JP2009504404A - 改良されたスプレーパターン弁体 - Google Patents

Abstract

流体がスプレーノズルから出る前に流体流れが挿入体によって方向転換されるスプレーヘッドが提供される。特に、スプレーヘッドは、弁体とスプレーノズルキャビティとを通過する流体の経路を変更する、弁体内に配置された挿入体を有しており、スプレーノズルキャビティにおける流体の増大した混合、ひいては、流体がスプレーノズルから出るときの改良された横方向スプレー分布を提供する。

Description

発明の分野
本発明は印刷機、特に流体を供給するためのスプレーヘッドに関する。

関連出願とのクロスリファレンス
本願は、米国特許出願第１１／２１００３９号明細書、"SPRAY BAR CONTROL FOR ACCOMMODATING MULTIPLE WEB WIDTH"及び米国特許出願第１１／２１００３３号明細書、"CENTRAL MANIFOLD SUPPLY FOR SPRAY BAR"に関連し、これらの明細書の開示内容は引用により本明細書に記載されたものとする。

背景
版胴に流体を供給するためにスプレーヘッドを使用することは印刷産業において知られている。スプレーヘッドは、あるタイプのスプレー分布をスプレーするように変更されている。しかしながら、各スプレーノズルは、流体の供給のための弁体及びソレノイドを有するスプレーヘッドに関連して働く。したがって、所望のスプレー分布は、部分的に、スプレーノズルと、弁体と、ソレノイドとの作動によって達成される。弁体のジオメトリがさらにスプレー分布に影響する。

さらに、典型的な従来のスプレーヘッドは、ソレノイド弁が遮断されてから、スプレーノズルの先端から噴射される流体が停止するまでに遅れが生じる。この遅れは、スプレーノズルキャビティの容積が増大するとともに増大する。さらに、この時間の間に、流体圧力が所望の圧力よりも低くなり、完全なスプレー分布パターンを生じない。このことは、スプレーのエッジよりも中央からより多くの流体が噴霧されるという状況を生ぜしめ、不均一な横方向分布を生じる。

遅れを減じようとするに当たって、従来の装置は、弁とスプレーノズルの先端との間の領域における流体の体積を最小限に減少させた。従来の装置は、弁体におけるオリフィスの寸法を減少させようとし、弁体に設けられたニップルでスプレーノズルのバックキャビティの体積を満たそうとした。あいにく、これらの装置は、スプレーノズルの先端の中心を通って真っ直ぐに流体を方向付ける傾向があり、ひいては、完全なスプレーパターンが発生されるのを妨げる。

発明の概要
本発明の実施形態によれば、流体がスプレーノズルから出る前に流体流れを挿入体によって方向転換するスプレーヘッドが提供される。スプレーヘッドは、弁体とスプレーノズルキャビティとを通過する流体の流路を変更する、弁体内に配置された挿入体を有しており、スプレーノズルキャビティにおける流体の増大した混合を生じ、ひいては、流体がスプレーノズルから出る時の改良された横方向スプレー分布を生ぜしめる。

本発明の別の実施形態によれば、スプレーノズルと、弁体と、挿入体とを有するスプレーヘッドが提供される。スプレーノズルはノズルアウトプットである。弁体は、インプットと、アウトプットと、弁インプットから弁アウトプットまで延びた内部通路とを有している。アウトプットはスプレーノズルに接続されている。挿入体は、弁インプットとノズルアウトプットとの間の流路に配置されており、挿入体は、弁インプットとノズルアウトプットとの間の流体流れを方向転換する。

図面の簡単な説明
発明の別の目的、特徴及び利点は、添付の図面に関連した以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

図１Ａ及び図１Ｂは、図解のために拡大された、従来のスプレーヘッド及び対応する横方向スプレー分布チャートとを示している。

図１Ｃは、印刷機の印刷ユニットの典型的な湿しシステムを示している。

図２Ａ及び図２Ｂは、本発明の実施形態によるスプレーヘッド及び挿入体を、対応する横方向スプレー分布チャートと共に示している。

図３Ａ〜図３Ｃは、本発明の別の実施形態によるスプレーヘッド及び挿入体を示している。

詳細な説明
図１Ａを参照すると、弁体１１５を備えた従来のスプレーヘッド１５０が示されており、弁体１１５は、キャビティ１３５とノズルオリフィス１４０とを有するノズル１１０に結合されている。流体１３０が弁体１１５を通過すると、図１Ａに示されているように、流体１３０の一部はキャビティ１３５において混合され、流体１３０の一部は、混合されることなくノズルオリフィス１４０を真っ直ぐに通過する。これらの従来のスプレーヘッド１５０は、流体の一部をノズル１１０の先端の中心を真っ直ぐに方向付ける傾向があり、図１Ｂに示されているように、流体分布におけるスパイクを生じる。図１Ｂは、従来のスプレーヘッド１５０の横方向スプレー分布を示している。線１１０は、概して均一な横方向スプレー分布を表しているが、線１０５は横方向スプレー分布におけるスパイクを表している。上述のように、スパイク（表された線１０５）は、キャビティ１３５においてほとんど又は全く混合されずにノズルオリフィス１４０を流体が通過させられる結果であり、不均一な横方向スプレー分布を生じている。

図１Ｃは、湿しローラに流体、例えば湿し水を噴霧するために配置されたスプレーヘッド１３０−１〜１３０−ｎを有する印刷機の典型的な湿しシステムを示しており、前記湿しローラは、流体を１つ又は２つ以上の別の湿しローラ（集合的に湿しローラ配列１８０）に引き渡し、別の湿しローラ自体は流体を印刷ユニットの版胴１６０の刷版１７０に引き渡す。

本発明の実施形態によれば、横方向スプレー分布を改良するためのスプレーヘッドが提供される。本発明の実施形態において、スプレーヘッドは、ノズル先端部から完全なスプレーパターンを形成し、ソレノイド弁が閉鎖された後のスプレーノズルからの流体排出時間を最小限にする。

図２Ａは、横方向スプレー分布を改良するための本発明の原理を具体化したスプレーヘッド２５０を示している。図２Ａに示されているように、スプレーヘッド２５０は、弁体２６０に結合されたスプレーノズル２５５を有している。弁体２６０は、内部通路２１５を介して弁アウトプット２１１に結合された弁インプット（図示せず）を有している。スプレーノズル２５５と弁体２６０との内部には挿入体２６５が配置されている。挿入体２６５は、弁体２６０とスプレーノズル２５５とを通る流体２７０の経路を変更し、ノズルキャビティ２７５における流体の混合を増大させる。

図２Ｂは、スプレーヘッド２５０の横方向スプレー分布を示している。線２１０は、図１Ｃに示されたように、湿しローラアセンブリ１８０を介して例えば版胴１６０の刷版１７０へのスプレーヘッド２５０を介する流体のスプレー分布を示している。図２Ｂに示されているように、線２１０の上部は平らになっており、これは均一な横方向スプレー分布を表している。線２１０によって示された均一な横方向スプレー分布は、挿入体２６５によって生ぜしめられるノズルキャビティ２７５における流体２７０の増大した混合の結果である。

図３Ａ〜図３Ｃは、本発明の別の実施形態によるスプレーヘッド３００と挿入体３５０とを示している。スプレーヘッド３００は弁体３０５を有しており、この弁体は、弁アウトプット３１１において終わった弁体オリフィス３１５に接続された、インプット、フィードポート３１０を有している。弁体３０５はスプレーノズル３２５に結合されており、弁体オリフィス３１５はスプレーノズル３２５に接続されている。スプレーノズル３２５は、インプットとして、バックキャビティ３２０と、アウトプットとして、ノズルオリフィス３３０を有している。図３Ａ〜図３Ｃには、本発明の実施形態による挿入体３５５も示されている。挿入体３５５は細長く、ねじ山付き領域３６０と、カップ領域３６５と、１対の向き合った平坦部３５５とを有している。挿入体３５５は、外径においてねじ山が形成されており（ねじ山付き領域３６０として示されている）、挿入体３５５を弁体３０５に固定するために弁体オリフィス３１５の対応するねじ山付き部分に螺合するように設計されている。向き合った平坦部３５５により、平坦部３５５と、弁体オリフィス３１５のねじ山付き壁部との間には通路が形成されている。バックキャビティ３２０に配置された挿入体３５５の部分は、弁体オリフィス３３０における挿入体３５５の部分の幅よりも大きな幅を有している。図３Ｃは、線Ａ−Ａに沿った図３Ｂの挿入体３５０の断面を示している。

スプレーヘッド３００を参照すると、流体は、フィードポート３１０及び弁体オリフィス３１５を通って弁体３０５に進入する。図３Ａに示されているように、弁体オリフィス３１５は、長さに亘って直径が変化している。好適には、オリフィス３１５の直径は、挿入体３５５を保持するオリフィスの部分におけるよりも、挿入体３５５の上流におけるオリフィスの部分においてより小さい。スプレーヘッド３００及び挿入体３５０を参照すると、流体は、弁体３０５から出るまで弁体オリフィス３１５と挿入体３５０の平坦部３５５との間を移動する。流体は、スプレーノズル３２５のバックキャビティ３２０に進入し、挿入体３５０の先端部の周囲を流れ、ノズルオリフィス３３０から流出することによってスプレーノズル３２５から排出され、例えば湿しローラへ供給される。挿入体３５０の頂上における凹んだカップ領域３６５の形状は、弁が開いているときの流体流れを最適化しかつ弁が閉じられた後に逃げ出す残留流体飛沫（例えば残留湿し水飛沫）の量を最小限にするように変更されることができる。

上記は単に発明の原理を例示している。当業者は、発明の原理を具体化しかつひいては発明の精神及び範囲に含まれる多数のその他の構成を実施することができることが認められるであろう。

例えば、上の開示に基づき、発明の原理は発明の利益を達成するために様々なカップ領域及び形状を容易に提供することができる。

さらに、開示に基づき、挿入体３５０はより多くの又はより少ない平坦部及び形状を容易に提供することができる。

図解のために拡大された、従来のスプレーヘッドを示している。 対応する横方向スプレー分布チャートとを示している。 印刷機の印刷ユニットの典型的な湿しシステムを示している。 本発明の実施形態によるスプレーヘッド及び挿入体を示している。 対応する横方向スプレー分布チャートを示している。 本発明の別の実施形態によるスプレーヘッド及び挿入体を示している。 本発明の別の実施形態によるスプレーヘッド及び挿入体を示している。 本発明の別の実施形態によるスプレーヘッド及び挿入体を示している。

符号の説明

１１０ ノズル、 １１５ 弁体、 １３０ 流体、 １３５ キャビティ、 １４０ ノズルオリフィス、 １５０ スプレーヘッド、 １６０ 版胴、 １７０ 刷版、 １８０ 湿しローラ配列、 ２１１ 弁アウトプット、 ２５０ スプレーヘッド、 ２５５ スプレーノズル、 ２６０ 弁体、 ２６５ 挿入体、 ２７５ ノズルキャビティ、 ３００ スプレーヘッド、 ３０５ 弁体、 ３１１ 弁アウトプット、 ３１５ 弁体オリフィス、 ３２０ バックキャビティ、 ３２５ スプレーノズル、 ３３０ ノズルオリフィス、 ３５０ 挿入体 ３５５ 挿入体

Claims (17)

1. スプレーヘッドにおいて、
   ノズルアウトプットを有するスプレーノズルと、
   インプットと、アウトプットと、弁インプットから弁アウトプットへ延びた内部通路とを有する弁体とが設けられており、アウトプットがスプレーノズルに接続されており、
   弁インプットとノズルアウトプットとの間の流体経路に配置された挿入体が設けられており、該挿入体が弁インプットとノズルアウトプットとの間において流体流れを方向転換させることを特徴とする、スプレーヘッド。
2. 挿入体が細長い形状を有する、請求項１記載の方法。
3. スプレーノズルが、ノズル出口に接続されたインプットチャンバを有しており、挿入体が、内部通路からインプットチャンバへ延びている、請求項１記載のスプレーヘッド。
4. インプットチャンバが、内部通路の直径よりも大きな直径を有する、請求項３記載のスプレーヘッド。
5. インプットチャンバにおける挿入体の部分が、内部通路における挿入体の部分の幅よりも大きな幅を有する、請求項４記載のスプレーヘッド。
6. 挿入体が、流体流れを方向転換するための１つ又は２つ以上の平坦部を有する、請求項１記載の方法。
7. 挿入体が、カップ状の領域を有する頂上部を有する、請求項３記載の方法。
8. 挿入体が、ねじ山によって内部通路に接続されている、請求項１記載の方法。
9. スプレーヘッドにおいて、
   スプレーノズルと、
   該スプレーノズルに接続されたオリフィスを有する弁体と、
   流体がスプレーノズルから出る前に、オリフィスを通る流体流れを方向転換するための挿入体がオリフィス内に設けられていることを特徴とする、スプレーヘッド。
10. 挿入体が細長い挿入体である、請求項９記載の方法。
11. スプレーノズルが、ノズルアウトプットに接続されたインプットチャンバを有しており、挿入体がオリフィス内からインプットチャンバ内へ延びている、請求項９記載のスプレーヘッド。
12. インプットチャンバが、オリフィスの直径よりも大きな直径を有する、請求項１記載のスプレーヘッド。
13. インプットチャンバ内の挿入体の部分が、オリフィスにおける挿入体の部分の幅よりも大きな幅を有する、請求項１２記載のスプレーヘッド。
14. 挿入体が、流体流れを方向転換するための１つ又は２つ以上の平坦部を有する、請求項９記載の方法。
15. 挿入体が、カップ状の領域を有する頂上部を有する、請求項１１記載の方法。
16. 挿入体が、ねじ山によってオリフィスに接続されている、請求項９記載の方法。
17. 印刷ユニットにおいて、
    湿しローラを有する湿しローラ配列と、
    版胴と、
    湿しローラ配列の湿しローラに流体を噴霧するために配置された複数のスプレーヘッドが設けられており、湿しローラ配列が、版胴に取り付けられた刷版に流体を転移するようになっており、各スプレーヘッドが、
    ノズルアウトプットを有するスプレーノズルと、
    インプットと、アウトプットと、弁インプットから弁アウトプットまで延びた内部通路とを有する弁体とを有しており、アウトプットがスプレーノズルに接続されており、さらにスプレーヘッドが、
    弁インプットとノズルアウトプットとの間の流路に配置された挿入体を有しており、該挿入体が弁インプットとノズルアウトプットとの間で流体流れを方向転換することを特徴とする、印刷ユニット。

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