JPH02135170A - 噴水用ノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、棒状の噴水柱を形成するための噴水用ノズル
に関する。

〔従来の技術と発明が解決しようとする課題］従来の噴
水用ノズルにより形成される棒状の噴水柱は多くの気泡
を混入した泡混じりのものであり、まっすぐに立ち上が
った姿態や放物線を描いて落下するような姿態の噴水柱
を形成させたとしても、噴水柱からの水の飛び敗りなど
を生じてそれほど美しい姿態を実現させることができな
かった。

本発明は以上の事情に鑑みてなされたもので、水流の乱
れが全くないか乱れのほとんどない状態で水を噴き上げ
ることができ、噴水柱にあたかもガラス棒のような美し
い姿態を描かせることが可能な噴水用ノズルを提供する
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段］ 本発明の噴水用ノズルは、筒状容器の軸心方向の一端壁
にノズル開口、他端壁に圧力水の導入口、一端壁と他端
壁との中間部に筒状容器の内部通路を横切る網体がそれ
ぞれ設けられていると共に、上記導入口と網体との間の
内部通路に導入口から給送された圧力水を衝突して拡散
させる邪魔板が設けられ、上記筒状容器の内径寸法が上
記ノズル開口の直径寸法の３倍以上に設定されているも
のである。

〔作　用〕

この構成の噴水用ノズルにおいて、導入口から給送され
た圧力水は邪魔板に衝突し拡散するのに伴って流速が低
下し、その水が網体の網目を通過して層流またはＮ流に
近い状態になる。そしてノズル開口を通過するときに縮
流しつつ流速を速め、そのまま水流の乱れを生じずに噴
き上げられる。

（実施例） 第１図に示した噴水用ノズルＡは、軸心が垂直な円筒状
の容器１の一端壁２に円形のノズル開口３、他端壁４に
圧力水の導入口゛５、一端壁２と他端壁４との中間部に
容器１の内部通路を水平に横切る状態で網体６．７を間
隔を隔てて二段に設け、上記導入口５と下段側の網体６
との間の内部通路に円板形の邪魔板８を容器１と同心状
に設けてあり、邪魔板８には複数の通孔９・・・を等間
隔を隔てて同心状に配列しである。また、容器１の内径
寸法りはノズル開口３の直径寸法（口径）ｄの３倍以上
の寸法に設定されている。なお、１０はポンプ、１１は
ポンプ駆動モータ、１２は給水管である。

上記噴水用ノズルＡにおいて、ポンプ１０を作動して導
入口５から容器１の内部通路に圧力水を給送してノズル
開口３から水を噴き上げることにより噴水柱を形成させ
ると、その噴水柱は水の飛び散りがなく、水の透明度が
高い場合にはあたかも透明なガラス棒のように非常に美
しい姿態を描いた。このように噴水柱がガラス棒のよう
な美しい姿態を描く理由を次のように推論した。

すなわち、導入口５から流入した水が邪魔板８に衝突し
、流速を低下させて一部は通孔９から出て上向きに流れ
、残りは拡散して邪魔板８の周辺を迂回した後、上向き
に流れ、容器１の内部通路に充満する。また、下段側の
網体６の網目および上段側の網体７の網目を順次通過す
ることによって流速分布が容器１の内部通路の各部にお
いて均一またはほとんど均一な状態にならされ、水流の
乱れを全く生じていないか、あるいはほとんど生じてい
ない状態でノズル間口３から噴き上げられる。上段側の
網体７の網目を通過した水流の流線は第１図に矢印ａで
示すように流速を速めながら流線同士が絡まることな（
ノズル開口３に向かって次第に絞られ、ノズル開口３を
通過するときには第２図のようにノズル開口３の入口周
縁のエツジ３ａを始点として縮流して層流または層流に
非常に近い状態になって噴き上げられるからであろうと
推論される。なお、第２図においてＷは噴水柱を示す。

上記噴水用ノズルＡにおいて、邪魔板８の通孔９は省略
することが可能であるが、通孔９を設けておくと下段側
の網体６に下側の内部通路における水流の乱れが通孔９
の無い場合に比べて少なくなり、網体６，７による整流
作用がより効果的に発揮され、しかも網体６，７の設置
段数を少なくできるため噴水用ノズルＡの小型化に役立
つ。網体は単段に設けても、実施例のように二段に設け
ても、二段以上の多段に設けてもよい。また、網体６，
７の網目の大きさは同じであっても、上段側の網体７の
網目を下段側の網体６の網目より小さくしてもよいが、
後者のように大きさを異ならせる方が効果的な整流作用
を期待することができる。さらに、網目の大きさはポン
プ１０による送水圧力や容器１の内径寸法Ｄ、ノズル開
口３の内径寸法ｄ、容器１の内部通路を流れる水の平均
流速やノズル開口３を通過する水の流速などを考慮して
適切に定めるべきである。

上述のように容器１の内径寸法りはノズル開口３の直径
寸法の３倍以上の寸法に設定されている必要がある。こ
れは、容器１の内径寸法りがノズル開口３の直径寸法に
比べて小さすぎると、ノズル開口３から噴き上げられる
噴水柱が水流の乱れによる白濁を生じる傾向があり、両
者の寸法関係がＤ≧３ｄであると、そのような白濁を生
じず、ガラス棒のように美しい噴水柱が形成されるとい
う実験結果に基づいている。また、容器１の内部通路を
流れる水の平均流速ｖｄは１０ｃｍ／ｓｅｃ以下に設定
しておくことが望ましい。この程度の流速であると、レ
イノルズ数が層流と乱流との境界域を規定する臨界レイ
ノルズ数よりも格段に小さくなり、ノズル開口３から噴
き上げられる水が完全な層流になって噴水柱の水流の乱
れがまったく無くなるからである。

噴水用ノズルＡは垂直に設置しても斜めに傾けて設置し
てもよい。また、噴水柱の噴き上げ高さや飛距離は給水
管１２に介在した流量制御弁で流量調節を行うことによ
り制御することも可能であるが、給水管１２に流量制御
弁を介在せずにポンプ１０の回転数制御による方が美し
い姿態を描けることを実験で確認している。

ノズル開口３の形状は第２図に示したようにストレート
の機械加工孔である必要はなく、第３図のように外拡が
りのテーパ孔であっても、第４図のように傾斜孔であっ
てもよい。また、ノズル開口３は容器１に対して中心に
形成しても、第５図のように偏心位置に形成してもよく
、さらにその数は一個に限らず、第６図のように複数個
であってもよい。

〔発明の効果〕

本発明の噴水用ノズルによると、噴き上げられた水が飛
び散ることなくガラス棒のような噴水柱を形成するため
、見る者にとっては今までに見たことのないような美し
い棒状の噴水柱を観賞することが可能になる。特に、透
明度の高い水を噴き上げて噴水柱を形成させると、噴水
柱が極めて斬新な透明なガラス棒のように見える。また
、本発明の噴水用ノズルにより形成される噴水柱は水流
の乱れが全くないかほとんどないものであるので、その
噴水柱を光ファイバーとして利用することもでき、そう
することによって水を用いた光伝送が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による噴水用ノズルの断面図、
第２図はノズル開口の作用を説明するための拡大断面図
、第３図および第４図はノズル開口の変形例を示す断面
図、第５図および第６図はノズル開口の形成位置を示す
平面図である。 １・・・容器、２・・・一端壁、３・・・ノズル開口、
４・・・他端壁、５・・・導入口、６．７・・・網体、
８・・・邪魔板、Ａ・・・噴水用ノズル、Ｄ・・・容器
の内径寸法、ｄ・・・ノズル開口の直径寸法。 茅１図 第２図 第　５　図 第　６　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、筒状容器の軸心方向の一端壁にノズル開口、他端壁
   に圧力水の導入口、一端壁と他端壁との中間部に筒状容
   器の内部通路を横切る網体がそれぞれ設けられていると
   共に、上記導入口と網体との間の内部通路に導入口から
   給送された圧力水を衝突して拡散させる邪魔板が設けら
   れ、上記筒状容器の内径寸法が上記ノズル開口の直径寸
   法の３倍以上に設定されていることを特徴する噴水用ノ
   ズル。