JPH0443712B2 - - Google Patents
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- JPH0443712B2 JPH0443712B2 JP59025681A JP2568184A JPH0443712B2 JP H0443712 B2 JPH0443712 B2 JP H0443712B2 JP 59025681 A JP59025681 A JP 59025681A JP 2568184 A JP2568184 A JP 2568184A JP H0443712 B2 JPH0443712 B2 JP H0443712B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid
- jet
- nozzle
- injection nozzle
- jet injection
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B17/00—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
- B05B1/02—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
- B08B3/02—Cleaning by the force of jets or sprays
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
- B24C5/00—Devices or accessories for generating abrasive blasts
- B24C5/02—Blast guns, e.g. for generating high velocity abrasive fluid jets for cutting materials
- B24C5/04—Nozzles therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Nozzles (AREA)
- Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)
- Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)
- Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は液中ジエツト噴射用ノズルに関するも
のであり、特に液中で集束液体ジエツトを噴出し
て該ジエツト周囲にキヤビテーシヨンを積極的に
形成するための液中ジエツト噴射用ノズルのノズ
ル形状の改良に関するものである。
のであり、特に液中で集束液体ジエツトを噴出し
て該ジエツト周囲にキヤビテーシヨンを積極的に
形成するための液中ジエツト噴射用ノズルのノズ
ル形状の改良に関するものである。
〔従来の技術〕
高圧に加圧された液体を細径のオリフイスから
噴射させることにより、高圧液体を高速の集中液
体ジエツト流に交換し、この高速液体ジエツトの
エネルギーを種々の加工に利用する、所謂高圧液
体噴射加工技術は既に公知である。従来、このよ
うな高圧液体噴射加工技術は、主として洗浄、剥
離、切断等に利用されて効果をあげているが、こ
れらの用途においては、そのほとんどが空気中に
おいて利用されており、中には特定の気体中にお
いて利用されている場合もある。また、特殊なケ
ースとして水あるいは他の液体中で適用される場
合もあり、例えば、特許第1117857号、実用新案
登録第1436313号等に知見できる。
噴射させることにより、高圧液体を高速の集中液
体ジエツト流に交換し、この高速液体ジエツトの
エネルギーを種々の加工に利用する、所謂高圧液
体噴射加工技術は既に公知である。従来、このよ
うな高圧液体噴射加工技術は、主として洗浄、剥
離、切断等に利用されて効果をあげているが、こ
れらの用途においては、そのほとんどが空気中に
おいて利用されており、中には特定の気体中にお
いて利用されている場合もある。また、特殊なケ
ースとして水あるいは他の液体中で適用される場
合もあり、例えば、特許第1117857号、実用新案
登録第1436313号等に知見できる。
このように多用されるようになつてきた高圧液
体噴射加工技術であるが、従来は例えば第８図に
示すような構造のノズル１を使用しており、水等
の液体中で利用する際、気体中で利用する場合に
比べて、噴射された高圧液体ジエツトが周囲の液
体によつて減衰される率が大きく、この減衰をい
かに小さくするかが利用効果を高めるための重要
なポイントであるとされていた。従来、この減衰
をできるだけ小さく抑えるために、例えばノズル
と対象物との距離を短くしたり、ノズル１のオリ
フイス部２に供給される液体ができるだけ層流に
近い状態となるように工夫したり、水等の液体中
において対象物近傍に空気等の気体で形成された
空間を設けてこの空間内へノズルから液体ジエツ
トを噴射するなどの対策がとられていた。
体噴射加工技術であるが、従来は例えば第８図に
示すような構造のノズル１を使用しており、水等
の液体中で利用する際、気体中で利用する場合に
比べて、噴射された高圧液体ジエツトが周囲の液
体によつて減衰される率が大きく、この減衰をい
かに小さくするかが利用効果を高めるための重要
なポイントであるとされていた。従来、この減衰
をできるだけ小さく抑えるために、例えばノズル
と対象物との距離を短くしたり、ノズル１のオリ
フイス部２に供給される液体ができるだけ層流に
近い状態となるように工夫したり、水等の液体中
において対象物近傍に空気等の気体で形成された
空間を設けてこの空間内へノズルから液体ジエツ
トを噴射するなどの対策がとられていた。
しかしながら、前記の対策の個々について見れ
ば、起伏の多い対象物に対しては適用が難しかつ
たり、減衰を小さくする効果がさほど顕著でなか
つたり、装置が大がかりになつたりして、結局は
噴射液体の圧力を高めることによつて所期の効果
を得るようにせざるを得ないのが現状である。そ
の結果、大出力の高圧発生装置と、高耐圧の配管
部材と、厳格に規制された条件のノズルを使用し
た高額の装置になるざるを得ないとういのが実情
である。
ば、起伏の多い対象物に対しては適用が難しかつ
たり、減衰を小さくする効果がさほど顕著でなか
つたり、装置が大がかりになつたりして、結局は
噴射液体の圧力を高めることによつて所期の効果
を得るようにせざるを得ないのが現状である。そ
の結果、大出力の高圧発生装置と、高耐圧の配管
部材と、厳格に規制された条件のノズルを使用し
た高額の装置になるざるを得ないとういのが実情
である。
液体中において高圧液体ジエツトを噴射した場
合、噴射液体によつてキヤビテーシヨンか発生す
ることが知られている。このキヤビテーシヨンは
周囲機材に対しエロージヨン作用を起すため、従
来はキヤビテーシヨンを防止するための種々の研
究が主に行われていた。尚、一部においては、キ
ヤビテーシヨンを利用した、例えば乳化装置など
もある。しかしながら、全体的に見れば、従来は
キヤビテーシヨンを回避する傾向にあることは事
実である。ところで、液体中に噴射された高圧液
体ジエツトによるキヤビテーシヨンの発生機構に
関する研究は、H.Pouseらによつて解析されてい
て、キヤビテーシヨンは噴射液体とその周囲液体
との混合領域における速度変動および圧力変動に
よつて発生する事が解つている。
合、噴射液体によつてキヤビテーシヨンか発生す
ることが知られている。このキヤビテーシヨンは
周囲機材に対しエロージヨン作用を起すため、従
来はキヤビテーシヨンを防止するための種々の研
究が主に行われていた。尚、一部においては、キ
ヤビテーシヨンを利用した、例えば乳化装置など
もある。しかしながら、全体的に見れば、従来は
キヤビテーシヨンを回避する傾向にあることは事
実である。ところで、液体中に噴射された高圧液
体ジエツトによるキヤビテーシヨンの発生機構に
関する研究は、H.Pouseらによつて解析されてい
て、キヤビテーシヨンは噴射液体とその周囲液体
との混合領域における速度変動および圧力変動に
よつて発生する事が解つている。
ノズルの形状についてみれば、気体用のノズル
として先細・末広ノズルと呼ばれる形状の物が既
に使用されており、液体用のノズルとしてもノズ
ルの目詰り防止を目的として同様の形状の物が一
部で使用されている。
として先細・末広ノズルと呼ばれる形状の物が既
に使用されており、液体用のノズルとしてもノズ
ルの目詰り防止を目的として同様の形状の物が一
部で使用されている。
このような背景の下に、本発明では、液体噴射
によつて発生するキヤビテーシヨンを積極的に助
長することによつてキヤビテーシヨンによる破枠
効果を充分活用し、噴射液体ジエツトのエネルギ
ー減衰を少なくして、液中噴射による仕事量を従
来に比較して著しく増大させるための液中ジエツ
ト噴射用ノズルを提供しようとするものである。
によつて発生するキヤビテーシヨンを積極的に助
長することによつてキヤビテーシヨンによる破枠
効果を充分活用し、噴射液体ジエツトのエネルギ
ー減衰を少なくして、液中噴射による仕事量を従
来に比較して著しく増大させるための液中ジエツ
ト噴射用ノズルを提供しようとするものである。
前述の課題を解決するために、本発明は液中で
集束液体ジエツトを噴出して該ジエツト周囲にキ
ヤビテーシヨンを積極的に形成するための液中ジ
エツト噴射用ノズルを提供するものであり、この
液中ジエツト噴射ノズルは、 高圧液体供給源に接続され、該供給源からの液
体流の流速を増して高速ジエツト流を形成するた
めの一定断面積をもつ管状通路からなるオリフイ
ス部と、 前記オリフイス部の出口から同軸に延在し、前
記オリフイス部の直径の４〜20倍の長さを有する
と共に、前記オリフイス部と同径の入口部から下
流へ向かつてその直径が軸方向に沿つて軸心と
20゜ないし60゜の角度で徐々に増大する断面形状を
有する噴出孔、 とを備えてなるものである。
集束液体ジエツトを噴出して該ジエツト周囲にキ
ヤビテーシヨンを積極的に形成するための液中ジ
エツト噴射用ノズルを提供するものであり、この
液中ジエツト噴射ノズルは、 高圧液体供給源に接続され、該供給源からの液
体流の流速を増して高速ジエツト流を形成するた
めの一定断面積をもつ管状通路からなるオリフイ
ス部と、 前記オリフイス部の出口から同軸に延在し、前
記オリフイス部の直径の４〜20倍の長さを有する
と共に、前記オリフイス部と同径の入口部から下
流へ向かつてその直径が軸方向に沿つて軸心と
20゜ないし60゜の角度で徐々に増大する断面形状を
有する噴出孔、 とを備えてなるものである。
本発明の液中ジエツト噴射用ノズルの作用を、
実施例に対応する第１〜４図と共に以下に説明す
る。
実施例に対応する第１〜４図と共に以下に説明す
る。
第１図に、本発明を説明するための円錐状側壁
付きノズルによる一般的な乱流ジエツトの液中噴
射モデルを示す。図において１はノズルであり、
このノズルはオリフイス部２を有し、オリフイス
部２の下流には円錐状に拡がる側壁３が形成され
ている。
付きノズルによる一般的な乱流ジエツトの液中噴
射モデルを示す。図において１はノズルであり、
このノズルはオリフイス部２を有し、オリフイス
部２の下流には円錐状に拡がる側壁３が形成され
ている。
今、噴射液体５のエネルギー値をkj、噴射液体
５によつて周囲液体６に誘起される誘起速度によ
るエネルギー値をkpとすると、側壁３と噴射液
体５との成す角度θWに対して、kp／kjの値は第
２図に示すような関係をとることが実験により確
かめられた。尚、この実験では、第５図に示した
実施例の構造において、Ｌ＝12［mm］、d0＝Ｉ
［mm］、オリフイス部２の長さ＝８［mm］、角度θW
＝10、20、30、40、60、90および180゜のノズル諸
元で地下水を使用し、14.7［MPa］のノズル供給
圧力で行なわれた。
５によつて周囲液体６に誘起される誘起速度によ
るエネルギー値をkpとすると、側壁３と噴射液
体５との成す角度θWに対して、kp／kjの値は第
２図に示すような関係をとることが実験により確
かめられた。尚、この実験では、第５図に示した
実施例の構造において、Ｌ＝12［mm］、d0＝Ｉ
［mm］、オリフイス部２の長さ＝８［mm］、角度θW
＝10、20、30、40、60、90および180゜のノズル諸
元で地下水を使用し、14.7［MPa］のノズル供給
圧力で行なわれた。
すなわち、第２図において、角度θWが60゜から
はずれた範囲ではkp／kj≠０となることから噴
流の周囲液体６が巻き込みを生じていることが判
り、この巻き込みに噴射液体５のエネルギーが消
費されていることが判る。この場合、前記角度が
θW＞60゜の範囲ではkp／kj＜０となり、これは、
巻き込まれた周囲液体が全体として側壁３から離
れていき、噴射液体５と共にその周囲に沿つて流
れる傾向にあることを意味する。一方、前記角度
がθW＜60゜の範囲ではkp／kj＞０となることから、
巻き込まれた周囲液体は側壁に向かう逆向きの流
れとなつて噴流を乱す傾向にあり、噴射液体５が
巻き込み液体の流れと向きが逆なことから剪断力
を受けてキヤビテーシヨンを生じ易くなる。
はずれた範囲ではkp／kj≠０となることから噴
流の周囲液体６が巻き込みを生じていることが判
り、この巻き込みに噴射液体５のエネルギーが消
費されていることが判る。この場合、前記角度が
θW＞60゜の範囲ではkp／kj＜０となり、これは、
巻き込まれた周囲液体が全体として側壁３から離
れていき、噴射液体５と共にその周囲に沿つて流
れる傾向にあることを意味する。一方、前記角度
がθW＜60゜の範囲ではkp／kj＞０となることから、
巻き込まれた周囲液体は側壁に向かう逆向きの流
れとなつて噴流を乱す傾向にあり、噴射液体５が
巻き込み液体の流れと向きが逆なことから剪断力
を受けてキヤビテーシヨンを生じ易くなる。
次に、噴射液体５の軸心Ｃ上に任意の位置にお
ける噴射液体５の半径をｂとし、半径ｂ上での噴
射液体５の平均流速をＵ、同じく巻き込まれた液
体による半径方向流速成分をVη、前記半径上で
流速Ｕとなるべき点における軸心Ｃからの距離を
ｙとし、η＝ｙ／ｂとおいたとき、θWをパラメ
ータとして、ηの変化に対し、噴射液体５が半径
方向に拡散する速度を表わす前記半径方向流速成
分Vηとの関係を求めたのが第３図である。図か
ら角度θWが小さい程、誘引速度、即ち巻き込み
液体の半径方向流速成分Vηの絶対値が大きくな
ることが判る。η＝１、即ち、噴射液体５の表
面、つまり噴射液体５と周囲液体６との境界にお
いてはVηが負の最大値を示し、これは噴流を拡
散する働きをする。一方、巻き込み液体の半径方
向流速成分Vηが正の最大値を示すのはη＝0.3付
近であり、この付近で最大の剪断力が生じ、これ
に関連して噴射液体５内の速度変動および圧力変
動も大きく変化し、従つてキヤビテーシヨン現象
を顕著に誘発するものと考えられる。
ける噴射液体５の半径をｂとし、半径ｂ上での噴
射液体５の平均流速をＵ、同じく巻き込まれた液
体による半径方向流速成分をVη、前記半径上で
流速Ｕとなるべき点における軸心Ｃからの距離を
ｙとし、η＝ｙ／ｂとおいたとき、θWをパラメ
ータとして、ηの変化に対し、噴射液体５が半径
方向に拡散する速度を表わす前記半径方向流速成
分Vηとの関係を求めたのが第３図である。図か
ら角度θWが小さい程、誘引速度、即ち巻き込み
液体の半径方向流速成分Vηの絶対値が大きくな
ることが判る。η＝１、即ち、噴射液体５の表
面、つまり噴射液体５と周囲液体６との境界にお
いてはVηが負の最大値を示し、これは噴流を拡
散する働きをする。一方、巻き込み液体の半径方
向流速成分Vηが正の最大値を示すのはη＝0.3付
近であり、この付近で最大の剪断力が生じ、これ
に関連して噴射液体５内の速度変動および圧力変
動も大きく変化し、従つてキヤビテーシヨン現象
を顕著に誘発するものと考えられる。
液体の剪断応力τについてみれば第４図に示す
関係になる。第４図において、ρは噴射液体５の
密度、Ｕｍは噴射液体５の中心速度、Ｕは噴射液
体５の軸線方向の平均流速を示すものである。第
４図からは、角度θWが小さいほど剪断応力τが
大きくキヤビテーシヨン現象が噴液体の混合領域
に著しく現れることが判る。尚、角度θWが20よ
りも小さくなると却つて噴射液体５と側壁３との
付着現象や摩擦等のためにキヤビテーシヨン現象
が抑制されてしまうことも確認されている。
関係になる。第４図において、ρは噴射液体５の
密度、Ｕｍは噴射液体５の中心速度、Ｕは噴射液
体５の軸線方向の平均流速を示すものである。第
４図からは、角度θWが小さいほど剪断応力τが
大きくキヤビテーシヨン現象が噴液体の混合領域
に著しく現れることが判る。尚、角度θWが20よ
りも小さくなると却つて噴射液体５と側壁３との
付着現象や摩擦等のためにキヤビテーシヨン現象
が抑制されてしまうことも確認されている。
以上の予備実験により確認できることは、第
２図に示すように噴射液体５は角度θWが60゜をは
ずれると周囲液体６の巻きこみのためにエネルギ
ーを損失すること、第３図及び第４図に示すよ
うに噴射液体５の軸心に対する側壁３の角度θW
を特定の範囲に限定すれば噴射液体５は狭い範囲
において周囲液体６を巻きこんで剪断力を増大し
てキヤビテーシヨン現象を顕著に示すことであ
り、またこれとは別に円錐状に拡がる側壁３によ
つて噴射液体と逆向きの巻き込み流の衝突による
噴射孔周縁の侵食は生じないことも確認し得たも
のである。
２図に示すように噴射液体５は角度θWが60゜をは
ずれると周囲液体６の巻きこみのためにエネルギ
ーを損失すること、第３図及び第４図に示すよ
うに噴射液体５の軸心に対する側壁３の角度θW
を特定の範囲に限定すれば噴射液体５は狭い範囲
において周囲液体６を巻きこんで剪断力を増大し
てキヤビテーシヨン現象を顕著に示すことであ
り、またこれとは別に円錐状に拡がる側壁３によ
つて噴射液体と逆向きの巻き込み流の衝突による
噴射孔周縁の侵食は生じないことも確認し得たも
のである。
本発明の液中ジエツト噴射用ノズルにおいて、
一定断面積をもつ管状通路からなるオリフイス部
は高圧液体供給源から供給される液体流の流速を
増して高速ジエツト流を形成し、その出口開口形
状は一般的には円形断面形状であるが、場合によ
つては楕円形断面形状または矩形断面形状とする
ことができる。
一定断面積をもつ管状通路からなるオリフイス部
は高圧液体供給源から供給される液体流の流速を
増して高速ジエツト流を形成し、その出口開口形
状は一般的には円形断面形状であるが、場合によ
つては楕円形断面形状または矩形断面形状とする
ことができる。
また本発明の液中ジエツト噴出用ノズルにおけ
る噴出孔は、前記オリフイス部の出口から同軸に
延在し、前記オリフイス部の直径の４〜20倍の長
さを有すると共に、前記オリフイス部と同径の入
口部から下流へ向かつてその直径が軸方向に沿つ
て軸心と20゜〜60゜の角度で徐々に増大する断面形
状を有している。
る噴出孔は、前記オリフイス部の出口から同軸に
延在し、前記オリフイス部の直径の４〜20倍の長
さを有すると共に、前記オリフイス部と同径の入
口部から下流へ向かつてその直径が軸方向に沿つ
て軸心と20゜〜60゜の角度で徐々に増大する断面形
状を有している。
この噴出孔の長さは実験により確認され、前記
オリフイス部の直径の４〜20倍、望ましくは５〜
12倍の長さ範囲とする。
オリフイス部の直径の４〜20倍、望ましくは５〜
12倍の長さ範囲とする。
また前記角度はθWに対応するが、本発明のノ
ズルでは噴射液体と周囲液体との間に生じるキヤ
ビテーシヨン現象を積極的に利用することから、
前記kp／kj＞０となるθW＜60゜の範囲、特に好ま
しくはθW＜40゜とし、またθWが小さ過ぎるとkp／
kjが不必要に大きくなつてエネルギー損失が無視
できなくなるのでθWは20゜を下限とする。
ズルでは噴射液体と周囲液体との間に生じるキヤ
ビテーシヨン現象を積極的に利用することから、
前記kp／kj＞０となるθW＜60゜の範囲、特に好ま
しくはθW＜40゜とし、またθWが小さ過ぎるとkp／
kjが不必要に大きくなつてエネルギー損失が無視
できなくなるのでθWは20゜を下限とする。
第５図は本発明に係るノズルの実施例を示した
もので、ノズル１は配管部材７を介して高圧発生
装置８に連結されている。ノズル１にはオリフイ
ス部２が形成され、更にオリフイス部２の下流に
形成した噴出孔４を有している。３は、噴出孔４
を形成している側壁である。θWは、オリフイス
部２の軸心Ｃと噴出孔４を形成する側壁３との成
す角度を示す。
もので、ノズル１は配管部材７を介して高圧発生
装置８に連結されている。ノズル１にはオリフイ
ス部２が形成され、更にオリフイス部２の下流に
形成した噴出孔４を有している。３は、噴出孔４
を形成している側壁である。θWは、オリフイス
部２の軸心Ｃと噴出孔４を形成する側壁３との成
す角度を示す。
角度θWは、噴出液体が周囲液体との間でキヤ
ビテーシヨン現象を発生するためには先に述べた
ように20゜〜60゜の範囲が有効であり、特に20゜〜
40゜の範囲において極めて顕著なキヤビテーシヨ
ンの発生が得られ、噴射液体５のエネルギー減衰
を少なく、噴射加工対象物９に噴射エネルギーを
有効に作用させ得るものである。
ビテーシヨン現象を発生するためには先に述べた
ように20゜〜60゜の範囲が有効であり、特に20゜〜
40゜の範囲において極めて顕著なキヤビテーシヨ
ンの発生が得られ、噴射液体５のエネルギー減衰
を少なく、噴射加工対象物９に噴射エネルギーを
有効に作用させ得るものである。
これを、液体中に置かれた噴射加工対象物９の
壊食量を基にして、比較実験した結果が第６図で
ある。この第６図の実験では、前述の実験条件に
おいて120秒間の噴射液体による試料の壊食量を
計測したものであり、第６図における上方の曲線
がθW＝30゜のノズルによるものであり、下方の曲
線がθW＝90゜のノズル（第８図）によるものであ
る。
壊食量を基にして、比較実験した結果が第６図で
ある。この第６図の実験では、前述の実験条件に
おいて120秒間の噴射液体による試料の壊食量を
計測したものであり、第６図における上方の曲線
がθW＝30゜のノズルによるものであり、下方の曲
線がθW＝90゜のノズル（第８図）によるものであ
る。
本発明のもう一つの重要な要素として噴出孔４
の長さがある。この長さは、第５図においてＬと
して示されている。噴出孔４の長さＬはオリフイ
ス部２の直径と密接な関連を有するもので、オリ
フイス部２の直径を第５図に示すようにd0とする
と、長さＬはd0の４〜20倍、望ましくは５〜12倍
の範囲において顕著な効果を発揮し得るものであ
ることが実験で確認されている。
の長さがある。この長さは、第５図においてＬと
して示されている。噴出孔４の長さＬはオリフイ
ス部２の直径と密接な関連を有するもので、オリ
フイス部２の直径を第５図に示すようにd0とする
と、長さＬはd0の４〜20倍、望ましくは５〜12倍
の範囲において顕著な効果を発揮し得るものであ
ることが実験で確認されている。
このように構成したノズル装置において、高圧
発生装置８から配管部材７を通して加圧液体をノ
ズル１に供給すると、加圧液体はノズル１のオリ
フイス部２で高速の液体流に交換されて噴出孔４
に噴出される。噴射液体５は噴出孔４を形成する
側壁３によつて保護されるとともに、側壁３が前
記の条件に適合するように適切な角度で形成され
ているため、噴射液体の周囲液体とのキヤビテー
シヨンの発生が助長され、これによる破枠作用が
生じ、また噴射液体のエネルギー減衰が少なく、
噴射加工対象物９に対して、噴射エネルギーを効
果的に作用させ得るものである。
発生装置８から配管部材７を通して加圧液体をノ
ズル１に供給すると、加圧液体はノズル１のオリ
フイス部２で高速の液体流に交換されて噴出孔４
に噴出される。噴射液体５は噴出孔４を形成する
側壁３によつて保護されるとともに、側壁３が前
記の条件に適合するように適切な角度で形成され
ているため、噴射液体の周囲液体とのキヤビテー
シヨンの発生が助長され、これによる破枠作用が
生じ、また噴射液体のエネルギー減衰が少なく、
噴射加工対象物９に対して、噴射エネルギーを効
果的に作用させ得るものである。
第７図は変形実施例を示すもので、噴出孔４の
先端縁を図示するように軸心へ向けて若干すぼめ
てある。
先端縁を図示するように軸心へ向けて若干すぼめ
てある。
本発明は、凡そ液体中において高速で噴射され
る液体を利用する総ての場合に適用可能であり、
洗浄、掘削、混合、撹拌、切断、切削、その他に
効果的に使用され得るものである。
る液体を利用する総ての場合に適用可能であり、
洗浄、掘削、混合、撹拌、切断、切削、その他に
効果的に使用され得るものである。
以上詳細に説明したように、本発明によれば液
体中での高圧ジエツト噴射においてキヤビテーシ
ヨンによる破枠作用を積極的に利用でき、また噴
射液体のエネルギー減衰が少ないので液体中での
洗浄、掘削、混合、撹拌、切断、切削、その他の
作業を効果的に行うことができる。従つて噴射液
体のエネルギーを有効に利用可能で、従来のよう
にむやみに圧力を高めることなく大きな効果を上
げることができ、エネルギーの有効利用の観点か
らも極めて効果的である。また、低い圧力で高い
圧力と同様の効果を上げることができるため、配
管部材が低い圧力向けのもので済み、周辺装置が
安価に纏められる利点もある。そして、本発明の
ノズルは構造が簡単であるので、従来のノズルと
同等の価格で提供できるなど、極めて大きな効果
を得ることができるものである。
体中での高圧ジエツト噴射においてキヤビテーシ
ヨンによる破枠作用を積極的に利用でき、また噴
射液体のエネルギー減衰が少ないので液体中での
洗浄、掘削、混合、撹拌、切断、切削、その他の
作業を効果的に行うことができる。従つて噴射液
体のエネルギーを有効に利用可能で、従来のよう
にむやみに圧力を高めることなく大きな効果を上
げることができ、エネルギーの有効利用の観点か
らも極めて効果的である。また、低い圧力で高い
圧力と同様の効果を上げることができるため、配
管部材が低い圧力向けのもので済み、周辺装置が
安価に纏められる利点もある。そして、本発明の
ノズルは構造が簡単であるので、従来のノズルと
同等の価格で提供できるなど、極めて大きな効果
を得ることができるものである。
第１図は本発明のノズルにおける噴流の断面を
模擬的に示した説明図、第２図は噴射液体のエネ
ルギーと側壁と角度の関係を測定した実験結果を
示す線図、第３図は側壁と誘因速度の関係を測定
した実験結果を示す線図、第４図はキヤビテーシ
ヨンに関与する剪断応力の変化を測定した実験結
果を示す線図、第５図は本発明の実施例に係るノ
ズルの構造を示す断面図、第６図は本発明と従来
のノズルとの効果の違いを測定した実験結果を表
わす線図、第７図は変形実施例を示す断面図、第
８図は従来の一般的なノズルの構造を示す断面図
である。 （符号の説明）１：ノズル、２：オリフイス
部、３：側壁、４：噴射孔、５：噴射液体、６：
周囲液体、７：配管部材、８：高圧発生装置、
９：噴射加工対象物。
模擬的に示した説明図、第２図は噴射液体のエネ
ルギーと側壁と角度の関係を測定した実験結果を
示す線図、第３図は側壁と誘因速度の関係を測定
した実験結果を示す線図、第４図はキヤビテーシ
ヨンに関与する剪断応力の変化を測定した実験結
果を示す線図、第５図は本発明の実施例に係るノ
ズルの構造を示す断面図、第６図は本発明と従来
のノズルとの効果の違いを測定した実験結果を表
わす線図、第７図は変形実施例を示す断面図、第
８図は従来の一般的なノズルの構造を示す断面図
である。 （符号の説明）１：ノズル、２：オリフイス
部、３：側壁、４：噴射孔、５：噴射液体、６：
周囲液体、７：配管部材、８：高圧発生装置、
９：噴射加工対象物。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 液中で集束液体ジエツトを噴出して該ジエツ
ト周囲にキヤビテーシヨンを積極的に形成するた
めの液中ジエツト噴射用ノズルにおいて、 高圧液体供給源に接続され、該供給源からの液
体流の流速を増して高速ジエツト流を形成するた
めの一定断面積をもつ管状通路からなるオリフイ
ス部と、 前記オリフイス部の出口から同軸に延在し、前
記オリフイス部の直径の４〜20倍の長さを有する
と共に、前記オリフイス部と同径の入口部から下
流へ向かつてその直径が軸方向に沿つて軸心と
20゜ないし60゜の角度で徐々に増大する断面形状を
有する噴出孔、 とを備えたことを特徴とする液中ジエツト噴射用
ノズル。 ２ 前記噴出孔の長さが前記オリフイス部の直径
の５〜12倍の長さを有することを特徴とする特許
請求の範囲第１項に記載の液中ジエツト噴射用ノ
ズル。 ３ 前記角度が20〜40゜の範囲内であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項に記載の液中ジエ
ツト噴射用ノズル。 ４ 前記オリフイス部の出口開口が円形断面形状
を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項
に記載の液中ジエツト噴射用ノズル。 ５ 前記オリフイス部の出口開口が楕円形断面形
状を有することを特徴とする特許請求の範囲第１
項に記載の液中ジエツト噴射用ノズル。 ６ 前記オリフイス部の出口開口が矩形断面形状
を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項
に記載の液中ジエツト噴射用ノズル。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59025681A JPS60168554A (ja) | 1984-02-13 | 1984-02-13 | 液中ジエツト噴射用ノズル |
| DE8585101449T DE3562989D1 (en) | 1984-02-13 | 1985-02-11 | Jet nozzle |
| EP85101449A EP0152891B1 (en) | 1984-02-13 | 1985-02-11 | Jet nozzle |
| US06/921,969 US4798339A (en) | 1984-02-13 | 1986-10-22 | Submerged jet injection nozzle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59025681A JPS60168554A (ja) | 1984-02-13 | 1984-02-13 | 液中ジエツト噴射用ノズル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60168554A JPS60168554A (ja) | 1985-09-02 |
| JPH0443712B2 true JPH0443712B2 (ja) | 1992-07-17 |
Family
ID=12172524
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59025681A Granted JPS60168554A (ja) | 1984-02-13 | 1984-02-13 | 液中ジエツト噴射用ノズル |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4798339A (ja) |
| EP (1) | EP0152891B1 (ja) |
| JP (1) | JPS60168554A (ja) |
| DE (1) | DE3562989D1 (ja) |
Families Citing this family (38)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH0747153B2 (ja) * | 1989-02-06 | 1995-05-24 | 進三 片山 | 管洗浄装置 |
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-
1984
- 1984-02-13 JP JP59025681A patent/JPS60168554A/ja active Granted
-
1985
- 1985-02-11 DE DE8585101449T patent/DE3562989D1/de not_active Expired
- 1985-02-11 EP EP85101449A patent/EP0152891B1/en not_active Expired
-
1986
- 1986-10-22 US US06/921,969 patent/US4798339A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60168554A (ja) | 1985-09-02 |
| EP0152891B1 (en) | 1988-06-01 |
| DE3562989D1 (en) | 1988-07-07 |
| EP0152891A1 (en) | 1985-08-28 |
| US4798339A (en) | 1989-01-17 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |