JP2016123935A - Wide angle full cone spray nozzle - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wide angle full cone spray nozzle, for setting a spray angle constant in a wide pressure range, and also providing a wide spray angle.SOLUTION: The present invention comprises a wide angle full cone spray nozzle for fixing a vane to the inside of a nozzle body, by providing a liquid discharge orifice on the downstream side, by providing a liquid supply port on the upstream side in a substantially hollow shape, and in the wide angle full cone spray nozzle, a vane central hole is formed in a central part of the vane, and a downstream side outer peripheral part of the vane is also formed in a taper shape, and an annular chamber is formed between an inner peripheral surface of the nozzle body and itself, and a vortex chamber is formed in front of the vane, and a plurality of angle passages having an angle are formed on the outer periphery of the vane, and a downstream side position of the angle passages is set in an upper position than a median line of the center of the vane central hole, and the lengths of the vortex chamber and the annular chamber are set to a diameter or less of the vane, and injection of a wide spray angle is made possible in a wide pressure range.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、スプレーノズルを介し被対象物にスプレーする場合、液体の圧力を変動させてもスプレー角度が一定である広角フルコーンスプレーノズルに関する。   The present invention relates to a wide-angle full cone spray nozzle in which a spray angle is constant even when the pressure of a liquid is varied when spraying an object through a spray nozzle.

スプレーノズルは、例えば塗装や洗浄、加湿等、種々の分野に利用されているが、このうち金属鋳造作業において冷却液をスプレーするのに用いられる完全円錐液体スプレーノズルがある。   Spray nozzles are used in various fields, such as painting, cleaning, and humidification. Among these, there is a complete conical liquid spray nozzle used for spraying a cooling liquid in a metal casting operation.

例えば鋼スラブのような金属材を型から押し出す金属鋳造作業において、押し出された金属に水をスプレーし速やかに冷却する必要がある。この場合、金属材への冷却液のスプレーが不均一であると、好適に冷却される部分と、されない部分が生じ、表面の品質不良が生じたり、裂けを生じたりする。   For example, in a metal casting operation in which a metal material such as a steel slab is extruded from a mold, it is necessary to spray water on the extruded metal and quickly cool it. In this case, if the spray of the cooling liquid onto the metal material is not uniform, a portion that is suitably cooled and a portion that is not cooled are generated, resulting in poor surface quality or tearing.

この冷却用スプレーノズルとして、いわゆる完全円錐液体スプレーノズルと称されるものがあり、このスプレーノズルは、連続鋳造作業でスプレーされる液体の量が、金属材が鋳造される速度に比例することが要求され、鋳造速度に応じそれに合わせてスプレーの角度は変わることなく、スプレーの圧力を変動可能とすることが望ましい。   As this cooling spray nozzle, there is a so-called perfect conical liquid spray nozzle, in which the amount of liquid sprayed in the continuous casting operation is proportional to the speed at which the metal material is cast. It is required and it is desirable to make the spray pressure variable without changing the spray angle according to the casting speed.

従来、この種の完全円錐液体スプレーノズルとしては特表2005−508741が存在する。   Conventionally, as this type of complete conical liquid spray nozzle, JP 2005-508741 exists.

特表2005−508741Special table 2005-508741

この特許文献1の完全円錐液体スプレーノズルでは、ノズル本体は、放出オリフィスに連通している液体流路と、通路内の放出オリフィスの上流に配置されているベーンとを有し、ベーンは、軸線方向の流れを形成するための中心オリフィスと、円周上に離間して配置されている。また、複数の液体の流れを接線方向に向けるための複数の角度の付いた通路を有し、液体の過流やブレークダウンを起こし、軸線方向の流れと合流させることで、放出オリフィスから放出される液体が、金属が鋳造される速度の変化に比例する液体圧力の変化にも関わらず、鋳造金属のより均一な冷却のために用いるようにしている。   In the complete conical liquid spray nozzle disclosed in Patent Document 1, the nozzle body has a liquid flow path communicating with the discharge orifice, and a vane disposed upstream of the discharge orifice in the passage. A central orifice for creating a directional flow is spaced apart on the circumference. It also has multiple angled passages for directing multiple liquid flows in the tangential direction, causing liquid overflow and breakdown and merging with the axial flow to be discharged from the discharge orifice. The liquid is used for more uniform cooling of the cast metal despite changes in liquid pressure proportional to changes in the speed at which the metal is cast.

しかしながら、この特許文献1に係るスプレーノズルは、スプレー角度が一定である圧力範囲がおよそ0.14MPa〜0.6MPaである。0.7MPa以上の圧力ではスプレーノズル角度は狭くなる。そのため、対応可能な金属材の鋳造速度範囲に限りがあり、鋳造速度範囲が低速から高速まで広い場合には対応できないという課題があった。   However, the spray nozzle according to Patent Document 1 has a pressure range where the spray angle is constant is approximately 0.14 MPa to 0.6 MPa. The spray nozzle angle becomes narrow at a pressure of 0.7 MPa or more. Therefore, there is a limit to the casting speed range of the metal material that can be dealt with, and there is a problem that it cannot be dealt with when the casting speed range is wide from low speed to high speed.

また、スプレー角度が約70°であり、カバーする範囲が狭い。複数のノズルを並列に並べ、金属材の表面全体をカバーするためには数多くのノズルが必要である。そのため、ノズルシステムのメンテナンスに時間がかかるという課題があった。そして、ノズルシステム当たりのノズル個数を少なくしメンテナンス性を良好にするために、より広いスプレー角度のノズルが望まれていた。     Moreover, the spray angle is about 70 °, and the range to cover is narrow. A large number of nozzles are required to arrange a plurality of nozzles in parallel and cover the entire surface of the metal material. Therefore, there is a problem that it takes time to maintain the nozzle system. In order to reduce the number of nozzles per nozzle system and to improve the maintainability, a nozzle having a wider spray angle has been desired.

この発明は上記のことに鑑み提案されたもので、その目的とするところは、0.1MPaから1.0MPaまでの広い圧力範囲においてスプレー角度が一定で、かつスプレー角度が70°より広い90°の範囲までカバーできる広角フルコーンスプレーノズルを提供することにある。     The present invention has been proposed in view of the above, and the object of the present invention is that the spray angle is constant in a wide pressure range from 0.1 MPa to 1.0 MPa, and the spray angle is 90 ° wider than 70 °. An object of the present invention is to provide a wide-angle full cone spray nozzle capable of covering up to the above range.

上記課題を解決するために請求項1に係る本発明は、ほぼ中空状であって上流側に液体供給口5が設けられ、下流側に液体放出オリフィス7が設けられ、かつノズル本体2の内部にベーン8が固定された広角フルコーンスプレーノズルを備え、前記ベーン8の中央部にはベーン中央孔14が形成され、かつベーン8の下流側外周部9はテーパ状に形成され、ノズル本体2の内周面との間に環状チャンバ11が形成されていると共に、ベーン8の前方に渦巻きチャンバ13が形成され、ベーン8の外周には角度をもった複数の角度通路15が形成された広角フルコーンスプレーノズルであって、前記角度通路15の下流側の位置を前記ベーン中央孔14の中心の中線bより上方位置に設定し、かつ渦巻きチャンバ13と環状チャンバ11の長さLaをベーン8の直径Lb以下とし、広い圧力範囲で広いスプレー角度の噴射を可能としたことを特徴とする。
請求項2に係る本発明は、請求項1記載の広角フルコーンスプレーノズルにおいて、前記角度通路15の一方の角度通路端Aは前記ベーン中央孔14の円周の接線aと同一線上にあり、角度通路15の他方の最下流端Bは前記ベーン中央孔14の中線bと前記接線aとの間に位置させ、前記渦巻きチャンバ13と環状チャンバ11の長さLaをベーン直径Lbの0.8倍〜1.0倍とし、かつ角度通路15の流路面積を前記ベーン中央孔14の流路面積の1.2倍〜1.7倍の面積比としたことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the present invention according to claim 1 is substantially hollow and is provided with a liquid supply port 5 on the upstream side, a liquid discharge orifice 7 on the downstream side, and the inside of the nozzle body 2. A wide-angle full cone spray nozzle to which the vane 8 is fixed. A vane central hole 14 is formed in the central portion of the vane 8, and a downstream outer peripheral portion 9 of the vane 8 is formed in a tapered shape. An annular chamber 11 is formed between the inner peripheral surface of the vane 8, a spiral chamber 13 is formed in front of the vane 8, and a plurality of angular passages 15 having angles are formed on the outer periphery of the vane 8. It is a full cone spray nozzle, the position on the downstream side of the angle passage 15 is set to a position above the center line b of the center of the vane central hole 14, and the lengths of the spiral chamber 13 and the annular chamber 11 are set. The a is less than the diameter Lb of the vane 8, characterized in that to allow the injection of large spray angle in a wide pressure range.
The present invention according to claim 2 is the wide-angle full cone spray nozzle according to claim 1, wherein one angle passage end A of the angle passage 15 is collinear with a circumferential tangent line a of the vane center hole 14, The other most downstream end B of the angle passage 15 is positioned between the midline b of the vane central hole 14 and the tangent line a, and the length La of the spiral chamber 13 and the annular chamber 11 is set to 0. 0 of the vane diameter Lb. The flow path area of the angle passage 15 is 8 times to 1.0 times, and the area ratio is 1.2 times to 1.7 times the flow path area of the vane central hole 14.

請求項1、2に係る本発明によれば、角度通路15の一方の角度通路端Aは前記ベーン中央孔14の円周の接線aと同一線上にあり、角度通路15の他方の最下流端Bは前記ベーン中央孔14の中線bと前記接線aとの間に位置させたため、ベーン8の角度通路下流端側から流入した液体はベーン下流側外周部9で流路面積が広がることになり、チャンバで回転流と乱流が生じ、チャンバ内で回転する液体の量と流速を調整でき、0.1Mpa〜1.0Mpaの範囲で圧力を変動させてもスプレー角度が変化せず、均一なスプレー分布を生成し得る。
また、渦巻きチャンバ13と環状チャンバ11の長さLaをベーン直径Lbの0.8倍〜1.0倍としたため、上記構成と相俟ってベーン8の中央孔14からの直進流と角度通路15からの回転流がチャンバで適度に混合され、0.1Mpaから1.0Mpaの範囲において圧力を変動させてもスプレー角度が変化せず、均一なスプレー分布を生成することができる。
さらに、角度通路15の流路面積を前記ベーン中央孔14の流路面積1.2倍〜1.7倍の面積比としたため、ベーン中央孔14からの流れと角度通路15からの流れがチャンバ内で適度に混合されて噴霧され、均一なスプレー分布とすることができる。
According to the first and second aspects of the present invention, one angle passage end A of the angle passage 15 is collinear with the circumferential tangent line a of the vane central hole 14, and the other most downstream end of the angle passage 15. Since B is located between the midline b of the vane central hole 14 and the tangent line a, the liquid flowing in from the downstream end of the angle passage of the vane 8 has an increased flow area at the outer peripheral portion 9 on the vane downstream side. Rotating flow and turbulent flow are generated in the chamber, the amount and flow rate of the liquid rotating in the chamber can be adjusted, and even if the pressure is varied in the range of 0.1 Mpa to 1.0 Mpa, the spray angle does not change and is uniform A smooth spray distribution.
Further, since the length La of the spiral chamber 13 and the annular chamber 11 is set to 0.8 to 1.0 times the vane diameter Lb, the straight flow from the central hole 14 of the vane 8 and the angle passage are coupled with the above configuration. The rotating flow from 15 is moderately mixed in the chamber, and even if the pressure is varied in the range of 0.1 Mpa to 1.0 Mpa, the spray angle does not change, and a uniform spray distribution can be generated.
Further, since the flow passage area of the angle passage 15 is set to an area ratio of 1.2 times to 1.7 times the flow passage area of the vane center hole 14, the flow from the vane center hole 14 and the flow from the angle passage 15 are chambers. It is possible to obtain a uniform spray distribution by properly mixing and spraying.

(a)は本発明の一実施例に係る広角フルコーンスプレーノズルの正面図、(b)はその側断面図である。(A) is a front view of the wide angle full cone spray nozzle which concerns on one Example of this invention, (b) is the sectional side view. (a)は下流側から見た本発明で用いられるベーンの平面図、(b)は側面図、(c)は上流側から見た平面図である。(A) is a top view of the vane used by this invention seen from the downstream, (b) is a side view, (c) is a top view seen from the upstream. スプレー角度を90°に設定した場合において、圧力が0.1Mpaから1.0Mpaの範囲でスプレー角度がほぼ一定であることを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows that a spray angle is substantially constant in the range of 0.1 Mpa to 1.0 Mpa when a spray angle is set to 90 °. スプレー分布を表す説明図である。It is explanatory drawing showing spray distribution. スプレーノズルの下流側の平面図でスプレー分布の計測方向を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the measurement direction of spray distribution with the top view of the downstream of a spray nozzle.

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明するが、本発明は図示の実施例に限定されるものでなく、本発明の精神を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能であることは云うまでもない。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the illustrated embodiment, and various design changes can be made without departing from the spirit of the present invention. Needless to say.

図1(a)、(b)は本発明の一実施例の正面図および側断面図を示す。   1A and 1B show a front view and a side sectional view of an embodiment of the present invention.

これらの図中、1は広角フルコーンタイプのスプレーノズルで、(b)図において、図中右側は液体を供給する上流側となる。また、左側は下流側に相当する。このスプレーノズル1は、細長い中空円筒状のノズル本体2を備えている。ノズル本体2の外周のほぼ中央部から図中右側の上流端にかけて供給ラインまたは液体供給管(図示せず)と接続するためのネジ部3が形成されている。また、ノズル本体2の反対側の下流端側頭部外形4は、(a)図に示すように、六角形に形成されている。これはネジ部3に液体供給管を接続する場合、レンチによって締め易くするためである。   In these drawings, reference numeral 1 denotes a wide-angle full cone type spray nozzle. In FIG. 5B, the right side in FIG. The left side corresponds to the downstream side. The spray nozzle 1 includes an elongated hollow cylindrical nozzle body 2. A threaded portion 3 for connecting to a supply line or a liquid supply pipe (not shown) is formed from the substantially central portion of the outer periphery of the nozzle body 2 to the upstream end on the right side in the drawing. Moreover, the downstream end side head outline 4 on the opposite side of the nozzle body 2 is formed in a hexagon as shown in FIG. This is because when a liquid supply pipe is connected to the screw portion 3, it is easy to tighten with a wrench.

ノズル本体2の上流端側には液体供給用の供給口5が開口し、かつノズル本体2の内部には軸線方向に沿って液体通路6が形成されている。また、ノズル本体2の下流端中央部には液体放出オリフィス7が形成されている。この液体放出オリフィス7はほぼ円筒状に形成され、液体放出オリフィス側のノズル本体2の内周面は液体放出オリフィス7に向って内径が小さくなってゆくテーパ状の切頭円錐形に形成され、かつ液体放出オリフィス7の出口は下流側へ向って拡径していくテーパをもたせた切頭円錐形に形成されている。   A supply port 5 for supplying liquid is opened on the upstream end side of the nozzle body 2, and a liquid passage 6 is formed in the nozzle body 2 along the axial direction. In addition, a liquid discharge orifice 7 is formed at the center of the downstream end of the nozzle body 2. The liquid discharge orifice 7 is formed in a substantially cylindrical shape, and the inner peripheral surface of the nozzle body 2 on the liquid discharge orifice side is formed in a tapered truncated cone shape whose inner diameter decreases toward the liquid discharge orifice 7. The outlet of the liquid discharge orifice 7 is formed in a truncated conical shape having a taper that increases in diameter toward the downstream side.

このように、液体放出オリフィス7の出口領域を下流側に向ってRのついたテーパ状としたのは、液流はテーパに沿って滑らかに放出されることとなり、広角度のスプレーを生成できるようにしたためである。この場合、Rの角度の調整により70°〜90°の範囲のうち一定のスプレー角度が維持される。   As described above, when the outlet region of the liquid discharge orifice 7 is tapered toward the downstream side, the liquid flow is smoothly discharged along the taper, and a wide-angle spray can be generated. This is because of doing so. In this case, a constant spray angle in the range of 70 ° to 90 ° is maintained by adjusting the angle of R.

また、ノズル本体2内部の液体通路6のほぼ中央部には供給口5から圧入されたベーン8が設けられている。ベーン8の下流側の外周部9は、上流側に向って先細となるテーパ状をなし、かつその後方、つまり上流側のベーン外周部10はノズル本体2の内周面と当接しベーン8は固定されている。   A vane 8 that is press-fitted from the supply port 5 is provided at a substantially central portion of the liquid passage 6 inside the nozzle body 2. The outer peripheral portion 9 on the downstream side of the vane 8 has a tapered shape that tapers toward the upstream side, and the vane outer peripheral portion 10 on the rear side, that is, the upstream side contacts the inner peripheral surface of the nozzle body 2, and the vane 8 It is fixed.

そして、ベーン下流側外周部9と、それと対面するノズル本体2の内周面とによって環状チャンバ11が区画形成されている。また、ベーン8の平面状の先端面12と、ノズル本体2の内周とによって渦巻きチャンバ13が区画形成され、これらによってチャンバが構成されている。   An annular chamber 11 is defined by the vane downstream side outer peripheral portion 9 and the inner peripheral surface of the nozzle body 2 facing the vane downstream side outer peripheral portion 9. Further, a spiral chamber 13 is defined by the flat front end surface 12 of the vane 8 and the inner periphery of the nozzle body 2, and these constitute a chamber.

このベーン8はノズル本体2内を通過する液体に対し渦巻き運動を起こさせ、かつ液体を粒子にまで分解し、液体放出オリフィス7から円錐状のスプレーパターンを放出させる働きをなす。   The vane 8 functions to cause a swirling motion with respect to the liquid passing through the nozzle body 2, breaks the liquid into particles, and discharges a conical spray pattern from the liquid discharge orifice 7.

すなわち、ベーン8の中央部には、液体放出オリフィス7と同軸状に断面円形のベーン中央孔14が形成されている。   That is, a vane central hole 14 having a circular cross section coaxially with the liquid discharge orifice 7 is formed in the central portion of the vane 8.

また、ベーン8の外周部には液体流入口側から渦巻きチャンバ13側に向って伸びる、好ましくは3つの角度をもった角度通路15が等間隔で形成されている。   Further, on the outer peripheral portion of the vane 8, angle passages 15 extending from the liquid inlet side toward the spiral chamber 13 side, preferably having three angles, are formed at equal intervals.

これらの角度通路15は、図2(a)、(c)に示すように、ベーン8の周縁の周りに円周に沿って120°ずつ離間して配置されている。そして、これらの角度通路15は、下流側、上流側から見た場合ほぼ矩形をなしている。   As shown in FIGS. 2A and 2C, these angular passages 15 are arranged around the periphery of the vane 8 by 120 ° apart along the circumference. These angle passages 15 are substantially rectangular when viewed from the downstream side and the upstream side.

図2(b)、(c)において、θはベーン中央孔14の中線に対しての角度通路15の角度で25°〜35°である。αはベーン下流側外周部9のテーパの角度で、45°〜55°であり、この下流側外周部9の長さはベーン全体の軸線方向の長さの1/2となっている。Wは角度通路15の幅、dは角度通路15の深さで、角度通路の幅Wは深さdよりも大である。   2B and 2C, θ is an angle of the angle passage 15 with respect to the middle line of the vane center hole 14 and is 25 ° to 35 °. α is the taper angle of the vane downstream side outer peripheral portion 9 and is 45 ° to 55 °, and the length of the downstream outer peripheral portion 9 is ½ of the axial length of the entire vane. W is the width of the angle passage 15, d is the depth of the angle passage 15, and the width W of the angle passage is larger than the depth d.

本発明において特徴的なことは、図2(b)、(c)に示すように、角度通路15の下流側の一方の角度通路端Aはベーン中央孔14の円周の接線aと同一線上にあり、かつ、横から接線と角度通路端Aを合わせた位置で見たとき、角度通路15の他方の角度通路の最下流端Bはベーン中央孔14の中線bと接線aを通過する側の間にあるように構成している。   A characteristic feature of the present invention is that, as shown in FIGS. 2B and 2C, one angle passage end A on the downstream side of the angle passage 15 is collinear with the circumferential tangent line a of the vane center hole 14. And the most downstream end B of the other angle passage of the angle passage 15 passes through the midline b and the tangent a of the vane center hole 14 when viewed from the side where the tangent and the angle passage end A are combined. It is configured to be between the sides.

したがって、ベーン8の角度通路下流端側から流入した液体は、切頭円錐状のベーン下流側外周部9で流路面積が広がることにより、環状チャンバ11と渦巻きチャンバ13において回転流と乱流を起こすため、ベーン中央孔14からの直進流とよく混合されることになる。このように、角度通路15の他方の最下流端Bがベーン中央孔14の中線bと接線aを通過する側の間にあることで、圧力液が他方の角度通路面Cにあたる面積を適度にすることにより、渦巻きチャンバ13内で回転する液体の量と流速とが調整され、0.1Mpa〜1.0Mpaの広い範囲において圧力を変動させても、スプレー角度が広角度で変化せず、かつ均一なスプレー分布を生成する。   Therefore, the liquid flowing in from the downstream end side of the angular passage of the vane 8 has a flow passage area widened at the outer peripheral portion 9 on the downstream side of the frustoconical vane, thereby causing rotational flow and turbulent flow in the annular chamber 11 and the spiral chamber 13. Because of this, it is well mixed with the straight flow from the vane center hole 14. As described above, the other most downstream end B of the angle passage 15 is located between the vane central hole 14 and the side passing through the midline b and the tangent line a. By adjusting the amount of the liquid rotating in the spiral chamber 13 and the flow rate, the spray angle does not change in a wide angle even if the pressure is varied in a wide range of 0.1 Mpa to 1.0 Mpa, And produces a uniform spray distribution.

また、本発明のノズル本体2では、図1(b)に示すように、渦巻きチャンバ13と環状チャンバ11の長さLaは、図2(c)に示すベーン直径Lbの0.8倍〜1.0倍に構成している。   Further, in the nozzle body 2 of the present invention, as shown in FIG. 1B, the length La of the spiral chamber 13 and the annular chamber 11 is 0.8 to 1 times the vane diameter Lb shown in FIG. It is composed of 0 times.

このようにすると、ベーン8のベーン中央孔14からの直進流と角度通路15からの回転流が環状チャンバ11、渦巻きチャンバ13内で適度に混合されるため、0.1Mpa〜1.0Mpaの広い範囲において圧力を変動させても、スプレー角度が広角度で変化せず、かつ均一なスプレー分布を生成する。   In this way, the straight flow from the vane central hole 14 of the vane 8 and the rotational flow from the angle passage 15 are appropriately mixed in the annular chamber 11 and the spiral chamber 13, so that a wide range of 0.1 Mpa to 1.0 Mpa is achieved. Even if the pressure is varied in the range, the spray angle does not change over a wide angle, and a uniform spray distribution is generated.

すなわち、ベーン直径Lbに対するチャンバの長さLaの比が0.8より小さいと、直進流と回転流の混合が少なくなるため、ノズル中央の噴霧量が多くなり均一なスプレー分布にならない。また、ベーン直径Lbに対するチャンバの長さLaの比が1.0より大きいと、チャンバ内で回転流が多くなるため、液体放出オリフィス7からの噴霧量が少なくなり、均一なスプレー分布にはならない。また、環状チャンバ11、渦巻きチャンバ13内の混合流の抵抗が大きいために流量が出にくくなる。   That is, when the ratio of the chamber length La to the vane diameter Lb is smaller than 0.8, the mixing of the straight flow and the rotary flow is reduced, so that the spray amount at the center of the nozzle is increased and the spray distribution is not uniform. Further, if the ratio of the chamber length La to the vane diameter Lb is larger than 1.0, the rotational flow increases in the chamber, so the amount of spray from the liquid discharge orifice 7 decreases and the spray distribution is not uniform. . Further, since the resistance of the mixed flow in the annular chamber 11 and the spiral chamber 13 is large, the flow rate is difficult to be output.

また、本発明では、角度通路15が3個の場合、ベーン8の角度通路端Aにおいて、それぞれの角度通路15の流路面積はベーン中央孔14の流路面積の1.2倍〜1.7倍の面積比としている。   Further, in the present invention, when there are three angle passages 15, the flow passage area of each angle passage 15 is 1.2 times as large as the flow passage area of the vane central hole 14 at the angle passage end A of the vane 8. The area ratio is 7 times.

この面積比内では、ベーン中央孔14からの流れと角度通路15からの流れが環状チャンバ11、渦巻きチャンバ13内で適度に混合されて噴霧されるので、均一なスプレー分布になる。1.2倍未満では環状チャンバ11、渦巻きチャンバ13内で回転する流体が少ないため、ノズル中央の液体放出オリフィス7からの噴霧量が多くなり均等なスプレー分布にはならない。また、1.7倍より大きい場合は、環状チャンバ11、渦巻きチャンバ13内で回転する流体の量と速度が多いため、液体放出オリフィス7からの噴霧量が少なく周囲の流量が多くなり、均一なスプレー分布にはならない。   Within this area ratio, the flow from the vane central hole 14 and the flow from the angle passage 15 are sprayed with appropriate mixing in the annular chamber 11 and the spiral chamber 13, so that a uniform spray distribution is obtained. If the ratio is less than 1.2 times, the amount of fluid rotating in the annular chamber 11 and the spiral chamber 13 is small, so that the amount of spray from the liquid discharge orifice 7 at the center of the nozzle increases and the spray distribution is not uniform. When the ratio is larger than 1.7 times, since the amount and speed of the fluid rotating in the annular chamber 11 and the spiral chamber 13 are large, the amount of spray from the liquid discharge orifice 7 is small, the surrounding flow rate is large, and the uniform flow is obtained. No spray distribution.

図3は本発明のノズルの実施例で、液体放出オリフィス7から噴射されるスプレー角度を90°とした例である。表に示すように圧力を0.1Mpaから1.0Mpaの範囲で変化させ、スプレー流量(L/min)を8.8から24に変化させてもスプレー角度はほぼ変化しないことがわかる。   FIG. 3 shows an embodiment of the nozzle of the present invention, in which the spray angle sprayed from the liquid discharge orifice 7 is 90 °. As shown in the table, it is understood that the spray angle does not substantially change even when the pressure is changed in the range of 0.1 Mpa to 1.0 Mpa and the spray flow rate (L / min) is changed from 8.8 to 24.

図4は本発明のノズルのスプレー分布を表すグラフである。流入液圧が0.7Mpa、0.2Mpaと変わってもスプレー分布は均一である。   FIG. 4 is a graph showing the spray distribution of the nozzle of the present invention. Even if the inflow liquid pressure is changed to 0.7 Mpa and 0.2 Mpa, the spray distribution is uniform.

図5はスプレー分布の計測方向を示すもので、45a方向でも45b方向でもスプレー分布は同一であり、偏りがない。   FIG. 5 shows the measurement direction of the spray distribution. The spray distribution is the same in both the 45a direction and the 45b direction, and there is no bias.

なお、上記実施例では角度通路15を3つにした場合について説明したが、使用目的によって適宜増減しても良いことは勿論である。   In addition, although the said Example demonstrated the case where the angle channel | path 15 was set to three, of course, it may increase / decrease suitably according to a use purpose.

本発明は、例えば金属鋳造作業において用いると好適である。金属材の鋳造設備において、複数のノズルを、隣接するノズルの放出スプレーの被覆領域が互いに部分的に重なり合うように一定の間隔で並列に並べ、冷却液が均等に被覆領域に当たるようにする。   The present invention is suitable for use in, for example, metal casting operations. In a metal casting facility, a plurality of nozzles are arranged in parallel at regular intervals so that the discharge spray coating areas of adjacent nozzles partially overlap each other so that the cooling liquid uniformly strikes the coating area.

本発明のスプレーノズルはスプレー角度が広いため、スプレーノズル個数が少なくて済むので、ノズルのメンテナンスにかかる時間を短縮することができる。また、コスト面でもコストダウンを図り得る。   Since the spray nozzle of the present invention has a wide spray angle, the number of spray nozzles can be reduced, so that the time required for nozzle maintenance can be shortened. Also, the cost can be reduced.

金属材の適切な冷却を行うためには、連続鋳造作業でスプレーされる液体の量が、金属材が鋳造される速度に比例していなければならない。そして、速度に応じてノズル圧力を変えスプレー量を変えている。本発明のスプレーノズルは圧力を変化させてスプレー量を変えてもスプレー角度は変わらないので、鋳造速度範囲が低速から高速まで広い場合でも冷却液を均等に被覆領域に当てることが可能となる。   In order for proper cooling of the metal material, the amount of liquid sprayed in the continuous casting operation must be proportional to the speed at which the metal material is cast. Then, the nozzle pressure is changed according to the speed to change the spray amount. The spray nozzle of the present invention does not change the spray angle even if the spray amount is changed by changing the pressure, so that even when the casting speed range is wide from low speed to high speed, the coolant can be uniformly applied to the coating region.

なお、用途は金属材の冷却に限らず、その他として、例えば物品の洗浄、湿潤などに用いても良い。   The application is not limited to the cooling of the metal material, but may be used for other purposes such as cleaning or wetting of the article.

1 スプレーノズル
2 ノズル本体
3 ネジ部
4 下流端側頭部外形
5 供給口
6 液体通路
7 液体放出オリフィス
8 ベーン
9 ベーン下流側外周部
10 ベーン外周部
11 環状チャンバ
12 先端面
13 渦巻きチャンバ
14 ベーン中央孔
15 角度通路

A 角度通路端
B 最下流端
C 角度通路面
a 接線
b 中線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Spray nozzle 2 Nozzle main body 3 Screw part 4 Downstream end side head outline 5 Supply port 6 Liquid passage 7 Liquid discharge orifice 8 Vane 9 Vane downstream outer peripheral part 10 Vane outer peripheral part 11 Annular chamber 12 Tip surface 13 Swirl chamber 14 Vane center Hole 15 angle passage

A Angle passage end B Most downstream end C Angle passage surface a Tangent line b Middle line

Claims (2)

ほぼ中空状であって上流側に液体供給口(5)が設けられ、下流側に液体放出オリフィス(7)が設けられ、かつノズル本体(2)の内部にベーン(8)が固定された広角フルコーンスプレーノズルを備え、前記ベーン(8)の中央部にはベーン中央孔(14)が形成され、かつベーン(8)の下流側外周部(9)はテーパ状に形成され、ノズル本体(2)の内周面との間に環状チャンバ(11)が形成されていると共に、ベーン(8)の前方に渦巻きチャンバ(13)が形成され、ベーン(8)の外周には角度をもった複数の角度通路(15)が形成された広角フルコーンスプレーノズルであって、
前記角度通路(15)の下流側の位置を前記ベーン中央孔(14)の中心の中線(b)より上方位置に設定し、かつ渦巻きチャンバ(13)と環状チャンバ(11)の長さ(La)をベーン(8)の直径(Lb)以下とし、広い圧力範囲で広いスプレー角度の噴射を可能としたことを特徴とする広角スプレーノズル。
Wide angle, substantially hollow, provided with a liquid supply port (5) on the upstream side, a liquid discharge orifice (7) on the downstream side, and a vane (8) fixed inside the nozzle body (2) A full cone spray nozzle is provided, a vane central hole (14) is formed in the central portion of the vane (8), and a downstream outer peripheral portion (9) of the vane (8) is formed in a tapered shape. An annular chamber (11) is formed between the inner peripheral surface of 2) and a spiral chamber (13) is formed in front of the vane (8), and the outer periphery of the vane (8) has an angle. A wide-angle full cone spray nozzle formed with a plurality of angle passages (15),
The downstream position of the angle passage (15) is set to a position above the center line (b) of the center of the vane central hole (14), and the lengths of the spiral chamber (13) and the annular chamber (11) ( A wide-angle spray nozzle characterized in that La is set to be equal to or less than the diameter (Lb) of the vane (8), and spraying with a wide spray angle is possible in a wide pressure range.
請求項1記載の広角フルコーンスプレーノズルにおいて、
前記角度通路(15)の一方の角度通路端(A)は前記ベーン中央孔(14)の円周の接線(a)と同一線上にあり、角度通路(15)の他方の最下流端(B)は前記ベーン中央孔(14)の中線(b)と前記接線(a)との間に位置させ、前記渦巻きチャンバ(13)と環状チャンバ(11)の長さ(La)をベーン直径(Lb)の0.8倍〜1.0倍とし、かつ角度通路(15)の流路面積を前記ベーン中央孔(14)の流路面積の1.2倍〜1.7倍の面積比としたことを特徴とする広角フルコーンスプレーノズル。
The wide-angle full cone spray nozzle according to claim 1,
One angle passage end (A) of the angle passage (15) is collinear with the circumferential tangent (a) of the vane center hole (14), and the other most downstream end (B ) Is positioned between the middle line (b) of the vane central hole (14) and the tangent line (a), and the length (La) of the spiral chamber (13) and the annular chamber (11) is set to the vane diameter ( Lb) is 0.8 times to 1.0 times, and the flow passage area of the angle passage (15) is 1.2 to 1.7 times the flow passage area of the vane central hole (14). Wide angle full cone spray nozzle characterized by
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