JPS6357115B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、円筒状の渦室と、この渦室の中に接
線方向に開口している液体流入部と、渦室の軸線
方向延長部を形成し流出方向が液体流入部と垂直
であるノズル出口とを具備し、その際ノズル出口
に対向する渦室底部に、液体の流れに影響を与え
るための凹部または凸部が形成されている、液体
を噴霧するための中実円錐噴射型ノズルに関す
る。

ノズル出口から出る前に噴霧すべき液体を回転
させるために、ノズルのケーシングに旋回用バツ
フルを設けることは周知である。中実円錐噴射型
ノズルの旋回用バツフルは通常縁部孔の他に中央
孔を備えている。これにより、液体流れはノズル
ケーシング内で軸方向の流れ成分と半径方向の流
れ成分に分けられる。液体の予圧が高い場合に
は、軸方向の流れ成分の作用が非常に強まる。こ
の場合には噴射角度が小さくなる。更に、旋回用
バツフルによりノズルケーシングの内方室が小さ
くなるかまたは狭くなくるので、ノズルケーシン
グの内部が閉塞される可能性がある。また、旋回
用バツフルは、正確に加工すべき付加的な精密部
品であるので、相応する製造コスト、組立てコス
ト、雑費が必要である。

西独国特許公開公報第2604264号により、ノズ
ルケーシング内での液体の回転が、分離された旋
回用バツフル無しに、ただ単に接線方向の液体流
入部によつて達成されるノズルが既に知られてい
る。この場合、液体流入部の方向が液体出口の方
向と直角となつているいわゆるＬ形ノズルの種の
ノズルであることが肝要である。しかし、Ｌ形ノ
ズルの構造的な特徴により、通常は中実円錐噴流
ではなく中空円錐噴流が生じる。この中空円錐噴
流は、平面にできるだけ均一に噴射を行なう若干
の用途（例えば圧延鋼の冷却）の場合には適して
いない。ノズル口金をぎざぎざにまたは歯状に形
成することにより、流出する液体噴流をほぼ円錐
の形にすることが試みられた。しかし、これは完
全には成功せず、更に円錐状横断面において非常
に不均一な液体分布を生じる。西独国特許公開公
報第2604264号では、改良したノズルが提案され、
その場合、中実円錐状の噴流の形成を容易にする
ために、ノズルケーシング内の渦室が上流の方へ
隆起している底部を有し、流出通路がその中央で
挟められかつ端部開口の方へ除々に開いている側
壁を備えている。

更に、冒頭に述べた種の中実円錐噴射型ノズル
はソ連国特許第589030号公報により知られてい
る。この周知のＬ形ノズルでは、中実円錐噴流を
発生させるために、十字スリツト状の１つの凹部
が渦室の底部に形成されている。本発明の課題
は、冒頭に述べた種のノズルにおいて、渦室底部
を特殊な形に形成することにより、流れに一層良
好に作用するようにすることである。この課題は
本発明に従い、渦室底部が、独立した多数の個々
の凹部および／または凸部を備えていることによ
つて、解決される。

本発明により、ノズルケーシングの内方の自由
空間の横断面が大きくなり、それによつて閉塞の
危険がほとんどなくなる。自由空間の横断面は流
入孔または流出口の寸法によつてのみ制約され
る。更に、本発明の特徴により、圧力が異なる場
合にも噴射角度が変化しない。なぜなら、本発明
に係るノズルの場合には、ノズル内の流れが外方
の半径方向成分と中央の軸方向成分に分割されな
いからである。

例えば射出成形によつて（渦室底部を合成樹脂
部品として製作する場合）または多軸フライスで
連続加工することによつて（渦室底部を金属部品
として製作する場合）簡単に作ることができる本
発明に係る個々の凸部または凹部は、周知技術に
対して更に次のような利点がある。即ち、万一渦
室底部内の自由空間が閉塞するようなことがあつ
ても、流れが継続すると閉塞部分を自動的に洗浄
することができるという利点がある。更に、閉塞
部分が渦室底部上の凸部の高さを超えない限り、
不時の閉塞によつてノズルケーシング内の流過断
面積が小さくなることはない。このことは、渦室
底部内の自由空間の閉塞の場合ですら、噴射過程
は停止することがないということを意味する。こ
の事実は、運転状態を維持するためおよび本発明
のノズルを使用する方法と装置における大きな故
障を避けるために重要である。

原則的には、個々の凹部および／または凸部を
渦室底部に任意に配置することができる。しか
し、本発明に従つて、個々の凹部および／または
凸部を規則正しく幾可学的に配置すると、製作上
有利である。本発明の実施形に依れば、個々の凹
部および／または凸部が複数の列をなしてかつ一
様な間隔をおいて配置され、この列が互いに直交
している。

それに対して、渦室底部の製作が非常に簡単で
コストが安いという理由からすぐれている実施形
にあつては、個々の凹部および／または凸部が正
面フライスを用いて渦室底部の表面に対して垂直
に渦室底部を加工することによつて形成可能であ
る。

本発明の他の有利な実施形では、凹部および／
または凸部が多面体に、特にブロツク状にまたは
四角錐状あるいは載頭四角錐状に形成させる。ま
た、個々の凹部または凸部をプリズム状に形成す
ることもできる。しかし、できるだけ経済的で簡
単な切削製作という点については、前述の有利な
幾可学的形状の方がすぐれている。

渦室底部を合成樹脂射出部品として形成する場
合、凹部および／または凸部を円錐状または載頭
円錐状に形成することができる。この場合、個々
の円錐は横断面をそれぞれ円形、腎臓状、楕円形
または卵形とすることができる。また、合成樹脂
射出成形によつて凸部または凸部を作る場合、面
取りした矩形とすることもできる。

必要に応じて流れ状態を変えるため、あるい
は、万一渦室底部に詰まつても交換できるように
するために、本発明の他の特徴に依れば、渦室底
部が渦室を形成するノズルケーシングと取外しが
できるように連結されている。これに関する本発
明の有利な実施形では、渦室底部を形成する円板
状部材を備え、この円板状部材が固定フランジに
よつてノズルケーシングの後方端面に取外しがで
きるように固定される。

本発明の他の実施形に依れば、渦室に接線方向
に開口している液体流入孔と、渦室底部を形成す
る部材の、流入孔に最も近い個所との間隔Ａが、
渦室の軸線方向に測定した液体流入口の直径ｄの
約十分の一である。従つて、本発明に依る不規則
な渦室底部の形により、渦室に流入する液体に最
良の状態で作用することが保証される。間隔が大
きい場合には流入する液体が不十分であり、間隔
が小さい場合には作用が強すぎる。

本発明の他の詳細な事柄と長所は、特許請求の
範囲第２〜１８項と実施例に基づく以下の記載か
ら明らかとなる。

第１，２図において、１０は、図示した中実円
錐噴射型ノズルのケーシングである。このケーシ
ング１０は側方に液体流入部１１を備え、この液
体流入部は外方から内方へ従つて細くなつている
液体流入孔１２を備えている。ねじ１３は、図示
していない液体流入管を接続するためのものであ
る。ケーシング１０の内方には円筒状の渦室１４
が形成され、この渦室の中へ前記液体流入孔１２
が接線方向に開口している。第１図に示したノズ
ルの下端には、ノズル口金１５が形成されてい
る。このノズル口金は、外方が円錐状に細くなつ
ていて、そして内方に、先ず細くなつて続いて再
び拡がつているノズル出口１６を形成している。
ノズルケーシング１０の内方において、１１のと
ころで接線方向に流入する液体が回転しそして90
度変向して矢印１７方向に中実円錐噴流としてノ
ズル出口１６から出る。

更に、第１図からわかるように、ノズルケーシ
ング１０の後方端部は全体を１８で示した円板状
部材によつて閉鎖されている。この円板状部材１
８は両側で段をつけられている。その際、この段
は固定フランジ１９を形成する。更に、段によつ
て円板状部材１８の両側に円筒状面２０，２１が
形成されている。この円筒状面の直径は渦室１４
の内径に相当する。従つて、円筒状面２０，２１
は円板状部材１８をノズルケーシング１０内に同
心的に配置させる働きをする。円板状部材１８は
２つの端面２２，２３を有し、この端面は両方共
渦室１４の後方端面側閉鎖部（渦室底部）を形成
することができる。図示した実施例の場合、２３
で示した円板状部材１８の端面が渦室底部として
の働きをする。この端面２３は総体的には平面状
に形成され、その際ノズル縦軸線２４に対して垂
直となつている。しかし、多数の個々の凹部２５
が設けられている。この凹部は互いに垂直な多数
の列の形にそして同じ間隔をもつて配置されてい
る。実質的に同じように形成されたこの凹部２５
は図示した実施例ではブロツクの形をしている。
しかしながら、凹部２５を他の形に形成すること
もできる。また、個々の凹部２５の代りに、相応
する個々の凸部を渦室底部に設けることができ
る。更に、個々の凹部と凸部を有する渦室底部を
形成することも可能である。

更に、第１図からわかるように、渦室１４に開
口している液体流入孔１２と渦室底部２３との間
隔Ａは、液体流入孔１２の開口直径ｄの約十分の
一である。液体流入孔１２と渦室底部２３をこの
ように配置したことにより、個々の凹部２５が中
実円錐噴射の発生に関して最適に作用する。

円板状部材１８の他方の端面２２は完全に平ら
に形成されている、即ち凸部や凹部を備えていな
い。この端面２２を渦室底部として用いると、同
じノズルでもつて中空円錐噴射を得ることができ
る。上述のように交換または回転可能な円板状部
材１８を取外し可能に固定するために、例えば、
一点鎖線２６で示されているように、適当な固定
ねじを用いることができる。

第３，４図の実施形では、渦室底部２３ａを形
成する円筒状部材が符号１８ａを付けられてい
る。図示の例の場合、全体で３個の凸部２７が設
けられている。この凸部は正面フライスを用いて
削り取ることにより形成される。このために必要
なフライス位置は符号２８を付けた一点鎖線で示
されている。第３図からわかるように、３つのフ
ライス削り部２８は、共通のピツチ円２９上にあ
りそして周方向において120度の一様な間隔で配
置されている。更に第３，４図に示した実施例の
場合には、一点鎖線の円３０で示した第４のフラ
イス削り部が設けられている。このフライス削り
部３０により、前述の個々のフライス削り部２７
の間の材料連結部分が除去される。

本発明は第３，４図に示したものに限定されな
い。すなわち、多数の凸部または凹部を形成する
ために、フライス削り部を第３図に示した３個よ
りも多く周方向に設けることができる。更に、フ
ライス削り部については原則的には共通のピツチ
円２９上に設ける必要はなく、また必ずしも一様
な間隔をもつて周方向に配置しなくてもよい。ま
た、フライス削り部を共通のピツチ円２９上に配
置するときには、ピツチ円の直径を必ずしも渦室
底部の直径よりも小さくする必要はない。同じか
または大きくすることができる。多くの場合、周
方向に設けられたフライス削り部２８に付加して
更に同心的なフライス削り部３０を設けることは
必ずしも必要でない。渦室底部の中央に橋状部分
をそのまま残して、互いに空間的に分離した凹部
２８を形成することもできる。

しかし、渦室底部２３ａの加工の際にフライス
削り部を同一直径としそして一様な間隔をもつて
しかも共通のピツチ円上に配置することは、フラ
イス削り部の幾可学的に不規則な形および配置と
比べて、特に旋回円テーブル−フライス装置で加
工する際に、製作技術上の本質的な利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は中実円錐噴射型ノズルの垂直縦断面
図、即ち第２図の−線に沿つてノズルを切断
した図、第２図は第１図の−線に沿つてノズ
ルを切断した図、第３図は他の渦室底部の他の実
施形を示す図で第４図の−線に沿つた断面
図、第４図は第３図の側面図である。 図中符号、１０……ノズルケーシング、１２…
…液体流入口、１４……渦室、１８……円板状部
材、１９……固定フランジ、２０，２１……円筒
面、２２，２３……端面、２３ａ……渦室底部、
２５……凹部、２８……フライス削り部、２９…
…ピツチ円、３０……フライス削り部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 円筒状の渦室１４と、この渦室１４の中に接
   線方向に開口している液体流入部１１と、渦室１
   ４の軸線方向延長部を形成し流出方向が液体流入
   部１１に対して垂直であるノズル出口１６とを具
   備し、ノズル出口１６に対向する渦室底部２３
   に、液体の流れに影響を与えるための凹部または
   凸部が形成されている、液体を噴霧するための中
   実円錐噴射型ノズルにおいて、渦室底部２３が、
   独立した多数の凹部２５および／または凸部を備
   えていることを特徴とする上記中実円錐噴射型ノ
   ズル。 ２ 個々の凹部２５および／または凸部が幾何学
   的に規則正しく配置されていることを特徴とする
   前記特許請求の範囲第１項記載の中実円錐噴射型
   ノズル。 ３ 個々の凹部２５および／または凸部が複数の
   列をなしてかつ一様な間隔をおいて配置され、こ
   の列が互いに直交していることを特徴とする前記
   特許請求の範囲第１項または第２項記載の中実円
   錐噴射型ノズル。 ４ 個々の凹部２５および／または凸部が、正面
   フライスを用いて渦室底部２３の表面に対して垂
   直に渦室底部を加工することによつて製作可能で
   あることを特徴とする前記特許請求の範囲第１項
   または第２項記載の中実円錐噴射型ノズル。 ５ フライス削り部２８が、渦室底部２３ａの外
   径よりも小さい直径のピツチ円２９上に設けられ
   ていることを特徴とする前記特許請求の範囲第４
   項記載の中実円錐噴射型ノズル。 ６ フライス削り部２８が渦室底部２３ａの周方
   向に一様な間隔をおいて配置されていることを特
   徴する前記特許請求の範囲第４項または第５項記
   載の中実円錐噴射型ノズル。 ７ 付加的なフライス削り部３０が渦室底部２３
   ａの中心に設けられていることを特徴とする前記
   特許請求の範囲第４項から第６項までのいずれか
   一つに記載の中実円錐噴射型ノズル。 ８ 凹部２５および／または凸部が多面体状に、
   特にブロツク状または四角錐体状あるいは截頭四
   角錐体状に形成されていることを特徴とする前記
   特許請求の範囲第１項から第３項までのいずれか
   一つに記載の中実円錐噴射型ノズル。 ９ 凹部２５および／または凸部が円錐状または
   截頭円錐状に形成されていることを特徴とする前
   記特許請求の範囲第１項から第３項までのいずれ
   か一つに記載の中実円錐噴射型ノズル。 １０ 凹部２５と凸部の大部分が互いに同じ大き
   さに形成されていることを特徴とする前記特許請
   求の範囲第１項から第９項までのいずれか一つに
   記載の中実円錐噴射型ノズル。 １１ 渦室底部２３が渦室１４を形成するノズル
   ケーシング１０に取外し可能に連結されているこ
   とを特徴とする前記特許請求の範囲第１項から第
   １０項までのいずれか一つに記載の中実円錐噴射
   型ノズル。 １２ 渦室底部２３を形成する円板状の部材１８
   を備え、この部材が固定フランジ１９によつてノ
   ズルケーシング１０の後方端面に取外しできるよ
   うに固定可能であることを特徴とする前記特許請
   求の範囲第１１項記載の中実円錐噴射型ノズル。 １３ 円板状部材１８がその横中心軸線の回りに
   180度回転した両位置においてノズルケーシング
   １０に固定可能であり、それによつて円板状部材
   の両端面２３または２２の各々が選択的に渦室底
   部として機能することができることを特徴とする
   前記特許請求の範囲第１２項記載の中実円錐噴射
   型ノズル。 １４ 円板状部材１８の外縁を形成する固定フラ
   ンジ１９の両側に、円板状部材の両端面２２，２
   ３に対して段が付けられ、それによつて固定フラ
   ンジの両側に各々一つの円筒面２０，２１が形成
   され、この円筒面の直径が渦室１４の内径と同じ
   であり、円板状部材１８をノズルケーシング１０
   と同軸に配置する働きをしていることを特徴とす
   る前記特許請求の範囲第１２項または第１３項記
   載の中実円錐噴射型ノズル。 １５ 円板状部材１８の両端面２２，２３の一方
   ２２が平らに形成されていること、すなわち凹部
   または凸部を備えていないことを特徴とする前記
   特許請求の範囲第１２項から第１４項までのいず
   れか一つに記載の中実円錐噴射型ノズル。 １６ 渦室１４に接線方向に開口している液体流
   入孔１２と、渦室底部２３を形成する部材１８
   の、流入孔１２に最も近い個所との間隔Ａが、渦
   室の軸線方向に測定した液体入口の直径ｄの約十
   分の一であることを特徴とする前記特許請求の範
   囲第１項から第１５項までのいずれか一つに記載
   の中実円錐噴射型ノズル。 １７ 凸部および／または凹部２５を含む渦室底
   部２３が合成樹脂射出成形部材として形成されて
   いるかまたは、渦室底部を形成する円板状部材１
   ８が、合成樹脂射出成形部材として形成されてい
   ることを特徴とする前記特許請求の範囲第１項か
   ら第１６項までのいずれか一つに記載の中実円錐
   噴射型ノズル。 １８ 凸部および／または凹部２５を含む渦室底
   部２３が金属からなつているかまたは渦室底部２
   ３を形成する円板状部材１８が金属からなつてお
   り、多軸フライスによつて連続的に切削加工され
   ていることを特徴とする前記特許請求の範囲第１
   項から第１６項までのいずれか一つに記載の中実
   円錐噴射型ノズル。