JPS602489B2 - 低騒音用圧力流体放出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、圧力流体を放出する低騒音用圧力流体放出装
置に関するものである。

従釆、圧力流体放出装置としては、気体ノズル排気消音
装置、塗料吹付け装置等があり、これら装置では、作動
に伴いある圧力流体の供給圧力範囲において一般に高周
波の共鳴音であるク一昔とかピー費とかのスクリーチと
称する作業環境に悪影響を及ぼす高騒音の領域が局所的
に存在するとともに、それ以外の圧力流体の供給圧力範
囲でも高いレベルの騒音を発生する欠点がある。

これら従釆装置には、高騒音を低減するために、消音器
や防音壁等の防音装置を付設してあるが、騒音の低減が
約５〜１Ｑ旧程度で、それ以上の低減効果を期待するこ
とは難しく作業環境を大幅に改善することは望めない実
情である。また、従来装置は、構造が複雑で大型となり
、取り付け、配設に支障を来たすとともに、調整や保守
整備が煩雑である等の実用上の問題がある。特に、前述
の装置中、気体ノズルＮは、第１図図示のように、ノズ
ル１と拡大部２とから成る。

前記拡大部２は、ノズル１と対向達通する入口をノズル
１よりは口径大とし均一断面積を有する平行通路２１を
有する。そして、気体ノズルＮは、第１図図示のように
、供給する流体圧力が実用範囲として１なし・し６ｋ９
ノ地また許容範囲として１０ｋ９／地までの圧力流体を
、流入口１０よりノズル１の噴出ロー１へ流通させ、さ
らに拡大部２の平行通路２１へ流通させることにより、
挨、切屑等の表面集積物や成形部材等を飛散可能として
ある。しかしながら、気体ノズルＮでは、圧力流体の放
出により、騒音が第２図中実線１にて示すように、圧力
流体の供給圧力３．２なし、し４．１ｋｇ／のと極く狭
い範囲で８９ないし９１ｄＢの範囲と低くなるが、これ
に隣接する低圧側の圧力流体の供給圧力２．０なし、し
３．２ｋ９／地の範囲では、一般にスクリーチと称する
極めて高いレベルの騒音領域（第２図中符号Ａにて示す
）が局所的に存在するとともに、それ以外の圧力流体の
供給圧力範囲でも騒音が高いレベルである。これは、ノ
ズル１の噴出孔１１より拡大部２内へ流出する気流が、
これによってノズルーと拡大部２との段付部３に生じる
負圧のために平行通路２１の内壁面に付着されるが、こ
の負圧が十分大きくない場合には、流れは前記平行通路
２１の内壁面に安定して付着することができず強い変動
を持つ流れとなる。この流れが加振源となって共鳴現象
を生じたのがスクリーチである。そしてこの不安定現象
は騒音パターンでいえば第２図図示のように極大から極
４・に至る減少過程で生じる。したがって、従来の気体
ノズルＮでは、騒音低減のために、圧力流体の供給圧力
を調整する鯛圧装置（図示せず）を付設して、圧力流体
の供聯合圧力が、前記スクリーチの存在しない騒音を低
減する狭小範囲に対応するように調整し使用している。

このため、従来の気体ノズルＮは、鯛圧装置の付設によ
りその調整作業が煩雑で、圧力調整したとしても、供給
圧力が多少変化すると、もはや低い騒音レベルの維持が
極めて難しくなり、かつスクリーチを発生し易くなって
このスクリーチの発生を完全に抑止することは極めて困
難であり、装置構造も大型化、複雑化となり、依然とし
て作業環境を十分に改善するに致らない等の実用上の問
題点を有する。本発明は、上記問題点を解決するもので
、スクリーチの発生を抑止し低騒音レベルの範囲を拡大
して実用上の利用価値を高めることのできる低騒音用圧
力流体放出装置を提供することを目的とするものである
。

上記目的を達成する本発明の低騒音用圧力流体放出装置
は、圧力流体の流入口と、この流入口に蓮適するノズル
と、このノズルの噴出孔を開口して蓮適する拡大部とを
備え、圧力流体を流入口よりノズルおよび拡大部を通じ
て外部に放出する圧力流体放出装置において、拡大部の
入口から出口までの拡大都内中心線上の距離を〆ｏ 、
ノズル噴出孔が拡大部に閉口する部位の拡大部の対向内
壁面間の距離をｄ２とするとき、■ ０．６７≦〆。

／も≦１．８７５なる関係を満足するような拡大部を有
し、かつ、前記拡大部の外方形状に関しては、拡大部の
外壁を出口側に向って狭小傾斜する先細に形成し、前記
拡大部における内壁面と外壁面とのなす傾斜角をａｏ〜
拡大部が外部を閥口する部位における内壁面と外壁面間
の距離をｔとするとき、■ ３０ミ６ｏミ２００ ■ ０．０４２≦ｔ／も≦０．１２５ 上記■，■，■いずれの関係をも満足するようにした点
に特徴を有するものである。

さて、本発明において、本発明者らが前記拡大部の入口
から出口までの拡大部内中心線上の距離そｏ、ノズル噴
出孔が拡大部に開□する部位の拡大部の対向内壁面間の
距離ｄ２、拡大部の出口側における内壁面と外壁面との
なす懐斜角８ｏ、拡大部が外部に閉口する部位における
内壁面と外壁面間の距離ｔそれぞれについて、前述のよ
うな最適の数値範囲を限定した根拠は、次のような、実
験解析を基礎においている。

すなわち、本発明者らは、上述せる如き従来装置におけ
る問題点に鑑み、圧力流体放出装置の−つである気体ノ
ズルを用いて、数次の実験を重ねることによりそのスク
リーチ発生の有無、また低騒音レベル範囲の大小等の騒
音低減効果について精渡りするとともに「十分な解析を
行った。

これに供した気体ノズルは、■ノズル１の噴出孔１１、
拡大部２の内外側面の断面形状が共に円形を呈し拡大部
２の内側断面が軸方向に亘つて一定のもの（第３図図示
）と、＠ノズルーの噴出孔１１、拡大部２の内外側面の
断面形状が共に矩形を呈し拡大部２の内側断面が藤方向
に亘つて一定のもの（図示せず）と、■前記■において
拡大部２の内側断面が軸方向に亘って段付部を介して拡
大したもの（第１６図、第１７図、第２０図、第２１図
、第２３図、第２４図々示さらに第１１図及び第１２図
中封。，ｎ，ｏ，ｓ，ｏにて示す。）と、＠前記■また
は＠において拡大部２の内側断面が軸方向に百って末広
形状に拡大してほぼ一定のもの（第２６図ないし第３３
図々示）との条件である。また前記■，＠■＠の条件に
よ机ざそれぞれ後述する表１及び第１１図，第１２図に
示す実験データをもたらした。すなわち、その代表的な
ものとして第３図、表１に示すように、圧力流体の流入
口１０１こ運通し、かつノズルーの噴出孔１１よりは、
口径大とし均一断面積の平行通路２１を有する拡大部２
を有し、その出口２２において、拡大部出口側の外方形
状４が拡大部２の外壁を出口側に向って狭小傾斜する先
細り部を有してなるもので、特に、前記、拡大部２の入
口３から出口２２までの拡大部内中心線上の距離〆。

と、ノズル１の噴出孔が拡大部２に開□する部位の拡大
部２の対向内壁面間の距離ｄ２と、拡大部の外方形状４
における拡大部内壁面と外壁面とのなす狭小の額斜角８
０と、拡大部２が外部に開□する部位２２における内壁
面と外壁面間の距離（以下肉厚と称する。）ｔとの各数
値を各種選択組合せたものである。なお、表１中、各符
号は、下記の内容を示す。

ｄ，：圧力流体放出通路における／ズル噴出孔の対向内
壁面間の距離（肋）ｄ２：拡大部のノズル噴出孔が閉口
する対向内壁面間の距離（柳）、さらには、前記Ｑ及び
目のように拡大部の内側断面が軸方向に亘つて毅付部及
び末広形状によって拡大する場合には、最小対向内壁面
間の距離ｄ′２と最大対向内壁面間の距離Ｄとの平均値
をいつｏ ｌｏ：拡大部の平行通路の入口から出口までの距離（脚
）８：拡大部出口の先端傾斜角（〇） ｔ：拡大部が開口する部位の肉厚（肌） 上記各数値を各種選択組合せた各々の態様■ないし■は
、スクリーチの発生および低騒音レベル範囲の大小につ
いての各騒音曲線がこれに各態様■ないし■に相当する
符号を付して示す第４図ないし第１０図のとおりであっ
た。

表１ そして、さらに、上記各態様■ないし■は、第１１図図
示のように、機軸に、ノズル１の噴出孔が拡大部２に閉
口する部位の拡大部２の対向内壁面間の距離ｄ２と拡大
部の入口３から出口２２までの拡大部内中心線上の距離
ぞ。

との関係比を採り、また縦軸に拡大部出口形状４の先端
狭小の煩斜角８ｏを採って、スクリーチ発生の有・（図
中×印にて示す）無く図中○印にて示す）を分布表示し
、両者の良否のほぼ境界を煩向線１，０，ｍ，Ｗにて示
すとおりである。また、さらに、上記各態様■ないし■
は、第１２図図示のように、横麹にノズル１の噴出孔が
拡大部２に閉口する部位の拡大部２の対向内壁面間の距
離ｄ２と拡大部の入口３から出口２２までの拡大都内中
心線上の距離夕。

との関係値を採り、また、縦軸に、前記ノズル１の噴出
孔が拡大部２に閉口する部位の拡大部２の対向内壁面間
の距離ｄ２と、拡大部２が外部に関口する部位２２の肉
厚ｔとの関係比を採って、スクリーチ発生の有（図中×
印にて示す）無（図中○印にて示す）を分布表示し、両
者の良否のほぼ境界を傾向線Ｖ，の，肌，肌にて示すと
おりである。以上のことから本発明者らは、上記気体ノ
ズルＮＯ．において、スクリーチ発生の有無が前記、ノ
ズル１の噴出孔が拡大部２に閉口する部位の拡大部２の
対向内壁面間の距離ｄ２と拡大部の入口３から出口２２
までの拡大部内中心線上の距離夕。

と拡大部出口形状４の先端頭斜角ひと拡大部２が外部に
閉口する部位２２の肉厚ｔとの各数値に依存することが
解つた。そして、上記気体ノズルＮｏ．においてスクリ
ーチを発生することなく、低騒音レベルの範囲を利用す
るためには、上記各数値の範囲を第１１図中傾向線１，
Ｄ‘こて示す０．６７ミ夕。／ｄ２≦１．８７５および
、榎同線囚，Ｗにて示す３ｏミ８ｏ三２００のそれぞれ
に囲まれる破線範囲内に設定することにより、また第１
２図中額同線Ｖ，町にて示す０．６７≦そ。／も≦１．
８７５および、煩同線Ｗ，肌にて示す０．０４２ミｔ／
も≦０．１２５のそれぞれに囲まれる破線範囲内に設定
することにより、スクリーチ音の発生が全く見られず、
低騒音レベルの範囲を利用して、実用上の利用価値を高
めるという従来装置では得られない格別顕著な騒音低減
効果が得られることを見出した。例えば、その−例とし
て、第２図中一点鎖線０に示すように、圧力流体の供給
圧力が１．５ないし３．５ｋ９／地の範囲においてスク
リ−チの発生が全くなく、この事実は、スクリーチ発生
を完全に防止して、低騒音レベルの範囲を利用すること
ができることを物語っている。ここで、前記表１および
第４図ないし第１０図に示す各態様■ないし■の気体ノ
ズルにおけるスクリーチ発生の有無の状況を圧力流体の
流れにより詳述する。

まず、前記各態様の気体ノズルのうち、スクリーチの発
生する（有）ものは、ノズル１の噴出孔１１の関口部か
ら拡大部２へ流出する気流が、これによってノズル１と
拡大部２との間、段付部３に生ずる負圧のため平行通路
２１の内壁面に付着する。

そして、この平行通路２１の内壁面に付着した流れは、
拡大部２の出口２２において急激にノズル外部に放出さ
れる。すなわち、拡大部２の出口２２において段付部３
から平行通路２１の内壁面に付着して安定に流れて来た
流れが、不連続面をもつことになる。したがって、拡大
部２の出口２２において激しい流れの撹乱が生じる。そ
の蝿乱は、流れの上流側すなわち段付部３の方向にも伝
ぱし拡大部の入口（段付部３）から出口２２までの拡大
部内中心線上の距離〆ｏ によってさまる気柱振動の加
振源となって、従来装置とほぼ同様にスクリーチ（共鳴
現象）を生ずるのである。これに対し、前記各態様■な
いし■の気体ノズルのうち、スクリーチの発先しない（
無）ものは、ノズル噴出孔１１の関口部から拡大部２へ
流出する気流が、これによって、ノズル１と拡大部２と
の間、段付部３に生ずる負圧のため平行通路２１の内壁
面に付着する。そして、この平行通路２１の内壁面に付
着した流れは、拡大部２の出口２２において、急激にノ
ズル外部に放出される。すなわち、拡大部２の出口２２
において段付部３から平行通路２１の内壁面に付着して
安定に流れて来た流れが不連続面をもつことになるが、
ここで拡大部２の出口形状４を先端傾斜角８の先細り形
状とすることにより、拡大部２の出口２２において外部
静止流体と混合する際、その混合の度合がたいへんなめ
らかとなる作用が生じ、その結果拡大部２の出口におけ
る流れの撹乱が少なくなり流れは、安定かつ円滑にノズ
ル外部に放出され、スクリーチの発生が見られない。な
お、スクリーチ発生時の拡大部２における圧力流体の流
れの状態は一定であり、これは第１３図図示のように圧
力流体放出通路２１におけるノズルーの噴出孔１１の対
向内壁面間の距離ｄ，（伽）と拡大部２の前記ノズル噴
出孔が関口する対向内壁面間の距離ｄ２（肋）との比ｄ
２／ｄ，が異なった場合の拡大部内壁面圧力分布が同一
であることから説明できる。

そして、第１４図図示のように、従来型ノズルの場合の
拡大部の出口において外部静止流体と混合する際、その
混合の度合がはげしく噴流の流速の変動が大きいのに対
し本発明によるノズルの場合は、第１５図図示のように
、拡大部の出口において、外部静止流体と混合する際、
その混合度合がなめらかで「噴流の流速の変動が小さい
ことがわかる。

しかして、本発明において、スクリーチの発生を抑制で
き、低騒音レベルの範囲を利用できるノズルは、その各
構成要素の最適な数値範囲の条件を下記のように整理で
き、有用と判断した。

■ ０．６７ミそ。／も≦１．８７５■ ３ｏ ≦ａｏ
三２００ ■ ０．０４２≦ｔ／も≦０．１２５ そして、前記気体ノズルにおいては、前記各構成要素が
、最適な数値範囲を有し、これらの数値範囲を適宜選択
組合せることにより、使用目的、用途に応じてスクリー
チ発生の抑止および低騒音レベルの範囲の拡大を図るこ
とができ、適材適所への配設が可能で汎用性十分であり
騒音低減の調整作業を簡便とし、装置のコンパクト化を
図りかつ製作容易、コスト安価にできた。

次に、本発明の低騒音用圧力流体放出装置を、それぞれ
気体ノズル、排気消音装置および塗料吹付け装置に適用
した実施例に基づき説明する。

第１実施例の気体ノズルＮ，は、第１６図、第１７図、
第１８図図示のように、圧力流体により表面集積物や部
村等を飛散するもので、圧力流体導管１０川こは、流入
口１１０、ノズル１０１、拡大部１０２をそれぞれ装備
する。流入口１１０の上流は、圧力流体供給源Ｐに運通
する。ノズル１０１には、流入ロー１０と運通する吸入
ロー１２と拡大部１０２に関口運通する噴出孔１１１と
を、それぞれ一軸的に設ける。拡大部１０２は、ノズル
１０１の噴出孔１１１の先端と対向運通する平行遍路１
２１を有する。平行通路１２１は、拡大通路１２３およ
び拡大部出口１２２の外形を、先細り形状１０４にして
、圧力流体と外部静止流体の混合が容易としてある。ま
た、第１実施例の気体ノズルＮ，は、流入口１１０と圧
力流体供給源Ｐとの間の導管１００内に、圧力流体の供
給・停止切換弁装置５０を装備する。

弁装置５川ま、レバー５１を実線位置に保持すれば圧力
流体の供給を断ち、またレバー５１を破線位置に保持す
れば圧力流体の供給を可能とする。ところで、本第１実
施例の気体ノズルＮ，は、拡大部１０２における平行通
路１２１の噴出部位における対向内壁面間の距離ｄ２が
１２柳で、拡大部１０２に関口連通する噴出孔１１１に
おける対向内壁面間の距離ｄ，が６肋であり、拡大部入
口１０３から出口１２２までの拡大部中心線上の距離ク
ｏ が１５肋で拡大通路１２３の噴出部位１２２におけ
る対向内壁面間距離Ｄが１２側で、拡大部出口形状１０
４の先端傾斜角８ｏが６ｏで、拡大部出口１２２の関口
部位の肉厚ｔが１．山肌としてある。

そして、本第１実施例の気体ノズルＮ，はそれぞれ夕。
／ｄ２＝１．２５，夕＝６ｏ，ｔ／も＝０．０８３，の
関係にしてあり、第１１図および第１２図中、煩同線１
，０，ｍ，ＮおよびＶ，町，肌，肌にて示す斜線部の範
囲内に、すなわち符号ｎ，ｏにて示す位置に設定してあ
る。また、流入口１１０から供給する流体圧力は、１な
いし９ｋ９／地の範囲である。上記構成よりなる第１実
施例の気体ノズルＮ．は、切換弁装鷹５０のレバー５１
を操作して圧力流体供Ｖ給源Ｐと流入ロー １０間を関
路し、ノズル１０１、拡大部の拡大通路１２３に圧力流
体を供給できる。

圧力流体は、ノズル１０１の噴出孔１１１より拡大部１
０２の平行通路１２１へと噴出し、拡大通路１２３より
通路の出口１２２を経て外部へ噴出する。この噴出する
圧力流体により表面集積物や都村等を飛散できるのであ
る。このとき、第１実施例の気体ノズルＮ，は「 ノズ
ル１０１の噴出孔１ １ １の関口部から拡大部１０２
へ流出する気流が、これによってノズル１０１と拡大部
１０２との間、段付部１０３に生ずる負圧のため平行通
路１２１の内壁面に付着する。そして、前記気流は、平
行通路１２１の内壁面より剥離することなく安定かつ円
滑に付着して流通する。ところで、第１実施例の気体ノ
ズルＮ，は、噴出部位１２２から外方へ放出される圧力
流体の流速が、噴出部位１２２のほぼ中央部１２５にお
いては、これの周辺部１２４よりも低くされて第１９図
中一点鎖線Ｘ，にて示すような流速分布を程した。すな
わち、第１実施例の気体ノズルＮ，は、前記通路出口１
２２の周辺部１２４と、出口１２２の外部形状１０４の
先端先細形状により圧力流体の流速抵抗小としてあるた
め、圧力流体の流速は適確に噴出部位１２２のほぼ中央
部１２５より周辺部１２４の方が高くされるのである。
この流速分布によれば、第１実施例気体ノズルＮ，にお
いて、圧力流体の噴出方向は、第１９図中一点鎖線Ｘ，
にて示すように、噴出部位１２２より、これの相対向す
る内壁面間とほぼ平行にて放出される。このため、第１
５図々示のように、圧力流体は、噴出部位１２２の軸方
向では外方の静止流体との混合領域Ｂが極めて狭く、こ
の混合領域Ｂにおける圧力流体の噴出流に臨む面内ｂ′
と軸線○とのなす角８′が比較的小さい。このため、圧
力流体の噴出流と静止流体との間には、前記噴出流の中
央部量２５と周辺部１２４との流速の低高による差も加
わり、両者の衝突によっては、それ程著しい渦の発生、
乱れ、剥離等は見られず「安定、円滑に混合され騒音が
低いレベルとなった。また、圧力流体は「噴出部位１２
２の軸万向に対し垂直な方向では、流速が高められて噴
出部位１２２よりこれの閉口軸心とほぼ平行にて放出さ
れるため噴出部位１２２の周辺部１２４における噴出流
は一種のシールド効果を奏して、当該部位における静止
流体との間での渦の発生、乱れ、剥離等は殆んど生じな
く、騒音を低減できた。このため、第１実施例の気体ノ
ズルＮ，における騒音は、前述したように第４図中符号
Ｙ・にて示す供給圧力に対する騒音曲線が得られスクリ
ーチの発生が全くなく騒音レベルを２のＢまで低減でき
、またこの低騒音レベルの範囲を供給圧力が多小変化し
ても低い騒音レベルを安定、円滑に維持でき実用価値を
高めることができる。以下の各実施例において前記第１
実施例とは相違点を中心に説明し同一部分は、同一符号
を付して説明を省略する。次に、第２実施例の塗料吹付
け装置Ｇは、第２０図ないし第２２図々示のように、圧
力流体により液状塗料を噴霧化供給し被塗装物等の表面
に塗装を施すもので、圧力流体導管２００には、流入口
２１０、ノズル２０１、拡大部２０２をそれぞれ装備す
る。

流入口２１０の上流は、圧力流体供給源Ｐに連適する。
ノズル２０１には流入口２１０と運遍する吸入口２１２
と拡大部２０２に関口運通する噴出孔２１１とをそれぞ
れ一触的に設ける。拡大部２０２は、ノズル２０１の噴
出孔２１翼の先端と対向達通する平行通路２２１を有す
る。拡大部２０２の平行通路２２１内には、その入口２
１６より出口２１５に向って圧力流体放出通路２１３ｂ
が突設してあり、その外壁面と平行通路２２１の内壁面
との間に空所２２１ｂが形成してある。そして「噴出孔
２１１の開□面内でかつ前記空所２２１ｂには、上流を
液状塗料供給源Ｔに蓮適する塗料供給遍路２５０が閉口
達通して所定量の塗料を供給可能としてある。平行通路
２２１は、拡大通路２２３に蓮通し、この通路内の噴出
部位２２２を通じて圧力流体と塗料との浪合流体を外部
に放出可能としてある。また、第２実施例の塗料吹付け
装置Ｇは、流入口２１０と圧力流体供給源Ｐとの間の導
管２００内に、前記混合流体の供給・停止切襖弁装置５
０を装備する。弁装置（詳細図示せず）５０は、レバー
５１を実線位置に保持すれば混合流体の供給を断ち、ま
たレバー５１を破線位置に保持すれば混合流体の供給を
可能とする。ところで、本第２実施例装置Ｇは、拡大部
２０２における平行通路２２１の噴出部位２１５におけ
る対向内壁面間の距離ｄ′２が８肌で拡大部２０２に閉
口運通する噴出孔２１１における対向内壁面間の距離ｄ
，が４柳であり、拡大部入口２０３から出口２２２まで
の拡大部中心線上の距離そ。

が１２欄で、拡大通路２２３の噴出部位２２２における
対向内壁面間距離Ｄが８肌で、拡大部出口形状２０４の
先端傾斜角８が１００で拡大部出口２２２の関口部位の
肉厚ｔが０．８柳としてある。そして、本第２実施例の
塗料吹付け装置Ｇは、夕。／ｄ２＝１．５ ８：１ｏｏ
ｔ／ｄ２＝０．１０，の関係にしてあり、第１１図
および第１２図中傾向線１，０，ｍ，ＷおよびＶ，Ｗ，
血，皿にて示す斜線部の範囲内に、すなわち符号ｇ，ｏ
にて示す位置に設定してある。また、流入口２１０から
供給する流体圧力は、１ないし４ｋ９／地の範囲である
。上記構成よりなる第２実施例装置Ｇは、切換弁装置５
０のレバー５１を操作して圧力流体供給源Ｐと流入口２
１０間を開勝し、ノズル２０１、拡大部２０２に圧力流
体を供給できる。圧力流体は、ノズル２０１の噴出孔２
１１より拡大部２０２の平行通路２２１へと噴出し、こ
の圧力流体により塗料供給通路２５０から液状塗料を吸
引供給し、これを贋霧微粒化しこの混合気流はさらに拡
大通路２２３よりこの通路内の噴出部位２２２を経て外
部へ噴出する。この頃母する圧力流体により液状塗料を
適確に頃霧化し被塗装物等の表面に高精度で効率良く塗
料を施すことができる。このとき、第２実施例の装置Ｇ
は、ノズル２０１の噴出孔２１１の閉口部から拡大部２
０２へ流出する気流が、これによってノズル２０１と拡
大部２０２との間、段付部２０３に生ずる負圧のため平
行通路２２１の内壁面に付着する。そして、前記気流は
、平行通路２２１の内壁面より剥離することなく安定か
つ円滑に付着して流通する。ところで、第２実施例装置
Ｇは、噴出部位２２２から外方へ放出される圧力流体の
流速が、噴出部位２２２のほぼ中央部２２５においては
、これの周辺部２２４よりも低くされて第１９図中三点
鎖線Ｘ２にて示すような流速分布を程した。

すなわち、第２実施例の装置Ｇは、前記通路出口２２２
の周辺部２２４と出口２２２の外部形状１０４の先端先
細形状により混合流体の流通抵抗小としてあるため、混
合流体の流速は適確に噴出部位２２２のほぼ中央部２２
５より周辺部２２４の方が高くされるのである。この流
速分布によれば、第２実施例装置Ｇにおいて、混合流体
の噴出方向は、第１９図中三点鎖線Ｘ２にて示すように
、噴出部位より、これの相対向する内壁面間を軸方向に
対し‘ま‘ま平行にて放出される。このため、第１５図
々示のように、混合流体は、前記第１実施例に比して噴
出部位２２２の軸万向では、外方の静止流体との浪合領
域Ｂがより狭く「 この混合領域Ｂにおける混合流体の
噴出流に臨む面内ｂ′と軸線○とのなす角０′が極めて
小さい。従って、混合流体の噴出流と外部の静止流体と
の間には、前記噴出流の中央部２２５と周辺部２２４と
の流速の低高による差も加わり、両者の衝突によっては
、渦の発生、乱れ、剥離等は見られず、安定、円滑に混
合され騒音が低レベルであった。また、混合流体は噴出
部位２２２の軸方向に対し垂直な方向では、流速が高め
られて噴出部位２２２より、これの関口軸心とほぼ平行
にて放出されるため、噴出部位２の周辺部２２４におけ
る噴出流は、前記第１実施例より強力なシールド効果を
奏して当該部位における静止流体との間で渦の発生、乱
れ、剥離等殆んど生じなく騒音を低減できた。このため
、第２実施例の塗料吹付け装置Ｇにおける騒音は、第７
図符号Ｙ２にて示す圧力流体の供給圧力に対する騒音曲
線が得られ、スクリーチ音の発生が全くなく騒音レベル
を前記第１実施例に比してより適確にかつ効率よく２幻
Ｂまで低減でき、またこの低騒音レベルの範囲を供給圧
力が多少変化しても低い騒音レベルを安定、円滑に維持
でき裏用価値を高めることができた。次に、第３実施例
の排気消音装置Ｓは、第２３図ないし第２５図々示のよ
うに、工場設備等において圧力流体を外部に放出するも
のである。

排気消音装置Ｓは、圧力流体の管路３００１こ流入口３
１０、ノズル３０１、拡大部３０２をそれぞれ具備する
。流入口３１０の上流は、排気系統の排気管３０５に運
通する。ノズル３０１には、流入口３１Ｑと蓮適する吸
入口３１１と拡大部３０２に開口達適する噴出孔３０３
とを一触的に設けてある。拡大部３０２は、ノズル３０
１の噴出孔３０３の先端と対向連通する平行通路３２１
を有する。平行通路３２１は出口３１５′の面積が入口
３１６の面積とほぼ同様で平行に拡大するほぼ円筒状の
拡大通路３２３に蓮通しこの通路内の噴出部位３２２を
通じて圧力流体を外部に放出可能としてある。なお、排
気消音装置Ｓは、拡大部３０２の平行通路３２１の外周
壁に装置本体の取付部３６０を装備する。ところで、本
第３実施例の排気消音装置Ｓは、拡大部３０２における
平行通路３２１の噴出部位における対向内壁面間の距離
ｄ′２が１４側で、拡大部３０２に関口連通する噴出孔
３０３における対向内壁面間の距離ｄ，が８帆であり、
拡大部入口３０３から噴流噴出部位３２２までの拡大部
中心線上の距離夕。 が２物咳で、拡大通路３２３の噴
出部位３２２における対向内壁面間距離○が１４柵で「
拡大部出口形状３０４の先端見込み傾斜角８が１ヅで噴
出部位３２２の関口部位の肉厚ｔが１。物吻としてある
。なお、圧力流体の平行通路３２１に閉口したノズル３
０１の噴出孔３０３における孔面積ｄ，が２５．５仇め
で、当該部位での拡大部３０２の平行通路３２１におけ
る孔面積ｄ′２が８９．７６のめであり、拡大部３０２
の平行通路３２１の入口３１６から出口３１５′までの
距離〆。

が１０７側としてある。そして、本第３実施例の排気消
音装置Ｓは、夕。／ｄ２＝１．４２，ａ＝１〆，ｔ／ｄ
２＝０．０７１の関係にしてあり、第１１図および第１
２図中傾向線１，０，瓜ＷおよびＶ，Ｗ，即，脚にて示
す斜線部範囲内に、すなわち符号Ｓ，ｏにて示す位置に
設定してある。また、流入口３１０から供給する流体圧
力は、１ないし９ｋ９／地の範囲である。上記構成より
なる第３実施例装置Ｓは、圧力流体をノズル３０１の噴
出孔３０３より拡大部３０２の平行通路３２１へと噴出
した拡大麹路３２３より噴出部位３２２を経て外部へ放
出する。このとき、第３実施例装置Ｓは、ノズル３０１
の噴出孔３０３の関口部から拡大部３０２との間、段付
部３１９に生ずる負圧のため平行通路３２１の内壁面に
付着する。そして、前記気流は、平行通路３２１の内壁
面より剥離することなく安定かつ円滑に付着して流通す
る。ところで、第３実施例装置Ｓは、噴出部位３２２か
ら外方へ放出される圧力流体の流速が、噴出部位３２２
のほぼ中央部３２５においては、これの周辺部３２４よ
りも低くされて第１９図中二点鎖線Ｘ３にて示すような
流速分布を程した。

すなわち、第３実施例の排気消音装置Ｓは、前記通路出
口３２２の周辺部３２４と出口３２２の外部形状３０４
の先端先細形状により、圧力流体の流通抵抗小としてあ
るため圧力流体の流速は適確に噴出部位３２２のほぼ中
央部３２５より周辺部３２４の方が高くされる。この流
速分布によれば、第３実施例の排気消音装魔Ｓにおいて
、圧力流体の噴出方向は、第１９図中二点鎖線Ｘ３にて
示すように、噴出部位３２２より、これの相対向する内
壁面間とほぼ平行にて放出される。このため、第１５図
々示のように、圧力流体は、噴出部位３２２の軸万向で
は、前記各実施例に比して外方の静止流体との混合領域
Ｂが極めて狭く、この混合領域Ｂにおける圧力流体の噴
出流に臨む面内ｂ′と鞠線○とのなす角０′が比較的小
さい。このため「圧力流体の噴出流と静止流体との間に
は、前記暖出流の中央部３２５と周辺部３２４との流速
の低高による差も加わり、両者の衝突によっては、それ
程著しい渦の発生、乱れ、剥離等は見られず、安定、円
滑に混合され騒音が低いレベルとなった。また、圧力流
体は、噴出部位３２２の鞠方向に対し垂直な方向では、
流速が高められて噴出部位３２２よりこれの関口軸心と
ほぼ平行にて放出されるため、噴出部位３２２の周辺部
３２４における噴出流は前記各実施例に比してより強力
なシールド効果を奏して、当該部位における静止流体と
の間での渦の発生、乱れ、剥離等は殆んど生じなく騒音
を低減できた。このため、第３実施例の排気消音装置Ｓ
における騒音は、第９図中符号Ｙ３にて示す圧力流体の
供給圧力に対する騒音曲線が得られスクリーチ音が全く
なく騒音レベルを前記各実施例に比して適確に２紅Ｂま
で良好に低減でき、またこの低騒音レベルの範囲を供Ｖ
給圧力が多少変化しても低い騒音レベルを安定、円滑に
維持でき実用価値を高めることができた。上記各実施例
における先端先細形状、ノズルおよび拡大部等の形状、
構造は、前記のものに限らず、この池第２６図ないし第
３３図図示のようにしてもよく、さらに、これらの組合
せによる実施態様を採用でき上述したような各実施例と
ほぼ同様の作用効果を奏する。

なお第１実施例と同一部分は同一符号を付し説明を省略
する。すなわち、第２６図図示の圧力流体放出装置は、
拡大部２においてノズル１の開ロ対向位置に直接拡大通
路２２を蓮通してある。

ｄ２は、拡大通路２２のノズル１と対向達通する入口２
２ａの関口面積である。そして、拡大通路２２の拡大角
はは中心線を含む面内における入口２３と出口２４の各
内壁を結ぶ線のなす角である。また、第２７図図示の装
置は、拡大部２におけるノズル１の関口対向位置に、所
定曲率の凹所６０を設け、この凹所６０より平行通路２
１を介して拡大通路２２に蓮通してある。ｄ２は平行通
路２１のノズル１と対向蓮適する入口２１ａの関口面積
である。さらに、第２８図および第２９図図示の装置は
、拡大通路２２の内壁面を前記各実施例の断面直線状と
は異なり、凸および凹状の断面曲線状６１，６２として
ある。この場合、ｄ２は、所定の曲率を有する拡大通路
２２におけるノズル１と対向運通する入口２２ｂ，２２
ｃの閉口面積である。そして拡大通路２２の拡大角Ｑは
、拡大通路２２の中心線を含む面内における円弧状の曲
線６１，６２の入口２３、出口２４とを結ぶ弦のなす角
である。また第３０図および第３１図図示の装置は、複
数のノズルおよび拡大部を装備してある。第３０図図示
の装置は、一つの流入口１０に対しニつのノズルーを運
通し、各ノズル１は、それぞれ所定の拡大角となした拡
大部２に蓮通してある。第３１図図示の装置は、流入口
１０内に分岐部村１７を装設し、二つのノズル１および
拡大部２をそれぞれ形成する。ｄ２は、拡大通路２２の
ノズルーと対向連通し拡大通路２２の内壁と分岐部材１
７とよりなる入口２２ｄの閉口面積である。そして分岐
した拡大通路２２の拡大角はは各拡大通路２２の中心線
を含む面内における入口２３、出口２４の各内壁を結ぶ
線のなす角である。なお、分岐部材１７の拡大部２にお
ける突出長さは、ノズル１の噴出孔１１の近接位置まで
短縮可能である。また、第３２図および第３３図図示の
装置は、異なる拡大角を有する複数の拡大通路を連接装
備する。第３２図図示の装置は、ノズル１と対向運通す
る第１の拡大通路６２２の拡大角Ｑ，を、これと蓬適す
る第２の拡大通路７２２の拡大角Ｑ２よりも小（Ｑ，≦
Ｑ２）としてある。第３３図図示の装置は、ノズルーと
対向運通する第１の拡大通路６２２′の拡大角Ｑ′，を
、これと蓮適する第２の拡大通路７２２′の拡大角Ｑ′
２ よりも大（Ｑ′，２Ｑ′２ ）としてある。ここで
上述の拡大角ば，Ｑ′，およびＱ２ ，Ｑ′２ は０．
５０ 〜４ｏの範囲である。さらに、上記各実施例装置
は、ノズルと蓮適する平行通路と拡大通路との、また、
拡大通路のみの藤心方向へ多段に組合せ連結する実施態
様、または圧力流体の流路が偏平、随円、矩形等の各種
形状やこれらの組合せ形状の実施態様も可能である。さ
らに、上記各実施例装置は、ノズルと蓮適する平行通路
と拡大通路との、また、拡大通路のみの軸心方向へ多段
に組合せ連結する実施態様、または圧力流体放出通路、
拡大部、などの圧力流体の流路が偏平、随円、矩形等の
各種形状やこれらの組合せ形状の実施態様も可能である
。

以上要するに、本発明の低騒音用圧力流体放出装置は、
圧力流体の流入口と、流入口に蓮通し圧力流体通路を有
するノズルと、先端先細形状を有す「る圧力流体通路を
通じて外部に放出するようにし、圧力流体通路のほぼ中
央部において流通する日Ｅ力流体の流速を圧力流体通路
の周辺部において流通する圧力流体の流速より低くする
ようにしたものである。

本発明の装置によれば、圧力流体通路のほぼ中央部にお
いて流通する圧力流体の流速を圧力流体通路の周辺部に
おいて流通する圧力流体の流速より低くすることにより
、圧力流体の噴出流は混合領域が狭４・となって外方の
静止流体による渦の発生、乱れ、剥離等を殆んど生起し
なく騒音を低レベルとすることができ、かつ圧力流体の
流れを安定かつ円滑となし良好な騒音パターンとして高
騒音の発生を抑止し適確に低騒音レベルにでき、作業環
境を著しく改善できる等の多大の実用的効果を奏する。

また、本発明の装置は、コンパクトでしかも製作極めて
容易、コスト低廉となし得る効果がある。また、本発明
の圧力流体放出装置は、圧力流体通路における拡大部の
入口から出口までの拡大部内中心線上の距離を〆ｏ，ノ
ズル噴出孔が拡大部に閉口する部位の拡大部の対向内壁
面間の距離をｄ２とするとき、■ ０．６７≦そ。

／も≦１．８７５なる関係を満足するような拡大部長ご
を有し、かつ、前記拡大部の外方形状に関しては、拡大
部の外壁を出口側に向って狭小傾斜する先細に形成し、
前記拡大部における内壁面と外壁面とのなす額斜角を８
ｏ、拡大部が外部に開口する部位における内壁面と外壁
面間の距離をｔとするとき、■ ３０ミ８０ミ２００■
ｏ．ｏ４２≦ｔ／も≦０．１２５ −ヒ記■，■，■いずれの関係をも満足するような形状
を具備してなり前述したように騒音を低レベルにするこ
とができる効果がある。

さらに、本発明の装置は、これの構成要素を上述した■
，■，■の数値範囲とし、これに圧力流体の流入口に蓮
逸し拡大部内に開口するノズルの噴出孔の関口面積をｄ
，ｏ、該拡大部のノズルと対向連通する入口関口面積を
も。

とするとき、１．９ミ乱２。／ｄ，。≦９．４なる関係
を満足するような噴出孔と拡大部との面積比を有すると
ともに、拡大部に設け、外部に向って拡大する内壁面を
有する拡大通路の中心線を含む面内における入口および
出口の各内壁を結ぶ線のなす拡大角を０．５ｏ ないし
４０となすことにより、騒音をさらに低減でき、かつさ
らに一層騒音を低レベルにでき圧力流体の供給圧力範囲
を広くすることができ、供Ｖ給圧力が多少変化しても低
騒音レベルの維持が安定、円滑に行ない得る効果がある
。また、本発明の装置は、これの構成要素を上述した■
，■，■の数値範囲とし、さらに圧力流体の流入口と、
この流入口に蓮適するノズルと、このノズルの噴出孔を
閉口して運通する拡大部とをＺ備え、圧力流体を流入口
よりノズルおよび拡大部を通じて外部に放出する圧力流
体放出装置において、ノズルの圧力流体放出通路を、拡
大部の入口より出口に向って突設して当該突設先端部位
にノズルの噴出孔を開□するとともに、ノズルの圧力流
体放出遍路の外壁面と拡大部の内壁面との対向する間に
空所を設け、かつ前記拡大部の入口から出口までの拡大
部内中心線上の距離をｌｏ、拡大部の入口からノズルの
噴出孔関口部までのノズルの圧力流体放出通路の距離を
１３、ノズルの噴出孔が拡大部に閉口する部位の拡大部
の対向内壁面間の距離をｄｏとするとき、＠３‐５≦１
。

／ｄ。と０．８３≦１。／ｄ。と０．２≦１，／ふ≦ｌ
ｏ／ｄｏ−０．６の組合せ■３．５ミ１。

／ｄ。と０．８３≧１。／ふと０．２≦１３／ｄ。≦２
．０またはｏ．７４１。／ｄ。≦１３／ｄ。≦１。／ふ
−０．６の組合せ＠３‐５≧１。

／ｄ。≧１‐０と○‐２７１。／ふ≦１３／ｄ。≦１０
／ｄ。−０．６の組合せ上記＠，■＠のいずれか一つの
関係を満足するようになすことにより、上記構成要素の
数値を使用目的．用途に対してそれぞれ上記■，■，■
の関係を満足し、かつ＠，■＠いずれか一つの各範囲内
において適宜選択組合せることにより、圧力流体の流れ
を安定かつ円滑となし良好な騒音パターンとしてスクリ
ーチの発生を防止し適確に低騒音レベルの範囲を拡大で
き、作業環境を著しく改善できる等の多大の実用的効果
を奏することができる。

さらに、本発明の装置は、これの構成要素を上述した■
，■，■の数値範囲とし、これに加えてさらに圧力流体
の流入口と、この流入口に蓮適するノズルと、このノズ
ルの噴出孔を閉口して蓮適する拡大部とを備え、圧力流
体を流入口よりノズルおよび拡大部を通じて外部に放出
する圧力流体放出装置において、前記拡大部の内壁面に
、外気と蓮適する少なくとも１つの連絡通路を閥口し、
かつｎ番目（ただしｎは正の整数とする）の連絡通路の
長４・閉口面積をｆｈｎ、ノズルの噴出孔関口部からｎ
番目の連絡通路関口部中心までの拡大部内中心線上の距
離をｉｈｎ、ｎ番目の連絡通路が拡大部に閉口する部位
の拡大部の対向内壁面間の距離をｄｎ、連絡通路の総数
をｋ（ただしｋ‘ま正の整数とする）とするとき、なる
関係を満足するようになすことにより、上記礎成要素の
数値を使用目的、用途に対してそれぞれ上記■，■，■
の関係を満足し、かつ前記範囲で適宜選択組合せること
により、圧力流体の流れを安定かつ円滑となしスクリー
チの発生を防止し適確に低騒音レベルの範囲を拡大でき
、汎用性大で該騒音低減の調整作業を簡便にでき、作業
環境を著しく改善できる等の多大の実用的効果を奏する
ことができる。

しかも、本発明の装置は上述したそれぞれの数値を使用
目的、用途に対応して各種選択組合せることにより上述
したとほぼ同機な実用的効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の気体ノズルを示す概要図、第２図は、
従来と本発明との騒音状況を対比して表わす線図、第３
図ないし第１０図は、本発明にかかる気体ノズルおよび
騒音状況をそれぞれ示す概要図および線図、第１１図お
よび第１２図は、前記第３図ないし第１０図におけるス
クリーチ発生の有無を分布表示する線図、第１３図は、
本発明にかかる気体ノズルにおける圧力分布を示す綾図
、第１４図および第１５図は、従来と本発明にかかる気
体ノズルにおける噴流の流速分布を示す概要図、第１６
図ないし第１８図は本発明の第１実施例をそれぞれ示す
概要図、第１９図は本発明の各実施例における圧力分布
を示す線図、第２０図ないし第２２図は本発明の第２実
施例をそれぞれ示す概要図、第２３図ないし第２５図は
本発明の第３実施例をそれぞれ示す概要図、第２６図な
いし第３３図は本発明の他の実施例をそれぞれ示す概要
図である。 図中、１０・・・・・・流入口、１１・・・・・・ノズ
ル、ａ・・・…煩斜角、１２・・・・・・噴出孔、１４
・…・・拡大部、１３・・・・・・平行通路、２１・・
・・・・拡大通路、２２・・…・噴出部位。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図 第１０図 第１１図 第１２図 第１３図 第１４図 第１５図 第１６図 第１７図 第１８図 第１９図 第２０図 第２１図 第２２図 第２３図 第２４図 第２５図 第２６図 第２７図 第２８図 第２９図 第３０図 第３１図 第３２図 第斑図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧力流体の流入口と、この流入口に連通するノズル
   と、このノズルの噴出孔を開口して連通する拡大部とを
   備え、圧力流体を流入口よりノズルおよび拡大部を通じ
   て外部に放出する圧力流体放出装置において、 拡大部
   の入口から出口までの拡大部内中心線上の距離をｌ＿０
   、ノズルの噴出孔が拡大部に開口する部位の拡大部の対
   向内壁面間の距離をｄ＿２とするとき、 （１） ０．
   ６７≦ｌ＿０／ｄ＿２≦１．８７５なる関係を満足する
   ような拡大部を有し、 かつ前記拡大部の外方形状に関
   しては、拡大部の外壁を出口側に向って狭小傾斜する先
   端に形成し、 前記拡大部における内壁面と外壁面との
   なす傾斜角をθ°、拡大部が外部に開口する部位におけ
   る内壁面と外壁面間の距離をｔとするとき、 （２）
   ３°≦θ°≦２０° （３） ０．０４２≦ｔ／ｄ＿２
   ≦０．１２５上記（１），（２），（３）いずれの関係
   をも満足するようにしたことを特徴とする低騒音用圧力
   流体放出装置。