JPS63133584A - スリ−ブ組立式スクリ−ンノズル - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、板状ノズル本体に多数のノズル孔、特にラバ
ール型ノズル孔を設けてなるスクリーンノズルに関する
。このスクリーンノズルは、板状ノズル本体の一側面側
にある高温高圧ガスをノズル孔に通し他側面側で断熱膨
張させるために使用されるものである。

〔従来の技術〕

従来のスクリーンノズルは、第４図および第５図に示さ
れるように、板状ノズル本体１に、縮径テーパ部２ａｉ
有するスロート導入口部２、スロート部３、拡径テーノ
母出口部４の順に並ぶノズル孔１０（スロート径が０．
３〜０．５　ｗｍ　）を多数近接配置した関係で機械加
工によって穿孔したものであシ、第４図に矢印をもって
示す如く高温高圧ガスを流すのに使用される。

第４図において、高温高圧のガスがノズル本体ｌの左側
面側から縮径チー２部２ａｔ−有するスロート導入口４
部２に入シ、スロート部３で絞られて音速流となシ、断
熱膨張しつつ拡径テーパ出口部４を通りてノズル本体１
の右側面側へ流れて行く。

この場合、高温高圧ガスに接するノズル本体ｌの左側面
側に位置するスロート導入口部２や、特に流速が高くな
るために熱伝達が大きいスロート部３においては、ノズ
ル本体の昇温やガスによる内表面の腐蝕、酸化が激しい
ものとなり、場合によっては、表面が吹きとばされてノ
ズルスロート径が拡大し、ノズルの性能を満さなくなる
ような事態を生じる。

また、ノズル本体１は高圧を支えなければならないから
、ガスの流れ方向にかなシの厚さを必要とするものであ
るため、通常０．３〜０．５　ｗｍφ程度の微細な孔で
あるスロート部３は、ノズル本体１の奥まったところに
配置されるようになり、そのため、板状単体のノズル本
体１ではスロート部３の精密加工が非常にむずかしいも
のであった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記した従来のスクリーンノズルにおいては、以下の項
目にあげるよう表問題点がある。

（１）単体材料に、多数の微細で形状の複雑なノズル孔
を１台の工作機械で穿孔加工するために、製作工程が非
常に長くかかると共に、多数のノズル孔の中の１ケでも
つくシ方を誤まると、そのスクリーンノズル全体を不良
品として廃棄し新たなスクリーンノズルを再製するか、
或は性能を落したままで当該不良品を使用せざる得ない
。

（２）スクリーンノズルのノズル孔には、高温ガスが流
れるので、ノズル本体の温度上昇があシ、普通には冷却
のために銅系材料を用いているのであるが、特にガス流
速の大きいスロート部の耐熱耐蝕性に問題がある。また
、冷却、ノズル本体への蓄熱などによる熱効率の低下と
いう問題もある。

（３）　　ノズル孔は、そのスロート部の形状がスクリ
ーンノズルの性能に最も大きく影響するから、該スロー
ト部の精密加工が要求されるのであるが、ノズル本体が
単体であって奥まったところに微細なスロート部がある
ため、該スロート部の精密加工が非常に困謔である。

（４）　　特に実験装置に用いるスクリーンノズルでは
スロート部の径を若干変更する必要性がでてく・るが、
この場合に社、スクリーンノズル全体を新しく再製しな
ければならず、ノズルの製作には時間がかかシひいては
実験工程の大巾な遅延を来すことになる。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、スクリーンノズルのノズル本体が単体である
ために従来生じていた上記問題点の解決を図ったもので
、板状ノズル本体とは別体の耐熱材料でつくられ先端部
分をチーツタ状にした単一のスリーブ中に、高温高圧ガ
スに接する側のノズル孔の一部分を形成し、この単一の
スリーブを板状ノズル本体に形成した嵌合孔に嵌合組立
したスリーブ組立式スクリーンノズルを提供するもので
ある。

すなわち、本発明は、スクリーンノズルにおいて、周囲
条件（耐熱性、耐蝕性）が厳しく、また、ノズルの性能
を大きく左右するノズル孔のスロート部に、いかにして
充分な耐熱性をもたせ、しかも精度良く早くスクリーン
ノズルを製作し、必要に応じて簡単にスロート径を変え
られるかについて研究し、板状ノズル本体に多数あるノ
ズル孔の高温高圧ガスに接する側の部分を、耐熱材料で
つくったスリーブでユニット化し、断熱膨張により比較
的温度が低くなるノズル孔の拡径テーパ出口部は、銅系
材料の本体材中に形成したスクリーンノズルを開発する
に至った。

上記スリーブでユニット化するに当って留意すべきこと
は、スリーブに設けたスロート導入口部の中心と、ノズ
ル本体材にあけた拡径テーパ出口部の中心とが正確に一
致させること、更には、スリーブとノズル本体との嵌合
接触面からのガスもれかないようにすることであシ、こ
のために本発明においては、スリーブ先端部分はチーｉ
４形状としてノズル本体の嵌合孔に対して正確な位置合
せと密着性を確保できるようにしである。

〔作用〕

本発明によれば、スクリーンノズルにおいて、高温高圧
ガスに接する側のノズル孔の部分が、耐熱材料でつくり
た単一のスリーブ中に形成され、該単一のスリーブをノ
ズル本体の嵌合孔に嵌合組立してユニット化されている
ので、高温ガスによるノズル孔表面の耐熱耐蝕性を向上
させると共に、スリーブ式ユニ、ト化により品質を高め
、製作工程を短縮し、更には、スロート径の異なるスリ
ーブを交換使用することで、スクリーンノズル全体とし
ての特性を簡単に変えることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図ないし第３図を参照して
説明する。

第１図に示す実施例では、スクリーンノズルにおけるノ
ズル本体１は単一の板状部材であシ、このノズル本体１
に嵌合組立られる耐熱材料でつくられたスリー２５には
、縮径チーｔ４部２＆を有するスロート導入口部２、ス
ロート部３および拡径テーパ出口部の一部の順にノズル
孔が形成される。

この場合、最も注意すべき点は、スロート部３の中心と
、拡径テーパ出口部４の中心とを合せ、かつ拡径テーパ
出口部の表面がスムースにつながるようにしてガスの乱
流を防止することと、第１図の左側つまシ高温高圧側か
ら右側の低圧側へ、ノズル本体１とスリーブ部５の嵌合
面を通って高圧ガスが流れないよ５に気密を保つことで
ある。このために、スリーブ５の先端部とノズル本体の
嵌合孔とにテーノ々６を設けて上記の目的を達成するよ
５にした。このようにすることにより、スロート部３の
微細精密加工もスリーブ５の単体時点で可能となった。

第２図に示す第２実施例は、ノズル本体１＆。

１ｂに冷却用通路や他のガス通路のために溝７が設けら
れている場合の例で、この場合、溝７の加工のために金
属間接合８が必要となる。金属間接合の場合接合面にイ
ンサート材を入れることが多く、このようにすると、ノ
ズル本体１ａ＊１ｂの融点が接合部で低下するため、ノ
ズル本体の昇温をできる限シ低減さすことが重要であシ
、この点からも耐熱材でしかも熱伝層率の低いセラミッ
ク等をスリーブ５に用いると非常に有効である。

第３図に示す第３実施例は、第２実施例におけるスリー
ブ５を短くしてスロート３の入口手前までとした場合で
、第１ｔたは第２実施例において゛　スリーブ５のスロ
ート出口ノズル曲線とノズル出口４の曲線が合いにくい
場合の改善策の一つてあシ、スロート３からノズル出口
４ｔでをノズル体１ｂに加工したものである。この場合
、スリーブ９はスロートを有しないものとなるが第２実
施例と同様に接合面８の融点低下の対策として有効とな
る。

以上述べた本発明の実施例によれば、 （１）個々のスリーブ５．９を単体でノ９うに加工する
ことができるので品質向上と裏作工程の大巾な短縮とコ
ストの低減が可能となる。

（２）スリーブの先端をテーパ状とすることによりノズ
ル本体１＋１ａ＊１ｂとの組合せが楽でノズル曲線の連
続性の維持、接触面からのガスのもれも防止することが
でき、分割によるノズル特性を損うこと嫁ない。

（３）　　ノズル本体はそのままでスリーブのスロート
径のみを調整することによりノズルの流量特性を変更す
ることが可能となる。

（４）第４図、第５図のような複雑な構造や、無数の微
細ノズル孔を有するスクリーンノズルではセラミ、り等
の材料で一体加工は殆んど不可能であるがスリーブ方式
にすることにより熱的に最も過酷なスロート導入口部と
スロート部を耐熱材のスリーブとすることが可能となる
。

〔発明の効果〕

本発明によれば熱的に厳しい条件であるスロート導入孔
とスロート部を耐熱材で構成できるのでノズル全体とし
ての耐熱耐蝕性を向上さすことができ、更にはスリーブ
単体の加工精度の向上と製作工程の短縮が可能で、この
他スロート径の異なるスリーブ単体を準備することでス
クリーンノズルのスロート径を容易に変更できるから、
ノズルの特性を簡単に変えられる等の大きな効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるスリーブ式ノズル組立スクリーン
ノズル本体の断面図、第２図は同じくノズル本体に通路
と接合部を有する場合の断面図、第３図は第４図でスリ
ーブの長さを短くした場合の断面図、第４図は従来のス
クリーンノズルを正面側から見た一部破断斜視図、第５
図は、第４図に示すノズル本体の断面図である。 ｌ・・・ノズル本体　　　２・・・スロート導入孔３・
・・ス０−）　　　　　４・・・ノズル出口５・・・ス
リーブ　　　　６・・・テーパ６６カお厘ヲ 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、板状ノズル本体に、その一側面から他側面に向つて
   、縮径テーパ部を有するスロート導入口部、スロート部
   、拡径テーパ出口部の順に並ぶノズル孔を多数設け、前
   記一側面側における高温高圧ガスを前記ノズル孔に通し
   て前記他側面側で断熱膨張させるためのスクリーンノズ
   ルにおいて、 前記板状ノズル本体の前記一側面には、各ノズル孔の位
   置ごとに同心の嵌合孔を設け、前記一側面から所要の長
   さにわたる前記ノズル孔の部分を前記板状ノズル本体と
   は別体の耐熱材料でつくられ先端部分をテーパ状にした
   単一のスリーブ中に形成し、該単一のスリーブを前記板
   状ノズル本体の各嵌合孔に嵌合組立したことを特徴とす
   るスリーブ組立式スクリーンノズル。 ２、前記単一のスリーブ中に形成された前記ノズル孔の
   部分は、前記スロート導入口部、スロート部および拡径
   テーパ出口部の一部を含むものであることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載のスリーブ組立式スクリー
   ンノズル。 ３、前記単一のスリーブ中に形成された前記ノズル孔の
   部分は、前記スロート導入口部における縮径テーパ部の
   手前までであることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載のスリーブ組立式スクリーンノズル。 ４、前記板状ノズル本体は、冷却用通路や他のガス通路
   を形成するための溝をもった分割二体を金属間接合によ
   り一体化して形成されたものであることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載され
   たスリーブ組立式スクリーンノズル。