JPH0316182B2 - - Google Patents

Description

明細書 スウエーデン特許出願第78 06883−０号には、
ある一定の吹き出し力において、装置周辺に生じ
るノイズを低減した吹き出し装置が開示されてい
る。この発明は、この装置をさらに改善させるこ
とに関するものである。

原則的には、最も普通に使用されている吹込み
装置は、縦断面図である第１図に見られるような
構成をしている。即ち、大気圧よりも高い圧力の
気体が、気体源に接続しる高圧ホース２を通し
て、吹き出し装置に供給される。そして、この吹
込み装置を使用すべき時にハンドグリツプ３を押
込むと、弁滑動部４が変位し、該滑動部４に設け
られた溝、並びに出口７を介して外に開口した延
長管６を通して、気体が流れる。

このようにして、気体状の媒体が移送されて周
囲に排出される際には、流れの方向に沿つての出
口下流の反圧力と出口上流の圧力との比によつて
定まる所定の放出速度が得られる。

出口がいわゆるラバルノズルとして形成されて
いない場合には、いわゆる臨界圧力比の時に最大
放出速度が得られる。

臨界圧力比が得られる出口上流の圧力は、出口
下流の反圧力によつて定まり、この反圧力は、出
口周辺の大気と一体的に混合するようになるまで
出口直後の気体噴出の影響を受ける。この出口周
辺の空気に対する混合度合いが高ければ、臨界圧
力比に到達するまで高圧力ホース２に対して高い
供給圧力をかけることができる。その結果気体密
度が増大し、気体噴出が周囲の空気と混合する時
に生じる補助吹き出し力も加わつて抜き出し力が
増大する。

吹き出し装置の内部が低損失を実現するように
構成されている場合、換言すると出口上流の全通
路が出口７に比べて実質的に大きな断面積を持つ
場合には、出口上流側近傍の気体状媒体の圧力
が、高圧ホース２内にて印加される供給圧力、即
ち通常は６−８バールの値を取る供給圧力に実質
的に一致するので、前記出口上流側近傍の気体の
圧力は実質的に６−８バールとなる。

膨脹直後の気体の圧力は臨界圧力よりも低くな
ることはない、換言すると出口上流側近傍圧力の
0.528倍よりも低下することはないので、出口上
流の全空気通路が出口通路よりも実質的に大きけ
れば、膨脹後に気体の圧力は3.15バール、即ち吹
き出し装置の周囲圧力の３倍以上の値よりも大き
くなることになる。

出口７直後の反圧力に対して、出口後の膨張領
域直後の圧力が僅かに異なる程度に出口直後の気
体噴出が周囲の空気と完全に混合するように出口
ノズルを構成することが重要であり、膨張直後の
圧力と周囲の圧力との差が増大すると、出口外側
での乱流が大きくなりノイズが発生するようにな
る。

従来の吹き出し装置においては、吹き出し通路
前のガス流通路内においてガス流を規制すること
によりある程度このノイズを低減していたが、こ
の規制を設けることにより吹き出し口前の圧力が
低下していた。例えば、第１図に示す従来の吹き
出し装置においては、ガス流領域５は吹き出し口
７のガス流領域の約0.45倍になつている。この場
合には、チユーブ６内における気体圧力は吹き出
し装置への供給圧力の約0.42倍となり、吹き出し
口直前の圧力はこの供給圧力より著しく低減され
る。したがつて、吹き出し出口前における圧力
は、通常の供給圧力のもとでは約2.5から3.4バー
ルに過ぎないものとなる。このように吹き出し出
口前の圧力を低下させると反圧力も低下するが、
膨張領域直後の圧力と反圧力との差は改善されず
ノイズの原因となつており、従来技術によるガス
流の規制によつては十分なノイズ低減は達成でき
ない。

また、この種の構造においては、気体噴出が出
口周辺の空気に対してうまく混合せず、出口上流
側気体圧力の0.528倍以下の反圧力が出口下流に
おいて生じる。膨張後の気体圧力とこの反圧力と
の差により、６から８バールの供給圧力をチユー
ブ６内に加えた場合よりは少ないが、出口部から
の気体の流れにおいて強い乱流を引き起こす。

研究に基づいた本発明の目的は、雑音レベルが
低く、しかも吹込み力が強く、そして機械的な効
率が良好な抜き出し装置を提供することである。

本発明による吹き出し装置は、請求の範囲で述
べる特徴的な構成を備える。

第２図乃至第９図は、本発明による吹き出し装
置の例を示す。気体は連絡部８を通して吹き出し
装置に供給され、ゴム製の前部円錐体１１を傾け
ると、この気体は弁板９と弁座１０との間の通路
を通つて流れる。弁が最大に開いた時に、この通
路はノズル１３における出口孔１２の総計出口面
積の0.5倍以上、好適には0.65倍以上、最適には
0.8倍以上になるように設定、換言すると最適に
は弁通路における気体速度が出口通路の気体速度
を下回るように設定され、この結果弁における雑
音の発生が最適には出口における雑音と発生と比
較して軽減される。

出口孔を互いに大きく離すことにより、弁通路
を好適に大きくすることが可能、好ましくは全出
口通路の総計よりも実質的に大きくすることが可
能となり、この結果吹き出し装置に加えられる全
供給圧力をだいたいにおいて活用することができ
る。即ち、室１４における気体圧力を好適には供
給圧力と本質的に等しくすることができる。

本装置の前部は円筒状、先端を切り取つた円錐
状、あるいは先端に近づくに連れて勾配の上昇す
る円筒状や円錐状、に形成することが可能であ
る。

第２図から第５図に見るように、出口通路は出
口外周１５付近、あるいは第６図から第９図に示
すように、出口外周面上にその通路終端を設ける
ことが好ましい。

出口孔は、各噴出口において、同等の噴射が行
なわれるように配置する。第２図乃至第５図と第
８図乃至第９図に示す実施例では、これは実際次
の構成により達成できる。即ち、２mm以下、好ま
しくは大きくても1.5、例えば約１mmの値をもつ
最大の出口通路の直径ｄの４倍よりも大きな直径
Ｄをした円周上に、各出口孔を配置するととも
に、実質的にノズル中心部の範囲外の所で互いに
大きな距離をもつて各出口孔を配列する。

実際に行つた研究によれば、直径Ｄの円周上に
配置した出口孔間の距離が大きい場合でも、これ
ら出口孔がノズル中央部の範囲内、換言すると直
径Ｄの内側に位置している時には、ノズル出口か
らの気体噴出がノズル周辺の空気に対して効率的
に混合しないことが確認された。

１mm以下の出口孔では、その直径の２倍以上に
中心間の距離を取つて、各出口孔を配置すべきで
ある。１mm以上の出口孔では、互いの中心間距離
を、出口孔直径の平方の２倍以上に設定すべきで
ある。このような構成により、外への気体噴出間
の相互の影響も同時に軽減することができる。

本発明の目的を達成するためには、総出口面積
の10％以上、好ましくは20％、最適には40％以上
に相当する部分が、平面領域Acの外側に位置す
るようにすべきである。この平面領域Acとは、
排出口における出口排出通路断面積の総和Autの
３倍、すなわち、例えば、第３図においては、各
出口孔１２の断面積の総和の３倍の面積を有する
ものであり、ノズル排出方向と直角な平面上にあ
るとともに、この平面領域Acと同一平面にある
領域Afの重心とその平面領域Acの重心が一致す
るように設定したものである。つまり、出口排出
通路断面積の総和である総出口面積Autの少くと
も10％に相当する出口通排出路断面部分が平面領
域Acの外側にあり、残り90％は、平面領域Ac内
にあることが好ましい。また、この領域Afの面
積は、この領域Afが出口排出通路の全断面、す
なわち、全出力孔を含むように描かれる可能な限
り最小の領域によつて定義される。ただし、第３
図、５図及び第７図に示すように、出口孔１２が
中心から当距離の円周上にある場合には、例え
ば、第７図に示すように、領域Afは、出口孔１
２の外周境界線、言い換えれば、出口孔１２を総
て含むように描いた最小の円による領域である。
また、領域Afは、面領域Acと相似、すなわち、
同形状であるが、Autの少くとも10％が平面領域
Acの外側にあるため、この平面領域ACの半径
は、幾分領域Afより小さいものとなる。

更に、出口噴出口の最大断面の大きさは、大き
くても２mm、好ましくは大きくても1.5mm、例え
ば約１mmに設定すべきである。換言すると、出口
孔が円形の場合、その直径は大きくても２mm、好
ましくは大きくても1.5mmに設定すべきであり、
周囲圧力と気体噴出口中央部における圧力とを高
速度で平均化するものの場合、その直径は例えば
約１mmに設定することができる。

平面領域Acを設定するためには、まず、互い
に隣接する２つの出口孔の中心点を結ぶ線に対し
て平行に、この２つの出口孔の外周上に接線を引
く。これら各接線により形成される領域が領域
Afとなる。次ぎに、この領域Afの重心に対して
重心が一致するように、さらに、領域Afとの各
対応辺が平行となるように平面領域Acを設定す
る。すなわち、相似の位置関係になるように設定
する。

等距離でもつて各出口孔が円周上に配置される
ノズルでは、領域Acは従つて前記円の中心の周
囲に対称的に投影される。ノズル末端の位置に
て、外面１５は図示実施例のうち一つのように、
円錐あるいは傾斜製造することが可能である。第
４図に示す円錐角の半分αは、20゜以下ただし10゜
を下回わらない値に設定すべきである。このよう
に、ノズル先端の外面を円錐形状とすることによ
り、ノズル先端部の空気がこの外面に沿つてノズ
ル先端からの空気噴出流に対してさらに効率よく
巻き込まれてこれと混合するようになる。

第６図または第７図に示す実施例では、２mm以
下、好ましくは1.5mm以下、例えば１mmの出口通
路に対して、出口孔直径の1.5倍以上、好ましく
は２倍以上の中心間距離をもつて、各出口孔を互
いに離して配置すべきである。

この実施例に関連した本発明の目的を達成する
ためには、流れを横断する方向において、出口に
おける排出通路の断面積の総和Autの10％以上、
好ましくは20％以上、最適には40％以上を、Aut
の２倍である領域Acの外側に配置すべきである。
ただし、Acと同じ平面にある形をもつた領域Af
の重心とその重心が一致するように、Acは配置
され、またこの領域AfはAcと相似形であり、か
つ可能な最小の周線（または円周）をもつて全出
口通路の出口面を完全に包含するものである。ノ
ズルにおいて円錐角の半分αは10゜から20゜の間に
設定すべきであり、更に出口通路からの流れの方
向は円錐軸から10゜以上ずれることはないと推定
される。

衝突や衝撃により出口孔が変形しないよう機械
的な保護を得るために、第２図および第４図乃至
第９図に示すように、ノズルの末端にはノズル本
体から突き出た手段１６を好適に設けることが可
能である。ノズルからの気体噴出の周辺空気に混
合する噴出作用に影響を及ぼさないように、また
気体流出を乱さないよう、この手段は構成され
る。ノズルにこの機械的な保護手段を設けること
は肝要である。なぜならば、例えば流れの領域内
における鋳ばりやまくれにより、出口孔の一つが
変形したとしても、雑音レベルが３乃至4dB(A)増
加するからである。このようにして更に生じた雑
音は純音（単一の周波数成分から成る音）なの
で、聴力低下の危険性に関しては、広域雑音の13
乃至14dB(A)の増加と同じ作用を及ぼすそ考えら
れる。

本発明による装置について共通することは、ノ
ズルの各排出通路が共同して、気体状流体に対し
ノズルからの方向性のある排出を行わせしめる点
である。これを実現するために、流体の流れ方向
における各通路の仮想中央線を、互いに平行する
ことが可能であるが、この構成は必要ではない。
というのは、前期の各仮想中央線は互いにおよび
ノズルの排出方向に関して、約20゜までさらには
30゜までずらすことが可能であり、この時も流体
の方向性をもつたノズルからの噴出が達成される
からである。円錐状の外面を持つたノズルにおい
て環状に配列した排出通路は、例えばノズルの円
錐状外面よりも小さな円錐角を付与しかつ内部に
位置した仮想円錐面の上に、それらの中心線を持
ち得る。

第２図乃至第９図に示す各実施例に一致した本
発明による装置の模範例は、実際的な試験を受け
ており、排出管内に挿入された多孔性の焼結金属
の本体を持ちかつ商業的に入手可能ないわゆるサ
イレント吹き出しノズルや、従来の吹き出しノズ
ルの大部分と、比較検討された。所定の吹き出し
力において、空気の消費量が増加すると、すべて
の場合、本発明による吹き出しノズルよりも、こ
れと比較されたノズルの方が、相当に雑音レベル
が上回つた。

本発明はここに図示ならびに記載された実施例
に限定されたものではなく、請求の範囲内におけ
る他の態様によつても実現可能である。

したがつて、この発明によれば、ノズルの開口
部、すなわち吹き出し口をノズル吹き出し口断面
の円周付近に設けることにより、ノズル吹き出し
開口部を中央部に設けた従来の吹き出し装置と比
較して、ノズルから抜き出す気体をノズル周辺の
気体と効率的に混合させ、気体膨張直後の圧力と
周辺圧力との圧力差を小さくすることができる。
そのためノズルからの吹き出しガス流も乱れるこ
となく、ノイズを効果的に低減することが可能と
なる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 気体状の加圧流体の供給を受ける連絡部８を
   有する本体と、この本体と連通する排出ノズル１
   ３と、この排出ノズルに含まれかつ相互に共同し
   て前記流体に対し排出ノズルからの方向性をもつ
   た排出を行わせしめる複数の出口排出通路１２
   と、前記連絡部と前記排出ノズルの間に配設され
   て前記流体の流量を規制する弁９と、を具備する
   吹き出し装置において、前記出口排出通路は前記
   排出ノズルの中心軸を含む所定の中心領域より外
   方に位置するとともに、排出口における前記各出
   口排出通路の断面積の総和Autの少なくとも10％
   に相当する出口排出通路部分が、前記排出ノズル
   の排出方向に直交する平面領域Acの外側に位置
   し、この平面領域Acの大きさは前記各出口排出
   通路の断面積の総和Autの約３倍であるととも
   に、その重心が領域Afの重心に一致し、この領
   域Afは前記平面領域Acと相似形状であるととも
   に、相似の位置関係にあり、排出口における前記
   出口排出通路の全断面領域を含むように設定され
   る可能な限り最小の領域により定義されることを
   特徴とした吹き出し装置。 ２ 全開時における前記弁の通し流れ領域は、少
   なくとも各出口排出通路の断面積の総和Autの
   0.5倍、好ましくは少なくとも0.65倍、最適には
   少なくとも0.8倍であることを特徴とした特許請
   求の範囲第１項に記載の吹き出し装置。 ３ 前記ノズルが実質的に円錐形状の外面１１を
   有するとともに、この外面の円錐角の半分が10か
   ら20゜であることを特徴とした特許請求の範囲第
   １項又は第２項のいずれかに記載の吹き出し装
   置。 ４ 気体状の加圧流体の供給を受ける連絡部８を
   有する本体と、この本体と連通する排出ノズル１
   ３と、この排出ノズルに含まれかつ相互に共同し
   て前記流体に対し排出ノズルからの方向性をもつ
   た排出を行わせしめる複数の出口排出通路１２
   と、前記連絡部と前記排出ノズルの間に配設され
   て前記流体の流量を規制する弁９と、を具備する
   吹き出し装置において、前記ノズルが実質的に円
   錐形状の外面１１を持ち、またこの外面にて前記
   出口排出通路が終端を持ち、さらに、前記出口排
   出通路は前記排出ノズルの中心軸を含む所定の中
   心領域より外方に位置するとともに、排出口にお
   ける前記各出口排出通路の断面積の総和Autの少
   なくとも10％に相当する出口排出通路部分が、前
   記ノズルの排出方向に直交する平面領域A′cの外
   側に位置し、この平面領域A′cの大きさは前記各
   出口排出通路の断面積の総和Autの約２倍である
   とともに、その重心が領域Afの重心に一致し、
   該領域Afは、前記平面領域Acと相似形状である
   とともに、相似の位置関係にあり、排出口におけ
   る前記出口排出通路の全断面領域を含むように設
   定される可能な限り最小の領域により定義される
   ことを特徴とした吹き出し装置。 ５ 全開時における前記弁の通し流れ領域は、少
   なくとも各出口排出通路の断面積の総和Autの
   0.5倍、好ましくは少なくとも0.65倍、最適には
   少なくとも0.8倍であることを特徴とした特許請
   求の範囲第４項に記載の吹き出し装置。 ６ 前記ノズルが実質的に円錐形状の外面１１を
   有するとともに、この外面の円錐角の半分が10か
   ら20゜であることを特徴とした特許請求の範囲第
   ４項又は第５項のいずれかに記載の吹き出し装
   置。