JP5477321B2 - Spray inspection equipment - Google Patents
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Description
本発明は、噴霧検査装置に関する。 The present invention relates to a spray inspection apparatus.
エンジンにおいて、噴射弁から噴射された噴霧の形状、噴霧粒子の粒径などは、未燃燃料や気化遅れなどの点から重要である。このため、量産ラインにおいて噴射弁の噴霧検査がなされている。噴霧検査方法には様々な方法があるが、例えば光回折、PDPA(位相ドップラ法)、パタネータ、レーザホログラフィ、レーザシャドウ等、光学的に噴霧を撮影して噴霧粒子の粒径などを計測するものがある。また、噴霧に光を照射しその散乱光を利用して噴霧検査をする方法もある。例えば特許文献1には、微小粒子の数を散乱光の強度を利用して測定する方法が開示されている。 In an engine, the shape of the spray injected from the injection valve, the particle size of the spray particles, and the like are important from the viewpoints of unburned fuel and vaporization delay. For this reason, the spray inspection of the injection valve is performed in the mass production line. There are various spray inspection methods, such as optical diffraction, PDPA (phase Doppler method), patternator, laser holography, laser shadow, etc., which measure the particle size of spray particles by optically photographing the spray. There is. There is also a method of irradiating the spray with light and performing a spray inspection using the scattered light. For example, Patent Document 1 discloses a method of measuring the number of fine particles using the intensity of scattered light.
しかしながら、上述した噴霧検査方法のように、噴霧を光学的に撮影して噴霧粒子の粒径などを計測する方法では、噴霧全体の計測が困難であると共に、超微細粒の噴霧粒子や撮影時に焦点の合わない噴霧粒子については計測精度が不十分との課題がある。 However, as in the above-described spray inspection method, in the method of optically photographing the spray and measuring the particle size of the spray particles, it is difficult to measure the entire spray, and at the time of photographing the ultrafine particles of the spray particles. For spray particles that are out of focus, there is a problem that measurement accuracy is insufficient.
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、噴霧の解析を精度良く行うことが可能な噴霧検査装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a spray inspection apparatus capable of accurately performing spray analysis.
本発明に係る噴霧検査装置は、噴射弁から噴射された噴霧の分裂および拡散を行う噴霧室と、前記噴霧室と連通し、前記分裂および拡散した後の噴霧粒子を凍結させる低温に維持され、前記分裂および拡散した後の噴霧粒子を凍結させる冷凍室と、前記噴霧室と前記冷凍室との連通および非連通を切り換えるシャッターと、前記冷凍室内に設けられ、前記冷凍室で凍結された凍結噴霧粒子のうち所定径以上の大きさの凍結噴霧粒子を捕捉する第1捕捉手段と、前記冷凍室内に前記噴霧室側から見て前記第1捕捉手段の後方に設けられ、前記冷凍室で凍結された凍結噴霧粒子のうち前記第1捕捉手段を通過した凍結噴霧粒子を捕捉する第2捕捉手段と、前記第1捕捉手段で捕捉された凍結噴霧粒子と前記第2捕捉手段で捕捉された凍結噴霧粒子とを別々に撮影することによって、前記凍結噴霧粒子を解析する解析手段と、を備えることを特徴とするものである。本発明に係る噴霧検査装置によれば、噴霧粒子を凍結させて固体化した凍結噴霧粒子とすることで噴霧の形状を維持できると共に、第1捕捉手段で捕捉した凍結噴霧粒子と第2捕捉手段で捕捉した凍結噴霧粒子とを別々に撮影することで、粒径の異なる凍結噴霧粒子を精度良く撮影し解析できるため、噴霧の解析を精度良く行うことができる。 The spray inspection apparatus according to the present invention is maintained at a low temperature that communicates with the spray chamber for splitting and diffusing the spray injected from the injection valve , and freezes the spray particles after the split and diffuse, A freezing chamber for freezing the spray particles after splitting and spreading, a shutter for switching communication and non-communication between the spraying chamber and the freezing chamber, and a freezing spray that is provided in the freezing chamber and frozen in the freezing chamber A first trapping means for trapping frozen spray particles having a size equal to or larger than a predetermined diameter among the particles; and provided in the freezing chamber behind the first trapping means when viewed from the spray chamber side and frozen in the freezer chamber. Among the frozen spray particles, the second trapping means for trapping the frozen spray particles that have passed through the first trapping means, the frozen spray particles trapped by the first trapping means, and the frozen spray trapped by the second trapping means. particle By photographing separately and is characterized by comprising, analyzing means for analyzing the freezing spray particles. According to the spray inspection apparatus according to the present invention, the spray shape can be maintained by freezing the spray particles to be solidified, and the frozen spray particles captured by the first capturing means and the second capturing means can be maintained. By separately capturing the frozen spray particles captured in step 1, the frozen spray particles having different particle diameters can be captured and analyzed with high accuracy, so that the spray analysis can be performed with high accuracy.
上記構成において、前記冷凍室に冷却ガスを導入する冷却ガス導入管を備え、前記冷却ガス導入管は、前記第1捕捉手段と前記第2捕捉手段との間に位置する前記冷凍室の側壁に接続されるようにしてもよい。これによれば、第1捕捉手段と第2捕捉手段とを効率良く冷却することができる。 In the above configuration, provided with a pre-Symbol cooling gas introduction pipe for introducing a cooling gas into the freezing chamber, the cooling gas inlet tube side wall of the freezing chamber located between said first acquisition means and the second capturing means You may make it connect to. According to this, the 1st capture means and the 2nd capture means can be cooled efficiently.
上記構成において、前記冷却ガス導入管は、前記冷凍室の対向する側壁それぞれに接続されるようにしてもよい。これによれば、第1捕捉手段と第2捕捉手段との間で冷却ガスの衝突が起こるため、第1捕捉手段と第2捕捉手段とをより効率良く冷却できる。 The said structure WHEREIN: You may make it the said cooling gas introduction pipe | tube connect to each side wall which the said freezer compartment opposes. According to this, since the collision of the cooling gas occurs between the first trapping means and the second trapping means, the first trapping means and the second trapping means can be cooled more efficiently.
上記構成において、前記噴射弁からの噴霧の噴射が終了してから前記シャッターを閉じるシャッター制御手段と、前記噴射弁からの噴霧の噴射が終了して前記シャッターが閉じられた後に、前記冷却ガス導入管から前記冷凍室に冷却ガスを導入する冷却ガス制御手段と、を備えてもよい。これによれば、噴射弁から噴射された噴霧の随伴流により持ち込まれた常温空気を冷却し、噴霧粒子をより確実に凍結させることができる。また、噴霧流を抑制して凍結噴霧粒子を第1捕捉手段および第2捕捉手段に安定して堆積させることができる。 In the above structure, before SL and closing the shutter control means the shutter spray injection from the end of the injection valve, after the injection of the spray from the injector wherein the shutter is closed ends, said cooling gas Cooling gas control means for introducing cooling gas from the introduction pipe into the freezer compartment. According to this, the normal temperature air brought in by the accompanying flow of the spray injected from the injection valve can be cooled, and the spray particles can be more reliably frozen. Further, the spray flow can be suppressed and the frozen spray particles can be stably deposited on the first capturing means and the second capturing means.
上記構成において、前記冷凍室とは別に、前記第1捕捉手段および前記第2捕捉手段で捕捉した前記凍結噴霧粒子を回収する回収室を備えてもよい。これによれば、冷凍室の容積を小さくすることができ、冷凍室の冷却が容易となる。 The said structure WHEREIN: You may provide the collection | recovery chamber which collect | recovers the said frozen spray particles captured by the said 1st capture | acquisition means and the said 2nd capture | acquisition means separately from the said freezing chamber. According to this, the volume of the freezer compartment can be reduced and the freezer compartment can be easily cooled.
上記構成において、前記回収室の温度は、前記冷凍室の温度と同程度であってもよい。これによれば、回収室にて、凍結噴霧粒子が溶け出し、蒸発することを抑制できる。 The said structure WHEREIN: The temperature of the said collection | recovery chamber may be comparable as the temperature of the said freezer compartment. According to this, it is possible to prevent the frozen spray particles from melting and evaporating in the recovery chamber.
上記構成において、前記第1捕捉手段および前記第2捕捉手段には0.1μm以下の間隔の微細突起が設けられており、前記第1捕捉手段および前記第2捕捉手段は前記凍結噴霧粒子を前記微細突起上に捕捉してもよい。これによれば、凍結噴霧粒子と第1捕捉手段および第2捕捉手段との接触面積が小さくなると共に空気の断熱層によって、熱容量の小さい凍結噴霧粒子であっても、第1捕捉手段および第2捕捉手段に氷着することを抑制できる。 In the above configuration, the first capturing means and the second capturing means are provided with fine protrusions having an interval of 0.1 μm or less, and the first capturing means and the second capturing means are configured to store the frozen spray particles in the It may be trapped on the fine protrusions. According to this, the contact area between the frozen spray particles and the first trapping means and the second trapping means becomes small, and even if the freeze spray particles have a small heat capacity due to the heat insulation layer, the first trapping means and the second trapping means. It is possible to suppress icing on the capturing means.
本発明によれば、噴霧粒子を凍結させて固体化した凍結噴霧粒子とすることで噴霧の形状を維持できると共に、第1捕捉手段で捕捉した凍結噴霧粒子と第2捕捉手段で捕捉した凍結噴霧粒子とを別々に撮影することで、粒径の異なる凍結噴霧粒子を精度良く撮影し解析できるため、噴霧の解析を精度良く行うことができる。 According to the present invention, the spray shape can be maintained by freezing the spray particles into solidified freeze spray particles, and the freeze spray particles captured by the first capture means and the freeze spray captured by the second capture means. By photographing the particles separately, frozen spray particles having different particle sizes can be photographed and analyzed with high accuracy, so that the spray analysis can be performed with high accuracy.
以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、実施例1に係る噴霧検査装置の全体構成を示す側面図の例である。図1を参照して、噴霧検査装置100は、常温の噴霧室10と、例えば−100℃以下の極低温に冷却された冷凍室20と、回収室50と、制御部80と、を備える。噴霧室10と冷凍室20とはそれぞれ円筒形状をしており、噴霧室10の下側に冷凍室20が設けられて互いに連通している。噴霧室10と冷凍室20との間には、噴霧室10と冷凍室20との連通および非連通を切り換えるシャッター60が備わる。冷凍室20とシャッター60とは、例えばセラミクスなどの低熱伝達部材で構成されている。シャッター60は、第4モータ62が駆動することにより回転する。第4モータ62の駆動は制御部80によって制御される。即ち、制御部80は、シャッター60の回転を制御するシャッター制御手段82として機能する。
FIG. 1 is an example of a side view illustrating the overall configuration of the spray inspection apparatus according to the first embodiment. Referring to FIG. 1, the
ここで、シャッター60について詳細に説明する。図2は、実施例1に係る噴霧検査装置の本体部の平面図の例である。図2を参照して、シャッター60は円板状をしている。シャッター60の中心点64に対して対称となる窓66が2つ設けられている。第4モータ62が駆動すると、シャッター60は、中心点64を垂直軸の中心として水平方向で回転する。2つの窓66のうちの一方が、噴霧室10と冷凍室20との間に位置した状態(図1および図2の状態)になると、シャッター60はOPENとなり、噴霧室10と冷凍室20とは連通する。この状態からシャッター60が90°回転すると、噴霧室10と冷凍室20との間にシャッター60が挿入されて、シャッター60はCLOSEとなり、噴霧室10と冷凍室20とは非連通となる。さらにシャッター60が90°回転すると、2つの窓66のうちの他方が噴霧室10と冷凍室20との間に挿入されて、シャッター60はOPENとなり、噴霧室10と冷凍室20とは連通する。
Here, the
図1を再度参照して、噴霧室10上部の中央部分に、噴射弁12が装着されている。噴射弁12は、制御部80からの指示に従い、例えば燃料の噴霧を噴射する。噴射弁12から噴射される噴霧粒子の大きさは、例えば直径1μm〜10μmである。噴射弁12から噴射された噴霧は、噴霧室10で分裂されて拡散される。噴霧室10の側壁は、例えばガラスで構成されており透明である。噴霧室10の一方の側壁の外側には、光源70が設けられている。光源70に相対するように、噴霧室10の他方の側壁の外側には、例えば1万〜50万フレームスピードの高速度カメラ72が設けられている。高速度カメラ72は、噴射弁12から噴射された噴霧の噴霧中の噴霧画像を撮影する。レンズ74は、高速度カメラ72の撮影対象である噴霧との焦点合わせに使用される。噴霧室10の上部には、噴射弁12の両側にカメラ14と光源16とが更に装着されている。カメラ14による撮影については後述する。
Referring to FIG. 1 again, an
冷凍室20内には、メッシュ状の第1受け皿22と平底状の第2受け皿24とが設けられている。第1受け皿22と第2受け皿24とは、噴霧室10側から第1受け皿22、第2受け皿24の順に間隔をおいて重なるように設けられている。噴射弁12から噴射された噴霧粒子は、冷凍室20に到達すると凍結されて凍結噴霧粒子26となる。第1受け皿22はメッシュ状であることから、メッシュの目の粗さよりも直径の大きい凍結噴霧粒子26を捕捉する。第2受け皿24は平底状で全面に凍結噴霧粒子26を捕捉でき、第1受け皿22の下側に設けられていることから、凍結噴霧粒子26のうち第1受け皿22を通過した凍結噴霧粒子26を全て捕捉する。第1受け皿22のメッシュの目の粗さは、所望の所定径以上の凍結噴霧粒子26を捕捉できるように予め決定されている。
In the
噴霧室10の上部に装着された光源16は、制御部80の指示に基づき、第1受け皿22および第2受け皿24で捕捉された凍結噴霧粒子26を照らす。噴霧室10の上部に装着されたカメラ14は、制御部80の指示に基づき、第1受け皿22で捕捉された凍結噴霧粒子26を撮影した後、第2受け皿24で捕捉された凍結噴霧粒子26を撮影する。そして、制御部80は、カメラ14で撮影した第1受け皿22上の凍結噴霧粒子26と第2受け皿24上の凍結噴霧粒子26とのそれぞれの撮影画像から凍結噴霧粒子26を解析する。例えば、凍結噴霧粒子26の平均粒子径、粒径分布、質量分布などを求める。即ち、制御部80は、凍結噴霧粒子26を解析する解析手段84として機能する。
The
回収室50は円筒形状をしており、回収室50の底面は中心部に向かって下るように傾斜している。回収室50底面の中心部には、排出管52の一端が接続しており、排出管52の他端には回収容器54が接続されている。排出管52には、例えば電磁弁である弁56が設けられている。
The
図3は、図1のA−A間の断面図の例である。図1および図3を参照して、冷凍室20内に設けられた第1受け皿22は、第1モータ28が駆動することにより、垂直軸(破線46)を中心にした水平方向の回転によって回収室50に移動する。図3においては、第1受け皿22の回転途中の状態を表している。同様に、第2受け皿24は、第2モータ30が駆動することにより、垂直軸(破線46)を中心にした水平方向の回転によって回収室50に移動する。回収室50内にて、第1受け皿22と第2受け皿24とは、第3モータ32が駆動することにより、水平軸(破線48)を中心にした垂直方向の回転をする。これにより、第1受け皿22および第2受け皿24の表面に捕捉された凍結噴霧粒子26は、回収室50の底面に落とされる。図1において、第1受け皿22が回収室50に移動し、回収室50にて垂直方向の回転を90°した場合を破線で表し、それにより落とされた凍結噴霧粒子26も破線で表している。排出管52に設けられた弁56をOPENとすることで、凍結噴霧粒子26は、排出管52を介して回収容器54に回収される。第1モータ28、第2モータ30、および第3モータ32の駆動は制御部80によって制御される。即ち、制御部80は、第1受け皿22および第2受け皿24を制御する受け皿制御手段86として機能する。
FIG. 3 is an example of a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. Referring to FIGS. 1 and 3, the
冷凍室20には、冷却ガス導入管34が接続されていて、冷却ガス導入管34から冷却ガスとして例えば液体窒素が冷凍室20に導入される。これにより、冷凍室20は、例えば−100℃以下の極低温に維持される。冷却ガス導入管34は、第1受け皿22と第2受け皿24との間に位置する冷凍室20の対向する側壁36それぞれに接続されている。
A cooling
冷却ガス導入管34には、圧力計38および流量調整弁40が設けられている。流量調整弁40の開閉は、制御部80によって制御される。即ち、制御部80は、冷凍室20への冷却ガスの導入を制御する冷却ガス制御手段88として機能する。具体的には、冷却ガス制御手段88は、噴射弁12からの噴霧の噴射が終了してシャッター60が閉じられた後に、冷凍室20内に冷却ガスを導入させるように流量調整弁40を制御する。また、冷却ガス制御手段88は、噴射弁12からの噴霧の噴射前においては、冷凍室20の側壁36に装着された温度センサ42(図2を参照)で測定された冷凍室20内の温度が所定の温度に維持されるように、流量調整弁40を制御して冷凍室20に導入する冷却ガスの量を調整する。
The cooling
ここで、第1受け皿22および第2受け皿24で捕捉された凍結噴霧粒子26の解析方法および凍結噴霧粒子26の回収方法について詳しく説明する。図4は、凍結噴霧粒子26の解析方法および回収方法を示すフローチャートの例である。図4を参照して、噴射弁12の噴射直前または直後に、制御部80は、第4モータ62を駆動させシャッター60を90°回転させて、シャッター60をOPENとする(ステップS10)。これにより、噴霧室10と冷凍室20とは連通し、噴射弁12から噴射された噴霧粒子は、冷凍室20まで到達し、冷凍室20で凍結されて凍結噴霧粒子26となる。凍結噴霧粒子26は、冷凍室20内に設けられた第1受け皿22および第2受け皿24で捕捉される。第1受け皿22には、メッシュの目の粗さよりも大きい直径の凍結噴霧粒子26が捕捉され、第2受け皿24には、第1受け皿22のメッシュの目の粗さよりも直径が小さく、第1受け皿22を通過した凍結噴霧粒子26が全て捕捉される。
Here, a method for analyzing the
次いで、制御部80は、噴射弁12の噴射が終了してから第1所定時間経過後に、第4モータ62を駆動させシャッター60を更に90°回転させて、シャッター60をCLOSEとする(ステップS12)。第1所定時間は、噴射弁12から噴射された噴霧の分裂時間を考慮して決定することができる。
Next, the
次いで、制御部80は、冷却ガス導入管34から冷凍室20内に冷却ガスを導入する(ステップS14)。次いで、制御部80は、シャッター60がCLOSEしてから第2所定時間経過後に、第4モータ62を駆動させシャッター60を90°回転させて、シャッター60をOPENとする(ステップS16)。第2所定時間は、噴霧粒子の凍結時間、および第1受け皿22と第2受け皿24とに凍結噴霧粒子26が安定して堆積する時間を考慮して決定することができる。
Next, the
次いで、制御部80は、シャッター60をOPENさせた状態で、光源16を発光させ、カメラ14を用いて、第1受け皿22に保持された凍結噴霧粒子26を撮影する(ステップS18)。これにより、第1受け皿22で捕捉された、所定の直径以上の大きな凍結噴霧粒子26を撮影することができる。
Next, the
次いで、制御部80は、第1モータ28を駆動させ第1受け皿22を水平方向で回転させて、第1受け皿22を冷凍室20から回収室50に移動させる(ステップS20)。次いで、制御部80は、カメラ14を用いて、第2受け皿24で捕捉された凍結噴霧粒子26を撮影する(ステップS22)。これにより、第2受け皿24に捕捉された、第1受け皿22を通過した直径が小さい凍結噴霧粒子26を撮影することができる。第2受け皿24で捕捉された凍結噴霧粒子26の撮影終了後、制御部80は、第4モータ62を駆動させシャッター60を90°回転させて、シャッター60をCLOSEとする(ステップS24)。
Next, the
次いで、制御部80は、カメラ14により撮影した、第1受け皿22および第2受け皿24上の凍結噴霧粒子26のそれぞれの撮影画像から凍結噴霧粒子26を解析する(ステップS26)。例えば、凍結噴霧粒子26の平均粒径、粒径分布、質量分布などを求める。
Next, the
次いで、制御部80は、第3モータ32を駆動させ第1受け皿22を垂直方向で回転させて、第1受け皿22で捕捉された凍結噴霧粒子26を回収室50の底面に落とすことによって、凍結噴霧粒子26を回収する(ステップS28)。次いで、制御部80は、第1モータ28と第2モータ30とを同時に駆動させ、第1受け皿22と第2受け皿24とを水平方向で回転させて、第1受け皿22を回収室50から冷凍室20に移動させ、第2受け皿24を冷凍室20から回収室50に移動させる(ステップS30)。
Next, the
次いで、制御部80は、第3モータ32を駆動させ第2受け皿24を垂直方向で回転させて、第2受け皿24で捕捉された凍結噴霧粒子26を回収室50の底面に落とすことによって、凍結噴霧粒子26を回収する(ステップS32)。次いで、制御部80は、第2モータ30を駆動させ第2受け皿24を水平方向で回転させて、第2受け皿24を回収室50から冷凍室20に移動させる(ステップS34)。
Next, the
以上説明したように、実施例1によれば、噴射弁12から噴射された噴霧粒子を凍結させる冷凍室20(噴霧凍結手段)と、凍結噴霧粒子26のうち所定径以上の大きさの凍結噴霧粒子26を捕捉する第1受け皿22(第1捕捉手段)と、第1受け皿22を通過した凍結噴霧粒子26を捕捉する第2受け皿24(第2捕捉手段)と、を備える。そして、第1受け皿22で捕捉した凍結噴霧粒子26と第2受け皿24で捕捉した凍結噴霧粒子26とを別々に撮影することによって、凍結噴霧粒子26を解析する。このように、噴射弁12から噴射された噴霧粒子を凍結させて固体化した凍結噴霧粒子26とすることで、長時間噴霧の形状を維持することができるため、凍結噴霧粒子26を撮影して解析することで、噴霧の解析を精度良く行うことができる。また、例えば、粗大粒の凍結噴霧粒子26と、超微細粒な凍結噴霧粒子26と、を1つの受け皿で捕捉し、捕捉した凍結噴霧粒子26をカメラで撮影した場合、粗大粒の凍結噴霧粒子26の影に廻りこんだ超微細粒の凍結噴霧粒子26の撮影が難しい場合がある。しかしながら、実施例1のように、第1受け皿22で捕捉した所定径以上の大きさの凍結噴霧粒子26の撮影と、第2受け皿24で捕捉した径の小さい凍結噴霧粒子26の撮影と、を別々に行うことで、超微細粒から粗大粒まで異なる粒径の凍結噴霧粒子26を精度良く撮影することができる。したがって、実施例1によれば、超微細粒から粗大粒まで粒径の異なる凍結噴霧粒子26を精度良く撮影し解析できるため、噴霧の解析を精度良く行うことができる。
As described above, according to the first embodiment, the freezing chamber 20 (spray freezing means) for freezing the spray particles injected from the
カメラ14は、焦点距離を切り換えることが可能なカメラである場合が好ましい。これにより、第1受け皿22で捕捉した凍結噴霧粒子26と、第2受け皿24で捕捉した凍結噴霧粒子26と、をより鮮明に撮影することができ、凍結噴霧粒子26の解析をより精度良く行うことができる。なお、カメラ14を焦点距離の切り換えが可能なカメラとする代わりに、焦点距離の異なる複数台のカメラを噴霧室10に装着する場合でもよい。
The
図1のように、噴射弁12から噴射された噴霧の分裂および拡散を行う噴霧室10と、噴霧室10と連通し、噴霧室10で分裂および拡散した後の噴霧粒子を凍結させる低温に維持され、噴霧室10側から順に第1受け皿22と第2受け皿24とが設けられた冷凍室20と、冷凍室20に冷却ガスを導入する冷却ガス導入管34と、を備え、冷却ガス導入管34は、第1受け皿22と第2受け皿24との間に位置する冷凍室20の側壁36に接続されていることが好ましい。これにより、冷却ガス導入管34から冷却ガスを導入することで、第1受け皿22と第2受け皿24とを同時に且つ同程度に冷却することができるため、第1受け皿22と第2受け皿24とを効率良く冷却することができる。よって、第1受け皿22および第2受け皿24に凍結噴霧粒子26が氷着することを抑制できる。
As shown in FIG. 1, the
図3のように、冷却ガス導入管34は、冷凍室20の対向する側壁36それぞれに接続されていることが好ましい。これにより、冷却ガス導入管34から導入された冷却ガスは、第1受け皿22と第2受け皿24との間で衝突するため、第1受け皿22と第2受け皿24とをより効率良く冷却することができ、凍結噴霧粒子26が氷着することをより抑制できる。また、冷却ガス導入流を分散化させることができる。
As shown in FIG. 3, the cooling
図1のように、噴霧室10と冷凍室20との間に、噴霧室10と冷凍室20との連通および非連通を切り換えるシャッター60を備えることが好ましい。これにより、冷凍室20の低温維持と噴霧室10の低温化抑制とが両立できる。また、図4のように、噴射弁12からの噴霧の噴射が終了した後にシャッター60を閉じ、シャッター60を閉じた後に、冷却ガス導入管34から冷却ガスを冷凍室20内に導入させることが好ましい。これにより、噴射弁12から噴射された噴霧の随伴流により持ち込まれた常温空気を冷却し、噴霧粒子をより確実に凍結させることができる。また、噴霧流を抑制して凍結噴霧粒子26を第1受け皿22および第2受け皿24に安定して堆積させることができる。
As shown in FIG. 1, a
図1のように、冷凍室20とは別に、第1受け皿22および第2受け皿24で捕捉した凍結噴霧粒子26を回収する回収室50を備えることが好ましい。第1受け皿22および第2受け皿24で捕捉した凍結噴霧粒子26の回収を冷凍室20内で行おうとすると、第1受け皿22および第2受け皿24を水平方向および垂直方向で回転させるためのスペースが必要となり、冷凍室20の容積が大きくなってしまう。しかしながら、実施例1のように、冷凍室20とは別に回収室50を備えることで、冷凍室20の容積を小さくすることができ、冷凍室20の冷却が容易となる。
As shown in FIG. 1, it is preferable to provide a
図1のように、第1受け皿22および第2受け皿24を冷凍室20から回収室50に移動させ、第1受け皿22および第2受け皿24で捕捉した凍結噴霧粒子26を回収室50に落とすべく第1受け皿22および第2受け皿24を回転させることが好ましい。これにより、第1受け皿22および第2受け皿24の回転による振動によって、捕捉した凍結噴霧粒子26を回収室50に落とすことが容易にでき、凍結噴霧粒子26をより確実に回収することができる。
As shown in FIG. 1, the
なお、第1受け皿22および第2受け皿24で捕捉した凍結噴霧粒子26を回収室50に落とす方法は、第1受け皿22および第2受け皿24を回転させる場合に限られない。第1受け皿22および第2受け皿24を傾斜させることで、第1受け皿22および第2受け皿24で捕捉した凍結噴霧粒子26を回収室50に落とす場合でもよい。この場合でも、第1受け皿22および第2受け皿24を傾斜させる際の振動によって、捕捉した凍結噴霧粒子26を容易に回収室50に落とすことができる。
The method of dropping the
回収室50の温度は、冷凍室20の温度と同程度である場合が好ましい。これにより、回収室50にて、凍結噴霧粒子26が溶け出し、蒸発することを抑制でき、爆発の危険を回避できる。回収室50の温度を冷凍室20の温度と同程度にする場合、回収室50は、例えばセラミクスなどの低熱伝達部材で構成されている場合が好ましい。
The temperature of the
図5は、第1受け皿22および第2受け皿24の断面図の例である。図5を参照して、第1受け皿22および第2受け皿24の表面には0.1μm以下の間隔の微細突起44が設けられ、第1受け皿22および第2受け皿24は凍結噴霧粒子26を微細突起44上で捕捉する場合が好ましい。これにより、凍結噴霧粒子26と第1受け皿22および第2受け皿24との接触面積が小さくなると共に空気の断熱層によって、熱容量の小さい凍結噴霧粒子26であっても、第1受け皿22および第2受け皿24に氷着することを抑制できる。微細突起44の形成は、ナノサイズ粒子を接着、溶着、溶射したり、第1受け皿22上および第2受け皿24上に塗布した溶剤を温度処理で結晶化させることで形成することができる。
FIG. 5 is an example of a cross-sectional view of the
実施例1では、冷凍室20内に設けられた受け皿は2枚である場合を例に示したが、3枚以上の複数枚設けられている場合でもよい。この場合、噴霧室10側に設けられた受け皿ほど、メッシュの目の粗さが大きいことが好ましい。また、受け皿が3枚以上設けられた場合は、冷却ガス導入管34は、最上段の受け皿と最下段の受け皿との間に位置する冷凍室20の側壁36に接続されることが好ましい。
In the first embodiment, the case where there are two trays provided in the
実施例1では、噴射弁12から噴射される噴霧には多くの噴霧粒子が含まれるとして説明してきたが、例えば、噴射弁12から1粒や2粒など数粒の噴霧粒子が噴射されるような場合であってもよい。また、噴射弁12から噴射される噴霧粒子を凍結させる噴霧凍結手段として冷凍室20の場合を例に示したが、その他の方法により噴霧粒子を凍結させる場合でもよい。
In the first embodiment, the spray injected from the
以上、発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.
10 噴霧室
12 噴射弁
14 カメラ
16 光源
20 冷凍室
22 第1受け皿
24 第2受け皿
26 凍結噴霧粒子
28 第1モータ
30 第2モータ
32 第3モータ
34 冷却ガス導入管
36 冷凍室の側壁
38 圧力計
40 流量調整弁
42 温度センサ
44 微細突起
50 回収室
52 排出管
54 回収容器
56 弁
60 シャッター
62 第4モータ
66 窓
70 光源
72 高速度カメラ
74 レンズ
80 制御部
82 シャッター制御手段
84 解析手段
86 受け皿制御手段
88 冷却ガス制御手段
100 噴霧検査装置
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記噴霧室と連通し、前記分裂および拡散した後の噴霧粒子を凍結させる低温に維持され、前記分裂および拡散した後の噴霧粒子を凍結させる冷凍室と、
前記噴霧室と前記冷凍室との連通および非連通を切り換えるシャッターと、
前記冷凍室内に設けられ、前記冷凍室で凍結された凍結噴霧粒子のうち所定径以上の大きさの凍結噴霧粒子を捕捉する第1捕捉手段と、
前記冷凍室内に前記噴霧室側から見て前記第1捕捉手段の後方に設けられ、前記冷凍室で凍結された凍結噴霧粒子のうち前記第1捕捉手段を通過した凍結噴霧粒子を捕捉する第2捕捉手段と、
前記第1捕捉手段で捕捉された凍結噴霧粒子と前記第2捕捉手段で捕捉された凍結噴霧粒子とを別々に撮影することによって、前記凍結噴霧粒子を解析する解析手段と、を備えることを特徴とする噴霧検査装置。 A spray chamber for splitting and diffusing the spray injected from the injection valve;
A freezing chamber in communication with the spray chamber, maintained at a low temperature for freezing the spray particles after splitting and spreading, and freezing the spray particles after splitting and spreading;
A shutter that switches communication and non-communication between the spray chamber and the freezing chamber;
A first capturing means that is provided in the freezing chamber and captures frozen spray particles having a size greater than or equal to a predetermined diameter among the frozen spray particles frozen in the freezing chamber ;
A second unit that is provided behind the first trapping means in the freezer compartment as viewed from the spray chamber side and traps the frozen spray particles that have passed through the first trapping unit among the frozen spray particles frozen in the freezer chamber . Capture means;
And analyzing means for analyzing the frozen spray particles by separately capturing the frozen spray particles captured by the first capturing means and the frozen spray particles captured by the second capturing means. A spray inspection device.
前記冷却ガス導入管は、前記第1捕捉手段と前記第2捕捉手段との間に位置する前記冷凍室の側壁に接続されていることを特徴とする請求項1記載の噴霧検査装置。 A cooling gas introduction pipe for introducing cooling gas into the freezer compartment;
The spray inspection apparatus according to claim 1, wherein the cooling gas introduction pipe is connected to a side wall of the freezing chamber located between the first capturing unit and the second capturing unit.
前記噴射弁からの噴霧の噴射が終了して前記シャッターが閉じられた後に、前記冷却ガス導入管から前記冷凍室に冷却ガスを導入する冷却ガス制御手段と、を備えることを特徴とする請求項2または3記載の噴霧検査装置。 Shutter control means for closing the shutter after spraying of the spray from the injection valve is completed;
A cooling gas control means for introducing a cooling gas from the cooling gas introduction pipe into the freezing chamber after spraying of the spray from the injection valve is completed and the shutter is closed. 2. The spray inspection apparatus according to 2 or 3.
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