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Bobby Brown
Post 2015-12-17
正しいノズルを選ぶための7つの基準

目次

LORRICは、さまざまな業界での使用や、それぞれの製造プロセスと直面する課題に対応するために、複数種類のノズルを提供しています。以下の7つのポイントは、ニーズに合った適切なノズルを選ぶための参考ガイドとしてご活用ください。


1. スプレーパターン

∙ 噴霧パターンは、ノズルの最も重要な特徴であり、液体やガスがノズルを通過し、対象の垂直面や物体にどのような形で伝達されるかを示します。噴霧形状は噴霧圧力に応じて変化しますが、実際に変化するのは形状のサイズと比率であり、形状そのものは維持されます。
∙ 様々な業界や製造プロセスが異なる要求を持っているため、LORRICはお客様が選択できる複数のノズル噴霧形状を提供しています。お客様自身でニーズに合ったノズルを選ぶことができますが、迷いや質問がある場合は直接お問い合わせください。当社のアドバイザーがお客様のニーズをお伺いし、提案をさせていただきます。
∙ ノズルメーカーは製品を異なる名前や分類で提供しています。一般的に類似しているものの、これらのノズルには細かい違いがあります。そのため、特定のノズルメーカーの名前や製品番号とともにお問い合わせいただければ、当社の製品群から同等に適した提案を喜んでご提供いたします。
∙ 以下は当社のノズル噴霧形状の紹介です。詳細を見るにはリンクにカーソルを合わせてください。

平板ファン型: 平板ファン型噴霧は、液体またはガスがノズルから平らな扇形に広がるシンプルで効果的なスプレーパターンです。この形状は表面の広い範囲を均等にカバーするのに適しています。
コーン型(傘形またはフルコーン形状): コーン型噴霧は、液体がノズルから広がり、対象物を完全にカバーする円錐状のスプレーパターンです。均一な分布を必要とするアプリケーションに最適です。
中空コーン型(リング形またはドーナツ形): 中空コーン型噴霧は、液体がノズルから円形の輪の形で分布します。中央部分の液体が少なく、均一な分布が必要ない用途に使用されます。
スパイラル型(蚊取り線香形、同心円形、半固形形状): スパイラル型噴霧は、液体がノズルからスパイラル状に広がり、特定のパターンを形成します。独自の分布が必要な用途に向いています。
柱状型(直線形、点形、ストレート形状): 柱状型噴霧は、液体がノズルから直線的に射出されます。高精度な噴霧が必要な場面に適しています。
液体混合スプレー: 液体混合スプレーは、液体を混合する際の特定のスプレータイプです。この場合、明確なスプレー形状はありませんが、効率的な混合が求められます。


2. 液体の種類

最も一般的に使用される液体は以下の3種類です:

  • 混合されていない液体
  • 混合されていない気体
  • 液体と気体の組み合わせ

3. 材質

LORRICはさまざまなニーズや用途に対応するため、異なる加工プロセスで製造され、異なる弾性や特性を持つ複数の材質のノズルを提供しています。必要なノズルの材質を選ぶ際には、以下のガイドラインを参考にしてください:
  • 液体および環境の温度
  • 液体に固体物が含まれているかどうか
  • 化学試薬が含まれているかどうか
  • ノズルの目的が洗浄の場合、ゴムシール付きのノズルは選ばないこと
  • 機械的強度が必要かどうか
  • 業界規制が特定の材質を要求しているかどうか(例:食品業界ではステンレス製 品が要求されることが多い)
材料 紹介
真鍮 (BRASS) 真鍮は金属ノズルの基本材料であり、一般的に耐摩耗性や耐薬品性に欠ける。
AISI303 AISI 303はステンレス鋼の基本形であり、真鍮よりも優れた耐摩耗性と耐薬品性を持つ。
AISI316 AISI 316はステンレス鋼の上位形態であり、AISI 303よりもさらに優れた耐摩耗性と耐薬品性を持つ。また、明るい金属光沢が特徴。
Hastelloy C22 Hastelloy C22はインコネル合金であり、高濃度の薬品環境や高温環境に適した優れた耐薬品性を持つ。
PVC PVCは高い機械的強度を持つが、耐熱性には限界がある。
UHMWPE UHMWPEは耐熱性や耐薬品性は平均的だが、優れた耐摩耗性を持ち、エメリー研削機などの長期使用に適している。
PP PPは耐熱性や耐薬品性が平均的であり、ノズル用の入門的なプラスチック材料。
PVDF PVDFは比較的優れた耐熱性と耐薬品性を持ち、機械的強度もPPより優れている。
ナイロン (Nylon) ナイロンの特徴的な性質は高い耐摩耗性である。
PEEK PEEKは優れた耐薬品性を持ち、200°C以上の高温にも耐えることができる。高い剛性と耐久性を持ち、耐薬品性や耐熱性が求められる環境で最適。
PTFE PTFEは最高の耐薬品性を持ち、200°C以上の高温にも耐えることができる。一方で剛性は平均的。

4. アダプター

∙ LORRICはさまざまなアダプタータイプを提供しています。最も一般的に使用されるのはオスアダプターですが、メスアダプター、フランジアダプター、溶接アダプターも取り揃えています。溶接アダプターは、固定された区切りがある場合でもない場合でも使用可能です。

∙ ノズルのオスアダプターは一般的に漏れを防ぐためにテーパーネジで設計されています。ただし、完全な密閉性を確保するには、シールテープも併用する必要があります。他の業界では並行ネジが一般的に使用される場合がありますが、ノズル業界ではテーパーネジがより適しています。通常、テーパーネジには2つの規格があります。1つは主に北米で使用されるNPT、もう1つはその他の地域で使用されるBSPT(通称PT)です。

∙ 一般的に、大きな流量に対応するノズルには、大型のアダプターが必要です。また、異なるアダプターを使用することで、異なる流量やスプレー角度の選択肢が得られます。詳細については、弊社の製品ページをご参照ください。

5. 圧力

∙ ノズル性能において、最も重要な要素はスプレー圧力です。同じノズルを使用しても、圧力レベルが異なると性能も変化します。具体的には、スプレー形状、流量、スプレー角度、スプレー分布、粒子サイズなどが影響を受けます。そのため、ノズル設計時には「標準作動圧力」が設定されており、これを基にノズルの性能が測定されます。例えば、3kg/cm²の圧力下で110°のスプレー角度を持つノズルは、1kg/cm²の圧力下では100°未満のスプレー角度を提供することになります。したがって、適切なノズルを選ぶ際には、事前にノズルの圧力を確認することが貴重な作業時間を節約する鍵となります。

∙ 大多数のノズルには自動圧力調整機能がなく、設置されたポンプや工場の配管から供給される圧力に依存しています。ノズルに供給される圧力を確認する際には、ノズルに最も近い圧力計を優先的にチェックすることが推奨されます。圧力計とノズルの距離が遠くなるほど、他の要因が測定値に影響を及ぼす可能性が高まります。

∙ 各国や業界によって、圧力を測定する単位が異なります。以下の表は、最も一般的に使用される測定単位を紹介しています。
 kg/cm² 台湾で圧力を測定する際に最も一般的であり、法定の測定単位です。
 Bar  1 Bar = 1.02 kg/cm²
MPa   日本で圧力を測定する際に最も一般的な単位
MPa = 10.2 kg/cm²
 PSI
(Pound/inch²)
 アメリカで圧力を測定する際に最も一般的な単位
1 psi = 0.07 kg/cm²

6. 流量

流量とは、一定の安定した圧力下で、ノズルが一定時間内に噴霧する液体や気体の体積を指します。一般的に、同じノズルの場合、圧力が高いほど流量も大きくなります。ただし、流量と圧力の関係は直線的ではなく、おおよそ圧力の平方根に比例します。
圧力と流量の関係の式

各国や業界によって、流量を測定する際に使用される単位は異なります。以下の表では、最も一般的に使用される測定単位を紹介します。

 LPM ( l/min )  世界で最も一般的に使用されている流量測定単位です。
 GPM ( gal/min) アメリカで最も一般的に使用されている流量測定単位です。

7. スプレー角度

∙ スプレー角度の定義
スプレー角度とは、ノズルから噴射された液体や気体が形成する角度を指します。液体や気体がノズルから遠くに噴射されるほど、地球の重力やその他の環境要因の影響を受け、角度が大きくなったり小さくなったりする可能性があります。そのため、スプレー角度はあくまで評価ツールの一つですが、重要な指標であり、使用する装置とノズルとの距離も考慮する必要があります。メートル単位でもミリ単位でもスプレーシステムを使用する場合、最適なノズル性能を確保するためにぜひご相談ください。

∙ スプレー方向による角度変化の考慮
スプレーの方向によって、距離に応じたスプレー角度の変化も異なることを考慮する必要があります。一般的に、上から下へのスプレーでは角度が小さくなり、下から上へのスプレーでは角度が大きくなる傾向があります。この点は、スプレー装置を設計する際に考慮すべき重要な要素です。

∙ LORRICのスプレー角度保証
LORRICでは、標準圧力下で±5°のスプレー角度誤差を保証しています。この誤差も、装置のスプレー距離を設計する際に考慮に入れることが可能です。
[1]

参考資料

  1. ^ wikipedia-Spray nozzle (2023-10-26)
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