JPH09239299A - 二流体ノズル - Google Patents
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- JPH09239299A JPH09239299A JP8052034A JP5203496A JPH09239299A JP H09239299 A JPH09239299 A JP H09239299A JP 8052034 A JP8052034 A JP 8052034A JP 5203496 A JP5203496 A JP 5203496A JP H09239299 A JPH09239299 A JP H09239299A
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- 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
- B05B7/0491—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 the liquid and the gas being mixed at least twice along the flow path of the liquid
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- B05B7/2489—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 with means, e.g. a container, for supplying liquid or other fluent material to a discharge device an atomising fluid, e.g. a gas, being supplied to the discharge device
- B05B7/2491—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 with means, e.g. a container, for supplying liquid or other fluent material to a discharge device an atomising fluid, e.g. a gas, being supplied to the discharge device characterised by the means for producing or supplying the atomising fluid, e.g. air hoses, air pumps, gas containers, compressors, fans, ventilators, their drives
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 気水比が小さくても粒子径を小さくできるよ
うにする。 【解決手段】 ノズル１０内部に、液体供給路１４と、
その外周位置に気体供給路１６を設け、ノズル先端の噴
射口２０を囲む先端閉鎖壁１８ｂの内面に向かって上記
液体供給路より供給される液体を噴射させて上記先端閉
鎖壁を遮蔽部として衝突させ、かつ、噴射した液体と交
差させて衝突混合させるとともに、噴射口の近傍で気液
混合物を衝突させるように、上記遮蔽部に沿って上記気
体供給通路１６より噴射口へと連通する気体流路２３を
設けている。この気体流路は対向させて２以上形成し、
かつ、対向させた気体流路がなす角度を１８０度〜３０
度に設定している。
うにする。 【解決手段】 ノズル１０内部に、液体供給路１４と、
その外周位置に気体供給路１６を設け、ノズル先端の噴
射口２０を囲む先端閉鎖壁１８ｂの内面に向かって上記
液体供給路より供給される液体を噴射させて上記先端閉
鎖壁を遮蔽部として衝突させ、かつ、噴射した液体と交
差させて衝突混合させるとともに、噴射口の近傍で気液
混合物を衝突させるように、上記遮蔽部に沿って上記気
体供給通路１６より噴射口へと連通する気体流路２３を
設けている。この気体流路は対向させて２以上形成し、
かつ、対向させた気体流路がなす角度を１８０度〜３０
度に設定している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は二流体ノズルに関
し、詳しくは、気体と液体、あるいは気液混合気体と液
体とを衝突混合させて微粒化した気液を噴射させるもの
で、高温物体または気体（ガス）冷却用等、重油等の燃
焼用等に用いるものである。
し、詳しくは、気体と液体、あるいは気液混合気体と液
体とを衝突混合させて微粒化した気液を噴射させるもの
で、高温物体または気体（ガス）冷却用等、重油等の燃
焼用等に用いるものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の二流体ノズルとしては、
ノズル内部で衝突混合させる内部混合方式と、噴口より
外部に出た位置で衝突混合させる外部混合方式とがあ
る。
ノズル内部で衝突混合させる内部混合方式と、噴口より
外部に出た位置で衝突混合させる外部混合方式とがあ
る。
【０００３】外部混合方式としては、図１１に概略的に
示す二流体ノズルがあり、該二流体ノズルでは、ノズル
本体１の中心穴１ａより液体を供給するとともに、外周
に設けた穴１ｂよりエアを供給し、噴射口１ｃの外部で
エアＡと液体Ｌとを衝突混合させている。
示す二流体ノズルがあり、該二流体ノズルでは、ノズル
本体１の中心穴１ａより液体を供給するとともに、外周
に設けた穴１ｂよりエアを供給し、噴射口１ｃの外部で
エアＡと液体Ｌとを衝突混合させている。
【０００４】内部混合方式としては、図１２に示す二流
体ノズルがあり、ノズル本体４の中心穴４ａにエアＡを
供給すると共に外周面に開口した穴４ｂより液体Ｌを供
給し、ノズル本体の内部室４ｃでエアと液体とを衝突混
合させ、気液を混合した状態で、ノズル本体４に連結し
たノズルチップ５の噴射口５ａより噴射している。
体ノズルがあり、ノズル本体４の中心穴４ａにエアＡを
供給すると共に外周面に開口した穴４ｂより液体Ｌを供
給し、ノズル本体の内部室４ｃでエアと液体とを衝突混
合させ、気液を混合した状態で、ノズル本体４に連結し
たノズルチップ５の噴射口５ａより噴射している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記図１１に示す外部
混合方式では、設計通りのエアと液体が供給されている
場合は、気液を衝突混合させると所要の微粒化を図るこ
とができるが、エア側にトラブルが発生し、エア量が減
少あるいはエア圧が減少し、さらに、液体のみが噴射さ
れる場合には、液体が噴射口から棒流となって噴射さ
れ、被噴射体に当たることとなる。その場合、液体圧は
１ｋｇ／ｃｍ2〜８ｋｇ／ｃｍ2であるため、被噴射体が
３ｍ程度離れていても損傷を受ける場合がある。この
点、内部混合方式では、液体のみとなっても噴射口より
所要角度に拡散されて噴射されるため、棒流が被噴射体
に直接当たることはなく、上記問題は発生しない。
混合方式では、設計通りのエアと液体が供給されている
場合は、気液を衝突混合させると所要の微粒化を図るこ
とができるが、エア側にトラブルが発生し、エア量が減
少あるいはエア圧が減少し、さらに、液体のみが噴射さ
れる場合には、液体が噴射口から棒流となって噴射さ
れ、被噴射体に当たることとなる。その場合、液体圧は
１ｋｇ／ｃｍ2〜８ｋｇ／ｃｍ2であるため、被噴射体が
３ｍ程度離れていても損傷を受ける場合がある。この
点、内部混合方式では、液体のみとなっても噴射口より
所要角度に拡散されて噴射されるため、棒流が被噴射体
に直接当たることはなく、上記問題は発生しない。
【０００６】しかしながら、内部混合方式では、気水比
（気体／液体）を小さくし、供給エア量を少なくする
と、粒子径が大きくなる問題がある。即ち、気水比と粒
子径との関係は、図１３のグラフに示す通りであり、低
エネルギー化を図り、気水比を小さくした場合には、粒
子径が大きくなる問題がある。
（気体／液体）を小さくし、供給エア量を少なくする
と、粒子径が大きくなる問題がある。即ち、気水比と粒
子径との関係は、図１３のグラフに示す通りであり、低
エネルギー化を図り、気水比を小さくした場合には、粒
子径が大きくなる問題がある。
【０００７】本発明は上記した問題に鑑みて、エア側に
トラブルが発生して液体のみが噴射されても棒流となら
ず、被噴射体に損傷を発生させず、しかも、気水比が低
下しても、粒子径を内部混合方式のノズルほど低下させ
ず、言わば、外部混合方式と内部混合方式の両方の問題
を解消した二流体ノズルを提供することを目的としてい
る。
トラブルが発生して液体のみが噴射されても棒流となら
ず、被噴射体に損傷を発生させず、しかも、気水比が低
下しても、粒子径を内部混合方式のノズルほど低下させ
ず、言わば、外部混合方式と内部混合方式の両方の問題
を解消した二流体ノズルを提供することを目的としてい
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は請求項１で、ノズル内部に、液体供給路
と、その外周位置に気体供給路を設け、ノズル先端の噴
射口の内部側で、上記液体供給路の先端に設けた液体流
出穴より噴出する液体に対して交差して衝突するよう
に、上記気体供給通路より上記噴射口へと連通する気体
流路を対向して設け、噴射口近傍で対向させた気液混合
物を衝突させることを特徴とする二流体ノズルを提供し
ている。
め、本発明は請求項１で、ノズル内部に、液体供給路
と、その外周位置に気体供給路を設け、ノズル先端の噴
射口の内部側で、上記液体供給路の先端に設けた液体流
出穴より噴出する液体に対して交差して衝突するよう
に、上記気体供給通路より上記噴射口へと連通する気体
流路を対向して設け、噴射口近傍で対向させた気液混合
物を衝突させることを特徴とする二流体ノズルを提供し
ている。
【０００９】噴射口近傍のノズル内部で、液体流出口よ
り噴射する液体に対して、外周より気体を略直交する方
向で衝突させ、液体流路と気体流路とを交差させて液体
と気体とを衝突させているため、粒子径を微細化するこ
とができる。このように、液体と気体とを噴射口の直前
で衝突混合させているため、気水比を低下させても粒子
径を小さくできる。さらに、噴射口の近傍で先に気体と
衝突混合させた気液混合物同士を衝突させているため、
さらに液体の微粒化を図ることができる。
り噴射する液体に対して、外周より気体を略直交する方
向で衝突させ、液体流路と気体流路とを交差させて液体
と気体とを衝突させているため、粒子径を微細化するこ
とができる。このように、液体と気体とを噴射口の直前
で衝突混合させているため、気水比を低下させても粒子
径を小さくできる。さらに、噴射口の近傍で先に気体と
衝突混合させた気液混合物同士を衝突させているため、
さらに液体の微粒化を図ることができる。
【００１０】上記ノズル先端の噴射口を囲む先端閉鎖壁
を、上記液体流出穴より噴出する液体の遮蔽部として、
液体が衝突する構成としている。（請求項２）
を、上記液体流出穴より噴出する液体の遮蔽部として、
液体が衝突する構成としている。（請求項２）
【００１１】上記構成のノズルでは、液体供給路より噴
射口へと導出する液体は、噴射口の周縁の遮蔽部へ衝突
して拡散するため、仮に、気体流通路より供給される気
体が少ない場合あるいは気体がない場合にも、液体が棒
流として噴射口より噴射される恐れはない。また、液体
として粘性のあるものを用いた場合も、遮蔽部に衝突さ
せているため、粒子径の微粒化を図ることができる。さ
らに、遮蔽部に向かって導出する液体あるいは遮蔽部に
当たって拡散した液体に対して、外周より気体を略直交
する方向で衝突させ、かつ、気体流路を対向して設け、
噴射口近傍で対向させた気液混合物を衝突させているた
め、粒子径を微細化することができる。
射口へと導出する液体は、噴射口の周縁の遮蔽部へ衝突
して拡散するため、仮に、気体流通路より供給される気
体が少ない場合あるいは気体がない場合にも、液体が棒
流として噴射口より噴射される恐れはない。また、液体
として粘性のあるものを用いた場合も、遮蔽部に衝突さ
せているため、粒子径の微粒化を図ることができる。さ
らに、遮蔽部に向かって導出する液体あるいは遮蔽部に
当たって拡散した液体に対して、外周より気体を略直交
する方向で衝突させ、かつ、気体流路を対向して設け、
噴射口近傍で対向させた気液混合物を衝突させているた
め、粒子径を微細化することができる。
【００１２】上記液体供給路の閉鎖端壁を、上記噴射口
を設けた先端閉鎖壁の内部側に間隔をあけて配置し、上
記閉鎖端壁より小径筒部を突設して噴射口の周縁の先端
閉鎖壁内面に当接させ、該小径筒部の周壁に対向した溝
を設け、上記気体流路は上記溝を通るようにすると共に
上記液体流出穴を溝内面に開口させ、上記液体流出穴か
ら噴出される液体を上記遮蔽部に衝突させると共に上記
溝を通る気体と交差させて衝突させ、かつ、噴射口近傍
で対向させた気液混合物を衝突させる構成としている。
（請求項３）
を設けた先端閉鎖壁の内部側に間隔をあけて配置し、上
記閉鎖端壁より小径筒部を突設して噴射口の周縁の先端
閉鎖壁内面に当接させ、該小径筒部の周壁に対向した溝
を設け、上記気体流路は上記溝を通るようにすると共に
上記液体流出穴を溝内面に開口させ、上記液体流出穴か
ら噴出される液体を上記遮蔽部に衝突させると共に上記
溝を通る気体と交差させて衝突させ、かつ、噴射口近傍
で対向させた気液混合物を衝突させる構成としている。
（請求項３）
【００１３】上記液体供給路の閉鎖端壁の中央部に噴射
口を設け、該噴射口の周壁に対向させて貫通穴を設け、
上記気体流路は上記貫通穴を通るように構成すると共に
上記液体流出穴を貫通穴の内面に開口させ、該液体流出
穴から噴出する液体を上記貫通穴の対向面を遮蔽部とし
て衝突させると共に貫通穴を通る気体に交差させて衝突
させ、かつ、噴射口近傍で対向させた気液混合物を衝突
させる構成としている。（請求項４）
口を設け、該噴射口の周壁に対向させて貫通穴を設け、
上記気体流路は上記貫通穴を通るように構成すると共に
上記液体流出穴を貫通穴の内面に開口させ、該液体流出
穴から噴出する液体を上記貫通穴の対向面を遮蔽部とし
て衝突させると共に貫通穴を通る気体に交差させて衝突
させ、かつ、噴射口近傍で対向させた気液混合物を衝突
させる構成としている。（請求項４）
【００１４】上記外周位置の気体供給路と噴射口とを連
通する遮蔽部に沿った気体流路は、対向させて２以上形
成し、かつ、対向させた気体流路がなす角度を１８０度
〜３０度に設定している。（請求項５）上記対向する気
体流路がなす角度が１８０度の場合、対向する気体が衝
突する位置は噴射口の内部位置であり、６０度〜３０度
の場合は、対向する気体が衝突する位置は噴射口の外部
位置である。いずれの場合も、噴射口の周壁内面に沿っ
た気体流路で、気体と液体とを衝突混合させるため、気
体と液体とは噴射口近傍のノズル内部で衝突混合され
る。なお、３０度より小さい角度とすると、衝突混合さ
せる気体同士が同一方向に向かって流れる層流状態とな
り、粒子が合体して微細化とは逆に粗大化する恐れがあ
る。また、１８０度より大きいと気体が噴射口より前方
へと噴出されにくい。
通する遮蔽部に沿った気体流路は、対向させて２以上形
成し、かつ、対向させた気体流路がなす角度を１８０度
〜３０度に設定している。（請求項５）上記対向する気
体流路がなす角度が１８０度の場合、対向する気体が衝
突する位置は噴射口の内部位置であり、６０度〜３０度
の場合は、対向する気体が衝突する位置は噴射口の外部
位置である。いずれの場合も、噴射口の周壁内面に沿っ
た気体流路で、気体と液体とを衝突混合させるため、気
体と液体とは噴射口近傍のノズル内部で衝突混合され
る。なお、３０度より小さい角度とすると、衝突混合さ
せる気体同士が同一方向に向かって流れる層流状態とな
り、粒子が合体して微細化とは逆に粗大化する恐れがあ
る。また、１８０度より大きいと気体が噴射口より前方
へと噴出されにくい。
【００１５】上記のように、外周位置から供給する気体
を噴射口近傍の内部あるいは外部で衝突させ、しかも、
これら噴射口へと流出する気体には既に液体と交差させ
て液体と衝突混合させているため、衝突による粒子径の
微粒化を確実に図ることができる。よって、気水比を低
下させて低エネルギー化を図った場合にも、粒子径が粗
大化することを抑制、防止できる。
を噴射口近傍の内部あるいは外部で衝突させ、しかも、
これら噴射口へと流出する気体には既に液体と交差させ
て液体と衝突混合させているため、衝突による粒子径の
微粒化を確実に図ることができる。よって、気水比を低
下させて低エネルギー化を図った場合にも、粒子径が粗
大化することを抑制、防止できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。図１乃至図４は第１実施形
態を示す。二流体ノズル１０は全体として長尺な円筒形
状のシンプルな形状である。円筒形状の外筒１１の内部
に所要空間をあけて円筒形状の内筒１２を収容してお
り、これら外筒１１と内筒１２との後端側にはプラグ１
３を内筒１２に外嵌すると共に、外筒１１に内嵌して取
り付け、プラグ１３に配管（図示せず）を介して液体供
給源（図示せず）と接続し、内筒１２の軸穴からなる液
体供給路１４に液体を導入するようにしている。また、
外筒１１の周壁の一部に開口１１ａを設け、該開口１１
ａにプラグ１５を取り付け、該プラグ１５を配管（図示
せず）を介して圧搾エア源（図示せず）に接続し、外筒
１１と内筒１２との間の環状空間からなる気体供給路１
６に高圧エアを導入するようにしている。
を参照して詳細に説明する。図１乃至図４は第１実施形
態を示す。二流体ノズル１０は全体として長尺な円筒形
状のシンプルな形状である。円筒形状の外筒１１の内部
に所要空間をあけて円筒形状の内筒１２を収容してお
り、これら外筒１１と内筒１２との後端側にはプラグ１
３を内筒１２に外嵌すると共に、外筒１１に内嵌して取
り付け、プラグ１３に配管（図示せず）を介して液体供
給源（図示せず）と接続し、内筒１２の軸穴からなる液
体供給路１４に液体を導入するようにしている。また、
外筒１１の周壁の一部に開口１１ａを設け、該開口１１
ａにプラグ１５を取り付け、該プラグ１５を配管（図示
せず）を介して圧搾エア源（図示せず）に接続し、外筒
１１と内筒１２との間の環状空間からなる気体供給路１
６に高圧エアを導入するようにしている。
【００１７】上記内筒１２の前端は外筒１１の前端より
突出し、外筒１１の前端に内筒１２を気体供給路１６を
あけて囲繞する円筒状のアダプター１７を取り付け、該
アダプター１７の前部にノズルボデイ１８を取り付けて
いる。一方 内筒１２の前端にはノズルチップ１９を取
り付けており、該ノズルチップ１９は前部はアダプター
１７の前端より前方に位置させている。
突出し、外筒１１の前端に内筒１２を気体供給路１６を
あけて囲繞する円筒状のアダプター１７を取り付け、該
アダプター１７の前部にノズルボデイ１８を取り付けて
いる。一方 内筒１２の前端にはノズルチップ１９を取
り付けており、該ノズルチップ１９は前部はアダプター
１７の前端より前方に位置させている。
【００１８】上記ノズルボデイ１８は、アダプター１７
に外嵌する円筒形状の周壁１８ａの前端に、９０度に屈
折した先端壁１８ｂを連続させ、該先端壁１８ｂの中央
部に噴射口２０を設けている。噴射口２０は前方に向か
って外周側へ傾斜した外開き形状で、かつ、噴射口２０
と間隔をあけた位置に前端面に断面Ｖ字形状の水切溝１
８ｃを環状に設けている。
に外嵌する円筒形状の周壁１８ａの前端に、９０度に屈
折した先端壁１８ｂを連続させ、該先端壁１８ｂの中央
部に噴射口２０を設けている。噴射口２０は前方に向か
って外周側へ傾斜した外開き形状で、かつ、噴射口２０
と間隔をあけた位置に前端面に断面Ｖ字形状の水切溝１
８ｃを環状に設けている。
【００１９】上記ノズルチップ１９は図３および図４
（Ａ）（Ｂ）に示す形状で、小径部１９ａ、中径部１９
ｂ、大径部１９ｃ、小径筒部１９ｄを後端より前端にか
けて連続させた構成で、小径部１９ａより中径部１９ｂ
にかけて内部を中空として、内筒１２の液体供給路１４
と連続する液体供給路１９ｅを設けている。大径部１９
ｃは内部を中空とせずに閉鎖端壁とし、対向する２つの
位置に上記液体供給路１９ｅと連通する液体流出穴１９
ｆ、１９ｇを設けている。さらに、大径部１９ｃおよび
中径部１９ｂの外周面には対向した位置に連続した切欠
１９ｈ、１９ｉを設けている。閉鎖壁を構成する大径部
１９ｃの前端中央から上記小径筒部１９ｄを突出させて
おり、その周壁に対向して２つの溝１９ｊ、１９ｋを設
け、これら溝１９ｊと１９ｋの溝の底面に上記液体流出
穴１９ｆと１９ｇを開口させている。
（Ａ）（Ｂ）に示す形状で、小径部１９ａ、中径部１９
ｂ、大径部１９ｃ、小径筒部１９ｄを後端より前端にか
けて連続させた構成で、小径部１９ａより中径部１９ｂ
にかけて内部を中空として、内筒１２の液体供給路１４
と連続する液体供給路１９ｅを設けている。大径部１９
ｃは内部を中空とせずに閉鎖端壁とし、対向する２つの
位置に上記液体供給路１９ｅと連通する液体流出穴１９
ｆ、１９ｇを設けている。さらに、大径部１９ｃおよび
中径部１９ｂの外周面には対向した位置に連続した切欠
１９ｈ、１９ｉを設けている。閉鎖壁を構成する大径部
１９ｃの前端中央から上記小径筒部１９ｄを突出させて
おり、その周壁に対向して２つの溝１９ｊ、１９ｋを設
け、これら溝１９ｊと１９ｋの溝の底面に上記液体流出
穴１９ｆと１９ｇを開口させている。
【００２０】上記ノズルチップ１９は図１および図２に
示すようにノズル内部にセットしており、後端の小径部
１９ａを内筒１２の前端部に外嵌固定し、小径部１９ａ
の外周面とアダプター１７の内周面との間に気体供給路
１６と同一断面積の気体流路を連続して形成し、かつ、
中径部１９ｂの外周面とアダプター１７の内周面との間
に断面積が小さい気体流路２１を形成している。その前
部の大径部１９ｃでは、その突出した一対の円弧形状の
外周部１９ｍ、１９ｎがノズルボデイ１８の周壁１８ａ
の内周面に当接する一方、切欠１９ｈ、１９ｉの部分で
は周壁１８ａとの間に図２に示すように気体流路２２を
形成している。また、大径部１９ｃの前端面はノズルボ
デイ１８の先端閉鎖壁１８ｂとの間に隙間をあけている
ため、上記気体流路２２は図２に示すように、先端閉鎖
面１８ｂに突き当たった後に、先端閉鎖面１８ｂの内面
と大径部１９ｃの前端閉鎖面の間の気体流路２３へと屈
折して噴射口２０側へと導出されるようにしている。
示すようにノズル内部にセットしており、後端の小径部
１９ａを内筒１２の前端部に外嵌固定し、小径部１９ａ
の外周面とアダプター１７の内周面との間に気体供給路
１６と同一断面積の気体流路を連続して形成し、かつ、
中径部１９ｂの外周面とアダプター１７の内周面との間
に断面積が小さい気体流路２１を形成している。その前
部の大径部１９ｃでは、その突出した一対の円弧形状の
外周部１９ｍ、１９ｎがノズルボデイ１８の周壁１８ａ
の内周面に当接する一方、切欠１９ｈ、１９ｉの部分で
は周壁１８ａとの間に図２に示すように気体流路２２を
形成している。また、大径部１９ｃの前端面はノズルボ
デイ１８の先端閉鎖壁１８ｂとの間に隙間をあけている
ため、上記気体流路２２は図２に示すように、先端閉鎖
面１８ｂに突き当たった後に、先端閉鎖面１８ｂの内面
と大径部１９ｃの前端閉鎖面の間の気体流路２３へと屈
折して噴射口２０側へと導出されるようにしている。
【００２１】ノズルチップ１９の前端の小径筒部１９ｄ
は、ノズルボデイ１８の先端閉鎖壁１８ｂの中央に設け
た噴射口２０を囲むように突出し、先端閉鎖壁１８ｂの
内面に当接している。小径筒部１９ｄに設けた一対の溝
１９ｊと１９ｋとは上記気体流路２３と連通し、溝１９
ｊ、１９ｋを通して気体が噴射口２０へと噴射されるよ
うにしている。かつ、溝１９ｊと１９ｋの底壁に開口し
た液体流出穴１９ｆ、１９ｇから流出する液体は溝１９
ｊ、１９ｋを通してノズルボデイ１９の先端閉鎖壁１８
ｂの内面に当たり、該先端閉鎖壁１８ｂが遮蔽部として
の作用をする。さらに、溝１９ｊ、１９ｋを流れる気体
と液体流出穴１９ｆ、１９ｇから流出する液体は気体と
略直角方向に交差して、衝突混合するようにしている。
は、ノズルボデイ１８の先端閉鎖壁１８ｂの中央に設け
た噴射口２０を囲むように突出し、先端閉鎖壁１８ｂの
内面に当接している。小径筒部１９ｄに設けた一対の溝
１９ｊと１９ｋとは上記気体流路２３と連通し、溝１９
ｊ、１９ｋを通して気体が噴射口２０へと噴射されるよ
うにしている。かつ、溝１９ｊと１９ｋの底壁に開口し
た液体流出穴１９ｆ、１９ｇから流出する液体は溝１９
ｊ、１９ｋを通してノズルボデイ１９の先端閉鎖壁１８
ｂの内面に当たり、該先端閉鎖壁１８ｂが遮蔽部として
の作用をする。さらに、溝１９ｊ、１９ｋを流れる気体
と液体流出穴１９ｆ、１９ｇから流出する液体は気体と
略直角方向に交差して、衝突混合するようにしている。
【００２２】上記溝１９ｊ、１９ｉを通して噴射口２０
へと流出する気液混合物は、噴射口２０の開口中央位置
の内部側で両側より正面衝突して混合し、この状態で、
噴射口２０より外部へと噴射されるようにしている。
へと流出する気液混合物は、噴射口２０の開口中央位置
の内部側で両側より正面衝突して混合し、この状態で、
噴射口２０より外部へと噴射されるようにしている。
【００２３】上記構成の二流体ノズル１０は、ゴミ焼却
場において高温ガス冷却用、製鉄所において高炉、炉頂
冷却用、あるいは、重油燃焼用、脱硝用として用いら
れ、２００℃〜１３００℃程度の高温雰囲気中に設置さ
れる場合が多い。よって、二流体ノズル１０では、その
内部に液体（冷却用の場合は水、重油燃焼用の場合は粘
性のある重油、脱硝用の場合はアンモニア）を流通さ
せ、外周部にエアを流通させているため、エアで断熱さ
せて、内部の液体の高温化を抑制できる。
場において高温ガス冷却用、製鉄所において高炉、炉頂
冷却用、あるいは、重油燃焼用、脱硝用として用いら
れ、２００℃〜１３００℃程度の高温雰囲気中に設置さ
れる場合が多い。よって、二流体ノズル１０では、その
内部に液体（冷却用の場合は水、重油燃焼用の場合は粘
性のある重油、脱硝用の場合はアンモニア）を流通さ
せ、外周部にエアを流通させているため、エアで断熱さ
せて、内部の液体の高温化を抑制できる。
【００２４】上記二流体ノスル１０においては、内筒１
２の中心の液体供給路１４に供給される液体は、ノズル
チップ１９の液体供給路１９ｅを通って一対の液体流出
穴１９ｆ、１９ｇより溝１９ｊ、１９ｋへと流出し、ノ
ズルボデイ１８の先端閉鎖壁１８ｂに突き当たって微粒
化する。一方、液体供給路１４の外周に位置する気体供
給路１６に供給される高圧エアはノズルチップ１９の中
径部１９ｂとアダプター１７との間の流路断面積が小さ
い気体供給路２１をへて気体供給路２２へと流れ、ノズ
ルボデイ１８の先端閉鎖壁１８ｂに突き当たった後に直
角方向に屈折して気体供給路２３へと流れ、ここでノズ
ルチップ１９の溝１９ｊ、１９ｋを通り、噴射口２０へ
と流出する。溝１９ｊ、１９ｋを通過する時に、液体流
出穴１９ｆ、１９ｇより流出する液体および先端閉鎖壁
１８ｂに当たって跳ね返った液体と直交するように衝突
し、液体を微粒化する。この微粒化した気液混合物が噴
射口２０の内部側中心位置で、両側より言わば正面衝突
し、さらに粒子径が小径となるように微粒化する。この
微粒霧が噴射口２０より噴射される。
２の中心の液体供給路１４に供給される液体は、ノズル
チップ１９の液体供給路１９ｅを通って一対の液体流出
穴１９ｆ、１９ｇより溝１９ｊ、１９ｋへと流出し、ノ
ズルボデイ１８の先端閉鎖壁１８ｂに突き当たって微粒
化する。一方、液体供給路１４の外周に位置する気体供
給路１６に供給される高圧エアはノズルチップ１９の中
径部１９ｂとアダプター１７との間の流路断面積が小さ
い気体供給路２１をへて気体供給路２２へと流れ、ノズ
ルボデイ１８の先端閉鎖壁１８ｂに突き当たった後に直
角方向に屈折して気体供給路２３へと流れ、ここでノズ
ルチップ１９の溝１９ｊ、１９ｋを通り、噴射口２０へ
と流出する。溝１９ｊ、１９ｋを通過する時に、液体流
出穴１９ｆ、１９ｇより流出する液体および先端閉鎖壁
１８ｂに当たって跳ね返った液体と直交するように衝突
し、液体を微粒化する。この微粒化した気液混合物が噴
射口２０の内部側中心位置で、両側より言わば正面衝突
し、さらに粒子径が小径となるように微粒化する。この
微粒霧が噴射口２０より噴射される。
【００２５】上記ノズルにおいて、仮に、エア側にトラ
ブルが生じて、エアが供給されない場合、あるいは、エ
ア量が少ない場合が発生しても、液体はノズルボデイ１
８の先端閉鎖壁１８ｂからなる遮蔽部に衝突して微粒化
した後、噴射口２０より噴射されるため、棒流となるこ
とはない。また、液体が粘性を有する場合、粘性のある
液体を遮蔽部に衝突させて微粒化できる利点もある。
ブルが生じて、エアが供給されない場合、あるいは、エ
ア量が少ない場合が発生しても、液体はノズルボデイ１
８の先端閉鎖壁１８ｂからなる遮蔽部に衝突して微粒化
した後、噴射口２０より噴射されるため、棒流となるこ
とはない。また、液体が粘性を有する場合、粘性のある
液体を遮蔽部に衝突させて微粒化できる利点もある。
【００２６】さらにまた、液体およびエアは、夫々曲が
りのない直線状の供給路を通して流通するため、曲がり
部分で発生しやすい目詰まりや、異物の堆積が発生しに
くく、メンテナンスフリーで、スムーズに液体および気
体を流通させることができる。
りのない直線状の供給路を通して流通するため、曲がり
部分で発生しやすい目詰まりや、異物の堆積が発生しに
くく、メンテナンスフリーで、スムーズに液体および気
体を流通させることができる。
【００２７】図５および図６は第２実施形態を示し、第
１実施形態との相違点は、ノズルチップ１９の小径筒部
１９ｄに９０度間隔をあけて溝１９ｊ、１９ｋ、１９
ｐ、１９ｑを設け、かつ、これら溝底面にそれぞれ液体
流出穴１９ｆ、１９ｇ、１９ｒ、１９ｓを設けた点であ
る。
１実施形態との相違点は、ノズルチップ１９の小径筒部
１９ｄに９０度間隔をあけて溝１９ｊ、１９ｋ、１９
ｐ、１９ｑを設け、かつ、これら溝底面にそれぞれ液体
流出穴１９ｆ、１９ｇ、１９ｒ、１９ｓを設けた点であ
る。
【００２８】上記第２実施形態では、噴射口２０に向か
って４方より液体と既に衝突混合した気液が流出して、
噴射口２０の中央部内部側で衝突混合し、さらに液体を
微粒化した後、噴射口２０より噴射される。
って４方より液体と既に衝突混合した気液が流出して、
噴射口２０の中央部内部側で衝突混合し、さらに液体を
微粒化した後、噴射口２０より噴射される。
【００２９】図７は第３実施形態を示し、第１実施形態
との相違点は、ノズルチップ１９’の小径筒部１９’ｄ
に設けた一対の溝１９’ｊと１９’ｋの底面を傾斜させ
ると共に、該溝１９’ｊと１９’ｋとに対向するノズル
ボデイ１８’の先端閉鎖壁１８’ｂの内面を上記溝底面
と平行となるように傾斜させている。よって、溝底面と
先端閉鎖壁１８’ｂとの間に形成される気体流路２３’
を傾斜させ、対向する気体流路２３’のなす角度θを１
２０度としている。
との相違点は、ノズルチップ１９’の小径筒部１９’ｄ
に設けた一対の溝１９’ｊと１９’ｋの底面を傾斜させ
ると共に、該溝１９’ｊと１９’ｋとに対向するノズル
ボデイ１８’の先端閉鎖壁１８’ｂの内面を上記溝底面
と平行となるように傾斜させている。よって、溝底面と
先端閉鎖壁１８’ｂとの間に形成される気体流路２３’
を傾斜させ、対向する気体流路２３’のなす角度θを１
２０度としている。
【００３０】上記対向する気体流路２３’のなす角度を
１２０度とすると、対向する気体流路２３’より流出す
る微粒化した液体を含む気液混合物が、噴射口２０の丁
度内部で衝突混合することとなる。
１２０度とすると、対向する気体流路２３’より流出す
る微粒化した液体を含む気液混合物が、噴射口２０の丁
度内部で衝突混合することとなる。
【００３１】図８に示す第４実施形態では、対向する気
体流路２３”のなす角度θを６０度としており、この場
合には、対向する気体流路２３”から流出する微粒化し
た液体を含む気液混合物が噴射口２０の外部で衝突混合
することとなる。
体流路２３”のなす角度θを６０度としており、この場
合には、対向する気体流路２３”から流出する微粒化し
た液体を含む気液混合物が噴射口２０の外部で衝突混合
することとなる。
【００３２】このように、先に液体と衝突混合させて微
粒化した液体を含む気体同士を衝突混合させる位置は、
噴射口２０よりノズル内部側、あるいは、噴射口の丁度
内部、噴射口よりノズル外部側のいずれの位置でもよ
く、噴射口近傍であればよい。ただし、噴射口の近傍で
衝突混合させる前に、液体が噴射口の周縁の先端閉鎖壁
に衝突して、この衝突する液体と交差するように気体を
流して、液体と気体とを衝突混合させておくことは必須
である。
粒化した液体を含む気体同士を衝突混合させる位置は、
噴射口２０よりノズル内部側、あるいは、噴射口の丁度
内部、噴射口よりノズル外部側のいずれの位置でもよ
く、噴射口近傍であればよい。ただし、噴射口の近傍で
衝突混合させる前に、液体が噴射口の周縁の先端閉鎖壁
に衝突して、この衝突する液体と交差するように気体を
流して、液体と気体とを衝突混合させておくことは必須
である。
【００３３】図９に示す第５実施形態は、液体供給路を
形成する内筒に連結するノズルチップ３０の閉鎖端壁３
０ａの中央部に噴射口４０を設け、該噴射口４０の周壁
３０ｂに対向させて一対の貫通穴３０ｃを設け、ノズル
チップ３０とノズルボデイ３５との間の気体流路３６は
上記貫通穴３０ｃを通るように構成している。上記ノズ
ルボデイ３５の先端壁３５ａには大径開口部３５ｂを設
け、該大径開口部３５ｂの内周縁にノズルチップ３０の
閉鎖端壁３０ａの先端面周縁を当接し、該当接部より噴
射口４０の周縁壁３０ｄを外部へ突出させている。
形成する内筒に連結するノズルチップ３０の閉鎖端壁３
０ａの中央部に噴射口４０を設け、該噴射口４０の周壁
３０ｂに対向させて一対の貫通穴３０ｃを設け、ノズル
チップ３０とノズルボデイ３５との間の気体流路３６は
上記貫通穴３０ｃを通るように構成している。上記ノズ
ルボデイ３５の先端壁３５ａには大径開口部３５ｂを設
け、該大径開口部３５ｂの内周縁にノズルチップ３０の
閉鎖端壁３０ａの先端面周縁を当接し、該当接部より噴
射口４０の周縁壁３０ｄを外部へ突出させている。
【００３４】上記貫通穴３０ｃの内面に液体流出穴３０
ｅを開口し、該液体流出穴３０ｅと対向する位置では、
貫通穴３０ｃは噴射口４０と連通した状態で、液体流出
穴３０ｅから噴射した液体は貫通穴３０ｃを通る気体と
交差するように衝突混合し、かつ、対向した位置から噴
出する気液混合物同士が噴射口４０の内部位置で正面衝
突する。
ｅを開口し、該液体流出穴３０ｅと対向する位置では、
貫通穴３０ｃは噴射口４０と連通した状態で、液体流出
穴３０ｅから噴射した液体は貫通穴３０ｃを通る気体と
交差するように衝突混合し、かつ、対向した位置から噴
出する気液混合物同士が噴射口４０の内部位置で正面衝
突する。
【００３５】上記第５実施形態では、液体流出穴３０ｅ
から噴出した液体は壁面からなる遮蔽物に当接しない
が、気体と交差して衝突混合すると共に、噴射口で対向
して噴出する気液混合物同士が衝突混合することによ
り、液体の微粒化を確実に図ることができる。よって、
気水比を低下しても、粒径が粗大化することを防止でき
る。
から噴出した液体は壁面からなる遮蔽物に当接しない
が、気体と交差して衝突混合すると共に、噴射口で対向
して噴出する気液混合物同士が衝突混合することによ
り、液体の微粒化を確実に図ることができる。よって、
気水比を低下しても、粒径が粗大化することを防止でき
る。
【００３６】図１０は第６実施形態を示し、第５実施形
態との相違点は、液体流出穴３０ｅの位置を貫通穴３０
ｃの内面と対向する位置に設定し、貫通穴３０ｃの対向
する内面３０ｇを遮蔽部としている。よって、液体流出
穴３０ｅから貫通穴３０ｃに噴出した液体は遮蔽部とな
る貫通穴内面３０ｇに衝突し、液体は微粒化して反射拡
散する。この遮蔽部に衝突して微粒化した液体に貫通穴
３０ｃを通る気体が交差して衝突混合するため、微粒化
は更に効率よくなされる。また、気体側のトラブルによ
り、気体が供給されない場合あるいは気体の供給量が減
少した場合にも、液体は遮蔽部に衝突して拡散すると共
に微粒化するため、液体が棒流となって噴出され、被噴
射体に損傷を与えることを防止できる。他の箇所は第５
実施形態と同様であるため、説明を省略する。
態との相違点は、液体流出穴３０ｅの位置を貫通穴３０
ｃの内面と対向する位置に設定し、貫通穴３０ｃの対向
する内面３０ｇを遮蔽部としている。よって、液体流出
穴３０ｅから貫通穴３０ｃに噴出した液体は遮蔽部とな
る貫通穴内面３０ｇに衝突し、液体は微粒化して反射拡
散する。この遮蔽部に衝突して微粒化した液体に貫通穴
３０ｃを通る気体が交差して衝突混合するため、微粒化
は更に効率よくなされる。また、気体側のトラブルによ
り、気体が供給されない場合あるいは気体の供給量が減
少した場合にも、液体は遮蔽部に衝突して拡散すると共
に微粒化するため、液体が棒流となって噴出され、被噴
射体に損傷を与えることを防止できる。他の箇所は第５
実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００３７】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
の請求項１に係わる二流体ノズルによれば、噴射口の内
部側で気体と液体とを交差させて衝突混合し、かつ、噴
射口の近傍（噴射口よりノズル内部側、ノズル外部側、
あるいは噴射口の丁度内部）で対向させた気液混合物を
衝突させているため、液体の微粒化を確実に図ることが
できる。よって、気水比を小さくして低エネルギー化を
図った場合にも、粒子径を粗大化させず、微粒噴霧を噴
射させることができ、その結果、低エネルギー化による
コスト低下を図ることができる。
の請求項１に係わる二流体ノズルによれば、噴射口の内
部側で気体と液体とを交差させて衝突混合し、かつ、噴
射口の近傍（噴射口よりノズル内部側、ノズル外部側、
あるいは噴射口の丁度内部）で対向させた気液混合物を
衝突させているため、液体の微粒化を確実に図ることが
できる。よって、気水比を小さくして低エネルギー化を
図った場合にも、粒子径を粗大化させず、微粒噴霧を噴
射させることができ、その結果、低エネルギー化による
コスト低下を図ることができる。
【００３８】また、請求項２に係わる二流体ノズルによ
れば、噴射口の周縁の先端閉鎖壁を遮蔽部として、液体
を噴射口より噴射する前に、遮蔽部に衝突させて微粒化
させると共に拡散させるため、気体側にトラブルが発生
して液体のみが噴射される場合においても、液体が棒流
となって噴射口より噴射されることはなく、棒流となる
場合に発生する液体圧による被噴射体の損傷を防止でき
る。さらに、この遮蔽部に向かって噴出する液体と交差
するように気体を流し、遮蔽部への衝突で微粒化した液
体を気体と交差させて衝突混合させ、かつ、噴射口の近
傍で対向させた気液混合物を衝突させているため、より
微粒化を図ることができる。
れば、噴射口の周縁の先端閉鎖壁を遮蔽部として、液体
を噴射口より噴射する前に、遮蔽部に衝突させて微粒化
させると共に拡散させるため、気体側にトラブルが発生
して液体のみが噴射される場合においても、液体が棒流
となって噴射口より噴射されることはなく、棒流となる
場合に発生する液体圧による被噴射体の損傷を防止でき
る。さらに、この遮蔽部に向かって噴出する液体と交差
するように気体を流し、遮蔽部への衝突で微粒化した液
体を気体と交差させて衝突混合させ、かつ、噴射口の近
傍で対向させた気液混合物を衝突させているため、より
微粒化を図ることができる。
【００３９】さらに、上記のように、液体を遮蔽部に衝
突させて微粒化しているため、液体として重油などの粘
性体を用いる場合も、微粒化を図ることができる。か
つ、液体流路は曲がりのない直線状であるため、曲がり
部分で粘性体が目詰まりしたり堆積することがない。よ
って、高粘度の液体噴霧用として好適に用いることがで
きる。
突させて微粒化しているため、液体として重油などの粘
性体を用いる場合も、微粒化を図ることができる。か
つ、液体流路は曲がりのない直線状であるため、曲がり
部分で粘性体が目詰まりしたり堆積することがない。よ
って、高粘度の液体噴霧用として好適に用いることがで
きる。
【図１】 本発明の第１実施形態のノズル全体の断面図
である。
である。
【図２】 第１実施形態の要部拡大断面図である。
【図３】 第１実施形態で用いているノズルチップの斜
視図である。
視図である。
【図４】 （Ａ）が図３のノズルチップの断面図、
（Ｂ）は右側面図である。
（Ｂ）は右側面図である。
【図５】 第２実施形態のノズルの要部断面図である。
【図６】 第２実施形態で用いるノズルチップの斜視図
である。
である。
【図７】 第３実施形態のノズルの要部断面図である。
【図８】 第４実施形態のノズルの要部断面図である。
【図９】 第５実施形態のノズルの要部断面図である。
【図１０】 第６実施形態のノズルの要部断面図であ
る。
る。
【図１１】 従来の外部混合方式のノズルの断面図であ
る。
る。
【図１２】 従来の内部混合方式のノズルの断面図であ
る。
る。
【図１３】 気水比と粒子径との関係を示すグラフであ
る。
る。
１０ 二流体ノズル １１ 外筒 １２ 内筒 １４ 液体供給路 １６ 気体供給路 １７ アダプター １８ ノズルボデイ １８ｂ 先端閉鎖壁（遮蔽部） １９ ノズルチップ １９ｆ、１９ｇ 液体流出穴 １９ｊ、１９ｋ 溝 ２０ 噴射口 ２１、２２、２３ 気体流路
Claims (5)
- 【請求項１】 ノズル内部に、液体供給路と、その外周
位置に気体供給路を設け、ノズル先端の噴射口の内部側
で、上記液体供給路の先端に設けた液体流出穴より噴出
する液体に対して交差して衝突するように、上記気体供
給通路より上記噴射口へと連通する気体流路を対向して
設け、噴射口近傍で対向させた気液混合物を衝突させる
ことを特徴とする二流体ノズル。 - 【請求項２】 上記ノズル先端の噴射口を囲む先端閉鎖
壁を、上記液体流出穴より噴出する液体の遮蔽部とし
て、液体が衝突する構成としている請求項１に記載の二
流体ノズル。 - 【請求項３】 上記液体供給路の閉鎖端壁を、上記噴射
口を設けた先端閉鎖壁の内部側に間隔をあけて配置し、
上記閉鎖端壁より小径筒部を突設して噴射口の周縁の先
端閉鎖壁内面に当接させ、該小径筒部の周壁に対向した
溝を設け、上記気体流路は上記溝を通るようにすると共
に上記液体流出穴を溝内面に開口させ、上記液体流出穴
から噴出される液体を上記遮蔽部に衝突させると共に上
記溝を通る気体と交差させて衝突させ、かつ、噴射口近
傍で対向させた気液混合物を衝突させる構成としている
請求項２に記載の二流体ノズル。 - 【請求項４】 上記液体供給路の閉鎖端壁の中央部に噴
射口を設け、該噴射口の周壁に対向させて貫通穴を設
け、上記気体流路は上記貫通穴を通るように構成すると
共に上記液体流出穴を貫通穴の内面に開口させ、該液体
流出穴から噴出する液体を上記貫通穴の対向面を遮蔽部
として衝突させると共に貫通穴を通る気体に交差させて
衝突させ、かつ、噴射口近傍で対向させた気液混合物を
衝突させる構成としている請求項１に記載の二流体ノズ
ル。 - 【請求項５】 上記外周位置の気体供給路と噴射口とを
連通する遮蔽部に沿った気体流路は、対向させて２以上
形成し、かつ、対向させた気体流路がなす角度を１８０
度〜３０度に設定している請求項１に記載の二流体ノズ
ル。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05203496A JP3695551B2 (ja) | 1996-03-08 | 1996-03-08 | 二流体ノズル |
| KR1019960046965A KR100471686B1 (ko) | 1996-03-08 | 1996-10-19 | 2종류유체노즐 |
| TW085114714A TW313533B (en) | 1996-03-08 | 1996-11-28 | Nozzle for supplying liquid and gas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05203496A JP3695551B2 (ja) | 1996-03-08 | 1996-03-08 | 二流体ノズル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09239299A true JPH09239299A (ja) | 1997-09-16 |
| JP3695551B2 JP3695551B2 (ja) | 2005-09-14 |
Family
ID=12903542
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