JP4587779B2 - 棒流噴射用の一流体ノズル - Google Patents
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Description
このうちワイヤ工程は、図8に示すように、導水管1の先端にノズル2を下方に向けて取り付け、含水した紙材である湿紙PをワイヤWに載せて水平方向に搬送すると共に、ノズル2から噴射される直線状の高圧水3により湿紙を所定幅に耳切りしている。(特開平6−235180号公報、実開平5−18661号公報)
この飛散する紙材のノズル先端への付着を防止するためには、ワイヤW上の湿紙Pから距離を離してノズル2を設置することが好ましいが、ノズル2と湿紙Pとの距離が大きく離れると、透明棒流から遷移した白濁流が湿紙Pに衝突することになり、湿紙Pの耳切り精度が悪化するという問題が生じる。
前記閉鎖部に前記噴射孔を複数設けると共に、該閉鎖部の流入側端面に連続させた内部仕切壁を突設して前記各噴射孔に連通する分離流路を設け、各分離流路を囲む内周面を前記閉鎖部に向けて流路断面を漸次縮径するテーパ状とし、該テーパ角度を1°以上30°以下とし、かつ、前記閉鎖部の流入側端面と前記噴射孔の内周面との境界となるエッジ部は、80°以上90°以下のシャープエッジとし、
噴射圧力が1MPa以上3MPa以下の条件下で、前記噴射孔より噴射される前記棒流の径が噴射孔から250mm以上500mm以下の範囲まで前記噴射孔の径以下の棒流としていることを特徴とする棒流噴射用の一流体ノズルを提供している。
前記流路のテーパ角度を1°以上30°以下としているのは、30°を越えると、噴射孔へ流入させる流体の整流化機能が低下するためであり、より好ましくは1°以上10°以下である。
前記のように、噴射圧力が1MPa以上3MPa以下の場合に、前記噴射孔より噴射される前記棒流の径が噴射孔から250mm以上500mm以下の範囲まで前記噴射孔の径以下の透明棒流となるように設定している。
このように、噴射孔の軸線方向の長さを短くすることで、流路から噴射孔に流れ込み前記エッジ部で噴射孔の内周面から剥離した水流が、噴射孔の内周面に再接触することがないため、水流に乱れが発生しにくく透明棒流の長尺化を図ることができる。
また、噴射孔はストレート孔とする事が好ましいが、噴射側先端に向けてテーパ状に拡大させてもよい。
このように、流路壁面のテーパによる整流距離であるLを閉鎖面の直径Dに比べて大幅に大きくすることで、オリフィスとなる噴射孔の手前の流れを十分に整流することができ、透明棒流の距離を延長することが可能となる。より好ましくは、12≧L/D≧8である。
また、噴射孔を複数個とすることで、1個の噴射孔が目詰まりしたとしても同時に他の噴射孔も目詰まりする可能性は低いため、噴射が完全に停止する可能性を低減することができる。
このように、ノズルチップを超硬チップとすると、耐摩耗性を高めることが出来ると共に、錆びることもないので、透明棒流の噴射精度を長期間にわたって維持することができ、長寿命化を図ることができる。
特に、セラミックとすることが好ましいが、ルビー、サファイヤ、ダイヤモンド等も好適に用いられる。さらに、ボディの材質としては、樹脂以外のステンレス等を用いてもよい。
図1及び図2は参考第1実施形態を示す。
該参考第1実施形態の一流体ノズル10は、製紙工場での抄紙機によるワイヤ工程において湿紙の耳切り用に使用される抄紙機用耳切りノズルとして適用しているもので、前記図8に示すように、下方で水平搬送される湿紙に向けた状態で導水管に取り付けられる。
一流体ノズル10は、図1に示すように、ポリアミド樹脂で成形したボディ11の先端側にセラミック製のノズルチップ12をモールドして取り付けている。
テーパ状流路15の先端開口より所要寸法隔てた内方位置に、図2(A)に示すように、中心に1つの噴射孔12bを穿設した円盤状のノズルチップ12の外周厚肉部12eをモールドして固定し、流路の閉鎖部を設けている。該ノズルチップ12の流入側端面を前記テーパ状流路15の終端に位置させ、閉鎖面12aとしている。
テーパ状流路15のテーパ角度θは1°〜30°、好ましくは1°〜10°としている。また、テーパ状流路15の流入口15aから閉鎖面12aまでの軸線AX方向の長さをL、ノズルチップ12の閉鎖面12aの直径をDとすると、20≧L/D≧6の関係としている。
まず、前記図8と同様に、一流体ノズル10のネジ部11aを導水管(図示せず)に螺着することにより流入口13から水を所要圧で導入流路14に供給する。導入流路14からテーパ状流路15に流入した水は、図2(A)に示すように、流路面積が漸次縮小されるのに伴って噴射孔12bに向けて整流状態を保持しながら、緩やかに流速を速められて高圧化され、閉鎖面12aの直前で乱流が生成されないように噴射孔12bにスムーズに流れ込む。
前記参考第1実施形態との相違点は、ノズルチップ22の噴射孔22bのエッジ部22dを90°未満の鋭角としている点である。
ノズルチップ22は、外周厚肉部22eをボディ11のテーパ状流路15の噴射側にモールドして固定していると共に、ノズルチップ22の流入側端面のうちテーパ状流路15に露出した部分を閉鎖面22aとしている。中心に穿設された噴射孔22bは噴射方向に向けて拡径するテーパ状とすることで、閉鎖面22aと噴射孔22bの内周面との境界であるエッジ部22dの角度αを90°未満の鋭角としている。
前記構成とすると、テーパ状流路15から噴射孔22bに流入する水流がエッジ部22dで水切りされて、噴射孔22bの内周面22cからより確実に剥離させることができ、透明棒流の外面の乱れを低減することができる。なお、他の構成は第1実施形態と同様であるため説明を省略する。
前記参考第1実施形態との相違点は、噴射孔をボディの中心軸線に対して対称位置に2個設け、各噴射孔に向けて夫々水を導入するテーパ状流路を分離して形成している点である。
本実施形態の一流体ノズル30は、ポリアミド樹脂で一体成形したボディ31の先端側にセラミック製のノズルチップ32を2つモールドしている。
前記内部仕切壁38により前記各ノズルチップ32の噴射孔32bにそれぞれ連通するテーパ状流路36、37を分離して設けている。前記ノズルチップ32は参考第1実施形態のノズルチップ12と同様な形状としている。
噴射孔12bから噴射される高圧水が透明棒流TBから白濁流に遷移するまでの噴射孔12bからの距離(透明棒流長さ)を、噴射圧力を変化させて測定した。ここで、透明棒流TBとは、水流の最外径φ2が噴射孔12bの内径φdよりも小さい水流をいう。透明棒流TBは壁に衝突させると水が跳ね返ることなく壁面に沿って這うように流出する一方、白濁流を壁に衝突させると水が跳ね返って飛散することから、透明棒流TBと白濁流との境界は、噴射孔12bから噴射された水流を壁に当てて、水の飛散の有無で判断した。なお、噴射孔12bからの水流が透明から白濁色に変化する箇所を視認して判断しても構わない。
11、31 ボディ
12、22、32 ノズルチップ
12a、22a、32a 閉鎖面
12b、22b、32b 噴射孔
12d、22d エッジ部
15、36、37 テーパ状流路
TB 透明棒流
Claims (5)
- 筒形状のボディの軸線に沿って設けた流路の噴射側に閉鎖部を備え、該閉鎖部に穿設された噴射孔より棒流を噴射させる一流体ノズルであって、
前記閉鎖部に前記噴射孔を複数設けると共に、該閉鎖部の流入側端面に連続させた内部仕切壁を突設して前記各噴射孔に連通する分離流路を設け、各分離流路を囲む内周面を前記閉鎖部に向けて流路断面を漸次縮径するテーパ状とし、該テーパ角度を1°以上30°以下とし、かつ、前記閉鎖部の流入側端面と前記噴射孔の内周面との境界となるエッジ部は、80°以上90°以下のシャープエッジとし、
噴射圧力が1MPa以上3MPa以下の条件下で、前記噴射孔より噴射される前記棒流の径が噴射孔から250mm以上500mm以下の範囲まで前記噴射孔の径以下の棒流としていることを特徴とする棒流噴射用の一流体ノズル。 - 前記噴射孔の前記エッジ部における内径は0.1mm以上2.0mm以下、かつ、軸線方向の長さは0.2mm以上1.5mm以下としている請求項1に記載の棒流噴射用の一流体ノズル。
- 前記テーパを設けた流路の軸線方向の長さをL、前記噴射孔を中心とする閉鎖部の直径をDとすると、20≧L/D≧6の関係としている請求項1または請求項2に記載の棒流噴射用の一流体ノズル。
- 前記閉鎖部は平板形状のノズルチップを、前記ボディの噴射側の流路に取り付けて形成している請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の棒流噴射用の一流体ノズル。
- 前記ボディは樹脂製とする一方、該ボディにノズルチップを取り付けて前記閉鎖部を形成し、前記ノズルチップはセラミック、貴金属、超合金あるいは超硬度樹脂からなる超硬チップとしている請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の棒流噴射用の一流体ノズル。
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