JP2006296491A - Foam-generating nozzle for jetting liquid - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、たとえば消火装置などに用いられる液体噴射用発泡ノズルに関する。 The present invention relates to a liquid injection foam nozzle used for a fire extinguisher, for example.
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。 2. Description of the Related Art Liquid injection nozzles that inject liquid from nozzle openings are frequently used in fields such as painting and fire extinguishing. In both fields of painting and fire extinguishing, it is preferable from the viewpoint of efficient application and fire extinguishing that a liquid such as a paint or a fire extinguishing agent sprayed from the nozzle port covers a large area.
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。 In particular, from the standpoint of fire extinguishing, it is necessary to efficiently spray and spray fire extinguishing agents within a short period of time to prevent burning, and a small amount of extinguishing agents that are not expected to be used. For example, in the case of a fire in a moving vehicle or an office fire in a high-rise building where water discharge from a fire hydrant or an outdoor fire hydrant cannot reach, a small amount of chemical with high fire-extinguishing ability Is required to be efficiently sprayed and extinguished.
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。 In response to such a demand, polymer water in which a polymer is contained in water has been proposed as a chemical having a high fire extinguishing ability. Polymer water causes thickening gelation when the temperature rises, and has the property of sticking and staying on the surface of the combustion product, and exhibits high fire extinguishing ability with a small amount of use.
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。 However, since the viscosity of polymer water is approximately several to several tens of times higher than that of water, even if polymer water is jetted with a liquid jet nozzle in which the central hole into which the liquid is pumped is formed in a simple straight shape, it is rod-shaped It is only injected.
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４は、従来技術における拡散板１を備えるノズル２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２では、ノズル口にノズル２の軸線３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１が設けられる。
A nozzle provided with a diffusion plate has been proposed as a liquid jet nozzle that can be diffused and jetted even with such a high-viscosity liquid (see, for example, Patent Document 1). FIG. 4 is a cross-sectional view showing a simplified configuration of the
従来技術のノズル２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１にあたって軸線３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２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２は、内部が狭隘な管部などに挿入し、軸線３の方向に進退させることによって、軸線３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２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２から液体を噴射させたとしても、拡散板１によって軸線３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２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。
In the
このような問題を解決する先行技術として、本出願人は、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を提案している（特願２００４−２４３７１８号）。 As a prior art for solving such a problem, the present applicant is able to sufficiently diffuse a high-viscosity liquid excellent in fire extinguishing ability such as polymer water without using two fluids, and in a wide area. A nozzle for ejecting liquid that can be sprayed without missing has been proposed (Japanese Patent Application No. 2004-243718).
先行技術の液体噴射用ノズルは、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が、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を備え、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たとえばポリマー水のような消火剤であっても、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というものである。 In the prior art liquid jet nozzle, a nozzle shaft body, which is provided through the orifice portion of the nozzle body, protrudes in a direction perpendicular to the axis, and is connected to the flange portion and faces the end portion. And a flow guide portion formed so as to have a truncated cone-shaped inclined surface or a hemispherical curved surface, and the sprayed liquid is diffused by the flange portion and guided by the flow guide portion. Depending on the configuration, even a liquid having a high viscosity, for example, a fire extinguisher such as polymer water, can be diffused and sprayed over a wide range of areas without creating a lacking area such as a ring and without using two fluids. It can be done.
しかしながら、先行技術の液体噴射用ノズルを用いて、高粘度のポリマー水のような消火剤を噴射すると、ある程度の発泡倍率（たとえば１．８倍程度の発泡倍率）が得られるけれども、消火剤の飛距離が２ｍ以下でしかないという問題がある。 However, when a fire extinguishing agent such as high-viscosity polymer water is jetted using a prior art liquid jet nozzle, a certain foaming ratio (for example, a foaming ratio of about 1.8 times) can be obtained. There is a problem that the flight distance is only 2 m or less.
たとえば、火災の火元は極めて高温であるのが一般的であり、火元に近接して消火活動することが安全上困難な場合も多々あるので、液体噴射用ノズルには、火元から安全を確保できる程度の距離をおいた状態で、火元に対して消火剤を正確に噴射命中させることができるように、飛距離の長いことが求められる。 For example, the fire source of a fire is generally very high temperature, and it is often difficult to extinguish fires in the vicinity of the fire source. It is required that the flight distance be long so that the fire extinguishing agent can be accurately injected to the fire source with a distance sufficient to ensure the above.
また火災の種類が油火災である場合、消火剤は、油の表面を覆うように散布されることが好ましく、油の表面を覆うためには発泡倍率の高いことが求められる。消火剤の発泡倍率が高くないと、消火剤が油中に沈降してしまい、油の表面を覆うことができないので、充分な消火作用を発揮することができないからである。 When the type of fire is an oil fire, the fire extinguisher is preferably sprayed so as to cover the oil surface, and in order to cover the oil surface, a high expansion ratio is required. This is because if the extinguishing ratio of the extinguishing agent is not high, the extinguishing agent settles in the oil and cannot cover the surface of the oil, so that a sufficient extinguishing action cannot be exhibited.
このように、具体的な油火災などを想定し、その消火装置に用いられる液体噴射用ノズルとしての観点では、先行技術の液体噴射用ノズルは充分な性能を有するとは言い難いというのが実情であり、上記のように発泡倍率がさらに高く、かつ飛距離も長い、液体噴射用発泡ノズルとしての機能が強く求められている。 As described above, assuming a specific oil fire, it is difficult to say that the liquid jet nozzle of the prior art has sufficient performance from the viewpoint of the liquid jet nozzle used in the fire extinguishing apparatus. As described above, there is a strong demand for a function as a foam nozzle for liquid injection that has a higher expansion ratio and a longer flight distance.
本発明の目的は、発泡性能と飛距離との両方に優れ、たとえば消火装置に用いられるノズルとしても好適な液体噴射用発泡ノズルを提供することである。 An object of the present invention is to provide a foaming nozzle for liquid injection that is excellent in both foaming performance and flight distance, and is also suitable as a nozzle used in, for example, a fire extinguishing apparatus.
本発明は、液体に空気を混合させて噴射する液体噴射用発泡ノズルにおいて、
液体の噴射口であるノズル口に連なるように形成されて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、
ノズル本体の内から外へ向う方向に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、
ノズル本体のオリフィス部よりも液体の噴射方向で外側に位置し、ノズル本体の外部空間に存在する空気をノズル本体内へ吸込むためにノズル本体に形成される吸込み口と、
ノズル本体の軸線方向に延び、ノズル本体を軸線方向かつ噴射方向に延長するように設けられるノズル筒体とを含むことを特徴とする液体噴射用発泡ノズルである。
The present invention relates to a liquid injection foaming nozzle for injecting air into a liquid and injecting the liquid,
A nozzle body formed so as to be connected to a nozzle port which is a liquid ejection port and having a central hole through which liquid is pumped, and an orifice portion formed in the middle of the liquid pumping direction of the central hole;
A nozzle shaft body provided so as to extend in the direction from the inside of the nozzle body to the outside and pass through the orifice portion, and is formed on a flange portion and a flange portion formed so as to protrude in a direction perpendicular to the axis of the nozzle body A nozzle shaft body including a flow guide portion formed so as to have a truncated cone-shaped inclined surface or hemispherical curved surface that contracts toward a continuous end portion;
A suction port formed in the nozzle body for sucking air existing in the external space of the nozzle body into the nozzle body, located outside the orifice part of the nozzle body in the liquid ejection direction;
A liquid injection foaming nozzle including a nozzle cylinder that extends in the axial direction of the nozzle body and is provided so as to extend the nozzle body in the axial direction and in the ejection direction.
また本発明は、吸込み口の開口面積とノズル筒体の内径面積との比が、百分率で２０％以上、４０％以下であることを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that the ratio of the opening area of the suction port to the inner diameter area of the nozzle cylinder is 20% or more and 40% or less in percentage.
また本発明は、ノズル筒体には、液体の噴射方向の先端部へ向って縮径するようにテーパ部が形成されることを特徴とする。 In the invention, it is preferable that a taper portion is formed in the nozzle cylinder so as to be reduced in diameter toward a tip portion in a liquid ejecting direction.
また本発明は、テーパ部のテーパ角度が、２０°以上、８０°以下であることを特徴とする。 Further, the invention is characterized in that the taper angle of the taper portion is 20 ° or more and 80 ° or less.
また本発明は、ノズル筒体は、テーパ部の先端内径と、ノズル筒体の真直部の内径との比が、百分率で６０％以上、７０％以下であることを特徴とする。 In the present invention, the ratio of the inner diameter of the tip of the tapered portion to the inner diameter of the straight portion of the nozzle cylinder is 60% or more and 70% or less as a percentage.
本発明によれば、液体噴射用発泡ノズルは、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構成に加え、さらにノズル本体の外部空間に存在する空気をノズル本体内へ吸込むための吸込み口と、ノズル本体の軸線方向に延びてノズル本体を軸線方向かつ噴射方向に延長するように設けられるノズル筒体とを含んで構成されるので、発泡倍率と噴射飛距離とをともに向上させることができる。 According to the present invention, the foam nozzle for liquid injection is capable of sufficiently diffusing a high-viscosity liquid without using two fluids, and can disperse without losing a wide area, Further, a suction port for sucking air existing in the external space of the nozzle body into the nozzle body, and a nozzle cylinder provided so as to extend in the axial direction of the nozzle body and extend the nozzle body in the axial direction and the injection direction. Since it is configured to be included, both the expansion ratio and the jet flight distance can be improved.
また本発明によれば、ノズル筒体の内径面積に対する吸込み口の開口面積の比を好適範囲に設定することによって、発泡倍率を一層向上することができる。 Further, according to the present invention, the foaming ratio can be further improved by setting the ratio of the opening area of the suction port to the inner diameter area of the nozzle cylinder within a suitable range.
また本発明によれば、ノズル筒体に、液体の噴射方向の先端部へ向って縮径するようにテーパ部を形成することによって、発泡倍率を一層向上することができる。 Further, according to the present invention, the foaming ratio can be further improved by forming the tapered portion in the nozzle cylinder so as to reduce the diameter toward the tip portion in the liquid ejecting direction.
また本発明によれば、テーパ部のテーパ角度を好適範囲に設定および／またはノズル筒体のテーパ部の先端内径とノズル筒体の真直部の内径との比を好適範囲に設定することによって、液体を噴射する飛距離を一層長くすることができる。 Further, according to the present invention, by setting the taper angle of the taper portion in a suitable range and / or by setting the ratio of the tip inner diameter of the taper portion of the nozzle cylinder and the inner diameter of the straight portion of the nozzle cylinder to a preferred range, The flight distance over which the liquid is ejected can be further increased.
図１は本発明の実施の第１形態である液体噴射用発泡ノズル１０の構成を簡略化して示す断面図であり、図２は液体噴射用発泡ノズル１０のノズル本体１１とノズル軸体１２とを示す拡大図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a simplified configuration of a liquid
液体噴射用発泡ノズル１０（以後、単に発泡ノズルと略記する）は、ノズル本体１１と、ノズル軸体１２と、ノズル筒体１３とを含み、ノズル本体１１には吸込み口１４が形成される。この発泡ノズル１０は、液体、たとえば消火剤、塗料、農薬などに空気を混合させて噴射し、散布または塗布することに用いられる。
The liquid injection foaming nozzle 10 (hereinafter simply referred to as a foaming nozzle) includes a
ノズル本体１１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１１には、軸線１６方向の略中央部に、液体の噴射口であるノズル口１７が形成され、軸線１６方向にノズル本体１１を貫通し、ノズル口１７に連なるように中央孔１８が形成される。中央孔１８には、矢符１９にて示す液体の圧送方向（液体の噴射方向でもある）途中に液体の流路断面積を絞るオリフィス部２０が形成される。中央孔１８には、ノズル口１７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２１が形成され、該オリフィス傾斜面２１がオリフィス部２０に連なる。オリフィス部２０の液体圧送方向下流側には、ノズル本体１１から液体が噴射される方向に向って拡開するように円錐台状の傾斜面を有する前記ノズル口１７が形成される。
The
ノズル本体１１には、ノズル口１７が形成される軸線１６方向の略中央部から液体の噴射方向の下流側へ延びて円筒状にスカート部２２が設けられる。スカート部２２は、上記のように円筒状を有し、ノズル口１７よりも液体噴射方向の下流側に内部空間２３を形成する。スカート部２２における液体噴射方向の先端部付近の外周面には、ノズル軸体１２を螺合して装着するための雄ねじ部２４が形成される。
The
ノズル本体１１のスカート部２２には、ノズル本体１１に形成されるオリフィス部よりも液体噴射方向で外側（下流側）であって、かつ雄ねじ部２４よりも液体噴射方向で内側（上流側）に位置し、ノズル本体１１の外部空間に存在する空気をノズル本体１１内の前記内部空間２３へ吸込むために吸込み口１４が形成される。
The
ノズル本体１１に形成される吸込み口１４の数は、特に限定されるものではないけれども、外部空間に対する開口面積は、形成される吸込み口１４の合計面積である開口面積Ｓ１と、ノズル筒体１３の内径面積Ｓ２との比（Ｓ１／Ｓ２：便宜上この比を開口面積比と呼ぶ）が、百分率で２０％以上、４０％以下であることが好ましい。なおノズル筒体１１の内径面積Ｓ２とは、軸線１６に対して垂直な断面におけるノズル筒体１１の内径部分の断面積を意味する。この開口面積比の好ましい範囲の限定理由については後述する。
The number of the
ノズル本体１１に形成される中央孔１８は、オリフィス傾斜面２１に達するまでに、内径が３段階に縮小される。ノズル本体１１の外方に臨んで最も大径に形成される第１中央孔１８ａは、内周面に第１雌ねじ部２５が形成され、該第１雌ねじ部２５によって、たとえば消火ガンの先端に螺合装着される。第１中央孔１８ａの内方側に、第１中央孔１８ａの内径よりも小さい内径で第２中央孔１８ｂが形成される。第２中央孔１８ｂの内周面には第２雌ねじ部２６が形成される。この第２雌ねじ部２６にノズル軸体１２が螺合装着される。第２中央孔１８ｂのさらに内方側に、第２中央孔１８ｂの内径よりも小さい内径で第３中央孔１８ｃが形成され、第３中央孔１８ｃがオリフィス傾斜面２１に連なる。
The inner diameter of the
ノズル軸体１２は、ノズル本体１１の内から外へ向う方向、矢符１９で示す液体圧送方向に延びてオリフィス部２０を挿通するように設けられる。このノズル軸体１２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３１と、軸基体部３１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３２とを含む。
The
軸基体部３１は、円柱の高さ方向に貫いて、たとえば５つの孔が形成される。１つの孔は、軸基体部３１の円柱軸心部に形成され、この孔には軸棒部３２が装着される。軸棒部３２が装着される孔の周囲には、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３３と呼ぶ。
The
軸棒部３２には、細径部３４と、細径部３４の液体圧送方向下流側の一方の端部に前記の軸線１６に対して垂直な方向に突出して形成されるフランジ部３５と、フランジ部３５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３６とが形成される。また軸棒部３２の液体圧送方向上流側の他端部には、雄ねじが刻設され、該おねじ部が軸基体部３１の前記装着孔のめねじ部に螺合されることによって、軸棒部３２が軸基体部３１に着脱自在に装着され、ノズル軸体１２を構成する。
The
ノズル軸体１２は、軸棒部３２を液体圧送方向下流側に向けてノズル本体１１の中央孔１８中へ装入され、軸基体部３１の外周に形成される雄ねじ部３７が、第２中央孔１８ｂの内周部に形成される第２雌ねじ部２６に螺合されることによって、ノズル本体１１に装着される。このとき、ノズル軸体１２の軸棒部３２は、オリフィス部２０を、ノズル本体１１の内から外へ向う方向に延びて挿通するように設けられ、導流部３６およびフランジ部３５のオリフィス部２０に対する軸線１６方向の位置は、軸基体部３１の雄ねじ部３７と第２中央孔１８ｂの第２雌ねじ部２６との締めつけ度合いによって調節される。
The
発泡ノズル１０には、ノズル本体１１の軸線１６方向に延び、ノズル本体１１を軸線１６方向かつ液体の噴射方向１９に延長するようにノズル筒体１３が設けられる。ノズル筒体１３は、金属製たとえば黄銅またはステンレス鋼などからなる直円筒状の部材であり、一方の端部付近の内周面に形成される雌ねじ部と、ノズル本体１１のスカート部２２に形成される雄ねじ部２４とを螺合させることによって、ノズル本体１１に装着される。
The
ノズル筒体１３の寸法は、以下のようにして設定される。筒の内径ｄ１は、ノズル本体１１のスカート部２２に装着可能な寸法に設定される。筒の長さＬは、ノズル本体１１のノズル口１７から噴射角度を有して噴射される液体が、ノズル筒体１３の内壁に少なくとも衝突点３８を有することができる長さに設定される。なお、ここで筒の長さＬは、ノズル筒体１１の外形全長ではなく、ノズル本体１１のスカート部２２からの突出し長さを意味する。ノズル筒体１３の筒長さＬは、特に数値範囲を限定し得るものではなく、噴射する液体の種類、液体の単位時間当たりの噴射流量等に応じて、予め試験を行い、上記の衝突点３８を形成できる長さに設定される。
The dimensions of the
ノズル本体１１のスカート部２２にノズル筒体１３を装着し、ノズル口１７から噴射される液体をその噴射方向１９に延長して覆うことによって、液体がノズル口１７から噴射されてノズル筒体１３の内壁の衝突点３８に至るまでの間において、スカート部２２の内壁と噴射されている液体とによって形成される内部空間２３と、ノズル筒体１３の内壁と噴射されている液体とによって形成される筒体内部空間３９とを負圧にすることができる。
The
吸込み口１４は、液体噴射時には負圧になる内部空間２３および筒体内部空間３９と、ノズル本体１１の外部空間とが連通する位置に形成されるので、外部空間の空気を内部空間２３および筒体内部空間３９へと矢符４０方向に吸引させる。負圧の作用によって、吸込み口１４から勢い良く吸引される空気は、充分な流過速度を有するようになり、ノズル口１７から噴射される液体と充分に混合されて液体の発泡倍率を向上させるとともに、その充分な流過速度が噴射される液体の飛距離を伸ばす効果を発現する。
The
ノズル本体１１に形成される吸込み口１４の開口面積比が、２０％未満であると、たとえば液体である消火剤を噴射するとき、発泡倍率が４倍以上を得ることができるけれども、飛距離が３ｍ以下に減ずる。また吸込み口１４の開口面積比が、４０％を超えると、飛距離が８ｍ以上を得ることができるけれども、発泡倍率が２倍以下に減ずる。したがって、吸込み口１４の開口面積比が、２０％以上、４０％以下を好適範囲とした。
When the opening area ratio of the
図３は、本発明の実施の第２形態である発泡ノズル４５の構成を簡略化して示す断面図である。本実施形態の発泡ノズル４５は、実施の第１形態の発泡ノズル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。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a simplified configuration of the
発泡ノズル４５において注目すべきは、ノズル筒体１３には、液体の噴射方向１９の先端部へ向って縮径するようにテーパ部４６が形成されることである。本実施形態の発泡ノズル４５では、たとえば金属製の外形が円錐台形状を有する筒体のテーパ口部材４７が、ノズル筒体１３の先端付近の外周に形成される雄ねじ部に、テーパ口部材４７の大径側先端付近の内周に形成される雌ねじ部を螺合させるようにして装着される。
What should be noted in the foaming
テーパ部４６の構成は、上記の構成に限定されるものではなく、ノズル筒体とテーパ口部材とが一体的に形成されるテーパ付ノズル筒体となる構成であっても良い。
The configuration of the tapered
ノズル筒体１３の液体噴射方向１９の先端部にテーパ部４６が形成されることによって、テーパ部４６の小径側の噴出口４８から噴射される液体は、流路の径が絞られることによって噴射流速が大きくなるので、液体の噴射飛距離を向上することができ、またテーパ部４６のテーパ内壁に液体が衝突することによって一層発泡し易くなるので発泡倍率を高くすることができる。
By forming the tapered
テーパ部４６は、そのテーパ角度αを２０°以上８０°以下、好ましくは２５°以上５０°以下の範囲に設定することによって、液体の発泡倍率および噴射飛距離を一層向上することが可能である。テーパ角度αが、２０°未満では、テーパ部４６のテーパ内壁における液体の衝突効果の発現が充分とは言えず、８０°を超えるとテーパが逆に液体の流速を低下させる方に作用する。したがって、テーパ角度αは、２０°以上、８０°以下であることが好ましい。
The
また、テーパ部４６は、テーパ角度だけでなく、テーパ部４６の小径側の先端内径ｄ２と、ノズル筒体の真直部の内径であってテーパ部４６の大径側内径ｄ１との比（以後、縮径比：ｄ２／ｄ１と呼ぶ）が、百分率で６０％以上、７０％以下であることが好ましい。縮径比が、６０％未満または７０％超えでは噴射される液体の流速向上効果が充分に発現されないので、６０％以上７０％以下が好ましい。
Further, the
本発明の発泡ノズル１０，４５は、水の粘度以上の粘度を有するポリマーを含有する液体を噴射することに好適に用いられる。ポリマー含有水のような水よりも粘度が高い液体を、たとえば消火薬剤とし、発泡ノズル１０，４５を消火装置の噴射用ノズルとして使用することによって、少量の消火薬剤で長い時間噴射を継続することが可能になり、また発泡倍率と液体の噴射飛距離とに優れるので、油火災などにおいても火元から離れた位置から効率的な消火を行うことが可能になる。
The foaming
たとえば、噴射する液体として、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であって、ポリマーの含有量が０．１重量％であるポリマー含有水を用いる場合、９Ｌのポリマー含有水で約１分間の噴射が可能であり、また吸込み口の開口面積比およびテーパ角度α、縮径比を好適範囲に設定することによって、３倍以上の発泡倍率と、６．０ｍ以上の飛距離とを実現することができる。 For example, in the case of using an emulsion in which a polymer is dispersed in water with a surfactant as the liquid to be jetted and the polymer content water is 0.1% by weight, 9 L of the polymer content water is about 1 It is possible to inject for 3 minutes, and by setting the opening area ratio, taper angle α, and diameter reduction ratio of the suction port within suitable ranges, a foaming ratio of 3 times or more and a flight distance of 6.0 m or more are realized. can do.
したがって、本発明の発泡ノズルを消火装置に用いると、従来のノズルを使用する場合に比べて、少量の消火薬剤で同程度の消火能力を発揮することが可能になり、また同量の消火薬剤であれば、噴射時間を長くすることができるので消火能力を一層高めることが可能になる。このことは、特に可搬式、たとえば背負式および車両搭載式の消火装置を、小型で強力な消火能力を有する装置にすることを可能にする。 Therefore, when the foaming nozzle of the present invention is used in a fire extinguishing apparatus, it becomes possible to exert the same level of fire extinguishing ability with a small amount of fire extinguishing agent as compared with the case of using a conventional nozzle, and the same amount of fire extinguishing agent. If so, since the injection time can be extended, the fire extinguishing ability can be further enhanced. This makes it possible to make portable fire extinguishing devices, in particular, back-loaded and vehicle-mounted fire extinguishing devices, small and powerful.
以下、本発明の実施例について説明する。
本実施例では、本発明の液体噴射用発泡ノズルと、吸込み口およびノズル筒体を有しない液体噴射用ノズルとを、消火用ハンドガンに装着し、消火剤としてポリマー含有水を用いて噴射し、消火剤飛距離と発泡性能とを求める試験を行った。
Examples of the present invention will be described below.
In this example, the foam nozzle for liquid injection of the present invention and the liquid injection nozzle not having the suction port and the nozzle cylinder are mounted on a fire extinguishing hand gun, and sprayed using polymer-containing water as a fire extinguishing agent, Tests were conducted to determine fire-extinguishing distance and foaming performance.
試験は次のようにして行った。消火用ハンドガンに装着されたノズル先端を地表１．３ｍの高さで仰角３０°になるようにセットして消火剤を噴射し、消火剤の水平到達距離を飛距離として求めた。また、ノズルから水平距離で６ｍ離隔した位置に採取容器を設け、採取容器に向けて消火剤を噴射し、採取容器に採取された消火剤の体積質量を測定して発泡倍率を求めた。
飛距離の評価基準は表１のようであり、発泡倍率の評価基準は表２のようである。
The test was conducted as follows. The tip of the nozzle attached to the fire extinguishing hand gun was set at a height of 1.3 m above the ground so that the elevation angle was 30 °, and fire extinguishing agent was sprayed. In addition, a collection container was provided at a position 6 m away from the nozzle at a horizontal distance, a fire extinguishing agent was sprayed toward the collection container, and the volume mass of the fire extinguisher collected in the collection container was measured to obtain the expansion ratio.
The evaluation criteria for the flight distance are as shown in Table 1, and the evaluation criteria for the expansion ratio are as shown in Table 2.
（試験１）
試験１では、吸込み口およびノズル筒体を有しない液体噴射用ノズルと、ノズル筒体を有するけれどもテーパ部が形成されていないノズルにおいて、吸込み口が形成されていないノズルおよび吸込み口が形成されているノズルと、を用いてノズル筒体の有無および吸込み口の開口面積比の影響について試験した。なお、試験１において、吸込み口を形成した発泡ノズルにおける開口面積Ｓ１は、それぞれ９５．１ｍｍ２と１４２．５ｍｍ２とであり、ノズル筒体の内径面積Ｓ２は４１５ｍｍ２であり、その開口面積比はそれぞれ２３％、３４％であった。
(Test 1)
In
試験結果を表３に示す。ノズル筒体と吸込み口との両方を設けることによって、飛距離と発泡倍率とが両立される。特に吸込み口の開口面積比を２０〜４０％の範囲に設定することによって、飛距離と発泡倍率との両方が良好になることが判る。 The test results are shown in Table 3. By providing both the nozzle cylinder and the suction port, both the flight distance and the expansion ratio can be achieved. In particular, it can be seen that by setting the opening area ratio of the suction port in the range of 20 to 40%, both the flight distance and the expansion ratio are improved.
（試験２）
試験２では、ノズル筒体を設け、吸込み口の開口面積比を２３％とした液体噴射用発泡ノズルにテーパ部を設け、テーパ部のテーパ角の影響について試験した。なお、試験２では、ノズル筒体の真直部の径ｄ１を２３ｍｍとし、テーパ部先端内径ｄ２を１５ｍｍとして、縮径比が６５％になるようにした。
(Test 2)
In
試験結果を表４に示す。ノズル筒体の先端にテーパ部を設けることによって、飛距離を安定的に長くすることが可能になり、また高い発泡倍率を維持することができる。ただし、テーパ角を９０°にすると、発泡倍率が優れるけれども飛距離が低下する傾向が認められた。テーパ角が２０°〜８０°の範囲内にある試験番号５，６の場合に、発泡倍率が良好で飛距離も安定的に伸びることを確認した。 The test results are shown in Table 4. By providing a tapered portion at the tip of the nozzle cylinder, it is possible to stably increase the flight distance and maintain a high expansion ratio. However, when the taper angle was set to 90 °, although the foaming ratio was excellent, there was a tendency for the flight distance to decrease. In the case of test numbers 5 and 6 in which the taper angle is in the range of 20 ° to 80 °, it was confirmed that the foaming ratio was good and the flight distance was stably extended.
１０，４５ 液体噴射用発泡ノズル
１１ ノズル本体
１２ ノズル軸体
１３ ノズル筒体
１４ 吸込み口
４６ テーパ部
４７ テーパ口部材
DESCRIPTION OF
Claims (5)
液体の噴射口であるノズル口に連なるように形成されて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、
ノズル本体の内から外へ向う方向に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、
ノズル本体のオリフィス部よりも液体の噴射方向で外側に位置し、ノズル本体の外部空間に存在する空気をノズル本体内へ吸込むためにノズル本体に形成される吸込み口と、
ノズル本体の軸線方向に延び、ノズル本体を軸線方向かつ噴射方向に延長するように設けられるノズル筒体とを含むことを特徴とする液体噴射用発泡ノズル。 In a liquid injection foaming nozzle that mixes and injects air to a liquid,
A nozzle body formed so as to be connected to a nozzle port which is a liquid ejection port and having a central hole through which liquid is pumped, and an orifice portion formed in the middle of the liquid pumping direction of the central hole;
A nozzle shaft body provided so as to extend in the direction from the inside of the nozzle body to the outside and pass through the orifice portion, and is formed on a flange portion and a flange portion formed so as to protrude in a direction perpendicular to the axis of the nozzle body A nozzle shaft body including a flow guide portion formed so as to have a truncated cone-shaped inclined surface or hemispherical curved surface that contracts toward a continuous end portion;
A suction port formed in the nozzle body for sucking air existing in the external space of the nozzle body into the nozzle body, located outside the orifice part of the nozzle body in the liquid ejection direction;
A liquid injection foaming nozzle, comprising: a nozzle cylinder that extends in an axial direction of the nozzle main body and is provided so as to extend the nozzle main body in an axial direction and an injection direction.
液体の噴射方向の先端部へ向って縮径するようにテーパ部が形成されることを特徴とする請求項１または２記載の液体噴射用発泡ノズル。 In the nozzle cylinder,
3. The liquid jet foaming nozzle according to claim 1, wherein a taper portion is formed so as to be reduced in diameter toward a tip portion in a liquid jet direction.
テーパ部の先端内径と、ノズル筒体の真直部の内径との比が、百分率で６０％以上、７０％以下であることを特徴とする請求項３または４記載の液体噴射用発泡ノズル。 The nozzle cylinder
5. The liquid injection foaming nozzle according to claim 3, wherein a ratio between a tip inner diameter of the tapered portion and an inner diameter of the straight portion of the nozzle cylinder is 60% or more and 70% or less as a percentage.
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