[发明专利]流体喷嘴

说明书

技术领域

本发明涉及用来将流体所具有的压力能转换为动能的流体喷嘴。

现有技术

通过喷嘴可将流体所具有的压力能转换成动能而形成流体的连续喷流。人们将该流体的连续喷流直接喷射到工件上，或者去除附着在工件上的粉尘颗粒、或者冷却工件、或者利用空气喷流去除附着在工件上的水分。现有的流体喷嘴如图2B、2C所示，喷嘴的内部形状(流体通路的形状)的前端部的缩径段为圆锥形。图2B的喷嘴为其圆锥部的圆锥角度相对较大(缩径段相对较短)，而图2C的喷嘴为其圆锥部的圆锥角度相对较小(缩径段相对较长)。

现有的喷嘴在将流体的压力能转换为动能时，由于在圆锥部(缩径段)处发生摩擦，一部分动能将变成热能，因此喷嘴效率低。此外，由于喷嘴处流体的紊流度高，故会产生喷流噪音。

本发明的目的是，改变喷嘴的内部形状，以提高喷嘴效率并降低喷流噪音。

发明内容

本发明的第1构成是，设喷嘴的入口半径为r₀、喷嘴的出口半径为r₁、喷嘴的缩径段的轴向长度为L、喷嘴的缩径段始端起的轴向距离为x、距离x处的喷嘴的半径为r，绘出以式r＝r₁{1-[1-(r₁/r₀)²]×(1-x²/L²)²/(1+x²/3L²)²}^-1/2表达的曲线或与其近似的曲线，将该曲线以轴线X为轴旋转而得到的曲面作为内部形状的缩径段。其中，所说与其近似的曲线是指与现有流体喷嘴的缩径段的截面的曲线相比，更近似于以上式表达的曲线。

本发明的第2构成是，在第1构成中，L＝3.4r₁，喷嘴外形形状前端的唇部的厚度为0.6r₁～1.0r₁，喷嘴外形形状前端部的圆锥部的圆锥角度约为120度。

本发明中，以第1构成中所说的曲面作为流体喷嘴的内部形状的缩径段，因此，能够减小缩径段处的摩擦和流体阻力、提高喷嘴效率、降低喷流噪音。而第2构成中的流体喷嘴在提高喷嘴效率及降低喷流噪音上效果更为显著。

附图的简单说明

图1A是本发明的流体喷嘴所采用的曲线。

图1B是该曲线的公式。

图2A是本发明的流体喷嘴的剖视图。

图2B及图2C是现有流体喷嘴的剖视图。

图3A是喷流的横截面的速度分布图。

图3B是喷流的横截面的压力分布图。

图3C是喷流的纵截面的速度分布图。

图4A示出喷流的压力与噪音之间的关系。

图4B示出喷流的压力与流量之间的关系。

具体实施方式

以下述式(1)表达的曲线已经公知。式(1)与图1B的式子是相同的。r＝r₁{1-[1-(r₁/r₀)²]×(1-x²/L²)²/(1+x²/3L²)²}^-1/2                               (1)

本发明的实施形式是用式(1)而得到的流体喷嘴。式(1)中，r₀为喷嘴的入口半径，r₁为喷嘴的出口半径，L为喷嘴的缩径段的轴向长度，x为喷嘴的缩径段始端起的轴向距离，r为距离x处的喷嘴的半径。由式(1)得到的曲线示于图1A，当将该曲线以轴线X为轴旋转时，可获得曲面1(参照图2A)。将该曲面1作为喷嘴的内部形状的缩径段。

根据本发明实施形式的喷嘴的形状如图2A所示，内部形状的缩径段为曲面1，供给通路5与曲面1相衔接。喷嘴的外形形状(喷嘴的外表形状)是，在喷嘴的前端形成有垂直于轴线X的唇部2，在唇部2的后部有截头圆锥形的圆锥部3与之衔接，在圆锥部3的后部衔接有圆筒表面部4。