JP2832554B2 - 気液噴霧用ノズル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は空気等の気体と水等の液体との混合噴霧気を
噴出せしめる気液噴出用ノズルに関する。

この種の気液噴霧用ノズルを用いて巾の異なる半製品
あるいは半製品の冷却または散水を行なう、例えば連続
鋳造作業において鋳造品の２次冷却等に有効に利用され
る。

（従来の技術） 従来この種の気液噴霧用ノズルとしては、例えば実開
昭59−135852号公報に開示のものが挙げられる。ここに
開示の気液噴霧用ノズルには第４図に示す如く気体の導
入部13と液体の導入部14とを有する混合器11が具備され
ると共に、混合器11の前部に噴出オリフイス15を有した
ノズル部12が装着されてなる。従つて導入部13から気体
が且つ導入部14から液体が混合器11内に導入されると混
合されつゝノズル部12に入り、噴出オリフイス15から混
合気が噴霧されることになる。

（発明が解決しようとする問題点） 混合気が噴出オリフイス15から噴霧される場合、概し
て噴出オリフイス15の形状に応じ所定の噴霧角θをもつ
て放出される。この噴霧角θは実質的に一定しており、
例えば２次冷却対象の材料M1の大きさと噴霧角θ即ち噴
出オリフイス15の形状が適合していれば、第５図に示す
如く材料に対し最適の噴霧パターンIP1で噴出され、２
次冷却が良好に行なわれる。これに対し第６図に示す材
料M2のように上記第５図に示す材料M1より小さく、噴出
オリフイス15からの噴霧角内、換言すれば噴霧パターン
IP2内に入る状態では材料M2の隅部が過冷却になつて冷
却ムラを生じる問題がある。また水量の点から見ると無
効水量が増加することになる。一方第７図に示す材料M3
のように上記第５図に示す材料Ｍより大きく、噴出オリ
フイス15からの噴霧角外、換言すれば噴霧パターンIP3
から材料M3の隅部が出る部分があると、この部分が充分
に冷却されず、やはり冷却ムラを来たす問題がある。

更に気液噴霧用ノズルが多数個連設され、相対的に長
手の材料を２次冷却するようなときも同様のことがいえ
る。即ち第８図に示す如く多数個連設した気液噴霧用ノ
ズルによる噴霧パターンIP4と材料M4の大きさが適合し
ていれば、最適の噴霧が行なわれて材料M4が良好に冷却
されるが、第９図に示す如く多数個連設した気液噴霧用
ノズルによる噴霧パターンIP5より材料の大きさが小さ
いと、材料M5の隅部が過冷却になつてしまい、冷却ムラ
を生ずる問題がある。

尚２次冷却対象の材料の大きさが異なる都度材料の大
きさに適合する噴霧角、噴霧パターンを持つ気液噴霧用
ノズルを交換使用することも考えられるが、多様の噴霧
角の気液噴霧用ノズルを準備する必要があり、且つノズ
ル交換作業も極めて煩雑であつて、２次冷却作業に要す
るコストが多大になる問題がある。

しかして本発明の目的は単一種の気液噴霧要ノズルに
よつて、大きさの異なる材料に対しいずれも良好に気液
の混合気の噴霧を可能にする構成を提供するにある。

（問題を解決するための手段） 本発明によれば上記の目的は、気体導入部並びに液体
導入部を有する混合器に噴出オリフイスを有するノズル
部が装着され、混合器内において気体導入部から導入さ
れた気体と液体導入部から導入された液体が混合されて
ノズルの噴出オリフイスから気液が噴出される噴霧用ノ
ズルにおいて、噴出オリフイスからの気液の噴霧角を調
整可能な空気流を噴出する調整オリフイスが備えられる
ことにより、構成される。

（作用） 本発明においては上述のように噴出オリフイスからの
気液の噴出角を調整可能な空気流を噴出する調整オリフ
イスが具備されているから、処理対象の材料の大きさに
応じて調整オリフイスからの空気流量を変化させること
により、噴出オリフイスからの噴出角を、異なる大きさ
の材料に適合するように変化させ得る。

（実施例） 第１図および第２図を参照するに、本発明による気液
噴霧用ノズルは中空の混合器１とこの混合器１の前部に
結合されるノズル部２とを有している。混合器１の後端
部には混合器１の中心軸線方向に延び且つ後方に突出し
た気体の導入部３が固設され、この導入部３から混合器
１内に導入された気体、特に空気はノズル部２に向つて
直進する。また混合器１の周部の適所には混合器１の中
心軸線と直交する方向、即ち放射方向に突出した液体の
導入部４が固設されており、この導入部４から混合器１
内に導入された液体、特に水は、中心軸線方向に流動す
る空気流と直角方向から衝突し、気体との混合が行なわ
れた後、気体と液体との混合気、特に空気と水との混合
気がノズル部２に向つて流動する。

一方ノズル部２の前面即ち噴出面には噴出オリフイス
５が形成されており、ノズル部２に向つて流動した気液
混合気が処理対象を好適に湿潤するように噴霧気として
噴出・拡散される。またノズル部２の噴出面には噴出オ
リフイス５を挟み、且つこれに近置されると共に対称位
置に調整オリフイス６、6aが開口されている。一実施態
様においてはこの調整オリフイス６、6aは噴出オリフイ
ス５の端部から10mm以内に設置することが最適であるこ
とが判明している。この調整オリフイス６、6aは各々一
以上、好ましくは複数個で群をなして設けられており、
必要ならば調整効率を高めるため調整オリフイス６、6a
を噴出オリフイス５の端部壁以外に壁部を設けることに
よつて気体の有効利用を図り、且つ混合器１の周部の適
所に固設された調整気導入部７と連通路（図示せず）を
介し連通される。調整気導入部７自体は気体導入部３へ
の気体源と別個で、且つ気体流量を変化可能な気体源に
接続され、この気体源の送気圧を例えば第12図に示す如
き気液供給系における圧力制御弁20を適宜調節すること
により調整オリフイス６、6aからの空気流量を好適に変
えることができる。尚第12図の気液供給系にあつては気
体源21から遮断弁22、流量制御弁23並びに流量計24を経
て気体の導入部３に送気されると共に、遮断弁25並びに
上記圧力制御弁20を経て調整導入部７に送気が実現さ
れ、一方液管30から遮断弁31、流量計32並びに制御弁33
を経て液体の導入部４に液体が供給される。

更に本発明の気液噴霧用ノズルの動作を説明するに、
いま例えば導入部３並びに調整導入部７から空気、導入
部４から水を導入するものとすると、混合器１内におい
てその中心軸線に沿い流動する空気流に、前記中心軸線
に対し直角方向から導入する水流が衝突し、このとき水
が滴化されて空気流に乗り、ノズル部２に流動せしめら
れて噴出オリフイス５からこの噴出オリフイス５の形状
により定まる噴霧角θ、噴霧パターンをもって放出され
る。このとき噴出オリフイス５は処理対象となる材料の
最大寸法のものに適合するような噴霧角、噴霧パターン
を持つものが用いられる。ここで２次冷却作業時に処理
対象の材料の大きさが小さくなるときは、材料の大きさ
の低減度合に応じて調整空気導入部７への送気圧が圧力
制御弁20により高くされ、調整オリフイス６、6aからこ
の送気圧に応じた空気流量をもつて空気噴出が行なわれ
る。調整オリフイス６、6aから空気噴出が行なわれると
噴出オリフイス５からの噴霧角θが狭められ、これに応
じて噴霧パターンも狭められる。且つまた材料の大きさ
の低減度合に応じ噴出空気量が増大されるから、噴霧角
θないしは噴霧パターンが処理対象の材料の大きさに好
適に適合され得ることになる。例えば噴出オリフイス５
からの噴霧角θが107゜の場合に調整オリフイス６、6a
から空気圧1.2kg/cm²、空気量50Nl/min.で空気噴出を行
なうと噴霧角θが66゜に狭められる、即ち第３図の実線
で示す非調整の噴霧巾から同図破線で示す調整噴霧巾に
し得ることが判明している。換言すれば本発明によれば
40゜も噴霧角に狭めることができることになる。

尚上述の構成においては導入部３から液体を且つ導入
部４から気体を供給するように構成してもよい。また上
述では調整オリフイスを噴出オリフイス５に対して対称
位置に配置するものとしたが、調整オリフイス６あるい
は6aの一方のみを噴出オリフイス５に近置させて設ける
こともできる。且つまた第８図並びに第９図のような広
巾の材料を処理対象とするときは気液噴霧用ノズル列の
両端部にのみ、本発明による気液噴霧用ノズルを用い、
他の中間部の気液噴霧用ノズルには在来のものを使用で
きる。このとき上記の一の調整オリフイスのみを持つ気
液噴霧用ノズルを例えば第９図の気液噴霧用ノズル列の
端部に配置してその噴霧角を狭めるようにすれば、材料
M5の隅部の過冷却を防止でき、有用であることが理解さ
れよう。また導入部３と調整気導入部７との気体源を別
個に設けるものとして上述したが、同一の気体源を用い
ることが可能である。このとき調整気導入部７への管路
に圧力調節器を配置することもできよう。

更に上述の気液噴霧用ノズルにおいて混合器１とノズ
ル部２との間に、第10図のような、導入部３、４から導
入した気体・液体の混合気の流路1bおよび調整オリフイ
ス６、6aと調整気導入部７とに連通する流路7bを有する
接続体８を連結することにより、気液噴霧用ノズル総体
の全長を長手にし得る。また第11図のように混合器１を
長手に設けると共に内部に同心に内管1cを延設して二重
管構造とし、導入部３と連通する流路3cおよび導入部４
とを連通する流路4cを区画し、且つまた調整オリフイス
６、6aと調整気導入部７とに連通する流路7cを区画する
ことによって、ノズル部２の直前で気体と液体とを混合
する構成をとることもできる。加えて噴出オリフイス５
に対する調整オリフイス６、6aの配列は第13図および第
14図に示す如く縦長の噴出オリフイス５に対し上、下に
各々対をなして調整オリフイス６、6aを近設するように
構成し得る。

（発明の効果） 上述のように構成された本発明による気液噴霧用ノズ
ルによれば、噴出オリフイス５から噴霧角を調整オリフ
イスからの気体流出によって変化できるから、処理対象
の材料の大きさに適合した噴霧角、噴霧パターンを得る
ことができ、材料に対し常に適切な噴霧による作用を付
与できる等の顕著な効果を達成する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による気液噴霧用ノズルの一実施例の、
一部を切開いて示す側面図、第２図は同正面図、第３図
は同説明図、第４図は従来の気液噴霧用ノズルの断面
図、第５図〜第９図は動作説明図、第10図および第11図
は夫々本発明の別の実施態様の断面図、第12図は気液供
給系の説明図、第13図は本発明の他の実施例の一部を切
開いて示す側面図、第14図は同正面図である。 １……混合器、２……ノズル部、３、４……導入部、５
……噴出オリフイス、６、6a……調整オリフイス、７…
…調整気導入部、20……圧力制御弁。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐久間 勝美 千葉県成田市南平台1169―４ (56)参考文献 特開 平２−111466（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−77649（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−193252（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−166852（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−95342（ＪＰ，Ｕ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】気体導入部並びに液体導入部を有する混合
   器に噴出オリフイスを有するノズル部が装着され、混合
   器内に設けられた混合室において気体導入部から導入さ
   れた気体と液体導入部から導入された液体が混合されて
   ノズル部の噴出オリフイスから気液が噴出される噴霧用
   ノズルにおいて、噴出オリフイスからの気液の噴霧角を
   ミストの霧化状態、並びに分布を損なうことなく調整可
   能な空気流を、気流の混合気に対し噴出する調整オリフ
   イスが備えられてなるノズル。
2. 【請求項２】調整オリフイスは気体導入部への気体源と
   別個で、且つ噴出される気体流量を可変の気体源に連通
   されてなる特許請求の範囲第１項記載の気液噴霧用ノズ
   ル。
3. 【請求項３】調整オリフイスはノズル部の噴出面におい
   て噴出オリフイスに近置させて併設される特許請求の範
   囲第１項または第２項記載の気液噴霧用ノズル。
4. 【請求項４】調整オリフイスがノズル部の噴出面におい
   て噴出面オリフイスを挟むように夫々一以上配設されて
   なる特許請求の範囲第１項または第２項記載の気液噴霧
   用ノズル。