】
前記噴霧ノズル内の圧力が所定圧力値（作動圧Ｐ１）まで降圧したときに、残圧を系外に排出する手段としては、残圧の排出とともに系内に残存する液体を系外へ排出することが可能であればよく、その手法については限定されない。例えば、前記残圧排出弁１６を用いることができる。
【００５３】
前記噴霧ノズルへの液体の供給を停止させる手段としては、前記作動圧Ｐ２で作動するものであればよく、その手段は特に限定されない。例えば、前記チェックバルブ１２４等を用いることができる。
【実施例】
【００５４】
本発明の効果を検証するために、以下の試験を実施した。具体的には、本発明に係る噴霧システム１について、前記噴霧ノズル１２内の前記チェックバルブ１２４と、前記残圧排出弁１６の条件を変えて試験を行い、液ダレ現象が確認できるか否かについて検証した。
【００５５】
＜実験条件＞
噴霧ノズル１２は、ノズル噴霧孔Ｈの直径が０．１ｍｍの一流体噴霧ノズル（セラミックス製）を用いた。チェックバルブ１２４は、弾性体１２４６がコイルスプリングであるバルブを使用した。チェックバルブ１２４の作動圧Ｐ２は、前記コイルスプリングの弾性強度を調節することで適宜所定の圧力値で作動するように設定した。残圧排出弁１６は、電磁弁を用いた。また、吐出圧力９．８ＭＰａのプランジャーポンプを用いた。
【００５６】
＜試験＞
実施例１〜９、比較例１〜６の噴霧システムを用いて上水を噴霧し、噴霧後の液ダレ現象の有無を判定した。なお、判定では、噴霧後に粗大霧、水滴、ボタ落ち、水鉄砲状の放水等を確認した場合に、「液ダレ現象あり（×）」、と判定した。
【００５７】
＜霧の粒子径の測定＞
参考として、実施例の一部について、噴霧された霧の平均粒子径（ＳＭＤ）について測定した。霧の粒径は、レーザー光回折法に基いて、測定装置「ＬＤＳＡ−１３００Ａ」（東日コンピュータアプリケーションズ（株）製）を用いて測定した。測定は噴霧ノズル１２から５０ｍｍの位置（スプレー中央部）で行なった。
【００５８】
＜実施例１〜９＞
チェックバルブ１２４の作動圧Ｐ２は２．０ＭＰａとして、残圧排出弁１６の作動圧Ｐ１を変化させた条件で噴霧した（実施例１〜９）。そして、残圧排出弁作動圧Ｐ１が、３．０ＭＰａ（実施例２）、４．０ＭＰａ（実施例４）、５．０ＭＰａ（実施例５）、６．０ＭＰａ（実施例６）、７．０ＭＰａ（実施例７）、８．０ＭＰａ（実施例８）、９．０ＭＰａ（実施例９）については、参考として、霧の平均粒子径（ＳＭＤ）を測定した。
【００５９】
＜比較例１〜４＞
残圧排出弁１６を設けない噴霧システムとし、チェックバルブ１２４の作動圧Ｐ２を０．７ＭＰａ（比較例１）、２．０ＭＰａ（比較例２）、５．０ＭＰａ（比較例３）、７．０ＭＰａ（比較例４）とした点以外は、実施例１と同様にして試験した。
【００６０】
＜比較例５＞
残圧排出弁１６の作動圧Ｐ１を１．５ＭＰａとし、チェックバルブ１２４の作動圧Ｐ２を残圧排出弁作動圧Ｐ１より高い２．０ＭＰａとした点以外は、実施例１と同様にして試験した。
【００６１】
＜比較例６＞
残圧排出弁１６の作動圧Ｐ１を２．５ＭＰａとし、チェックバルブ１２４の作動圧Ｐ２を０．７ＭＰａとした点以外は、実施例１と同様にして試験した。
【００６２】
実施例１〜９、比較例１〜６の結果を表１、表２に示す。
【００６３】
【表１】
【００６４】
【表２】
【００６５】
＜考察＞
比較例１〜６はいずれも液ダレ防止の効果が認められなかったのに対して、実施例１〜９はいずれも液ダレ防止の効果が認められた。実施例１〜９では、噴霧終了後の噴霧ノズル１２を下方に向けてみても、噴霧ノズル１２からの水の滴下は確認されなかった。以上より、本実施例によれば、本発明に係る噴霧システム及び噴霧方法は液ダレ現象を防止できることが示された。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明に係る噴霧システム及び噴霧方法は、例えば、加湿、細霧冷房、空気冷却、消臭、脱臭、除菌、殺菌、衛生（感染症対策や食中毒対策等）、静電気防除、リラクゼーション、コンクリート養生、アロマテラピー等をはじめ幅広い分野で利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に係る噴霧システムの一実施形態の概念図である。
【図２】同実施形態の噴霧ノズル１２の簡略断面図である。
【図３】本発明に係る噴霧システムを説明するためのフロー図である。
【図４】同実施形態の噴霧停止時の液体の流れを説明する概念図である。
【符号の説明】
【００６８】
１ 噴霧システム
１２ 噴霧ノズル
１４ 送液管
１６ 残圧排出弁
１２４ チェックバルブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体の噴霧システム及び噴霧方法に関する。より詳しくは、噴霧ノズルの液ダレ現象を防止できる噴霧技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体を噴霧する技術は、加湿、消臭・脱臭、除菌・殺菌、リラクゼーション等を目的として幅広く用いられている。そして、前記液体を加圧することで噴霧ノズルのノズル噴霧孔から前記液体を噴霧する手法が用いられている。
【０００３】
液体を噴霧する際、前記噴霧ノズルからの液ダレ現象をいかに防ぐかが重要である。これに関して、噴霧ノズルの内部にチェックバルブ（チャッキ弁）を設け、所定圧まで降圧したら噴霧防止する構造等が用いられている。例えば、球体と弾性体によって構成されるチェックバルブにあっては、前記弾性体が作動することで球体を弁体に押圧することで液体の噴霧を防止する構造が用いられている。
【０００４】
また、粘性流体の塗布ノズルに関するものとして、塗布ノズルを、シリンジと連通する管体と吐出部とで構成し、吐出部内に弁座と弁体とスプリングより構成される吐出制御弁を内蔵したものが開示されている（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−７９４７３号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の噴霧ノズルを用いた噴霧技術では、噴霧終了時に噴霧ノズルからの液ダレが発生してしまうという問題を十分に解決することができなかった。より具体的には、噴霧を終了させるべく液体への加圧を停止した後であっても、ノズル噴霧孔からの液体の噴霧が即座に停止されずに、流径が大きすぎる粗大霧や、ひどい場合には水鉄砲状の放水となったり、更には水滴となってボタ落ちしてしまう現象等が起こってしまう。このような現象は、特に一流体ノズルにおいて顕著にみられる。
【０００７】
そこで、本発明は、噴霧終了時における噴霧ノズルからの液ダレ現象を確実に防止できる噴霧システムを提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願発明者は、前記液ダレ現象がなぜ起こりうるかについて鋭意研究する際に、噴霧ノズル内の残留液体や、前記噴霧ノズル近傍の配管中の残留液体が、液ダレ現象の主な原因であることに着目した。そして、前記噴霧ノズル内の残留液体や、前記噴霧ノズル近傍の配管中の残留液体を、いかに排除し得るかについて鋭意研究したところ、残圧排出条件や、チェックバルブ等によるノズル噴霧孔への液体供給の停止条件等が重要であるとの新規着想を得て、以下の本発明を完成させた。
まず、本発明は、液体を加圧することで霧を形成する噴霧ノズルを用いる噴霧システムであって、前記液体への加圧停止後に、前記噴霧ノズル内の圧力が所定圧力値まで降圧したときに開弁される残圧排出弁と、前記噴霧ノズルのノズル噴霧孔の後方に配置され、前記所定圧力値未満であり、２．０ＭＰａ以上の圧力値で前記噴霧ノズルへの液体の供給を停止させるように作動するチェックバルブと、を少なくとも備える噴霧システムを提供する。
本発明の噴霧システムは、噴霧ノズルと残圧排出弁とチェックバルブとを備えている。この噴霧システムでは、液体への加圧を停止すると前記噴霧ノズル内の圧力が降圧していく。その圧力が所定圧力値まで降圧した段階で、まず前記残圧排出弁が開弁される。これによって、残圧を排出すると同時に、前記噴霧ノズル近傍の配管中の残留液体を引き込み排出すると共に、前記噴霧ノズル内の残留液体をも配管内に引き込み排出することができる。そして、略連続的に、前記噴霧ノズル内の圧力が前記所定圧力値から更に降圧し、前記所定圧力値未満であり、２．０ＭＰａ以上の圧力値に達した際にチェックバルブが作動することで、ノズル噴霧孔への流路を遮断できる。前記チェックバルブが作動することで、液ダレ現象の原因と考えられる液体の供給を停止することができる。これらの一連の動作の結果、前記液ダレ現象を確実に防止することができる。本発明のチェックバルブとは、前記液体の逆流を阻止する機能を有するものを包含し、例えば、チャッキ弁、逆止弁等と呼ばれることもある。
さらに、本発明は、前記所定圧力値は、２．５ＭＰａ以上である噴霧システムを提供する。前記所定圧力値を２．５ＭＰａとすることで、２．５ＭＰａまで降圧したときに前記残圧排出弁が開弁され、残圧を外部に排出することができると同時に、噴霧ノズル内に残存する液体等も噴霧ノズル外に排出することができる。
また、本発明は、液体に圧力を加えることで霧を形成する噴霧ノズルを用いて噴霧し、前記噴霧ノズル内に備えられたチェックバルブにより液体の供給を停止する噴霧方法であって、少なくとも（１）噴霧を終了させるために加圧を停止する工程、（２）前記噴霧ノズル内の圧力が所定圧力値まで降圧したときに、前記噴霧ノズル内から残圧を排出するとともに、前記噴霧ノズルのノズル噴霧孔と前記チェックバルブとの間に残る液体を排出する工程、（３）前記噴霧ノズル内の圧力が前記所定圧力値未満であり、２．０ＭＰａ以上の圧力値で、前記チェックバルブが作動することにより前記噴霧ノズルのノズル噴霧孔への液体の供給を停止させる工程、を行なう噴霧方法を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、噴霧ノズルの液ダレ現象を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、添付図面に基づいて、本発明に係る噴霧システムの好適な実施形態について説明する。なお、添付図面に示された実施形態は、本発明に係わる代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本発明の範囲が狭く解釈されることはない。
【００１１】
まず、本発明を完成するにあたり、本願発明者らは噴霧ノズル内等に存在する前記残留液体が前記液ダレ現象の原因の一つではないかと考え、前記残留液体をいかに排除するかを中心に鋭意研究した。
【００１２】
一方、従来から、噴霧ノズルへの液体供給を遮断するためにチェックバルブ等を備えた噴霧システム等は用いられてはいたが、前記チェックバルブを設けただけでは前記液ダレ現象を防止することは困難であった。この原因についても本願発明者は研究をしたところ、前記チェックバルブが作動する前に残圧を排出することや、前記チェックバルブの作動圧等の条件が重要であるとの知見を得た。この知見を踏まえて、本願発明者らは本発明を完成させた。そして、本発明は、噴霧技術に関する基本的技術として、多種多様な噴霧技術に応用可能な技術である。
【００１３】
まず、図１は、本発明に係る噴霧システムの一実施形態の概念図であり、図２は、同実施形態の噴霧ノズル１２の一部の簡略断面図である。
【００１４】
図１の符号１は、本発明に係る噴霧システムを示している。該噴霧システム１は、噴霧ノズル１２と、送液管１４と、残圧排出弁１６とを備えている。噴霧すべき液体は、送液管１４内で矢印Ｗ方向に加圧・送液されることで、噴霧ノズル１２から霧Ｍとして噴霧される。
【００１５】
前記噴霧ノズル１２は、筒体１２０と、ノズル噴霧孔Ｈを有するチップ１２２と、チェックバルブ（チャッキ弁）１２４と、液体をろ過するストレーナー１２６と、を備えている。該チェックバルブ１２４は、前記チップ１２２の上方に配置されている。また、前記ストレーナ１２６は、前記チェックバルブ１２４の上方に配置されている。
【００１６】
前記チェックバルブ１２４は、ボール１２４０と、該ボール１２４０を配置する弁座１２４２と、バネ１２４６と、該バネ１２４６を配置する止座１２４８と、を備えている。前記ボール１２４０はバネ１２４６の矢印Ｆ方向への付勢により前記弁座１２４２に押圧される。これにより、前記ボール１２４０が前記弁座１２４２に嵌着することで、チェックバルブ１２４は「閉」の状態となる。従って、図２に示す状態は前記チェックバルブ１２４が「閉」の状態であり、この状態はチェックバルブが作動した状態である。
【００１７】
前記チェックバルブ１２４は、弁座１２４２と、該弁座１２４２に嵌着可能なボール１２４０と、該ボール１２４０を前記弁座１２４２に押圧するバネ１２４６と、を有する構造である。この場合、チェックバルブ１２４の作動圧は前記バネ１２４６の弾性強度に依存するため、前記バネ１２４６の弾性強度を調節することで前記チェックバルブ１２４の作動圧を調節することができる。また、前記ボール１２４０が弁座１２４２に嵌着する構造とすることで、噴霧ノズル１２内への液体の流入をより確実に防止できる。
【００１８】
そして、噴霧時には液体を矢印Ｗの方向に加圧・送液するため、その圧力によって前記ボール１２４０は前記弁座１２４２から下方に押し出される。そして、前記ボール１２４０と前記弁座１２４２との間に隙間が生じて、チェックバルブは「開」の状態になる。これによって液体が領域Ａに流れ込むことができ、その結果、ノズル噴霧孔Ｈから液体を噴霧することができる。
【００１９】
また、本発明では、前記チェックバルブ１２４の配置位置は特に限定されないが、前記ノズル噴霧孔Ｈの後方５０ｍｍ以内に配置されることが望ましい。ノズル噴霧孔Ｈから５０ｍｍ以内にチェックバルブ１２４を配置しておくことで、噴霧ノズル１２内の残留液体を配管１４内へ引き込み排出することがより確実にできるとともに、液体が噴霧ノズル１２内へ逆流してくる現象もより確実に防止できる。
【００２０】
本発明では、チェックバルブの構造は、前記バネ１２４６等を用いる構造に限定するものではなく、適宜、従来公知のチェックバルブ構造を採用することができる。
【００２１】
前記残圧排出弁１６は、加圧されている噴霧ノズル１２内の残圧を外部に放圧する電磁弁である。より詳しくは、前記液体への加圧停止後に噴霧ノズル１２内の圧力が所定圧力値まで降圧した時に、前記残圧排出弁１６が開弁する。前記残圧排出弁１６が開弁することで、残圧を外部に排除することができる。この所定圧力値等については後述する。
【００２２】
前記残圧排出弁１６は、電磁弁により自動化されていることが望ましいが、本発明では、前記残圧排出弁１６は前記電磁弁に限定するものではなく、前記所定圧力値で作動する構造であればよい。従って、前記残圧排出弁１６としては、例えば、手動弁や、電動弁等の他の自動弁を用いることもできる。
【００２３】
さらに、本発明では、前記残留液体をより確実に外部に排出すべく、別途、真空ポンプ等を送液管１４に接続してもよい。前記真空ポンプを接続ことでより確実に減圧することができる。
【００２４】
また、必要に応じて、圧力センサー（圧力計）等を用いることもできる。前記圧力センサーとしては、適宜、好適なセンサーを採用することができ、例えば、電子式やスプリング式等の圧力センサーを用いることができる。
【００２５】
図３は、本発明に係る噴霧システムを説明するためのフロー図である。図４は、図３のフロー図に対応する概念図である。以下、液体への加圧停止から噴霧終了までの手順についてより詳細に説明する。
【００２６】
Ｓ０状態は、液体への加圧を停止した状態である。Ｓ０状態では、噴霧ノズル内の圧力がＰ０である状態である。即ち、加圧は停止したが、噴霧ノズル１２内の圧力は依然として高圧である状態である。そして、Ｓ０状態では、残圧排出弁１６は作動していない（「閉」状態）。そして、チェックバルブ１２４も作動していない（「開」状態：ボール１２４０が弁座１２４２から離れている状態）。
【００２７】
Ｓ０状態では、噴霧ノズル１２内の圧力がＰ０から徐々に降圧していく。そして、前記圧力がＰ１まで降圧した時に、残圧を排出するＳ１状態となる。このＳ０状態からＳ１状態までの間では、前記噴霧ノズル１２の前記領域Ａ（図２参照）等に液体が残存している。そして、チェックバルブ１２４は作動していない状態（「開」状態）であるので、前記液体はＰ１以上Ｐ０以下の圧力で加圧されて前記ノズル噴霧孔Ｈから噴霧されている。
【００２８】
Ｓ１状態は、噴霧ノズル１２内の圧力がＰ０からＰ１へと降圧した時点で、残圧を外部に排出する状態である。即ち、前記噴霧ノズル１２内の残圧が圧力Ｐ１に達したと同時に、噴霧ノズル１２内の残圧が外部へと排出される。前記残圧排出弁１６を開弁することで、噴霧ノズル１２内の残圧が一気に外部へと放圧される。Ｓ１状態では、残圧排出弁１６は作動しており（「開」状態）、チェックバルブ１２は作動していない（「開」状態）。そして、噴霧ノズル１２内の圧力がＰ１からＰ２まで降圧した時に、チェックバルブが作動するＳ２状態となる。
【００２９】
前記圧力Ｐ１，Ｐ２の圧力値をどの程度に設定するかにもよるが、前記残圧排出弁１６が開弁されることで噴霧ノズル１２内の残圧は一気に外部へと排出されるため、前記Ｓ１状態からＳ２状態へと移行する時間は極めて短時間である。従って、噴霧ノズル１２内の圧力がＰ１から急激に降圧されていくが、その圧力がＰ２にまで降圧された時にチェックバルブ１２が作動するＳ２状態となる。
【００３０】
前記したＳ０状態〜Ｓ１状態の間では、前記噴霧ノズル１２内の残留液体や、前記配管１４内の残留液体が存在している。しかし、Ｓ１状態〜Ｓ２状態の間では、まず、残圧排出弁１６が作動することで残圧が放出され、前記残留液体が残圧排出弁１６側等に引かれる（図４の矢印Ｗ１等参照）。より詳細には、前記噴霧ノズル１２内の残留液体は配管１４内へと引き込まれ、前記噴霧ノズル１２近傍の配管１４中の残留液体は残圧排出弁１６側に引き込まれ、排出される。従って、本発明では残圧排出とともに前記残留液体を配管１４内に引き込み排出することができる。また、前記噴霧ノズル１２近傍の配管１４内の残留液体も引き込み排出することができる。その結果、液ダレ現象の原因である前記残留液体が排除されるため、ノズル噴霧孔Ｈから液体が液ダレすることを防止できる。
【００３１】
これにより、液ダレ現象の原因となり得る噴霧ノズル１２内の残留液体をできる限り少なくするため、例えば、残圧排出とともに前記残存する液体を矢印Ｗ１方向（図４参照）に引き抜くことができる。従って、圧力Ｐ１から圧力Ｐ２へと降圧する間に、ノズル噴霧孔Ｈから液体がだらだらと噴出すること等を防止できる。その結果、ノズル噴霧孔Ｈの液ダレ現象を確実に防止できる。
【００３２】
Ｓ２状態は、前記噴霧ノズル１２内の圧力がＰ２へと降圧した時点で、チェックバルブ１２が作動する状態（「閉」状態）である。該チェックバルブ１２が「閉」状態となることで、前記噴霧ノズル１２内の領域Ａが閉塞されるため、前記ノズル噴霧孔Ｈからの液体の噴霧するための液体の供給を遮断することができる。
【００３３】
従来は、前記チェックバルブ１２４の作動圧と、前記残圧排出弁１６の作動圧の詳細な関係等については、特に着目されていなかったが、本発明ではこれらにも着目した。即ち、従来では、液体の噴霧終了後からチェックバルブ作動時までの間に、圧力が徐々に降圧する。その間は、液体を微細霧化するための十分な圧力が加圧されていない状態でありながら、噴霧ノズル１２内や送液管１４内等に残存する液体がノズルから噴霧されてしまっていた。その結果、粒径が大きすぎる粗大霧や、水滴や、ボタ落ちや、水鉄砲状放水となっていた。
【００３４】
これに対して、本発明では、チェックバルブ１２４と残圧排出弁１４を併用し、その動作タイミングについて着目した。チェックバルブ１２４の作動圧Ｐ１を、残圧排出弁１４の作動圧Ｐ２よりも低くすることで、ノズル噴霧孔Ｈの液ダレ現象を確実に防止できる。より詳しくは、加圧を停止した後において、前記液体（例えば、残留液体）を液ダレせずに噴霧するとともに、不要な残留液体を残圧排出とともに外部へと排出できる。
【００３５】
その後に、前記チェックバルブ１２４が作動することで、加圧停止後の前記噴霧ノズル１２への不要な液体の供給をより確実に停止すること等が可能となる。従って、例えば、一流体ノズル等の如く単純な構造であるノズルを用いた場合であっても、効果的に液ダレ現象を防止することができる。そして、前記チェックバルブ１２４の作動圧Ｐ２は、２．０ＭＰａ以上である。このような作動圧とすることで液ダレ現象を防止できる。
【００３６】
また、本発明では、前記残圧排出弁１６の作動圧Ｐ１は、前記チェックバルブ１２４の作動圧Ｐ２よりも高い圧力であればよく、その圧力値は限定されないが、好適には２．５ＭＰａ以上であることが望ましい。このような圧力値とすることで、液ダレ現象をより確実に防止できる。
【００３７】
そして、本発明では、残圧排出弁１６が作動圧Ｐ１で作動（残圧を排出）してからチェックバルブ１２４の作動圧Ｐ２までの降圧所要時間が極めて短時間である。その結果、残圧排出してチェックバルブ１２４により液体供給が停止されるという一連の工程を極めて短時間に行なうことができる。従って、噴霧終了後に加圧を停止させると略同時に液ダレすることなく噴霧を終了できる。
【００３８】
また、本発明では、前記チェックバルブ１２４の作動圧Ｐ２をどの程度の圧力値に設定するかに応じて、前記バネ１２４８の付勢強度を決定することができる。本発明では、前記チェックバルブ１２４の構造について、前記ボール１２４０や前記バネ１２４８を用いる構造に限定されず、適宜、好適な構造を採用することができる。
【００３９】
さらに、本発明に係る噴霧システム１では、本発明の効果の範囲内で、適宜、噴霧条件を決定することができる。例えば、霧Ｍの粒子径をより小さくしたり、噴霧流量を増加させたりする場合には、本発明の範囲内で、加圧する圧力Ｐ０をより高圧に設定することもできる。逆に、前記圧力Ｐ０をより低圧に設定できることは勿論である。例えば、霧Ｍの粒子径を小さくすることで、人体や各種部材等に付着しても濡れることが少ない微細な霧Ｍとすることができる。
【００４０】
そして、前記圧力Ｐ０の好適な圧力値としては、９．８ＭＰａ以下であることが望ましい。例えば現状の噴霧技術を参酌すれば、９．８ＭＰａを越えると、噴霧システム１に構造上の負荷がかかりすぎるため経済的に好ましいものとは言えなくなる。
【００４１】
従来から、プランジャーポンプや噴霧ノズル構造等については頻繁に研究されており、プランジャーポンプの高圧仕様化や、二流体ノズルの構造の研究等が行われている。これに対して、一流体ノズルは、その構造の単純さ等から画期的な改良はなされていないのが現状である。特に、近年の噴霧技術は、高圧プランジャーポンプや、ノズル噴霧孔が小さい噴霧ノズル等を用いることで、より微細な霧を形成することが望まれており、このような場合には、前記液ダレ現象の問題が重要となる。
【００４２】
これに対して、本発明に係る噴霧システム１では複雑な構造の改良等を要することもなく、液ダレ現象を防止でき、噴霧ノズル１２から垂れた液体が床等を濡らすことがない。本発明では、前記噴霧ノズル１２の構造は限定されないが、一流体ノズルを好適に用いることができる。
【００４３】
そして、噴霧時の液体への加圧は、適宜、従来公知の加圧手法を採用することができ、例えば、プランジャーポンプ等の加圧ポンプ等を用いることができる。
【００４４】
また、前記チップ１２２等の素材についても限定されず、適宜、好適な材料をノズル先端部として用いることができる。例えば、耐圧性や耐腐食性等に優れたセラミックス製のチップ等を用いることができる。
【００４５】
本発明では、噴霧される液体の性質・性状についても限定されない。例えば、前記液体の比重や粘度や液温等について、噴霧目的や環境等を考慮して、調節・決定することができる。例えば、液体に薬剤等を溶解させて噴霧したり、粘性がある液状の薬剤を噴霧したりすることができる。
【００４６】
このように、本発明の噴霧システム１は、簡単な構造でありながら前記液ダレ現象を効果的に防止できるため、噴霧ノズル等の構造設計や噴霧条件や使用環境・使用目的等について厳しい制限を受けずにすむ。従って、噴霧技術が用いられ得る幅広い分野に応用可能な技術である。
【００４７】
さらに、本発明では、噴霧システム１の噴霧方向等について制限されることもなく、所望の方向に噴霧しても液ダレすることもない。前記Ｓ１状態で前記残留液体を確実に外部へと排出し、続くＳ２状態でチェックバルブ１２４が作動する（「閉」状態となる）という構造であるため、下方向（重力方向）に噴霧しても液ダレすることはないからである。従って、噴霧システム１の噴霧方向は制限されることなく、適宜、所望の噴霧方向に霧Ｍを噴霧することができる。
【００４８】
また、噴霧システム１には、別途、送風手段を噴霧ノズル１２の後方に配置して、噴霧ノズル１２の後方から送風することで噴霧することもできる。霧Ｍは、送風によってより遠方に、かつ正確な位置に噴霧することができる。前記送風手段は、従来公知の手法を用いることができ、例えば送風機等を用いることもできる。
【００４９】
そして、本発明で噴霧する液体は、特に限定されず、水やアルコール等であってもよいし、溶質を溶解させた溶液であってもよい。例えば、種々の薬剤を溶解させた溶液を噴霧することもできる。
【００５０】
さらに、噴霧システム１では、液ダレ現象を防止するための別途の部品等も不要であるため、構造上の制限がないため使用用途・設置場所等の制限を受けることも少ないため好適である。あるいは、適宜、他の部材等を組み合わせて使用することもできるため、汎用性や応用性にも優れている。かかる観点からも、幅広い技術分野で応用可能な基本的技術として用いることができる。
【００５１】
また、本発明に係る噴霧方法は、液体に圧力を加えることで霧を形成する噴霧ノズルを用いる噴霧方法であって、液体への加圧を停止する工程（図３のＳ０状態参照）と、前記噴霧ノズル内の圧力が所定圧力値（図３の作動圧Ｐ１参照）まで降圧したときに、残圧を系外に排出するともに、系内に残存する液体を系外へ排出する工程（図３のＳ１状態参照）と、前記所定圧力（図３の作動圧Ｐ１参照）からさらに低い圧力であり、２．０ＭＰａ以上の圧力値（図３の作動圧Ｐ２参照）まで降圧したときに、前記噴霧ノズルへの液体の供給を停止させる工程（図３のＳ２状態参照）と、を少なくとも行う噴霧方法である。
【００５２】
前記噴霧ノズル内の圧力が所定圧力値（作動圧Ｐ１）まで降圧したときに、残圧を系外に排出する手段としては、残圧の排出とともに系内に残存する液体を系外へ排出することが可能であればよく、その手法については限定されない。例えば、前記残圧排出弁１６を用いることができる。
【００５３】
前記噴霧ノズルへの液体の供給を停止させる手段としては、前記作動圧Ｐ２で作動するものであればよく、その手段は特に限定されない。例えば、前記チェックバルブ１２４等を用いることができる。
【実施例】
【００５４】
本発明の効果を検証するために、以下の試験を実施した。具体的には、本発明に係る噴霧システム１について、前記噴霧ノズル１２内の前記チェックバルブ１２４と、前記残圧排出弁１６の条件を変えて試験を行い、液ダレ現象が確認できるか否かについて検証した。
【００５５】
＜実験条件＞
噴霧ノズル１２は、ノズル噴霧孔Ｈの直径が０．１ｍｍの一流体噴霧ノズル（セラミックス製）を用いた。チェックバルブ１２４は、弾性体１２４６がコイルスプリングであるバルブを使用した。チェックバルブ１２４の作動圧Ｐ２は、前記コイルスプリングの弾性強度を調節することで適宜所定の圧力値で作動するように設定した。残圧排出弁１６は、電磁弁を用いた。また、吐出圧力９．８ＭＰａのプランジャーポンプを用いた。
【００５６】
＜試験＞
実施例１〜９、比較例１〜６の噴霧システムを用いて上水を噴霧し、噴霧後の液ダレ現象の有無を判定した。なお、判定では、噴霧後に粗大霧、水滴、ボタ落ち、水鉄砲状の放水等を確認した場合に、「液ダレ現象あり（×）」、と判定した。
【００５７】
＜霧の粒子径の測定＞
参考として、実施例の一部について、噴霧された霧の平均粒子径（ＳＭＤ）について測定した。霧の粒径は、レーザー光回折法に基いて、測定装置「ＬＤＳＡ−１３００Ａ」（東日コンピュータアプリケーションズ（株）製）を用いて測定した。測定は噴霧ノズル１２から５０ｍｍの位置（スプレー中央部）で行なった。
【００５８】
＜実施例１〜９＞
チェックバルブ１２４の作動圧Ｐ２は２．０ＭＰａとして、残圧排出弁１６の作動圧Ｐ１を変化させた条件で噴霧した（実施例１〜９）。そして、残圧排出弁作動圧Ｐ１が、３．０ＭＰａ（実施例２）、４．０ＭＰａ（実施例４）、５．０ＭＰａ（実施例５）、６．０ＭＰａ（実施例６）、７．０ＭＰａ（実施例７）、８．０ＭＰａ（実施例８）、９．０ＭＰａ（実施例９）については、参考として、霧の平均粒子径（ＳＭＤ）を測定した。
【００５９】
＜比較例１〜４＞
残圧排出弁１６を設けない噴霧システムとし、チェックバルブ１２４の作動圧Ｐ２を０．７ＭＰａ（比較例１）、２．０ＭＰａ（比較例２）、５．０ＭＰａ（比較例３）、７．０ＭＰａ（比較例４）とした点以外は、実施例１と同様にして試験した。
【００６０】
＜比較例５＞
残圧排出弁１６の作動圧Ｐ１を１．５ＭＰａとし、チェックバルブ１２４の作動圧Ｐ２を残圧排出弁作動圧Ｐ１より高い２．０ＭＰａとした点以外は、実施例１と同様にして試験した。
【００６１】
＜比較例６＞
残圧排出弁１６の作動圧Ｐ１を２．５ＭＰａとし、チェックバルブ１２４の作動圧Ｐ２を０．７ＭＰａとした点以外は、実施例１と同様にして試験した。
【００６２】
実施例１〜９、比較例１〜６の結果を表１、表２に示す。
【００６３】
【表１】
【００６４】
【表２】
【００６５】
＜考察＞
比較例１〜６はいずれも液ダレ防止の効果が認められなかったのに対して、実施例１〜９はいずれも液ダレ防止の効果が認められた。実施例１〜９では、噴霧終了後の噴霧ノズル１２を下方に向けてみても、噴霧ノズル１２からの水の滴下は確認されなかった。以上より、本実施例によれば、本発明に係る噴霧システム及び噴霧方法は液ダレ現象を防止できることが示された。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明に係る噴霧システム及び噴霧方法は、例えば、加湿、細霧冷房、空気冷却、消臭、脱臭、除菌、殺菌、衛生（感染症対策や食中毒対策等）、静電気防除、リラクゼーション、コンクリート養生、アロマテラピー等をはじめ幅広い分野で利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に係る噴霧システムの一実施形態の概念図である。
【図２】同実施形態の噴霧ノズル１２の簡略断面図である。
【図３】本発明に係る噴霧システムを説明するためのフロー図である。
【図４】同実施形態の噴霧停止時の液体の流れを説明する概念図である。
【符号の説明】
【００６８】
１ 噴霧システム
１２ 噴霧ノズル
１４ 送液管
１６ 残圧排出弁
１２４ チェックバルブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を加圧することで霧を形成する噴霧ノズルを用いる噴霧システムであって、
前記液体への加圧停止後に、前記噴霧ノズル内の圧力が所定圧力値まで降圧したときに開弁される残圧排出弁と、
前記噴霧ノズルのノズル噴霧孔の後方に配置され、前記所定圧力値未満であり、２．０ＭＰａ以上の圧力値で前記噴霧ノズルへの液体の供給を停止させるように作動するチェックバルブと、
を少なくとも備える噴霧システム。
【請求項２】
前記所定圧力値は、２．５ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の噴霧システム。
【請求項３】
液体に圧力を加えることで霧を形成する噴霧ノズルを用いて噴霧し、前記噴霧ノズル内に備えられたチェックバルブにより液体の供給を停止する噴霧方法であって、少なくとも以下の（１）〜（３）工程を行なう液体の噴霧方法。
（１）噴霧を終了させるために加圧を停止する工程、
（２）前記噴霧ノズル内の圧力が所定圧力値まで降圧したときに、前記噴霧ノズル内から残圧を排出するとともに、前記噴霧ノズルのノズル噴霧孔と前記チェックバルブとの間に残る液体を排出する工程、
（３）前記噴霧ノズル内の圧力が、前記所定圧力値未満であり、２．０ＭＰａ以上の圧力値で、前記チェックバルブが作動することにより前記噴霧ノズルのノズル噴霧孔への液体の供給を停止させる工程。
【請求項１】
液体を加圧することで霧を形成する噴霧ノズルを用いる噴霧システムであって、
前記液体への加圧停止後に、前記噴霧ノズル内の圧力が所定圧力値まで降圧したときに開弁される残圧排出弁と、
前記噴霧ノズルのノズル噴霧孔の後方に配置され、前記所定圧力値未満であり、２．０ＭＰａ以上の圧力値で前記噴霧ノズルへの液体の供給を停止させるように作動するチェックバルブと、
を少なくとも備える噴霧システム。
【請求項２】
前記所定圧力値は、２．５ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の噴霧システム。
【請求項３】
液体に圧力を加えることで霧を形成する噴霧ノズルを用いて噴霧し、前記噴霧ノズル内に備えられたチェックバルブにより液体の供給を停止する噴霧方法であって、少なくとも以下の（１）〜（３）工程を行なう液体の噴霧方法。
（１）噴霧を終了させるために加圧を停止する工程、
（２）前記噴霧ノズル内の圧力が所定圧力値まで降圧したときに、前記噴霧ノズル内から残圧を排出するとともに、前記噴霧ノズルのノズル噴霧孔と前記チェックバルブとの間に残る液体を排出する工程、
（３）前記噴霧ノズル内の圧力が、前記所定圧力値未満であり、２．０ＭＰａ以上の圧力値で、前記チェックバルブが作動することにより前記噴霧ノズルのノズル噴霧孔への液体の供給を停止させる工程。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−６２１７（Ｐ２００９−６２１７Ａ）
【公開日】平成２１年１月１５日（２００９．１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１６８２７６（Ｐ２００７−１６８２７６）
【出願日】平成１９年６月２６日（２００７．６．２６）
【出願人】（０００２４０２９３）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月１５日（２００９．１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月２６日（２００７．６．２６）
【出願人】（０００２４０２９３）
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]