JPS6085868A

JPS6085868A - ノズル組立体

Info

Publication number: JPS6085868A
Application number: JP58227808A
Authority: JP
Inventors: アルバート　シー．サーウエイン
Original assignee: MATSUKAATONII Manufacturing CO Inc
Current assignee: MATSUKAATONII Manufacturing CO Inc
Priority date: 1983-10-18
Filing date: 1983-12-01
Publication date: 1985-05-15
Also published as: JPH0416313B2; US4545157A

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】本発明は水唄射切断ノズル、特に研磨材の頂部中央送り
装置と２個以上の流体オリフィスを有するノズルに関す
る。

従来技術において、増圧ボングから典型的には水である
高圧流体を受取り、コンクリートやアスファルトのよう
な材料の切断に用いる極めて細い高圧流体の流れを形成
する直径の小ざな出口オリフィスを有するノズル組立体
を提供することが知られている。また従来技術において
、流体の流れの切断性を向上させるためにノズルを出て
くる流体の流れへ混入するよう研磨材を導入することも
知られている。流体の流れへ研磨材を添加することによ
り余端の切断・に対しても該ノズルを使用できる。従来
技術によるノズルにおいては研磨材は混合室で流体の流
れへ横方向に導入されるため研磨材が流体の流れに混入
する前および混合している間に研磨材が混合室の内部に
街突するため混合室の摩耗速度が極めて速い。また流体
の流れに対゛して横方向に研磨材を導入することによっ
て流体の流れへの研磨材の混入が完全ではない。流体の
流れへの研磨材の混入が不完全であるため、著しい量の
研贋材が流体の流れの外側を運ばれノズルの出口開口を
囲む壁と接触するようになりそのためこれらの壁を摩耗
させてしまう。

従来技術によるある水噴射切断ノズルは小さい通路を貫
通させて細い水の流れを形成する宝石を含めている。２
個のノズル本体の一方に宝石を装着させた二体型ノズル
本体を提供することが知られている。典型的には、多数
オリフィスを備えた研磨ノズルのｔＪａにおいては宝石
を１個の小さいグレートに挿入し、前記宝石挿入グレー
トの外側を密封する１体の導管から流体を供給してきた
。

そのような装置においては、研磨材は宝石の下流で流体
の流れへ横方向に導入する必要がある。宝石を環状プレ
ー）Ｋ装着し、前記環状体の内周外周の双方を密封し高
圧の水を前記環状体に送る試みがなされてぎた。その場
合環状体により形成される中央部分は研磨材の送入孔と
して開放しておく。この形愈は露出した″環状体に対す
る流体圧による高度の荷重に反応する中央の支持構造が
ないため余り使用されていない。

したがって、本発明の目的は高圧流体を受入れ、流体を
細い流体に形成して圧出し、また混入される研磨材を受
入れ、かつ流体と研磨材との混合個所での摩耗を最小に
する水噴射切断ノズルを提供することである。

本発明の別の目的は研磨材が流体の流れにより完全に混
入され、かつ研磨材とノズルの出口開口を囲む側壁との
間の接触が最小とされる水噴射切断ノズルを提供するこ
とである。

本発明の別の目的は油圧切断装置で用いられる高圧の流
体に対する密封が効果的に行える水噴射切断ノズルを提
供することである。

前述の目的に基き、水ｎＱ射と研磨材とによる切断に使
用するノズルは下方の相対面を有する上部本体と上方の
相対面を有する下部本体とを含む。

前記の上部および下部の本体は前記相対面が緊密接触状
態に保持されるようｐ・シフ装置により相互に保持され
る。上部本体は研磨材の入口と出口とを自む。研磨材の
入口と出口とは上部本体に形成された導管により接続さ
れている。また、上部本体は流体入口と下方の相対面に
おいて上部本体に形成された少なくとも２個の流体出口
とを含む。

マニホルドが上部本体内に形成され、流体入口と双方の
流体出口と流体連通しており上部本体へ入る高圧の流体
を該上部本体を通して流体出口まで辱く。下部本体はそ
の中に混合室を形成しており、混合室と流体連通すべく
下部本体の上方の相対面に形成した少なくとも２個の宝
石オリフィスを含む。また、上方の相対面には研す材オ
リフィスも形成されており宝石を装着した。オリアイス
の中間のある個所で混合室と流体連通ずる。第１と第２
の宝石がそれぞれ宝石装着用の２個のオリフィスに装着
されている。宝石の各々は流体の流れを形成する即日を
貫通させており該開口を宝石装着オリフィスと上部本体
の流体出口とに流体連通している。ノズルは下部本体に
装着したノズル出口装置を含む。前記ノズル出口装置は
混合室と流体連通した出口通路を含む。宝石は該宝石に
おける流れ形成用開口の中心線が輻合し、ノズル出口装
置近傍の混合室内のある点に集中するように上方の相対
面に対して方向づけられているノズル出口装置は上方の
相対面に対して対角方向に運動するよう下部本体に連動
可能に装着されることが好ましい。ノズル組立体はノズ
ル出口装置と関連し該出口装置を前記下部本体内の適所
で保持するよう作動可能なりツク装置を含むことが好ま
しい。

好適実施例においては、各宝石装着オリアイスの１つに
装着された宝石装渚蔀材に固着される。

また、本発明によるノズル組立体は宝石装着部利の各々
と下方の相対面との間に位置し上下の相対面の間からの
流体の漏洩を阻止する高圧シールを形成する複数の密封
装置を含むことが好ましい。

好適実施例においては、中心が上部本体および下部本体
の軸心である円に位置させて６個の宝石を用いることが
好ましい。上部本体に形成したマニホルドは、上部本体
と下部本体の軸心と一致する研磨利用導管の周りに同心
状に配置する６本の個別の流れに流体の入側流体を分割
する。下部本体の上方の相対面に取り伺けられた６個の
宝石は混合室内での集中点で輻合するよう混合室へ入る
６本の流体の流れを形成する。研磨材は前記６本の流れ
の中心において混合室へ入り前記集中点で概ね同時に前
記６本の流れと接触する。ノズルの出口装置は混合堅内
で円錐部分を含むのが好ましく、６個の宝石により形成
された６本の流れの集中点が前記円錐部分の頂点に近接
するようノズル出口装置の位置調整がなされ、前記円錐
部分の頂点はノズル出口装置を貫通する出口通路の第１
の端部を形成する。

本発明の目的ならびに利点は添付図面と関連した以下の
説明から当該技術分野の専問家他にはよく理解されよう
。

本発明に基き実施し、水噴射／研磨材切断に使用するの
に魁したノズルの好適実施例を第１図に示す。第１図は
ノズル組立体の断側面図であって、概ね同筒形の上部本
体１０と概ね円筒形の下部本体１２とを含む。上部本体
１０はその主要部分１６から下方に延びるねじ付きの突
起部１４を有する。突起部１４の下方の相対面１８は凹
形であって、下部本体１２の凸形の上方相対面２０と連
合する。上部本体と下部本体とはねじ付きのカラー２２
によって当接関係に保持され、該カラー２２は下部本体
の肩部２４と係合し、ねじ付き突起１４とねじ係合して
いる。流体接続部材２６が上部本体１０に形成された入
口開口２８とねじ係合し、高圧流体源（図示せず）から
の流体配管３０を流体入口２８に連結する。流体入口２
Ｂは上ｉ？３本体１０内に形成されたマニホルド組立体
と流体連通している。マニホルド組立体は第２図から最
もよく判り、双方共流体入口２８と流体連通した第１の
横方向通路３２と第２の横方向通路３４とを含む。前記
の横方向の通路は流体入口２８からの流れを分流させ、
上部本体に形成した長手方向の通路３６．３８．４０に
分岐させる。

前記通路３６，３８．４０の上端はその中心が上部本体
の軸心と一致する円の周りに配置している。

前記通路３６．３８．４０は上部本体を貫通するにつれ
て相互に対して輻合し、下方の相対面１８に形成された
皿もみした流体オリフィスで終っている。上部本体の上
部分１９は切除されて平坦な側部２１．２３を形成して
いる。横方向の通路３２．３４は前記の平坦な側部２１
．２３を介して上部分へ井孔することにより形成される
。前記の平坦な側部へ開放している孔の端部はゾラグ２
５により閉栓され流体を長手方向通路３６゜３８へ導く
。マニホルドと通路とは流体入口２８を通して高圧流体
源から入る流体を長手方向通路３６．３８．４０に沿っ
た６個の個別の軌道へ導く作用をする。

宝石装着オリアイス４２，４４．４６が下部本体１２の
上方の相対面２０に形成され、下部本体に形成された円
筒形の混合室中へ延びる。宝石装着オリフィスの各々は
宝石装着部材４８を受取る。

宝石装着部材４８は第４図から最もよく判り、宝石装着
オリフィスより直径がわづかに小さい円筒形の下部４８
ａを有する。宝石゛校着部材の直往の大きい上部４８ｂ
は宝石装着オリフィスによって形成された座４７に載置
される肩部４９を形成する。宝石装着部材の上部分４８
１）は全体的に切頭円錐形である。前記切頭円錐形部分
の一部が切除され座５１を形成し、その上に長方形断面
の環状密封リング５３が載置される。宝石装着部材４８
は軸線方向の中央孔５５を貫通させている。前記中央孔
の上端は直径が大きくされ、その中に円筒形の宝石５４
が装着されている。宝石は例えばロックタイト（ｌｏｃ
ｋｔｉｔｅ）　のような永久接着剤により前記孔内に固
定される。宝石５４は通路４０．・宝石装着部材４８の
中央孔５５、および混合室４５の間の流体連通を提供す
るように、流体の流れを形成するオリフィス５６を貫通
させている。

宝石５４は例えば水噴射切断ノズルに用いるす７アイヤ
のような細い流体の流れを形成するために従来技術で用
いられてきたいづれかの適当な材料でよい。宝石装着部
材４８は同一であって、それぞれの宝石装着オリフィス
４２，４４．４６に装着され、オリアイスによって形成
された流れは混合室内の集中点に帳合する。

再び第６図を参照すると、上部本体１０の下部取付は面
１８に１（４接した通路４０の端部は宝石装着部材の上
部４゛８ｂの外形に近似する切頭円錐形となるよう皿も
みされてい、る。密封リング５３は、上部および下部本
体がロックナツト２２により相互に軸線方向に圧縮され
ると、宝石装着部材４８と前記通路４０の皿もみ部分と
の間にできる空隙あるいは空間をプＧたす変形可能材料
製であることが好ましい。同一の密封部材が宝石装着部
材の各各に関連しておりノズル組立体の上部本体と下部
本体との間で高圧シールを形成する。宝石５４を囲んで
いる真近の宝石装着部材４８の壁が通路４０の壁と接触
しないよう宝石装着部材４８の上部はわづかに逆方向に
湾曲している。このため宝石を壊そうとする傾向の半径
方向の力が宝石に加わらないようにしている。

混合室４５の内部にノズル出口装置６２が装着されてお
り、その上部６２ａは切頭円錐ルで、下部６２ｂは円筒
形で混合室から下部本体１２を越えて下方に延びている
。円錐形の孔がノズル出口装置の上（％分向に形成され
、その孔の頂部は円筒状部分６２ｂの中心に穿孔された
ノズル出口通路６３の上端を形成している。６個の宝石
によって形成される流体の流れの集中点が切頭円錐形の
上部６２ａの頂点に近接して来るようにノズル出口装置
は混合室内に位置されている。ノズル出口装置６２は内
側スリーブ６４に囲まれ、該スリーブ６４はノズル出口
装置６２と外側スリーブ６６との間に設けられ、該外側
スリーブは混合室４５の壁内に緊密に嵌合している。ね
じ付きキャップ６８が下部本体１２のねじ付き下部とね
じ係合しており、内側および外側スリーブ６４．６６を
下部本体内の適所に保持するためそれらスリーブの下縁
部と係合する肩部６９を有する。ロックナツト７０がキ
ャップ６８の上方で下部本体にねじ込まれ、キャップ６
８の停止手段を形成する。ロックナツトＴＯと下部キャ
ップ６８とを調整することにより、混合室１２内でのノ
ズル出口装置の軸線方向位置を調整して出口装置の円錐
形部分が流体の流れの集中点と正確に整合するようにで
きる。

止めねじ７２はその端部がノズル出口装置Ｈりの円筒形
部分６２ｂの側部と係合するようキャップ６８゜内側お
よび外側スリーブ６４．６６の側壁を貫通して延びる。

止めねじ７２はスリーブとねじ係合し、ノズル出口装置
がノズル組立体内部での流体の流れの力により軸線方向
に動かないよう締付はノズル出口装置ａを固定できる。

上部本体１０は研磨材用入口孔７３を形成している。ね
じ付きのカップリング７４が研磨材用入口とねじ係合し
、供給源（図示せず）から上部本体１０の研磨材入口へ
研磨材を送るよう研磨材送り導管Ｔ６がカップリング７
４の内部に取付°けられている。研磨材送り通路が前記
入口と連通して上部本体内部に形成され、下部の相対面
１８において上部本体から出て、そこで下部本体１２の
相対面２０に形成され該下端本体を貫通して混合室４５
中へ延びる別の通路に通じる。チューブ７８が前記通路
に挿入され研磨材を入口孔７３からノズル組立体の上部
本体および下部本体の中心軸線に沿って混合室へと送る
。研磨材は宝石によって形成された流体の流れとその輪
金点で出合いノズル出口装置１ｆ６２を出ていく流れに
捕捉される。

研磨材を流体の流れへ縞線方向に導入することによって
研磨材の方向は混合室への入口からノズルからの出口ま
で何ら変化しないためノズル組立体を出ていく流体の流
れへの混入がより完壁となる。研磨材は宝石によって形
成される流れに囲まれるので、Ｊｉ［磨材が混合室の内
壁に接触するとしても極値かであり、そのため混合室の
内壁の摩耗は著しく減少する。流体の流れへの研磨材の
混入は曇本的には完全なので、研磨材は孔６３を囲む壁
やノズル出口装置の端部と接触せず、そのためノズル出
口装置の磨耗を減少させる。流れの集中点に対してノズ
ル出口装置を調整できるため研磨材と流体との混合はノ
ズルのいづれの部材とも接触しない開放空間で行いうる
ので摩耗は最小とされる。

上部本体と下部本体とはロックナツト２２の作用により
圧縮保持されるので上部本体との間で相対する力は軸一
方向となる。相対面に対して回転トルクがかからないた
め、前述し、かつ図示した宝石装着装置を宝石ならびに
宝石装着部材の各々に対して関連した個々の密封部材と
共に使用でき流体漏洩に対する胸当な高圧シールを提供
できる。

ロックナツトを緊締する間上部本体と下部本体との相互
に対する回転運動を阻止するために、ロックナツトから
本体部に伝達される何らかのトルクに対抗するよう保持
ビン８０を上部本体の下方相対面１８に挿入させ下部本
体の上方相対面２０にある対応する孔８２と係合させる
ことができる。

本発明によるノズル組立体の好適実施例を説明し、かつ
図示してきたが、当該技術分野の専問家には、本発明の
範囲内でノズル組立体の諸部材に対して数種の修正が可
能なることが理解される。

例えば、ノズル組立体の好適実施例に混合室で輪金する
６本の流体の流れを形成する６個の宝石を有するものと
して説明してきたが、本発明の原理は中心に来る研磨材
の送りの周りに２個あるいは６個以上の宝石を配設した
ノズルに対しても適用可能である。さらに、前述した宝
石装着部材の形状は本発明にとって重要ではない。宝石
装着部材と上部本体との間に位置する密封部材は、例え
ば銅のような軟質金属あるいはデルリン（Ｄｅｌｒｉｎ
　）あるいはナイロンのようなプラスチック材の如きい
づれか適当な変形可能材料でつくってもよい。

本発明の原理を守りながらもノズル組立体の前述した実
施例に各種変更を行いつるので、本発明は特許請求の範
囲によってのみ限定されるべきである０

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理に基き実施したノズル組立体の一
実施例の一部破断の側面図、第２図はマニホルドの形状を示す、第１図のノズル組立
体の上部本体の一部の第１図の線２−２に沿った平面図
、第５図は宝石装着部材を示す、第１図のノズル組立体の
一部の増反した詳細図、および第４図は個々のノズル部
材を示す、第１図のノズル組立体の分解斜視図である。図において、１０・・・上部本体、１２・・・下部本体、１８．２０
・・・相対面、２２・・・カラー、２４・・・肩、２８
・・・流体入口、３０・・・流体配管、３２．３４・・
・横方向通路、３６．３８．４０・・・長手方向通路、
４２．４４・・４６・・・オリフィス、４５・・・混合
室、４８・・・宝石装着部材、５３・・・密封リング、
５５・・・中央孔、５４・・・宝石、５６・・・オリフ
ィス、６２・・・ノズル出口装置、６３・・・ノズル出
口通路、７０・・・ロックナツト・７２・・・止めねじ
、７３・・・研磨刺入口孔、７６・・・送り導管、７８
・・・チューブ、８０・・・保持ビン、８２・・・孔。代理人　浅　村　皓第１図　第２図第４図

Claims

【特許請求の範囲】１）研磨材用入口と出口を形成し、前記研磨材用入口と
出口を接続する研磨材用導管をその内部に含む上部本体
と、；前記上部本体に形成した流゛体用入口と；前記上部本体
に形成され前記研磨材用出口を囲む複数の流体用出口と
；前記上部本体に形成され前記流体用入口と前記流体用出
口の全てと連通ずるマニホルドと；混合室を中に形成し
ている下部本体と；前記下部本体に形成され前記混合室
と流体連通しており、各々が前記流体用出口の１個と関
連し、かつ流体連通している宝石装着の複数のオリアイ
スと、前記下部本体に形成され、前記研磨材用出口と前
記混合室とに流体連通した研磨材用のオリフィスと；各々が前記宝石装着オリアイスの１個と関連し、かつ該
オリアイスに装着され、関連する宝石装着オリアイスと
流体連通し流体の流れを形成する開口を貫通させた複数
の宝石と；前記下部本体に装着され、前記混合室と流体連通した出
口通路を含むノズル出口装置とを含むことを特徴とする
研磨材による切断に使用するノズル組立体０２、特許請求の範囲第１項に記載の組立体において、前
記上部本体と下部本体とは個別の構造であって、前記上
部本体と下部本体とを緊密接触させて保持するため前記
本体に関連したロック装置をさらに含むことを特徴とす
るノズル組立体。ろ）特許請求の範囲第２項に記載の組立体において、前
記上部本体は概ね円筒形で下方の相対面を有し、前記下
部本体は概ね円筒形であって前記上部本体の前記下方相
対面に合致する上方相対面を有し、前記研磨材用出口と
前記２個の流体用出口は前記の下方相対面に形成され、
前記研磨材用オリアイスと前記宝石装着オリフィスは前
記上方相対面に形成されていることを特徴とするノズル
組立体。４）特許請求の範囲第６項に記載の組立体において、前
記ロック装置は前記上部本体とねじ係合したロックリン
グを含み、該ロックリングは前記上部本体および下部本
体に軸線方向の圧縮力を加えるため前記下部本体に形成
された協働する肩と係。合する肩を形成しているεとを特徴とするノズル組立体
。５）特許請求の範囲第４項に記載の組立体において、前
記の下方相対面に挿入され前記上方相対面の孔と係合す
る第１のロックピンと、前記の上方相対面に取り付けら
れた前記第１のロックビンがら半径方向に＠訛され前記
下方相対面の孔と係合する第２のロックピンを含み、前
記ロックビンは前記ロックリングによって前記上部本体
および下部本体に加えられるトルクに対抗することを特
徴とするノズル組立体。６）相互に軸線方向に整合し、下部本体の方は中に混合
室を形成している上部本体と下部本体と；前記上部本体
に形成され前記混合室と連通し、前記上部本体と下部本
体の軸線方向に研磨材を前記混合室へ送る研磨材用入口
と；前記上部本体と下部本体とに形成され、前記混合室で輪
金する少なくとも２本の流体の流れを提供するよう構成
かつ配置された流体用入口装置とを含み、前記研磨材は
前記流体の流れの前記混合室へ入る点の真近で、かつ前
記流体の流れの輪金点から離れて前記混合室へ入ること
を特徴とするノズル組立体。７）特許請求の範囲第６項に記載の組立体において、前記混合室に牌接して前記下部本体に装着され、前記ノ
ズルの軸線と一致する軸線を有する中央孔を含み、切頭
円錐形のオリフィスを中に形成した切頭円錐形の上部分
を有するノズル出口装置と；前記流体の流れの幅合点が
前記の切頭円錐形オリフィスの概ね頂点に来るよう前記
ノズル出口装置の前記上部分を位置づけるために前記ノ
ズル出口装置に関連して設けられた位置調整装置とをさ
らに含むことを特徴とするノズル組立体。８）特許請求の範囲第７項に記載の組立体において、前
記上部本体が複数の流体用通路を形成し、１１記流体用
入口からの流体を前記流体用通路へ分配するマニホルド
をさらに形成しており、前記通路は前記上部本体の軸心
を囲むよう配置され、前記研磨材用入口は前記上部本体
の軸心と共軸関係に配設されていることを特徴とするノ
ズル組立体。９）％許請求の範囲第８項に記載の組立体において、そ
れぞれ前記通路の１個に関連して前記下部本体に形成さ
れたオリアイスに挿入された宝石装着部材であって、そ
れぞれ関連の通路と混合室とに流体連通した中央孔を形
成しているねＩ数の宝石装着部材と；それぞれ前記宝石装着部材と関連し、かつ固定、され、
関連する宝石装着部材の中央孔と軸線方向に整合した、
流体の流れを形成する中央開口をその中にノロ成してい
る複数の宝石とをさらに含むことを特徴とするノズル組
立体。１０）特許請求の範囲第９項に記載の組立体において、
それぞれ前記宝石装着部材の１個と、かつ前記上部本体
とに関連し前記宝石装着装置と前記上部本体との間で流
体シールを形成する複数の密封装置をさらに含むことを
特徴とするノズル組立体。１１）特許請求の範囲第１０項に記載の組立体において
、前記密封装置の各々が、前記上部本体と下部本体とを
接触させて保持する圧縮力により前記宝石装着部材と前
記上部本体と密封関係になるよう変影可能なリングより
なることを特徴とするノズル組立体。