JPH10305240A - 高圧清浄スプレーノズル - Google Patents
高圧清浄スプレーノズルInfo
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- JPH10305240A JPH10305240A JP10099818A JP9981898A JPH10305240A JP H10305240 A JPH10305240 A JP H10305240A JP 10099818 A JP10099818 A JP 10099818A JP 9981898 A JP9981898 A JP 9981898A JP H10305240 A JPH10305240 A JP H10305240A
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- B05B1/02—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape
- B05B1/04—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape in flat form, e.g. fan-like, sheet-like
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- B05B1/34—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl
- B05B1/3402—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl to avoid or to reduce turbulencies, e.g. comprising fluid flow straightening means
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Abstract
ノズルを提供する。 【解決手段】 高圧スプレーノズルは、入口と口区域と
の間に流路を形成する縦方向流路が内部に形成されたノ
ズル本体を含んでいる。この流路は、全体的に丸みを帯
びた部分を有する肩部を含んだ内部構造を有している。
この丸み部分は、力を大きくし、口区域を出る流体につ
いてのより均一な噴霧分布を実現することができる。
Description
(噴霧ノズル)に関し、特に高圧清浄用途のためのスプ
レーノズルに関する。
は、通常、平坦な噴霧液体噴流を被清浄面に向ける。こ
の液体噴流は、面の上の汚れやその他の粒子を取り除く
ため、その面に強く衝突する。均一な清浄を行う場合、
液体放出噴霧が所与の区域に対して実質的に均一な衝突
力を有している必要がある。従来は、液体噴霧の必要な
速度のもとでノズル本体内に生成される乱流のために、
放出噴霧粒の力のこのような均一性を達成することが困
難であった。このような清浄装置の開発の他の目的は、
清浄用流体の消費量をできる限り抑えながら高い清浄効
果を得ることにある。
は、高圧清浄用途で用いるための新規な改良ノズル構造
を提供することである。
高圧スプレーノズルを提供することも目的としている。
ルから放出されるときの乱流を低減する特定の内面構造
を有するノズル構造を提供することにより前述の事項を
達成することである。
る横方向の噴霧安定性を高めることを目的としている。
点は、公知のシステムよりも優れた性能を示す特定の構
造配置を有する高圧スプレーノズルを用いて提供され
る。このスプレーノズルは、内部に形成された縦方向流
路を有するノズル本体を含んでいる。この流路は、入口
端と出口または排出オリフィスとの間に流体通路を形成
する。この通路は、上流入口から出口区域に向かって徐
々に縮小しており、この通路を出口区域に近接して配置
されたアプローチ区域に移行させる全体的に丸みを帯び
た部分を有する肩部を含んでいる。このアプローチは、
公知のノズル設計に対して小さな直径と大きな長さを有
している。この構造により、ノズルから放出される流体
に関して、より大きな衝突力と、より均一な噴霧の分布
を実現することができる。他の目的と利点は、添付図面
と共に以下の詳細な説明を参照することによって、より
明らかなる。
霧分布を与えるノズル構造に関する。本発明は、流動噴
霧が被清浄面に衝突させられる各種の高圧清浄用途で使
用するためのものである。通常、流動噴霧は、水や他の
適切な清浄用溶液または流体である。
圧スプレーノズル10を示している。このノズル10
は、高圧扇形ウォータジェットを被清浄面に向けて噴出
する高圧清浄装置で使用される。このスプレーノズル
は、ノズル本体12を備えている。このノズル本体は、
一体の金属または他の適切な材料に構成されていること
が好ましい。ノズル本体12は、上流端14を有してい
る。この上流端は、ねじ山(例えば、ねじ山18)を用
いて供給導管16に接続することができる。ノズル口区
域20は、ノズル本体の下流端に配置されている。図示
の実施形態では、ノズル本体12は、縦軸22を中心と
したほぼ対称形である。
貫通するように配置されており、軸22を中心としたノ
ズル本体と同心の縦穴として形成されている。この流路
24の直径は、ノズル口区域20に向かって徐々に縮小
し、様々な流路セクションを形成している。円錐入口区
域26は、ノズル本体12の上流入口区域に配置されて
いる。この入口区域26は、第1の円筒セクション28
に通じている。第2の円錐区域30は、第1円筒セクシ
ョン28を第2の円筒セクション32に連結している。
この第2円筒セクション32は、上流の、すなわち第1
の円筒セクション28よりも小さな直径を有している。
構造には、大きな円筒セクションからアプローチセクシ
ョンへの丸みを帯びた移行部が含まれていて、より優れ
た性能特性を提供するようになっている。上述の実施形
態では、湾曲のどセクション34が第2円筒セクション
32をアプローチセクション36に連結する。このアプ
ローチセクションまたは区域36は、ノズル口区域20
で終端する。のどセクション34は、丸みを帯びた肩部
を備えている。この肩部は、アプローチセクション36
に向かって徐々に狭まり、第2円筒セクション32とア
プローチセクション36との間に滑らかな移行面構造を
与える。このアプローチセクション36は、選択された
直径Aを有するほぼ円筒形の区域を提供する。この区域
は、図2に示されるように長さLにわたって延在する壁
を画成している。
は、肩部34の丸み部分と接する移行部、例えば図2に
示される移行点T、においてアプローチ区域の壁と交わ
っていることが好ましい。これにより滑らかな移行流体
経路が得られ、流路内の乱流が低減される。ここに記載
する実施形態では、肩部34の半径に対するアプローチ
セクション36の直径Aの比は、約0.23〜0.25
となるように選択される。
長に対するアプローチ直径の比は、流体速度を高めるよ
うに選択される。すなわち、アプローチ区域は、公知の
設計と比較して大きなアプローチ区域長Lと共に用いら
れる小さな直径をAを有している。例えば、流路セクシ
ョン長Lは、アプローチ区域の直径Aの約1.5〜2倍
となるように選択される。図示の実施形態では、アプロ
ーチ長Lの比はアプローチ直径の2倍である。アプロー
チ長Lと比較してわずかに小さいまたはデスケーリング
された直径Aにより、高い流体速度が得られる。この構
造により流体速度が高まるとともに、得られる噴霧も安
定化する。15°の噴霧角と40p.s.i.で0.4ガロン
の噴霧容量を有する好適なスプレーノズルの場合、0.
076インチのアプローチ直径を使用する従来のスプレ
ーノズルではなく、0.063インチの直径を有するア
プローチ区域を使用することができる。
部をなすアプローチオリフィス38が含まれている。中
心軸22に対するアプローチオリフィス38の角度α
は、40〜48度であることが好ましい。アプローチオ
リフィス半径38に対するアプローチ直径Aの比は、上
述の好適なスプレーノズルに関しては、約1.5となる
ように選択される。
細に示されている。この口区域20は、一対のリブ4
0、42によって形成されている。これらのリブは、相
互に平行に離間して配置されており、ノズル本体12の
末端に配置されている。溝44は、ノズル本体12を横
方向に貫通するように配置されており、縦方向中心軸2
2に対して直角に配置されている。この溝は、丸みを帯
びた側壁46、48を有している。これらの側壁は、そ
れぞれ円弧の一部分に沿っている。外向き開口溝型凹部
50が、溝44内の中心に配置されている。底面52
(図3を参照)を有するこの凹部50は、その両端部が
丸みを帯びており、平面構造溝壁54、56を画成して
いる。これらの溝壁54、56は、平行に離間しながら
相互に対向するように配置されている。
フィス壁38の区域において縦方向流路24と交わる。
この配置により、エッジ60によって境界が定められる
通路58が形成される(図3を参照)。このエッジ60
は連続的に湾曲しており、その平面形状は楕円に似てい
る。これは、凹部50の半円筒形底面52のうちアプロ
ーチオリフィスの湾曲壁38を有するセクションによっ
て画成される。
ルが、焼入ステンレス鋼から単一部材として製造され
る。この他に、ノズルは、例えば図4に示される実施形
態のように、嵌合またはプレス嵌めによって一体になる
ように設計された二つ以上の部材として製造されていて
もよい。この図に示されるように、高圧スプレーノズル
100は、流路124を与える中心軸122と同心の縦
穴を有するノズル本体112を含んでいる。この実施形
態では、流路124は、第1の円筒セクション128お
よび第2の円筒セクション132を有するように形成さ
れている。この第2円筒セクションは、円錐区域130
からノズル本体112の末端まで実質的に延びている。
円筒セクション130は、環状インサートを収容するよ
うな大きさの円筒開口を形成している。インサート13
3の内面構造は、図1〜3に関連して上述したものと同
様に、ノズル口区域120のアプローチオリフィス13
8その他の構成要素に加えて、丸みを帯びた肩部13
4、アプローチセクション136を含んでいる。肩部1
34およびアプローチセクション136の大きさ、形状
寸法、および相対的配置も、図1〜3に関連して上述し
たものと同じである。
は、ノズル本体112の端部に配置されたフランジ13
9を用いて開口130内の所定箇所に保持することがで
きる。インサートは、例えば炭化タングステンや適切な
セラミック材料から製造することができる。これは、ノ
ズルが噴霧研磨液等のためのものである場合、特定の効
用を持っている。
め、供給導管16の端部に配置された従来の雌継手に入
口端が連結されている。この他に、当業者であれば理解
できるように、急速着脱構造も容易に利用することがで
きる。
向に沿って供給導管16を通過し、上流端14に向か
う。アプローチ直径が小さいので、ノズルを通過する流
体速度は増加する。アプローチの長さが大きいことによ
り、噴霧が安定する。更に、アプローチ区域を伴う丸肩
部34および移行部は、流体がアプローチ区域36に入
るときの乱流を抑える。この結果得られる噴霧パターン
は、比較的平坦な扇形噴霧パターンである。水消費量お
よび水圧が一定に維持される場合、噴射力が従来のフラ
ットジェットノズルに対して1.5倍に増加する。得ら
れる清浄効果は、高圧洗浄または清浄用途で通常使用さ
れる流量および噴霧角度の範囲全体にわたって、従来の
ノズルと比較して実質的に130〜200パーセント以
上増加する。
ば分かるように、流体通路24を通過する液体を更に安
定させるために、案内羽根やフロースタビライザ(図示
せず)を本発明と共に使用してもよい。通常、このよう
なフロースタビライザは、ノズルの上流端から見たとき
に「8の字」形または十字形を有するように形成された
一片の金属薄板として設置される。このスタビライザ
は、円筒セクション28内に配置され、円錐区域30に
対向して隣接しつつ実質的に円筒セクション28の長手
方向に沿って延在していてもよい。
おいて種々の利点が実現される。例えば、従来のスプレ
ーノズルは、縞などが清浄面で観察される傾向を有する
比較的不均一な噴霧パターンを形成する場合があるが、
本発明は、清浄面に一定した噴霧パターンを形成する。
すなわち、面に加わる衝突の衝撃力は、与えられた流れ
に対する大きなアプローチ長さのために、面全体にわた
って均一化される。与えられた流れに対する小さなアプ
ローチ直径は、使用される特定の流量に対して大きな流
体速度を与えることにもなる。
プレーノズルについて説明した。本発明は種々の変形や
代替構造を採用することが可能であるが、本発明の特定
の例示形態を図面に示し、詳細に説明した。しかしなが
ら、開示した特定の形態に本発明を限定する意図はな
く、本発明の趣旨と範囲に含まれるすべての変形例、代
替構造および均等物をカバーすることを意図している。
分切取図である。
である。
軸方向に沿った断面図である。
上流端、16…供給導管、20…ノズル口区域、22…
縦軸、24…流体通路、26…入口区域、28…第1円
筒セクション、30…円錐区域、32…第2円筒セクシ
ョン、34…肩部、36…アプローチセクション。
Claims (18)
- 【請求項1】 上流入口端および出口端を有する細長い
ノズル本体であって、液体が前記上流入口端を通過して
このノズル本体内に向かうことができるようになってお
り、前記入口端と前記出口端との間に延びる縦方向流路
を形成しているノズル本体と、 前記出口端に配置されたノズルチップであって、前記縦
方向流路を通過する液体に所定の噴霧パターンを与える
排出オリフィスを有しているノズルチップと、を備える
高圧清浄スプレーノズルであって、 前記縦方向流路は、第1の直径を有する第1の環状通路
と、この第1環状通路の下流に配置された第2の環状通
路と、前記第1および第2通路の直径よりも小さなアプ
ローチ直径を有する第3の環状通路を含んだアプローチ
セクションと、前記第2通路と前記第3通路との間に湾
曲移行部を形成する丸みを帯びた肩部と、を有してい
る、高圧清浄スプレーノズル。 - 【請求項2】 前記アプローチセクションは、前記第3
通路を前記ノズルチップに接続するオリフィスアプロー
チ丸み部分を更に含んでいる、請求項1記載の高圧清浄
スプレーノズル。 - 【請求項3】 前記アプローチセクションの長さは、前
記アプローチ直径の1.5〜2倍である、請求項2記載
の高圧清浄スプレーノズル。 - 【請求項4】 前記肩部は、前記アプローチセクション
に接点で交わる丸み部分を形成している、請求項3記載
の高圧清浄スプレーノズル。 - 【請求項5】 前記肩部の半径に対する前記アプローチ
セクションの直径の比は、約0.23〜0.25であ
る、請求項1記載の高圧清浄スプレーノズル。 - 【請求項6】 上流入口端および出口端を有する細長い
中空ノズル本体であって、液体が前記上流入口端を通過
してこのノズル本体内に向かうことができるようになっ
ており、前記入口端と前記出口端との間において縦軸と
同心に延びるチャンバを形成しているノズル本体と、 ノズルチップと、 前記入口端に近接して配置され、前記ノズル本体を供給
導管に連結する接続装置と、を備えるスプレーノズルで
あって、 前記チャンバは、第1の直径を有する第1の環状セクシ
ョンと、この第1環状セクションの下流に配置され、前
記第1通路の直径よりも小さな直径を有する第2の環状
セクションと、前記第2環状通路と前記出口端との間に
配置され、選択されたアプローチ直径のアプローチ通路
をアプローチ長さに沿って与える環状アプローチセクシ
ョンと、前記第2環状セクションを前記アプローチセク
ションに接続する湾曲肩部と、を有しており、前記アプ
ローチセクションの直径と前記アプローチ長さの比は、
約0.23〜0.25であり、 前記ノズルチップは、前記アプローチセクションの下流
に配置され、前記チャンバを通過して前記噴霧チップか
ら流出する液体に所定の噴霧パターンを与える排出オリ
フィスを有している、スプレーノズル。 - 【請求項7】 前記アプローチセクションの長さは、前
記アプローチセクションの直径の1.5〜2倍である、
請求項6記載のスプレーノズル。 - 【請求項8】 前記アプローチセクションの長さは、前
記アプローチセクションの直径の約2倍である、請求項
7記載のスプレーノズル。 - 【請求項9】 前記肩部の湾曲は、前記環状セクション
と交わって滑らかな移行部を形成する丸み部分を形成し
ている、請求項8記載のスプレーノズル。 - 【請求項10】 前記丸み部分は、前記丸み部分に対す
る接点において前記環状セクションと交わっている、請
求項9記載のスプレーノズル。 - 【請求項11】 前記肩部の半径に対する前記アプロー
チセクションの直径の比は、約0.23〜0.25であ
る、請求項6記載のスプレーノズル。 - 【請求項12】 上流入口端および出口端を有するノズ
ル本体であって、液体が前記上流入口端を通過してこの
ノズル本体内に向かうことができるようになっているノ
ズル本体と、 前記ノズル本体内に配置され、前記入口端と前記出口端
との間に延びる縦方向流路であって、第1の直径を有す
る第1の通路と、選択された長さにわたって延在して前
記第1通路の直径よりも小さなアプローチ直径を定めて
いる第2の通路を含んだアプローチセクションと、前記
第1通路と前記第2通路との間に湾曲移行部を形成して
いる肩部と、を有している縦方向流路と、 前記出口端に配置されたノズルチップであって、前記縦
方向流路を通過する液体に所定の噴霧パターンを与える
排出オリフィスを有しているノズルチップと、を備える
高圧清浄スプレーノズル。 - 【請求項13】 前記ノズル本体は、単一の部品として
設けられている、請求項12記載の高圧清浄スプレーノ
ズル。 - 【請求項14】 前記アプローチセクションの上流に配
置され、前記第1円筒通路と前記入口との間に流体流通
経路を形成する第3の円筒通路を更に備える請求項12
記載の高圧清浄スプレーノズル。 - 【請求項15】 前記アプローチセクションは、前記ア
プローチ通路を前記ノズルチップに接続するオリフィス
アプローチ丸み部分を更に有している、請求項14記載
の高圧清浄スプレーノズル。 - 【請求項16】 前記アプローチセクションの長さは、
前記アプローチ直径の1.5〜2倍である、請求項15
記載の高圧清浄スプレーノズル。 - 【請求項17】 前記肩部は、前記アプローチセクショ
ンに接点で交わる丸み部分を形成している、請求項16
記載の高圧清浄スプレーノズル。 - 【請求項18】 前記肩部の半径に対する前記アプロー
チセクションの直径の比は、約0.23〜0.25であ
る、請求項17記載の高圧清浄スプレーノズル。
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