JP2001149822A - 二流体ノズル - Google Patents

二流体ノズル

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 噴霧する粒子径の微粒化を図る。 【解決手段】 内筒20、中筒21、外筒22を備えた
三重筒とし、内筒の中空部を中心空気流路25、内筒と
中筒の間の中間環状流路を液体流路26、中筒と外筒の
間の外側環状流路を外側空気流路27とし、上記液体流
路に液体を旋回させる手段を設け、液体を旋回流とする
ことにより一次微粒化し、該旋回流となった液体を、上
記中心空気流路と外側空気流路に流通する空気とに順次
衝突混合させて二次微粒化と三次微粒化を行った後に、
外筒の先端部に設けた噴射口より気液混合ミストを噴射
させる構成としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、二流体ノズルに関
し、特に、空気と水もしく不活性ガスと水とを混合した
気液混合ミストの微粒化を図るもので、ゴミ・産業廃棄
物の焼却炉や熔融炉、電気炉、加熱炉内において発生す
る高温ガスの冷却用、アルミ押し出しロール、鉄・非鉄
の圧延ロール、製鋼設備の耐火物等の冷却用に好適に用
いられるものである。
【0002】
【従来の技術】この種の冷却用に用いられる二流体ノズ
ルは、冷却効率を高めるためには液滴を微粒化させるこ
とが重要であり、かつ、噴霧対象物に濡れを生じさせる
ことなく冷却を図るには、液滴最大粒子径を150μm
以下とする必要である。例えば、ゴミ焼却炉において
は、焼却温度は800℃以上、さらに、1200℃〜1
300℃まで高めることが好ましいとされている。よっ
て、焼却時に発生する廃ガスも非常に高温となり、ダイ
オキシンの発生を抑制しえる略150℃程度まで冷却す
る必要があり、そのため、ゴミ焼却炉に連続される減温
塔(調温塔あるいは冷却塔とも称する)にノズルを設置
して、冷却液あるいは冷却水の噴霧を廃ガスに噴霧して
いる。この冷却液あるいは冷却水の噴霧は、焼却灰や集
塵機の濡れを防止すると共にガスの冷却効率を高めてラ
ンニングコストを増大させないためには、微粒化する必
要があり、よって、水に空気を混合した気液混合ミスト
を噴射する二流体ノズルが用いられている。
【0003】この種の焼却炉廃ガスの冷却装置として、
特開平10−267255号公報に図7に示す装置が提
案されており、焼却炉に連通した減温塔1に、二流体ノ
ズルからなる冷却液噴霧ノズル2が設置されている。こ
の冷却液噴霧ノズル2としては、特許第2524379
号に開示された図8に示すノズル等が用いられている。
【0004】上記ノズル2は二重管構造で、内筒3の中
心流路4に冷却液(水)を、内筒3と外筒5との間に外
側環状流路6に加圧空気を供給し、先端の先細りの噴射
口から、冷却液の周囲に加圧空気を旋回させながら噴出
させて、冷却液と加圧空気とを衝突混合させて冷却液の
微粒化を図り、減温塔1に導入される焼却炉排ガスを冷
却させている。具体的には、特許第2524379号の
図8(A)(B)に示すノズル2’では内筒3の先端傾
斜面に圧力空気に旋回流を与えるスリット3aが形成さ
れている。
【0005】このように、図8に示すノズルではスリッ
トにより加圧空気を旋回させて水と衝突混合させてい
る。また、図7に示すノズル2では、ノズルの具体的構
造は開示されていないが、中心から噴出させる冷却液も
旋回させながら噴出させると共に、その外周の圧力空気
も旋回させながら噴出させて冷却液と衝突混合させ、微
粒化を図るとされている。即ち、いずれのノズルも中心
から噴出する冷却液の外周に対して、先細り構造の噴射
口から加圧空気を旋回させながら噴出して、冷却液と衝
突混合させている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記構造では、外周の
加圧空気を旋回させて、中心の冷却液(水)と衝突混合
させることにより液滴の微粒化を図ると記載されてい
る。しかしながら、本出願人が種々実験した結果では、
外周の加圧空気に旋回流を与えながら先細り構造の先端
から加圧空気を噴出した場合、液滴の最大粒子径を15
0μm以下とすることは困難であることが認められた。
【0007】上記した微粒化が図れない原因は、通過断
面積が小さい先細り構造の噴射口近傍でスリットに加圧
空気を通して旋回流を発生させているため、加圧空気の
流量が減少すると共に空気量の分布が均一にならないこ
とに因ると考えられる。しかも、冷却液と加圧空気との
衝突混合が一度だけであるため、微粒化程度が低く、噴
霧が粗くなる。
【0008】このように、微粒化程度が低く、液滴が大
きくなると、減温塔の内壁に付着した焼却灰に濡れが生
じてスラリー状になる問題があると共に、廃ガスを通す
集塵機(バグフィルター)に濡れが生じ、集塵機の交換
頻度が高くなり、メンテナンス等のランニングコストが
増加する。また、微粒化が図れないと、廃ガスが均一に
冷却されず、廃ガスを150℃近くまで効率良く冷却し
てダイオキン類の発生を抑制することは困難となる。
【0009】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、気液混合ミストの微粒化を図り、微細な粒子を噴霧
することができる二流体ノズルを提供することを課題と
している。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、内筒、中筒、外筒を備えた三重筒とし、
上記内筒の中空部を中心空気流路、内筒と中筒の間の中
間環状流路を液体流路、中筒と外筒の間の外側環状流路
を外側空気流路とし、上記液体流路に液体を旋回させる
手段を設け、液体を旋回流とすることにより一次微粒化
し、該旋回流となった液体を、上記中心空気流路と外側
空気流路に流通する空気とに順次衝突混合させて二次微
粒化と三次微粒化を行った後に、外筒の先端部に設けた
噴射口より気液混合ミストを噴射させる構成としている
二流体ノズルを提供している。
【0011】上記構成の二流体ノズルでは、三重筒とし
て、中心に空気、その外周に液体、更にその外周に空気
を供給して、環状に供給する液体の内周側中心と外周の
両側より空気を供給し、液体のみを、まず、液体流路内
で旋回させて一次微粒化を行った後、中心の空気に衝突
させて二次微粒化して気液混合流体とし、最後に、この
気液混合流体と外周側の空気と衝突させて三次微粒化し
て噴霧している。あるいは、旋回液体を外周側の空気と
衝突して二次微粒化した後に中心の空気と衝突させて三
次微粒化している。このように、液体の液滴を3段階で
微粒化しているために、微粒化の促進を図ることができ
る。かつ、上記して従来例とは相違し、液体は旋回させ
ているが空気は旋回させていないため、空気量の減少や
空気分布のバラツキにより微粒化が低減されることがな
い。
【0012】上記中心空気流路、外側空気流路の基端側
開口の流入口に空気供給管を接続し、該空気供給管をコ
ンプレッサーあるいはブロア(送風機)に接続して、コ
ンプレッサーからの圧搾空気あるいはブロアからの加圧
空気を上記中心空気通路あるいは外側空気通路に流通さ
せ、かつ、上記流入口から先端の噴射口に到る空気流路
中で空気を旋回させていない。
【0013】上記の使用する空気としては、コンプレッ
サーからの圧搾空気でも良いが、圧搾空気を用いなくと
も液体の微粒化を図ることができるためブロアからの加
圧空気を使用することができる。ブロアを使用すると、
コンプレッサー使用の場合と比較して、ランニングコス
トおよびイニシャルコストの両方を大幅に低減すること
ができる。上記コンプレッサーからの圧搾空気の場合に
は、空気圧は0.3〜0.5MPa、ブロアからの加圧
空気の場合は、空気圧を0.02〜0.1MPaとして
いる。
【0014】なお、中心空気流路あるいは外側空気流路
のいずれか一方をコンプレッサーに接続して圧搾空気を
導入し、いずれか他方をブロアに接続して加圧空気を導
入しても併用してもよい。
【0015】上記液体流路は、その基端側開口の流入口
を液体供給管に接続し、該液体供給管をポンプを介して
液槽に接続して、上記液体流路に加圧液体を流通させて
いる。この液体流路の先端に中心空気流路あるいは外側
空気流路と連通する連通流路を設け、該連通流路を旋回
形状として、液体を旋回させながら中心空気流路あるい
は外側空気流路に流出させて、空気通路を流通する空気
と衝突混合させている。上記液圧力は圧搾空気利用の場
合は0.2〜2.0MPa、 ブロアからの圧力空気利用
の場合は0.05〜2.0MPaとしている。上記液体
としては水が好適に用いられるが、用途に応じて選択さ
れ、焼却炉の廃ガスの冷却用では、該焼却炉に付設され
る設備からの処理済廃液を再利用してもよい。
【0016】具体的には、本発明の第一の二流体ノズル
は、上記内筒、中筒、外筒の先端側に、軸線に沿った同
一線上に位置する開口を設け、噴射口となる外筒の開口
の内側に中筒の開口を位置させ、該中筒の開口の内側に
内筒の開口を位置させ、上記内筒の先端面を中筒の段差
部に当接させると共に、該当接部に液体旋回連通流路と
なる溝を設け、内筒の先端面の開口を中筒の中空部に連
通させ、上記液体旋回連通流路が開口する内筒中空部か
ら中筒中空部を第1混合室とすると共に、中筒の先端部
と外筒の先端部との間に第2混合室を設け、さらに、内
筒には上記第1混合室に開口するオリフィスを設け、上
記液体流路より液体旋回連通流路を通して液体を旋回さ
せて一次微粒化しながら第1混合室へと流入させ、該第
1混合室で中心空気通路からの空気と衝突させて二次微
粒化させ、この気液混合流体を中筒の先端開口より第2
混合室に流入させて外側空気流路の空気と衝突させて三
次微粒化させ、この気液混合流体を外筒の噴射口より噴
霧する構成としている。
【0017】本発明の第二の二流体ノズルは、上記内
筒、中筒、外筒の先端側に、軸線に沿った同一線上に位
置する開口を設け、噴射口となる外筒の開口の内側に中
筒の開口を位置させ、該中筒の開口の内側に内筒の開口
を位置させ、上記内筒の先端面を中筒の段差部に当接さ
せると共に、該当接部に液体旋回連通流路となる溝を設
け、かつ、上記段差により小径化した中筒の先端側中空
部に内筒の先端面の開口を連通させ、上記液体旋回連通
流路が開口する内筒中空部から中筒中空部を第1混合室
とすると共に、中筒の先端部と外筒の先端部との間に第
2混合室を設け、さらに、内筒には上記第1混合室に開
口するオリフィスを設け、上記液体流路より液体旋回連
通流路を通して液体を旋回させて一次微粒化しながら第
1混合室へと流入させ、該第1混合室で中心空気通路か
らの空気と衝突させて二次微粒化させ、この気液混合流
体を中筒の先端開口より第2混合室に流入させて外側空
気流路の空気と衝突させて三次微粒化させ、この気液混
合流体を外筒の噴射口より噴霧する構成としている。な
お、第1混合室と近接する液体流路に、ワーラー等の旋
回流発生部材を介設して、液体に旋回流を与えてもよ
い。
【0018】上記中心空気流路と外側空気流路とにブロ
アより加圧空気を供給する場合の内筒、中筒、外筒の各
先端開口は、コンプレッサーより圧搾空気を供給する場
合に比べて、内筒の先端開口を1〜2倍、中筒の先端開
口は1〜2倍、外筒の先端開口は2〜4倍の大きさとし
ている。
【0019】このように、空気流量を増大すると、コン
プレッサーからの圧搾空気と比較して空気圧が低いブロ
アからの加圧空気を用いても、上記三段階の液滴の微粒
化により、最大粒子径を150μm以下の濡れを生じさ
せない程度まで微粒化することができる。よって、気液
混合ミストによる廃ガスの冷却効率をコンプレッサーを
使用した場合と同程度の保持することができ、ブロアの
使用によりランニングコストを低下することができる。
【0020】上記のように、第一および第二のノズル
も、まず、液体を旋回させて微粒化した後に、中心の空
気と衝突混合させて微粒化を図り、ついで外側の空気と
衝突混合させて微粒化を図り、合計3度の微粒化を行っ
ているため、液滴を超微粒とすることができる。よっ
て、液体をコンプレッサーからの圧搾空気と混合した場
合はもとより、ブロアからの低圧の加圧空気と混合した
場合においても、最大粒子径を150μm以下とするこ
とができる。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本発明の二流体ノズルの実
施形態を図面を参照して説明する。図1(A)(B)は
本発明の二流体ノズルの使用例を示し、鋳造設備の設置
される冷間圧延用ロール10の冷却用に用いている。ロ
ール10の軸線方向の全長にわたって液(水)供給主管
12と、空気供給主管13とを平行配管し、液供給主管
12の各分岐管12aにノズル11をそれぞれ取り付
け、各ノズル11の後述する液体流路に水を供給すると
ともに、空気供給主管13の分岐管13aから各ノズル
11の空気流路に空気を供給している。水供給主管12
はポンプ14を介して液槽15と接続し、所要圧力の水
を各ノズル11に供給しているとともに、空気供給主管
13はコンプレッサーあるいはブロアからなる空気源1
6と接続し、所要圧力の空気を各ノズル11に供給して
いる。
【0022】図2および図3は第1実施形態のノズル1
1を示し、該ノズル11は前記第一のノズルの構成とし
ている。この第1実施形態のノズル11には、圧力空気
としてブロアから低圧空気を供給している。
【0023】図2に示すように、ノズル11は内筒2
0、中筒21、外筒22を備えた三重筒構造で、内筒2
0は基端側筒23と先端側筒24とを連結して形成して
いる。内筒20の中空部を中心空気流路25、内筒20
と中筒21の間の中間環状流路を液体流路26、中筒2
1と外筒22の間の外側環状流路を外側空気流路27と
している。該外側空気流路27の基端側開口および中心
空気流路25の基端側開口は上記空気供給主管13と接
続してブロアからなる空圧源16より低圧空気を流入さ
せるようにしている。また、環状の液体流路26の基端
側開口は上記水供給主管12を接続して、液槽15より
ポンプ14を介して加圧された水を流入させるようにし
ている。
【0024】上記内筒20の先端側筒24、中筒21、
外筒22の先端側に、軸線Lに沿った同一線上に位置す
る開口20a、21a、22aを備えた先端部20b、
21b、22bを備え、噴射口となる外筒22の開口2
2bの内側に中筒21の開口21aを位置させ、中筒の
開口21aの内側に内筒20の開口20aを位置させて
いる。
【0025】内筒20の先端側筒24は、基端側筒23
に螺着して接続した筒部の先端が上記内筒開口20aと
なり、軸線方向の中央部に小径化したオリフィス24a
を設けている。該内筒20の開口20aの周縁となる先
端面24bに図2に示すように凹状の溝24cを略対向
位置に2つ形成している。
【0026】中筒21の先端部21bは外周面を円錐形
状とすると共に、その内部に段差21cを設けて先端側
に小径の中空部を設け、該中空部を内筒20の先端開口
20aと同一径で連通させている。上記先端側の小径中
空部の先端に更に小径とした上記先端開口21aを設け
ている。
【0027】中筒21の段差21cには、内筒20の先
端面24bを当接させ、溝24cと段差21cの間に3
個の液体旋回連通流路28を設けている。この液体旋回
連通流路28は内筒20の先端側中空部に開口し、この
内筒20の先端側中空部と中筒21の先端中空部とを連
通させていることより、この連通した内筒20と中筒2
1の先端中空部を第1混合室29としている。
【0028】中筒21の先端部21bと広い空間をあけ
て外筒22の先端部22bを外嵌し、この中筒と外筒の
先端閉鎖部21bと22bとの間に第2混合室30を形
成している。この第2混合室30は環状の外側空気流路
27と連通すると共に先端中央に噴射口となる開口22
aを位置させている。
【0029】上記構成からなるノズル11では、まず、
液体流路26に流入した水は液体旋回連通流路28を通
過する時に強制的に旋回され、第1混合室29に旋回流
となって流入する。この旋回により水は一次微粒化がな
される。第1混合室内29に旋回流となって流入した水
の中央部に、中心空気流路25のオリフィス24aを通
って噴出されるブロアからの空気が衝突混合する。この
衝突混合により液滴の二次微粒化がなされながら中筒2
1の開口21aから第2混合室30へと噴出する。
【0030】この二次微粒化された気液混合流体は第2
混合室30において、外側空気流路27より流入してく
るブロアからの空気が外周側より衝突混合する。このよ
うに、第2混合室30内において三次微粒化された気液
混合ミストが外筒22の噴射口となる開口22aより噴
射されることとなる。特に、第2混合室30は広い空間
であるため、外側空気流路27より流入してくる空気
が、開口21aより流入してくる気液混合流体に対して
外周より均一に衝突混合し、かつ、気液混合流体が旋回
していることも合わせて、液滴の均一な微粒化が図れ
る。
【0031】第1実施形態のノズル11では圧力空気と
して、ブロアから供給される0.02〜0.1MPaの
低圧空気を用いているが、 空気流量を多くし、 かつ、
水を旋回させて一次微粒化した後に、再度ブロアからの
空気と衝突混合させて、3段階で液滴の微粒化を図って
いるため、液滴の最大粒子径を150μmとすることが
できる。このようにブロアを用いると、コンプレッサー
を用いる場合と比較して、ランニングコストを大幅に低
下できる。
【0032】上記第1実施形態の二流体ノズルを用いて
実験したところ、気水比(空気量/水量)を200〜1
000とし、ブロアからの空気圧力が0.02〜0.1
MPa、水圧を0.05〜2.0MPaとし、噴霧流量
を20〜1000リットル/時間とした条件下におい
て、粒子径を150μm〜50μmと微粒化することが
できた。この実験結果より、本発明のノズルを用いる
と、ブロアからの低圧空気を用いた場合においても、最
大粒子径を所要の150μm以下とすることができるこ
とが確認できた。
【0033】図4および図5(A)(B)は第2実施形
態のノズル11を示し、該ノズル11は前記第二のノズ
ルの構成としている。この第2実施形態のノズル11に
は、圧力空気としてコンプレッサーから圧搾空気を用い
ている。
【0034】第2実施形態のノズル11は前記第1実施
形態のノズルと基本構造は同様で、同一部材を同一符号
を付して説明すると、ノズル11は内筒20、中筒2
1、外筒22を備えた三重筒構造で、内筒20は基端側
筒23と先端側筒24とを連結して形成している。内筒
20の中空部を中心空気流路25、内筒20と中筒21
の間の中間環状流路を液体流路26、中筒21と外筒2
2の間の外側環状流路を外側空気流路27としている。
該外側空気流路27の基端側開口27aおよび中心空気
流路25の基端側開口25aにはコンプレッサーからな
る空圧源18より圧搾空気を流入させるようにしてい
る。また、環状の液体流路26の基端側開口26aには
加圧された水を流入させるようにしている。
【0035】上記内筒20の先端側筒24、中筒21、
外筒22の先端側に、軸線Lに沿った同一線上に位置す
る開口20a、21a、22aを備えた先端部20b、
21b、22bを備え、噴射口となる外筒22の開口2
2bの内側に中筒21の開口21aを位置させ、中筒の
開口21aの内側に内筒20の開口20aを位置させて
いる。
【0036】内筒20の先端側筒24は図5(A)
(B)に示す形状で、基端側筒23に螺着して接続した
筒部23aの先端が上記内筒開口20aとなり、該先端
外周にフランジ部24bを突設している。このフランジ
部24bの先端面24cの外周には傾斜面24dを形成
すると共に、この傾斜面24dから中心側に向かって旋
回形状に傾斜させて切り込んだ凹状の溝24eを周方向
に等間隔をあけて3つ形成している。この先端側筒24
の中心空気流路となる中空部24fは基端側筒23の中
空部23aよりも小径としている。
【0037】中筒21の先端閉鎖部21bは先端側に向
かって傾斜させた略円錐筒形状とし、傾斜面21cを内
筒の傾斜面24dと当接させ、該当接部分に上記溝24
eからなる3個の液体旋回連通流路28を設けている。
【0038】内筒20のフランジ部24bからなる先端
閉鎖部20bと中筒21の先端部21bとの間に大円錐
形状の第1混合室29を設け、この第1混合室29の底
面側に液体旋回連通流路28を開口させると共に先端側
中央に中筒の開口21aを位置させている。
【0039】中筒21の先端閉鎖部21bと広い空間を
あけて外筒22の先端部22bを外嵌し、この中筒と外
筒の先端閉鎖部21bと22bとの間に第2混合室30
を形成している。この第2混合室30は環状の外側空気
流路27と連通すると共に先端中央に噴射口となる開口
22aを位置させている。
【0040】上記構成からなるノズル11では、まず、
液体流路26に流入した水は先端側の液体旋回連通流路
28を通過する時に強制的に旋回され、第1混合室29
に旋回流れとなって流入する。この旋回により水は一次
微粒化がなされる。第1混合室内29に旋回流となって
流入した水の中央部に、中心空気流路25から噴出する
圧搾空気が衝突混合する。この衝突混合により液滴の二
次微粒化がなされながら中筒21の開口21aから第2
混合室30へと噴出する。
【0041】この二次微粒化された気液混合流体は第2
混合室30において、外側空気流路27より流入してく
る圧搾空気が外周側より衝突混合する。このように、第
2混合室30内において三次微粒化された気液混合ミス
トが外筒22の噴射口となる開口22aより噴射される
こととなる。特に、第2混合室19は広い空間であるた
め、外側空気流路27より流入してくる圧搾空気が、開
口21aより流入してくる気液混合流体に対して外周よ
り均一に衝突混合し、かつ、気液混合流体が旋回してい
ることも合わせて、液滴の均一な微粒化が図れる。
【0042】上記第2実施形態の二流体ノズルを用いて
実験した場合、気水比(空気量/水量)を100〜50
0とし、圧搾空気の圧力を0.3〜0.5MPa、水圧
を0.2〜2.0MPaとし、噴霧流量を20〜100
0リットル/時間とした条件下において、粒子径を15
0μm〜50μmと微粒化することができた。詳細に
は、気水比を150、圧搾空気圧を0.4MPaとした
場合の最大粒子径は110〜150μmであり、気水比
を500、圧搾空気圧を0.4MPaとした場合の最大
粒子径は90μn〜110μmであった。この実験結果
より、従来の圧搾空気量を用いた二流体ノズルでは最大
粒子径を150μm以下とすることが困難であったが、
本発明のノズルでは微粒化を促進して、最大粒子径を1
50μm以下とすることができることが確認できた。気
水比を150として圧搾空気量を減少させても最大粒子
径を150μm以下とすることができ、その分、ライン
ニングコストを低下できることも確認できた。
【0043】図6に示す第3実施形態のノズル11は圧
力空気としてブロアからの低圧空気を用いている。第3
実施形態のノズル11の構造は基本的に図4および図5
に示す第2実施形態と同様で、前記第二のノズルの構成
としているが、空気流路の断面積および内筒20、中筒
21、外筒22の先端開口20a、21a、22aの断
面積を第2実施例以上としている。
【0044】即ち、第2実施形態の内筒20の開口20
aの直径に対して、第3実施形態の内筒20の開口20
aの直径は1〜2倍としている。また、第2実施形態の
中筒21の開口21aの直径に対して、第3実施形態の
中筒21の開口21aの直径は1〜2倍としている。さ
らに、第2実施形態の外筒22の開口22aの直径に対
して、第3実施形態の外筒22の開口22aの直径は2
〜4倍としている。
【0045】さらに、内筒20は連続した1本の筒から
形成し、その中空部の中心空気流路25は基端側の流入
口25aから先端開口20aまで同一径とし、よって、
第2実施形態の中心空気流路25よりも大きく設定して
中心空気流量を増加している。また、内筒20の先端よ
りフランジ部24c’を一体的に形成し、旋回形状の溝
24e’を設けて、中筒21との間に設ける液体旋回連
通流路28’は周方向に90度間隔をあけて4個形成し
ている。また、中筒21と外筒22の間の外側空気流路
27も第2実施形態の外側空気流路27よりも断面積を
大として外側空気流量を増加している。他の構成は第2
実施形態と同様であるため、同一符号を付して説明を省
略する。
【0046】第3実施形態のノズル11では圧力空気と
して、第1実施形態と同様に、ブロアから供給される
0.02〜0.1MPaの低圧空気を用いているが、 空
気流量を多くし、 かつ、 第1および第2実施形態と同様
に水を旋回させて一次微粒化した後に、加圧空気と2度
にわたり衝突混合させて、3段階で液滴の微粒化を図っ
ているため、液滴の最大粒子径を150μmとすること
ができる。
【0047】上記第3実施形態の二流体ノズルを用い、
第1実施形態と同様に、気水比(空気量/水量)を20
0〜1000とし、ブロアからの空気圧力が0.02〜
0.1MPa、水圧を0.05〜2.0MPaとし、噴
霧流量を20〜1000リットル/時間とした条件下に
おいて、粒子径を150μm〜50μmに微粒化するこ
とができた。
【0048】なお、上記各実施形態では、ノズル11を
冷間圧延ロールの冷却用に用いているが、焼却炉の廃ガ
ス冷却用として減温塔(冷却塔)内に取り付ける等、各
種の冷却用に好適に用いれることは言うまでもない。特
に、廃ガス冷却用として用いた場合、廃ガスがノズル内
部に流入する恐れがあるが、本発明のノズルでは、3重
筒構造とし、中心部から圧力空気を噴射しているため、
廃ガスがノズル内部に流入しにくくなる。よって、廃ガ
スがノズル内部に流入して、ノズル内部に腐食を発生さ
せるのを防止することができる。
【0049】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
の二流体ノズルによれば、液体を気体と混合する前に旋
回させて一次微粒化を行い、その後、中心空気流路の空
気あるいは外側空気流路の空気と2段階で衝突混合させ
て、二次微粒化、三次微粒化を行っているため、従来の
空気を旋回させた後に液体と1度だけ衝突混合する場合
のノズルと比較して液滴の微粒化をより促進させること
ができる。
【0050】このように、従来のノズルに比して水滴の
微粒化が図れるため、圧力空気として低圧のブロアから
の空気を利用することができ、ブロアからの空気を用い
ても、高温ガスの冷却用として噴霧した場合、噴霧され
た物に濡れを発生させない。よって、例えば、廃ガス冷
却用に用いた場合、焼却灰に濡れを発生させず、かつ、
空気集塵機の濡れに伴う交換回数を減少でき、メンテナ
ンスコストを低下させることができる。
【0051】さらに、また、圧搾空気を用いた場合、従
来の圧搾空気を用いた二流体ノズルと比較して微粒化を
促進でき、最大粒子径を150μm以下とすることがで
きる。さらにまた、噴霧流量を増加しても所要の超微粒
子を得ることができるために、噴霧流量を増加して冷却
効率を高めることができる。即ち、高温ガスの冷却用と
して用いた場合に、急激に所要温度まで低下させること
ができ、蒸発時間を短くできる。よって、焼却炉に用い
た場合には減温塔の高さおよび径を小さくでき、イニシ
ャルコストも低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 (A)(B)は本発明の二流体ノズルの使用
例を示す概略図である。
【図2】 第1実施形態のノズルの断面図である。
【図3】 第1実施形態のノズルに用いる先端側内筒の
側面図である。
【図4】 第2実施形態のノズルの断面図である。
【図5】 第2実施形態に用いる先端側内筒を示し、
(A)は断面図、(B)は側面図である。
【図6】 第3実施形態のノズルの断面図である。
【図7】 従来例を示す図面である。
【図8】 (A)(B)は従来のノズルを示す図面であ
る。
【符号の説明】
11 ノズル 20 内筒 21 中筒 22 外筒 20a、21a、22a 開口 20b、21b、22b 先端閉鎖部 25 中心空気流路 26 液体流路 27 外側空気流路 28 液体旋回連通流路 29 第1混合室 30 第2混合室
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水野 毅男 大阪府大阪市西区阿波座1−15−15 株式 会社いけうち内 Fターム(参考) 4F033 QA04 QB02Y QB03X QB12Y QB13Y QB15X QD02 QD07 QD10 QD15 QE21 QE25 QF07Y QF15Y

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内筒、中筒、外筒を備えた三重筒とし、 上記内筒の中空部を中心空気流路、内筒と中筒の間の中
    間環状流路を液体流路、中筒と外筒の間の外側環状流路
    を外側空気流路とし、上記液体流路に液体を旋回させる
    手段を設け、液体を旋回流とすることにより一次微粒化
    し、該旋回流となった液体を、上記中心空気流路と外側
    空気流路に流通する空気とに順次衝突混合させて二次微
    粒化と三次微粒化を行った後に、外筒の先端部に設けた
    噴射口より気液混合ミストを噴射させる構成としている
    二流体ノズル。
  2. 【請求項2】 上記中心空気流路、外側空気流路の基端
    側開口の流入口に空気供給管を接続し、該空気供給管を
    コンプレッサーあるいはブロアに接続して、コンプレッ
    サーからの圧搾空気あるいはブロアからの加圧空気を上
    記中心空気通路あるいは外側空気通路に流通させ、か
    つ、上記流入口から先端の噴射口に到る空気流路中で空
    気を旋回させていない請求項1に記載の二流体ノズル。
  3. 【請求項3】 上記内筒、中筒、外筒の先端側に、軸線
    に沿った同一線上に位置する開口を設け、噴射口となる
    外筒の開口の内側に中筒の開口を位置させ、該中筒の開
    口の内側に内筒の開口を位置させ、 上記内筒の先端面を中筒の段差部に当接させると共に、
    該当接部に液体旋回連通流路となる溝を設け、かつ、上
    記段差により小径化した中筒の先端側中空部に内筒の先
    端面の開口を連通させ、上記液体旋回連通流路が開口す
    る内筒中空部から中筒中空部を第1混合室とすると共
    に、中筒の先端部と外筒の先端部との間に第2混合室を
    設け、 さらに、内筒には上記第1混合室に開口するオリフィス
    を設け、 上記液体流路より液体旋回連通流路を通して液体を旋回
    させて一次微粒化しながら第1混合室へと流入させ、該
    第1混合室で中心空気通路からの空気と衝突させて二次
    微粒化させ、この気液混合流体を中筒の先端開口より第
    2混合室に流入させて外側空気流路の空気と衝突させて
    三次微粒化させ、この気液混合流体を外筒の噴射口より
    噴霧する構成としている請求項1または請求項2に記載
    の二流体ノズル。
  4. 【請求項4】 上記内筒、中筒、外筒の先端側に、軸線
    に沿った同一線上に位置する開口を先端部に設け、噴射
    口となる外筒の開口の内側に中筒の開口を位置させ、該
    中筒の開口の内側に内筒の開口を位置させ、 上記中筒の先端開口の周縁を先端側に向かって傾斜させ
    て、該傾斜面に内筒の先端外周に突設したフランジ部を
    当接させ、該当接部分に液体旋回連通流路となる溝を設
    け、かつ、 上記内筒の先端部と中筒の先端部との間に上記液体旋回
    連通流路が開口する第1混合室を設けると共に、中筒の
    先端部と外筒の先端部との間に第2混合室を設け、 上記液体流路より液体旋回連通流路を通して液体を旋回
    させて一次微粒化しながら第1混合室へと流入させ、該
    第1混合室で中心空気通路からの空気と衝突させて二次
    微粒化させ、この気液混合流体を中筒の先端開口より第
    2混合室に流入させて外側空気流路の空気と衝突させて
    三次微粒化させ、この気液混合流体を外筒の噴射口より
    噴霧する構成としている請求項1または請求項2に記載
    の二流体ノズル。
  5. 【請求項5】 上記中心空気流路と外側空気流路とにブ
    ロアより加圧空気を供給する場合の内筒、中筒、外筒の
    各先端開口は、コンプレッサーより圧搾空気を供給する
    場合に比べて、 内筒の先端開口を1〜2倍、中筒の先端開口は1〜2
    倍、外筒の先端開口は2〜4倍の大きさとしている請求
    項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の二流体ノズ
    ル。
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