CN116637736A - 空气喷嘴 - Google Patents

Abstract

一种空气喷嘴，轴心部(20)经由连结部(22)与筒部(12)连结，轴心部插通于筒部的顶端所具备的小径孔(16)，轴心部从筒部的顶端突出，由存在于小径孔的壁面与轴心部的外表面之间的间隙构成环状的空气喷射口(26)。

Description

空气喷嘴

技术领域

本发明涉及一种以高压喷射空气的空气喷嘴。

背景技术

以往，已知例如在制造线上对工件吹气来去除附着于工件的粉尘、碎屑、水分等异物的空气喷嘴。当在高压下使用这样的空气喷嘴时，会产生噪声。

为了降低在空气喷嘴中产生的噪声，提出了各种技术。例如，日本特公昭58-24182号公报记载了如下这样的流体喷嘴：由编制织物构成的噪声减少部件配置于喷嘴的中央孔，并且具备将喷嘴的中央孔与外表面连接的通路。在该流体喷嘴中，在噪声减少部件的上游侧产生背压，产生沿着喷嘴的外表面流动的层状的空气流。该层状的空气流一边诱导周围空气，一边与通过喷嘴的中央孔流动的空气流合流。

根据上述流体喷嘴，由于通过喷嘴的中央孔的空气流通过噪声减少部件，因此噪声一定程度减少。另外，被层状的空气流诱导的周围空气与通过喷嘴的中央孔的空气流平滑地合流，因此噪声一定程度减少。

然而，已知当高压的空气被导入锥形喷嘴时，在喷嘴内空气成为阻塞状态，空气未膨胀至大气压就从锥形喷嘴被喷射。该不完全膨胀喷流伴随着冲击波与膨胀波交替出现的电击室构造。高压的空气从锥形喷嘴喷射时的噪声与不完全膨胀喷流密切相关。然而，着眼于不完全膨胀喷流的空气喷嘴技术尚未充分开发。日本特公昭58-24182号公报的技术也没有考虑不完全膨胀喷流。

发明内容

本发明是以这样的事项为背景而完成的。本发明的目的在于提供一种在确保必要的碰撞压力的同时尽可能地降低因不完全膨胀喷流引起的噪声的空气喷嘴。

本发明是轴心部经由连结部与筒部连结的空气喷嘴，轴心部插通于筒部的顶端所具备的小径孔，轴心部从筒部的顶端突出，由存在于小径孔的壁面与轴心部的外表面之间的间隙构成环状的空气喷射口。

根据本发明所涉及的空气喷嘴，由于环状的空气喷射口由存在于筒部的小径孔的壁面与轴心部的外表面之间的间隙构成，并且轴心部从筒部的顶端突出，因此能够在确保必要的碰撞压力的同时，降低噪声。

通过参照添附的附图说明的以下的实施方式的说明而使上述目的、特征及优点更容易理解。

附图说明

图1是对本发明的第一实施方式所涉及的空气喷嘴以包含其轴线的平面剖切时的剖视图。

图2是从沿着空气喷嘴的轴线的方向观察图1的空气喷嘴的图。

图3是表示将图1的空气喷嘴安装于配管的状态的图。

图4A是公知的单孔喷嘴的外观图，图4B是公知的消音喷嘴的外观图。

图5是关于噪声级将本发明的空气喷嘴与公知的单孔喷嘴及公知的消音喷嘴比较的图表。

图6是关于碰撞压力将本发明的空气喷嘴与公知的单孔喷嘴及公知的消音喷嘴比较的图表。

图7是表示空气喷嘴的轴心部的轴长与噪声级的关系的图表。

图8是表示空气喷嘴的轴心部的轴长与碰撞压力的关系的图表

图9是对本发明的第二实施方式所涉及的空气喷嘴以包含其轴线的平面剖切时的剖视图。

图10是对本发明的第三实施方式所涉及的空气喷嘴以包含其轴线的平面剖切时的剖视图。

图11是表示通过单触式接头将图10的空气喷嘴安装于歧管的状态的图。

图12是对本发明的第四实施方式所涉及的空气喷嘴以包含其轴线的平面剖切时的剖视图。

图13是从沿着空气喷嘴的轴线的方向观察图12的空气喷嘴的图。

图14是本发明的第五实施方式所涉及的空气喷嘴的外观图。

图15是对图14的空气喷嘴以包含其轴线的平面剖切时的剖视图。

图16是从沿着空气喷嘴的轴线的方向观察图14的空气喷嘴的图。

图17是表示将图1的空气喷嘴应用于喷枪的例子的图。

具体实施方式

(第一实施方式)

参照图1～图3对本发明的第一实施方式所涉及的空气喷嘴10进行说明。在以下的说明中，当使用与上下左右的方向相关的词时，为了方便进行说明，是指附图中的方向，并不限定实际的配置。

如图1所示，空气喷嘴10由筒部12、轴心部20以及连结部22构成。轴心部20具有统一的外径，并且经由圆盘状的连结部22而与筒部12连结。筒部12、轴心部20及连结部22均为金属制。连结部22与轴心部20一体地成形。圆筒状的筒部12在左端具有空气流入口14，在右端(顶端)具有小径孔16。筒部12在外周具有外螺纹部18。

轴心部20插通于筒部12的小径孔16。环状的空气喷射口26由存在于筒部12的小径孔16的壁面与轴心部20的外表面之间的间隙构成。轴心部20的左端与连结部22的中央相连。轴心部20从筒部12的右端(顶端)向外侧突出规定长度。轴心部20的顶端为平坦面。连结部22通过压入筒部12而固定于筒部12。

如图1及图2所示，连结部22具有作为空气的流路的多个贯通孔24。多个贯通孔24绕着空气喷嘴10的轴线X等角度间隔地配置。在本实施方式中，虽然配置了总计四个贯通孔24，但是贯通孔24的数量是任意的。如图3所示，空气喷嘴10使用螺母27而与用于引导高压的空气的配管28连接固定。

通过配管28流入了空气喷嘴10的空气流入口14的空气在通过连结部22的多个贯通孔24后，从环状的空气喷射口26向大气中喷射。以规定以上的压力从空气流入口14流入的空气未膨胀至大气压就从空气喷射口26被喷射。即，以规定以上的压力从空气流入口14流入的空气作为不完全膨胀喷流从空气喷射口26被喷射。该不完全膨胀喷流被引导至轴心部20的外表面并在轴心部20的周围流动。由此，可以想见空气的振动有效地衰减、噪声降低。

连结部22中的空气的流路面积(多个贯通孔24的合计截面积)为空气喷射口26的面积的三倍以上。由此，能够充分提高从空气喷射口26喷射的空气的流速。从筒部12的右端向外侧突出的轴心部20的长度(以下，称为“轴心部20的轴长”)优选为3mm以上且15mm以下。在下文，对其理由进行描述。

接着，基于实验结果，关于空气喷嘴10的噪声级和碰撞压力，与公知的单孔喷嘴30和公知的消音喷嘴32进行比较来说明。如图4A所示，作为比较对象的单孔喷嘴30是具有单独的喷射口30a的锥形喷嘴。另外，如图4B所示，作为比较对象的消音喷嘴32是具有四个喷射口32a的喷嘴，并且四个喷射口32a绕着喷嘴的轴线等角度地配置。

使用的空气喷嘴10的轴心部20的外径为3mm。使用的空气喷嘴10的筒部12的小径孔16的内径大约为3.6mm。因此，空气喷嘴10的空气喷射口26的面积大约为4mm²。使用的单孔喷嘴30的喷射口30a的内径为2mm。另外，使用的消音喷嘴32的各喷射口32a的内径为1mm。即，设定为单孔喷嘴30的喷射口30a的面积和消音喷嘴32的四个喷射口32a的面积与空气喷嘴10的空气喷射口26的面积相等。对于空气喷嘴10的轴心部20的轴长，准备了1mm、3mm、5mm、7.5mm、10mm、15mm、20mm这七种。

图5表示对于空气喷嘴10、单孔喷嘴30以及消音喷嘴32测定的噪声级。横轴是在喷嘴的空气流入口测定的空气的表压(单位：MPa)。纵轴是通过日本工业标准JISB8379规定的噪声测量方法，在相对于喷嘴的轴线45度方向的规定位置测定的噪声级(单位：dB)。以下，将在喷嘴的空气流入口测定出的空气的表压称为“前压力”。

如图5所示，空气喷嘴10的噪声级随着前压力从0.1MPa上升至0.6MPa而增大。除了轴心部20的轴长为1mm的情况以外，空气喷嘴10的噪声级比单孔喷嘴30的噪声级低大致10dB以上，能够评价为与消音喷嘴32的噪声级为相同程度。此外，在空气喷嘴10中，可以认为，在前压力为0.1MPa以上的情况下，产生不完全膨胀喷流。

图6表示对于空气喷嘴10、单孔喷嘴30以及消音喷嘴32测定的碰撞压力。横轴是前压力(单位：MPa)。纵轴是在从喷嘴的喷射口离开规定距离的位置测定的碰撞压力(单位：kPa)。在碰撞压力的测定时，准备安装有压力传感器的板(未图示)，以从喷嘴的喷射口到压力传感器的距离为40mm的方式将板配置于喷嘴的喷射口的铅垂方向下方。

如图6所示，空气喷嘴10的碰撞压力随着前压力从0.1MPa上升至0.6MPa而增大。空气喷嘴10的碰撞压力在轴心部20的轴长为3mm的情况下最大。除了轴心部20的轴长为20mm的情况以外，空气喷嘴10的碰撞压力能够评价为充分高于消音喷嘴32的碰撞压力。

根据上述实验结果，为了在确保必要的碰撞压力的同时尽可能地降低噪声，可以说空气喷嘴10的轴心部20的轴长优选为3mm以上且15mm以下。图7是对于上述空气喷嘴10的实验结果，通过将前压力替换为轴心部20的轴长来容易理解地表示轴心部20的轴长与碰撞压力的关系的图表。

在上述实验中，虽然将轴心部20的外径设为3mm，将筒部12的小径孔16的内径设为大约3.6mm，但是轴心部20的外径和筒部12的小径孔16的内径能够设定为各种尺寸。可以认为当轴心部20的外径和筒部12的小径孔16的内径增大时，轴心部20的轴长的优选数值范围也增大。

空气喷嘴10能够应用于喷枪或者各种阀门。图17表示将空气喷嘴10应用于喷枪34的例子。作业人员手握喷枪34的手柄36并拉动杆38，能够从空气喷嘴10朝向工件喷射空气。

根据本实施方式所涉及的空气喷嘴10，环状的空气喷射口26由存在于筒部12的小径孔16的壁面与轴心部20的外表面之间的间隙构成，轴心部20从筒部12的顶端突出。由于构成为从环状的空气喷射口26喷射的不完全膨胀喷流在轴心部20的周围流动，因此能够在确保空气喷嘴10所需的碰撞压力的同时，降低噪声。

(第二实施方式)

接着，参照图9对本发明的第二实施方式所涉及的空气喷嘴40进行说明。此外，在第二实施方式所涉及的空气喷嘴40中，对于与上述的空气喷嘴10相同或者等同的结构要素标注相同的参照符号。

空气喷嘴40的筒部12由树脂制的第一筒部12a和金属制的第二筒部12b构成。圆筒状的第一筒部12a通过压入而固定于圆筒状的第二筒部12b。轴心部20和连结部22例如通过3D打印而与第一筒部12a一体地由树脂成形。

轴心部20经由圆盘状的连结部22与第一筒部12a连结。第二筒部12b在左端具有空气流入口14，第一筒部12a在右端具有小径孔16。第二筒部12b在外周具有外螺纹部18。轴心部20插通于第二筒部12a的小径孔16。环状的空气喷射口26由存在于第一筒部12a的小径孔16的壁面与轴心部20的外表面之间的间隙构成。轴心部20从第一筒部12a的右端(顶端)向外侧突出。

连结部22具有作为空气的流路的多个贯通孔24。与第一实施方式的情况同样，连结部22中的空气的流路面积(多个贯通孔24的合计截面积)为空气喷射口26的面积的三倍以上。轴心部20的轴长的优选数值范围与第一实施方式的情况相同。

根据本实施方式所涉及的空气喷嘴40，环状的空气喷射口26由存在于第一筒部12a的小径孔16的壁面与轴心部20的外表面之间的间隙构成，轴心部20从第一筒部12a的顶端突出。因此，能够在确保必要的碰撞压力的同时，降低噪声。另外，由于轴心部20和连结部22与第一筒部12a一体地由树脂成形，因此与连结部22和筒部12分体的情况相比，能够高精度地再现空气的流路构造。

(第三实施方式)

接着，参照图10和图11对本发明的第三实施方式所涉及的空气喷嘴50进行说明。此外，在第三实施方式所涉及的空气喷嘴50中，对于与上述的空气喷嘴10相同或者等同的结构要素标注相同的参照符号。

空气喷嘴50由筒部12、轴心部20以及连结部22构成。筒部12、轴心部20以及连结部22例如通过3D打印而一体地由树脂成形。环状的空气喷射口26由存在于筒部12的小径孔16的壁面与轴心部20的外表面之间的间隙构成。轴心部20从筒部12的右端(顶端)向外侧突出。

连结部22具有作为空气的流路的多个贯通孔24。与第一实施方式的情况同样，连结部22中的空气的流路面积(多个贯通孔24的合计截面积)为空气喷射口26的面积的三倍以上。轴心部20的轴长的优选数值范围与第一实施方式的情况相同。如图11所示，空气喷嘴50例如经由单触式接头52而安装于歧管54。

根据本实施方式所涉及的空气喷嘴50，环状的空气喷射口26由存在于筒部12的小径孔16的壁面与轴心部20的外表面之间的间隙构成，轴心部20从筒部12的顶端突出。因此，能够在确保必要的碰撞压力的同时，降低噪声。另外，由于筒部12、轴心部20以及连结部22一体地由树脂成形，因此与连结部22和筒部12分体的情况相比，能够高精度地再现空气的流路构造。

(第四实施方式)

接着，参照图12和图13对本发明的第四实施方式所涉及的空气喷嘴60进行说明。此外，在第四实施方式所涉及的空气喷嘴60中，对于与上述的空气喷嘴10相同或者等同的结构要素标注相同的参照符号。

空气喷嘴60由筒部12、轴心部20以及连结部22构成。筒部12、轴心部20以及连结部22均为树脂制，并且通过3D打印或者注塑成形而一体成形。连结部22由从轴心部20的外周放射状地延伸至筒部12的内周的多个翼部62构成。在本实施方式中，总计三个翼部62绕着空气喷嘴60的轴线X等角度间隔地配置。然而，翼部62的数量是任意的。

轴心部20具有统一的外径，并且经由多个翼部62而与筒部12连结。环状的空气喷射口26由存在于筒部12的小径孔16的壁面与轴心部20的外表面之间的间隙构成。轴心部20从筒部12的右端(顶端)向外侧突出。

连结部22中的空气的流路64由筒部12的内表面、翼部62的侧面以及轴心部20的外表面划分(参照图13)。与第一实施方式的情况同样，连结部22中的空气的流路面积为空气喷射口26的面积的三倍以上。轴心部20的轴长的优选数值范围与第一实施方式的情况相同。

根据本实施方式所涉及的空气喷嘴60，环状的空气喷射口26由存在于筒部12的小径孔16的壁面与轴心部20的外表面之间的间隙构成，轴心部20从筒部12的顶端突出。因此，能够在确保必要的碰撞压力的同时，降低噪声。另外，由于连结部22由从轴心部20的外周放射状地延伸至筒部12的内周的翼部62构成，因此能够在连结部22容易地确保更大的流路面积。

(第五实施方式)

接着，参照图14～图16对本发明的第五实施方式所涉及的空气喷嘴70进行说明。此外，在第五实施方式所涉及的空气喷嘴70中，对于与上述的空气喷嘴10相同或者等同的结构要素标注相同的参照符号。

空气喷嘴70由筒部12、轴心部20、连结部22以及保护部74构成。筒部12、轴心部20、连结部22以及保护部74均为树脂制，并且通过注塑成形而一体成形。连结部22由从轴心部20的外周放射状地延伸至筒部12的内周的多个翼部72构成。翼部72的宽度(沿着空气喷嘴70的轴线X的长度)并不是恒定的，在轴心部20的附近变小。

轴心部20经由多个翼部72而与筒部12连结。环状的空气喷射口26由存在于筒部12的小径孔16的壁面与轴心部20的外表面之间的间隙构成。轴心部20从筒部12的右端(顶端)向外侧突出。在本实施方式中，两个翼部72从轴心部20向相反方向延伸(参照图16)。然而，翼部72的数量是任意的。

保护部74由凸缘部76和多个突出片78构成。环状的凸缘部76从筒部12的外周向外侧扩展。突出片78从凸缘部76的端面向右侧突出。突出片78绕着从筒部12突出的轴心部20与轴心部20隔开规定间隔地配置。突出片78相比轴心部20的顶端稍微向右方延伸(参照图15)。多个突出片78绕着空气喷嘴70的轴线X按等角度间隔地配置。

相邻的突出片78彼此的间隙是人的手指无法进入的大小。通过绕着轴心部20配置多个突出片78，避免轴心部20与外部接触，从而消除轴心部20损坏的担忧。另外，当作业人员使用应用了空气喷嘴70的装置时，没有作业人员与轴心部20接触的担忧，提高作业人员的安全性。在本实施方式中，虽然配置了总计四个突出片78，但是突出片78的数量为三个以上即可。

连结部22中的空气的流路80由筒部12的内表面、翼部72的侧面以及轴心部20的外表面划分(参照图16)。与第一实施方式的情况同样，连结部22中的空气的流路面积为空气喷射口26的面积的三倍以上。轴心部20的轴长的优选数值范围与第一实施方式的情况相同。

根据本实施方式所涉及的空气喷嘴70，环状的空气喷射口26由存在于筒部12的小径孔16的壁面与轴心部20的外表面之间的间隙构成，轴心部20从筒部12的顶端突出。因此，能够在确保必要的碰撞压力的同时，降低噪声。另外，由于连结部22由从轴心部20的外周放射状地延伸至筒部12的内周的翼部72构成，因此能够在连结部22容易地确保更大的流路面积。进一步，由于绕着轴心部20配置了多个突出片78，因此能够实现轴心部20的保护和作业人员的安全性。

本发明所涉及的空气喷嘴并不限定于上述的实施方式，只要不脱离本发明的主旨，能够采用各种各样的结构。

Claims (10)

1.一种空气喷嘴，该空气喷嘴(10、40、50、60、70)的轴心部(20)经由连结部(22)与筒部(12)连结，其特征在于，

所述轴心部插通于所述筒部的顶端所具备的小径孔(16)，所述轴心部从所述筒部的顶端突出，由存在于所述小径孔的壁面与所述轴心部的外表面之间的间隙构成环状的空气喷射口(26)。

2.根据权利要求1所述的空气喷嘴，其特征在于，

圆盘状的所述连结部具有成为空气的流路的多个贯通孔(24)。

3.根据权利要求1所述的空气喷嘴，其特征在于，

所述连结部由翼部(62、72)构成，该翼部从所述轴心部的外周放射状地延伸至所述筒部的内周，所述连结部中的空气的流路由所述筒部的内表面、所述翼部的侧面以及所述轴心部的外表面划分。

4.根据权利要求1所述的空气喷嘴，其特征在于，

从所述筒部的顶端突出的所述轴心部的长度为3mm～15mm。

5.根据权利要求1所述的空气喷嘴，其特征在于，

与金属制的所述轴心部一体地成形的金属制的所述连结部连结固定于金属制的所述筒部。

6.根据权利要求1所述的空气喷嘴，其特征在于，

所述筒部由树脂制的第一筒部(12a)和金属制的第二筒部(12b)构成，所述轴心部和所述连结部与所述第一筒部一体地由树脂成形。

7.根据权利要求1所述的空气喷嘴，其特征在于，

所述筒部、所述轴心部以及所述连结部一体地由树脂成形。

8.根据权利要求1所述的空气喷嘴，其特征在于，

具备保护部(74)，该保护部用于避免所述轴心部与外部接触。

9.根据权利要求8所述的空气喷嘴，其特征在于，

所述保护部由凸缘部(76)和多个突出片(78)构成，所述凸缘部从所述筒部的外周向外侧扩展，所述突出片从所述凸缘部突出，所述突出片绕着从所述筒部突出的所述轴心部与所述轴心部隔开规定距离地配置。

10.根据权利要求1所述的空气喷嘴，其特征在于，

所述连结部中的空气的流路面积为所述空气喷射口的面积的三倍以上。