JP2006521199A - 過熱液体用スプレーノズル - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明はまた、拡散ノズル(5)の軸に沿って摺動するとともに、その位置に応じて、ノズルの流出区分を調整してスプレーされる液滴の最高排出速度を維持することのできる特定輪郭コア(11)を追加することにより、ノズルの流出区分を調整するように設計された付属品に関連する。装置は本質的に、化学およびエネルギー産業用に設計されている。
Description
支持体(0)に固定されたノズル本体(1)を含む図1に示された装置は、「過熱液体」の供給を可能にする。ノズル本体は、過熱液体が循環する導管(3)を含み、その後でミキサヘッドといくつかの噴射器を通る際に、過熱液体は、拡散ノズル膨張・速度達成ノズル(5)へ放出される速度に達する。このノズルへ流入すると、液体ジェットは一部が蒸発してそれ自身の蒸気圧の作用により瞬時に粉砕し、微小液滴と蒸気との混合気となる。
図3に見られる装置では、円筒形噴射器(4)を環状噴射器(16)で置き換えることにより、スプレーノズルの設計概念を単純化し、容量を増大し、製造を容易にすることができる。
図4に示された装置は、同じスプレーノズルについて、装置からスプレーされる液滴の最高排出速度を維持しながら、流入時の過熱液体の流量または圧力Poまたは温度Toを、液体がスプレーされるガス媒体の圧力P1とともに、必要に応じて修正することができる。この結果は、特定輪郭コア(11)を拡散ノズル(5)へ制御して挿入することによって得られる。
空気が大気圧の場合:排出速度は540m/sに近く、スプレーされる粒子の大きさは100℃に等しい温度で5ミクロンに近づく。流入する過熱水の流れの30%近くが、ノズルから出る際に蒸気の形で見られる。
空気の圧力が0.1バールAの場合:排出速度は700m/sに近く、スプレーされる粒子の大きさは46℃に等しい温度で5ミクロンに近づく。流入する過熱水の流れの31%近くが、ノズルから出る際に蒸気の形で見られる。
図5に示された装置では、拡散ノズル(5)におけるコア(11)の配置を自動化することによって変形例3の動作を改良できる。
図6に見られる装置では、円筒形噴射器を環状噴射器(16)で置き換えることにより、容量を増大させるとともに製造を容易にするように、変形例3と4を改良できる。
空気が1バールAの場合:排出速度は540m/sに近づき、スプレーされる粒子の大きさは、100℃に等しい温度で5ミクロンに近づく。流入する過熱水の流れの30%近くが、ノズルを流出する際に蒸気の形となる。
空気が0.1バールAの圧力の場合:排出速度は700m/sに近づき、スプレーされる粒子の大きさは、46℃に等しい温度で5ミクロンに近づく。流入する過熱水の流れの31%近くが、ノズルを流出する際に蒸気の形となる。
図7に示された装置は、環状噴射器の噴射コア(8)を前記空洞(4)の軸上で摺動する、流れ方向に増大する可変断面を持つ特定輪郭の噴射コア(15)で置き換えることにより柔軟な使用を増やすように変形例2と5を改良することができ、噴射器の流出区分は、特定輪郭噴射コア(15)の位置を空洞(4)に対して調整することにより調整される。
工業用ガスの非常に急速な冷却を必要とする化学工程。
超微小粒子の形のスプレー液体の使用を必要とする化学・農業・食品システム工程。
超高速でスプレーされる液体の使用を必要とする工程。試験設備、エネルギー設備、熱動力学コンプレッサなど。
1 ノズル本体
3 導管
4 噴射器
5 拡散ノズル
6 流出口
8 円筒形噴射ノズル
9 基部/平坦部
10 通路穴
11 特定輪郭コア
12B 下流側母線
13 軸
14 戻りばね
16 環状噴射器
17、18 ねじ山
19 凹部
Claims (10)
- 超微小液滴の形の過熱液体を超高速でスプレーするように設計された装置であって、該過熱液体は、温度Toの液体と、Toに対応する飽和蒸気圧Psよりも高い圧力Poとに関連し、該蒸気圧Psそのものは、液体がスプレーされるガス媒体の圧力P1よりも高い装置において、支持体(0)に固定されて過熱液体の供給を可能にするノズル本体(1)を装置が含み、該ノズル本体が、該過熱液体が循環する導管(3)を含み、該過熱液体が1個以上のミキサヘッドと1個以上の噴射器(4)とを通過して、該噴射器において、該過熱流体が、拡散膨張・速度達成ノズル(5)へ放出される速度を達成し、該液体と該ノズルの周囲媒体との間の差圧の作用を受けて液体ジェットが部分的に蒸発するとともに瞬時に粉砕して、微小液滴と蒸気の混合気を含み、該拡散ノズル(5)の母線が、該噴射器(4)との交点において不連続性を示す、つまり角度を成し、該ノズルの流出区分は、該拡散ノズル(5)に圧力波を形成せずに混合気が外部媒体の圧力P1でノズルから排出されるような大きさを持ち、そのため、混合気の排出速度は最高排出速度に相当することを特徴とする装置。
- 前記拡散ノズル(5)の母線と前記噴射器との角度が、該噴射器(4)との接合部に対して垂直であることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記拡散ノズルが前記外部支持体(0)と部分的または全体的に統合されることを特徴とする請求項1又は2に記載の装置。
- 微小液滴の形の過熱液体を超高速でスプレーするように設計された装置であって、該過熱液体は、温度ToとToに対応する飽和蒸気圧Psよりも高い圧力Poとに関連し、該蒸気圧Psそのものは、液体がスプレーされるガス媒体の圧力P1よりも高い装置において、支持体(0)に固定されて過熱液体の供給を可能にするノズル本体(1)を装置が含み、該ノズル本体が、該過熱液体が循環する導管(3)を含み、該過熱液体がミキサヘッドと環状噴射器通路部(16)とを通過して、該噴射器通路部において、該過熱流体が、拡散・速度達成ノズル(5)へ放出される速度に達し、該液体と該ノズルの周囲媒体との間の差圧の作用を受けて液体ジェットが一部蒸発するとともに瞬時に粉砕して、微小液滴と蒸気の混合気を含み、該拡散ノズル(5)の母線が、該環状噴射器(16)との交点において不連続性を示す、つまり角度を成し、このノズルの流出区分は、該拡散ノズル(5)に圧力波を形成せずに外部媒体の圧力P1で混合気がノズルから排出されるような大きさを持ち、そのため、混合気の排出速度が最高排出速度に相当することを特徴とする装置。
- 前記環状噴射器が、例えば円筒形の空洞(16)と噴射コア(8)との間に自由空間を含み、該噴射コアを該ノズル本体へ固定する方法により、スプレーされる液体を該ノズルで循環させられることを特徴とする請求項4に記載の装置。
- 空洞(16)の母線との接合部において、前記拡散ノズル(5)の母線と前記噴射器との角度が該空洞の軸に対して垂直であることを特徴とする請求項4又は5に記載の装置。
- 前記拡散ノズルが前記外部支持体(0)に部分的または全体的に統合されることを特徴とする請求項4〜6のいずれか1項に記載の装置。
- 同じスプレーノズルについて、装置から出るスプレー液滴の最高排出速度を維持しながら、流入時に圧力Poまたは温度Toの過熱液体の流れとともに液体がスプレーされるガス媒体の圧力が必要に応じて修正されるように、
前記拡散ノズル(5)の軸上を摺動するとともに、自身の位置に応じて該ノズルの該流出区分を調整できる、該拡散ノズル(5)に収容された特定輪郭コア(11)であって、該拡散ノズル(5)と該コア(11)の母線の連続的で単調な輪郭により、該コアの位置がどのようなものであっても、該ノズルの該軸に沿って該ノズル(5)と該コア(11)との間に拡張通路区分が維持される、特定輪郭コアと、
前記コア(11)の支持を可能にするとともに、前記ノズル(11)に対する該コアの相対位置を外部から調整することのできる機構と、
を含む、
ことを特徴とする請求項4〜6のいずれか1項に記載の装置。 - 流入時の過熱液体の流量と圧力Poと温度Toと、さらに液体がスプレーされるガス媒体の圧力P1に対応するように前記ノズルの前記流出区分を調整して、装置の外部にスプレーされる液滴の排出速度が常に最高となるように、前記拡散ノズル(5)の前記コア(11)の配置が自動化を含むことを特徴とする請求項8に記載の装置。
- 前記環状噴射器の前記噴射コア(8)を、前記空洞(4)の軸上で摺動する、流れ方向に増大する可変断面を持つ特定輪郭噴射コア(15)で置き換えることにより、前記ノズルの柔軟性のある使用を増加させることができ、そのため、該空洞(4)に対する該特定輪郭噴射コア(15)の位置を調整することにより、該噴射器の流出区分が調整されることを特徴とする請求項4〜9のいずれか1に項記載の装置。
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