WO2008038704A1 - Nozzle device and liquid supply method - Google Patents

Description

明 細 書

ノズル装置及び液体供給方法

技術分野

[0001] 本発明は、液体を有底筒状容器に供給するためのノズル装置及び供給方法に関 するものであり、また、後に固化される蒸散用薬剤を液体状態で蒸散用容器に供給 するのに有利に使用し得るノズル装置に関する。

背景技術

[0002] 固形蒸散剤を用いた蒸散装置としては、例えば図 6に示すような装置がある。この 蒸散装置は、蒸散用容器 100内に固形薬剤 Aを収容したものである。蒸散用容器 1 00は、皿状部材 111の中央部に筒状の支持支柱 112を立設した支持体 110と、支 持支柱 112との間に薬剤収容空間を形成する筒状のカバー 120と、支持支柱 112に 上下位置調節可能に嵌入された上部支柱 130と、該上部支柱及びカバー 120の上 端部同士を結合する結合部材 140とを備えている。この容器 100は、支持体 110が 2 重構造とされている。すなわち、支持体 110は、 i)皿状部材 111及びこれと一体的に 形成されて上方へ延びる内支柱 112aからなる基部 110a、並びに、 ii)皿状部材 111 内に着脱自在に嵌合される内嵌部 11 lb及びこれと一体的に形成されて上方へ延び る外支柱 112bからなる着脱部 110bを備えている。そして、着脱部 110bは、基部 11 0aに対して上方から被せられる。支持支柱 112は、内支柱 112aとこれに被せられる 僅かに径が大きい外支柱 112bとからなっている。そして、両支柱の一方又は双方に は長手方向に延びるリブが設けられ、このリブを締め付ける圧力を伴って接すること により、上部支柱 130は、支持支柱 112に対して上下方向の任意の位置で静止させ ることができるようになつている。

[0003] この蒸散装置は、使用時に、カバー 120を持ち上げると、結合部材 140及び上部 支柱 130がこれに伴われて上昇し、皿状部材 111との間に薬剤の蒸散用間隙を形 成する。したがって、支持支柱 112に対する上部支柱 130の静止作用を利用して、こ の間隙の開度を調節することにより、薬剤の揮散量を調節することができる。このよう な蒸散装置としては、例えば、文献 1に記載のものがある。 [0004] この蒸散装置を製造するには、先ず、基部 110aに着脱部 1 10bを被せて支持体 1 10を形成する。これにカバー 120を上方力も被せ、下端 140eを皿状部材 111の上 端 1 l ieに液密に嵌合させる。カバー 120の上端は、結合部材 140を取り付けずに 開放した状態としておく。そして、この状態の容器を薬剤供給ラインに送って、薬剤を 供給する。

[0005] 供給ラインにおける薬剤供給装置としては、供給源に接続された排出口からノズノレ を介して薬剤を順次容器に供給するものが用いられる。容器が供給地点に到達する と、カバー 120の上端開口からノズルが揷入され薬剤が供給される。薬剤は、一般的 に水、ゲル化剤、香料、界面活性剤、塩類等を成分とし、常温で固体となるが、供給 時には加熱により液状となって!/、る。

[0006] 一方、前述の上部支柱 130は、予め結合部材 140に結合されており、薬剤の供給 及び冷却固化が終わると、カバー 120の開口から上部支柱 130が揷入されて支持支 柱 112に揷入され、結合部材 140がカバー 120の開口部に嵌合されて、容器の主た る構造が完成する。そして、後の工程で、冷却、フィルムによる包装等が行なわれて 蒸散装置が完成する。

[0007] このような工程で用いられていた従来のノズルの一例を図 7及び図 8に示す。図 7は 、中心線より右側を正面から見た状態、中心線より左側を中心線を通る断面で示して いる。図 8はノズルの底面図である。このノズル 200は、薬剤供給装置の排出口に装 着するための装着筒 201と、該装着筒の下端を覆う底壁 202と、装着筒 201より小さ い内径を有して前記底壁から下方へ延びる吐出筒 203と、底壁 202の中央部から吐 出筒 203より下方へ延びるガイド部 204とを備えている。装着筒 201の上部内面には 、薬剤供給装置の排出口に螺合させるための雌ねじ部 201aが設けられている。底 壁 202及び吐出筒 203には、底壁 202の上面から該吐出筒の下端まで延びる多数 の貫通孔 203aが直線的に延びている。また、ガイド部 204は、ノズル揷入時に蒸散 用容器の上部支柱 130の上端部に係合するように先細にされた心出し部 204aを中 央部下端に備えている。

[0008] このノズル 200は、薬剤を容器に供給する際に図 9に示すようにして使用される。ノ ズノレ 200は、装着筒 201を螺合することにより薬剤供給装置の排出口 302に接続さ れている。供給ラインにおいて、蒸散用容器 100は、供給地点に到達する際に搬送 台 301により持ち上げられる。蒸散用容器 100が上昇するときに、ノズル 200は、ガイ ド部 204の心出し部 204aが蒸散用容器の支持支柱 112 (内支柱 112a)の上端部に 進入し、容器の位置決めを行い、吐出筒 203が外支柱 112bの上部を囲むように位 置する。そして、排出口 302からノズル 200を経て液状の薬剤 A1が容器内に供給さ れる。このとき、液状の薬剤 A1は、貫通孔 203aから下方へ吐出され、矢印で示すよ うに外支柱 112bに沿って下方へ流れる（図 9では薬剤 A1の流れの層厚を拡大して 示している）。そして、供給が進むにつれて薬剤の液面は次第に上昇し、所定量が充 填されると供給が停止し、搬送台 301は下降する。その後は、冷却工程等の諸工程 を経ることとなる。

[0009] なお、図示の例では、先に異種の薬剤 AO (消臭剤）が上記と同様の方法で供給さ れ冷却固化されており、その上に前述の薬剤 A1 (芳香剤）が供給される仕様となって おり、最終的に両薬剤による固形の薬剤 Aとなる。

特許文献 1 :実開昭 55— 81329号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0010] 上記ノズル 200によると、多数の貫通孔 203aから吐出され外支柱 112bの周面に 沿って落下する液状の薬剤 A1は、液面に到達する際、空気を巻き込んで液面下に 潜り込む傾向がある。その結果、供給された薬剤の中に空気が泡となって混在してし まう。それらの泡の多くは脱泡のための時間を経ることにより、浮上して消失するが、 或る程度残存する場合もある。そして、残存した泡は、固化した薬剤 Aに小さい空所 となって残り、外観を損ねるという問題があった。

[0011] この他、種々の形状のボトル、缶等の有底筒状容器に対して、液体を供給する際に は、液体供給装置における排出口から液体を下方に向けて注入するのが最も簡易 で供給速度も高めやすいため、ノズル装置は下方へ向けた吐出口を有するものが一 般的である。し力もながら、このノズル装置によると、前述と同様に、吐出された液体 が空気を巻き込んで液面下に潜り込み、空気の混入や泡の発生、及びこれらに伴う 品質劣化や外観の低下という問題を生じることがある。 [0012] 本発明は、従来技術のこれらの問題を解決し、有底筒状容器に液体を供給する際 に空気の巻き込みをなくし、或いは問題とならない程度に抑制し得るノズル装置及び 供給方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0013] 本発明は、前記目的を達成するため、液体を有底筒状容器に供給するためのノズ ル装置であって、液体供給装置の排出口に装着するための装着筒と、該装着筒の 下端を覆う底壁と、前記底壁から下方へ延びる吐出筒とを備え、前記底壁及び吐出 筒には、該底壁の上面から吐出筒の側壁内へ延び下端が該側壁内に留まる多数の 導入孔が形成され、前記吐出筒には、外周面に開口し内部で前記導入孔に連通し た吐出溝が形成されていることを特徴とするノズル装置を提供するものである。

[0014] 本発明はまた、前記目的を達成するため、皿状部材の中央部に筒状の支持支柱を 立設した支持体と、前記支持支柱との間に薬剤収容空間を形成し前記皿状部材上 に脱着可能に結合される筒状のカバーとからなる有底筒状容器に対し、固化前の液 状薬剤を供給するためのノズル装置であって、薬剤供給装置における薬剤の排出口 に装着するための装着筒と、該装着筒の下端を覆う底壁と、前記底壁から下方へ延 びる吐出筒と、前記底壁の中央部から前記吐出筒より下方へ延びるガイド部とを備え 、前記底壁及び吐出筒には、該底壁の上面から吐出筒の側壁内へ延び下端が該側 壁内に留まる多数の導入孔が形成され、前記吐出筒には、外周面に開口し内部で 前記導入孔に連通した吐出溝とが形成されており、前記ガイド部は、前記カバーを 取り外した前記有底筒状容器における前記支持支柱の上端部に係合するように先 細にされた心出し部を中央部下端に備えていることを特徴とするノズル装置をも提供 するものである。

[0015] 本発明はまた、前記目的を達成するため、液体を有底筒状容器に供給する方法で あって、液体供給装置における排出口に装着したノズル装置から液体を放射方向に 吐出させて容器側壁に当接させ、該容器側壁に沿って液体を落下させることを特徴 とする供給方法をも提供するものである。

発明の効果

[0016] 本発明に係るノズル装置においては、液体供給装置の排出口から装着筒に排出さ れた液体は、該装着筒の底壁の上面から吐出筒の側壁内へ延びる多数の導入孔へ と導入された後、前記細孔に連通した吐出溝から吐出される。特に、導入孔は下端 が吐出筒の側壁内に留まり、吐出溝は吐出筒の外周面に開口しているので、液体は 外周面から放射方向に吐出される。したがって、液体を有底筒状容器の筒状側壁に 当接させ、該側壁に沿って落下させることができる。なお、吐出筒の外周面における 吐出溝の向きは、水平方向、或いはこれから上下のいずれかに傾斜した方向等、必 要に応じて適宜決定することができる。また、吐出溝からの吐出速度は、液体を有底 筒状容器の筒状側壁に当接させる程度であって、且つ当接後に跳ね散ることなく側 壁に沿って落下させる程度に調節するのがよい。

[0017] 筒状側壁は、容器の径方向外寄りに位置する内周面を画定しているので、その内 周長が大きい。したがって、筒状側壁に沿って落下する液体の速度は、容器中央部 等に集中して落下する場合に比べて、遙かに遅くなる。こうして、落下する液体が、ゆ つくりと液面に到達する結果、空気の巻き込みは皆無又は極めて少量となる。これに より、容器内の液体での空気の混入や泡の発生、及びこれらに伴う品質劣化や外観 の低下という問題を解消することができる。

[0018] また、蒸散用容器に対し固化前の液状薬剤を供給するための前記ノズル装置にお いては、前記効果と同様の効果を得ることができる上、皿状部材の中央部に筒状の 支持支柱を立設した支持体と、前記支持支柱との間に薬剤収容空間を形成し前記 皿状部材上に脱着可能に結合される筒状のカバーとからなる有底筒状容器の形状 に対応した有利な供給が可能となっている。すなわち、前記底壁の中央部から前記 吐出筒より下方へ延びるガイド部を備え、該ガイド部は、前記有底筒状容器における 前記支持支柱の上端部に係合するように先細にされた心出し部を中央部下端に備 えているので、この心出し部と支持支柱との係合による位置決めに基づき、吐出筒の 外周面に開口している吐出溝から放射方向に吐出される液体を、適切に容器側壁 に当接させることができる。そして、これにより、該側壁に沿う低速の液流を確実に得 ること力 Sでさる。

[0019] 特に、前記吐出溝を、前記吐出筒の外周面に沿って連続的に延びる環状溝として 形成した場合には、該吐出溝から吐出されてから容器側壁に到達するまで液体を連 続膜状とすることができる。このように、吐出液を連続膜状とすると、液体への空気混 入を防止する上で有利である。すなわち、吐出液体を連続膜状とすれば、空気との 接触面積は小さくなり、吐出溝の総開口面積は大きくなるので吐出溝からの吐出速 度は低くて済み、これらの難点を解消することができる。この場合の吐出形態は、連 続膜状とするのが最も望ましいが、一部において連続性が途切れても、連続部分が 多い分、空気の混入防止上、有利である。但し、吐出溝を吐出筒 22の周方向に断続 的に配置された開口部により形成することも可能であり、この場合も、開口部を相互 に接近して配置すれば、隣り合う吐出液が途中でつながって連続膜状となり、上記と 同様の効果が得られる。また、各開口部の形状及び寸法を適切に設定することにより 、吐出された液体が容器側壁に当接する際の乱流度を低下させることができ、これに よっても、空気を巻き込み難くすることができる。

[0020] また、本発明に係る液体の供給方法においては、液体を有底筒状容器に供給する 際に、液体供給装置における排出口に装着したノズル装置から液体を放射方向に 吐出させて容器側壁に当接させ、該容器側壁に沿って液体を落下させる。したがつ て、液体は容器の内周面に広がってゆっくりと液面に到達し、その結果、空気の巻き 込みは皆無又は極めて少量となり、容器内の液体での空気の混入や泡の発生の問 題を角早消すること力できる。

[0021] 特に、上記方法において、ノズル装置から放射方向に吐出される液体を連続膜状 として吐出すれば、液体への空気混入を防止する上でより有利である。

発明を実施するための最良の形態

[0022] 以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しつつ説明する。図面中の同 一又は同種の部分については、同じ番号を付して説明を省略することがある。図 1及 び図 2は各々、本発明の一実施形態に係るノズル装置 1の正面図及び底面図である 。このノズル装置 1は、図 6に示した蒸散用容器 100内に収容される固形薬剤 Aを形 成するために、溶融状態の薬剤を容器内に吐出供給するものである。

[0023] ノズル装置 1は、図 3に示すように、装着筒 10と吐出部 20とに分離したものを組み 合わして形成されている。装着筒 10は、円環体 11からなつており、その上部に液体 供給装置の排出口に螺着するための上雌ねじ部 12が形成され、下部には、吐出部 20を螺着するための下雌ねじ部 13が形成され、周面にはローレットが施されてもよ い。

[0024] 吐出部 20は、装着筒 10の底壁となる平板部 21と、装着筒 10より小さい外径及び 内径を有し平板部 21から下方へ延びる吐出筒 22とを備えている。平板部 21及び吐 出筒 22には、平板部 21の上面から吐出筒 22の側壁内へ延び下端が吐出筒 22内 に留まる多数の導入孔 23が形成されている。また、吐出筒 22には、外周面に開口し 内部で導入孔 23に連通した吐出溝 24が形成されている。この実施形態では、吐出 、溝 24は、吐出筒 22の外周面に沿って延びる環状溝として形成されている。

[0025] 平板部 21の周縁部には、装着筒 10の下雌ねじ部 13と螺合するための雄ねじ部 2 6が形成されている。また、平板部 21の中央部下面からは、下方へガイド部 27が延 びている。ガイド部 27は、カバー 120及び上部支柱 130を取り外した容器部分（有底 筒状容器）における支持支柱 112の上端部に係合するように先細にされた心出し部 27aを中央部下端に備えている。

[0026] このノズル装置の主要部分の寸法及び薬剤特性は以下の通りである：

装着筒 10の外径 dl : 48mm

装着筒 10の内径 d2 (平板部 21と接する箇所）：40mm

吐出筒 22の外径 d3 : 34mm

吐出筒 22の内径 d4 : 24. 5mm

導入孔 23の径及び数： 1. 5mm X 32個

導入孔 23の長さ： 20mm

吐出溝 24の幅（上下方向の間隙）： lmm

吐出溝 24の吐出方向：水平

吐出溝 24からカバー側壁までの距離： 10. 5mm

薬剤の粘度： 200〜500cps

薬剤の温度： 57. 7-63. 7°C

薬剤の吐出速度： 25m/分

なお、この実施形態のように、加熱溶融状態にある蒸散剤（後に冷却固化する）を 容器に供給するためのノズル装置においては、導入孔の径を;!〜 2mm、吐出溝の 幅を 0· 5〜； 1. 5mmとするのが望ましぐ導入孔の径を約 1. 5mm、吐出溝の幅を約 lmmとするのがより望ましい。導入孔の径、吐出溝の幅が上記下限未満であると、詰 まりを生じやすくなり、或いは所定の充填速度を得ようとすると流速が高くなる結果、 泡立ちやすくなるという支障があり、上記上限を超えると、流速が不十分となり薬剤が カバー内面に達することなく流れ落ちるという支障がある。

[0027] このノズル装置は、前述のように、装着筒 10と吐出部 20とに分離したものを組み合 わして形成されているので、以下に説明するように、各部の加工が容易となっている 。すなわち、装着筒 10は、中央部が上下に貫通した円環状となっているので、上雌 ねじ部 12及び下雌ねじ部 13の切削加工が容易である。また、吐出部 20は、平板部 21が最上位置に露出しているので、細くて深い導入孔 23を穿設する際に使用するド リルの長さを、穿設深さに必要な長さに近いものに留めることができ、ドリルの破損防 止に有利である。もし、装着筒 10と吐出部 20とが一体のものであれば、導入孔 23穿 設用のドリルは装着筒 10の高さ分の長さを余計に備えなければならず、破損を生じ やすくなる。さらに、吐出溝 24を連続した円環状の溝としているので、吐出部 20をそ の中心軸線回りに回転させながら切削加工をすることができ、これにより導入孔 23に 連通した吐出溝 24を容易に形成することができる。

[0028] このノズル装置 1は、容器に液体 (薬剤)を供給する際、図 9を参照した前述の説明 と同様にして使用される。但し、ノズル装置 1は、平板部 21の上面から吐出筒 22の側 壁内へ延びる導入孔 23の下端が吐出筒 22内に留まり、吐出筒 22には、内部で導 入孔 23に連通し外周面に開口した吐出溝 24が形成されている。したがって、図 4に 示すように、薬剤 A1は吐出溝 24から放射状に吐出されて容器のカバー 120内面に 当接し、矢印で示すように該内面に沿って落下する（図 4では薬剤 A1の流れの層厚 を拡大して示している）。したがって、薬剤 A1は面積の大きいカバー 120内面に広が りゆっくりと落下して液面に到達し、その結果、空気の巻き込みが皆無又は極めて少 量となる。これにより、容器内の液体に泡が発生するのが防止されるのである。

[0029] 空気の巻き込みを防止するのに適した導入孔 23及び吐出溝 24の寸法は、前述の ものの他、吐出する薬剤又は液体の粘度に応じて適宜決められる。また、吐出溝から カバー側壁までの距離は、吐出された薬剤又は液体がカバー側壁に到達した後、跳 ね散ることなくカバー側壁に沿って落下するように設定され、ノズル装置の底壁上面 力、らの導入孔の長さは、このような吐出溝の位置が得られるように決められる。

[0030] 薬剤を充填された容器は、その後、冷却工程において液状薬剤が固化され、上部 支柱 130及び結合部材 140が取り付けられ、フィルムで包装され、蒸散装置として完 成する。

[0031] この蒸散装置は、使用により薬剤が蒸散され尽くすと、カートリッジタイプの詰替用 薬剤を補充できるようになつている。このカートリッジも有底筒状容器に薬剤を充填し たものであり、製造工程においては、前述と同様のノズル装置を用いて薬剤が充填さ れる。図 5は、その充填工程を示している。図示のように、詰替用容器 100'は、皿状 部材 111 'の中央部に筒状の支持支柱 112'を立設し皿状部材 111 'の周縁部に力 バー 120'の下端を結合したものである。この容器 100'の支柱 112'とカバー 120'と の間に薬剤が充填される。ノズル装置 1 'の基本的な構造は、図;!〜 3に示したものと 同様であるので、図 5では、対応する部分の番号にダッシュ（'）を付して示す。また、 薬剤供給時の作用も同様であり、図に示すように、薬剤 A1は吐出溝 24'ら放射状に 吐出されてカバー 120'の内面に当接し、矢印で示すように該内面に沿って落下す る（図 5では薬剤 A1の流れの層厚を拡大して示している）。その結果、薬剤 A1はゆつ くりと落下して液面に到達し、空気の巻き込みが皆無又は極めて少量となる。

[0032] このカートリッジは、蒸散用容器 100からカバー 120、結合部材 140及び上部支柱 130を一体として取り外し、支持支柱 112の上から被せるようにして装着される。これ により、蒸散用容器の皿状部材 111にカートリッジの皿状部材 111，が受け入れられ 、蒸散用容器の支持支柱 112をカートリッジの支持支柱 112'が覆った状態となる。こ れに、蒸散用容器 100のカバー 120、結合部材 140及び上部支柱 130を装着すれ ば、再び使用可能な状態となる。

[0033] 本発明は、上記実施形態に限定されるものでなぐ種々の変形が可能である。例え ば、ノズル装置を装着筒 10と吐出部 20とに分離することなぐ一体的に形成すること もできる。また、ノズル装置は、蒸散容器への薬剤の供給用以外に、種々の液体を有 底筒状容器に供給するために必要な形状、寸法等を備えたものとすることができる。 図面の簡単な説明 [0034] [図 1]本発明の一実施形態に係るノズル装置の正面図である（左半分を断面で示す）

〇

[図 2]図 1に示したノズル装置の底面図である。

[図 3]図 1に示したノズル装置を部品毎に分解して示す正面図である（左半分を断面 で示す)。

[図 4]図 1のノズル装置を使用した薬剤の供給工程をノズル装置及び容器の縦断面と 共に示す図である。

[図 5]本発明の他の実施形態に係るノズル装置を使用した薬剤の供給工程をノズノレ 装置及び容器の縦断面と共に示す図である。

[図 6]図 1のノズル装置により薬剤供給が行なわれる容器の一例を示す縦断正面図 である。

[図 7]従来のノズル装置を示す縦断正面図である（左半分を断面で示す)。

[図 8]図 7のノズル装置の底面図である。

[図 9]図 7のノズル装置を使用した薬剤の供給工程をノズル装置及び容器の縦断面と 共に示す図である。

符号の説明

[0035] 1、 1 ' ノズル装置

10、 10' 装着筒

20、 20' 吐出部

21、 21 ' 平板部（底壁）

22、 22， 吐出筒

23、 23， 導入孔

24、 24' 吐出溝

27、 27' ガイド部

100、 100' 蒸散用容器

110 支持体

111 , 111 ' 皿状部材

112、 112' 支持支柱 120、 120' カノ一 130 上部支柱 140 結合部材 A 固形薬剤

A1 液状の薬剤

Claims

請求の範囲

[1] 液体を有底筒状容器に供給するためのノズル装置であって、

液体供給装置の排出口に装着するための装着筒と、

該装着筒の下端を覆う底壁と、

前記底壁から下方へ延びる吐出筒とを備え、

前記底壁及び吐出筒には、該底壁の上面から吐出筒の側壁内へ延び下端が該側 壁内に留まる多数の導入孔が形成され、前記吐出筒には、外周面に開口し内部で 前記導入孔に連通した吐出溝が形成されていることを特徴とするノズル装置。

[2] 皿状部材の中央部に筒状の支持支柱を立設した支持体と、前記支持支柱との間に 薬剤収容空間を形成し前記皿状部材上に脱着可能に結合される筒状のカバーとか らなる有底筒状容器に対し、固化前の液状薬剤を供給するためのノズル装置であつ て、

薬剤供給装置における薬剤の排出口に装着するための装着筒と、

該装着筒の下端を覆う底壁と、

前記底壁から下方へ延びる吐出筒と、

前記底壁の中央部から前記吐出筒より下方へ延びるガイド部とを備え、 前記底壁及び吐出筒には、該底壁の上面から吐出筒の側壁内へ延び下端が該側 壁内に留まる多数の導入孔が形成され、前記吐出筒には、外周面に開口し内部で 前記導入孔に連通した吐出溝とが形成されており、

前記ガイド部は、前記カバーを取り外した前記有底筒状容器における前記支持支 柱の上端部に係合するように先細にされた心出し部を中央部下端に備えていること を特徴とするノズル装置。

[3] 前記吐出溝が、前記吐出筒の外周面に沿って連続的に延びる環状溝として形成さ れ、前記導入孔は、下端が前記環状溝に通じていることを特徴とする請求項 1又は 2 に記載のノズル装置。

[4] 液体を有底筒状容器に供給する方法であって、液体供給装置における排出口に装 着したノズル装置から液体を放射方向に吐出させて容器側壁に当接させ、該容器側 壁に沿って液体を落下させることを特徴とする供給方法。 ノズル装置から放射方向に吐出される液体を連続膜状として吐出することを特徴とす る請求項 4に記載の供給方法。