JP2013184152A - Gas-liquid mixing t-joint - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高圧液体と高圧空気とを混合させて先端ノズルから気液混合流体を吹き付ける気液混合チーズに関するものである。 The present invention relates to a gas-liquid mixed cheese in which a high-pressure liquid and high-pressure air are mixed and a gas-liquid mixed fluid is sprayed from a tip nozzle.
従来、研磨材として塩化ナトリウム結晶粒を水と共に研掃対象物に衝突させる研掃方法及び研掃装置があった(特許文献1を参照)。
この公知技術は、噴出する高圧水に多数個の塩化ナトリウム結晶粒からなる研磨材を混合させて混合噴水流を形成し、この混合噴水流形成直後に壁などの母材に付いた汚れや塗料などに前記混合噴水流を高速で衝突させて剥ぎ取るものである。
そして、金属粒や砂粒を研磨材としたものは、研磨材の硬さと強靭さから衝突エネルギー極めて大きく、研磨対象物を短時間で剥ぎ取ることができる研磨能力の高いものである。しかし、研磨材を金属粒や砂粒としたものは、その硬さのため、混合噴水流形成部分で配管内面までも激しく削り取り損傷してしまい耐久性に欠けるという問題があった。
Conventionally, there has been a polishing method and a polishing apparatus in which sodium chloride crystal grains collide with an object to be cleaned together with water as an abrasive (see Patent Document 1).
In this known technique, a mixed fountain flow is formed by mixing abrasive particles made of a large number of sodium chloride crystal grains with high-pressure water to be ejected, and immediately after the formation of the mixed fountain flow, dirt and paint on a base material such as a wall. The mixed fountain flow is made to collide at a high speed and peel off.
And what used the metal grain and the sand grain as the abrasives has extremely high collision energy due to the hardness and toughness of the abrasives, and has high polishing ability capable of peeling off the object to be polished in a short time. However, when the abrasive is made of metal particles or sand particles, due to its hardness, the inner surface of the pipe is severely scraped and damaged at the mixed fountain flow forming portion, resulting in a lack of durability.
また、単純な形状で廉価に製造できるチーズ継手と噴出管とで構成され、噴出管をチーズ継手の取付口に嵌めてロウ付けするだけの流体混合器が知られている(特許文献2を参照)。
この公知技術は、T字形に分岐した管体の同軸上で互いに反対向きに開口した2個のポートの一方に漏斗状の噴出管を設けて、その先端を噴出管に設けたポートと直角なポートを越えて反対側のポート内に突出し、噴出管に流体を圧送して反対側のポートに噴出することにより、直角をなすポートに供給された他の流体を吸引して両流体を混合するようにした流体混合器である。
しかし、この流体混合器は、強度が弱く高圧液体と高圧空気とを混合させて先端ノズルから気液混合流体を吹き付けるものには適用できなかった。
There is also known a fluid mixer that is composed of a cheese joint and a jet pipe that can be manufactured at a low cost with a simple shape, and that is simply brazed by fitting the jet pipe into a fitting port of the cheese joint (see Patent Document 2). ).
In this known technique, a funnel-shaped jet pipe is provided in one of two ports opened in opposite directions on the same axis of a T-branched pipe body, and its tip is perpendicular to the port provided in the jet pipe. Projects into the opposite port beyond the port, pumps the fluid to the ejection pipe and ejects it to the opposite port, so that the other fluid supplied to the right-angled port is sucked to mix both fluids This is a fluid mixer.
However, this fluid mixer has a low strength and cannot be applied to a device in which a high-pressure liquid and high-pressure air are mixed and a gas-liquid mixed fluid is sprayed from a tip nozzle.
従来、2流体ノズルと呼ばれる液体と気体を混合するノズルを用い、高圧ガスを2流体ノズルに導入することで、高圧ガスの急激な膨張と拡散作用によってミスト化した霧化ガスを作り出していたが、少量の冷却液で冷却する場合でも、加圧ガスによって被冷却表面近傍でマイクロミストを発生させ、効率よく広範囲の冷却を可能とするマイクロミスト発生方法及びその装置が知られている(特許文献3を参照)。
この公知技術は、ミスト発生用の加圧ガスが噴出する際の負圧によって液体を吸引し、気液混合体として混合気噴気口から噴射されたミストを導入管に導いて搬送し、噴射ノズル内の旋回空間で旋回させてから複数の噴射孔からマイクロミストとして噴射するようにしたものである。このように、導入管を設けることで、加圧ガス下でミスト化した微粒子が液体内に加圧ガスを溶解する時間を確保し、噴射時に内部に溶解した加圧ガスの膨張効果を高めることで微粒子化を高めることができると共に、ミストを旋回させることで液体を均一に分散させることができ、少量の液体と気体とで広範囲の冷却を行うことができるものである。
しかし、このマイクロミスト発生方法及びその装置は、高圧液体と高圧空気とを混合させて先端ノズルから気液混合流体を吹き付けるものには適用できなかった。
Conventionally, using a nozzle that mixes liquid and gas, called a two-fluid nozzle, and introducing a high-pressure gas into the two-fluid nozzle, an atomized gas that has been misted by the rapid expansion and diffusion of the high-pressure gas has been created. In addition, even when cooling with a small amount of cooling liquid, there is known a micromist generating method and apparatus for generating a micromist near a surface to be cooled by a pressurized gas and enabling efficient cooling over a wide range (Patent Document) 3).
In this known technique, liquid is sucked by a negative pressure when a pressurized gas for generating mist is ejected, and mist ejected from an air-fuel mixture outlet as a gas-liquid mixture is guided to an introduction pipe and conveyed, and an injection nozzle It is made to inject as micro mist from a plurality of injection holes after making it turn in the inside turning space. In this way, by providing the introduction pipe, it is possible to secure a time for the fine particles misted under the pressurized gas to dissolve the pressurized gas in the liquid, and to enhance the expansion effect of the pressurized gas dissolved inside during the injection. In addition to being able to enhance the formation of fine particles, the liquid can be uniformly dispersed by swirling the mist, and a wide range of cooling can be performed with a small amount of liquid and gas.
However, this micro mist generation method and apparatus thereof could not be applied to those in which a high-pressure liquid and high-pressure air are mixed and a gas-liquid mixed fluid is sprayed from a tip nozzle.
本発明は、高圧液体と高圧空気とを混合させてジェット流を作り出し、先端ノズルから高速・高圧な気液混合流体を吹き付ける気液混合チーズを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a gas-liquid mixed cheese in which a high-pressure liquid and high-pressure air are mixed to create a jet flow, and a high-speed and high-pressure gas-liquid mixed fluid is sprayed from a tip nozzle.
本発明の気液混合チーズは、金属製円筒からなる直管で、上流側開口端側に高圧液体供給管が接続され、下流側開口端側に段差部を設けて小径外周部を形成し、さらに胴部中間に内部へ貫通する嵌合ネジ孔を形成したチーズ本体と、該チーズ本体内部に重合挿入される円筒管で上流側開口端に内向きテーパ面を形成すると共に下流側開口端に外向きテーパ面を形成し、下流側開口端側に前記チーズ本体の下流側開口端に係合する円環突起を設け、さらに前記チーズ本体の嵌合ネジ孔位置に40〜50°の角度で下流側へ傾斜した傾斜切り口を形成した中コマと、前記チーズ本体の下流側小径外周部に嵌合する大径内周部を有し、前記中コマの円環突起を前記チーズ本体の下流側開口端とで挟持する小径内周部を備えた圧送管と、前記チーズ本体の嵌合ネジ孔に接続される高圧空気配管とから構成される。 The gas-liquid mixed cheese of the present invention is a straight pipe made of a metal cylinder, a high-pressure liquid supply pipe is connected to the upstream opening end side, a step portion is provided on the downstream opening end side, and a small-diameter outer peripheral portion is formed, Furthermore, a cheese main body formed with a fitting screw hole penetrating to the inside in the middle of the body portion, and a cylindrical tube inserted into the inside of the cheese main body to form an inwardly tapered surface at the upstream opening end and at the downstream opening end An outwardly tapered surface is formed, an annular protrusion that engages with the downstream opening end of the cheese body is provided on the downstream opening end side, and the fitting screw hole position of the cheese body is at an angle of 40 to 50 °. It has a middle piece that forms an inclined incline that is inclined to the downstream side, and a large-diameter inner circumferential part that fits into the downstream-side small-diameter outer circumferential part of the cheese body, and the annular projection of the middle piece is located downstream of the cheese body Pumping tube with a small-diameter inner periphery sandwiched between the open ends and the cheese book Composed of a high pressure air pipe connected to the fitting screw hole.
本発明の気液混合チーズは、金属製円筒からなる直管で、上流側開口端側に高圧液体供給管が接続され、下流側開口端側に段差部を設けて小径外周部を形成し、さらに胴部中間に内部へ貫通する嵌合ネジ孔を形成したチーズ本体と、該チーズ本体内部に重合挿入される円筒管で上流側開口端に内向きテーパ面を形成すると共に下流側開口端に外向きテーパ面を形成し、下流側開口端側に前記チーズ本体の下流側開口端に係合する円環突起を設け、さらに前記チーズ本体の嵌合ネジ孔位置に40〜50°の角度で下流側へ傾斜した傾斜切り口を形成した中コマと、前記チーズ本体の下流側小径外周部に嵌合する大径内周部を有し、前記中コマの円環突起を前記チーズ本体の下流側開口端とで挟持する小径内周部を備えた圧送管と、前記チーズ本体の嵌合ネジ孔に接続される高圧空気配管とから構成されるため、中コマによりチーズ本体に掛かる圧力を低減させ、チーズ本体の破壊を防ぐと共に、中コマが消耗した場合には圧送管を取り外すことにより簡単に交換することができる。
また、中コマの素材を変えることで強度を維持し、研磨材の通過熱や静電気対策も取ることができる。
The gas-liquid mixed cheese of the present invention is a straight pipe made of a metal cylinder, a high-pressure liquid supply pipe is connected to the upstream opening end side, a step portion is provided on the downstream opening end side, and a small-diameter outer peripheral portion is formed, Furthermore, a cheese main body formed with a fitting screw hole penetrating to the inside in the middle of the body portion, and a cylindrical tube inserted into the inside of the cheese main body to form an inwardly tapered surface at the upstream opening end and at the downstream opening end An outwardly tapered surface is formed, an annular protrusion that engages with the downstream opening end of the cheese body is provided on the downstream opening end side, and the fitting screw hole position of the cheese body is at an angle of 40 to 50 °. It has a middle piece that forms an inclined incline that is inclined toward the downstream side, and a large-diameter inner circumferential part that fits into the downstream-side small-diameter outer circumferential part of the cheese body, and the annular projection of the middle piece is arranged downstream of the cheese body. Pumping tube with a small-diameter inner periphery sandwiched between the open ends and the cheese book It is composed of a high-pressure air pipe connected to the fitting screw hole, reducing the pressure applied to the cheese body by the middle piece, preventing the cheese body from being destroyed, and if the middle piece is consumed, the pressure feeding pipe It can be easily replaced by removing it.
In addition, by changing the material of the middle frame, it is possible to maintain strength and take measures against passing heat of the abrasive and static electricity.
本発明の気液混合チーズの一実施例を添付図面に基づいて、以下に説明する。
図1の断面図に示すように、本発明の気液混合チーズ1は、金属製円筒からなる直管で、上流側開口端側に高圧液体供給管(図示せず)が接続され、下流側開口端側に段差部2を設けて小径外周部3を形成し、さらに胴部中間に内部へ貫通する嵌合ネジ孔4を形成したチーズ本体5と、該チーズ本体5内部に重合挿入される円筒管で、下流側開口端側に前記チーズ本体5の下流側開口端に係合する円環突起6を設け、さらに前記チーズ本体5の嵌合ネジ孔4位置に傾斜切り口7を形成した中コマ8と、前記チーズ本体5の下流側小径外周部3に嵌合する大径内周部9を有し、前記中コマ8の円環突起6を前記チーズ本体5の下流側開口端とで挟持する小径内周部10を備えた圧送管11と、前記チーズ本体5の嵌合ネジ孔4に接続される高圧空気配管12とから構成される。
One embodiment of the gas-liquid mixed cheese of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
As shown in the sectional view of FIG. 1, the gas-liquid mixed
前記チーズ本体5は、所定内径を持つ金属製円筒からなる直管で、上流側開口端の外周にねじ部13を有し、該ねじ部13に高圧液体供給管(図示せず)を接続すると共に下流側開口端側に段差部2を設けて小径外周部3を形成して外周にねじ部13を形成し、さらに直管の胴部中間に内部へ貫通する嵌合ネジ孔4を形成する。
The
図2の概略説明図に示すように、前記中コマ8は、前記チーズ本体5内部に重合挿入される外径の円筒管で、適宜用途に応じて合成樹脂、金属、セラミックスなどの素材から形成され、上流側開口端に内向きテーパ面14を形成すると共に下流側開口端に外向きテーパ面14を形成する。
そして、下流側開口端側に前記チーズ本体5の下流側開口端に係合する円環突起6を設け、さらに前記チーズ本体5の嵌合ネジ孔4位置に40〜50°、最適には45°前後の角度で下流側へ傾斜した傾斜切り口7を形成する。
As shown in the schematic explanatory diagram of FIG. 2, the middle piece 8 is a cylindrical tube with an outer diameter that is inserted into the
And the annular processus | protrusion 6 engaged with the downstream opening end of the said cheese
前記圧送管11は、前記チーズ本体5の下流側小径外周部3に嵌合する大径内周部9を形成して内周にねじ部13を有し、さらに前記大径内周部9に引き続き段差部15を形成して前記中コマ8の円環突起6を前記チーズ本体5の下流側開口端と挟持する小径内周部10を備える。
すなわち、前記チーズ本体5の内部に下流側から中コマ8を重合挿入し、前記圧送管11の大径内周部9のねじ部13を前記チーズ本体5の小径外周部3のねじ部13に螺合させて、前記中コマ8の円環突起6を前記圧送管11の段差部15と前記チーズ本体5の下流側開口端とで挟持する。そして、前記前記圧送管11の先端からは、気液混合流体となった高速のジェット流が吹き出される。
The pressure feed pipe 11 has a large-diameter inner peripheral portion 9 that is fitted to the downstream-side small-diameter outer peripheral portion 3 of the
That is, the middle piece 8 is inserted into the inside of the
前記高圧空気配管12は、研磨材などの高圧流体が供給され、前記チーズ本体5の嵌合ネジ孔4に螺合されるネジ部16を外周に備える。なお、流体は気体、液体どちらも使用可能である。
The high-
次に、本発明の気液混合チーズの組立動作を添付図面に基づいて、以下に説明する。
本発明の気液混合チーズ1の組み立ては、最初に、チーズ本体5の内部に下流側から中コマ8を重合挿入し、前記チーズ本体5の嵌合ネジ孔4と前記中コマ8の傾斜切り口7を一致させた後、前記圧送管11の大径内周部9のねじ部13を前記チーズ本体5の小径外周部3のねじ部13に螺合させて、前記中コマ8の円環突起6を前記圧送管11の段差部15と前記チーズ本体5の下流側開口端とで挟持する。なお、ねじ締め時に前記中コマ8の位置がずれないように双方にノッチを付けることにより位置確保ができる。
Next, the assembly operation of the gas-liquid mixed cheese of the present invention will be described below based on the attached drawings.
Assembling the gas-liquid mixed
組立完成した気液混合チーズ1は、前記チーズ本体5の上流側(図1の右側)から水などの高圧流体が供給され、前記高圧空気配管12から金属粒や砂粒などの研磨材を含む高圧流体が供給されて中コマ8位置で合流される。
前記中コマ8位置で、前記高圧空気配管12から供給された金属粒や砂粒などの研磨材を含む高圧流体は、前記中コマ8の傾斜切り口7により40〜50°の角度で下流側の水などの高圧流体へ合流され、高速・高圧な気液混合流体となって圧送される。
前記気液混合流体は、研磨対象物に付いた汚れや塗料などに高速のジェット流で衝突して汚れや塗料などを剥ぎ取ることができる。
The assembled gas-liquid mixed
The high-pressure fluid containing abrasives such as metal particles and sand particles supplied from the high-
The gas-liquid mixed fluid collides with dirt or paint attached to the object to be polished by a high-speed jet flow, and can remove the dirt or paint.
図3のノズルガンの概略説明図に示すように、気液混合チーズ1の下部の前後に間隔を空けて持ち手17を形成し、後方の持ち手17を高圧空気配管12と兼用させて、持ち手17内部を高圧空気が供給できるようにすると共に、前記気液混合チーズ1の上流側に高圧液体供給管18が接続される。なお、空気吸引穴19は必要に応じて設けられる。
研磨材・メディアが入ったタンク20の下部に前記高圧液体供給管18が接続され、コンプレッサー21からの高圧空気が前記タンク20の上部に供給されて、研磨材・メディアが前記タンク20下部から前記気液混合チーズ1の上流側に供給される。
一方、前記コンプレッサー20から高圧空気が高圧空気配管12を介して前記気液混合チーズ1の後方の持ち手17の上流側に供給される。
図1に示す前記中コマ8位置で、前記高圧空気配管12から供給された高圧空気は、前記中コマ8の傾斜切り口7により40〜50°の角度で下流側の金属粒や砂粒などの研磨材を含む高圧液体へ合流され、高速・高圧な気液混合流体となって圧送される。
前記気液混合流体は、研磨対象物に付いた汚れや塗料などに高速のジェット流で衝突して汚れや塗料などを剥ぎ取ることができる。
As shown in the schematic explanatory view of the nozzle gun in FIG. 3, a handle 17 is formed with a space in front and behind the lower part of the gas-liquid mixed
The high-pressure
On the other hand, high-pressure air is supplied from the
The high-pressure air supplied from the high-
The gas-liquid mixed fluid collides with dirt or paint attached to the object to be polished by a high-speed jet flow, and can remove the dirt or paint.
図4のマイクロミスト発生装置のフロー図に示すように、高圧空気と高圧液体を混合させ、気液混合流体を形成する気液混合チーズ1と、該気液混合チーズ1の下流側にニップル22を介して接続され、気液混合流体を2方向へ分岐させるT型チーズ23と、該T型チーズ23の下流側にそれぞれ接続される2流体ノズル24と、該2流体ノズル24にコネクタによりそれぞれ接続され、適宜位置に切れ目又は穴を有するナイロンチューブ25と、該ナイロンチューブ25にそれぞれ接続されるU管26と、該U管26,26同士を接続する金属管27とからなり、前記T型チーズ23、前記ナイロンチューブ25、前記U管26及び前記金属管27によりクローズドループを形成する。
前記高圧空気と前記高圧液体は、配管を介して前記気液混合チーズ1に導入され、前記高圧空気と前記高圧液体との合流個所に設けた中コマ8により、前記高圧空気が40〜50°の角度で前記高圧液体と合流する。これにより気液混合がスムーズに行え、流量調整用バルブ28を調節することで、期待する粒子径のミストが得られる。
さらに、先端に開口を有するノズル孔と該ノズル孔の後端に傾斜面のデフューザを介して前記ノズル孔より大径中空のノズル室とに2分されている2流体ノズル24を前記T型チーズ23の下流側に設置することで、一定圧力で流体を噴射させることができるので微細なミストができる。
前記ナイロンチューブ25の各切れ目又は穴は適当な位置に、適当な大きさで形成することができるし、ナイロンチューブ25の各切れ目又は穴により平均化してミストを遠くに飛ばせることができる。また、前記T型チーズ23、前記ナイロンチューブ25、U管26及び金属管27によりクローズドループを形成するので、全体が一定圧に保持されるので、各切れ目又は穴からのミスト化した霧化ガス(マイクロミスト)の噴出量の変動は少ない。
As shown in the flow chart of the micro mist generator of FIG. 4, gas-liquid mixed
The high-pressure air and the high-pressure liquid are introduced into the gas-liquid
Further, the T-type cheese is provided with a two-fluid nozzle 24 divided into a nozzle hole having an opening at the tip and a nozzle chamber having a larger diameter than the nozzle hole through a diffuser having an inclined surface at the rear end of the nozzle hole. Since the fluid can be ejected at a constant pressure by installing it on the downstream side of 23, a fine mist can be produced.
Each slit or hole of the nylon tube 25 can be formed in an appropriate position and in an appropriate size, and can be averaged by each slit or hole of the nylon tube 25 so that the mist can be blown away. Further, since the closed loop is formed by the T-
本発明の気液混合チーズを放射線(除染)のミスト洗浄に使用する場合は、気液混合チーズ1のチーズ本体5の上流側(図1の右側)から水などの高圧流体が供給され、前記高圧空気配管12から30μmのゼオライト粉末を含む高圧流体が供給されて中コマ8位置で合流される。
前記中コマ8位置で、前記高圧空気配管12から供給された30μmのゼオライト粉末を含む高圧流体は、前記中コマ8の傾斜切り口7により40〜50°の角度で下流側の水などの高圧流体へ合流され、高速・高圧な気液混合流体となって圧送される。
前記気液混合流体は、汚染対象物に付いたセシウムに高速のジェット流で衝突してイオン交換が行われ、除染が行われる。
30μmのゼオライトと30μmのミストは、セシウムに対しイオン交換を行うため、セシウムはゼオライト内に取り込まれる。ゼオライトの特性として、内部に取り込んだセシウムは線量が下がる効果が認められる。ゼオライトは水には不溶であり、排水における放射線量は低くなる。
When the gas-liquid mixed cheese of the present invention is used for mist cleaning of radiation (decontamination), a high-pressure fluid such as water is supplied from the upstream side (the right side of FIG. 1) of the
The high-pressure fluid containing 30 μm zeolite powder supplied from the high-
The gas-liquid mixed fluid collides with cesium attached to an object to be contaminated by a high-speed jet flow to perform ion exchange and decontamination.
Since the 30 μm zeolite and the 30 μm mist perform ion exchange for cesium, cesium is taken into the zeolite. As a characteristic of zeolite, the effect of decreasing the dose of cesium incorporated in the interior is recognized. Zeolite is insoluble in water and the radiation dose in the wastewater is low.
1 気液混合チーズ
2 段差部
3 小径外周部
4 嵌合ネジ孔
5 チーズ本体
6 円環突起
7 傾斜切り口
8 中コマ
9 大径内周部
10 小径内周部
11 圧送管
12 高圧空気配管
13 ねじ部
14 テーパ面
15 段差部
16 ネジ部
17 持ち手
18 高圧液体供給管
19 空気吸引穴
20 タンク
21 コンプレッサー
22 ニップル
23 T型チーズ
24 2流体ノズル
25 ナイロンチューブ
26 U管
27 金属管
28 流量調整用バルブ
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