JPH0466144A

JPH0466144A - ノズル

Info

Publication number: JPH0466144A
Application number: JP17540290A
Authority: JP
Inventors: Kaneo Sugishita; 杉下　懐夫
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-07-04
Filing date: 1990-07-04
Publication date: 1992-03-02

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】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、消火用ノズル、内燃機関の燃料噴射ノズル等
の流体の圧力エネルギーを噴流の運動エネルギーに変換
するノズルに関する。

（従来の技術）一般にノズルには、消火用ノズルのように同一圧力で可
能な限り遠方へ水を噴出させることが要求される場合と
、同じ消火用ノズルでもノズル近傍で可能な限り広い範
囲に水を拡散させることが要求される場合とがある。第
３図は、遠方へ水を噴出させることを目標とした通常の
構造のノズルを示す。ノズル１の内部の高圧水２がノズ
ルの出口から噴流３となり噴出する。液体の噴流が気体
中に噴出する場合（すなわち２つの流体の密度差が大き
い時は）、噴流３は拡散することなく、図示のような−
様な形でかなり遠方まで到達させることができる。

一方、ノズル近傍で可能な限り広い範囲へ水を拡散させ
る目的に対しては、従来種々の形式が考えられている。

第４図はノズルの入口にコーン状の物体４を置いたもの
であるが、噴流３は円錐状に拡がるが、コーンの背面に
は噴流がない部分が存在し、広い範囲に均一に拡散して
いない。さらに、コーン状物体４が流れを限外している
ため流体を噴出させるのに必要なエネルギーが過大にな
り、また、出口とコーン状物体４の隙間がせまい時は異
物で流路が閉塞される可能性が大きくなる等の欠点があ
る。第５図は第３図のノズルの出口に角度θの傾斜ノズ
ル出口５を設けた例であるが、これも噴流３の形状はノ
ズルの最小径で決まり、前後の流路形状変化の影響はあ
まり受けないため。

噴流を拡散するという観点からはほとんど効果がない。

（発明が解決しようとする１！１１１）このように、噴
流を拡散させないで可能な限り遠方まで流体を到達させ
る技術はほぼ完成しているが、ノズル出口近傍で噴流を
可能な限り広い範囲に拡散させる技術は、いまだ完成さ
れてなく。

工業上有効な方法が確立されていない。内燃機関の燃焼
噴射ノズル等では、ノズル出口近傍で噴流を拡散させる
ことが強く要求されているため、こうした技術は工業上
重要である。

以上のような事実に鑑みて本発明はノズル出口近傍で可
能な限り広い範囲に噴流を拡散させるノズルを提供する
ことにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明はノズル出口の上流に旋回流を発生する装置を設
けたことを特徴とする。また、ノズル出口の上流の内側
の壁面に板状のフィンを設けたことを特徴とする。さら
に、またノズル出口の上流に、ノズルの中心軸に対して
直角な回転軸に対して回転自在で、その回転軸に対して
直角な断面で２等分され、各々別々の傾き角度に設定す
ることが可能な可動式の案内羽根を有することを特徴と
する。

（作用）これにより、ノズル出口の上流に旋回流を発生させるの
で、噴流を出口近傍で広い範囲に拡散させることができ
る。

（実施例）一般に、噴流を可能な限り遠方へ到達させるためには、
ノズル１の面積変化を適正に設計すると共に、ノズルに
入った流体の流速分布を軸方向に一様で乱れのないもの
にする必要がある。ところが、一方第３図のノズルにお
いては図示していないノズル１の上流の配管要素（ポン
プ、譬１曲がり等）の影響で流体２が旋回速度成分を持
っている場合は、ノズル１から噴出する噴流３は第３図
の図示されたように一様にはならず、広く拡散してしま
うことが実験事実として明らかになって来た。そこで、
ノズル内の流体になんらかの方法で旋回流を発生させれ
ば、ノズルから噴出した噴流を出口近傍で広い範囲に拡
散させることができる。本発明はこれに基づいてなされ
たものである。

本発明の構成を第１図に示した本発明の一実施例につい
て説明する。第１図の符号１〜３は第３図の従来のノズ
ルの場合と同一である。本発明の実施例では、ノズル１
の内部に旋回流発生板６ａ。

６ｂ、　６ｃ、　６ｄを設けている。

このような旋回流発生板を設けると、ノズル１の入口で
流体に旋回速度成分が無い場合でも、各々の板６ａ、　
６ｂ、　６ｃ、　６ｄで流れがねじ曲げられるため、こ
れらの板を通過した流れには強い旋回流が発生し、ノズ
ル出口から噴出した噴流は図示のように拡散する。

このように本発明によれば効果的に噴流を拡散させるこ
とが出来る。また、旋回流発生板６ａ、　６ｂ。

６ｃ、６ｄのねじり角度を調整することにより、発生す
る旋回流れの強度を調整することができるため、噴流の
広ろがり方を調整することができる。また旋回流発生板
６ａ、　６ｂ、　６ｃ、　６ｄは、第４図のコーン状の
物体と異なり、流れを閉鎖するものではないためこれを
設けたことによる損失の増加は、第４図のコーン状の物
体の場合よりはるかに小さい。

第２図は本発明の他の実施例を示す。符号１〜３の第３
図の従来のノズルと同様である。この実施例ではノズル
１の内部に中心を境に２分割されているバルブ状の可動
式案内羽根７ａ、　７ｂが設けられている。この可動式
案内羽根７ａ、　７ｂは、第２図（、）のように流れに
対して抵抗とならないように、流れに沿った角度に設定
すること、および第２図（ｂ）のように、７ａ、７ｂ各
々、流れに対して正反対の角度で傾むけることができる
。

第２図の（ａ）のように可動式案内羽根が設定された場
合は、流れに旋回速度成分は発生しないため、噴流３は
従来と同様に拡散することなしに噴出する。−力筒２図
の（ｂ）のように可動式案内羽根が設定されると、流れ
には旋回流が発生するため、噴流３は図示のように拡散
する。

この実施例では可動式案内羽根７ａ、　７ｂの傾き角度
θを調整することにより、発生する旋回流の強さ、した
がって、噴流３の拡がり程度を調整することができる。

また噴流を拡散させない場合は、可動式案内羽根７ａ、
７ｂを第２図の（ａ）のようにすればよいが、この時可
動式案内羽根７ａ、　７ｂによる流動損失はほとんど無
視できる程度であることがこの実施例の大きな特徴であ
る。

以上の説明は、液体の噴流が気体中に噴出する場合に対
して１本発明を適用した場合について述べたが、２つの
流体が同一の場合（すなわち水中に水の噴流を噴出する
場合等）でも、本発明はほぼ同様の効果を示す、特にノ
ズルの噴流が流体中の構造物等に衝突する場合、噴流の
勢いを減勢するのに本発明を適用すると効果的である。

〔発明の効果〕

このように本発明によれば、簡単な構造の旋回流発生装
置をノズル内に設けることにより、ノズルから噴出する
噴流をノズル出口近傍で広い範囲に拡散させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例を示す説明図、
第３図、第４図および第５図は従来の技術を示す説明図
である。１・・・ノズル　　　　　２・・・ノズル内の流体３・
・・噴流　　　　　　４・・・コーン状の物体５・・・
傾斜ノズル出口６ａ、　６ｂ、　６ｃ、　６ｄ・・・旋回流発生板７ａ
、　７ｂ・・・可動式案内羽根代理人　弁理士　則　近　憲　佑（η）７ａ、　７ｂ（ｃＬ） ”ｘ”笑イ見第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）流体を噴出するノズルにおいて、ノズル出口の上
流に旋回流を発生する装置を設けたことを特徴とするノ
ズル。
（２）流体を噴出するノズルにおいて、ノズル出口の上
流の内側の壁面に板状のフィンを設けたことを特徴とす
る請求項（１）記載のノズル。
（３）流体を噴出するノズルにおいて、ノズル出口の上
流に、ノズルの中心軸に対して直角な回転軸に対して回
転自在で、その回転軸に対して直角な断面で２等分され
、各々別々の傾き角度に設定することが可能な可動式の
案内羽根を有することを特徴とする請求項（１）記載の
ノズル。