JP2007283299A - スプレイノズル - Google Patents

Abstract

【課題】液体小滴の微細ミストの連続した又は実質的に連続した供給に用いられることに適したスプレイノズルを提供する。
【解決手段】スプレイノズルは、ガス供給ラインに連結されるガスインレットと液体供給ラインに連結される液体インレットとを有するノズル本体と、使用時に液体インレットから混合領域へ流れることができる液体の速度を制御するオリフィス体と、を備え、前記オリフィス体は、前記ノズル本体が前記液体供給ラインから取り外されることを必要とせずに、前記ノズル本体から取り外し可能である。
【選択図】図２

Description

本発明は、スプレイノズルに関する。本発明は、とりわけ、液体小滴の微細ミストの連続した又は実質的に連続した供給に用いられることに適したスプレイノズルに関する。

一つの適用例において、このタイプのスプレイノズルは、鋼鉄またはその他の金属の生産時および鋳造時の鋳物（ｆｏｕｎｄｒｙ ｏｕｔｐｕｔ）の冷却に用いられる。このような適用例においては、ミストが連続して又は実質的に連続して供給されることが重要である。スプレイノズルが詰まったり又は部分的に詰まったりした場合、冷却が十分に機能せず、この結果、鋳造材料の品質低下が生じる。また、十分な冷却が行われなかった領域においては、溶解材料のいわゆる「ブレイクアウト（ｂｒｅａｋ−ｏｕｔｓ）」にいたることもある。

従来のスプレイノズルにおいて、閉塞の洗浄（詰まりの除去）は、スプレイノズルの取り外しおよび分解をともなう。スプレイノズルが都合の悪い環境で用いられている場合、この作業は時間のかかる作業となる。さらに、スプレイノズルの洗浄を行っている間、鋳造作業を中止しなければならない。したがって、閉塞の洗浄（詰まりの除去）は高額な費用のかかる作業ともなる。

典型的なノズルのさらに不都合な点は、特定の流速でのみ流体を供給可能なことである。供給速度を変更するためには、ノズルの交換が必要となる。これは、上述した理由と同様の理由で時間のかかる作業となる。

発明の概要

本発明によれば、ガス供給ラインに連結されるガスインレットと液体供給ラインに連結される液体インレットとを有するノズル本体と、使用時に液体インレットから混合領域へ流れることができる液体の速度を制御するオリフィス体と、を備え、前記オリフィス体は、前記ノズル本体が前記液体供給ラインから取り外されることを必要とせずに、前記ノズル本体から取り外し可能である、スプレイノズルがもたらされる。

このような構成は、スプレイノズル全体を取り外すことなく、洗浄、点検（修理）または交換のためにオリフィス体を取り外すことができる。したがって、これらの作業を簡単化（単純化）することができる。

都合がよいことには、流れを規制する規制部を画成する孔がオリフィス体に設けられ、前記孔にインレットポートが連通し、また、前記孔は、取り外し可能なアクセスキャップにより一端部において閉鎖可能な貫通孔である。

このような貫通孔および取り外し可能なアクセスキャップを設けることにより、オリフィス体をそのままの位置に置いたまま、少なくともいくらかの詰まりの除去を行うことができる。このため、簡単で十分な方法で詰まりを除去することができ、スプレイノズルを使用することができない期間の時間を減じることができる。

本発明は、さらに、このようなスプレイノズルでの使用に適したオリフィス体、および、上述したような、貫通孔およびアクセスキャップを有するオリフィス体に関する。

発明を実施するための形態

本発明は、単なる例示として、添付の図面を参照しながら以下にさらに記載される。

まず、図１を参照すると、既知のスプレイノズル（噴霧ノズル）が示されている。既知のスプレイノズルは、エアインレットコネクタ（エア注入コネクタ）１２を固定されたノズル本体１０を備えている。エアインレットコネクタ１２は、溶接あるいはその他の手段によってエアインレットパイプ（エア注入パイプ）１４に固定されている。エアインレットコネクタ１２は、ノズル本体１０と螺合し、ノズル本体１０内に形成されたチャンバ１８内にエアオリフィス部材１６を配置している。エアオリフィス部材１６は貫通孔２０を含んでおり、この貫通孔２０は、オリフィスすなわちエアがオリフィス部材１６内を流れ得る速度に対する規制を形成する径が減じられた領域を画成する。スプレイノズルは、ノズル本体１０と螺合された水インレット部材（水注入部材）２２をさらに備えている。水インレット部材２２には、溶接あるいはその他の手段によって水インレットパイプ（水注入パイプ）２４が固定されている。オリフィスすなわち水が水供給ライン２４からチャンバ１８へ入り得る速度を規制する貫通孔２６を画成するように、水インレット部材２２は形状を決定されている。

エアオリフィス部材１６はチャンバ１８とともに環状領域を形成し、この環状領域内に水が貫通孔２６を介して送り込まれてくる。一対のアウトレット（図示せず）が、クロススロット（クロスした細長穴）によってオリフィス部材に形成されている。アウトレットは、貫通孔２０に沿って流れているエアへ前記環状チャンバから水を送り込み、これにより、混合領域２８において水滴のミストを形成する。小滴はランス（ｌａｎｃｅ）３０内を通過し、スプレイヘッド３２を介して所望の場所へ供給される。

上述したように、スプレイノズルが鋳物（ｃａｓｔ ｍｅｔａｌ）の冷却に用いられる場合、水滴が実質的に連続してスプレイノズルから供給されることが望ましい。例えば水供給ライン２４内を流れている水に含まれたパーティクルや異物によって、貫通孔２６が完全にまたは部分的に塞がれた場合、鋳物の冷却が損なわれて好ましくない。貫通孔２６が塞がれた場合または部分的に塞がれた場合、貫通孔２６の洗浄を行うためには、水インレット２４をノズル本体１０から取り外し、貫通孔２６へのアクセスを確保することが必要となる。このため、典型的には、ノズル本体１０をエアインレット１２から取り外すことも必要となる。したがって、閉塞の洗浄（詰まりの取り除き）は時間のかかる作業であることが明らかであり、また、洗浄が行われている間、鋳造作業を中止しなければならないことを考慮すると、閉塞の洗浄は費用のかかる作業であることも明らかである。

図１の構成におけるさらなる不具合は、オリフィスまたは水が送り込まれ得る速度を規制する規制部の大きさを調節するために水インレット２２の交換を伴うことである。水インレット２２が水インレットライン２４に溶接されている場合、この作業は簡単な作業ではない。

図２に本発明の一実施の形態におけるスプレイノズルが示されている。図２の構成は、上述の既知の構成に関連した上述の不具合を克服するように設計されている。図２の構成は、螺子留め連結によりエアインレット（エア注入部）４２が接続されたノズル本体４０を備えている。次に、エアインレット４２はエア供給ライン４４に連結されている。エアインレット４２は、図１に示された構成のエアオリフィス部材１６と実質的に同様に形成されたエアオリフィス部材４６を、ノズル本体４０内に位置させている。利便性のため、ノズル本体４０は、部分４０ａおよび部分４０ｂを有し、二つの部分からなる形態（ｔｗｏ−ｐａｒｔ ｆｏｒｍ）をとっている。しかしながら、このことは必須ではない。部品４０ｂは、以下で説明するランス（ｌａｎｃｅ）６２は固定されるコネクタとしてさらに機能する。

ノズル本体４０は、螺子留め連結により水インレット部材（水注入部材）５０が接続された水インレットポート（水注入口）４８をさらに有している。水インレット部材５０は水供給ライン５２に連結されている。

ノズル本体４０には通路（ｐａｓｓａｇｅ）５４が形成され、この通路５４内に水オリフィス部材が配置されており、これにより、水インレットポート４８からエアオリフィス部材４６の周囲に画成された環状チャンバ５８へ水を送り込むようになっている。図１を参照して上述した構成と同様に、チャンバ５８からの水はクロススロット４６ａを通過して混合領域６０に流れ込むことができる。混合領域６０においては、エアの流れによって、水から水滴のミストが形成される。微小水滴状のミストはランス６２に沿って搬送され、スプレイヘッド６４を介して所望の場所に送り込まれる。

水オリフィス体５６は略円筒状の本体を有している。この本体の一部分５６ａには螺子構造が形成されており、これにより、水オリフィス体５６をノズル本体４０内に形成された通路内に固定することが可能となっている。水オリフィス体５６には貫通孔６６が形成されている。オリフィスすなわち水がオリフィス体５６内を流れ得る速度に対する規制を形成する径が減じられた領域６８を画成するように、貫通孔６６は形状を決定されている。貫通孔６６は、領域６８から離間した端部において、アクセスキャップ（ａｃｃｅｓｓ ｃａｐ）７０によって閉鎖されている。アクセスキャップ７０は、螺子留め連結により所定に位置に固定可能となっている。水オリフィス体５６は、貫通孔６６に直行するとともに貫通孔６６に連通する通路によって画成された水インレットポート（水注入口）７２をさらに有している。

ノズル本体４０と水オリフィス部材５６との間における水漏れを最小限に抑えるあるいは防止するため、変形可能な銅製シーリングワッシャー７４がノズル本体４０と水オリフィス部材５６との間に介在していることが都合がよい。

使用時には、図示されているようにスプレイノズルはエア供給ライン４４および水供給ライン５２に連結され、水が、ノズル本体４０のインレットポート４８へ供給され、水オリフィス部材５６へと送り込まれる。水は、貫通孔６６に沿い領域６８を通過して、水オリフィス部材５６から環状チャンバ５８へと送り込まれる。水は、環状チャンバ５６からクロススロット４６ａを通過して混合領域６０へ流れ込むことができる。混合領域においては、エアオリフィス部材４６から供給されるエアの作用によって、水が細分化され、微小水滴のミストを形成する。微小水滴のミストはランス６２内を搬送され、ヘッド６４により所望の位置へ所望のパターンで供給される。

水オフィス部材５６内に形成された貫通孔が詰まった場合（閉鎖された場合）、ノズルを完全に取り外したり分解したりすることが必要とされず、アクセスキャップ７０を水オリフィス体５６から取り外して、圧縮エアを貫通孔６６に供給することができる。典型的には、圧縮エアの適用により詰まりを除去することができる。したがって、いったんアクセスキャップを所定の位置から緩め、スプレイノズルの通常の動作を行えばよい。この方法で圧縮エアを貫通孔６６へ供給しても詰まりを除去することができない場合、水オリフィス体５６をスプレイノズルのその他の部分から取り外して、洗浄、交換または修理することができる。この際、スプレイノズル全体を取り外す必要はない。水オリフィス体５６を洗浄した後、水オリフィス体を図２に示された動作位置に戻すことができる。この際、典型的には、シーリングワッシャー７４が交換され、これにより、水オリフィス体５６とノズル本体４０との間のシールの完全性が保たれる。水供給ラインおよびエア供給ラインからノズルを取り外すことなく、これらの両方の操作が実行可能であり、このため、製造工程を最小限中断させるだけで、比較的に速くこれらの両方の操作が実行されることが理解されるだろう。

図２に示された構成の従来の構成と比較したさらなる利点は、水滴のミストが供給される速度を変化させたい場合に、水オリフィス体５６を、異なる径の領域６８を有したものに交換しさえすればよいことである。またこの際、スプレイノズル全体を交換する必要はない。

上述した構成は異なる方法で使用され得る。例えば、貫通孔６６の端部を閉鎖するためにアクセスキャップ７０を設けることなく、さらなる流体インレットライン（流体注入ライン）を貫通孔６６の端部に連結してもよい。一つの可能性として、追加のエアラインをそこに設けることができる。追加のエアラインの圧力を適切に制御することにより、水の供給圧力を調節することなく、水の供給速度を変化させることができる。さらに、水が、少なくとも部分的に、混合領域６０に到達する前に細分化されるので、典型的な構成に比較して微小な小滴の形成に用いられ得る。

図３に示すように、水インレットポート７２の位置を変更して水インレットポート７２が貫通孔６６に接するよう、ノズルを変更してもよい。これにより、水が渦巻き動作を行うようにすることができる。水が渦巻き動作を行うことにより、水が中空円錐スプレイの形態で領域６８を通過するようにすることができる。このため、領域６８の大きさを大きくすることができ、これにより、水が領域６８を通過する際の速度を速くさせてしまうことなく、領域６８が詰まってしまう危険性を減ずることができる。

上述した構成に対する変更および修正の範囲は、本発明の範囲から離れることなく行われる。さらに、上述の説明は水滴の形成に関するものであったが、スプレイノズルはその他の流体にも用いられ得る。

図１は、既知のスプレイノズルを示す断面図である。 図２は、本発明の一実施の形態におけるスプレイノズルを示す、図１と同様の図である。 図３は、一変形例を示す図である。

符号の説明

４０ ノズル本体
４２ ガスインレット
４８ 液体インレット
５６ オリフィス体
６０ 混合領域
６６ 孔
６８ 規制部
７０ アクセスキャップ
７２ インレットポート

Claims (6)

1. 使用時にガス供給ラインに連結されるガスインレット（４２）と、使用時に液体供給ラインに連結される液体インレット（４８）と、を有するノズル本体（４０）と、
   使用時に液体インレット（４８）から混合領域（６０）へ流れることができる液体の速度を制御するオリフィス体（５６）と、を備え、
   前記オリフィス体（５６）は、前記ノズル本体（４０）が前記液体供給ラインから取り外されることを必要とせずに、前記ノズル本体（４０）から取り外し可能である
   ことを特徴とするスプレイノズル。
2. オリフィス体（５６）に、流れを規制する規制部（６８）を画成する孔（６６）が設けられ、
   前記孔（６６）にインレットポート（７２）が連通している
   ことを特徴とする請求項１に記載のスプレイノズル。
3. 前記孔（６６）は貫通孔であり、取り外し可能なアクセスキャップ（７０）により一端部において閉鎖可能である
   ことを特徴とする請求項２に記載のスプレイノズル。
4. 前記インレットポート（７２）は、前記孔（６６）に略接するようにして開口している
   ことを特徴とする請求項２または３に記載のスプレイノズル。
5. 前記オリフィス体（５６）は、前記ノズル本体（４０）と螺合している
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のスプレイノズル。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載されたスプレイノズルに用いられるようになされたオリフィス体。

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