JP2009011932A - ノズルの構造 - Google Patents

Abstract

【課題】効率よく良好に油等と加圧空気を混合できるノズルを提供する。
【解決手段】外筒と内筒とより構成する。外筒は、内部に内筒収納路を形成してあり、この内筒収納路は一端を開放し、他端に先端筒を取り付けた中空の通路であり、先端筒には外筒の中心軸と平行に噴射孔が貫通しており、内筒収納路の一部には外部から加圧空気を取り入れる加圧空気取り入れ路を形成する。内筒は、内部に中心軸に平行に中空の油路を形成し、油路は一端は油等を供給するために開放し、他端は閉塞し、油路の途中には放射方向へ向けて油等吐出孔を開放する。内筒の外周面に空気路を刻設する。外周面に内筒の中心軸と交差する方向にらせん路を溝状に刻設する。外筒の内部の内筒収納路に内筒を収納した場合に、内筒の先端の混合面と、外筒の先端の先端筒との間に、混合室としての空間が形成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ノズルの構造に関するものである。

重油、軽油、灯油、植物油、加水燃料（以下「油等」と称する）が通常のノズル孔から初期噴射する際に液垂れなどが発生する。
また初期の不完全燃焼ガスがノズル孔やボイラー壁面に油膜となって付着する。
これが焼結固着して燃焼効率を下げ、ボイラーなどに被害を与え、維持管理に費用がかかると同時に大気汚染の原因となっている。

上記のように、従来から各種の燃焼装置やボイラにおいては、維持管理費の負担が大きいことが当然としてとらえられており、ボイラに使用するノズルも、維持管理費を低減するというところまで考慮がされていない。

上記のような課題を解決するために、本発明のノズルの構造は、外筒と内筒とより構成し、外筒は、内部に内筒収納路を形成してあり、この内筒収納路は一端を開放し、他端に先端筒を取り付けた中空の通路であり、先端筒には外筒の中心軸と平行に噴射孔が貫通しており、内筒収納路の一部には外部から加圧空気を取り入れる加圧空気取り入れ路を形成し、内筒は、内部に中心軸に平行に中空の油路を形成し、油路は一端は油等を供給するために開放し、他端は閉塞し、油路の途中には放射方向へ向けて油等吐出孔を開放し、内筒の外周面で、かつ油等吐出孔よりも後端側に、中心軸と平行に溝状の空気路を刻設し、内筒の外径は、油路吐出孔よりも先端側では縮小して円錐部を形成し、この円錐部の先端は中心軸を横断する面で切断してあり、その切断面が混合面を形成し、さらに円錐部の外周面に内筒の中心軸と交差する方向に、らせん路を溝状に刻設し、このらせん路の先端は混合面に向けて開放し、外筒の内部の内筒収納路に内筒を収納した場合に、内筒の先端の混合面と、外筒の先端の先端筒との間に、混合室としての空間が形成されるように構成したことを特徴とするものである。

本発明のノズルの構造は以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜１＞ 高圧空気と油等を混合噴射することができるノズルにより、初期燃焼、および連続燃焼に及ぼす有害性を解決することができる。
＜２＞ ノズルの内部に油等と加圧空気を混合する混合室を形成してあるから、液体と気体を十分に混合することができ、均質な混合気液を噴出することができる。
＜３＞ ノズル先端の油膜が焼結しにくくなるため、長期間にわたってノズル先端部が燃焼に対し良好な状態を維持でき、管理が容易になる。
＜４＞ 重油よりも高粘性の加水燃料なども加圧空気の圧力で良好に流れ、そのために十分に攪拌された混合気が得られるから燃焼効率が大きく向上する。
＜５＞ 上記したように従来のノズルでは、特に初期燃焼の場合に油垂れの発生が避けられず、その結果、不完全燃焼により燃焼効率が低下し、維持管理費が大きな負担となっていた。しかし本発明のノズルでは初期燃焼に特に良好な効果を期待でき、混合気の油等は燃焼しやすく、有害な油煙も大幅に減少して大気汚染を削減することができる。

以下図面を参照にしながら本発明のノズルの好適な実施の形態を詳細に説明する。

＜１＞本発明の基本構成。
本発明のノズルは、ノズル本体部に高圧空気を送る空気溝を形成し、その溝へ高圧空気を供給する。
一方油等を送る通路は、細い複数本の油路からなり、高圧空気の流速により発生する負圧と、油孔から噴出する加圧状態の油等の相乗効果によって適度の混合気となり、ノズルの外筒の内側に沿って攪拌しながら流れ、収束して着脱式のノズル先端の噴射孔から外部へ噴射する構造である。
このノズルＡには、図３に示すような配管を行う。
すなわちノズルＡの尾端には油等タンクＢから油等を供給し、ノズルＡの側面から加圧空気を供給する。
加圧空気の供給のためにコンプレッサーＣと空気供給路の間には空気調整弁Ｃ１、圧力計Ｃ２、空気電磁弁Ｃ３を介在させる。

＜２＞全体の構成。
次に実施例について図に基づいて説明する。
本発明のノズルＡは、外筒１と内筒２とより構成する。
外筒１の内部に内筒２を収納してノズルＡを形成してある。

＜３＞外筒１。
外筒１には内部に内筒２を収納できる中空の筒体である。
すなわち外筒１の内部には内筒収納路１１を形成してある。
この内筒収納路１１の一端（後端側）は、内筒２を挿入して螺合するために開放状態にある。
また内筒収納路１１の他端（先端側）は内径を収縮してあり、他端面には脱着が可能な先端筒１２を取り付けてある。
この先端筒１２には小径の噴射孔１３が外筒１の中心軸と平行方向に向けて貫通している。
内筒収納路１１の一部には、収納路１１に対して放射方向から外部に連通した加圧空気取り入れ路１４を形成し、そこから内筒収納路１１に向けて加圧空気を供給できるように構成する。

＜４＞内筒２。
内筒２は、外筒１の内部に収納が可能な中空の筒体である。
内筒２の内部には中心軸に平行に中空の油路２１が形成してある。
油路２１は一端（後端側）は開放してあり、他端（先端側）は閉塞している。
油路２１の開放側から、油路２１の内部に油等が供給される。
油路２１の途中には放射方向へ向けて油等吐出孔２２を開放してあるから、油路２１の内部に供給された油等は、その油等吐出孔２２から外部へ吐出する。
内筒２の外周面で、かつ油等吐出孔２２よりも後端側に、中心軸と平行に溝状の空気路２３を刻設してある。
内筒２の外径は、油路２１吐出孔よりも先端側では縮小して円錐部２４を形成する。この円錐部２４の先端は中心軸を横断する面で切断してあり、その切断面が混合面２５を形成する。
円錐部２４の外周面には内筒２の中心軸と交差する方向に、らせん路２６が溝状に刻設してあり、らせん路２６の先端は混合面２５に向けて開放している。

＜５＞混合の機構。
次に油等と加圧空気が混合する機構を説明する。
上記した構造の外筒１の内部の内筒収納路１１の開放端から内筒２を挿入してネジ止めして両者を強固に一体化する。
すると先端筒１２と混合面２５の間に、混合室１５としての空間が形成される。
そして内筒２の後端から油等を加圧状態で供給し、一方、加圧空気取り入れ路１４から加圧空気を供給する。
油路２１は行き止まりになっているから、油路２１を通過した油等はその終端において進路を放射方向に変えて油等吐出孔２２から内筒２の外部へ吐出する。
一方、外筒１の加圧空気取り入れ路１４から供給された加圧空気は、内筒２と外筒１の間に存在する空気路２３を通って先端側へ進み、油等吐出孔２２において油等と衝突する。
しかしこの吐出孔２２付近では、気体と液体は衝突をしただけで十分な混合がなされていない。
そこで混合気液は、らせん路２６を進むが、このらせん路２６の方向に従って内筒２の中心軸と交わる角度の方向に向けて進路を変える。
らせん路２６の先端側は混合室１５に向けて開放しているので、混合室１５内では混合気液は複雑に回転して十分に混合がなされる。
こうして加圧空気と油等が十分に混合された混合気液は、先端の噴射孔１３から外部に向けて噴出する。

本発明のノズルの構造の実施例の断面図。 ノズルを構成する内筒の実施例の斜視図。 ノズルとコンプレッサなどの配管図。

符号の説明

Ａ：本発明のノズル
１：外筒
１１：内筒収納路
１２：先端筒
１３：噴射孔
１５：混合室
２：内筒
２１油路
２２：油等吐出孔
２６：らせん路

Claims (1)

1. 外筒と内筒とより構成し、
   外筒は、内部に内筒収納路を形成してあり、
   この内筒収納路は一端を開放し、他端に先端筒を取り付けた中空の通路であり、
   先端筒には外筒の中心軸と平行に噴射孔が貫通しており、
   内筒収納路の一部には外部から加圧空気を取り入れる加圧空気取り入れ路を形成し、
   内筒は、内部に中心軸に平行に中空の油路を形成し、
   油路は一端は油等を供給するために開放し、他端は閉塞し、
   油路の途中には放射方向へ向けて油等吐出孔を開放し、
   内筒の外周面で、かつ油等吐出孔よりも後端側に、中心軸と平行に溝状の空気路を刻設し、
   内筒の外径は、油路吐出孔よりも先端側では縮小して円錐部を形成し、
   この円錐部の先端は中心軸を横断する面で切断してあり、
   その切断面が混合面を形成し、
   さらに円錐部の外周面に内筒の中心軸と交差する方向に、らせん路を溝状に刻設し、
   このらせん路の先端は混合面に向けて開放し、
   外筒の内部の内筒収納路に内筒を収納した場合に、
   内筒の先端の混合面と、外筒の先端の先端筒との間に、混合室としての空間が形成されるように構成した、
   ノズルの構造。

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