TWM456227U - 用於壓縮空氣驅動的清潔設備的噴射噴嘴元件及其噴嘴元件 - Google Patents

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TWM456227U
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nozzle
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nozzle tube
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Christopher John Bosua
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Bendel Werkzeuge Inh Frank Bendel
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Description

用於壓縮空氣驅動的清潔設備的噴射噴嘴元件及其噴嘴元件
本創作涉及一種用於壓縮空氣驅動的清潔設備的噴射噴嘴元件，該噴射噴嘴元件具有噴嘴殼體，該噴嘴殼體具有基本為管狀的殼體部分，該殼體部分包括固定在清潔設備上並具有輸入口的輸入端部，並在其與輸入端部相反的一側過渡為較佳呈漏斗形放大並具有輸出口的排氣部分，其中，在管狀殼體部分的內部空間中設置沿軸向彼此間隔開的輸入側軸承和輸出側軸承，用於可轉動地支承噴嘴管，噴嘴管具有設置在噴嘴殼體的輸入口區域中的輸入端部，用以輸入加壓流體，特別是壓縮空氣或由壓縮空氣與液體微滴組成的混合物，其中，噴嘴管的主部段從輸入端部開始基本上成直線地延伸穿過軸承，相對於噴嘴管的轉動軸線彎曲的過渡部分在噴嘴殼體的排氣部分的區域內連接在該主部段上，過渡部分在其一側過渡為噴嘴部分，噴嘴部分的自由端部具有用於流體輸出的噴嘴開口，在此，噴嘴管在其輸入端部區域中設有止擋件，該止擋件具有基本上為盤形環狀且徑向向外伸展的盤狀部分。
由專利文獻EP 2255885 A1習知一種這樣的噴射噴嘴元件。該噴射噴嘴元件用在由壓縮空氣驅動的清潔設備中，這種清潔設備也被稱為清潔槍、噴射槍或噴槍。這種清潔設備具有槍型手柄，在該手柄的下端部連接有壓縮空氣管道。壓縮空氣可以通過借助 於操作杠杆打開的閥門從手柄的上端部進入基本上為管狀的中間部件(Zwischenstück)中，該中間部件通常與清潔液體(例如水)的儲存容器相連接。液體管道通過中間部件與儲存容器相連接。高速通過的壓縮空氣由於文氏管效應(Venturi effect)而撕裂較小的液體微滴，從而產生霧狀的壓縮空氣-清潔液體混合物。現在，該混合物進入固定在中間部件上的噴射噴嘴元件中，並從那裏進入噴嘴管，噴嘴管的輸出端部具有相對於轉動軸線偏心設置的噴嘴開口。通過清潔流體的偏心輸出，噴嘴管將隨噴嘴開口一起快速地轉動移位，從而使清潔流體劇烈攪動，並以迴旋的形式從噴射噴嘴元件的輸出口噴出。由於清潔流體的迴旋，使得清潔流體能夠特別有效地攻擊附著在待清潔物體上的汙物顆粒，並使其脫落。
在下面所提到的流體不僅包括壓縮空氣，還包括所有類型的液體和霧狀的壓縮空氣液體混合物，其中還可以包含較小的固體顆粒。重要的是，流體呈螺旋形或螺線型地從噴射噴嘴元件中迴旋輸出，並適用於清潔的目的。
本創作的目的在於對上述類型的噴射噴嘴組件加以改進，從而確保其以較佳的方式並在較長的壽命期內有效運行。
本創作的目的通過如下得以實現：其中止擋件的盤狀部分的外徑小於噴嘴殼體的輸入端部的內徑，從而在盤狀部分和噴嘴殼體之間構成可流過流體的環狀間隙。本創作的優點在於，流體不僅為了在輸出口上迴旋輸出而流經噴嘴管，而且還穿過環狀間隙首先到達輸入側軸承，然後再到達輸出側軸承，並穿流通過軸承。由此可以清除軸承中的灰塵和汙物，從而提高了軸承的壽命和性能。這不僅適用於如之後所述具有兩個軸承的實施例的實施方式，而且本創作也適用於具有三個或更多軸承的噴射噴嘴元件。
根據本創作的一種較佳的實施方式，環狀間隙的間隙寬度約 為2毫米(mm)。當然，該間隙寬度必須要與噴嘴管的穿孔的截面相協調，以便能夠通過噴嘴管壓出足夠的壓縮空氣，從而使噴嘴管在轉動中移位，並達到所期望的清潔效果。對於在此的尺寸來說，已經證實間隙寬度較佳為2mm。
為了確保在最大可能的時間內實現盡可能最好的性能，盤狀部分的面積也扮演了重要的角色，因為施壓面積的大小決定了以什麼樣的力相對於輸入側軸承擠壓盤狀部分。在本創作中已經證實：當盤狀部分的外徑約為16mm時為最佳。
在本創作的一種簡單的實施方式中，噴嘴管在其輸入端部的區域中具有螺紋尺寸較佳為M5的外螺紋，設置有內螺紋的止擋件旋緊在該外螺紋上。由此可以簡單地將止擋件固定在噴嘴管上。
同樣，噴嘴殼體在其輸入端部上具有用於在清潔設備上固定的內螺紋，較佳具有M18螺紋。通過將噴射噴嘴元件擰緊在清潔設備上，可以非常簡單地實現固定。如果清潔設備配置了更小的螺紋，也可以借助轉接器來固定根據本創作的噴射噴嘴元件，或者將噴嘴殼體的內螺紋與清潔設備的外螺紋相匹配。
在本創作的實施方式中，兩個軸承以及可能存在的噴嘴管的其他軸承通過位於其徑向靠外的外環的圓周面貼靠在噴嘴殼體的管狀殼體部分的圓柱形內壁上。在這種佈置中，可以將軸承預裝在噴嘴管上，並將預裝好的噴嘴管裝置插入噴嘴殼體中，在此，軸承可以利用其外環沿著圓柱形內壁移動，直至噴嘴管和軸承到達它們的最終安裝位置。為了徑向保持軸承，不需要更多的固定措施。
為了沿軸向方向固定軸承，在本創作的一種擴展方案中，輸出側軸承沿軸向方向貼靠在從噴嘴殼體的內壁徑向向內突起的噴嘴殼體的軸向止擋件上，在輸入側軸承和輸出側軸承之間設置包圍噴嘴管的間隔件，並且止擋件通過加壓流體沿軸向方向推壓輸入側軸承，在此，壓緊力通過間隔件和輸出側軸承支承在噴嘴殼 體的軸向止擋件上。噴嘴殼體的軸向止擋件可以通過簡單的方式在製造噴嘴殼體時一起模制，從而不再需要額外的生產步驟。
如果止擋件附加地配備有設置在在流體流中盤狀部分的面向噴嘴殼體的輸入口的面上的鰭(Finnen)，則可以調整噴嘴管的轉動速度，並最佳地適應要求。
在本創作的一種較佳的擴展方案中，鰭在盤狀部分上沿轉動方向彼此間具有相等的角距離。此外，較佳將鰭在徑向方向上設計為螺旋狀的。在這種實施方式中，盤狀部分連同鰭一起起到小渦輪的作用，其在流體流中以能良好控制並保持相對恒定的速度轉動。
由於結構條件，位於鰭區域中的流體流具有徑向速度分量和軸向速度分量。因此，在一個實施例中建議，鰭沿軸向方向的擴展隨著相對於轉動軸線的間距的增加而擴大。
在本創作的另一種實施方式中，止擋件具有軸向伸展且基本上為管狀的管狀部分，內螺紋延伸通過該管狀部分，並且該管狀部分圍繞噴嘴管軸向伸展並軸向貼靠在輸入側軸承的內環上。輸入側軸承的內環連同毗鄰的止擋件的管狀部分與噴嘴管一起轉動。由遇到的壓縮空氣產生的作用於止擋件的盤狀部分上的軸向力通過管狀部分傳遞。
為了形成所需要的迴旋，噴嘴管必須具有偏心的彎曲部分。這種彎曲可以根據不同的角度實現，該角度一方面決定了所形成迴旋的品質，另一方面決定了整個噴嘴元件以及因此還有清潔設備的由於噴嘴管的平衡差度而產生的振動。為了能夠在獲得良好迴旋的同時產生盡可能小的振動，在本創作的一種實施方式中已經證實：噴嘴管的過渡部分相對於主部段的轉動軸線的角度約為160°是最佳的。
為了在噴嘴管上產生轉矩，噴嘴管的噴嘴部分不僅相對於過渡部分彎曲，而且還相對於轉動軸線彎曲。
如果噴嘴管具有約5mm的外徑以及約3mm的內徑，則在獲得良好的液體流通量的同時還可以實現噴嘴管的最佳穩定性。
特別是當主部段與過渡部分、噴嘴部分的長度比例如為68：26：7時，噴嘴管在轉動時產生的振動尤其小。特別是與前面所述的噴嘴管的直徑相結合將獲得特別穩定、功能良好、耐用和振動低的實施方式，此時主部段直至去往過渡部分的轉彎開始處的長度約為68mm，過渡部分的長度約為26mm，過渡部分與噴嘴部分長度總共約為33mm。
可以通過以下措施進一步降低振動：將輸出側軸承設置在噴嘴管的主部段上接近轉彎的地方。
本創作還涉及一種用於壓縮空氣驅動的清潔設備的噴嘴管元件，其噴嘴管具有如上所述的組成部分和尺寸，並根據上面提到的方針對其輸出側軸承進行定位。除了噴嘴管之外，該噴嘴元件還具有以上所述的輸出側軸承、間隔件和輸入側軸承，所有這些部件都設置在主部段上並彼此軸向貼靠。
1‧‧‧噴射噴嘴組件
2‧‧‧噴嘴殼體
3‧‧‧管狀殼體部分
4‧‧‧輸入端部
5‧‧‧輸入口
6‧‧‧排氣部分
7‧‧‧輸出口
8‧‧‧內部空間
9‧‧‧輸入側軸承
10‧‧‧輸出側軸承
11‧‧‧軸向距離
12‧‧‧噴嘴管
13‧‧‧輸入端部
14‧‧‧流體
15‧‧‧主部段
16‧‧‧轉動軸線
17‧‧‧過渡部分
18‧‧‧噴嘴部分
19‧‧‧自由端部
20‧‧‧噴嘴開口
21‧‧‧外螺紋
22‧‧‧內螺紋
23‧‧‧止擋件
24‧‧‧盤狀部分
25‧‧‧輸入側
26‧‧‧外徑
27‧‧‧內徑
28‧‧‧環形間隙
29‧‧‧間隙寬度
30‧‧‧內螺紋
31‧‧‧外環
32‧‧‧內壁
33‧‧‧軸向方向
34‧‧‧軸向止擋件
35‧‧‧間隔件
36‧‧‧鰭
37‧‧‧角距離
38‧‧‧分流
39‧‧‧間隔
40‧‧‧迴旋流體
41‧‧‧轉動方向
42‧‧‧管狀部分
43‧‧‧內環
44‧‧‧角
45‧‧‧外徑
46‧‧‧內徑
47‧‧‧主部段長度
48‧‧‧過渡部分長度
49‧‧‧噴嘴部分長度
50‧‧‧轉彎
51‧‧‧長度
52‧‧‧徑向方向
圖1為顯示根據本創作的噴射噴嘴元件的部分截面視圖，該噴射噴嘴元件包括根據本創作的噴嘴管元件。
圖2為顯示在一種變化的實施方式中止擋件的放大側視圖。
圖3為顯示沿圖2中的方向Ⅲ看到的後視圖中的止擋件。
圖4為顯示沿圖2中的方向Ⅳ看到的前視圖中的止擋件。
圖5為顯示噴嘴管的側視圖。
圖6為顯示沿圖5中的方向Ⅵ看到的噴嘴管的視圖。
如圖1所示，根據本創作的噴射噴嘴元件1由噴嘴殼體2組成，噴嘴殼體2具有管狀殼體部分3和呈漏斗形放大的排氣部分6。在管狀殼體部分3的輸入端部4上設有輸入口5，用於輸入壓縮空氣或其他流體。排氣部分6具有輸出口7，迴旋流體54可以 通過該輸出口離開。
管狀殼體部分3具有圓柱形的內部空間8，輸入側軸承9和輸出側軸承10通過它們各自的外環31徑向貼靠在內部空間8的內壁32上並保持在位置上。球軸承9、10的內環43可以相對於噴嘴殼體2轉動，並包圍噴嘴管12的主部段15，主部段15延伸穿過兩個球軸承9、10。間隔件35具有套筒的形狀，其環繞噴嘴管12的主部段15，並貼靠在其位於兩個軸向端部上的軸承9、10的內環43上，這兩個軸向端部以彼此間的軸向距離11固定。
嘴管12除了主部段15之外還包括過渡部分17，過渡部分17相對於主部段15具有角度44，其為160°(見圖5)。過渡部分17過渡為再次彎曲的噴嘴部分18，噴嘴部分18的自由端部19具有噴嘴開口20。止擋件23的內螺紋22旋緊在噴嘴管12的輸入端部13的外螺紋21(見圖5)上。噴嘴管12的外徑45為5mm，內徑46為3mm。
流體14通過輸入端部13進入噴嘴管12中並流動穿過噴嘴管12，直至流體14從噴嘴開口20流出，噴嘴管12由於反衝力而在圍繞轉動軸線16的轉動中移位。由此使流體14變成迴旋流體54，並從噴嘴殼體2的輸出口7離開。
噴嘴管12的不同部分15、17、18的尺寸對於使噴射噴嘴元件1盡可能無振動地運行是很重要的。較佳的是：主部段15的長度47為68mm，過渡部分17的長度48為26mm，噴嘴部分18的長度49為7mm。在其他的尺度中也可以較佳：主部段15的長度47、過渡部分17的長度48相對於過渡部分17和噴嘴部分18的總長度51的比例為68：26：33。
在圖2至圖4中從不同的觀察方向放大顯示了止擋件23。止擋件23由盤狀部分24組成，其沿徑向向外延伸並具有用於流體14進入的輸入側25。盤狀部分24的外徑26為16mm。因此，在止擋件23的軸向區域中，外徑26稍小於管狀殼體部分3的內徑 27。由此在止擋件23的徑向外部邊緣和噴嘴殼體2的內壁32之間保留有環形間隙28，其間隙寬度29為2mm(見圖2)。如圖1所示，流體14的分流38可以穿過環形間隙28並經由輸入側軸承9到達內部空間8，從那裏繼續穿過輸出側軸承10到達排氣部分6的區域中。在此，分流38可以使落入軸承9、10中的較小的汙物顆粒鬆動並從軸承9、10中清除出去，從而提高了軸承9、10的易操縱性和壽命。
在噴嘴殼體2的管狀殼體部分3的輸入端部4上設置內螺紋30，用於將噴嘴殼體2固定在未顯示的清潔設備的螺紋上，該清潔設備用於供應壓縮空氣或與壓縮空氣相混合的清潔液體微滴(Reinigungsflüssigkeitströpfchen)或其他的加壓流體14。
止擋件23的盤狀部分24在其輸入側25上設有暴露於流體流14中的鰭36。如圖4所示，將鰭36設置為，在盤狀部分24上沿轉動方向14彼此具有相同的角距離37並在徑向方向52上螺旋形地彎曲。如圖2所示，當與轉動軸線16的間隔39增大時鰭36的擴展沿軸向方向33增加。
此外，止擋件23具有沿軸向方向33延伸的管狀的管狀部分42，其圍繞噴嘴管12軸向延伸，並沿軸向方向33貼靠在輸入側軸承9的內環43上。內螺紋22延伸經過盤狀部分24和管狀部分42。
輸出側軸承10沿軸向方向33貼靠在從噴嘴殼體2的內壁32徑向向內突出的軸向止擋件34，其呈環形地在內部空間8中伸展。當流體14在高壓下推壓止擋件23的盤狀部分24的輸入側25時，所產生的力通過管狀部分42的端面傳遞到輸入側軸承9的內環43上，然後從那裏進一步沿軸向方向33傳遞到間隔件35上，並從間隔件35傳遞到內環43上，而後再從這裏通過球傳遞到輸出側軸承10的外環31上，並最終由噴嘴殼體2的軸向止擋件接收，輸出側球軸承10的外環31軸向貼靠在該軸向止擋件上。
通過將輸出側軸承10接近位於主部段15和過渡部分17之間的轉彎50地設置在噴嘴管12的主部段15上，可以獲得振動很小的軸承結構，由此使得噴嘴管12特別是軸承9、10的壽命得以延長。
可以通過簡單的方式將根據本創作的噴射噴嘴元件1固定在清潔設備的流體供應裝置上，特別是具有清潔液體存儲容器的壓縮空氣槍型手柄，其中，噴嘴殼體2通過內螺紋30與其他的設備部件擰在一起。不必連接其他部件。由此可以使得安裝更加簡單，並降低了操作錯誤的風險。很明顯，根據本創作的噴射噴嘴元件1也適用於未顯示的一種實施方式，在該實施方式中，清潔液體通過連接在其他設備部件上的較細的尼龍軟管來輸送，該尼龍軟管通過噴射噴嘴元件1的介面從輸入端部13插入噴嘴管12中，並且其自由端部在可交付使用的已安裝的噴射噴嘴元件1中位於噴嘴開口20的區域內，在此，清潔液體由尼龍軟管的自由端部離開。
但是，根據本創作的噴射噴嘴元件1也可以簡單地安裝，因為噴嘴管元件可以預組裝，並簡單地將預組裝的噴嘴元件通過輸入口5插入噴嘴殼體2中，直至輸出側軸承10貼靠在噴嘴殼體2的軸向止擋件34上，並且兩個軸承9、10與噴嘴殼體2的內壁32摩擦嚙合。較佳噴嘴殼體2由合成材料製成為一體化的注塑成型部件。其他可以預組裝為噴嘴元件的部件較佳由金屬製成，特別是由鋼、不銹鋼、鋁或適用的合金製成。噴嘴管12還可以由特別耐用的合成材料或者為了極大強度的持續使用而由碳纖維製成。
還可以以非常簡單的方式生產預製噴嘴元件，其中，首先為噴嘴管12配置螺紋並使其彎曲，其次將輸出側軸承10在要求的軸向位置上壓緊，然後移動間隔件35以及輸入側軸承9，最後將止擋件23擰緊。
1‧‧‧噴射噴嘴組件
2‧‧‧噴嘴殼體
3‧‧‧管狀殼體部分
4‧‧‧輸入端部
5‧‧‧輸入口
6‧‧‧排氣部分
7‧‧‧輸出口
8‧‧‧內部空間
9‧‧‧輸入側軸承
10‧‧‧輸出側軸承
11‧‧‧軸向距離
12‧‧‧噴嘴管
14‧‧‧流體
15‧‧‧主部段
16‧‧‧轉動軸線
17‧‧‧過渡部分
18‧‧‧噴嘴部分
19‧‧‧自由端部
20‧‧‧噴嘴開口
22‧‧‧內螺紋
23‧‧‧止擋件
27‧‧‧內徑
28‧‧‧環形間隙
30‧‧‧內螺紋
31‧‧‧外環
32‧‧‧內壁
33‧‧‧軸向方向
34‧‧‧軸向止擋件
35‧‧‧間隔件
38‧‧‧分流
40‧‧‧迴旋流體
43‧‧‧內環
50‧‧‧轉彎

Claims (15)

  1. 一種用於壓縮空氣驅動的清潔設備的噴射噴嘴元件，該噴射噴嘴元件具有噴嘴殼體，該噴嘴殼體具有基本為管狀的殼體部分，該殼體部分包括固定在清潔設備上並具有輸入口的輸入端部，並在其與該輸入端部相反的一側上過渡為呈漏斗形放大並具有輸出口的排氣部分，其中，在所述管狀殼體部分的內部空間中設置以軸向距離彼此間隔開的輸入側軸承和輸出側軸承，用於轉動地支承噴嘴管，該噴嘴管具有設置在所述噴嘴殼體的輸入口區域中的輸入端部，用以輸入加壓流體，特別是壓縮空氣或由壓縮空氣與液體微滴組成的混合物，其中，所述噴嘴管的主部段從所述輸入端部開始基本上成直線地延伸穿過所述軸承，相對於所述噴嘴管的轉動軸線彎曲的過渡部分在所述噴嘴殼體的排氣部分的區域內連接在該主部段上，該過渡部分在其一側過渡為噴嘴部分，該噴嘴部分的自由端部具有用於所述流體輸出的噴嘴開口，其中，所述噴嘴管在其輸入端部的區域中設置有止擋件，該止擋件具有基本上為盤形環狀且徑向向外伸展的盤狀部分，其中，所述止擋件的盤狀部分的外徑小於所述噴嘴殼體的輸入端部的內徑，從而在所述盤狀部分和噴嘴殼體之間構成流過所述流體的環狀間隙。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的噴射噴嘴元件，其中，所述環狀間隙的間隙寬度為2mm，所述盤狀部分的外徑為16mm。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述的噴射噴嘴元件，其中，所述噴嘴管在其輸入端部的區域中具有外螺紋，其螺紋尺寸為M5，設有內螺紋的所述止擋件旋緊在該外螺紋上。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的噴射噴嘴元件，其中，所述噴嘴殼體在其輸入端部上具有用於固定在所述清潔設備上的內螺紋，具有M18螺紋。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的噴射噴嘴元件，其中，所述兩個 軸承以及所述噴嘴管的存在的其他軸承通過它們徑向靠外的外環的圓周面貼靠在所述噴嘴殼體的管狀殼體部分的圓柱形內壁上。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的噴射噴嘴元件，其中，所述輸出側軸承沿軸向方向貼靠在從所述噴嘴殼體的內壁徑向向內突起的所述噴嘴殼體的軸向止擋件上，在所述輸入側軸承和所述輸出側軸承之間設有包圍所述噴嘴管的間隔件，並且所述止擋件通過所述加壓流體沿軸向方向推壓所述輸入側軸承，其中，壓緊力通過所述間隔件和所述輸出側軸承支承在所述噴嘴殼體的軸向止擋件上。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的噴射噴嘴元件，其中，所述止擋件配備有鰭，其在流體流中設置在盤狀部分的面向所述噴嘴殼體的輸入口的一面上，這些鰭在所述盤狀部分上沿轉動方向彼此間具有相等的角距離，這些鰭在徑向方向上設計為螺旋狀的，並且所述鰭在軸向方向上的擴展隨著相對於所述轉動軸線的間距的增加而加大。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的噴射噴嘴元件，其中，所述止擋件具有軸向伸展且基本上為管狀的管狀部分，所述內螺紋延伸通過該管狀部分，該管狀部分圍繞所述噴嘴管軸向伸展並在軸向上貼靠在所述輸入側軸承的內環上。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的噴射噴嘴元件，其中，所述噴嘴管的過渡部分相對於所述主部段的轉動軸線的角度為160°，並且所述噴嘴管的噴嘴部分不僅相對於所述過渡部分彎曲，而且也相對於所述轉動軸線彎曲。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的噴射噴嘴元件，其中，所述噴嘴管的外徑為5mm，內徑為3mm。
  11. 如申請專利範圍第8或9項所述的噴射噴嘴元件，其中，所述主部段與所述過渡部分和所述噴嘴殼體的噴嘴部分的長度的 比例為68：26：7。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的噴射噴嘴元件，其中，所述主部段直至去往所述過渡部分的轉彎的開始處的長度為68mm，所述過渡部分的長度為26mm，而所述過渡部分與所述噴嘴部分長度總共為33mm，以及所述輸出側軸承設置在所述噴嘴管的主部段上在所述轉彎的附近。
  13. 一種用於壓縮空氣驅動的清潔設備的噴嘴元件，其具有噴嘴管和至少兩個軸承，所述軸承在所述噴嘴管的主部段上以軸向距離彼此間隔地設置，其中，毗鄰所述主部段的所述噴嘴管的過渡部分相對於所述主部段的轉動軸線的角度為160°，從而形成轉彎，以及輸出側軸承直接毗鄰所述轉彎地設置在所述主部段上。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的噴嘴元件，其中，除了所述輸出側軸承之外，在所述噴嘴管的主部段上還設有間隔件和輸入側軸承。
  15. 如申請專利範圍第13或14項所述的噴嘴元件，其中，所述噴嘴管的外徑為5mm，內徑為3mm，該噴嘴元件還具有如申請專利範圍第10至12項中任一項所述的特徵。
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