JPH01281162A - 噴霧体発生器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は噴霧体発生器に関する。

〔従来技術および発明が解決しようとする課題〕例えば
、液状噴霧体がガスの流れに接触するガス吸収法では、
液滴の噴霧体を発生させるようにノズル構造を選択する
のがよい。しかしながら、ノズル構造は広範囲の大きさ
の液滴を生じさせる。

所望の中位の大きさより可成り小さな液滴は界面面積を
大きくし、ガス相を同伴し易すくする。

液体噴流に一様な周期的部れを付与することによって液
滴の大きさ範囲を小さ（することができる。これはジェ
ットノズルのところに機械振動源又は超音波源を適用す
ることによって達成することができる。この乱れにより
噴流に沿って一様な拡張波を引き起し、これにより最終
的には噴流を破壊してほぼ一様な液滴にする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、幅狭の大きさ範囲の液滴噴霧体を発生
させるための噴霧体発生器は流出する流体の流れが衝突
し、相互に作用して噴霧体を形成するように配置された
一対の間隔をへだてたノズルと、これらのノズルにおけ
る流体の流れに実質的に一様な周期的部れを付与するた
めの手段とを備えている。

〔実施例〕

添付図を参照して本発明を実施例について以下に説明す
る。

第１図において、一対の間隔をへだてた同軸ノズル１．
２が夫々、導管３．４により双安定の流体分流器７の流
出アーム５．６に連結されている。

分流器７の流入部７′には液体供給源が連結されている
。導管３．４と分流器の制御ボート１０．１１との間に
は、フィードバック回路が連結されている。各フィード
バック回路は、可変流体レジスタンスおよびキャパシタ
ンス１２を有している。

変更例として、発振周波数を制御するのに十分な可変キ
ャパシタンスを流出アームに位置決めしてもよい。

ノズル１．２から流出する２つの流れの相互作用により
液体の噴霧体が形成される。ノズルは第１図には軸方向
に整合した状態で示されているが、衝突する流体の流れ
の所望の相互作用を生じさせるために、ノズルを他の角
度で配列させることもできる。これらのノズルは等しい
流れ領域を有しており、これらの領域は有利には円形横
断面のものである。両ノズルから流出する液体噴流が等
しい運動量を有するとき、その結果生じる液体カーテン
はノズルの軸線と直角である。このような液体カーテン
は不安定になると、破壊されて液滴になり、かかる液滴
は不安定の可変性または無秩序な発生により大きさが異
なる。自然に起る不安定から生じる波形を液滴の大きさ
範囲の程度まで抑制することが必要である。この抑制は
、液体カーテンに弯曲波形を与えることによって達成す
ることができる。

第２図において、Ｍ、およびＭ２は夫々、ノズル１２に
おける運動量を示す。■、およびＶＲは夫々、ノズルか
ら流出する液体の軸線方向速度成分および半径方向速度
成分である。

ＭｌおよびＭ２の周期的変化によりＶ＾およびＶ、ｌを
生じる。その結果、弯曲状波形を付与された液体カーテ
ンとなる。

双安定液体分流器により発生される圧力変動により、Ｍ
ｌおよびＭ２の急激な周期的変化を生じさせることがで
きる。

双安定分流器の流入部７′から流出する流れは流入部７
′の出口のところでフローチャンネルの壁部に寄ってア
ーム５又は６に沿って流れる。この流れがアーム５およ
び導管に沿ってノズル１へ流れる場合、フィードバック
回路８に圧力増大が起り、この増大がボート１０にもた
らされると、流入部７′からの流れはアーム６および導
管４の方に切換ねる。次いで、フィードバック回路９に
も同じ作用が起って流れをアーム５の方に切換わる。

弯曲状波形の波長は半径方向の速度成分■８と、圧力ま
たは運動量の切換回数との関数である。

弯曲波の場合、波頭部の破壊により生じる液滴の直径は
、速度、表面張力および密度などの液体の特性により実
質的に決まる液膜の厚さパラメータを臨界波長に掛けた
平方根の関数である。

従って、半径方向の速度成分を変えたり、得られた弯曲
状波形の周波数および振幅を変えたりすることによって
液体の特性の変化を補償することができる。これは、分
流器の下流の圧力を調整したり、流体分流器のフィード
バック回路８．９における変化による運動量の変化の回
数および大きさを変えたりすることによって達成するこ
とができる。レジスタンスおよびキャパシタンスの変化
はフィードバック回路の特性を変えるための主パラメー
タである。

その結果、供給液体の量の適度な変化にかかわらず、所
望の大きさ範囲の液滴をつくることができる。

この装置は、燃料油の速度などの変化にかかわらず、燃
料効率または放出レベルを維持するバーナノズルに使用
することができる。噴霧乾燥機ノズルに関する他の用途
では、供給量の変化にかかわらず、変化しない幅狭の液
滴得ることが可能である。

第３図は環状のノズル構造を示しており、第１図と同一
の参照番号を使用している。このような構造はたった１
つの室入口を有するバーナに有用である。

第４図において、双安定流体分流器すなわち発振器２６
は、流体ダイオード１３の渦室２８内に位置決めされた
対向したノズル２７を有している。

ダイオード１３は、接線方向の入口ボート１４および軸
線方向の出口１５を有し、入口ポー）１４での流入ガス
相が室２８で渦巻いて軸線方向出口１５に達する。

有利には、渦室２８の下に洗浄液溜め部１６が位置決め
されている。ポンプ１８により洗浄液を管１７に沿って
双安定発振器２６に圧送する。対向したノズル２７から
の液体により、実質的に一様な半径方向の噴霧液カーテ
ンが作られる。この液体カーテンは、代表的には４５＠
の広い円錐角を有している。対向したノズル２７は、例
えばノズル直径の３倍だけ十分に四散することができる
大きい噴流を生じることができる。

噴流衝突領域で発振器１０により発生した発振流により
、液滴が生じる。この構造はノズルを絞って液滴を作る
ことによって生じる流れの不安定性に依存しないので、
幅狭のノズルの閉塞を引起すことのあるスラリーおよび
懸濁液に使用するのにより適している。

接線方向の入口ボート１４から渦室２８に入るガスは、
渦室２８内の噴霧液カーテンにより洗浄される。渦巻い
ているガスの流れによって及ぼされる遠心力により、液
滴が壁部の方へ加速される。

この装置は自流作用で機能する。液相と気相との間に高
速が生じ、物質移動に対する気相の抵抗を小さくする。

遠心分離により液体から実質的に離脱した洗浄済みガス
は軸線方向出口１５に沿って流出し、例えば下降管１９
により、噴霧液を溜め部１６に戻すことができる。

第５図は第４図に示すような個々のユニットのカスケー
ドよりなる蒸留装置を示している。管２０に沿って流れ
るガスは、第１渦室２１に接線方向に流入して双安定発
振器２２により生じるカーテン液に合流する。渦室から
の液体を管２３に沿ってボイラ（図示せず）まで圧送し
、ボイラからの蒸気すなちわガスは管２０に沿って流れ
る。

室２１から管２４に沿って流出するガスは、第２渦室２
５に入るガス相をなす。第２渦室２５からの液体をカス
ケードの第１ユニツトのところで発振器２２の入口に圧
送する。蒸留装置を構成するのに、必要に応じて同様の
他の段階を追加することができる。

第６図において、流体分流器の流出アーム３３．３４に
は、複数対の間隔をへだてた実質的に同軸のノズル３０
が導管３１．３２により連結されている。分流器はフィ
ードバック回路を備えており、各回路は第１図に示すよ
うに可変のレジスタンスおよび可変のキャパシタンスを
有している。このレジスタンスはフィードバック回路に
おける制流子で構成するのがよく、キャパシタンスは回
路と連通している密閉容積部であるのがよい。

前述のように、ノズル３０から、あるいは第３図のよう
に環状ノズルから流出する２つの流れの相互作用により
液体噴霧体が形成される。その結果性じた液体カーテン
は、コンバットファイヤに対する安全カーテンとして使
用することができる。

例えば、ノズルを航空機のドアおよび隔壁に沿って配列
することができる。

第７図および第８図は、第４図を参照して説明したもの
と同様な種類の複数の個々のユニットよりなる蒸留装置
を示している。これらのユニットはコンパクトな塔を構
成する。

各ユニット５０は渦室５１を備えており、この渦室５１
は接線方向のガスの流れのための複数の開口部５２（第
８図）を側壁部５３に有している。

渦室５１は出口室５４内に包囲されており、出口室５４
はガスの流れ用の開口部５５をその基部の中央に有して
いる。ガスは半径方向の拡散器５６を通って開口部５５
から開口部５２へ流れる際にいくらかの静圧力降下を回
復する。室５１に生じた渦巻いているガスの流れは、対
向ノズルによって生じた液体カーテンに合流する。塔の
最も上方のユニット５０からのガスはコンデンサ５８に
入る。コンデンサ５８からの液体は塔に戻され、ポンプ
５９によって流体分流器および最も上方のユニットの渦
室内の対向ノズルに圧送される。コンデンサ５８からの
生成物は管路６０に沿って取り出される。同様に、塔の
底部ユニットから液体がボイラに圧送され、ボイラから
の蒸気すなわちガスは塔の底部に導入される。ボイラか
らの生成物の流れは管路６２に沿って流れる。管路６３
で供給物を導入することができる。

第９図に示す別の構造では、１つの流体分流器６５が複
数対の対向ノズル６６と連通している。

各対のノズル６６は夫々の渦室６７内に位置決めされて
いる。ガスは塔内を上方に流れ、液体はポンプ６９を有
する管路６８に沿って流体分流器６５に戻される。

第１０図において、複数の個々のユニット７０は、各々
、流体ダイオードの渦室内に位置決めされた一対のノズ
ル７２を備えており、また第４図を参照して説明したよ
うに、互いに積重ねられて塔を構成している。ノズルの
対は各々、関連した流体分流器７３に連通している。

処理すべき供給ガスは塔７１の底部ユニットに導入され
て、ノズル７２で生じる衝突する流れによって各ユニッ
トに発生する液体噴霧体を通って上方に流れる。この構
造では、各ユニットに異なる液体を利用することができ
、しかも各ユニットに異なる噴霧体の液滴の大きさを作
ることができる。これらのユニットは別個に調整するこ
とができる。

解渦器を備えた第１１図の実施例は、高周波数かつ低振
幅で機能することが可能である。導管８１に沿った液体
の流れに接触するように円筒体のような隆起体８０が位
置決めされている。ポンプ８３によって液体を閉鎖路８
２を通して圧送するが、供給液は８４で導入される。ピ
トー管８５．８６が導管８１に沿った流路の中へ延びて
いる。

液体は隆起体を越える際に逆方向相状態の渦を形成し、
ピトー管は液滴の噴霧体を生じるようにノズルに連結さ
れている。

【図面の簡単な説明】

第１図は同軸の対向したノズルを有する実施例の概略図
；第２図は略図；第３図は第２実施例の第１図と同様な
図；第４図はガス洗浄器として使用する実施例の概略図
；第５図は蒸留に使用する実施例の概略図；第６図は複
数対の対向したノズルを有する第１図と同様な図；第７
図はカスケード構造を示す略図；第８図は第７図のＡ−
Ａに沿った断面図；第９図は他の実施例の概略図；第１
０図は更らに他の実施例の概略図；第１１図は更らに別
の実施例の概略図である。 １．２・・・・・・ノズル　３，４・・・・・・導管　
５，６・・・・・・流出アーム　７・・・・・・双安定
流体分流器　７′・・・・・・流入部　８．９・・・・
・・フィードバック回路１０．１１・・・・・・制御ボ
ート　１２・・・・・・流体レジスタンスおよびキャバ
シタンス

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、幅狭の大きさ範囲の液滴噴霧体を発生させるための
   噴霧体発生器において、流出する流体の流れが衝突し、
   相互に作用して噴霧体を形成するように配置された一対
   の間隔をへだてたノズル（１、２）と、ノズルにおける
   流体の流れに実質的に一様な周期的乱れを付与するため
   の手段（７）とを備えていることを特徴とする発生器。 ２、上記手段は双安定流体分流器（７）よりなり、該分
   流器（７）は夫々のノズルに連結された流出アーム（５
   、６）と、各流出アームを流体分流器の関連した制御ポ
   ート（１０、１１）に連結する調整可能なフィードバッ
   ク回路（８、９）とを有していることを特徴とする請求
   項１記載の発生器。 ３、各フィードバック回路は可変の流体レジスタンスお
   よびキャパシタンス（１２）を有していることを特徴と
   する請求項２記載の発生器。 ４、ノズル（１、２）は同軸であることを特徴とする請
   求項１、２または３記載の発生器。 ５、ノズル（１、２）は環状断面のものであることを特
   徴とする請求項４記載の発生器。６、ノズル（１、２）
   は流れ領域が等しいことを特徴とする請求項４又は５記
   載の発生器。 ７、ノズル（２７）は流体ダイオード（１３）の渦室（
   ２８）内に位置決めされていることを特徴とする請求項
   １ないし６のうちのいずれかに記載の発生器。 ８、複数の渦室を形成して塔（５０）を構成し、各渦室
   は一対のノズルを収容していることを特徴とする請求項
   ７記載の発生器。 ９、各室内の一対のノズルは共通の流体分流器（６５）
   と連通していることを特徴とする請求項８記載の発生器
   。 １０、各室内の一対のノズルは関連した流体分流器（７
   ３）と連通していることを特徴とする請求項８記載の発
   生器。