JP4452093B2 - 噴射ノズルおよび噴射方法 - Google Patents

Description

本発明は、斜め方向から流体を噴射しても均一な噴霧パターンで被処理体（又は被噴射体）を処理できる噴射ノズルおよび噴射方法に関する。

熱間圧延工程における鋼材の冷却には、鋼材の進行方向に対して幅方向に広がりを有する矩形状噴霧パターンを形成する噴射ノズルが利用されている。また、Ｈ型鋼などの異形鋼材の側壁（又は垂直壁面）を冷却する場合には、鋼材の進行方向に広がりを有する矩形状噴霧パターンを形成する噴射ノズルが利用されている。このような噴射ノズルでは、ノズル本体の先端部に半径方向に延びる細長の吐出孔を形成し、この吐出孔の延出方向を圧延鋼材の幅方向又は進行方向に向けて水を噴射している。

特開２００１−２６９６０３号公報（特許文献１）には、ノズル本体に形成された流路と、この流路と連通し、かつ前記ノズル本体の先端部に半径方向に延びる長い流体噴射用溝とを備えた噴射ノズルであって、前記流路が、前記液体噴射用溝と連通する一対の分割流路で構成され、前記一対の分割流路を流れる流体が、前記液体噴射用溝側で互いに正面から衝突して流体噴射用溝から噴射するように、前記一対の分割流路の姿勢を設定した流体噴射ノズルが開示されている。この噴射ノズルでは、圧延鋼材の上方に噴射ノズルを配置し、噴射ノズルの流体噴射用溝から流体を下方へ噴射させることにより、前記液体噴射用溝側で流体を衝突させることができる。そのため、噴射パターンの幅方向および厚み方向での流量分布を均一化できるとともに、噴霧パターンの幅および厚みを大きくでき、少ない数の噴射ノズルで圧延鋼材を冷却できる。

しかし、圧延鋼材の冷却ゾーンの上部に障害物があると、圧延鋼材の冷却ゾーンの上部に噴射ノズルを取り付けることができない。そして、圧延鋼材の冷却ゾーンに対してノズル本体の軸線を傾斜させて斜め方向から水を噴射すると、噴射域では厚み方向での噴霧流量が不均一化し、厚み方向の中心からノズル側への偏心位置での噴霧流量が大きくなる。そのため、冷却ゾーンの上部に障害物がある場合、冷却ゾーンを均等かつ有効に冷却できなくなる。
特開２００１−２６９６０３号公報（特許請求の範囲）

従って、本発明の目的は、斜め方向から流体を噴射しても、被処理域を均等に処理できる噴射ノズル（又は噴射システム）および噴射方法（又は噴射流量を均一化する方法）を提供することにある。

本発明の他の目的は、被処理域の上部に障害物があっても、簡単な構造で被処理域を均等に処理できる噴射ノズル（又は噴射システム）および噴射方法を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、斜め方向から流体を噴射させても、噴霧域の幅方向および厚み方向の噴射流量を均一化できる方法を提供することにある。

本発明者らは、前記課題を達成するため鋭意検討した結果、流路径の異なる複数の流路から流体を供給して、吐出孔から噴射すると、被処理域に対して斜め方向から流体を噴射させても、噴射域の幅方向および厚み方向での噴射流量を均一化できることを見いだし、本発明を完成した。

すなわち、本発明の噴射ノズルは、ノズル本体の軸線方向に形成された複数の流路と、これらの流路と連なって、先端部に半径方向に延びて形成された凹溝状吐出孔とを備えている。この噴射ノズルは、前記ノズル本体の軸線を被噴射体に対して傾斜させ、前記ノズル本体の凹溝状吐出孔から被噴射体に対して斜め方向に流体を噴射させる。このような噴射ノズルにおいて、前記複数の流路は、互いに異なる流路径を有する少なくとも２つの流路で構成されており、前記凹溝状吐出孔が、ノズル本体の軸線方向に対して傾斜して形成されている。このような噴射ノズルでは、大きな流路径の流路を利用して流体の流量を増大できる。そして、大きな流路径の流路からの流体と小さな流路径の流路からの流体とを衝突合流又は混合させて、吐出孔から噴出させると、噴射域（又は被処理域）のうち大きな流路径の流路とは反対側の領域での噴射流量が大きくなる。そのため、複数の流路の流路径を調整して噴射域に対して斜め方向から流体を噴射すると、噴射域（又は被処理域）を均等な流量で処理できる。

なお、複数の流路と吐出孔との間には、複数の流路からの流体を合流させるための合流空間を形成してもよい。例えば、複数の流路を互いに流路径の異なる２つの流路で構成し、２つの流路の隣接方向に延びる合流空間を形成し、合流空間の延出方向を吐出孔の延出方向に対して交差させると、複数の流路からの流体を合流空間で合流させて衝突混合でき、被処理域を均等な流量で処理できる。また、前記ノズル本体の軸線を被噴射体に対して傾斜させた噴射ノズルにおいて、吐出孔の開口端が、軸芯から外れて流路径の小さな流路側に位置していてもよい。

前記２つの流路径の割合は、適当に選択でき、例えば、一方の流路径を１００としたとき、他方の流路径は３０〜９０程度であってもよい。

より具体的には、噴射ノズルは、ノズル本体の先端部に半径方向に延びて形成された凹溝状吐出孔と、この凹溝状吐出孔に連なって上流方向に形成され、かつ前記凹溝状吐出孔の延出方向に対して交差（又は直交）する方向に延びる合流空間（例えば、筒状、円筒状などの混合空間）と、この合流空間の両側部から上流方向に延び、かつ互いに内径の異なる２つの流路とを備えていてもよい。

本発明は、前記噴射ノズルで構成され、かつノズル本体の吐出孔から被噴射体に対して斜め方向に流体を噴射させるための噴射システムも包含する。この噴射システムでは、ノズル本体の軸線が被噴射体（又は被噴射域）に対して傾斜しているとともに、複数の流路のうち大きな流路径の流路が傾斜したノズル本体の内側に位置している。すなわち、複数の流路のうち流路径が小さい流路側に、ノズル本体の軸線に対して凹溝状吐出孔が傾斜している。このようなシステムでは、被噴射体（又は被噴射域）に対して斜め方向から流体を噴射しても、前記と同様に、被噴射体（又は被噴射域）を均等に処理できる。

さらに、本発明は、被噴射体の上方を回避して、前記噴霧ノズルのノズル本体の軸線を被噴射体に対して傾斜させるとともに、複数の流路のうち大きな流路径の流路を、傾斜したノズル本体の内側に位置させ（すなわち、複数の流路のうち流路径が小さい流路側に、ノズル本体の軸線に対して凹溝状吐出孔を傾斜させ）、前記噴霧ノズルの複数の流路に対して流体（又は共通の流体）を供給し、吐出孔から被噴射体に対して斜め方向に流体を噴射させる方法も含む。この方法において、先端部での吐出孔の延出方向を被噴射体の進行方向又は幅方向に向けて流体を噴射させることができる。また、この方法では、流量分布を幅方向および厚み方向に均一化させて流体を噴射できる。

さらに、本発明は、前記噴霧ノズルのノズル本体の軸線を被噴射体に対して傾斜させるとともに、複数の流路のうち大きな流路径の流路を、傾斜したノズル本体の内側に位置させ（すなわち、複数の流路のうち流路径が小さい流路側に、ノズル本体の軸線に対して凹溝状吐出孔を傾斜させ）、前記噴霧ノズルの複数の流路に対して流体（又は共通の流体）を供給し、吐出孔から被噴射体に対して斜め方向に流体を噴射させることにより、噴射域において、流量分布を均一化させる方法も含む。この方法では、噴射域において、幅方向および厚み方向の流量分布も均一化できる。

本発明では、複数の流路を流路径の異なる流路で構成するため、被処理域に対して斜め方向から流体を噴射しても、被処理域を均等に処理できる。また、被処理域の上部に障害物があっても、簡単な構造で被処理域を均等に処理できる。例えば、被処理域に対して斜め方向から流体を噴射させても、噴霧域の噴射流量（例えば、幅方向および厚み方向の噴霧流量）を均一化できる。

以下に、添付図面を参照しつつ本発明をより詳細に説明する。

図１は本発明の噴射ノズルのノズル本体の一例を示す概略斜視図であり、図２は図１のノズル本体を示す概略横断面図である。図３は図１に示す噴射ノズルによる噴霧状態を示す模式図である。

この例では、流体として水を噴射するための噴射ノズルが示されている。この噴射ノズルは、先端部に湾曲周面が形成された多角柱状部とこの多角柱状部から延びる円柱状部とを備えたノズル本体１と、このノズル本体の先端部の湾曲周面に沿って半径方向に延びて形成された凹溝状吐出孔（又は長細状吐出孔）２と、この吐出孔の上流側に連通して形成された合流空間（又は衝突混合空間）３と、この合流空間から上流方向に延出する２つの円筒状流路４，５とで構成されている。なお、ノズル本体１の上流方向の端部の外周面には、流体（この例では、水）の供給ユニットと連結又は接続するため、ネジ部６が形成されており、前記２つの流路４，５には、共通する流体（この例では、水）が供給される。すなわち、前記２つの流路４，５には、実質的に同じ速度で流体が供給される。

前記合流空間３は、先端部での前記凹溝状吐出孔２の延出方向に対して直交する方向に延びた円筒状空間を形成している。また、２つの円筒状流路４，５は、それぞれ中心軸がノズル本体１の軸芯（中心軸線）から半径方向に等距離の位置にあり、かつ前記ノズル本体１の軸線方向に平行に形成されている。また、２つの円筒状流路４，５は前記円筒状合流空間３の両側部から上流方向に延びている。さらに、２つの円筒状流路４，５の流路径（内径）は、互いに異なっており、一方の流路４の内径を「１００」とするとき、他方の流路５の内径は、６０〜９０（特に７０〜８０）程度に形成されている。なお、吐出孔２の半径方向の両側部の内壁は、ノズル本体１の上流方向へいくにつれて内方へ傾斜又は狭まって前記円筒状合流空間３の側壁に至っている。また、図２に示すように、横断面において前記吐出孔２は、ノズル本体１の中心軸線に対して傾斜して形成されている。すなわち、吐出孔２の上流端（合流空間との隣接域）は、ノズル本体１の略軸芯（中心軸）に位置しており、吐出孔２の開口端は、軸芯（中心軸）から外れて流路径の小さな流路５側に位置している。

なお、この例では、２つの流路は、内径１１〜１３ｍｍφ程度の第１の円筒状流路と、内径１５〜１７ｍｍφの第２の円筒状流路とで構成されている。また、合流空間は、内径２０〜２５ｍｍφ程度の円筒状空間で形成され、吐出孔は、幅６〜１２ｍｍ、半径方向の長さ３０〜４０ｍｍ程度に形成されている。

このような噴射ノズルでは、前記２つの流路４，５に流体（水など）を実質的に同じ流速で（又は共通する流体を）供給すると、流路径の小さな第２の流路よりも流路径の大きな第１の流路を流通する流体の流量が大きくなる。また、２つの流路４，５から供給された流体は、２つの流路４，５に案内されつつ合流空間３でノズル本体１の軸芯方向（半径方向）に流動して正面方向から互いに衝突し、衝突混合効率を向上できる。そのため、図３に示されるように、被噴射体（又は被噴射域）１０に対してノズル本体１の軸線を角度θだけ傾斜させるとともに、２つの流路４，５のうち大きな流路径を有する第１の流路４を傾斜したノズル本体１の内側（狭角側又は角度が９０°未満の側）に位置させて、合流空間３で流路４，５からの流体を衝突させて混合しつつ吐出孔２から噴射すると、吐出孔２の形状に応じて、厚みが大きく幅広又は広角の矩形状噴霧パターンを形成できる。特に、ノズル本体１の軸線を被噴射体（被噴射域又は被処理域）１０に対して、例えば、３０〜５０°程度傾斜させ、２つの流路４，５のうち大きな流路径を有する第１の流路４を、傾斜したノズル本体１の内側（狭角側）に位置させて水を噴射すると、吐出孔２の延出方向（被噴射域に対して幅方向）に広角に広がり、吐出孔２の延出方向に対して直交する方向（被噴射域に対して縦方向）に大きな厚みを有する矩形状噴霧パターン、特に水の流量分布が均一な矩形状噴霧パターンを形成できる。従って、被噴射体（被噴射域又は被処理域）１０の周囲（上方、下方や側方など）にノズルを取り付けるための障害物があったとしても、この障害物を避けてノズルを取り付け、被噴射体（被噴射域又は被処理域）１０に対してノズル本体の軸線を傾斜させて斜め方向から流体（水）を噴射させても、被噴射体（被噴射域又は被処理域）１０を均一に噴霧処理できる。

例えば、縦方向（又は垂直方向）に形成された側壁と、この側壁から横方向（又は水平方向）に延びる延出壁とを有するＨ型鋼材などの異形鋼材において、長手方向に延びる前記側壁を上方及び／又は下方から冷却する場合、前記吐出孔２の延出方向を鋼材の進行方向に向けて、鋼材の進行路の斜め上方及び／又は斜め下方でノズル本体の軸線を傾斜させ、２つの流路４，５のうち大きな流路径を有する第１の流路４を、傾斜したノズル本体１の内側（狭角側）に位置させて、流体（水）を噴射すると、鋼材の側壁の長手方向に広角に広がり、かつ側壁の縦方向に大きな厚みを有する矩形状噴霧パターンを形成できる。そのため、鋼材に対して斜め方向から流体（水）を噴射させても、鋼材の側壁を均一に噴霧処理できる。

また、長手方向に延びる板状鋼材に対しては、前記吐出孔２の延出方向を鋼材の幅方向に向けて、２つの流路４，５のうち第１の流路４を、傾斜したノズル本体１の内側（狭角側）に位置させ、鋼材の進行路の斜め上方でノズル本体の軸線を傾斜させて流体（水）を噴射すると、鋼材の幅方向に広角に広がり、かつ鋼材の進行方向（又は長手方向）に大きな厚みを有する矩形状噴霧パターンで、鋼材を均一に噴霧処理できる。

なお、ノズル本体は軸方向に延びる棒状体で形成でき、ノズル本体の形状は特に制限されない。ノズル本体の先端部に形成された前記吐出孔は、種々の形態の先端部に半径方向（径方向）に形成された吐出孔、例えば、半球面状又は膨出状などの湾曲先端部に沿って形成された湾曲スリット状吐出孔、平坦面や傾斜面などの平坦な先端部にスリット状に形成されたスリット状吐出孔などであってもよい。吐出孔は、通常、ノズル本体の先端部に半径方向に延びる凹溝状に形成されている。吐出孔の幅および長さや深さも特に制限されず、吐出孔の長手方向（又は延出方向）の両側部の側壁は、ノズル本体の軸線に平行に延びていてもよいが、幅方向への広角の噴霧パターンを得るためには、内方へ傾斜して（又は内方へいくにつれて狭まって）合流空間の内壁に延びているのが有利である。すなわち、吐出孔の内壁のうち半径方向の両端部の内壁は、上流方向に向かって直線的又は湾曲して狭まる先細状（Ｖ字状、Ｕ字状など）である場合が多い。

先端部で半径方向に延びる吐出孔の内壁は、ノズル本体の中心軸線に対して平行に形成してもよく、開口端側にいくにつれて互いに対向する内壁の距離が狭まった先細状（Ｖ字状、Ｕ字状など）であってもよく、開口端側にいくにつれて互いに対向する内壁の距離が拡がる先拡がり状（Ｖ字状、Ｕ字状など）であってもよい。

さらに、吐出孔（横断面における吐出孔の延びる方向）がノズル本体の軸線に対して傾斜している場合、吐出孔の開口端が小さな流路径の流路側に傾斜している必要はなく、大きな流路径の流路側に傾斜していてもよい。さらに、吐出孔はノズル本体の軸線に対して傾斜している必要はなく、ノズル軸線に対して平行に延びていてもよい。なお、ノズル本体の軸線に対する吐出孔の傾斜角度は、例えば、０〜３０°、好ましくは０〜２５°、さらに好ましくは０〜２０°程度であってもよい。ノズル本体の軸線に対する吐出孔の傾斜角度が大き過ぎると、被噴射体に対して斜め方向から噴霧しても、均一な噴霧流量を有する矩形状噴霧パターンを形成できない場合がある。

図４は本発明の他の噴射ノズルのノズル本体を示す概略横断面図である。この噴射ノズルは、先端部に凹溝状吐出孔１２が形成されたノズル本体１１と、このノズル本体の軸芯（中心軸）から半径方向にずれて軸線方向に平行に延びる第１の流路１４および第２の流路１５と、これらの流路と前記吐出孔１２との間に形成された合流空間１３とを備えている。また、ノズル本体の上流側の外周部には、前記と同様に、ネジ部１６が形成されている。なお、前記と同様に、合流空間１３は、２つの流路１４，１５の隣接方向に延びて円筒状に形成され、凹溝状吐出孔１２は、この円筒状合流空間１３の延出方向に対して直交する方向に延びている。そして、前記凹溝状吐出孔１２は、ノズル本体１１の軸線に対して傾斜することなく、ノズル本体１１の軸芯位置において、ノズル本体１１の軸線に対して平行に延びている。

このような噴射ノズルでも、前記と同様に、被噴射域に対してノズル本体を傾斜させて流体を噴射しても、合流空間で流体を衝突混合させ、吐出孔から広角の噴霧パターンで流体を噴射でき、被噴射域を均等に噴射処理できる。

前記合流空間は、特に必要はないが、衝突混合効率を高めるため、通常、複数の流路の合流空間を形成する場合が多い。この合流空間の形態は、複数の流路からの流体を衝突させて混合できる限り特に制限されず、流路径の異なる少なくとも２つの流路が隣接する方向に形成する場合が多い。また、合流空間の延出方向は、吐出孔の延出方向に対して直交する必要はなく、交差していればよく、通常、ノズル本体の軸方向に対して交差又は直交している。また、合流空間は、円筒状空間に限らず、断面三角形や四角形などの断面多角形状、断面楕円状などの混合空間（又は筒状空間）であってもよい。なお、複数の流路からの流体を衝突混合させるため、前記合流空間は、通常、複数の流路（又は合流空間への複数の流路の吐出口）の隣接又は配列方向に延出している。

複数の流路は、ノズル本体の軸線に対して傾斜していてもよいが、通常、ノズル本体の軸線方向に沿って形成する場合が多い。複数の流路の数は特に制限されず、２〜５程度であってもよいが、流路径の制御により噴射域での噴霧流量を容易に均一化できるため、複数の流路は、通常、互いに異なる流路径を有する少なくとも２つの流路（特に、互いに流路径の異なる２つの流路）で構成できる。なお、複数の流路を形成する場合、流路径の異なる複数の流路を、大きな流路径の流路から小さな流路径の流路の順にノズル本体の半径方向に形成してもよく、ランダムな順序で複数の流路をノズル本体の半径方向に形成してもよい。さらには、前記合流又は混合空間で流体が衝突可能である限り（又は混合空間に通じている限り）、複数の流路は、ノズル本体の半径方向に形成する必要はなく、必要であれば、ノズル本体の上流側端面で規則的に（例えば、三角形の頂点部などの所定のパターンで）又はランダムに形成してもよい。

複数の流路の流路径は、流体の流量や圧力、被噴射体（又は被噴射域）の垂直軸に対するノズル本体の傾斜角度などに応じて、噴射域での流量密度を均一化可能な範囲で選択でき、複数の流路のうち最も流路径の大きな流路の流路径を「１００」としたとき、他の流路の流路径は、１０〜９５（例えば、２０〜９０）、特に２５〜８５程度の範囲から選択できる。より具体的には、２つの流路径の割合は、噴霧パターンと噴霧流量の均一性などに応じて選択でき、通常、一方の流路の流路径を「１００」としたとき、他方の流路の流路径は、例えば、３０〜９０、好ましくは４０〜８０、さらに好ましくは５０〜８０程度であり、通常、６０〜８０（例えば、７０〜８０）程度であってもよい。他方の流路の流路径が小さすぎたり大きすぎると、被噴射体に対してノズル本体の軸線を広い範囲で傾斜させつつ、均一な流量分布を有する矩形状噴霧パターンで被噴射体を効率よく噴霧処理できなくなる。

さらに、被噴射体（被処理域）に対するノズル本体の軸線の傾斜角度は、複数の流路（例えば、２つの流路）の流路径の割合、流路への流体の流量などに応じて、被噴射体（被処理域）の垂直軸に対して、１５〜８０°程度の範囲から選択でき、通常、１５〜７５°（２０〜６０°）、好ましくは３０〜６０°（例えば、３５〜５５°）程度であってもよい。被噴射体に対するノズル本体の軸線の傾斜角度が大きすぎたり小さすぎると、被噴射体の噴霧処理効率が低下したり、障害物を避けつつ、ノズルを取り付けることが困難な場合が多い。

なお、被噴射体（被処理域）に対するノズル本体の距離（噴霧距離）は、流路への流体の流量、圧力などに応じて、５０〜１０００ｍｍ（例えば、５０〜７００ｍｍ）程度の範囲から選択でき、１００〜４００ｍｍ程度であってもよい。噴霧距離が長すぎたり短すぎると、均一な流量分布で被噴射体を効率よく噴霧処理できなくなる場合がある。

本発明の噴射ノズルは、複数の流路に対して流体を供給し、吐出孔から被噴射体に対して斜め方向に流体を噴射させることにより、角錐状の噴射パターンを形成できるとともに、角錐状噴霧パターンの被噴射域（又は矩形状被処理域）で流量分布を均一化できる。そのため、前記噴射ノズルを備えた本発明の噴霧システムでは、ノズル本体の吐出孔から被噴射体に対して斜め方向に流体を噴射させるための噴射システムや噴射方法として有用である。特に、本発明では、被噴射体（被噴射域又は被処理域）の上方に噴射ノズルを取り付けるための障害物があったとしても、被噴射体の上方を回避して、前記噴霧ノズルのノズル本体を取り付けるとともに、ノズル本体の軸線を被噴射体（被噴射域又は被処理域）に対して傾斜させて流体を噴射することにより、均一な流量分布で被噴射体（被噴射域又は被処理域）を噴霧処理できる。

複数の流路のうち大きな流路径の流路は、傾斜したノズル本体の斜め内側などに位置していてもよいが、傾斜したノズル本体の内側に位置させると、被噴射域又は被処理域での流体の流量分布をさらに均一化できる。さらに、先端部での吐出孔の延出方向を被噴射体の幅方向（又は被処理体の流動又は移動方向に対して交差、特に直交する方向）に向けて流体を噴射させると、角錐状噴霧パターンによる被噴射域（矩形状噴射域）において、流量分布を幅方向および厚み方向に均一化させて流体を噴射できる。

なお、流体の種類は特に制限されず、被噴射体の種類などに応じて選択でき、液体（水、薬液、バインダー液など）、気体（空気、酸素、不活性ガスなど）などであってもよい。圧延鋼板などの加熱体を冷却する場合、流体として、通常、水が使用される。また、流体は各流路に個別に供給してもよいが、通常、共通の流体（１つの流体）として複数流路に供給する場合が多い。

本発明は、圧延鋼板、燃焼又は焼却炉での加熱体の冷却、洗浄、薬液散布、粉体の噴霧造粒、消泡などの種々の分野に利用できる。特に、被噴射体（又は被処理体）の上部に枠体や遮蔽体などの障害物がある場合、被噴射体（又は被処理体）の流動又は移動（搬送）方向に対して上流又は下流方向から斜め方向に流体を噴射して、角錐状に噴霧し、矩形状噴霧パターンで噴霧処理するのに有用である。

以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。

実施例１
図１に示すノズル本体として、中心軸から半径方向の距離１２．５ｍｍの位置に中心軸と平行に形成され、かつ内径１６ｍｍφおよび長さ６０ｍｍの第１の円筒状流路４と、中心軸から半径方向の距離１４ｍｍの位置に中心軸と平行に形成され、かつ内径１２ｍｍφおよび長さ６０ｍｍの第２の円筒状流路５と、これらの流路の隣接する方向に形成された内径２３ｍｍφの円筒状合流空間３と、この合流空間の延出方向に対して直交する方向に形成され、幅１０ｍｍ、半径方向の湾曲長さ３６ｍｍの吐出孔２を有するノズル本体を用いた。

このノズル本体の軸線を垂直軸に対して４０°の角度で傾斜させ、前記第１及び第２の流路に、圧力０．２ＭＰａ、流量１９８Ｌ／分の条件で水を供給し、ノズル本体の先端部から平面部への距離１８０ｍｍで水を噴霧し、噴霧域での流量分布を調べた。なお、ノズルからの噴霧パターンは角錐状であり、噴霧域の形状は矩形状である。結果を図５及び図６に示す。

図５に示されるように、噴霧域の幅方向の広角域（例えば、ノズルの先端部を中心として幅方向の距離−４００ｍｍ〜＋４００ｍｍ）で流量分布が均一である。また、図６に示されるように、噴霧域の厚み方向（噴霧方向）において、流量のピーク位置が、ノズル先端部の中心位置から約＋２００〜２２０ｍｍにシフトしているとともに、厚み方向においても流量分布がガウス分布に従って均一である。

比較例１
第１の円筒状流路４及び第２の円筒状流路５に代えて、中心軸から半径方向の距離１１ｍｍの位置にそれぞれ内径１１ｍｍφおよび長さ６０ｍｍの２つの円筒状流路を形成する以外、実施例１と同様にしてノズル本体を得た。

そして、ノズル本体の軸線を垂直軸に対して４０°の角度で傾斜させ、前記第１及び第２の流路に、圧力０．２ＭＰａ、流量１３５Ｌ／分の条件で水を供給し、ノズル本体の先端部から平面部への距離９０ｍｍで水を噴霧し、噴霧域での流量分布を調べた。結果を図７及び図８に示す。

図７及び図８から明らかなように、噴霧域の幅方向では比較的均一な流量分布が得られたものの、厚み方向（噴霧方向）の噴霧流量においてはノズル本体側に高いピークを有し、流量分布が不均一であった。

図１は本発明の噴射ノズルのノズル本体の一例を示す概略斜視図である。 図２は図１のノズル本体を示す概略横断面図である。 図３は図１に示す噴射ノズルによる噴霧状態を示す模式図である。 図４は本発明の他の噴射ノズルのノズル本体を示す概略横断面図である。 図５は実施例１における幅方向の流量分布を示すグラフである。 図６は実施例１における厚み方向の流量分布を示すグラフである。 図７は比較例１における幅方向の流量分布を示すグラフである。 図８は比較例１における厚み方向の流量分布を示すグラフである。

符号の説明

１，１１…ノズル本体
２，１２…凹溝状吐出孔
３，１３…合流空間
４，５，１４，１５…流路

Claims (11)

1. ノズル本体の軸線方向に形成された複数の流路と、これらの流路と連なって、先端部に半径方向に延びて形成された凹溝状吐出孔とを備えており、前記ノズル本体の軸線を被噴射体に対して傾斜させ、前記ノズル本体の凹溝状吐出孔から被噴射体に対して斜め方向に流体を噴射させるための噴射ノズルであって、前記複数の流路が、互いに異なる流路径を有する少なくとも２つの流路で構成されており、前記凹溝状吐出孔が、ノズル本体の軸線方向に対して傾斜して形成されている噴射ノズル。
2. 複数の流路と吐出孔との間に、複数の流路からの流体を合流させるための合流空間が形成されている請求項１記載の噴射ノズル。
3. 複数の流路が互いに流路径の異なる２つの流路で構成されており、合流空間が２つの流路の隣接方向に延びているとともに、合流空間の延出方向が吐出孔の延出方向に対して交差している請求項１又は２記載の噴射ノズル。
4. 複数の流路が互いに流路径の異なる２つの流路で構成されており、２つの流路径の割合が、一方の流路径を１００としたとき、他方の流路径が３０〜９０である請求項１〜３のいずれかに記載の噴射ノズル。
5. 吐出孔の開口端が、軸芯から外れて流路径の小さな流路側に位置している請求項１〜４のいずれかに記載の噴射ノズル。
6. ノズル本体の先端部に半径方向に延びて形成された凹溝状吐出孔と、この凹溝状吐出孔に連なって上流方向に形成され、かつ前記凹溝状吐出孔の延出方向に対して交差又は直交する方向に延びる合流空間と、この合流空間の両側部から上流方向に延び、かつ互いに内径の異なる２つの流路とを備えている請求項１〜５のいずれかに記載の噴射ノズル。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の噴射ノズルで構成され、かつノズル本体の吐出孔から被噴射体に対して斜め方向に流体を噴射させるための噴射システムであって、ノズル本体の軸線が被噴射体に対して傾斜しているとともに、複数の流路のうち流路径が小さい流路側に、ノズル本体の軸線に対して凹溝状吐出孔が傾斜している噴射システム。
8. 被噴射体の上方を回避して、請求項１〜６のいずれかに記載の噴霧ノズルのノズル本体の軸線を被噴射体に対して傾斜させるとともに、複数の流路のうち流路径が小さい流路側に、ノズル本体の軸線に対して凹溝状吐出孔を傾斜させ、前記噴霧ノズルの複数の流路に対して流体を供給し、吐出孔から被噴射体に対して斜め方向に流体を噴射させる方法。
9. 先端部での吐出孔の延出方向を被噴射体の幅方向に向けて流体を噴射させる請求項８記載の方法。
10. 流量分布を幅方向および厚み方向に均一化させて流体を噴射する請求項８又は９記載の方法。
11. 請求項１〜６のいずれかに記載の噴霧ノズルのノズル本体の軸線を被噴射体に対して傾斜させるとともに、複数の流路のうち流路径が小さい流路側に、ノズル本体の軸線に対して凹溝状吐出孔を傾斜させ、前記噴霧ノズルの複数の流路に対して流体を供給し、吐出孔から被噴射体に対して斜め方向に流体を噴射させることにより、噴射域において、流量分布を均一化させる方法。

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