JP4504641B2 - スプレーノズル及びそれを用いた噴霧方法 - Google Patents

Description

本発明は、矩形状噴霧パターンで、対象物を冷却（鋼材の冷却、連続鋳造での二次冷却など）又は洗浄（液晶基板の洗浄など）するのに有用なスプレーノズル、及びこのスプレーノズルを用いた噴霧方法に関する。

スプレーノズルの構造により、種々の噴霧パターン（例えば、フラットパターン、フルコーン形（円錐形）パターン、楕円形パターン、正四角形パターンの噴霧パターンなど）で流体を噴霧することが知られている。しかし、矩形状の対象物を冷却又は洗浄する場合、フラット噴霧パターンよりも矩形噴霧パターンの方が冷却又は洗浄面積が大きい。そのため、ノズル数を低減しつつ冷却又は洗浄効率を高めるためには、矩形パターンノズルを用いるのが有利である。また、フルコーン形（円錐形）パターン、楕円形パターンの噴霧パターンのノズルに比べて、矩形パターンノズルを用いると、ノズル数を低減できるとともに、矩形状対象物全体を噴霧するためのノズルの配列も容易である。

正四角形の噴霧パターンを形成するため、先端の吐出孔に２つのＶ溝を直交して形成したスプレーノズルが市販されている。図７は従来のスプレーノズルを示し、図７（ａ）はノズル本体の先端部を示す端面図であり、図７（ｂ）はスプレーノズルを示す概略側面図である。このスプレーノズルは、先端面44の軸芯部に吐出孔42が形成されたノズル本体41と、前記吐出孔42に通じる上流側の流路に装着された中子（旋回部材）47と、前記ノズル本体41の上流側の外面に形成されたネジ部50とを備えている。中子（旋回部材）47は、前記流路に装着可能な円筒状筒体48と、この筒体の周面に長手方向に延びる螺旋状の複数の凹溝49とで構成されている。そして、先端面44で開口した前記吐出孔42では、角度６０°の側壁を有する２つのＶ溝46a,46bが直交して横断している。このようなスプレーノズルを用いると、正四角形状の噴霧パターンを得ることができる。しかし、長方形状の対象物を全体に亘り冷却又は洗浄するためには、複数のノズルを対象物の長手方向に配列する必要がある。そのため、前記と同様に、ノズル数が増加するとともに、複数のノズルを用いると、正四角形状の複数の噴霧パターンが隣接する噴霧域では重複して噴霧されるため、対象物を全体に亘り均一な濃度又は密度で噴霧しつつ処理できず、対象物が局部的に高濃度又は高密度の流体で処理されることになる。また、流体を対象物の処理に有効に利用できず、流体の利用効率が低下する。例えば、対象物の長手方向の寸法に適合させて正四角形の噴霧パターンで処理すると、対象物の幅方向又は短手方向の端部は噴霧流体で処理できず、流体の利用効率が大きく低下する。

特開平２−１７２５４７号公報（特許文献１）には、ノズル本体の先端面に直径方向の略全長に亘って凹状の溝を刻設し、該溝底面の中心に位置するノズル本体の軸芯部に噴出口を開口し、上記溝の両側壁を噴出口を挟んで対向する切り立ち面とし、噴出口から噴射される流体が切り立ち面に衝突することにより噴射角度を狭め、長さ方向の略全長に亘って一定幅で噴霧がなされ、矩形状の噴霧パターンが得られるスプレーノズルが開示されている。この文献には、噴出口の開口縁部に傾斜開口部を設けると、この傾斜開口部の傾斜角度により矩形状噴霧パターンの長辺方向の噴霧角度をコントロールできることも記載されている。さらに、切り立ち面を湾曲させて、切り立ち面と溝底面との間を連続した曲面としたり、溝底面を湾曲させると、水漏れを防止できることも記載されている。

しかし、上記スプレーノズルでは、前記切り立ち面への流体の衝突を利用しているため、矩形状噴霧パターン（噴霧密度分布）の短辺方向の両端部で噴霧密度が高くなり、噴霧密度の均一性が低下する。また、前記切り立ち面へ流体を衝突させるので、切り立ち面から水滴が落下し水漏れが生じ易い。さらに、噴霧パターンを制御するためには、噴出口の開口縁部の周方向に傾斜開口部を形成する必要があり、スプレーノズル本体の加工及び構造が複雑化する。
特開平２−１７２５４７号公報（特許請求の範囲、第１図（I）、第１図（II））

従って、本発明の目的は、均一な噴霧密度で矩形状噴霧パターンを形成できるスプレーノズルおよび噴霧方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、簡単な加工又は構造で矩形状噴霧パターンを制御できるスプレーノズルおよび噴霧方法を提供することにある。

本発明者らは、前記課題を達成するため鋭意検討した結果、旋回流を吐出孔から噴霧するノズルにおいて、ノズル本体の吐出孔で交差する２つの溝を、直交させることなく形成すると、矩形状噴霧パターンが得られること、２つの溝の交差角度や溝の深さ（又は幅）により、噴霧パターンをコントロールできることを見いだし、本発明を完成した。

すなわち、本発明のスプレーノズルは、旋回流体を、ノズル本体の端面（平坦面又は傾斜面）に形成された吐出孔から噴霧して矩形状噴霧パターンを形成するためのスプレーノズルであって、前記吐出孔で２つの溝（凹状溝など）が直交することなく交差している。このようなスプレーノズルにおいて、２つの溝（凹状溝など）の交差角度は、矩形状噴霧パターンに応じて選択でき、例えば、１０〜８０°（例えば、２０〜７０°）程度の範囲から選択できる。また、２つの溝の深さは、例えば、一方の溝（凹状溝など）の深さに対して他方の溝（凹状溝など）の深さが、１：１〜１：４（例えば、１：１．２〜１：３）程度であってもよい。溝の断面形状は特に制限されず、開口部に対して深部が狭まってもよい種々の溝（凹状溝など）、例えば、Ｖ溝などであってもよい。なお、スプレーノズルは、流体を旋回させるための旋回手段と、この旋回手段の下流側の先端面（平坦面又は傾斜面）に形成された吐出孔と、この吐出孔を所定の交差角度で横断する２つの溝とを備えていてもよい。

このようなノズルでは、吐出孔を２つの溝が交差して横断しているとともに、２つの溝が非直交状態で交差しているため、流体（水などの液体）の旋回流を供給して吐出孔から噴出させると、旋回流を溝の側壁で案内しつつ噴霧するためか、明瞭な矩形状噴霧パターンを形成できる。そのため、本発明は、前記ノズル本体に液体の旋回流を供給し、吐出孔から流体を噴出させて、矩形状噴霧パターンを形成する噴霧方法も含む。

なお、本明細書において「矩形」とは「長方形」と同義に用いる。

本発明では、吐出孔を２つの溝が特定の角度で横切るため、旋回流を供給することにより、均一な噴霧密度で矩形状噴霧パターンを形成できる。また、溝加工だけで、矩形状噴霧パターンを制御でき、構造が簡単で加工が容易である。

以下に、添付図面を参照しつつ本発明をより詳細に説明する。

図１は本発明のスプレーノズルの一例を示す概略部分切欠斜視図であり、図２は図１のスプレーノズルを示す断面図である。この例では、流体としての水を吐出孔から噴射している。

この例のスプレーノズルは、先端面４に吐出孔２が開口したノズル本体１と、このノズル本体１の吐出孔２から上流方向に延びた流路に装着され、かつ流体の旋回流を生成させるための中子（旋回部材）７と、前記ノズル本体１の上流側の他端部の外周に形成され、かつ前記ノズル本体１を給水ユニットに装着するための取り付けネジ部１０とを備えている。前記ノズル本体１の先端面４は、ノズル本体１の軸線に対して直交する平坦面として形成されており、直方噴霧ノズルを形成している。

前記ノズル本体１の先端面４の軸芯部には、吐出孔２が開口しており、この吐出孔の壁面は、上流方向に向かって内径が大きくなる傾斜拡大壁３ａを介して第１の円筒状流路３ｂの壁面と連なっており、この第１の流路３ｂの上流側には、第１の流路よりも内径が大きく、前記中子（旋回部材）７が装着された第２の円筒状流路３ｃ、および第３の円筒状流路３ｄが形成されている。吐出孔２、傾斜拡大部３ａ、第１の円筒状流路３ｂ、第２の円筒状流路３ｃ及び第３の円筒状流路３ｄはノズル本体１の軸芯に形成されている。

なお、この例では、前記中子（旋回部材）７は、ノズル本体１の軸芯部で互いに結合し、かつ流路又はノズル本体１の軸線に対して互いに反対方向に傾斜した２つの羽根状案内部材（交差二枚羽根）8a,8bと、これらの羽根状案内部材8a,8bの交差部の下流側に形成され、かつ螺旋流又は旋回流を生成させるための連通部9a,9bとを備えている。すなわち、互いに交差した上記羽根状案内部材8a,8bのうち一方の部材8aは、上流側からの流体を分岐させて傾斜面（上昇案内面）により上方に案内して上昇流を生成させ、他方の部材8bは、上流側からの流体を分岐させて傾斜面（下降案内面）により下方に案内して下降流を生成する。さらに、前記一方の部材8aのうち交差部よりも下流側の内側壁には、傾斜上昇流の一部を通過させ、前記下降流（及び／又は下降案内面から他方の部材8bの裏面側の側方へ流れる流体）と合流させるための連通部（又は切欠部）9aが形成され、他方の部材8bのうち交差部よりも下流側の内側壁には、傾斜下降流の一部を通過させ、前記上昇流（及び／又は上昇案内面から一方の部材8aの表面側の側方へ流れる流体）と合流させるための連通部（又は切欠部）9bが形成されている。そのため、上流からの流体は、前記羽根状案内部材8a,8bの傾斜案内面及び連通部（又は切欠部）9a,9bを経て旋回し、螺旋流を生成する。

そして、矩形状の噴霧パターンを形成するため、先端面４で開口した前記吐出孔２を、２つのＶ溝6a,6bが直交することなく、角度５０〜７０°で交差して横断している。なお、各Ｖ溝6a,6bは同じカッティング角度（この例では、角度６０°）でカッティングすることにより形成されている（すなわち、各Ｖ溝6a,6bの側壁の傾斜角度は実質的に同じである）。さらに、２つのＶ溝6a,6bのうち一方の溝6aは他方の溝6bよりも深く形成されている。そのため、傾斜面５での一方のＶ溝6aの幅は広く、他方のＶ溝6bの幅は狭く成形されている。この例では、２つのＶ溝6a,6bの深さ（又は傾斜面５での溝6a,6bの幅）の割合は、１：１．２〜１：２．３程度に形成されている。

このようなスプレーノズルのネジ部10を利用して、前記ノズル本体１を給水ユニットに装着し、流体を供給すると、旋回部材８により螺旋流又は旋回流を生成させ、ノズル本体１に供給できる。そして、詳細なメカニズムは明確ではないが、ノズル本体１の先端面４で開口した吐出孔２を、深さの異なる２つのＶ溝6a,6bが非直交の形態（又は角度）で横断するため、２つのＶ溝6a,6bで流体の旋回を規制しつつ、しかも他方のＶ溝6bに比べて一方のＶ溝6aにより旋回に対する規制の程度を大きくできるためか、明瞭な矩形状（長方形状）の噴霧パターンを精度よく形成できる。

本発明のスプレーノズルは、旋回流又は螺旋流が供給可能である限り、ノズル本体で構成してもよい。ノズル本体の端面は、軸線に対して直交した非傾斜面（先端面又は平坦面）に形成してもよく、軸線に対して傾斜した傾斜面（切欠傾斜面など）を有していてもよい。

なお、吐出孔は、前記のように、ノズル本体の先端面の軸芯で開口していてもよく、先端面の軸芯からずれた部位（例えば、傾斜面）で開口していてもよい。

図３は本発明のスプレーノズルの一例を示す概略部分切欠斜視図であり、図４は図３のスプレーノズルを示す断面図である。なお、図１及び図２に示すスプレーノズルと同一又は共通する部材や要素には同一符号を付して説明する。

この例のスプレーノズルは、先端面14の傾斜面15に吐出孔12が開口したノズル本体11と、このノズル本体11の吐出孔12から上流方向に延びた流路に装着され、かつ流体の旋回流を生成させるための中子（旋回部材）７と、前記ノズル本体11の上流側の他端部の外周に形成され、かつ前記ノズル本体１を給水ユニットに装着するための取り付けネジ部20とを備えている。

ノズル本体11の軸線（又は先端面14）に対して斜め方向に水を噴霧するため、前記ノズル本体11の先端面14には２０°程度の角度で傾斜した傾斜面15が形成されており、この傾斜面に対して前記吐出孔12が直交する方向に延びている。すなわち、ノズル本体11の軸線に対して吐出孔12は約２０°程度傾斜して形成され、先端面14の軸芯から外れた部位で吐出孔12が開口している。この吐出孔12の壁面は、前記と同様に、上流方向に向かって内径が大きくなる傾斜拡大壁３ａ、第１の円筒状流路３ｂの壁面と連なっており、この第１の流路３ｂの上流側には、第１の流路よりも内径が大きく、前記中子（旋回部材）７が装着された第２の円筒状流路３ｃが形成されている。吐出孔、傾斜拡大部、第１の円筒状流路、および第２の円筒状流路はノズル本体の軸芯に形成されている。

前記中子（旋回部材）７は、図１及び図２と同様に、ノズル本体11の軸芯部で互いに結合し、かつ流路又はノズル本体11の軸線に対して互いに反対方向に傾斜した２つの羽根状案内部材（交差二枚羽根）8a,8bと、これらの羽根状案内部材8a,8bの交差部の下流側に形成され、かつ螺旋流又は旋回流を生成させるための連通部9a,9bとを備えている。

そして、矩形状の噴霧パターンを形成するため、傾斜面15で開口した前記吐出孔12を、２つのＶ溝16a,16bが直交することなく、角度５０〜６０°で交差して横断している。なお、各Ｖ溝16a,6bは同じカッティング角度（この例では、角度６０°）でカッティングすることにより形成されている（すなわち、各Ｖ溝16a,16bの側壁の傾斜角度は実質的に同じである）。さらに、２つのＶ溝16a,16bのうち一方の溝16aは他方の溝16bよりも深く形成されている。そのため、傾斜面15での一方のＶ溝16aの幅は広く、他方のＶ溝16bの幅は狭く成形されている。この例では、２つのＶ溝16a,16bの深さ（又は傾斜面15での溝16a,16bの幅）の割合は、１：１．２〜１：２．３程度に形成されている。

このようなスプレーノズルでも、前記と同様に、旋回部材７により生じた螺旋流又は旋回流をノズル本体11に供給することにより、吐出孔12から角錐状に噴霧して、明瞭な矩形状（長方形状）の噴霧パターンを精度よく形成できる。さらに、ノズル本体11の軸線に対して傾斜した吐出孔12が傾斜面15で開口しているため、斜方噴霧、すなわち、ノズル本体11の軸線に対して斜め方向に角錐状に噴霧できる。

なお、先端面の軸芯から半径方向にずれた部位で吐出孔が開口している場合、噴霧ノズル本体の軸線に対する吐出孔の傾斜角度は、所望の噴霧角度などに応じて選択でき、例えば、角度０〜４５°（例えば、５〜３０°）程度であってもよい。

吐出孔の内径（オリフィス径）は、噴霧流量、スプレー角度などに応じて、０．５〜５０ｍｍ程度の範囲から選択でき、１〜５０ｍｍ（例えば、１〜２５ｍｍ）程度であってもよく、１〜１０ｍｍ程度であってもよい。

吐出孔を交差して横断する溝（凹状溝など）の断面形状は特に制限されず、開口部と深部とが実質的に同じ幅の断面コ字状溝（又は矩形凹部）であってもよく、開口部に対して深部が狭まる溝、例えば、深部に向かって内径が連続的又は段階的に狭まる溝（例えば、直線的に狭まる溝（Ｖ溝など）、湾曲しつつ狭まる溝（Ｕ溝又は湾曲溝など）など）であってもよい。

図５は本発明のスプレーノズルのさらに他の例を示し、図５（ａ）はノズル本体の先端部を示す端面図であり、図５（ｂ）はスプレーノズルを示す概略側面図である。なお、図１〜図４に示すスプレーノズルと同一又は共通する部材には、同一の符号を付して説明する。

このスプレーノズルは、図１及び図２に示すスプレーノズルの先端面４の軸芯部と同様に、ノズル本体21の先端面24（先端面４）の軸芯部には、吐出孔22が開口しており、この吐出孔は、中子（旋回部材）17が装着された第２の円筒状流路と通じている。なお、この例でも、前記と同様に、吐出孔22、傾斜拡大部、第１の円筒状流路、および第２の円筒状流路はノズル本体21の軸芯に形成されており、中子（旋回部材）17は、前記第２の円筒状流路に装着可能な円筒状筒体18と、この筒体の周面に長手方向に延びる螺旋状の複数の凹溝（溝）19とで構成されている。また、スプレーノズル（又はノズル本体）の上流側には、給水ユニットとの接続のためのネジ部20が形成されている。

そして、先端面24で開口した前記吐出孔22では、２つの断面Ｕ字状（又は湾曲状）の溝26a,26bが直交することなく、角度５０〜７０°で交差して横断している。なお、断面Ｕ字状溝において、溝の湾曲底部の中心部と溝の開口端とを結ぶ直線の内角（傾斜角度）は、前記と同様に、６０°程度であり、２つの断面Ｕ字状の溝26a,26bの交差角度及び深さの割合は、前記と同様である。

図６は本発明のスプレーノズルの別の例を示し、図６（ａ）はノズル本体の先端部を示す端面図であり、図６（ｂ）はスプレーノズルを示す概略側面図である。なお、図５に示すスプレーノズルと同一又は共通する部材には、同一の符号を付して説明する。

この例では、前記Ｖ溝や断面Ｕ字状溝に代えて、断面コ字又は矩形状の溝が形成されている。すなわち、先端面34の軸芯部で吐出孔32が開口し、上流側の流路に中子（旋回部材）17が装着されているとともに、上流側の外周にネジ部20が形成されたスプレーノズルにおいて、前記吐出孔32で、２つの断面コ字状の溝36a,36bが直交することなく、角度５０〜７０°で交差して横断している。２つの溝36a,36bの交差角度及び深さの割合は、前記と同様である。

このようなスプレーノズルでも旋回流を吐出孔から噴出させることにより、溝の形状、溝の深さの割合などにより、噴霧密度が均一でしかも矩形状のパターンで噴霧できる。

なお、前記のように、溝の断面形状は特に制限されないが、カッティングによる溝加工精度を高めるためには、Ｖ溝が有利である。また、上記の例では、同じ種類の溝を交差させているが、異なる種類の溝を組み合わせて交差させてもよい。例えば、Ｖ溝と断面Ｕ字状溝との組合せ、Ｖ溝と断面コ字状溝との組合せ、断面Ｕ字状溝と断面コ字状溝との組合せなどにより、交差する溝を形成してもよい。

また、溝（凹状溝など）の側壁の角度（溝の中心部と溝の開口端とを結ぶ直線の内角）は、流体の流量、圧力、所望する噴霧パターンなどに応じて選択でき、例えば、３０〜１２０°、好ましくは４５〜１００°、さらに好ましくは６０〜９０°程度である場合が多い。

前記吐出孔で交差する２つの溝（凹状溝など）の交差角度は、流体の流量、圧力、所望する噴霧パターンなどに応じて選択でき、例えば、１０〜８０°（例えば、２５〜８０°）、好ましくは２０〜７０°（例えば、２０〜６０°）、さらに好ましくは２５〜６５°（例えば、３０〜６５°）程度であってもよい。なお、２つの溝の交差部は、吐出部の中心部からずれていてもよいが、通常、吐出孔の中心部やノズル本体の軸芯部に位置している場合が多い。

なお、２つの溝（凹状溝など）が吐出孔を非直交の形態で横断する限り、噴霧パターンを矩形状にコントロールできるため、２つの溝（凹状溝など）の深さは、同一であってもよく異なっていてもよい。より精度よく矩形状噴霧パターンを形成するためには、２つの溝（凹状溝など）の深さを調整するのが有利である。例えば、一方の溝（凹状溝など）の深さに対して他方の溝（凹状溝など）の深さは、１：１〜１：４、好ましくは１：１．２〜１：３、さらに好ましくは１：１．３〜１：２．５（例えば、１：１．５〜１：２）程度であってもよい。

なお、２つの溝のうち吐出孔を横断する少なくとも一方（すなわち、一方または双方）の溝の幅（先端面又は傾斜面での溝の開口幅）は、吐出孔の開口径よりも広くてもよいが、通常、少なくとも一方の溝の開口幅は吐出孔の開口径と同等又はそれ以下である。例えば、吐出孔の開口径を１とするとき、２つの溝のうち深さ又は幅が大きな一方または双方の溝の開口幅（先端面又は傾斜面での溝の開口幅）は、０．６〜１．５（例えば、０．７〜１．３、好ましくは０．８〜１．２）程度であってもよく、深さ又は幅が小さな溝の開口幅は、０．１〜０．９（例えば、０．２〜０．８、好ましくは０．３〜０．７）程度であってもよい。

前記の例では、いずれも、前記吐出孔の壁面は、ノズル本体の先端面又は傾斜面に対して直線的に形成されているが、吐出孔の開口端には、下流方向に向かって開口径が半径方向に拡がる傾斜部を形成してもよい。この傾斜部は、直線的に傾斜していてもよく、湾曲していてもよい。また、前記傾斜部の傾斜角度や湾曲部の湾曲度は、噴霧角度などに応じて適当に選択できる。

前記のように、ノズル本体に旋回流を供給可能である限り、本発明のスプレーノズルは、流体を旋回させるための旋回手段を必ずしも必要としない。例えば、スプレーノズルの上流部に旋回流を生成するための旋回手段を設けて、スプレーノズルに旋回流体を供給してもよい。また、前記旋回手段は、前記二枚羽根構造や螺旋状案内溝を有する螺旋体に限らず、旋回又は螺旋流を生成する種々の旋回構造が採用できる。

なお、スプレーノズルは、前記の例のように、ノズル本体及び中子（旋回手段）とで構成された２コンポネントタイプであってもよく、ノズル本体と、中子（旋回手段）と、この中子をノズル本体に装着するためのアダプターとで構成された３コンポーネントタイプであってもよい。２コンポネントタイプのスプレーノズルでは、ノズル本体の上流側の外面又は内面に、流体供給ユニットに対する取り付け手段（ネジ部など）を形成又は装着してもよい。また、２コンポネントタイプのスプレーノズルでは、前記アダプターの上流側の外面又は内面に、流体供給ユニットに対する取り付け手段（ネジ部など）を形成又は装着してもよい。

本発明では、前記溝の断面形状、特に２つの溝の交差角度、２つの溝の深さ又は開口幅の関係などにより噴霧パターンを制御できる。例えば、溝の深さなどにもよるが、吐出孔を横断する２つの溝の交差角度を小さくすると、旋回流の供給により、幅の狭い矩形状（長方形状）の噴霧パターンが得られる。このようなノズル本体で構成されたスプレーノズルに液体の旋回流を供給することにより、吐出孔から角錐状に噴霧して、矩形状噴霧パターンを形成できる。噴霧パターンは、長方形状であれば長辺と短辺との割合は特に制限されないが、通常、短辺１に対して長辺１．２〜５（例えば、１．３〜４、好ましくは１．５〜３）程度であってもよく、実用的には１．５〜２．５程度であってもよい。

スプレー角度（噴霧角度）は、矩形状噴霧パターンにおいて、短辺側の角度は、例えば、２０〜８０°（例えば、２０〜７５°）、好ましくは２５〜７０°（例えば、３０〜６０°）程度であってもよい。

流体としては、気体（空気など）も利用できるが、通常、液体、例えば、水（高純度水などを含む）、洗浄液、薬剤を含む水溶液又は有機溶剤（例えば、酸性、中性、アルカリ性薬剤などを水溶液）などが利用できる。

本発明において、流体は、通常、加圧流体として供給される。液体（水など）の圧力は、０．０１ＭＰａ以上（例えば、０．０２〜２ＭＰａ、好ましくは０．０３〜１．５ＭＰａ、）程度であってもよく、通常、０．０４〜１ＭＰａ（例えば、０．０５〜０．８ＭＰａ）程度である。

流量は、オリフィス径などに応じて、０．１〜１００００Ｌ／分程度の範囲から選択でき、通常、０．５〜５０００Ｌ／分（例えば、１〜１０００Ｌ／分（２〜５００）Ｌ／分）程度であってもよく、１〜１００Ｌ／分程度であってもよい。

本発明では、前記構造のノズルを利用するため、均一な噴霧密度で矩形状のパターンに噴霧できる。さらに、噴霧粒子の粒子径（液滴径）の分布幅が狭く、平均液滴径が小さいとともに液滴径が比較的揃っている。そのため、本発明は、種々の用途、例えば、冷却（急冷を含む）、洗浄（スクラバー、酸又はアルカリ洗浄装置などでの洗浄を含む）、ダスト捕集や飛散防止、防火などに利用できる。

以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。

実施例１
図１及び図２に示すスプレーノズルを用いた。なお、ノズル本体の吐出孔の内径は５ｍｍφ、角度６０°のＶ溝の交差角度は６０°、一方のＶ溝の深さ（５ｍｍ）に対する他方のＶ溝の深さ（２．５ｍｍ）の比率は２：１である。また、吐出孔から上流方向には傾斜拡大壁（角度１２０°）、第１の円筒状流路（内径１２ｍｍφ、長さ１５ｍｍ）、第２の円筒状流路（内径１３ｍｍφ、長さ１３ｍｍ）、及び第３の円筒状流路（内径１３．１ｍｍφ、長さ１．０ｍｍ）が形成されている。さらに、二枚羽根構造の旋回部材は、角度１１０°で交差した一対の羽根状案内部材（厚み３．０ｍｍ）を備えており、交差した羽根状案内部材の仮想外周径は１３．０ｍｍ、軸方向の両端部間の長さは１２．７７ｍｍであり、羽根状案内部材の交差部の下流側には連通部（２．７ｍｍ×２．７ｍｍ）が形成されている。

そして、圧力０．３ＭＰａ、流量１９Ｌ／分、噴射距離２００ｍｍで水を噴霧し、噴霧パターンと噴霧流量の密度分布を調べたところ、図８及び図９に示す結果を得た。図８及び図９から明らかなように、流量密度が５０％以上の噴霧域が長辺約２６０ｍｍ及び短辺約１５０ｍｍの長方形状のパターンである噴霧パターンが得られるとともに、噴霧流量の密度分布が均一であった。特に、長辺約２４０ｍｍ及び短辺約１２０ｍｍの長方形状の噴霧領域では、流量密度が約７５％以上であり、噴霧密度が均一である。

実施例２
図３及び図４に示すスプレーノズルを用いた。なお、ノズル本体の吐出孔の内径は３ｍｍφ、角度６０°のＶ溝の交差角度は５５°、一方のＶ溝の深さに対する他方のＶ溝の深さの比率は１．７：１である。また、ノズル本体の内部構造および中子の構造は前記実施例１と同様である。そして、圧力０．２ＭＰａ、流量２０Ｌ／分、噴射距離４００ｍｍで水を噴霧し、噴霧パターンと噴霧流量の密度分布を調べたところ、図１０及び図１１に示す結果を得た。図１０及び図１１から明らかなように、流量密度が５０％以上の噴霧域が長辺約４５００ｍｍ及び短辺約３００ｍｍの長方形状のパターンである噴霧パターンが得られるとともに、噴霧流量の密度分布が均一であった。特に、長辺約４００ｍｍ及び短辺約２００ｍｍの長方形状の噴霧領域では、流量密度が約７５％以上であり、噴霧密度が均一である。

比較例１
図７に示すスプレーノズルを用いた。なお、ノズル本体の吐出孔の内径は３ｍｍφ、角度６０°のＶ溝の交差角度は９０°、一方のＶ溝の深さに対する他方のＶ溝の深さの比率は１：１である。また、ノズル本体の内部構造は実施例１の構造と同様であり、中子（旋回部材）としては、図１に示す二枚羽根構造の旋回部材（実施例１の中子）を用いた。そして、圧力０．２ＭＰａ、流量２０Ｌ／分、噴射距離４００ｍｍで水を噴霧し、噴霧パターンと噴霧流量の密度分布を調べたところ、正方形状の噴霧パターンが得られた。

図１は本発明のスプレーノズルの一例を示す概略部分切欠斜視図である。 図２は図１のスプレーノズルを示す断面図である。 図３は本発明のスプレーノズルの他の例を示す概略部分切欠斜視図である。 図４は図３のスプレーノズルを示す断面図である。 図５は本発明のスプレーノズルのさらに他の例を示し、図５（ａ）はノズル本体の先端部を示す端面図であり、図５（ｂ）はスプレーノズルを示す概略側面図である。 図６は本発明のスプレーノズルの別の例を示し、図６（ａ）はノズル本体の先端部を示す端面図であり、図６（ｂ）はスプレーノズルを示す概略側面図である。 図７は従来のスプレーノズルを示し、図７（ａ）はノズル本体の先端部を示す端面図であり、図７（ｂ）はスプレーノズルを示す概略側面図である。 図８は実施例１での長辺方向の噴霧密度の分布を示すグラフである。 図９は実施例１での短辺方向の噴霧密度の分布を示すグラフである。 図１０は実施例２での長辺方向の噴霧密度の分布を示すグラフである。 図１１は実施例２での短辺方向の噴霧密度の分布を示すグラフである。

符号の説明

１，１１，２１，３１…ノズル本体
２，１２，２２，３２…吐出孔
４，１４，２４，３４…先端面
１５…傾斜面
６ａ，６ｂ，１６ａ，１６ｂ…Ｖ溝
７，１７，…中子（旋回部材）
２６ａ，２６ｂ…断面Ｕ字状溝
３６ａ，３６ｂ…断面コ字状溝

Claims (6)

1. 旋回流体を、ノズル本体の平坦面又は傾斜面に形成された吐出孔から噴霧して矩形状噴霧パターンを形成するためのスプレーノズルであって、前記吐出口が前記平坦面又は傾斜面で円形状に開口しており、かつ前記吐出孔で２つの溝が直交することなく交差しているスプレーノズル。
2. ２つの溝の交差角度が１０〜８０°である請求項１記載のスプレーノズル。
3. 一方の溝の深さに対して他方の溝の深さが、１：１〜１：４である請求項１記載のスプレーノズル。
4. 溝がＶ溝である請求項１記載のスプレーノズル。
5. 流体を旋回させるための旋回手段と、この旋回手段の下流側の先端面に形成された吐出孔と、この吐出孔を交差角度２０〜７０°で横断する２つの溝とを備えており、一方の溝の深さに対して他方の溝の深さが、１：１．２〜１：３である請求項１記載のスプレーノズル。
6. 請求項１記載のスプレーノズルに流体の旋回流を供給し、ノズル本体の平坦面又は傾斜面に形成された吐出孔から流体を矩形状噴霧パターンに噴霧する方法。

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