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エアーノズルの選定ポイント

粉塵や水滴の除去、エアーカーテンや排煙、乾燥など、様々な用途に使用されるエアーノズル。その用途によって、ノズルタイプや噴射の形状は大きく異なります。では、実際にノズルを選ぶ時は、どんな点に注目すれば良いのでしょうか。今回はエアーノズルを選定する際のポイントをご紹介します。

圧力

同じノズルでも、圧力が異なれば流量やスプレー角度が変化します。ノズルには「適正圧力」(標準使用圧力)が定められているので、適正に使用できるかどうか、先に空圧機器の使用圧力を確認しておきましょう。

圧力を確認する時は、最もノズルに近い圧力計を参考にすることがポイントです。ポンプからノズルまでの距離が長かったり、落差があったりすると、圧力が変わってしまいます。 各メーカーのノズルカタログに記載されている「圧力」は、多くの場合ノズル直近の圧力を指していますので、差異がないようにしましょう。圧力値は多くの場合、流量値とともに型番表としてカタログに載っています。

また、圧力の単位は国によって異なります。採用している単位もメーカーによって違うため注意しましょう。

  • ●Kg/cm2…基準となる単位です。世界的によく使用されています。
  • ●Mpa(メガパスカル)…日本の法定計量単位です。1Mpaは10.2 Kg/cm2にあたります。
  • ●Bar…1Barは1.02 Kg/cm2です。
  • ●PSI(重量キロポンド毎平方インチ)…北米で使用される単位。1PSIは0.07 Kg/cm2です。

流量

流量とは、一定の圧力・一定の時間という条件下で噴射される流体の量のことです。圧力が高くなるほど流量も増加しますので、用途に合わせて必要な流量を決定してください。

流量と圧力の関係は、以下の公式に当てはめることができます。

Q1:Q2=√P1:√P2 (Q=流量、P=圧力)

単位は「l/min(リットル毎分)」が使用されることが多いでしょう。メーカーでオリフィス(ノズル断面積)と圧力における噴出量を一覧表にしていることも多いので、参考にしてください。また、大きい経口のオリフィスを使いたい場合は、圧力を低くすることで一定の流量にすることもできます。

ノズルタイプとスプレーパターン

スプレーパターンとは、エアーが噴射された際の断面形状のことです。ノズルの形状(ノズルタイプ)によって、スプレーパターンが変化します。たとえば、フラットタイプを取り付ければ直線的、ラウンドタイプを取り付ければ円形のスプレーパターンになるのです。 スプレーパターンは実に多種多様で、その呼び名もメーカーによって異なり特に統一されていません。以下に代表的なパターンを挙げていますので、用途に合わせて選びましょう。

ノズル:フラットタイプ
  • 形状
  • ノズル:フラットタイプ
  • 流量分布
  • 流量分布

ノズル:ラウンドタイプ
  • 形状
  • ノズル:ラウンドタイプ
  • 流量分布
  • 流量分布

スプレーパターン
  • 直進
  • 直進
  • 扇形
  • 扇形

  • 空円錐
  • 空円錐
  • 丸円錐
  • 丸円錐

同じように見えて、実際には粒子の大きさなどが異なることもあります。強いインパクトが必要な時、全域に均一に分布したい時、細かい粒子もしくは中〜大の粒子が必要な時、エアーカーテンにしたい時など、目的がハッキリしている場合はメーカーに相談するのもひとつの手です。

材質

噴射する流体の温度や化学薬品の有無などによって、ノズルに適した材質が異なります。今回は、一般的に使われることの多い材質についてご紹介しましょう。

【黄銅(真鍮)】

一般的な金属ノズルの代表で、手軽に扱うことができます。ただし、中・高圧力の耐摩耗性と、薬品を使用する場合の耐食性に欠けるのが難点です。

【ステンレス鋼】

SUS303…一般的な材質です。黄銅よりは耐摩耗性・耐食性に優れています。

SUS316…SUS303よりも更に優秀な耐摩耗性・耐食性を持っています。

【プラスチック】

PP…樹脂製ノズルとしては一般的な材質で、耐熱性・耐薬品性は中程度です。

ナイロン…耐摩耗性が優れています。

PTFE…耐食性・耐熱性が非常に高く、金属ノズルでは不十分な場合に使用されます。

ちなみに、ノズルが摩耗すると、流量の増加をはじめとする性能の劣化に繋がります。一般的に、ノズルの寿命は素材が硬いほど長いです。

<まとめ>

エアーノズルの選定は、用途や目的、使用する環境を考慮して総合的に考える必要があります。今回ご紹介した4つのポイントについて、あらかじめ仕様を決めておきましょう。情報を整理しておくことで、最適なノズルが見つかるはずです。