JPH11319636A - スプレーノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ノズルチップの形状を改良して、強打力の噴
霧とし、かつ、摩耗を低減する。 【解決手段】 ノズル本体１１の噴射側端面に別体ある
いは一体に設けるノズルチップ１２の中心軸線に沿っ
て、先端面の噴口２０と反対面の流入口２１とを連通す
る流路２２の断面積を、流入口側から噴口までの漸次縮
小させていく一方、流路の断面形状は、流入口と噴口と
を縦軸方向と横軸方向とに寸法差を有する形状とすると
共に長寸方向を直交させ、かつ、流路中間部位は縦軸方
向と横軸方向とに寸法差がない形状とし、さらに、断面
形状を変化させながら軸線方向にエッジを設けず滑らか
に連続させている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はスプレーノズルに関
し、詳しくは、製鉄工程でのスケール除去、船舶の錆び
・塗料おとし、ワイヤー、スクリーンおよびフェルトな
どの水洗浄等に好適に用いられる高圧洗浄用スプレーノ
ズルにおいて、噴霧パターンを薄くして強打力とし、よ
って、節水を図ると共に、摩耗性を改善してメンテナン
スサイクルを長くするものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の１．０−２０ＭＰａの噴霧圧力
で水を噴射する洗浄用スプレーノズルでは、洗浄力を高
めるためと共に節水を図るために噴射液の打力を強くす
ることが要望されていると共に、均等な流量分布とする
ことが要望されている。強打力とするには、噴霧の厚さ
を薄くする必要があり、そのためには、噴口に供給する
流体の乱流を極力押さえて層流を供給して、噴射後に噴
霧が微細化しないことが好ましく、かつ、乱流を押さえ
ると均等な流量分布も得られる。また、洗浄用スプレー
ノズルにおいては、メンテナンスサイクルを出来るだけ
長くすることが要望されており、そのためには、耐摩耗
性を向上させる必要があり、特に、強い負荷がかかるノ
ズルチップのオリフィス部の摩耗を抑制することが必要
となり、かつ、ノズルチップの流路内周面の摩耗が押さ
えられると、所期の噴霧パターンを安定して得られるこ
ととなる。

【０００３】従来提供されている高圧洗浄用スプレーノ
ズルにおいては、図９（Ａ）（Ｂ）に示すように、ノズ
ル本体１の噴射端側に別体で組み付ける（あるいは一体
に形成している）ノズルチップ２に、流入口２ａと噴口
２ｂとを連通する流路２ｃの中間部に突起２ｄを設けて
オリフィス２ｆを形成している。このオリフィス２ｆを
形成する上記突起２ｄは図９（Ａ）に示すようにＶ字状
に突出した場合、図９（Ｂ）に示すように段状に突出し
た場合が多い。

【０００４】また、ノズル本体に水（流体）を整流させ
て供給するために、整流器をノズル本体に連結している
場合が多い。この整流器としては、例えば、図１０に示
すように、円筒状のハウジング３内に、軸部４ａの外周
面に複数の同一幅の羽根４ｂを突設した整流板４を収容
し、羽根４ｂの間に水が流れるようにして、整流化を図
るものが提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記図９に示すよう
に、ノズルチップ２に突起２ｄを設けてオリフィス２ｆ
を形成すると、突起２ｄに水圧が負荷されて、先端より
摩耗し、オリフィス２ｆが拡大して所期の噴霧パターン
が得られず、噴霧が厚くなり、打力が弱くなる。また、
上記摩耗によりノズルチップの交換が必要となりメンテ
ナンスサイクルが短くなるため、コスト高になると共
に、ノズルチップ交換による洗浄作動の停止時間が長く
なる問題がある。

【０００６】また、図１０に示す整流器を取り付けて
も、整流器の羽根４ｂが長さ方向に同一幅であるため、
羽根４ｂの先端から流出した水は乱流を発生しやすく、
整流機能が劣る問題がある。

【０００７】本発明は上記した問題に鑑みてなされたも
ので、ノズルチップの流路内面の摩耗を無くし、所期の
噴霧パターンの厚さが薄く、強打力を保持できると共
に、メンテナンスサイクルを長くできるスプレーノズル
を提供することを第１の課題としている。さらに、本発
明は、整流器の機能を高め、ノズルチップの流路まで水
が整流（層状）で供給できるようにすることを第２の課
題としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記第１の課題を解決す
るため、本発明は、第一に、ノズル本体の噴射側端面に
別体あるいは一体に設けるノズルチップの中心軸線に沿
って、先端面の噴口と反対面の流入口とを連通する流路
の断面積を、流入口側から噴口近傍までの漸次縮小させ
ていく一方、上記流路の断面形状は、流入口と噴口とを
縦軸方向と横軸方向とに寸法差を有する形状とすると共
に長寸方向を直交させ、かつ、流路中間部位は縦軸方向
と横軸方向とに寸法差がない形状とし、さらに、断面形
状を変化させながら軸線方向にエッジを設けず滑らかに
連続させていることを特徴とするスプレーノズルを提供
している。

【０００９】上記ノズルチップの流路断面形状を、流入
口および噴口は楕円あるいは長円とし、中間部位は略真
円とすることが好ましい。例えば、上記流入口を楕円、
噴口をスリット状の長円とし、流入口の縦軸方向と横軸
方向の寸法差をＬ１、噴口の縦軸方向と横軸方向の寸法
差をＬ２、流路中間部位の縦軸方向と横軸方向の寸法差
をＬ３とすると、Ｌ３＜Ｌ１＜Ｌ２と変化させて噴口を
偏平化させている。なお、上記寸法差Ｌ１とＬ２とが逆
転し、Ｌ３＜Ｌ２＜Ｌ１の場合もある。また、ノズルチ
ップの流路の断面形状は上記楕円→真円→長円に限定さ
れず、長方形→正方形→長方形、長円→真円→楕円とし
てもよい。

【００１０】上記のように、本発明では、ノズルチップ
に設ける流路の形状を上記構成とし、シャープエッジを
備えたオリフィスを設けていないため、流路内周面の摩
耗を最小限に押さえることができる。また、流入口と噴
口との長寸方向を直交させると共に、その間に縦横寸法
の略同一の中間部を通していることにより噴口側での周
壁に沿って発生する乱流の発生を抑制して層流状態を保
持でき、噴射後に噴霧を微細化させない、その結果、所
期の厚さの薄い噴霧パターンを安定して保持でき、か
つ、強打力の噴霧を得ることができると共に、節水を図
ることができる。また、摩耗が最小限となるため、メン
テナンスサイクルを長くすることができる。

【００１１】また、本発明は、上記第２の課題を解決す
るため、第二に、ノズル本体の流入口側に、略円筒状の
ハウジングと、該ハウジングに収容する整流板とからな
る整流器を連結し、上記ハウジングはノズル本体連結側
を開口すると共に他端を閉鎖し、該閉鎖壁側より周壁に
かけて周方向に間隔をあけて長さ方向の縦溝を設け、該
縦溝より流体がハウジング内部に流入するようにし、か
つ、上記整流板は、ハウジングの中心軸線に沿って配置
する軸部の中間より先端にかけて、外周面に複数の羽根
を突設し、各羽根は先端に向かって縮小するように傾斜
させて矢尻状とし、該羽根の傾斜部分を、ノズル本体側
の縮径する流路に沿って配置しているスプレーノズルを
提供している。

【００１２】上記した整流器のハウジング内に収容する
整流板は、その羽根を先端側に向かって縮小するように
傾斜させ、矢尻状とし、かつ、相似状にテーパをかけて
縮小させた流路に配置しているため、羽根の間を流れて
層流化した水は、羽根の先端から出ても層流を保持し、
この層流状態でノズルチップ側まで供給することができ
る。このように、乱流をなくして層流でノズルチップに
水が供給されると、ノズルチップの流路により設計され
たパターン通りの噴霧を均一の流量分布で得ることがで
きる。

【００１３】また、上記第一の発明のノズルチップを備
えたノズル本体に上記整流器を連結している（請求項
４）。即ち、噴霧の厚さを薄くして強打力の噴霧を得る
には、乱流を極力おさせて層流でノズルチップの流路に
水を供給する必要があり、よって、整流機能が高い整流
器を第一の発明のスプレーノズルと組み合わせると、よ
り噴霧を強打力とすることが出来ると共に、節水を図る
ことができる。

【００１４】上記ノズルチップを設けるノズル本体と上
記整流器の間にアダプターを介設し、該アダプターの中
心軸線に沿って流路を設け、上記整流器のハウジングと
連通させる開口よりノズル本体と連通する開口まで縮径
させていることが好ましい。なお、アダプターを介在さ
せずに、ノズル本体に整流器を連結し、ノズル本体の流
路を整流器側からノズルチップまで縮径させてもよい。
さらに、ノズル本体のハウジングを延在させ、該ハウジ
ングの水供給側に水流入用の溝を設けると共に、該ハウ
ジング内部に上記整流板を収容してもよい。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。

【００１６】本発明の高圧洗浄用スプレーノズル（以
下、ノズルと略す）１０は、ノズル本体１１、該ノズル
本体１１の噴射側先端に取り付けるノズルチップ１２、
ノズル本体１１の流入口側に連結するアダプター１３、
該アダプター１３に連結する整流器１４とからなる。該
ノズル１０は、水供給管１５に所要間隔をあけて取り付
けている。該水供給管１５の周壁に穿設した各取付穴１
５ａには、その周縁より外管４０を溶着して突設し、該
外管４０の先端に取付部材４１を螺着するようにしてい
る。上記外管４０より整流器１４、アダプター１３を挿
入し、ノズル本体１１の外周面より突設したフランジ１
１ｃを外管４０の先端面に当接させ、この状態で取付部
材４１の先端フランジ４１ａとの間に挟んで、取付部材
４１を外管４０とねじ締めすることにより、スプレーノ
ズル１０を取り付けている。この状態で、整流器１４は
水供給管１５内に位置し、アダプター１３は外管４０内
に位置し、ノズル本体１１の先端側は取付部材４１より
突出している。

【００１７】上記ノズル本体１１は略円筒形状で、先端
側にノズルチップ１２を内嵌固定すると共に、該ノズル
チップ１２に連続してスリーブ４２を内嵌し、他端側の
内周面にネジ１１ｂを設けて、アダプター１３と螺着し
て連結している。

【００１８】上記ノズルチップ１２は図２および図３に
示す形状で、円筒体の一端に大径部を有する形状で、そ
の円筒体の外周面１２ａはノズル本体１１の噴射側内周
面と一致させている。中心軸線に沿って先端面の噴口２
０と反対面の流入口２１とを連通する流路２２の断面積
を、流入口側から噴口までの漸次縮小させている。該流
路２２の断面形状は、上記流入口２１を楕円形状とし、
噴口２０を長円形状とし、長さ方向の中間部位２３を略
真円形状としている。

【００１９】このように、流入口２１から中間部２３ま
でを楕円形状から略真円形状へと断面積を縮小しながら
エッジを設けずに滑らかに変形させ、該中間部位２３か
ら噴口２０までを真円形状から長円形状へと断面積を縮
小しながらエッジを設けずに滑らかに変形させている。
即ち、流路２２は従来設けられていたエッジを有するオ
リフィスは設けていない。

【００２０】本実施形態では、流入口２１の長軸は９．
１ｍｍ，短軸は８．３ｍｍ、真円状の中間部２３は直径
４．９ｍｍ、噴口２０の長軸は７．６ｍｍ、横軸は１．
５ｍｍとしている。

【００２１】なお、流路２２の噴口２０、流入口２１、
中間部２３の形状は図示の実施形態に限定されず、流入
口２１と噴口２０とを縦軸方向と横軸方向とに寸法差を
有する形状とすると共に長寸方向を直交させ、かつ、流
路中間部２３は縦軸方向と横軸方向とに寸法差がない形
状とすればよい。

【００２２】上記アダプター１３は略円筒形状で、軸線
に沿って流路１３ａを備え、その他端側の外周にはネジ
１３ｂを設け、整流器１４のハウジング３０の一端側に
ネジ込んで連結している。上記流路１３ａはハウジング
３０との連結側からノズル本体１１との連結側にかけて
縮径しているが、このテーパ形状を整流器連結側の部分
１３ｃは角度を大きくしている（本実施形態では３０
度）とし、該部分１３ｃからノズル本体連結側の部分１
３ｄは緩やかな角度（本実施形態では２度）としてい
る。

【００２３】上記整流器１４は、略円筒状の上記ハウジ
ング３０と、該ハウジング３０に収容する整流板３１と
からなる。ハウジング３０はアダプター連結側に開口３
２を設けると共に、他端に閉鎖壁３３を設け、該閉鎖壁
３３は中央部を外側に向かって突出させ、内部からみて
Ｖ字状凹部３３ａを設けた形状としている。この閉鎖壁
３３の外周部位からハウジング外周面３０ａにかけて細
長い縦溝３４を周方向に一定間隔をあけて複数本穿設し
ている。なお、本実施形態では３０゜間隔で、幅１．１
ｍｍの縦溝３４を１２本設けており、外周面側の先端を
鋭角状に傾斜させている。該整流器１４を水供給管１５
の内部に位置させることにより、上記縦溝３４からハウ
ジング内部に水を流入させている。

【００２４】上記ハウジング３０に収容する整流板３１
は、ハウジング３０の中心軸線に沿って配置する軸部３
５の中間より先端にかけて、外周面に複数の羽根３６を
突設している。軸部３５の羽根取付部分は小径部３５ａ
とし、羽根３６より出た基部は大径部３５ｂとし、その
先端部３５ｃを上記Ｖ状凹部３３ａに内嵌固定する円錐
形状としている。また、羽根側の大径部３５ｂには隣接
する羽根３６の間に連続した円弧状の切り込み部３５ｄ
を設けている。

【００２５】上記各羽根３６は、その幅が、先端点に向
かって集中するように傾斜させて縮小し、言わば、矢尻
状としている。本実施形態では９０度間隔をあけて４毎
の羽根３６を設けている。なお、羽根の個数は上記４枚
に限定されない。

【００２６】ハウジング３０の底面凹部３３ａに軸部３
５の先端部３５ｃを嵌合して整流板３１をハウジング３
０に収容した状態で、軸部基部側の大径部３５ｂとハウ
ジング周壁との間には空隙Ｃがあり、羽根３６の広幅の
基部側はハウジング周壁と略接する位置にある。かつ、
羽根３６の先端側がハウジング３０より突出し、整流器
１４に連結するアダプター１３の流路１３ａの傾斜角度
の大きな部分１３ｃ内に挿入される。この挿入部分の羽
根３６の外端縁３６ａは、流路内周面と略接するように
している。

【００２７】上記構成のスプレーノズル１０を、図１に
示すように水供給管１５に取り付ける。該水供給管１５
内に挿入されている整流器１４のハウジング３０には多
数の縦溝３４からハウジング３０内に水が流入する。流
入した水はハウジング３０と軸部３５の間の空隙Ｃよ
り、羽根３６の間に流れ込み、層状に整流化されてアダ
プター１３側へと流入する。整流器側のアダプター１３
の流路部分１３ｃのテーパ状の内周面に羽根３６の外端
面３６ａが略当接するため、アダプター１３の流路１３
ａに流入した水は羽根３６により規制された状態で流通
する。羽根３６の先端を鋭角に突出させているため、羽
根３６よりでた水は乱流を発生することなく、かつ、流
路１３ａを緩やかなテーパ状としていることにより、整
流された状態のままノズル本体１１の流路に流入し、ノ
ズルチップ１２の流入口２１に達する。

【００２８】このように、整流状態を保持しながら、ノ
ズルチップ１２の流入口２１に流入した水は、ノズルチ
ップ１２の流路２２内において、流入口２１より噴口２
２へと断面積が漸次絞られていくため、水圧が高められ
た状態で、偏平な噴口２０より噴射される。このノズル
チップ１２の流路２２内には流路にシャープに突出した
オリフィスを設けておらず、滑らかに連続させているた
め、流路内面に局所的に摩耗が発生されない。また、楕
円状の流入口２１より略真円状の中間部２３に水が集め
られた後に、直交する方向に偏平化する噴口２０へと水
が流れるため、噴口２０では周壁に沿って乱流が発生し
にくく層流状態で噴射され、噴霧後に噴霧は微細化しな
い。よって、噴口２０より噴射される噴霧パターンは、
所期のパターンに保持できると共に、該パターン内での
流量の均等化を図ることができる。

【００２９】さらに、整流器１４によりノズル本体１１
へ供給される水の流れに乱流を発生させず、整流化して
供給しているため、ノズルチップの細長い噴口２０より
噴射する噴霧に、より確実に乱れが発生させず、噴霧の
厚さを薄く保持して、強打力とすることが出来き、その
結果、節水も図ることができる。

【００３０】図７は本発明の実施形態のスプレーノズル
１０を用いて噴霧した場合と、本出願人が市販されてい
る従来の図８（Ａ）（Ｂ）に示す高圧均等扇状ノズル５
０を用いて噴霧した場合とにおける、幅方向および厚さ
方向の噴霧状況および打力を、比較試験した場合の試験
結果を示す。噴霧圧力は２．０ＭＰａ、噴霧量は７．１
１リットル／分とした。

【００３１】図８に示す従来の高圧均等扇状ノズル５０
では、ノズル本体５１に内嵌固定しているノズルチップ
５２は噴口近傍にオリフィス５３を備えたものである。

【００３２】図７のテスト結果に示すように、本発明の
スプレーノズル１０を用いた場合、ノズル５０を用いた
場合と比較して、噴霧の厚さｔが薄くなっており、それ
だけ、打力が強くなっていることが確認できた。

【００３３】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、第一の
本発明のスプレーノズルによれば、ノズルチップの流路
を、流入口側から噴口へと漸次断面積を縮小し、かつ、
流入口と噴口との長寸方向を直交させると共に、その中
間部は縦横寸法の略同一としているため、該流路を通る
流水は、噴口側で周壁に沿って乱流の発生することな
く、層流状態を保持できる。よって、噴射後に噴霧を微
細化させず、所期の厚さの薄い噴霧パターンを安定して
保持でき、かつ、強打力の噴霧を得ることができると共
に、節水を図ることができる。

【００３４】また、流路途中にオリフィスを設けていな
いために、従来発生していたオリフィスの先端の摩耗に
よるノズルチップの交換期間を長く延ばすことができ、
メンテナンスサイクルを長くすることができる。

【００３５】さらに、第二の発明の整流器を取り付けた
場合、ハウジング内に収容する羽根を先端に向かって縮
小するように傾斜させ、矢尻状とし、しかも、羽根の外
端面に沿うよう流路内周面を傾斜させているため、羽根
により整流化された水は、羽根の間から出た解きに乱れ
て、乱流が生じることを防止でき、ノズルチップまで整
流状態で供給することができる。その結果、細長い噴口
から噴射される噴霧の厚さを更に薄くして打力を強める
ことができる。

【００３６】このように、高圧洗浄用ノズルとして用い
た場合に要求される、強打力で、節水ができ、かつ、メ
ンテナンスサイクルが長い等の要求を満たすことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のスプレーノズルを示す断面図であ
る。

【図２】 上記スプレーノズルに取り付けるノズルチッ
プを示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）はＩ−Ｉ線断面図で
ある。

【図３】 （Ａ）は上記ノズルチップの左側面図、
（Ｂ）は（Ａ）のＩ−Ｉ線断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＩ
Ｉ−ＩＩ線断面図、（Ｄ）は右側面図である。

【図４】 上記スプレーノズルに用いるアダプターの断
面図である。

【図５】 上記スプレーノズルに用いる整流器を示し、
（Ａ）は正面図、（Ｂ）は左側面図、（Ｃ）は断面図で
ある。

【図６】 上記整流器の整流板を示し、（Ａ）は正面
図、（Ｂ）は左側面図である。

【図７】 本発明のスプレーノズルと従来のスプレーノ
ズルとの試験結果を示す図である。

【図８】 上記試験に用いる従来のスプレーノズルを示
し、（Ａ）は一部断面正面図、（Ｂ）は噴口側の底面図
である。

【図９】 （Ａ）（Ｂ）は従来のノズルチップを示す要
部断面図である。

【図１０】 従来の整流器を示す概略図である。

【符号の説明】

１０ スプレーノズル １１ ノズル本体 １２ ノズルチップ １３ アダプター １４ 整流器 １５ 水供給管 ２０ 噴口 ２１ 流入口 ２２ 流路 ３０ ハウジング ３１ 整流板 ３４ 縦溝 ３５ 軸部 ３６ 羽根

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ノズル本体の噴射側端面に別体あるいは
   一体に設けるノズルチップの中心軸線に沿って、先端面
   の噴口と反対面の流入口とを連通する流路の断面積を、
   流入口側から噴口近傍までの漸次縮小させていく一方、 上記流路の断面形状は、流入口と噴口とを縦軸方向と横
   軸方向とに寸法差を有する形状とすると共に長寸方向を
   直交させ、かつ、流路中間部位は縦軸方向と横軸方向と
   に寸法差がない形状とし、さらに、断面形状を変化させ
   ながら軸線方向にエッジを設けず滑らかに連続させてい
   ることを特徴とするスプレーノズル。
2. 【請求項２】 上記ノズルチップの流路断面形状を、流
   入口および噴口は楕円あるいは長円とし、中間部位は略
   真円としている請求項１に記載のスプレーノズル。
3. 【請求項３】 ノズル本体の流入口側に、略円筒状のハ
   ウジングと、該ハウジングに収容する整流板とからなる
   整流器を連結し、 上記ハウジングはノズル本体連結側を開口すると共に他
   端を閉鎖し、該閉鎖壁側より周壁にかけて周方向に間隔
   をあけて長さ方向の縦溝を設け、該縦溝より流体がハウ
   ジング内部に流入するようにし、かつ、 上記整流板は、ハウジングの中心軸線に沿って配置する
   軸部の中間より先端にかけて、外周面に複数の羽根を突
   設し、各羽根は先端に向かって縮小するように傾斜させ
   て矢尻状とし、該羽根の傾斜部分を、ノズル本体側の縮
   径する流路に沿って配置しているスプレーノズル。
4. 【請求項４】 請求項１または請求項２に記載のノズル
   チップを備えたノズル本体に上記整流器を連結している
   請求項３に記載のスプレーノズル。
5. 【請求項５】 上記ノズルチップを設けるノズル本体と
   上記整流器の間にアダプターを介設し、該アダプターの
   中心軸線に沿って流路を設け、上記整流器のハウジング
   と連通させる開口よりノズル本体と連通する開口まで縮
   径させている請求項３または請求項４に記載のスプレー
   ノズル。