(57)【要約】【課題】従来より効率的に加工エネルギーに変換できる強力なキャビテーションを形成できると共に、より長寿命のキャビテーションノズルの提供。【解決手段】円筒形状のオリフィス部と、オリフィス部下流に連通され、キャビテーション噴射流を第２の液中に噴射する噴射孔と、を備えたキャビテーションノズルにおいて、前記噴射孔は、オリフィス部の下流端開口から外周方向にオリフィス中心軸と直交する平面上に円環状に延設された平坦部と、該平坦部の周縁から下流側に向かってテーパー状に拡径するホーン部と、該ホーン部の下流側周縁から噴射孔開口端側に亘ってオリフィス中心軸と同軸の円筒状に連設された平行部と、を備えた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧液体供給手段から供給される高圧液体が上流側の相対的に径の大きい流路から流入される円筒形状のオリフィス部と、該オリフィス部の下流に連通され、オリフィス部を通過してその下流端から噴出される高速流体に気泡を発生、成長させてキャビテーション噴射流として第２の液中に噴射する噴射孔と、を備えたキャビテーションノズルにおいて、
前記噴射孔は、前記オリフィス部の下流端開口から外周方向にオリフィス中心軸と直交する平面上に円環状に延設された平坦部と、該平坦部の周縁から下流側に向かってテーパー状に拡径するホーン部と、該ホーン部の下流側周縁から噴射孔開口端側に亘ってオリフィス中心軸と同軸の円筒状に連設された平行部と、を備えていることを特徴とするキャビテーションノズル。
【請求項２】
前記平坦部は、前記オリフィス部の内径の２〜５倍の内径を有することを特徴とする請求項１に記載のキャビテーションノズル。
【請求項３】
前記平行部は、前記オリフィス部の内径が１〜４ｍｍのとき、１５〜３０ｍｍの内径を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のキャビテーションノズル。
【請求項４】
前記平行部の下流側周縁から噴射孔開口端に亘ってテーパー状に拡径する第２のホーン部を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載のキャビテーションノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧液体を液中で噴射してキャビテーション噴射流を発生させるノズルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、高加圧された液体を細径のオリフィスから噴射させることにより、高圧液体を高速の液体流に変換して、該高速液体流のエネルギーを加工に利用することで、対象物の洗浄、剥離、掘削などを効果的に行っていた。高圧液体のエネルギーを加工エネルギーに変換させる方式としては、主に気中において加工を行う方式と、液中において加工を行う方式がある。
【０００３】
液中加工方式としては、例えば、図３に示すようなオリフィス部１２の下流端開口からテーパー状に拡径している円錐型の内部形状を有する噴射孔１３を有する所謂ホーン型ノズル１１を用いるもの（特許文献１参照）や、オリフィス部に続く噴射孔の導入部でその断面積を急拡大させると共に、入口部分に続く噴射孔開口端までの内部形状を円筒形としたノズルを用いるもの（特許文献２参照）などがある。
【０００４】
以上のような液中方式では、いずれも噴流のキャビテーションによる衝撃波を加工エネルギーとして利用している。キャビテーションは、液体流れの中での圧力差により短時間に微小気泡の発生と消滅とが起きる物理現象であり、対象物への衝突時の気泡消滅によって生じる衝撃が部材を壊食させるものである。このようなキャビテーション効果を加工に用いる場合、噴流体と周囲液体との混合領域における速度及び圧力の変動によって気泡が発生、成長することから、ホーン型ノズルでは、そのテーパー角度と距離設定によって、流体周囲の気泡を多く発生する速度勾配の大きい高剪断層に向かって適宜周囲液を流れ込ませるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６０−１６８５５４号公報
【特許文献２】特許第３２７７２１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、いずれの従来ノズルにおいても、噴射流がノズルの噴射孔内壁面に衝突することによってノズル部材にもキャビテーション効果による壊食で損傷が生じてしまうと同時に気泡の発生、成長も抑制されてしまうという問題があった。これにより、キャビテーション効果が低減して効率的に加工エネルギーが得られないだけでなく、ノズル自体の短寿命化が誘引され、結果としてノズル全体の頻繁な交換が必要になり、煩雑な手間とコスト高を伴うことになっていた。
【０００７】
そこで、ノズル自体を耐食性の合金で製作することも可能であるが、材料が高価であるため、やはりコストの上昇は避けられず、また材料の難加工性のために製作自体が困難であるといった課題もある。
【０００８】
また、掘削ほどの加工エネルギーを必要としないジェット洗浄においても、より効率的で確実な洗浄効果を確保するためには、ある程度強力なキャビテーション噴流の形成を安定的に維持する必要がある。しかし、ノズルまでの洗浄液供給流路途中には、配管のレイアウトによって流れ方向を変更するためのエルボ配管や、段差を得るための継ぎ手などの様々な配管要素が付属されることが多く、このような配管要素によりノズルへの液体導入前に乱流などの二次的流れが発生してキャビテーションが減衰するなど安定してキャビテーション効果が得られない場合もあった。
【０００９】
本発明の目的は、上記問題点に鑑み、キャビテーションを起こすための気泡の発生、成長をノズル内部で抑制することなく、効率的に加工エネルギーに変換できる強力なキャビテーションをより安定的に形成できると共に、従来より長寿命のキャビテーションノズルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明に係るキャビテーションノズルは、高圧液体供給手段から供給される高圧液体が上流側の相対的に径の大きい流路から流入される円筒形状のオリフィス部と、該オリフィス部の下流に連通され、オリフィス部を通過してその下流端から噴出される高速流体に気泡を発生、成長させてキャビテーション噴射流として第２の液中に噴射する噴射孔と、を備えたキャビテーションノズルにおいて、
前記噴射孔は、前記オリフィス部の下流端開口から外周方向にオリフィス中心軸と直交する平面上に円環状に延設された平坦部と、該平坦部の周縁から下流側に向かってテーパー状に拡径するホーン部と、該ホーン部の下流側周縁から噴射孔開口端側に亘ってオリフィス中心軸と同軸の円筒状に連設された平行部と、を備えているものである。
【００１１】
請求項２に記載の発明の係るキャビテーションノズルは、請求項１に記載のキャビテーションノズルにおいて、前記平坦部は、前記オリフィス部の内径の２〜５倍の内径を有するものである。
【００１２】
請求項３に記載の発明に係るキャビテーションノズルは、請求項１又は２に記載のキャビテーションノズルにおいて、前記平行部は、前記オリフィス部の内径が１〜４ｍｍのとき、１５〜３０ｍｍの内径を有するものである。
【００１３】
請求項４に記載の発明に係るキャビテーションノズルは、請求項１に記載のキャビテーションノズルにおいて、前記平行部の下流側周縁から噴射孔開口端に亘ってテーパー状に拡径する第２のホーン部を更に備えたものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、オリフィス部の下流に連通された噴射孔が、オリフィス部の下流端開口から外周方向にオリフィス中心軸と直交する平面上に円環状に延設された平坦部と、該平坦部の周縁から下流側に向かってテーパー状に拡径するホーン部と、該ホーン部の下流側周縁から噴射孔開口端側に亘ってオリフィス中心軸と同軸の円筒状に連設された平行部と、を備えたキャビテーションノズルであるため、オリフィス部から噴出された高速流体が噴射孔の導入部に衝突してその衝撃で部材が損傷することも、続くホーン部での気泡の発生、成長が抑制されることも無く、加えて平行部による周囲液体のホーン部への導入効果と整流効果でより強力なキャビテーション噴流を形成できるため、従来より効率的に加工エネルギーとして変換される強力なキャビテーション効果を得ることができる。
従って、本発明のキャビテーションノズルによれば、従来よりも部材損傷が大幅に低減されるため、高価な部材を用いることなく部材の長寿命化を図ることができると共に、頻繁な部材交換に必要であった手間やコストを低減することができるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例における実験で用いられるキャビテーションノズルの構成を示す概略縦断面図である。
【図２】本発明の実施例１における従来型ホーンノズルを対照とした部材に対する壊食実験の結果を示す線グラフ（横軸：噴射時間（時間）、縦軸：壊食部最大深さ（ｍｍ））である。
【図３】従来のホーンノズルの構成を示す概略縦断面図である。
【図４】本発明の実施例における加工実験を行った実験装置の概略構成図である。
【図５】本発明の実施例２における平行部の有無によるキャビテーション効果への影響を示す棒グラフ（縦軸：壊食量（ｇ））である。
【図６】本発明の実施例３における平行部内径によるキャビテーション効果への影響を示す線グラフ（横軸：平行部内径（ｍｍ）、縦軸：ピーク壊食量（ｇ））である。
【図７】本発明の実施例４におけるホーン部のテーパー角度によるキャビテーション効果への影響を示す線グラフ（横軸：角度α（°）、縦軸：ピーク壊食量（ｇ））である。
【図８】本発明の実施例５における平坦部の有無によるキャビテーション効果への影響を示す棒グラフ（縦軸：壊食量（ｇ））である。
【図９】本発明の実施例６における従来型ホーンノズルを対照とした噴射圧領域に対するキャビテーション効果の変化を示す線グラフ（横軸：噴射圧（ＭＰａ）、縦軸：ピーク壊食量（ｇ））である。
【図１０】本発明の別の実施例としての第２のホーン部を備えたキャビテーションノズルの構成を示す概略縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明のキャビテーションノズルにおいては、オリフィス部の下流に連通された噴射孔が、オリフィス部の下流端開口から外周方向にオリフィス中心軸と直交する平面上に円環状に延設された平坦部と、該平坦部の周縁から下流側に向かってテーパー状に拡径するホーン部と、該ホーン部の下流側周縁から噴射孔開口端側に亘ってオリフィス中心軸と同軸の円筒状に連設された平行部と、を備えたものであるため、オリフィス部から噴出された高速流体に噴射孔内でキャビテーションに寄与する気泡が発生、成長されて噴射孔開口端からキャビテーション噴射流として噴射される際に、この噴射孔内部形状によって、従来より強力なキャビテーション効果が発揮される噴射流が得られる。
【００１７】
即ち、まずオリフィス部の下流端に前記平坦部が設けられたことによって、高速流体は開けた周辺領域に噴出することになり、噴射孔導入部の内壁面が高速流体噴出直後の衝撃に曝されることなく、部材損傷が回避される。そして、その下流のホーン部は、前記平坦部の周縁から始まり、その上流側開口は従来より大口径であるため、ホーン部のテーパー角度と距離設定によって噴流体周囲の気泡を多く発生する速度勾配の大きい高剪断層に向けての周囲液の流れ込みが好適に行われ、噴射孔内壁面によって抑制されることなくキャビテーションに寄与する気泡の良好な成長が成される。加えて、良好な気泡の発生、成長がなされた噴射流は、更に下流側の円筒状平行部による気泡群をまとめて噴射させるような整流効果だけでなく周囲液をホーン部へ効果的に流れ込ませる導液効果を得てより強力なキャビテーション噴射流として噴射孔開口端から液中に噴射される。
【００１８】
以上のような構成の噴射孔を備えた本発明のキャビテーションノズルにおいては、噴射孔内壁面への噴射流衝突による部材損傷もキャビテーションに寄与する気泡の発生、成長の抑制も回避され、従来より加工エネルギーに変換できる強力なキャビテーション効果を効率的に得られるキャビテーション噴射流を形成できると共に、部材の長寿命化も実現でき、部材交換に必要であった手間やコストを低減することもできる。
【００１９】
またノズル上流の配管中にエルボ配管などの乱流が生じるような配管要素が配置されている場合においては、該配管要素で発生する二次的流れによってキャビテーションが減衰するとしても、本発明のキャビテーションノズルにおいては、オリフィス部出口領域の壊食によるキャビテーション減衰が前記平坦部によって回避される分、総合的には従来よりも強力なキャビテーション効果を有する噴射流が安定的に形成される。
【００２０】
本発明における噴射孔の好適な設計としては、前記平坦部は、オリフィス部の内径の２〜５倍の内径とするのが好適である。例えば、オリフィス部の内径が１〜４ｍｍであるとき、平坦部の内径は２〜２０ｍｍとする。このオリフィス部に対する平坦部の内径の比率がこの条件より小さいと、噴射孔の導入部においてオリフィス部から高速流体が噴出された際の衝撃を良好に回避できずに部材の壊食を招く恐れがあり、前記条件より大きすぎると、前記衝撃波回避できるが、続くホーン部の導入部開口が大きすぎて良好な気泡の成長を促す高剪断層が形成し難くなると共に、必要以上にノズルが大型化して実用的でなくなる恐れもある。
【００２１】
また、ホーン部に続く平行部は、後述の実施例で示すように、ある程度以上の噴射圧条件において、その内径が大きいほど噴射流による加工能力としてのキャビテーション効果も増大する。よって、任意の噴射圧において、平行部の内径を適宜設定することによって所望の加工能力に応じたキャビテーション効果を選択的に調整することができる。但し、このような調整が可能となる好適な平行部内径の範囲は、オリフィス部内径が１〜４ｍｍのとき、１５〜３０ｍｍである。
【００２２】
なお、本発明のキャビテーションノズルの噴射孔においては、前記平行部の下流にさらに第２のホーン部を設けても良い。この第２のホーン部によって、平行部からの噴射流に更なる気泡の発生、成長が生じ、より強いキャビテーション噴射流を得ることができる。この第２ホーン部を備えた構成は、例えば２０ＭＰａ付近という比較的に低い噴射圧での噴射を行うノズルにおいて特に有効である。
【実施例１】
【００２３】
本発明の第１の実施例として、図１に示すキャビテーションノズル１を用いた連続噴射による壊食実験を図３に示す従来のホーンノズル１１を対照として行った結果を以下に示す。本実施例におけるキャビテーションノズル１は、内径１．５ｍｍの円筒状オリフィス部２と、オリフィス部２の下流に連通する噴射孔３を備えたものであり、噴射孔３は、オリフィス部３の下流端開口から外周方向にオリフィス中心軸と直交する平面上に円環状に延設された平坦部５と、この平坦部５の周縁から下流側に向かってテーパー状に拡径するホーン部６と、該ホーン部６の下流側周縁から噴射孔開口端４側に亘ってオリフィス中心軸と同軸の円筒状に連設された平行部７と、を備えたものである。本実施例では、平坦部５の内径Ｄ１を８ｍｍとし、平行部７については内径Ｄ２を２８ｍｍ、オリフィス部中心軸方向に沿った距離Ｌを８ｍｍとした。
【００２４】
対照とするホーンノズル１１の噴射孔１３は、円筒状のオリフィス部１２の下流端開口から噴射孔開口端１４に亘ってテーパー状に拡径する略円錐形状のホーン部１６からなるものであり、オリフィス部１２は、内径１．５ｍｍで本実施例におけるキャビテーションノズル１のオリフィス部２と同一の寸法を有するものである。
【００２５】
壊食実験は、各ノズルを用いてそれぞれ噴射圧４８ＭＰａで水を連続噴射し、壊食部最大深さの経時的変化を測定した。測定方法は、従来最も壊食の進行しやすいオリフィス部の出口領域を測定対象とし、レーザー変位径によって、レーザーを壊食部に横切らせてトラバースさせることにより壊食部断面形状を測定し、その形状の最大深さを求めた。
【００２６】
測定結果は図２の線グラフ（横軸：噴射時間（時間）、縦軸：壊食部最大深さ（ｍｍ））に示した。具体的には、本実施例のキャビテーションノズル１においては、平坦部５（図２中において白四角：□）とホーン部６の入口付近（図２中において白三角：△）、対照のホーンノズル１１においてはホーン部１６の入口付近（図２中において白丸：○）を測定した。
【００２７】
図２の結果から、従来のホーンノズル１１では、連続噴射約５時間後から壊食部の深さが急激に増大していったのに対し、本実施例のキャビテーションノズル１では、平坦部５とホーン部６の入口付近ともに壊食部の進行が極めて緩やかであったことが判る。また、対象部分を観察してみると、連続噴射８時間後（図２中Ａ時点）のホーンノズル１１のホーン部１６の入口付近には、局所的な壊食部が生じており、そこを起点に壊食部が拡大進行していたが、連続噴射１１時間後（図２中Ｂ時点）の本キャビテーションノズル１では何れの場合も壊食領域は緩やかなものが一様に生じていた。
【００２８】
以上の結果から、本実施例のキャビテーションノズル１においては、噴射孔３の入口に平坦部５を設けたことによって、従来のホーンノズルで問題となっていたオリフィス部から高圧液体が噴出された際の衝撃による部材の損傷が大幅に低減されており、部材の長寿命化が実現可能であることが判った。
【実施例２】
【００２９】
本発明の第２の実施例として、キャビテーションノズルの噴射孔の開口端側に平行部を設けることの有効性を、該平行部を持たないキャビテーションノズルを対照として水中噴射による対象物加工実験にて検討した結果を以下に示す。本実施例で用いたのは図１に示すキャビテーションノズル１であり、平行部７の内径Ｄ２が２８ｍｍで距離Ｌを８ｍｍとしたものである。対照のノズルは、この平行部７を備えていないだけでオリフィス部からホーン部まで同じ寸法構成のノズルである。
【００３０】
加工実験は、図４に概略構成を示した実験装置において行った。即ち、実験水槽２０内に垂直に立てて固定した対象物、ここではアルミ板（Ａ１０５０板）のワークＷに対して、供給水タンク３０からプランジャーポンプＰを介して加圧供給される高圧水を噴射ノズルＮからほぼ水平方向に水中噴射するものである。噴射ノズルＮとして前記キャビテーションノズル１および対照ノズルを用いて噴射圧３６ＭＰａで３０分間の連続噴射を行った。そしてその間のワーク欠損量を壊食量として噴射前後の質量変化から測定し、結果を図５の棒グラフ（縦軸：壊食量（ｇ））に示した。壊食量が大きいノズルほど加工能力としてのキャビテーション効果が高いものとして評価できる。
【００３１】
図５の結果から、平行部７を備えたキャビテーションノズル１による壊食量は、平行部を持たないノズルの場合の約２倍であった。この結果から、平行部７を経てキャビテーション噴流が噴射されるノズルでは、平行部を持たないノズルに比較して、ホーン部６における気泡の発生、成長がより促進されると共に、その気泡が効率的にまとめて噴射され、より強力なキャビテーション噴射流として噴射されることが判った。
【実施例３】
【００３２】
次に、本発明の第３の実施例として、図１のキャビテーションノズル１における平行部７について、その内径Ｄ２のキャビテーション効果への影響を検討した結果を以下に示す。本実施例では、オリフィス部２と平坦部５の内径および平行部７、噴射孔３の距離を実施例１のノズル寸法と同じまま、平行部７の内径Ｄ２を７ｍｍから２８ｍｍにわたって変更した各キャビテーションノズル１を用いて、上述の実施例２と同様の加工実験を行い、各ノズルにおけるワークＷのピーク壊食量を測定した。その結果は図６の線グラフ（横軸：平行部内径（ｍｍ）、縦軸：ピーク壊食量（ｇ））に示す。
【００３３】
本実施例では、異なる平行部内径の各ノズルにおいて噴射圧８ＭＰａ、２０ＭＰａ、２８ＭＰａの３条件における噴射を行い、求めたピーク壊食量からそれぞれの加工能力としてのキャビテーション効果を評価した。ピーク壊食量は、ノズル先端とワークＷ表面との距離（スタンドオフ距離）に対する壊食量としての質量欠損量の分布をプロットして得られるピーク値である。なお、平行部７の内径の変更に伴ってホーン部６のテーパー角度も変更されることになるが、本実施例では、平行部内径を基準としてノズルを評価した。
【００３４】
図６の結果から、ある程度の噴射圧以上、本実施例では２０ＭＰａ以上の条件であれば、平行部内径の増大、に伴って壊食量、即ちキャビテーション効果も増大していた。これにより、任意の噴射圧において、平行部の内径Ｄ２を、本実施例の条件においては実質的に１５ｍｍから３０ｍｍの範囲における調整を行えば、所望の加工能力を選択的に設定可能となることが判った。
【実施例４】
【００３５】
さらに、本発明の第４の実施例として、図１のキャビテーションノズル１におけるホーン部６について、そのテーパー角度αのキャビテーション効果への影響を検討した結果を以下に示す。本実施例では、オリフィス部２と平坦部５の内径及び平行部７、噴射孔３の距離を実施例１のノズル寸法と同じまま、ホーン部６のテーパー角度αを６０°から１２０°にわたって変更した各キャビテーションノズル１を用いて、上述の実施例２と同様の加工実験を行い、各ノズルにおけるワークＷのピーク壊食量を測定した。
【００３６】
その結果は図７の線グラフ（横軸：ホーン部テーパー角度（°）、縦軸：ピーク壊食量（ｇ））に示す。なお、このホーン部６のテーパー角度αの変更に伴って平行部７の内径も変更することになるが、本実施例ではホーン部６のテーパー角度αを基準としてノズルを評価した。図７の結果から、テーパー角度６０°〜１２０°の範囲であれば、壊食量に大きな差はなく、キャビテーション効果への影響は殆ど無いことが判った。
【実施例５】
【００３７】
本発明の第４の実施例として、図１のキャビテーションノズル１における平坦部５について、その平坦部の有無によるキャビテーション効果の影響を検討した結果を以下に示す。本実施例では、実施例１と同一ノズル寸法のキャビテーションノズル１に対して、該キャビテーションノズル１と同じオリフィス部内径、ホーン部テーパー角度、平行部距離でありながら、平坦部のないノズルを対照として、実施例２と同様の加工実験を行い、両ノズルにおけるワークＷの壊食量を測定した。
【００３８】
その結果は図８の棒グラフ（縦軸：壊食量（ｇ））に示す。図８の結果から、平坦部５があるノズルでは、平坦部のないノズルの６倍以上の壊食量であることから、オリフィス部から噴出した高圧液体が噴射孔入口部付近で部材に衝突することによってキャビテーション効果に起因する気泡の発生、成長が大きく阻害されていたことが判った。即ち、平坦部５の存在によって、このような阻害が回避され、効率的に加工エネルギーへ変換されるキャビテーション効果が得られることが確認された。
【実施例６】
【００３９】
さらに、本発明の第５の実施例として、本発明によるキャビテーションノズルにおける噴射圧５〜６０ＭＰａに対するキャビテーション効果の変化ついて、従来のホーンノズルを対照として検討した結果を以下に示す。
【００４０】
本実施例では、図１に示したキャビテーションノズル１と基本的形状は共通するものの、いくつかの部位の寸法を変更することでそれぞれ高圧領域、低圧領域でキャビテーション効果が強力となるように最適化された２種のノズル（Ｃ１，Ｃ２）を用意し、対照となる従来型のホーンノズルについても互いに基本的形状は共通するもののいくつかの部位の寸法を変更することでキャビテーション効果を強めるように最適化した２種のホーンノズル（Ｈ１，Ｈ２）を用意した。
【００４１】
これら４種のノズルを用いて実施例２と同様の加工実験を行い、各ノズルにおける噴射圧に対するピーク壊食量を測定し、その結果を図９の線グラフ（横軸：噴射圧（ＭＰａ）、縦軸：ピーク壊食量（ｇ））に示した。図９の結果から、従来のホーンノズルでは、いずれもキャビテーション効果が大きく落ち込む噴射領域が存在していたのに対して、本発明によるキャビテーションノズルにおいては、任意の噴射圧領域にて従来ホーンノズルよりもキャビテーション効果を強化できることが判った。特に高圧領域において大きな落ち込みなく従来より安定的にキャビテーション効果が得られることが確認された。
【００４２】
本発明のノズル構成によれば、例えば噴射圧が３０〜６０ＭＰａの高圧領域で噴射を行うキャビテーションノズルにおいて充分強力なキャビテーション噴射流を安定して形成できるだけでなく、例えば噴射圧２０ＭＰａ付近の低圧領域で噴射を行うノズルにおいても安定的にキャビテーション噴射流を形成できる。しかし、この低圧領域用のノズルによるキャビテーション噴射流においても、図１０に示すように、平行部２７の下流にさらに第２のホーン部２８を設けることによってキャビテーション効果を強化することができる。
【００４３】
また、図１に示した本発明のキャビテーションノズル１を用いて、ストレート配管を介して高圧水を供給した場合と直前に配置されたエルボ配管を介して高圧水を供給した場合とで、壊食実験を行ったところ、エルボ配管を介した場合も、スタンドオフ距離を短くすればストレート配管を介した場合と同程度の壊食量が得られることが確認できた。これは、従来のホーンノズルでは、ストレート配管を介した場合に対してエルボ配管を介した場合には、スタンドオフ距離を短くしても壊食量が大幅に低下してしまうことから、ノズル直前の配管要素で生じた乱流等によってキャビテーション減衰が生じても、本発明のキャビテーションノズルを介した噴射によって、キャビテーション効果が強化されたことを示している。
【符号の説明】
【００４４】
１，２１：キャビテーションノズル
１１：ホーンノズル
２，１２，２２：オリフィス部
３，１３，２３：噴射孔
４，１４，２４:噴射孔開口端
５，２５：平坦部
６，１６，２６：ホーン部
７，２７：平行部
２８：第２のホーン部
Ｌ：平行部距離
Ｄ１：平坦部内径
Ｄ２：平行部内径
２０：実験水槽
３０：供給水タンク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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