JP2006167601A - Two-fluid nozzle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、二流体ノズルに関し、洗浄用、冷却用等に用いられ、特に、電気電子部品等の精密部品の微細洗浄に好適に用いられるもので、ノズルからの噴霧の厚みを薄くして強い打力を発生させて洗浄力を高めるものである。 The present invention relates to a two-fluid nozzle, and is used for cleaning, cooling, etc., and particularly suitable for fine cleaning of precision parts such as electric and electronic parts, and is strong by reducing the thickness of spray from the nozzle. It generates a striking force to increase the cleaning power.
従来、液晶製造工程において、ガラス切断後の洗浄や回路等の現像後の洗浄は、細部の洗浄を行う必要があるため、二流体ノズルを用い、水に空気を混合して水の微粒化を図った気液混合ミストを噴射して、洗浄を行うようにしている。
この種の二流体ノズルでは、噴霧距離(長さ)を広げて広範囲での洗浄を可能とする一方、噴霧長さと直交方向の噴霧厚さを薄くして噴霧打力を高めることが好ましく、よって、噴口は長円あるいは楕円形状とされている。
Conventionally, in the liquid crystal manufacturing process, cleaning after glass cutting and cleaning after development of circuits, etc., require fine cleaning, so use a two-fluid nozzle to mix water with water and atomize the water. Cleaning is performed by injecting the intended gas-liquid mixed mist.
In this type of two-fluid nozzle, it is preferable to increase the spray hitting force by widening the spray distance (length) and enabling cleaning in a wide range, while reducing the spray thickness in the direction orthogonal to the spray length. The nozzle holes are oval or elliptical.
例えば、本出願人は、従来、特開平2−273565号公報(特許第2710398号)において、図6に示す二流体ノズル1を提案している。
上記二流体ノズル1ではドーム状とした噴射部1aに直径方向の切り込みを設けて噴射孔3を設けている。この噴射孔3から噴射される気液混合ミストは、楕円形状に沿って縦長で且つ横方向の厚さが薄い噴霧パターンとなっている。
For example, the present applicant has conventionally proposed a two-fluid nozzle 1 shown in FIG. 6 in Japanese Patent Laid-Open No. 2-273565 (Japanese Patent No. 2710398).
In the two-fluid nozzle 1, the injection hole 1 is provided by providing a dome-shaped injection portion 1 a with a cut in the diameter direction. The gas-liquid mixing mist ejected from the
しかしながら、上記二流体ノズルでは、ドーム状部の周面側まで溝を切り込んで噴射孔を設けているため、噴射角度は広くなる(80°〜120°)。よって、長さ方向の噴射距離を広げて噴射範囲を拡大できるが、気液混合ミストの打力が弱くなり、特に、長さ方向(直径方向)の両側部から噴射される気液混合ミストの噴射量が少なくなると共に打力が弱くなり、洗浄力にバラツキが発生する。噴射角度を狭くするには直交方向の幅Wを大きくする必要があり、大きくすると噴霧厚さが厚くなり、打力が弱くなる欠点がある。かつ、供給する気体の圧力条件を変えると噴射角度も変動しやすくなる等の問題がある。
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、スリット状の噴射孔から噴射される気液混合ミストの長さ方向の噴射角度を抑制して打力を高め、洗浄用ノズルとした場合に洗浄力を高めると共に、洗浄力を均一化することを課題としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and it is possible to increase the striking force by suppressing the injection angle in the length direction of the gas-liquid mixed mist injected from the slit-like injection hole, and cleaning is performed when the cleaning nozzle is used. The task is to increase the power and make the cleaning power uniform.
前記課題を解決するため、本発明は、第1に、ノズル本体に形成した気体流入口と液体流入口とから夫々供給する気体と液体とを混合室で混合し、該気液混合流体を噴射室に設けた噴射孔より気液混合ミストを噴射する二流体ノズルにおいて、
前記ノズル本体の軸心線に沿って気体を供給すると共に、該気体に対して外周方向より液体を混合させる混合室を設け、該混合室に噴射室を連通させ、
前記噴射室の噴射側は、先端面を平坦面あるいは円弧面とした閉鎖部とすると共に、その内部に、中心の頂点に向かって漸次小径とした軸方向断面が円弧状となるドーム状の主孔を設け、該主孔に前記混合室より混合流体を流入させ、かつ、該噴射室の噴射側先端の前記閉鎖部に、外周縁と所要の隙間をあけて直径方向の切り込みを設け、該切り込みは長さ方向の両端より中心に向けて深さ方向に傾斜させ、該切り込みの中央部を前記主孔の先端側と連通させ、該主孔との連通位置を内端として前記噴射側外面に向けてテーパ状に広がるスリット状の前記噴射孔を設けていることを特徴とする二流体ノズルを提供している。
In order to solve the above problems, the present invention firstly mixes a gas and a liquid supplied from a gas inlet and a liquid inlet formed in the nozzle body in a mixing chamber, and jets the gas-liquid mixed fluid. In a two-fluid nozzle that ejects gas-liquid mixed mist from an injection hole provided in the chamber,
While supplying a gas along the axial center line of the nozzle body, providing a mixing chamber for mixing the gas from the outer peripheral direction to the gas, and communicating the injection chamber to the mixing chamber,
The injection side of the injection chamber is a closed portion having a tip surface that is a flat surface or an arc surface, and a dome-shaped main section in which the axial cross section gradually decreases in diameter toward the apex of the center and has an arc shape. Providing a hole, allowing a mixed fluid to flow into the main hole from the mixing chamber, and providing a notch in a diametrical direction at the closing portion at the tip of the injection side of the injection chamber with a required clearance from the outer peripheral edge; The incision is inclined in the depth direction from both ends in the length direction, and the central portion of the incision is communicated with the distal end side of the main hole, and the injection side outer surface with the communicating position with the main hole as the inner end There is provided a two-fluid nozzle characterized in that the slit-shaped injection hole that extends in a taper shape is provided.
前記構成とすると、スリット状の噴射孔から噴射される気液混合ミストの長さ方向の噴射角を、噴射側外端面に直径方向に切り込む深さ方向の傾斜角度によって簡単に制御でき、前記特許文献1のノズルよりも噴射角度を小さくでき、噴射される気液混合ミストの打力を高めることができると共に噴射領域の全体にわたって打力のバラツキを抑制できる。かつ、供給する気体の圧力条件を変えても噴射角度の変動を少なくすることもできる。 With this configuration, the jet angle in the length direction of the gas-liquid mixed mist jetted from the slit-like jet hole can be easily controlled by the inclination angle in the depth direction cut into the jet side outer end surface in the diametrical direction. The injection angle can be made smaller than that of the nozzle of Document 1, the striking force of the gas-liquid mixed mist to be ejected can be increased, and variations in striking force can be suppressed over the entire ejection region. And even if the pressure conditions of the gas to supply are changed, the fluctuation | variation of an injection angle can also be decreased.
本発明は第2に、ノズル本体に形成した気体流入口と液体流入口とから夫々供給する気体と液体とを混合室で混合し、該気液混合流体を噴射室に設けた噴射孔より気液混合ミストを噴射する二流体ノズルにおいて、
前記ノズル本体の軸心線に沿って気体を供給すると共に、該気体に対して外周方向より液体を混合させる混合室を設け、該混合室に噴射室を連通させ、
前記噴射室の噴射側は先端面を平坦面とした閉鎖部とすると共に、その内部に、中心の頂点に向かって漸次小径とした軸方向断面が円弧状となるドーム状の主孔を設け、該主孔に前記混合室より混合流体を流入させ、かつ、該噴射室の噴射側先端の前記閉鎖部に、一定深さで直径方向に貫通させた切り込みを設け、該切り込みの中央部を上記主孔の先端側と連通させてスリット状の噴射孔を設け、さらに、
前記噴射側外周を囲むリングを設けて、該リングの先端を前記切り込み底面と前記噴射側外端面との間の所要位置に突出させ、該リング先端位置を調節することにより前記噴射孔の噴霧角度を調節できる構成としていることを特徴とする二流体ノズルを提供している。
Secondly, according to the present invention, the gas and liquid supplied from the gas inlet and the liquid inlet formed in the nozzle body are mixed in the mixing chamber, and the gas-liquid mixed fluid is discharged from the injection hole provided in the injection chamber. In the two-fluid nozzle that injects the liquid mist,
While supplying a gas along the axial center line of the nozzle body, providing a mixing chamber for mixing the gas from the outer peripheral direction to the gas, and communicating the injection chamber to the mixing chamber,
The injection side of the injection chamber has a closed portion with a flat tip surface, and a dome-shaped main hole in which the axial cross section gradually decreases in diameter toward the top of the center and has an arc shape, The mixed fluid is allowed to flow into the main hole from the mixing chamber, and a cut is formed in the closing portion at the tip of the jet side of the jet chamber penetrating in a diametrical direction at a certain depth, and the central portion of the cut is formed as described above. A slit-shaped injection hole is provided in communication with the tip side of the main hole,
A ring surrounding the outer periphery of the injection side is provided, the tip of the ring protrudes to a required position between the cut bottom surface and the outer end surface of the injection side, and the spray angle of the injection hole is adjusted by adjusting the position of the ring tip It is possible to provide a two-fluid nozzle characterized by having a configuration capable of adjusting the pressure.
前記第1の二流体ノズルでは、噴射側外端面に外周縁より間隔をあけて直径方向の切り込みを設けているが、第2の二流体ノズルでは、直径方向に貫通する一定深さの切り込みを入れてため、簡単に作業性よくスリット状の噴射孔を形成できる。かつ、切り込みの長さ方向の両端で前記リングを突設し、切り込みの長さ方向の両端を閉鎖する壁を形成するため、該リングの突出量で噴射角度を簡単に制御することができる。よって、前記第1の二流体ノズルと同様に、第2の二流体ノズルにおいても、噴射角度を前記特許文献1よりも小さくして噴射される気液混合ミストの打力を高めることができる。 In the first two-fluid nozzle, a notch in the diametrical direction is provided on the ejection side outer end surface with a gap from the outer peripheral edge. Therefore, the slit-shaped injection holes can be easily formed with good workability. In addition, since the ring is protruded at both ends in the cut length direction and walls are formed to close both ends in the cut length direction, the injection angle can be easily controlled by the protruding amount of the ring. Therefore, similarly to the first two-fluid nozzle, also in the second two-fluid nozzle, it is possible to increase the striking force of the gas-liquid mixed mist that is ejected with an ejection angle smaller than that of Patent Document 1.
前記第1の発明および第2の発明とも、噴射孔の噴射角度θは50〜90度とすることが好ましい。
これは50度以下であれば長さ方向の噴射距離が短くなり過ぎ、噴霧範囲が狭くなり過ぎる一方、90度を越えて範囲を広げ過ぎると、特許文献1と同様に噴射される気液混合ミストの打力が低下すると共に打力にバラツキが生じやすくなるためである。前記噴射角度は、好ましくは60〜80度である。
In both the first invention and the second invention, the injection angle θ of the injection hole is preferably 50 to 90 degrees.
If this is 50 degrees or less, the injection distance in the longitudinal direction becomes too short and the spray range becomes too narrow. On the other hand, if the range exceeds 90 degrees and the range is expanded too much, the gas-liquid mixture injected as in Patent Document 1 This is because the strike force of the mist is reduced and the strike force is likely to vary. The injection angle is preferably 60 to 80 degrees.
前記混合室は、
前記軸心線に沿って供給する気体の外周に液体を供給して混合すると共に、先端側に向けて縮径する断面テーパ状とした第1混合室と、
該第1混合室に小径流路を介して連通した大径の第2混合室とからなり、
前記第2混合室と、該第2混合室より小径とした前記噴射室との間に、混合流体の外周部が衝突する段差壁面を設けることが好ましい。
即ち、混合室を2箇所設けており、これら第1混合室と第2混合室とを連通する小径流路を長くすると整流室となる。このように、気体と液体とを第1混合室で混合した後、再度、第2混合室に流入させて、かつ、該第2混合室で前記混合流体の外周部を段差壁面に衝突させている。混合流体は中央部の気体に対して外周部より流入して混合するため、混合流体の外周部分の粒径が大きくなりがちであるが、前記のように混合流体の外周部を段差壁面に衝突させることで液滴を小径化でき、噴射領域内においる粒径の均一化をはかることができる。その結果、噴射領域内で粒径、気体量、液量がほぼ均一な気液混合ミストが得られ、洗浄ノズルとした場合に噴射範囲内での洗浄力のばらつきを抑制できる。
The mixing chamber is
A first mixing chamber having a cross-sectional taper shape that is reduced in diameter toward the tip side while supplying and mixing liquid to the outer periphery of the gas supplied along the axis;
A large-diameter second mixing chamber communicating with the first mixing chamber via a small-diameter channel;
It is preferable that a stepped wall surface on which an outer peripheral portion of the mixed fluid collides is provided between the second mixing chamber and the ejection chamber having a smaller diameter than the second mixing chamber.
That is, two mixing chambers are provided, and a rectifying chamber is formed by lengthening the small-diameter channel that communicates the first mixing chamber and the second mixing chamber. As described above, after mixing the gas and the liquid in the first mixing chamber, the gas and the liquid are again flowed into the second mixing chamber, and the outer peripheral portion of the mixed fluid is made to collide with the step wall surface in the second mixing chamber. Yes. Since the mixed fluid flows into and mixes with the gas at the center from the outer periphery, the particle size of the outer periphery of the mixed fluid tends to increase, but as described above, the outer periphery of the mixed fluid collides with the stepped wall surface. As a result, the diameter of the droplet can be reduced, and the particle diameter in the ejection region can be made uniform. As a result, a gas-liquid mixed mist having a substantially uniform particle size, gas amount, and liquid amount in the injection region is obtained, and variation in cleaning power within the injection range can be suppressed when the cleaning nozzle is used.
前記噴射側外端面における噴射孔の長さL1と、該長さL1と直交方向の幅Wとは、L1:W=3:1〜10:1とすることが好ましくい。噴射孔の長さL1に対して噴射孔の幅Wを広げ過ぎると、噴射される気液混合ミストの厚さが薄くならず、打力が低下する一方、幅Wを狭くしすぎると壁面に付着する水量が多くなり、粒子の粗大化や速度の低下が起こるため、幅Wは長さL1に対して前記比率の範囲とすることが好ましい。 It is preferable that the length L1 of the injection hole in the outer end surface on the injection side and the width W in the direction orthogonal to the length L1 are L1: W = 3: 1 to 10: 1. If the width W of the injection hole is increased too much with respect to the length L1 of the injection hole, the thickness of the injected gas-liquid mixed mist is not reduced and the striking force is reduced. Since the amount of water adhering increases and the coarsening of the particles and the decrease in speed occur, the width W is preferably in the range of the ratio to the length L1.
また、前記噴射側外端面における噴射孔の長さL1と、噴射孔内端の内径L2とは、L1:L2=1.5:1〜5:1とすることが好ましく、該設定とすることで前記した噴射角度50°〜90°を得ることができる。 Further, the length L1 of the injection hole on the outer end surface of the injection side and the inner diameter L2 of the inner end of the injection hole are preferably set to L1: L2 = 1.5: 1 to 5: 1. The above-described injection angles of 50 ° to 90 ° can be obtained.
さらに、噴射孔内端から外端までの深さDと、直交方向の幅Wは、D:W=1:1〜3:1とすることが好ましい。
これは、噴射孔の深さDを長さL1に対して深すぎると壁面に付着する水量が多くなり、粒子の粗大化や速度の低下が起こる一方、浅すぎると噴射厚さが大となって、打力が低下するためである。
Furthermore, it is preferable that the depth D from the inner end to the outer end of the injection hole and the width W in the orthogonal direction be D: W = 1: 1 to 3: 1.
This is because if the depth D of the injection hole is too deep with respect to the length L1, the amount of water adhering to the wall surface increases, resulting in coarsening of the particles and a decrease in speed, whereas if the depth is too shallow, the injection thickness becomes large. This is because the hitting force is reduced.
前記第1及び第2の二流体ノズルとも、前記噴射室および噴射孔を設けたノズルチップをノズル本体と別体として設けて一体的に組みつけていることが好ましい。
このようにノズルチップを別体とすると、噴射角度の相違するノズルチップを予め設けておくと、容易に噴射角度を変えることができる。かつ、ノズルチップの噴射孔に目詰まりが発生すると、ノズルチップのみを取り外してメンテナンスすることが出来る。
なお、ノズル本体とノズルチップとを別体とせずに、樹脂で一体成形してもよい。
It is preferable that both the first and second two-fluid nozzles are integrally assembled by providing a nozzle tip provided with the ejection chamber and the ejection hole as a separate body from the nozzle body.
As described above, when the nozzle tip is a separate body, the nozzle angle can be easily changed by providing in advance nozzle tips having different jetting angles. In addition, when the nozzle hole is clogged, only the nozzle chip can be removed for maintenance.
In addition, you may integrally mold with resin, without making a nozzle main body and a nozzle tip separate.
なお、上記ノズル本体の気液混合流路への液体(水)と気体(空気)との供給方法は特定されないが、空気圧を高める場合には該空気圧により供給される水の逆流を生じない構成とすることが好ましい。 In addition, although the supply method of the liquid (water) and gas (air) to the gas-liquid mixing flow path of the said nozzle body is not specified, when raising an air pressure, the structure which does not produce the backflow of the water supplied by this air pressure It is preferable that
前記第1及び第2の二流体ノズルとも、噴射する気液混合ミストの幅を薄くして打力を高めることができるため、特に洗浄用ノズルや冷却用ノズルとして好適に用いられる。 Since both the first and second two-fluid nozzles can increase the striking force by reducing the width of the gas-liquid mixed mist to be injected, they are particularly preferably used as cleaning nozzles and cooling nozzles.
以上の説明より明らかなように、本発明に係わる二流体ノズルでは、スリット状の噴射孔の長さ方向の噴射角度を90°以下の任意の角度に簡単に調節して形成でき、よって、噴射される気液混合ミストの厚さを薄くでき、その結果、打力を高めることができ、洗浄用ノズルとすると、洗浄力を強くすることができ、微細な部分まで洗浄することができる。また、冷却用として用いる場合にも、打力が強いため冷却効果を高めることができる。
かつ、気液混合流路の噴射側先端を閉鎖面とし、該閉鎖面に直径方向の切り込みを設けると共に、該切り込みの中央を前記主孔と連通させてスリット状の噴射孔としているため、主孔の中央部分では気液混合流体が噴射孔へと直進する一方、外周部の気液混合流体は中央へと流れ込み、噴射孔の内端で正面衝突しながら噴射孔より噴射される。よって、スリット状の噴射孔と直交方向の気液混合流体の流れ方向および流速は低減されると共に、正面衝突により気液混合流体の微粒化が図れ、噴射領域における粒径、液量、気体量の均一化が図られ、洗浄力にバラツキを発生させない利点もある。
As is apparent from the above description, the two-fluid nozzle according to the present invention can be formed by simply adjusting the injection angle in the length direction of the slit-like injection hole to an arbitrary angle of 90 ° or less. The thickness of the gas-liquid mixed mist can be reduced, and as a result, the striking power can be increased. When the cleaning nozzle is used, the cleaning power can be increased and fine portions can be cleaned. In addition, even when used for cooling, the cooling effect can be enhanced because the striking force is strong.
In addition, since the injection-side tip of the gas-liquid mixing channel is a closed surface, a cut in the diameter direction is provided in the closed surface, and the center of the cut is communicated with the main hole to form a slit-like injection hole. While the gas-liquid mixed fluid goes straight to the injection hole at the central portion of the hole, the gas-liquid mixed fluid at the outer peripheral portion flows into the center and is injected from the injection hole while colliding frontally at the inner end of the injection hole. Therefore, the flow direction and flow velocity of the gas-liquid mixed fluid orthogonal to the slit-shaped injection holes are reduced, and the gas-liquid mixed fluid can be atomized by frontal collision, and the particle size, liquid amount, gas amount in the injection region can be achieved. Is uniform, and there is an advantage that the cleaning power does not vary.
また、ノズル本体を着脱自在に組みつけるノズルチップを設けた場合には、該ノズルチップを交換することにより、噴霧パターンを変更することができると共に、メンテナンス性も優れたものとできる。 Moreover, when the nozzle chip | tip which attaches | detaches a nozzle main body so that attachment or detachment is provided, by changing this nozzle chip | tip, while being able to change a spray pattern, it can also be excellent in maintainability.
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図1および図2は第1実施形態の二流体ノズル10を示す。
図中、11はノズル本体、12はコア、13はノズルチップ、14はキャップであり、これら4部品から組み立てている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 and 2 show a two-
In the figure, 11 is a nozzle body, 12 is a core, 13 is a nozzle tip, and 14 is a cap, which are assembled from these four parts.
ノズル本体11は、略円筒形状で、噴射側の先端に凹部11aを設け、該凹部11a内にコア12を介してノズルチップ13を組みつけ、キャップ14でノズル本体11に一体的に組みつけている。
前記ノズル本体11は、中心軸線に沿って気体流路15を設け、該気体流路15をノズル本体11の基端11bに開口させて、気体導入管(図示せず)との連結部としている。前記凹部11aの底面中央には気体流路15の噴射側先端を構成する小径筒部11cを突出させている。
また、ノズル本体11の外周面に開口する大径の液体導入孔16を設け、該液体導入孔16を直角に噴射側へと屈折させて、軸線方向に小径な液体流路17を設け、該液体流路17の先端を前記凹部11aの底面で且つ前記小径筒部11cより外周位置に開口している。
The
The nozzle
In addition, a large-diameter
前記凹部11a内に嵌合するコア12は、凹部底面と接する端面中央に深底とした凹部12aを設けると共に、其の周囲に浅底とした凹部12bを設け、前記凹部12aに前記小径筒部11cを突出させて気体流入部とすると共に、凹部12bに液体流路17を開口っさせて液体流入部としている。
前記中央の凹部12aに連続して噴射側に向けて縮径するテーパ孔12cを設け、該テーパ孔12cの先端に小径の混合流路12dを設けている。
前記形状のコア12には、中央部に気体が流入し、その外周に液体が流入し、テーパ孔12cで混合されて、該テーパ孔12cが第1混合室Aとなる。
The core 12 fitted in the
A
In the core 12 having the shape, gas flows into the central portion, liquid flows into the outer periphery thereof, and is mixed by the tapered
前記コア12の先端側に連接するノズルチップ13には、図示のように、小径の混合流路12dに連通する大径孔13aからなる第2混合室Bと、該第2混合室内Bに段差壁面13bを介して連通するドーム状の主孔Eを設けている。該主孔Eは、図示のように、頂端側に向かって漸次小径とした軸方向の断面が円弧状となるドーム状としている。
As shown in the figure, the
前記ノズルチップ13の噴射側先端面は平坦な円形状の閉鎖部13bとし、該閉鎖部13bには外周縁と所要の隙間L3をあけて直径方向の切り込み18を設けている。該切り込み18は長さ方向Xの両端より中心に向けて深さ方向に角度θ1で傾斜させ、該切り込み18の中央部を主孔Eの先端側と連通させ、該主孔Eとの連通位置を内端として噴射側外面に向けてテーパ状に広がるスリット状の噴射孔20を設けている。このように、ドーム状の主孔Eの先端側にスリット状の噴射孔20を設けて、該主項Eを噴射室とている。
The injection tip end surface of the
前記スリット状の噴射孔20は、図2に拡大して示すように、内端が楕円状で、外端が細長い長方形状となる。該噴射孔20では、噴射側外端面における噴射孔20の長さL1と、該長さL1と直交方向の幅Wとは、L1:W=3:1〜10:1に設定している。かつ、前記長さL1と記噴射孔20の流入口となる内端の長軸側の内径L2とは、L1:L2=1.5:1〜5:1としている。
As shown in an enlarged view in FIG. 2, the slit-shaped
さらに、噴射孔20の内端から外端までの深さDと、直交方向の幅Wとは、D:W=1:1〜3:1としている。
さらに、該噴射孔20の長さ方向における噴射角度θを50〜90度の範囲となるように設定している。なお、本実施形態では、60度と80度の2種類のノズルチップを設けている。
Furthermore, the depth D from the inner end to the outer end of the
Further, the injection angle θ in the length direction of the
次に、前記構造の二流体ノズルの作用を説明する。
気体流路15より流入した気体(本実施例では空気)はノズル本体11の中心軸心部において、コア12の中央の凹部12aに噴出される一方、該空気の外周部の凹部12bに液体流路17より液体が噴出され、テーパ孔12cからなる第1混合室Aで空気の外周部に水が混合された状態となる。
この第1混合室Aにおける混合により空気と水とはほぼ全体的に混合状態となるが、比較的外周部は水滴が大きく、中心部は水滴が小さい状態となり、該状態で、次に整流室Bへ流入する。よって、整流室Bでは内壁に沿って水滴が大きい気水混合液が流通し、中心部には水滴が小さい気水混合液が流通する。
Next, the operation of the two-fluid nozzle having the above structure will be described.
The gas (air in the present embodiment) flowing in from the
Although the air and water are almost entirely mixed by mixing in the first mixing chamber A, the water droplets are relatively large in the outer peripheral portion and the water droplets are small in the central portion. Flows into B. Therefore, in the rectifying chamber B, the air / water mixed liquid with large water droplets flows along the inner wall, and the air / water mixed liquid with small water droplets flows through the central portion.
第1混合室Aで混合された混合流体は小径の混合流路12dをへてノズルチップ13の第2混合室Bに流入する。該第2混合室Bで気水混合液は拡散し、主として外周部の混合液が周壁内面に衝突する。よって、外周部の粒径の大きい水滴は小さい粒径の水滴となり、中心部の水滴と略均等な粒径となる。この粒径が均等となった気水混合液は小径とした噴射室の段差壁面13bに衝突しながら主孔Eに流入し、スリット状の噴射孔20より噴射する。噴射された気水混合ミストは噴射孔20の形状により、広角扇形で且つ噴霧厚さが薄いスプレーパターンとなり、かつ、スプレーパターン全域にわたり、粒径が均等で、かつ、空気量および液量とも略均等となる。
The mixed fluid mixed in the first mixing chamber A flows into the second mixing chamber B of the
且つ、前記スプレーパターンでは、スリット状の噴射孔20からの噴射角度を50〜90度として比較的狭くしているため、長さ方向の全長にわたって噴射させる気液混合ミストの打力を低下させず、スプレーパターンの全域にわたり強い打力を得ることができる。
Moreover, in the spray pattern, since the spray angle from the slit-shaped
尚、本発明のように、ノズルの中心部に空気を供給し、その外周部に水を供給して混合する方式の気水混合ノズルにおいては、混合液の外周部の水滴の粒径が大きくなるのは、必然的なことである。よって、この外周部の大きな水滴を、本発明のように強制的に壁面に衝突させて小径化させる手段を用いない場合には、スプレーパターンの周縁部の粒径が大きくなる。これに対して、本発明では、段差壁面に衝突させて小径化しているため、粒径の小径均等化が図られる。 In addition, in the air-water mixing nozzle in which air is supplied to the central portion of the nozzle and water is supplied to the outer peripheral portion and mixed as in the present invention, the particle size of water droplets on the outer peripheral portion of the mixed liquid is large. It is inevitable. Therefore, when the means for forcibly causing the large water droplets on the outer peripheral portion to collide with the wall surface to reduce the diameter as in the present invention is not used, the particle size of the peripheral portion of the spray pattern is increased. On the other hand, in the present invention, since the diameter is reduced by colliding with the stepped wall surface, it is possible to equalize the particle diameters.
図3(A)(B)は第1実施形態の変形例を示し、ノズルチップ13’の噴射側先端面の外面形状を円弧形状としている。
該変形例においても、直径方向に切り込み18’を設け、該切り込みを中心側に向けて傾斜させ、切り込み18’をドーム状の主孔Eと連通させて、スリット状の噴射孔20’を設けている。
3 (A) and 3 (B) show a modification of the first embodiment, and the outer surface shape of the ejection side tip surface of the nozzle tip 13 'is an arc shape.
Also in this modification, a
図4は第2実施形態を示し、気体と液体との混合部の構成を変えて、前記図6と同様な構成としているが、ノズルチップ22の構成は第1実施形態と同様としている。
ノズル本体11”は、横長円筒形状で、その左右両端部に夫々気体供給管および液体供給管(図示せず)と接続する大径の開口部25、26を形成すると共に、軸方向中央部に図中上面が開口した凹部27を設け、該凹部27の内周面にキャップ23を螺着するためのメネジ部27aを形成している。さらに、前記気体供給管と接続する開口部25には、ノズル本体11”の軸芯線より下方位置で且つ軸芯線と平行に穿設した小径の気体流路28を連通している。該気体流路28はノズル本体11”の中央部において凹部27側へ屈折させて凹部底面中央に開口すると共に、該開口の外周に沿って凹部内に仕切壁部29を突設してオリフィスを形成している。一方、液体供給管と接続する開口部26には、軸芯線Lに沿って、即ち、気体流路28より上部側で、凹部27の外周面の一部に開口する小径の液体流路31を穿設している。
FIG. 4 shows the second embodiment. The configuration of the gas and liquid mixing unit is changed to be the same as that of FIG. 6, but the configuration of the
The
前記凹部27内には、コア21を嵌め込み、該コア21の先端部にノズルチップ22を嵌合し、これらコア21とノズルチップ22にキャップ23を嵌合した状態で、キャップ23をノズル本体11”に螺着することにより、ノズルを組み立てている。
The
ノズル本体11”の凹部27内に嵌合するコア21は、上端より軸芯に沿って穿設した小径孔32の下部に下向き円錐状に拡大するテーパ孔33を形成しており、該テーパ孔33は上記仕切壁部29と空隙をあけて囲繞して配置している。該空隙では仕切壁部29の上端部外壁とテーパ孔33の内壁との間の間隔が狭くなり、この狭い空隙をオリフィスとして作用させるようにしている。該構成とすることにより、気体をテーパ孔33の中心部に噴出させると共に、液体を気体の外周部に噴出し、よって、テーパ孔33の内部に構成される第1混合室Aにおいて、気体の外周部に液体を供給して混合している。
テーパ孔33と連通する小径孔32は比較的長く設定して、長尺な整流室を構成し、第1混合室Aで混合された混合流体の整流作用が十分に為されるようにしている。
The core 21 fitted in the
The small-
前記ノズルチップ22は第1実施形態と同様に、前記コア21の整流室に連通する大径室22aからなる第2混合室Bを設けている。該第2混合室Bは第1実施形態の第2混合室と比較して長尺としている。この第2混合室Bに段差壁面22bを介して第1実施形態と同様な主孔Eと連通させている。該主孔Eの先端閉鎖部には切り込みを設けてスリット状の噴射孔20’を設けている構成は第1実施形態と同様である。
As in the first embodiment, the
第2実施形態の二流体ノズルの作用を説明すると、気体流路28より流入した気体(本実施例では空気)はノズル本体11”の中心軸心部において、オリフィスより第1混合室A内に噴出され、該空気の外周部に液体流入口26より流入した液体(本実施例では水)がオリフィスより噴出されて、空気の外周部より水が混合された状態となる。
この第1混合室Aにおける混合により空気と水とはほぼ全体的に混合状態となるが、比較的外周部は水滴が大きく、中心部は水滴が小さい状態となり、該状態で、次に整流室へ流入する。よって、整流室では内壁に沿って水滴が大きい気水混合液が流通し、中心部には水滴が小さい気水混合液が流通する。
Explaining the operation of the two-fluid nozzle of the second embodiment, the gas (air in the present embodiment) flowing in from the
Although the air and water are almost entirely mixed by mixing in the first mixing chamber A, the water droplets are relatively large in the outer peripheral portion and the water droplets are small in the central portion. Flow into. Therefore, in the rectifying chamber, the air / water mixture having a large water droplet flows along the inner wall, and the air / water mixture having a small water droplet flows in the center.
整流室の先端より大径の第2混合室Bに噴出する気水混合液は拡散し、主として外周部の混合液が前面の段差壁24に衝突する。よって、外周部の粒径の大きい水滴は小さい粒径の水滴となり、中心部の水滴と略均等な粒径となる。この粒径が均等となった気水混合液は小径とした噴射室の主孔Eに流入し、スリット状の噴射孔42より噴射する。噴射された気水混合ミストは噴射孔20’の形状により、広角扇形で且つ噴霧厚さが薄いスプレーパターンとなり、かつ、スプレーパターン全域にわたり、粒径が均等で、かつ、空気量および液量とも略均等となる。
The gas / water mixture sprayed into the second mixing chamber B having a larger diameter than the tip of the rectifying chamber diffuses, and mainly the liquid mixture in the outer peripheral portion collides with the stepped
図5は第3実施形態を示す。
第3実施形態ではノズルチップ13”に設ける噴射孔20”の構成を第1実施形態を代えている。
ノズルチップ13”の噴射側先端の円形状の閉鎖部13b”には、直径方向に一定深さの切り込み18”を貫通して設けている。即ち、第1〜第3実施形態では切り込みは外周縁から所要寸法をあけて形成しているが、第4実施形態できは切り込み18”を貫通させている。このように貫通させると、加工性を改善できるが、形成されるスリット状の噴射孔は長さ方向の両端が開口状態となり、噴射角度は180度以上となってしまうこととなる。
よって、ノズルチップ13”の外周面にリング55を取り付け、該リング55の先端位置を噴射孔42”の内端位置とノズルチップの外端位置の間Hに突出させて、開口された長さ方向の両端に噴射角度制御用の閉鎖部を設けている。詳細には、ノズルチップ22”の外周面に雄ネジを設ける一方、リング55を圧入嵌合し、噴射角度を60〜80°としている。
FIG. 5 shows a third embodiment.
In the third embodiment, the configuration of the
The
Therefore, the
なお、前記第3実施形態の構成を、前記第2実施形態のノズルチップに適用しても良いことは言うまでもない。 Needless to say, the configuration of the third embodiment may be applied to the nozzle chip of the second embodiment.
本発明の二流体ノズルは、スリット状の噴射孔より噴射する気液混合ミストの打力を噴射領域の全体にわたって高めることが出来ると共に、粒径を微小として気液混合ミストにおける液滴の均等化が図れ、かつ、供給圧が多少変動しても噴霧範囲の変動が少ないものであるため、洗浄用ノズルとして好適に用いるられるだけでなく、冷却用、塗布用、散布用としても好適に用いることができる。 The two-fluid nozzle of the present invention can increase the striking force of the gas-liquid mixed mist injected from the slit-shaped injection hole over the entire injection region, and can equalize droplets in the gas-liquid mixed mist with a small particle size. The spray range is small even if the supply pressure fluctuates somewhat, so it is not only suitable for use as a cleaning nozzle, but also suitable for cooling, coating, and spraying. Can do.
10 二流体ノズル
11 ノズル本体、
13 ノズルチップ
20 噴射孔
A 第1混合室、
B 第2混合室
E 主孔(噴射室)
10 Two-
13
B Second mixing chamber E Main hole (jet chamber)
Claims (7)
前記ノズル本体の軸心線に沿って気体を供給すると共に、該気体に対して外周方向より液体を混合させる混合室を設け、該混合室に噴射室を連通させ、
前記噴射室の噴射側は、先端面を平坦面あるいは円弧面とした閉鎖部とすると共に、その内部に、中心の頂点に向かって漸次小径とした軸方向断面が円弧状となるドーム状の主孔を設け、該主孔に前記混合室より混合流体を流入させ、かつ、該噴射室の噴射側先端の前記閉鎖部に、外周縁と所要の隙間をあけて直径方向の切り込みを設け、該切り込みは長さ方向の両端より中心に向けて深さ方向に傾斜させ、該切り込みの中央部を前記主孔の先端側と連通させ、該主孔との連通位置を内端として前記噴射側外面に向けてテーパ状に広がるスリット状の前記噴射孔を設けていることを特徴とする二流体ノズル。 Gas and liquid supplied from a gas inlet and a liquid inlet formed in the nozzle body are mixed in a mixing chamber, and the gas-liquid mixed mist is injected from an injection hole provided in the injection chamber. In the fluid nozzle,
While supplying a gas along the axial center line of the nozzle body, providing a mixing chamber for mixing the gas from the outer peripheral direction to the gas, and communicating the injection chamber to the mixing chamber,
The injection side of the injection chamber is a closed portion having a tip surface that is a flat surface or an arc surface, and a dome-shaped main section in which the axial cross section gradually decreases in diameter toward the apex of the center and has an arc shape. Providing a hole, allowing a mixed fluid to flow into the main hole from the mixing chamber, and providing a notch in a diametrical direction at the closing portion at the tip of the injection side of the injection chamber with a required clearance from the outer peripheral edge; The incision is inclined in the depth direction from both ends in the length direction, and the central portion of the incision is communicated with the distal end side of the main hole, and the injection side outer surface with the communicating position with the main hole as the inner end A two-fluid nozzle characterized by having a slit-like injection hole that extends in a tapered shape toward the nozzle.
前記ノズル本体の軸心線に沿って気体を供給すると共に、該気体に対して外周方向より液体を混合させる混合室を設け、該混合室に噴射室を連通させ、
前記噴射室の噴射側は先端面を平坦面とした閉鎖部とすると共に、その内部に、中心の頂点に向かって漸次小径とした軸方向断面が円弧状となるドーム状の主孔を設け、該主孔に前記混合室より混合流体を流入させ、かつ、該噴射室の噴射側先端の前記閉鎖部に、一定深さで直径方向に貫通させた切り込みを設け、該切り込みの中央部を上記主孔の先端側と連通させてスリット状の噴射孔を設け、さらに、
前記噴射側外周を囲むリングを設けて、該リングの先端を前記切り込み底面と前記噴射側外端面との間の所要位置に突出させ、該リング先端位置を調節することにより前記噴射孔の噴霧角度を調節できる構成としていることを特徴とする二流体ノズル。 Gas and liquid supplied from a gas inlet and a liquid inlet formed in the nozzle body are mixed in a mixing chamber, and the gas-liquid mixed mist is injected from an injection hole provided in the injection chamber. In the fluid nozzle,
While supplying a gas along the axial center line of the nozzle body, providing a mixing chamber for mixing the gas from the outer peripheral direction to the gas, and communicating the injection chamber to the mixing chamber,
The injection side of the injection chamber has a closed portion with a flat tip surface, and a dome-shaped main hole in which the axial cross section gradually decreases in diameter toward the top of the center and has an arc shape, The mixed fluid is allowed to flow into the main hole from the mixing chamber, and a cut is formed in the closing portion at the tip of the jet side of the jet chamber penetrating in a diametrical direction at a certain depth, and the central portion of the cut is formed as described above. A slit-shaped injection hole is provided in communication with the tip side of the main hole,
A ring surrounding the outer periphery of the injection side is provided, the tip of the ring protrudes to a required position between the cut bottom surface and the outer end surface of the injection side, and the spray angle of the injection hole is adjusted by adjusting the position of the ring tip A two-fluid nozzle characterized by having a configuration capable of adjusting the pressure.
前記軸心線に沿って供給する気体の外周に液体を供給して混合すると共に、先端側に向けて縮径する断面テーパ状とした第1混合室と、
該第1混合室に小径流路を挟んで設けた大径の第2混合室とからなり、
前記第2混合室と、該第2混合室より小径とした前記噴射室との間に、混合流体の外周部が衝突する段差壁面を設けている請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の二流体ノズル。 The mixing chamber is
A first mixing chamber having a cross-sectional taper shape that is reduced in diameter toward the tip side while supplying and mixing liquid to the outer periphery of the gas supplied along the axis;
A large-diameter second mixing chamber provided with a small-diameter channel in between the first mixing chamber,
4. The step wall surface on which the outer peripheral portion of the mixed fluid collides is provided between the second mixing chamber and the jet chamber having a smaller diameter than the second mixing chamber. The two-fluid nozzle described in 1.
前記長さL1と、前記噴射孔内端の内径L2とは、L1:L2=1.5:1〜5:1とし、さらに、
前記噴射孔内端から外端までの深さDと、直交方向の幅Wとは、D:W=1:1〜3:1としている請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の記載の二流体ノズル。 The length L1 of the injection hole in the outer end surface of the injection side and the width W in the direction orthogonal to the length L1 are L1: W = 3: 1 to 10: 1, and
The length L1 and the inner diameter L2 of the inner end of the injection hole are L1: L2 = 1.5: 1 to 5: 1, and
5. The depth D from the inner end to the outer end of the injection hole and the width W in the orthogonal direction are set to D: W = 1: 1 to 3: 1. The two-fluid nozzle described in the above.
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