JP3709433B2 - spray nozzle - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低圧広角型のスプレーノズルに関し、詳しくは、低圧で供給する水等の流体を広い角度範囲にわたって均等に噴霧できるようにしたものである。
【0002】
従来、広角スプレーノズルは、低い圧力で噴霧範囲を広げたい用途、例えば、製紙工場や下水処理場などの水処理設備での消泡用として好適に用いられている。この種のスプレーノズルでは噴霧範囲が広範囲で、噴霧の粒子径が小さく、かつ低い圧力で、ソフトに噴霧されることが要求されている。
【0003】
本出願人は、この種のスプレーノズルとして、図10(A)(B)に示す構造のスプレーノズルを提供している。該スプレーノズル1は、ボデイ2の一端より流入孔3を穿設し、該流入孔3の先端の噴射口3aの部分に、一側外周方向よりボデイ2に切欠4をいれて、噴射口3aの周縁を軸線と直交方向に切欠かれた端面5とする一方、噴射口3aの内端縁側に軸線方向より径方向へとアールを設けて湾曲させて、噴射口3aと対向する受液面6を形成している。
【0004】
上記スプレーノズル1では、噴射口3aから噴射された液体は受液面6の衝突して噴射角度が増大し、かつ、粒子が小径となって微粒化する。よって、粒子径が小さい噴霧を、広角扇型に、広い範囲にわたって噴霧することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記したスプレーノズル1は噴射口3aからの噴射される流体圧が1.5kg/cm2と高い場合には、対向する受液面6に向かって強い圧力で衝突し、広い角度で噴霧することができる。その場合、流体圧が高いため、噴霧の圧力も高くなる。
【0006】
上記スプレーノズル1で噴霧圧力が低圧のソフトな噴霧が要求される場合、低圧、例えば、0.15kgf/cm2程度の圧力で噴射口3aより流体を噴射すると、噴射された流体は広角に拡散せず、噴射口3aに連続する切欠4の側面4aより受液面6に沿って流れ、弱い圧力で受液面6に衝突し、開口端より狭い角度のままで噴霧されることとなる。
【0007】
具体的には、図10に示すスプレーノズルでは、流体圧が1.5kgf/cm2程度の高圧があれば、その噴霧範囲を140゜程度の広角噴霧が可能であるが、流体圧が0.15kgf/cm2程度の極低圧となると、その噴霧範囲は80°程度の狭い範囲となり、噴霧層が厚くなることより粒子径も小さくならない問題がある。
【0008】
本発明は上記した問題に鑑みてなされたもので、低圧のソフトな噴霧を、広い範囲に噴霧することができる低圧広角型スプレーノズルを提供することを課題としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、請求項1で、ボデイの一端より軸線方向に沿って流入孔を穿設し、該流入孔の先端の噴射口の部分に、一側外周方向よりボデイに切欠をいれて、ボデイ軸線方向と直交して上記噴射口が開口する端面と、該端面の内端より軸線方向に延在する側面と、該側面の先端より径方向へと湾曲させて上記端面と対向させる受液面とを設け、該受液面の上記噴射口と対向する位置に拡散孔を設けると共に、該拡散孔と連続させて上記湾曲させた側面に溝を刻設し、拡散孔で流体を拡散させると共に溝により流体を切欠の前方開口へ拡散させていることを特徴とするスプレーノズルを提供している。
【0010】
上記構成のスプレーノズルでは、噴射口から噴射された流体、例えば水が0.15kgf/cm2程度の極低圧の場合、 余り拡散せずに受液面へと直進して対向する拡散孔へと直進する。上記拡散孔に至った水は拡散孔より広い角度に反射されて拡散される。其の際、前方の切欠開口と反対側の後方の側面にむかって拡散しないように溝があり、前方に向かうように方向を矯正される。この溝がない場合、側面に当たった流体は側面に沿って流れて切欠先端より水滴としてたれ落ちることとなる。このように、拡散孔と溝を設けていることにより、低圧のソフトな噴霧を広い角度範囲にわたって行うことができる。
【0011】
上記溝を上記噴射口の内端部まで連続させて刻設していることが好ましい(請求項2)。このように溝を拡散孔から噴射口へと連続して設けて溝の範囲を広げておくと、広い範囲にわたって前方へと噴霧方向を矯正することができる。また、噴霧口から噴射された流体を拡散孔へとガイドすることもできる。
【0012】
上記噴射口と上記拡散孔とは同一線上に位置させ、噴射口と拡散孔の大きさは、拡散孔の直径を噴射口の直径に対して1.0〜1.6倍に設定することが好ましい(請求項3)。
【0013】
上記噴射口の直径(D1)に対する拡散孔(D2)の直径を同一あるいは僅かに大きくして、D2/D1=1.0〜1.3の範囲にした場合、あるいは、D2/D1=1.3〜1.6の範囲として拡散孔を大きくしたいずれの場合も、180゜までの広角噴霧が行うことが出来る。
【0014】
上記拡散孔の直径(D2)を噴射口の直径(D1)に対して、D2/D1=1.3〜1.6倍とし、かつ、拡散孔の長さ(L2)に対する拡散孔の直径(D2)の割合、L2/D2を0.5より大きく設定することが好ましい(請求項4)。
【0015】
上記のように拡散孔の直径を大とすると共に、拡散孔の深さを深くすると、噴射口から噴射された水を広く集めて、広い角度範囲に均等に反射して噴霧することができ、噴霧範囲における噴霧量の均一化を図ることができる。
【0016】
本発明は、上記したように、流入孔に供給する流体圧は0.05kgf/cm2〜0.5kgf/cm2の低圧として、低圧用のスプレーノズルとして用いることが好ましい(請求項5)。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図1から図5は第1実施形態のスプレーノズル10を示す。該スプレーノズル10は、金属製のボデイ11に、その後端中心に開口すると共にボデイの中心軸線Xに沿って、直径D3の大径流入孔12を穿設している。該大径流入孔12の前端に円錐状に縮径した縮径室13を連通させ、さらに、該縮径室13の前端に小径流入孔14を連通させている。なお、ボデイ11は金属製に限定されず、樹脂製でもよい。
【0018】
上記小径流入孔14の先端は噴射口15となり、該噴射口15と対応する位置に、ボデイ11の一側外周面より切欠16を入れて、ボデイ軸線方向と直交して、上記噴射口15が開口する端面17と、該端面17の内端より軸線方向に延在する側面18と、該側面18の先端より径方向へと湾曲させて上記端面17と対向させる受液面19とを設けている。該受液面19はボデイ軸線に対して直交させず、70゜〜75゜の角度に設定している。
【0019】
噴射口15は、その内周端縁15aを除く部分が上記切欠16の端面17に開口している。上記内周端縁15aに連続させると共に軸線方向の溝20を切欠16の側面18に刻設し、側面18の前端に連続する受液面19に、溝20の前端に連続する拡散孔21を凹設している。
【0020】
上記側面18に刻設する溝20は、噴射口15の内周端縁15aと同一の円弧底面を有する形状で、言わば、小径流入孔14を噴射口15より側面18に延在させて形成した形状で、断面円弧状の溝となっている。よって、噴射口15から噴射された流体(水)のうち、側面18に沿う流体は溝20を通って直進することとなる。
【0021】
上記受液面19に凹設する拡散孔21は、噴射口15と同様にボデイ11の中心軸線O上に位置し、噴射口15と対向する。該拡散孔21の内周端側は上記溝20と連通し、よって、溝20を通って直進する水は拡散孔21に至る。
【0022】
上記拡散孔の直径D2は噴射口15の直径D1に対して若干大きく設定している。即ち、本実施形態では、D2/D1=1.3〜1.6に設定している。また、噴射口15が先端に開口する小径流入孔14の軸線方向の長さL1とすると、その直径D1との関係を、L1/D1=1.0〜5.0、好ましくは、L1/D1=1.9〜3.6としている。
【0023】
一方、拡散孔21の軸線方向の長さをL2とすると、その直径D2との関係を、L2/D2=0.5〜3.5としている。なお、L2/D2は0.5より大きければよく、上限は3.5に限定されない。即ち、噴射口15側の小径流入孔14は小径で長く設定している一方、拡散孔21は小径流入孔14より大径で、かつ、短く設定している。
【0024】
本発明者の実験結果によると、上記L2/D2を0.5より大きくすると、図7(A)に示す流量分布となり、分布範囲が広いと共に該分布範囲内において流量も略均一であった。一方、2/D2を0.5より小さくすると、図7(B)に示す流量分布となり、分布範囲が狭いと共に、該分布範囲内において流量も均一ではなかった。
【0025】
上記スプレーノズル10は、大径流入孔12を設けた部分のボデイ外周にネジ23を形成すると共に、その前部に六角形状をしたつかみ部24を形成し、ネジ23を水供給源と接続する管(図示せず)とつかみ部24をもって螺合して接続するようにしている。
【0026】
次に、上記構造からなるスプレーノズル10の作用を説明する。
0.15kgf/cm2の低圧水を供給源より管を介して大径流入孔12に流入し、縮径室13を通して小径流入孔14へと導通し、先端の噴射口15より噴射する。噴射した水は低圧であるため、ほどんど拡散せず、略直流となって受液面19に向かう。噴射口15と対向して拡散孔21が位置するため、噴射口15から噴射された水は拡散孔21に至る。また、噴射口15から噴射された水のうち、切欠16の内周面側に沿う水は側面18に沿って流れ、其の際、噴射口15と連通させて溝20を設けているため、該溝20を通って受液面19へと流れ、受液面19で溝20と連通した拡散孔21に至る。
【0027】
上記拡散孔21に至った水は、拡散孔21の周縁より反射して拡散し、この拡散した状態で切欠16の開口端縁より外部に飛散する。その際、後方の側面18側へ拡散しようとする水は溝20により切欠16の開口側へと方向を矯正され、側面18に沿って垂れ落ちることを防止する。
【0028】
このように、拡散孔21により、噴霧範囲を切欠16により規制される限度、即ち、略180゜の角度範囲にわたって広く噴霧させることができる。かつ、水圧を低くしているため、ソフトな噴霧とすることができる。
【0029】
また、拡散孔21の直径D2を噴射口15の直径D1よりも若干大きくしているため、噴射口15から噴射された水を広い範囲にわたって受け止めて、拡散孔21より反射させて拡散させるため、広い噴霧範囲にわたって噴霧量を均等化することができる。
【0030】
本発明者が第1実施形態のスプレーノズル10を用い、0.15kgf/cm2の水圧で噴霧実験をしたところ、図6(A)に示す如き120゜の噴霧範囲全体にわたって、噴霧量が均一化した噴霧が得られた。
【0031】
図8は第2実施形態を示し、第1実施形態との相違点は、側面18に刻設する溝20’を、拡散孔21と連続する湾曲した側面18の一部にのみ形成した点である。このように溝を、側面18に全長にわたって噴射口15に連続させてない場合においても、拡散孔21から側面18側にむかって後方へと拡散する流体を受け止め、切欠16の開口へと向きを前方に矯正することができる。
【0032】
図9(A)(B)は第3実施形態を示し、第1実施形態と相違する点は、噴射口15の直径D1と拡散孔21’の直径D2を噴射口15の直径D1と同一としている点である。即ち、D2/D1=1.0としている。L1/D1は第1実施形態と同一の1.9〜3.6の範囲であり、L2/D2=0.5〜3.5である。
【0033】
上記第2実施形態のスプレーノズル10においても、噴霧口15より噴射された水を拡散孔21’に集めた後に広い範囲に反射して噴霧することにより、略120゜の広角で噴霧できる。しかしながら、拡散孔21’は第1実施形態と比較して小さいため、第1実施形態の程は噴霧範囲において噴霧量が均一がしていなかった。即ち、本発明者が実験した結果は、図6(B)に示すような流量分布となった。
【0034】
なお、前記従来例の図10の従来例のスプレーノズル1を用い、0.15kgf/cm2の低圧水を用いて実験した結果、図6(C)に示すように噴霧角度は80゜と狭く、かつ、噴霧流量も均一化していなかった。
【0035】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明に係わるスプレーノズルでは、噴射口と対向する受液面に拡散孔を設けると共に、該拡散孔と連続させて切欠の側面に溝を設けただけの簡単な改良で、低圧流体を広角度噴霧することができる。広角噴霧となることにより噴霧の粒子径を小さく微粒化し、低圧のソフトな噴霧を広範囲に行うことが出来ることとなる。
【0036】
特に、噴射口の直径よりも拡散孔の直径を若干大きくし、かつ、拡散孔の直径に対する長さを0.5以上と拡散孔を深くすると、広角な噴霧範囲において流量分布の均一化を図ることができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施形態の正面図である。
【図2】 図1の側面図である。
【図3】 図2のA−A線断面図である。
【図4】 図1のB−B線断面図である。
【図5】 図1のC−C線断面図である。
【図6】 (A)は第1実施形態の噴霧パターンを示す図面、(B)は第2実施形態の噴霧パターンを示す図面、(C)は従来例の噴霧パターンを示す図面である。
【図7】 (A)は第1実施形態の流量分布パターン図、(B)は比較例の流量分布パターン図である。
【図8】 (A)は第2実施形態の側面図、(B)は断面図である
【図9】 (A)(B)は第2実施形態の断面図である。
【図10】 従来例のスプレーノズルを示し、(A)は正面図、(B)は断面図である。
【符号の説明】
10 スプレーノズル
11 ボデイ
14 小径流入孔
15 噴射口
16 切欠
17 端面
18 側面
19 受液面
20 反射規制用溝
21 拡散孔[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a low-pressure wide-angle type spray nozzle, and more specifically, enables a fluid such as water supplied at a low pressure to be sprayed evenly over a wide angular range.
[0002]
Conventionally, wide-angle spray nozzles are suitably used for defoaming in applications where it is desired to expand the spray range with low pressure, for example, in water treatment facilities such as paper mills and sewage treatment plants. This type of spray nozzle is required to have a wide spray range, a small spray particle size, and a soft spray at a low pressure.
[0003]
The present applicant provides a spray nozzle having the structure shown in FIGS. 10A and 10B as this type of spray nozzle. The
[0004]
In the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
When the fluid pressure ejected from the
[0006]
When soft spray with a low spray pressure is required by the
[0007]
Specifically, in the spray nozzle shown in FIG. 10, if the fluid pressure is a high pressure of about 1.5 kgf / cm 2 , the spray range can be a wide angle spray of about 140 °, but the fluid pressure is 0.1. When the extremely low pressure is about 15 kgf / cm 2 , the spray range becomes a narrow range of about 80 °, and there is a problem that the particle diameter does not become small because the spray layer becomes thick.
[0008]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a low-pressure wide-angle spray nozzle that can spray low-pressure soft spray over a wide range.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a method according to
[0010]
In the case of the spray nozzle having the above configuration, when the fluid jetted from the jet port, for example, water, has an extremely low pressure of about 0.15 kgf / cm 2 , it goes straight to the liquid receiving surface without diffusing so much and into the diffusion hole facing it. Go straight. The water reaching the diffusion hole is reflected and diffused at a wider angle than the diffusion hole. At that time, there is a groove so as not to diffuse toward the rear side opposite to the front notch opening, and the direction is corrected so as to go forward. Without this groove, the fluid hitting the side surface flows along the side surface and falls as a water droplet from the notch tip. Thus, by providing the diffusion hole and the groove, low-pressure soft spraying can be performed over a wide angular range.
[0011]
It is preferable that the groove is continuously engraved up to the inner end of the injection port. Thus, if the groove is continuously provided from the diffusion hole to the injection port to widen the range of the groove, the spraying direction can be corrected forward over a wide range. It is also possible to guide the fluid ejected from the spray port to the diffusion hole.
[0012]
The injection port and the diffusion hole may be positioned on the same line, and the size of the injection port and the diffusion hole may be set such that the diameter of the diffusion hole is 1.0 to 1.6 times the diameter of the injection port. Preferred (claim 3).
[0013]
When the diameter of the diffusion hole (D2) with respect to the diameter (D1) of the injection port is the same or slightly larger to be in the range of D2 / D1 = 1.0 to 1.3, or D2 / D1 = 1. In any case where the diffusion hole is enlarged in the range of 3 to 1.6, wide-angle spraying up to 180 ° can be performed.
[0014]
The diameter (D2) of the diffusion hole is set to D2 / D1 = 1.3 to 1.6 times the diameter (D1) of the injection port, and the diameter of the diffusion hole with respect to the length (L2) of the diffusion hole ( The ratio of D2), L2 / D2, is preferably set to be larger than 0.5 (Claim 4).
[0015]
When the diameter of the diffusion hole is increased as described above and the depth of the diffusion hole is increased, the water injected from the injection port can be collected widely, and can be uniformly reflected and sprayed over a wide angular range. It is possible to make the spray amount uniform in the spray range.
[0016]
The present invention, as described above, the fluid pressure supplied to the inlet as the low pressure of 0.05kgf / cm 2 ~0.5kgf / cm 2 , it is preferable to use as a spray nozzle for low pressure (claim 5).
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 5 show a
[0018]
The tip of the small-
[0019]
A portion of the
[0020]
The
[0021]
The
[0022]
The diameter D2 of the diffusion hole is set slightly larger than the diameter D1 of the
[0023]
On the other hand, when the length of the
[0024]
According to the experiment results of the present inventor, when L2 / D2 is made larger than 0.5, the flow rate distribution shown in FIG. 7A is obtained, the distribution range is wide and the flow rate is substantially uniform within the distribution range. On the other hand, when 2 / D2 is smaller than 0.5, the flow rate distribution shown in FIG. 7B is obtained, the distribution range is narrow, and the flow rate is not uniform within the distribution range.
[0025]
The
[0026]
Next, the operation of the
Low-pressure water of 0.15 kgf / cm 2 flows from the supply source into the large-
[0027]
The water reaching the
[0028]
As described above, the
[0029]
In addition, since the diameter D2 of the
[0030]
When the inventor conducted a spray experiment using the
[0031]
FIG. 8 shows the second embodiment, and the difference from the first embodiment is that a
[0032]
FIGS. 9A and 9B show the third embodiment. The difference from the first embodiment is that the diameter D1 of the
[0033]
Also in the
[0034]
As a result of an experiment using 0.15 kgf / cm 2 of low-pressure water using the
[0035]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, the spray nozzle according to the present invention has a simple structure in which a diffusion hole is provided on the liquid receiving surface facing the injection port, and a groove is provided on the side surface of the notch continuously with the diffusion hole. With this improvement, low-pressure fluid can be sprayed at a wide angle. By becoming a wide-angle spray, the particle diameter of the spray is reduced to a small size, and a low-pressure soft spray can be performed over a wide range.
[0036]
In particular, if the diameter of the diffusion hole is slightly larger than the diameter of the injection port and the length of the diffusion hole is 0.5 or more and the diffusion hole is deepened, the flow distribution is made uniform in a wide-angle spray range. There are advantages that can be made.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view of FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
4 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG.
6A is a drawing showing a spray pattern of the first embodiment, FIG. 6B is a drawing showing a spray pattern of the second embodiment, and FIG. 6C is a drawing showing a spray pattern of a conventional example.
7A is a flow distribution pattern diagram of the first embodiment, and FIG. 7B is a flow distribution pattern diagram of a comparative example.
8A is a side view of the second embodiment, and FIG. 8B is a cross-sectional view. FIGS. 9A and 9B are cross-sectional views of the second embodiment.
10A and 10B show a conventional spray nozzle, where FIG. 10A is a front view and FIG. 10B is a cross-sectional view.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (5)
D2/D1=1.0〜1.6に設定している請求項1または請求項2に記載のスプレーノズル。The injection port and the diffusion hole are located on the same line, and the size of the injection port and the diffusion hole is such that the diameter (D2) of the diffusion hole is smaller than the diameter (D1) of the injection port.
The spray nozzle according to claim 1 or 2, wherein D2 / D1 is set to 1.0 to 1.6.
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