TW202214352A - 整流構件及具備該整流構件的噴嘴 - Google Patents

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遠藤寛之
千本剛
斉藤武志
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日商共立合金製作所股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種可提高噴射流體的衝擊力之整流構件及噴嘴。可配設於噴嘴本體5的流體流路6內之整流構件11係具備有複數個整流元件11a,11b,各整流元件具有筒狀殼體12、及形成於該殼體內之區隔壁構造13;前述區隔壁構造13係具備有在縱橫方向、周方向及/或半徑方向延伸之分隔壁14,15,且形成有在前述殼體12的內壁的周方向相鄰接,具有外延分隔壁17之外周區隔壁群18、以及前述流體流路的內方域的內方區隔壁群19。前述區隔壁構造13具有下述(1)及/或(2)之型態:(1)從前述軸心方向觀看時,鄰接的整流元件11a,11b之中,一方的整流元件的內方區隔壁群19的單位區隔壁16b的交點位於另一方的整流元件的內方區隔壁群19的單位區隔壁16b所形成的單位流路內之型態;(2)內方區隔壁群19由規則的單位區隔壁16b所形成,且在外延分隔壁17經切除或斷開的型態下,以不會形成狹窄流路之方式形成前述外周區隔壁群18之型態。

Description

整流構件及具備該整流構件的噴嘴
本發明係關於一種整流構件(或整流器)及具備該整流構件的噴嘴,該整流構件(或整流器)係配設在除銹皮噴嘴(descaling nozzle)等噴嘴的流路內,且有益於流體流動的整流化。
除銹皮噴嘴係在鋼鐵廠的軋延設備中,為了在軋延前使附著於鋼板的氧化形成的銹皮(scale)剝離之目的而使用的。除銹皮噴嘴通常具備有:具有朝軸方向延伸的流路之噴嘴本體;在該噴嘴本體的上游側的周壁在周方向相隔著間隔並朝軸方向延伸,並且用來讓水流入到前述流路內之複數個狹縫;配設於該狹縫的下游側的流路內,且用來對於從前述狹縫流入而混合的水進行整流化之整流構件(整流器);以及在該整流構件的下游方向延伸,且通到安裝於前述噴嘴本體的前端部之噴嘴尖口(nozzle tip)的噴出口之流路。而且,前述複數個狹縫係構成用來防止夾雜物進到流路內之過濾部,前述整流構件係具備複數個葉片,該複數個葉片係在周方向相隔著間隔並朝軸方向延伸。
將如此的除銹皮噴嘴裝到管座(header),管座內的水處於強湍流狀態,所以從噴口(orifice)噴出的噴射水的流量分佈會不規則變動。隨著如此的變動,會發生噴霧形狀(pattern)變形、噴霧厚度增大等,會變得無法用均勻的流量分佈來噴射出噴射水,使噴射水的衝擊力的衰減變大。因此,為了抑制噴射水的速度降低以確實使銹皮剝離(亦即,為了用高能量效率來使銹皮剝離),而利用前述整流構件來抑制水流的紊亂,以在減低噴射水的擴散,且使噴射中的液滴的密度提高的狀態下,從噴出口噴出或噴射出水。另外,除銹皮噴嘴因為要用較少的噴嘴數來涵蓋較寬的鋼板而以呈扇形且扁平形狀(flat pattern)來噴射出水流。如此一來,在除銹皮噴嘴會因為水是先通過狹縫狀過濾部然後從噴出口以扁平態樣這樣的形狀異向性的形狀來噴射出,所以難以使水流整流化,且難以使液滴密度提高而使水流的衝擊力提高。
日本專利公告第5658218號(專利文獻1)中揭示一種高壓噴嘴,該高壓噴嘴係具有:配置於通往流出開口部之流路內部之整流構件;形成於該整流構件的下游之逐漸縮窄部、從該逐漸縮窄部開始延伸之長流路、以及從該長流路延伸到流出開口部之逐漸縮窄的流出腔部;且該專利文獻1揭示:前述整流構件係構成為在中心軸部形成流動通路,且具有在徑向延伸的複數個導流面之剖面放射狀的整流構件。另外,還揭示:在整流構件的上游配置過濾器,且該過濾器具有在周方向相隔著間隔的流入狹縫。
日本專利公告第6127256號(專利文獻2)中揭示一種高壓噴射噴嘴裝置,其係利用於噴射硬化材液之地盤改良裝置者;其中,在膠結 劑漿(cement milk)及水之供給流路的外周部具備有空氣流路之高壓水槍(monitor)的側面安裝高壓噴射噴嘴裝置的噴嘴本體部;該噴嘴本體部係由內周面往前端方向呈錐面狀縮徑之中間內徑部、與該中間內徑部的前端的直徑大致相同直徑之前端內徑部、以及與前述中間內徑部的後端的直徑大致相同直徑或往後端方向擴徑之後端內徑部所形成;且在噴嘴本體部的後端內徑部形成將中空形狀剖面分割為複數個空間之流路分割部;並且該專利文獻2揭示:流路分割部的型態有剖面形狀為十字形狀、三角形狀、格子形狀之型態、從中心部的中空管體往放射方向延伸出四個連結壁到內壁部之二重環狀的型態、在周方向相鄰接的四個中空管體內接於管體的內壁之型態等。
日本專利公告第5741886號(專利文獻3)中揭示一種除銹皮噴射噴嘴總成(assembly),該除銹皮噴射噴嘴總成係具備有:用來在管狀構件的下游端釋放出扁平液體噴射態樣之噴射前端、與前述管狀構件的液體通路的上游端連通之入口(狹縫)、以及配置於在噴射前端與入口(狹縫)之間的中間流路之多段整流葉片(vane)部;其中,前述多段整流葉片部係包含隔著過渡流路並在軸方向相隔著間隔而配設的上游整流葉片及下游整流葉片,各整流葉片係具有在周方向劃設相分開之液體整流層流通路之複數個放射狀整流葉片元件(在周方向相隔著間隔並在半徑方向延伸之複數個葉片),且前述下游整流葉片與前述上游整流葉片係配設成放射狀整流葉片元件(葉片)的位置為在周方向相錯位。專利文獻3中揭示的是具備五片放射狀整流葉片元件之上游整流葉片與下游整流葉片為配設成在周方向有36°的錯位之例。
日本專利公報特開昭55-27068號(專利文獻4)中揭示一種噴水噴嘴,其係具備有整流部、節流部及噴出部,且該噴水噴嘴為水幕(water curtain)用等高射程所需者,其中,在前述整流部設置兩個整流格子,兩個整流格子為蜂巢狀、將多重管及十字板相組合而成的形狀、十字板或四邊形格子的形狀,且兩個的整流格子係相隔著間隔而設成兩段。此文獻中揭示整流格子的形狀以蜂巢形狀為佳。另外,也揭示:使節流部的入口徑D與長度L的比率設為1.0≦L/D≦2.5的範圍內,使前述節流部在入口側為向半徑方向外方擴開,在出口側為向半徑方向內方彎曲而縮窄,使與節流部出口相連的噴出部為直管狀。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1:日本專利公告第5658218號
專利文獻2:日本專利公告第6127256號
專利文獻3:日本專利公告第5741886號
專利文獻4:日本專利公報特開昭55-27068號
然而,就專利文獻1及2之噴嘴而言,由整流構件及流路分割部所為的整流作用都算小,並未有效率地抑制在流路內發生的亂流而無法使之整流化,且難以使流體以整流化的狀態從噴出口噴出或噴射出。另 外,產生的亂流不僅會使得壓力損失變大,也會使得從噴出口噴射出的流體的噴射形狀變得不穩定。再者,因為衝擊力降低,所以洗淨或清淨化效率會降低,在除銹皮上,並無法以高沖蝕性能(除銹皮能力或沖蝕能力)有效率地去除在熱軋鋼板的製造過程中所產生的銹皮(scale)。
此外,就專利文獻3及4揭示的噴嘴而言,可利用形成多段的整流部提高水的整流作用。然而,就算是該等整流構件其整流作用也都還是不大,難以將流路內的流體整流化而將流體高密度地從噴出口噴射出。而且,如專利文獻3般,配設多段的具有放射狀葉片的整流構件,也無法提高噴射流體所產生的衝擊力。再者,如專利文獻4般,配設兩段的蜂巢狀、格子狀等的整流格子,也無法使流體以預定的噴射形狀均勻地從噴出口噴射出,且會有產生噴射速度衰減的情形。此外,將如此的整流格子配設兩段,會容易發生格子的網目堵塞,會無法長期間穩定地噴射流體。
因此,本發明的目的在於提供一種有益於抑制流體的亂流而有效地進行整流化的整流構件(或整流器)及具備該整流構件的噴嘴。
本發明的另一目的在於提供一種有益於減低噴射流體的擴散而提高噴射流體的密度,使衝擊力提高的整流構件(或整流器)及具備該整流構件的噴嘴。
本發明的又另一目的在於提供一種有益於即使噴出口為狹縫狀、楕圓形狀等之形狀異向性的形狀的噴出口,也在以扁平形狀均勻且高衝擊力地噴射的整流構件(或整流器)及具備該整流構件的噴嘴。
本發明的另一目的在於提供一種即使利用工業用水等之含有夾雜物的水,也可抑制網目堵塞之整流構件(或整流器)及具備該整流構件的噴嘴。
本發明的又另一目的在於提供一種有益於利用具有高沖蝕性能,且厚度較薄之扇形的噴射形狀來提高銹皮的去除或剝離效率上有用的整流構件(或整流器)及具備該整流構件的除銹皮噴嘴。
本發明的發明人,針對在噴嘴本體的朝軸方向延伸的流體流路配設複數個整流元件(整流格子等),且利用各整流元件的區隔壁(或分隔壁)來區隔流體流路而可形成複數個單位流路之噴嘴,其中,各整流元件的區隔壁係利用內接於前述噴嘴本體的內壁且在周方向相鄰接的外周區隔壁群或內接區隔壁群(複數個外周區隔壁)、以及鄰接於該外周區隔壁的內方之內方區隔壁群(複數個內方區隔壁)來構成。並且,為了達成前述課題,針對配設於流體流路的軸方向之複數個整流元件(整流格子等)的構造、與從噴嘴噴出的噴出流體的特性的關係進行了深入的探討。
結果發現:(1)以從噴嘴本體的軸方向觀看時,鄰接的整流元件之中,一方的整流元件的區隔壁的交點會位於另一方的整流元件的區隔壁(由在縱橫方向、或半徑方向及周方向延伸的分隔壁所隔成的區隔壁)所形成的單位流路內之型態,來形成鄰接的區隔壁,就可利用下游側的整流元件的區隔壁或分隔壁將上游側的整流元件的區隔壁所區隔出的單位流路的流體再細分為複數道細流(分割為3道以上,例如4道細流等之型態),可大幅改善整流構件對於流體的整流作用,可高密度地噴射流體;(2)利用 規則地排列或配置的內方區隔壁來形成內方區隔壁群(複數個內方區隔壁),且以在其與前述噴嘴本體的內壁之間不會形成狹窄流路的方式形成外周區隔壁群或內接區隔壁群,就可使每個部分的流體都有效地整流化,可減低壓力損失同時能夠高密度均勻地噴射流體,而且可有效地防止夾雜物堵塞網目。
再者,本發明的發明人還發現:以包含格子圖案在內的預定的圖案形成外周區隔壁群或內接區隔壁群及內方區隔壁群,即使噴口(噴出口)為楕圓形狀(例如細長楕圓形狀)等的形狀異向性的形狀,也可使流體的流量分佈均勻化而進行噴射,即使噴霧形狀為扁平形狀,也可用均勻且高的衝擊力進行噴射。本發明係根據這些發現而完成者。
亦即,本發明係關於一種整流構件(或整流器),係配設於在噴嘴本體的朝軸方向延伸的流體流路內,且用來將前述流體流路區隔成複數個單位流路者。該整流構件係具備有:可在前述流體流路的軸方向相鄰接(隔著預定的間隔或不是隔著預定的間隔而是相接近)配設或安裝之複數個整流元件(區隔壁單元);前述各整流元件(區隔壁單元)係具備有可安裝在噴嘴本體內之筒狀殼體(casing);以及形成於該殼體內,且具有朝軸方向延伸的區隔壁(在軸方向平行延伸的分隔壁)之區隔壁構造。該區隔壁構造係具備有:在前述殼體的內壁的周方向相鄰接,用來形成前述流體流路的外周域的外周單位流路群(或內接單位流路群或複數個外周單位流路)之外周區隔壁群(內接區隔壁群或複數個外周單位區隔壁);以及與該外周區隔壁群鄰接,用來形成前述流體流路的內方域的內方單位流路群(複數個內方單 位流路)之內方區隔壁群(複數個內方單位區隔壁)。而且,前述外周區隔壁群及內方區隔壁群具有下述(1)及/或(2)之型態:
(1)從前述噴嘴本體的軸方向觀看時,在前述軸方向鄰接的整流元件(區隔壁單元)之中,一方的整流元件的內方區隔壁群的單位區隔壁的交點係位於另一方的整流元件的內方區隔壁群的單位區隔壁所形成的單位流路內之型態;
(2)前述內方區隔壁群係包含以規則方式排列或配置之複數個前述單位區隔壁,且以在其與前述殼體的內壁之間不會形成狹窄流路的方式形成前述外周區隔壁之型態。
另外,前述外周區隔壁群及內方區隔壁群可由例如在縱橫方向、周方向及/或半徑方向延伸的分隔壁所形成,且可由下列者來形成:(a)相互鄰接的複數個多角形狀(格子狀等)的單位區隔壁群;(b)包含:相互鄰接而形成多角形狀的內方單位流路群之複數個多角形狀區隔壁(蜂巢狀區隔壁群等)、及在半徑方向橫貫該複數個多角形狀區隔壁或從前述多角形狀區隔壁的外周壁往半徑方向延伸而到達殼體的內壁之複數個外延分隔壁(或放射狀壁)之區隔壁群;或(c)包含同心的多角形狀或同心圓狀的一個或複數個環狀壁、至少於在半徑方向鄰接的前述環狀壁在周方向上不同的位置往半徑方向延伸而連結鄰接的前述環狀壁之複數個中間放射狀壁、及在與該中間放射狀壁在周方向上不同的位置從最外周的環狀壁往半徑方向延伸而到達殼體的內壁之複數個外延分隔壁(外方放射狀壁)之區隔壁群。另外,在前述區隔壁群(c)中,具備一個環狀壁之區隔壁構造的情況,可將殼體的內壁視作為環狀壁,且由前述一個環狀壁與殼體的內壁形成相互鄰接 的兩個環狀壁。放射狀壁並非一定要區隔最內周的環狀壁;放射狀壁可具有從最內周的環狀壁的中心部呈放射狀往半徑方向延伸而到達最內周的環狀壁之最內放射狀壁。亦即,最內放射狀壁可通過或未通過最內周的環狀壁的中心部而形成。
再者,複數個整流元件可為可在噴嘴本體的圓筒狀流體流路的軸方向鄰接而配設。複數個整流元件(整流格子)可各自具有格子狀的分隔壁構造,該格子狀的分隔壁構造係具備有:朝橫向的X軸方向延伸,在縱向的Y軸方向以預定的節距(或間隔)對流體流路進行區隔之複數個橫分隔壁(或橫區隔壁);以及朝縱向的Y軸方向延伸,在橫向的X軸方向以預定的節距(或間隔)對流體流路進行區隔之複數個縱分隔壁(或縱區隔壁)。在如此的分隔壁構造(格子構造)中:(a-1)前述橫分隔壁及縱分隔壁可相互由相同或不相同的節距且分隔壁數不相同的型態來形成;或(a-2)前述橫分隔壁及縱分隔壁可由密度在流體流路的中央部側較大,且分隔壁數相同或不相同的型態來形成。另外,前述區隔壁構造可形成為以X軸或Y軸為中心軸而對稱的形狀(線對稱的形狀)。
再者,在格子狀的分隔壁構造,可以前述橫分隔壁及縱分隔壁其中一方的分隔壁數為n時,另一方的分隔壁數係以n+1(n=2至8之整數)的關係來形成;且分隔壁數n及/或分隔壁數n+1之中偶數的分隔壁數可避開圓筒狀流體流路的中心部而形成;分隔壁數為奇數的分隔壁之中,中央的分隔壁可橫貫殼體的中心部而形成。
前述外周區隔壁群可由內接區隔壁群所形成,該內接區隔壁群係具備有內接於前述殼體的內壁且在周方向相鄰接的複數個內接區隔壁 或單位區隔壁。前述內接區隔壁群可具備有從前述內方區隔壁群的複數個單位區隔壁延伸而到達殼體的內壁,且與殼體的內壁相關聯而形成單位區隔壁之複數個外延分隔壁。而且,可具有(5-1)形成前述內接區隔壁之複數個橫分隔壁及縱分隔壁之中,與前述殼體的內壁接近或相面對之至少一方的分隔壁的至少一方的端部係並未到達前述殼體的內壁,而是與另一方的分隔壁或區隔壁連結或連接之型態;及/或(5-2)前述複數個外延分隔壁(外延區隔壁)之中,到前述殼體的內壁之長度較小的外延分隔壁經切除或斷開之型態。另外,至少長度最大的外延分隔壁經切除,而是與殼體的內壁接合。
另一方面,前述內方區隔壁群可包含相互鄰接而以預定的節距規則地排列或配置之複數個單位區隔壁或內方區隔壁(單位區隔壁群)。例如,前述內方區隔壁群可由規則地排列或配置成以橫向的X軸或縱向的Y軸為中心軸而對稱的形狀之單位區隔壁所形成,可具有由以預定的節距在縱橫方向延伸的分隔壁所形成的格子狀的區隔壁構造。
更具體而言,複數個整流元件可各自具有格子狀的區隔壁構造,該格子狀的區隔壁構造係具備有以預定的節距在縱橫方向對流體流路進行區隔之複數個縱分隔壁及複數個橫分隔壁;以前述橫分隔壁及縱分隔壁其中一方的分隔壁的數目為n時,另一方的分隔壁的數目係以n+1(n=3至5之整數)之關係來形成前述區隔壁構造;分隔壁數為偶數的分隔壁可避開流體流路的中心部而形成。以及,分隔壁數為奇數的分隔壁之中,中央的分隔壁可橫貫殼體的中心部而形成。分隔壁數為奇數的分隔壁之中,至少中央部的分隔壁(例如不是與殼體的內壁接近或相面對之內方域(或中 央域)的分隔壁)可到達殼體的內壁(或與內壁接合)。以及,複數個縱分隔壁及複數個橫分隔壁(分隔壁數為偶數的分隔壁及/或奇數的分隔壁)之中,至少位於中央域(或內方域)的分隔壁可到達殼體的內壁(或與內壁連結而接合),位於側方域的分隔壁(例如與殼體的內壁接近或相面對的分隔壁)的兩端部可並未到達前述殼體的內壁,而是與相交的分隔壁或區隔壁連結或連接。
如前述,前述外周區隔壁群可由內接於前述殼體的內壁且在周方向鄰接的複數個內接區隔壁所形成;前述內方區隔壁群可具備有相互鄰接且以預定的節距所形成的複數個單位區隔壁,該複數個單位區隔壁以規則方式排列或配置成以橫向的X軸或縱向的Y軸為中心軸而對稱的形狀。前述複數個整流元件可為(7-1)可朝周方向變位(位移)而配設於流體流路內。例如,可為(7-2)前述複數個整流元件可採取以橫向的X軸或縱向的Y軸為基準軸時,一方的整流元件的基準軸係相對於另一方的整流元件的基準軸在周方向做15至180°(例如15至90°)的角度的變位之方式配設。
複數個整流元件較佳者為形成為在使鄰接的整流元件在周方向做了變位的狀態下,從噴嘴本體的軸方向觀看時,區隔壁(或在預定的方向延伸的分隔壁)並不會重合之型態(或可將流體再細分之型態)。可為:複數個整流元件可配設成從噴嘴本體的軸心方向觀看時,前述鄰接的整流元件之中,一方的整流元件的區隔壁的交點會位於另一方的整流元件的區隔壁所形成的單位流路的中央部(或中心部)之型態。
可為(9-1)前述外周區隔壁群的區隔壁所形成的流路口徑之中最小的流路口徑係為前述內方區隔壁群的區隔壁所形成的流路口徑之中最小的流路口徑的50%以上。
可為(9-2)整流元件的開口面積比R(有形成區隔壁或分隔壁之流體流路的面積與沒有區隔壁或分隔壁之流體流路的面積之比率)係在60至93%之程度。另外,為了提高對於流體的整流作用,可為(9-3)在流體流路的X軸方向及Y軸方向相互鄰接的分隔壁的節距(或算術平均節距)P與朝軸方向延伸的分隔壁的全長L係滿足L/P=3至15之關係。亦可為:可在軸方向鄰接而配設的整流元件可相互在周方向定位。
本發明係也包含前述整流元件。亦即,在噴嘴本體的流體流路的軸方向鄰接的複數個部位相互鄰接,且可朝周方向變位而配設或安裝之整流元件,係具備有圓筒狀殼體、以及形成於該殼體之內之前述區隔壁構造。
本發明係也包含在噴嘴本體的流體流路配設有前述整流構件(具備複數個整流元件之整流構件)的噴嘴。在如此的噴嘴,噴嘴本體可形成除銹皮噴嘴的噴嘴本體。該除銹皮噴嘴本體可具備有:讓流體可通過過濾器(filter)而流入噴嘴本體內之流入流路;位於該流入流路的下游,可配設整流構件之整流流路;從該整流流路往下游方向延伸之中間流路;以及可讓來自該中間流路的流體從細長或楕圓形狀(例如細長楕圓形狀)的噴口(噴出口)噴射出之噴射流路(或噴射腔)。
再者,噴嘴本體可用一個或複數個筒體形成,可將過濾元件(或濾網)安裝於可配設整流構件之筒體。在該過濾元件的至少周壁,可形成 分散形成有多個孔之多孔狀流入孔及/或在周方向相隔著間隔而朝軸方向延伸之複數個狹縫狀流入孔。另外,最下游的整流元件可具備有在縱橫方向、周方向及/或半徑方向延伸之分隔壁,前述最下游的整流元件可以前述分隔壁以相對於細長或楕圓形狀的噴口(噴出口)的長軸方向以0至90°的角度進行了配向之型態配設或安裝於整流流路。
在本說明書中,所謂的「分隔壁」,係指將流路區隔成預定的形狀,且形成流體可流動的區隔壁之壁,因為分隔壁形成區隔壁,所以有時將分隔壁與區隔壁當作同義而使用。另外,有時將區隔壁與單位區隔壁當作同義而使用。有時將格子狀的區隔壁構造簡稱為「格子構造」,將具有格子構造之整流元件簡稱為「整流格子」。以及,有時將外周區隔壁群(或內接區隔壁群)之中,從前述內方區隔壁群的區隔壁延伸而到達殼體的內壁之分隔壁稱為外延分隔壁。
另外,在本說明書中,所謂的「縱分隔壁(或縱區隔壁)」係指朝縱向的Y軸方向延伸,且在橫向的X軸方向以預定的節距(或間隔)對流體流路進行區隔之分隔壁,所謂的「橫分隔壁(或橫區隔壁)」係指朝橫向的X軸方向延伸,且在縱向的Y軸方向以預定的節距(或間隔)對流體流路進行區隔之分隔壁。
就格子狀的區隔壁構造等的對稱構造而言,從區隔壁構造相重合的位置開始將周方向的角度位置轉90°,縱橫方向會反過來(縱的變橫的,橫的變縱的),將周方向的角度位置轉180°,上下方向會反過來,所以「縱方向」與「橫方向」、「上方向」與「下方向」、「縱分隔壁(或縱區隔壁)」與「橫分隔壁(或橫區隔壁)」都是可相互反過來解讀的。
本發明係利用預定的整流構件,而可抑制流體的亂流而有效地加以整流化,可均勻地將流體噴射或噴霧。因此,可減低噴射流體的擴散而提高噴射流體的密度,提高衝擊力。而且,即使噴口(噴出口)為狹縫狀、楕圓形狀等之形狀異向性的形狀的噴出口,也可從噴嘴以扁平形狀均勻且高衝擊力地噴射。再者,並不形成狹窄流路而形成外周區隔壁,不僅可提高衝擊力,而且可減低流量分佈的異向性,即使利用工業用水等之含有夾雜物的水,也可抑制整流構件的網目堵塞。再者,將前述整流構件應用於除銹皮噴嘴,可具有高沖蝕性能,可用厚度薄且扇形的噴射形狀提高銹皮的去除或剝離效率。
1:流體流路
2:流入流路
3:過濾元件
4:孔
5:噴嘴本體
6:整流流路
7:第一管體(殼體)
11:整流構件
11a,11b:整流元件
12:殼體
12a:卡合突出部
12b:卡合缺口部
13:區隔壁構造(格子構造,分隔壁構造)
14,14a,34a,34b,34c,34d,34e,34f,44a,44b,44c,84a,84b,94a,94b:分隔壁(縱分隔壁,縱區隔壁)
15,35a,35b,35c,35d,35e,35f,45a,45b,45c,85a,85b,95a,95b,95c:分隔壁(橫分隔壁,橫區隔壁)
16,16a,16b:單位區隔壁
17,37a,37b,37c,37d,57,67a,67b:外延分隔壁
18:內接區隔壁群
19:內方區隔壁群
20:中間流路
21:第一中間流路
22:第二中間流路
23:第二管體(殼體)
24:圓筒狀流路
25:襯套
26:噴射流路
27:噴嘴尖口
28:噴口(噴出口)
29:卡擋段部
30:噴嘴殼體
55:分隔壁
56:六角形狀區隔壁(單位區隔壁)
58:外周區隔壁群
59:內方區隔壁群
61a,62a,63a,61b,62b,63b:環狀壁
64:分隔壁
65a,66a,64b,65b,66b:放射狀壁
68a:內接區隔壁群
68b:內接區隔壁群
69a:內方區隔壁群
69b:內方區隔壁群
71a:環狀壁(分隔壁)
71b:第一環狀壁
71c:第一環狀壁
71d:第一環狀壁
71e:第一環狀壁
72b:第二環狀壁
72c:第二環狀壁
72d:第二環狀壁
72e:第二環狀壁(中間環狀壁)
73e:第三環狀壁(最外周環狀壁)
74a:第一放射狀壁(最內放射狀壁)
74b:第一放射狀壁(最內放射狀壁)
74c:第一放射狀壁(最內放射狀壁)
74d:第一放射狀壁(最內放射狀壁)
75b:第二放射狀壁
75c:第二放射狀壁(中間放射狀壁)
75d:第二放射狀壁(中間放射狀壁)
75e:第一放射狀壁(第一中間放射狀壁)
76e:第二放射狀壁(第二中間放射狀壁)
77a:外延分隔壁(第二放射狀壁)
77b:外延分隔壁(第三放射狀壁)
77c:外延分隔壁(外方或第三放射狀壁)
77d:外延分隔壁(外方或第三放射狀壁)
77e:外延分隔壁(外方或第三放射狀壁)
78a:內接區隔壁群
78b:內接區隔壁群
79a:內方區隔壁群
79b:內方區隔壁群
85:分隔壁
95:分隔壁
θ1:角度
θ2:錐角
L1:長度
L2:間隔
D:內徑(流體流路)
P:間隔(節距)
Ph1,Ph2,Pv1,Pv2:間隔
圖1係顯示作為本發明的噴嘴的一例的除銹皮噴嘴之概略立體圖。
圖2係顯示圖1的除銹皮噴嘴之概略圖,圖2(a)係顯示圖1的除銹皮噴嘴之概略剖面圖,圖2(b)係顯示圖1的過濾元件的上游端面之概略圖。
圖3係顯示圖1的整流構件之概略立體圖。
圖4係顯示圖1的整流元件的格子構造之概略圖,圖4(a)係圖2(a)的I-I線端面圖,圖4(b)係圖2(a)的II-II線端面圖,圖4(c)係圖2(a)的II-II線剖面圖。
圖5(a)至圖5(f)係顯示整流元件的各種其他的格子構造之概略圖。
圖6(a)至圖6(c)係顯示整流元件的更多種其他的格子構造之概略圖。
圖7係顯示整流元件的非格子狀區隔壁構造之概略圖。
圖8(a)、圖8(b)係顯示整流元件的各種其他的非格子狀區隔壁構造之概略圖。
圖9(a)至圖9(e)係顯示整流元件的更多種其他的非格子狀區隔壁構造之概略剖面圖,顯示使兩個整流元件鄰接的狀態。
圖10係顯示實施例1中的開口面積比R與衝擊力(噴射距離:200mm)的關係之圖表。
圖11係顯示實施例5的節距「Ph1」、「Ph2」、「Pv1」、「Pv2」的關係之概略圖。
圖12係顯示實施例6的節距「Ph1」、「Ph2」、「Pv1」、「Pv2」的關係之概略圖。
圖13係顯示實施例6的另一型態的節距「Ph1」、「Ph2」、「Pv1」、「Pv2」的關係之概略圖。
圖14係顯示實施例1、2、8中的開口面積比R與衝擊力(噴射距離:200mm)的關係之圖表。
圖15係顯示在實施例1至3的整流元件發生的粒子堵塞網目的狀態之照片,圖15(a)顯示下游側的第一整流元件,圖15(b)顯示上游側的第二整流元件。
以下,視需要參照隨附圖式來詳細說明本發明。在以下的說明中,將相同或機能共通的構件或元件都標以相同的符號。另外,以下的 圖示的例子,除了圖3、圖4(c)及圖9之外,都是只顯示兩個整流元件之中的一個整流元件。
〔具有格子狀的區隔壁構造之整流構件(整流格子)〕
圖1至圖4顯示具備整流構件(整流格子)之除銹皮噴嘴的一例,此種整流構件(整流格子)係具有作為態樣(a)的代表性的型態之格子狀的區隔壁構造。該除銹皮噴嘴因為要使作為流體之水從噴口(噴出口)28噴出,而具有從上游往下游並在軸方向或長度方向(Z軸方向)延伸之流體流路1,該流體流路係包括:形成在剖面為中空圓筒狀的多孔狀的過濾元件3,且可讓流體從上游側流入或導入之圓筒狀流入流路2;形成在可安裝於前述過濾元件3之大致為圓筒狀的噴嘴本體5,且從前述圓筒狀流入流路2往下游方向延伸之圓筒狀流路;以及形成在可安裝於前述噴嘴本體5之大致為圓筒狀的噴嘴殼體(nozzle case)30,且用來使從噴嘴本體5的流路流過來的流體從前端部或下游端的噴口(噴出口)28噴射出之噴射流路26。而且,在過濾元件3的上游側的周壁以及上游端部壁形成有複數個孔4,該複數個孔4係用來限制流體中的夾雜物流入。亦即,過濾元件3係具有作為濾網(strainer)的機能,抑制夾雜物流入到噴嘴本體5內。
此外,前述噴嘴本體5的圓筒狀流路係包括:形成在可安裝於過濾元件3之剖面為中空圓筒狀的第一管體(殼體)7,且從前述流入流路2往下游方向延伸,並可配設或安裝整流構件11之圓筒狀的整流流路6;以及形成在可安裝於前述第一管體7之剖面為中空圓筒狀的第二管體(殼體)23,且從前述整流流路6往下游方向延伸之中間流路20。該中間流路20係包括:從前述整流流路6越往下游方向,以和緩的預定的錐角越縮窄 之圓筒狀的第一中間流路21;以及從該第一中間流路以相同內徑往下游方向延伸之圓筒狀的第二中間流路22。另外,在本例中,形成在第一管體(殼體)7的整流流路6,係依據安裝於該整流流路6的整流構件11的殼體12而形成為內徑15至19mmΦ。另外,形成於多孔狀的過濾元件3的下游端部之螺合部係可供形成於第一管體(殼體)7的上游端部之螺合部與之螺合;形成於第一管體(殼體)7的下游端部之螺合部係可供形成於第二管體(殼體)23的上游端部之螺合部與之螺合。而且,形成於過濾元件3的複數個孔4之中,最下游側的孔4與過濾元件3的下游端(前述整流構件11的上游端)之間係形成有預定長度L1的補償(offset)流路。就本例而言,補償流路的長度L1為5至20mm,且10至15mm左右為佳。
再者,在本例中,第一中間流路21的內壁係相對於軸線(Z軸)形成有3至4.5°之角度(或斜度)θ1(錐角6至9°)。
形成於第二管體(殼體)23的下游端部之螺合部係可供形成於噴嘴殼體30的上游端部之螺合部與之螺合;在該噴嘴殼體30內具備有:從上游往下游,具有與前述第二中間流路22實質相同的內徑的圓筒狀流路24之襯套(bush)(或環狀壁構件)25;以及安裝於前端部之超硬合金製噴嘴尖口(nozzle tip)27;該噴嘴尖口27係藉由卡擋段部29使之無法朝前端部方向拔脫。前述噴嘴尖口27係具有流路逐漸縮窄成前端最窄狀之噴射流路26(亦即,自前述圓筒狀流路24起越往下游方向以預定的錐角θ2越逐漸縮窄之噴射流路26),該噴射流路在前端部開口而形成有噴口(orifice)28。在本例中,噴射流路26的錐角θ2係為40至60°(例如45至55°)之左右的角度。而且,前述噴嘴尖口27的前端面係利用在半徑方向延伸之剖面U字 形的彎曲溝槽而形成為彎曲凹面的型態,且前述噴射流路26在該彎曲凹面的中心部開口,而形成有楕圓形狀的噴口28。
並且,前述整流構件11係包括:可在軸方向(Z軸方向)隔著預定的間隔L2(本例中為4至6mm左右之間隔)而鄰接配設或安裝於前述整流流路6之第一整流元件(整流元件)11a及第二整流元件(整流元件)11b。
各整流元件11a,11b都具有相同型態的格子狀的區隔壁構造(分隔壁構造、格子構造)13。亦即,各整流元件11a,11b都具備有:圓筒狀的殼體12、以及與該殼體形成為一體之格子構造(分隔壁構造)13。另外,為了使一方的第二整流元件11b在周方向對另一方的第一整流元件11a進行定位,在相互鄰接(或相向)的殼體12的開口端部,形成有可在周方向隔著間隔相互卡合之卡合突出部12a及卡合缺口部12b。在本例中,在第一整流元件11a及第二整流元件11b的殼體12中,係以在軸方向彼此相向的方式形成可相互卡合的卡合突出部12a及卡合缺口部12b;且使各整流元件11a,11b可在周方向90°的角度位置相互卡合而進行定位。在本例中,在第一整流元件11a的殼體12及第二整流元件11b的殼體12中,係分別以在Y軸方向彼此相向方式形成卡合突出部12a與卡合缺口部12b,並以在X軸方向彼此相向方式形成卡合缺口部12b與卡合突出部12a。
前述區隔壁構造13係由複數個縱分隔壁(縱區隔壁)14、及複數個橫分隔壁(橫區隔壁)15所形成;各縱分隔壁(縱區隔壁)14係在軸方向(Z軸方向)延伸,且相對於殼體12的軸方向(Z軸方向),在橫方向(X軸方向)以預定的節距P對流體流路1進行區隔;各橫分隔壁(橫區隔壁)15係 在軸方向(Z軸方向)延伸,且在縱方向(Y軸方向)以預定的節距P對流體流路進行區隔。而且,格子構造(分隔壁構造)13係以縱分隔壁14及橫分隔壁15其中一方的分隔壁(就圖4(a)而言為橫分隔壁15)的數量為n時,另一方的分隔壁(就圖4(a)而言為縱分隔壁14)的數量為n+1的關係所形成。本例係如圖4(a)所示,顯示的是分隔壁數n=4的格子構造,且該格子構造係由:以等間隔(節距)P所形成的n=4的橫分隔壁15(相當於在周方向做了角度90°的相位變化後的圖4(b)中的縱分隔壁14);以及以與橫分隔壁相同的等間隔(節距)P所形成的n+1=5的縱分隔壁14(相當於圖4(b)中的橫分隔壁15)所形成。分隔壁數量較少之偶數的橫分隔壁15係以避開圓筒狀流體流路1的中心部方式形成,分隔壁數量較多之奇數的縱分隔壁14之中中央的縱分隔壁係橫貫圓筒狀流體流路1的中心部;包含中央的縱分隔壁在內之中央域(或內方域)的中間縱分隔壁(在圖4(a)中在橫方向位於中央域的分隔壁),係以橫貫圓筒狀流體流路1的中心部方式而與殼體12的內壁接合。如此的區隔壁構造13係形成為以X軸或Y軸為中心軸而對稱的形狀(線對稱的形狀)或左右或上下相同的形狀。亦即,如圖4(a)、圖4(b)所示,若使第一整流元件(整流元件)11a及第二整流元件(整流元件)11b相互地以90°的角度沿周方向變位,就形成相同形狀的區隔壁構造13。另外,縱分隔壁14及橫分隔壁15係以殼體12或流體流路1的中心為基準分別以相同節距所形成,且縱分隔壁14及橫分隔壁15係具有以X軸或Y軸為中心軸而對稱的形狀(線對稱的形狀)的格子構造(格子狀的區隔壁構造)。分隔壁數量較多的縱分隔壁14係以會將殼體12的內徑(流體流路)D等分地 分割之節距P(P=D/(n+2))所形成。分隔壁數量較少的橫分隔壁15係以殼體12(流體流路)的軸心為中心而以大致相同的前述節距P所形成。
如圖4(a)、圖4(b)所示,前述區隔壁構造13係具備有:在殼體12的內壁的周方向相鄰接,而形成前述流體流路1的外周域(內接域)之內接區隔壁群(複數個內接區隔壁)18;以及與該內接區隔壁群鄰接而形成前述流體流路1的內方域之內方區隔壁群(複數個內方區隔壁)19;前述內接區隔壁群18係由:形成在其與殼體12的內壁之間之非格子狀的複數個單位區隔壁16a(亦即由殼體12的內壁與縱分隔壁14及橫分隔壁15所區隔出或分隔出的非格子狀的複數個單位區隔壁16a)所形成。此外,前述內方區隔壁群19係由在縱橫方向規則地鄰接的縱分隔壁14及橫分隔壁15所區隔出或分隔出的格子狀的複數個單位區隔壁16b所形成;各單位區隔壁(非格子狀或格子狀的單位區隔壁)16a,16b形成將流體流路予以細分後的單位流路(與各單位區隔壁16a,16b的形狀對應的非格子狀或格子狀的單位流路)。
再者,如圖4(a)所示,形成前述內方區隔壁群19之複數個縱分隔壁14及橫分隔壁15之中,分隔壁數n=4(偶數)的橫分隔壁15的兩端部係形成與殼體12的內壁連結或連接之外延分隔壁17。另一方面,分隔壁數n+1(奇數)的縱分隔壁14之中中央域的三個縱分隔壁的兩端部係形成與殼體12的內壁連結或連接之外延分隔壁17;分隔壁數n+1的縱分隔壁14之中與殼體12的內壁接近或相面對的兩側部的分隔壁(就圖4(b)而言為位於上下部之兩個橫分隔壁)14a的兩端部不會延伸到前述殼體12的內壁而是與分隔壁數n的橫分隔壁15連結或連接。因此,在殼體12的 內壁與縱分隔壁14及橫分隔壁15之間會形成流路口徑較大的非格子狀的單位區隔壁。亦即,為了避免在內接區隔壁群18中形成流路較窄的狹窄流路,而具有下述型態:當假設分隔壁數n+1=5的縱分隔壁14之中位於兩側部(就圖4(b)而言為上下部)之兩個縱分隔壁14a的兩端部是延伸到前述殼體12的內壁之時,從前述兩側部的橫分隔壁15到殼體12的內壁之分隔壁經切除或斷開之型態。換言之,當假設前述內接區隔壁群18包含有:從前述內方區隔壁群19的複數個縱橫分隔壁14,15延伸而到達殼體12的內壁,且與殼體12的內壁相關聯而形成非格子狀的單位區隔壁16a之複數個外延分隔壁17時,各整流元件11a,11b的區隔壁構造13會具有:前述複數個外延分隔壁17(從分隔壁數n+1=5的縱分隔壁14延伸出的外延分隔壁17)之中到前述殼體12的內壁之長度較小的(在本例中為長度最小的)外延分隔壁17經切除或斷開之型態。
由如此的內接區隔壁群18及內方區隔壁群19所形成的格子構造13,係即使相對於第一整流元件11a使第二整流元件11b朝周方向變位,也可避免區隔壁之重合。亦即,如圖4(c)所示,就算相對於第一整流元件11a使第二整流元件11b在周方向做角度90°的變位,也會具有下述(1)的型態:從前述噴嘴本體5的軸心方向觀看時,在前述軸方向鄰接的第一及第二整流元件11a,11b之中,一方的整流元件11b,11a的內方區隔壁群19的單位區隔壁16b的交點(十字形交點)會位於另一方的整流元件11a,11b的內方區隔壁群19的單位區隔壁16b所形成的單位流路的中心部之型態。因此,可利用第一整流元件11a的格子狀分隔壁14,15的交點部(十字形交點部)將從上游流過來的流體細分或分割為四個細流流體,且可利用第 二整流元件11b的格子狀分隔壁14,15的交點部將分割後的各細流流體再細分或分割為四個細流流體再往下游流通。而且,在相對於第一整流元件11a使第二整流元件11b在周方向做了角度90°的變位之狀態,在前述內接區隔壁群18也不會發生縱橫分隔壁14,15重合的情形,而使第二整流元件11b的分隔壁14,15的交點部(十字形交點部及T字形交點部)會位於第一整流元件11a的分隔壁14,15所形成的非格子狀的單位區隔內。因此,在前述內接區隔壁群18中也可利用第一整流元件11a及第二整流元件11b依序將流體細分或分割為細流,可大幅改善對於流體的整流作用。
再者,格子構造13會具有下述(2)的型態:相對於由複數個格子狀的單位區隔壁(單位分隔壁)14,15以規則方式排列或配置而形成的前述內方區隔壁群19,前述內接區隔壁群18係以不會在其與前述殼體12的內壁之間形成狹窄流路(狹窄的流路)的方式由非格子狀的型態所形成。例如,內接區隔壁群18的單位區隔壁16a之中流路面積最小之最小的單位區隔壁,係具有內方區隔壁群19的單位區隔壁16b之中流路面積最小之最小的單位區隔壁的開口面積的70%以上(例如75至200%)的開口面積。因此,可抑制在第一管體(殼體)7及殼體12的內壁附近之流體亂流化的情形,而且可減低流量分佈的異向性,可使流體更加整流化。而且,因為在前述內接區隔壁群18並沒有狹窄流路(或狹窄區隔壁),所以即使位於最下游側之第二整流元件11b的縱橫分隔壁14,15的方向相對於噴嘴的噴口28的長軸並不相同也可觀察到有效的整流作用,可減輕隨著縱橫分隔壁14,15的方向(配向方向)而變之流量分佈的異向性。因此,可減輕在整流流路6上安裝第二整流元件11b所要求的方向性。再者,因為可加大內接區隔 壁群(分隔壁群)18的開口面積,所以可有效抑制沿著殼體12的內壁流動的流體中的夾雜物堵塞住網目。
〔其他的格子構造之例〕
格子構造的較佳的態樣,以至少外周區隔壁群(或內接區隔壁群)不具備狹窄流路為佳,尤其是區隔壁構造全體(外周區隔壁群及內方區隔壁群)都不具備狹窄流路為佳,具體而言在沿著周方向鄰接的外延分隔壁與前述殼體的內壁及外周區隔壁之間不具備狹窄流路者為佳。沒有狹窄流路之區隔壁構造,可減低隨著整流格子的分隔壁的方向而變之流量分佈的異向性而以均勻的分佈來噴射流體,而且可抑制網目堵塞。
具有沒有狹窄區隔壁的格子構造之整流元件,並不限於前述的圖4所示的例子的格子構造,可用各種態樣形成。例如,由分隔壁數n的分隔壁及分隔壁數n+1的分隔壁所形成的格子構造,例如,如圖5(a)所示,具備有:並不通過殼體12的中心部,而以相同節距所形成的分隔壁數n+1=4(偶數)的縱分隔壁34a;以及分隔壁數n=3(奇數)的橫分隔壁35a之中中央的分隔壁會通過殼體12的中心部之橫分隔壁35a;且n+1=4(偶數)的縱分隔壁34a之中的左右兩側部的縱分隔壁34a係並不到達殼體12的內壁,而是與橫分隔壁35a連結,而n=3(奇數)的橫分隔壁35a係到達殼體12的內壁。具體而言,偶數的縱分隔壁34a之中與殼體12的內壁接近或相面對之兩縱分隔壁34a的兩端部並不到達前述殼體12的內壁,而是與奇數的橫分隔壁35a連結或連接,避免在前述殼體12的內壁之間形成狹窄流路。亦即,具有下述型態:偶數的縱分隔壁34a的外延分隔壁37a之 中到前述殼體12的內壁的長度較小的外延分隔壁37a(就圖5(a)的例子而言係位於左右兩側部,長度最小的外延分隔壁37a)經切除或斷開之型態。
圖5(b)的例子係除了利用分隔壁數n=4(偶數)的縱分隔壁34b、及分隔壁數n+1=5(奇數)的橫分隔壁35b來形成格子構造之外,具有與前述圖5(a)一樣的構造。亦即,分隔壁數n+1=5(奇數)的橫分隔壁35b係到達殼體12的內壁;分隔壁數n=4(偶數)的縱分隔壁34b之中中央域的兩個縱分隔壁係到達殼體12的內壁,與殼體12的內壁接近之兩側部的分隔壁(就圖5(b)而言係位於左右兩側部的兩個縱分隔壁)34b的兩端部則並不到達前述殼體12的內壁,而是與分隔壁數n+1的橫分隔壁35b連結或連接。本例也具有下述型態:偶數的縱分隔壁34b的外延分隔壁37b之中到前述殼體12的內壁的長度較小的(就圖5(b)的例而言係位於左右兩側部,長度最小的)外延分隔壁37b經切除或斷開之型態。
另外,亦可如圖5(c)所示,以相同節距形成n=5的橫分隔壁35c、及六個縱分隔壁34c,且形成格子構造。此區隔壁構造中,分隔壁數n+1=6(偶數)的縱分隔壁34c係包括:位於中央域(或內方域)之兩個第一縱分隔壁34c、與殼體12的內壁接近或相面對之第三縱分隔壁34c、以及位於前述第一縱分隔壁34c與第三縱分隔壁34c之間之中間的縱分隔壁(或第二縱分隔壁)34c;且以等間隔(節距)形成。此等縱分隔壁34c都未通過殼體12的中心部,而是與殼體12的內壁連結或連接。分隔壁數n=5(奇數)的橫分隔壁35c之中位於中央之分隔壁(中央分隔壁)係到達殼體12的內壁,與該中央的橫分隔壁鄰接之兩個橫分隔壁(中間分隔壁)35c的兩端部則並未到達前述殼體12的內壁,而是與n+1=6(偶數)的縱分隔壁 34c之中與殼體12的內壁接近的第三縱分隔壁34c(圖5(c)中位於左右兩側部之兩個縱分隔壁)連結或連接。再者,橫分隔壁之中與殼體12的內壁相面對且靠近內壁之兩個橫分隔壁(接近分隔壁)(圖5(c)中位於上下部之兩個橫分隔壁)35c的兩端部,係並未到達前述殼體12的內壁,而是與分隔壁數n+1的縱分隔壁34c之中的第二縱分隔壁34c連結或連接。亦即,具有下述型態:奇數的橫分隔壁35c的外延分隔壁37c之中到前述殼體12的內壁之長度較小的外延分隔壁37c(就圖5(c)的例子而言,係與中間橫分隔壁及接近橫分隔壁對應,且距離殼體12的長度較小的外延分隔壁37c)經切除或斷開之型態,而避免在前述殼體12的內壁之間形成狹窄流路。
再者,為了形成沒有狹窄流路之外周區隔壁群,外周區隔壁的構造並沒有特別的限制,可具有縱橫分隔壁的端部經切除或斷開之型態。例如,如圖5(d)所示,在由n=5的橫分隔壁、及n+1=6的縱分隔壁所形成之與圖5(c)一樣的格子構造中,n+1=6的縱分隔壁34d之中位於中央域之複數個(本例為兩個)第一縱分隔壁34d、及n=5的橫分隔壁35d都連結或接合到殼體12的內壁;與前述第一縱分隔壁鄰接之第二縱分隔壁(中間縱分隔壁)34d的兩側部(兩端部)並未到達前述殼體12的內壁,而是連結或連接到橫分隔壁35d之中與殼體12的內壁接近或相面對之兩個橫分隔壁(接近分隔壁)35d;與前述第二縱分隔壁(中間縱分隔壁)鄰接,且與殼體12的內壁接近或相面對之第三縱分隔壁34d的兩側部,並未到達前述殼體12的內壁,而是連結或連接到分隔壁數n=5(奇數)的橫分隔壁35d之中與中央的橫分隔壁鄰接之兩個橫分隔壁(中間橫分隔壁)35d。亦即,具 有:第二縱分隔壁(中間縱分隔壁)34d及第三縱分隔壁34d的外延分隔壁37d經切除之型態。
另外,與前述一樣,圖5(a)至圖5(d)中,分隔壁數為偶數的分隔壁係並未通過(或橫貫)殼體的中心部而形成,分隔壁數為奇數的分隔壁之中中央的分隔壁則通過殼體的中心部而形成。如此的態樣之區隔壁構造也與前述格子構造一樣,可實現高整流作用。而且,因為在殼體的內壁與縱分隔壁及橫分隔壁之間形成流路口徑較大的非格子狀的單位區隔壁,所以可長時間都穩定地將流體整流化,也可防止整流元件的網目堵塞。
鄰接的整流元件的區隔壁構造(相同或相似的區隔壁構造),可藉由配設成朝周方向變位(具體而言,在周方向做角度90°的變位)之狀態,來使得從噴嘴本體的軸方向觀看時不相重合,但為了使對於流體的整流作用提高,以具有互不重合的區隔壁(分隔壁)或區隔壁構造為佳。複數個縱分隔壁及複數個橫分隔壁(例如偶數個分隔壁及奇數個分隔壁)雖然可都橫貫流體流路(殼體)的中心部,但分隔壁數為偶數的分隔壁可用相同或不同的節距(尤其是相同的節距),不橫貫流體流路或殼體(尤其是圓筒狀殼體)的中心部,避開中心部而形成。另外,分隔壁數為奇數的分隔壁之中中央的分隔壁可通過或橫貫流體流路(或殼體)的中心部而形成。
較佳的態樣,係在複數個縱分隔壁及/或複數個橫分隔壁(較佳為分隔壁數n的分隔壁及/或分隔壁數n+1的分隔壁,或者偶數的分隔壁及/或奇數的分隔壁)中,至少位於中央域(或內方域)之分隔壁(一個或複數個分隔壁)係與殼體的內壁連結而接合;複數個縱分隔壁及複數個橫分隔壁之中,位於側方域(尤其是兩側方域)之至少一方的分隔壁(例如位於殼體 的內壁側且至少與殼體的內壁接近或相面對之分隔壁)的兩端部,係並未到達前述殼體的內壁,而是與相交的分隔壁或區隔壁連結或連接。
另外,為了避免形成狹窄流路,較佳的格子構造可具有下述(a-1)、(a-2)之型態:(a-1)如前述,前述橫分隔壁及縱分隔壁彼此節距相同,但分隔壁數(前述橫分隔壁及縱分隔壁的分隔壁數)不同之型態;(a-2)前述橫分隔壁及縱分隔壁的密度在流體流路的中央部側較大(例如前述橫分隔壁及縱分隔壁形成為其節距越靠中央部越小),且分隔壁數(橫分隔壁及縱分隔壁的分隔壁數)為相同或不同之型態。在前述態樣(a-2)中,可使以相同節距形成的縱橫分隔壁位於殼體的中央域(或內方域)之型態(使縱橫分隔壁聚集或靠近殼體的中央域(或內方域)之型態)、使縱橫分隔壁的節距P越靠近殼體的中央部越依序減小之型態等,藉此使外周區隔壁的單位區隔(或單位流路)的密度比內方區隔壁的單位區隔(或單位流路)稀疏。例如,分隔壁數為偶數的分隔壁可並未橫貫流體流路(或殼體)的中心部,且與殼體的內壁連結(接合或連接);分隔壁數為奇數的分隔壁其中央的分隔壁可通過或橫貫流體流路(或殼體)的中心部,且與殼體的內壁連結(連接或接合)。此外,亦可為:假設是以殼體的軸心(中心)為基準,將殼體的內徑(流體流路)D等分地分割而形成前述橫分隔壁及縱分隔壁時,並沒有前述橫分隔壁及/或縱分隔壁之中位於兩側部或兩側方域的分隔壁之型態;及/或前述橫分隔壁及縱分隔壁的節距在殼體(或流體流路)的中心部側形成得較小之型態(或形成得越靠近前述中心部越依序變小之型態)。如前述態樣(a-2),將前述橫分隔壁及縱分隔壁形成為不同的分隔壁數,可防止在從噴嘴本體的軸方向觀看時區隔壁相重合的情形,可提高整流作用。
例如,圖5(e)的例子係具有下述型態:四個縱分隔壁34e及五個橫分隔壁35e在縱橫方向延伸而形成格子構造,且分隔壁數為偶數的分隔壁(縱分隔壁)34e係並未通過殼體12及流體流路的中心部且與殼體12的內壁連結或接合,分隔壁數為奇數的分隔壁(橫分隔壁)35e之中中央的分隔壁係通過殼體12及流體流路的中心部(或軸心部),奇數的分隔壁(橫分隔壁)35e之中中央域(或內方域)的分隔壁,包含中央的分隔壁,都是通過殼體12及流體流路的中心部而到達殼體12的內壁之型態。而且,在縱橫方向,縱橫分隔壁34e,35e都是以相同節距,以靠近殼體12的中央部(或中央域)之型態(聚集在殼體12的中央部側之型態)形成。
圖5(f)的例子係除了由三個縱分隔壁34f及四個橫分隔壁35f在縱橫方向延伸而形成格子構造之外,與前述圖5(e)所示的區隔壁構造一樣,縱橫分隔壁34f,35f都以相同節距,以靠近殼體12的中央域(或內方域)之型態(使分隔壁往殼體12的中央部側靠(變位)之型態)形成。
如此的型態之格子構造,也可避免形成狹窄流路,而且從噴嘴本體的軸線方向觀看時,在鄰接的整流元件不會有區隔壁重合的情形,可依序使從上游流過來的流體細流化,可實現高整流作用,而且可抑制在外周區隔壁群之網目堵塞。
另外,在將縱橫分隔壁都往殼體的中央域(或內方域)靠(變位)而形成之型態中,縱橫分隔壁並非一定都要以相同的節距形成,亦可越靠近殼體的中央部越依序減小節距而形成。
〔具有狹窄流路之格子構造〕
前述的例子顯示在單一或鄰接的整流元件中沒有狹窄區隔壁(或狹窄流路)之區隔壁構造,但就算具備有狹窄區隔壁,只要使整流元件以從軸方向觀看時一方的整流元件的區隔壁(或分隔壁)不會與另一方的整流元件的區隔壁(或分隔壁)重合之型態鄰接,一樣表現出高整流作用。
例如,圖6(a)之格子構造係具有n+1=4的縱分隔壁44a及n=3的橫分隔壁45a以相同節距在縱橫方向延伸而到達殼體12的內壁之型態;圖6(b)之格子構造係具有n=4的縱分隔壁44b及n+1=5的橫分隔壁45b以相同節距在縱橫方向延伸而到達殼體12的內壁之型態;圖6(c)之格子構造係具有n+1=6的縱分隔壁44c及n=5的橫分隔壁45c以相同節距在縱橫方向延伸而到達殼體12的內壁之型態。與前述一樣,分隔壁數為偶數的分隔壁(就圖6(a)至圖6(c)而言為縱分隔壁44a至44c)係並未通過殼體12及流體流路的中心部而形成,分隔壁數為奇數的分隔壁(就圖6(a)至圖6(c)而言為橫分隔壁45a至45c)之中中央的分隔壁則是通過殼體12及流體流路的中心部而形成。再者,內接區隔壁群之中從殼體12的內壁延伸到內方區隔壁群的縱橫分隔壁44a至44c,45a至45c之外延分隔壁47a至47c並沒有切除或斷開,在縱橫方向,在殼體12的內壁與縱橫分隔壁(外延分隔壁)之間形成有狹窄區隔壁,且形成有流路狹窄之狹窄流路。
即使形成有如此的狹窄區隔壁,也因為使鄰接的整流元件朝周方向變位(就本例而言係在周方向做角度90°之變位),從噴嘴本體的軸線方向觀看時沒有鄰接的整流元件的區隔壁(或分隔壁)重合的情形,且一方的整流元件的單位區隔壁的交點會位於另一方的整流元件的單位區隔壁所 形成的單位流路內,所以可依序使從上游流過來的流體在內方區隔壁群細分為四個細流,在外周區隔壁群細分為三個以上的細流,可提高整流作用。
前述的例子係使具有相同格子構造之整流格子在流體流路的軸方向鄰接並朝周方向變位而安裝,但鄰接的整流格子不管有無狹窄流路皆可,且可具有彼此不相同的格子構造,且在流體流路,可使鄰接的整流格子朝周方向變位或不變位而安裝。例如,可藉由分別在鄰接的兩個整流格子其中一方的整流格子與另一方的整流格子在X軸方向及Y軸方向彼此不相同的位置形成橫分隔壁及縱分隔壁,而在不使鄰接的兩個整流格子朝周方向變位的情況下,使一方的整流元件的區隔壁的交點位於另一方的整流格子的區隔壁所形成的單位流路內(尤其是四角狀流路的中央部)。另外,鄰接的整流格子可具有彼此相似構造的格子構造,例如,具有尺寸不同的方形(尺寸不同的正方形,短軸及/或長軸的長度不同的長方形等)的區隔壁之格子構造。使如此型態的整流格子鄰接,並視需要使之彼此相對地朝周方向變位而配設於流體流路,也可有效地使從上游流過來的流體細流化而加以整流化。
除了前述橫分隔壁及縱分隔壁的密度係在流體流路的中央部側較大,且橫分隔壁及縱分隔壁的分隔壁數係相同或不同之型態(圖5(e),圖5(f)之態樣等)之外,不管是否具有狹窄流路,在格子構造中,分隔壁數較多的分隔壁亦可由幾乎等分地分割殼體的內徑(流體流路)D之節距P(P=D/(n+2))來形成,分隔壁數較少的分隔壁亦可以殼體(流體流路)的軸心為中心並由與前述節距P大致相同的節距來形成。
將格子構造的整流元件配設或安裝到噴嘴本體的整流流路,且從形狀異向性的形狀的噴口(例如長細狀或楕圓形狀(卵狀)的噴口)噴射流體的話,依相對於噴口的長軸之整流格子的分隔壁的方向(或旋轉角度位置)而定,會有噴射性能(例如衝擊力性能)降低的情況。亦即,會有在流量分佈上產生異向性的情況。如此的情況,經上游的區隔壁細分為複數個細流(例如四個以上的細流)後,細分為細流的流體再經下游的區隔壁進一步細分為複數個細流(例如四個以上的細流),就可抑制由於與噴口的位置關係所造成的不良影響,可使流量分佈均勻化,可減低異向性,可提高衝擊力性能。尤其在沒有狹窄流路的整流格子,特別是在內接區隔壁群沒有狹窄流路的整流格子,可更加減低異向性,可提高衝擊力性能。與具有的是非格子狀的區隔壁構造之整流元件相比較,整流格子(具有格子構造之整流元件)在可利用較廣範圍的開口面積比來使衝擊力提高上較有利。
〔非格子構造〕
前述區隔壁構造並不限於格子狀的區隔壁構造,亦可為非格子狀的區隔壁構造(非格子構造)。非格子構造的複數個整流元件也一樣,可視需要而相對地朝周方向變位,而在軸方向鄰接地配設或安裝於流體流路,且在鄰接的整流元件,非格子構造可相同或相似或不相同。
非格子構造的整流元件亦可由下述(b)的區隔壁群所形成,該區隔壁群係具備有:相互鄰接而形成內方區隔壁群(內方單位流路群)(蜂巢狀內方區隔壁群等)之複數個多角形狀區隔壁、以及在半徑方向橫貫該複數個多角形狀區隔壁或從前述多角形狀區隔壁的外周壁往半徑方向延伸而到達殼體的內壁之外延分隔壁(或放射狀壁)。放射狀壁亦可在半徑方向橫貫 多角形狀區隔壁,例如可呈對角線狀橫貫格子狀或四角形狀的區隔壁。放射狀壁通常以從前述多角形狀區隔壁的外周壁往半徑方向延伸之情況較多,例如可從多角形狀區隔壁的外周壁的角(corner)部往半徑方向延伸。
例如,如圖7所示,內方區隔壁群59c係利用將複數個六角形狀區隔壁或單位區隔壁56在半徑方向及周方向鄰接而形成的蜂巢狀的區隔壁群來形成,且將從該蜂巢狀內方區隔壁群59的外周壁呈放射狀延伸的放射狀壁或外延分隔壁(本例中為十二個外延分隔壁)57連結至殼體12的內壁。在本例中,係從與殼體12的內壁相向的複數個六角形狀區隔壁之中在周方向鄰接的六角形狀區隔壁中的一方的六角形狀單位區隔壁56的分隔壁55的中央部、及另一方的六角形狀單位區隔壁56的頂部呈放射狀延伸出外延分隔壁(放射狀壁)57。具備如此的蜂巢構造的區隔壁群,也一樣因為外延分隔壁57以比六角形狀(蜂巢狀)區隔壁56的分隔壁55的長度還大的周方向之間隔(節距)朝半徑方向延伸,所以能夠不形成狹窄區隔壁地與殼體12的內壁相關聯(亦即六角形狀區隔壁56的分隔壁55與殼體12的內壁與外延分隔壁57一起形成)來形成外周區隔壁群(或內接區隔壁群)58。
另外,前述的外延分隔壁並非一定要在鄰接的六角形狀區隔壁以交替方式從分隔壁的中央部及頂部延伸出,亦可在蜂巢狀內方區隔壁群的周方向從六角形狀區隔壁的分隔壁的中央部及/或頂部延伸出(亦即,亦可非交替方式、亦可都從中央部延伸出、亦可都從頂部延伸出)。
另外,前述內方區隔壁群以由規則地配置的區隔壁所形成較佳,如前述,並不限於蜂巢狀的型態(形成蜂巢狀的區隔壁群之六角形狀等 的型態的區隔壁),亦可為前述態樣(a)之多角形狀的內方區隔壁群的型態,例如形成格子狀區隔壁群之四角形狀區隔壁等的型態。
前述區隔壁構造亦可形成為以X軸及/或Y軸為中心軸而非對稱的形狀,但為了均勻地對流體產生整流作用,以形成為對稱形狀(線對稱形狀)的型態較佳。
又,區隔壁構造亦可利用在殼體的半徑方向呈放射狀延伸的複數個分隔壁(放射狀壁)來形成。然而,一個放射狀的分隔壁只能將從上游流過來的流體分割為兩道細流。因此,要難以使整流作用提高。相對於此,若使一個或複數個環狀壁與在周方向上不同位置往半徑方向延伸的放射狀的分隔壁(放射狀壁)相組合,就可將從上游流過來的流體分割或細分為三道以上的複數個細流,可大幅提高整流作用。因此,相較於前述(b)蜂巢狀的型態的區隔壁構造,下述態樣(c)的區隔壁構造較佳。
態樣(c)的區隔壁構造亦可利用包含:同心的多角形狀(例如三角形狀、四角形狀、五角形狀、六角形狀、八角形狀等之多角形狀)或同心圓狀的一個或複數個環狀壁;至少於在半徑方向鄰接的前述環狀壁,在周方向上不同的位置往半徑方向延伸而連結鄰接的前述環狀壁之複數個中間放射狀壁;以及與該中間放射狀壁係在周方向上不同的位置,從最外周的環狀壁往半徑方向延伸而到達殼體的內壁之複數個外延分隔壁之區隔壁群來形成。就具備一個環狀壁之區隔壁構造而言,係可將殼體的內壁視作為環狀壁,一個環狀壁與殼體的內壁可形成鄰接的兩個環狀壁。在如此的區隔壁構造中,放射狀壁可用與環狀壁相關聯而在周方向上的位置不同之各種態樣來形成,而且,可具有從最內周的環狀壁的中心部往半徑方向呈 放射狀擴展延伸而到達最內周的環狀壁之最內放射狀壁、及/或從在周方向上的相同位置往半徑方向延伸之放射狀壁。從最外周的環狀壁,係在周方向隔著間隔而形成在半徑方向延伸而到達殼體的內壁之外延分隔壁,該外延分隔壁可形成外方放射狀壁。中間放射狀壁可形成為以殼體的軸心為中心而在各環狀壁在周方向等間隔地形成,在鄰接的環狀壁,中間放射狀壁可在周方向等間隔地往不同的半徑方向延伸。
圖8(a)所示的區隔壁構造,內方區隔壁群69a係具備有:在半徑方向以相同的間隔形成的同心狀的複數個八角形狀的環狀壁(本例中為三個八角形狀的環狀壁)61a,62a,63a;以及依序在周方向上的不同位置連結相互鄰接的環狀壁之中間放射狀壁65a,66a。就本例而言,係具備有:八個第一中間放射狀壁65a、以及八個第二中間放射狀壁66a,且利用與彎曲的梯形形狀相似的形狀的區隔壁來形成內方區隔壁群69a;其中,各第一中間放射狀壁65a係從最內周的第一個八角形狀的環狀壁61a的角部在周方向以相同間隔(節距)延伸到鄰接的第二個八角形狀的環狀壁62a的角部;各第二中間放射狀壁66a係與該第一中間放射狀壁在周方向上不同的位置,從第二個八角形狀的環狀壁62a的分隔壁64的中央部延伸到鄰接的第三個八角形狀的環狀壁63a的分隔壁64的中央部。另外,從最外周的第三個八角形狀的環狀壁63a的角部延伸出八個外延分隔壁(外方放射狀壁)67a到殼體12的內壁,而形成內接區隔壁群68a。
另外,如前述,亦可取代八角形狀的環狀壁,而採用多角形狀的環狀壁,例如三角形狀、四角形狀、五角形狀、六角形狀等之環狀壁(例如六至十二邊的環狀壁)來形成內方區隔壁群。另外,中間放射狀壁及外 延分隔壁並不限於從多角形狀的環狀壁的角部延伸出,亦可從形成環狀壁之分隔壁往半徑方向延伸出。
圖8(b)所示的區隔壁構造,係由內方區隔壁群69b,且包含在半徑方向及周方向鄰接的相似形狀的扇形區隔壁之區隔壁所形成;其中該內方區隔壁群69b係具備有:在半徑方向以相同的間隔形成的複數個同心圓狀環狀壁(本例中為三個同心圓狀的環狀壁)61b,62b,63b;以及在周方向上不同的位置連結鄰接的環狀壁之放射狀壁64b,65b,66b。就本例而言,係具備有:呈直線狀橫貫(或從中心部延伸)三個環狀壁的中心部而到達殼體12的內壁之複數個(本例中為兩個)第一放射狀壁(或基準放射狀壁)64b;與該第一放射狀壁正交,且從最內周的第一環狀壁61b開始經過最外周的第三環狀壁63b而到達殼體12的內壁之複數個(本例中為四個)第二放射狀壁65b;在周方向位於第一放射狀壁64b與第二放射狀壁65b之間,從第二環狀壁62b開始經過鄰接的第三環狀壁63b而到達殼體12的內壁之複數個(本例中為四個)第三放射狀壁66b;以及在周方向位於第一及第二放射狀壁64b,65b與第三放射狀壁66b之間,從第三環狀壁63b延伸到殼體12的內壁之複數個(本例中為八個)外延分隔壁(放射狀壁)67b。另外,橫貫最內周的第一環狀壁61b之第一放射狀壁64b係形成最內放射狀壁,而從第一環狀壁61b依序連結最外周的第三環狀壁63b之第二放射狀壁65b、以及第三放射狀壁66b係形成中間放射狀壁。連結最外周的第三環狀壁63b與殼體12的內壁之分隔壁,係形成外延分隔壁(外方放射狀壁)67b,而最外周的第三環狀壁63b、殼體12的內壁及外延分隔壁(放射狀壁)67b係形成內接區隔壁群68b。
如此型態的區隔壁構造也一樣,可利用在周方向上不同的位置之放射狀壁將流體分流為細流,可提高整流作用。而且,在外周區隔壁群沒有狹窄區隔壁,所以可抑制在殼體內壁之亂流的產生,而且可抑制夾雜物堵塞網目。
圖9(a)所示的區隔壁構造的內方區隔壁群79a係具備有:在殼體12內配設成同心圓狀之一個環狀壁(分隔壁)71a;以及從中心部往半徑方向呈放射狀延伸而在周方向等間隔(等角度)地區隔該環狀壁之複數個第一放射狀壁(最內放射狀壁)74a;而內接區隔壁群78a係具備有:與該第一放射狀壁在周方向上不同的位置,且等間隔地從前述環狀壁71a往半徑方向延伸而到達殼體12的內壁之複數個外延分隔壁(中間或第二放射狀壁)77a。在本例中,顯示的第一放射狀壁74a是從中心部往半徑方向延伸之六個放射狀壁(由橫貫環狀壁71a的中心部之三個橫斷壁所形成,且以周方向60°之角度間隔往半徑方向延伸之內方放射狀分隔壁)74a,顯示的外延分隔壁(第二放射狀壁)77a是往半徑方向延伸的十個放射狀壁(外延分隔壁;以周方向36°之角度間隔往半徑方向延伸之中間放射狀壁)。就圖示的例子而言,第一整流元件與第二整流元件係在周方向做角度30°之變位而安裝,且以:在周方向,複數個第一放射狀壁74a之中預定的一個放射狀壁會位於複數個外延分隔壁(第二放射狀壁)77a之中鄰接的預定的外延分隔壁之間(以中心部為基準而在相向的位置之外延分隔壁之間)的關係來形成第一放射狀壁74a及外延分隔壁(第二放射狀壁)77a。圖9(a)所示的區隔壁構造係使兩個整流元件相對地在周方向做90°的角度之變位仍然會是相同的形狀之構造。
較佳的態樣,係在殼體內將複數個環狀壁形成為同心圓狀。圖9(b)所示的區隔壁構造的內方區隔壁群79b係具備有:在殼體12內配設成同心圓狀之複數個環狀壁(分隔壁)71b,72b;在周方向等間隔地將複數個環狀壁之中最內周的第一環狀壁71b等分之複數個第一放射狀壁(最內放射狀壁)74b;以及與該第一放射狀壁在周方向上的位置不同,在周方向等間隔地在第一環狀壁71b與第二環狀壁72b之間進行區隔之複數個第二放射狀壁(中間放射狀壁)75b;而內接區隔壁群78b係具備有:與前述第二放射狀壁75b在周方向上的位置不同,在周方向等間隔地從第二環狀壁72b往半徑方向延伸而到達殼體12的內壁之複數個外延分隔壁(外方或第三放射狀壁)77b。在本例中,揭示的是將兩個環狀壁71b,72b配置成同心圓狀,揭示的第一放射狀壁74b是在半徑方向延伸的三個放射狀壁(通過第一環狀壁的中心部,以角度120°之間隔往半徑方向延伸的三個放射狀壁),揭示的第二放射狀壁75b及外延分隔壁(第三放射狀壁)77b是以角度72°之間隔往半徑方向延伸之五個放射狀壁。就本例而言,第一整流元件與第二整流元件係在周方向做角度180°之變位而安裝。
圖9(c)所示的區隔壁構造係具備有:在殼體12內有兩個環狀壁(分隔壁)71c,72c配置成同心圓狀,通過位於中心部側的第一環狀壁71c的中心部而在半徑方向呈直線狀延伸之兩個第一放射狀壁(最內放射狀壁)74c;與該第一放射狀壁在周方向上的位置不同,在周方向以相同的角度60°之間隔(節距)對第一環狀壁71c及第二環狀壁72c進行區隔而往半徑方向延伸之六個第二放射狀壁(中間放射狀壁)75c;以及與該第二放射狀壁在周方向上的位置不同,在周方向以相同的角度36°之間隔(節距)對第二 環狀壁72c及殼體12的內壁進行區隔而往半徑方向延伸之十個外延分隔壁(外方或第三放射狀壁)77c。就本例而言,第一整流元件與第二整流元件係相對地在周方向做角度90°之變位而安裝。
圖9(d)所示的區隔壁構造係具備有:從位於中心部側的第一環狀壁(分隔壁)71d的中心部以相等的角度72°呈放射狀延伸之五個第一放射狀壁(最內放射狀壁)74d;與該第一放射狀壁在周方向上的位置不同,在周方向以相同的角度40°之間隔(節距)對第一環狀壁71d及第二環狀壁72d進行區隔而往半徑方向延伸之九個第二放射狀壁(中間放射狀壁)75d;以及與該第二放射狀壁在周方向上的位置不同,在周方向以相同的角度40°之間隔(節距)對第二環狀壁72d及殼體12的內壁進行區隔而往半徑方向延伸之九個外延分隔壁(外方或第三放射狀壁)77d。就本例而言,第一整流元件與第二整流元件係相對地在周方向做角度180°之變位而安裝。
圖9(e)所示的區隔壁構造係具備有在殼體12內配置成同心圓狀之三個環狀壁(分隔壁)71e,72e,73e,且具備有:並不對位於中心部側之第一環狀壁71e的流路進行區隔,在周方向以角度72°之間隔往半徑方向延伸而對第一環狀壁71e及第二環狀壁(中間環狀壁)72e進行區隔之五個第一放射狀壁(第一中間放射狀壁)75e;與該第一放射狀壁在周方向上的位置不同,在周方向以約51°之角度間隔往半徑方向延伸而對第二環狀壁72e及第三環狀壁(最外周環狀壁)73e進行區隔之七個第二放射狀壁(第二中間放射狀壁)76e;以及與該第二放射狀壁(分隔壁)76e在周方向上的位置不同,在周方向以角度40°之間隔往半徑方向延伸而對第三環狀壁73e及殼體12的內壁進行區隔之九個外延分隔壁(外方或第三放射狀壁)77e。 就本例而言,第一整流元件與第二整流元件係相對地在周方向做角度180°之變位而安裝。
如此的非格子構造的複數個整流元件也一樣,可朝周方向變位或不做變位而在流體流路的軸方向鄰接而配設或安裝。就前述圖9的例子而言,鄰接的兩個整流元件因為兩方具備的一個或複數個環狀壁的半徑相同,一方的整流元件的區隔壁(放射狀壁)會位於另一方的整流元件的區隔壁所形成的單位流路(環狀扇狀流路等)內。相對於此,亦可在一方的整流元件及另一方的整流元件形成互相的半徑不相同的環狀壁,並視需要互相在周方向上的不同位置形成放射狀壁,藉此使一方的整流元件的區隔壁的交點及/或區隔壁(放射狀壁)位於另一方的整流元件的區隔壁所形成的單位流路(尤其是中央部或周方向的中央部)內。例如,可相對於一方的整流元件的一個或複數個環狀壁,將另一方的整流元件的一個或複數個環狀壁形成為在半徑方向隔著間隔(較佳的是等間隔)而形成,再視需要而相對於一方的整流元件的複數個放射狀壁,在周方向上的不同位置形成另一方的整流元件的放射狀壁。另外,鄰接的整流元件可具有相互相似的構造,例如具有尺寸不同的扇形(半徑方向的長度及/或周方向的長度不同的扇形)的區隔壁之區隔壁構造。使如此型態的整流元件相鄰接,並視需要使之相對地朝周方向變位而配設於流體流路,就可更有效的使從上游流過來的流體細流化而加以整流化。此外,非格子構造的整流元件也一樣,可在沒有狹窄流路的整流元件,特別是在內接區隔壁群沒有狹窄流路的整流格子,形成外延分隔壁呈放射狀擴展的型態,所以可更加減低流量分佈的異向性,可提高衝擊力性能。
較佳的非格子狀區隔壁構造的態樣可具備有:以最內周的環狀壁的中心部為軸心,越往半徑方向外方,依序使在周方向上的位置不同(特別是在周方向等間隔或等角度),而往半徑方向延伸來連結在半徑方向鄰接的複數個環狀壁之複數個中間放射狀壁(在周方向相隔著間隔而對環狀流路進行區隔之複數個中間放射狀壁);以及從最外周的環狀壁,以與從鄰接的環狀壁延伸來的前述中間放射狀壁在周方向的位置不同之方式(特別是在周方向等間隔或等角度),延伸到達殼體的內壁之複數個外方放射狀壁(外延分隔壁);再者,可具備有:從最內周的環狀壁的中心部呈放射狀(特別是在周方向等間隔或等角度)擴展,且到達最內周的環狀壁之中與前述中間放射狀壁的外延部位不同的在周方向的位置之複數個最內放射狀壁(往最內周的環狀壁的中心部延伸而在前述中心部聚合之複數個最內放射狀壁)。
〔區隔壁構造〕
前述態樣(a)至態樣(c)的區隔壁可做各種變化,區隔壁構造(外周區隔壁群及內方區隔壁群)可由在縱橫方向、周方向及/或半徑方向延伸的分隔壁(壁面朝軸方向延伸之分隔壁)所形成。區隔壁構造可由在殼體的朝軸方向延伸,且形成單位流路之單位區隔壁所形成,各單位區隔壁可由各種型態的區隔壁及分隔壁,例如多角形狀的型態的基本單位區隔壁、在周方向延伸的分隔壁(多角環狀、圓環狀、楕圓環狀等的環狀型態的分隔壁)、在半徑方向延伸的分隔壁(放射狀壁等)等所形成。由此等基本單位區隔壁及分隔壁所形成的單位區隔壁的型態並沒有特別的限制,例如,單位區隔壁的框形狀可為:三角形狀、四角形狀(也包含正四角形、長方形、菱形等之矩 形)、六角形狀等之多角形狀的型態;多角環狀、圓環狀、楕圓環狀等之環狀的型態;在半徑方向將多角環、圓環等之環分割後的型態;在半徑方向將在半徑方向鄰接的前述環分割後的型態等之型態,另外,在內接區隔壁群中,可對應於殼體的圓筒狀的內壁而具有彎曲壁。
區隔壁構造可具備有:在前述殼體的內壁的周方向相鄰接,用來形成前述流體流路的外周域的外周單位流路群(複數個外周單位流路)之外周區隔壁群(複數個外周單位區隔壁);以及與該外周單位流路群鄰接,用來形成前述流體流路的內方域的內方單位流路群(複數個內方單位流路)之內方區隔壁群(複數個內方單位區隔壁)。
前述外周區隔壁群係至少具備內接區隔壁群,可具備有二重、三重等之環狀(同心多角形狀、同心圓狀等)的型態且內接區隔壁群鄰接於內方(半徑方向內方)的型態的區隔壁群。較佳為外周區隔壁群可由:內接於前述殼體的內壁且在周方向相鄰接配置的複數個內接區隔壁(與殼體的內壁相關聯而形成的非格子狀的單位區隔壁等)所形成的內接區隔壁群(或單位區隔壁群)來形成。
另外,在整流格子中,形成前述內接區隔壁之複數個橫分隔壁及縱分隔壁之中,與前述殼體的內壁接近或相面對之至少一方的分隔壁(較佳為左右部(兩側部)及/或上下部的分隔壁(或兩側方域的分隔壁);或者在其與殼體的內壁之間形成非格子狀的區隔壁之分隔壁)的至少一方的端部(較佳為兩端部),可並未到達前述殼體的內壁,而是與另一方的分隔壁或區隔壁連結或連接。前述內接區隔壁群可具備有:從前述內方區隔壁群的複數個單位區隔壁開始延伸而到達殼體的內壁,且與殼體的內壁相關聯而 形成單位區隔壁(非格子狀的單位區隔壁)之複數個外延分隔壁(外延區隔壁)。各整流元件的區隔壁構造可具有:前述複數個外延分隔壁(外延區隔壁)之中,到前述殼體的內壁的長度較小的外延分隔壁(較佳為至少長度最小的外延分隔壁)經切除或斷開之型態。而且,至少長度最大的外延分隔壁係不切除,而是與殼體的內壁接合。
外周區隔壁群及內方區隔壁群亦可由不規則或隨意配置的區隔壁所形成,但以至少內方區隔壁群係由通常為規則地排列或配置的區隔壁(尤其是相似或相同形狀的區隔壁,例如相同形狀的區隔壁)所形成者為佳。
前述區隔壁構造(外周區隔壁群及內方區隔壁群),尤其至少內方區隔壁群可由相似或相同形狀的區隔壁,例如(a):由相互鄰接的複數個多角形狀的單位區隔壁群(或基本單位區隔壁群)所形成,可具有例如由三角形狀的區隔壁相鄰接而成的多角形的型態、格子狀的型態、蜂巢狀的型態等之型態,且不限於相同形狀的區隔壁,亦可具有相似形狀,例如組合三角形與四角形而成的形狀、菱形形狀等之區隔壁。另外,前述內方區隔壁群可由相互鄰接而以預定的節距規則地排列或配置的複數個單位區隔壁(單位區隔壁群)所形成,內方區隔壁群可由流路口徑相等的單位區隔壁所形成。
在前述態樣(a)中,較佳為複數個整流元件的至少內方區隔壁群(特別是也包含內接區隔壁群之區隔壁構造全體)具有相似或相同形狀的區隔壁(例如由在縱橫方向延伸的分隔壁所形成的格子狀區隔壁)。例如,格子構造係具有包括在縱方向(Y軸方向)延伸,在橫向的X軸方向以預定的 節距對流體流路進行區隔的複數個縱分隔壁;以及在橫方向(X軸方向)延伸,在縱向的Y軸方向以預定的節距對流體流路進行區隔的複數個橫分隔壁之格子狀的區隔壁構造(格子構造)。在如此的區隔壁構造中,前述橫分隔壁及縱分隔壁的數目可相同或不同。橫分隔壁及縱分隔壁的數目可各自為從例如2至10,較佳為3至6,更佳為4至6之程度的範圍內選擇的數目。另外,分隔壁數太少的話整流作用會降低,太多則壓力損失會變大而且開口面積會變小,容易使流體的衝撃力降低。
橫分隔壁及縱分隔壁只要不會在殼體的內壁與縱橫分隔壁(外延分隔壁)之間形成狹窄區隔壁即可,亦即,只要不會因為狹窄區隔壁而形成流路狹窄的狹窄流路即可,可為相同的分隔壁數。另外,就算使用因為狹窄區隔壁而形成有流路狹窄的狹窄流路之整流元件,只要可配設成從軸方向觀看複數個前述整流元件時,一方的整流元件的區隔壁(或分隔壁)不會與另一方的整流元件的區隔壁(或分隔壁)重合的型態即可,橫分隔壁及縱分隔壁的分隔壁數可相同。
分隔壁數不同的橫分隔壁及縱分隔壁可由奇數與奇數的關係、偶數與偶數的關係來形成,特別亦可由奇數與偶數的區隔壁(分隔壁)數的關係來形成。例如,相對於橫分隔壁及縱分隔壁其中一方的分隔壁的數目n為奇數(例如3、5、7等),另一方的分隔壁的數目m可為偶數(例如2、4、6、8等)。具體而言,一方的分隔壁的數目為n,另一方的分隔壁的數目為m時,將分隔壁數的組合表示為n×m,則可以n×m=2×3、2×5、3×4、3×5、4×5、5×6等之關係,尤其是n在3至5,m在4至6的關係來形成格子構造。
在較佳的態樣中,可為前述橫分隔壁及縱分隔壁其中一方的分隔壁的數目為n時,另一方的分隔壁的數目為m=n+1的關係來形成格子構造。n可為從2至10(例如3至8)之程度的範圍內選擇的數,該範圍較佳為3至7,更佳為3至6,特佳為3至5(特別是其中的4或5)。
格子構造中的前述外周區隔壁群,也可由具備有內接於前述殼體的內壁且在周方向鄰接的複數個單位區隔壁(單位區隔壁群)之內接區隔壁群所形成。內接區隔壁群可具備有從前述內方區隔壁群的複數個分隔壁延伸出而到達殼體的內壁之複數個外延分隔壁,該外延分隔壁可與殼體的內壁相關聯而形成單位區隔壁(非格子狀的單位區隔壁)。
再者,在具有前述態樣(b)、態樣(c)的前述放射狀的分隔壁(放射狀壁)之非格子狀的區隔壁構造中,至少內方區隔壁群(尤其是也包含內接區隔壁群之區隔壁構造全體),係具有由至少在周方向,較佳為在周方向及半徑方向鄰接的大致為梯形形狀或環狀扇形形狀分隔壁所形成的相似或相同形狀的區隔壁、格子狀區隔壁或蜂巢狀區隔壁等之相似或相同形狀的區隔壁。在前述態樣(c)中,環狀壁的數目可為一個或複數個,尤以複數為佳,例如2至7個,較佳為2至5個,更佳為2至4個,特佳為2或3個。複數個環狀壁可在半徑方向隔著相同間隔(節距)而形成,亦可隨著從中心部越往半徑方向外方使環狀壁的間隔(半徑方向的節距)減小或加大。放射狀壁(或在半徑方向延伸之放射狀壁的假想線)可通過或未通過最內周的環狀壁的中心部而在半徑方向延伸而形成。對於由相互鄰接的環狀壁所形成的一個環狀流路進行區隔之中間放射狀壁(以環狀壁的中心部為基點而呈放射狀往外擴展的放射狀壁)的數目,只要依據環狀壁的數目等而在2以 上(尤其是在3以上)即可,可為從4至20,較佳為5至16,更佳為6至12之程度的範圍內選擇的數目。例如,形成內方區隔壁群之放射狀壁的數目,在最內周的環狀壁(筒狀流路)可為0至10(較佳為3至8,更佳為4至6)個,在複數個環狀壁鄰接之型態中,在相互鄰接的環狀壁(環狀流路),可為4至14(較佳為5至12,更佳為6至10)個。形成內接區隔壁群之外延分隔壁的數目,可為5至18(較佳為6至14,更佳為8至12)個。在一個或複數個環狀壁,以從中心部(軸心部)越往殼體內壁的半徑方向外方,依序形成越多的放射狀壁為佳。複數個放射狀壁可在周方向,以角度15至180°(例如18至120°),較佳為20至90°(例如30至60°)之程度的間隔呈放射狀形成。
在相互於半徑方向鄰接的環狀壁,放射狀壁的數目可相同或不同;形成前述內接區隔壁群之外延分隔壁(或外方放射狀壁)的數目,可比形成前述內方區隔壁群之放射狀壁的數目多;可使放射狀壁的數目,從最內周越往最外周的環狀壁或殼體的內壁的方向(半徑方向外方)越增加。從在半徑方向鄰接的環狀壁,只要使在周方向上的位置不同而使放射狀壁往半徑方向延伸即可,在前述鄰接的環狀壁,放射狀壁的在周方向的節距(或角度)可不同,但較佳為相同。在較佳的態樣中,可在不損及衝突性能,不會形成狹窄流路的範圍內,將外周區隔壁(尤其是內接區隔壁)的單位區隔的密度形成得比內方區隔壁的單位區隔稀疏。例如,在具有一個或複數個環狀壁之區隔壁構造中,為了抑制在殼體的內壁附近的流路口徑變得過大,可在複數個環狀壁,包含從中心部延伸出的對最內周的環狀壁進行區隔的放射狀壁在內,使從中心部或環狀壁往半徑方向向外延伸的放射狀壁的數 目隨著越從中心部或最內周往半徑方向外方,越依序增加。在一個或複數個環狀壁,較佳的放射狀壁係包括:在周方向以相同角度節距(或間隔)鄰接而從環狀壁往中心部方向延伸之複數個內方放射狀壁(包含最內放射狀壁);以及與該內方放射狀壁的延伸出的部位的在周方向上的位置不同,在周方向以相同的角度節距(或間隔)從環狀壁往外延伸之複數個外方放射狀壁,且外方放射狀壁係形成得比內方放射狀壁多。
在較佳的整流格子的態樣(a)中,內方區隔壁群可由在縱橫方向鄰接的矩形(正四角形、長方形等之矩形)的區隔壁所形成,外周區隔壁群(尤其是內接區隔壁群)可由至少包含第一外周區隔壁(ㄈ字形分隔壁的開口端與殼體的彎曲內壁接合的型態的區隔壁),且亦可由可包含與殼體的彎曲內壁接近的分隔壁所形成的第二外周區隔壁(半圓形、扇形等之將圓環分割後的型態的區隔壁)之區隔壁群所形成。內方區隔壁群的區隔壁、第一外周區隔壁及/或第二外周區隔壁的區隔壁可具有相似或相同形狀。
在較佳的非格子狀的整流元件的態樣(b)、態樣(c)中,內方區隔壁群係形成蜂巢構造之六角形狀區隔壁;且由區隔壁群所形成,該區隔壁可包含:至少包含至少在周方向(較佳為在周方向及半徑方向)鄰接之第一內方區隔壁(由在半徑方向鄰接的多角環或圓環狀的環狀壁、及在半徑方向延伸而連結前述鄰接的環狀壁之中間放射狀壁所形成,大致為梯形形狀、環狀扇形狀(annular sector)等之區隔壁),且至少由最內周的環狀壁所形成的第二內方區隔壁(亦即,並未受到最內放射狀壁的區隔之最內周的環狀壁的區隔壁;或最內周的環狀壁受到從中心部往半徑方向延伸的最內放射狀壁的區隔,且在周方向鄰接之區隔壁,例如半圓狀、扇狀等之區隔壁);而 外周區隔壁群(尤其是內接區隔壁群)可由:由環狀壁與殼體內壁與放射狀壁所形成,且在周方向鄰接之區隔壁(大致為梯形形狀、環狀扇形狀等之區隔壁)所形成。第一內方區隔壁、第二內方區隔壁及/或外周區隔壁群的區隔壁可具有相似或相同形狀。
〔外延分隔壁〕
如前述,外周區隔壁(或內接區隔壁)之中,與殼體的內壁連結或接合之分隔壁係形成前述外延分隔壁。在單一的或鄰接的整流元件,為了避免形成狹窄區隔壁(或狹窄流路),區隔壁構造可具有複數個外延分隔壁之中到前述殼體的內壁之長度較小的外延分隔壁(較佳為至少長度最小的外延分隔壁)經切除或斷開之型態。例如,可將相對於內方區隔壁的分隔壁的長度,具有不到70%,較佳為不到50%,更佳為不到40%,特佳為不到30%的長度之外延分隔壁予以切除。另外,複數個外延分隔壁之中,至少最大長度的外延分隔壁通常係不加切除,而是連結或接合到殼體的內壁。
另外,可將複數個外延分隔壁之中,與殼體的內壁相關聯而形成相對於內方區隔壁群的單位區隔壁的開口面積而言較小的開口面積(例如相對於上述內方區隔壁群的單位區隔壁的開口面積而言不到80%(例如5至70%),較佳為不到60%(例如10至50%),更佳為不到40%(例如15至30%)的較小的開口面積)的外周單位區隔壁(尤其是內接單位區隔壁或狹窄區隔壁)之外延分隔壁經切除或斷開;可將形成比內方區隔壁群的單位區隔壁的開口面積小的開口面積的單位區隔壁之外延分隔壁予以切除或斷開。藉由如此的外延分隔壁的切除或斷開,就不會形成狹窄區隔壁(狹窄 流路);即使在殼體的內壁部也可使流體滑順地流動而可提高衝擊力;可減低流量分佈的異向性;可抑制夾雜物造成整流元件的網目堵塞。
例如,為了防止與殼體的內壁相關聯而形成狹窄流路,可使形成前述外周區隔壁群(或內接區隔壁群)之複數個橫分隔壁及縱分隔壁之中,與前述殼體的內壁接近或相面對的至少一方的分隔壁(就前述圖4(a)的例子而言為奇數的縱分隔壁14之中位於兩側部的縱分隔壁14)的至少一方的端部(較佳為兩端部),並不到達前述殼體的內壁,而是與另一方的分隔壁(就前述圖4(a)的例子而言為偶數的橫分隔壁15之中位於上下部的橫分隔壁15)連結或連接。亦即,在其與殼體的內壁之間形成流路口徑較小的非格子狀的區隔壁之分隔壁的至少一方的端部(較佳為兩端部)可並不到達前述殼體的內壁,而是與另一方的分隔壁或區隔壁連結或連接。
另外,由包含殼體的內壁之狹窄區隔壁所形成的狹窄流路,係指流路口徑比內方區隔壁群的單位區隔壁(規則的相同或相似形狀的單位區隔壁)的流路口徑還小的流路,前述狹窄流路的流路口徑,可相對於內方區隔壁群的單位區隔壁(規則的單位區隔壁)的流路口徑在1至80%,較佳為在5至70%,特佳為在10至50%之程度。狹窄流路的流路口徑可在小於2mm(例如0.1至1.5mm),特佳為在0.2至1mm之程度。
〔分隔壁或區隔壁的節距等〕
在單一的整流元件,前述分隔壁(橫分隔壁、縱分隔壁、環狀壁、放射狀壁等)的厚度,在軸方向可相同或不同,且可使厚度做曲線型態或線性型態地減小。例如,相對於分隔壁的一方的端部的厚度100,另一方的端部的厚度可在40至90,較佳為在50至80,較佳為在55至75(尤其是60 至70)之程度。分隔壁的厚度(或平均厚度)可在0.1至1mm之程度,亦可在0.15至0.8mm,較佳為在0.2至0.7mm,更佳為在0.25至0.6mm,特佳為在0.3至0.6mm(例如0.3至0.5mm)之程度。分隔壁的厚度太小的話,耐久性會降低,太大的話,開口面積會變小,容易使流體的衝撃力降低。另外,在將整流元件鄰接而配設的型態中,可使在軸方向厚度不相同的分隔壁,以厚度小的端面與厚度小的端面彼此相向之方式配設,亦可使厚度小的端面與厚度大的端面相向,較佳為使厚度大的端面與厚度大的端面相向。
前述分隔壁及區隔壁的節距可在1.7至6mm之程度,可在2至5mm,較佳為在2.3至4.5mm,更佳為在2.5至4mm,特佳為在2.6至3.8mm(例如2.6至3.6mm)之程度;較佳的態樣可為在3至3.8mm(例如3.2至3.6mm)之程度。分隔壁及區隔壁的節距太小的話,壓力損失會變大,太大的話,容易使整流作用降低。分隔壁及區隔壁可在縱橫方向及/或周方向以不同的節距形成,亦可以相同的節距形成,較佳為以殼體(或流體流路)的中心(軸心)為基準以相同的節距形成。另外,在格子構造中,在分隔壁數不同的縱橫分隔壁的節距P的關係係如前述。橫分隔壁及縱分隔壁的分隔壁數相同的情況,前述橫分隔壁及縱分隔壁可都以相同的節距形成,但從使複數個整流元件相對地朝周方向變位而配設,也可防止區隔壁相重合,也可提高整流作用之觀點來說,可依序以不同的節距來形成橫分隔壁及縱分隔壁之中至少一方的分隔壁。
例如,在橫分隔壁及縱分隔壁的分隔壁數相同的情況,可將橫分隔壁及縱分隔壁雙方的節距分別形成為越往中央部越依序變小(或變 大);亦可將橫分隔壁以相同的節距形成,將縱分隔壁以越往中央部越依序變為不同的節距而形成。具體而言,可以例如將橫分隔壁以相同的節距形成,將縱分隔壁以越往中央部越依序變小(或變大)的節距形成之型態,亦即,可以橫分隔壁及縱分隔壁的密度在流體流路的中央部側變大(或變小)之型態來形成。
分隔壁的厚度與分隔壁或區隔壁節距(或算術平均節距)的較佳的組合,係包含例如厚度0.2至0.7mm與節距2至4.5mm(例如2.2至4.3mm)的組合,較佳為厚度0.2至0.6mm與節距2.5至4mm的組合,更佳為厚度0.2至0.6mm與節距2.6至3.8mm的組合,特佳為厚度0.3至0.6mm與節距2.7至3.6mm(例如3.2至3.6mm)的組合等。
另外,分隔壁(區隔壁)的節距(或算術平均節距)P與朝軸方向延伸的分隔壁的全長(合計長度)L的比率L/P並沒有特別的限制,以滿足例如3至15,較佳為4至15,更佳為4.5至10,特別是5至8(例如5至7)的關係者為佳。前述比率L/P太小的話,容易使整流作用降低,太大的話容易使噴嘴的長度變大。
區隔壁構造的開口徑(流路口徑)或者平均流路口徑(算術平均流路口徑),可表示為內接圓的直徑,且依噴嘴的用途,可從例如1至5.5mm之程度的範圍內選擇,通常可為1.2至5mm,較佳為1.5至4mm,更佳為1.8至3.5mm,特別是2至3mm之程度。另外,在使利用工業用水之噴嘴,為了防止整流元件的網目堵塞,在單一的整流元件,以區隔壁構造的最小流路口徑(表示為內接圓的直徑的話)在1.2至4mm(例如1.4至3.5mm),較佳為在1.5至3mm(例如1.6至2.8mm),更佳為在1.7至 2.5mm,特別是在1.8至2.3mm之程度者為佳。在將兩個整流元件於流體流路的軸方向鄰接而配設的型態,在從噴嘴的軸方向觀看時兩個整流元件為重合的狀態下的最小流路口徑(外觀的最小流路口徑或分隔壁間的最小間隙口徑),可比單一的整流元件的最小流路口徑小,可在例如0.5至2.1mm,較佳為在0.6至1.6mm,更佳為在0.7至1.5mm,特別是在0.8至1.4mm之程度。如此的開口徑及最小流路口徑,可為在整流格子及非格子構造的整流元件的外周區隔壁群及/或內方區隔壁群的值,特別是在整流格子的值。另外,最小流路口徑可為在內接區隔壁群,特別是在整流格子的內接區隔壁群的最小流路口徑。
整流元件的平均流路口徑,可在能夠在不使壓力損失過度增大的情況提高整流作用,更佳為還能夠抑制夾雜物堵塞網目之範圍內選擇。例如,前述外周區隔壁群的區隔壁所形成的流路口徑之中的最小流路口徑,可相對於前述內方區隔壁群的區隔壁所形成的流路口徑之中的最小流路口徑,具有50%以上(例如55至400%),較佳為60%以上(例如65至300%),更佳為70%以上(例如70至250%),特別是75%以上(例如75至200%),尤其是80%以上(例如80至175%)的流路口徑;在較佳的態樣中,可具有50至150%(例如55至125%),較佳為60至100%(例如65至80%)之程度的流路口徑。在利用等節距的縱橫分隔壁來形成內方區隔壁群的區隔壁之情況,在內方區隔壁群的區隔壁之流路口徑與最小流路口徑係為實質相同的。
在內接區隔壁群,由鄰接的外延分隔壁與殼體的內壁所形成的非格子狀的單位區隔壁的開口面積(或算術平均開口面積),可在內方區 隔壁群的單位區隔壁的開口面積(或算術平均開口面積)的70%以上(例如75至200%),較佳為80%以上(例如80至180%),更佳為90%以上(例如90至150%),特別是同等於或大於內方區隔壁群的單位區隔壁的開口面積。
再者,相對於單純殼體(沒有前述區隔壁構造之殼體)的開口面積,具有區隔壁構造之整流元件的開口面積的比率(開口面積比R)可從例如55至95%之程度的範圍內選擇,該範圍可為60至92%(例如63至91%),較佳為65至90%(例如67至89%),更佳為70至90%(例如73至89%),特別是75至88%(例如77至88%)之程度。
複數個整流元件亦可形成為一體的整流構件。而且,可利用噴嘴本體的管體來形成整流構件及整流元件的殼體,藉此形成內有區隔壁構造之整流管體,然後藉由螺合等在該整流管體的上游部安裝具有流入流路之過濾元件,在下游部安裝具有中間流路之管體。整流構件及整流元件亦可用塑膠、陶瓷等來形成,但通常多利用金屬(耐蝕性金屬)來形成,可用金屬射出成型、在管子內放入較小的管子然後予以拉伸之方法等來製造。
〔整流元件的位置關係等〕
為了將流體流路區隔或細分為複數個單位流路,可在前述流體流路(整流流路)的軸方向上的鄰接的複數個部位(尤其是兩個部位),分別配設或安裝整流元件(或區隔壁單元);可相鄰接配設或安裝的複數個整流元件形成整流構件。整流元件可具備有:可安裝或配設在噴嘴本體的流體流路(整流流路)之中空筒狀殼體(特別是圓筒狀殼體);以及在該殼體內,其分隔壁(區隔壁或葉片)的壁面朝軸方向延伸而形成的區隔壁構造(分隔壁構造)。
前述整流構件只要具備有複數個整流元件即可,可按照噴嘴的型態及用途等,而具備2至5個,較佳為2至4個,更佳為2或3個,特別是兩個整流元件(第一整流元件及第二整流元件)。整流構件(複數個整流元件)只要可在流體流路(整流流路)內鄰接配設或安裝即可,前述整流流路的內徑可按照噴嘴的用途等而選擇,可在例如10至50mm,較佳為在12至30mm,更佳為在15至20mm之程度。複數個整流元件可隔著預定的間隔或並不隔著預定的間隔而是接近(或接觸)而配設或安裝。例如,鄰接的整流元件得間隔L2可在0至20mm之程度,可在1至15mm,較佳為在2至10mm,更佳為在3至7mm之程度。複數個整流元件因為是利用區隔壁或分隔壁使流體細流化而提高整流作用,所以以隔著預定的間隔而鄰接配設為佳。
在噴嘴本體的流路內,複數個整流元件可使區隔壁(或分隔壁)靠緊或密接而配設或安裝,亦可相隔著預定的間隔而配設或安裝。鄰接的複數個整流元件的間隔,可為流體流路的內徑D的10至90%,較佳為20至80%,更佳為30至70%之程度的間隔。前述間隔太小的話,會有整流作用會降低之問題,前述間隔太大的話則噴嘴長度會變長。
在流體流路,可如前述,將各自所具有的區隔壁構造係具備相似或相異的區隔壁構造(分隔壁構造)之複數個整流元件相鄰接配設或安裝,例如,可安裝相似或相異的複數個格子構造的整流元件;可安裝相似或相異的非格子構造的複數個整流元件;可組合格子構造的整流元件與非格子構造的整流元件而安裝。為了使噴射特性穩定,而且使整流元件的生產性等提高,以將具有相似或相同的區隔壁構造(分隔壁構造)(特別是相同 的格子構造、相同的非格子構造等之相同的構造)之複數個整流元件相鄰接配設或安裝為佳。
前述鄰接的複數個整流元件,可不相對地做周方向的變位而安裝或配設於噴嘴本體的流體流路,就具有相同或相似形狀的區隔壁構造之整流元件而言,為了避免從噴嘴本體的軸方向觀看時鄰接的整流元件的區隔壁相重合的情形,以可相對地做周方向的變位而安裝或配設於流體流路內者為佳。
鄰接的整流元件並非一定要相對地在周方向定位而安裝或配設於噴嘴本體內,但鄰接的整流元件(特別是相似或相同的構造的整流元件)因為要使區隔壁構造朝向預定的方向而安裝或配設於噴嘴本體內,所以可具備可做相對的在周方向的定位之定位部。例如,可在相向的前述區隔壁構造,在形成一方的區隔壁構造之分隔壁形成缺口部(切口或狹縫),在形成另一方的區隔壁構造之分隔壁形成可插入或安裝於前述缺口部(切口或狹縫)之突出部(或突出壁)。用來使在軸方向鄰接的整流元件在周方向就定位之定位部,亦可形成於殼體。此殼體的定位部,並不限於將前述殼體的開口端部切出缺口而形成的卡合突出部12a及卡合缺口部12b,可採用各種利用凹凸部的定位手段,該凹凸部為例如在前述殼體的開口緣部(內壁及/或外壁)朝軸方向延伸的缺口溝槽(鍵槽)、可在該溝槽滑動然後卡合之凸狀部(鍵部)的組合等。
以鄰接的整流元件的X軸或Y軸為基準軸時,一方的整流元件(或殼體)的基準軸相對於另一方的整流元件(或殼體)的基準軸之變位角度(周方向的相位角度),可依據區隔壁構造,而從例如0至180°(例如15 至180°)之程度的範圍內選擇,可為0至90°(例如15至90°),較佳為30至90°(例如45至90°),更佳為60至90°之程度。就具有格子狀的區隔壁構造之整流元件(整流格子)而言,為了使流體細流化,可使整流元件相對地在周方向做15至90°(例如30至90°),較佳為45至90°(例如60至90°),更佳為80至90°(特別是90°)之角度的變位而鄰接。就具有非格子狀的區隔壁構造之整流元件(或殼體)而言,可依據區隔壁構造的型態、放射狀壁的數目等,使整流元件(或殼體)相對地在周方向做例如5至180°(例如5至90°),較佳為15至120°(例如15至90°),更佳為30至90°,特別是45至90°之角度的變位而鄰接。
在噴嘴本體的流體流路上的整流元件的數目為X時,鄰接的整流元件可相對地在周方向做相位角θ(°)=180/X之變位(或轉動角度)而配設於噴嘴本體的流體流路。
再者,前述外周區隔壁群及內方區隔壁群只要具有前述(1)及/或(2)的型態即可。亦即,以(1):從噴嘴本體的軸心方向觀看時,在前述軸方向鄰接的整流元件(區隔壁單元)之中,一方的整流元件(例如下游側的整流元件)的單位區隔壁的交點會位於另一方的整流元件(例如上游側的整流元件)的區隔壁所形成的單位流路內之型態配設複數個整流元件,就可使經上游側的整流元件的區隔壁(或分隔壁)而被分割或細分後的流體,再由下游側的整流元件的區隔壁(或分隔壁)進一步加以分割或細分。因此,從噴嘴本體的軸心方向觀看時,使鄰接的整流元件其中一方的整流元件的單位區隔壁的交點位於另一方的整流元件的單位區隔壁所形成的單位流路內的中央部側,會比位於接近另一方的整流元件的區隔壁(分隔壁)的位置為佳。尤 其,以一方的整流元件的區隔壁的交點位於另一方的整流元件的區隔壁所形成的單位流路的中央部(或中心部)之型態配設複數個整流元件,可從上游越往下游越有效地使流體細流化,可提高整流作用。
另外,就非格子構造的整流元件而言,可為:從噴嘴本體的軸心方向觀看時,前述鄰接的整流元件之中,一方的整流元件的區隔壁的交點或區隔壁係位於另一方的整流元件的區隔壁所形成的單位流路內(特別是中央部或周方向的中央部)。
另外,整流元件的區隔壁構造以不會形成狹窄流路者為佳,以(2)利用規則排列或配置的單位區隔壁來形成前述內方區隔壁群,且將前述外周區隔壁形成為不會在其與前述殼體的內壁之間形成狹窄流路為佳。尤其,整流元件以滿足前述(1)鄰接的整流元件中一方的單位區隔壁的交點位於另一方的單位區隔壁的單位流路內之型態、及前述(2)外周區隔壁不具備狹窄流路之型態雙方的特色者為佳。
〔噴嘴〕
本發明之噴嘴,係只要在流體流路內配設或安裝有前述整流構件即可,噴嘴的種類並不特別限定,可為水等之液體的單流體噴嘴、水等之液體與空氣的混合流體之雙流體噴嘴、空氣噴嘴等。較佳的噴嘴,係必須要有高整流作用之噴嘴,尤其是要求要以高密度將流體噴射出之噴嘴,例如,可將附著於基材或底材(base)之附著物或塗膜等去除之高壓噴嘴(包含除銹皮噴嘴等)、沖洗噴嘴(高壓沖洗噴嘴等)等。另外,噴射形狀並無特別的限制,可為直射狀、圓錐狀等,但為了提高沖洗及去除效率,以扁平狀的噴射形 狀為佳。較佳的噴嘴為高壓噴嘴,尤其是用來去除鋼板表面的銹皮之除銹皮噴嘴。
如此的噴嘴的噴嘴本體的構造為公知的,可在噴嘴本體採用公知的構造。噴嘴本體係由一個或複數個筒體所形成,通常具備有:讓流體可流入噴嘴本體內之流入流路;位於該流入流路的下游,可配設或安裝整流構件之整流流路;以及位於該整流流路的下游,可從噴口(噴出口)將流體噴射出之噴射流路。較佳的除銹皮的噴嘴本體可具備有:讓流體可通過過濾器而流入噴嘴本體內之流入流路;位於該流入流路的下游,可配設整流構件之整流流路;從該整流流路往下游方向延伸之中間流路;以及流路內徑從該中間流路開始呈錐狀逐漸縮窄(縮窄成前端最窄狀),可使流體從細長或楕圓形狀(例如細長楕圓形狀)的噴口(噴出口)噴射出之噴射流路(噴射腔)。
在前述整流流路,配設或安裝有整流構件(複數個整流元件),各整流元件係如前述,具備有:由在縱橫方向、周方向及/或半徑方向延伸的分隔壁所形成之區隔壁構造。本發明之整流元件,係為了使由於相對於噴口的長軸之分隔壁的方向所造成的流量分佈的異向性減小,而使複數個整流元件(具有對稱形狀或者相同形狀的區隔壁構造(格子構造及非格子構造)之整流元件)之中最下游的整流元件,可依據噴口的型態而朝向各種方向配設,前述最下游的整流元件可在整流流路配設或安裝成使分隔壁相對於細長或楕圓形狀的噴口的長軸方向朝向0至90°的角度範圍內之角度,例如0°、15°、30°、45°、60°、90°。另外,噴口(噴出口)為形狀異向性的形狀時,整流元件(尤其是整流格子)可能會有:由於最下游的整流元件的在 周方向的方向,使得流體的流量分佈產生異向性,使得流量分佈不均勻化之虞。因此,相對於形狀異向性的形狀的噴口的長軸方向,最下游的整流元件(尤其是整流格子)亦可由0±10°或者90±10°之程度的角度進行分隔壁的配向而配設或安裝。另外,如前述,利用沒有狹窄流路之整流元件(例如整流格子),可減低流體的流量分佈的異向性,即使相對於細長或楕圓形狀(例如細長楕圓形狀)的噴口的長軸方向使整流格子的分隔壁朝向例如45°、90°也可使流量分佈均勻化。
另外,前述中間流路可由相同內徑且往下游方向延伸的流路所形成,亦可如前述,具有流路內徑越往下游方向越呈錐狀逐漸縮窄(縮窄成前端最窄)之至少一個流路。例如,中間流路可由流路口徑越往下游方向越呈錐狀逐漸縮窄(縮窄成前端最窄狀)之第一中間流路(前端最窄狀流路)所形成;且該中間流路亦可具備有:流路口徑越往下游方向越呈錐狀逐漸縮窄之第一中間流路(前端最窄狀流路)、從該第一中間流路端部開始以相同內徑延伸之第二中間流路、以及從該第二中間流路端部開始流路口徑越往下游方向越呈錐狀(前端最窄狀)逐漸縮窄之第三中間流路(前端最窄狀流路)。另外,錐狀(前端最窄狀)的流路口徑可採取相對於軸線呈線性縮窄或呈曲線性縮窄的方式縮窄。
中間流路的錐角可在例如3至20°(例如4至17°),較佳為在5至15°(例如6至12°),更佳為在6至10°(例如6至9°)之程度。
中間流路的上游端(整流流路的下游端)的內徑為D3,整流流路末端開始往下游方向延伸而到達噴射流路之中間流路的長度為L3時,L3/D3可在例如3.5至7.5,較佳為在4至7,更佳為在4.5至6.5之程度。
噴嘴尖口只要具有逐漸縮窄成前端最窄狀且在噴口(噴出口)開口之噴射流路即可,通常係具備有:從中間流路末端開始以相同內徑往下游方向延伸之流路、以及從該流路端部開始逐漸縮窄成前端最窄狀且在噴口(噴出口)開口之噴射流路。噴射流路的錐角θ2可在例如25至75°(例如30至70°),較佳為在35至65°(例如40至60°),更佳為在45至55°之程度。另外,噴射流路可由單一錐角的傾斜壁所形成,亦可由多段(例如兩段)錐角的傾斜壁所形成。例如,在兩段錐角的傾斜壁中,可在前述錐角θ2的流路的上游側,形成比前述錐角θ2還小或大1至20°(例如2至10°)之程度的錐角的傾斜壁(傾斜流路),尤其是比前述錐角θ2還小的錐角的傾斜壁。
另外,噴口(噴出口)可依據噴嘴的用途及流體的噴射型態,而開口成圓形形狀、多角形狀,亦可開口成細長狀(或狹縫狀)或楕圓形狀(例如細長楕圓形狀)。利用如此形狀的噴口,可以扇形的扁平形狀噴射出流體,可形成適於除銹皮噴嘴之噴射形狀。
另外,噴口可在噴嘴尖口的平坦的前端面開口,但就較佳的態樣而言,係在噴嘴尖口的前端面形成在半徑方向延伸之剖面U字形的彎曲溝槽,且前述噴射流路係在該彎曲溝槽的彎曲凹面的中心部開口。另外,彎曲凹面可具有從噴口(噴出口)開口之中心部(最下部或最深部)越往半徑方向其兩側部越往前方隆起之型態。
噴嘴尖口可依據用途而用各種材料形成。例如,除銹皮噴嘴的噴嘴尖口可用超硬合金形成。
再者,就位於整流構件的上游側之過濾器而言,通常係使用具有讓流體流入的流入孔之剖面圓筒狀的過濾元件。流入孔可形成於過濾元件的至少周壁,較佳為周壁及端壁(上游端壁)。流入孔的型態並沒有特別的限制,可為圓形、楕圓形、多角形(三角形、四角形狀等)等之獨立的孔狀、細長狀(狹縫狀)等,狹縫狀流入孔可在周方向相隔著間隔而朝軸方向延伸。
較佳的過濾元件,係至少在周壁形成有多孔狀流入孔及/或複數個狹縫狀流入孔。更佳的過濾元件係在周壁及端壁(上游端的壁面)有複數個流入孔分散形成而形成為多孔狀。另外,在狹縫狀流入孔的情況,會有扁平狀的夾雜物流到流入流路內,造成整流元件的區隔壁構造的網目堵塞之情形。因此,較佳的流入孔為前述獨立的孔狀,特別是圓孔狀。
流入孔的孔徑(流入孔的內接圓的直徑或長軸長度),亦可比整流元件的區隔壁構造的最小流路口徑還大,但為了抑制整流元件的網目堵塞防止整流性降低,還是以與整流元件的區隔壁構造的最小流路口徑同等,尤其是比區隔壁構造的最小流路口徑還小者為佳。流入孔的孔徑可依據流入孔的型態、噴射流體的種類等,而從例如0.5至5mm(例如1至3mm)之程度的範圍內選擇,該範圍可為1至2.5mm,較佳為1.2至2.2mm,更佳為1.5至2mm之程度。另外,上述流入孔的孔徑可改讀為平均孔徑或最小孔徑。
過濾元件的流入孔的下游端與整流構件的上游端的補償(offset)流路的長度L1可在0至20mm之程度,可為5至15mm,較佳為7.5至12.5mm之程度。
另外,過濾器(以及過濾元件)亦可用塑膠、陶瓷等來形成,但通常是用金屬(例如耐蝕性金屬)來形成。另外,過濾器(以及過濾元件)可利用射出成型、切削加工、細孔放電加工等來製造。
在流體方面,可依據用途而利用氣體(空氣、惰性氣體等)、液體、或氣體與液體的混合流體,較佳為可利用水及/或空氣,尤其是水。
流體的壓力可依據噴嘴的用途而從0.1至100MPa之程度的範圍內選擇。在高壓噴嘴,特別是除銹皮噴嘴,流體的壓力(尤其是水壓)可依據在鋼鐵廠的軋延製程的銹皮的生成的程度等,而從10至25MPa、10至40MPa、10至60MPa、或15至55MPa(例如20至50MPa)之程度的範圍內選擇。
另外,在本發明,整流元件及噴嘴可組合也包含本說明書所揭示的較佳態樣在內的各種態樣的各元件以及型態而構成。例如,整流構件可具備可在圓筒狀整流流路的軸方向相隔著預定的間隔而配設或安裝的兩個整流元件,該整流元件的區隔壁構造可具備:由內接於圓筒狀殼體的內壁且周方向相鄰接的區隔壁所形成之內接區隔壁群;以及鄰接於該內接區隔壁群的內方,由在縱橫方向、周方向及/或半徑方向延伸的分隔壁所形成之內方區隔壁群。如此的整流構件及噴嘴的較佳型態係如以下所述。
(A)格子構造
在X軸方向延伸之橫分隔壁及在Y軸方向延伸之縱分隔壁係以殼體的中心為基準,各自以相同節距所形成,且以X軸或Y軸為中心軸而具有對稱形狀(線對稱的形狀)的格子構造,而且以橫分隔壁及縱分隔壁其中一 方的分隔壁數為n時,另一方的分隔壁的數目為n+1(n為3至5之整數)的關係,形成不包含有狹窄區隔壁之內接區隔壁群,且具有以下的型態。
(A-1):如前述圖4所示,分隔壁數為偶數的分隔壁係並不橫貫流體流路(或殼體)的中心部,而與殼體的內壁連結(或接合);
分隔壁數為奇數的分隔壁之中中央的分隔壁係通過或橫貫流體流路(或殼體)的中心部而形成,位於包含該中央的分隔壁之中央域(或內方域)的分隔壁(一個或複數個分隔壁)係與殼體的內壁連結(或接合),而位於側方域(兩側方域)之分隔壁(至少與殼體的內壁接近或相面對之分隔壁)的兩端部係並不到達殼體的內壁,而是與分隔壁數為偶數的分隔壁連結或接合。
(A-2):與上述態樣相反,如圖5(a)、圖5(b)所示,分隔壁數為奇數的分隔壁之中中央的分隔壁係通過或橫貫流體流路(或殼體)的中心部,並連結(或接合)至殼體的內壁;
分隔壁數為偶數的分隔壁係並不橫貫流體流路(或殼體)的中心部,且與殼體的內壁連結(或接合),分隔壁數為偶數的分隔壁之中位於中央域(或內方域)之分隔壁(一個或複數個分隔壁)係與殼體的內壁連結(連接或接合),而位於側方域(兩側方域)之分隔壁(至少與殼體的內壁接近或相面對之分隔壁)的兩端部係並不到達前述殼體的內壁,而是與分隔壁數為奇數的分隔壁連結或接合。
(A-3):如圖5(c)所示,分隔壁數為偶數的分隔壁係並未橫貫流體流路(或殼體)的中心部,而與殼體的內壁連結(或接合),分隔壁數為偶數的分隔壁之中位於中央域(或內方域)之分隔壁(一個或複數個分隔壁)係連結(或接合)至殼體的內壁;
分隔壁數為奇數的分隔壁之中中央的分隔壁係通過或橫貫流體流路(或殼體)的中心部,而位於包含該中央的分隔壁之中央域(或內方域)的分隔壁(一個或複數個分隔壁)係與殼體的內壁連結(或接合);
分隔壁數為偶數的分隔壁之中,位於側方域(兩側方域)之分隔壁(至少與殼體的內壁接近或相面對之分隔壁)的兩端部係並不到達前述殼體的內壁,而是與分隔壁數為奇數的分隔壁連結或接合;
分隔壁數為奇數的分隔壁之中,位於側方域(兩側方域)之分隔壁(至少與殼體的內壁接近或相面對之分隔壁)的兩端部係並不到達前述殼體的內壁,而是與分隔壁數為偶數的分隔壁連結或接合。
在上述的型態(A-1)至(A-3)中,可具有從下述(i)及(ii)選擇的至少一個特色。
(i)具有:複數個外延分隔壁之中,至少長度最小的外延分隔壁係經切除,至少長度最大的外延分隔壁係並未切除,而是連結或接合至殼體的內壁之型態。
(ii)分隔壁數多的分隔壁係以將殼體的內徑(流體流路)D大致等分地分割之節距P(P=D/(n+2))形成;分隔壁數較少的分隔壁係以殼體(流體流路)的軸心為中心並以與前述節距P大致相同的節距來形成。
(A-4):分隔壁數為偶數的分隔壁係並不橫貫流體流路(或殼體)的中心部,而與殼體的內壁連結(或接合);
分隔壁數為奇數的分隔壁之中中央的分隔壁係通過或橫貫流體流路(或殼體)的中心部,並與殼體的內壁連結(或接合);
(iii)假設前述橫分隔壁及縱分隔壁係以殼體的軸心(中心)為基準,將殼體的內徑(流體流路)D予以等分地分割而形成時,前述橫分隔壁及/或縱分隔壁之中位於兩側部(或側方域)之分隔壁係並不存在之型態;及/或
(iv)前述橫分隔壁及縱分隔壁的節距係在殼體(或流體流路)的中心部側形成得較小之型態(或越往前述中心部越依序減小而形成之型態)。
(B)非格子狀的區隔壁構造
(b-1):內方區隔壁群係由蜂巢狀的區隔壁(正六角形的單位區隔壁)所形成,內接區隔壁群係具備有從前述內方區隔壁群的周方向上的不同位置以相同間隔(節距)往半徑方向延伸而與殼體的內壁連結或連接之外延分隔壁;區隔壁構造係以X軸或Y軸為中心軸而形成為對稱形狀(線對稱形狀);在內接區隔壁群,由鄰接的外延分隔壁與殼體的內壁所形成的非格子狀的單位區隔壁的開口面積係同等於或大於內方區隔壁群的單位區隔壁的開口面積之區隔壁構造。
(b-2):區隔壁構造係具備有:形成為同心圓狀之2至4(特別是2或3)個環狀壁;以及在半徑方向延伸,連結鄰接的前述環狀壁之中間放射狀壁;其中,前述環狀壁係由六至十二邊的多角環或圓環所形成;且該區隔壁構造組構成:內方區隔壁群係具備有:在周方向的位置不同,在半徑方向延伸而連結至少在半徑方向鄰接的前述環狀壁(或內周域的環狀壁)之中間放射狀壁;內接區隔壁群係具備有:與從鄰接於最外周的環狀壁之環狀壁延伸過來之放射狀壁在周方向上的位置不同,從最外周的環狀壁延伸到殼體的內壁之外延分隔壁(外方放射狀壁)。
在前述區隔壁構造(b-2)中,可具備有:從最內周的環狀壁的中心部呈放射狀(尤其是在周方向等間隔或等角度地)往外延伸,且到達最內周的環狀壁之中與前述中間放射狀壁的外延部位不同的周方向上的位置之複數個最內放射狀壁。
在前述區隔壁構造(b-2),也可為內接區隔壁群的單位區隔壁的開口面積係在內方區隔壁群的單位區隔壁的開口面積的80%以上,較佳為90%以上,特別是同等於或大於內方區隔壁群的單位區隔壁的開口面積之區隔壁構造。
在該區隔壁構造(b-2)中,形成內方區隔壁群之放射狀壁的數目,在由最內周的環狀壁所形成的筒狀流路可為0至8(較佳為2至6),在由鄰接的環狀壁所形成的一個環狀流路可為4至14(較佳為5至12,更佳為6至10),形成內接區隔壁群之外延分隔壁的數目可為5至18(較佳為6至14,更佳為8至12),前述外延分隔壁的數目可比形成內方區隔壁群之放射狀壁的數目還多。
在前述(b-1)及(b-2),尤其是(b-2)之態樣,可在一方的整流元件及另一方的整流元件,形成彼此相同或不同半徑的環狀壁,且使周方向上的位置相同或不同而形成放射狀壁(內方、中間、外方放射狀壁),且使一方的整流元件的區隔壁的交點或區隔壁(放射狀壁)位於另一方的整流元件的區隔壁所形成的單位流路內(尤其是中央部或周方向的中央部)。
前述區隔壁構造(A)及(B)可更具有從下述(v)及(vi)選擇的至少一個特色。
(v)整流元件的開口面積比R在70至90%,較佳為在75至88%。
(vi)在單一的整流元件,最小流路口徑的內接圓的直徑為1.6至2.8mm,較佳為在1.7至2.5mm,更佳為在1.8至2.3mm。
(C)整流元件
整流元件為可相互鄰接地配設或安裝於在前述噴嘴本體的朝軸方向延伸的流體流路的兩個鄰接部位者;該整流元件係具有圓筒狀殼體、及形成於該殼體之內之前述(A)或(B)所述的區隔壁構造。該整流元件亦可為可在前述流體流路的兩個鄰接部位相對地朝周方向變位而配設或安裝。
(D)噴嘴
除銹皮噴嘴係兩個整流元件相隔預定的間隔地配設或安裝於噴嘴本體的整流流路而成者;其中,前述整流元件可為前述(A)或(B)所述的整流元件,若為具有前述(A)格子構造之整流元件(整流格子),可將鄰接的整流格子配設或安裝成分隔壁(縱橫分隔壁)相對地在周方向做了80°至90°(特別是90°)之角度的變位或分隔壁相交叉,若為具有前述(B)非格子構造之整流元件,可將鄰接的整流元件相對地在周方向做5至180°(特別是30至90°)之角度的變位而配設或安裝。
該除銹皮噴嘴可在噴嘴本體的上游部具備有:至少周壁形成有流入孔(各流入孔的孔徑係同等於或小於整流元件的最小流路口徑)之多孔狀過濾元件。
(E)再者,本發明也包含可配設或安裝於在前述噴嘴本體的朝軸方向延伸的流體流路之整流構件的使用(或用來使流體整流化之整流 構件的使用),且在該使用中,前述整流構件係包含可在前述流體流路的軸方向鄰接而配設或安裝之複數個整流元件。
[實施例]
以下,根據實施例來更詳細說明本發明,但本發明並不受該等實施例所限定。
〔噴嘴的構造〕
實施例、參考例及比較例(不包括比較例2),使用的都是圖2所示的構造的除銹皮噴嘴。該噴嘴的流路係包括:在周壁及上游端壁形成有複數個孔4之過濾器元件(過濾器單元)3的圓筒狀流入流路(內徑17mm,軸方向的長度25mm);形成於前述複數個孔4之中最下游部的孔4與過濾器元件(過濾器單元)3的下游端之間之圓筒狀補償流路(內徑17mm,長度L1=10mm);從該補償流路往下游方向延伸,供整流構件安裝於之圓筒狀整流流路6(內徑17mm,軸方向的長度25mm);從該整流流路往下游方向延伸且流路口徑逐漸縮窄成前端最窄狀之圓筒狀第一中間流路21(內壁相對於軸線的角度θ1=3.75°(錐角7.5°),軸方向的長度45.8mm);從第一中間流路的下游端開始以相同內徑延伸之圓筒狀第二中間流路22(內徑11mm,軸方向的長度45.7mm);噴嘴尖口27的圓筒狀流路24(內徑11mm,軸方向的長度13mm);以及噴射流路26(錐角θ2=50°);噴射流路26係在噴嘴尖口27的噴口(噴出孔)28(長徑3.78mm,短徑2.31mm,長徑/短徑=1.6的楕圓形狀)開口。另外,在對應於整流流路6之圓筒狀安裝部(內徑18.5mm),係安裝上整流構件的殼體(厚度1.5mm),利用該整流構件的殼體的內壁來形成整流流路6的內壁(內徑17mm)。
然後,在前述整流流路6安裝上實施例、參考例及比較例所述的整流構件,以以下的噴射條件,使用工業用水作為流體而以呈扇形擴展的噴射形狀噴射,進行下述的厚度衝擊力試驗來測定衝擊力。
〔噴射條件〕
噴射壓力(水壓):15MPa
噴出流量(水量):111L/min
噴射角度(從噴出口噴出的扇形噴射形狀的張開角度):約36.5°
從噴出口噴出的噴射距離:H=200mm(若有特別需要則H=300mm)
在測定距離的噴射形狀的寬幅:135mm(噴射距離:H=200mm),194mm(噴射距離:H=300mm)
〔衝擊力試驗〕
使荷重感測器((株)昭和測器製「DBJ-10」)的受壓部(1mmΦ),沿著呈扇形張開的噴射形狀的厚度方向移動而橫貫噴射形狀,以噴射形狀的厚度(噴流厚度)為橫軸,以每單位面積的受壓力為縱軸而記錄壓力分佈。將該壓力分佈中的最高壓力記錄作為最高衝擊力(以下有時簡稱為「衝擊力」)。
在前述整流流路6配設單個或兩個整流元件,兩個整流元件係隔著間隔L2=5mm而安裝。而且,兩個整流元件係除了實施例8之外,都是相對地在周方向做了角度90°的變位而安裝於整流流路6。在實施例8中,係使兩個整流元件相對地在周方向做30°或90°的角度(實施例8-1)、180°的角度(實施例8-2,8-4及8-5)、或90°的角度(實施例8-3)的變位而安裝。
實施例1(具有狹窄流路之格子構造的整流元件)
使用圖6(a)至圖6(c)所示的整流元件(整流格子)。亦即,在圓筒狀殼體(內徑17mm),使縱分隔壁(軸方向的長度10mm)、橫分隔壁(軸方向的長度10mm)分別形成以下述的節距正交之型態的格子構造,並在0.2至0.7mm的範圍內調整縱橫分隔壁的厚度,製作出各整流元件(整流格子)。此處的整流元件係具有偶數的縱分隔壁避開圓筒狀殼體的中心部而形成,奇數的分隔壁之中中央的分隔壁通過圓筒狀殼體的中心部之型態。分隔壁的詳細及節距係如以下所述。
實施例1-1:橫分隔壁的數目n=3,縱分隔壁的數目n+1=4(圖6(a)所示的格子構造)
實施例1-2:橫分隔壁的數目n+1=5,縱分隔壁的數目n=4(圖6(b)所示的格子構造)
實施例1-3:橫分隔壁的數目n=5,縱分隔壁的數目n+1=6(圖6(c)所示的格子構造)
在噴嘴本體的整流流路6內,將最下游的整流格子(第一整流格子或第一整流元件)的分隔壁朝向噴口的長軸方向而安裝,相對於此第一整流格子,隔著間隔L2=5mm,將第二整流格子(第二整流元件)安裝成其分隔壁相對於第一整流格子的分隔壁在周方向做了角度90°的變位。
結果如下表所示。另外,將開口面積比R與在噴射距離H=200mm的衝擊力的關係顯示於圖10。作為參考,在下表中也一併列出下述比較例1至3之整流構件之中表現出最高的衝擊力之比較例3的資料。
[表1]
Figure 110126619-A0202-12-0070-1
從上述結果可看出,分隔壁的厚度變小,開口面積比R變大的話,衝擊力會變大。尤其,開口面積比R在70至90%(特別是75至89%),衝擊力會變大。此外,格子狀的區隔壁增多,區隔壁(分隔壁)的節距減小的話,會看到衝擊力變大之傾向。另外,具有格子狀的區隔壁之實施例的整流元件以相同開口面積比R作對比的話,與具有蜂巢構造之比較例3的整流構件相比較,表現出較高的衝擊力。
實施例2(主要為沒有狹窄流路之整流格子)
除了使用具有圖4(a)所示的格子構造之整流格子(實施例2-1)、具有圖5(b)所示的區隔壁構造之整流格子(實施例2-2)、及具有圖5(c)所示的區隔壁構造之整流格子(實施例2-3)之外,與實施例1一樣,對噴嘴的性能進行評價。其中,在噴嘴本體的整流流路內,改變最下游的整流格子(第一整流 格子或第一整流元件)的分隔壁相對於噴口的長軸的角度(周方向的變位角度)而安裝,並相對於該第一整流格子,在噴嘴本體的整流流路內隔著間隔L2=5mm而安裝第二整流格子。而且,第二整流格子係相對於第一整流格子的分隔壁,使分隔壁做角度90°之周方向的變位而安裝。
實施例2-1:分隔壁的厚度0.5mm,分隔壁的軸方向的全長20mm,橫分隔壁的數目n=4,縱分隔壁的數目n+1=5,節距3.4mm,最小流路口徑2.14mm(圖4(a)所示的格子構造)
實施例2-2:分隔壁的厚度0.5mm,分隔壁的軸方向的全長20mm,橫分隔壁的數目n+1=5,縱分隔壁的數目n=4,節距3.4mm,最小流路口徑2.14mm(圖5(b)所示的格子構造)
實施例2-3:分隔壁的厚度0.5mm,分隔壁的軸方向的全長20mm,橫分隔壁的數目n=5,縱分隔壁的數目n+1=6,節距2.8mm,最小流路口徑1.2mm(圖5(c)所示的格子構造)
結果如下表所示。
[表2]
Figure 110126619-A0202-12-0071-3
從上述結果可知實施例2的整流格子(整流元件)表現出高衝擊力。尤其,實施例2-1及2-2的整流格子(整流元件)就算相對於噴口的長軸之分隔壁的角度不同也一樣表現出高衝擊力,所以相對於噴口的長軸之異向性小。
實施例3(噴口與具有狹窄流路之整流格子的位置關係)
除了使用具有圖6(c)所示的區隔壁構造之整流元件(整流格子)之外,與實施例1一樣,對噴嘴的性能進行評價。區隔壁構造中,分隔壁的厚度0.5mm,分隔壁的軸方向的全長20mm,橫分隔壁的數目n=5,縱分隔壁的數目n+1=6,且以節距2.8mm形成。而且,在噴嘴本體的整流流路內,改變最下游的整流格子(第一整流格子)的格子的分隔壁相對於噴口的長軸的角度(周方向的變位角度)而安裝,並相對於該第一整流格子,在噴嘴本體的整流流路內隔著間隔L2=5mm而安裝第二整流格子。而且,第二整流格子係相對於第一整流格子的分隔壁,使分隔壁做角度90°之周方向的變位而安裝。結果如下表所示。
[表3]
Figure 110126619-A0202-12-0072-4
從上述結果可看出,在格子構造的內接區隔壁,即使在殼體的內壁之間形成有狹窄流路,也表現出高衝擊力。與沒有狹窄流路之整流格子相比較,具有狹窄流路之整流格子像是表現出:衝擊力會由於相對於 噴口的長軸之分隔壁的角度而發生若干變化,相對於噴口的長軸之異向性有變大之傾向。藉由調整周方向的變位角度,即使是具有狹窄流路之整流格子也可減低異向性。
實施例4(分隔壁靠向中央部之整流格子)
除了使用圖5(e)及圖5(f)所示的格子狀的區隔壁靠向中心部之型態的整流格子之外,與實施例2一樣對整流格子的性能進行評價。
實施例4-1:分隔壁的厚度0.5mm,分隔壁的軸方向的全長20mm,橫分隔壁的數目n+1=5,縱分隔壁的數目n=4,節距2.6mm(圖5(e)所示的格子構造)
實施例4-2:分隔壁的厚度0.5mm,分隔壁的軸方向的全長20mm,橫分隔壁的數目n+1=5,縱分隔壁的數目n=4,節距2.3mm(圖5(e)所示的格子構造)
實施例4-3:分隔壁的厚度0.5mm,分隔壁的軸方向的全長20mm,橫分隔壁的數目n+1=4,縱分隔壁的數目n=3,節距2.8mm(圖5(f)所示的格子構造)
結果如下表所示。
[表4]
Figure 110126619-A0202-12-0074-5
從上述結果可知實施例4的整流格子表現出高衝擊力。尤其,實施例4-2及4-3的整流格子就算相對於噴口的長軸之分隔壁的角度不同也一樣表現出高衝擊力,所以相對於噴口的長軸之異向性小。
實施例5(分隔壁的節距並不是都相同的整流格子)
製作具有分隔壁的厚度0.5mm,分隔壁的軸方向的全長20mm,縱分隔壁的數目n=4,橫分隔壁的數目n=4的格子構造,且是如圖11所表示的具有越往中心部越依序增大縱分隔壁的節距的區隔壁構造之整流格子。
並且,與實施例1一樣對噴嘴的性能進行評價,得到如下表所示的結果。表中,在節距的那欄,「Ph」表示在縱方向(Y軸方向)延伸的複數個縱分隔壁84的水平方向的節距(間隔),「Pv」表示在橫方向(X軸方向)延伸的複數個橫分隔壁85的垂直方向的節距(間隔),「Ph1」表示四個縱分隔壁84之中在中央部或中央域鄰接的兩個中央縱分隔壁84a的間隔,「Ph2」表示中央縱分隔壁84a與鄰接於該中央縱分隔壁84a的外側之最 外縱分隔壁84b的間隔,「Pv1」表示四個橫分隔壁85之中在中央部或中央域鄰接的兩個中央橫分隔壁85a的間隔,「Pv2」表示中央橫分隔壁85a與鄰接於該中央橫分隔壁85a的外側之最外橫分隔壁85b的間隔。
[表5]
Figure 110126619-A0202-12-0075-7
從表5可看出,就算是將縱分隔壁的節距作成越往中心部越依序增大的整流格子也表現出高衝擊力。
實施例6(分隔壁的節距並不是都相同的整流格子)
製作具有分隔壁的厚度0.5mm,分隔壁的軸方向的全長20mm,縱分隔壁的數目n=4,橫分隔壁的數目n+1=5的格子構造,且是具有如圖12及表6所表示的越往中心部越依序增大縱橫分隔壁的節距的區隔壁構造之整流格子。
並且,與實施例1一樣對噴嘴的性能進行評價,得到如下表所示的結果。表中,在節距的那欄,「Ph」表示在縱方向(Y軸方向)延伸的複數個縱分隔壁94的水平方向的節距(間隔),「Pv」表示在橫方向(X軸方向)延伸的複數個橫分隔壁95的垂直方向的節距(間隔),「Ph1」表示四個縱分隔壁94之中在中央部或中央域鄰接的兩個中央縱分隔壁94a的間隔,「Ph2」表示中央縱分隔壁94a與鄰接於該中央縱分隔壁94a的外側之最外縱分隔壁94b的間隔,「Pv1」表示五個橫分隔壁95之中中央的橫dd5a與鄰接於該中央橫分隔壁95a的中間橫分隔壁95b的間隔,「Pv2」表示中 間橫分隔壁95b與鄰接於該中間橫分隔壁95b的外側之最外橫分隔壁95c的間隔。
[表6]
Figure 110126619-A0202-12-0076-8
從表6可看出,就算是將縱橫分隔壁的節距作成越往中心部越依序增大的整流格子也表現出高衝擊力。
另外,如圖13所表示的分隔壁的厚度0.5mm,分隔壁的軸方向的全長20mm,縱分隔壁的數目n=4,橫分隔壁的數目n+1=5的格子構造中,越往中心部越依序減小縱橫分隔壁的節距的區隔壁構造之整流格子,亦即,就算是在圖13中「Ph1<Ph2」及「Pv1<Pv2」的關係成立之整流格子也表現出高衝擊力。
比較例1(具有放射狀的五個葉片的區隔壁之整流元件)
使用專利文獻3所揭示的整流構件。亦即,將具備五個放射狀葉片之第一整流元件、與具備五個放射狀葉片之第二整流元件相隔著間隔L2=5mm,且相對地在周方向轉了角度36°而配設於整流流路。各整流元件係在軸構件的周方向等間隔地配備有葉片(厚度0.5mm,軸方向的長度10mm)。最小流路口徑以內接圓換算為4.9mm。
比較例2(具有放射狀的十二個葉片的區隔壁之整流元件)
使用日本專利公報特開2011-115749號的實施例3所揭示的噴嘴。該噴嘴係具有在軸構件的周方向等間隔地配備有十二個放射狀葉片(厚度0.5mm,軸方向的長度25mm)之整流構件。最小流路口徑以內接圓換算為3.1mm。
比較例3(具有蜂巢狀的區隔壁構造,且在內接區隔壁群有狹窄流路之兩個整流元件)
使用具有專利文獻4的第2圖(
Figure 110126619-A0202-12-0077-27
)所示的蜂巢狀的區隔壁構造之整流元件。亦即,製作出在圓筒狀殼體(內徑17mm)形成有內接圓的直徑為2.5mm的蜂巢狀的區隔壁構造之整流元件。另外,蜂巢狀的區隔壁構造係在中心部定位有由分隔壁(厚度0.5mm,軸方向的長度10mm)所形成的正六角形狀的單位區隔壁,且形成具有從該單位區隔壁的各分隔壁起在周方向及半徑方向鄰接有正六角形狀的單位區隔壁之型態(在X軸方向排列有五個正六角形狀的單位區隔壁之型態)的內方區隔壁群。並且,將如此構造的兩個整流元件相對在周方向做90°的角度之變位,並相隔著間隔L2=5mm而配設於整流流路。最小流路口徑以內接圓換算的話,在內方區隔壁群為2.5mm,在內接區隔壁群為0.75mm。
參考例1(具有蜂巢狀的區隔壁構造,且在內接區隔壁群有狹窄流路之兩個整流元件)
除了將比較例3的構造的兩個整流元件不相對地朝周方向變位,只是相間隔間隔L2=5mm而配設於整流流路之外與比較例3一樣對衝擊力進行評價。
參考例2(具有蜂巢狀的區隔壁構造,且在內接區隔壁群有狹窄流路之單一的整流元件)
使用一個除了分隔壁的軸方向的長度為20mm之外與比較例3一樣的整流元件。亦即,製作出在圓筒狀殼體(內徑17mm)形成有內接圓的直徑為2.5mm的蜂巢狀的區隔壁構造之整流元件。蜂巢狀的區隔壁構造係在中心部定位有由分隔壁(厚度0.5mm,軸方向的長度20mm)所形成的正六角形狀的單位區隔壁,且形成具有從該單位區隔壁的各分隔壁起在周方向及半徑方向鄰接有正六角形狀的單位區隔壁之型態(在X軸方向排列有五個正六角形狀的單位區隔壁之型態)的內方區隔壁群。並且,將如此構造的整流元件配設於整流流路。最小流路口徑以內接圓換算的話,在內方區隔壁群為2.5mm,在內接區隔壁群為0.75mm。
實施例7(沒有狹窄流路之非格子狀的整流元件)
除了使用具有圖7所示的具備蜂巢構造及放射狀壁的區隔壁構造之整流元件(實施例7-1),使用具有圖8(b)所示的具備環狀壁及放射狀壁的區隔壁構造之整流元件(實施例7-2)之外,與實施例1一樣,對噴嘴的性能進行評價。
實施例7-1:分隔壁的厚度0.3mm,分隔壁的軸方向的全長20mm,節距2.8mm,開口面積比R=82.7%,最小流路口徑(內接圓換算):內方區隔壁群=2.5mm,內接區隔壁群=2.35mm
實施例7-2:分隔壁的厚度0.3mm,分隔壁的軸方向的全長20mm,開口面積比R=84.4%,最小流路口徑(內接圓換算):內方區隔壁群=2.17mm,內接區隔壁群=2.18mm
實施例7-1的整流元件係具備有:蜂巢狀的區隔壁構造,該蜂巢狀的區隔壁構造係具有與比較例3一樣的內方區隔壁群(內接圓的直徑為2.5mm,且在中心部定位有由分隔壁(厚度0.3mm,軸方向的長度10mm)所形成的正六角形狀的單位區隔壁,從該單位區隔壁的各分隔壁起在周方向及半徑方向鄰接有正六角形狀的單位區隔壁,在X軸方向(通過軸心之橫方向)排列有五個正六角形狀的單位區隔壁之型態的內方區隔壁群)。
實施例8(具有環狀壁及放射狀壁之整流元件)
除了使用具有圖9(a)所示的區隔壁構造之整流元件(實施例8-1),具有圖9(b)所示的區隔壁構造之整流元件(實施例8-2),具有圖9(c)所示的區隔壁構造之整流元件(實施例8-3),具有圖9(d)所示的區隔壁構造之整流元件(實施例8-4),具有圖9(e)所示的區隔壁構造之整流元件(實施例8-5)之外,與實施例1一樣,對噴嘴的性能進行評價。而且,在0.3至0.6mm的範圍內調整分隔壁的厚度,製作出各整流元件。
使用比較例1至3、參考例1至2及實施例7以及實施例8的整流構件所得到的結果如下表所示。表中,比較例3、參考例1至2、實施例7及實施例8的最小流路口徑欄及開口面積比欄,有效數字都是到小數點以下一位,而且在最小流路口徑的欄位,以從左到右依序用斜槓分開的方式表示從內方區隔壁群的中心到內接區隔壁各部位的流路的最小流路口徑。
[表7]
Figure 110126619-A0202-12-0080-10
從上述表的比較例(尤其是比較例3)與實施例7-1的對比可知,就算內方區隔壁群具有蜂巢狀的區隔壁構造,只要在外周區隔壁構造形成放射狀壁,而形成沒有狹窄流路之區隔壁構造,就可提高衝擊力。
另外,從比較例(尤其是比較例1及2)與實施例7-2及8的對比可知,就算是具有放射狀壁的類型,只要組合一個或複數個環狀壁、與在周方向的位置不同而往半徑方向延伸的放射狀壁來形成區隔壁構造,就可提高衝擊力。
又,從開口面積比相同的比較例3與參考例1至2的對比可知,將複數個整流元件在軸方向相隔著間隔,且在周方向相對地變位而配設(亦即,以從噴嘴本體的軸方向觀看時,鄰接的整流元件之中,一方的整流元件的區隔壁的交點位於另一方的整流元件的區隔壁所形成的單位流路內之型態配設),可提高衝擊力。
再者,除了使用具有圖9(d)所示的區隔壁構造之整流元件(實施例8-4)之中分隔壁的厚度0.4mm的整流元件之外,與實施例2一樣,對噴嘴的性能進行評價。亦即,在噴嘴本體的整流流路內改變最下游的整流元件(第一整流元件)的格子的分隔壁相對於噴口的長軸的角度(周方向的變位角度)而安裝,再在噴嘴本體的整流流路內相對於第一整流元件隔著間隔L2=5mm而安裝第二整流元件。而且,第二整流元件係相對於第一整流元件的格子的分隔壁做了角度180°之周方向的變位而安裝。結果如下表所示。
[表8]
Figure 110126619-A0202-12-0081-11
如表8所示,就算是具有非格子構造之整流元件,即使相對於噴口的長軸之分隔壁的角度不同也一樣表現出高衝擊力,相對於噴口的長軸之流量分佈的異向性小。
〔在實施例之開口面積比與衝擊力的關係〕
圖14顯示在前述實施例之開口面積比R與衝擊力(H=200mm)的關係。
從圖14可知,以相同的開口面積比來比較的話,相較於具有非格子狀的區隔壁構造之整流元件(實施例8-1至8-5),使用整流格子(實施例1-3、實施例2-1及2-2)在使衝擊力提高上較有利。
實施例9(過濾器單元)
(1)多孔狀過濾器單元
除了使用圖2所示的過濾器單元,亦即在周壁及後端壁形成有多數的孔(孔徑1.7mmΦ,節距2.7mm)之過濾器單元、以及實施例2-1的整流元件(最小流路口徑:內接區隔壁群的最小流路口徑2.14mm)之外,與實施例1一樣,連續噴射工業用水8.5秒。在整流流路內,將兩個實施例2-1的整流元件相隔著間隔L2=5mm且相對地在周方向做角度90°的變位而安裝。工業用水15.7L中含有氧化鋁粒子(白色氧化鋁研磨劑,粒度# 20,平均粒徑850至1180μm)50g。
結果,在過濾器單元的孔部附著了44個粒子,在整流元件並沒有堵塞網目的粒子。
(2)狹縫狀過濾器單元
使用不是上述多孔狀過濾器單元而是具有狹縫狀流入孔(長度15mm,寬度1.5mm,周方向的節距30°)之過濾器單元,而且使用實施例1-3的整流元件(橫分隔壁的數目n=5,縱分隔壁的數目n+1=6,有狹窄流路,分隔壁的厚度t=0.5mm,最小流路口徑:內接區隔壁群的最小流路口徑0.55mm),與上述實施例9(1)一樣,噴射工業用水。以及,除了不是使用實施 例1-3的整流元件而是使用實施例2-1的整流元件(橫分隔壁的數目n=4,縱分隔壁的數目n+1=5,沒有狹窄流路,分隔壁的厚度t=0.5mm,最小流路口徑:內接區隔壁群的最小流路口徑2.14mm)之外,與上述實施例9(1)一樣,噴射工業用水。
結果,安裝了實施例1-3的整流元件之噴嘴,在過濾器單元的狹縫部卡了三個氧化鋁粒子,在第一整流元件及第二整流元件的內接區隔壁群的區隔壁總共發現了十八個堵塞的粒子(氧化鋁粒子)。相對於此,安裝了實施例2-1的整流元件之噴嘴,在過濾器單元的狹縫狀流入部卡了四個氧化鋁粒子,包含內方區隔壁群在內,並未於內接區隔壁群發現堵塞粒子。因此,使用實施例2-1等所述的沒有狹窄流路之整流格子,不僅可提高衝擊力,而且可防止網目堵塞。圖15係在實施例1-3的整流元件之粒子的堵塞狀態之照片,圖15(a)顯示下游側的第一整流元件,圖15(b)顯示上游側的第二整流元件。
從以上結果可知,具有區隔壁構造之整流元件,相較於使用狹縫狀過濾器單元而言,使用具有比整流元件的最小流路口徑小的流入孔之多孔狀過濾器單元較有利。以及,使用沒有狹窄流路之整流元件,可有效防止夾雜物堵塞網目。
[產業上之可利用性]
本發明之整流構件及噴嘴可利用於各種的噴霧噴嘴,例如冷却噴嘴、沖洗噴嘴、調濕噴嘴、乾燥噴嘴、藥液噴霧噴嘴等。較佳者為,可利用於要求要以高密度噴射流體之噴嘴(例如可將附著於基材之附著物或塗膜等去除或剝離之高壓噴嘴),特別是可利用於除銹皮噴嘴。
7:第一管體(殼體)
11a,11b:整流元件
12:殼體
13:區隔壁構造(格子構造、分隔壁構造)
14,14a:分隔壁(縱分隔壁、縱區隔壁)
15:分隔壁(橫分隔壁、橫區隔壁)
16,16a,16b:單位區隔壁
17:外延分隔壁
18:內接區隔壁群
19:內方區隔壁群
D:內徑(流體流路)
P:間隔(節距)

Claims (15)

  1. 一種整流構件,係配設於在噴嘴本體的朝軸方向延伸的流體流路內,且用來將前述流體流路區隔成複數個單位流路者,該整流構件係具備有:配設或可安裝成在前述流體流路的軸方向鄰接之複數個整流元件;
    前述各整流元件係具備有:可安裝在噴嘴本體內之筒狀殼體;以及形成於該殼體內,且具有朝軸方向延伸的區隔壁之區隔壁構造;
    該區隔壁構造係具備有:在前述殼體的內壁的周方向相鄰接,用來形成前述流體流路的外周域的外周單位流路群之外周區隔壁群;以及鄰接於該外周區隔壁群,用來形成前述流體流路的內方域的內方單位流路群之內方區隔壁群;
    前述外周區隔壁群及內方區隔壁群係具有下述(1)及/或(2)的型態:
    (1)從前述軸方向觀看時,在前述軸方向鄰接的整流元件之中,一方的整流元件的內方區隔壁群的單位區隔壁的交點係位於另一方的整流元件的內方區隔壁群的單位區隔壁所形成的單位流路內之型態;
    (2)內方區隔壁群係包含以規則方式排列或配置之單位區隔壁,且以在其與前述殼體的內壁之間不會形成狹窄流路的方式形成前述外周區隔壁之型態。
  2. 如請求項1所述之整流構件,其中,
    前述外周區隔壁群及內方區隔壁群係由下列者來形成:(a)相互鄰接的複數個多角形狀的單位區隔壁;(b)包含:相互鄰接而形成多角形狀的內方單位流路群之複數個多角形狀區隔壁、及在半徑方向橫貫該複數個多角形 狀區隔壁或從前述多角形狀區隔壁的外周壁往半徑方向延伸而到達殼體的內壁之複數個外延分隔壁之區隔壁;或(c)包含同心的多角形狀或同心圓狀的一個或複數個環狀壁(其中,在具備一個環狀壁之區隔壁構造的情況,將殼體的內壁視作為環狀壁)、在半徑方向鄰接的前述環狀壁中在周方向上的不同位置往半徑方向延伸而連結鄰接的前述環狀壁之複數個中間放射狀壁、及在與該中間放射狀壁在周方向上不同的位置從最外周的環狀壁往半徑方向延伸而到達殼體的內壁之複數個外延分隔壁之區隔壁群。
  3. 如請求項1或2所述之整流構件,其中,
    複數個整流元件各自具有格子狀的區隔壁構造,該格子狀的區隔壁構造係具備有:朝橫向的X軸方向延伸,在縱向的Y軸方向以預定的節距對流體流路進行區隔之複數個橫分隔壁;以及朝縱向的Y軸方向延伸,在橫向的X軸方向以預定的節距對流體流路進行區隔之複數個縱分隔壁;
    並且,(a-1)前述橫分隔壁及縱分隔壁係相互以相同或不相同的節距且分隔壁數不相同的型態來形成;或(a-2)前述橫分隔壁及縱分隔壁係以密度在流體流路的中央部側較大,而分隔壁數相同或不相同的型態來形成,
    前述區隔壁構造係形成為以X軸或Y軸為中心軸而對稱的形狀。
  4. 如請求項1或2所述之整流構件,其中,
    複數個整流元件的區隔壁構造各自具有格子狀的區隔壁構造,該格子狀的區隔壁構造係具備有:朝橫向的X軸方向延伸,在縱向的Y軸方向以預定的節距對流體流路進行區隔之複數個橫分隔壁;以及朝縱向的Y軸方向延伸,在橫向的X軸方向以預定的節距對流體流路進行區隔之複數個縱分隔壁;
    以前述橫分隔壁及縱分隔壁其中一方的分隔壁數為n時,另一方的分隔壁數係以n+1(n表示2至8之整數)的關係來形成;且分隔壁數n及/或分隔壁數n+1之中偶數的分隔壁係避開圓筒狀流體流路的中心部而形成;分隔壁數為奇數的分隔壁之中,中央的分隔壁係橫貫殼體的中心部而形成。
  5. 如請求項1或2所述之整流構件,其中,
    前述外周區隔壁群係由內接區隔壁群所形成,該內接區隔壁群係具備有內接於前述殼體的內壁而在周方向相鄰接的複數個單位區隔壁;
    前述內方區隔壁群係包含相互鄰接且以預定的節距規則地排列或配置的複數個單位區隔壁;
    前述內接區隔壁群係具備有從前述內方區隔壁群的複數個單位區隔壁延伸而到達殼體的內壁,且與殼體的內壁相關聯而形成單位區隔壁之複數個外延分隔壁;且具有:
    (5-1)形成前述內接區隔壁之複數個橫分隔壁及縱分隔壁之中,與前述殼體的內壁接近或相面對之至少一方的分隔壁的至少一方的端部係並未到達前述殼體的內壁,而是與另一方的分隔壁連結或連接之型態;及/或
    (5-2)前述複數個外延分隔壁之中,到前述殼體的內壁之長度較小的外延分隔壁經切除之型態。
  6. 如請求項1或2所述之整流構件,其中,
    複數個整流元件各自具有格子狀的區隔壁構造,該格子狀的區隔壁構造係具備有:以預定的節距在縱橫方向對流體流路進行區隔之複數個縱分隔壁及複數個橫分隔壁;
    以前述橫分隔壁及縱分隔壁其中一方的分隔壁數為n時,另一方的分隔壁的數目係以n+1(n表示3至6之整數)的關係來形成;且分隔壁數為偶數的分隔壁係避開圓筒狀流體流路的中心部而形成;分隔壁數為奇數的分隔壁之中,中央的分隔壁係橫貫殼體的中心部而形成;
    分隔壁數為偶數的分隔壁及/或奇數的分隔壁之中,至少位於中央域之分隔壁係到達殼體的內壁,位於側方域之分隔壁的兩端部係並未到達前述殼體的內壁,而是與相交的分隔壁連結或連接。
  7. 如請求項1或2所述之整流構件,其中,
    前述外周區隔壁群係由內接於前述殼體的內壁而在周方向相鄰接的複數個內接區隔壁所形成;
    前述內方區隔壁群係具備有相互鄰接且以預定的節距所形成的複數個單位區隔壁,該複數個單位區隔壁係以規則方式排列或配置成以橫向的X軸或縱向的Y軸為中心軸而對稱的形狀;
    前述複數個整流元件係可由下述(7-1)或(7-2)的態樣而配設於流體流路內:
    (7-1)可朝周方向變位而配設於流體流路內;
    (7-2)以X軸或Y軸為基準軸時,一方的整流元件的基準軸可相對於另一方的整流元件的基準軸在周方向做15至180°之角度的變位而配設於流體流路內。
  8. 如請求項1或2所述之整流構件,其中,
    複數個整流元件的內方區隔壁群係具有由以預定的節距在縱橫方向延伸的區隔壁所形成的格子狀的區隔壁構造;
    複數個整流元件能夠以如下型態配設:從噴嘴本體的軸心方向觀看時,前述鄰接的整流元件之中,一方的整流元件的區隔壁的交點係位於另一方的整流元件的區隔壁所形成的單位流路的中央部之型態。
  9. 如請求項1或2所述之整流構件,其具備有從下述(9-1)、(9-2)及(9-3)選擇的至少一個特徵:
    (9-1)前述外周區隔壁群的區隔壁所形成的流路口徑之中最小流路口徑相對於在前述內方區隔壁群的區隔壁所形成的流路口徑之中最小流路口徑為50%以上;
    (9-2)整流元件的開口面積比R係在60至93%;
    (9-3)在流體流路的X軸方向及Y軸方向相互鄰接的分隔壁的節距P、與朝軸方向延伸的分隔壁的全長L係滿足L/P=3至15的關係。
  10. 如請求項1或2所述之整流構件,其中,可在軸方向鄰接配設之整流元件係可相互在周方向定位。
  11. 一種整流元件,係可相互鄰接,且可朝周方向變位而配設或安裝於在噴嘴本體的流體流路的軸方向上鄰接的複數個部位者,該整流元件係具備有:圓筒狀殼體、以及形成於該殼體內之請求項1至10中任一項中所記載的區隔壁構造。
  12. 一種噴嘴,係在噴嘴本體的流體流路中配設有請求項1至10中任一項所述的整流構件。
  13. 如請求項12所述之噴嘴,其中,噴嘴本體係形成除銹皮噴嘴的噴嘴本體,該除銹皮噴嘴本體係具備有:讓流體可通過過濾器而流入噴嘴本體內之流入流路;位於該流入流路的下游,可配設整流構件之整流 流路;從該整流流路往下游方向延伸之中間流路;以及可讓來自該中間流路的流體從細長或楕圓形狀的噴口噴射出之噴射流路。
  14. 如請求項12或13所述之噴嘴,其中,噴嘴本體係由一個或複數個筒體所形成,且在可配設整流構件之筒體安裝有過濾元件,在該過濾元件的至少周壁形成有分散形成的多孔狀流入孔及/或在周方向隔著間隔而朝軸方向延伸的複數個狹縫狀流入孔。
  15. 如請求項12或13所述之噴嘴,其中,最下游的整流元件係具備有在縱橫方向、周方向及/或半徑方向延伸的分隔壁,前述最下游的整流元件係以前述分隔壁相對於細長或楕圓形狀的噴口的長軸方向以0至90°的角度進行了配向之型態配設於整流流路。
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