JP2009061355A - 気体噴射ノズルおよびこれを備える気体噴射装置 - Google Patents
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【解決手段】加圧気体供給源50に蓄えられた加圧気体を、回転する吹出口16から拡散させながら噴射するための気体噴射ノズル10であって、基端が前記加圧気体供給源と連通する固定管12と、硬質材料からなり前記固定管と連通する通孔18を内部に備えるとともに該固定管の先端に対して回転自在に設けられた回転体14と、を有し、前記回転体の先端には、回転体の回転軸から径方向にオフセットした位置に、前記吹出口が、回転軸(AX)方向および径(R)方向に対してともに交差する方向に向けて開口形成されていることを特徴とする気体噴射ノズル10。
【選択図】図1
Description
第一には、加圧気体の噴射によってフレキシブルノズルを安定して旋回させるためには相当の噴射圧が必要であるため、当該ノズルは高圧噴射用途でしか用いることができず、繊細な噴射を要するブロアーとしては用いることができない。
第二には、フレキシブルノズルの旋回径を所望に規定するためにはラッパ状のガイドが必須であるところ、ノズルの先端とガイドの内周面とが激しく擦れ合うため両者は容易に汚損および摩擦劣化する。このためノズルとガイド内周面との動摩擦抵抗が次第に増大してノズルの旋回性が低下する。
第三には、上述のような合成樹脂からなるフレキシブルノズルは冬季または寒冷地では硬化してしまい、旋回性が悪化することから加圧気体の所望の回転拡散を得ることができなくなる。
(1)加圧気体供給源に蓄えられた加圧気体を、回転する吹出口から拡散させながら噴射するための気体噴射ノズルであって、
基端が前記加圧気体供給源と連通する固定管と、硬質材料からなり前記固定管と連通する通孔を内部に備えるとともに該固定管の先端に対して回転自在に設けられた回転体と、を有し、
前記回転体の先端には、回転体の回転軸から径方向にオフセットした位置に、前記吹出口が、回転軸方向および径方向に対してともに交差する方向に向けて開口形成されていることを特徴とする気体噴射ノズル;
(2)前記固定管と回転体とがベアリングを介して接続されている上記(1)に記載の気体噴射ノズル;
(3)回転体が、前記固定管とそれぞれ連通した複数の吹出口を前記回転軸に対して回転対称位置に有し、かつ、前記複数の吹出口が、前記回転軸まわりに同一の回転方向に向けて形成されている上記(1)または(2)に記載の気体噴射ノズル;
(4)回転体が、当該回転体の回転により前記回転軸方向に軸流を発生させるファンを備えることを特徴とする上記(1)から(3)のいずれかに記載の気体噴射ノズル;
(5)回転体が、その先端より突出するブラシを有する上記(1)から(4)のいずれかに記載の気体噴射ノズル;
を要旨とする。
(6)(A)加圧気体が蓄えられた加圧気体供給源と、
(B)基端が前記加圧気体供給源と連通した固定管と、硬質材料からなり前記固定管と連通する通孔を内部に備えるとともに前記固定管の先端に対して回転自在に設けられた回転体と、を有し、前記回転体の先端には、回転体の回転軸から径方向にオフセットした位置に、回転軸方向および径方向に対してともに交差する方向に向けて吹出口が開口形成された気体噴射ノズルと、
(C)加圧気体供給源から固定管への前記加圧気体の流通を閉止または開放する弁体と、を備え、
噴射される加圧気体によって前記回転体を回転軸まわりに旋回させることにより、当該加圧気体を拡散させながら前記吹出口より噴射することを特徴とする気体噴射装置;
を要旨とする。
したがって本発明の気体噴射ノズルを備える気体噴射装置によれば、加圧気体の噴射圧が比較的低圧であっても、また吹き出し量が少量であっても、ノズルが良好に回転を開始して加圧気体の圧力波の増幅の効果が得られるため、噴射対象が羽毛繊維など繊細な噴射を要する場合にも対応することができる。
図1は本発明の第一実施形態の気体噴射ノズル10、およびこれを先端側(図中右方)に備える気体噴射装置30の一部縦断面模式図(側面図)である。気体噴射ノズル10、これが接続される連結部40、およびカバー42については、回転軸(AX)を通る垂直断面で切った縦断面図を図示している。
図2(a)は本実施形態の気体噴射ノズル10の部分縦断面模式図(側面図)である。固定管12の基端側(図中左方)は図示を省略している。また同図(b)は気体噴射ノズル10の正面図である。図中のA−A矢視が同図(a)に相当する。
本実施形態の気体噴射装置30は加圧気体の吹き付けによって塵埃を除去する除塵用のスプレー装置(ダストブロアー)であり、大別してスプレーガン32と、加圧気体供給源50と、これに貯留された加圧気体(図示せず)とからなる。
これにより、使用者がレバー36を手で引くことで弁体38が流路を開放し、加圧気体供給源50に蓄えられた加圧気体が気体噴射ノズル10の先端から噴射される。また使用者がレバー36を元に戻すことにより、弁体38が流路を閉止して加圧気体の流通が停止される。
本発明の気体噴射ノズル10は、スプレーガン32に対して固定された固定管12の先端に回転体14を回転自在に取り付けてなる。
固定管12の基端(図中左方)は、連結部40と気密に連接されて加圧気体供給源50と連通し、加圧気体の流路となる。固定管12の基端と連結部40との接続態様は特に限定されるものではないが、固定管12の基端側外周面に雄ネジ、連結部40の先端側にこれと対になる雌ネジを形成して互いに螺合するとよい。
固定管12の中心線形状、断面形状ともとくに限定されるものではなく、本実施形態では断面が円形、中心線形状が直線状の固定管12を例示している。
したがって、気体噴射ノズル10は、回転軸からのノズル先端部15のオフセット幅を半径とする円周上を吹出口16が移動することとなるため、所定の回転軸直進方向成分をもって噴射される加圧気体の圧力波を、吹出口16の回転によって増幅する効果を得ることができる。
固定管12の先端部にフランジ22が形成されている。一方、回転体14の基端側内部には、フランジ22およびベアリング20を収容可能な収容室23が設けられている。また収容室23の基端側は、フランジ22よりも小径かつ固定管12よりも大径となるよう凸部19が張り出している。これにより、フランジ22と凸部19との間にベアリング20を介装することで、固定管12と回転体14とは、固定管12の断面中心を回転軸として回転自在に接続される。
パイプ17の材質や形状は特に限定されず、例えば硬質プラスチック材料の円管を用いることができる。また、パイプ17は図示のように直管を回転軸に対して斜交させて用いるほか、中心線形状が湾曲または屈曲したものを用いてもよい。
まず、金属管の先端を拡径してフランジ22を形成した固定管12を作製する。一方、基端側を小径に、先端側を大径にくり抜いた円筒状の回転体14を硬質プラスチック材料により作製する。基端側の小径は凸部19の内径と一致し、先端側の大径は図2(a)に破線で示すように収容室23の内径と一致している。
次に、ベアリング20を周囲に装着した固定管12を、回転体14に対して先端側から挿通する。回転体14の凸部19の内径は固定管12のフランジ22よりも小径であるため、フランジ22がストッパーとなって凸部19とフランジ22とがベアリング20を介して当接する。
続けて、先端部を上記所定方向に曲げ形成したパイプ17を、くり抜かれた回転体14の先端側からこれに仮固定する。
最後に、上記仮固定されたパイプ17の周囲に、溶融した樹脂材料25を注入することでこれを回転体14に固定するとともに、回転体14の先端側を施蓋することで回転体14の内部に収容室23を残存形成する。回転体14の先端側に注入される樹脂材料25は、回転体14と同一材料であっても、異種材料であってもよい。
また回転体14を、回転軸を中心とする円柱形状とし、またノズル先端部15や吹出口16を回転体14の先端側端面の面内に収まるよう形成することにより、回転する回転体14からは径方向に何ら突出する部位がなく、使用者またはその周囲の者にとって本発明の気体噴射装置30を安全に使用することができる。
図3(a)は本発明の第二の実施形態の気体噴射ノズル10の先端部に関する部分縦断面模式図(側面図)、同図(b)はその正面図である。図3(b)のA−A矢視が同図(a)に相当する。
本実施形態は、回転体14に埋設されたパイプ17が先端(図中右方)に向かって二又に分岐し、それぞれの先端部が曲げ形成されてノズル先端部15a,15bが設けられるとともに、吹出口16a,16bが開口形成されている点で第一の実施形態(図2を参照)と相違している。
これにより、固定管12内部の通孔18を通じて供給された加圧気体が吹出口16a,16bからともに噴射されるに際して、回転体14が受ける反力Fは、同図(b)に→にて示すように、共通の回転方向、具体的には回転軸方向から見て反時計回りとなる。
複数の吹出口が配置される回転軸まわりの回転対称位置についても同様であり、当該複数の吹出口が回転軸を中心に、その周囲にバランスして配置されていれば足りる。
本実施形態の回転体14はその周囲に軸流ファン(ファン)52が設けられており、加圧気体の噴射によって回転体14が回転すると、ファン52が回転軸方向(AX)に向かって気流を発生させる点で第一の実施形態(図2を参照)と相違する。
すなわち、ファン52によって回転体14の過剰回転を抑制することで加圧気体の拡散が抑えられ、回転軸方向の噴射力が向上する。したがってかかる観点からは、回転体14の回転を抑制する回転抵抗を設けるだけでも回転軸方向への噴射力の調整が可能になるところ、本実施形態のように軸流ファンを回転体14に設けることで、回転体14に生じる回転抵抗を単なるエネルギーロスとするのではなく、これを回転軸方向への噴流に変換して加圧気体の噴射力を補助している。
また同様の観点から、ファン52の捩れ角度や、回転体14に対する取付角度を可変調整可能としてもよい。
本実施形態は、回転体14が、その先端より突出するブラシ54を備えている。したがって加圧気体の噴射反力Fによって回転体14が回転すると、ブラシ54もまた回転軸を中心に回転するため、当該ブラシ54を用いて被噴射面を回転方向に物理的に払拭することができる。また回転する吹出口16から噴射される加圧気体の膨張および回転拡散によりブラシ54は径方向にも曲げられるため、当該ブラシ54による被噴射面の払拭は、回転方向と径方向があわさったものとなる。
したがって気体噴射装置30を除塵用のダストブロアーとして用いた場合、本実施形態の気体噴射ノズル10によれば強固に付着した塵埃をブラシ54によって縦横から物理的に払拭して被噴射面からこれを剥離させつつ、加圧気体の吹き付けによってこれを吹き飛ばすことができる。
またブラシ54は、図示のように回転体14の先端に植え付けられる態様のほか、回転体14の周面上に取り付けられてブラシ54の先端を吹出口16より突出させてもよい。
12 固定管
14 回転体
15 ノズル先端部
16 吹出口
17 パイプ
18 通孔
20 ベアリング
30 気体噴射装置
32 スプレーガン
38 弁体
50 加圧気体供給源
52 ファン
54 ブラシ
Claims (6)
- 加圧気体供給源に蓄えられた加圧気体を、回転する吹出口から拡散させながら噴射するための気体噴射ノズルであって、
基端が前記加圧気体供給源と連通する固定管と、硬質材料からなり前記固定管と連通する通孔を内部に備えるとともに該固定管の先端に対して回転自在に設けられた回転体と、を有し、
前記回転体の先端には、回転体の回転軸から径方向にオフセットした位置に、前記吹出口が、回転軸方向および前記径方向に対してともに交差する方向に向けて開口形成されていることを特徴とする気体噴射ノズル。 - 前記固定管と回転体とがベアリングを介して接続されている請求項1に記載の気体噴射ノズル。
- 回転体が、前記固定管とそれぞれ連通した複数の吹出口を前記回転軸に対して回転対称位置に有し、かつ、前記複数の吹出口が、前記回転軸まわりに同一の回転方向に向けて形成されている請求項1または2に記載の気体噴射ノズル。
- 回転体が、該回転体の回転により前記回転軸方向に軸流を発生させるファンを備える請求項1から3のいずれかに記載の気体噴射ノズル。
- 回転体が、該回転体の先端より突出するブラシを有する請求項1から4のいずれかに記載の気体噴射ノズル。
- (A)加圧気体が蓄えられた加圧気体供給源と、
(B)基端が前記加圧気体供給源と連通した固定管と、硬質材料からなり前記固定管と連通する通孔を内部に備えるとともに前記固定管の先端に対して回転自在に設けられた回転体と、を有し、前記回転体の先端には、回転体の回転軸から径方向にオフセットした位置に、回転軸方向および径方向に対してともに交差する方向に向けて吹出口が開口形成された気体噴射ノズルと、
(C)加圧気体供給源から固定管への前記加圧気体の流通を閉止または開放する弁体と、を備え、
噴射される加圧気体によって前記回転体を回転軸まわりに旋回させることにより、当該加圧気体を拡散させながら前記吹出口より噴射することを特徴とする気体噴射装置。
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