JPS59162973A - 液体噴霧方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は小さい径範囲の極小部によって特徴づけられる
液体の噴霧化を達成するための方法および装置に関する
ものである。ざらに特に、本発明は音速および／または
超音速折動を生じる衝撃波技術を用いて、閉じ込めた液
体柱を直径が５０ミクロン以下の小ざい径範囲の小滴か
ら成る霧に破壊する方法および装置に関するものである
。　　゛□ポンプまたは圧搾びん型の手動噴霧器は防臭
剤・ヘアスプレー、オーデコロン等の液体を噴霧するた
めにごく普通に用いられる。代表的な手動噴霧□器は直
径が０〜２５０ミクロンの大きさの小滴を生じる。代表
的な手動噴霧器に有効な極低上流入力圧または背圧、７
０．８〜１４０．６９／ｃｒｌ　（１〜２　ｐＳｊｇ）
では、従来は直径が５０ミクロン以下のごく小さい径範
囲の小滴をつくることができなかった。　−１゛一層高
い上流入力圧を用いる噴霧化においても□、５０ミクロ
ン以下の小滴を均一な大きさにすることは難しく、実質
的に背圧を使用し、バフル、スクリーンまたは他の小滴
破壊を助ける機械的装置を使用していた。

長い間、噴霧技術におけるこれらの作業は噴霧化を助り
る音波および超音波発生器を使用してきた。このカ［（
の従来技術の装置の代表として、ヒユーズの米国特許第
８　、’２４０　、２５ｔ３号および第３，２４０，２
５４号に開示されたものがある（これらは初期のヒュ゛
′□−ズの米国特許第３，２８０，９２３　＠および第
８，２８０，９２４号に関連する）。ヒユーズの特許は
、音速共振をつくるためハルトマンジェネレータと連結
して超音速空気流を達成する先細−末広ノズルを使用し
、液体流を噴霧のため注入することを開示している゛。

ヒユーズの特許第８，２４０，２５８号を特に参照する
と、第４図および第５図には、ヒユーズによって達成さ
れた最小の平均小滴径が、実質的入力空気圧が約７．０
８　ｋｇ　／　ｃｒｌ　（１，００ｐｓｉａ　）で、約
６０ミクロンであった。また平均小滴径は実質的に入力
□圧の減少と井に幾何級数的に増加し、約１．．３８　
　’ｋｇ　／　ｃ＋Ｊ（１１１−７ｐＳｉａ　）の入力
圧にて１００ミクロン以」：の平均小滴を示した。ヒユ
ーズが平均小滴径を定義によって開示しているので、ヒ
ユーズ曲線のどの特定の点でも小滴の半分は大きい径の
も□のであることが注目される。ヒユーズによって与え
られた例の大部分は、ｍ　ｆ４油の噴霧に関するもので
あす、特に、ヒユーズによって達成された小滴径は比較
的粘度と無関係である（例えば、ヒユー　スフ特許第８
，２４０，２５８　号、＠１０１１．第９〜　”’２０
行）。

超音速気流を用いる噴霧装置の他の例として、ヒユーズ
の米国特許第８，５８１，０４８号、第８，５４２，２
９１号、第８，５５４，４４８号および第８，５５８，
０５６号がある。これら４例の装置では、気体超音速は
境界′層の「彫刻」によって得られると確証もなく断言
している。ヒユーズによれば、直線側面のノズルの境界
層の形成および劣化は、気流を超音速まで加速させると
共に、先細−末広超音波ノズルに類似した境界層を形成
する。これら各特許は、音速−′□に加速する前または
加速する頃に噴霧すべき液を□気流に導入することを開
示している。ヒユーズの特許第８，８５４．４１４８号
では、ヘルムホルツ共鳴器を用いて超音速流の衝撃波を
強化している。

超音速振動によって液体を噴霧するための初期の装置は
、ジョエクの米国特許第２，５８２．５ｆｉ＋号に開示
されている。ジョエクは独断的な超音速の、高速気流に
液体を誘導することによって、液体流を細かに分裂した
小滴に「破壊する」ことに関して記載している。

発明の開示 発散路（すなわち断面積が連続的に増加する流路）の高
速気流に衝撃波をつくり出し、壁面に対して衝撃波を衝
突させて水等の液体を閉じ込めた□柱または流れに向か
って音速および／または超音速揚動を引起こすことによ
って、極めて直径が小さい小滴が得られる。液体を閉じ
込めた柱において音速および／または超音速振動は液体
を破壊し、極小滴から成る霧状流れが現われる。

空気流の衝撃波は、空気圧が低い０．０７〜０．１４　
’に９／ｃ＋Ｊ（１〜２ｐＦＩｉ）であっても達成され
、合成入口または上流狭部とｒ１′Ｌ−出口または下流
狭部との間の流路に生じ、出口狭部の有効流れ断面積は
合成人口狭部の有効流れ断面積よりも約外大きい。

液体を極小滴の霧に破壊する衝撃波、および音速および
／または超音速振動現象は、下流狭部の有効流れ断面積
が合成狭部の有効流れ断面積の１．２５〜１．５倍の範
囲にある場合、はぼ均一に働く。モデル観察および高速
写真から、たとえ入力圧が合゛□゛成上流狭部と下流狭
部との間の超音速流の達成に対して示す程低いとしても
、衝撃波が操作中に実際に生じることが確定された。

得られた流れを、極めて小さい５０ミクロンまたはこれ
以下の範囲の小滴の形で、かなりの前進゛速度の微細霧
として下流から噴出させる。

発明の好適例 本発明の噴霧装置を一般的に第１図の符号２０で示す。

装置はスプレー装置２４を組込んだ変形１′できるプラ
スチック容器２２を含む。容器２２け□噴霧すべき液体
２６、例えば水、防臭剤、ヘアスプレー、オーデコロン
等を一部充填した「圧搾びん」型である。びんの残余に
大気圧で空気を充填する。びんを使用者が圧迫または変
形すると、びんの中に細かい霧２８の形でスプレー装置
２４によって液体を噴霧させる圧力を生じる。若干の小
滴２８ａは主スプレーから２２．９〜２５．４　ｃｍ　
（９Ａ−１０インチ）離れた位置に、以下に詳細に説明
する出口衝撃波の力によって運ばれる。

スプレー装置２４はスプレー柱８０を有し、この柱に堅
い液体供給管３２を連結し、順に可撓性ディップ管３４
に連結し、下部を液体２６に浸す。

噴霧装置の新しい構成と操作を除く、一般的配置はモン
テニエルの米国特許第２　、６４２　、３１３号に示ざ
□れた圧搾びんスプレー装置に類似している。

第２図においてディップ管は広がった上端部８６を有し
、供給管８２の下端部を差込み、液体が漏らないように
する。球道止め弁を管の上端部３６に設け、球部材３８
を輪形弁シート４０に通常設置する。通常、球をシート
４０に対して重力によ１つで液体が漏らないように押込
み、軽い圧縮はね４２を球部材３日と液体供給管８２の
下端との間に圧縮する。圧搾びんの容ｒ？ｒ２２を変形
すると、液体２６の上部の空気を圧縮して液体がディッ
プ管３４を」二昇する。球道止め弁を十分に開放するよ
うに液体がディップ管内を上昇すると、液体は液体供給
管８２およびスプレー栓８０を上方に通過することがで
きる。圧搾びんをゆるめると、供給管３２は球道ＩＦ、
め弁の既知の密閉作用によって１“完全に充′Ｊ５ｊす
れたままになる。ディップ管と逆止め弁の配置はエウイ
ングらの米国特許第３．８１．６，５５９号に示したス
プレー装置の配置に極めて似ている。

スプレー栓３０は一般に上記米国特許第３，８］、６，
５５９号に示した放出ノズル装置に外形の輪郭が似てし
ひる。栓８０をポリエチレンまたはポリプロピレンのよ
うな半剛性プラスチックから成形することが好ましく、
所望により金属または他の剛材で成形することができる
。第３〜６閏に示すように、栓は円筒外形輪形部分４４
＋、ドーム部分４・６、およ−゛□び円筒内部輪形スリ
ーブ部分４８を有し、　すべ１で必要である。外形輪形
部分４４を、第１図に示すように、圧搾びん容器２２の
上端部に確保するようにする。

本発明はスプレー栓３０と液体供給管３２の協働部分の
配置と相互作用にある。以下に詳しく述べるように、こ
の配置では容器２２を圧搾する際に空気の通路を与え、
十分な空気流の加速を達成するため相互に働き、供給管
３２から出て来る前に閉じ込めた液体流に反射する音速
および超音速゛撮動を生じるように壁面に衝突する衝撃
波をつくり出し、閉じ込めた液体を小ざい径範囲の極め
て細かい小滴に破壊する。

第４〜６図において、液体供給管８２の上端部をスリー
ブ部分４８の中央の円筒キャビティ５０１に確保する。

６本の長手グループ５２をキャビティ５０の内壁に形成
し、周囲に一定の間隔で並置する。グループ５２を底端
から上部に向かって内側に僅かに先細にする。図に示し
たようにキャビティＰｉＯ内に確保した管３２によって
、グループ−”５２は管の外周に沿って周囲に、間隔を
保った６１本の空気流路を与える。中央の液体流路５４
を管８２内に形成し、管の上端面５５の開口部にて境を
なす。

液体供給管８２の上端部の外面を・各個に形成□した２
つの角張って配置された平らな斜面５６でそぐかまたは
面取りする。結果として、管の端部外面は、第５図と第
１２図に示すように、一般に断面でダイヤモンド形状で
あり、ダイヤモンド形状は斜面５６より下で徐々に管の
外面の丸い断面１′輪郭に整形する。管８２の各個に８
本の空気流路を形成するように配置し、８本のうち各グ
ループの中央の１本は主または第］の流路５８であり、
各グループの２本の両側の通路は側または予備の流路６
０である。

第５図と第１１図において、空気流路５８．６０は先細
−末広形状である。上述のように、流路５２は底端が僅
かに張り出しており、このためグループ５２によって形
成された流路５８．６０および液体供給管８２の円周面
は、斜面５６が出会うま一□で空気流の方向に僅かに先
細である。この先端で１各流路は最狭の圧縮に達する。

第１１図において、第１流路５８はそれぞれ、最狭圧縮
点が狭部５８ｔ（一点鎖線部分）を構成し、補助の流路
６０はそれぞれ、最狭圧縮点が狭部６０ｔ（一点鎖線部
分）を構成する。狭部５８　ｔ　ｔ’　６０　ｔの第１
および第２の流路上流をそれぞれ符号５Ｆｌａ、６ｎａ
で示し、狭部の共通の末広流路下流を符号６１で示す。

従って、空気流路５８．６０を先細−末広ノズルの形状
に構成し、先細部分は各狭部５８ｔ’讐ｆｌＯｔの上流
部分であり、末広部分は共通の末広流路６１である。

本発明実施例では、グループ５２は深さが０．３１ｍ　
（０，０１８インチ）である。第１の空気流路５８を限
定するグループ５２は、グループ５２の幅が□０．８１
＋ｌｌ＋１　（０，０８２インチ）である先端にて、そ
いだ斜面５６に出会う。補助流路６０は、ざらに下流ま
で、そいだ斜面５６に達しない。そのためグループ５２
が先細なので、先端での幅が約０．６門（０，０２＋１
インチ）である。従って、第１の空気流′□路５８の狭
部５８ｔは幅が０．８ｍｍ（０，０８２インチ１）でそ
れぞれ０．１１　ｍｍ　（０，０１８インチ）であり、
補助の空気流路６０は幅が０．６　ｔｎｆｎ　（０，０
２５インチ）で狭部６０ｔがそれぞれ０．８ｍ筒（０，
０１ｔ３インチ）で僅かに小さい。狭部５８ｔ　、６０
ｔの下流で、空−気路はそいだ斜面５６によって限定さ
れた共通の末広流路６１に開口する。

スリーブ部分４８のキャビティ５０は端壁６２で境をな
す。第’＊Ｑｙｌ１図に示すように、傾斜部６４を端壁
の中央部に形成し、右から左に角ｌ・。

を成すように上向きに延ばす。平行な側壁６６は傾斜部
６４に接合し、大気に出る出口オリフィス６８に導く傾
斜路６７を限定する。ドーム部分４６のくぼんだ領域の
外面６９に出口オリフィス６８を形成し、スプレー栓の
中実軸に対し約４５゛の角度で配置する。

本発明の実施例では、そいだ斜面５６より下の液体供給
管８２の外径は２．９　ａｍ　（０，１１４インチ）で
あり、液体流路５４の直径は１．．１　ｆｉｆｉ　（０
，０４２インチ）である。液体１ｊ−給ｌＦＦ８２をキ
ャビティに確２′″保し、その端面５５をキャビティの
端壁から０゜３８゛〜０．５］門（０゜０１．５〜０．
０２０インチ）に保つ。

特に出口オリフィス６８の上部と底部にそれぞれ、比較
的とがったそぎ端６Ｂａ、６８ｂを設ける。オリフィス
６８の少なくとも２端は比較的と□がっていなければな
らず、そうでなければ噴出するスプレー量は少なく、す
なわち、小滴径が所望の最大５０ミクロンよりも実質的
に大きくなることが実験により研定された。流れ方向に
厚さが０．６朋（０，０２５インチ）よりも大きくない
西端全１パ部を有する矩形のオリフィスは十分に働くが
、端部の厚さが１．０朋〔０，０４０インチ〕またはこ
れ以上に増加すると、スプレーは不十分になることが実
験的に見出された。同様に丸い出口オリフィスの場合、
すなわち端部の厚さが１．、Ｏｇｆｉ　（０゜０４０イ
゛□ンチ）またはこれ以上に増加すると、スプレー量は
少なくなり、端部の厚さが０．６　ｍｆＭ　（０，０２
５インチ）以下で十分なスプレー量となる。出口オリフ
ィス端が比較的厚い場合、　　　　　　　″　　、。　
　４．　出口オリフィスを反射＠撃波が通“過しないよ
うに妨げる。比較的厚いオリフィスは１．２箇所の狭部
間の速度を順に小さくする出口を通る大量の流れを減ら
すために役立つ。本発明の特定例では出口オリフィス６
８　ハ幅カ１．．Ｏｍｔｎ　（０，０４０インチ）（側
壁６６間の間隔と同じ）、深さがｏ」９ａｙｓ　（０，
０８６インチ）　（＋　￥端ｅｓａ、ｅｓｂ間の間隔）
の矩形である。

第９図、第１０図において、出口オリフィス６８に導く
傾斜路６７はその底部で開口する。従って、傾斜路６７
と端！ｖｌ！ｆ１２より下で液体供給管３２の゛００端
５５より上の連結空間とを結合した開口断面積は、特に
出口オリフィス６８が接近しているので、出口オリフィ
ス６８の断面積よりもがなり大きい。

液体供給管８２０寸法と形状、液体供給管のそ□いだ斜
面５６、キャビティ５ｏの端壁６２がら液体供給管の上
端の空間、グループ５２の幅と深さ、キャビティ５０の
全体に亘るグループ５２の連続した長さ、および出口オ
リフィスの大きさは、圧搾びん容器２２の内部から大気
まで一連の空気流−□・系において２箇所の狭部の効果
を生じるように慎１重に選択される。

６箇所の狭部５８ｔ、６０ｔは合成上流狭部から成り、
出口オリフィス６８は単一下流狭部を形成する。実施例
では、各上流狭部５８ｔの断面積。

は０．２７門”　（０，０００４１６平方インチ）であ
り、各上流狭部６０ｔの自然の断面積は０゜２１界−（
０，０００８２５平方インチ）であり、合成上流狭部は
全体が１゜３７５＃ｌ１８ｇ（０，００２１８２平方イ
ンチ）である。下流オリフィス６８狭部の自然の断面積
は０．９８　ｍｔＮ”　（０，００１４４１・・平方イ
ンチ）である。

自然の寸法にもかかわらず、下流オリフィス狭部の有効
流れ断面積は合成上流狭部の有効流れ断面積より大きい
。これは長い先細の入口流路のグループ５２の形状と寸
法のためであり、合成上流１・狭部が小さい断面積の６
箇所の狭部５８ｔ、６０ｔから成り、下流狭部が単一オ
リフィスから成る事実のためである。入口路１５８，６
０の長ざ、各流路を形成する４壁面および各々の小ざい
断面積のため、各流路が実質的な境界層で取り囲まれて
い・□る。これに対し、単一下流のオリフィス６８では
４特にそぎ端６８ａ、６ｓｂのために、比較的小ぎい境
界層で取り囲まれている。

下流狭部の有効流れ断面積対合成上流狭部の有効流れ面
積の割合は最適操作に対し約１゜３８対１で・ある。高
いレイノルド数にて有効流れ断面積を決定するため、流
れ試験を用いて、下流狭部のオリフィス６８を通過する
単位時間当りの実際の流れを・合成上流狭部５８ｔ、６
０ｔを通過する単位時間当りの実際の流れと比較して、
実験的に決定１・・する。ま“ず、適所に液体供給管８
２を用いて・合成上流狭部を通過する水の測定量の流れ
時間を計った。次に、供給管３２を除去して、下流狭部
のオリフィス６８を通過する水の同様の測定量の流れ時
間を計った。このように測定した単位時間当１゛りの流
れの比較は本発明による有効流れ断面積を明確にする。

有効流れ断面積の割合は１．５〜１゜２５０間で変わり
、なお本発明による極めて小ざい小滴を均一の範囲にす
る。

部品の形状と位置は、液体供給管３２の上端面」゛５５
と端壁６２との間の空間の有効流れ断面積が輸出ロオリ
フイス６８の有効流れ断面積よりもかなり大きいように
する。従って、合成上流狭部５８ｔ。

６０ｔと下流狭部のオリフィス６８との間で流れは全く
制限されない。

本発明の操作では、圧搾びん２２を圧搾すると、０．０
７〜０゜１．４　ｋｇ　／　ｃｒ＆　（１〜２　ｐｓｉ
ｇ　）の内圧を生じ、流路５４で液体を上向きに流し、
空気流路５８゜６０の最初の部分から成るグループ５５
に空気を上向きに流す。各流路の空気流が各狭部５８ｔ
、ｌ・・６”Ｏｔを通って流路の末広流路に流れ込むと
、流れの速度は、明らかに超音速まで急速に加速される
。超音速に加速されたことは、空気流が液体供給管８２
の上端に達する前に、流路６１の末広部分に衝撃波を形
成することから決定される。　　１・　末広流路６１に
形成する種Ｉ撃波を第９〜１１図１に概略で示した。ｌ
ｌｊ　ＱＥ波が形成すると音速の数倍の速さで云わる。

１ｉＩ１７撃波の若干は最初、傾斜部６４に衝突し、次
いで液体供給管３２の反対側の上端面５５に反射する。

衝撃波７０，７２，７４−・および７６を第０〜１１図
に概略で示した。図には示していない若干の反射したａ
ｍ波は傾斜路６７の側壁６６に衝突する。また（図には
示していない）他の衝撃波は最初キャビティ５０の端壁
６２に衝突し、次いで液体供給管の端面５５に反Ｉ０射
し、再び上向きに反射し傾斜部６４に衝突する。

衝撃波のエネルギーが完全に消散せず、反射波が出口オ
リフィス６８を出る事実は、外部の霧を目で観察して決
定され、第１．０．１２図に示したように、主要な霧２
８の両側まで２．８〜２．５Ｃｍ　　ｌ：（９〜ＩＯイ
ンチ）にある小滴２８ａを若干含む。

衝グｚ波の存在を確かめる際に、現象の高速度写真をと
ると、写真の多くが種々の壁面に対して衝撃波が衝突し
た領域をはっきりと示していた。写真に示された現象を
第９図に概略で示すが、衝撃波−４・７０は最初傾斜路
６４に衝突し、次いで液体供給。

管３２の上端面５５に反射する。入射する衝撃波７０は
境界層７８を生じ、傾斜部６４から離れ、図に示すよう
に下流で再び付着する。ｆ＊撃波７゜は液体供給管３２
の上端面５５に反射するので、また境界層８０を上端面
から分離させる。次いで端面５５から反射した衝撃波は
図に示すように出口オリフィス６８を通って外に出る。

比較的強い衝撃波のみが境界層を分離させるの゛で、高
速贈写真は強い衝撃波の存在を示している。十分に弾い
Ｉｌｌ衝撃波は壁に衝突するかまたは他の壁に反射する
毎に境界層の分離現弁を生じる。これは例えば「境界層
と流れ制御」第２巻、　Ｇ、Ｖ、　Ｌａｃｈｍａｎｎ著
。

ｐｅｒｇａｍｏｎ　ｐｒｅｓＢ　、　１０６１　、　Ｈ
，Ｈ，Ｐｅａｒｃｅｙの章に説明されている。簡単にす
るために、境界層の分離１現象を第１０　、１１図に示
さなかったが、境界層は衝撃波？２，７４．７ｆ３が傾
斜路６４と端面５５に衝突する際に生じる。

この高速度写真は８マイクロ秒の露出時間で写したが、
液体供給管３２の端面５５付近の流れの・・（２４１ 動きは完全にｊ］−市っていた。これは明らかに端面１
５５に沿って極めて低圧で高速の領域があることを示し
ている。これは液体供給管３２の各端で末広流路６１の
空気流が高速であることから予期されることである。空
気流が斜面５６の平面に対し−・はぼ９０°である端面
５５に達すると、端面の急激な不連続性のため、端面５
５付近に極端な撹流と極めて低圧を生じる。これは、液
体流路５４の液体柱において　応力を生じる傾向がある
強い吸引力を生じる。

ｐ速に繰返される衝撃波の存在を試験と高速度写真によ
って確立したが、１１ｙｉ撃波を生じる基礎をなす物理
現會は完全には理解されていない。初めに述べたように
、衝撃波の存在は超音速に対する末広流路６１の空気流
の加速を示しているようで１ある。また、強い衝撃波の
みが境界層の分離を生じるので、この（第９図に）生じ
た分離から極めて超音速である空気流の速度が指摘され
る。しかし、０．（１７〜（１，１’Ｌ　ｋ！７／ｃｇ
（”　（１〜２　ｐＳｉｇ）だけの背圧は、上流狭部ｆ
ｉＲｔ、、ｆｌＯｔが０．５２１’ｔの臨界圧比′・・
を達成するため約０．６２　”’／ｃｍ２（８，８２ｐ
ｓｉａ　）　ニ落・ちることが必要となる。この０．５
２８の臨界圧比（背圧により分離された挟部での圧力比
）は単一狭部にて音速を達成するため必要なものとして
公認されている。狭部５８ｔ、６０ｔでこの種の低圧を
達成することは見込みがないように見える。

しかし、急速に繰返される￥ｆｊ撃波が存在するので、
噴霧装置の操作中、末広流路６１の空気流は超音速にな
り超音速のままでなければならない。

流路６０と同様に、少ｔｒ　くとも１本の補助空気°”
□流と共に空気流路５８に主空気流を供給することは有
利である。第１１図において主空気流路の空気流は狭部
５Ｒｔを通る際に、外側に広がる傾向があり、同じこと
が狭部００１．を通る際に、神助流路６０を通る空気流
に関しても起る。第２の空□気流は移動によって第１の
流れを助けて加速し、さらに第２の流れは境界層にエネ
ルギーを与えて境界層成長の流れ御坊害作用を減らす。

第９，１０図において、衝撃波が表面に衝突すると、振
動８２．８４，８ｆｌのような音速または１超音速振動
を生じる。この振動を「音速」と呼ぶ１が、この振動数
は人間の耳で聴き分けられる１秒につき１５．ｏｎｎ〜
２０ｔ（１００サイクル以上であってもよい。第９，１
０図に示すように、傾斜部６４、に衝突した術１１ＦＪ
波の領域から放出される音速振動の若干は、傾斜部５４
に向けられ音速振動を生じ、端面５５に達する前に通路
内に閉じ込めた液体に下向きに伝えられる。閉じ込めた
液体柱に生じた音速振動は液体流路５４の出口から出て
来る前に分裂し、その結果、端面５５の開口部から１・
）液体が出て来ると、第１２図に示すように極めて小さ
い小滴から成る霧８８の形になる。流れを出口オリフィ
ス６Ｒがら噴出させると、若干の小滴が再結合する現象
が見られる。けれども噴出される霧２８は直径が５０ミ
クロン以下の小さい小滴１から成ることが？１ｌＩｌ定
された。−に述のように、若干の小滴２Ｆｌ＆は中央ま
たは主となる中心の霧の側に２２．９〜２５．４・印（
９〜１０インチ）離れて噴出し、反射した往ｉ撃波が霧
と共に出ていくことを示している。　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　−・１−（２７） 閉じ込めた液体柱を破壊するために有効な音速１撮動を
与えるため、壁面または音速振動が発散する面は、比較
的接近しており、液体出口開口部に向い合っていなけれ
ばならない。第９〜１１図において、事実、液体供給管
の端面５５での液体流路５４の出口開口部に関して、傾
斜部６４の位置がこの場合にあたる。

音速振動（第９，１０図の８２．８４．８６）が閉じ込
めた液体柱を破壊する機構は完全には理解されていない
。この破壊は、ジー・ダブリュ・ライＩｎラードの「超
音速で発生する水中キャビテーション、ステップ・パイ
・ステップ・プロセス」、ジャーナル、オブ、ザ・アク
ースティヵル・ソサイアテイ・オブ・アメリカ、１９５
８年ｔ　７月ｔ　第２５巻、４号またはイーシル・ブラ
ウンおよびジトヨーン・イー・グツドマンの「高強度超
音速」米国パン・ノストランド・カンパニイ・インコー
ホレーテッド刊行、１９６５年に記載されているように
超音速で発生するキャビテーション現象を超えた段階に
ある。

（２８） 本発明として、入力圧が極めて低い手０１噴霧器１の実
施例を述べたが、これに限ることなく、入力圧が高い噴
霧ｖｊ置にも適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の噴霧方法および装置を具体化・。 するスプレー装置の平面図、 第２図は第１図の線２−２に沿った部分の拡大部分断面
図、 第３図は第１図の線３−３に沿った装置の上端の拡大平
面図、 第４図は第３図の線４−４に沿った断面図、第５図は第
４図の線５−５に沿った部分断面図、第６図は第４図の
線６−６に沿った断面図、第７ＵＡは第４・図の線７−
７に沿った部分断面図、第８図は第４図の線８−８に沿
った一部断面の１・部分平面図、 第９図は操作における噴霧化現象を概略的に示す第６図
の線０−９に沿った拡大部分断面図、第１Ｏ図は第９図
のｌｉｌ　１．　Ｏ−１０に沿った部分断面図であり、
第０図と同じ縮尺で、操作における７＋・噴霧化現象を
さらに概略的に示す図であり、第１１図は第９図と同様
の拡大部分断面図であり、同じ縮尺であるが上部の液体
管の端部を示し、操作における噴霧化現象をさらに概略
的に示す図であり、 第１２図は第９図および第１０図と同じ縮尺で、一部所
面、一部略図的に、噴霧化ｆＡ象をさらに概略的に示し
た部分透視図である。 ２０・・・噴霧装置　　　　２２・・・容器２４・・・
スプレー装置　　２６・・・液体２８・・・霧　　　　
　　　　２８ａ・・・小滴３０・・・スプレー栓　　　
３２・・・液体（ｉｔ給管３４・・・ディップ管　　　
３６・・・広がった一Ｌ端部３８・・・球部材　　　　
　　４０・・・輪形弁シート４２・・・圧縮ばわ　　　
　４４・・・・外形輪形部分　　１４６・・・ドーノ・
部分　　　　４８・・・内部輪形スリーブ部分５０・・
・円筒キャビティ　　５２・・・グループ５４・・・液
体流路　　　　５５・・・端面５６・・・斜面　　　　
　　５８．ｆｌｏ・・・空気流路５８　ａ　、　ｆｌ　
１１　ａ　・・・流路上流　５８　ｔ　、　ｆｌ　Ｏｔ
　・・・狭部　　　′□（３ｌ　） ６１・・・末広流路　　　　６２・・・端壁６４・・・
傾斜部　　　　　６６・・・側壁６７・・・傾斜路　　
　　　　６８・・・出口オリフィス６８　ａ　、　ｆｌ
　８　ｂ　・・・そぎｖ％Ｊ　　　６！１　・”外面７
０．７２．７４・、７６・・・衝撃波７８・・・境界層
　　　　　　８２，８４．８６・・・振動８８・・・霧 特許出願人　　　　　ジェームス・ウィリアム・ユーイ
ング（８２ｌ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　噴霧すべき液体を供給し、該液体を閉じ込めた流れ
   を与える手段を有する液体噴霧装置４において、 ａ〕　該液体を閉じ込めた流れに音速撮動（５８ｔ。 ６０ｔ：６１：６４：６８；７０，７２゜７４．７６）
   を発生させ該閉じ込めた液体を比較的均一の大きざの小
   滴に破壊する手′一段・ を有する液体噴霧装置。 区　前記音速撮動を発生させる手段が ａ）気流、および ｂ）前記気流において衝撃波を発生させる手段（５８ｔ
   　、　６０　ｔ　、　６１．　：　６８　）を有する特
   許請求の範囲第１項記載の液体噴霧装置。 ＆　前記衝撃波が衝突し前記音速撮動を発生させる而（
   ６４〕を有する特許請求の範囲第２項記載の液体噴霧装
   置。 ４　該小滴の大きさが直径５０ミクロン以下の範囲にあ
   る特許請求の範囲第１項記載の液体噴霧装置。 ６、　前記衝撃波を発生させるための手段が連続□して
   ２箇山の狭部を有し、前記気流を前記２箇所の狭部間に
   前記衝撃波を十分に発生させる速度に加速する特許請求
   の範囲第２項記戦の液体噴霧装置。 ６、　前記２箇所の狭部が」二流狭部（５ｓｔ、”□６
   ０ｔ）および下流狭部を有し、前記下流狭部の有効流れ
   断面積が前記上流狭部の有効流れ断面積の１．２５〜１
   ．５倍である特許請求の範囲第５項記載の液体噴霧装置
   。 ？、　　ａ）　　音速振動（８２，８４，８６）を発生
   □させ１ ｂ）前記７’ｆ速撮動を前記液体を閉じ込めた流れに向
   け、該液体を比較的均一な大きさの小滴に破壊する各工
   程を有する液体噴霧方法。 ＆ａ）　　気流中に衝撃波（７０，７２，７４，７ｆｌ
   ）を発生させ、 ｂ）前記衝撃波を面（６４）に衝突させて前記音速撮動
   を発生させる特許請求の範囲第７項記載の液体噴霧方法
   。 ９、　前記液体を閉じ込めた流れに張力を発生させる工
   程を有する特許請求の範囲第７または８項記載の液体噴
   霧方法。 １（Ｌ　　気流および液体流を与える手段を有する液体
   噴霧装置において、 ａ）連続して２箇所の狭部（５８ｔ、６０ｔ：６８）を
   有し、前記気流を前記狭部間に衝撃波を十分に発生きせ
   る速度に加速する手段、および ｂ）前記液体流に噴霧化するための前記衝撃”波を有す
   る手段 を有する液体噴霧装置。 １１　　前記噴＃を化するための手段が、前記衝撃２々
   （７４１７１１，７８，８０）を而（６４）に向は前記
   液体流に向けた音連琢動を発生させ、前記源れを比較的
   均一の大きさの小滴に破壊”する手段を有する特許請求
   の範囲第１０項記載の液体噴霧装置。 １以　　前記気流を加速するための手段が、上流狭部（
   ５８ｔ、６０ｔ）および下流狭部（６８）を有し、前記
   下流狭部が前記上流狭部と比較して比較的鋭い端部であ
   る特許請求の範囲第１０頂記載の液体噴霧装置。 １＆　前記気流を加速するための手段が、上流狭部（５
   ８ｔ、ｆｌｏｔ）および下流狭部（６８゛）を有し、前
   記下流狭部の有効流れ断面積が前記上流狭部の有効流れ
   断面積の１゜２５〜１゜５倍であ゛る１（′１許ハｆ１
   求の範囲第１０項記載の液体噴霧装置■。 １４　　前記気流を加速する前記手段が一般に第１“の
   気流の流れ方向に向けた神助気流を有し、エネルギーを
   前記第１の気流の境界層に供給し・前記色１の気流を移
   動させて加速を増すようにする特許ｄ１１求の範囲第１
   ０項記載の液体噴霧装置？’ｔ　。 １＆　前記気流を加速する前記手段が、先細−末゛広ノ
   ズル（５Ｂ、５８ａおよび６］を含む；６０．６０ａお
   よび６１を含む）と、前記ノズルの先細部と末広部（５
   ８ａと６１との間のｌ’、８ｔ：６０ａと６１との間の
   ６０ｔ）との間に配置した前記２箇所の狭部の上流部分
   （５８ｔ：６０ｔ）とを有する特許請求の範囲第７項記
   載の液体噴霧装置。 １ｅＬ　　前記２箇所の狭部の下流部分（６Ｂ）の有効
   流れ断面積が上流狭部（５８ｔ、６０ｔ）’□□の有効
   流れ断面積の１．２５〜１゜５倍である特許請求の範囲
   第１５項記載の液体噴霧装置。 １フ、　　前記２箇所の狭部の上流部分（５８ｔ。 ６０ｔ）が、平行な２箇所の狭部（５８ｔ。 ６０ｔ）を有し、各々２本の気流が前記平行□な狭部の
   下流に合わさり、次いでこの合わさった気流が液体小滴
   と共に前記２箇所の狭部の下流部分く６８〕を通過する
   １本の流れを与える特許請求の範囲第１０項記載の液体
   噴霧装置。 １＆前記２箇所の平行な狭部の１箇所（６０ｔ）が、前
   記平行な狭部の他の箇所（５８ｔ）から注入した気流の
   下流に気流を注入し、前記平行な狭部の他の箇所（５８
   ｔ）からの気流の境界層にエネルギーを与え、前記能の
   気流□を移動させて加速する特許請求の範囲第１７項記
   載の液体噴霧装置。 １９、ａ）＠１の狭部（５８ｔ：６ｏｔ）を介して流路
   （０１）に注入した気流に衝撃波（７２゜７４＋７ｆｌ
   ＊７８）を発生させ、 ｂ）前記動電波（７２，７４１７６，７８）を用いて、
   液体を小滴に破壊するため出現した液体柱に音速撮動を
   発生させる 各工程から成る液体噴霧方法。 ２０、　　前記第１の狭部（５８ｔ；６０ｔ）の下流゛
   と連続して第２の狭部（６８）から出た気流および前記
   液体小滴を噴出する工程を有する特許請求の範囲第１９
   項記載の液体噴霧方法。 ２１　　前記＠２の狭部（６８）の有効流れ断面積が、
   前記第１の狭部（５８ｔ：６０ｔ）の有′。 効流れ断面積の１゜２５〜】。５倍である特許請求の範
   囲＠２０項記載の液体噴霧方法。 ２＆　前記第１の狭部（５８ｔ）と平行な狭部（６０ｔ
   ）を通って流路（６］）に追加の気流を注入し、前記第
   １の気流の加速を増し、エネルギーを前記第１の気流の
   境界層に与える特許請求の範囲第１９項記載の液体噴霧
   方法。 ２＆　前記流路（６］）が下流方向に末広であり、前記
   衝撃波＜７２．７４１７６．７８）を前′□□記末広流
   路（６１）において前記気流を加速して発生させる特許
   請求の範囲第１９項記載の液体噴霧方法。