JPH09314009A - 層流噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単、安価な構成でガラスロッド状の層流を
形成することができる層流噴射装置を手供する。 【解決手段】 この層流噴射装置１は、貯蔵回収タンク
２の水を圧送する渦巻きポンプなどのポンプ３と、ポン
プ３から圧送された水の流量を調節する流量調整弁４
と、緩衝タンク５と、緩衝タンク５からの水を層流化す
る層流生成噴射部６とを含んで構成されている。緩衝タ
ンク５は下側領域に給水口８、流出口１０に臨む水相１
５が形成され、緩衝タンク５の上側領域に空気相１６が
形成されている。この状態で空気量調整弁１３を閉める
と、緩衝タンク５の空気相１６は密閉され、圧縮性のク
ッションとして機能させることができ、ポンプ３の給水
圧力変動を吸収することができ、層流の程度を向上でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は広くは流体を噴射す
る噴射装置に関し、より詳しくは噴射する流体を層流と
することにより、ガラスロッド状に流体を噴射する層流
噴射装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】水を噴射する噴射装置の従来技術として
は、特開平３−４９５８号に開示された噴水装置、特開
平１−２３１９５８号に開示された水ディスプレイ装置
（ＵＳ１６６９９８号を優先権主張の基礎とする出願）
が公知である。特に前記水ディスプレイ装置において
は、圧縮空気によって水を瞬間的に噴出させる装置が開
示されている。また、層流噴射装置の従来技術として
は、特公平４−７５７９１号に開示された層流発生装置
（ＵＳ８００２２４号を優先権主張の基礎とする出願）
が公知である。この層流発生装置は、加圧水を収容する
容器の流出口を開口縁が鋭角によって形成されるシャー
プエッジで形成し、容器の接線方向に水の流入口を設
け、容器内部に乱流減衰装置を設けることにより容器に
流入する水を層流化して、ガラスロッド状の層流を前記
流出口から噴射するように構成している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記噴水装置、水ディ
スプレイ装置などにおいては、コンプレッサにより発生
された圧縮空気により、水を噴出させる構成が一般的で
ある。これは圧縮空気を使用することにより圧力の調整
が行いやすく、噴水の吹上高さを変えたり、棒状の噴水
を断続的に噴出させたりすることができ、看者にアトラ
クション的な興味を引かせることができるからである。
しかしながら、圧縮空気により水を加圧する方法では、
容器に水を加圧供給する水供給系とは別に、圧縮空気を
供給するコンプレッサを含む気体供給系と、圧縮空気の
圧力を流体の圧力に変換する変換手段と、気体の圧力を
制御する制御系とが新たに必要となり、層流噴射装置の
構成が複雑になるとともに、層流噴射装置のコストが高
くなる問題がある。

【０００４】

【発明の目的】本発明の目的は、簡単、安価な構成でガ
ラスロッド状の層流を形成することができる層流噴射装
置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの請求項１の層流噴射装置を、例えば図１，図２を参
照して説明すれば、流体供給手段２からの流体を圧送す
るポンプ３と、ポンプ３により圧送された流体を一時的
に蓄える緩衝タンク５と、緩衝タンク５を介した流体を
砲身２８の流入口２４から流入させ、層流化した流体を
射出口２６から噴射させる層流生成噴射部６とを含んで
構成され、前記緩衝タンク５にポンプ３からの流体が流
入する給水口８と層流生成噴射部６への流出口１０を設
け、緩衝タンク５内へ流体を流入させて給水口８と流出
口１０とが流体相１５内に位置するように流体相１５の
水位を設定することにより、緩衝タンク５内の空間を気
体相１６と流体相１５とに分けた状態とし、その状態で
緩衝タンク５を密閉したことを特徴とする。

【０００６】なお、液体供給手段２には貯蔵回収タンク
２、層流噴射装置１の流体が供給される給水手段（例え
ば水道管）、層流噴射装置１が配設された池、プールな
どが含まれる。請求項２の層流噴射装置は、例えば、図
２に示すように、緩衝タンク５の給水口８の流入方向、
流出口１０の流出方向のいずれか一方が前記流体相１５
の水面２１に対して略垂直に設けられ、他方が流体相１
５の水面２１に対して略平行に設けられていることを特
徴とする。

【０００７】請求項３の層流噴射装置は、例えば、図２
に示すように緩衝タンク５の給水側管路に流量調整弁４
を設け、さらに緩衝タンク５の上部域に気体相１６の気
体量を調節するとともに緩衝タンク５を密閉するための
弁手段１３が設けられていることを特徴とする。請求項
４の層流噴射装置は、例えば、図３に示すように層流生
成噴射部６内にスクリーン３０が収容され、層流生成噴
射部６の流入口２４に、流体の流入方向を拡散するため
の開口４０を有する散水手段２９が取り付けられ、散水
手段２９の開口４０を通り抜けた流体がスクリーン３０
を通過するように配置されていることを特徴とする。な
お、開口にはスリット状の開口、各種形状穴（例えば、
円形穴）を列状に連ねたもの、各種形状穴をランダムに
配列したものなどが例示できる。

【０００８】請求項５の層流噴射装置は、例えば、図６
に示すように層流生成噴射部６の射出口２６が直角のシ
ャープエッジを有した円柱状開口３１で形成されている
ことを特徴とする。請求項６の層流噴射装置は、例え
ば、図７に示すように層流生成噴射部６の射出口２６が
直角のシャープエッジを有した円柱状開口３１で形成さ
れており、そのシャープエッジ位置が層流生成噴射部６
内部に入り込んでいることを特徴とする。

【０００９】請求項７の層流噴射装置を、例えば図１，
図２を参照して説明すれば、流体供給手段２からの流体
を圧送するポンプ３と、ポンプ３により圧送された流体
を一時的に蓄える緩衝タンク５と、緩衝タンク５を介し
た流体を層流化し、噴射させる層流生成噴射部６とを含
んで構成され、前記緩衝タンク５が気体相１６と流体相
１５を有した状態で密閉された構成となっており、気体
相１６の圧縮性により流体相１５の圧力変動が抑制され
た状態で層流生成噴射部６へ液体が供給されることを特
徴とする。

【００１０】

【発明の作用および効果】請求項１の層流噴射装置であ
れば、流体供給手段２にある流体は、ポンプ３により圧
送され、給水口８から緩衝タンク５に流入し、流体相１
５内に一時的に蓄えられる。一時的に蓄えられた液体
は、緩衝タンク５の流出口１０から層流生成噴射部６へ
圧送され、層流生成噴射部６は砲身２８内で層流化され
た流体をその射出口２６から噴射させることにより、ガ
ラスロッド状の層流を噴射させることができる。

【００１１】この一連の作用において、緩衝タンク５の
空間が気体相１６と流体相１５に分けた状態で緩衝タン
ク５を密閉し、流体相１５内にポンプ３からの給水口８
と層流生成噴射部６への流出口１０を設けているので、
圧縮性のある気体がポンプ３等の給水圧力の微小変動を
吸収するクッションの機能をはたし、流出口１０から出
る流体の給水圧力変動を極めて小さい範囲に抑えること
ができる。即ち、流体相１５の水面２１が上昇し、気体
相１６の容積が小さくなるときは水面２１は圧力を受
け、流体相１５の水面２１が下降し、気体相１６の容積
が大きくなるときは水面２１は引力を受ける。このよう
に気体の圧縮性を利用することで、極めて簡単な構成で
給水圧力などの微小変動を抑え、層流生成噴射部６への
給水圧、給水流量を高い精度で制御できる。

【００１２】このクッションによる給水圧変動の吸収作
用により、層流生成噴射部６から噴射される層流の形状
を安定化させることができる。また、緩衝タンク５内で
の流れのレイノルズ数Ｒｅを一度下げることにより、ポ
ンプ３、流量調整弁４等で生じた流れの乱れを抑え、層
流生成噴射部６での層流化の前段階の働きをなすことが
でき、層流生成噴射部６の層流の程度を向上させること
ができる。また、給水圧力変動のある普通に市販されて
いるポンプ３を層流噴射装置１に使用でき、従来の圧縮
空気により流体を加圧する装置に比べて気体供給系、制
御系を不要とでき、簡単かつ安価に装置を構成すること
ができる。

【００１３】請求項２の層流噴射装置であれば、緩衝タ
ンク５の給水口８の流入方向が前記流体相１５の水面２
１に対して略垂直に設けられ、流出口１０の流出方向が
流体相１５の水面２１に対して略平行に設けられた第１
の構成（図２に示す構成）と、緩衝タンク５の流出口１
０の流出方向が前記流体相１５の水面２１に対して略垂
直に設けられ、給水口８の流入方向が流体相１５の水面
２１に対して略平行に設けられた第２の構成とを取り得
る。第１の構成の場合であると、給水口８から緩衝タン
ク５に流入した流体の給水圧力変動は水面２１に直接に
伝わり、気体相１６の気体の圧縮圧力、拡張引力によ
り、水面２１から流体の給水圧力変動を吸収するように
機能し、また、流出口１０の流出方向が流体相１５の水
面２１に対して略平行に設けられているので、上記流体
の給水圧力変動は直接に流出口１０には伝わらず、上記
給水圧力変動を吸収された後の流体が流出することにな
る。

【００１４】他方、第２の構成の場合であると、給水口
８から緩衝タンク５に流入した流体の給水圧力変動は水
面２１にまず平行な方向に伝わり、流出口１０に直接伝
わることはない。また、緩衝タンク５に流入した流体の
給水圧力変動は水面２１に対して平行な方向から垂直な
方向に徐々に伝わるが、気体相１６の気体の圧縮圧力、
拡張引力により、水面２１から流体の給水圧力変動を吸
収するように機能するので、流出口１０から出る流体の
圧力変動は十分に低減された状態になる。したがって、
上記第１の構成、第２の構成いずれにおいても、より給
水圧力変動を抑えた状態で流体を層流生成噴射部６に供
給することができる。

【００１５】請求項３の層流噴射装置であれば、緩衝タ
ンク５の給水側管路に流量調整弁４を設けているので、
流量調節に伴う変動は緩衝タンク５の給水前に生じ、緩
衝タンク５から流出する流体の変動を小さくすることが
できる。また、緩衝タンク５の上部域に気体相１６の空
気量を調節するとともに緩衝タンク５を密閉するための
弁手段１３が設けられているので、緩衝タンク５への給
水、流体相１５および流体相１６の容積の調整などを弁
手段１３の操作で簡単に行うことができる。請求項４の
層流噴射装置であれば、層流生成噴射部６の流入口２４
に散水手段２９を取り付けることにより、流体の流入方
向が拡散され、層流生成噴射部６（砲身２８）中を流れ
る流体の量を層流生成噴射装置６全体において均一にす
ることができる。また、給水の際に生じる層流生成噴射
部６の内流に対する初期撹乱を小さくすることができ
る。さらに散水手段２９の開口４０を通り抜けた流体が
スクリーン３０を通過するように配置されているので、
射出口２６に達した流体は良好に層流化される。

【００１６】請求項５の層流噴射装置であれば、簡単な
形状の開口で良好な層流を生成することができる。請求
項６の層流噴射装置であれば、シャープエッジ位置が層
流生成噴射部６内部に入り込んでいるので、流体の圧力
損失を小さくでき流体の切れが良くなり、円錐状開口と
する場合よりも、流体圧力を上げても振動、変形がな
く、長期間にわたって安定した層流を噴出することが可
能になる。請求項７の層流噴射装置であれば、緩衝タン
ク５内が気体相１６と流体相１５を有した状態で密閉し
た構成となっており、気体相１６の圧縮性により流体相
１５の圧力変動が抑制された状態で層流生成噴射部６へ
流体が供給されるので、簡単な構成で通常のポンプ３を
使用した層流噴射装置を安価に提供できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施形態を示す添
付図面によって詳細に説明する。図１は本発明に係る層
流噴射装置の第１実施形態を示す概略構成図、図２は緩
衝タンクの一部切欠縦断面図である。なお、以下の説明
では噴射する流体を水を例に取り説明する。この層流噴
射装置１は、水を層流状態でガラスロッド状に噴出させ
ることにより、主に視覚的に興味を持たせ、公園の噴水
装置、集客施設のディスプレイ装置、浴場，プールなど
の水関係施設におけるアトラクション装置などに使用さ
れるものである。

【００１８】この層流噴射装置１は、水が貯蔵され、噴
射された水が回収される貯蔵回収タンク２と、貯蔵回収
タンク２の水を圧送する渦巻きポンプなどのポンプ３
と、ポンプ３から圧送された水の流量を調節する流量調
整弁４と、緩衝タンク５と、緩衝タンク５からの水を層
流化する層流生成噴射部６とと含んで構成されている。
緩衝タンク５はステンレス製の密閉式タンクが一般的に
使用され、タンク底壁７にポンプ３からの給水口８、タ
ンク高さほぼ中央部の周側壁９に層流生成噴射部６への
流出口１０が設けられている。したがって通常一般のタ
ンクを本件発明の緩衝タンク５として簡単に使用でき、
低コストで実施できる。

【００１９】また、流量調整弁４はポンプ３から給水口
８までの管路１８，１９に取り付けられている。また、
緩衝タンク５の下部所定位置に緩衝タンク５内の水を逃
がすための排水弁１１が設けられている。さらに、流出
口１０近くで緩衝タンク５と層流生成噴射部６とを連通
する管路２０位置にはメンテナンス用弁２２が取り付け
られている。タンク最上部には、空気圧計１２を介して
空気量調整弁１３が設けられ、その空気量調整弁１３に
より外部と連通している。また、タンク側方には透明な
筒状の水位計１４が設けられ、タンク５内の水の高さ位
置を知ることができるようになっている。

【００２０】空気量調整弁１３を開け、ポンプ３により
水面２１が流出口１０の位置を上回るまで、例えば緩衝
タンク５の７５％高さ位置まで給水すると、緩衝タンク
５の下側領域に給水口８、流出口１０に臨む水相１５が
形成されるとともに、緩衝タンク５の上側領域に空気相
１６が形成され、緩衝タンク５内は２相状態となる。こ
の状態で、空気量調整弁１３を閉めると、緩衝タンク５
の空気相１６は密閉され、圧縮性のクッションとして機
能させることができる。なお、初期の空気量の設定は、
層流噴射装置１を使用し続けてもほとんど変化しない。
これは緩衝タンク５において水への空気の溶け込み量
と、給水からの空気の混入量とがほぼ等しく、ちょうど
バランス状態にあるためと予想される。

【００２１】なお、図１，図２に示す実施形態において
は前述した第１の構成を採用しているので、給水口８は
緩衝タンク５の最下部に設けられ、緩衝タンク５への水
の流入方向が水面２１に対して垂直方向であるようにな
っている。こうすることにより、ポンプ３の給水圧の変
動に対して、空気相１６の圧力、引力が水面２１に対し
て最も有効に働き、給水圧の変動の抑制効果が高いよう
に構成されている。また、流出口１０の流出方向は水面
２１に対して平行になるように緩衝タンク５の周側壁９
に設けられているので、流出口１０から送り出される水
にポンプ３等の給水圧変動が伝わりにくいようになって
いる。

【００２２】ポンプ３は、比較的給水圧の変動の小さい
ものが使用されるが、ポンプ３はその構造上、どうして
も給水圧には変動が生じる。例えば、市販のポンプでは
プラスマイナス５％程度の圧力変動が生じる。また、市
販の定流量弁でも、プラスマイナス５％程度の流量変動
が生じる。このように圧力変動、流量変動のある水流を
直接に層流生成噴射部６に供給すると、圧力変動、流量
変動の影響を直接受け、噴流が各変動に応じて変化し、
良好な層流を発生させることが難しくなる。これに対
し、本実施形態のように空気を封入した緩衝タンク５を
ポンプ３と層流生成噴射部６の間に設置すると、空気の
圧縮性により大きな圧力変動、流量変動を吸収し、各変
動幅を層流発生上において問題とならないくらいに小さ
くできる。また、緩衝タンク５内に一度水を貯めてから
送り出すのでポンプ３による水流の乱れを緩衝タンク５
内で減少させることができ、層流生成噴射部６の前段階
のおおまかな層流化を達成できる。

【００２３】なお、緩衝タンク５の大きさ（容量）の選
定については、前段階のおおまかな層流化の関係上、層
流生成噴射部６への必要供給量から緩衝タンク５内部の
流れのレイノルズ数が２０００程度になるように選定す
ることが好ましい。また、図１において貯蔵回収タンク
２とポンプ３の間は管路１７、ポンプ３と流量調整弁４
の間は管路１８、流量調整弁４と緩衝タンク５の間は管
路１９、緩衝タンク５と層流生成噴射部６の間は管路２
０でそれぞれ連通されており、特に緩衝タンク５と層流
生成噴射部６の間の管路２０には、メンテナンス用弁２
２以外は弁などが一切設けられていないとともに、管路
２０の横断面積が大きく変化しないように設定されてい
る。このように管路２０の横断面積が大きく変化しない
ように設定することにより、緩衝タンク５で形成された
層流を乱すことなく、層流生成噴射部６へ送り出すこと
ができる。

【００２４】図３は層流生成噴射部の縦方向断面図、図
４はその分解斜視図、図５（Ａ）は散水器の拡大正面
図、図５（Ｂ）は散水器の拡大平面図、図６（Ａ）は層
流生成噴射部の射出口の拡大縦断面図、図６（Ｂ）は射
出口部品の平面図である。層流生成噴射部６は、噴流射
出の最終段階において流れを層流にするための装置であ
り、緩衝タンク５で乱流の減少された水の流れを層流に
するための装置である。層流生成噴射部６は、先端側に
フランジ部４５を有する円筒体２３に、給水口２４を有
する基部側円板２５と先端側円板２７とを取り付けて構
成した円筒形の砲身２８を有し、先端側円板２７の中心
部の円形開口５１には射出口２６を有する射出口部品３
３が嵌合固定されている。砲身２８内の給水口２４には
散水器２９が配置されるとともに、砲身２８の中央域に
は、乱流を減衰させるためのスクリーン３０が収容され
ている。

【００２５】この実施形態においては、射出口２６を備
えた射出口部品３３を図４および図６に示すように先端
側円板２７と別部品で構成している。射出口部品３３は
図６に示すように先端側円板２７の中心に設けられた円
形開口５１に密着嵌合する嵌合円板部５２と先端側円板
２７の外側面に固着される大径フランジ部５３とからな
る部品で、嵌合円板部５２、大径フランジ部５３を貫通
するように射出口２６が設けられている。射出口２６は
図６に示すように砲身２８の中心軸に沿った円柱状開口
３１で構成されており、円柱状開口３１の内側の端縁３
２は水を切るシャープエッジに形成している。端縁３２
の角度は９０゜に設定され、このシャープエッジにより
切られた水は円柱状開口３１の周面に接触することな
く、縮流となり射出される。

【００２６】シャープエッジに関しては、９０゜のエッ
ジが鋭いことと砲身２８の内面側に切削時のバリなどが
残らないことが重要になる。これは射出口２６付近では
流速が大きくなるため、小さなバリでも大きく流れを乱
すからである。また、９０゜のエッジが鋭くない場合、
噴流に対して接触壁面が生じ、この部分が非常にレイノ
ルズ数の高い管内流となり、この大きな乱れにより噴流
を乱すことになる。

【００２７】なお、射出口２６を備えた射出口部品３３
を先端側円板２７と別部品で構成することにより、高い
加工精度が要求される円柱状開口３１、シャープエッジ
の部分を精度良く製造できる。図７は射出口の他の実施
形態を説明するための図であり、図７（Ａ）は射出口の
拡大縦断面図、図７（Ｂ）は射出口部品の斜視図、図７
（Ｃ）はシャープエッジ部分（図７（Ａ）における円
Ｃ）の拡大図である。

【００２８】射出口部品５５は図７に示すように先端側
円板２７の円形開口５１に密着嵌合する嵌合円板板５２
と、先端側円板２７の外側面と固着される大径フランジ
部５３と、嵌合円板部５２から砲身２８内部に延出され
た円錐台形部５６からなる部品で、円錐台形部５６、嵌
合円板部５２、大径フランジ部５３を貫通するように円
柱状開口３１が設けられている。図６に示す射出口部品
３３と比較すると円錐台形部５６が設けられている点が
異なっている。円錐台形部５６を設けることにより、円
柱状開口３１のシャープエッジが層流生成噴射部６の内
部に位置することになる。

【００２９】円柱状開口３１の端縁５７は図７（Ｃ）に
示すように距離ｄ（ｄは０．２〜０．８ｍｍ程度）削ら
れ、円柱状開口３１の端縁５７の角度は９０゜に設定さ
れている。円柱状開口３１のシャープエッジが層流生成
噴射部６の内部に位置することにより、水の圧力減少が
小さくなり、シャープエッジでの水の切れが良くなり、
十分に高い水圧に対してもシャープエッジ部分の局部的
な変形を抑制して、長期間にわたって安定した層流を生
成することができる。なお、一般に円筒管を流れる流体
のレイノルズ数Ｒｅは次のように定義される。

【００３０】Ｒｅ＝Ｕ・ｄ／ν 但し、Ｕは管内を流れる流体の流速、ｄは円筒管の内
径、νは流体の動粘度を示す。同じ流量で考えた場合、
Ｕは１／ｄ²に比例するので、レイノルズ数Ｒｅは１／
ｄに比例することになる。したがって、管内径ｄを大き
くすることで、レイノルズ数Ｒｅを小さくすることがで
きるので、砲身２８の直径を大きくすることで、管内流
のレイノルス数を下げ、内部乱流減衰手段により整流を
可能にすることができる。

【００３１】スクリーン３０ａ，３０ｂ，３０ｃは上記
内部乱流減衰手段として機能するもので、図３，図４に
おいては、所定仕様の３枚のスクリーン３０ａ，３０
ｂ，３０ｃを、スクリーンホルダ３４に取り付け、砲身
２８内に設置する。スクリーンホルダ３４は、図４に示
すように散水器２９が挿通できる内側開口３５を有する
円環板３６と、円環板３６の周縁から立設された４本の
支持棒３７と、支持棒３７に固着されたリング状スクリ
ーン支持枠３８とから構成され、リング状スクリーン支
持枠３８にスクリーン３０ａ，３０ｂ，３０ｃを固定し
た後、スクリーンホルダ３４を砲身２８内に挿入し、円
環板３６を砲身２８の基部側円板２５内面に当接させる
ことにより、各スクリーン３０の配設位置を砲身２８内
で設定することができる。また、このようにスクリーン
ホルダ３４によりスクリーン３０を保持することによ
り、砲身２８内部の清掃作業、スクリーン３０の清掃作
業、スクリーン３０の交換作業が簡単に行えるという利
点がある。なお、スクリーンホルダ３４に固定されるス
クリーンの仕様、枚数については、各仕様の層流噴射装
置に対応して所望する層流の程度が得られるように適宜
調整すればよい。

【００３２】スクリーン３０に流体を流すことにより、
流れの中の乱れを減少させることができる。ここで考え
る乱れとは、管内壁や管の拡大、縮小による発生する渦
が主である。流れの中に存在する渦はスクリーン３０を
通過することにより、細分化され各渦のスケール（渦の
径）が小さくなる。本発明の装置で使用するレイノルズ
数Ｒｅの大きさの程度では、初期に存在する渦のスケー
ルにより、その渦が発達し流れが乱流化するか、粘性に
よる拡散により渦が消滅に向かい流れが層流となるかが
決まる。渦のスケールが大きいほど渦が発達し、流れは
乱流化視野すい。よってスクリーン３０を用いることで
乱流化を抑制することができる。

【００３３】砲身内流のレイノルズ数Ｒｅが同じ場合、
渦の径を代表長さとする渦に関する局所レイノルズ数を
考えると、渦が小さいほど局所レイノルズ数は下がり粘
性による拡散の影響が慣性よりも大きくなる。したがっ
て渦を小さくした方が渦を消滅の方向に持っていきやす
い。但し、スクリーン３０による整流法において、使用
するスクリーン３０に関して次のような条件を満足する
ことが好ましい。 使用に適するメッシュは１６〜３０メッシュ程度、 メッシュの存在により乱れを生じさせない程度の線径
に設定する、 スクリーン全面積に対する開口面積、即ち、開口比が
６０％以上、 、については網の目が粗いと原理的に整流作用がな
く、細かすぎるとスクリーンの存在の影響が大きくなり
逆に乱流を招くことになる。これはにも関連すること
である。

【００３４】散水器２９は図５に示すように、略回転対
称形のタマネギ形をした中空の塩化ビニル製の散水容器
４６に導入管４７を固着した構成となっており、散水容
器４６の周面に幅０．５〜２ｍｍ、長さ３０〜６０ｍｍ
程度のスリット４０が砲身長手方向に向けて多数本（例
えば、２０〜４０本）形成されている。導入管４７から
流入した水は散水容器４６の開口のない天井板４８に衝
突し、スリット４０から押し出される状態で拡散され
る。この散水器２９を砲身底部の給水口２４に取り付け
ることにより、給水口２４から給水された水を砲身２８
内の全方向に均等に広げることができる。また、給水の
際に生じる管内流に対する初期撹乱を小さくする効果が
ある。なお、散水容器４６に設ける開口としては、スリ
ット４０に限定されるものではない。

【００３５】この発明は上記実施形態に限らず、本発明
の要旨内で各種の変形を行って実施をすることが可能で
ある。以下、そのような実施形態について説明する。 （１）層流生成噴射部６の構成は図３，図４に示した構
成に限定されるものではなく、各種の乱流減衰装置を採
用した層流生成噴射部でも適用できるものである。 （２）前記実施例では緩衝タンク５と層流生成噴射部６
とを別体で構成したが、層流生成噴射部６の容積が大き
くなることを許容できる設置場所においては、緩衝タン
ク５と層流生成噴射部６とを支持部材で連設して設ける
構成も可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明に係る層流噴射装置の第１実施形
態を示す概略構成図である。

【図２】図２は緩衝タンクの一部切欠縦断面図である。

【図３】図３は層流生成噴射部の縦断面図である。

【図４】図４は層流生成噴射部の分解斜視図である。

【図５】図５（Ａ）は散水器の拡大正面図、図５（Ｂ）
は散水器の拡大平面図である。

【図６】図６（Ａ）は層流生成噴射部の射出口の拡大縦
断面図、図６（Ｂ）は射出口部品の平面図である。

【図７】図７は射出口の他の実施形態を説明するための
図であり、図７（Ａ）は射出口の拡大縦断面図、図７
（Ｂ）は射出口部品の斜視図、図７（Ｃ）はシャープエ
ッジ部分の拡大図である。

【符号の説明】

２…貯蔵回収タンク、３…ポンプ、４…流量調整弁、５
…緩衝タンク、６…層流生成噴射部、８…給水口、１０
…流出口、１３…空気量調整弁、１５…水相、１６…空
気相、２１…水面、２４…流入口、２６…射出口、２８
…砲身、２９…散水器、３０…スクリーン、３１…円柱
状開口、４０…スリット。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体供給手段（２）からの流体を圧送す
   るポンプ（３）と、ポンプ（３）により圧送された流体
   を一時的に蓄える緩衝タンク（５）と、緩衝タンク
   （５）を介した流体を砲身（２８）の流入口（２４）か
   ら流入させ、層流化した流体を射出口（２６）から噴射
   させる層流生成噴射部（６）とを含んで構成され、 前記緩衝タンク（５）にポンプ（３）からの流体が流入
   する給水口（８）と層流生成噴射部（６）への流出口
   （１０）を設け、緩衝タンク（５）内へ流体を流入させ
   て給水口（８）と流出口（１０）とが流体相（１５）内
   に位置するように流体相（１５）の水位を設定すること
   により、緩衝タンク（５）内の空間を気体相（１６）と
   流体相（１５）とに分けた状態とし、その状態で緩衝タ
   ンク（５）を密閉したことを特徴とする層流噴射装置。
2. 【請求項２】 前記緩衝タンク（５）の給水口（８）の
   流入方向、流出口（１０）の流出方向のいずれか一方が
   前記流体相（１５）の水面（２１）に対して略垂直に設
   けられ、他方が流体相（１５）の水面（２１）に対して
   略平行に設けられている請求項１に記載の層流噴射装
   置。
3. 【請求項３】 前記緩衝タンク（５）の給水側管路に流
   量調整弁（４）を設け、さらに緩衝タンク（５）の上部
   域に気体相（１６）の気体量を調節するとともに緩衝タ
   ンク（５）を密閉するための弁手段（１３）が設けられ
   ている請求項１に記載の層流噴射装置。
4. 【請求項４】 前記層流生成噴射部（６）内にスクリー
   ン（３０）が収容され、層流生成噴射部（６）の流入口
   （２４）に、流体の流入方向を拡散するための開口（４
   ０）を有する散水手段（２９）が取り付けられ、散水手
   段（２９）の開口（４０）を通り抜けた流体がスクリー
   ン（３０）を通過するように配置されている請求項１に
   記載の層流噴射装置。
5. 【請求項５】 前記層流生成噴射部（６）の射出口（２
   ６）が直角のシャープエッジを有した円柱状開口（３
   １）で形成されている請求項１に記載の層流噴射装置。
6. 【請求項６】 前記層流生成噴射部（６）の射出口（２
   ６）が直角のシャープエッジを有した円柱状開口（３
   １）で形成されており、そのシャープエッジ位置が層流
   生成噴射部（６）内部に入り込んでいる請求項１に記載
   の層流噴射装置。
7. 【請求項７】 流体供給手段（２）からの流体を圧送す
   るポンプ（３）と、ポンプ（３）により圧送された流体
   を一時的に蓄える緩衝タンク（５）と、緩衝タンク
   （５）を介した流体を層流化し、噴射させる層流生成噴
   射部（６）とを含んで構成され、 前記緩衝タンク（５）が気体相（１６）と流体相（１
   ５）を有した状態で密閉された構成となっており、気体
   相（１６）の圧縮性により流体相（１５）の圧力変動が
   抑制された状態で層流生成噴射部（６）へ液体が供給さ
   れることを特徴とする層流噴射装置。