JPH0315491B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガスを用いて液体を噴霧するための混
合噴霧器に関する。更に本発明は複数の該混合噴
霧器を備える液体噴霧用装置に関する。

本明細書全体を通じて用いられている液体とい
う用語は液体中に固体粒子を含む分散系及びエマ
ルジヨンをも包含する。

適切な燃焼を得るために液体と燃焼用空気との
強烈な接触を促進すべく、燃焼処理の際に特に重
質液体燃料を霧化させることを目的として噴霧器
が大規模に用いられる。噴霧器に於いては液体燃
料が分散されて極めて小さな液滴となり、次に燃
料を燃焼させるために燃焼室に於いてこの液体粒
子を酸素又は酸素含有ガス、例えば空気と混合さ
せ得る。霧化は特殊な形状と寸法を有する１個又
は２個以上のオリフイスから圧力下で液体を噴出
させることによつて行われるのが普通である。噴
霧器自体の中で液体にガス、例えばスチームを添
加すると、液体の霧化が促進される。本明細書及
び特許請求の範囲に於いては、噴霧されるべき液
体にガスを添加する噴霧器を混合噴霧器という表
現で表示する。燃料を噴霧しようとする場合に重
要なことは、燃焼室内に於いて液体の最適な燃焼
を促進するように、噴霧器の出口領域一面に実質
的に一様に分散させる液体粒子の噴霧を発生させ
ることである。

以下に述べられる本発明に関する説明はオイル
等の液体のスチームによる噴霧を主として取り扱
うけれども、提案される噴霧器の応用は液体のス
チームによる噴霧に限定されないものである。ス
チームは、例えば空気又は製油所燃料ガスによつ
て置換され得る。また、湿らせるためにスチーム
を飽和させ得る。燃焼装置に応用するほかに、提
案された種類の噴霧器は、例えば揮発性成分を蒸
発させるための噴霧装置にも使用し得る。

本発明の目的はガスを用いて液体を噴霧するた
めの混合噴霧器を提供することであつて、この装
置は均一な液体の噴霧を発生させるために作動中
に噴霧器を離れる液体の速度と流束が噴霧器の出
口領域のいたるところで実質的に一様に分布する
ように構成されており、燃焼又はその他の用途に
液体を最高に利用するのに役立つ。

本発明によるガスを用いて液体を噴霧するため
の混合噴霧器は液体とガスの混合物を形成すべく
液体と一次ガスとを供給するための入口手段を備
えた第１の混合室と、作動中に第２の混合室を通
過する液体とガスの混合物の周囲に二次ガスを接
線方向に供給するための手段と、第２の混合室の
断面積よりも実質的に小さな断面積を有する出口
ノズルに達する第２の混合室とを含んでおり、前
記第１の混合室はこの混合室の断面積より実質的
に大きな断面積を有する第２の混合室に達し、第
１の混合室と第２の混合室と出口ノズルとは実質
的に一致する長手方向の軸を有する。

本発明の適切な具体例では、液体を噴霧するた
めの単一装置内に於て複数の上述の噴霧器が組み
合わされており、前記装置は複数の混合噴霧器に
供給する単一の液体供給部と単一のガス供給部と
を備える。

従つて、本発明はガスを用いて液体を噴霧する
ための装置にも係り、この装置は長手方向の軸を
有する部材であつて部材の頭部外表面で終端する
複数の本発明混合噴霧器を内部に備え且つ１個の
液体供給路と１個のガス供給路とを内部に備える
部材と、液体供給路と混合噴霧器の第１の混合室
との間に流体連通部を形成する第１の通路と、一
次ガスをガス供給路から前記第１の混合室に供給
するための第２の通路と、ガス供給路から混合噴
霧器の第２の混合室に二次ガスを接線方向に供給
するための第３の通路とを含んでいる。

次に添付図面を参照し乍ら実施例により、本発
明を更に詳細に説明する。

第１図には、ガスを用いて重質液体燃料等の液
体を噴霧するための混合噴霧器が示されており、
この噴霧器は符号１で全体的に表わされている。
混合噴霧器１は主要な構成部分として第１の混合
室２と第１の混合室２と流体で連通する第２の室
３と、第２の混合室３と接続された出口ノズル４
とを有する。これら３個の構成部分は実質的に一
致する長手方向の軸を有するけれども、第２の混
合室３の断面積と出口ノズル４の断面積は双方と
も第１の混合室２の断面積よりも実質的に大き
い。更に、出口ノズル４の断面積は第２の混合室
３の縦面積よりも小さく選択される。噴霧される
べき液体を第１の混合室２の自由端部又はその近
傍に供給し且つガスを第１の混合室２の自由端部
又はその近傍に噴霧するために路５及び６が噴霧
器内に配置される。路６からのガス流によつて路
５から流出する液体の流れを激しく分散させるの
を促進するために路５及び６は相互に対してある
角度をなして配置される。

ガスを第２の混合室３に供給するために、路７
と前記混合室３との間に流体連通部を形成する通
路８と共に環状路７が混合噴霧器に設けられる。
これらの通路８は第２の混合室３の外周部を横断
して均等に配列されており、環状路７からのガス
が前記混合室３中に接線方向に導入されるように
これらの通路が前記第２の混合室に対して配置さ
れる。

環状路７の下流では第２の混合室３が実質的に
切頭円錐状の側壁９を備え、この側壁は出口ノズ
ル４に向つて先細になつており、そのために流体
は路７と通路８から出口ノズル４の方に向つて円
滑に誘導される。

スチームを用いて液体燃料を霧化するための第
１図に示される混合噴霧器の作動中に、噴霧され
るべき液体とスチームが第１の混合室２中に導入
される。供給された液体の流れに対するスチーム
の流れの衝撃力のために、流体の流れが第１の混
合室２中で分散されて小さな液体断片になる。路
６からのスチームを路５からの液体の流れとある
角度で接触させることによつて液体の流れの分散
が促進される。液体断片とスチームとからこのよ
うにして形成された混合物が第２の混合室３に入
り、この混合室に於いて前記混合物に対して二次
スチームが音速で添加される。二次スチームが広
くなつている第２の混合室中に高速で接線方向に
導入されるために、二次スチームは第１の混合室
２からの液体断片と一次スチームとの混合物によ
つて形成される中心部分を取り囲む環体を形成す
る。接線方向に導入されたスチームの大部分は第
２の混合室３の切頭円錐形の壁部９に実質的に沿
つて流れて、出口ノズル４の壁部に沿つた通路を
進み、そのために液体と前記壁部との直接接触が
防止される。このような接触は前記壁部に接近し
て流れる液体の速度を容易に減少させ得、出口ノ
ズル４の随所で液体の不規則な流出パターンを生
ずる。

出口ノズル４の断面積が第２の混合室３の断面
積よりも実質的に小さいために、スチームと液体
断片との混合物の速度が出口ノズル４に於いて実
質的に増大されて、液体断片の一層の分散を生じ
させる。接線方向に供給された二次スチームから
なる遮蔽体が存在するために、出口ノズル４の断
面全体に亘つて液体断片の速度と密度とが実質的
に一様であつて、この特徴が出口ノズル４の下流
に配置された燃焼室（図示せず）中での液体の効
果的な燃焼を可能にする。混合噴霧器を出る際に
液体／スチーム混合物は急速に膨張して、燃焼室
間内で極めて細い液体粒子を含む噴霧を形成する
に至る。この空間に於いて燃料を燃焼させるため
に液体粒子を送風と接触させる。

液体を噴霧するための装置を示す第２図と第３
図について言及すると、この装置は第１図を参照
して既に検討したタイプの混合噴霧器の複数個を
備える。

この噴霧装置は複数の混合噴霧器１２に霧化用
液体を供給するための中央路１１と、オイル等の
噴霧されるべき液体を供給するための同心状に配
置された環状路１３とを備える部材１０から成
る。混合噴霧器１２が装置１０の頭部１４に配置
される。

隣接する流出液体粒子流の間で干渉が起らない
ようにするために、隣接する混合噴霧器１２の出
口ノズル間の距離は十分大きく選択されねばなら
ない。混合噴霧器１２の適切な配置は第３図に示
される配置である。この場合、混合噴霧器１２の
出口ノズルの中心が円形に並ぶように配置され、
また隣接する出口ノズルは相互から離間して120゜
の所に配置される。第２図に示されるように、装
置１０の頭部１４は切頭円錐状であるが、混合噴
霧器１２は前記頭部１４の外表面に対して垂直に
配置される。この配置は平坦な頭部を有する装置
と、頭部の平坦な外表面に垂直に配置されている
混合噴霧器とを用いる場合に可能なよりも多くの
混合噴霧器の適用を可能にし、隣接する混合噴霧
器間で干渉が起る危険を伴わない。

各混合噴霧器１２は第１の混合室１５と第２の
混合室１６と出口ノズル１７とを備えており、こ
の場合、第２の混合室１６は第１の混合室１５よ
りも実質的に大きい。各混合噴霧器１２の第１混
合室１５と第２混合室１６と出口ノズル１７は一
致する長手方向の軸を備えており、この各混合噴
霧器は頭部１４の切頭円錐状外面に対して垂直に
配置される。

混合噴霧器１２に対して霧化用一次流体を供給
するために、中央路１１と第１の混合室１５との
間に流体連通部を形成する複数の通路１８が設け
られる。霧化用二次流体が接線方向に配置された
通路１９を介して混合噴霧器１２の第２の混合室
１６に供給される。これらの通路１９は混合噴霧
器１２と実質的に環状をした路２０との間に流体
連通部を形成しており、この環状路は通路２１を
介して中央路１１に接続される。第２図に示され
るように接線方向に配置された通路１９を介して
混合噴霧器１２に霧化用二次流体を供給するため
に、環状路２０が混合噴霧器１２を囲撓する。

液体用環状路１３と第１の混合室１５との間に
流体連通部を形成する複数の通路２２を介して噴
霧されるべき流体が混合噴霧器１２の第１の混合
室１５に供給される。

第２図及び第３図に示した装置の動作は第１図
に示した個々の混合噴霧器を参照して検討したの
と実質的に同じである。スチームを用いてオイル
を噴霧するために第２図と第３図に示した装置を
用いる場合には、共通の液体供給部、即ち環状路
１３と、共通スチーム供給部、即ち中央路１１と
を介してそれぞれオイルとスチームが混合噴霧器
１２に供給される。

本発明が二次スチーム入口の下流に切頭円錐状
壁部を有する第２の混合室を備える混合噴霧器に
限定されないことに注意せねばならない。もし二
次スチーム入口から混合噴霧器の出口ノズルまで
に二次スチーム用の平滑な通路が存在して、二次
スチームが第２の混合室と出口ノズルの壁部に沿
つて遮蔽体を確実に形成するとすれば、これらの
壁部の代りに先細壁部の別の形状が用いられ得
る。

図示した具体例に於いては、混合噴霧器に液体
用の側方入口部と組み合わせて一次スチーム用の
中央入口部が設けられているけれども、これらの
入口は別の方法でも配置され得、例えば液体用の
中央入口部と一次スチーム用の側方入口部との組
み合わせが選択され得る。

更に、本発明は第２図に示されるようにスチー
ム用の中央路と液体用の環状路との特殊な配置を
有する混合噴霧器を備える装置に限定されない。
もし共通のスチーム用路と共通の液体用路とから
それぞれスチームと液体とを混合用噴霧器に供給
できるとすれば、任意の別の適当な配置を適用し
得る。

結局、本発明は切頭円錐状頭部を有する液体噴
霧装置に限定されないことが注目される。その代
りに、この装置に扁平頭部を設けることができ
る。このような頭部の場合、作動中の噴霧器から
流出する流体の流れ間に於いて干渉を起す危険を
伴わずに装置内に比較的多数の混合噴霧器の配置
を容易にするために、相互に別の方向に向いてい
る出口ノズルを備える頭部外表面に対して鋭角に
混合噴霧器を配置するのが好ましい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の混合噴霧器の縦断面図、第２
図は本発明の混合噴霧器の複数個を備える液体噴
霧用装置の縦断面図及び第３図は第２図に示され
る装置の平面図である。 １，１２……混合噴霧器、２，１５……第１混
合室、３，１６……第２混合室、４，１７……出
口ノズル、５……液体入口手段、６……ガス入口
手段、７，８……二次ガス供給手段、１０……部
材（装置）、１１，１３……供給路、１４……頭
部、１８……第１の通路、１９……第３の通路、
２２……第２の通路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 液体とガスの混合物を形成すべく液体と一次
   ガスを供給するための入口手段を備える第１の混
   合室と、作動中に第２の混合室を通過する液体と
   ガスの混合物を取り囲む二次ガスを接線方向に供
   給するための手段と、第２の混合室の断面積より
   も実質的に小さな断面積を有する出口ノズルに達
   する第２の混合室とを含んでおり、前記第１の混
   合室は第１の混合室の断面積よりも実質的に大き
   な断面積を有する第２の混合室に達しており、第
   １の混合室と第２の混合室と出口ノズルとが実質
   的に一致する長手方向の軸を有することから成る
   ガスを用いて液体を噴霧するための混合噴霧器。 ２ 液体と一次ガス用の別々の入口手段が第１の
   混合室に設けられており、入口手段が互いに傾斜
   していることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の混合噴霧器。 ３ 出口ノズルに二次ガスを円滑に誘導するため
   の先細壁部が第２の混合室に設けられることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項に記載
   の混合噴霧器。 ４ 第２の混合室に二次ガスを接線方向に供給す
   べく複数の接線方向に配置された通路が混合噴霧
   器に設けられており、前記通路が第２の混合室の
   外周部を横断して実質的に一様に配列されること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項の
   いずれかに記載の混合噴霧器。 ５ 出口ノズルの断面積が第１の混合室の断面積
   よりも実質的に大きいことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項乃至第４項のいずれかに記載の混合
   噴霧器。 ６ 長手方向の軸を有する部材であつて、部材の
   頭部外表面で終端する特許請求の範囲第１項乃至
   第５項のいずれかに記載の混合噴霧器の複数個を
   内部に備え且つ液体用の１個の液体供給路と１個
   のガス供給路とを内部に備えた部材と、液体供給
   路と混合噴霧器の第１の混合室との間に流体連通
   部を形成する第１の通路と、ガス供給路から前記
   第１の混合室に一次ガスを供給するための第２の
   通路と、ガス供給路から混合噴霧器の第２の混合
   室に二次ガスを接線方向に供給するための第３の
   通路とを含むガスにより液体を噴霧するための装
   置。 ７ 出口ノズルの中心が相互に実質的に等間隔で
   円形に並ぶように配置されることを特徴とする特
   許請求の範囲第６項に記載の装置。 ８ 部材の頭部が実質的に切頭円錐状の外表面を
   有しており、混合噴霧器が前記外表面に対して実
   質的に垂直に配置されることを特徴とする特許請
   求の範囲第６項又は第７項に記載の装置。 ９ 部材の頭部が実質的に平坦な外表面を有して
   おり、混合噴霧器が頭部外表面に対して鋭角に配
   置され、また相互に別の方向に向いている出口ノ
   ズルを備えることを特徴とする特許請求の範囲第
   ６項又は第７項に記載の装置。 １０ 供給路の一方が実質的に部材の中心に配置
   され、他方の供給路が環状であつて、これらの供
   給路が実質的に一致する長手方向の軸を有するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第６項乃至第９項
   のいずれかに記載の装置。