液体噴霧ノズル、散布機及びノズルヘッド
【課題】従来の比較的大きい平均粒径の液滴を噴霧する液体噴霧ノズルの到達性能と同程度の到達性能を維持することにより、ドリフトを低減することができ、好ましくは、それよりも付着性能を向上させることができる液体噴霧ノズル等を提供する。
【解決手段】本発明は、液体を噴霧する液体噴霧ノズル(4)、それを備えた散布機(2)、及びそれに使用されるノズルヘッド(10)に関する。本発明による液体噴霧ノズル(4)は、大粒径の液滴(LS)を噴霧する大粒径噴霧口(12)と、大粒径の液滴(LS)よりも小さい小粒径の液滴(SS)を噴霧する小粒径噴霧口(14)を有する。前記小粒径噴霧口(14)から噴霧された小粒径の液滴(SS)を、前記大粒径噴霧口(12)から噴霧された大粒径の液滴(LS)の流れに乗せて運ぶように、前記大粒径噴霧口(12)と前記小粒径噴霧口(14)とが近傍に配置される。
【解決手段】本発明は、液体を噴霧する液体噴霧ノズル(4)、それを備えた散布機(2)、及びそれに使用されるノズルヘッド(10)に関する。本発明による液体噴霧ノズル(4)は、大粒径の液滴(LS)を噴霧する大粒径噴霧口(12)と、大粒径の液滴(LS)よりも小さい小粒径の液滴(SS)を噴霧する小粒径噴霧口(14)を有する。前記小粒径噴霧口(14)から噴霧された小粒径の液滴(SS)を、前記大粒径噴霧口(12)から噴霧された大粒径の液滴(LS)の流れに乗せて運ぶように、前記大粒径噴霧口(12)と前記小粒径噴霧口(14)とが近傍に配置される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴霧ノズル、散布機及びノズルヘッドに関し、更に詳細には、少なくとも２種類の平均粒径の液滴を噴霧する液体噴霧ノズル、散布機及びノズルヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
圃場に薬液を散布するための液体噴霧ノズルが、散布機として使用されるスプレーヤー及び乗用管理機等に取付けられている（例えば、特許文献１参照）。薬液は、圃場内の作物が病気になったり害虫によって食べられたりすることを防ぐために、上方から散布される。上方から散布される薬液は、作物の葉のオモテ側に付着しやすい。しかしながら、葉のウラ側に病気が発生したり、葉のウラ側を害虫が食べたりするので、薬液を葉のウラ側にも付着させる必要がある。そのため、液体噴霧ノズルにおいて、薬液を葉のウラ側に付着させる付着性能を高めることが行われている。例えば、噴霧する薬液を比較的小さい粒径（３０〜６０μｍ）にすることにより、霧状の薬液を空気中に浮遊させて、薬液を葉のウラ側に回り込ませ、それにより、葉のウラ側への薬液の付着面積を増大させている。
【０００３】
一方、薬液を、圃場の予め決められた範囲内に散布することも必要である。散布した薬液が風によって流されて、薬液が予め決められた範囲外に浮遊又は飛散する現象、いわゆる、ドリフトが生じると、環境負荷になるので好ましくない。また、ある圃場内の作物に対して散布すべき薬液が、ドリフトによって、隣接した圃場内の別の作物に付着すると、別の問題が生じることがある。詳細には、近年、作物の安全性を確保するために、作物ごとに薬液の残留基準値が設定された。従って、ドリフトが原因で、隣接した圃場内の作物から残留基準値を超えた薬液が検出されると、その作物の出荷や流通が停止されることがある。そのため、液体噴霧ノズル装置において、散布した薬液が風に流されないように作物等の目標物に到達させることができる到達性能を高めることにより、ドリフトを低減することが行われている。例えば、噴霧する薬液の平均粒径を１００μｍ以上に大きくすることにより、ドリフトを低減することが行われている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
また、液体噴霧ノズルにおける付着性能を高めるために、噴霧した薬液を帯電させ、静電気力を用いて、葉のウラ側への薬液の付着面積を増大させることも行われている（例えば、特許文献３及び４参照）。一般に、比較的大きい平均粒径の液滴を帯電させるのに必要な印加電圧は、比較的小さい平均粒径の液滴を帯電させるのに必要な印加電圧よりも高くなる。
【０００５】
【特許文献１】特開平第８−８９１５１号公報（図１）
【特許文献２】特開２００４−２７５９４１号公報（段落００３２）
【特許文献３】特開２００６−２１１４８号公報
【特許文献４】特許第３９４６６７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、比較的小さい平均粒径の液滴を噴霧する液体噴霧ノズルは、付着性能が高いけれども、ドリフトが生じ易い。これとは逆に、比較的大きい粒径の液滴を散布する液体噴霧ノズルは、到達性能が高く、即ち、ドリフトを低減する効果があるけれども、付着性能が不十分な場合がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、従来の比較的大きい平均粒径の液滴を噴霧する液体噴霧ノズルの到達性能と同程度の到達性能を維持することにより、ドリフトを低減することができ、好ましくは、前記従来の比較的大きい平均粒径の液滴を噴霧する液体噴霧ノズルよりも付着性能を向上させることができる液体噴霧ノズル、それを備えた散布機、及びそれに使用されるノズルヘッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、液体を噴霧する本発明による液体噴霧ノズルは、大粒径の液滴を噴霧する大粒径噴霧口と、大粒径の液滴よりも小さい小粒径の液滴を噴霧する小粒径噴霧口を有し、前記小粒径噴霧口から噴霧された小粒径の液滴を、大粒径噴霧口から噴霧された大粒径の液滴の流れに乗せて運ぶように、大粒径噴霧口と前記小粒径噴霧口とが近傍に配置されることを特徴としている。
【０００９】
このように構成された液体噴霧ノズルでは、前記大粒径噴霧口から噴霧された大粒径の液滴は、目標物に到達しやすい。また、前記小粒径噴霧口から噴霧された小粒径の液滴は、浮遊しやすい性質を有しているけれども、前記大粒径噴霧口から噴霧された大粒径の液滴の流れに乗って運ばれるので、目標物に素早く到達しやすくなる。その結果、本発明による前記液体噴霧ノズルは、小粒径の液滴を噴霧するけれども、従来の比較的大きい平均粒径の液滴を噴霧する液体噴霧ノズルの到達性能と同程度の到達性能を維持することができる。
【００１０】
大粒径の液滴に運ばれる小粒径の液滴は、大粒径の液滴が目標物に到達して概ね表側に付着した時点で解放され、目標物の近くにおいて浮遊する。それにより、小粒径の液滴は、目標物のウラ側に回りこんでそこに付着する。従って、本発明による前記液体噴霧ノズルの付着性能を、従来の比較的大きい平均粒径の液滴を噴霧する液体噴霧ノズルの付着性能よりも向上させることができる。
【００１１】
本発明の実施形態において、好ましくは、前記小粒径噴霧口から噴霧される小粒径の液滴の噴霧方向は、小粒径の液滴の噴霧範囲と大粒径の液滴の噴霧範囲に重なりができるように、前記大粒径噴霧口から噴霧される大粒径の液滴の噴霧方向に対して実質的に平行に又は下流に向かって離れるように配置される。
【００１２】
このように構成された前記液体噴霧ノズルでは、小粒径の液滴の噴霧方向が大粒径の液滴の噴霧方向に対して実質的に平行又は下流に向かって離れるように配置されるので、小粒径の液滴を大粒径の液滴の流れに衝突させることが軽減される。また、小粒径の液滴の噴霧方向が大粒径の液滴の噴霧方向に対して、小粒径の液滴の噴霧範囲と大粒径の液滴の噴霧範囲に重なりができるように配置されるので、小粒径の液滴を大粒径の液滴の流れから引離したりすることがない。それにより、小粒径の液滴を大粒径の液滴の流れに効率的に乗せて運ぶことができる。
【００１３】
本発明の実施形態において、好ましくは、小粒径の液滴は、前記小粒径噴霧口から扇形パターンで噴霧され、大粒径の液滴は、前記大粒径噴霧口から、小粒径の液滴の扇形パターンと同等またはそれよりも広い扇形パターンで噴霧される。
【００１４】
このように構成された液体噴霧ノズルでは、大粒径の液滴の流れに乗らない小粒径の液滴の量を減少させることができる。
【００１５】
本発明の実施形態において、好ましくは、前記大粒径噴霧口から噴霧される大粒径の液滴の平均粒径は、１００〜５００μｍであり、前記小粒径噴霧口から噴霧される小粒径の液滴の平均粒径は、１０〜１３０μｍである。
【００１６】
なお、平均粒径とは、粒径測定値の累積の５０％粒子径をいい、例えば、平均粒径１００μｍであれば、１００μｍよりも大きい粒径の液滴もそれよりも小さい粒径の液滴も同数存在することを意味する。また、上記範囲に重なり部分があるのは、大粒径と小粒径の区別が相対的なものだからである。
【００１７】
本発明の実施形態において、好ましくは、更に、大粒径の液滴よりも小さく且つ小粒径の液滴よりも大きい中粒径の液滴を噴霧する中粒径噴霧口を有する。
【００１８】
このように構成された液体噴霧ノズルでは、中粒径の液滴が大粒径の液滴の機能及び小粒径の液滴の機能の両方を補い、従来の比較的大きい平均粒径の液滴を噴霧する液体噴霧ノズルの到達性能と同程度の到達性能を維持することを確保して、ドリフトを低減することができ、好ましくは、前記従来の比較的大きい平均粒径の液滴を噴霧する液体噴霧ノズルよりも付着性能を向上させることができる。
【００１９】
本発明の実施形態において、好ましくは、小粒径の液滴を帯電させるために、前記小粒径噴霧口に隣接して配置された電極を有する。
【００２０】
このように構成された液体噴霧ノズルでは、前記小粒径噴霧口から噴霧された小粒径の液滴は、目標物に到達した小粒径の液滴が目標物のウラ側に付着するのに必要な程度の帯電状態よりも帯電した状態で、前記大粒径噴霧口から噴霧された大粒径の液滴の流れに引き込まれる。また、大粒径の液滴も、前記小粒径噴霧口に隣接して配置された前記電極により、小粒径の液滴よりも微弱ではあるが、小粒径の液体と同じ極性で帯電する。従って、小粒径の液滴は、大粒径の液滴の流れに引き寄せられながらも、同じ極性の電荷による適度の反発力により大粒径の液滴に吸収されることはなく、大粒径の液滴の流れに乗って運ばれ、その結果、目標物のウラ側に付着させるのに必要な量の小粒径の液滴を目標物に到達させることができる。
【００２１】
また、小粒径の液滴は、大粒径の液滴の流れに乗って素早く移動するので、小粒径の液滴の電荷が大粒径の液滴に分散したり移動中に放電したりすることがなく、目標物のウラ側に付着するのに必要な程度の帯電状態を維持したまま目標物に到達する。従って、目標物の近くにおいて浮遊する小粒径の液滴は、至近距離から噴霧された場合と同様に、帯電した液滴と作物が電気的に引き寄せられることによって、目標物のウラ側に回りこみ、そこに付着しやすくなる。
【００２２】
また、上記目的を達成するために、本発明による散布機は、上述したいずれかの液体噴霧ノズルを有する。また、本発明による散布機は、小粒径の液滴を帯電させるために前記小粒径噴霧口に隣接して配置された電極と、前記電極と別体の前記液体噴霧ノズルを有していてもよい。
【００２３】
また、上記目的を達成するために、本発明によるノズルヘッドは、大粒径の液滴を噴霧する大粒径噴霧口と、大粒径の液滴よりも小さい小粒径の液滴を噴霧する小粒径噴霧口を有し、前記小粒径噴霧口から噴霧された小粒径の液滴を、大粒径噴霧口から噴霧された大粒径の液滴の流れに乗せて運ぶように、大粒径噴霧口と前記小粒径噴霧口とが近傍に配置されることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２４】
上述したように、本発明による液体噴霧ノズル、散布機、及びノズルヘッドによれば、従来の比較的大きい平均粒径の液滴を噴霧する液体噴霧ノズルの到達性能と同程度の到達性能を維持することにより、ドリフトを低減することができ、好ましくは、従来の比較的大きい平均粒径の液滴を噴霧する液体噴霧ノズルよりも付着性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を参照して、本発明による液体噴霧ノズルの実施形態を説明する。図１は、本発明による第１の実施形態の液体噴霧ノズルが取付けられたスプレーヤーのブーム部分の正面図である。図２は、本発明による液体噴霧ノズルの拡大正面図、図３は、本発明による液体噴霧ノズルの側面図である。
【００２６】
図１に示すように、薬液（農薬）を噴霧するための液体噴霧装置１が、散布機であるスプレーヤー２の長手方向Ａに延びるブーム３ａ、３ｂに設けられている。前記液体噴霧装置１は、前記ブーム３ａ、３ｂに沿って配置された複数の液体噴霧ノズル４を有している。前記スプレーヤー２は、前記長手方向Ａと垂直な方向に走行しながら、薬液を前記液体噴霧ノズル４から下方に向かって圃場に散布することが可能である。
【００２７】
図１に示す前記ブーム３ａ、３ｂは、本体側ブーム３ａと、前記本体側ブーム３ａを延長するようにそれに取付けられた先端側ブーム３ｂとを有している。前記液体噴霧装置１による前記長手方向Ａの散布範囲を調節するために、前記先端側ブーム３ｂは、前記本体側ブーム３ａに対して摺動自在に伸縮可能である。
【００２８】
図２及び図３に示すように、前記ブーム３ａ、３ｂは、前記液体噴霧ノズル４から噴霧される薬液が通る管路５を有し、前記管路５は、薬液を貯蔵するタンク（図示せず）及び前記管路５内の薬液を加圧するための加圧装置（図示せず）に接続されている。前記液体噴霧ノズル４は、前記ブーム３ａ、３ｂの下面３ｃに取付けられ且つ前記下面３ｃから下方にＬ字形に延びる連結部６と、前記連結部６の先端部分６ａにその軸線６ｂを中心に回動可能に取付けられた回転部８と、前記回転部８に取付けられたノズルヘッド１０を有している。本実施形態では、前記回転部８に三つの前記ノズルヘッド１０が取付け可能である。前記連結部６内には、前記管路５と連通した管路（図示せず）が設けられ、前記回転部８は、三つのノズルヘッド１０のうちの下方に向けられたものと前記連結部６の管路（図示せず）とを選択的に連通させるように構成されている。即ち、三つの前記ノズルヘッド１０の種類が互いに異なっていれば、前記回転部８を回転させることにより、前記連結部６の管路（図示せず）に連通する前記ノズルヘッド１０を用途に応じて選択することが可能である。
【００２９】
図４は、ノズルヘッドの斜視図である。また、図５は、ノズルヘッドの側面断面図であり、図６は、図５の線VI-VIにおける断面図であり、図７は、図５の線VII−VIIにおける断面図である。
【００３０】
図４〜図７に示すように、前記ノズルヘッド１０は、大粒径の薬液ＬＳを噴霧する大粒径噴霧口１２と、大粒径の液滴ＬＳよりも小さい小粒径の液滴ＳＳを噴霧する小粒径噴霧口１４とを有している。前記大粒径噴霧口１２と前記小粒径噴霧口１４は、前記ノズルヘッド１０のノズル面１６ａ、１６ｂに設けられている。詳細には、同一平面上に位置する前記ノズル面１６ａ、１６ｂに、互いに平行なＶ字形断面の二つの溝１８が形成され、前記それぞれの溝１８に、円形断面のノズル孔２０、２２を設けられ、それにより、前記大粒径噴霧口１２及び前記小粒径噴霧口１４が形成されている。前記ノズル孔２０ａ、２０ｂは、前記ノズルヘッド１０内に設けられた部屋２４に連通し、前記部屋２４は、前記回転部８及び前記連結部６を介して前記管路５に連通している。
【００３１】
本実施形態では、前記大粒径噴霧口１２と前記小粒径噴霧口１４との間において、前記ノズル面１６ａ、１６ｂから突出した突出部２６が設けられ、前記ノズル面１６ａ、１６ｂが分離しているが、前記突出部２６の代わりに凹部が設けられてもよいし、前記突出部２６なしに、単一の前記ノズル面１６ａ、１６ｂが設けられていてもよい。また、前記ノズル面１６ａ、１６ｂは、同一平面上に位置する必要はなく、例えば、平行で異なる平面上に位置していても良いし、互いに傾斜する平面上に位置していてもよい。
【００３２】
前記部屋２４は、前記大粒径噴霧口１２に通じる大粒径用の前記ノズル孔２０が前記小粒径噴霧口１４に通じる小粒径用のノズル孔２２よりも長くなるように形成されることが好ましい。前記ノズル孔２０、２２の径の大きさは、同じであってもよいし、大粒径用の前記ノズル孔２０が、小粒径用の前記ノズル孔２２よりも大きくてもよく、例えば、１．０〜２．０ｍｍである。前記ノズル孔２０、２２は、薬液が前記ノズルヘッド１０内を流れるときに、薬液の流れを整流させる機能を有している。比較的短い小粒径用の前記ノズル孔２０では、整流効果が小さく乱流が発生するので、比較的小さい平均粒径の液滴ＳＳが前記小粒径噴霧口１４から噴霧される。これに対して、比較的長い大粒径用のノズル孔２０では、整流効果が大きいので、比較的大きい平均粒径の液滴ＬＳが前記大粒径噴霧口１２から噴霧される。大粒径用の前記ノズル孔２０の長さは、例えば、２．０〜４．０ｍｍであり、小粒径用の前記ノズル孔２２の長さは、例えば、１．０〜２．０ｍｍである。
【００３３】
前記大粒径噴霧口１２と前記小粒径噴霧口１４とは、前記小粒径噴霧口１４から噴霧された小粒径の液滴ＳＳを、前記大粒径噴霧口１２から噴霧された大粒径の液滴ＬＳの流れに乗せて運ぶように、互いに近傍に配置されることが好ましい。前記大粒径噴霧口１２と前記小粒径噴霧口１４との間の距離Ｌ１（図５参照）は、例えば、１０〜２０ｍｍである。
【００３４】
また、前記小粒径噴霧口（１４）から噴霧される小粒径の液滴（ＳＳ）の噴霧方向（ＳＤ）は、小粒径の液滴（ＳＳ）の噴霧範囲と大粒径の液滴（ＬＳ）の噴霧範囲に重なりができるように、前記大粒径噴霧口（１２）から噴霧される大粒径の液滴（ＬＳ）の噴霧方向（ＬＤ）に対して実質的に平行に又は下流に向かって離れるように配置されることが好ましい。しかしながら、小粒径の液滴（ＳＳ）を大粒径の液滴（ＬＳ）の流れに乗せて運ぶことができれば、小粒径の液滴（ＳＳ）の噴霧方向（ＳＤ）が大粒径の液滴（ＬＳ）の噴霧方向（ＬＤ）に対して下流に向かって近づくように配置されてもよい。前記噴霧方向ＬＤ、ＬＳはそれぞれ、前記ノズル孔２０、２２の軸線方向と一致する。
【００３５】
図２に示すように、前記大粒径噴霧口１２及び前記小粒径噴霧口１４から噴霧される液滴ＬＳ、ＳＳが形成する噴霧パターンは、前記溝１８が延びる第１の横方向Ｂと同じ方向に広がる互いに平行な扇形パターンＰ１、Ｐ２であることが好ましい。扇形パターンＰ１、Ｐ２は、前記第１の横方向Ｂと垂直な第２の横方向、即ち、前記扇形パターンＰ１、Ｐ２が扇形に見える方向Ｃに見て互いに重なるように配置されることが好ましい。また、前記大粒径噴霧口１２から噴霧される扇形パターンＰ１は、前記小粒径噴霧口１４から噴霧される扇形パターンＰ２と同等又はそれよりも広いことが好ましい。
【００３６】
図１〜図３に示すように、液体噴霧ノズル装置１は、前記ブーム３ａ、３ｂに設けられた帯電装置３０を有している。本実施形態では、前記液体噴霧ノズル４は、小粒径の液滴ＳＳを帯電させるために前記小粒径噴霧口１４に隣接して配置された電極３２を有しており、前記帯電装置３０は、電源ユニット３４と、前記電源ユニット３４から延びる比較低電圧の低圧線３６ａ、３６ｂと、前記低圧線３６ａ、３６ｂに接続された昇圧ユニット３８ａ、３８ｂと、前記昇圧ユニット３８ａ、３８ｂ及び前記電極３２に接続された比較的高電圧の高圧線４０ａ、４０ｂとを有している。前記昇圧ユニット３８ａ、３８ｂは、前記低電圧線３６ａ、３６ｂの低電圧を前記高圧線４０ａ、４０ｂの高電圧まで昇圧させる機能を有している。一方の前記昇圧ユニット３８ｂは、前記先端側ブーム３ｂに取付けられ、前記本体側ブーム３ａに対する前記先端側ブームの伸縮に対応して、前記一方の前記低圧線３６ｂはコイル形態を有していることが好ましい。前記電極３２及び前記帯電装置３０は、前記ブーム３ａ、３ｂに対して絶縁されている。
【００３７】
前記電極３２は、板状であることが好ましく、前記小粒径噴霧口１４から噴霧される扇形パターンと略平行に配置されることが好ましい。本実施形態では、前記電極３２は、前記連結部６の前記先端部分６ａに取付けられている。前記電極３２に印加する印加電圧はアースに対して、例えば、２〜８ｋＶである。
【００３８】
また、前記液体噴霧ノズル４及び前記ノズルヘッド１０は、従来の液体噴霧ノズル又はノズルヘッドと交換可能であることが好ましい。
【００３９】
次に、前記液体噴霧装置１の動作を説明する。
【００４０】
先ず、電極３２に電圧を印加させないときの前記液体噴霧装置１の動作を説明する。前記ブーム３ａ、３ｂの管路５内の薬液をポンプ等の加圧装置（図示せず）によって加圧する。薬液の圧力は、前記連結部６及び前記回転部８を介して前記ノズルヘッド１０の部屋２４内の薬液に伝わり、それにより、前記大粒径噴霧口１２及び前記小粒径噴霧口１４から薬液が噴霧される。薬液の圧力は、例えば、１〜３ＭＰａである。
【００４１】
前記大粒径噴霧口１２から噴霧された大粒径の液滴ＬＳは、従来の液体噴霧ノズルから噴霧された液滴と同様、目標物に到達しやすい。また、前記小粒径噴霧口１４から噴霧された小粒径の液滴ＳＳは、浮遊しやすい性質を有しているけれども、前記大粒径噴霧口１２から噴霧された大粒径の液滴ＬＳの流れに乗って運ばれる。詳細には、互いに近傍にある前記大粒径噴霧口１２及び前記小粒径噴霧口１４から噴霧された液滴ＬＳ、ＳＳは、それぞれの噴霧パターンである扇形パターンＰ１、Ｐ２に従って末広がりになると共に、前記第２の横方向Ｃに互いに引き寄せられ又は巻き込まれる。それにより、個々の噴霧パターンＰ１、Ｐ２に従って互いに重なる形式的な範囲よりも広い重なり範囲内に、大粒径の液滴ＬＳと小粒径の液滴ＳＳが共存することになる。前記液体噴霧ノズルから噴霧された下流において、小粒径の液滴ＳＳの水平方向噴霧範囲が、大粒径の液滴ＬＳの水平方向噴霧範囲に含まれることが好ましい。上記重なり範囲内及びその周辺においては、小粒径の液滴ＳＳは、大粒径の液滴ＬＳの流れに乗せられて運ばれ、それにより、浮遊することが妨げられ、目標物の近くまで素早く移動する。その結果、前記液体噴霧ノズル４は、浮遊しやすい小粒径の液滴ＳＳを噴霧するけれども、従来の比較的大きい平均粒径の液滴を噴霧する液体噴霧ノズルの到達性能と同程度の到達性能を維持することができ、ドリフトを低減することができる。
【００４２】
また、前記液体噴霧ノズル４は、従来の比較的大きい平均粒径の液滴だけを噴霧する液体噴霧ノズル（大粒径ノズル）及び従来の比較的小さい平均粒径の液滴だけを噴霧する液体噴霧ノズル（小粒径ノズル）と比較して、散布量を少なくすることができる。詳細には、前記液体噴霧ノズル４から噴霧される液滴は、大粒径ノズルから噴霧される大粒径の液滴の一部を小粒径の液滴に置き換えたものに相当する。従って、前記液体噴霧ノズル４から噴霧される散布量が少なくなる。また、小粒径ノズルから噴霧される液滴は、液滴が浮遊しても目標物に到達する量を確保するために、散布量を多くする必要がある。これに対して、前記液体噴霧ノズル４は、小粒径の液滴ＳＳが大粒径の液滴ＬＳの流れに乗って運ばれるので、小粒径ノズルよりも散布量を少なくすることができる。
【００４３】
大粒径の液滴ＬＳに運ばれる小粒径の液滴ＳＳは、大粒径の液滴ＬＳが目標物に到達して概ね表側に付着した時点で解放され、目標物の近くにおいて浮遊する。それにより、小粒径の液滴ＳＳは、目標物のウラ側に回りこんでそこに付着する。従って、前記液体噴霧ノズル４の付着性能を、従来の比較的大きい平均粒径の液滴を噴霧する液体噴霧ノズルの付着性能よりも向上させることができる。
【００４４】
次に、前記電極３２に電圧を印加させたときの前記液体噴霧装置１の動作を説明する。前記大粒径噴霧口１２及び前記小粒径噴霧口１４から薬液が噴霧されるまでの動作は、電極３２に電圧を印加させないときの動作と同じである。
【００４５】
前記大粒径噴霧口１２から噴霧された大粒径の液滴ＬＳは、従来の液体噴霧ノズルから噴霧された液滴と同様、目標物に到達しやすい。また、前記電極３２に電圧を印加させないときと同様、前記小粒径噴霧口１４から噴霧された小粒径の液滴ＳＳは、浮遊しやすい性質を有しているけれども、前記大粒径噴霧口１２から噴霧された大粒径の液滴の流れに乗って運ばれる。
【００４６】
前記液体噴霧ノズル４の付着性能を向上させるために小粒径の液滴ＳＳを帯電させた場合、目標物のウラ側に付着させるのに必要な量（必要液滴量）の小粒径の液滴ＳＳが目標物に到達すること、及び、目標物に到達した小粒径の液滴ＳＳが目標物のウラ側に付着するのに必要な程度の帯電状態（必要帯電状態）にあることが要求される。前記小粒径噴霧口１４から噴霧された小粒径の液滴ＳＳは、前記電極３２によって、必要帯電状態よりも帯電した状態になり、この帯電により、大粒径の液滴ＬＳの流れに引き込まれやすくなる。また、大粒径の液滴ＬＳも、前記小粒径噴霧口１４に隣接して配置された前記電極３２により、小粒径の液滴ＳＳよりも微弱であるが、小粒径の液滴ＳＳと同じ極性の電荷で帯電する。上記重なり領域及びその周辺において、小粒径の液滴ＳＳは、その帯電により大粒径の液滴ＬＳの流れに引き寄せられながらも、同じ極性の電荷の反発力により大粒径の液滴（ＬＳ）に吸収されることが防止される。詳細には、大粒径の液滴ＬＳが帯電していなかったり小粒径の液滴ＳＳと逆の極性の電荷に帯電していたりすると、小粒径の液滴ＳＳが大粒径の液滴ＬＳに吸着して吸収され、電荷が分散する結果、大粒径よりも大きくしかも必要帯電状態に達しない液滴が残るだけとなってしまう。本実施形態のように、大粒径の液滴ＬＳが小粒径の液滴ＳＳと同じ極性の電荷に帯電していれば、例え微弱ではあっても適度の反発力を生じて吸収が回避され、少なくとも必要液滴量の小粒径の液滴ＳＳが大粒径の液滴ＬＳの流れに乗って運ばれる。
【００４７】
また、上述したように、小粒径の液滴ＳＳは、大粒径の液滴ＬＳの流れに乗せられて運ばれ、目標物の近くまで素早く移動する。このことによっても、小粒径の液滴ＳＳは、必要帯電状態で目標物に到達する。詳細には、従来の比較的小さい粒径の液滴を帯電させると、小粒径の液滴ＳＳが浮遊している間に次第に放電し、目標物に到達した時には、帯電していない状態になることがあった。しかしながら、本実施形態の液体噴霧ノズル４から噴霧された小粒径の液滴ＳＳは、浮遊することが妨げられ、途中で飛散することもなく、大粒径の液滴ＬＳによって素早く運ばれるので、放電する前に、必要帯電状態で目標物に到達することができる。
【００４８】
その結果、本実施形態では、小粒径の液滴ＳＳが大粒径の液滴ＬＳの流れに引き込まれて、必要帯電状態で目標物に到達した後、あたかも至近距離から噴霧された場合と同様に目標物の近くにおいて浮遊する。その後、帯電した小粒径の液滴ＳＳと作物が電気的に引き寄せられることによって、小粒径の液滴ＳＳが目標物のウラ側にも回りこみ、そこに付着する。従って、前記液体噴霧ノズル４の付着性能を、前記電極３２に電圧を印加させない場合よりも向上させることができる。特に、横風を受けたり目標物までの距離が長くなったりするほど、前記液体噴霧ノズル４の付着性能を、より顕著に向上させることができる。
【００４９】
また、一般に、大粒径の液滴ＬＳを帯電させるには、小粒径の液滴ＳＳを帯電させるのに必要な印加電圧よりも高い印加電圧を必要とする。しかしながら、本実施形態では、小粒径の液滴ＳＳを帯電させるのに必要な比較的低い電圧を印加するだけでよい。特に、既存のスプレーヤの液体噴霧ノズルを本実施形態の液体噴霧ノズルに交換する場合、大粒径の液滴ＬＳを噴霧するにもかかわらず、比較的低い電圧用の装置を追加すればよいので、経済的であり、また帯電させるときの安全性を向上させることができる。
【００５０】
また、前記大粒径噴霧口１２から噴霧される比較的大粒径の液滴ＬＳの平均粒径は、好ましくは、１００〜５００μｍであり、更に好ましくは、２００〜３００μｍである。また、前記小粒径噴霧口１４から噴霧される小粒径の液滴ＳＳの平均粒径は、好ましくは、１０〜１３０μｍであり、更に好ましくは、１０〜１００μｍであり、更に好ましくは、３０〜６０μｍである。
【００５１】
本明細書における平均粒径とは、粒径測定値の累積の５０％粒子径をいい、例えば、平均粒径１００μｍであれば、１００μｍよりも大きい粒径の液滴もそれよりも小さい粒径の液滴も同数存在することを意味する。この粒径測定値の累積の５０％粒子径は、粒子体積による測定値の累積の平均値となる体積平均粒径と近似した数値となり、更に、頻度分布曲線上の最大頻度粒径とも近似した数値となるので、粒径の分布が１００μｍに集中していることも意味する。また、概略的には、大粒径とは、ドリフトを低減できる粒径をいい、小粒径とは、大粒径の液滴の流れに乗せて運ぶことができる粒径をいう。
【００５２】
平均粒径の適正範囲について補足すれば、比較的大粒径の液滴ＬＳの平均粒径上限値を例示したのは、３００μｍを超えると安定的な粒径分布を得ることに困難性を生じ、５００μｍを超えるとノズル構成の複雑化を避け難くなって商品としての現実味が乏しくなるからである。また、小粒径の液滴ＳＳの平均粒径上限値を例示したのは、１００μｍを超えると浮遊性が低下し、１３０μｍを超えると葉の裏側まで回り込み難くなるからである。また、小粒径の液滴ＳＳの平均粒径下限値を例示したのは、平均粒径が１０μｍを下回ると噴霧粒子が蒸散し易くなるからである。したがって、前記大粒径噴霧口ＬＳから噴霧される大粒径の液滴ＬＳの平均粒径を２００〜３００μｍとすれば、比較的簡素な構成でドリフトが少なく引き込み効果の大きな噴霧液滴が得られ、更に、前記小粒径噴霧口１４からの噴霧される小粒径の液滴ＳＳの平均粒径を３０〜６０μｍとすれば、該小粒径噴霧口１４からの殆どの噴霧液滴を浮遊性の高い１０〜１００μｍの粒径範囲に分布させることができるので、葉の裏側まで回り込み易くなる共に、更に比較的低い電荷を付与するだけで付着性能を一層高めることができる。
【００５３】
図８は、本発明による液体噴霧ノズルの第２の実施形態を示す側面図であり、図９は、図８の液体噴霧ノズルの底面図である。
【００５４】
図８に示すように、変形例の液体噴霧ノズル５０は、前記ブーム３ａ、３ｂの下面３ｃに取付けられ且つ前記下面３ｃから下方に延びる連結部５２と、前記連結部５２から延びる四つのノズルヘッド５４、５６を有している。一つの前記ノズルヘッド５４は、前記連結部５２の中心に配置され、小粒径の液滴ＳＳを噴霧する小粒径噴霧口５８を有している。三つの前記ノズルヘッド５６は、前記一つのノズルヘッド５４の周りに等間隔に配置され、大粒径の液滴ＬＳを噴霧する大粒径噴霧口６０を有している。前記小粒径噴霧口５８から噴霧される液体は、中空円錐形パターンＰ３であることが好ましい。前記大粒径噴霧口６０から噴霧される液体は、それぞれが扇形パターンＰ４であることが好ましい。更に、三つの前記ノズルヘッド５６は、三つの扇形パターンＰ４が中空円錐型パターンＰ３を包囲するように配置されることが好ましい。前記ノズルヘッド５４の周りには、電極６２が配置されることが好ましい。
【００５５】
このように構成された液体噴霧ノズル５０によっても、上述した液体噴霧ノズル４と同様の動作、作用を行うことができる。
【００５６】
次に、本発明による液体噴霧ノズルと従来の液体噴霧ノズルとを比較した実験を説明する。図１０は、噴霧ノズルの実験を説明するための側方からの概略図である。図１１は、噴霧ノズルの実験を説明するための正面からの概略図である。
【００５７】
まず、表１に示す散布圧力、吐出量で、表１に示す平均粒径の液滴を噴霧する３つの液体噴霧ノズル装置を用意した。詳細には、本発明による液体噴霧ノズル装置の実施例（以下、「実施例」という。）では、大粒径噴霧口及び小粒径噴霧口からそれぞれ、平均粒径１７０μｍ及び９４μｍの液体蛍光塗料を噴霧した。また、従来の液体噴霧ノズル装置第１の例（以下、「比較例１」という。）では、平均粒径が１８０μｍの液体蛍光塗料を噴霧し、第２の例（以下、「比較例２」という。）では、平均粒径１２３μｍの液体蛍光塗料を噴霧した。これらのノズルの噴霧パターンは、いずれも扇形パターンである。
【００５８】
【表１】
【００５９】
次に、風がない状態における付着性能を調べる実験１を行った。ノズルを、図１０に示すように、扇形パターンの平面と垂直な第２の横方向Ｃに０．３ｍ／ｓで移動させながら、噴出口の高さから距離Ｌ２だけ下方に支持され且つアースされた５０ｍｍ×５０ｍｍのアルミ板に向かって、液体蛍光塗料を散布した。アルミ板のウラ面（下面）に付着した蛍光塗料の付着状態を、液斑被覆面積率に対応した０〜１０の１１段階の目視判別による標準付着度指数（独立行政法人 農業・食品産業技術総合研究機構 生物系特定産業技術研究支援センター（略称：生研センター）平成３年度作成）を用いて、評価した。距離Ｌ２を、３００ｍｍ、６００ｍｍ、９００ｍｍの３種類に変化させて、また、印加電圧を０〜１０ｋＶの範囲で変化させて、実験１を行った。
【００６０】
次に、自然風がある状態における付着性能を調べる実験２を行った。実験２は、扇形パターンの平面に沿う第１の横方向Ｂに扇風機によって１ｍ／ｓの送風を行ったこと以外、上述した実験１と同じである。
【００６１】
図１２及び図１３はそれぞれ、実験１及び実験２の実験結果を示す図である。
【００６２】
前記電極３２に電圧を印加させた場合、特に送風のある実験２において、本発明による前記液体噴霧ノズル４の付着指数は、従来の液体噴霧ノズルの付着指数よりも著しく大きくなった。また、従来の液体噴霧ノズルと同程度の付着指数で付着させる場合、従来の液体噴霧ノズルよりも低い印加電圧で充分であることが確認された。
【００６３】
前記電極３２に電圧を印加させない場合、実験１及び実験２によれば、本発明による前記液体噴霧ノズル４と、従来の液体噴霧ノズルとの間には、付着指数においては有意な差が認められなかった。しかしながら、本発明による前記液体噴霧ノズル４の到達性能とドリフト低減効果は、小粒径の液滴ＳＳを噴霧するにもかかわらず、大粒径の液滴ＬＳを噴霧する場合と比較して遜色のないことを確認できた。したがって、本発明による前記液体噴霧ノズル４は、前記電極３２を省略した形態のものであってもよく、この場合、既販の噴霧装置にそのまま適用しても優れた到達性能とドリフト低減効果を発揮できる。更に、従来の比較的大きい平均粒径の液滴だけを噴霧する液体噴霧ノズル及び従来の比較的小さい平均粒径の液滴だけを噴霧する液体噴霧ノズルと比較して、散布量を少なくすることができる。加えて、前記電極３２を前記小粒径噴霧口１４に隣設させるだけで葉裏への付着性能が重要となる対象作物に最適な噴霧装置となり得る。従って、前記電極３２を省略した形態の前記液体噴霧ノズル４であっても、将来の前記電極３２の取付けに即座に対応可能であり、噴霧薬液の性状や環境条件等も含む広範な市場要求に対応することができる。
【００６４】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００６５】
上記第１の実施形態の液体噴霧ノズル４では、扇形パターンを採用し、上記第２の実施形態の液体噴霧ノズル５０を採用したけれども、小粒径の液滴が大粒径の液滴の流れに乗って運ばれれば、噴霧パターンの形状及び組み合わせは任意である。例えば、噴霧パターン形状は、上述した扇形又は中空円錐形であってもよいし、直進形等であってもよい。
【００６６】
また、上記第１の実施形態では、単一のノズルヘッド１０に、前記大粒径噴霧口１２及び前記小粒径噴霧口１４を設けたけれども、それらを別々のノズルヘッドに設けて、２頭口形態としても良い。前記大粒径噴霧口１２及び前記小粒径噴霧口１４を有する単一のノズルヘッド１０は、複数のノズルヘッドと比較して、軽量であり且つコスト削減が可能である。
【００６７】
前記大粒径噴霧口１２及び前記小粒径噴霧口１４に加えて、大粒径の液滴（ＬＳ）よりも小さく且つ小粒径の液滴（ＳＳ）よりも大きい中粒径の液滴（ＭＳ）を噴霧する中粒径噴霧口を有していてもよい。中粒径の液滴の噴霧パターン、数及び配置等は、任意であるり、前記大粒径噴霧口１２、前記小粒径噴霧口１４及び前記中粒径噴霧口は、単一のノズルヘッド１０に設けられてもよいし、別々のノズルヘッドに設けられていてもよい。中粒径の液滴は、大粒径の液滴（ＬＳ）に対しては小粒径の液滴（ＳＳ）のように機能し、小粒径（ＳＳ）の液滴に対しては大粒径の液滴（ＬＳ）のように機能することが好ましい。
【００６８】
上記実施形態では、前記散布機２がスプレーヤーである場合を説明したが、散布機は、乗用管理機等の走行式散布機であってもよいし、手持ち又は肩掛け式の散布機であってもよい。
【００６９】
また、上記実施形態では、前記電極３２が前記液体噴霧ノズル４、５０に取付けられていたが、ブーム３ａ、３ｂ等の散布機２側に取付けられていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第１の実施形態による液体噴霧ノズル装置が取付けられたスプレーヤーのブームの正面図である。
【図２】本発明による液体噴霧ノズル装置の拡大正面図である。
【図３】本発明による液体噴霧ノズル装置の側面図である。
【図４】ノズルヘッドの斜視図である。
【図５】ノズルヘッドの側面断面図である。
【図６】図５の線VI-VIにおける断面図である。
【図７】図５の線VII−VIIにおける断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態による液体噴霧ノズルを示す側面図である。
【図９】図８の液体噴霧ノズルの底面図である。
【図１０】噴霧ノズルの実験を説明するための側方からの概略図である。
【図１１】噴霧ノズルの実験を説明するための正面からの概略図である。
【図１２】送風無しの場合の実験結果を示す図である。
【図１３】送風有りの場合の実験結果を示す図である。
【符号の説明】
【００７１】
２ スプレーヤー（散布機）
４、５０ 液体噴霧ノズル
１０、５４、５６ ノズルヘッド
１２、６０ 大粒径噴霧口
１４、５８ 小粒径噴霧口
３２、６２ 電極
ＬＤ 噴霧方向
ＬＳ 大粒径の液滴
ＳＤ 噴霧方向
ＳＳ 小粒径の液滴
Ｐ１ 扇形パターン
Ｐ２ 扇形パターン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴霧ノズル、散布機及びノズルヘッドに関し、更に詳細には、少なくとも２種類の平均粒径の液滴を噴霧する液体噴霧ノズル、散布機及びノズルヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
圃場に薬液を散布するための液体噴霧ノズルが、散布機として使用されるスプレーヤー及び乗用管理機等に取付けられている（例えば、特許文献１参照）。薬液は、圃場内の作物が病気になったり害虫によって食べられたりすることを防ぐために、上方から散布される。上方から散布される薬液は、作物の葉のオモテ側に付着しやすい。しかしながら、葉のウラ側に病気が発生したり、葉のウラ側を害虫が食べたりするので、薬液を葉のウラ側にも付着させる必要がある。そのため、液体噴霧ノズルにおいて、薬液を葉のウラ側に付着させる付着性能を高めることが行われている。例えば、噴霧する薬液を比較的小さい粒径（３０〜６０μｍ）にすることにより、霧状の薬液を空気中に浮遊させて、薬液を葉のウラ側に回り込ませ、それにより、葉のウラ側への薬液の付着面積を増大させている。
【０００３】
一方、薬液を、圃場の予め決められた範囲内に散布することも必要である。散布した薬液が風によって流されて、薬液が予め決められた範囲外に浮遊又は飛散する現象、いわゆる、ドリフトが生じると、環境負荷になるので好ましくない。また、ある圃場内の作物に対して散布すべき薬液が、ドリフトによって、隣接した圃場内の別の作物に付着すると、別の問題が生じることがある。詳細には、近年、作物の安全性を確保するために、作物ごとに薬液の残留基準値が設定された。従って、ドリフトが原因で、隣接した圃場内の作物から残留基準値を超えた薬液が検出されると、その作物の出荷や流通が停止されることがある。そのため、液体噴霧ノズル装置において、散布した薬液が風に流されないように作物等の目標物に到達させることができる到達性能を高めることにより、ドリフトを低減することが行われている。例えば、噴霧する薬液の平均粒径を１００μｍ以上に大きくすることにより、ドリフトを低減することが行われている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
また、液体噴霧ノズルにおける付着性能を高めるために、噴霧した薬液を帯電させ、静電気力を用いて、葉のウラ側への薬液の付着面積を増大させることも行われている（例えば、特許文献３及び４参照）。一般に、比較的大きい平均粒径の液滴を帯電させるのに必要な印加電圧は、比較的小さい平均粒径の液滴を帯電させるのに必要な印加電圧よりも高くなる。
【０００５】
【特許文献１】特開平第８−８９１５１号公報（図１）
【特許文献２】特開２００４−２７５９４１号公報（段落００３２）
【特許文献３】特開２００６−２１１４８号公報
【特許文献４】特許第３９４６６７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、比較的小さい平均粒径の液滴を噴霧する液体噴霧ノズルは、付着性能が高いけれども、ドリフトが生じ易い。これとは逆に、比較的大きい粒径の液滴を散布する液体噴霧ノズルは、到達性能が高く、即ち、ドリフトを低減する効果があるけれども、付着性能が不十分な場合がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、従来の比較的大きい平均粒径の液滴を噴霧する液体噴霧ノズルの到達性能と同程度の到達性能を維持することにより、ドリフトを低減することができ、好ましくは、前記従来の比較的大きい平均粒径の液滴を噴霧する液体噴霧ノズルよりも付着性能を向上させることができる液体噴霧ノズル、それを備えた散布機、及びそれに使用されるノズルヘッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、液体を噴霧する本発明による液体噴霧ノズルは、大粒径の液滴を噴霧する大粒径噴霧口と、大粒径の液滴よりも小さい小粒径の液滴を噴霧する小粒径噴霧口を有し、前記小粒径噴霧口から噴霧された小粒径の液滴を、大粒径噴霧口から噴霧された大粒径の液滴の流れに乗せて運ぶように、大粒径噴霧口と前記小粒径噴霧口とが近傍に配置されることを特徴としている。
【０００９】
このように構成された液体噴霧ノズルでは、前記大粒径噴霧口から噴霧された大粒径の液滴は、目標物に到達しやすい。また、前記小粒径噴霧口から噴霧された小粒径の液滴は、浮遊しやすい性質を有しているけれども、前記大粒径噴霧口から噴霧された大粒径の液滴の流れに乗って運ばれるので、目標物に素早く到達しやすくなる。その結果、本発明による前記液体噴霧ノズルは、小粒径の液滴を噴霧するけれども、従来の比較的大きい平均粒径の液滴を噴霧する液体噴霧ノズルの到達性能と同程度の到達性能を維持することができる。
【００１０】
大粒径の液滴に運ばれる小粒径の液滴は、大粒径の液滴が目標物に到達して概ね表側に付着した時点で解放され、目標物の近くにおいて浮遊する。それにより、小粒径の液滴は、目標物のウラ側に回りこんでそこに付着する。従って、本発明による前記液体噴霧ノズルの付着性能を、従来の比較的大きい平均粒径の液滴を噴霧する液体噴霧ノズルの付着性能よりも向上させることができる。
【００１１】
本発明の実施形態において、好ましくは、前記小粒径噴霧口から噴霧される小粒径の液滴の噴霧方向は、小粒径の液滴の噴霧範囲と大粒径の液滴の噴霧範囲に重なりができるように、前記大粒径噴霧口から噴霧される大粒径の液滴の噴霧方向に対して実質的に平行に又は下流に向かって離れるように配置される。
【００１２】
このように構成された前記液体噴霧ノズルでは、小粒径の液滴の噴霧方向が大粒径の液滴の噴霧方向に対して実質的に平行又は下流に向かって離れるように配置されるので、小粒径の液滴を大粒径の液滴の流れに衝突させることが軽減される。また、小粒径の液滴の噴霧方向が大粒径の液滴の噴霧方向に対して、小粒径の液滴の噴霧範囲と大粒径の液滴の噴霧範囲に重なりができるように配置されるので、小粒径の液滴を大粒径の液滴の流れから引離したりすることがない。それにより、小粒径の液滴を大粒径の液滴の流れに効率的に乗せて運ぶことができる。
【００１３】
本発明の実施形態において、好ましくは、小粒径の液滴は、前記小粒径噴霧口から扇形パターンで噴霧され、大粒径の液滴は、前記大粒径噴霧口から、小粒径の液滴の扇形パターンと同等またはそれよりも広い扇形パターンで噴霧される。
【００１４】
このように構成された液体噴霧ノズルでは、大粒径の液滴の流れに乗らない小粒径の液滴の量を減少させることができる。
【００１５】
本発明の実施形態において、好ましくは、前記大粒径噴霧口から噴霧される大粒径の液滴の平均粒径は、１００〜５００μｍであり、前記小粒径噴霧口から噴霧される小粒径の液滴の平均粒径は、１０〜１３０μｍである。
【００１６】
なお、平均粒径とは、粒径測定値の累積の５０％粒子径をいい、例えば、平均粒径１００μｍであれば、１００μｍよりも大きい粒径の液滴もそれよりも小さい粒径の液滴も同数存在することを意味する。また、上記範囲に重なり部分があるのは、大粒径と小粒径の区別が相対的なものだからである。
【００１７】
本発明の実施形態において、好ましくは、更に、大粒径の液滴よりも小さく且つ小粒径の液滴よりも大きい中粒径の液滴を噴霧する中粒径噴霧口を有する。
【００１８】
このように構成された液体噴霧ノズルでは、中粒径の液滴が大粒径の液滴の機能及び小粒径の液滴の機能の両方を補い、従来の比較的大きい平均粒径の液滴を噴霧する液体噴霧ノズルの到達性能と同程度の到達性能を維持することを確保して、ドリフトを低減することができ、好ましくは、前記従来の比較的大きい平均粒径の液滴を噴霧する液体噴霧ノズルよりも付着性能を向上させることができる。
【００１９】
本発明の実施形態において、好ましくは、小粒径の液滴を帯電させるために、前記小粒径噴霧口に隣接して配置された電極を有する。
【００２０】
このように構成された液体噴霧ノズルでは、前記小粒径噴霧口から噴霧された小粒径の液滴は、目標物に到達した小粒径の液滴が目標物のウラ側に付着するのに必要な程度の帯電状態よりも帯電した状態で、前記大粒径噴霧口から噴霧された大粒径の液滴の流れに引き込まれる。また、大粒径の液滴も、前記小粒径噴霧口に隣接して配置された前記電極により、小粒径の液滴よりも微弱ではあるが、小粒径の液体と同じ極性で帯電する。従って、小粒径の液滴は、大粒径の液滴の流れに引き寄せられながらも、同じ極性の電荷による適度の反発力により大粒径の液滴に吸収されることはなく、大粒径の液滴の流れに乗って運ばれ、その結果、目標物のウラ側に付着させるのに必要な量の小粒径の液滴を目標物に到達させることができる。
【００２１】
また、小粒径の液滴は、大粒径の液滴の流れに乗って素早く移動するので、小粒径の液滴の電荷が大粒径の液滴に分散したり移動中に放電したりすることがなく、目標物のウラ側に付着するのに必要な程度の帯電状態を維持したまま目標物に到達する。従って、目標物の近くにおいて浮遊する小粒径の液滴は、至近距離から噴霧された場合と同様に、帯電した液滴と作物が電気的に引き寄せられることによって、目標物のウラ側に回りこみ、そこに付着しやすくなる。
【００２２】
また、上記目的を達成するために、本発明による散布機は、上述したいずれかの液体噴霧ノズルを有する。また、本発明による散布機は、小粒径の液滴を帯電させるために前記小粒径噴霧口に隣接して配置された電極と、前記電極と別体の前記液体噴霧ノズルを有していてもよい。
【００２３】
また、上記目的を達成するために、本発明によるノズルヘッドは、大粒径の液滴を噴霧する大粒径噴霧口と、大粒径の液滴よりも小さい小粒径の液滴を噴霧する小粒径噴霧口を有し、前記小粒径噴霧口から噴霧された小粒径の液滴を、大粒径噴霧口から噴霧された大粒径の液滴の流れに乗せて運ぶように、大粒径噴霧口と前記小粒径噴霧口とが近傍に配置されることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２４】
上述したように、本発明による液体噴霧ノズル、散布機、及びノズルヘッドによれば、従来の比較的大きい平均粒径の液滴を噴霧する液体噴霧ノズルの到達性能と同程度の到達性能を維持することにより、ドリフトを低減することができ、好ましくは、従来の比較的大きい平均粒径の液滴を噴霧する液体噴霧ノズルよりも付着性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を参照して、本発明による液体噴霧ノズルの実施形態を説明する。図１は、本発明による第１の実施形態の液体噴霧ノズルが取付けられたスプレーヤーのブーム部分の正面図である。図２は、本発明による液体噴霧ノズルの拡大正面図、図３は、本発明による液体噴霧ノズルの側面図である。
【００２６】
図１に示すように、薬液（農薬）を噴霧するための液体噴霧装置１が、散布機であるスプレーヤー２の長手方向Ａに延びるブーム３ａ、３ｂに設けられている。前記液体噴霧装置１は、前記ブーム３ａ、３ｂに沿って配置された複数の液体噴霧ノズル４を有している。前記スプレーヤー２は、前記長手方向Ａと垂直な方向に走行しながら、薬液を前記液体噴霧ノズル４から下方に向かって圃場に散布することが可能である。
【００２７】
図１に示す前記ブーム３ａ、３ｂは、本体側ブーム３ａと、前記本体側ブーム３ａを延長するようにそれに取付けられた先端側ブーム３ｂとを有している。前記液体噴霧装置１による前記長手方向Ａの散布範囲を調節するために、前記先端側ブーム３ｂは、前記本体側ブーム３ａに対して摺動自在に伸縮可能である。
【００２８】
図２及び図３に示すように、前記ブーム３ａ、３ｂは、前記液体噴霧ノズル４から噴霧される薬液が通る管路５を有し、前記管路５は、薬液を貯蔵するタンク（図示せず）及び前記管路５内の薬液を加圧するための加圧装置（図示せず）に接続されている。前記液体噴霧ノズル４は、前記ブーム３ａ、３ｂの下面３ｃに取付けられ且つ前記下面３ｃから下方にＬ字形に延びる連結部６と、前記連結部６の先端部分６ａにその軸線６ｂを中心に回動可能に取付けられた回転部８と、前記回転部８に取付けられたノズルヘッド１０を有している。本実施形態では、前記回転部８に三つの前記ノズルヘッド１０が取付け可能である。前記連結部６内には、前記管路５と連通した管路（図示せず）が設けられ、前記回転部８は、三つのノズルヘッド１０のうちの下方に向けられたものと前記連結部６の管路（図示せず）とを選択的に連通させるように構成されている。即ち、三つの前記ノズルヘッド１０の種類が互いに異なっていれば、前記回転部８を回転させることにより、前記連結部６の管路（図示せず）に連通する前記ノズルヘッド１０を用途に応じて選択することが可能である。
【００２９】
図４は、ノズルヘッドの斜視図である。また、図５は、ノズルヘッドの側面断面図であり、図６は、図５の線VI-VIにおける断面図であり、図７は、図５の線VII−VIIにおける断面図である。
【００３０】
図４〜図７に示すように、前記ノズルヘッド１０は、大粒径の薬液ＬＳを噴霧する大粒径噴霧口１２と、大粒径の液滴ＬＳよりも小さい小粒径の液滴ＳＳを噴霧する小粒径噴霧口１４とを有している。前記大粒径噴霧口１２と前記小粒径噴霧口１４は、前記ノズルヘッド１０のノズル面１６ａ、１６ｂに設けられている。詳細には、同一平面上に位置する前記ノズル面１６ａ、１６ｂに、互いに平行なＶ字形断面の二つの溝１８が形成され、前記それぞれの溝１８に、円形断面のノズル孔２０、２２を設けられ、それにより、前記大粒径噴霧口１２及び前記小粒径噴霧口１４が形成されている。前記ノズル孔２０ａ、２０ｂは、前記ノズルヘッド１０内に設けられた部屋２４に連通し、前記部屋２４は、前記回転部８及び前記連結部６を介して前記管路５に連通している。
【００３１】
本実施形態では、前記大粒径噴霧口１２と前記小粒径噴霧口１４との間において、前記ノズル面１６ａ、１６ｂから突出した突出部２６が設けられ、前記ノズル面１６ａ、１６ｂが分離しているが、前記突出部２６の代わりに凹部が設けられてもよいし、前記突出部２６なしに、単一の前記ノズル面１６ａ、１６ｂが設けられていてもよい。また、前記ノズル面１６ａ、１６ｂは、同一平面上に位置する必要はなく、例えば、平行で異なる平面上に位置していても良いし、互いに傾斜する平面上に位置していてもよい。
【００３２】
前記部屋２４は、前記大粒径噴霧口１２に通じる大粒径用の前記ノズル孔２０が前記小粒径噴霧口１４に通じる小粒径用のノズル孔２２よりも長くなるように形成されることが好ましい。前記ノズル孔２０、２２の径の大きさは、同じであってもよいし、大粒径用の前記ノズル孔２０が、小粒径用の前記ノズル孔２２よりも大きくてもよく、例えば、１．０〜２．０ｍｍである。前記ノズル孔２０、２２は、薬液が前記ノズルヘッド１０内を流れるときに、薬液の流れを整流させる機能を有している。比較的短い小粒径用の前記ノズル孔２０では、整流効果が小さく乱流が発生するので、比較的小さい平均粒径の液滴ＳＳが前記小粒径噴霧口１４から噴霧される。これに対して、比較的長い大粒径用のノズル孔２０では、整流効果が大きいので、比較的大きい平均粒径の液滴ＬＳが前記大粒径噴霧口１２から噴霧される。大粒径用の前記ノズル孔２０の長さは、例えば、２．０〜４．０ｍｍであり、小粒径用の前記ノズル孔２２の長さは、例えば、１．０〜２．０ｍｍである。
【００３３】
前記大粒径噴霧口１２と前記小粒径噴霧口１４とは、前記小粒径噴霧口１４から噴霧された小粒径の液滴ＳＳを、前記大粒径噴霧口１２から噴霧された大粒径の液滴ＬＳの流れに乗せて運ぶように、互いに近傍に配置されることが好ましい。前記大粒径噴霧口１２と前記小粒径噴霧口１４との間の距離Ｌ１（図５参照）は、例えば、１０〜２０ｍｍである。
【００３４】
また、前記小粒径噴霧口（１４）から噴霧される小粒径の液滴（ＳＳ）の噴霧方向（ＳＤ）は、小粒径の液滴（ＳＳ）の噴霧範囲と大粒径の液滴（ＬＳ）の噴霧範囲に重なりができるように、前記大粒径噴霧口（１２）から噴霧される大粒径の液滴（ＬＳ）の噴霧方向（ＬＤ）に対して実質的に平行に又は下流に向かって離れるように配置されることが好ましい。しかしながら、小粒径の液滴（ＳＳ）を大粒径の液滴（ＬＳ）の流れに乗せて運ぶことができれば、小粒径の液滴（ＳＳ）の噴霧方向（ＳＤ）が大粒径の液滴（ＬＳ）の噴霧方向（ＬＤ）に対して下流に向かって近づくように配置されてもよい。前記噴霧方向ＬＤ、ＬＳはそれぞれ、前記ノズル孔２０、２２の軸線方向と一致する。
【００３５】
図２に示すように、前記大粒径噴霧口１２及び前記小粒径噴霧口１４から噴霧される液滴ＬＳ、ＳＳが形成する噴霧パターンは、前記溝１８が延びる第１の横方向Ｂと同じ方向に広がる互いに平行な扇形パターンＰ１、Ｐ２であることが好ましい。扇形パターンＰ１、Ｐ２は、前記第１の横方向Ｂと垂直な第２の横方向、即ち、前記扇形パターンＰ１、Ｐ２が扇形に見える方向Ｃに見て互いに重なるように配置されることが好ましい。また、前記大粒径噴霧口１２から噴霧される扇形パターンＰ１は、前記小粒径噴霧口１４から噴霧される扇形パターンＰ２と同等又はそれよりも広いことが好ましい。
【００３６】
図１〜図３に示すように、液体噴霧ノズル装置１は、前記ブーム３ａ、３ｂに設けられた帯電装置３０を有している。本実施形態では、前記液体噴霧ノズル４は、小粒径の液滴ＳＳを帯電させるために前記小粒径噴霧口１４に隣接して配置された電極３２を有しており、前記帯電装置３０は、電源ユニット３４と、前記電源ユニット３４から延びる比較低電圧の低圧線３６ａ、３６ｂと、前記低圧線３６ａ、３６ｂに接続された昇圧ユニット３８ａ、３８ｂと、前記昇圧ユニット３８ａ、３８ｂ及び前記電極３２に接続された比較的高電圧の高圧線４０ａ、４０ｂとを有している。前記昇圧ユニット３８ａ、３８ｂは、前記低電圧線３６ａ、３６ｂの低電圧を前記高圧線４０ａ、４０ｂの高電圧まで昇圧させる機能を有している。一方の前記昇圧ユニット３８ｂは、前記先端側ブーム３ｂに取付けられ、前記本体側ブーム３ａに対する前記先端側ブームの伸縮に対応して、前記一方の前記低圧線３６ｂはコイル形態を有していることが好ましい。前記電極３２及び前記帯電装置３０は、前記ブーム３ａ、３ｂに対して絶縁されている。
【００３７】
前記電極３２は、板状であることが好ましく、前記小粒径噴霧口１４から噴霧される扇形パターンと略平行に配置されることが好ましい。本実施形態では、前記電極３２は、前記連結部６の前記先端部分６ａに取付けられている。前記電極３２に印加する印加電圧はアースに対して、例えば、２〜８ｋＶである。
【００３８】
また、前記液体噴霧ノズル４及び前記ノズルヘッド１０は、従来の液体噴霧ノズル又はノズルヘッドと交換可能であることが好ましい。
【００３９】
次に、前記液体噴霧装置１の動作を説明する。
【００４０】
先ず、電極３２に電圧を印加させないときの前記液体噴霧装置１の動作を説明する。前記ブーム３ａ、３ｂの管路５内の薬液をポンプ等の加圧装置（図示せず）によって加圧する。薬液の圧力は、前記連結部６及び前記回転部８を介して前記ノズルヘッド１０の部屋２４内の薬液に伝わり、それにより、前記大粒径噴霧口１２及び前記小粒径噴霧口１４から薬液が噴霧される。薬液の圧力は、例えば、１〜３ＭＰａである。
【００４１】
前記大粒径噴霧口１２から噴霧された大粒径の液滴ＬＳは、従来の液体噴霧ノズルから噴霧された液滴と同様、目標物に到達しやすい。また、前記小粒径噴霧口１４から噴霧された小粒径の液滴ＳＳは、浮遊しやすい性質を有しているけれども、前記大粒径噴霧口１２から噴霧された大粒径の液滴ＬＳの流れに乗って運ばれる。詳細には、互いに近傍にある前記大粒径噴霧口１２及び前記小粒径噴霧口１４から噴霧された液滴ＬＳ、ＳＳは、それぞれの噴霧パターンである扇形パターンＰ１、Ｐ２に従って末広がりになると共に、前記第２の横方向Ｃに互いに引き寄せられ又は巻き込まれる。それにより、個々の噴霧パターンＰ１、Ｐ２に従って互いに重なる形式的な範囲よりも広い重なり範囲内に、大粒径の液滴ＬＳと小粒径の液滴ＳＳが共存することになる。前記液体噴霧ノズルから噴霧された下流において、小粒径の液滴ＳＳの水平方向噴霧範囲が、大粒径の液滴ＬＳの水平方向噴霧範囲に含まれることが好ましい。上記重なり範囲内及びその周辺においては、小粒径の液滴ＳＳは、大粒径の液滴ＬＳの流れに乗せられて運ばれ、それにより、浮遊することが妨げられ、目標物の近くまで素早く移動する。その結果、前記液体噴霧ノズル４は、浮遊しやすい小粒径の液滴ＳＳを噴霧するけれども、従来の比較的大きい平均粒径の液滴を噴霧する液体噴霧ノズルの到達性能と同程度の到達性能を維持することができ、ドリフトを低減することができる。
【００４２】
また、前記液体噴霧ノズル４は、従来の比較的大きい平均粒径の液滴だけを噴霧する液体噴霧ノズル（大粒径ノズル）及び従来の比較的小さい平均粒径の液滴だけを噴霧する液体噴霧ノズル（小粒径ノズル）と比較して、散布量を少なくすることができる。詳細には、前記液体噴霧ノズル４から噴霧される液滴は、大粒径ノズルから噴霧される大粒径の液滴の一部を小粒径の液滴に置き換えたものに相当する。従って、前記液体噴霧ノズル４から噴霧される散布量が少なくなる。また、小粒径ノズルから噴霧される液滴は、液滴が浮遊しても目標物に到達する量を確保するために、散布量を多くする必要がある。これに対して、前記液体噴霧ノズル４は、小粒径の液滴ＳＳが大粒径の液滴ＬＳの流れに乗って運ばれるので、小粒径ノズルよりも散布量を少なくすることができる。
【００４３】
大粒径の液滴ＬＳに運ばれる小粒径の液滴ＳＳは、大粒径の液滴ＬＳが目標物に到達して概ね表側に付着した時点で解放され、目標物の近くにおいて浮遊する。それにより、小粒径の液滴ＳＳは、目標物のウラ側に回りこんでそこに付着する。従って、前記液体噴霧ノズル４の付着性能を、従来の比較的大きい平均粒径の液滴を噴霧する液体噴霧ノズルの付着性能よりも向上させることができる。
【００４４】
次に、前記電極３２に電圧を印加させたときの前記液体噴霧装置１の動作を説明する。前記大粒径噴霧口１２及び前記小粒径噴霧口１４から薬液が噴霧されるまでの動作は、電極３２に電圧を印加させないときの動作と同じである。
【００４５】
前記大粒径噴霧口１２から噴霧された大粒径の液滴ＬＳは、従来の液体噴霧ノズルから噴霧された液滴と同様、目標物に到達しやすい。また、前記電極３２に電圧を印加させないときと同様、前記小粒径噴霧口１４から噴霧された小粒径の液滴ＳＳは、浮遊しやすい性質を有しているけれども、前記大粒径噴霧口１２から噴霧された大粒径の液滴の流れに乗って運ばれる。
【００４６】
前記液体噴霧ノズル４の付着性能を向上させるために小粒径の液滴ＳＳを帯電させた場合、目標物のウラ側に付着させるのに必要な量（必要液滴量）の小粒径の液滴ＳＳが目標物に到達すること、及び、目標物に到達した小粒径の液滴ＳＳが目標物のウラ側に付着するのに必要な程度の帯電状態（必要帯電状態）にあることが要求される。前記小粒径噴霧口１４から噴霧された小粒径の液滴ＳＳは、前記電極３２によって、必要帯電状態よりも帯電した状態になり、この帯電により、大粒径の液滴ＬＳの流れに引き込まれやすくなる。また、大粒径の液滴ＬＳも、前記小粒径噴霧口１４に隣接して配置された前記電極３２により、小粒径の液滴ＳＳよりも微弱であるが、小粒径の液滴ＳＳと同じ極性の電荷で帯電する。上記重なり領域及びその周辺において、小粒径の液滴ＳＳは、その帯電により大粒径の液滴ＬＳの流れに引き寄せられながらも、同じ極性の電荷の反発力により大粒径の液滴（ＬＳ）に吸収されることが防止される。詳細には、大粒径の液滴ＬＳが帯電していなかったり小粒径の液滴ＳＳと逆の極性の電荷に帯電していたりすると、小粒径の液滴ＳＳが大粒径の液滴ＬＳに吸着して吸収され、電荷が分散する結果、大粒径よりも大きくしかも必要帯電状態に達しない液滴が残るだけとなってしまう。本実施形態のように、大粒径の液滴ＬＳが小粒径の液滴ＳＳと同じ極性の電荷に帯電していれば、例え微弱ではあっても適度の反発力を生じて吸収が回避され、少なくとも必要液滴量の小粒径の液滴ＳＳが大粒径の液滴ＬＳの流れに乗って運ばれる。
【００４７】
また、上述したように、小粒径の液滴ＳＳは、大粒径の液滴ＬＳの流れに乗せられて運ばれ、目標物の近くまで素早く移動する。このことによっても、小粒径の液滴ＳＳは、必要帯電状態で目標物に到達する。詳細には、従来の比較的小さい粒径の液滴を帯電させると、小粒径の液滴ＳＳが浮遊している間に次第に放電し、目標物に到達した時には、帯電していない状態になることがあった。しかしながら、本実施形態の液体噴霧ノズル４から噴霧された小粒径の液滴ＳＳは、浮遊することが妨げられ、途中で飛散することもなく、大粒径の液滴ＬＳによって素早く運ばれるので、放電する前に、必要帯電状態で目標物に到達することができる。
【００４８】
その結果、本実施形態では、小粒径の液滴ＳＳが大粒径の液滴ＬＳの流れに引き込まれて、必要帯電状態で目標物に到達した後、あたかも至近距離から噴霧された場合と同様に目標物の近くにおいて浮遊する。その後、帯電した小粒径の液滴ＳＳと作物が電気的に引き寄せられることによって、小粒径の液滴ＳＳが目標物のウラ側にも回りこみ、そこに付着する。従って、前記液体噴霧ノズル４の付着性能を、前記電極３２に電圧を印加させない場合よりも向上させることができる。特に、横風を受けたり目標物までの距離が長くなったりするほど、前記液体噴霧ノズル４の付着性能を、より顕著に向上させることができる。
【００４９】
また、一般に、大粒径の液滴ＬＳを帯電させるには、小粒径の液滴ＳＳを帯電させるのに必要な印加電圧よりも高い印加電圧を必要とする。しかしながら、本実施形態では、小粒径の液滴ＳＳを帯電させるのに必要な比較的低い電圧を印加するだけでよい。特に、既存のスプレーヤの液体噴霧ノズルを本実施形態の液体噴霧ノズルに交換する場合、大粒径の液滴ＬＳを噴霧するにもかかわらず、比較的低い電圧用の装置を追加すればよいので、経済的であり、また帯電させるときの安全性を向上させることができる。
【００５０】
また、前記大粒径噴霧口１２から噴霧される比較的大粒径の液滴ＬＳの平均粒径は、好ましくは、１００〜５００μｍであり、更に好ましくは、２００〜３００μｍである。また、前記小粒径噴霧口１４から噴霧される小粒径の液滴ＳＳの平均粒径は、好ましくは、１０〜１３０μｍであり、更に好ましくは、１０〜１００μｍであり、更に好ましくは、３０〜６０μｍである。
【００５１】
本明細書における平均粒径とは、粒径測定値の累積の５０％粒子径をいい、例えば、平均粒径１００μｍであれば、１００μｍよりも大きい粒径の液滴もそれよりも小さい粒径の液滴も同数存在することを意味する。この粒径測定値の累積の５０％粒子径は、粒子体積による測定値の累積の平均値となる体積平均粒径と近似した数値となり、更に、頻度分布曲線上の最大頻度粒径とも近似した数値となるので、粒径の分布が１００μｍに集中していることも意味する。また、概略的には、大粒径とは、ドリフトを低減できる粒径をいい、小粒径とは、大粒径の液滴の流れに乗せて運ぶことができる粒径をいう。
【００５２】
平均粒径の適正範囲について補足すれば、比較的大粒径の液滴ＬＳの平均粒径上限値を例示したのは、３００μｍを超えると安定的な粒径分布を得ることに困難性を生じ、５００μｍを超えるとノズル構成の複雑化を避け難くなって商品としての現実味が乏しくなるからである。また、小粒径の液滴ＳＳの平均粒径上限値を例示したのは、１００μｍを超えると浮遊性が低下し、１３０μｍを超えると葉の裏側まで回り込み難くなるからである。また、小粒径の液滴ＳＳの平均粒径下限値を例示したのは、平均粒径が１０μｍを下回ると噴霧粒子が蒸散し易くなるからである。したがって、前記大粒径噴霧口ＬＳから噴霧される大粒径の液滴ＬＳの平均粒径を２００〜３００μｍとすれば、比較的簡素な構成でドリフトが少なく引き込み効果の大きな噴霧液滴が得られ、更に、前記小粒径噴霧口１４からの噴霧される小粒径の液滴ＳＳの平均粒径を３０〜６０μｍとすれば、該小粒径噴霧口１４からの殆どの噴霧液滴を浮遊性の高い１０〜１００μｍの粒径範囲に分布させることができるので、葉の裏側まで回り込み易くなる共に、更に比較的低い電荷を付与するだけで付着性能を一層高めることができる。
【００５３】
図８は、本発明による液体噴霧ノズルの第２の実施形態を示す側面図であり、図９は、図８の液体噴霧ノズルの底面図である。
【００５４】
図８に示すように、変形例の液体噴霧ノズル５０は、前記ブーム３ａ、３ｂの下面３ｃに取付けられ且つ前記下面３ｃから下方に延びる連結部５２と、前記連結部５２から延びる四つのノズルヘッド５４、５６を有している。一つの前記ノズルヘッド５４は、前記連結部５２の中心に配置され、小粒径の液滴ＳＳを噴霧する小粒径噴霧口５８を有している。三つの前記ノズルヘッド５６は、前記一つのノズルヘッド５４の周りに等間隔に配置され、大粒径の液滴ＬＳを噴霧する大粒径噴霧口６０を有している。前記小粒径噴霧口５８から噴霧される液体は、中空円錐形パターンＰ３であることが好ましい。前記大粒径噴霧口６０から噴霧される液体は、それぞれが扇形パターンＰ４であることが好ましい。更に、三つの前記ノズルヘッド５６は、三つの扇形パターンＰ４が中空円錐型パターンＰ３を包囲するように配置されることが好ましい。前記ノズルヘッド５４の周りには、電極６２が配置されることが好ましい。
【００５５】
このように構成された液体噴霧ノズル５０によっても、上述した液体噴霧ノズル４と同様の動作、作用を行うことができる。
【００５６】
次に、本発明による液体噴霧ノズルと従来の液体噴霧ノズルとを比較した実験を説明する。図１０は、噴霧ノズルの実験を説明するための側方からの概略図である。図１１は、噴霧ノズルの実験を説明するための正面からの概略図である。
【００５７】
まず、表１に示す散布圧力、吐出量で、表１に示す平均粒径の液滴を噴霧する３つの液体噴霧ノズル装置を用意した。詳細には、本発明による液体噴霧ノズル装置の実施例（以下、「実施例」という。）では、大粒径噴霧口及び小粒径噴霧口からそれぞれ、平均粒径１７０μｍ及び９４μｍの液体蛍光塗料を噴霧した。また、従来の液体噴霧ノズル装置第１の例（以下、「比較例１」という。）では、平均粒径が１８０μｍの液体蛍光塗料を噴霧し、第２の例（以下、「比較例２」という。）では、平均粒径１２３μｍの液体蛍光塗料を噴霧した。これらのノズルの噴霧パターンは、いずれも扇形パターンである。
【００５８】
【表１】
【００５９】
次に、風がない状態における付着性能を調べる実験１を行った。ノズルを、図１０に示すように、扇形パターンの平面と垂直な第２の横方向Ｃに０．３ｍ／ｓで移動させながら、噴出口の高さから距離Ｌ２だけ下方に支持され且つアースされた５０ｍｍ×５０ｍｍのアルミ板に向かって、液体蛍光塗料を散布した。アルミ板のウラ面（下面）に付着した蛍光塗料の付着状態を、液斑被覆面積率に対応した０〜１０の１１段階の目視判別による標準付着度指数（独立行政法人 農業・食品産業技術総合研究機構 生物系特定産業技術研究支援センター（略称：生研センター）平成３年度作成）を用いて、評価した。距離Ｌ２を、３００ｍｍ、６００ｍｍ、９００ｍｍの３種類に変化させて、また、印加電圧を０〜１０ｋＶの範囲で変化させて、実験１を行った。
【００６０】
次に、自然風がある状態における付着性能を調べる実験２を行った。実験２は、扇形パターンの平面に沿う第１の横方向Ｂに扇風機によって１ｍ／ｓの送風を行ったこと以外、上述した実験１と同じである。
【００６１】
図１２及び図１３はそれぞれ、実験１及び実験２の実験結果を示す図である。
【００６２】
前記電極３２に電圧を印加させた場合、特に送風のある実験２において、本発明による前記液体噴霧ノズル４の付着指数は、従来の液体噴霧ノズルの付着指数よりも著しく大きくなった。また、従来の液体噴霧ノズルと同程度の付着指数で付着させる場合、従来の液体噴霧ノズルよりも低い印加電圧で充分であることが確認された。
【００６３】
前記電極３２に電圧を印加させない場合、実験１及び実験２によれば、本発明による前記液体噴霧ノズル４と、従来の液体噴霧ノズルとの間には、付着指数においては有意な差が認められなかった。しかしながら、本発明による前記液体噴霧ノズル４の到達性能とドリフト低減効果は、小粒径の液滴ＳＳを噴霧するにもかかわらず、大粒径の液滴ＬＳを噴霧する場合と比較して遜色のないことを確認できた。したがって、本発明による前記液体噴霧ノズル４は、前記電極３２を省略した形態のものであってもよく、この場合、既販の噴霧装置にそのまま適用しても優れた到達性能とドリフト低減効果を発揮できる。更に、従来の比較的大きい平均粒径の液滴だけを噴霧する液体噴霧ノズル及び従来の比較的小さい平均粒径の液滴だけを噴霧する液体噴霧ノズルと比較して、散布量を少なくすることができる。加えて、前記電極３２を前記小粒径噴霧口１４に隣設させるだけで葉裏への付着性能が重要となる対象作物に最適な噴霧装置となり得る。従って、前記電極３２を省略した形態の前記液体噴霧ノズル４であっても、将来の前記電極３２の取付けに即座に対応可能であり、噴霧薬液の性状や環境条件等も含む広範な市場要求に対応することができる。
【００６４】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００６５】
上記第１の実施形態の液体噴霧ノズル４では、扇形パターンを採用し、上記第２の実施形態の液体噴霧ノズル５０を採用したけれども、小粒径の液滴が大粒径の液滴の流れに乗って運ばれれば、噴霧パターンの形状及び組み合わせは任意である。例えば、噴霧パターン形状は、上述した扇形又は中空円錐形であってもよいし、直進形等であってもよい。
【００６６】
また、上記第１の実施形態では、単一のノズルヘッド１０に、前記大粒径噴霧口１２及び前記小粒径噴霧口１４を設けたけれども、それらを別々のノズルヘッドに設けて、２頭口形態としても良い。前記大粒径噴霧口１２及び前記小粒径噴霧口１４を有する単一のノズルヘッド１０は、複数のノズルヘッドと比較して、軽量であり且つコスト削減が可能である。
【００６７】
前記大粒径噴霧口１２及び前記小粒径噴霧口１４に加えて、大粒径の液滴（ＬＳ）よりも小さく且つ小粒径の液滴（ＳＳ）よりも大きい中粒径の液滴（ＭＳ）を噴霧する中粒径噴霧口を有していてもよい。中粒径の液滴の噴霧パターン、数及び配置等は、任意であるり、前記大粒径噴霧口１２、前記小粒径噴霧口１４及び前記中粒径噴霧口は、単一のノズルヘッド１０に設けられてもよいし、別々のノズルヘッドに設けられていてもよい。中粒径の液滴は、大粒径の液滴（ＬＳ）に対しては小粒径の液滴（ＳＳ）のように機能し、小粒径（ＳＳ）の液滴に対しては大粒径の液滴（ＬＳ）のように機能することが好ましい。
【００６８】
上記実施形態では、前記散布機２がスプレーヤーである場合を説明したが、散布機は、乗用管理機等の走行式散布機であってもよいし、手持ち又は肩掛け式の散布機であってもよい。
【００６９】
また、上記実施形態では、前記電極３２が前記液体噴霧ノズル４、５０に取付けられていたが、ブーム３ａ、３ｂ等の散布機２側に取付けられていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第１の実施形態による液体噴霧ノズル装置が取付けられたスプレーヤーのブームの正面図である。
【図２】本発明による液体噴霧ノズル装置の拡大正面図である。
【図３】本発明による液体噴霧ノズル装置の側面図である。
【図４】ノズルヘッドの斜視図である。
【図５】ノズルヘッドの側面断面図である。
【図６】図５の線VI-VIにおける断面図である。
【図７】図５の線VII−VIIにおける断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態による液体噴霧ノズルを示す側面図である。
【図９】図８の液体噴霧ノズルの底面図である。
【図１０】噴霧ノズルの実験を説明するための側方からの概略図である。
【図１１】噴霧ノズルの実験を説明するための正面からの概略図である。
【図１２】送風無しの場合の実験結果を示す図である。
【図１３】送風有りの場合の実験結果を示す図である。
【符号の説明】
【００７１】
２ スプレーヤー（散布機）
４、５０ 液体噴霧ノズル
１０、５４、５６ ノズルヘッド
１２、６０ 大粒径噴霧口
１４、５８ 小粒径噴霧口
３２、６２ 電極
ＬＤ 噴霧方向
ＬＳ 大粒径の液滴
ＳＤ 噴霧方向
ＳＳ 小粒径の液滴
Ｐ１ 扇形パターン
Ｐ２ 扇形パターン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を噴霧する液体噴霧ノズル（４）であって、
大粒径の液滴（ＬＳ）を噴霧する大粒径噴霧口（１２）と、
大粒径の液滴（ＬＳ）よりも小さい小粒径の液滴（ＳＳ）を噴霧する小粒径噴霧口（１４）を有し、
前記小粒径噴霧口（１４）から噴霧された小粒径の液滴（ＳＳ）を、前記大粒径噴霧口（１２）から噴霧された大粒径の液滴（ＬＳ）の流れに乗せて運ぶように、前記大粒径噴霧口（１２）と前記小粒径噴霧口（１４）とが近傍に配置されることを特徴とする液体噴霧ノズル（４）。
【請求項２】
前記小粒径噴霧口（１４）から噴霧される小粒径の液滴（ＳＳ）の噴霧方向（ＳＤ）は、小粒径の液滴（ＳＳ）の噴霧範囲と大粒径の液滴（ＬＳ）の噴霧範囲に重なりができるように、前記大粒径噴霧口（１２）から噴霧される大粒径の液滴（ＬＳ）の噴霧方向（ＬＤ）に対して実質的に平行に又は下流に向かって離れるように配置されることを特徴とする請求項１に記載の液体噴霧ノズル（４）。
【請求項３】
小粒径の液滴（ＳＳ）は、前記小粒径噴霧口（１４）から扇形パターン（Ｐ２）で噴霧され、大粒径の液滴（ＬＳ）は、前記大粒径噴霧口（１２）から、小粒径の液滴（ＳＳ）の扇形パターン（Ｐ２）と同等またはそれよりも広い扇形パターン（Ｐ１）で噴霧されることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体噴霧ノズル（４）。
【請求項４】
単一のノズルヘッド（１０）を有し、前記単一のノズルヘッド（１０）に、前記大粒径噴霧口（１２）及び前記小粒径噴霧口（１４）が設けられることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液体噴霧ノズル（４）。
【請求項５】
前記大粒径噴霧口（１２）から噴霧される大粒径の液滴（ＬＳ）の平均粒径は、１００〜５００μｍであり、前記小粒径噴霧口（１４）から噴霧される小粒径の液滴（ＳＳ）の平均流径は、１０〜１３０μｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の液体噴霧ノズル（４）。
【請求項６】
更に、大粒径の液滴（ＬＳ）よりも小さく且つ小粒径の液滴（ＳＳ）よりも大きい中粒径の液滴を噴霧する中粒径噴霧口を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の液体噴霧ノズル（４）。
【請求項７】
小粒径の液滴（ＳＳ）を帯電させるために前記小粒径噴霧口（１４）に隣接して配置された電極（３２）を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の液体噴霧ノズル（４）。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の液体噴霧ノズル（４）を有する散布機（２）。
【請求項９】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の液体噴霧ノズル（４）と、
小粒径の液滴（ＳＳ）を帯電させるために前記小粒径噴霧口（１４）に隣接して配置された電極（３２）を有することを特徴とする散布機（２）。
【請求項１０】
液体を噴霧するノズルヘッド（１０）であって、
大粒径の液滴（ＬＳ）を噴霧する大粒径噴霧口（１２）と、
大粒径の液滴（ＬＳ）よりも小さい小粒径の液滴（ＳＳ）を噴霧する小粒径噴霧口（１４）を有し、
前記小粒径噴霧口（１４）から噴霧された小粒径の液滴（ＳＳ）を、前記大粒径噴霧口（１２）から噴霧された大粒径の液滴（ＬＳ）の流れに乗せて運ぶように、前記大粒径噴霧口（１２）と前記小粒径噴霧口（１４）とが近傍に配置されることを特徴とするノズルヘッド（４）。
【請求項１】
液体を噴霧する液体噴霧ノズル（４）であって、
大粒径の液滴（ＬＳ）を噴霧する大粒径噴霧口（１２）と、
大粒径の液滴（ＬＳ）よりも小さい小粒径の液滴（ＳＳ）を噴霧する小粒径噴霧口（１４）を有し、
前記小粒径噴霧口（１４）から噴霧された小粒径の液滴（ＳＳ）を、前記大粒径噴霧口（１２）から噴霧された大粒径の液滴（ＬＳ）の流れに乗せて運ぶように、前記大粒径噴霧口（１２）と前記小粒径噴霧口（１４）とが近傍に配置されることを特徴とする液体噴霧ノズル（４）。
【請求項２】
前記小粒径噴霧口（１４）から噴霧される小粒径の液滴（ＳＳ）の噴霧方向（ＳＤ）は、小粒径の液滴（ＳＳ）の噴霧範囲と大粒径の液滴（ＬＳ）の噴霧範囲に重なりができるように、前記大粒径噴霧口（１２）から噴霧される大粒径の液滴（ＬＳ）の噴霧方向（ＬＤ）に対して実質的に平行に又は下流に向かって離れるように配置されることを特徴とする請求項１に記載の液体噴霧ノズル（４）。
【請求項３】
小粒径の液滴（ＳＳ）は、前記小粒径噴霧口（１４）から扇形パターン（Ｐ２）で噴霧され、大粒径の液滴（ＬＳ）は、前記大粒径噴霧口（１２）から、小粒径の液滴（ＳＳ）の扇形パターン（Ｐ２）と同等またはそれよりも広い扇形パターン（Ｐ１）で噴霧されることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体噴霧ノズル（４）。
【請求項４】
単一のノズルヘッド（１０）を有し、前記単一のノズルヘッド（１０）に、前記大粒径噴霧口（１２）及び前記小粒径噴霧口（１４）が設けられることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液体噴霧ノズル（４）。
【請求項５】
前記大粒径噴霧口（１２）から噴霧される大粒径の液滴（ＬＳ）の平均粒径は、１００〜５００μｍであり、前記小粒径噴霧口（１４）から噴霧される小粒径の液滴（ＳＳ）の平均流径は、１０〜１３０μｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の液体噴霧ノズル（４）。
【請求項６】
更に、大粒径の液滴（ＬＳ）よりも小さく且つ小粒径の液滴（ＳＳ）よりも大きい中粒径の液滴を噴霧する中粒径噴霧口を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の液体噴霧ノズル（４）。
【請求項７】
小粒径の液滴（ＳＳ）を帯電させるために前記小粒径噴霧口（１４）に隣接して配置された電極（３２）を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の液体噴霧ノズル（４）。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の液体噴霧ノズル（４）を有する散布機（２）。
【請求項９】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の液体噴霧ノズル（４）と、
小粒径の液滴（ＳＳ）を帯電させるために前記小粒径噴霧口（１４）に隣接して配置された電極（３２）を有することを特徴とする散布機（２）。
【請求項１０】
液体を噴霧するノズルヘッド（１０）であって、
大粒径の液滴（ＬＳ）を噴霧する大粒径噴霧口（１２）と、
大粒径の液滴（ＬＳ）よりも小さい小粒径の液滴（ＳＳ）を噴霧する小粒径噴霧口（１４）を有し、
前記小粒径噴霧口（１４）から噴霧された小粒径の液滴（ＳＳ）を、前記大粒径噴霧口（１２）から噴霧された大粒径の液滴（ＬＳ）の流れに乗せて運ぶように、前記大粒径噴霧口（１２）と前記小粒径噴霧口（１４）とが近傍に配置されることを特徴とするノズルヘッド（４）。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００９−５６４２７（Ｐ２００９−５６４２７Ａ）
【公開日】平成２１年３月１９日（２００９．３．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２２７６７３（Ｐ２００７−２２７６７３）
【出願日】平成１９年９月３日（２００７．９．３）
【出願人】（０００１４１９９０）株式会社共立 (110)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月１９日（２００９．３．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月３日（２００７．９．３）
【出願人】（０００１４１９９０）株式会社共立 (110)
【Ｆターム（参考）】
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