JP2017213541A - ノズル - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ノズル本体と、該ノズル本体に収容するクローザーを備え、前記ノズル本体は中央に噴射穴が貫通した噴射側壁と外周壁を備え、該ノズル本体の噴射側壁と外周壁の内周面に囲まれた空間に前記クローザーが収容されており、前記ノズル本体の噴射穴の大径流入口は前記噴射側壁の流入側内面の中央部分または前記クローザーの噴射側端面の中央部分に設けられ、該大径流入口を囲む外周段部に設けられる円弧状の旋回溝の内周端が前記大径流入口に開口すると共に、前記旋回溝の外周端を該クローザーの外周に設けられる液通路に開口させて前記旋回溝を流れる旋回流が前記噴射穴より噴霧されるものとし、かつ、前記旋回溝の内側端に寸法L1の幅と深さを有するオリフィスを備え、前記寸法L1は前記噴射穴の最小径部分の寸法と同等とされている。
【選択図】図1
Description
養液噴霧用として使用されている。例えば、特開2012−115256号公報(特許文献1)において、本出願人は図15に示すノズル100を提供している。
また、旋回力を高めるために旋回溝の本数を3〜4本と多くすると、各旋回溝の溝寸法を狭くする必要があり、ストレーナを通過した異物により旋回溝に目詰まりが発生してしまう。一方、旋回溝の目詰まりを防止するために旋回溝の本数を1本等と少なくして溝寸法を広くすると、旋回流が弱まり液滴が微粒化されにくくなる。このように、ノズルの微粒化機能と目詰まり防止機能とを両立させ、ノズルの目詰まりを低減・防止してメンテナンスフリーとすることは難しい。
さらに、特許文献1のノズルのようにセラミック製のノズルチップを用いるとコスト高になる問題がある。
ノズル本体と、該ノズル本体に収容するクローザーを備え、
前記ノズル本体は中央に噴射穴が貫通した噴射側壁と外周壁を備え、該ノズル本体の噴射側壁と外周壁の内周面に囲まれた空間に前記クローザーが収容されており、
前記ノズル本体の噴射穴の大径流入口を前記噴射側壁の流入側内面の中央部分または前記クローザーの噴射側端面の中央部分に位置させ、該大径流入口を囲む外周段部に設けられる円弧状の旋回溝の内周端が前記大径流入口に開口すると共に、前記旋回溝の外周端を該クローザーの外周に設けられる液通路に開口させて前記旋回溝を流れる旋回流が前記噴射穴より噴霧されるものとし、かつ、前記旋回溝の内側端に寸法L1の幅と深さを有するオリフィスを備え、前記寸法L1は前記噴射穴の最小径部分の寸法と同等とされていることを特徴とするノズルを提供している。
前記ノズル本体またはクローザーに設けられる前記旋回溝は180度間隔をあけた一対からなり、これら旋回溝は外周端から内周端に向けて次第に幅狭にされていると共に断面U形状で底部はアール形状とされ、該旋回溝の外周に連通する液通路が前記クローザーの外周面またはノズル本体の内周面に設けられていることが好ましい。
さらに、旋回溝を180度間隔をあけて2つ設けると、旋回溝から噴射穴に流入する液同士を衝突させて微粒化を促進できる。さらに、各旋回溝の底部に角があると噴霧する養液中の異物が析出して堆積し目詰まりが発生しやすくなるが、旋回溝の底部をアール形状とすると旋回溝内の異物の堆積を防止することができる。
かつ、ノズル本体内にクローザーを圧入固定し、クローザーの平坦面からなる噴射側端面が前記ノズル本体の外周段部に押接されると共に、該クローザーの外周面が前記ノズル本体の外周壁の内周面に押接される。このように、バネ等の付勢手段を用いずにクローザーをノズル本体内部に固定しているため、ノズルの構造をより簡素化でき、ノズルの小型化および低コスト化を図ることができる。
前記ノズル本体に外嵌するケーシングおよび前記ノズル本体側へ前記クローザーを押圧するバネを備え、
前記クローザーの噴射側端面の中央凹部が前記噴射穴の大径流入口とされ、該大径流入口
を囲むクローザー側の前記外周段部に前記旋回溝が設けられている構造としてもよい。
本発明のノズルでは前記旋回溝のオリフィスで液体圧力を高めることで、供給する液体圧力を1〜6MPa、好ましくは1〜2MPaの低圧としても、噴霧する液体の粒子径を100μm以下、平均粒子径を10〜30μmとすることができる。
該ストレーナの空孔の平均径を前記ノズルの噴射穴の最小径部分および旋回溝のオリフィスの寸法L1より小さくして噴射穴およびオリフィスで詰まりが生じる異物をストレーナの通過時に捕捉してノズルに流入させないようにしている。
即ち、栽培植物の根部が下垂する細長い中空の栽培ボックスを備え、該栽培ボックスの長さ方向の側壁内面に沿って養液供給管が取り付けられ、該養液供給管に所要間隔をあけて養液からなる一流体を噴霧する前記ノズルが取り付けられていることを特徴とする植物栽培装置を提供している。
図1乃至図5に示す第1実施形態のストレーナ付きのノズル1は、図11および図12に示すように植物栽培装置において養液を噴霧する養液噴霧用のノズルとして用いられている。該ノズル1は一流体ノズルからなり、ノズル1のノズル本体3にストレーナ30を内嵌固定して組みつけている。
さらに、旋回溝12は断面U形状とし、底部はアール形状とし、異物が引っ掛かるエッジを設けておらず、メンテナンス時に容易に除去できるようにしている。
クローザー5の外周面5gに90度間隔をあけて4つの円弧状の窪み13を設け、ノズル本体の外周壁3bとの間に液通路15を設けている。該液通路15はノズル本体3の液流入部3eに連通させている。
噴射穴10の最小径部分10bおよび旋回溝12のオリフィス12fの寸法L1は、ストレーナ30の空孔35の平均径より大きくして、ノズルのオリフィス12fおよび噴射穴10で詰まる異物をストレーナ30で予め捕捉できるようにしている。
ストレーナ30はノズル本体3の外周壁3bの流入側に内嵌固定する前部30aと、該前部30aの後部に連続させる後部30bとからなり、前部30aの前端から後部30bの中間部まで中心穴からなる液通路33を設けている。前部30aの前端面をクローザー5の流入側端面に押接し、液通路33はクローザー5の液流入口5cに開口し、前記のように噴射穴10へと流通させる構成としている。
該ノズル1−Bも図11および図12に示す植物栽培装置において養液を噴霧する養液噴霧用のノズルとして用いられている。
ノズル1ーBは一流体ノズルからなり、ノズル本体3ーBにストレーナ30を螺合して組みつけている。
前記凹部5bを囲む噴射側端面5aから突出する外周段部5sを設け、該外周段部5sの外周端から内周端の凹部5bにかけて図9(B)に示す一対の円弧状の旋回溝12(12A、12B)を設けている。
ストレーナホルダ31は筒形状で、ケーシング2の周壁2aの内周面に螺合する前部31bの内部にバネ4を収容する前記凹部31aを設けている。該凹部31aの底面に液通路31cを中心軸線に沿って設け、後部31dの後端開口の凹部31eの中央開口に連通している。後部31dの外周面にネジ31mを設け、図10に示す液供給管40の周壁40aに設けたネジ穴40bと螺合して、液供給管40内に突出している。
ケーシング2にクローザー5ーBと共にノズル本体3ーBを挿入して組みつけているため、ケーシング2よりノズル本体3ーBおよびクローザー5ーBを取り出して分解し、異物を除去するメンテナンスを行うこともできる。
植物栽培装置50では、図11に示すように、搭載用フレーム51に上下2段で栽培ボックス52を搭載している。図12に示すように、栽培ボックス52の上面開口を蓋材54で閉鎖し、栽培ボックス52の内部を略密閉された中空部52cとしている。蓋材54は発泡スチロールからなる基板の上面に遮熱板を固着している。蓋材54に間隔をあけて植付穴を設け、蓋材54でフロート支持された栽培植物Pの根部Prを植付穴を通して中空部52cの上部に垂れ下げている。
これに対して、本発明で用いるノズル1は平均粒子径を10〜30μmの所謂セミドライフォグとしているため、栽培植物の根茎に直接的に無駄なく吸収させることができると共に、20μm未満の超微粒の液滴を栽培ボックス内の空気中に浮遊させ、ノズル噴射側と反対側や根茎から分岐する髭部分に養液を付着させることができる。
なお、霧の平均粒子径はレーザ法で測定している。
このように、ノズル1からの噴霧全体の平均粒径を10〜30μmの微霧からなるセミドライフォグとしているため、栽培ボックス52の底部に水滴となって落下しにくく、栽培植物の根部への養液吸収率を高めると共に養液の無駄を無くすことができる。
該ノズル1−Cは噴霧開始時から所要の噴霧パターンで且つ所要の液滴で噴霧でき、かつ、噴霧停止時に液滴がボタ落ちするのを確実に防止できるようにチェックバルブを組みつけている。該第3実施形態のノズル1−Cは、前記第2実施形態の図6〜図10に示すノズル1−Bに、本出願人の特許第5118410号公報で提示したチェックバルブと同様なチェックバルブ機構を付設している。
止水弁60の球状部60aの先端側60p1が弁座部63と面接触する第1シール部C1を設けている。かつ、該球状部60aの最大外周部60p2が傾斜内周面31a2と線接触する第2シール部C2を設けている。かつ、第1シール部C1と第2シール部C2の間に、止水弁60が常時非接触の液溜め部66を設けている。
これにより、図14(B)に示すように、第1シール部C1が弾性変形して開弁しても、第2シール部C2は移動せず、液体圧力が所要圧に達した時に図14(C)に示すように第2シール部C2が開弁する設定としている。
前記止水弁60と弁座部63とからなるチェックバルブ機構は、前記特許第5118410号公報の記載と同様な開閉作動をする。
一方、液体供給停止時には、第2シール部C2の流路が狭くなり、スプリング4との対向液圧の低減により、第1シール部C1を一気に閉じることができる。その結果、噴射口からの液滴のボタ落ちの発生を低減できる。
2 ケーシング
3、3−B ノズル本体
4 バネ
5、5−B クローザー
10 噴射穴
10b 最小径部分
12 旋回溝
12f オリフィス
30 ストレーナ
31 ストレーナホルダ
50 植物栽培装置
52 栽培ボックス
60 止水弁
63 弁座部
P 栽培植物
Pr 根部
Q 液体(養液)
Claims (10)
- ノズル本体と、該ノズル本体に収容するクローザーを備え、
前記ノズル本体は中央に噴射穴が貫通した噴射側壁と外周壁を備え、該ノズル本体の噴射側壁と外周壁の内周面に囲まれた空間に前記クローザーが収容されており、
前記ノズル本体の噴射穴の大径流入口は前記噴射側壁の流入側内面の中央部分または前記クローザーの噴射側端面の中央部分に設けられ、該大径流入口を囲む外周段部に設けられる円弧状の旋回溝の内周端が前記大径流入口に開口すると共に、前記旋回溝の外周端を該クローザーの外周に設けられる液通路に開口させて前記旋回溝を流れる旋回流が前記噴射穴より噴霧されるものとし、かつ、前記旋回溝の内側端に寸法L1の幅と深さを有するオリフィスを備え、前記寸法L1は前記噴射穴の最小径部分の寸法と同等とされていることを特徴とするノズル。 - 前記ノズル本体またはクローザーに設けられる前記旋回溝は180度間隔をあけた一対からなり、これら旋回溝は外周端から内周端に向けて次第に幅狭とされていると共に断面U形状で底部はアール形状とされ、該旋回溝の外周に連通する液通路が前記クローザーの外周面またはノズル本体の内周面に設けられている請求項1に記載のノズル。
- 前記ノズル本体とクローザーはフッ素樹脂等の樹脂製である請求項1または請求項2に記載のノズル。
- 前記ノズル本体と、該ノズル本体内に固定されているクローザーとからなり、
前記ノズル本体の噴射側壁の流入側内面に前記大径流入口を囲む外周段部および前記旋回溝が設けられ、
前記クローザーは平坦面からなる噴射側端面が前記ノズル本体の外周段部に押接されると共に該クローザーの外周面が前記ノズル本体の外周壁の内周面に押接されている請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のノズル。 - 前記ノズル本体に外嵌するケーシングおよび前記ノズル本体側へ前記クローザーを押圧するバネを備え、
前記クローザーの噴射側面の中央凹部が前記噴射穴の大径流入口とされ、該大径流入口
を囲むクローザー側の前記外周段部に前記旋回溝が設けられている請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のノズル。 - 噴霧圧を1〜6MPa、噴霧する水滴の粒子径を100μm以下、平均粒子径を10〜30μmとしている請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載のノズル。
- 前記ノズル本体の外周壁の内面と前記クローザーの外周面との間の液通路の流入口に液を供給するストレーナを備え、該ストレーナは多孔質材からなる筒形状で三次元状に連続する空孔を備え、空孔率は40〜80%であり、該ストレーナは液供給管の内部に閉鎖端側を突出させて取り付けられ、該液供給管への突出部分の外周面を複数の円弧部を連続させた花弁形状としている請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載のノズル。
- 栽培植物の根部が下垂する細長い中空の栽培ボックスを備え、該栽培ボックスの長さ方向の側壁内面に沿って養液供給管が取り付けられ、該養液供給管に所要間隔をあけて養液からなる一流体を噴霧する請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載のノズルが取り付けられていることを特徴とする植物栽培装置。
- 前記ノズル本体のクローザーが収容されている空間に連通する液通路の開口に弁座部を設け、該弁座部を開閉する止水弁を前記空間に収容し、該止水弁と前記クローザーとの間にバネを介設し、該バネにより前記クローザーをノズル本体の噴射側壁に向けて付勢すると共に前記止水弁を前記弁座部に向けて付勢している請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載のノズル。
- 前記止水弁は、前記弁座部との間に流入側の第1シール部と流出側の第2シール部を備え、前記第1シール部は液通路の開口周縁と前記止水弁の先端側外面に設ける一方、前記第2シール部は前記止水弁の外周面と前記弁座部の外周側内面との間に設け、液流入時には前記第1シール部が開いた後に第2シール部が開くと共に、止水時には前記第1シール部が閉じた後に第2シールが閉じる2段階の開閉機構を備えている請求項9に記載のノズル。
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