JPH0632815Y2

JPH0632815Y2 - 噴水用ノズル装置

Info

Publication number: JPH0632815Y2
Application number: JP1990024280U
Authority: JP
Inventors: 勝中西; 裕一荻田
Original assignee: 株式会社桜川ポンプ製作所
Priority date: 1990-03-09
Filing date: 1990-03-09
Publication date: 1994-08-31
Anticipated expiration: 2004-08-31
Also published as: JPH03115057U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、所謂アーチ形の「ガラス棒状噴水柱」を形成
する噴水用ノズル装置の改良に係り、ノズル装置の小形
化と安定した「ガラス棒状噴水柱」の形成を可能とした
噴水用ノズル装置に関するものである。

（従来の技術）空間に恰も「アーチ形のガラス棒」を静置した様な感を
与える水柱（以下アーチ形ガラス棒状噴水柱と呼ぶ）を
噴出できるようにした噴水装置が開発され、実開昭６０
−１４４９６６号及び特開昭６１−７１８６１号等とし
て公開されている。

第７図は前記実開昭６０−１４４９６６号の噴水装置概
要を示すものであり、送水管Ａとほぼ同内径の相当の長
さを有するノズルＢを用いて、アーチ形のガラス棒状噴
水柱Ｃを噴出するものである。

また、第８図は前記特開昭６１−７１８６１号の噴水装
置の概要を示すものであり、整流用バランスタンクＤ及
び配管路Ａを通してノズルＢから水を噴出し、この噴水
柱を整流板Ｅの先端の出口Ｅ′を通して整流しつつ噴出
することにより、アーチ形のガラス棒状噴水柱Ｃを形成
するものである。

ところで、ノズルＢから水を噴射して、恰かも静置され
た様な感じを看者に与える「アーチ型のガラス棒状噴水
柱Ｃ」を形成するためには、棒状噴水柱Ｃそのものを揺
れ等のない安定したものとするだけではなく、水柱の到
達点に於ける水滴の飛散や水柱の落下騒音等も完全に防
止されなければならない。

そのためには、(1)ノズル内を流通する水流が所謂ほぼ
完全な層流になること、(2)ノズルの噴射口の近傍で前
記層流がスムーズに所望の噴水柱径にまで縮流されるこ
と、(3)ノズルの噴出口から水柱が所望の一定流速でも
って、しかも噴出方向と異なる方向の速度成分を殆ど有
しない状態で噴出されること、(4)流水系に振動等が加
わらないこと等の要件が充足される必要がある。

一方、前記第７図の噴水装置にあっては、ノズルＢの長
さを相当に長くし且つその内壁面を高精度に仕上げるこ
とにより、ノズル内の水流を可能な限り層流に近づける
ようにしている。

しかし、前記第７図のノズルＢに於いて水流をほぼ整流
状態にするためには、その流速を押えると共にノズルＢ
の長さを相当に大きくし、且つ内壁面を高精度の仕上げ
面にしなければならない。その結果、ノズル装置が必然
的に大形化すると共に製造コスト高かくなり、室内へ設
置するような場合には、スペース的に様々な支障を生ず
ることになる。

また、前記第７図のノズルＢにあっては、ノズルＢの噴
出口から噴出される噴水柱の所謂縮流力が比較的弱く、
噴水柱を形成する水滴の速度方向が一方に揃っていない
ため、水柱の落下点近傍に於いて噴水柱に乱れを生じる
ことになる。その結果、水滴の飛散やこれによる騒音が
発生することになり、理想的なガラス棒状噴水柱が得ら
れない。

一方、上記の如き問題は前記第８図の噴水装置に於いて
も同様であり、層流を得るためには相当に長い送水管Ａ
とノズルＢが必要になり、ノズル装置が著しく大形化す
る。

また、ノズルＢから噴出された噴水流が整流板Ｅの出口
孔Ｅ′を通ることにより整流されるため、噴水柱の先端
部（即ち落下地点近傍）に於ける乱れは若干改善される
ものの、実際に形成される噴水柱は理想的なガラス棒状
噴水柱にはほど遠いものである。

更に、整流用バランスタンク３を使用しているものの、
送水管Ａ通路断面積とノズルＢの開口部断面積の比が小
さいため、送水圧の変化が直接的にノズルＢの開口から
の噴水柱の流速に影響を及ぼすことになり、ガラス棒状
噴水柱Ｃの到達地点（落下位置）が著しく変動すると云
う難点がある。

（考案が解決しようとする課題）本考案は従前のこの種アーチ形の「ガラス棒状噴水柱」
を形成するための噴水用ノズル装置に於ける上述の如き
問題、即ち（イ）ノズル装置が著しく大形化し、室内等
への設置の場合には設置スペース等の点で様々な支障を
生ずること、（ロ）ガラス棒状噴水柱が落下地点近傍に
於いて乱れ易く、水滴の飛散やこれによる騒音が生じて
理想的な形態の安定した噴水柱が得られないこと、
（ハ）送水圧の僅かな変動により、アーチ形噴水柱の到
達点が大きく変動すること等の問題を解決せんとするも
のであり、噴水ノズル装置の大幅な小形化と、乱れの全
くない安定した理想的なアーチ形ガラス棒状噴水柱を形
成できるようにした噴水ノズル装置を提供するものであ
る。

（課題を解決するための手段）本考案は、送水口１１を後端壁７ａの中央に、また噴出
口１０を前端壁７ｂの中央に夫々設けられ、その内径の
約２倍の長さ寸法を有する円筒状のノズル管７と，前記
ノズル管７の後端壁７ａ側へ挿着した多孔質材製の整流
体８と，前記整流体８の後方に、該整流体８の後端と噴
出口１０との間に少なくともノズル管７の内径φｎより
も大きな間隙Ｌ₂を設けて配設した金属板製の格子状の
断面を有する整流体９とから形成され、送水管４からの
圧送水１２を整流並び縮流することにより、アーチ形の
ガラス棒状噴水柱を形成することを考案の基本構成とす
るものである。

（作用）調圧タンク３からの圧送水は、多孔質材製整流体８内の
孔状通路を通ることにより整流され、水流の速度方向成
分がノズルの軸芯方向成分のみに修正されると共に、流
速のばらつきがほぼ均一化される。

前記整流体８を通過した水流は、再度整流体９を通過す
る間に整流されたあと、ノズル管７内を層流状態で進行
してノズル管の前端壁７ｂの近傍まで到達する。

ノズル管前端壁７ｂの近傍では、前端壁７ａに沿ってノ
ズル管の軸芯方向に向かう水流が発生し、噴出口１０に
於いて所謂噴水流の縮流が形成される。その結果、噴出
口から噴出される噴水柱は、速度方向成分の揃った一定
流速の棒状噴水柱となり、理想的なアーチ形ガラス棒状
噴水柱が形成される。

（実施例）以下、第１図乃至第６図に基づいて本考案の実施例を説
明する。

第１図は、本考案の噴水用ノズル装置を用いた噴水設備
の一例を示すものであり、図に於いて１は噴水用ポン
プ、２は調整弁、３は調圧タンク、４は送水管、５は噴
水用ノズル装置、６はアーチ形のガラス棒状噴水柱、Ｐ
は噴水柱の到達点である。

また、第２図は本考案に係る噴水用ノズル装置５の縦断
面図であり、図に於いて７はノズル管、８は多孔質材製
整流体、９は薄板製の整流体、１０は噴出口、１１は送
水口、１２は圧送水である。

前記ノズル管７はステンレス鋼等の金属製筒状体であ
り、その後壁面７ａの中央には送水口１１が、また前壁
面７ｂの中央には噴出口１０が夫々形成されている。

前記多孔質材製の整流体８はグラスウールや硬質発泡ウ
レタン等の多孔質材をディスク状に形成したものであ
り、多数の小口径の流体通路が並設された状態となって
いる。尚、本実施例では厚さＴ₁が約５０mmのグラスウ
ール製の整流体８が使用されている。

前記薄板製の整流体９は厚さ０．１mm〜０．３mmのステ
ンレス鋼薄板を２〜４枚用い、これをその断面が格子状
になる様に組合せたものであり、長さ寸法は約７０〜８
０mmに選定されている。尚、本実施例では、４枚のステ
ンレス鋼製薄板（厚さ０．２mm）を断面が格子状となる
ように組合せた整流体９が使用されている。

前記噴出口１０は、前述の如くノズル管７の前壁面７ｂ
の中央に位置してこれと垂直方向に、所謂オリフィス状
に形成されている。

前記ノズル管７の内径φｎは、内部流体の流れをほぼ層
流にしなければならないという点から、所謂レイノズル
数や管内壁面の仕上げ状態等によってある範囲内の値に
決定される。これに対して、ノズル管７の長さＬは前記
整流体８及び整流体９の介挿により、その必要寸法が大
きく変化する。例えば、整流体８，９が無い場合には、
前記長さＬは内径φｎの約５倍以上の寸法を必要とする
が、本件考案では長さＬを約２φｎ以下に短縮すること
が出来る。

即ち、本実施例では、前記ノズル管７の内径φｎを１５
５mm、長さＬ₁を３００mm、噴出口１０の直径φｐを１
６mm（オリフィス）、送水口１１の内径φｉを５３mm
（５０Ａ）、多孔質材製整流体８の厚さＴ₁を５０mm
（グラスウール）、整流体９の長さＴ₂を８０mm（０．
２mm薄板×４枚）に夫々選定しており、当該ノズル装置
５へ０．５kg／cm²の圧送水１２を加えた場合、高さＨ
＝約１．７ｍ、飛距離Ｑ＝約４ｍ、太さＳ＝約１１mmφ
の理想的なアーチ形ガラス棒状噴水柱６を形成すること
が出来る。また噴出口１０の近傍に於ける噴水流の流速
ｕは約７ｍ／secである。

次に、本考案に係る噴水用ノズル装置５の作動について
説明する。

一般に、送水管４を通してノズル装置５へ流入する圧力
水１２は所謂乱流状態になっており、水流は多くの異な
る方向の速度成分を有する流れの束が合体した状態とな
っている。

ノズル管７内へ流入した圧力水１２は、多孔質材製整流
体８の流通路内を通過することにより、整流体８の軸線
方向と異なる方向の速度成分の大部分が消えると共に、
各通路間の流速のばらつきも解消され、所謂整流作用を
受けることになる。

整流体８を通過した流水は、引き続き薄板製の整流体９
内へ入り、ここで再度整流作用を受けることにより、ノ
ズル管７の軸芯と垂直方向の速度成分が殆ど零となって
軸芯方向の流れに整流され、略完全な層流状態となって
噴射口１０へ向かって流通する。

噴射口１０の近傍に於いては、第３図に示す如くノズル
管７の前壁面７ｂに沿って軸芯方向に向う水流Ｗ′が発
生し、当該軸芯方向に向う水流Ｗ′と軸芯方向の水流Ｗ
とが合流することにより、噴出口に於いて縮流が生じ
る。その結果、平行流のみから成る棒状の噴水柱６が大
気中へ放出されて行くことになる。

尚、前記整流体９の終端から噴出口１０までの距離Ｌ₂
は、ノズル管７の内径φｎと同等或いはこれより若干大
きくする必要があり、こうすることにより、整流体９の
後端に生ずる水流の乱れの影響が殆ど無視し得る程度と
なり、水流はほぼ完全な層流状態となって流通すること
が確認されている。

第４図及び第５図は、ノズル管７の噴出口１０の他の実
施例を示すものであり、このような形態の噴出口１０で
あっても、良好なアーチ形のガラス棒状噴水柱６を形成
し得ることが確認されている。

又、前記第３図乃至第５図に於いては、ノズル管７の前
壁面７ｂへ噴出口１０を直に穿設するようにしている
が、噴出口１０のみを別部材で形成し、これを前記前壁
面７ｂ（若しくはノズル管７の前端開口）へ固定するよ
うにしてもよい。

第６図は本考案に係る噴水用ノズル装置の他の実施例を
示すものであり、噴水装置の調圧タンク３と噴水用ノズ
ル装置５を直結した方式を示すものである。

当該方式によれば、接続用の送水管４を削除することが
出来ると共に、より安定した噴水柱６を得ることが出来
る。

（考案の効果）本考案に於いては、円筒状のノズル管７の内方へ多孔質
材製整流体８と薄板製整流体９を挿着し、これによって
圧送水１２を整流する構成としているため、整流体９の
後端とノズル管前端壁７ｂとの間隔Ｌ₂をノズル管７の
内径φＮより若干大きくするだけで、水流をほぼ層流状
態にすることが出来る。その結果ノズル管７の長さ寸法
を著しく短くでき、噴水用ノズル装置の大幅な小形化が
可能となる。

また、ノズル管７内の水流を略完全な層流状態にできる
ため、噴出口１０に於ける縮流により形成された噴水柱
が、一定流速でしかも軸芯方向に揃った速度成分のみを
有することになる。その結果、安定したアーチ形のガラ
ス棒状噴水柱が形成され、落下点近傍に於ける噴水柱の
乱れやこれによる騒音も完全に防止され、完全に静止し
た感を呈するアーチ形ガラス棒状噴水柱が得られる。

その結果、噴水柱６の到達点は常に一定の箇所に保持さ
れることになり、室内等に於いて受水用の槽を別途に設
ける場合には、その大幅な小形化が可能となる。

本考案は上述の通り、優れた実用的効用を有するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る噴水用ノズル装置を利用した噴水
装置の全体概要図である。第２図は噴水用ノズル装置の縦断面図、第３図はノズル
管の噴出口部を示す部分拡大図である。第４図及び第５図は、他のノズル管の噴出口を示す部分
拡大図である。第６図は、本考案の噴水用ノズル装置を用いた他の噴水
装置の一例を示すものである。第７図及び第８図は、従来の噴水用ノズル装置を示すも
のである。１……噴水用ポンプ２……調整弁３……調圧タンク４……送水管５……噴水用ノズル装置６……噴水柱７……ノズル管７ａ……後端壁７ｂ……前端壁８……多孔質材製整流体９……薄板製整流体１０……噴出口１１……送水口１２……圧送水

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】送水口（11）を後端壁（7a）の中央に、ま
た噴出口（10）を前端壁（7b）の中央に夫々設け、その
内径の約２倍の長さ寸法を有する円筒状のノズル管
（７）と，前記ノズル管（７）の後端壁（7a）側へ挿着
した多孔質材製の整流体（８）と，前記整流体（８）の
後方に、該整流体（８）の後端と噴出口（10）との間に
少なくともノズル管（７）の内径（φｎ）よりも大きな
間隙（Ｌ₂）を設けて配設した金属板製の格子状の断面
を有する整流体（９）とから形成され、送水管（４）か
らの圧送水（12）を整流並びに縮流することにより、ア
ーチ形のガラス棒状噴水柱を形成することを特徴とする
噴水用ノズル装置。