JP3450890B2

JP3450890B2 - リターン式スプレーノズル

Info

Publication number: JP3450890B2
Application number: JP34972093A
Authority: JP
Inventors: 吉就岩村; 憲男大西; 明男清水; 正樹福島
Original assignee: H Ikeuchi and Co Ltd
Current assignee: H Ikeuchi and Co Ltd
Priority date: 1993-12-29
Filing date: 1993-12-29
Publication date: 2003-09-29
Anticipated expiration: 2018-09-29
Also published as: JPH07194996A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リターン式スプレーノ
ズルに関し、例えば、ゴミ焼却場の排気ガス冷却塔にお
いて冷却水噴霧用として好適に設置されるもので、特
に、噴霧流量を減少することなく噴射粒子径の微細化を
図るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、排気ガス冷却塔に冷却水噴射
用のスプレーノズルが配置されているが、冷却効率を上
げるために噴霧流量を増加すると、噴射された冷却水が
完全に蒸発せず、冷却塔の壁面に冷却水が付着して壁面
湿らせ、その結果、壁面に腐食を発生させる問題があっ
た。さらに、排気ガス中の成分をドレン化したり、濡れ
灰によるトラブルを発生させる問題があった。

【０００３】上記問題に対して、冷却水の完全蒸発を図
り、冷却効率を上げるためには、冷却塔を高くして蒸発
時間を長くする必要が生じる。しかしながら、冷却塔を
高くした場合、設備費用がかかる問題がある。よって、
従来より、蒸発時間を短縮して、冷却効率を上げ、冷却
塔を出来るだけ低くすることが要望されている。

【０００４】噴霧された冷却水を短時間で蒸発させるに
は、噴霧される冷却水の粒子径を微細化する必要があ
る。粒子径は、通常、１つの噴口からの噴霧流量を多く
すると、粒子径が大となるため、噴口を１つ設けた単孔
ノズルでは、ノズル１本当たりの流量を低減して、粒子
径を微細化する方法がある。しかしながら、その場合、
所要の冷却水量を確保するために、単孔型ノズルでは多
数のノズルを設置する必要があり、この点からコスト高
になると共に、多数のノズルを設置するにはスペース上
の問題が生じると共に設備費がかかる問題もある。ま
た、噴霧圧力を高くして粒子径を微細化する方法がある
が、その場合、高圧仕様のポンプおよび配管部品を使用
する必要があり、設備費がかかる。かつ、噴射圧力を高
くすると、噴射スピードが速くなり、飛翔距離も長くな
る。その結果、ノズルを対向させた場合に、対向ノズル
からの噴射が干渉し、粒子が合体しやすくなる。また、
ガス流と平行とした場合、気液接触時間が短くなり、蒸
発効率が低下する。制御噴霧パターンが干渉して、粒子
が合体し粗大化する場合が多い。

【０００５】上記した問題に対して、本出願人は、先
に、図１４（Ａ）（Ｂ）に示す多頭型のスプレーノズル
１を提案している。上記スプレーノズル１は、冷却水の
供給用流路２と排出用流路３とを設けたリターン型と
し、供給圧力を一定に保持して排出圧力を変化させるこ
とにより、噴霧流量を容易に制御できるようにしてい
る。また、上記供給用流路２と排出用流路３とを２重管
から形成し、その先端にアダプタ４を介して多頭用ヘッ
ド５を連結し、該多頭用ヘッド５に複数（図示の例では
４個）のノズルチップ６（６−I、６−II、６−III、６
−IV）を取り付けている。上記各ノズルチップ６には、
上記供給側流路２および排出側流路３と夫々連通する流
入路６ａおよび排出路６ｂを設けると共、これら流入路
６ａと排出路６ｂを連通する先端部に円錐形状の室６ｃ
を設け、該室６ａの先端に噴口６ｄを開口している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記多頭型スプレーノ
ズル１では、１つのスプレーノズルに設けた複数の噴口
から噴霧するため、各ノズル６の噴口６ｄからの噴霧流
量を増加させることなく１本のスプレーノズルからの噴
霧流量を増加し、よって、各噴口からの噴霧の粒子径の
微細化を保持しながら、スプレーノズル１からの全体の
噴霧流量を増加しよって、冷却効率を高めている。該ス
プレーノズルでは取付本数は増加しないが、多頭型はノ
ズルの外径が大きくなるため、設置スペースの問題が残
る。しかしながら、上記多頭型スプレーノズルでは下記
に列挙する問題がある。各ノズル６に設けた流入路６ａおよび排出路６ｂの断
面積が小さいため、冷却水に含まれる異物による目詰ま
りが発生しやすい。このようにトラブルが発生しやすい
ため、メンテナンスに手数がかかる問題がある。各ノズル６の噴口６ｄはヘッド５に間隔をあけて配置
されるが、これら噴口からの噴霧が相互に干渉しあっ
て、粒子が合体して粗大粒となる場合がある。複数のノズルチップ６は流入路６ａと排出路２ｂを形
成するために２部材より構成されており、これらの部材
をネジ止めで連結して取り付けるため、寸法が大型化
し、特に、ヘッド５の直径が従来の単孔型ノズルと比較
して倍以上となる。また、重量も大となり、取り扱いに
くくなる。各ノズルは夫々複数個の部品より構成されるため、部
品点数が増加する。また、各ノズル自体は小型で構造が
複雑であるため、成形が容易でなく、コストアップとな
る。単孔型ノズルとの取付部寸法の互換性がなく、多頭型
ノズルと設置する場合、設備改造等が必要となり、この
点からもコストアップとなる。

【０００７】本発明は上記した問題を解消せんとするも
ので、１つのスプレーノズルからの噴霧流量を増加させ
て冷却効率を向上させながら、１つの噴口からの噴霧流
量を増加させず、よって、粒子径の微細化を図り、か
つ、目詰まりを発生を低減すると共に、大型化および重
量が増加しないリターン式スプレーノズルを提供するこ
とを目的としている。

【０００８】上記目的を達成するため、本発明は、供給
用流路と排出用流路とを構成する内筒と外筒とからなる
２重管と、これら２重管の先端部に閉鎖するように取り
付ける１つのノズルチップとを備え、上記ノズルチップ
に、先端に噴口を設けた旋回室を一定角度をあけて複数
個形成し、かつ、各旋回室と上記供給用流路を連通する
噴射側オリフィスと、旋回室と上記排出用流路とを連通
する戻り側オリフィスを設け、１つのノズルチップに形
成した複数の噴口より噴霧する構成とし、かつ、上記各
旋回室に連通する噴射側オリフィスは、１つの旋回室に
対して、対向する位置に２本設け、かつ、その一端を旋
回室の円孔に対して接線方向に連通させると共に、各旋
回室に連通させる接線方向の位置は、円周方向において
同一側とし、これら噴霧側オリフィスから流入される流
体が同一旋回方向に回転するように連通し、各噴口から
の噴霧流量が多い部分が相互に干渉しない位置となるよ
うに設定しているリターン式スプレーノズルを提供する
ものである。

【０００９】即ち、上記内筒と、その外周に所要間隔を
あけて取り付ける外筒との２重管は、内筒の内部と、内
筒と外筒との間の円環部との、いずれか一方を供給用流
路、いずれか他方を排出用流路としている。なお、供給
用流路を流通させる流体は排出側より高圧となっている
ため、水漏れの点から、内筒を供給用流路とする方が好
ましい。

【００１０】上記内筒の先端には外周面より突出させた
フランジ部を設け、該フランジ部をノズルチップの内端
面と当接させて組みつけると共に、外筒とノズルチップ
とを止具で固着して組み立てている。また、上記ノズル
チップは噴口を設ける先端面は、外周側より中心にかけ
て突出させた傾斜面とし、該傾斜面に開口した噴口から
の噴霧がなるべく干渉しあわないように外周方向に向け
て噴射するように設定することが好ましい。

【００１１】上記各旋回室に連通させて形成する噴射側
オリフィスおよび戻り側オリフィスはノズルチップおよ
び／あるいは上記フランジ部に形成することが好まし
い。また、上記旋回室は、ノズルチップの外周部に一定
角度をあけて、２〜１２個程度形成し、２〜１２個の多
数の噴口より噴霧させている。上記各旋回室は、ノズル
の略軸線方向に沿う円形室と該円形室の先端に連通する
円錐室とからなり、円錐室の先端に噴口を連通してい
る。

【００１２】また、上記各旋回室と連通する噴射側オリ
フィスは、ノズルの軸線方向と略直交する径方向に設け
て、１本の供給用流路あるいは該供給用流路と連通させ
てノズルチップに形成した１本の共通流入路に連通させ
ていることが好ましい。

【００１３】

【００１４】さらに、上記各旋回室に連通する噴射側オ
リフィスは、旋回室の周方向の一側端に開口し、各噴口
からの噴霧流量が多い部分をノズルの外周側として、相
互に干渉しあうノズル中心側を噴霧流量が少ない部分と
していることが好ましい。

【００１５】即ち、各旋回室に接線方向から流入する流
体は、旋回方向の前側では噴霧流量が多くなり、旋回方
向の後側で噴霧流量が少なくなる。よって、各旋回室の
周方向の一側端にオリフィスを開口させると、外周側の
噴霧流量が多くなり、各旋回室に連通する噴口からの噴
霧は、互いに干渉しない外周側で噴霧流量を多く出来る
一方、互いに干渉することとなるノズル中心側では噴霧
流量を少なくすることが出来る。

【００１６】

【００１７】さらに、上記内筒の内部を供給側流路とす
ると共に、内筒と外筒の間を排出側流路とし、かつ、内
筒の噴射側前端にフランジ部を突設して、前面に取り付
ける上記ノズルチップの後端面に当接させ、該ノズルチ
ップの中心に上記供給側流路と連通する共通流入路を後
端面に開口して形成すると共に、その外周に一定角度間
隔をあけて、円孔と先端に円錐孔とを連通させて設けた
旋回室を形成し、上記円錐孔の先端に上記噴口を連通さ
せて形成する一方、各旋回室の円孔の周面側と上記共通
流入路とを径方向に延在する噴射側オリフィスで連通す
ると共に、円孔の端面と上記排出側流路とを上記フラン
ジ部に形成した戻り側オリフィスで連通していることが
好ましい。

【００１８】

【作用】本発明の請求項１の構成とすると、１つのスプ
レーノズルに設けた多数の噴口から噴霧するため、１つ
の噴口からの噴霧流量を単孔のスプレーノズルと同一に
設定すると、噴口の増加に相当して、１つのスプレーノ
ズルからの噴霧流量を増加させて、冷却効率を上げるこ
とが出来る。また、１つの噴口からの噴霧流量を増加さ
せていないため、各噴口から噴射される噴霧の粒子径を
微細化を保持出来る。また、１つのノズルチップに複数
の旋回室およびオリフィスを形成しているだけであるた
め、スプレーノズルの部品点数を低減出来ると共に、ス
プレーノズルの大型化および重量増加を防止出来る。

【００１９】また、複数の旋回室と連通する噴射側オリ
フィスは、ノズルの軸線方向と略直交する径方向に設け
て、内筒内部を供給用流路とする場合は、各旋回室より
ノズル中心側へ噴射側オリフィスを延在させ、また、内
筒と外筒の間を供給側流路とする場合には、各旋回室よ
りノズル外周側へ噴射側オリフィスを延在させることに
より、流入路を共通の１本にまとめることが出来る。よ
って、流入路の断面積を大とでき、流入路での流体に含
まれる異物による目詰まりの発生を防止出来る。即ち、
従来の多頭式ノズルのように、各旋回室と連通させるた
めの小径の流入路を不要とし、よって、小径の流入路を
設けた場合に発生する、該流入路での異物による目詰ま
りを防止出来る。

【００２０】また、各旋回室に連通する噴射側オリフィ
スは、その一端を旋回室の円孔の周面に対して接線方向
に連通させると共に、各旋回室に連通させる接線方向の
位置は、円周方向において同一側としているため、各噴
口からの噴霧流量が多い部分を、相互に干渉しない位置
に設定できる。よって、噴霧された粒子が合体して粒子
が粗大化するのを防止でき、粒子径を微細に保持出来
る。

【００２１】また、各旋回室に連通する噴射側オリフィ
スは、旋回室の周方向の一端に開口させると、該開口位
置から旋回方向の前側で噴霧流量が多くなるため、この
噴霧流量が多い位置を、ノズルの外周側に位置させるこ
とができる。一方、噴霧流量が少ない側をノズル中心側
に位置させることができる。ノズル外周側では噴霧が相
互に干渉しあわないため、噴霧流量を多くしても合体に
よる粒子の粗大化はないが、ノズル中心側では噴霧が相
互に干渉するため、噴霧流量を少なくする必要がある。
本発明では、１本の共通の流入路より噴射側オリフィス
を介して多数の旋回室に周方向から流体を流入する場合
に発生する噴霧流量のアンバランスを、逆に利用して、
噴霧流量が少ない部分を干渉する位置に配置しているた
め、粒子径の肥大化を防止できると共に、流量を全体的
に均一とすることができる。

【００２２】一方、１つの旋回室に対して噴射側オリフ
ィスを対向する位置に２本連通させると、噴口から噴射
する噴霧流量を全周にわたって略均一にすることができ
る。よって、各噴口からの噴霧が干渉しあわないように
設定し、噴霧範囲における噴霧流量を均一にすることが
できる。

【００２３】また、上記内筒の内部を供給側流路とする
と、圧力の高い供給側流路が内部に位置するため、流体
の外部への漏れを防止できる。また、内筒の噴射側前端
にフランジ部を突設して、前面に取り付ける上記ノズル
チップの後端面に当接させると、ノズルチップの組付精
度が増す。さらに、ノズルチップに設ける旋回室を円孔
と円錐孔とを連続した形状とすると、円孔の周面に接線
方向で開口する噴射オリフィスから流入する流体を旋回
室で旋回させることができる。かつ、円錐孔から噴口へ
と漸次縮径しながら噴霧するため、所要の圧力に高めて
微細な粒子径として噴霧することが出来る。

【００２４】

【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例を参照して
詳細に説明する。図１から図４は、本発明の第１実施例
を示す。第１実施例のリターン式スプレーノズル１０
は、内筒１１と、該内筒１１の外周に所要間隔をあけて
取り付けた外筒１２と、内筒１１および外筒１２の先端
部に止具１３により固定するノズルチップ１４とからな
る。上記内筒１１の内部は流体（冷却水）の供給用流路
１５とし、内筒１１と外筒１２の間の円環状部は排出用
流路１６としており、供給用流路１５には供給管（図示
せず）より一定圧力で流体を供給する一方、排出用流路
１６には排出管（図示せず）を接続し、該排出管に介設
した圧力制御弁で排出圧力を制御することにより、スプ
レーノズル１０からの噴霧流量を調節している。

【００２５】上記内筒１１のノズルチップ取付側の先端
部には、その外周部より突設したフランジ部１１ａを設
け、該フランジ部１１ａに９０度間隔をあけて小径の戻
り側オリフィス２０を前後両端に開口するように貫通し
て形成し、その後端開口を排出用流路１６と連通させて
いる。

【００２６】上記ノズルチップ１４は、その前後両端面
１４ａ、１４ｂを、外周より中心にかけて噴射方向の前
方へ向けて突出した傾斜形状としている。よって、該ノ
ズルチップ１４の後端面１４ｂと当接する上記内筒フラ
ンジ部１１ａの前端面も傾斜させて形成している。該ノ
ズルチップ１４の中心には内筒１１の供給用流路１５と
連通する共通流入路２１を後端面に開口して形成してい
る。

【００２７】ノズルチップ１４には、共通流入路２１を
囲むように、その傾斜した円周部に、９０度間隔をあけ
て４個の旋回室２２（２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２
Ｄ）を形成している。これら旋回室２２は傾斜した前後
面１４ａ、１４ｂに対して直角方向に設けており、よっ
て、ノズルの軸線Ｌに対して傾斜し、各旋回室２２の先
端に連通して形成した噴口２３（２３Ａ、２３Ｂ、２３
Ｃ、２３Ｄ）を前端面１４ａの外周近傍に位置させ、各
噴口２３からの噴霧が外向きとなって、なるべく干渉し
ないように設定している。

【００２８】上記４個の旋回室２２は、夫々円孔２２ａ
と該円孔２２ａの前側に連通して形成した円錐孔２２ｂ
とから形成し、円孔２２ａは後端面１４ｂに開口して、
上記内筒フランジ部に形成した戻り側オリフィス２０と
連通させている。円錐孔２２ｂは上記噴口２３と連通さ
せている。

【００２９】上記４個の旋回室２２は上記共通流入路２
１と夫々、径方向の噴射側オリフィス２４（２４Ａ、２
４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄ）を介して連通している。上記４
本の噴射側オリフィス２４はノズルチップ後端面１４ｂ
に凹設した溝からなり、内筒フランジ部１１ａと当接す
ることにより閉鎖して流路を形成している。また、４本
のオリフィス２４は、その一端は、図２に示すように、
共通流入路２１の外周に９０度間隔をあけて連通させる
一方、径方向に延在し、他端が、各旋回室２２の円孔２
２ａに対して、周方向の一端に接線方向で開口させて連
通している。かつ、各旋回室２２との連通位置は周方向
において同一方向としている。

【００３０】上記構成のリターン式スプレーノズル１０
では、供給用流路１５から導入される流体は、ノズルチ
ップ１４の共通流入路２１をへて、４つの噴射側オリフ
ィス２４に流入し、各連通路２４より各旋回室２２に流
入する。この接線方向から流入している流体は、図３に
示すように、円孔２２ａの内周面に沿って旋回し、図
中、矢印で示す旋回流を発生しながら、円錐孔２２ｂを
へて噴口２３より噴霧される。上記旋回しながら噴霧さ
れる場合、噴霧量は、図３（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）に
示すように、オリフィス２４の開口が位置するから旋回
方向の前側Ｓ１は噴霧流量が多く、旋回方向の後側Ｓ２
は噴霧流量が少なくなる。この旋回方向前側の噴霧量
と、旋回方向後側の噴霧量の比は３：１となり、噴霧の
弱い部分と強い部分とを発生させている。

【００３１】上記各オリフィス２４は、各旋回室２２の
円孔２２ａに対して、周方向の一端で連通しているた
め、ノズル中心側の噴霧量が少なく、噴霧が弱い部分と
なる。一方、ノズル外周側が噴霧量が多く、噴霧が強い
部分となる。即ち、図４（Ａ）に示すように、４つの噴
口２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄから噴射される噴霧
は、（Ｂ）に示すように、ノズル中心側は互いに干渉し
あうこととなるが、このノズル中心側は噴射量が少な
く、噴霧が弱い部分となっている。よって、噴霧が互い
に干渉しあっても、粒子が合体して粗大粒が発生するこ
とを抑制、防止できる。一方、噴霧量が多く、噴霧が強
い外周部は相互に干渉しない。このように、噴霧量は多
い部分では干渉させず、噴霧量が少ない部分を干渉させ
ることにより、粒子径の粗大化を防止できると共に、４
つの噴霧パターンで囲まれる範囲の全体で、噴霧量の均
等化を図ることができる。また、冷却塔などの蒸発現象
に使用する場合、蒸発しにくいノズル中心側をより微細
化させる必要がある。

【００３２】また、上記４つの噴口はノズルチップ１４
を傾斜させて、各噴口からの噴霧を外向きとして、相互
に干渉する部分を減少させていることによっても、粒子
径の肥大化が防止される。尚、旋回室２２に流入した流
体の一部は戻り側オリフィス２０をへて排出用流路１６
へ排出され、噴口２３からの噴霧流量を制御している。

【００３３】図５（Ａ）〜（Ｇ）は、第１実施例の変形
例を示し、ノズルチップ１４に設ける旋回室２２および
噴口２３を、２〜１２個としたものである。いずれも、
ノズルチップ１４の中心に設けた共通流入路２１と各旋
回室２２とを径方向の噴射側オリフィス２４を介して連
通しており、各オリフィス２４を旋回室２２の周方向の
一端に接線方向で連通している。なお、旋回室２２およ
び噴口２３の個数を増加しても、ノルズチップ１４の直
径を同一としているため、旋回室２２および噴口２３を
順次小さくしている。上記のように、旋回室および噴口
を増加し、１つの噴口からの噴霧流量を一定とすると、
噴口を増加した分だけ噴霧流量が増加し、かつ、１つの
噴口からの噴霧流量は一定であるため、粒子径を微細に
保持出来る。

【００３４】

【実験例１】第１実施例および図５（Ａ）〜（Ｄ）に示
す変形例の、ノズルチップ１４に旋回室２２および噴口
２３を、２〜６個設けた場合における噴霧流量と粒子径
の関係を測定すると共に、従来の単孔ノズル（１つのス
プレーノズルに１つの噴口を設けたもの）の噴霧流量と
粒子径との関係を比較した。その結果は、図６に示す通
りであった。

【００３５】図６に示すように、本発明の多孔ノズルと
して、噴口を２孔、３孔、４孔、５孔、６孔としたもの
を用い、１孔当たりの噴霧流量を４リットル／分（２０
ｋｇ／ｃｍ²）とし、噴口の増加に応じて、噴霧流量を
増加させた。その結果は、図に示すように、噴霧流量の
増加に関係なく、粒子径は１孔の場合と同様の、略一定
の約１４０ザウターであった。一方、従来用いられてい
る単孔ノズルでは、１つの噴口から噴霧する流量を増加
させると、それに応じて、粒子径は肥大化し、噴霧流量
を２４リットル／分とすると、粒子径は２２０ザウター
程度に大となっていた。

【００３６】また、第１実施例および図５に示す変形例
は、複数の旋回室に夫々オリフィスを介して流体を供給
する供給路は、供給用流路１５と連通させた共通流入路
２１の１本であるため、その断面積を大きく設定するこ
とが出来る。よって、共通液流入路２１における異物通
過径を大きい寸法に確保でき、異物による目詰まりの発
生を防止することが出来る。

【００３７】

【実験例２】本発明のように、流入路を１本とした場合
と、図１４に示す多頭型スプレーノズルにおいて、流入
路６ａを複数本とした場合における流入路内部での異物
通過径を比較測定した。尚、従来の多頭型スプレーノズ
ルでは噴口の個数の増加に伴い、各噴口と連通する流入
路の径が小さくなるため、異物通過径が小さくなってい
る。いずれも噴口１孔あたりの噴霧流量は４リットル／
分（２０ｋｇ／ｃｍ²）に設定している。その結果を図
７に示す。

【００３８】図７に示すように、本発明の流入路が１本
の場合は、異物通過径は２ｍｍ以上であるが、流入路を
噴口の個数に対応させて増加した場合、異物通過径は順
次減少し、４つの噴口を設けた場合には、１ｍｍと半減
し、それだけ目詰まりが発生しやすくなっていた。

【００３９】図８は第２実施例を示し、第１実施例との
相違点は、内筒１１のフランジ部１１ａの前端面に各旋
回室２２と連通する旋回室２２’を凹設し、該旋回室２
２’にフランジ部前端面に刻設した噴射側オリフィス２
４の一端を夫々連通させると共に、他端を前端に開口し
た供給側流路１５と連通させている。また、第１実施例
と同様に、フランジ部１１ａに、旋回室２２’の底面と
排出側流路１６とを連通する戻り側オリフィス２０を形
成している。即ち、ノズルチップ１４には旋回室２２
とその先端に連通した噴口２３とを設けているだけで、
ノズルチップの形状を簡単にしている。作用効果は第１
実施例と同一であるため、説明を省略する。

【００４０】図９は第３実施例を示し、第１実施例との
相違点は、ノズルチップ１４の前後両端面１４ａ、１４
ｂをノズルの軸線Ｌと直交する平坦面に形成している。
また、ノズルチップ１４の後端面１４ｂに当接させる内
筒１１のフランジ部１１ａも平坦面に形成している。他
の構成および作用は第１実施例と同一であるため、同一
符号を付して、説明を省略する。上記構成とすると、ノ
ズルチップ１４および内筒１１の形状が単純となり、製
作が容易であると共に、精度が出やすい利点がある。

【００４１】図１０は第４実施例を示し、第３実施例と
同様にノズルチップ１４の前後両端面１４ａ、１４ｂを
平坦面に形成する一方、内筒１１にはフランジ部１１ａ
を設けていない。よって、ノズルチップ１４の中心に形
成した共通流入路２１と旋回室２２との噴射側オリフィ
ス２４を溝ではなく、ノズルチップ１４の内部に穿設し
た穴としている。また、各旋回室２２の後端開口部に
は、戻り側オリフィス２０を貫通して設けたチップ３０
を個別に取り付けている。他の構成および作用は第１実
施例と同様であるため、同一符号を付して説明を省略す
る。この第４実施例では、内筒１１の形状を簡単に出来
る利点があると共に、排出側オリフィスを調節できる利
点がある。

【００４２】図１１（Ａ）（Ｂ）は第５実施例を示す。
この第５実施例では、内筒１１の内部を排出側流路１６
とし、内筒１１と外筒１２の間の円環部を供給側流路１
５としている。よって、内筒１１の前端は、フランジ部
１１ａを中心部まで延在させて、内筒前端を閉鎖し、フ
ランジ部１１ａに穿設した戻り側オリフィス２０を内筒
１１の中空部の排出側流路１６と連通させている。

【００４３】また、ノズルチップ１４に設けた４つの旋
回室２２に夫々連通する噴射側オリフィス２４は、各旋
回室２２より外周方向へと延在させて、外周端面に開口
して、外周に位置する供給側流路１５と連通している。
旋回室２２に対する噴射側オリフィス２４の連通位置
は、第１実施例と同様に旋回室２２の周方向の一端側
で、かつ、接線方向に開口させている。他の構成および
作用は第１実施例と同様であるため、同一符号を付す。

【００４４】図１２は第５実施例の変形例を示し、ノズ
ルチップ１４に設ける噴射側オリフィス２４を、第５実
施例では、ノズルチップ１４の後端面１４ｂに凹設した
溝より形成していたが、該変形例ではノズルチップ１４
の内部に穿設した穴より形成している。他の構成は第５
実施例と同一である。該構成とすると、噴射側オリフィ
スを流通する流体の漏れを完全に無くすことが出来る。

【００４５】図１３（Ａ）（Ｂ）は第６実施例を示し、
ノズルチップ１４の各旋回室２２と連通する噴射側オリ
フィス２４を２本のオリフィス２４−Iと２４−IIから
構成している。一方のオリフィス２４−Iを第１実施例
と同様に、ノルズチップ１４の中心位置に形成した共通
流入路２１と各旋回室２２の周方向の一端に連通してい
る。他方のオリフィス２４−IIはノルズチップ１４の外
周に形成した円環形状の共通流入２１’に一端を連通
し、他端を旋回室２２の周方向の他端に連通している。
上記中心位置の共通流入路２１と外周位置の円環状の共
通流入路２１’とは径方向に延在された連通路３３を介
して連通している。上記中心位置の共通流入路２１に内
筒１１の供給側流路１５を連通し、流体を共通流入路２
１から連通路３３を介して外周の共通流入路２１’へと
供給し、それぞれ噴射側オリフィス２４−I、２４−II
を通して各旋回室２２の対向した位置に流体を流入して
いる。

【００４６】上記のように１つの旋回室２２に対向した
位置から流体を導入し、同一方向に旋回させると、一方
のオリフィス２４−Iからの流体は旋回方向前側の位置
のノルズ外周側の約１８０度の範囲Ｓ１で噴霧流量が多
くなり、他方のオリフィス２４−IIでは旋回方向前側の
位置のノルズ中心側の約１８０度の範囲Ｓ２で噴霧流量
が多くなるため、１つの噴口２３から全周において噴霧
流量を均等とすることが出来る。よって、この第６実施
例では、ノルズ中心側で各噴口２３からの噴霧が干渉し
ないように設定している。

【００４７】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
の請求項１では、１つのリターン式スプレーノズルに１
つのノルズチップを取り付け、このノルズチップに複数
の旋回室と各旋回室に連通した噴口とを設け、かつ、各
旋回室を１本の流入路に夫々噴射オリフィスを介して連
通させる一方、排出側流路と戻り側オリフィスを介して
連通させた構造としているため、１つのスプレーノズル
に設けた複数の噴口から分散して噴射しているため、各
噴口からの噴霧流量を増加させることなく、１つのスプ
レーノズルからの全体の噴霧流量を増加することが出来
る。即ち、各噴口から噴射される噴霧の粒子径を微細に
保持しながら、１つのスプレーノズルからの噴霧流量を
増加させることが出来る。

【００４８】このように、噴霧の粒子径を微細化できる
と、１つのスプレーノズルからの噴霧流量を増加して
も、噴霧の完全蒸発時間を短縮でき、かつ、噴霧流量の
増加により、排気ガスの冷却効率を向上することが出来
る。また、噴霧を完全に蒸発しない場合に発生していた
従来の種々の問題、例えば、冷却塔の壁面が湿って腐食
が進行すること、ドレンの発生などを防止できる。さら
に、噴霧を完全蒸発するために、冷却塔を高くする必要
がなく、設備費用を低下することが出来る。

【００４９】また、本発明のスプレーノズルでは、上記
したように、１つのノズルチップを内筒と外筒とに止具
を介して取り付けるだけであるため、スプレーノズルの
小型化および軽量化を図ることが出来る。例えば、従来
の図１４に示す４頭の多頭型では、スプレーノズルの前
端面の直径が８０ｍｍ〜１００ｍｍであったものを、４
孔を設けた本スプレーノズルでは前端面の直径を４０ｍ
ｍ〜５０ｍｍと半減する事が出来る。また、従来の多頭
型と比較して、部品点数が少なく、しかも、構造が簡単
であるため、コストダウンを図ることが出来ると共に、
メンテナンスも容易となる。

【００５０】また、複数の旋回室と連通する噴射側オリ
フィスを、径方向に延在させて、ノズルの軸線方向と略
直交する径方向に設けると、ノルズ軸線に沿って位置す
るノズル中心位置の１本の共通流入路あるいはノズル外
周に位置する１本共通流入路に連通させる事が出来る。
そのため、噴口の個数を増加しているにもかかわらず、
流入路の断面積を大きく保持できる。よって、流入路で
目詰まりが発生する異物の直径を噴口が１個の場合と同
一に大きくでき、目詰まりの発生を抑制或いは防止出来
る。

【００５１】また、各旋回室に連通する噴射側オリフィ
ス一端を旋回室の円孔の周面に対して接線方向に連通さ
せると共に、各旋回室に連通させる接線方向の位置は、
円周方向において同一側とすると、各噴口からの噴霧流
量が多い部分を、相互に干渉しない位置にすることがで
きる。よって、噴霧流量が多い部分で干渉が発生し、噴
霧された粒子が合体して粒子が肥大化するのを防止でき
る。その結果、上記したように、粒子径を微細に保持し
て、完全蒸発時間の短縮を図ることが出来る。

【００５２】また、各旋回室に連通する噴射側オリフィ
スを、旋回室の周方向の一端に開口させると、該開口位
置から旋回方向へ約１８０度の範囲で噴霧流量が多くな
るため、この噴霧流量が多い位置を、ノズルの外周側に
位置させることができる。一方、噴霧流量が少ない側を
ノズル中心側に位置させることができる。通常、ノズル
外周側では噴霧が相互に干渉しあわないため、噴霧流量
を多くする必要があり、ノズル中心側では噴霧が相互に
干渉するため、噴霧流量を少なくする必要がある。本発
明では、１本の共通の流入路より１本の噴射オリフィス
を介して夫々旋回室に周方向から流体を流入する場合に
発生する噴霧流量のアンバランスを、逆に利用して、噴
霧流量が少ない部分を干渉する位置に配置しているた
め、粒子径の肥大化を防止できると共に、流量を全体的
に均一とすることができる。

【００５３】一方、１つの旋回室に対して噴射オリフィ
スを対向する位置に２本連通させると、噴口から噴射す
る噴霧流量を全周にわたって略均一にすることができ
る。よって、各噴口からの噴霧が干渉しあわないように
設定し、噴霧範囲における噴霧流量を均一にすることが
できる。

【００５４】また、上記内筒の内部を供給側流路とする
と、圧力の高い供給側流路が内部に位置するため、流体
の外部への漏れを防止できる。また、内筒の噴射側前端
にフランジ部を突設して、前面に取り付ける上記ノズル
チップの後端面に当接させると、ノズルチップの組付精
度が増す。さらに、ノズルチップに設ける旋回室を円孔
と円錐孔とを連続した形状とすると、円孔の周面に接線
方向で開口する噴射オリフィスから流入する流体を旋回
室で旋回させることができる。かつ、円錐孔から噴口へ
と漸次縮径しながら噴霧するため、所要の圧力に高めて
微細な粒子径として噴霧することが出来る。

【００５５】さらに、本発明のスプレーノズルはリター
ン式として、供給側流体の圧力を一定に保持しながら、
排出側の圧力を制御して、１つのスプレーノズルからの
噴霧流量を調節しているため、該調節が容易で、しか
も、１：１０の大きなターンダウン比で制御することが
出来る。また、配管に対して取り付ける箇所は、従来の
多頭型スプレーノズルと同様に、内筒と外筒との２重管
の部分で、寸法が従来と同様であるため、スプレーノズ
ルの取付部分を改造することなく、そのまま取り付ける
ことが出来るなどの種々の利点を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のスプレーノズルを示
し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は側面図である。

【図２】第１実施例の旋回室と、噴射側オリフィス
と、流入路との位置関係を示す概略図である。

【図３】（Ａ）〜（Ｃ）は第１実施例の旋回室からの
噴霧状態を説明するための図面である。

【図４】（Ａ）は第１実施例の４つの噴口からの噴霧
方法を示す概略図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ断面におけ
る噴霧流量分布を示す図面である。

【図５】（Ａ）〜（Ｇ）は夫々第１実施例の変形例を
示し、旋回室と、噴射側オリフィスと、共通流入路の連
通状態を示す図面である。

【図６】噴口の個数の増加に応じて噴霧流量を増加さ
せた場合における粒子径の大きさを従来の単孔ノズルと
本発明の多孔ノズルで比較した実験結果を示すグラフで
ある。

【図７】流入路の個数と流入路における異物通過径の
関係を実験した結果を示すグラフである。

【図８】本発明の第２実施例の要部断面図である。

【図９】本発明の第３実施例の要部断面図である。

【図１０】本発明の第４実施例の要部断面図である。

【図１１】（Ａ）は第５実施例の要部断面図、（Ｂ）
は旋回室、噴射側オリフィスおよび流入路の連通状態を
示す図面である。

【図１２】第５実施例の変形例の要部断面図である。

【図１３】（Ａ）は第６実施例の旋回室、噴射側オリ
フィスおよび流入路の連通状態を示す図面、（Ｂ）は第
６実施例のノズルチップの断面図である。

【図１４】（Ａ）は従来の多頭型リターン式スプレー
ノズルの断面図、（Ｂ）は（Ａ）の側面図である。

【符号の説明】

１０リターン式スプレーノズル１１内筒１２外筒１３止具１４ノズルチップ１５供給側流路１６排出側流路２０戻り側オリフィス２１共通流入路２２旋回室２３噴口２４噴射側オリフィス

フロントページの続き (72)発明者福島正樹兵庫県西脇市堀町177 株式会社いけうち西脇工場内 (56)参考文献特開平５−253515（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−33570（ＪＰ，Ａ) 実開平４−98452（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B05B 1/00 - 1/36 F23J 15/06 F27D 17/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】供給用流路と排出用流路とを構成する内
筒と外筒とからなる２重管と、これら２重管の先端部に
閉鎖するように取り付ける１つのノズルチップとを備
え、上記ノズルチップに、先端に噴口を設けた旋回室を
一定角度をあけて複数個形成し、かつ、各旋回室と上記
供給用流路を連通する噴射側オリフィスと、旋回室と上
記排出用流路とを連通する戻り側オリフィスを設け、１
つのノズルチップに形成した複数の噴口より噴霧する構
成とし、かつ、上記各旋回室に連通する噴射側オリフィスは、１
つの旋回室に対して、対向する位置に２本設け、かつ、
その一端を旋回室の円孔に対して接線方向に連通させる
と共に、各旋回室に連通させる接線方向の位置は、円周
方向において同一側とし、これら噴霧側オリフィスから
流入される流体が同一旋回方向に回転するように連通
し、各噴口からの噴霧流量が多い部分が相互に干渉しな
い位置となるように設定しているリターン式スプレーノ
ズル。
【請求項２】上記各旋回室と連通する噴射側オリフィ
スは、ノズルの軸線方向と略直交する径方向に設けて、
上記供給用流路と連通させてノズルチップに形成した１
本の共通流入路に連通させている請求項１に記載のリタ
ーン式スプレーノズル。
【請求項３】上記各旋回室に連通する噴射側オリフィ
スは、旋回室の周方向の一側端に開口し、これら旋回室
と夫々連通する各噴口からの噴霧は、ノズル外周側を噴
霧流量が多い部分として、相互に干渉しあうノズル中心
側には噴霧流量が少ない部分が位置する設定としている
請求項１または請求項２に記載のリターン式スプレーノ
ズル。
【請求項４】供給用流路と排出用流路とを構成する内
筒と外筒とからなる２重管と、これら２重管の先端部に
閉鎖するように取り付ける１つのノズルチップとを備
え、上記ノズルチップに、先端に噴口を設けた旋回室を
一定角度をあけて複数個形成し、かつ、各旋回室と上記
供給用流路を連通する噴射側オリフィスと、旋回室と上
記排出用流路とを連通する戻り側オリフィスを設け、１
つのノズルチップに形成した複数の噴口より噴霧する構
成とし、上記内筒の内部を供給側流路とすると共に、内筒と外筒
の間を排出側流路とし、かつ、内筒の噴射側前端にフラ
ンジ部を突設して、前面に取り付ける上記ノズルチップ
の後端面に当接させ、該ノズルチップの中心に上記供給
側流路と連通する共通流入路を後端面に開口して形成す
ると共に、その外周に一定角度間隔をあけて、円孔と先
端に円錐孔とを連通させて設けた旋回室を形成し、上記
円錐孔の先端に上記噴口を連通させて形成する一方、各
旋回室の円孔の周面側と上記共通流入路とを径方向に延
在する噴射側オリフィスで連通すると共に、円孔の端面
と上記排出側流路とを上記フランジ部に形成した戻り側
オリフィスで連通しているリターン式スプレーノズル。