JPH0710359B2 - 霧化ノズル - Google Patents
霧化ノズルInfo
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- JPH0710359B2 JPH0710359B2 JP61286563A JP28656386A JPH0710359B2 JP H0710359 B2 JPH0710359 B2 JP H0710359B2 JP 61286563 A JP61286563 A JP 61286563A JP 28656386 A JP28656386 A JP 28656386A JP H0710359 B2 JPH0710359 B2 JP H0710359B2
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
- B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
- B05B7/08—Spray pistols; Apparatus for discharge with separate outlet orifices, e.g. to form parallel jets, i.e. the axis of the jets being parallel, to form intersecting jets, i.e. the axis of the jets converging but not necessarily intersecting at a point
- B05B7/0892—Spray pistols; Apparatus for discharge with separate outlet orifices, e.g. to form parallel jets, i.e. the axis of the jets being parallel, to form intersecting jets, i.e. the axis of the jets converging but not necessarily intersecting at a point the outlet orifices for jets constituted by a liquid or a mixture containing a liquid being disposed on a circle
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
- B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
- B05B7/04—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge
- B05B7/0416—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid
- B05B7/0441—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid with one inner conduit of liquid surrounded by an external conduit of gas upstream the mixing chamber
- B05B7/0466—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid with one inner conduit of liquid surrounded by an external conduit of gas upstream the mixing chamber with means for deflecting the central liquid flow towards the peripheral gas flow
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
- F23D11/10—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour
- F23D11/101—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour medium and fuel meeting before the burner outlet
- F23D11/102—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour medium and fuel meeting before the burner outlet in an internal mixing chamber
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- Nozzles For Spraying Of Liquid Fuel (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 イ.発明の背景 本発明は混合ボデーを有する霧化ノズルに係りそして例
えばカーボンブラツクを生産するための炉へ供給される
原料油を霧化するための霧化ノズルに係る。
えばカーボンブラツクを生産するための炉へ供給される
原料油を霧化するための霧化ノズルに係る。
油炉によるカーボンブラツクの生産が望まれるときは、
原料油の良好な分散が要求される。通常、原料油は重油
または残油である。そのような原料油は豊富にあり、安
価であり、そして高炭素含量を有するからである。
原料油の良好な分散が要求される。通常、原料油は重油
または残油である。そのような原料油は豊富にあり、安
価であり、そして高炭素含量を有するからである。
しかし、分散を達成するための原料重油の霧化は容易で
ない。多くのそのような原料油の気化に要求される入熱
は、多くの場合において、原料油の熱分解を生じさせそ
して望ましからざる態様でのコークス析出を生じさせる
のに十分である。原料油が十分に小さい粒子に破砕され
ない場合は、それはその解放点から炉壁に透入してデポ
ジツトを形成する。これらデポジツトは、剥離するにつ
れて、最終製品カーボンブラツクのグリツト汚染を生じ
させる。原料油を微粒化するための現在入手可能の霧化
二流体ノズルは、大量の霧化用流体が原料油と一緒にノ
ズルを通過するようにされないかぎり、総ての場合にお
いてグリツトを防ぐのに十分に細かい微粒体に原料油を
破砕し得ない。この技術は、また、製品カーボンブラツ
クの特性におけるその他の変化、例えばDBPテストによ
つて測定される構造上の変化、を生じさせる。
ない。多くのそのような原料油の気化に要求される入熱
は、多くの場合において、原料油の熱分解を生じさせそ
して望ましからざる態様でのコークス析出を生じさせる
のに十分である。原料油が十分に小さい粒子に破砕され
ない場合は、それはその解放点から炉壁に透入してデポ
ジツトを形成する。これらデポジツトは、剥離するにつ
れて、最終製品カーボンブラツクのグリツト汚染を生じ
させる。原料油を微粒化するための現在入手可能の霧化
二流体ノズルは、大量の霧化用流体が原料油と一緒にノ
ズルを通過するようにされないかぎり、総ての場合にお
いてグリツトを防ぐのに十分に細かい微粒体に原料油を
破砕し得ない。この技術は、また、製品カーボンブラツ
クの特性におけるその他の変化、例えばDBPテストによ
つて測定される構造上の変化、を生じさせる。
霧化用流体の低消費量を以て原料重油を効率的に霧化し
得るノズルは、カーボンブラツク反応炉において使用す
るのに極めて望ましいことは明らかである。
得るノズルは、カーボンブラツク反応炉において使用す
るのに極めて望ましいことは明らかである。
後に説明する本発明の実施例に用いられている符号を参
考のために付記して記述すると、本発明によれば、第1
管形部材60によって油の給源に連結され且つ第2管形部
材62によって霧化気体給源に連結されている混合ボデー
4と、延長部8と、スプレーヘッド6とを含む霧化ノズ
ルにおいて、 a) 前記混合ボデー4は、ほぼ円筒形の外面10と、前
記混合ボデー4の第1端12から第2端14に向かって延び
ている第1せん孔18と、該第2端14から前記第1端12に
向かって延びている第2せん孔20とを有し、前記第1せ
ん孔18及び前記第2せん孔20は直接には連通しておら
ず、また、前記第1せん孔18から延びて前記外面10上の
第1長手方向位置24において開口している第1の複数の
通路22と、前記第2せん孔20から延びていて前記外面10
上の第2長手方向位置28において開口している第2の複
数の通路26とを有し、前記第2長手方向位置28は前記第
1長手方向位置24と前記第2端14との間に位置してお
り、 b) 前記延長部8は、前記混合ボデー4の前記第2端
14に位置するとともにほぼ円筒形の外面32を有し、ま
た、該延長部8の第1端30に近接した部分で前記混合ボ
デー4の前記第2端14に装着されており、この延長部8
は、その長手方向軸線に沿って貫通している通路を有
し、この通路は前記第2せん孔20から前記延長部8の第
2端16へ向かって漸開するほぼ円錐台形の側壁34を有し
ており、 c) 前記スプレーヘッド6は、第1端40及び第2端42
と、長手方向軸線のまわりに配置されたほぼ円筒形の内
面44及び外面46と、前記スプレーヘッド6の前記第2端
42を部分的に閉鎖している端閉鎖部分48とを有し、この
端閉鎖部分48は、該端閉鎖部分48を通って前記スプレー
ヘッド6を長手方向軸線のまわりの円に沿って該スプレ
ーヘッド6の前記第2端42に開口する複数のポート50を
有し、前記スプレーヘッド6の前記内面44は前記延長部
8の前記第2端16に連結されて、前記混合ボデー4に連
らなっていて、前記スプレーヘッド6の長手方向軸線は
前記混合ボデー4の長手方向軸線と一致しており、前記
スプレーヘッド6の前記端閉鎖部分48は内面52を有し、
この内面52は前記延長部8の前記第2端16から隔置され
ていて室54が形成されるようになっている、 ことを特徴とする霧化ノズルが提供される。
考のために付記して記述すると、本発明によれば、第1
管形部材60によって油の給源に連結され且つ第2管形部
材62によって霧化気体給源に連結されている混合ボデー
4と、延長部8と、スプレーヘッド6とを含む霧化ノズ
ルにおいて、 a) 前記混合ボデー4は、ほぼ円筒形の外面10と、前
記混合ボデー4の第1端12から第2端14に向かって延び
ている第1せん孔18と、該第2端14から前記第1端12に
向かって延びている第2せん孔20とを有し、前記第1せ
ん孔18及び前記第2せん孔20は直接には連通しておら
ず、また、前記第1せん孔18から延びて前記外面10上の
第1長手方向位置24において開口している第1の複数の
通路22と、前記第2せん孔20から延びていて前記外面10
上の第2長手方向位置28において開口している第2の複
数の通路26とを有し、前記第2長手方向位置28は前記第
1長手方向位置24と前記第2端14との間に位置してお
り、 b) 前記延長部8は、前記混合ボデー4の前記第2端
14に位置するとともにほぼ円筒形の外面32を有し、ま
た、該延長部8の第1端30に近接した部分で前記混合ボ
デー4の前記第2端14に装着されており、この延長部8
は、その長手方向軸線に沿って貫通している通路を有
し、この通路は前記第2せん孔20から前記延長部8の第
2端16へ向かって漸開するほぼ円錐台形の側壁34を有し
ており、 c) 前記スプレーヘッド6は、第1端40及び第2端42
と、長手方向軸線のまわりに配置されたほぼ円筒形の内
面44及び外面46と、前記スプレーヘッド6の前記第2端
42を部分的に閉鎖している端閉鎖部分48とを有し、この
端閉鎖部分48は、該端閉鎖部分48を通って前記スプレー
ヘッド6を長手方向軸線のまわりの円に沿って該スプレ
ーヘッド6の前記第2端42に開口する複数のポート50を
有し、前記スプレーヘッド6の前記内面44は前記延長部
8の前記第2端16に連結されて、前記混合ボデー4に連
らなっていて、前記スプレーヘッド6の長手方向軸線は
前記混合ボデー4の長手方向軸線と一致しており、前記
スプレーヘッド6の前記端閉鎖部分48は内面52を有し、
この内面52は前記延長部8の前記第2端16から隔置され
ていて室54が形成されるようになっている、 ことを特徴とする霧化ノズルが提供される。
ロ.発明の細部の説明 第2図を参照すると、ノズル2は混合ボデー4及びスプ
レーヘツド6を有する。ノズル2は、さらに、混合ボデ
ー4とスプレーヘツド6との間に延長部8を有する。延
長部8は混合ボデー4またはスプレーヘツド6から分離
可能にされ得、または混合ボデー4またはスプレーヘツ
ド6と一体にされ得る。好ましくは、延長部8は混合ボ
デー4の一体部分にされる。混合ボデー4と一体に構成
された延長部8は良好なテスト結果を示しているからで
ある。
レーヘツド6を有する。ノズル2は、さらに、混合ボデ
ー4とスプレーヘツド6との間に延長部8を有する。延
長部8は混合ボデー4またはスプレーヘツド6から分離
可能にされ得、または混合ボデー4またはスプレーヘツ
ド6と一体にされ得る。好ましくは、延長部8は混合ボ
デー4の一体部分にされる。混合ボデー4と一体に構成
された延長部8は良好なテスト結果を示しているからで
ある。
別個に製造されそして別売りされ得る前記混合ボデー4
に就いて先ず説明する。混合ボデー4は概ね円筒形の外
面10、第1端12、及び延長部8が存在するか否かによつ
て第2端14または16を有する。説明上、ここでは、参照
番号14は混合ボデー4の第2端に相当し、一方、参照番
号16は延長部8の第2端に相当するものとされる。第1
せん孔18が第1端12から第2端14へ向かつて延在し、そ
して第2せん孔20が第2端14から第1端12へ向かって延
在する。しかし、第1せん孔18と第2せん孔20は直接連
通しておらず、そして通路は混合ボデー4の長手方向軸
線に沿つて混合ボデー4を完全には貫いて存在しない。
第1の複数の通路22が第1せん孔18から延びて、混合ボ
デー4の概ね円筒形の外面10上の第1長手方向位置24に
おいて前記外面10上に開口する。第2の複数の通路26が
第2せん孔20から延びて、混合ボデー4の前記外面10上
の第2長手方向位置28において前記外面10上に開口す
る。第2長手方向位置28は混合ボデー4の第1長手方向
位置24と第2端14との間に在る。
に就いて先ず説明する。混合ボデー4は概ね円筒形の外
面10、第1端12、及び延長部8が存在するか否かによつ
て第2端14または16を有する。説明上、ここでは、参照
番号14は混合ボデー4の第2端に相当し、一方、参照番
号16は延長部8の第2端に相当するものとされる。第1
せん孔18が第1端12から第2端14へ向かつて延在し、そ
して第2せん孔20が第2端14から第1端12へ向かって延
在する。しかし、第1せん孔18と第2せん孔20は直接連
通しておらず、そして通路は混合ボデー4の長手方向軸
線に沿つて混合ボデー4を完全には貫いて存在しない。
第1の複数の通路22が第1せん孔18から延びて、混合ボ
デー4の概ね円筒形の外面10上の第1長手方向位置24に
おいて前記外面10上に開口する。第2の複数の通路26が
第2せん孔20から延びて、混合ボデー4の前記外面10上
の第2長手方向位置28において前記外面10上に開口す
る。第2長手方向位置28は混合ボデー4の第1長手方向
位置24と第2端14との間に在る。
一般的に言えば、第1通路22のおのおのは、混合ボデー
4の第2端14に対して、前記通路22の長手方向軸線と混
合ボデー4の長手方向軸線との間で測定されたとき普通
は約90゜と約30゜との間の角度(A)を以て混合ボデー
4に穿設される。通常前記角度(A)は約90゜と約45゜
との間に選ばれる。複数の第2通路26の各通路は、普
通、第2端14に対して通路26の長手方向軸線と混合ボデ
ー4の長手方向軸線との間で測定されたとき一般的には
約90゜と約135゜との間でありそして通常は約90゜に等
しい角度(B)を以て穿設される。前記通路22及び26の
個数は、所望霧化度を達成するのに十分でなくてはなら
ない。一般的に言えば、約4から約16の間の個数の第1
通路22が使用される。混合ボデー4の第2通路26の個数
は、一般的に約4から約8の範囲である。図示実施例に
おいては、混合ボデー4は6個の第1通路22と4個の第
2通路26を有し、第2通路26の直径は第1通路22の直径
より大きい。
4の第2端14に対して、前記通路22の長手方向軸線と混
合ボデー4の長手方向軸線との間で測定されたとき普通
は約90゜と約30゜との間の角度(A)を以て混合ボデー
4に穿設される。通常前記角度(A)は約90゜と約45゜
との間に選ばれる。複数の第2通路26の各通路は、普
通、第2端14に対して通路26の長手方向軸線と混合ボデ
ー4の長手方向軸線との間で測定されたとき一般的には
約90゜と約135゜との間でありそして通常は約90゜に等
しい角度(B)を以て穿設される。前記通路22及び26の
個数は、所望霧化度を達成するのに十分でなくてはなら
ない。一般的に言えば、約4から約16の間の個数の第1
通路22が使用される。混合ボデー4の第2通路26の個数
は、一般的に約4から約8の範囲である。図示実施例に
おいては、混合ボデー4は6個の第1通路22と4個の第
2通路26を有し、第2通路26の直径は第1通路22の直径
より大きい。
第2図に示される混合ボデー4は、第1端12と第2端14
との間の長さを有し、それは好ましくは概ね円筒形の外
面10を横切る混合ボデー直径の約2倍から約5倍の範囲
内である。第1長手方向位置24と第2長手方向位置28と
を隔てる距離は、好ましくは前記外面10を横切る混合ボ
デー直径の約0.3倍から約3倍の範囲内である。
との間の長さを有し、それは好ましくは概ね円筒形の外
面10を横切る混合ボデー直径の約2倍から約5倍の範囲
内である。第1長手方向位置24と第2長手方向位置28と
を隔てる距離は、好ましくは前記外面10を横切る混合ボ
デー直径の約0.3倍から約3倍の範囲内である。
前記延長部8は混合ボデー4の第2端14上に位置される
ことが望ましい。延長部8は第1端30、第2端16及び概
ね円筒形の外面32を有する。延長部8は第1端30に隣接
するその一部分によつて混合ボデー4の第2端14に取付
けられる。概ね延長部8の長手方向軸線に沿つて、通路
が延長部8を通って延びる。該通路は前記第2せん孔20
の延長部として働きそして第2せん孔20から延長部8の
第2端16へ向かつて漸開する概ね円錐台形の側壁34によ
つて画成される。前記延長部を通る通路を画成する円錐
台形側壁34は、前記延長部の第2端16に対して通常は約
20゜から約70゜の範囲内である前記延長部長手方向軸線
からの角度(C)を以て漸開する。前記通路の漸開は良
好な霧化を達成するために重要である。
ことが望ましい。延長部8は第1端30、第2端16及び概
ね円筒形の外面32を有する。延長部8は第1端30に隣接
するその一部分によつて混合ボデー4の第2端14に取付
けられる。概ね延長部8の長手方向軸線に沿つて、通路
が延長部8を通って延びる。該通路は前記第2せん孔20
の延長部として働きそして第2せん孔20から延長部8の
第2端16へ向かつて漸開する概ね円錐台形の側壁34によ
つて画成される。前記延長部を通る通路を画成する円錐
台形側壁34は、前記延長部の第2端16に対して通常は約
20゜から約70゜の範囲内である前記延長部長手方向軸線
からの角度(C)を以て漸開する。前記通路の漸開は良
好な霧化を達成するために重要である。
周囲構造内における前記混合ボデー4のセンタリングを
助けるため、好ましくは3個から12個の支持脚36が混合
ボデー4の概ね円筒形の外面10上に、混合ボデー4の好
ましくは第1端12に隣接する混合ボデー外面10上の第3
長手方向位置38において取付けられてそれから概ね半径
方向外方へ突出する。
助けるため、好ましくは3個から12個の支持脚36が混合
ボデー4の概ね円筒形の外面10上に、混合ボデー4の好
ましくは第1端12に隣接する混合ボデー外面10上の第3
長手方向位置38において取付けられてそれから概ね半径
方向外方へ突出する。
スプレーヘツド6は第1端40及びノズル2の第2端に相
当する第2端42を有する。スプレーヘツド6は概ね円筒
形の内面44及び、工作上の便宜のため、概ね円筒形の外
面46を有する。スプレーヘツド6はその長手方向軸線を
中心として概ね対称である。スプレーヘツド6の端閉鎖
部分48は外側から該スプレーヘツドの内側を部分的に閉
鎖する。前記端閉鎖部分48はそれを貫く複数のポート50
を有し、該ポート50はスプレーヘツド6の長手方向軸線
を中心とする円に沿つてスプレーヘツド6の第2端42上
に開口する。好ましくは、スプレーヘツド6の概ね円筒
形の内面44は、スプレーヘツド6の長手方向軸線が混合
ボデー4及び延長部8の長手方向軸線と合致するように
延長部8の第2端16と接続される。スプレーヘツド6の
前記端閉鎖部分48は内面52を有し、該内面52は霧化室54
が前記内面52,44,34によつて部分的に画成されて作られ
るように延長部8の第2端16から離されて位置される。
当する第2端42を有する。スプレーヘツド6は概ね円筒
形の内面44及び、工作上の便宜のため、概ね円筒形の外
面46を有する。スプレーヘツド6はその長手方向軸線を
中心として概ね対称である。スプレーヘツド6の端閉鎖
部分48は外側から該スプレーヘツドの内側を部分的に閉
鎖する。前記端閉鎖部分48はそれを貫く複数のポート50
を有し、該ポート50はスプレーヘツド6の長手方向軸線
を中心とする円に沿つてスプレーヘツド6の第2端42上
に開口する。好ましくは、スプレーヘツド6の概ね円筒
形の内面44は、スプレーヘツド6の長手方向軸線が混合
ボデー4及び延長部8の長手方向軸線と合致するように
延長部8の第2端16と接続される。スプレーヘツド6の
前記端閉鎖部分48は内面52を有し、該内面52は霧化室54
が前記内面52,44,34によつて部分的に画成されて作られ
るように延長部8の第2端16から離されて位置される。
好ましくは、ポート50は霧化室54と第1図において全体
として58によつて示されるカーボンブラツク反応炉の燃
焼室56との間に流路を確立する。複数の通路即ちポート
50のおのおのは、スプレーヘツド6の端閉鎖部分48を貫
いて延びて、通常、スプレーヘツド6の第2端42に対し
てポート50の長手方向軸線とスプレーヘツド6の長手方
向軸線との間で測定されたとき約5゜と約75゜である角
度(D)を画成する。好ましくは、前記角度(D)は約
10゜から約60゜の間である。約12個から約24個の間の個
数のポート50がスプレーヘツド6に設けられることが好
ましい。
として58によつて示されるカーボンブラツク反応炉の燃
焼室56との間に流路を確立する。複数の通路即ちポート
50のおのおのは、スプレーヘツド6の端閉鎖部分48を貫
いて延びて、通常、スプレーヘツド6の第2端42に対し
てポート50の長手方向軸線とスプレーヘツド6の長手方
向軸線との間で測定されたとき約5゜と約75゜である角
度(D)を画成する。好ましくは、前記角度(D)は約
10゜から約60゜の間である。約12個から約24個の間の個
数のポート50がスプレーヘツド6に設けられることが好
ましい。
炉例えばカーボンブラツク反応炉58内に据付けられると
き、本発明の装置は、通常さらに、混合ボデー4内にお
いて第1せん孔18と接続される第1管形部材60及びスプ
レーヘツド6の第1端40と接続される第2管形部材62を
設置される。図示実施例においては、第2管形部材62
は、ノズル2へ霧化気体を運搬する管64の端に熔接され
る取付管から形成される。第2管形部材62は、環状室66
が第1管形部材60と第2管形部材62との間と混合ボデー
4と第2管形部材62との間とに画成されるように第1管
形部材60及び混合ボデー4に対して同心に配置される。
混合ボデー4は第2管形部材62の少なくとも部分的に内
側に配置されそして第1管形部材60の端に取付けられ
る。第2管形部材62の内径は混合ボデー4の外径の約11
倍から約2倍の範囲内に概ね選ばれる。
き、本発明の装置は、通常さらに、混合ボデー4内にお
いて第1せん孔18と接続される第1管形部材60及びスプ
レーヘツド6の第1端40と接続される第2管形部材62を
設置される。図示実施例においては、第2管形部材62
は、ノズル2へ霧化気体を運搬する管64の端に熔接され
る取付管から形成される。第2管形部材62は、環状室66
が第1管形部材60と第2管形部材62との間と混合ボデー
4と第2管形部材62との間とに画成されるように第1管
形部材60及び混合ボデー4に対して同心に配置される。
混合ボデー4は第2管形部材62の少なくとも部分的に内
側に配置されそして第1管形部材60の端に取付けられ
る。第2管形部材62の内径は混合ボデー4の外径の約11
倍から約2倍の範囲内に概ね選ばれる。
次に第1図を参照すると、第1管形部材60は油の給源68
に接続される。第2管形部材62は管64を介して霧化気体
給源70に接続される。原料油の給源68は一般的にはある
種類の重油例えば残油、抽出油あるいは石炭タールであ
る。それは、本質的に、良好な収率での高品質カーボン
ブラツクの生産のためには、高芳香族であることが望ま
しい。霧化気体給源70は在来的には空気であるが、その
他の軽い気体例えば窒素またはメタンの蒸気も好適であ
る。給源68,70からの流体の流れは、当業者に既に知ら
れている方式で調節され得る。
に接続される。第2管形部材62は管64を介して霧化気体
給源70に接続される。原料油の給源68は一般的にはある
種類の重油例えば残油、抽出油あるいは石炭タールであ
る。それは、本質的に、良好な収率での高品質カーボン
ブラツクの生産のためには、高芳香族であることが望ま
しい。霧化気体給源70は在来的には空気であるが、その
他の軽い気体例えば窒素またはメタンの蒸気も好適であ
る。給源68,70からの流体の流れは、当業者に既に知ら
れている方式で調節され得る。
本発明がカーボンブラツクの生産に使用されるときは、
本装置は一般的に、さらに、スプレーヘツド6の長手方
向軸線に対して概ね同心に位置されそしてスプレーヘツ
ド6の外面46から或る距離を以て離された第3管形部材
72を設けられる。端閉鎖部材76が第3管形部材72の第1
端76を閉鎖する。普通、第3管形部材72及び端閉鎖部材
74は耐火材料から形成されて十分に断熱され、そして協
働して燃焼室56を画成する。在来形式の冷却及び収集機
構(図示せず)が燃焼室56の下流端に配置される。端閉
鎖部材74は第3管形部材72の長手方向軸線に概ね沿つて
それを通る通路を設けられ、そして前記管64が端閉鎖部
材74の前記通路を通つて延びる。このようにして、スプ
レーヘツド6はその端閉鎖部分48を貫いた複数のポート
50を第3管形部材72の端閉鎖部材74とは反対方向に指向
させて第3管形部材72の長手方向軸線に沿つて配置され
る。好ましくは、少なくとも1個のトンネル76が端閉鎖
部材74に近い位置において燃焼室56に開口して設けられ
る。酸素含有気体の給源78がトンネル76に接続される。
可燃性流体、例えば油または天然ガスまたは反応炉から
回収される排気ガス、の給源80は、給源68から原料油の
熱分解のために燃焼室56内に送られる高温空気に代わる
燃焼気体を導入することが望まれるとき前記トンネル76
に対して選択的に接続される。低温気体例えば空気の給
源82は、前記管64と端閉鎖部材74との間の環状空間を通
じて燃焼室56内に給気するように配置される。低温気体
の流れは小さいが、ノズル2を保護するため望ましい。
好ましくは、密閉装置84が端閉鎖部材74を通る管64を摺
動可能に据付けて燃焼室56をその環境から密閉するよう
に設けられる。
本装置は一般的に、さらに、スプレーヘツド6の長手方
向軸線に対して概ね同心に位置されそしてスプレーヘツ
ド6の外面46から或る距離を以て離された第3管形部材
72を設けられる。端閉鎖部材76が第3管形部材72の第1
端76を閉鎖する。普通、第3管形部材72及び端閉鎖部材
74は耐火材料から形成されて十分に断熱され、そして協
働して燃焼室56を画成する。在来形式の冷却及び収集機
構(図示せず)が燃焼室56の下流端に配置される。端閉
鎖部材74は第3管形部材72の長手方向軸線に概ね沿つて
それを通る通路を設けられ、そして前記管64が端閉鎖部
材74の前記通路を通つて延びる。このようにして、スプ
レーヘツド6はその端閉鎖部分48を貫いた複数のポート
50を第3管形部材72の端閉鎖部材74とは反対方向に指向
させて第3管形部材72の長手方向軸線に沿つて配置され
る。好ましくは、少なくとも1個のトンネル76が端閉鎖
部材74に近い位置において燃焼室56に開口して設けられ
る。酸素含有気体の給源78がトンネル76に接続される。
可燃性流体、例えば油または天然ガスまたは反応炉から
回収される排気ガス、の給源80は、給源68から原料油の
熱分解のために燃焼室56内に送られる高温空気に代わる
燃焼気体を導入することが望まれるとき前記トンネル76
に対して選択的に接続される。低温気体例えば空気の給
源82は、前記管64と端閉鎖部材74との間の環状空間を通
じて燃焼室56内に給気するように配置される。低温気体
の流れは小さいが、ノズル2を保護するため望ましい。
好ましくは、密閉装置84が端閉鎖部材74を通る管64を摺
動可能に据付けて燃焼室56をその環境から密閉するよう
に設けられる。
複数の油流は例えば第1通路22を通じて一油流から外方
へ導かれて概ね環状に形づくられた気体流のなかへ進入
して気体との混合物を形成する。ついで該混合物は複数
の分けられた流れ、例えば第2通路26を通つて流れる流
れ、に分割されそして内方へ導かれて互いに衝突して微
粒体を形成する。ついで前記微粒体は例えばポート50を
通じて外方へ導かれて、ノズル2からの複数の分割され
た流れに入る。好ましくは、前記混合物はノズル内にお
いて概ね環状に形づくられた混合室、例えば環状室66、
を通つて流れる。前記微粒体は、好ましくは、漸開する
通路を通つて、霧化室例えば側壁34によつて画成される
室に流れ込んだ後、複数の分割された流れとして前記ノ
ズル2から外方へ導かれる。
へ導かれて概ね環状に形づくられた気体流のなかへ進入
して気体との混合物を形成する。ついで該混合物は複数
の分けられた流れ、例えば第2通路26を通つて流れる流
れ、に分割されそして内方へ導かれて互いに衝突して微
粒体を形成する。ついで前記微粒体は例えばポート50を
通じて外方へ導かれて、ノズル2からの複数の分割され
た流れに入る。好ましくは、前記混合物はノズル内にお
いて概ね環状に形づくられた混合室、例えば環状室66、
を通つて流れる。前記微粒体は、好ましくは、漸開する
通路を通つて、霧化室例えば側壁34によつて画成される
室に流れ込んだ後、複数の分割された流れとして前記ノ
ズル2から外方へ導かれる。
本発明がカーボンブラツクの生産に用いられる場合、霧
化気体給源70からの気体流れは、通常、空気または蒸
気、好ましくは便利性のために空気、でありそして油の
流れは気化を助けるために例えば約100゜から約400゜、
一般的には約150゜から350゜、の範囲内の温度まで予熱
されている。先行技術のノズルと比較したとき、本発明
のノズルにおける霧化気体の消費量は、概ね50%減少す
る。例えば、約15kg〜約25kgの油が毎標準立方メートル
(Nm3)の空気で霧化され得ることが予想される。先行
技術のノズルは、毎標準立方メートルの空気で10kgの油
の霧化を達成し得るに過ぎなかつた。
化気体給源70からの気体流れは、通常、空気または蒸
気、好ましくは便利性のために空気、でありそして油の
流れは気化を助けるために例えば約100゜から約400゜、
一般的には約150゜から350゜、の範囲内の温度まで予熱
されている。先行技術のノズルと比較したとき、本発明
のノズルにおける霧化気体の消費量は、概ね50%減少す
る。例えば、約15kg〜約25kgの油が毎標準立方メートル
(Nm3)の空気で霧化され得ることが予想される。先行
技術のノズルは、毎標準立方メートルの空気で10kgの油
の霧化を達成し得るに過ぎなかつた。
本発明は“ソフト”カーボンブラツク、例えば20m2/gか
ら約75m2/gまでの範囲の表面積を有するそれら、の生産
に特別の適用可能性を有する。“ソフト”カーボンブラ
ツクの生産工程においては、反応炉内の低燃焼気体速度
は、従来、軸方向スプレーヘツドから反応炉壁への原料
油の透入を許した。その結果として、生成カーボンブラ
ツク中に粗粒(グリツト)が生じた。先行技術のノズル
は、原料油を十分に微粒化しそしてその過度の量が反応
炉壁に達するのを防ぐためには高霧化空気流量を必要と
した。しかし、高空気流量は、DBPテストによつて測定
されるとき、生成カーボンブラツクの組織に望ましくな
い変化を生じた。過度に低い霧化空気流量は粗粒(グリ
ツト)を生じさせ、一方、過度に高い霧化空気流量は生
成カーボンブラツクにおいて規格外の組織を生じさせ
た。本発明のノズルはこれら問題を極めてより少ない量
の霧化用空気を以て効率的に操業することによつて解決
するものである。
ら約75m2/gまでの範囲の表面積を有するそれら、の生産
に特別の適用可能性を有する。“ソフト”カーボンブラ
ツクの生産工程においては、反応炉内の低燃焼気体速度
は、従来、軸方向スプレーヘツドから反応炉壁への原料
油の透入を許した。その結果として、生成カーボンブラ
ツク中に粗粒(グリツト)が生じた。先行技術のノズル
は、原料油を十分に微粒化しそしてその過度の量が反応
炉壁に達するのを防ぐためには高霧化空気流量を必要と
した。しかし、高空気流量は、DBPテストによつて測定
されるとき、生成カーボンブラツクの組織に望ましくな
い変化を生じた。過度に低い霧化空気流量は粗粒(グリ
ツト)を生じさせ、一方、過度に高い霧化空気流量は生
成カーボンブラツクにおいて規格外の組織を生じさせ
た。本発明のノズルはこれら問題を極めてより少ない量
の霧化用空気を以て効率的に操業することによつて解決
するものである。
以下、本発明は下記例によつて説明される。
例 I 低グリツトN−550カーボンブラツクが、内径60.96cm
(24in)、長さ58.42cm(23in)の燃焼室56であって内
径71.12cm(28in)の区域を後置されたものを有する標
準タンゼンシヤル反応炉内で生産された。2個のタンゼ
ンシヤルトンネル76が設けられ、それらはおのおの15.2
5cm(6in)の内径を有した。
(24in)、長さ58.42cm(23in)の燃焼室56であって内
径71.12cm(28in)の区域を後置されたものを有する標
準タンゼンシヤル反応炉内で生産された。2個のタンゼ
ンシヤルトンネル76が設けられ、それらはおのおの15.2
5cm(6in)の内径を有した。
スプレーヘツド6は316ステンレス鋼から形成され、そ
して内径約4.5mm(0.177in)の16個のポート50を有し
た。角度(D)は20゜であつた。霧化室54の内径は約4c
m(1.575in)であつた。スプレーヘツド6の全長は約6c
m(2.36in)であつた。混合ボデー4及び延長部8は一
体にされそして316ステンレス鋼から形成された。第1
せん孔18の内径は約2cm(0.803in)であつた。第2せん
孔20の内径は約2.3cm(0.90in)であつた。おのおの約
4.8mm(0.1875in)の直径を有する10個の第1通路22が
第1せん孔18を環状室66と連絡した。角度(A)は45゜
であつた。内径約9.5mm(0.375in)の4個の第2通路26
が環状室66を第2せん孔20と連絡した。角度(B)は90
゜であつた。角度(C)は45゜であり、そして円錐台形
部分の長さは約4.4mm(0.175in)であつた。第1長手方
向位置24と第2長手方向位置28との間隔は概ね4.1cm
(1.60in)であつた。
して内径約4.5mm(0.177in)の16個のポート50を有し
た。角度(D)は20゜であつた。霧化室54の内径は約4c
m(1.575in)であつた。スプレーヘツド6の全長は約6c
m(2.36in)であつた。混合ボデー4及び延長部8は一
体にされそして316ステンレス鋼から形成された。第1
せん孔18の内径は約2cm(0.803in)であつた。第2せん
孔20の内径は約2.3cm(0.90in)であつた。おのおの約
4.8mm(0.1875in)の直径を有する10個の第1通路22が
第1せん孔18を環状室66と連絡した。角度(A)は45゜
であつた。内径約9.5mm(0.375in)の4個の第2通路26
が環状室66を第2せん孔20と連絡した。角度(B)は90
゜であつた。角度(C)は45゜であり、そして円錐台形
部分の長さは約4.4mm(0.175in)であつた。第1長手方
向位置24と第2長手方向位置28との間隔は概ね4.1cm
(1.60in)であつた。
この装置の運転は表Iによつて説明される。
生成されたカーボンブラツクは例外的に低いグリツト値
を有することを特徴とすることが理解されるであろう。
を有することを特徴とすることが理解されるであろう。
例 II 本発明のノズル2は下記のごとく表において先行技術の
ノズルと比較される。
ノズルと比較される。
【図面の簡単な説明】 第1図は新規のノズルを含む本発明の特徴を具現するカ
ーボンブラツク生産装置の一部を示す図面である。 第2図は第1図に示されるノズルの一部分の縦断面図で
あり、第3図は2−2線に沿つて取られた図面である。 第3図は第2図の3−3線に沿つて取られた第2図に示
されるノズルの部分の横断面図である。 図面上、2……ノズル、4……混合ボデー、6……スプ
レーヘツド、8……延長部、10……外面、12……第1
端、14……第2端、18……第1せん孔、20……第2せん
孔、22……第1通路、24……第1長手方向位置、26……
第2通路、28……第2長手方向位置、48……端閉鎖部
分、50……ポート、54……霧化室、56……燃焼室、60…
…第1管形部材、62……第2管形部材、64……管、66…
…環状室、72……第3管形部材、74……端閉鎖部材
ーボンブラツク生産装置の一部を示す図面である。 第2図は第1図に示されるノズルの一部分の縦断面図で
あり、第3図は2−2線に沿つて取られた図面である。 第3図は第2図の3−3線に沿つて取られた第2図に示
されるノズルの部分の横断面図である。 図面上、2……ノズル、4……混合ボデー、6……スプ
レーヘツド、8……延長部、10……外面、12……第1
端、14……第2端、18……第1せん孔、20……第2せん
孔、22……第1通路、24……第1長手方向位置、26……
第2通路、28……第2長手方向位置、48……端閉鎖部
分、50……ポート、54……霧化室、56……燃焼室、60…
…第1管形部材、62……第2管形部材、64……管、66…
…環状室、72……第3管形部材、74……端閉鎖部材
Claims (10)
- 【請求項1】第1管形部材(60)によって油の給源に連
結され且つ第2管形部材(62)によって霧化気体給源に
連結されている混合ボデー(4)と、延長部(8)と、
スプレーヘッド(8)とを含む霧化ノズルにおいて、 a) 前記混合ボデー(4)は、ほぼ円筒形の外面(1
0)と前記混合ボデー(4)の第1端(12)から第2端
(14)に向かって延びている第1せん孔(18)と、該第
2端(14)から前記第1端(12)に向かって延びている
第2せん孔(20)とを有し、前記第1せん孔(18)及び
前記第2せん孔(20)は直接には連通しておらず、ま
た、前記第1せん孔(18)から延びて前記外面(10)上
の第1長手方向位置(24)において開口している第1の
複数の通路(22)と、前記第2せん孔(20)から延びて
前記外面(10)上の第2長手方向位置(28)において開
口している第2の複数の通路(26)とを有し、前記第2
長手方向位置(28)は前記第1長手方向位置(24)と前
記第2端(14)との間に位置しており、 b) 前記延長部(8)は、前記混合ボデー(4)の前
記第2端(14)に位置するとともにほぼ円筒形の外面
(32)を有し、また、該延長部(8)の第1端(30)に
近接した部分で前記混合ボデー(4)の前記第2端(1
4)に装着されており、この延長部(8)は、その長手
方向軸線に沿って貫通して延びている通路を有し、この
通路は前記第2せん孔(20)から前記延長部(8)の第
2端(16)へ向かって漸開するほぼ円錐台形の側壁(3
4)を有しており、 c) 前記スプレーヘッド(6)は、第1端(40)及び
第2端(42)と、長手方向軸線のまわりに配置されたほ
ぼ円筒形の内面(44)及び外面(46)と、前記スプレー
ヘッド(6)の前記第2端(42)を部分的に閉鎖してい
る端閉鎖部分(48)とを有し、この端閉鎖部分(48)
は、該端閉鎖部分(48)を通って前記スプレーヘッド
(6)の長手方向軸線のまわりの円に沿って該スプレー
ヘッド(6)の前記第2端(42)に開口する複数のポー
ト(50)を有し、前記スプレーヘッド(6)の前記内面
(44)は前記延長部(8)の前記第2端(16)に連結さ
れて、前記混合ボデー(4)に連らなっていて、前記ス
プレーヘッド(6)の長手方向軸線は前記混合ボデー4
の長手方向軸線と一致しており、前記スプレーヘッド
(6)の前記端閉鎖部分(48)は内面(52)を有し、こ
の内面(52)は前記延長部(8)の前記第2端(16)か
ら隔置されていて室(54)が形成されるようになってい
る、ことを特徴とする霧化ノズル。 - 【請求項2】前記第1の複数の通路(22)の各々は、前
記混合ボデー(4)の前記第2端(14)に対して、この
通路(22)の長手方向軸線と前記混合ボデー(4)の長
手方向軸線との間で測定された場合に約90゜と約30゜と
の間の角度(A)をもって穿設されている、特許請求の
範囲第1項記載の霧化ノズル。 - 【請求項3】前記第2の複数の通路(26)の各々は、こ
の通路(26)の長手方向軸線と前記混合ボデー(4)の
長手方向軸線との間で測定された場合に約90゜の角度
(B)をもって穿設されている、特許請求の範囲第2項
記載の霧化ノズル。 - 【請求項4】前記第1の複数の通路(22)は4個から16
個までであり、前記角度(A)は約90゜から約45゜まで
であり、前記第2の複数の通路(26)は4個から8個ま
でである、特許請求の範囲第3項記載の霧化ノズル。 - 【請求項5】前記混合ボデー(4)は前記ほぼ円筒形の
外面(10)を横切る第1の直径を有し、前記混合ボデー
(4)の前記第1端(12)と前記第2端(14)との間の
長さは前記第1の直径の2倍から5倍までの範囲内にあ
り、前記第1の直径の0.3倍から3倍までの範囲内の距
離だけ前記第1長手方向位置(24)が前記第2長手方向
位置(28)から離れている、特許請求の範囲第1項から
第4項までのいずれか一項に記載の霧化ノズル。 - 【請求項6】前記延長部(8)を貫通する前記通路のほ
ぼ円錐台形の側壁(34)は、前記延長部(8)の前記第
2端(16)に対して、前記延長部(8)の長手方向軸線
から約20゜から70゜までの角度(C)で漸開している、
特許請求の範囲第1項記載の霧化ノズル。 - 【請求項7】前記混合ボデー(4)の前記ほぼ円筒形の
外面(10)には3個から12個までの支持脚(36)が備え
られており、これら支持脚(36)は前記混合ボデー
(4)の前記第1端(12)の近くにおいて該混合ボデー
(4)の前記ほぼ円筒形の外面10上における第3長手方
向位置(38)からほぼ半径方向外方に延びている、特許
請求の範囲第1項から第5項までのいずれか一項に記載
の霧化ノズル。 - 【請求項8】前記スプレーヘッド(6)の前記端閉鎖部
分(48)を貫通している前記複数のポート(50)の各々
は、該スプレーヘッド(6)の前記第2端(42)に対し
て、該スプレーヘッド(6)の長手方向軸線と前記ポー
ト(50)の長手方向軸線との間で測定された場合に約5
゜から約75゜までの角度(D)を形成している、特許請
求の範囲第1項記載の霧化ノズル。 - 【請求項9】前記スプレーヘッド(6)の前記端閉鎖部
分(48)を貫通しているポート(50)の数は、8個から
32個までである、特許請求の範囲第8項記載の霧化ノズ
ル。 - 【請求項10】前記スプレーヘッド(6)の前記端閉鎖
部分(48)を貫通しているポート(50)の数は、12個か
ら24個までである、特許請求の範囲第9項記載の霧化ノ
ズル。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US804953 | 1985-12-05 | ||
| US06/804,953 US4645129A (en) | 1985-12-05 | 1985-12-05 | Atomizing nozzle and use |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62191061A JPS62191061A (ja) | 1987-08-21 |
| JPH0710359B2 true JPH0710359B2 (ja) | 1995-02-08 |
Family
ID=25190312
Family Applications (1)
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