JP2587999B2 - 予蒸発型液体燃料噴霧器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、予蒸発型液体燃料噴霧器の改良に関する。

（従来の技術） 石炭を流動化する為開発された液体燃料であるCWM
は、水と石炭（微粉炭）の重量比が30:70〜35:65と水が
多いので、これを燃焼する時、水が蒸発するまで着火し
ないから、CWMの着火が遅れ、またバーナ近くの火炎の
温度が低くなる。これはCWMの燃焼にとっては未燃分が
増える為、決定的に不利となる。

これを改善する為、予蒸発型液体燃料噴霧器が開発さ
れている。（例えば公開実用新案公報昭51−160242号参
照） この予蒸発型液体燃料噴霧器は、CWMを加圧，加温し
ておき、噴霧すると噴霧の際の減圧によって解放される
CWM中の水の潜熱エネルギがCWM中の水の一部を蒸発させ
るもので、これによって噴霧されたCWMの着火を速くす
ることを狙ったものである。（先行技術として特願昭62
−218712号がある） しかし、これまでの予蒸発型液体燃料噴霧器では、低
負荷時CWMの流量が少なくなると、圧力式噴霧器にあっ
ては噴口におけるCWMの抵抗が減り、旋回室またはCWM管
中で減圧によって水蒸気が発生するので、CWMの閉塞ま
たは噴出流量の減少が生じ、二流体式噴霧器にあっては
混合室入口のCWM孔手前において同様の水蒸気の発生と
これによるCWMの閉塞または流量減少が生じる。即ち、
低負荷時にはCWMの流出量が激減してこの噴霧器は使用
不能となる。

（発明の目的） 本発明は上記課題を解決すべくなされたもので、低負
荷時に液体燃料の閉塞または流量減少に陥いることなく
作用するようにした予蒸発型液体燃料噴霧器を提供する
ことを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するための本発明の技術的手段は、予
蒸発型液体燃料噴霧器が圧力式噴霧器にあっては、液体
燃料噴口入口に、二流体式噴霧器にあっては、液体燃料
の混合室入口に、絞り機構を設け、この絞り機構により
低負荷時液体燃料噴口入口の上流や液体燃料の混合室入
口の環状隙間を狭くして、該環状隙間を通る液体燃料の
流通抵抗を増大し、液体燃料の圧力を所要の圧力に保っ
て、環状隙間で減圧が起らないようにし、ここで蒸発が
生じないようにしたものである。

（作 用） 上記の技術的手段によると、圧力式噴霧器にあって
は、噴霧の際の減圧は、絞り機構と液体燃料噴口とにお
いて生じ、液体燃料の流量が少なくなると液体燃料噴口
における減圧が減るので、絞り機構では、（供給圧−液
体燃料噴口における減圧）分の減圧を行い、二流体式噴
霧器にあっては、噴霧の際の減圧は、絞り機構と混合室
から噴霧器出口までの減圧（液体燃料＋噴霧媒体によ
る）の合計となるので、絞り機構では（供給圧−混合室
内）分の減圧を行う。

何れの場合も噴口における減圧は、液体燃料の流量だ
けではなく、液体燃料中の予蒸発した水蒸気量の影響を
受けるので、絞り機構における減圧も液体燃料の流量に
よる複雑な値に制御する必要がある。従って、絞り機構
の圧力調節は液体燃料の供給圧が一定の場合には、むし
ろ液体燃料の流量制御とした方が良いが、ここでは単に
圧力調節とする。従ってこの圧力は一定であるとは限ら
ない。

尚、予蒸発型液体燃料噴霧器は、開発中の技術に属す
るもので、その目的は液体燃料の減圧時に生じる水蒸気
の生成によって噴霧液体燃料を再分裂せんとする処にあ
り、液体燃料中の水分の予蒸発量は、水と石炭（微粉
炭）の重量比30:70のCWMの場合で、CWMが30atg,飽和温
度に加圧加温されていて大気圧に噴霧されると、約30
％、CWMが40atg,飽和温度に加圧加温されていると、約3
5％となる。従って、このCWMは噴霧された時、その水の
一部は既に蒸発しているので、その分CWM中の微粉炭の
着火が早く、バーナ近くの火炎温度が上がり、未燃が著
しく少なくなる。

（実施例） 本発明による予蒸発型液体燃料噴霧器の各種の実施例
を図によって説明する。

第１図は圧力式の予蒸発型液体燃料噴霧器を示すもの
で、１は噴霧器本体、２は噴霧器本体１内の液体燃料の
環状通路、３は噴霧器本体１の先端面中央の液体燃料の
噴口、４は噴口３の手前に設けられた旋回翼、５は旋回
翼４と噴霧器本体１との環状隙間で、環状通路２と噴口
３とを連通しているものである。前記旋回翼４はその支
持部4aが噴霧器本体１内の芯中央部６に設けた円筒部７
内に摺動可能に嵌合され、図示せぬ油圧又は空気圧等の
作動流体の給排により進退し、前記環状隙間５の寸法が
調整されるように絞り機構が形成されている。

かかる構造の圧力式予蒸発型液体燃料噴霧器におい
て、30〜40atgに加圧され、この圧力の水の飽和温度以
下に加温されたCWMが環状通路２から供給され、環状隙
間５を通って旋回翼４によって旋回され乍ら噴口３から
炉内（大気圧）へ噴出されると、霧化されると同時に減
圧によってCWM中の水が一部（30〜35％）蒸発する。CWM
の高圧から大気圧までの減圧は環状隙間５を通る間と噴
口３を通る間に行われるが、低負荷となってCWMの流量
が少なくなると、この減圧が十分でなくなり、環状通路
２で減圧が起るようになり、ここで蒸発が生じる。水蒸
気の体積が大きいので、環状隙間５及び噴口３を通る時
のCWMの流通抵抗が急激に増大し、CWMが流れにくくな
る。これを防止する為に本実施例では低負荷時には絞り
機構により、即ち、噴霧器本体１内の芯央部６に設けら
れた円筒部７内に図示せぬ油圧又は空気圧等の作動流体
を供給して旋回翼４を前進させ、噴口３の上流の環状隙
間５を狭くして、CWMの流通抵抗を増大し、CWMの圧力を
所要の圧力に保って、環状通路２で減圧が起らないよう
にし、ここで蒸発が生じないようにする。

第２図は二流体式内部混合の予蒸発型液体燃料噴霧器
を示すもので、８は噴霧器本体、９は噴霧器本体８内に
同心に設けたノズル部材で、このノズル部材９と噴霧器
本体８との間に空気又は蒸気を供給する環状通路10が形
成されている。噴霧器本体８内のノズル部材９の前方に
は二流体の混合室11が設けられ、噴霧器本体８の先端に
は放射状に噴口12が設けられている。前記ノズル部材９
内には芯中央13との間に液体燃料の環状通路14が形成さ
れ、ノズル部材９の先端細径部にノズル15が開口されて
いる。芯央部13に設けた円筒部16内に弁体17が摺動可能
に嵌合され、図示せぬ油圧又は空気圧等の作動流体の給
排により進退し、弁体17とノズル部材９との環状隙間18
を狭めたり、拡げたりするように絞り機構が形成されて
いる。

かかる構造の二流体式内部混合の予蒸発型液体燃料噴
霧器において、30〜40atgに加圧され、この圧力の水の
飽和温度以下に加温されたCWMが、ノズル部材９内の環
状通路14から供給され、環状隙間18を通って混合室11内
に供給されると、噴霧器本体８内の環状通路10から混合
室11内に供給される空気又は蒸気によって混合室11内で
霧化され、そしてこの霧化されたCWMが噴口12から炉内
（大気圧）へ噴出される。CWMの減圧は噴口12の通路断
面積が大きいので、混合室11内の圧力は比較的低く、空
気又は蒸気の圧力も低くて良い。低負荷になってCWMの
流量が少なくなると、噴口12における減圧が過小になっ
て、環状通路14で蒸発が生じる。その結果環状隙間18を
通る時のCWMの流通抵抗が増大し、CWMが流れにくくな
る。これを防止する為に本実施例では低負荷時に絞り機
構により、即ち、ノズル部材９内の芯中央13に設けた円
筒部16内に図示せぬ油圧又は空気圧等の作動流体を供給
して弁体17を前進させ、ノズル15の入口の環状隙間18を
狭くして、CWMの流通抵抗を増大し、CWMの圧力を所要の
圧力に保って、該環状隙間18における減圧を十分な値に
し、環状通路14での蒸発が生じないようにする。

第３図は二流体式Ｙジェットの予蒸発型液体燃料噴霧
器を示すもので、19は噴霧器本体、20は噴霧器本体19の
内部に設けられた液体燃料の環状通路、21は噴霧器本体
19の中央部に設けられた空気又は蒸気の供給通路で、そ
の先端から放射状に噴口22、これに続いて混合室23が設
けられて開口されている。前記液体燃料の環状通路20の
先端には前記混合室23の基端側に連通する液体燃料の噴
口24が設けられている。前記環状通路20の内周壁25には
同心に環状凹部26が設けられ、この環状凹部26に環状体
27が摺動可能に嵌合され、この環状体27の先端面に前記
噴口24の入口を絞る弁体28が設けられている。そして環
状体27は図示せぬ油圧又は空気圧等の作動流体の給排に
より進退し、その先端面の弁体28が噴口24の入口を狭め
たり、拡げたりするように絞り機構が形成されている。

かかる構造の二流体式Ｙジェットの予発熱型液体燃料
噴霧器において、30〜40atgに加圧され、この圧力の水
の飽和温度に加温されたCWMが環状通路20から供給さ
れ、噴口24より混合室23に出ると、供給通路21から供給
され噴口22より混合室23に噴出している空気又は蒸気に
よって混合し、霧化されて、混合室23の先端から炉内
（大気圧）へ噴出される。低負荷になってCWMの流量が
少なくなると、混合室23,噴口24における減圧が十分で
ないので、環状通路20においてCWMの減圧が生じ、水分
の蒸発によるCWMの閉塞又は流量減少が生じる。これを
防止する為に本実施例では低負荷時に絞り機構により、
即ち、環状通路20の内周壁25に設けた環状凹部26内に図
示せぬが油圧又は空気圧等の作動流体を供給して環状体
27を前進させ、その先端面の弁体28により噴口24の入口
を狭くして、CWMの流通抵抗を増大し、CWMの圧力を所要
の圧力に保って、噴口24における減圧を十分な値にし、
環状通路20での蒸発が生じないようにする。

（発明の効果） 以上の説明で判るように本発明の予蒸発型液体燃料噴
霧器は、圧力式噴霧器にあっては液体燃料噴口入口に、
二流体式噴霧器にあっては液体燃料の混合室入口に、絞
り機構を設け、この絞り機構により低負荷時液体燃料噴
口入口の上流や液体燃料の混合室入口の環状隙間を狭く
して、該環状隙間を通る液体燃料の流通抵抗を増大し、
液体燃料の圧力を所要の圧力に保って、環状隙間で減圧
が起らないようにしたものであるから、水蒸気の発生が
なく、液体燃料の閉塞または流量減少に陥いることがな
く、所定の流量が容易に得られる。また噴霧器の設計，
製作上の僅かな差或いは公差があっても、所定の低負荷
流量特性を持つ噴霧器を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至弟３図は夫々本発明の予蒸発型液体燃料噴霧
器の実施例を示す縦断面図である。 1,8,9……噴霧器本体、2,14,20……液体燃料の環状通
路、3,24……液体燃料の噴口、４……旋回翼、4a……旋
回翼の支持部、5,18……環状隙間、6,13……芯央部、7,
16……円筒部、９……ノズル部材、10……空気又は蒸気
を供給する環状通路、11,23……二流体の混合室、12…
…噴口、15……ノズル、17,28……弁体、21……空気又
は蒸気の供給通路、22……噴口、25……内周壁、26……
環状凹部、27……環状体

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−11515（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−235911（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−63707（ＪＰ，Ａ) 実開 昭51−160242（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−80421（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭51−34033（ＪＰ，Ｕ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】噴霧器本体内に液体燃料の環状通路が設け
   られ、噴霧器本体の先端面中央に液体燃料の噴口が設け
   られ、該噴口の手前に旋回翼が設けられて噴霧器本体と
   の間に前記環状通路と噴口とを連通する環状隙間が形成
   され、前記旋回翼が進退可能になされて前記環状隙間が
   寸法調整可能になされて絞り機構が形成されていること
   を特徴とする圧力式の予蒸発型液体燃料噴霧器。
2. 【請求項２】噴霧器本体内に同心にノズル部材が設けら
   れて、このノズル部材と噴霧器本体との間に空気又は蒸
   気を供給する環状通路が形成され、噴霧器本体内にノズ
   ル部材の前方に二流体の混合室が設けられ、噴霧器本体
   の先端に混合室から放射状に噴口が設けられ、前記ノズ
   ル部材内には液体燃料の環状通路が設けられ、ノズル部
   材の先端細径部にノズルが開口され、ノズルの手前に弁
   体が設けられてノズル部材との間に環状隙間が形成さ
   れ、前記弁体が進退可能になされて前記環状隙間が寸法
   調整可能になされて絞り機構が形成されていることを特
   徴とする二流体式内部混合型の予蒸発型液体燃料噴霧
   器。
3. 【請求項３】噴霧器本体の外周部に液体燃料の環状通路
   が設けられ、中央部に空気又は蒸気の供給通路が設けら
   れ、この供給通路の先端から放射状に噴口、これに続い
   て混合室が設けられて開口され、前記環状通路の先端に
   前記混合室の基端側に連通する液体燃料の噴口が設けら
   れ、この噴口の入口に弁体が設けられ、この弁体は前記
   空気又は蒸気の供給通路の外周にて進退可能に設けられ
   た環状体の前面に取付けられて、前記噴口の入口が寸法
   調整可能になされて絞り機構が形成されていることを特
   徴とする二流体式Ｙジェット型の予蒸発型液体燃料噴霧
   器。