JP7426102B2

JP7426102B2 - 分割本体流体噴霧ノズル

Info

Publication number: JP7426102B2
Application number: JP2020566539A
Authority: JP
Inventors: トーマスエル．コプリン，
Original assignee: スプレイングシステムズカンパニー
Priority date: 2018-02-20
Filing date: 2019-02-20
Publication date: 2024-02-01
Anticipated expiration: 2039-02-20
Also published as: AU2019223022B2; ES2938057T3; CN111989163B; JP2021514301A; MX2020008681A; WO2019164869A1; PL3755464T3; EP3755464A1; US10875035B2; HUE061415T2; CA3091661C; AU2019223022A1; CA3091661A1; US20190255541A1; BR112020017005A2; EP3755464B1; CN111989163A

Description

[0001]この特許出願は、参照のために組み込まれる２０１８年２月２０日に出願された米国仮特許出願第62/632,673号の利益を主張する。

発明の分野

[0002]本発明は、液体噴霧アセンブリに関し、より具体的には、衛生または他の目的のために頻繁または定期的洗浄を要する噴霧ノズルアセンブリに関する。

発明の背景

[0003]食品産業では、一例として、華氏１４０°以上の温度の高温液体が、様々な目的のために、高圧（たとえば、３５０ＰＳＩ以上）で食品に噴霧される。このような目的のための液体噴霧ノズルは、しばしば、より大きな衝撃のために高圧液体放出を振動させて導くように設計されている。そのようなノズルは、一般に、簡単かつ効果的に洗浄することができない多数の面を有するオリフィスおよび通路を含み、予測可能な振動サイクルを確立および維持するために必要とされる複雑な内部ジオメトリを有する。化学物質で流すと、許容できる衛生レベルを達成できるが、振動する液体放出の効果が低下する可能性がある破片の蓄積を除去できない場合がある。

発明の目的および概要

[0004]本発明は、簡単かつ効果的な洗浄に適合する液体噴霧ノズルアセンブリを提供することを目的とする。

[0005]別の目的は、たとえば、高圧振動液体放出を生み出す際に必要であるような、比較的に複雑な内部ジオメトリを有する、上記で特徴付けられたような液体噴霧ノズルアセンブリを提供することである。

[0006]さらなる目的は、設計が比較的に単純であり、製造するのに経済的である、上記種類の液体噴霧ノズルアセンブリを提供することである。

[0007]本発明の他の目的および利点は、以下の詳細な説明を読み、図面を参照すると明らかになるであろう。

[0008]
図１は、本発明による例示的噴霧ノズルアセンブリの縦断面であり、ノズル本体の部分は、例示の為に、異なるように強調されている。図２は、図１に示された噴霧ノズルアセンブリの下流端である。[0010] 図３は、例示された噴霧ノズルアセンブリの拡大された断片区域であり、一方向に向けられた振動噴霧放出を示す。[0011] 図４は、図３に類似した拡大された断片区域であり、反対方向に向けられた振動噴霧を示す。[0012] 図５は、互いに分離された状態で例示された多部品ノズル本体の分解斜視図である。[0013]本発明は、様々な変形および代替構造を受け易いが、その特定の例示的実施形態が図面に示されているので、以下、詳細に説明する。しかしながら、開示された特定形態に本発明を限定する意図はなく、逆に、本発明の精神および範囲内にある全ての変形、代替構成および均等物をカバーすることを意図していることを理解されたい。

好ましい実施形態の詳細な説明

[0014]次に、図面を具体的に参照すると、本発明による例示的噴霧ノズルアセンブリが示されている。例示的な噴霧ノズルアセンブリ１０は、基本的に、液体供給部に接続可能な液体通路１２を有する液体入口本体１１と、液体入口本体１１の下流端に装着されたノズル本体１４と、ノズル本体１４を液体入口本体１１に固定する為の環状保持キャップ１５と、を備える。

[0015]例示された噴霧ノズルアセンブリ１０は、たとえば、高圧振動噴霧放出を放出するための流体噴霧ノズルアセンブリである。このため、ノズル本体１４は、ノズル本体１４を通って導かれる液体に作用する、入り組んだ内部液体通路システムを有する。例示されたノズル本体１４は、液体入口通路１８を有し、この液体入口通路１８は、入口本体通路１２と連通し、液体入口オリフィス２０を画定する内側に収束する円錐区域１９によって収束する。液体入口オリフィス２０は、下流側の膨張チャンバ２１と連通し、この膨張チャンバ２１は、軸方向に整列された出口オリフィス２２と連通する。この場合の出口オリフィス２２は、入口オリフィス２０の直径より僅かに小さい直径を有し、外側に広がる区域２４を通ってノズル本体放出オリフィス２５と連通するが、ノズル本体放出オリフィス２５は、この場合、図２に見られるように、細長くて狭い長方形の構成を有する。

[0016]流体振動液体放出を生み出すため、ノズル本体１４は、一対の長手方向の脈部（vein）またはリブ２８ａ、２８ｂと、一対の外側に配置された帰還通路３０ａ、３０ｂとを有し、一対の長手方向の脈部またはリブ２８ａ、２８ｂが中央膨張チャンバ２１を画定する。脈部２８ａ、２８ｂは、出口オリフィス２２に隣接した、それぞれの下流側オリフィス３１ａ、３１ｂと、入口オリフィス２０に隣接した上流側オリフィス３２ａ、３２ｂとを画定する。脈部２８ａ、２８ｂは、この場合、各々が、入口オリフィス２０と連通する、各帰還通路３０ａ、３０ｂの湾曲した直角通路区域３５ａ、３５ｂを画定する、拡大された上流端部分を有する。液体が、図３に見られるように、ノズル本体入口オリフィス２０を通って導かれ、下部脈部２８ａに抗して下方に案内されるとき、出口オリフィス２２および放出オリフィス２５を通って上方に向け直され、下流の帰還オリフィス３１ａに高圧を生じさせる。この高圧状態は、帰還通路３０ａを通って、上流側オリフィス３２ａに連通し、図４に見られるように、液体を入口オリフィス２０から上方に向かって上部脈部２８ｂに放出させ、次いで、出口放出オリフィス２２，２５を通って下方に放出させる。この液体の向け直しは、下流側帰還オリフィス３１ｂに高圧を生じさせ、これが、図３に描写されるように、再び、上流側オリフィス３２ｂと連通し、下向き方向に入口オリフィス２０から放出される液体を脈部２８ａに押し付ける。そのために、ノズル本体１４を通る液体流ストリームは、オリフィス３１ａ、３２ａ、３１ｂ、３２ｂの圧力によって影響され、繰り返し可能な振動サイクルが確立され、放出オリフィス２２，２５から出る噴霧が上下に振動する。

[0017]本発明によると、ノズル本体は、多部品の分離可能な構成を有し、この構成が、それ自体、経済的な製造が可能であり、組み立て、分解、洗浄が容易である。複数のノズル本体部品は、ノズル本体の中心軸の周りの嵌合面に沿って分離可能であり、ノズル本体部品の分離の際、ノズル本体の入り組んだ通路システムの内部ジオメトリは、容易かつ効果的洗浄のために完全に露出される。例示された実施形態において、図５に描写されるように、ノズル本体１４は、複数面の分離面を有する２つの同一ノズル部品４０を備える。例示されたノズル本体部品４０は、２つの平坦な分離面４１，４２を有する。本体部品の他の又は凹んだ平坦面４２に対して隆起した上昇部にある、各ノズル本体部品４０の平坦面４１の一つは、ノズル本体の内部ジオメトリの一部を画定し、本体部品４０の他の又は凹んだ平坦面４２は、細長い脈部２８ａ、２８ｂのうちの一つを、そこから隆起した平坦面４１の高さまで外側に支持する。

[0018]ノズル本体部品４０は同一に形成されるが、組み立てられるとき、各部品の長手方向の脈部２８ａ、２８ｂは、他の部品の凹んだ平坦面４２と嵌合し、それらの間に膨張チャンバ２１と、その外側に帰還通路３０ａ、３０ｂとを画定する。隆起したノズル本体面４１は、この場合、各々が、径方向内側に伸びる、それぞれの下流リップ４４ａ、４４ｂを画定し、ノズル本体部品４０の嵌合の際、放出オリフィス２２，２５は、凹んだ面４２の間に画定される。

[0019]ノズル本体部品４０は、好ましくは、ステンレス鋼で機械加工され、理解されるように、それらは、形状が同一であるので、経済的な製造に役立つ。ノズル部品４０の分割平面は、入口通路１８，膨張チャンバ２１，帰還通路３０ａ、３０ｂ、種々のオリフィス２０，２２，２５，３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂを通って伸びるので、部品４０の分離時、これらの通路区域およびオリフィスの面は、効率的かつ完全な洗浄のために容易にアクセス可能である。

[0020]本発明の更なる特徴を実行する際に、高圧噴霧中でさえも漏れを防止するために、ノズルアセンブリの部品は、緊密な液密関係で保持されたノズル本体部品４０と簡単に組み立てられる。このため、ノズル本体部品４０は、互いに組み立てられたときに、ノズル本体入口１１に螺着された保持キャップ１５によって、入口本体１１の下流端に固定される。このため、ノズル本体部品４０は、キャップ１５（図１）の相補的な円錐台形保持凹部４６の内部で受容されるような円錐台形下流端部分４５（図４）を有する。円錐形本体部分４５の円錐形傾斜は、好ましくは水平に対して７°～３０°であり、保持キャップ１５を入口本体１４に締め付けると、嵌合する円錐面がノズル本体部品４０を押し付け、互いに緊密に適合する液密関係でクランプする。このような固定を容易にするために、保持キャップ１５の内部円錐面は、１６マイクロインチ以上の微細表面仕上げを有することが好ましい。この場合の保持キャップ１５は、レンチ係合可能な外部六角形状を有する。

[0021]以上のことから、ノズル本体を複数の分離可能な部品で構成し、組み立て、分解、洗浄を容易にする噴霧ノズルアセンブリが提供されることが分かる。噴霧ノズルの各半割部は、所望の噴霧放出に必要なオリフィス及び決定的な通路を形成するのに必要なジオメトリの半割部を組み込んでいる。半割部のジオメトリは、対抗する半割部から分離されたとき、通路に対する障害物が除去されるように設計されている。障害物を除去することにより、清潔さが重要である食品加工および他の衛生噴霧用途に必要な、より良好な洗浄および殺菌が可能になる。噴霧ノズルアセンブリは、さらに、ノズルを流体源に装着し、対向する平坦面を互いにしっかりと嵌合した関係で固定し、高圧噴霧中であっても、決定的オリフィスおよび通路を漏れのないように維持する為に、保持キャップを含む。

Claims

振動噴霧放出を生み出す為の噴霧ノズルアセンブリにおいて、前記噴霧ノズルアセンブリは、
ノズル本体と、
内側に収束する円錐区域を介して収束する、前記ノズル本体内の液体入口通路であって、前記円錐区域は、液体入口オリフィスを画定する、液体入口通路と、
下流方向で前記液体入口オリフィスと連通する、前記ノズル本体内の膨張チャンバと、
前記下流方向で前記膨張チャンバと連通する、前記ノズル本体内の出口オリフィスと、
前記膨張チャンバ内の一対の長手方向脈部（veins）と、一対の外側に配置された帰還通路と、
を備え、
各脈部は、前記出口オリフィスに隣接する前記帰還通路の、それぞれの１つに対して、それぞれの下流オリフィスと、前記液体入口オリフィスに隣接する、それぞれの上流オリフィスとを画定し、
前記ノズル本体は、第１ノズル部および第２ノズル部を備え、前記第１ノズル部および第２ノズル部は、互いに向かい合う関係で支持され、各々が、複数の平坦な分離面を有し、
前記第１ノズル部および第２ノズル部の前記平坦な分離面は、各々が、隆起した平坦な分離面と、凹んだ平坦な分離面とを有し、前記隆起した平坦な分離面は、前記凹んだ平坦な分離面に対して隆起しており、
前記第１ノズル部および第２ノズル部の各々の前記凹んだ平坦な分離面は、前記長手方向脈部の、それぞれの一つを支持する、噴霧ノズルアセンブリ。
前記出口オリフィスは、前記液体入口オリフィスより小さな直径を有する、請求項１に記載の噴霧ノズルアセンブリ。
前記出口オリフィスは、外側に広がる区域を通って放出オリフィスと連通する、請求項２に記載の噴霧ノズルアセンブリ。
前記放出オリフィスは、長方形構成を有する、請求項３に記載の噴霧ノズルアセンブリ。
各脈部は、前記それぞれの上流オリフィスと連通する、それぞれの帰還通路の湾曲した直角区域を画定する、拡大された上流端部分を有する、請求項１に記載の噴霧ノズルアセンブリ。
前記第１ノズル部および第２ノズル部の各々の前記隆起した平坦な分離面は、径方向内側方向に伸びる、それぞれの下流リップを画定し、前記第１ノズル部および第２ノズル部の嵌合時、前記出口オリフィスは、前記下流リップおよび前記凹んだ平坦な分離面によって画定される、請求項１に記載の噴霧ノズルアセンブリ。
入口本体および保持キャップを更に含み、前記第１ノズル部および第２ノズル部は、組立関係で保持され、前記保持キャップによって前記入口本体の下流端に固定される、請求項１に記載の噴霧ノズルアセンブリ。
前記ノズル本体は、前記保持キャップ内の相補的円錐台形凹部の内部に受容される円錐台形下流端部分を有する、請求項７に記載の噴霧ノズルアセンブリ。
前記円錐台形下流端部分は、水平軸に対して、７°～３０°の円錐傾斜を有する、請求項８に記載の噴霧ノズルアセンブリ。
振動噴霧放出を生み出す為の噴霧ノズルアセンブリにおいて、前記噴霧ノズルアセンブリは、
液体供給部に接続可能な液体通路を有する入口本体と、
保持キャップによって前記入口本体の下流端に固定されるノズル本体と、
前記ノズル本体内の液体入口通路であって、前記入口本体内の前記液体通路と連通し、液体入口オリフィスを画定する、内側に収束する円筒区域を介して収束する、液体入口通路と、
下流方向で前記液体入口オリフィスと連通する、前記ノズル本体内の膨張チャンバと、
前記下流方向で前記膨張チャンバと連通する、前記ノズル本体内の出口オリフィスと、
前記膨張チャンバ内の一対の長手方向脈部および一対の外側に配置された帰還通路と、
を備え、
各脈部は、前記出口オリフィスに隣接する前記帰還通路の、それぞれの１つに対する、それぞれの下流オリフィスと、前記液体入口オリフィスに隣接する前記帰還通路の、前記それぞれの１つに対する、上流オリフィスとを画定し、
前記ノズル本体は、第１ノズル部および第２ノズル部を備え、前記第１ノズル部および第２ノズル部の各々は、複数の平坦な分離面を有し、
前記第１ノズル部および第２ノズル部の前記分離面は、各々が、隆起した平坦な分離面と、凹んだ平坦な分離面とを有し、前記隆起した平坦な分離面は、前記凹んだ平坦な分離面に対して隆起し、
前記第１ノズル部および第２ノズル部の各々の前記凹んだ平坦な分離面は、長手方向脈部の、それぞれの１つを支持する、噴霧ノズルアセンブリ。
前記出口オリフィスは、外側に広がる区域を通って放出ノズルと連通する、請求項１０に記載の噴霧ノズルアセンブリ。
前記ノズル本体は、前記保持キャップ内の相補的円錐台形凹部の内部に受容される円錐台形下流端部分を有する、請求項１０に記載の噴霧ノズルアセンブリ。
前記円錐台形下流端部分は、水平軸に対して、７°～３０°の円錐傾斜を有する、請求項１２に記載の噴霧ノズルアセンブリ。
振動噴霧放出を生み出す為の噴霧ノズルアセンブリにおいて、前記噴霧ノズルアセンブリは、
ノズル本体と、
内側に収束する円錐区域を介して収束する、前記ノズル本体内の液体入口通路であって、前記円錐区域は、液体入口オリフィスを画定する、液体入口通路と、
下流方向で前記液体入口オリフィスと連通する、前記ノズル本体内の膨張チャンバと、
前記下流方向で前記膨張チャンバと連通する、前記ノズル本体内の出口オリフィスと、
前記膨張チャンバ内の一対の長手方向脈部（veins）と、一対の外側に配置された帰還通路と、
を備え、
各脈部は、前記出口オリフィスに隣接する前記帰還通路の、それぞれの１つに対して、それぞれの下流オリフィスと、前記液体入口オリフィスに隣接する、それぞれの上流オリフィスとを画定し、
前記ノズル本体は、第１ノズル部および第２ノズル部を備え、前記第１ノズル部および第２ノズル部は、互いに向かい合う関係で分離され、各々が、複数の平坦な分離面を有し、
前記第１ノズル部および第２ノズル部の前記平坦な分離面は、各々が、隆起した平坦な分離面と、凹んだ平坦な分離面とを有し、前記隆起した平坦な分離面は、前記凹んだ平坦な分離面に対して隆起しており、
前記第１ノズル部および第２ノズル部の各々の前記凹んだ平坦な分離面は、前記第１ノズル部および第２ノズル部の前記向かい合う一つの前記隆起した平坦な分離面を支持し、前記液体入口通路、膨張チャンバ、出口オリフィスおよび帰還通路を画定する、
噴霧ノズルアセンブリ。