JP2005081275A - 散水ノズル - Google Patents

Abstract

【課題】 散水ノズルの目詰まりを防止して、被散水面に常に十分に均一に散水すること。
【解決手段】 散水ノズル１０は、水を噴射する複数の噴射孔２７，２７を同一の配列円Ｃｉ上に等間隔で配列したノズル本体２０と、複数の噴射孔の開口に対向して配列円の中心ＣＬ上に配置した散水ガイド部材４０とからなる。散水ガイド部材は、複数の噴射孔に沿って噴射方向に延びる中心部分の丸棒状の軸部４１と、軸部の先端に連なり軸部と直交する円板状のカサ部４２と、からなる断面視略Ｔ字状部材である。カサ部は、複数の噴射孔の開口に対向するガイド面４６と、このガイド面とは反対側の平坦な非ガイド面４７とを有する。軸部の外周面とガイド面との境部分４８の輪郭は、軸部の外周面４１ａからガイド面へ向かって曲線を描く円弧状境界面である。
【選択図】 図２

Description

本発明は、路面等に散水する散水ノズルの改良技術に関する。

散水ノズルとしては種々の散水形態のものがあり、例えば路面等の被散水面に対して周囲３６０°の全範囲にわたって放射状に散水するようにしたものが知られている。（例えば、特許文献１参照。）。
実公昭６２−３４６０３号公報

特許文献１による従来の車体構造の概要を図５で説明する。
図５（ａ），（ｂ）は従来の散水ノズルの概要図であり、上記特許文献１の第１図及び第３図の要部再掲図である。（ａ）は従来の散水ノズルの断面図、（ｂ）は従来の散水ノズルの作用図である。但し符合は振り直した。

図５（ａ）に示すように上記従来の散水ノズル１００は、送水管１０１から分岐した立上り管１０２にノズル管１０３を取付け、このノズル管１０３の上部にノズル管１０３の外周を包囲するように外筒１０４を取付け、さらにノズル管１０３の上端の雄ねじ１０５に円盤状の調整蓋１０６をねじ込み、外筒１０４の上端の傾斜面１０７と調整蓋１０６の下端の傾斜面１０８との間に隙間を開け、この隙間を散水口１０９としたものである。

外筒１０４は、内部の下部空間１１１から上部空間１１２への水流を抑止するために、環状の抑止壁１１３を備える。このようにして、下部・上部空間１１１，１１２同士を小径の環状の連通空間１１４で連通することができる。１１５は調整蓋１０６の連結杆である。

送水管１０１から送られた水を立上り管１０２→ノズル管１０３のノズル孔１２１→通水孔１２２→連通溝１２３→下部空間１１１→連通空間１１４→上部空間１１２の順に満たしていき、最終的に散水口１０９から噴射させることで、図５（ｂ）に示すように、周囲３６０°の全範囲にわたって放射状に散水することができる。

ところで、上記従来の散水ノズル１００において、ノズル孔１２１から散水口１０９までの水路は、曲がりくねった複雑な構成である。しかも、この水路にはノズル孔１２１に直角な小径の通水孔１２２、通水孔１２２に連通する細い連通溝１２３、小径の環状の連通空間１１４、小さい隙間からなる散水口１０９のように、細い孔や隙間が多い。

散水ノズル１００で均一に散水するためには、水に混入しているごみ等の異物が細い孔や隙間に詰まらないような、配慮が必要である。特に、散水を集めて再使用する場合には、水に混入する異物は多い。そこで、散水ノズル１００に高性能のフィルタを付設することが考えられる。しかし、部品数が多く構成が複雑で大型になるとともに、コストアップの要因となるので得策ではない。
しかも、水路が曲がりくねった複雑な構成なので、水路の圧力損失が大きくならざるを得ない。この結果、散水の勢いが低下するので、均一に散水するには改良の余地がある。

本発明は、散水ノズルの目詰まりを防止して、被散水面に常に十分に均一に散水することができる技術を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、水を噴射する複数の噴射孔を同一の配列円上に等間隔で配列したノズル本体と、複数の噴射孔の開口に対向して配列円の中心上に配置した散水ガイド部材と、の組合せ構造によって散水ノズルを構成し、
散水ガイド部材は、複数の噴射孔に沿って噴射方向に延びる中心部分の丸棒状の軸部と、この軸部の先端に連なり軸部と直交する円板状のカサ部と、からなる断面視略Ｔ字状部材であり、
カサ部は、複数の噴射孔の開口に対向するガイド面と、このガイド面とは反対側の平坦な非ガイド面とを有し、
軸部の外周面とガイド面との境部分の輪郭は、軸部の外周面からガイド面へ向かって曲線を描く円弧状境界面である、散水ノズルである。

請求項２に係る発明は、複数の噴射孔を閉止部材によって閉止可能な構成としたことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、複数の噴射孔をねじ孔とし、閉止部材がねじ孔にねじ込み可能なプラグであることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、カサ部における非ガイド面側の縁を面取りした構成であることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、散水ガイド部材をノズル本体に着脱可能に取付けたことを特徴とする。

請求項１に係る発明では、噴射孔の径を大きく設定することができるので、噴射孔の目詰まりを防止することができる。しかも、噴射孔の径が大きくても、被散水面に十分に均一に散水することができる。さらには、散水ノズルにおける、水の入口から散水部分までの水路が極めて簡素な構成なので、水路の圧力損失を低減させることができる。この結果、散水の勢いを十分に確保することができるので、被散水面に十分に均一に散水することができる。さらにまた、散水される路面等の被散水面に対して非ガイド面を概ね同一レベルに配置しても、被散水面に十分に均一に散水することができる。

請求項２に係る発明では、複数の噴射孔を適宜選択して閉止部材で閉止することにより、散水ノズルから放射状に散水する範囲を簡単に設定することができる。例えば３６０°の全範囲と、半分の１８０°の範囲とに、適宜切換えることができる。

請求項３に係る発明では、閉止部材をねじ込み形式のプラグとしたので、噴射孔にプラグをねじ込むだけで極めて簡単に、散水する範囲を設定することができる。また、ねじ孔にプラグをねじ込む構成としたので、シール部材を用いることなく、閉止した噴射孔の水封性能をほぼ完全に確保することができる。

請求項４に係る発明では、カサ部における非ガイド面側の縁を面取りしたので、路面に散水ノズルを設けるとともに、路面に対して非ガイド面を概ね同一レベルに設定したときに、路面を走行した車両のタイヤが散水ガイド部材に当たってもタイヤに対する衝撃をより十分に緩和することができる。

請求項５に係る発明では、ノズル本体を取り外すことにより、散水ノズル内を簡単に清掃することができるので、保守・点検作業性が良い。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る散水ノズルの断面図である。散水ノズル１０は、給水源から供給された水を噴射するノズル本体２０と、噴射された水を３６０°の全範囲にわたって放射状に散水するべく案内する散水ガイド部材４０と、の組合せ構造である。

図２は本発明に係る散水ノズルの分解図であり図１に対応させて表した。ノズル本体２０は、有底の円筒部材からなる基部２１と、基部２１の底部２２に溶接にて一体に設けた円板状のフランジ部３１とからなる。

基部２１における開口した内部空間２３は給水室であり、その開口には中心ＣＬ上に形成した配管用雌ねじ２４を有する。以下、内部空間２３のことを「給水室２３」と言うことにする。
基部２１の底部２２は所定厚みの平板部であり、平坦な外端面２５には、中心ＣＬ上に形成した固定用雌ねじ２６を備えるとともに、その周囲に形成した複数（例えば２個）の噴射孔２７，２７を備える。外端面２５は中心ＣＬ上に位置決め用凹部２８を備える。この位置決め用凹部２８は、外端面２５側から見て円形であって、外端面２５から若干窪むとともに平坦な底面を有する。

複数の噴射孔２７，２７は、同一の（１つの）配列円Ｃｉ上に等間隔で配列した丸孔である。これらの噴射孔２７，２７は、底部２２を貫通することで給水室２３に連通する貫通孔であり、これらの貫通孔は、雌ねじを有した「ねじ孔」からなる。
本発明は、複数の噴射孔２７，２７を、着脱可能な閉止部材２９によって閉止できるように構成したことを特徴とする。すなわち、複数の噴射孔２７，２７は、閉止部材２９によって閉止可能な構成である。閉止部材２９は、ねじ孔から成る噴射孔２７，２７にねじ込み可能なプラグである。複数の噴射孔２７，２７のうち、任意の噴射孔２７を閉止部材２９によって閉止することができる。

配列円Ｃｉの中心は基部２１の中心ＣＬと同心であり、配列円Ｃｉの直径はＤｉである。この直径Ｄｉは、位置決め用凹部２８の縁に噴射孔２７，２７の縁が沿うように隣接して配置する大きさである。２個の噴射孔２７，２７を設けた場合には、噴射孔２７，２７を配列する間隔は１８０°である。
基部２１の中心ＣＬ（中心線ＣＬ）に対して、配管用雌ねじ２４並びに複数の噴射孔２７，２７は平行である。

基部２１の中心ＣＬに対して、フランジ部３１の中心は合致する。フランジ部３１は、基部２１の中心ＣＬを基準とする、中央の貫通孔３２と周囲の複数のビス挿入孔３３とを有する。中央の貫通孔３２の径は、複数の噴射孔２７，２７から噴射された水が当たらない大きさである。
さらにフランジ部３１は、散水ガイド部材４０に対向する平坦な対向面３４に、貫通孔３２に連なるとともに基部２１の中心ＣＬと同心のテーパ面３５を形成したものである。このテーパ面３５は、対向面３４から窪んだ凹状（皿状）のテーパ面、すなわち雌テーパ面である。テーパ面３５のテーパ角は鈍角のα１である。
なお、３６はノズル本体２０の位置決め用の嵌合凸部である。

散水ガイド部材４０は、複数の噴射孔２７，２７に沿って噴射方向（ノズル本体２０とは反対方向）に延びる中心部分の丸棒状の軸部４１と、この軸部４１の先端に連なり軸部４１と直交する円板状のカサ部（傘部）４２と、からなる断面視略Ｔ字状部材、すなわち、外観が概ね「きのこ状（茸状）」又は「ラッパ状」の部材である。カサ部４２の外径は、貫通孔３２の径よりも若干大きい。
このような散水ガイド部材４０は、中央部に基部２１の中心ＣＬと同心の貫通したビス挿入孔４３を形成したものである。ビス挿入孔４３を通したビス４４を固定用雌ねじ２６にねじ込むことによって、ノズル本体２０に散水ガイド部材４０を着脱可能に取付けることができる。

散水ガイド部材４０について詳しく説明する。
軸部４１を、位置決め用凹部２８に嵌合させつつ平坦な端面４５を位置決め用凹部２８の底面に当てることにより、基部２１の中心ＣＬ、すなわちノズル本体２０の中心ＣＬ上に散水ガイド部材４０を正確に位置決めすることができる。

カサ部４２は、複数の噴射孔２７，２７の開口に対向する平坦なガイド面４６と、このガイド面４６とは反対側の平坦な非ガイド面４７とを有する。
ガイド面４６は、基部２１の中心ＣＬと同心で軸部４１側へ突出したテーパ面、すなわち雄テーパ面である。ガイド面４６のテーパ角は鈍角のα２であって、好ましくは１４５°〜１５５°であり、より好ましくは１４８°〜１５０°である。

ガイド面４６のテーパ角α２に対して、ノズル本体２０側のテーパ面３５のテーパ角α１は若干大きい値であり（α２＜α１）、例えば１°〜３°程度大きい。このようにすることで、ガイド面４６にて案内される噴射水を、テーパ面３５によって乱されることなく、円滑に放射することができる。例えば、ガイド面４６のテーパ角α２を１４８°としたときに、テーパ面３５のテーパ角α１を１５０°程度に設定する。

軸部４１の外周面４１ａとガイド面４６との境部分４８の輪郭は、軸部４１の外周面４１ａからガイド面４６へ向かって、半径Ｒｃの曲線を描きつつ末広がり形状となる、円弧状境界面である。以下、境部分４８のことを「円弧状境界面４８」と言う。
カサ部４２は、非ガイド面４７側の縁４７ａが面取りした形状を呈する。例えば、図２に示すように、縁４７ａを小さい円弧状断面形状の面取り部にする。

このようなノズル本体２０と散水ガイド部材４０とを組合わせて、図１に示すように散水ノズル１０を構成したときに、ノズル本体２０側のテーパ面３５と散水ガイド部材４０のガイド面４６との間には、予め設定した大きさの隙間Ｓｐが形成されることになる。軸部４１の長さは、一定の大きさの隙間Ｓｐを確保する大きさである。この隙間Ｓｐから散水することができる。

次に、散水ノズル１０の取付け構造について、図１に基づき説明する。
散水する場所は、散水される路面等の被散水面５１に対して直角な設置孔５２を開け、設置孔５２に設置用ソケット５３を予め設定した高さで取付け、設置用ソケット５３の先端にノズルホルダ５４をねじ込みによって取付けた構成である。

取付け構造は、ノズルホルダ５４のフランジ５５に散水ノズル１０のフランジ部３１を被散水面５１側から重ね合わせるとともに、嵌合して位置決めし、ビス挿入孔３３を通したビス５６によってフランジ５５にフランジ部３１をねじ止めすることで、ノズルホルダ５４に散水ノズル１０を取付けるようにしたものである。
給水室２３は、配管用雌ねじ２４にねじ込んだフレキシブルホース６１等の配管部材によって、水源（図示せず）に予め接続しておくことになる。

このようにすることで、散水する場所に設置用ソケット５３並びにノズルホルダ５４を介して散水ノズル１０を容易に取付けることができる。
この場合、フランジ部３１の対向面３４並びにノズルホルダ５４の端面５７は、被散水面５１に対して同一レベル（面一）に設定されることになる。

一方、散水ガイド部材４０の非ガイド面４７は、被散水面５１に対して概ね同一レベルに設定されることになる。例えば、図１に示すように、非ガイド面４７は被散水面５１から極く微小の突出高さＨｐ（０〜２ｍｍ程度）だけ突出したものである。
このように、被散水面５１に対して非ガイド面４７が概ね同一レベルとなるように、散水ガイド部材４０の高さ、カサ部４２の厚み、フランジ部３１の厚みを設定すればよい。
なお、被散水面５１に対して、散水ガイド部材４０の非ガイド面４７、フランジ部３１の対向面３４、ノズルホルダ５４の端面５７は平行である。

次に、上記構成の散水ノズル１０の作用を図３及び図４に基づき説明する。図３は本発明に係る散水ノズルで全範囲に散水する状態を示す作用図である。
散水ノズル１０は、全ての噴射孔２７，２７から閉止部材２９（図１参照）を外した状態にある。このため、水源から給水室２３へ供給された高圧の水Ｗ１は、全ての噴射孔２７，２７からガイド面４６へ向かって威勢良く噴射する。この噴射した水（噴射水）Ｗ２は、軸部４１の外周面４１ａに沿って流れて、円弧状境界面４８に衝突する。

上述のように円弧状境界面４８は、軸部４１の外周面４１ａからガイド面４６へ向かって曲線を描きつつ末広がりとなる形状である。このため、円弧状境界面４８に衝突した噴射水Ｗ２は、中心線ＣＬを基準とする周方向に拡散しつつ、ガイド面４６に案内されて中心線ＣＬを中心とした放射状に飛散する。

このとき、噴射水Ｗ２が拡散する範囲は、散水ノズル１０を非ガイド面４７側から見たとき（矢印Ｌａ方向から見たとき）に、３６０°の全範囲である。すなわち、散水ノズル１０から被散水面５１へ放射状に散水する範囲は３６０°の全範囲である。
散水ノズル１０から散水される散水Ｗ３の散水角はθである。この散水角θは、被散水面５１に対する散水Ｗ３の角度であって、図１に示すガイド面４６のテーパ角をα２としたときに、１８０°からテーパ角α２を減算した値の半分に概ね等しい。すなわち、θ≒（１８０°−α２）／２である。

図４（ａ）、（ｂ）は本発明に係る散水ノズルで半分の範囲に散水する状態を示す作用図である。（ａ）は断面図、（ｂ）は概略平面図である。
散水ノズル１０は、複数の噴射孔２７，２７のうち半数を閉止部材２９で塞いだ状態にある。このため、水源から給水室２３へ供給された高圧の水Ｗ１は、残りの半数の噴射孔２７からガイド面４６へ向かって威勢良く噴射する。この噴射した水（噴射水）Ｗ２は、軸部４１の外周面４１ａに沿って流れて、円弧状境界面４８に衝突して周方向に拡散しつつ、ガイド面４６に案内されて放射状に飛散する。

このとき、噴射水Ｗ２が周方向に拡散する範囲は、（ｂ）に示すように散水ノズル１０を非ガイド面４７側から見たときに、１８０°の範囲である。すなわち、散水ノズル１０から被散水面５１へ放射状に散水する範囲は１８０°の範囲である。

このように、複数の噴射孔２７，２７に対し適宜選択して閉止部材２９を着脱すること（すなわち、複数の噴射孔２７，２７を適宜選択して閉止部材２９で閉止すること）により、散水ノズル１０から放射状に散水する範囲を簡単に設定することができる。例えば３６０°の全範囲と、半分の１８０°の範囲とに、適宜切換えることができる。

さらには、閉止部材２９をねじ込み形式のプラグとしたので、噴射孔２７にプラグ２９をねじ込むだけで極めて簡単に、散水する範囲を設定することができる。また、ねじ孔２７にプラグ２９をねじ込む構成としたので、シール部材を用いることなく、閉止した噴射孔２７の水封性能をほぼ完全に確保することができる。

ガイド面４６のテーパ角α２（図１参照）を大きく設定することにより、図３に示すように、散水ノズル１０から散水される散水Ｗ３の散水角θを、極めて小さくすることができる。しかも、被散水面５１に対して非ガイド面４７を概ね同一レベルに配置することにより、ガイド面４６を被散水面５１よりも低位に設定することができる。
ガイド面４６の高さを下げるとともに、散水角θを小さくしたので、被散水面５１に対する散水Ｗ３の高さを大幅に下げることができる。散水Ｗ３の高さが低いので、散水ノズル１０を屋外で使用した場合に風の影響を受けにくい。この結果、被散水面５１に十分に均一に散水することができる。

例えば、被散水面５１が自動車等の車両のテストコースの路面である場合には、散水Ｗ３が風の影響を受けると、テストコースが霧で覆われるので、速やかにテストを実施することができない。
これに対し本発明の散水ノズル１０を採用し、路面に対して非ガイド面４７を概ね同一レベルに配置することにより、散水Ｗ３が風の影響を受けにくいので、テストコースが霧で覆われることを抑制することができる。この結果、速やかにテストを実施することができる。

ところで、図３に示すように、噴射水Ｗ２の流量が規定量を超えない範囲においては、噴射水Ｗ２は、ガイド面４６に案内されて飛散するものであり、基本的には、ノズル本体２０側のテーパ面３５によって案内されるものではない。このため、テーパ面３５とガイド面４６との間の隙間Ｓｐを大きく設定することができる。

上述のように、ガイド面４６の高さを下げるとともに、散水角θを小さくしたので、散水Ｗ３の通路を確保するために、テーパ面３５を有するフランジ部３１を、ノズル本体２０に備えたものである。従って、被散水面５１に散水Ｗ３の通路を確保することが可能な場合には、テーパ面３５を有したフランジ部３１を設ける必要はない。
さらには、散水される路面等の被散水面５１に対して非ガイド面４７を概ね同一レベルに配置しても、被散水面５１に十分に均一に散水することができる。

しかも、噴射孔２７，２７から噴射した噴射水Ｗ２を、円弧状境界面４８に衝突させるとともにガイド面４６によって径外方へ案内して飛散させるようにしたので、噴射孔２７，２７の径や隙間Ｓｐが大きくても、被散水面５１に十分に均一に散水することができる。従って、噴射孔２７，２７の径や、散水Ｗ３の通路Ｓｐ（隙間Ｓｐ）の大きさを大きく設定することができるので、噴射孔２７，２７や隙間Ｓｐの目詰まりを防止することができる。
さらには、散水ノズル１０における、給水室２３（水の入口）から隙間Ｓｐ（散水部分）までの水路が極めて簡素な構成なので、水路の圧力損失を低減させることができる。この結果、散水の勢いを十分に確保することができるので、被散水面に十分に均一に散水することができる。

さらにまた、ノズル本体２０を取り外すことにより、散水ノズル１０内を簡単に清掃することができる。特に、給水室２３から隙間Ｓｐまでの水路は極めて簡素な形状である。ノズル本体２０を外すと、ノズル本体２０側（図３の矢印Ｌａ方向）から噴射孔２７，２７を直接に目視することができるので、容易に清掃することができる。また、ノズル本体２０を外すと、テーパ面３５並びにガイド面４６を直接に目視することができるので、これらの面３５，４６を容易に清掃することができる。従って、散水ノズル１０の保守・点検作業性が良い。また、ノズル本体２０の交換も容易である。

カサ部４２における非ガイド面４７側の縁４７ａを面取りしたので、被散水面５１に散水ノズル１０を設けるとともに、被散水面５１に対して非ガイド面４７を概ね同一レベルに設定したときに、被散水面５１を走行した車両のタイヤ７１（想像線にて示す。）が散水ガイド部材４０に当たっても、タイヤ７１に対する衝撃をより十分に緩和することができるとともに、タイヤ７１の耐久性を高めることができる。
しかも、タイヤ７１に対する衝撃が緩和することにより、車両に対する衝撃を緩和することができる。ノズル本体２０に作用する衝撃をも緩和することができる。この結果、散水ノズル１０の耐久性を高めることができる。

なお、本発明は実施の形態において、散水ノズル１０の用途は任意である。
また、噴射孔２７，２７の大きさや形状、テーパ面３５とガイド面４６との間の隙間Ｓｐの大きさは、任意である。
また、閉止部材２９は、噴射孔２７に着脱可能な構成に限定されるものではなく、例えば噴射孔２７内に設けた弁であってもよい。

本発明の散水ノズル１０は、自動車等の車両のテストコースの路面に設置するのに、特に好適である。

本発明に係る散水ノズルの断面図である。 本発明に係る散水ノズルの分解図である。 本発明に係る散水ノズルで全範囲に散水する状態を示す作用図である。 本発明に係る散水ノズルで半分の範囲に散水する状態を示す作用図である。 従来の散水ノズルの概要図である。

符号の説明

１０…散水ノズル、２０…ノズル本体、２７…噴射孔（ねじ孔）、２９…閉止部材（プラグ）、４０…散水ガイド部材、４１…軸部、４２…カサ部、４６…ガイド面、４７…非ガイド面、４７ａ…非ガイド面側の縁、４８…軸部の外周面とガイド面との境部分（円弧状境界面）、５１…被散水面、Ｃｉ…配列円、ＣＬ…配列円の中心、Ｗ１…水、Ｗ２…噴射水、Ｗ３…散水。

Claims (5)

1. 水を噴射する複数の噴射孔を同一の配列円上に等間隔で配列したノズル本体と、前記複数の噴射孔の開口に対向して前記配列円の中心上に配置した散水ガイド部材と、の組合せ構造によって散水ノズルを構成し、
   前記散水ガイド部材は、前記複数の噴射孔に沿って噴射方向に延びる中心部分の丸棒状の軸部と、この軸部の先端に連なり軸部と直交する円板状のカサ部と、からなる断面視略Ｔ字状部材であり、
   前記カサ部は、前記複数の噴射孔の開口に対向するガイド面と、このガイド面とは反対側の平坦な非ガイド面とを有し、
   前記軸部の外周面と前記ガイド面との境部分の輪郭は、軸部の外周面からガイド面へ向かって曲線を描く円弧状境界面である、散水ノズル。
2. 前記複数の噴射孔は、閉止部材によって閉止可能な構成としたことを特徴とする請求項１記載の散水ノズル。
3. 前記複数の噴射孔はねじ孔であり、前記閉止部材は前記ねじ孔にねじ込み可能なプラグであることを特徴とした請求項２記載の散水ノズル。
4. 前記カサ部は、前記非ガイド面側の縁を面取りした構成であることを特徴とする請求項１記載の散水ノズル。
5. 前記散水ガイド部材は、前記ノズル本体に着脱可能に取付けたことを特徴とする請求項１記載の散水ノズル。
   

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