噴射ノズル
【課題】スワールチップに供給される液体に偏流が生じにくく、液体の噴射精度を向上できる噴射ノズルを提供すること。
【解決手段】液体を噴射する噴射ノズル１であって、中空部１１を有する筒状に形成されたノズルボディ１０と、複数の旋回溝２４が形成されたスワールチップ２０と、中空部１１に挿入されてスワールチップ２０を押圧するスワールチップトップ３０と、ノズルボディ１０に着脱可能に接続されスワールチップトップ３０を位置決めするセパレートパイプ４０と、ノズルボディ１０の周面に形成されノズルボディ１０の周面の外側と中空部１１とを連通させる開口部５０と、スワールチップトップ３０の外周面とノズルボディ１０の内周面との間に形成され開口部５０から中空部１１に流入した液体をスワールチップ２０の周面に流通可能な整流空間６０と、を備える。
【解決手段】液体を噴射する噴射ノズル１であって、中空部１１を有する筒状に形成されたノズルボディ１０と、複数の旋回溝２４が形成されたスワールチップ２０と、中空部１１に挿入されてスワールチップ２０を押圧するスワールチップトップ３０と、ノズルボディ１０に着脱可能に接続されスワールチップトップ３０を位置決めするセパレートパイプ４０と、ノズルボディ１０の周面に形成されノズルボディ１０の周面の外側と中空部１１とを連通させる開口部５０と、スワールチップトップ３０の外周面とノズルボディ１０の内周面との間に形成され開口部５０から中空部１１に流入した液体をスワールチップ２０の周面に流通可能な整流空間６０と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料等の液体を噴射する噴射ノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、重油や軽油等の液体の燃料を燃焼室の内部で燃焼させて水を加熱し、蒸気又は温水を生成するボイラ装置においては、燃焼させる燃料を燃焼室に噴射して供給する噴射ノズルが用いられている。この噴射ノズルは、中空部を有する円筒状のノズルボディと、このノズルボディの先端部に配置され、複数の旋回溝及び噴射口を有するスワールチップと、を備える（例えば、特許文献１参照）。
このような噴射ノズルでは、ノズルボディの基端側から中空部に供給された燃料が、スワールチップに供給される。そして、スワールチップに供給された燃料は、旋回溝を通過することで旋回流となり、噴射口から噴射される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１８１３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、以上の噴射ノズルにおいては、ノズルボディの中空部を流通する燃料の流れに偏りが生じてしまうと（偏流が生じてしまうと）、スワールチップに形成された複数の旋回溝に均一に燃料が供給されない。そして、複数の旋回溝に均一に燃料が供給されないと、旋回流が適切に形成されず、噴射口から安定的に燃料が噴射されない。その結果、噴射ノズルから噴射される燃料の噴射量が不安定となり、燃料の噴射精度（流量精度）が低下してしまう場合があった。
【０００５】
従って、本発明は、スワールチップに供給される液体に偏流が生じにくく、液体の噴射精度を向上できる噴射ノズルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、液体を噴射する噴射ノズルであって、中空部を有する筒状に形成されると共に先端部及び基端部が開放されたノズルボディと、前記中空部に挿入されて前記ノズルボディの先端部に配置され、柱状に形成されると共に周面から中心部に向かって延びる複数の旋回溝が形成されたスワールチップと、前記スワールチップが配置された状態で前記中空部に挿入されて該スワールチップに当接し、該スワールチップを前記ノズルボディの先端側に押圧する筒状のスワールチップ押圧部材と、前記ノズルボディの基端部に着脱可能に接続され、前記スワールチップ押圧部材を位置決めする位置決め部材と、前記ノズルボディの基端側の周面に形成され該ノズルボディの周面の外側と前記中空部とを連通させる開口部と、前記スワールチップ押圧部材の外周面と前記ノズルボディの内周面との間に形成され前記開口部から前記中空部に流入した液体を前記スワールチップの周面に流通可能な整流空間と、を備える噴射ノズルに関する。
【０００７】
また、前記開口部は、前記ノズルボディの周方向に一定の間隔をあけて形成された複数の貫通穴により構成されることが好ましい。
【０００８】
また、前記貫通穴の数は、前記旋回溝の数以上であることが好ましい。
【０００９】
また、前記スワールチップ押圧部材は、前記スワールチップ押圧部材の軸方向に延びるリターン中空部と、前記スワールチップ押圧部材における前記スワールチップとの当接面に形成され該当接面側と前記リターン中空部とを連通させるリターン穴部と、を備えることが好ましい。
【００１０】
また、前記整流空間における前記開口部よりも基端側は、閉鎖されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の噴射ノズルによれば、スワールチップに供給される液体に偏流が生じにくく、液体の噴射精度を向上できる噴射ノズルを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態の噴射ノズル１を一部断面で示した側面図である。
【図２Ａ】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図２Ｂ】図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図２Ｃ】図１のＣ−Ｃ断面図である。
【図２Ｄ】図１のＤ−Ｄ断面図である。
【図２Ｅ】図１のＥ−Ｅ断面図である。
【図２Ｆ】図１のＦ−Ｆ断面図である。
【図３】図１に示した噴射ノズル１を基端側の斜め上方から視た分解斜視図である。
【図４】図１に示した噴射ノズル１を先端側の斜め上方から視た分解斜視図である。
【図５Ａ】本発明の噴射ノズル１におけるノズルボディ１０の正面図である。
【図５Ｂ】本発明の噴射ノズル１におけるノズルボディ１０を一部断面で示した側面図である。
【図６Ａ】本発明の噴射ノズル１におけるスワールチップ２０を一部断面で示した側面図である。
【図６Ｂ】本発明の噴射ノズル１におけるスワールチップ２０の後面図である。
【図７Ａ】本発明の噴射ノズル１におけるスワールチップトップ３０の前面図である。
【図７Ｂ】本発明の噴射ノズル１におけるスワールチップトップ３０を一部断面で示した側面図である。
【図８】本発明の噴射ノズル１におけるセパレートパイプ４０を一部断面で示した側面図である。
【図９】本発明の噴射ノズル１における燃料の流れを示す縦断面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態の噴射ノズル１Ａを一部断面で示した側面図である。
【図１１】図１０のＡ−Ａ断面図である。
【図１２】図１０に示した噴射ノズル１Ａを先端側の斜め上方から視た分解斜視図である。
【図１３Ａ】本発明の第２実施形態の噴射ノズル１Ａにおけるスワールチップトップ３０Ａの前面図である。
【図１３Ｂ】本発明の第２実施形態の噴射ノズル１Ａにおけるスワールチップトップ３０Ａを一部断面で示した側面図である。
【図１４】本発明の第２実施形態の噴射ノズル１Ａにおける燃料の流れを示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の噴射ノズルの好ましい各実施形態について、図面を参照しながら説明する。
まず、第１実施形態の噴射ノズル１につき、図１〜図８を参照しながら説明する。
第１実施形態の噴射ノズル１は、液体の燃料を燃焼させる燃焼室を備えるボイラ装置に用いられ、燃料を燃焼室に噴射して供給する。この噴射ノズル１は、図１〜図４に示すように、ノズルボディ１０と、スワールチップ２０と、スワールチップ押圧部材としてのスワールチップトップ３０と、ノズルボディ１０とスワールチップトップ３０との間に形成される整流空間６０と、位置決め部材としてのセパレートパイプ４０と、を備える。
【００１４】
ノズルボディ１０は、図１、図３及び図４に示すように、中空部１１を有する略円筒状に形成されている。このノズルボディ１０の先端部１０ａには、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、中空部１１を外部に連通させる先端開口１２が形成されている。また、ノズルボディ１０の基端部１０ｂには、中空部１１を外部に連通させる基端開口１３が形成されている。即ち、ノズルボディ１０の先端部１０ａに先端開口１２が形成され、基端部１０ｂに基端開口１３が形成されることにより、中空部１１は、外部に開放されている。
【００１５】
先端開口１２は、図１に示すように、中空部１１よりも小径に構成されている。先端開口１２の外周部となる環状部分１２ａは、後述するスワールチップ２０を突き当てる位置決め部となる。
【００１６】
ノズルボディ１０は、図５Ｂに示すように、基端部１０ｂ側に位置するホルダ挿入部位１４と、このホルダ挿入部位１４に形成される雄ねじ部１６、雌ねじ部１７及び開口部５０と、ホルダ挿入部位１４よりも先端側に位置するホルダ突出部位１５と、を備える。
【００１７】
ホルダ挿入部位１４は、噴射ノズル１が挿入可能に構成されると共に噴射ノズル１を支持するノズルホルダ１００（図１参照）に挿入される部位で、外径がホルダ突出部位１５よりも小径に設定されている。
雄ねじ部１６は、ホルダ挿入部位１４の先端寄りの位置における外面に設けられる。この雄ねじ部１６は、ノズルホルダ１００の内周面に螺合される。雄ねじ部１６の外径は、図５Ｂに示すように、雄ねじ部１６の前後に位置するホルダ挿入部位１４ａ，１４ｂよりも大きく、かつ、ホルダ突出部位１５よりも小さく構成されている。
【００１８】
雌ねじ部１７は、図５Ｂに示すように、ノズルボディ１０の基端部１０ｂの内周面に形成されている。この雌ねじ部１７には、後述するセパレートパイプ４０が螺合される。
【００１９】
開口部５０は、図５Ｂに示すように、ホルダ挿入部位１４において、雄ねじ部１６よりも基端側に形成されている。開口部５０は、ノズルボディ１０の周面（周壁）の外側と中空部１１とを連通させる。噴射ノズル１に供給される燃料は、ノズルボディ１０の外部（後述の第１流路９２、図９参照）から、この開口部５０を通って中空部１１に導入される。
本実施形態では、開口部５０は、図２Ｄに示すように、ノズルボディ１０の周方向に一定の間隔をあけて形成された複数の貫通穴５１により構成される。本実施形態では、貫通穴５１は、図２Ｄに示すように、ホルダ挿入部位１４ｂの周方向に等間隔で、８個配置されている。
【００２０】
ホルダ突出部位１５は、噴射ノズル１がノズルホルダ１００に挿入されて取り付けられた状態で、ノズルホルダ１００から突出する部位である。このホルダ突出部位１５は、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、螺合操作部１５ａと、ボディ先端部１５ｂと、を備える。
螺合操作部１５ａは、雄ねじ部１６をノズルホルダ１００の内周面に螺合させる際に把持する部位であり、図５Ａに示すように、外周が六角形になっている。
ボディ先端部１５ｂは、螺合操作部１５ａよりも先端側の部位で、外周が先端に向かって徐々に縮径するテーパ状になっている。
【００２１】
スワールチップ２０は、図１に示すように、ノズルボディ１０の基端部１０ｂの基端開口１３から中空部１１に挿入されて、ノズルボディ１０の先端部１０ａに配置される。
スワールチップ２０は、図１及び図６Ａに示すように、ノズルボディ１０の先端部１０ａの先端開口１２を挿通する噴射径設定筒部２１と、この噴射径設定筒部２１の基端に連なる渦流生成筒部２２と、を備える。スワールチップ２０は、噴射径設定筒部２１と渦流生成筒部２２とによって、全体的な外観は短尺の柱状に形成されている。
【００２２】
噴射径設定筒部２１は、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、燃料を噴射する流路となる内周部に形成され、噴射される燃料を所定の噴射径に整流するためのオリフィス２３を備える。
渦流生成筒部２２は、外径がノズルボディ１０の先端開口１２よりも大きく構成されている（図１参照）。
渦流生成筒部２２は、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、複数の旋回溝２４を備える。複数の旋回溝２４は、渦流生成筒部２２の外周面２２ｂから中心部に向かって延びて形成され、渦流生成筒部２２の外部と内部とを連通させる。本実施形態では、旋回溝２４は、８本形成されており、これら８本の旋回溝２４は、それぞれ、噴射径設定筒部２１側とは逆側の端面２２ａから噴射径設定筒部２１側に延びて形成される切れ込みにより構成される。即ち、本実施形態では、複数の旋回溝２４は、端面２２ａ側に開放されている。
【００２３】
複数の旋回溝２４は、後述の整流空間６０を流通して渦流生成筒部２２の外周に到達した燃料を当該渦流生成筒部２２の内周面の接線方向に流入させる。そして、渦流生成筒部２２の外周側から噴射径設定筒部２１のオリフィス２３に送られる燃料流は、複数の旋回溝２４による流れ方向の規制により、渦流になる。
【００２４】
以上のスワールチップ２０は、図１に示すように、渦流生成筒部２２と噴射径設定筒部２１との間の段差２０ａがノズルボディ１０の先端部１０ａの環状部分１２ａに突き当たることで、ノズルボディ１０の先端部１０ａに位置決めされる。
【００２５】
スワールチップトップ３０は、図１に示すように、ノズルボディ１０の先端部１０ａにスワールチップ２０が配置された状態で、ノズルボディ１０の基端開口１３から中空部１１に挿入されてスワールチップ２０に当接する。そして、スワールチップ２０をノズルボディ１０の先端側に押圧する。
【００２６】
スワールチップトップ３０は、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、中空部３３を有する筒状に構成され、先端がスワールチップ２０に当接する筒状本体部３１と、この筒状本体部３１の基端部の外周に鍔状に張り出して形成されたシール用鍔部３２と、を備える。
【００２７】
筒状本体部３１は、図７Ｂに示すように、先端側が閉鎖されると共に基端が開放された有底筒状に形成されている。筒状本体部３１の先端面３１ａは、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、スワールチップ２０の渦流生成筒部２２の端面２２ａに面接触する平坦面に形成されている。そして、筒状本体部３１の先端面３１ａは、渦流生成筒部２２に形成されている旋回溝２４のスワールチップトップ３０側の開放端を閉鎖する。
【００２８】
筒状本体部３１の外径は、図１に示すように、ノズルボディ１０の中空部１１の径よりも小さく構成されている。これにより、筒状本体部３１の外周面３１ｂと、ノズルボディ１０の内周面１１ｂとの間には、後述する整流空間６０が形成される。また、筒状本体部３１の先端側の外周には、図１及び図７Ｂに示すように、外径が先端に向かって徐々に増大するテーパ面３５が設けられている。
【００２９】
シール用鍔部３２は、図１に示すように、スワールチップトップ３０をノズルボディ１０の中空部１１に挿入した状態で、開口部５０よりもノズルボディ１０の基端部１０ｂ側に配置される。このシール用鍔部３２の外周面３２ａは、図２Ｅに示すように、ノズルボディ１０の内周面１１ｂに液密に面接触するように、外径が仕上げられている。
【００３０】
整流空間６０は、図１に示すように、スワールチップトップ３０の外周面３１ｂと、ノズルボディ１０の内周面１１ｂとの間に形成される。この整流空間６０は、開口部５０から中空部１１の内部に流入した液体（燃料）をスワールチップ２０における渦流生成筒部２２の外周に導く。この整流空間６０は、開口部５０から中空部１１に流入した燃料が渦流生成筒部２２の外周へ到達するまでに、中空部１１の周方向における燃料流速の偏りがなくなるように、燃料流を整流する。整流空間６０を形成する筒状本体部３１の外周面３１ｂ、及びノズルボディ１０の内周面１１ｂは、流路の途中に燃料流の流れを乱す凹凸が形成されないように、凹凸のない円周面に形成されている。
【００３１】
整流空間６０の渦流生成筒部２２側は、筒状本体部３１の先端側に設けられたテーパ面３５によって、流路断面が減少する。これにより、整流空間６０を流れる燃料流は、渦流生成筒部２２側で縮流となり、流れがより安定した状態になる。
また、開口部５０よりもノズルボディ１０の基端部１０ｂ側となる整流空間６０の基端側は、シール用鍔部３２の外周面３２ａと内周面１１ｂとの面接触により、封止（閉鎖）される。
【００３２】
セパレートパイプ４０は、図８に示すように、筒状に構成され、先端部４０ａの外面に形成された雄ねじ部４２と、基端部４０ｂの外面に形成されたリング装着溝４３と、を備える。
雄ねじ部４２は、ノズルボディ１０の基端部１０ｂに形成された雌ねじ部１７に螺合される（図１及び図２Ｆ参照）。リング装着溝４３には、シールリング７１が装着される。シールリング７１は、噴射ノズル１がノズルホルダ１００に取り付けられた状態で、ノズルホルダ１００の内壁に当接する（図示せず）。
【００３３】
セパレートパイプ４０は、雄ねじ部４２をノズルボディ１０の雌ねじ部１７に螺合させることで、ノズルボディ１０に着脱可能に接続される。セパレートパイプ４０の先端部４０ａは、ノズルボディ１０の基端部１０ｂに接続された状態で、スワールチップトップ３０の後端（基端）に当接する。
【００３４】
より詳細には、セパレートパイプ４０の先端部４０ａがスワールチップトップ３０の後端に当接するまで、雄ねじ部４２を雌ねじ部１７に締め付けることで、先端部４０ａがスワールチップトップ３０をノズルボディ１０の先端側に押圧して、スワールチップトップ３０を位置決めする。
【００３５】
次に、第１実施形態の噴射ノズル１における燃料の流れについて、図９を参照しながら説明する。
第１実施形態の噴射ノズル１は、図９に示すように、ノズルホルダ１００に取り付けられて用いられる。そして、この状態で、ノズルホルダ１００の内周面９１とノズルボディ１０のホルダ挿入部位１４の外周面との間には、燃料を外部から噴射ノズル１に供給する流路である第１流路９２が形成される。
【００３６】
噴射ノズル１に供給される燃料は、まず、第１流路９２をノズルボディ１０の軸方向に沿って、噴射ノズル１の先端側に向かって（図９の矢印Ｆ１方向に）流通する。第１流路９２をノズルボディ１０の軸方向に沿って流通した燃料は、開口部５０を構成する複数の貫通穴５１を通って中空部１１に形成された整流空間６０に流入される。ここで、燃料が開口部５０を通って整流空間６０に流入することで、燃料の流れ方向は、ノズルボディ１０の軸方向（Ｆ１方向）からノズルボディ１０の径方向（図９の矢印Ｆ２方向）に略９０度変更される。
【００３７】
次いで、整流空間６０に流入した燃料は、再び流れ方向が略９０度変更されて、ノズルボディ１０の軸方向に沿って、スワールチップ２０側に向かって（図９の矢印Ｆ３方向に）整流空間６０を流通する。
整流空間６０を、ノズルボディ１０の軸方向に沿って流通した燃料は、渦流生成筒部２２の外周面から、複数の旋回溝２４を介して、スワールチップ２０の内周に導かれ、渦流となってオリフィス２３から噴射される（図９の矢印Ｆ４参照）。
【００３８】
以上の噴射ノズル１によれば、第１流路９２をＦ１方向に流れる燃料は、一度、Ｆ２方向に流れが変更された後、再度、Ｆ３方向に流れが変更されて整流空間６０を流通する。これにより、第１流路９２から整流空間６０に流入する燃料は、整流空間６０の入り口において、流れ方向が変更されることで、複数の貫通穴５１が設けられた部分と、貫通穴５１が設けられていない部分とにおいて、流速の差が低減された状態で、整流空間６０を流通する。また、整流空間６０に供給された燃料は、整流空間６０の内部をスワールチップトップ３０の先端に配置されている渦流生成筒部２２の外周に向かって流れる間に、周方向に拡散して、流速がより均質化された燃料流に整流される。
【００３９】
以上説明した第１実施形態の噴射ノズル１によれば、以下のような効果を奏する。
【００４０】
（１）噴射ノズル１を、ノズルボディ１０の基端側の周面に形成した開口部５０と、この開口部５０から中空部１１に流入した燃料をスワールチップ２０側に流通させる整流空間６０と、を含んで構成した。これにより、ノズルボディ１０の外周面から中空部１１に向かって噴射ノズル１の径方向（Ｆ２方向）に流入した燃料を、スワールチップトップ３０の外周面に当てて噴射ノズル１の軸方向（Ｆ３方向）に変化させた後、整流空間６０に沿って流通させられる。よって、開口部５０を通過することで乱れた燃料の流れを、スワールチップトップ３０の外周面に当てた後に整流空間６０を流通させることで整流できるので、燃料の流れが均一になった状態で燃料をスワールチップ２０に到達させられる。その結果、スワールチップ２０に流入する燃料の偏流の発生を防げるので、燃料を安定的に噴射できる。
【００４１】
（２）開口部５０を、ノズルボディ１０の周方向に一定の間隔をあけて形成された複数の貫通穴５１により構成した。これにより、整流空間６０に、複数箇所（貫通穴５１の装備箇所）から同時に、かつ略均等に燃料を流入させられるので、整流空間６０に流入される燃料の流速の偏りを低減できる。よって、流速の偏りを低減した状態で燃料を整流空間６０に供給できるので、より偏流の発生を低減した状態で燃料をスワールチップ２０に供給できる。
【００４２】
（３）貫通穴５１の数を、旋回溝２４の数以上とした。これにより、整流空間６０の入り口において、スワールチップ２０に形成された旋回溝２４の配列ピッチ以下で、周方向に均等に燃料を供給できるので、整流空間６０の軸方向の長さに依存する整流性能を低めて噴射ノズル１の小型化を図ったとしても、スワールチップ２０には偏流のない燃料流を供給できる。よって、噴射ノズル１の小型化を図れる。
【００４３】
（４）整流空間６０における開口部５０よりも基端側を、ノズルボディ１０の基端部１０ｂの内周に面接触するスワールチップトップ３０のシール用鍔部３２によって、閉鎖して構成した。これにより、整流空間６０に供給された燃料がノズルボディ１０の基端側から漏出しないので、整流空間６０の内部においてスワールチップ２０に向かう燃料流の整流性能が低下しない。よって、整流空間６０の安定した整流性能を確保できる。
【００４４】
次に、本発明の第２実施形態に係る噴射ノズル１Ａについて、図１０〜図１３を参照しながら説明する。
図１０は、本発明の第２実施形態に係る噴射ノズル１Ａを一部断面で示した側面図である。図１１は、図１０のＡ−Ａ断面図である。図１２は、図１０に示した噴射ノズル１Ａを先端側の斜め上方から視た分解斜視図である。図１３Ａは、第２実施形態に係る噴射ノズル１Ａにおけるスワールチップトップ３０Ａの前面図である。図１３Ｂは、第２実施形態の噴射ノズル１Ａにおけるスワールチップトップ３０Ａを一部断面で示した側面図である。
【００４５】
第２実施形態の噴射ノズル１Ａは、第１実施形態の噴射ノズル１におけるスワールチップトップ３０を、スワールチップトップ３０Ａに置き換えたもので、それ以外の構成は、第１実施形態と同一である。
尚、第２実施形態の説明にあたって、第１実施形態と同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
【００４６】
第２実施形態のスワールチップトップ３０Ａは、図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように、先端がスワールチップ２０に当接する筒状本体部３１と、この筒状本体部３１の基端部の外周に鍔状に張り出して形成されたシール用鍔部３２と、を備える。
【００４７】
筒状本体部３１の先端面３１ａは、図１３Ｂに示すように、スワールチップ２０の渦流生成筒部２２の後端面に面接触する平坦面に形成されている。そして、先端面３１ａを構成する筒状本体部３１の先端壁３１ｃには、筒状本体部３１内に形成されたリターン中空部３３Ａを渦流生成筒部２２の旋回溝２４の一部に連通させるリターン穴部３７が、貫通形成されている。
【００４８】
リターン中空部３３Ａは、第１実施形態のスワールチップトップ３０の筒状本体部３１に形成された中空部３３と同一構造で、筒状本体部３１の基端側に開放している。
【００４９】
即ち、第２実施形態におけるスワールチップトップ３０Ａは、スワールチップトップ３０Ａの軸方向に延びるリターン中空部３３Ａと、スワールチップトップ３０Ａにおけるスワールチップ２０との当接面である先端面３１ａに形成され該先端面３１ａ側とリターン中空部３３Ａとを連通させるリターン穴部３７と、を備えている。
【００５０】
リターン穴部３７は、渦流生成筒部２２の旋回溝２４と位置が整合するように、所定半径の円周状の８箇所に装備されている。周方向に隣接するリターン穴部３７相互間の間隔は、略一定に構成されている。
【００５１】
スワールチップトップ３０Ａにおけるリターン中空部３３Ａの基端側の開放部は、図１４に示すように、セパレートパイプ４０の中空部４５に連通する。そして、中空部４５は、当該噴射ノズル１Ａが収容保持されるノズルホルダ１００側に装備された燃料戻し装置（不図示）に接続される。
【００５２】
不図示の燃料戻し装置は、中空部４５及びリターン中空部３３Ａ、リターン穴部３７を介して、リターン穴部３７が連通している旋回溝２４の一部に吸引力を作用させ、旋回溝２４に流入する燃料の一部を燃料戻し装置側に回収して、オリフィス２３に供給される燃料の流量を調整する。
【００５３】
以上説明した噴射ノズル１Ａでは、燃料は、図１４に示すように、矢印Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３、及びＦ４の流れで流通して、オリフィス２３から噴射される。また、整流空間６０から旋回溝２４に供給される燃料のうちの一部は、図１４に示す破線の矢印Ｆ５、Ｆ６で示すように、リターン穴部３７、リターン中空部３３Ａ、中空部４５を介して、中空部４５に接続されている不図示の燃料戻し装置に戻される。
【００５４】
以上説明した第２実施形態の噴射ノズル１Ａによれば、上記（１）〜（４）の効果を奏する他、以下のような効果を奏する。
【００５５】
（５）スワールチップトップ３０Ａを、リターン中空部３３Ａと、スワールチップトップ３０Ａにおけるスワールチップ２０との当接面である先端面３１ａに形成され該先端面３１ａ側とリターン中空部３３Ａとを連通させるリターン穴部３７と、を含んで構成した。これにより、整流空間６０からスワールチップ２０に供給する燃料の一部を、リターン穴部３７及びリターン中空部３３Ａを介して噴射ノズル１Ａの外部に戻せる。よって、スワールチップ２０には、偏りがなく、かつ適正な流量の燃料を供給できるので、噴射ノズル１Ａにおける燃料の噴射精度を更に向上させられる。
【００５６】
以上、本発明の好ましい各実施形態について説明したが、本発明は、上述した各実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
例えば、第１実施形態及び第２実施形態では、スワールチップトップ３０とセパレートパイプ４０とを別部材により構成したが、これに限らない。即ち、スワールチップトップ３０とセパレートパイプ４０とを一部材により一体的に形成してもよい。
【００５７】
また、第１実施形態では、スワールチップ２０を、噴射径設定筒部２１及び渦流生成筒部２２を含んで構成したが、これに限らない。即ち、スワールチップ２０を、渦流生成筒部２２のみを含んで構成し、このスワールチップ２０の先端側に、スワールチップ２０とは別部材からなるオリフィスを配置してもよい。
【００５８】
また、本発明の噴射ノズルが噴射する流体は、上記実施形態において示した燃料に限らない。本発明の噴射ノズルは、塗装装置に装備されて塗料等を噴射するノズルに応用することができ、また噴射する流体も液体に限らない。
【符号の説明】
【００５９】
１、１Ａ 噴射ノズル
１０ ノズルボディ
１０ａ 先端部
１０ｂ 基端部
１１ 中空部
１１ｂ 内周面
１７ 雌ねじ
２０ スワールチップ
２１ 噴射径設定筒部
２２ 渦流生成筒部
２３ オリフィス
２４ 旋回溝
３０、３０Ａ スワールチップトップ（スワールチップ押圧部材）
３１ａ 先端面（当接面）
３１ｂ 先端壁
３２ シール用鍔部
４０ セパレートパイプ（位置決めパイプ）
４２ 雄ねじ部
５０ 開口部
５１ 貫通穴
６０ 整流空間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料等の液体を噴射する噴射ノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、重油や軽油等の液体の燃料を燃焼室の内部で燃焼させて水を加熱し、蒸気又は温水を生成するボイラ装置においては、燃焼させる燃料を燃焼室に噴射して供給する噴射ノズルが用いられている。この噴射ノズルは、中空部を有する円筒状のノズルボディと、このノズルボディの先端部に配置され、複数の旋回溝及び噴射口を有するスワールチップと、を備える（例えば、特許文献１参照）。
このような噴射ノズルでは、ノズルボディの基端側から中空部に供給された燃料が、スワールチップに供給される。そして、スワールチップに供給された燃料は、旋回溝を通過することで旋回流となり、噴射口から噴射される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１８１３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、以上の噴射ノズルにおいては、ノズルボディの中空部を流通する燃料の流れに偏りが生じてしまうと（偏流が生じてしまうと）、スワールチップに形成された複数の旋回溝に均一に燃料が供給されない。そして、複数の旋回溝に均一に燃料が供給されないと、旋回流が適切に形成されず、噴射口から安定的に燃料が噴射されない。その結果、噴射ノズルから噴射される燃料の噴射量が不安定となり、燃料の噴射精度（流量精度）が低下してしまう場合があった。
【０００５】
従って、本発明は、スワールチップに供給される液体に偏流が生じにくく、液体の噴射精度を向上できる噴射ノズルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、液体を噴射する噴射ノズルであって、中空部を有する筒状に形成されると共に先端部及び基端部が開放されたノズルボディと、前記中空部に挿入されて前記ノズルボディの先端部に配置され、柱状に形成されると共に周面から中心部に向かって延びる複数の旋回溝が形成されたスワールチップと、前記スワールチップが配置された状態で前記中空部に挿入されて該スワールチップに当接し、該スワールチップを前記ノズルボディの先端側に押圧する筒状のスワールチップ押圧部材と、前記ノズルボディの基端部に着脱可能に接続され、前記スワールチップ押圧部材を位置決めする位置決め部材と、前記ノズルボディの基端側の周面に形成され該ノズルボディの周面の外側と前記中空部とを連通させる開口部と、前記スワールチップ押圧部材の外周面と前記ノズルボディの内周面との間に形成され前記開口部から前記中空部に流入した液体を前記スワールチップの周面に流通可能な整流空間と、を備える噴射ノズルに関する。
【０００７】
また、前記開口部は、前記ノズルボディの周方向に一定の間隔をあけて形成された複数の貫通穴により構成されることが好ましい。
【０００８】
また、前記貫通穴の数は、前記旋回溝の数以上であることが好ましい。
【０００９】
また、前記スワールチップ押圧部材は、前記スワールチップ押圧部材の軸方向に延びるリターン中空部と、前記スワールチップ押圧部材における前記スワールチップとの当接面に形成され該当接面側と前記リターン中空部とを連通させるリターン穴部と、を備えることが好ましい。
【００１０】
また、前記整流空間における前記開口部よりも基端側は、閉鎖されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の噴射ノズルによれば、スワールチップに供給される液体に偏流が生じにくく、液体の噴射精度を向上できる噴射ノズルを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態の噴射ノズル１を一部断面で示した側面図である。
【図２Ａ】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図２Ｂ】図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図２Ｃ】図１のＣ−Ｃ断面図である。
【図２Ｄ】図１のＤ−Ｄ断面図である。
【図２Ｅ】図１のＥ−Ｅ断面図である。
【図２Ｆ】図１のＦ−Ｆ断面図である。
【図３】図１に示した噴射ノズル１を基端側の斜め上方から視た分解斜視図である。
【図４】図１に示した噴射ノズル１を先端側の斜め上方から視た分解斜視図である。
【図５Ａ】本発明の噴射ノズル１におけるノズルボディ１０の正面図である。
【図５Ｂ】本発明の噴射ノズル１におけるノズルボディ１０を一部断面で示した側面図である。
【図６Ａ】本発明の噴射ノズル１におけるスワールチップ２０を一部断面で示した側面図である。
【図６Ｂ】本発明の噴射ノズル１におけるスワールチップ２０の後面図である。
【図７Ａ】本発明の噴射ノズル１におけるスワールチップトップ３０の前面図である。
【図７Ｂ】本発明の噴射ノズル１におけるスワールチップトップ３０を一部断面で示した側面図である。
【図８】本発明の噴射ノズル１におけるセパレートパイプ４０を一部断面で示した側面図である。
【図９】本発明の噴射ノズル１における燃料の流れを示す縦断面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態の噴射ノズル１Ａを一部断面で示した側面図である。
【図１１】図１０のＡ−Ａ断面図である。
【図１２】図１０に示した噴射ノズル１Ａを先端側の斜め上方から視た分解斜視図である。
【図１３Ａ】本発明の第２実施形態の噴射ノズル１Ａにおけるスワールチップトップ３０Ａの前面図である。
【図１３Ｂ】本発明の第２実施形態の噴射ノズル１Ａにおけるスワールチップトップ３０Ａを一部断面で示した側面図である。
【図１４】本発明の第２実施形態の噴射ノズル１Ａにおける燃料の流れを示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の噴射ノズルの好ましい各実施形態について、図面を参照しながら説明する。
まず、第１実施形態の噴射ノズル１につき、図１〜図８を参照しながら説明する。
第１実施形態の噴射ノズル１は、液体の燃料を燃焼させる燃焼室を備えるボイラ装置に用いられ、燃料を燃焼室に噴射して供給する。この噴射ノズル１は、図１〜図４に示すように、ノズルボディ１０と、スワールチップ２０と、スワールチップ押圧部材としてのスワールチップトップ３０と、ノズルボディ１０とスワールチップトップ３０との間に形成される整流空間６０と、位置決め部材としてのセパレートパイプ４０と、を備える。
【００１４】
ノズルボディ１０は、図１、図３及び図４に示すように、中空部１１を有する略円筒状に形成されている。このノズルボディ１０の先端部１０ａには、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、中空部１１を外部に連通させる先端開口１２が形成されている。また、ノズルボディ１０の基端部１０ｂには、中空部１１を外部に連通させる基端開口１３が形成されている。即ち、ノズルボディ１０の先端部１０ａに先端開口１２が形成され、基端部１０ｂに基端開口１３が形成されることにより、中空部１１は、外部に開放されている。
【００１５】
先端開口１２は、図１に示すように、中空部１１よりも小径に構成されている。先端開口１２の外周部となる環状部分１２ａは、後述するスワールチップ２０を突き当てる位置決め部となる。
【００１６】
ノズルボディ１０は、図５Ｂに示すように、基端部１０ｂ側に位置するホルダ挿入部位１４と、このホルダ挿入部位１４に形成される雄ねじ部１６、雌ねじ部１７及び開口部５０と、ホルダ挿入部位１４よりも先端側に位置するホルダ突出部位１５と、を備える。
【００１７】
ホルダ挿入部位１４は、噴射ノズル１が挿入可能に構成されると共に噴射ノズル１を支持するノズルホルダ１００（図１参照）に挿入される部位で、外径がホルダ突出部位１５よりも小径に設定されている。
雄ねじ部１６は、ホルダ挿入部位１４の先端寄りの位置における外面に設けられる。この雄ねじ部１６は、ノズルホルダ１００の内周面に螺合される。雄ねじ部１６の外径は、図５Ｂに示すように、雄ねじ部１６の前後に位置するホルダ挿入部位１４ａ，１４ｂよりも大きく、かつ、ホルダ突出部位１５よりも小さく構成されている。
【００１８】
雌ねじ部１７は、図５Ｂに示すように、ノズルボディ１０の基端部１０ｂの内周面に形成されている。この雌ねじ部１７には、後述するセパレートパイプ４０が螺合される。
【００１９】
開口部５０は、図５Ｂに示すように、ホルダ挿入部位１４において、雄ねじ部１６よりも基端側に形成されている。開口部５０は、ノズルボディ１０の周面（周壁）の外側と中空部１１とを連通させる。噴射ノズル１に供給される燃料は、ノズルボディ１０の外部（後述の第１流路９２、図９参照）から、この開口部５０を通って中空部１１に導入される。
本実施形態では、開口部５０は、図２Ｄに示すように、ノズルボディ１０の周方向に一定の間隔をあけて形成された複数の貫通穴５１により構成される。本実施形態では、貫通穴５１は、図２Ｄに示すように、ホルダ挿入部位１４ｂの周方向に等間隔で、８個配置されている。
【００２０】
ホルダ突出部位１５は、噴射ノズル１がノズルホルダ１００に挿入されて取り付けられた状態で、ノズルホルダ１００から突出する部位である。このホルダ突出部位１５は、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、螺合操作部１５ａと、ボディ先端部１５ｂと、を備える。
螺合操作部１５ａは、雄ねじ部１６をノズルホルダ１００の内周面に螺合させる際に把持する部位であり、図５Ａに示すように、外周が六角形になっている。
ボディ先端部１５ｂは、螺合操作部１５ａよりも先端側の部位で、外周が先端に向かって徐々に縮径するテーパ状になっている。
【００２１】
スワールチップ２０は、図１に示すように、ノズルボディ１０の基端部１０ｂの基端開口１３から中空部１１に挿入されて、ノズルボディ１０の先端部１０ａに配置される。
スワールチップ２０は、図１及び図６Ａに示すように、ノズルボディ１０の先端部１０ａの先端開口１２を挿通する噴射径設定筒部２１と、この噴射径設定筒部２１の基端に連なる渦流生成筒部２２と、を備える。スワールチップ２０は、噴射径設定筒部２１と渦流生成筒部２２とによって、全体的な外観は短尺の柱状に形成されている。
【００２２】
噴射径設定筒部２１は、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、燃料を噴射する流路となる内周部に形成され、噴射される燃料を所定の噴射径に整流するためのオリフィス２３を備える。
渦流生成筒部２２は、外径がノズルボディ１０の先端開口１２よりも大きく構成されている（図１参照）。
渦流生成筒部２２は、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、複数の旋回溝２４を備える。複数の旋回溝２４は、渦流生成筒部２２の外周面２２ｂから中心部に向かって延びて形成され、渦流生成筒部２２の外部と内部とを連通させる。本実施形態では、旋回溝２４は、８本形成されており、これら８本の旋回溝２４は、それぞれ、噴射径設定筒部２１側とは逆側の端面２２ａから噴射径設定筒部２１側に延びて形成される切れ込みにより構成される。即ち、本実施形態では、複数の旋回溝２４は、端面２２ａ側に開放されている。
【００２３】
複数の旋回溝２４は、後述の整流空間６０を流通して渦流生成筒部２２の外周に到達した燃料を当該渦流生成筒部２２の内周面の接線方向に流入させる。そして、渦流生成筒部２２の外周側から噴射径設定筒部２１のオリフィス２３に送られる燃料流は、複数の旋回溝２４による流れ方向の規制により、渦流になる。
【００２４】
以上のスワールチップ２０は、図１に示すように、渦流生成筒部２２と噴射径設定筒部２１との間の段差２０ａがノズルボディ１０の先端部１０ａの環状部分１２ａに突き当たることで、ノズルボディ１０の先端部１０ａに位置決めされる。
【００２５】
スワールチップトップ３０は、図１に示すように、ノズルボディ１０の先端部１０ａにスワールチップ２０が配置された状態で、ノズルボディ１０の基端開口１３から中空部１１に挿入されてスワールチップ２０に当接する。そして、スワールチップ２０をノズルボディ１０の先端側に押圧する。
【００２６】
スワールチップトップ３０は、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、中空部３３を有する筒状に構成され、先端がスワールチップ２０に当接する筒状本体部３１と、この筒状本体部３１の基端部の外周に鍔状に張り出して形成されたシール用鍔部３２と、を備える。
【００２７】
筒状本体部３１は、図７Ｂに示すように、先端側が閉鎖されると共に基端が開放された有底筒状に形成されている。筒状本体部３１の先端面３１ａは、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、スワールチップ２０の渦流生成筒部２２の端面２２ａに面接触する平坦面に形成されている。そして、筒状本体部３１の先端面３１ａは、渦流生成筒部２２に形成されている旋回溝２４のスワールチップトップ３０側の開放端を閉鎖する。
【００２８】
筒状本体部３１の外径は、図１に示すように、ノズルボディ１０の中空部１１の径よりも小さく構成されている。これにより、筒状本体部３１の外周面３１ｂと、ノズルボディ１０の内周面１１ｂとの間には、後述する整流空間６０が形成される。また、筒状本体部３１の先端側の外周には、図１及び図７Ｂに示すように、外径が先端に向かって徐々に増大するテーパ面３５が設けられている。
【００２９】
シール用鍔部３２は、図１に示すように、スワールチップトップ３０をノズルボディ１０の中空部１１に挿入した状態で、開口部５０よりもノズルボディ１０の基端部１０ｂ側に配置される。このシール用鍔部３２の外周面３２ａは、図２Ｅに示すように、ノズルボディ１０の内周面１１ｂに液密に面接触するように、外径が仕上げられている。
【００３０】
整流空間６０は、図１に示すように、スワールチップトップ３０の外周面３１ｂと、ノズルボディ１０の内周面１１ｂとの間に形成される。この整流空間６０は、開口部５０から中空部１１の内部に流入した液体（燃料）をスワールチップ２０における渦流生成筒部２２の外周に導く。この整流空間６０は、開口部５０から中空部１１に流入した燃料が渦流生成筒部２２の外周へ到達するまでに、中空部１１の周方向における燃料流速の偏りがなくなるように、燃料流を整流する。整流空間６０を形成する筒状本体部３１の外周面３１ｂ、及びノズルボディ１０の内周面１１ｂは、流路の途中に燃料流の流れを乱す凹凸が形成されないように、凹凸のない円周面に形成されている。
【００３１】
整流空間６０の渦流生成筒部２２側は、筒状本体部３１の先端側に設けられたテーパ面３５によって、流路断面が減少する。これにより、整流空間６０を流れる燃料流は、渦流生成筒部２２側で縮流となり、流れがより安定した状態になる。
また、開口部５０よりもノズルボディ１０の基端部１０ｂ側となる整流空間６０の基端側は、シール用鍔部３２の外周面３２ａと内周面１１ｂとの面接触により、封止（閉鎖）される。
【００３２】
セパレートパイプ４０は、図８に示すように、筒状に構成され、先端部４０ａの外面に形成された雄ねじ部４２と、基端部４０ｂの外面に形成されたリング装着溝４３と、を備える。
雄ねじ部４２は、ノズルボディ１０の基端部１０ｂに形成された雌ねじ部１７に螺合される（図１及び図２Ｆ参照）。リング装着溝４３には、シールリング７１が装着される。シールリング７１は、噴射ノズル１がノズルホルダ１００に取り付けられた状態で、ノズルホルダ１００の内壁に当接する（図示せず）。
【００３３】
セパレートパイプ４０は、雄ねじ部４２をノズルボディ１０の雌ねじ部１７に螺合させることで、ノズルボディ１０に着脱可能に接続される。セパレートパイプ４０の先端部４０ａは、ノズルボディ１０の基端部１０ｂに接続された状態で、スワールチップトップ３０の後端（基端）に当接する。
【００３４】
より詳細には、セパレートパイプ４０の先端部４０ａがスワールチップトップ３０の後端に当接するまで、雄ねじ部４２を雌ねじ部１７に締め付けることで、先端部４０ａがスワールチップトップ３０をノズルボディ１０の先端側に押圧して、スワールチップトップ３０を位置決めする。
【００３５】
次に、第１実施形態の噴射ノズル１における燃料の流れについて、図９を参照しながら説明する。
第１実施形態の噴射ノズル１は、図９に示すように、ノズルホルダ１００に取り付けられて用いられる。そして、この状態で、ノズルホルダ１００の内周面９１とノズルボディ１０のホルダ挿入部位１４の外周面との間には、燃料を外部から噴射ノズル１に供給する流路である第１流路９２が形成される。
【００３６】
噴射ノズル１に供給される燃料は、まず、第１流路９２をノズルボディ１０の軸方向に沿って、噴射ノズル１の先端側に向かって（図９の矢印Ｆ１方向に）流通する。第１流路９２をノズルボディ１０の軸方向に沿って流通した燃料は、開口部５０を構成する複数の貫通穴５１を通って中空部１１に形成された整流空間６０に流入される。ここで、燃料が開口部５０を通って整流空間６０に流入することで、燃料の流れ方向は、ノズルボディ１０の軸方向（Ｆ１方向）からノズルボディ１０の径方向（図９の矢印Ｆ２方向）に略９０度変更される。
【００３７】
次いで、整流空間６０に流入した燃料は、再び流れ方向が略９０度変更されて、ノズルボディ１０の軸方向に沿って、スワールチップ２０側に向かって（図９の矢印Ｆ３方向に）整流空間６０を流通する。
整流空間６０を、ノズルボディ１０の軸方向に沿って流通した燃料は、渦流生成筒部２２の外周面から、複数の旋回溝２４を介して、スワールチップ２０の内周に導かれ、渦流となってオリフィス２３から噴射される（図９の矢印Ｆ４参照）。
【００３８】
以上の噴射ノズル１によれば、第１流路９２をＦ１方向に流れる燃料は、一度、Ｆ２方向に流れが変更された後、再度、Ｆ３方向に流れが変更されて整流空間６０を流通する。これにより、第１流路９２から整流空間６０に流入する燃料は、整流空間６０の入り口において、流れ方向が変更されることで、複数の貫通穴５１が設けられた部分と、貫通穴５１が設けられていない部分とにおいて、流速の差が低減された状態で、整流空間６０を流通する。また、整流空間６０に供給された燃料は、整流空間６０の内部をスワールチップトップ３０の先端に配置されている渦流生成筒部２２の外周に向かって流れる間に、周方向に拡散して、流速がより均質化された燃料流に整流される。
【００３９】
以上説明した第１実施形態の噴射ノズル１によれば、以下のような効果を奏する。
【００４０】
（１）噴射ノズル１を、ノズルボディ１０の基端側の周面に形成した開口部５０と、この開口部５０から中空部１１に流入した燃料をスワールチップ２０側に流通させる整流空間６０と、を含んで構成した。これにより、ノズルボディ１０の外周面から中空部１１に向かって噴射ノズル１の径方向（Ｆ２方向）に流入した燃料を、スワールチップトップ３０の外周面に当てて噴射ノズル１の軸方向（Ｆ３方向）に変化させた後、整流空間６０に沿って流通させられる。よって、開口部５０を通過することで乱れた燃料の流れを、スワールチップトップ３０の外周面に当てた後に整流空間６０を流通させることで整流できるので、燃料の流れが均一になった状態で燃料をスワールチップ２０に到達させられる。その結果、スワールチップ２０に流入する燃料の偏流の発生を防げるので、燃料を安定的に噴射できる。
【００４１】
（２）開口部５０を、ノズルボディ１０の周方向に一定の間隔をあけて形成された複数の貫通穴５１により構成した。これにより、整流空間６０に、複数箇所（貫通穴５１の装備箇所）から同時に、かつ略均等に燃料を流入させられるので、整流空間６０に流入される燃料の流速の偏りを低減できる。よって、流速の偏りを低減した状態で燃料を整流空間６０に供給できるので、より偏流の発生を低減した状態で燃料をスワールチップ２０に供給できる。
【００４２】
（３）貫通穴５１の数を、旋回溝２４の数以上とした。これにより、整流空間６０の入り口において、スワールチップ２０に形成された旋回溝２４の配列ピッチ以下で、周方向に均等に燃料を供給できるので、整流空間６０の軸方向の長さに依存する整流性能を低めて噴射ノズル１の小型化を図ったとしても、スワールチップ２０には偏流のない燃料流を供給できる。よって、噴射ノズル１の小型化を図れる。
【００４３】
（４）整流空間６０における開口部５０よりも基端側を、ノズルボディ１０の基端部１０ｂの内周に面接触するスワールチップトップ３０のシール用鍔部３２によって、閉鎖して構成した。これにより、整流空間６０に供給された燃料がノズルボディ１０の基端側から漏出しないので、整流空間６０の内部においてスワールチップ２０に向かう燃料流の整流性能が低下しない。よって、整流空間６０の安定した整流性能を確保できる。
【００４４】
次に、本発明の第２実施形態に係る噴射ノズル１Ａについて、図１０〜図１３を参照しながら説明する。
図１０は、本発明の第２実施形態に係る噴射ノズル１Ａを一部断面で示した側面図である。図１１は、図１０のＡ−Ａ断面図である。図１２は、図１０に示した噴射ノズル１Ａを先端側の斜め上方から視た分解斜視図である。図１３Ａは、第２実施形態に係る噴射ノズル１Ａにおけるスワールチップトップ３０Ａの前面図である。図１３Ｂは、第２実施形態の噴射ノズル１Ａにおけるスワールチップトップ３０Ａを一部断面で示した側面図である。
【００４５】
第２実施形態の噴射ノズル１Ａは、第１実施形態の噴射ノズル１におけるスワールチップトップ３０を、スワールチップトップ３０Ａに置き換えたもので、それ以外の構成は、第１実施形態と同一である。
尚、第２実施形態の説明にあたって、第１実施形態と同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
【００４６】
第２実施形態のスワールチップトップ３０Ａは、図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように、先端がスワールチップ２０に当接する筒状本体部３１と、この筒状本体部３１の基端部の外周に鍔状に張り出して形成されたシール用鍔部３２と、を備える。
【００４７】
筒状本体部３１の先端面３１ａは、図１３Ｂに示すように、スワールチップ２０の渦流生成筒部２２の後端面に面接触する平坦面に形成されている。そして、先端面３１ａを構成する筒状本体部３１の先端壁３１ｃには、筒状本体部３１内に形成されたリターン中空部３３Ａを渦流生成筒部２２の旋回溝２４の一部に連通させるリターン穴部３７が、貫通形成されている。
【００４８】
リターン中空部３３Ａは、第１実施形態のスワールチップトップ３０の筒状本体部３１に形成された中空部３３と同一構造で、筒状本体部３１の基端側に開放している。
【００４９】
即ち、第２実施形態におけるスワールチップトップ３０Ａは、スワールチップトップ３０Ａの軸方向に延びるリターン中空部３３Ａと、スワールチップトップ３０Ａにおけるスワールチップ２０との当接面である先端面３１ａに形成され該先端面３１ａ側とリターン中空部３３Ａとを連通させるリターン穴部３７と、を備えている。
【００５０】
リターン穴部３７は、渦流生成筒部２２の旋回溝２４と位置が整合するように、所定半径の円周状の８箇所に装備されている。周方向に隣接するリターン穴部３７相互間の間隔は、略一定に構成されている。
【００５１】
スワールチップトップ３０Ａにおけるリターン中空部３３Ａの基端側の開放部は、図１４に示すように、セパレートパイプ４０の中空部４５に連通する。そして、中空部４５は、当該噴射ノズル１Ａが収容保持されるノズルホルダ１００側に装備された燃料戻し装置（不図示）に接続される。
【００５２】
不図示の燃料戻し装置は、中空部４５及びリターン中空部３３Ａ、リターン穴部３７を介して、リターン穴部３７が連通している旋回溝２４の一部に吸引力を作用させ、旋回溝２４に流入する燃料の一部を燃料戻し装置側に回収して、オリフィス２３に供給される燃料の流量を調整する。
【００５３】
以上説明した噴射ノズル１Ａでは、燃料は、図１４に示すように、矢印Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３、及びＦ４の流れで流通して、オリフィス２３から噴射される。また、整流空間６０から旋回溝２４に供給される燃料のうちの一部は、図１４に示す破線の矢印Ｆ５、Ｆ６で示すように、リターン穴部３７、リターン中空部３３Ａ、中空部４５を介して、中空部４５に接続されている不図示の燃料戻し装置に戻される。
【００５４】
以上説明した第２実施形態の噴射ノズル１Ａによれば、上記（１）〜（４）の効果を奏する他、以下のような効果を奏する。
【００５５】
（５）スワールチップトップ３０Ａを、リターン中空部３３Ａと、スワールチップトップ３０Ａにおけるスワールチップ２０との当接面である先端面３１ａに形成され該先端面３１ａ側とリターン中空部３３Ａとを連通させるリターン穴部３７と、を含んで構成した。これにより、整流空間６０からスワールチップ２０に供給する燃料の一部を、リターン穴部３７及びリターン中空部３３Ａを介して噴射ノズル１Ａの外部に戻せる。よって、スワールチップ２０には、偏りがなく、かつ適正な流量の燃料を供給できるので、噴射ノズル１Ａにおける燃料の噴射精度を更に向上させられる。
【００５６】
以上、本発明の好ましい各実施形態について説明したが、本発明は、上述した各実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
例えば、第１実施形態及び第２実施形態では、スワールチップトップ３０とセパレートパイプ４０とを別部材により構成したが、これに限らない。即ち、スワールチップトップ３０とセパレートパイプ４０とを一部材により一体的に形成してもよい。
【００５７】
また、第１実施形態では、スワールチップ２０を、噴射径設定筒部２１及び渦流生成筒部２２を含んで構成したが、これに限らない。即ち、スワールチップ２０を、渦流生成筒部２２のみを含んで構成し、このスワールチップ２０の先端側に、スワールチップ２０とは別部材からなるオリフィスを配置してもよい。
【００５８】
また、本発明の噴射ノズルが噴射する流体は、上記実施形態において示した燃料に限らない。本発明の噴射ノズルは、塗装装置に装備されて塗料等を噴射するノズルに応用することができ、また噴射する流体も液体に限らない。
【符号の説明】
【００５９】
１、１Ａ 噴射ノズル
１０ ノズルボディ
１０ａ 先端部
１０ｂ 基端部
１１ 中空部
１１ｂ 内周面
１７ 雌ねじ
２０ スワールチップ
２１ 噴射径設定筒部
２２ 渦流生成筒部
２３ オリフィス
２４ 旋回溝
３０、３０Ａ スワールチップトップ（スワールチップ押圧部材）
３１ａ 先端面（当接面）
３１ｂ 先端壁
３２ シール用鍔部
４０ セパレートパイプ（位置決めパイプ）
４２ 雄ねじ部
５０ 開口部
５１ 貫通穴
６０ 整流空間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を噴射する噴射ノズルであって、
中空部を有する筒状に形成されると共に先端部及び基端部が開放されたノズルボディと、
前記中空部に挿入されて前記ノズルボディの先端部に配置され、柱状に形成されると共に周面から中心部に向かって延びる複数の旋回溝が形成されたスワールチップと、
前記スワールチップが配置された状態で前記中空部に挿入されて該スワールチップに当接し、該スワールチップを前記ノズルボディの先端側に押圧する筒状のスワールチップ押圧部材と、
前記ノズルボディの基端部に着脱可能に接続され、前記スワールチップ押圧部材を位置決めする位置決め部材と、
前記ノズルボディの基端側の周面に形成され該ノズルボディの周面の外側と前記中空部とを連通させる開口部と、
前記スワールチップ押圧部材の外周面と前記ノズルボディの内周面との間に形成され前記開口部から前記中空部に流入した液体を前記スワールチップの周面に流通可能な整流空間と、を備える噴射ノズル。
【請求項２】
前記開口部は、前記ノズルボディの周方向に一定の間隔をあけて形成された複数の貫通穴により構成される請求項１に記載の噴射ノズル。
【請求項３】
前記貫通穴の数は、前記旋回溝の数以上である請求項２に記載の噴射ノズル。
【請求項４】
前記スワールチップ押圧部材は、
前記スワールチップ押圧部材の軸方向に延びるリターン中空部と、
前記スワールチップ押圧部材における前記スワールチップとの当接面に形成され該当接面側と前記リターン中空部とを連通させるリターン穴部と、を備える請求項１〜３のいずれかに記載の噴射ノズル。
【請求項５】
前記整流空間における前記開口部よりも基端側は、閉鎖されている請求項１〜４のいずれかに記載の噴射ノズル。
【請求項１】
液体を噴射する噴射ノズルであって、
中空部を有する筒状に形成されると共に先端部及び基端部が開放されたノズルボディと、
前記中空部に挿入されて前記ノズルボディの先端部に配置され、柱状に形成されると共に周面から中心部に向かって延びる複数の旋回溝が形成されたスワールチップと、
前記スワールチップが配置された状態で前記中空部に挿入されて該スワールチップに当接し、該スワールチップを前記ノズルボディの先端側に押圧する筒状のスワールチップ押圧部材と、
前記ノズルボディの基端部に着脱可能に接続され、前記スワールチップ押圧部材を位置決めする位置決め部材と、
前記ノズルボディの基端側の周面に形成され該ノズルボディの周面の外側と前記中空部とを連通させる開口部と、
前記スワールチップ押圧部材の外周面と前記ノズルボディの内周面との間に形成され前記開口部から前記中空部に流入した液体を前記スワールチップの周面に流通可能な整流空間と、を備える噴射ノズル。
【請求項２】
前記開口部は、前記ノズルボディの周方向に一定の間隔をあけて形成された複数の貫通穴により構成される請求項１に記載の噴射ノズル。
【請求項３】
前記貫通穴の数は、前記旋回溝の数以上である請求項２に記載の噴射ノズル。
【請求項４】
前記スワールチップ押圧部材は、
前記スワールチップ押圧部材の軸方向に延びるリターン中空部と、
前記スワールチップ押圧部材における前記スワールチップとの当接面に形成され該当接面側と前記リターン中空部とを連通させるリターン穴部と、を備える請求項１〜３のいずれかに記載の噴射ノズル。
【請求項５】
前記整流空間における前記開口部よりも基端側は、閉鎖されている請求項１〜４のいずれかに記載の噴射ノズル。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図２Ｅ】
【図２Ｆ】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１４】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図２Ｅ】
【図２Ｆ】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１４】
【公開番号】特開２０１３−３６３８９（Ｐ２０１３−３６３８９Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７３１９７（Ｐ２０１１−１７３１９７）
【出願日】平成２３年８月８日（２０１１．８．８）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月８日（２０１１．８．８）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【Ｆターム（参考）】
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