液体噴射用ノズル
【課題】 低粘度の液体から高粘度の液体まで、充分に拡散噴射させ、かつ広範な領域を欠けることなく散布できる液体噴射用ノズルを提供する。
【解決手段】 液体噴射用ノズル１０は、ノズル口１１に連なるように形成されて液体が圧送される中央孔１２を有し、該中央孔１２の液体圧送方向途中にオリフィス部１３が形成されるノズル本体１４と、ノズル本体１４の内方から外方へ延びてオリフィス部１３を挿通するように設けられ、ノズル本体１４の軸線１５に対して垂直な方向に広がるフランジ部１６およびフランジ部１６に連なり端部に向って縮閉する半球状の曲面を有する導流部１７を備えるノズル軸体１８とを含んで構成される。
【解決手段】 液体噴射用ノズル１０は、ノズル口１１に連なるように形成されて液体が圧送される中央孔１２を有し、該中央孔１２の液体圧送方向途中にオリフィス部１３が形成されるノズル本体１４と、ノズル本体１４の内方から外方へ延びてオリフィス部１３を挿通するように設けられ、ノズル本体１４の軸線１５に対して垂直な方向に広がるフランジ部１６およびフランジ部１６に連なり端部に向って縮閉する半球状の曲面を有する導流部１７を備えるノズル軸体１８とを含んで構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体特に水よりも粘度が高い液体を噴射するのに適する液体噴射用ノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
液体をノズル口から噴射する液体噴射用ノズルは、塗装、消火などの分野において多用されている。塗装、消火いずれの分野においても、ノズル口から噴射される塗料または消火薬剤などの液体が、広い面積をカバーして散布されることが、効率的な塗布および消火の観点から好ましい。
【０００３】
特に火災の消火という観点では、短時間の間に消火薬剤を効率的に噴射散布して類焼を防ぐことが必要であり、また多量の消火薬剤の使用が見込めず貯留している少量の消火薬剤の消費で対応せざるを得ないような場合、たとえば移動用車両の火災、消防自動車や屋外の消火栓からの放水が届かないような高層ビル内のオフィス火災などでは、消火能力の高い少量の薬剤を効率的に噴射散布して鎮火させることが要求される。
【０００４】
このような要求に対して、消火能力が高い薬剤として、水にポリマーを含有させたポリマー水が提案されている。ポリマー水は、温度が上昇すると増粘ゲル化を起し、燃焼物表面に粘着、滞留する性質を有し、少量の使用で高い消火能力を発揮する。
【０００５】
しかしながら、ポリマー水は、水に比べて粘度がおおよそ数倍〜数十倍高いので、液体が圧送される中央孔が単純なストレート形状に形成される液体噴射ノズルでポリマー水を噴射しても棒状噴射されるのみである。
【０００６】
さらに図１０に示すような液体が圧送される中央孔１が、ノズル口手前でその液体流路が９０度曲げられて形成される液体噴射ノズル２で、旋回流を使用して拡散させるように噴射しても、ポリマー水のような高粘度の液体では、ポリマー水が単に棒状に噴射されるのみであり、たとえばノズル口から約２．３ｍ離隔した位置におけるポリマー水の散布領域３は、たかだかφ６００ｍｍ程度であり、広範囲に拡散させることができないという問題がある。
【０００７】
このような粘度が高い液体であっても拡散させて噴射することのできる液体噴射用ノズルとして、拡散板を備えるノズルが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。図１１は、従来技術における拡散板４を備えるノズル５の構成を簡略化して示す断面図である。特許文献１に開示される従来技術のノズル５では、ノズル口にノズル５の軸線６に対してほぼ垂直方向に広がるようにして、噴霧液と空気とを拡散させる拡散板４が設けられる。
【０００８】
従来技術のノズル５では、噴霧液と空気との２流体を用いるとともに、ノズル口から噴射される流体が拡散板４にあたって軸線６に対してほぼ垂直方向に拡散されるので、粘度の高い液体であっても充分に拡散させることが可能である。しかしながら、従来技術のノズル５は、たとえば化学反応槽の補修用釉薬を、ノズルを正対させて塗装することができないような化学反応槽の狭隘部に塗装することに用いられるものである。すなわち、ノズル５は、内部が狭隘な管部などに挿入し、軸線６の方向に進退させることによって、軸線６に対する垂直方向に在る管部の内壁などに対して塗装するには好適である。しかしながら、ノズル５をたとえば消火に用いる場合、消火対象物に対してノズル５から液体を噴射させたとしても、拡散板４によって軸線６に対して垂直な方向に液体が拡散して散布領域の形状が円環状になるので、円環の中央部分にあたる消火対象物には散布されず、消火効力を発揮することができないという問題がある。また従来技術のノズル５では、噴霧液と空気とのような２流体を用いなければ充分に拡散させることができないという問題もある。
【０００９】
したがって、たとえばポリマー水のような消火能力に優れる高粘度の液体を、２流体を用いることなく充分に拡散させることができ、かつ広範な領域を欠けることなく散布することができる液体噴射用ノズルが希求されている。
【００１０】
【特許文献１】特開２０００−８４４４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、簡単な構造で、低粘度の液体から高粘度の液体まで、充分に拡散噴射させ、かつ広範な領域を欠けることなく散布することのできる液体噴射用ノズルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、液体をノズル口から噴射する液体噴射用ノズルにおいて、
ノズル口に連なるように形成され液体が圧送される中央孔を有し、該中央孔の液体圧送方向途中にオリフィス部が形成されるノズル本体と、
ノズル本体の内方から外方へ延びてオリフィス部を挿通するように設けられるノズル軸体であって、ノズル本体の軸線に対して垂直な方向に突出して形成されるフランジ部およびフランジ部に連なり端部に向って縮閉する円錐台状の傾斜面または半球状の曲面を有するように形成される導流部を備えるノズル軸体とを含むことを特徴とする液体噴射用ノズルである。
【００１３】
また本発明は、ノズル軸体とノズル本体のオリフィス部とは、
軸線方向における相対位置が可変に設けられることを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、ノズル軸体には、フランジ部と導流部との間に、端部に向って拡開する円錐台状の傾斜面が形成されることを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、ノズル口から噴射する液体が、水の粘度以上、ポリマーを含有する液体の粘度以下の粘度を有する液体であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ノズル本体のオリフィス部を挿通して設けられるノズル軸体には、軸線に対して垂直な方向に突出して形成されるフランジ部と、フランジ部に連なり端部に向って縮閉する円錐台状の傾斜面または半球状の曲面を有するように形成される導流部とが備えられる。このように噴射される液体を、フランジ部で拡散するとともに導流部で案内するという簡単な構成によって、高い粘度を有する液体であっても、円環のような欠ける領域を生じることなく、また２流体を用いることなく、広範囲の領域に拡散噴射させることができる。
【００１７】
さらに、粘度の高い液体がたとえば消火薬剤であるとき、消火能力に優れる薬剤を広範な領域に欠けることなく充分に拡散噴射することができるので、少量の薬剤で効果的な消火を実現することが可能になる。
【００１８】
また本発明によれば、ノズル軸体とノズル本体のオリフィス部とは、軸線方向における相対位置が可変に設けられるので、オリフィス部とノズル軸体の各部との相対位置を自在に変化させることができる。このことによって、オリフィス部とフランジ部との軸線方向位置を一致させて液体の拡散を抑制して遠方へ噴射することができ、またオリフィス部とノズル軸体のフランジ部よりも液体圧送方向上流側における細径部との相対位置を一致させて液体を充分に拡散させて近距離域に噴射することもできる。
【００１９】
また本発明によれば、ノズル軸体には、フランジ部と導流部との間に、端部に向って拡開する円錐台状の傾斜面が形成されるので、フランジ部に沿って流過した液体をも拡散させることができる。
【００２０】
また本発明によれば、液体が、水の粘度以上、ポリマーを含有する液体の粘度以下の粘度を有する液体であるので、低粘度の水から粘度が水よりも高く消火能力に優れるポリマー水のような薬剤まで、広範囲の粘度を有する液体の噴射に好適な液体噴射用ノズル、すなわち消火用ノズルが実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は本発明の実施の第１形態である液体噴射用ノズル１０の構成を簡略化して示す分解断面図であり、図２は図１に示す液体噴射用ノズル１０の組立断面図である。
【００２２】
液体噴射用ノズル１０は、ノズル口１１に連なるように形成され液体が圧送される中央孔１２を有し、該中央孔１２の液体圧送方向途中にオリフィス部１３が形成されるノズル本体１４と、ノズル本体１４の内方から外方へ延びてオリフィス部１３を挿通するように設けられ、ノズル本体１４の軸線１５に対して垂直な方向に突出して形成されるフランジ部１６およびフランジ部１６に連なり端部に向って縮閉する半球状の曲面を有するように形成される導流部１７を備えるノズル軸体１８とを含む。
【００２３】
このような液体噴射用ノズル１０は、たとえば消火薬剤、塗料、農薬などの液体をノズル口１１から噴射し、散布または塗布することに用いられる。
【００２４】
ノズル本体１４は、大略円筒状の金属製たとえば黄銅またはステンレス鋼などからなる部材である。ノズル本体１４の一方の端部には、液体の噴射口であるノズル口１１が形成され、軸線１５方向にノズル本体１４を貫通し、ノズル口１１に連なるように中央孔１２が形成される。中央孔１２には、矢符２１にて示す液体の圧送方向途中に液体の流路断面積を絞るオリフィス部１３が形成される。中央孔１２には、ノズル口１１付近の液体圧送方向上流側で、一旦液体の流路断面積が縮閉するように円錐台状の傾斜面を有するオリフィス傾斜面２２が形成され、該オリフィス傾斜面２２がオリフィス部１３に連なる。オリフィス部１３の液体圧送方向下流側には、ノズル本体１４の外方側に向って拡開するように円錐台状の傾斜面を有するノズル口１１が形成される。
【００２５】
ノズル軸体１８は、金属製であり、たとえば黄銅またはステンレス鋼などで形成され、円柱状の軸基体部２３と、軸基体部２３にその一方の底面から突出するように装着される軸棒部２４とを含む。
【００２６】
図１（ａ）は、ノズル軸体１８を軸基体部２３の他方の底面側から見た図であり、図１（ｂ）は、ノズル軸体１８の側面から見た部分断面図である。軸基体部２３は、円柱の高さ方向に貫いて５つの孔が形成される。１つの孔は、軸基体部２３の円柱軸心部に形成され、この孔には軸棒部２４が装着されるので装着孔２５と呼ぶ。この装着孔２５の内壁には、めねじが刻設される。装着孔２５の周囲には、均等間隔で４つの同一形状の貫通孔が形成され、該貫通孔は噴射されるべき液体が流過するので流過孔２６と呼ぶ。
【００２７】
軸棒部２４には、細径部３１と、細径部３１の液体圧送方向下流側の一方の端部に上記の軸線１５に対して垂直な方向に突出して形成されるフランジ部１６と、フランジ部１６に連なり端部に向って縮閉する半球状の曲面を有する導流部１７とが形成される。また軸棒部２４の液体圧送方向上流側の他端部には、おねじが刻設され、該おねじ部が軸基体部２３の装着孔２５のめねじ部に螺合されることによって、軸棒部２４が軸基体部２３に着脱自在に装着され、ノズル軸体１８を構成する。
【００２８】
ノズル軸体１８は、軸棒部２４を液体圧送方向下流側に向けてノズル本体１４の中央孔１２中へ圧入され、軸基体部２３が、中央孔１２のオリフィス部１３よりも液体圧送方向上流側に形成される段差部２７に当接する位置に装着される。このとき、ノズル軸体１８の軸棒部２４は、オリフィス部１３を、ノズル本体１４の内方から外方に延びて挿通し、フランジ部１６と導流部１７とが、ノズル本体１４の外方に位置するように設けられる。
【００２９】
このような液体噴射用ノズル１０によれば、高い粘度を有する液体であっても、円環のような欠ける領域を生じることなく、また２流体を用いることなく、広範囲の領域に拡散噴射させることができる。
【００３０】
図３は、液体噴射用ノズル１０における液体噴射の概要を説明する図である。図３を参照して、液体噴射用ノズル１０における液体噴射について説明する。
【００３１】
液体の供給源から圧送されてノズル本体１４の中央孔１２に流入した液体は、軸基体部２３の流過孔２６を流過し、さらにオリフィス部１３と軸棒部２４の細径部３１とによって形成される間隙を矢符２８の方向に流過してノズル口１１から外方に噴射される。外方に噴射された液体は、細径部３１に沿って流れ、軸線１５に対する垂直方向に突出して形成されるフランジ部１６に衝突する。フランジ部１６に衝突した矢符２８で示す液体の流れは、フランジ１６に衝突することによって拡散される。この拡散方向は、矢符２８で示す液体の流れの細径部３１表面からの離隔距離に伴って異なる。すなわち、図３（ｂ）に拡大して示すように、最も細径部３１表面に近い位置の流れ２８ａは、軸線１５に対してほぼ垂直方向２９ａに拡散され、フランジ部１６のエッジ部に衝突する流れ２８ｃは、フランジ部１６に対して大きい角度を有する方向２９ｃに拡散され、流れ２８ａと流れ２８ｃとの中間位置の流れ２８ｂは、先の軸線１５に対する垂直方向２９ａとフランジ部１６に対して大きい角度を有する方向２９ｃとの中間方向２９ｂに拡散される。このように、高い粘度を有する液体であっても、液体噴射用ノズル１０では、フランジ部１６が形成されることによって、広範な方向に均一に拡散される。
【００３２】
本発明の液体噴射用ノズル１０のさらなる特徴は、フランジ部１６に連なって形成される導流部１７にある。導流部１７が形成されていることによって、細径部３１に沿って流れる液体は、フランジ部１６に衝突して前記の矢符２９ａ，２９ｂ，２９ｃ方向へ拡散するとともに、導流部１７に沿う矢符３０方向の流れも形成される。特に粘度の高い液体の場合、その粘性による導流部１７に対する付着力の作用によって、一層導流部１７の表面に沿うような流れが形成され易くなる。このことによって、液体噴射用ノズル１０から噴射される液体は、広範囲に充分拡散されるとともに、散布領域の中央部にももれなく散布されるので、円環状の欠損部を生じることのない散布領域を形成することができる。
【００３３】
噴射する液体として、ポリマーを含有する水である消火薬剤について例示すると以下のようである。本実施の形態では、ポリマーを含有する水として、ポリマーを界面活性剤によって水中に分散させたエマルジョンが用いられる。ポリマーの含有量は、ポリマー水全体に対して０．１重量％である。ポリマー含有水の粘度は、３０℃で約５．０ｍＰａ・ｓであり、水のみの粘度３０℃で約０．８ｍＰａ・ｓに比べて、約６倍程度高い。
【００３４】
このようなポリマー水を、液体噴射用ノズル１０から、約０．７ＭＰａの圧力で噴射させるとき、ノズル口１１から約２．３ｍ離隔した位置におけるポリマー水の散布領域３２は、図４に示すようにφ２，５００ｍｍにも及び、かつ円形状であり、中央部の欠損領域を生じることが無い。
【００３５】
上記のポリマー水を一般的なノズルで図４に示すような広範囲に拡散させるには、４〜１０ＭＰａもの圧力を必要とするけれども、本実施形態の液体噴射用ノズル１０によれば、上記のように小さな圧力で広範囲に拡散噴射させることが可能になるので、操作が容易であるとともに、ノズルを固定使用する場合、ノズル保持部材の構造の簡素化を実現することができる。
【００３６】
さらに、０．２ｍ２の開口部を有するオイルパンに燃焼物として５００ｍＬ（ミリリットル）のｎ−ヘプタンを投入し、着火させた模擬火災に対して、ポリマー含有水を液体噴射用ノズル１０で噴射散布して消火実験を行ったところ、わずか９Ｌ／ｍｉｎの流量で約１５秒程度で鎮火させることができた。消火能力が高いポリマー水を、液体噴射用ノズル１０で広範囲に拡散させて噴射することができるので、少量の消火薬剤で効率的な消火が実現されたものである。
【００３７】
このように、液体噴射用ノズル１０は、消火薬剤を広範囲に拡散噴射させることによって、少量の消火薬剤の使用で効果的に消火することを可能にするので、大量の消火薬剤を用いることができず、少量の貯留消火薬剤で火災に対処しなければならない、たとえば移動用車両、高層ビル内のオフィスなどにおける消火設備末端の消火薬剤噴射用ノズルとして好適に用いることができる。また、消火薬剤の大量使用による家財等の損傷を軽減する意味から、一般家屋のスプリンクラーノズル、駐車場などの泡消火設備用ノズルとしても有用である。
【００３８】
図５は本発明の実施の第２形態である液体噴射用ノズル４０の構成を簡略化して示す分解断面図であり、図６は図５に示す液体噴射用ノズル４０の拡散時の組立断面図である。本実施の形態の液体噴射用ノズル４０は、実施の第１形態の液体噴射用ノズル１０に類似し対応する部分については、同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００３９】
本実施の形態の液体噴射用ノズル４０において注目すべきは、ノズル軸体４１とノズル本体４２のオリフィス部１３とは、軸線１５方向における相対位置が可変に設けられることである。
【００４０】
ノズル本体４２は、実施の第１形態のノズル本体１４と同様に、大略円筒状の金属製たとえば黄銅またはステンレス鋼などからなる部材である。以下実施の第１形態のノズル本体１４との相違点についてのみ説明する。ノズル口１１の周辺部から外方へ突出し、ノズル口１１を周回するようにしてカバー部４３が形成される。また中央孔１２の内壁には、軸線１５方向のほぼ中央部よりも液体圧送方向上流側にめねじが刻設されて内ねじ部４４が形成される。またノズル本体４２の軸線１５方向の他端部付近には、ノズル本体４２の外面から中央孔１２に向けて貫通する固定孔４５が、対向する位置に２つ形成される。固定孔４５は、その内壁部にめねじが刻設され、後述する止めねじ６２が螺合される。
【００４１】
図５（ａ）には、ノズル軸体４１を示す。ノズル軸体４１の軸基体部２３は、実施の第１形態の軸基体部２３と同一に形成される。ノズル軸体４１の軸棒部４６は、細径部３１と、液体圧送方向下流側の一方の端部に軸線１５に対して垂直な方向に突出して形成されるフランジ部４７と、フランジ部４７に連なり端部に向って拡開する円錐台状の傾斜面から成る緩拡散部４８と、緩拡散部４８に連なり端部に向って縮閉する半球状の曲面を有する導流部１７とが形成される。
【００４２】
本実施形態の軸棒部４６に形成されるフランジ部４７の軸線１５方向の長さは、実施の第１形態の軸棒部２４に形成されるフランジ部１６の軸線１５方向の長さよりも長く形成される。本実施形態の液体噴射用ノズル４０では、ノズル本体４２とノズル軸体４１との軸線１５方向の相対位置が可変に構成されるので、オリフィス部１３に対する軸棒部４６の相対位置を変化させたとき、容易にオリフィス部１３とフランジ部４７との軸線１５方向位置を一致させることができるように、フランジ部４７の長さが長く形成される。
【００４３】
フランジ部４７に連なる緩拡散部４８は、フランジ部４７が軸線１５方向に長く形成されるので、フランジ部４７に沿う液体の流れを、さらに拡散することができるように形成される。ただし、軸線１５に対する垂直方向に広がるように形成すると、後述する遠投時に、液体を遠い距離にまで噴射することを抑制することになるので、軸線１５に対して傾斜面を有する程度に形成される。
【００４４】
また軸棒部４６の液体圧送方向上流側の他端部にはおねじが刻設され、軸基体部２３に螺合装着されることは、実施の第１形態と同じである。
【００４５】
本実施の形態の液体噴射用ノズル４０では、ノズル軸体４１が、直接ノズル本体４２に装着されるのではなく、軸体保持部材５１に装着される。軸体保持部材５１も、大略円筒状の形状を有し、金属製たとえば黄銅またはステンレス鋼などから成る部材である。
【００４６】
軸体保持部材５１には、軸線１５方向に貫通して保持孔５２が形成される。保持孔５２には、液体の圧送方向に向って、軸線１５に対する垂直断面における断面積が減少するように３つの第１〜第３段差部５３，５４，５５が形成される。ノズル軸体４１は、保持孔５２内へ挿入され、軸基体部２３が第２段差部５４に当接するようにして圧入される。このとき、ノズル軸体４１は、その軸棒部４６が、軸体保持部材５１の保持孔５２を挿通し、内方から外方へ突き出るようにして、軸体保持部材５１に装着保持される。
【００４７】
軸体保持部材５１の外周には、一端部付近にその肉厚を減少させるように環状の凹所５６が形成される。この環状凹所５６には、パッキングとしてオー（Ｏ）リング５８が嵌められ、軸体保持部材５１がノズル本体４２に装着された際、軸体保持部材５１とノズル本体４２との間隙から液体が漏出することを防止する。
【００４８】
軸体保持部材５１の軸線１５方向のほぼ中央部には、フランジ状に第１環状突出部５９が形成される。第１環状突出部５９には、おねじが刻設され、外ねじ部６０が形成される。この第１環状突出部５９は、その外径が、ノズル本体４２の中央孔１２の内ねじ部４４の内径に合致するように形成される。
【００４９】
軸体保持部材５１の液体圧送方向下流側には、フランジ状に第２環状突出部６１が形成される。第２環状突出部６１は、そのフランジ状部分の外径が、ノズル本体４２の他方側の端面４２ａに当接することができる寸法に形成される。すなわち、第２環状突出部６１は、軸体保持部材５１に対して軸線１５方向に相対移動するノズル本体４２の液体圧送方向上流側への移動限界を規定するストッパとして作用する。
【００５０】
ノズル軸体４１が圧入された軸体保持部材５１の第１環状突出部５９に形成された外ねじ部６０を、ノズル本体４２の中央孔１２に形成された内ねじ部４４に螺合させることによって、軸体保持部材５１、ひいてはノズル軸体４１をノズル本体４２に装着することができる。
【００５１】
ノズル軸体４１は軸体保持部材５１に固着されるので、両者の相対位置関係は不変であるけれども、軸体保持部材５１とノズル本体４２とは、外ねじ部６０と内ねじ部４４とで螺合されているのみであるので、ノズル本体４２を軸線１５まわりに回転させることによって、ノズル本体４２が軸線１５方向に進退することができる。すなわちノズル本体４２と軸体保持部材５１との相対位置、さらにはノズル本体４２とノズル軸体４１との相対位置を変化させることができる。このことによって、ノズル本体４２のオリフィス部１３に対するノズル軸体４１の軸棒部４６の相対位置を変化させることが可能になる。
【００５２】
なお、ノズル本体４２とノズル軸体４１との相対位置が定まり、位置決めされた状態は、止めねじ６２を固定孔４５に螺合させて締付けることによって固定することができる。
【００５３】
先の図６に示す拡散時におけるノズル本体４２とノズル軸体４１の相対位置は、以下のようである。拡散時には、ノズル本体４２は、軸体保持部材５１の第２環状突出部６１に当接する位置に達するまで締められる。このとき、オリフィス部１３と軸棒部４６との相対位置は、軸棒部４６の細径部３１がオリフィス部１３に一致する。
【００５４】
図７は、液体噴射用ノズル４０の拡散時における液体噴射の概要を説明する図である。図７を参照して、液体噴射用ノズル４０における拡散時の液体噴射について説明する。
【００５５】
液体の供給源から圧送されて軸体保持部材５１の保持孔５２に流入した液体は、軸基体部２３の流過孔２６を流過して同じく保持孔５２内を圧送され、さらにオリフィス部１３と軸棒部４６の細径部３１とによって形成される間隙を矢符６５の方向に流過してノズル口１１から外方に噴射される。外方に噴射された液体は、フランジ部４７に衝突し、矢符６６ａ，６６ｂ，６６ｃで示す広範な方向へ拡散されるとともに、フランジ部４７の軸線１５方向に平行な側面に沿った矢符６７方向にも流れる。液体の矢符６７方向の流れは、さらに緩拡散部４８で若干軸線１５に対して傾斜角度を有するように矢符６８方向に拡散されるとともに、導流部１７に沿う矢符６９方向の流れも形成されて噴射される。
【００５６】
したがって、図６および図７に示す拡散時には、実施の第１形態の液体噴射用ノズル１０と同様に、比較的近距離の噴射対象に対して、充分に拡散された広範囲の散布領域を形成するように噴射される。
【００５７】
図８は図５に示す液体噴射用ノズル４０の遠投時の組立断面図であり、図９は液体噴射用ノズル４０の遠投時における液体噴射の概要を説明する図である。ここで遠投とは、散布領域の面積が若干減少することを容認したうえで、液体を遠くまで噴射させることを意味する。
【００５８】
遠投時には、ノズル本体４２は、外ねじ部６０と内ねじ部４４との螺合が緩められて液体圧送方向下流側へ移動し、オリフィス部１３と軸棒部４６のフランジ部４７とが一致するように位置決めされる。本実施形態の液体噴射用ノズル４０では、フランジ部４７の軸線１５方向の長さを長く形成してあるので、オリフィス部１３をフランジ部４７に対して容易に一致させることができる。
【００５９】
図９を参照して、液体噴射用ノズル４０における遠投時の液体噴射について説明する。液体の供給源から圧送されて軸体保持部材５１の保持孔５２に流入した液体は、軸基体部２３の流過孔２６を流過して同じく保持孔５２内を圧送され、さらにノズル本体４２の中央孔１２を経て、オリフィス部１３と軸棒部４６のフランジ部４７とによって形成される間隙を矢符７１の方向に流過してノズル口１１から外方に噴射される。
【００６０】
遠投時には、フランジ部４７の張出し部分が中央孔１２内に位置するので、噴射される液体が、フランジ部４７によって軸線１５に対する垂直方向へ拡散されることがない。ノズル口１１から噴射されてフランジ部４７の軸線１５方向に平行な側面に沿う矢符７１方向の流れは、緩拡散部４８で若干軸線１５に対して傾斜角度を有するように矢符７２方向に拡散されるとともに、導流部１７に沿う矢符７３方向の流れも形成されて噴射される。
【００６１】
このように遠投時のノズル本体４２とノズル軸体４１との配置では、噴射される液体のエネルギが、拡散に大きく費やされることがないので、噴射される液体が遠方にまで到達することができる。なお、液体噴射用ノズル４０は、緩拡散部４８を有するので、単純なストレート形状のノズルによって液体が噴射される場合に比べると、より広範囲の散布領域を形成することができる。
【００６２】
このように本実施形態の液体噴射用ノズル４０では、ノズル本体４２を軸線１５まわりに回転させるという簡単な操作で、比較的近距離において充分な散布領域が得られるように拡散を重視した噴射と、散布領域は若干狭まるけれども比較的遠距離まで到達させる遠投を重視した噴射とを切換え使用することができる。さらに実施の第１形態の液体噴射用ノズル１０と同じく、液体噴射用ノズル４０は、粘度が高く消火能力が高い消火薬剤の使用に適するので、少量の消火薬剤を、消火対象との距離、出火原因などに応じて効果的に噴射散布することができる。たとえば、消火用のハンドガンに本液体噴射用ノズル４０を装着し、該ハンドガンをたとえば加圧手段を備える携帯式の消火薬剤収納容器に接続することによって、軽装備での消火活動が可能になるので、消火栓または消防自動車などに拘束されずに消火活動することが要求される高速道路のレスキュー隊、工場内で初期消火活動に従事する消防隊などに好適に用いることができる。
【００６３】
以上に述べたように、本実施の形態では、液体噴射用ノズル４０において、ノズル軸体４１が軸体保持部材５１に装着され、軸体保持部材５１がさらにノズル本体４２に装着される構成であるけれども、これに限定されることなく、軸体保持部材５１を含まないように構成されてもよい。たとえばノズル軸体がハンドガンに直接固定して装着され、ノズル本体がハンドガンとの間で進退できるように構成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施の第１形態である液体噴射用ノズル１０の構成を簡略化して示す分解断面図である。
【図２】図１に示す液体噴射用ノズル１０の組立断面図である。
【図３】液体噴射用ノズル１０における液体噴射の概要を説明する図である。
【図４】液体噴射用ノズル１０による散布領域３１を例示する図である。
【図５】本発明の実施の第２形態である液体噴射用ノズル４０の構成を簡略化して示す分解断面図である。
【図６】図５に示す液体噴射用ノズル４０の拡散時の組立断面図である。
【図７】液体噴射用ノズル４０の拡散時における液体噴射の概要を説明する図である。
【図８】図５に示す液体噴射用ノズル４０の遠投時の組立断面図である。
【図９】液体噴射用ノズル４０の遠投時における液体噴射の概要を説明する図である。
【図１０】従来技術の液体噴射ノズル２の構成と液体の散布領域３とを示す図である。
【図１１】従来技術における拡散板４を備えるノズル５の構成を簡略化して示す断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０，４０ 液体噴射用ノズル
１１ ノズル口
１２ 中央孔
１３ オリフィス部
１４，４２ ノズル本体
１５ 軸線
１６，４７ フランジ部
１７ 導流部
１８，４１ ノズル軸体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体特に水よりも粘度が高い液体を噴射するのに適する液体噴射用ノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
液体をノズル口から噴射する液体噴射用ノズルは、塗装、消火などの分野において多用されている。塗装、消火いずれの分野においても、ノズル口から噴射される塗料または消火薬剤などの液体が、広い面積をカバーして散布されることが、効率的な塗布および消火の観点から好ましい。
【０００３】
特に火災の消火という観点では、短時間の間に消火薬剤を効率的に噴射散布して類焼を防ぐことが必要であり、また多量の消火薬剤の使用が見込めず貯留している少量の消火薬剤の消費で対応せざるを得ないような場合、たとえば移動用車両の火災、消防自動車や屋外の消火栓からの放水が届かないような高層ビル内のオフィス火災などでは、消火能力の高い少量の薬剤を効率的に噴射散布して鎮火させることが要求される。
【０００４】
このような要求に対して、消火能力が高い薬剤として、水にポリマーを含有させたポリマー水が提案されている。ポリマー水は、温度が上昇すると増粘ゲル化を起し、燃焼物表面に粘着、滞留する性質を有し、少量の使用で高い消火能力を発揮する。
【０００５】
しかしながら、ポリマー水は、水に比べて粘度がおおよそ数倍〜数十倍高いので、液体が圧送される中央孔が単純なストレート形状に形成される液体噴射ノズルでポリマー水を噴射しても棒状噴射されるのみである。
【０００６】
さらに図１０に示すような液体が圧送される中央孔１が、ノズル口手前でその液体流路が９０度曲げられて形成される液体噴射ノズル２で、旋回流を使用して拡散させるように噴射しても、ポリマー水のような高粘度の液体では、ポリマー水が単に棒状に噴射されるのみであり、たとえばノズル口から約２．３ｍ離隔した位置におけるポリマー水の散布領域３は、たかだかφ６００ｍｍ程度であり、広範囲に拡散させることができないという問題がある。
【０００７】
このような粘度が高い液体であっても拡散させて噴射することのできる液体噴射用ノズルとして、拡散板を備えるノズルが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。図１１は、従来技術における拡散板４を備えるノズル５の構成を簡略化して示す断面図である。特許文献１に開示される従来技術のノズル５では、ノズル口にノズル５の軸線６に対してほぼ垂直方向に広がるようにして、噴霧液と空気とを拡散させる拡散板４が設けられる。
【０００８】
従来技術のノズル５では、噴霧液と空気との２流体を用いるとともに、ノズル口から噴射される流体が拡散板４にあたって軸線６に対してほぼ垂直方向に拡散されるので、粘度の高い液体であっても充分に拡散させることが可能である。しかしながら、従来技術のノズル５は、たとえば化学反応槽の補修用釉薬を、ノズルを正対させて塗装することができないような化学反応槽の狭隘部に塗装することに用いられるものである。すなわち、ノズル５は、内部が狭隘な管部などに挿入し、軸線６の方向に進退させることによって、軸線６に対する垂直方向に在る管部の内壁などに対して塗装するには好適である。しかしながら、ノズル５をたとえば消火に用いる場合、消火対象物に対してノズル５から液体を噴射させたとしても、拡散板４によって軸線６に対して垂直な方向に液体が拡散して散布領域の形状が円環状になるので、円環の中央部分にあたる消火対象物には散布されず、消火効力を発揮することができないという問題がある。また従来技術のノズル５では、噴霧液と空気とのような２流体を用いなければ充分に拡散させることができないという問題もある。
【０００９】
したがって、たとえばポリマー水のような消火能力に優れる高粘度の液体を、２流体を用いることなく充分に拡散させることができ、かつ広範な領域を欠けることなく散布することができる液体噴射用ノズルが希求されている。
【００１０】
【特許文献１】特開２０００−８４４４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、簡単な構造で、低粘度の液体から高粘度の液体まで、充分に拡散噴射させ、かつ広範な領域を欠けることなく散布することのできる液体噴射用ノズルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、液体をノズル口から噴射する液体噴射用ノズルにおいて、
ノズル口に連なるように形成され液体が圧送される中央孔を有し、該中央孔の液体圧送方向途中にオリフィス部が形成されるノズル本体と、
ノズル本体の内方から外方へ延びてオリフィス部を挿通するように設けられるノズル軸体であって、ノズル本体の軸線に対して垂直な方向に突出して形成されるフランジ部およびフランジ部に連なり端部に向って縮閉する円錐台状の傾斜面または半球状の曲面を有するように形成される導流部を備えるノズル軸体とを含むことを特徴とする液体噴射用ノズルである。
【００１３】
また本発明は、ノズル軸体とノズル本体のオリフィス部とは、
軸線方向における相対位置が可変に設けられることを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、ノズル軸体には、フランジ部と導流部との間に、端部に向って拡開する円錐台状の傾斜面が形成されることを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、ノズル口から噴射する液体が、水の粘度以上、ポリマーを含有する液体の粘度以下の粘度を有する液体であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ノズル本体のオリフィス部を挿通して設けられるノズル軸体には、軸線に対して垂直な方向に突出して形成されるフランジ部と、フランジ部に連なり端部に向って縮閉する円錐台状の傾斜面または半球状の曲面を有するように形成される導流部とが備えられる。このように噴射される液体を、フランジ部で拡散するとともに導流部で案内するという簡単な構成によって、高い粘度を有する液体であっても、円環のような欠ける領域を生じることなく、また２流体を用いることなく、広範囲の領域に拡散噴射させることができる。
【００１７】
さらに、粘度の高い液体がたとえば消火薬剤であるとき、消火能力に優れる薬剤を広範な領域に欠けることなく充分に拡散噴射することができるので、少量の薬剤で効果的な消火を実現することが可能になる。
【００１８】
また本発明によれば、ノズル軸体とノズル本体のオリフィス部とは、軸線方向における相対位置が可変に設けられるので、オリフィス部とノズル軸体の各部との相対位置を自在に変化させることができる。このことによって、オリフィス部とフランジ部との軸線方向位置を一致させて液体の拡散を抑制して遠方へ噴射することができ、またオリフィス部とノズル軸体のフランジ部よりも液体圧送方向上流側における細径部との相対位置を一致させて液体を充分に拡散させて近距離域に噴射することもできる。
【００１９】
また本発明によれば、ノズル軸体には、フランジ部と導流部との間に、端部に向って拡開する円錐台状の傾斜面が形成されるので、フランジ部に沿って流過した液体をも拡散させることができる。
【００２０】
また本発明によれば、液体が、水の粘度以上、ポリマーを含有する液体の粘度以下の粘度を有する液体であるので、低粘度の水から粘度が水よりも高く消火能力に優れるポリマー水のような薬剤まで、広範囲の粘度を有する液体の噴射に好適な液体噴射用ノズル、すなわち消火用ノズルが実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は本発明の実施の第１形態である液体噴射用ノズル１０の構成を簡略化して示す分解断面図であり、図２は図１に示す液体噴射用ノズル１０の組立断面図である。
【００２２】
液体噴射用ノズル１０は、ノズル口１１に連なるように形成され液体が圧送される中央孔１２を有し、該中央孔１２の液体圧送方向途中にオリフィス部１３が形成されるノズル本体１４と、ノズル本体１４の内方から外方へ延びてオリフィス部１３を挿通するように設けられ、ノズル本体１４の軸線１５に対して垂直な方向に突出して形成されるフランジ部１６およびフランジ部１６に連なり端部に向って縮閉する半球状の曲面を有するように形成される導流部１７を備えるノズル軸体１８とを含む。
【００２３】
このような液体噴射用ノズル１０は、たとえば消火薬剤、塗料、農薬などの液体をノズル口１１から噴射し、散布または塗布することに用いられる。
【００２４】
ノズル本体１４は、大略円筒状の金属製たとえば黄銅またはステンレス鋼などからなる部材である。ノズル本体１４の一方の端部には、液体の噴射口であるノズル口１１が形成され、軸線１５方向にノズル本体１４を貫通し、ノズル口１１に連なるように中央孔１２が形成される。中央孔１２には、矢符２１にて示す液体の圧送方向途中に液体の流路断面積を絞るオリフィス部１３が形成される。中央孔１２には、ノズル口１１付近の液体圧送方向上流側で、一旦液体の流路断面積が縮閉するように円錐台状の傾斜面を有するオリフィス傾斜面２２が形成され、該オリフィス傾斜面２２がオリフィス部１３に連なる。オリフィス部１３の液体圧送方向下流側には、ノズル本体１４の外方側に向って拡開するように円錐台状の傾斜面を有するノズル口１１が形成される。
【００２５】
ノズル軸体１８は、金属製であり、たとえば黄銅またはステンレス鋼などで形成され、円柱状の軸基体部２３と、軸基体部２３にその一方の底面から突出するように装着される軸棒部２４とを含む。
【００２６】
図１（ａ）は、ノズル軸体１８を軸基体部２３の他方の底面側から見た図であり、図１（ｂ）は、ノズル軸体１８の側面から見た部分断面図である。軸基体部２３は、円柱の高さ方向に貫いて５つの孔が形成される。１つの孔は、軸基体部２３の円柱軸心部に形成され、この孔には軸棒部２４が装着されるので装着孔２５と呼ぶ。この装着孔２５の内壁には、めねじが刻設される。装着孔２５の周囲には、均等間隔で４つの同一形状の貫通孔が形成され、該貫通孔は噴射されるべき液体が流過するので流過孔２６と呼ぶ。
【００２７】
軸棒部２４には、細径部３１と、細径部３１の液体圧送方向下流側の一方の端部に上記の軸線１５に対して垂直な方向に突出して形成されるフランジ部１６と、フランジ部１６に連なり端部に向って縮閉する半球状の曲面を有する導流部１７とが形成される。また軸棒部２４の液体圧送方向上流側の他端部には、おねじが刻設され、該おねじ部が軸基体部２３の装着孔２５のめねじ部に螺合されることによって、軸棒部２４が軸基体部２３に着脱自在に装着され、ノズル軸体１８を構成する。
【００２８】
ノズル軸体１８は、軸棒部２４を液体圧送方向下流側に向けてノズル本体１４の中央孔１２中へ圧入され、軸基体部２３が、中央孔１２のオリフィス部１３よりも液体圧送方向上流側に形成される段差部２７に当接する位置に装着される。このとき、ノズル軸体１８の軸棒部２４は、オリフィス部１３を、ノズル本体１４の内方から外方に延びて挿通し、フランジ部１６と導流部１７とが、ノズル本体１４の外方に位置するように設けられる。
【００２９】
このような液体噴射用ノズル１０によれば、高い粘度を有する液体であっても、円環のような欠ける領域を生じることなく、また２流体を用いることなく、広範囲の領域に拡散噴射させることができる。
【００３０】
図３は、液体噴射用ノズル１０における液体噴射の概要を説明する図である。図３を参照して、液体噴射用ノズル１０における液体噴射について説明する。
【００３１】
液体の供給源から圧送されてノズル本体１４の中央孔１２に流入した液体は、軸基体部２３の流過孔２６を流過し、さらにオリフィス部１３と軸棒部２４の細径部３１とによって形成される間隙を矢符２８の方向に流過してノズル口１１から外方に噴射される。外方に噴射された液体は、細径部３１に沿って流れ、軸線１５に対する垂直方向に突出して形成されるフランジ部１６に衝突する。フランジ部１６に衝突した矢符２８で示す液体の流れは、フランジ１６に衝突することによって拡散される。この拡散方向は、矢符２８で示す液体の流れの細径部３１表面からの離隔距離に伴って異なる。すなわち、図３（ｂ）に拡大して示すように、最も細径部３１表面に近い位置の流れ２８ａは、軸線１５に対してほぼ垂直方向２９ａに拡散され、フランジ部１６のエッジ部に衝突する流れ２８ｃは、フランジ部１６に対して大きい角度を有する方向２９ｃに拡散され、流れ２８ａと流れ２８ｃとの中間位置の流れ２８ｂは、先の軸線１５に対する垂直方向２９ａとフランジ部１６に対して大きい角度を有する方向２９ｃとの中間方向２９ｂに拡散される。このように、高い粘度を有する液体であっても、液体噴射用ノズル１０では、フランジ部１６が形成されることによって、広範な方向に均一に拡散される。
【００３２】
本発明の液体噴射用ノズル１０のさらなる特徴は、フランジ部１６に連なって形成される導流部１７にある。導流部１７が形成されていることによって、細径部３１に沿って流れる液体は、フランジ部１６に衝突して前記の矢符２９ａ，２９ｂ，２９ｃ方向へ拡散するとともに、導流部１７に沿う矢符３０方向の流れも形成される。特に粘度の高い液体の場合、その粘性による導流部１７に対する付着力の作用によって、一層導流部１７の表面に沿うような流れが形成され易くなる。このことによって、液体噴射用ノズル１０から噴射される液体は、広範囲に充分拡散されるとともに、散布領域の中央部にももれなく散布されるので、円環状の欠損部を生じることのない散布領域を形成することができる。
【００３３】
噴射する液体として、ポリマーを含有する水である消火薬剤について例示すると以下のようである。本実施の形態では、ポリマーを含有する水として、ポリマーを界面活性剤によって水中に分散させたエマルジョンが用いられる。ポリマーの含有量は、ポリマー水全体に対して０．１重量％である。ポリマー含有水の粘度は、３０℃で約５．０ｍＰａ・ｓであり、水のみの粘度３０℃で約０．８ｍＰａ・ｓに比べて、約６倍程度高い。
【００３４】
このようなポリマー水を、液体噴射用ノズル１０から、約０．７ＭＰａの圧力で噴射させるとき、ノズル口１１から約２．３ｍ離隔した位置におけるポリマー水の散布領域３２は、図４に示すようにφ２，５００ｍｍにも及び、かつ円形状であり、中央部の欠損領域を生じることが無い。
【００３５】
上記のポリマー水を一般的なノズルで図４に示すような広範囲に拡散させるには、４〜１０ＭＰａもの圧力を必要とするけれども、本実施形態の液体噴射用ノズル１０によれば、上記のように小さな圧力で広範囲に拡散噴射させることが可能になるので、操作が容易であるとともに、ノズルを固定使用する場合、ノズル保持部材の構造の簡素化を実現することができる。
【００３６】
さらに、０．２ｍ２の開口部を有するオイルパンに燃焼物として５００ｍＬ（ミリリットル）のｎ−ヘプタンを投入し、着火させた模擬火災に対して、ポリマー含有水を液体噴射用ノズル１０で噴射散布して消火実験を行ったところ、わずか９Ｌ／ｍｉｎの流量で約１５秒程度で鎮火させることができた。消火能力が高いポリマー水を、液体噴射用ノズル１０で広範囲に拡散させて噴射することができるので、少量の消火薬剤で効率的な消火が実現されたものである。
【００３７】
このように、液体噴射用ノズル１０は、消火薬剤を広範囲に拡散噴射させることによって、少量の消火薬剤の使用で効果的に消火することを可能にするので、大量の消火薬剤を用いることができず、少量の貯留消火薬剤で火災に対処しなければならない、たとえば移動用車両、高層ビル内のオフィスなどにおける消火設備末端の消火薬剤噴射用ノズルとして好適に用いることができる。また、消火薬剤の大量使用による家財等の損傷を軽減する意味から、一般家屋のスプリンクラーノズル、駐車場などの泡消火設備用ノズルとしても有用である。
【００３８】
図５は本発明の実施の第２形態である液体噴射用ノズル４０の構成を簡略化して示す分解断面図であり、図６は図５に示す液体噴射用ノズル４０の拡散時の組立断面図である。本実施の形態の液体噴射用ノズル４０は、実施の第１形態の液体噴射用ノズル１０に類似し対応する部分については、同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００３９】
本実施の形態の液体噴射用ノズル４０において注目すべきは、ノズル軸体４１とノズル本体４２のオリフィス部１３とは、軸線１５方向における相対位置が可変に設けられることである。
【００４０】
ノズル本体４２は、実施の第１形態のノズル本体１４と同様に、大略円筒状の金属製たとえば黄銅またはステンレス鋼などからなる部材である。以下実施の第１形態のノズル本体１４との相違点についてのみ説明する。ノズル口１１の周辺部から外方へ突出し、ノズル口１１を周回するようにしてカバー部４３が形成される。また中央孔１２の内壁には、軸線１５方向のほぼ中央部よりも液体圧送方向上流側にめねじが刻設されて内ねじ部４４が形成される。またノズル本体４２の軸線１５方向の他端部付近には、ノズル本体４２の外面から中央孔１２に向けて貫通する固定孔４５が、対向する位置に２つ形成される。固定孔４５は、その内壁部にめねじが刻設され、後述する止めねじ６２が螺合される。
【００４１】
図５（ａ）には、ノズル軸体４１を示す。ノズル軸体４１の軸基体部２３は、実施の第１形態の軸基体部２３と同一に形成される。ノズル軸体４１の軸棒部４６は、細径部３１と、液体圧送方向下流側の一方の端部に軸線１５に対して垂直な方向に突出して形成されるフランジ部４７と、フランジ部４７に連なり端部に向って拡開する円錐台状の傾斜面から成る緩拡散部４８と、緩拡散部４８に連なり端部に向って縮閉する半球状の曲面を有する導流部１７とが形成される。
【００４２】
本実施形態の軸棒部４６に形成されるフランジ部４７の軸線１５方向の長さは、実施の第１形態の軸棒部２４に形成されるフランジ部１６の軸線１５方向の長さよりも長く形成される。本実施形態の液体噴射用ノズル４０では、ノズル本体４２とノズル軸体４１との軸線１５方向の相対位置が可変に構成されるので、オリフィス部１３に対する軸棒部４６の相対位置を変化させたとき、容易にオリフィス部１３とフランジ部４７との軸線１５方向位置を一致させることができるように、フランジ部４７の長さが長く形成される。
【００４３】
フランジ部４７に連なる緩拡散部４８は、フランジ部４７が軸線１５方向に長く形成されるので、フランジ部４７に沿う液体の流れを、さらに拡散することができるように形成される。ただし、軸線１５に対する垂直方向に広がるように形成すると、後述する遠投時に、液体を遠い距離にまで噴射することを抑制することになるので、軸線１５に対して傾斜面を有する程度に形成される。
【００４４】
また軸棒部４６の液体圧送方向上流側の他端部にはおねじが刻設され、軸基体部２３に螺合装着されることは、実施の第１形態と同じである。
【００４５】
本実施の形態の液体噴射用ノズル４０では、ノズル軸体４１が、直接ノズル本体４２に装着されるのではなく、軸体保持部材５１に装着される。軸体保持部材５１も、大略円筒状の形状を有し、金属製たとえば黄銅またはステンレス鋼などから成る部材である。
【００４６】
軸体保持部材５１には、軸線１５方向に貫通して保持孔５２が形成される。保持孔５２には、液体の圧送方向に向って、軸線１５に対する垂直断面における断面積が減少するように３つの第１〜第３段差部５３，５４，５５が形成される。ノズル軸体４１は、保持孔５２内へ挿入され、軸基体部２３が第２段差部５４に当接するようにして圧入される。このとき、ノズル軸体４１は、その軸棒部４６が、軸体保持部材５１の保持孔５２を挿通し、内方から外方へ突き出るようにして、軸体保持部材５１に装着保持される。
【００４７】
軸体保持部材５１の外周には、一端部付近にその肉厚を減少させるように環状の凹所５６が形成される。この環状凹所５６には、パッキングとしてオー（Ｏ）リング５８が嵌められ、軸体保持部材５１がノズル本体４２に装着された際、軸体保持部材５１とノズル本体４２との間隙から液体が漏出することを防止する。
【００４８】
軸体保持部材５１の軸線１５方向のほぼ中央部には、フランジ状に第１環状突出部５９が形成される。第１環状突出部５９には、おねじが刻設され、外ねじ部６０が形成される。この第１環状突出部５９は、その外径が、ノズル本体４２の中央孔１２の内ねじ部４４の内径に合致するように形成される。
【００４９】
軸体保持部材５１の液体圧送方向下流側には、フランジ状に第２環状突出部６１が形成される。第２環状突出部６１は、そのフランジ状部分の外径が、ノズル本体４２の他方側の端面４２ａに当接することができる寸法に形成される。すなわち、第２環状突出部６１は、軸体保持部材５１に対して軸線１５方向に相対移動するノズル本体４２の液体圧送方向上流側への移動限界を規定するストッパとして作用する。
【００５０】
ノズル軸体４１が圧入された軸体保持部材５１の第１環状突出部５９に形成された外ねじ部６０を、ノズル本体４２の中央孔１２に形成された内ねじ部４４に螺合させることによって、軸体保持部材５１、ひいてはノズル軸体４１をノズル本体４２に装着することができる。
【００５１】
ノズル軸体４１は軸体保持部材５１に固着されるので、両者の相対位置関係は不変であるけれども、軸体保持部材５１とノズル本体４２とは、外ねじ部６０と内ねじ部４４とで螺合されているのみであるので、ノズル本体４２を軸線１５まわりに回転させることによって、ノズル本体４２が軸線１５方向に進退することができる。すなわちノズル本体４２と軸体保持部材５１との相対位置、さらにはノズル本体４２とノズル軸体４１との相対位置を変化させることができる。このことによって、ノズル本体４２のオリフィス部１３に対するノズル軸体４１の軸棒部４６の相対位置を変化させることが可能になる。
【００５２】
なお、ノズル本体４２とノズル軸体４１との相対位置が定まり、位置決めされた状態は、止めねじ６２を固定孔４５に螺合させて締付けることによって固定することができる。
【００５３】
先の図６に示す拡散時におけるノズル本体４２とノズル軸体４１の相対位置は、以下のようである。拡散時には、ノズル本体４２は、軸体保持部材５１の第２環状突出部６１に当接する位置に達するまで締められる。このとき、オリフィス部１３と軸棒部４６との相対位置は、軸棒部４６の細径部３１がオリフィス部１３に一致する。
【００５４】
図７は、液体噴射用ノズル４０の拡散時における液体噴射の概要を説明する図である。図７を参照して、液体噴射用ノズル４０における拡散時の液体噴射について説明する。
【００５５】
液体の供給源から圧送されて軸体保持部材５１の保持孔５２に流入した液体は、軸基体部２３の流過孔２６を流過して同じく保持孔５２内を圧送され、さらにオリフィス部１３と軸棒部４６の細径部３１とによって形成される間隙を矢符６５の方向に流過してノズル口１１から外方に噴射される。外方に噴射された液体は、フランジ部４７に衝突し、矢符６６ａ，６６ｂ，６６ｃで示す広範な方向へ拡散されるとともに、フランジ部４７の軸線１５方向に平行な側面に沿った矢符６７方向にも流れる。液体の矢符６７方向の流れは、さらに緩拡散部４８で若干軸線１５に対して傾斜角度を有するように矢符６８方向に拡散されるとともに、導流部１７に沿う矢符６９方向の流れも形成されて噴射される。
【００５６】
したがって、図６および図７に示す拡散時には、実施の第１形態の液体噴射用ノズル１０と同様に、比較的近距離の噴射対象に対して、充分に拡散された広範囲の散布領域を形成するように噴射される。
【００５７】
図８は図５に示す液体噴射用ノズル４０の遠投時の組立断面図であり、図９は液体噴射用ノズル４０の遠投時における液体噴射の概要を説明する図である。ここで遠投とは、散布領域の面積が若干減少することを容認したうえで、液体を遠くまで噴射させることを意味する。
【００５８】
遠投時には、ノズル本体４２は、外ねじ部６０と内ねじ部４４との螺合が緩められて液体圧送方向下流側へ移動し、オリフィス部１３と軸棒部４６のフランジ部４７とが一致するように位置決めされる。本実施形態の液体噴射用ノズル４０では、フランジ部４７の軸線１５方向の長さを長く形成してあるので、オリフィス部１３をフランジ部４７に対して容易に一致させることができる。
【００５９】
図９を参照して、液体噴射用ノズル４０における遠投時の液体噴射について説明する。液体の供給源から圧送されて軸体保持部材５１の保持孔５２に流入した液体は、軸基体部２３の流過孔２６を流過して同じく保持孔５２内を圧送され、さらにノズル本体４２の中央孔１２を経て、オリフィス部１３と軸棒部４６のフランジ部４７とによって形成される間隙を矢符７１の方向に流過してノズル口１１から外方に噴射される。
【００６０】
遠投時には、フランジ部４７の張出し部分が中央孔１２内に位置するので、噴射される液体が、フランジ部４７によって軸線１５に対する垂直方向へ拡散されることがない。ノズル口１１から噴射されてフランジ部４７の軸線１５方向に平行な側面に沿う矢符７１方向の流れは、緩拡散部４８で若干軸線１５に対して傾斜角度を有するように矢符７２方向に拡散されるとともに、導流部１７に沿う矢符７３方向の流れも形成されて噴射される。
【００６１】
このように遠投時のノズル本体４２とノズル軸体４１との配置では、噴射される液体のエネルギが、拡散に大きく費やされることがないので、噴射される液体が遠方にまで到達することができる。なお、液体噴射用ノズル４０は、緩拡散部４８を有するので、単純なストレート形状のノズルによって液体が噴射される場合に比べると、より広範囲の散布領域を形成することができる。
【００６２】
このように本実施形態の液体噴射用ノズル４０では、ノズル本体４２を軸線１５まわりに回転させるという簡単な操作で、比較的近距離において充分な散布領域が得られるように拡散を重視した噴射と、散布領域は若干狭まるけれども比較的遠距離まで到達させる遠投を重視した噴射とを切換え使用することができる。さらに実施の第１形態の液体噴射用ノズル１０と同じく、液体噴射用ノズル４０は、粘度が高く消火能力が高い消火薬剤の使用に適するので、少量の消火薬剤を、消火対象との距離、出火原因などに応じて効果的に噴射散布することができる。たとえば、消火用のハンドガンに本液体噴射用ノズル４０を装着し、該ハンドガンをたとえば加圧手段を備える携帯式の消火薬剤収納容器に接続することによって、軽装備での消火活動が可能になるので、消火栓または消防自動車などに拘束されずに消火活動することが要求される高速道路のレスキュー隊、工場内で初期消火活動に従事する消防隊などに好適に用いることができる。
【００６３】
以上に述べたように、本実施の形態では、液体噴射用ノズル４０において、ノズル軸体４１が軸体保持部材５１に装着され、軸体保持部材５１がさらにノズル本体４２に装着される構成であるけれども、これに限定されることなく、軸体保持部材５１を含まないように構成されてもよい。たとえばノズル軸体がハンドガンに直接固定して装着され、ノズル本体がハンドガンとの間で進退できるように構成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施の第１形態である液体噴射用ノズル１０の構成を簡略化して示す分解断面図である。
【図２】図１に示す液体噴射用ノズル１０の組立断面図である。
【図３】液体噴射用ノズル１０における液体噴射の概要を説明する図である。
【図４】液体噴射用ノズル１０による散布領域３１を例示する図である。
【図５】本発明の実施の第２形態である液体噴射用ノズル４０の構成を簡略化して示す分解断面図である。
【図６】図５に示す液体噴射用ノズル４０の拡散時の組立断面図である。
【図７】液体噴射用ノズル４０の拡散時における液体噴射の概要を説明する図である。
【図８】図５に示す液体噴射用ノズル４０の遠投時の組立断面図である。
【図９】液体噴射用ノズル４０の遠投時における液体噴射の概要を説明する図である。
【図１０】従来技術の液体噴射ノズル２の構成と液体の散布領域３とを示す図である。
【図１１】従来技術における拡散板４を備えるノズル５の構成を簡略化して示す断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０，４０ 液体噴射用ノズル
１１ ノズル口
１２ 中央孔
１３ オリフィス部
１４，４２ ノズル本体
１５ 軸線
１６，４７ フランジ部
１７ 導流部
１８，４１ ノズル軸体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体をノズル口から噴射する液体噴射用ノズルにおいて、
ノズル口に連なるように形成され液体が圧送される中央孔を有し、該中央孔の液体圧送方向途中にオリフィス部が形成されるノズル本体と、
ノズル本体の内方から外方へ延びてオリフィス部を挿通するように設けられるノズル軸体であって、ノズル本体の軸線に対して垂直な方向に突出して形成されるフランジ部およびフランジ部に連なり端部に向って縮閉する円錐台状の傾斜面または半球状の曲面を有するように形成される導流部を備えるノズル軸体とを含むことを特徴とする液体噴射用ノズル。
【請求項２】
ノズル軸体とノズル本体のオリフィス部とは、
軸線方向における相対位置が可変に設けられることを特徴とする請求項１記載の液体噴射用ノズル。
【請求項３】
ノズル軸体には、
フランジ部と導流部との間に、端部に向って拡開する円錐台状の傾斜面が形成されることを特徴とする請求項１または２記載の液体噴射用ノズル。
【請求項４】
ノズル口から噴射する液体が、水の粘度以上、ポリマーを含有する液体の粘度以下の粘度を有する液体であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の液体噴射用ノズル。
【請求項１】
液体をノズル口から噴射する液体噴射用ノズルにおいて、
ノズル口に連なるように形成され液体が圧送される中央孔を有し、該中央孔の液体圧送方向途中にオリフィス部が形成されるノズル本体と、
ノズル本体の内方から外方へ延びてオリフィス部を挿通するように設けられるノズル軸体であって、ノズル本体の軸線に対して垂直な方向に突出して形成されるフランジ部およびフランジ部に連なり端部に向って縮閉する円錐台状の傾斜面または半球状の曲面を有するように形成される導流部を備えるノズル軸体とを含むことを特徴とする液体噴射用ノズル。
【請求項２】
ノズル軸体とノズル本体のオリフィス部とは、
軸線方向における相対位置が可変に設けられることを特徴とする請求項１記載の液体噴射用ノズル。
【請求項３】
ノズル軸体には、
フランジ部と導流部との間に、端部に向って拡開する円錐台状の傾斜面が形成されることを特徴とする請求項１または２記載の液体噴射用ノズル。
【請求項４】
ノズル口から噴射する液体が、水の粘度以上、ポリマーを含有する液体の粘度以下の粘度を有する液体であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の液体噴射用ノズル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００６−６１７５０（Ｐ２００６−６１７５０Ａ）
【公開日】平成１８年３月９日（２００６．３．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２４３７１８（Ｐ２００４−２４３７１８）
【出願日】平成１６年８月２４日（２００４．８．２４）
【出願人】（３９００１０３４２）川重防災工業株式会社 (56)
【出願人】（００００００９７４）川崎重工業株式会社 (1,710)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月９日（２００６．３．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月２４日（２００４．８．２４）
【出願人】（３９００１０３４２）川重防災工業株式会社 (56)
【出願人】（００００００９７４）川崎重工業株式会社 (1,710)
【Ｆターム（参考）】
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