スプレーボトルは非常に便利なタイプの機械であり、基本的な配管原理の優れたデモンストレーションです。スプレーボトルヘッドは、ほんの数個の部品で構成されています。小さなポンプを作動させるトリガーレバーが付いています。このポンプは、リザーバーの底から洗浄液を引き出すプラスチックチューブに取り付けられています。ポンプはこの液体を狭いバレルに押し込み、銃の銃口にある小さな穴から排出します。穴またはノズルは、流れる液体の焦点を合わせて、濃縮された流れを形成するのに役立ちます。
この設計の唯一の複雑な要素は流体ポンプであり、それはそれらが来るのとほぼ同じくらい簡単です。主な可動要素は、シリンダー内に収容されたピストンです。シリンダーの中には小さなバネがあります。ポンプを操作するには、トリガーを引き戻し、ピストンをシリンダーに押し込みます。移動するピストンがスプリングを圧縮するため、トリガーを放すと、ピストンがシリンダーから押し戻されます。ピストンのこれらの2つのストロークは、シリンダーに出入りし、ポンプサイクル全体を構成します。
ダウンストローク、つまりピストンが押し込まれると、シリンダーの領域が縮小し、流体がポンプから押し出されます。アップストローク、つまりスプリングがピストンを押し戻すと、シリンダー領域が拡張し、流体がポンプに吸い込まれます。スプレーボトルでは、下のリザーバーから洗浄液を吸い込み、上のバレルから押し出す必要があります。すべての液体をバレル内で移動させるために、ポンプは液体を押し上げるだけでよく、液体を強制的にリザーバーに戻すことはできません。言い換えると、流体はポンプ内を一方向にのみ移動する必要があります。
これを可能にする装置は一方向弁と呼ばれます。スプレーボトルには、ポンプシステムに2つの一方向バルブがあります。1つはポンプとリザーバーの間にあり、もう1つはポンプとノズルの間にあります。通常、ポンプとリザーバーの間のバルブは、小さなシールの内側にきちんと置かれている小さなゴム製のボールで構成されています。シールの側面は、ボールが落ちないように角度が付けられています。設計に応じて、重力または小さなバネのいずれかがこのボールをシールに押し付けて、ポンプを使用していないときに水路が遮断されるようにします。ピストンが外に出ると（トリガーを放すと）、シリンダーの膨張領域が下の液体を吸い込み、ボールをシールから引き上げます。ボールが持ち上げられるので、液体はリザーバーから自由に流れます。しかし、トリガーを握ると、移動する流体の外向きの力がボールをシールに押し込み、リザーバーへの通路を塞ぎます。その結果、加圧された流体はバレルにのみ押し込まれます。
このコンテンツは、このデバイスと互換性がありません。
上の写真のスプレー機構では、ポンプとノズルの間の一方向弁は一種のカップであり、バレルの端にフィットします。アップストロークでは、ポンプからの内向きの圧力がカップをバレルに押し付けるため、空気がノズルから流入できなくなります。ダウンストロークでは、押し出された流体がカップをバレルからわずかに持ち上げ、ノズルを通って流れます。この2番目の一方向弁がないと、吸引がない（空気圧の低下がない）ため、ポンプシステムはリザーバーから液体を吸い上げることができません。アップストロークはポンプ内の空気圧を下げません。その圧力を維持するために、より多くの空気を引き込むだけです。
このバルブは、シャットオフシステムとしても機能します。ノズルピースをねじ込むと、バルブカップがバレルにしっかりと押し付けられるため、液体を押し出すことができません。ノズルピースを緩めると、バルブカップが前後に動くのに十分なスペースがあります。
スプレーボトルを初めて使用するときは、トリガーを数回押して、洗浄液をスプレーする必要があります。この遅延の原因は2つあります。
- ポンピングを開始する前に、ガンはアップストロークではなくダウンストロークに設定されています（ピストンはシリンダーの外側にあります）。最初にトリガーを引き戻し、ピストンが押し込まれたとき、ポンプで排出する液体はありません。シリンダーチャンバーには空気しかありません。リザーバーから液体を吸引するには、ピストンをスライドさせる必要があります。
- この最初のアップストロークで、ポンプはリザーバーから洗浄液の吸引を開始します。しかし、それはまた、リザーバーにつながるプラスチックチューブ内にある空気を吸い込みます。洗浄液の噴霧を開始する前に、この空気をポンプ機構に通す必要があります。これには、2、3のダウンストロークとアップストロークが必要になる場合があります。
レシプロピストンポンプと呼ばれるこのシンプルなポンプ設計は、さまざまなタスクに使用されます。この設計では、水、空気、その他の多くの流体を加圧するだけでなく、地下から水や油を抽出することもできます。私たちの体には往復ポンプも組み込まれています。心臓が拡張して一方の逆止弁から低圧の血液を引き込み、収縮してもう一方の逆止弁から高圧の血液を強制的に体内に戻します。通常のスプレーボトルを機能させるのと同じ基本的なメカニズムは、あなたを生き続けるのにも役立ちます！
