特許ウォッチ

公開番号2024113584
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-22
出願番号2023018673
出願日2023-02-09
発明の名称粒子噴射ノズル
出願人株式会社東芝,東芝エネルギーシステムズ株式会社
代理人弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
主分類B24C 5/04 20060101AFI20240815BHJP(研削;研磨)
要約【課題】流路において空気の旋回流が発生する構成において、噴出口での粒子フラックスの均一性を向上させる粒子噴射ノズルを提供すること。
【解決手段】実施形態によれば、粒子噴射ノズルは、管部材及び棒状部材を備える。管部材の内部には、流路が形成され、流路は、下流端の噴出口で、管部材の外部に開口する。流路では、粒子を含む空気が螺旋状に噴出口に向かう空気の旋回流が、発生する。棒状部材は、径方向について流路の中心部に配置され、流路の上流側から下流側へ向かって延設される。棒状部材は、棒状部材の先端に近づくほど、径方向についての棒状部材の寸法が減少するテーパ部を備え、テーパ部は、棒状部材の先端まで、流路の下流側へ向かって形成される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
内部に流路が形成されるとともに、前記流路の下流端の噴出口で前記流路が外部に開口し、粒子を含む空気が螺旋状に前記噴出口に向かう前記空気の旋回流が前記流路において発生する管部材と、
径方向について前記流路の中心部に配置され、前記流路の上流側から下流側へ向かって延設される棒状部材と、
を具備し、
前記棒状部材は、前記棒状部材の先端に近づくほど、前記径方向についての前記棒状部材の寸法が減少するテーパ部を備え、
前記テーパ部は、前記棒状部材の前記先端まで、前記流路の前記下流側へ向かって形成される、
粒子噴射ノズル。
続きを表示（約 590 文字）【請求項２】
前記テーパ部のテーパ角は、６０°以下の鋭角となる、請求項１の粒子噴射ノズル。
【請求項３】
前記テーパ部は、円錐形状に形成される、請求項１の粒子噴射ノズル。
【請求項４】
前記管部材は、前記径方向についての前記流路の寸法を前記下流側に向かって減少させる管テーパ部を備える、請求項１の粒子噴射ノズル。
【請求項５】
前記流路の軸方向に対する前記管テーパ部の勾配角は、６０°以下の鋭角となる、請求項４の粒子噴射ノズル。
【請求項６】
前記流路の上流端部では、前記粒子を含む前記空気が供給口を通して導入され、
前記棒状部材の前記テーパ部の中心軸は、前記棒状部材の前記先端に近づくほど前記流路の軸方向に交差する方向について前記供給口が位置する側へ向かう状態に、前記流路の前記軸方向に対して傾斜する、
請求項１乃至５のいずれか１項の粒子噴射ノズル。
【請求項７】
前記流路の前記軸方向に対する前記テーパ部の前記中心軸の傾斜角は、３°以下の鋭角である、請求項６の粒子噴射ノズル。
【請求項８】
前記流路の上流端部では、前記粒子を含む前記空気は、供給口から前記管部材の周方向に沿って前記流路に導入される、請求項１乃至５のいずれか１項の粒子噴射ノズル。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、粒子噴射ノズルに関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
粒子を含む空気を対象物へ噴射する粒子噴射ノズルが用いられている。このような粒子噴射ノズルでは、管部材の内部に流路が形成され、流路の下流端の噴出口で、流路が管部材の外部に開口する。そして、管部材の流路では、粒子を含む空気が上流側から下流側へ向かって流れ、噴出口から粒子を含む空気が管部材の外部へ噴出される。
【０００３】
粒子噴射ノズルでは、空気が螺旋状に噴出口に向かう空気の旋回流を、流路において発生させ、噴出口での粒子の分散性を向上させている。また、径方向について流路の中心部に棒状部材を配置し、前述した空気の旋回流を安定して発生させている。前述のように空気の旋回流を発生させながら粒子を含む空気を噴出口から噴出する粒子噴射ノズルでは、旋回流によって、空気に含まれる粒子に遠心力が作用する。そして、粒子噴射ノズルでは、流路において空気の旋回流によって粒子に遠心力が作用しても、径方向について噴出口の中心部での後述する単位時間かつ単位面積当たりの粒子の通過量に相当する粒子フラックスの低下を抑制し、噴出口での粒子フラックスの均一性を向上させることが、求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１０－１２０１３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、流路において空気の旋回流が発生する構成において、噴出口での粒子フラックスの均一性を向上させる粒子噴射ノズルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態によれば、粒子噴射ノズルは、管部材及び棒状部材を備える。管部材の内部には、流路が形成され、流路は、下流端の噴出口で、管部材の外部に開口する。流路では、粒子を含む空気が螺旋状に噴出口に向かう空気の旋回流が、発生する。棒状部材は、径方向について流路の中心部に配置され、流路の上流側から下流側へ向かって延設される。棒状部材は、棒状部材の先端に近づくほど、径方向についての棒状部材の寸法が減少するテーパ部を備え、テーパ部は、棒状部材の先端まで、流路の下流側へ向かって形成される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、第１の実施形態に係る粒子噴射ノズルを第２の交差方向に直交又は略直交する断面で示す概略図である。
図２は、第１の実施形態に係る粒子噴射ノズルを第１の交差方向に直交又は略直交する断面で示す概略図である。
図３は、第１の実施形態に係る粒子噴射ノズルの管部材において、流路の上流端部を軸方向に直交又は略直交する断面で示す概略図である。
図４は、比較例に係る粒子噴射ノズルを第２の交差方向に直交又は略直交する断面で示す概略図である。
図５は、第１の実施形態に係る粒子噴射ノズルについて、噴出口での粒子フラックスの分布の一例を示す図である。
図６は、比較例に係る粒子噴射ノズルについて、噴出口での粒子フラックスの分布の一例を示す図である。
図７は、第１の変形例に係る粒子噴射ノズルを第２の交差方向に直交又は略直交する断面で示す概略図である。
図８は、第２の変形例に係る粒子噴射ノズルを第２の交差方向に直交又は略直交する断面で示す概略図である。
図９は、第１の変形例に係る粒子噴射ノズルについて、噴出口での粒子フラックスの分布の一例を示す図である。
図１０は、第２の変形例に係る粒子噴射ノズルについて、噴出口での粒子フラックスの分布の一例を示す図である。
図１１は、第３の変形例に係る粒子噴射ノズルを第２の交差方向に直交又は略直交する断面で示す概略図である。
図１２は、第４の変形例に係る粒子噴射ノズルを第２の交差方向に直交又は略直交する断面で示す概略図である。
図１３は、第３の変形例に係る粒子噴射ノズルについて、噴出口での粒子フラックスの分布の一例を示す図である。
図１４は、第４の変形例に係る粒子噴射ノズルについて、噴出口での粒子フラックスの分布の一例を示す図である。
図１５は、第５の変形例に係る粒子噴射ノズルを第１の交差方向に直交又は略直交する断面で示す概略図である。
図１６は、第６の変形例に係る粒子噴射ノズルを第１の交差方向に直交又は略直交する断面で示す概略図である。
図１７は、第７の変形例に係る粒子噴射ノズルを第１の交差方向に直交又は略直交する断面で示す概略図である。
図１８は、第５の変形例に係る粒子噴射ノズルについて、噴出口での粒子フラックスの分布の一例を示す図である。
図１９は、第６の変形例に係る粒子噴射ノズルについて、噴出口での粒子フラックスの分布の一例を示す図である。
図２０は、第７の変形例に係る粒子噴射ノズルについて、噴出口での粒子フラックスの分布の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態について、図面を参照して説明する。
【０００９】
まず、実施形態の一例として、第１の実施形態について説明する。図１及び図２は、第１の実施形態に係る粒子噴射ノズル１を示す。図１及び図２に示すように、粒子噴射ノズル１は、管部材２を備え、管部材２の内部に、流路３が形成される。
【００１０】
管部材２及び流路３は、中心軸Ｃを有し、管部材２及び流路３では、中心軸Ｃに沿う方向が、軸方向（矢印Ｃ１及び矢印Ｃ２で示す方向）として規定される。そして、管部材２及び流路３では、軸方向の一方側が下流側（矢印Ｃ１側）となり、軸方向について下流側とは反対側が上流側（矢印Ｃ２側）となる。管部材２及び流路３では、中心軸Ｃの軸回り方向が、周方向として規定される。また、管部材２及び流路３では、軸方向及び周方向の両方に直交又は略直交する径方向が、規定される。管部材２及び流路３では、径方向について中心軸Ｃに近づく側が、内周側となり、径方向について内周側とは反対側が、外周側となる。なお、図１及び図２は、軸方向に平行又は略平行な断面で、管部材２及び流路３が示される。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許