(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フルコーンスプレーノズルであって、
ノズル本体と、
前記本体内で入口によって画成される前記本体を通過する液体フロー流路と、前記入口の下流側の翼チャンバと、
前記翼チャンバの下流側の渦巻きチャンバと、及び噴口とを含み、
翼は前記翼チャンバ内に配置され、この翼を通過し渦巻きチャンバに流れる液体フローに渦巻状の乱流運動を与え、前記翼は一対のセグメントを含み、このセグメントは前記翼チャンバの異なる四分円内に配置され、前記セグメントは、上流側に平らな入口傾斜面、及び下流側に凹面を画成し、これにより、前記翼を通過する液体フローは前記平らな入口傾斜面により下流側軸方向で凹面に向けられ、この凹面は液体フローを接線方向に導き、乱流及び液体の細分化を行い、これにより、前記噴口から噴射される液体は、円錐形状のスプレーパターンを有し、液体粒子はスプレーパターンを経て分布しているフルコーンスプレーノズル。
【請求項２】
前記傾斜面は、前記翼の長さ方向の軸に対して少なくとも４５度の鋭角で配置され、前記凹面は、部分的な円筒状の形状を有し、湾曲の軸は前記翼の軸に垂直であり、かつ傾斜面の作る平面に平行である請求項１に記載のスプレーノズル。
【請求項３】
前記凹面は、前記翼の半分の直径の約２分の１の曲率半径を有する請求項１に記載のスプレーノズル。
【請求項４】
前記平らな傾斜面及び凹面は、鋭い端部を画成するために互いに接合する請求項１に記載のスプレーノズル。
【請求項５】
前記セグメントは、マウンティング円筒内に配置される請求項１に記載のスプレーノズル。
【請求項６】
前記セグメント及びマウンティング円筒は、一体に形成される請求項５に記載のスプレーノズル。
【請求項７】
前記マウンティング円筒の内壁は、前記翼チャンバの有効径及び前記翼を通るフロー流路を画成する請求項５に記載のスプレーノズル。
【請求項８】
前記噴口の直径と少なくとも同じ大きさを有する固体が接線方向に通過するのを確保するために、前記凹面に隣接しかつ横切り、外側半径方向に前記翼チャンバが除去されている請求項１に記載のスプレーノズル。
【請求項９】
フルコーンスプレーノズルであって、
ノズル本体と、前記本体内で入口によって画成される前記本体を通過する液体フロー流路と、
前記入口の下流側の翼チャンバと、
前記翼チャンバの下流側の渦巻きチャンバと、及び噴口とを含み、
翼は前記翼チャンバ内に配置され、この翼を通過し渦巻きチャンバに流れる液体フローに渦巻状の乱流運動を与え、前記翼は４つのセグメントを含み、このセグメントはそれぞれ前記翼チャンバの異なる四分円内に配置され、２つのセグメントは、上流側に平らな入口傾斜面を画成し、２つのセグメントは、凹面を画成し、この凹面はそれぞれ下流側の平らな傾斜面の１つであり、これにより、前記翼を通過する液体フローは前記平らな入口傾斜面により下流側軸方向で凹面に向けられ、この凹面は液体フローを接線方向に導き、乱流及び液体の細分化を行い、これにより、前記噴口から噴射される液体は、円錐形状のスプレーパターンを有し、液体粒子はスプレーパターンに分布しているフルコーンスプレーノズル。
【請求項１０】
前記セグメントの２つは、前記翼チャンバの１つの直径の長さ方向の側部に配置され、他のセグメントは、前記翼チャンバの直径の長さ方向の対向する側部に配置される請求項９に記載のスプレーノズル。
【請求項１１】
前記平らな傾斜面の各々は一般にパイ形状を有し、１つのストレートサイドは前記翼の軸を通る半径方向の平面にあり、他のサイドは前記翼チャンバへ相補的に曲がっており、第３のストレートサイドは前記第１のサイドの作る平面に垂直な半径平面における前記傾斜面の下流側端部である請求項９に記載のスプレーノズル。
【請求項１２】
前記傾斜面の各々は、前記翼の長さ方向の軸に対して少なくとも４５度の鋭角で配置される請求項９に記載のスプレーノズル。
【請求項１３】
前記傾斜面の各々は、前記翼の長さ方向の軸に対して約６０度の鋭角で配置される請求項９に記載のスプレーノズル。
【請求項１４】
前記平らな傾斜面及び凹面は、鋭い端部を画成するために互いに接合する請求項９に記載のスプレーノズル。
【請求項１５】
前記鋭い端部は、前記翼の長さ方向の軸に関して放射状に配向する請求項１４に記載のスプレーノズル。
【請求項１６】
前記セグメントは、マウンティング円筒内に配置される請求項９に記載のスプレーノズル。
【請求項１７】
前記噴口の直径と少なくとも同じ大きさを有する固体が接線方向に通過するのを確保するために、前記凹面に隣接しかつ横切り、直径方向の対向する位置の外側半径方向に、前記翼チャンバが除去されている請求項９に記載のスプレーノズル。
【請求項１８】
前記噴口の直径と少なくとも同じ大きさを有する固体が接線方向に通過するのを確保するために、前記凹面に隣接しかつ横切る直径方向に対向するスロットが前記マウンティング円筒に形成されている請求項１６に記載のスプレーノズル。
【請求項１９】
フルコーンスプレーノズルであって、
本体内で入口によって画成される前記本体を通過する液体フロー流路を有するノズル本体と、前記入口の下流側の翼チャンバと、
前記翼チャンバの下流側の渦巻きチャンバと、及び噴口とを含み、
翼は前記翼チャンバ内に配置され、この翼を通過し渦巻きチャンバに流れる液体フローに渦巻状の乱流運動を与え、前記翼は４つのセグメントを含み、このセグメントはそれぞれ前記翼チャンバの異なる四分円内に配置され、前記セグメントは、前記翼の長さ方向の軸に所定角度で配置された平らな傾斜面を各々画成する２つの上流側セグメントと、各々湾曲面を画成する２つの下流側セグメントとを含み、これにより、前記翼を通過する液体は前記平らな入口傾斜面により下流側軸方向で湾曲面に向けられ、この湾曲面は液体を接線方向に導き、前記渦巻きチャンバの入る前に乱流を生成するフルコーンスプレーノズル。
【請求項２０】
前記上流側セグメントの１つ及び前記下流側セグメントの１つの一方は、前記翼チャンバの直径方向の側部に配置され、前記上流側セグメント及び前記下流側セグメントの他方は、前記翼チャンバの直径方向の対向する側部に配置される請求項１９に記載のスプレーノズル。
【請求項２１】
前記上流側セグメントは、各々その下側に湾曲面を画成すると共に、前記下流側セグメントの湾曲面は、前記翼を通って方向付けられた液体のための、ほぼ環状の接線流路を画成する請求項１９に記載のスプレーノズル。
【請求項２２】
前記下流側セグメントは、その下側に平らな傾斜面を画成する請求項２１に記載のスプレーノズル。
【請求項２３】
前記下流側セグメントの平らな傾斜面は、前記上流側セグメントの傾斜面の反対側の翼軸に鋭角で傾斜している請求項２２に記載のスプレーノズル。
【請求項２４】
前記湾曲面及び傾斜面は、各々互いに接合して鋭角の端部を形成し、これにより前記翼を通るフローの乱流及び細粒化を高める請求項１９に記載のスプレーノズル。
【請求項２５】
前記ノズル本体は、２つ部材から構成され、第一のポートは入口チャンバ及び翼チャンバを画成し、第二のポートは渦巻きチャンバ及び噴口を画成する請求項１９に記載のスプレーノズル。
【請求項２６】
前記第二のポートは、前記第一のポートの下流側端部内で、伸縮自在に配置されるオリフィスインサートである請求項２５に記載のスプレーノズル。
【請求項２７】
前記ノズル本体は、１つの部材で一体に構成される請求項１９に記載のスプレーノズル。
【請求項２８】
前記翼は、その端部及び直径方向に横切って延びる壁部を有する請求項１９に記載のスプレーノズル。
【請求項２９】
前記直径方向の壁部は、前記翼の端部に実質的に面一な端面を有する請求項２８に記載のスプレーノズル。
【請求項３０】
前記翼は、上流側端部に直径方向のパーティションを有する前記翼チャンバ内に配置される請求項２８に記載のスプレーノズル。
【請求項３１】
前記翼は、前記翼の下流側端部に前記直径方向の壁部を有する前記翼チャンバ内に配置される請求項２８に記載のスプレーノズル。
【請求項３２】
直径方向の壁部は、前記平らな傾斜面から上流側に延びる請求項２８に記載のスプレーノズル。
【請求項３３】
円筒状スプレーノズルであって、
ノズル本体と、
前記本体内で入口によって画成される前記本体を通過する液体フロー流路と、
前記入口の下流側の翼チャンバと、
前記ノズル本体の円筒状の壁部により画成される前記翼チャンバの下流側の渦巻きチャンバと、及び噴口とを含み、
翼は前記翼チャンバ内に配置され前記翼チャンバの直径と同一の直径を有し、前記翼は、液体が前記翼を通過する時に前記渦巻きチャンバに方向付けられる前に液体を接線方向に向きを変える２つの液体フロー流路を画成し、前記翼チャンバには、前記ノズル本体の円筒状の壁部において前記翼流路に隣接する前記翼の直径方向の反対側で外側に延びる溝により画成される凹部が形成され、この凹部において、液体は接線方向に曲がり、これにより、前記翼チャンバの直径により画成されるような翼を通る流速に影響を与えることなく、噴口と同じ大きさの直径を有する液体フロー内の固体の通過を可能とする円筒状スプレーノズル。
【請求項３４】
前記翼流路は、複数の翼セグメントにより画成され、前記セグメントは、円筒状のマウンティングリング内で一体に形成される請求項３３に記載のスプレーノズル。
【請求項３５】
円筒状スプレーノズルであって、
ノズル本体と、
前記本体内で入口によって画成される前記本体を通過する液体フロー流路と、
前記ノズル本体の円筒状の壁部により画成される前記入口の下流側の翼チャンバと、
前記翼チャンバの下流側の渦巻きチャンバと、及び噴口とを含み、
翼は前記翼チャンバ内に配置され前記翼チャンバの直径と同一の直径を有し、前記翼は、液体が前記翼を通過する時に前記渦巻きチャンバに方向付けられる前に液体を接線方向に向きを変える２つの液体フロー流路を画成し、前記翼は外側の円筒状のマウンティングリングを含み、前記マウンティングリングは、翼流路に隣接する前記マウンティングリングで直径方向に対向するスロットによって画成される凹部を有し、この凹部において、液体は接線方向に曲がり、これにより、前記翼チャンバの直径により画成されるような翼を通る流速に影響を与えることなく、噴口と同じ大きさの直径を有する液体フロー内の固体の通過を可能とする円筒状スプレーノズル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般にフルコーンスプレーノズルに関し、より詳しくは、ノズルを通り抜ける液体に渦巻及び乱流運動を与えるための翼構造を有するスプレーノズルアセンブリに関し、これにより、円錐スプレーパターンが生成され、液体粒子は全体にそのスプレーパターンで分布する。
【０００２】
【従来の技術】
前述のタイプのスプレーノズルは、長年既知であるが、好ましくない問題があった。例えば、このようなスプレーノズルは、翼によって画成される渦流路によって制限される固相材料を含んだスラリー等の液体のために、一般に使用される。このような渦巻きスプレーノズルの翼を、最大フリーパッセージ、すなわち、ノズルの最終的な噴口に対応する直径の固体ボールの通過を可能とする流路を備えた翼を設計することは望ましいが、翼設計における問題が残っている。例えば、ノズル本体及び／又は翼構造が鋳造された部材である場合、鋳造許容度におけるバラツキは逆にノズルの最大フリーパッセージに影響を与えることになる。このような許容度を補償するために翼流路のサイズを増大する努力は、逆にノズルの所望流速を生じることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
さらに、吐出スプレーが、液体粒子を円錐スプレーパターンから外側に実質的に均一に分布することは望ましいが、このような渦巻き及び乱流を起こす分断翼を有する従来のスプレーノズルは、フラッタ又は一様でない液体分布を有するスプレーパターンを生成し、すなわち、コーンの角度は不安定であり、スプレー動作の間に変動する。さらに、円錐スプレーパターンの角度が広くなるにつれて、フラッタ問題はより顕著となる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、通過する液体に渦巻のような及び乱流の運動を与えるために、改良された翼構造を備えたフルコーンスプレーノズルアセンブリを提供することである。
【０００５】
本発明の他の目的は、前述の特徴を有するスプレーノズルアセンブリであって、製造公差内の不一致にもかかわらず、固体の最大フリーパッセージが維持されるスプレーノズルアセンブリを提供することである。
【０００６】
本発明のさらに他の目的は、上述したタイプのスプレーノズルアセンブリを提供するものであり、吐出スプレーコーンを通してより一様な液体分布を提供するために使用可能である。
【０００７】
本発明のさらに他の目的は、実質的にフラッターを無くすのに効果的である、上述した種類のスプレーノズルアセンブリを提供することである。
【０００８】
本発明のさらに他の目的は、比較的単純な構造で、経済的に製造でき、信頼して操作できるスプレーノズルアセンブリを提供するである。
【０００９】
本発明の他の目的及び利点は、以下の詳細な記載を読み、図面を参照することによって明らかになるであろう。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明は種々の変形及び他の構成が可能であるが、その所定の実施形態が図示されており、以下に本発明を詳細に説明する。しかし、本発明を開示される特定の形態に制限することを意図するものではなく、逆に、本発明の精神及び範囲に含まれる全ての変更、他の構成及び同等な構成は、本発明にカバーされることを意図するものである。
【００１１】
ここで、特に図１−９を参照すると、本発明の実施形態によるスプレーノズルアセンブリ１０が例示的に示されている。スプレーノズルアセンブリ１０は、外部にねじ切られたネック１２を有する細長い中空の本体１１を含み、適当な流体供給ライン１２ａと、反対側の下流端に六角ヘッド１３が接続される。ネック１２は、吸込み流路１４を有し、円錐台入口部１６を介して、直径の大きい円筒状の翼チャンバ１５に連通している。翼チャンバ１５は、渦巻きチャンバ１８と連通しており、渦巻きチャンバ１８は次に、内側にテーパの付いた円錐台部２１を介して、噴口２０に連通している。この場合、渦巻きチャンバ１８は、翼チャンバ１５より直径が僅かに小さく、長さも短い。噴口２０は、丸みを有する環状側壁を備え、フルコーンスプレーパターンを画成し、図示された実施形態では、約１２０度の噴出角を有する。
【００１２】
図示されたノズル本体１１は、２つの部材構造を有し、入口１４及び翼チャンバ１５を画成する外部ケーシング２２と、渦巻きチャンバ１８及び噴口２０を画成する別個なオリフィスインサート２４とを含み、オリフィスインサート２４は、外部ケーシング２２の下流端内で伸縮自在に配置されている。オリフィスインサート２４は、深座ぐり２６を受容するインサートによって画成されるシェル２２の肩部２５に対して配置され、オリフィスインサート２４のテーパの付いた下流端部２９上に鋳造されるシェル２２の下流リップ２８によって、取り付け位置に固定される。
【００１３】
入口１４から渦巻きチャンバ１８までを通過する液体に、渦巻き運動及び乱流運動を与えるために、翼３０は翼チャンバ１５内に伸縮自在に収容される。この場合、翼３０は、オリフィスインサート２４の端部と、シェル２２のテーパの付いた入口部分１６とが係合して配置される。翼３０は、液体に渦巻いている乱流運動を与えるために、一般に一対の螺旋形の流路３１ａ，３１ｂを画成する。
【００１４】
本発明によれば、翼は固体が最大限に自由に通過するように、一体形状の単一の構造体であり、通過する液体に乱流運動を与え、これにより、安定な円錐の吐出スプレーパターンにおいて、実質的に最大限の均一な液体粒子の分布が高められる。このため、好適には単一の鋳造金属を有する図示された翼３０は、４つの翼セグメント３２ａ、３２ｂ及び、３４ａ、３４ｂを含み、これらはそれぞれ、翼チャンバ１５の四分円の範囲内に配置される。この場合、翼３０は、セグメント３２ａ、３２ｂ、３４ａ、３４ｂが内部で一体に形成される外周円筒状リング３５を有し、マウンティングリング３５の内壁３５ａは、液体の流れが導かれる翼チャンバ１５の有効径を画成する。セグメント３２ａ，３２ｂは、円筒状マウンティングリング３５の上流端に隣接する四分円に、その直径方向に対向して配置される。セグメント３４ａ，３４ｂは、円筒状マウンティングリング３５の下流端に隣接する四分円に、その直径方向に対向して配置される。さらに、セグメント３２ａ、３４ａは、翼チャンバの１つの直径の長さ方向の側部に配置され、セグメント３２ｂ、３４ｂは、渦巻きチャンバの対向する直径の長さ方向の側部に配置される。言い換えると、セグメント３２ａ、３４ａは、翼の長さ方向の軸を通る直径の平面によって、セグメント３２ｂ、３４ｂから分離される。
【００１５】
本発明に適合させるために、各上流セグメント３２ａ、３２ｂは、その上流側に円筒状マウンティングリング３５と共に実質的に平らな傾斜面３６ａ、３６ｂで各々形成され、それぞれのフロー流路３１ａ，３１ｂに対する入口を画成する。円筒状のマウンティングリング３５とともに、それぞれのフロー流路３１ａ、３１ｂに、入口を画成する。それぞれの平らな傾斜面３６ａ、３６ｂは、一般にパイ形に形成されており、その１つの側部３８ａ、３８ｂは、翼の軸を通る放射状の平面であり、他の側部は、マウンティングリング３５の円筒状の壁部３５ａによって画成され、第３の側部４０ａ、４０ｂは、第１の側部３８の平面に垂直な放射状の平面内における、傾斜面３６ａ、３６ｂの下流端部である。各傾斜面３６ａ、３６ｂは、翼の長さ方向の軸に対して、少なくとも４５゜の鋭角θで配置され、あるいは、翼の軸に対して約６０゜までの鋭角で配置してもよい。傾斜面３６ａ、３６ｂは、一般に軸方向で翼流路３１ａ、３１ｂに入る液体を案内する。各傾斜面３６ａ、３６ｂは、セグメント３４ａ、３４ｂの上流側に形成された窪んだ半径面４４ａ、４４ｂのそれぞれに延び、セグメント３４ａ、３４ｂは、上述と同様に直径方向で互いに対向して配置されている。翼フロー流路３１ａ、３１ｂを通る流れに折線方向の動きを与えるために、凹面４４ａ、４４ｂは部分的な円筒状の形状を有し、その湾曲の軸線は翼の軸に垂直であり、かつ、上流側の傾斜面３６ａ、３６ｂの作る面にそれぞれ平行である。凹面４４ａ、４４ｂは、好適には、円筒状マウンティングリング３５の円筒状内面３５ａによって画成される翼の直径の約２分の１の半径を有する。
【００１６】
翼流路３１ａ、３１ｂを通る固体の最大フリーパッセージを達成するために、傾斜面３６ａ、３６ｂを画成するセグメント３２ａ、３２ｂの下流側又は上流側には、窪んだ半径面である凹面４５ａ、４５ｂが形成されている。上述と同様に、凹面４５ａ、４５ｂは、部分的な円筒状の形状を有し、好適には凹面４４ａ、４４ｂと同様な半径を有し、その湾曲の軸線は凹面４４ａ、４４ｂの湾曲の軸線に平行である。図示された実施形態において、凹面４４ａ、４４ｂを画成するセグメント３４ａ、３４ｂの下流側の面及び上流側の面には、セグメント３２ａ、３２ｂのリードイン傾斜面３６ａ、３６ｂと同様に、平らな傾斜面５１ａ、５１ｂが形成されているが、これらは反対の位置に傾斜している。
【００１７】
当業者に認められているように、翼３０のデザインは、ノズルの噴口２０の直径に対応するボール５０の最大フリーパッセージを可能とする。図５−７において幻線ないし二点鎖線で示すように、傾斜面３６ａ、３６ｂの上流端における翼の図面上反対側の四分円において、固体ボール５０は流路３１ａ、３１ｂに入ることができ、下流方向の軸で、傾斜面３６ａ、３６ｂ及びマウンティングリング３５の円筒状の側壁３５ａによって案内される。翼セグメント３４ａ、３４ｂの凹面４４ａ、４４ｂに到達すると、凹面４４ａ、４４ｂ、凹面４５ａ、４５ｂ及びマウンティングリング３５の円筒状の側壁３５ａによって画成される流路を通って、ボールは接線方向に導かれる。図６に示すように、円筒状の側壁３５ａは、図で反対側のセグメント３４ａ、３４ｂの下流側及び上流側で画成される平らな傾斜面５１ａ、５１ｂに沿って、翼３０が存在するように、流れ（すなわち、ボール５０）の接線方向に向けて続く。
【００１８】
本発明の重要な局面によれば、製造公差内の不一致に耐えられないノズルの噴口の大きさに対応する固体の最大フリーパッセージを確実にするために、翼流路３１ａ、３１ｂは、最も引き締められた限界の位置において取り除かれている。図示された実施形態において、翼液体流路３１ａ、３１ｂは、マウンティングリング３５の側壁３５ａを通して、直径に沿って対向するスロット５５ａ、５５ｂを形成することによって取り除かれている。この場合、スロット５５ａは、実質的に矩形の形状であり、セグメント３２ａ、３２ｂの凹面４４ａ、４４ｂに上流側端部に隣接しかつ横切るマウンティングリング３５の直径方向で対向する四分円を貫通して配置される。このような臨界的な流路位置においてスロット５５ａ、５５ｂによって画成された除去部分のために、製造公差又は製造時における僅かな欠陥にも拘わらず、翼流路３１ａ、３１ｂを通る固体の最大サイズのフリーパッセージは妨げられない。スロット５５ａ、５５ｂによって画成される軽除去部分は、フロー流路３１ａ、３１ｂの有効断面積を増大しないので、ノズルを通しての流速は影響を受けないままであることは、当業者により理解されるであろう。
【００１９】
直径に沿って対向する翼３０のセグメント３２ａ、３２ｂ、３４ａ、３４ｂにおける独特な形状は、固体の最大フリーパッセージを許容するだけでなく、セグメントの傾斜面及び凹面の組み合わせは、翼流路を通り抜ける液体に、渦巻又は乱流を与えるだけでなく、乱流を増大し、実質的に均一な液体スプレーパターンで、ノズル噴口から最終的に案内される粒子に細粒化される。このため、図示された実施形態において、傾斜面３６ａ、３６ｂ、５１ａ、５１ｂ及び凹面４４ａ、４４ｂ、４５ａ、４５ｂは、セグメントの上流側及び下流側の端部における接続線において、比較的鋭い放射状のコーナー又は端部５６ａ、５６ｂをさらに画成する。これにより、翼流路３１ａ、３１ｂを通り抜ける時、液体の破砕及び乱流を増大する。
【００２０】
本発明の他の特徴を実行する場合、翼３０はその上流側端部において直径方向の壁５８の形で軸のパーティションを有する。このパーティションは、翼セグメント３２ａ、３２ｂを分離し、それぞれの流路３１ａ、３１ｂに流入する液体の分割を容易にし、ノズルを通してのよりバランスのとれた流れ状態、特に、開始状態を創り出し、吐出円錐スプレーパターンにおけるフラッタを最小にし、かつ防止する。この場合、直径方向の壁５８は、傾斜面３６ａ、３６ｂの半径側部３８ａ、３８ｂから上方へ延びており、マウンティングシリンダー３５の上流端部と一致する上流端部５８ａを有する。パーティション５８は、意外にも吐出スプレーパターンを安定化することが見出され、スプレーパターンの周囲は明確な円錐形状を維持している。実際問題として、前述のタイプの翼３０を有するスプレーノズル１０は、オリフィス２０の円錐角度αが約１２０〜約９０度の間でスプレーを吐出すように設計されている場合、均一な粒子分布及び円錐スプレーパターンの安定性に関して、例外的に良好な特性を有することが見出された。より小さい円錐のスプレーパターンを生成するために、当業界で知られているように、噴口２０を画成する半径方向の環状壁部は、より小さい半径γで作製されなければならない。従って、液体が噴口を画成する環状表面に沿って進むように、液体の表面張力が減少される傾向がある。これにより、小さな半径表面に比例して、液体はより均一な円錐スプレー分布パターンで放出される。この分布特性は、減少した表面張力効果のために、より小さい半径表面に比例して達成される。より大きい半径表面で作られるこのタイプのノズルは、中心で軽い液体が分布し、コーンの外側リングで重い液体が分布するスプレーパターンを生成した。
【００２１】
本発明の他の特徴によれば、スプレーノズルは、図１０に示すように、円錐スプレー角θ'は約９０゜未満であり、翼３０はノズル本体に逆方向に組み立てられ、下流側端部に直径方向の壁部を有する。このような状態で、翼３０は意外にもスプレーパターン全体に渡って液体の均一な分布を増大し、吐出するスプレーにおけるフラッタ及び不安定性を減少する。動作の理論が完全に理解されているという訳ではないが、液体が翼から離れ、液体を攪拌するのに十分な渦巻動作を遅くするので、直径方向の壁部ないしパーティション５８は、液体に付加的な抗力を生じると思われる。これにより、スプレーパターン全体に渡り、吐出がより完全となる。
【００２２】
図１−１０に示される実施形態において、ノズル本体１１は２つの部材構成を有することが示されているが、図１１で図示されるように、ノズル「本体」は一体に形成されたものでもよいことを、当業者は理解されるであろう。この場合、翼３０は円筒状の翼チャンバｌ５内に配置され、その端部はより小さい直径の渦巻きチャンバ１８によって画成される肩部に当接している。この実施形態において、翼マウンティングリング３５の内部の円筒状壁部３５ａによって画成されるように、翼３０の有効直径は、渦巻きチャンバの直径に実質的に同一である。上述と同様に、マウンティングシリンダー３５の側壁３５ａにおけるスロット５５ａ、５５ｂ（そのうちスロット５５ａだけが見える）は、リリーフ領域を画成し、これにより、ノズルの流速を妨げることなく、公差又はわずかな製造欠陥にもかかわらず、最大のフローパッセージが確実に維持される。
【００２３】
図１２−１３を特に参照すると、本発明による翼を有するノズルの他の実施形態が示されている。このノズルは、好適にはおり、棒材から機械加工される。なお、上述した部材と同一な部材は、同一の参照番号で記載する。ノズル１０は、上下続きの本体１１を有し、その上流側端部には、適当な液体供給ラインに接続する外ねじ１２が形成されている。ノズル本体１１は、円筒状の入口流路１４、翼チャンバ１５、下流の渦巻きチャンバ１８及びこの渦巻きチャンバに連通する噴口２０によって画成される長さ方向のフロー流路を有する。翼３０は、翼チャンバ１５内に圧入され、ノズルを通り抜ける液体に渦巻のようなかつ乱流運動を付与し、渦巻きチャンバ１８に渦巻き運動している液体を導く。
【００２４】
本発明を実行する場合、翼３０は外側のマウンティングリングを除き、図１−７の実施形態と関連して記述された翼形状と、実質的に同様である。翼３０は、翼チャンバ１５のそれぞれの四分円に配置される４つのセグメント３２ａ、３２ｂ、３４ａ及び３４ｂを同様に含む。下流側のセグメント３４ａ、３４ｂは、それぞれ上流側のセグメント３２ａ、３２ｂに対して長さ方向に関して接続されている。本発明によれば、上流側セグメント３２ａ、３２ｂは、翼の軸の長さ方向に傾斜した、平らな入口傾斜面３６ａ、３６ｂで形成され、翼チャンバ１５の円筒状の側壁１５ａと共に、液体を下流側のセグメント３４ａ、３４ｂ上に案内して方向付ける。下流側のセグメント３４ａ、３４ｂは、それぞれ凹面４４ａ、４４ｂで形成され、円筒状の側壁１５ａと共に、全ての翼の空隙は、流れを乱流にし細分化する間に流体を接線方向に曲げる。固体の最大のフリーパッセージを容易にするために、傾斜面の下側または下流側は凹状に曲がった表面４５ａ、４５ｂで形成され、下流側のセグメント３４ａ、３４ｂの凹面４４ａ、４４ｂと共に、長れの長さ方向及び接線方向に方向付けられる一般に環状の流路を画成する。液体を渦巻きチャンバ１８に案内してその接線方向に方向付けるために、セグメント３４ａ、３４ｂの下流側又は下側には、入口傾斜面３６ａ、３６ｂの反対側で翼の軸に傾斜した平らな傾斜面５１ａ、５１ｂが形成されている。
【００２５】
液体の細分化を容易にするために、平らな傾斜面３６ａ、３６ｂ及び凹面４４ａ、４４ｂは、接合線に沿ってそれぞれ鋭い端部５６ａ、５６ｂのコーナを画成する。下側の傾斜面５１ａ、５２ｂ及び凹面４５ａ、４５ｂは、同様に端部５７ａ、５７ｂの鋭いコーナによって接合される。
【００２６】
液体フローが翼３０を通過する時、その方向付けを容易にするために、及び吐出するスプレーを安定化させるために、翼３０は、翼を直径方向に横切る傾斜面３６ａ、３６ｂの半径側の上流に延びる軸方向のパーティション壁部５８を有する。パーティション５８は、翼３０の上流端部と一致する上流端部５８ａを有する。翼３０及びその傾斜面及び凹面は、標準的な機械加工によって容易に製造できることを、当業者であれば理解できるであろう。
【００２７】
本発明では、製造加工時における変動または欠点にもかかわらず、翼を通過する固体の最大のフリーパッセージを可能とするために、翼チャンバ１５は最も限界の位置すなわち、流体フロー及び固体が曲がって接線方向に向く場所で、半径方向に除去されている。図１２−１３に示す実施形態において、ノズル本体１１には、周縁方向のアンダカットまたはリリーフ溝６５が形成されており、このリリーフ溝６５は、翼が取り付けられる翼チャンバ１５の円筒状の壁部１５ａの直径から、半径方向に外側に延びる。外側に延びる凹部を画成する溝６５は、凹面４５ａ、４５ｂの上流側端部に隣接して横切る場所の反対側の直径方向に配置されている。図１−９の実施形態に関して説明されるように、液体フローのフロー特性を変更せずに、溝６５は翼３０内の臨界流路点において、固体の最大フリーパッセージを効果的に保証する。
【００２８】
【発明の効果】
上述から、本発明のノズルは、独特な構成によるワンピースの翼構造を有し、これにより、固体の最大のフリーパッセージを確実にすると共に、安定な円錐の吐出スプレーパターンで、最後に実質的に均一な粒子分布を高めるように、通過する液体に乱流の運動を与えることが分かる。さらに、ノズル及び翼構造は、比較的簡単な構造であり、経済的な製造及び信頼できる動作に役立つ。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるスプレーノズルアセンブリの斜視図である。
【図２】図１に示すスプレーノズルアセンブリに含まれる翼の斜視図である。
【図３】図２の３−３線に沿った翼の縦断面図である。
【図４】上流端から見た翼を示す斜視図である。
【図５】図１の５−５線の平面に沿った翼の長さ方向の拡大断面図である。
【図６】図５の６−６線の平面に沿った縦断面図である。
【図７】図５の７−７線の平面に沿った縦断面図である。
【図８】図６の８−８線の平面に沿った翼の長さ方向の断面図である。
【図９】図８の９−９線の平面に沿った縦断面図である。
【図１０】図５に示す方向とは逆の長さ方向に取り付けられた翼を備えた、本発明の他の実施形態の縦断面図である。
【図１１】本発明によるスプレーノズルアセンブリの他の実施形態の縦断面図である。
【図１２】図１１に示すスプレーノズルアセンブリの分解図である。
【図１３】図１１に示す翼及びハウジングの拡大縦断面である。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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