JPS6034421B2 - 外周に溝を有する空洞型流体反射分散器 - Google Patents

外周に溝を有する空洞型流体反射分散器

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JPS6034421B2
JPS6034421B2 JP53079744A JP7974478A JPS6034421B2 JP S6034421 B2 JPS6034421 B2 JP S6034421B2 JP 53079744 A JP53079744 A JP 53079744A JP 7974478 A JP7974478 A JP 7974478A JP S6034421 B2 JPS6034421 B2 JP S6034421B2
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、空洞型流体反射分散器を有する流体分散ノ
ズルの空洞型流体反射分散器に関する。
空洞共振現象および空洞からの反射流体による衝突効果
を利用して液体の微粒化分散または気体の徴泡化分散を
行う目的で、ノズルと空洞型流体反射分散器の組合せに
よる流体分散ノズルが用いられている。従来の空洞型流
体分散器の形状は、下流側が密閉された円筒型で、上流
側閉口部外縁は円形をなしている。このように、閉口部
外緑が円形をなしていると、流体分散ノズルから噴出さ
れる流体の分散流の形状は中空円錐状となり、この分散
流に沿って流体力学的に生ずる低圧領域に前記分散器の
外界の流体のまきこまれ流が生ずる。然しながら、この
場合に上記分散器の空洞外周に、上記分散流と上記まき
こまれ流とにはさまれた流体よどみ領域が生成される。
従って従来の前記流体分散ノズルを用いて液体の微粒化
分散を行わしめる場合、分散された液体微粒子の一部が
、前記よどみ領域内に漂って、やがては前記分散器の空
洞外周に付着する現象が生ずる。特に前記流体分散ノズ
ルを用いて炭素分の多い油燃料を微粒化分散して燃焼さ
せた場合には前記よどみ領域に漂った燃料粒子が上述の
ように空洞外周に付着し、これら粒子が周囲の高温によ
って乾燥し、炭素が固形化成長堆積する結果として、燃
焼不安定や失火の原因となる等の不利が発生する。本発
明の目的は、上述の従来の流体分散ノズルに伴う不利に
鑑みて、空洞型流体反射分散器の空洞外周図に流体力学
的に必然的に発生する前記よどみ領域を、部分的に分散
角の異なる分散流を同時に作ることによって分割撹乱し
、この撹乱流によって空洞外周に付着しようとする粒子
を排除飛散せしめ、また、万一生成された堆積物を剥離
飛散せしめて成長を防ぐことであり、このために、前記
分散器の外周に、下流に向って複数の溝を等間隔に設け
た流体反射分散器を提供することにある。本発明による
外周に溝を有する空洞型流体反射分散器を用いることに
より、上述の如く空洞外周への堆積物の成長を妨げると
同時に、分散器の中心軸線に対する分散角を多様にして
(以下、これを複角化という。
)流体分散ノズル外界に存在する流体との混合促進をは
かることもできる。本発明による流体反射分散器を、前
記流体分散ノズルに適用し、特に油燃料微粒化墳霧用バ
ーナーノズルとして用いる場合、上述のように、炭素含
有率の高い油燃料、例えば、B重油やC重油を微粒化分
散し燃焼させるとき、従来の空洞型の流体反射分散器で
見られる空洞外周への炭素付着成長による燃焼不安定を
解消し、また、流体分散ノズル外界の空気や高温ガスと
分散燃料粒子との混合を一層促進できるので、安定した
均一燃焼が行われ、火炎中の局部的高温部分の発生を防
ぎ、従って有害な窒素酸化物の発生低減を有効に行わせ
ることができる。また、本発明による流体反射分散器を
適用した流体分散ノズルを液体中に設置し、気液混合分
散流を多方向へ分散せしめ、気液接触を、より迅速有効
に行わせることができる。
次に、本発明による外周に溝を有する空洞型流体反射分
散器の実施例を添付図面に基き説明する。
第1図は、本発明の一実施例を示し、第2図は第1図の
形状の理解を助けるための立体形状図である。また、第
3図は、本発明の一実施例をノズルと組合わせて、支持
棒により固定した様子を示す断面図であり、第4図は、
従来の空洞型流体反射分散器による炭素含有率の高い油
燃料の微粒化分散燃焼によって炭素が付着成長するメカ
ニズムを示す断面図、(第4図の分散流形状は中心線に
対して上半分のみを示してある。)、第5図は、本発明
の流体反射分散器による微粒化分散形状を示す断面図で
ある。(第5図の分散流形状は、中心線に対して上半分
のみを示してある。)第1図に示す本発明による流体反
射分散器は、外径d,、内隆ム、長さ夕,、ならびに空
洞深さ夕2を有する空洞部1および外蓬d3、内蓬d4
ならびに長さそ3を有する取付用円筒部2から成ってい
て両者は一体形成されている。空洞部外周に中Wを有す
る溝3を中心0に対して等分に設けてある。第1図の実
施例では1例として、溝3が8個の場合を示してある。
溝3は空洞部1の内径d2から外蚤d,に向って、中心
線L,一L2に対して傾斜角Qを有した登り勾配形状に
形成されている。傾斜角Q‘ま各溝3共必ずしも同一で
なくてもよく、各溝を異なるQにして分散方向を多方向
化させることができることは勿論である。本発明による
流体反射分散器とノズルNとの組合せは、第3図に示す
ように、ノズルNの中心線L−Lと同軸に、二組の支持
脚本体4および5によって支えられた支持棒6の先端に
、前記内蓬中の孔を介して挿入し、固定用ねじをねじ孔
7に螺着し、流体の贋霧分散角とが最適になるようにノ
ズルNの先端と流体反射分散器前縁との間の距離〆4を
設定し固定する。
なお、前記ねじ孔7の中心線は、円筒d3の半径方向に
削成されている。上言己取付用円筒部外蓬d3および長
さ夕3 は、流体分散ノズルからの分散流の低圧領域に
、上記ノズル外界の流体の吸引まきこみが十分に行われ
るようにできるだけ小さい値に選択し、吸引まきこみ作
用の妨げとならないようにすることが望ましい。また、
空洞部長さ夕,は溝3の後緑端8と外蓬d,の一致点と
合致させることが、よどみ領域の分割潰乱に一層効果的
である。
第4図は、従来の空洞型流体反射分散器とノズルNとの
組合せ態様を示すものである。
流体Sは、ノズルNで加速されてノズル孔9から噴出し
、空洞型流体反射分散器に烈しく流入する。次いでそこ
で反射して後続の加速流体Sと衝突し、円錐状の衝突面
Cを形成して矢EOSsの如く外部へ向って分散し、流
体Sの外側流と再び衝突して外側分散流S。と内側分散
流S;の合成流Scの如く分散する。Scは高速流のた
めにその周囲領域は低圧領域となって、周囲の流体をま
きこむ。従って空洞型流体反射分散器の下流側付近の流
体Gもまきこまれる。前記合成流Scとまきこみ流Sd
の間の領域Pは、流れのよどみ領域となり、分散流から
の飛散粒子の一部が浮漂して、やがては空洞外周に付着
する。
例えば、バーナーノズルとして、前記の従来の流体分散
ノズルを用いた場合、燃料粒子が空洞外周に付着乾燥し
、炭素粒子が成長して、S;とSdの流れに沿った凸曲
面C。および凹曲面Ciをもつ堆積物が形成される。炭
素粒子の堆積が成長すると、高温のガス循環流Sdの合
成流Scへの吸引が阻害され、油燃料粒子のノズルから
の分散開始点近傍における連続安定着火と保炎効果が著
しく低下するので、安定燃焼状態が保たれにくくなり危
険である。一方、第1図、第2図および第3図に一実施
例を示した本発明による流体反射分散器により、前述の
炭素粒子の堆積成長を阻止して安定燃焼状態を維持し、
しかも贋霧分散燃料粒子と周囲の空気および高温ガスと
の混合を、より一層効果的に行い、燃焼効率を上げるこ
とができる。
すなわち、第5図に示すように、贋霧分散は空洞外蓬d
,による分散角ば,をもつ円錐状の噴霧分散流S′cと
溝3に沿った分散角Q2 をもつ靖霧分散流Rとの二つ
から成り、S′cによって生成されるよどみ領域は、R
によって分割潰乱され、よどみ領域に漂っている燃料粒
子をRにまきこんで流出してしまうことができる。
また、万一空洞外周に炭素粒子が堆積しても、Rにより
この堆積物を分割し、割れ目を生ぜしめ、Rの噴出力に
よって剥離飛散せしめ、堆積物の成長を阻止することが
できる。さらに、頃霧分散角をQ,およびQ2の如く複
角化すことにより、燃料粒子の分散方向を広角に百つて
とることができ、流体分散ノズルを外界に存在する空気
および高温ガスの混合を一層促進でき、急速均一燃焼を
実現することができる。
本発明による外周に溝を有する空洞型流体反射分散器の
パラメーターを下記の如く設定し、バーナー装置におけ
るC重油燃焼を行った結果として、従釆の空洞型流体反
射分散器で生じた空洞外周の炭素粒子堆積成長を阻止で
きると共に安定した急速均一燃焼を持続させることがで
きた。d,ニ 15.8肌?ら= 10.仇肋マ d3= 9.比仰ぐ 夕,= 5‐功肋 そ2 = 3‐仇舷 そ3 = 5.仇肋 Wニ 2,2柳 Q= 300 溝数= 8個
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による外周に溝を有する空洞型流体反射
分散器の1実施例を示す側面及び断面図、第2図は第1
図の形状の理解を助けるための立体形状図、第3図は第
1図の実施例を流体噴出ノズルと組合わせた様子を示す
断面図、第4図は従釆の空洞型流体反射分散器における
作用メカニズムを示す断面図、第5図は本発明による外
周に溝を有する空洞型流体反射分散器における作用メカ
ニズムを示す断面図。 図中、1・・・空洞部、2・・・取付用円筒部、3・・
・溝、4,5…支持胸体、6・・・支持榛、7・・・ね
じ孔、8・・・後緑端。第1図第2図 第3図 第4図 第5図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 流体噴出ノズルと組合せて円錐形流体分散流発生用
    の流体分散ノズルを形成する空洞型流体反射分散器にお
    いて、上記分散器の流体噴出ノズルと対向した側の内径
    部から下流側の外径部へ向う傾斜溝を該分散器の外周に
    等間隔に複数個設け、該溝のそれぞれに沿う複数の流体
    分散流を更に発生させることを特徴とする外周に溝を有
    する空洞型流体反射分散器。 2 特許請求の範囲第1項に記載の空洞型流体反射分散
    器において、前記複数傾斜溝は外径d_1、空洞内径d
    _2、長さl_1、空洞深さl_2を有した円筒型空洞
    体に形成具備されるとともに該傾斜溝の後縁端と上記外
    径との邂逅点が上記円筒型空洞体の後端と合致するよう
    に形成されている外周に溝を有する空洞型流体反射分散
    器。 3 特許請求の範囲第1項又は第2項に記載の空洞型流
    体反射分散器において、前記複数傾斜溝の少なくとも1
    つの傾斜溝は他の傾斜溝と異なる傾斜角を有するように
    形成されている外周に溝を有する空洞型流体反射分散器
JP53079744A 1978-07-03 1978-07-03 外周に溝を有する空洞型流体反射分散器 Expired JPS6034421B2 (ja)

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US06/026,942 US4247050A (en) 1978-07-03 1979-04-04 Fluid reflecting member for use in a fluid dispersing nozzle unit
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