JP3011799B2 - 噴霧焙焼ノズル先端部への付着防止ノズル - Google Patents
噴霧焙焼ノズル先端部への付着防止ノズルInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は溶液を噴霧する噴霧焙焼
ノズルの先端部への付着防止ノズルに関するものであ
る。
ノズルの先端部への付着防止ノズルに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、噴霧焙焼法を用いて複合酸化物の
製造法としては、金属の塩化物などの化合物の混合水溶
液、あるいは混合有機溶液を燃焼火炎中に直接噴霧して
熱分解焙焼する方法がある。これら直接燃焼火炎中に金
属塩化物の混合溶液を噴霧するための装置として、例え
ば竪長円筒状の耐火物を内張りした炉の頂部付近から原
料である金属塩化物の混合溶液を噴霧ノズルから炉内の
高温ガス中に噴霧される。この場合の噴霧ノズルについ
て、図２及び図３に示す。図２は噴霧ノズル１からの溶
液の噴出状況を示す図である。また図３は噴霧焙焼ノズ
ル２先端外面の渦流状況と溶液固着物の付着状況を示す
図である。
製造法としては、金属の塩化物などの化合物の混合水溶
液、あるいは混合有機溶液を燃焼火炎中に直接噴霧して
熱分解焙焼する方法がある。これら直接燃焼火炎中に金
属塩化物の混合溶液を噴霧するための装置として、例え
ば竪長円筒状の耐火物を内張りした炉の頂部付近から原
料である金属塩化物の混合溶液を噴霧ノズルから炉内の
高温ガス中に噴霧される。この場合の噴霧ノズルについ
て、図２及び図３に示す。図２は噴霧ノズル１からの溶
液の噴出状況を示す図である。また図３は噴霧焙焼ノズ
ル２先端外面の渦流状況と溶液固着物の付着状況を示す
図である。
【０００３】そこで、一般には、図２に示すように、噴
霧焙焼ノズル２のオリフィスジェット流が炉内空間に噴
出すると、噴流と周囲ガス３との境界面では、周囲ガス
３の巻き込みと、噴流の剥離が生じ、小さな渦流とな
る。この結果、図３に示すような、噴霧焙焼ノズル先端
部４近傍では、高速ジェット流により、焙焼溶液がガス
体と共に吹き込まれるのであるが、この場合に周囲ガス
３が、この高速ジェット流に引き込まれるため、負圧ゾ
ーンが発生し、その下流域より剥離された噴霧流体が逆
流して、渦流５を生じ、その中に含まれる噴霧焙焼液
が、ノズル外表面に衝突し、液膜を形成する。この液膜
もジェット流に吹き込まれるが、炉内の輻射伝熱によ
り、水等の低揮発分が蒸発し、濃縮、乾固が起き、ノズ
ル先端部４近傍外面にに付着物６を形成する。このよう
に、ノズル先端部４近傍は長い時間噴流を続けることに
より、溶液中の固体分が濃縮、乾固して付着物として成
長するものである。
霧焙焼ノズル２のオリフィスジェット流が炉内空間に噴
出すると、噴流と周囲ガス３との境界面では、周囲ガス
３の巻き込みと、噴流の剥離が生じ、小さな渦流とな
る。この結果、図３に示すような、噴霧焙焼ノズル先端
部４近傍では、高速ジェット流により、焙焼溶液がガス
体と共に吹き込まれるのであるが、この場合に周囲ガス
３が、この高速ジェット流に引き込まれるため、負圧ゾ
ーンが発生し、その下流域より剥離された噴霧流体が逆
流して、渦流５を生じ、その中に含まれる噴霧焙焼液
が、ノズル外表面に衝突し、液膜を形成する。この液膜
もジェット流に吹き込まれるが、炉内の輻射伝熱によ
り、水等の低揮発分が蒸発し、濃縮、乾固が起き、ノズ
ル先端部４近傍外面にに付着物６を形成する。このよう
に、ノズル先端部４近傍は長い時間噴流を続けることに
より、溶液中の固体分が濃縮、乾固して付着物として成
長するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように、噴霧焙焼
ノズルの先端部に固形物による付着物が固着することに
よって、噴出状況が悪くなり、均一噴出及び焙焼効率を
低下させ、強いては、噴霧状態の不安定に起因し生成物
の品質の低下となり、最終的には、噴出が不能となる問
題がある。これらの問題を解消するため、例えば液体塗
料のスプレ−による加圧噴霧して塗装するための、スプ
レ−の塗料噴霧ノズルの先端部周辺より乾燥ガスを噴射
し、乾燥ガスにより塗料噴霧の周囲を覆うように、塗料
噴霧ノズルの周囲に配置した複数本のノズルまたは噴射
孔から円錐状の塗料噴霧の周囲に沿うように乾燥ガスを
噴射する噴射ノズル構造が既に知られている。しかし、
この塗料噴霧ノズルの場合には、噴霧ノズルの先端部が
噴霧ノズル本体の径と同一径の構成であるため、噴霧ノ
ズルの先端部が噴霧塗料に対して垂直面を持つ構造とな
っているために、塗料噴霧の周囲に沿うように乾燥ガス
を噴射しても、噴霧ノズルの先端では負圧部、すなわ
ち、滞留部を生じる、この先端部は大部解消されたとし
ても完全に負圧を解消させる迄には至っていない。従っ
て、負圧が生ずることから、長時間使用することによっ
て、固形物による付着が生じ、噴出状況を悪化させるこ
とになる。更には、これは塗料噴霧ノズルであって、溶
液の焙焼による高温ガス中での噴霧環境とは全く異なっ
ている。すなわち、高温ガス中での上記諸問題に対する
解消にはなっていない。
ノズルの先端部に固形物による付着物が固着することに
よって、噴出状況が悪くなり、均一噴出及び焙焼効率を
低下させ、強いては、噴霧状態の不安定に起因し生成物
の品質の低下となり、最終的には、噴出が不能となる問
題がある。これらの問題を解消するため、例えば液体塗
料のスプレ−による加圧噴霧して塗装するための、スプ
レ−の塗料噴霧ノズルの先端部周辺より乾燥ガスを噴射
し、乾燥ガスにより塗料噴霧の周囲を覆うように、塗料
噴霧ノズルの周囲に配置した複数本のノズルまたは噴射
孔から円錐状の塗料噴霧の周囲に沿うように乾燥ガスを
噴射する噴射ノズル構造が既に知られている。しかし、
この塗料噴霧ノズルの場合には、噴霧ノズルの先端部が
噴霧ノズル本体の径と同一径の構成であるため、噴霧ノ
ズルの先端部が噴霧塗料に対して垂直面を持つ構造とな
っているために、塗料噴霧の周囲に沿うように乾燥ガス
を噴射しても、噴霧ノズルの先端では負圧部、すなわ
ち、滞留部を生じる、この先端部は大部解消されたとし
ても完全に負圧を解消させる迄には至っていない。従っ
て、負圧が生ずることから、長時間使用することによっ
て、固形物による付着が生じ、噴出状況を悪化させるこ
とになる。更には、これは塗料噴霧ノズルであって、溶
液の焙焼による高温ガス中での噴霧環境とは全く異なっ
ている。すなわち、高温ガス中での上記諸問題に対する
解消にはなっていない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような問題
を解消すべく、噴霧焙焼ノズルの先端部の形状及び噴霧
焙焼ノズル本体とは別個に、噴霧焙焼ノズル先端部の渦
流を打ち消すような気体を流す構造を設けた噴霧焙焼ノ
ズル装置を提供せんとするものである。その要旨とする
ところは、焙焼溶液の噴霧焙焼用の2流体噴霧焙焼ノズ
ルの先端を流線型状とし、該噴霧焙焼ノズルの先端の外
側に別に気体流出路を配設することにより、該噴霧焙焼
ノズルの先端部の渦流を打消し、かつ焙焼溶液から生ず
る固形物の付着を防止する噴霧焙焼ノズル先端部への付
着防止ノズルにある。と補正する。
を解消すべく、噴霧焙焼ノズルの先端部の形状及び噴霧
焙焼ノズル本体とは別個に、噴霧焙焼ノズル先端部の渦
流を打ち消すような気体を流す構造を設けた噴霧焙焼ノ
ズル装置を提供せんとするものである。その要旨とする
ところは、焙焼溶液の噴霧焙焼用の2流体噴霧焙焼ノズ
ルの先端を流線型状とし、該噴霧焙焼ノズルの先端の外
側に別に気体流出路を配設することにより、該噴霧焙焼
ノズルの先端部の渦流を打消し、かつ焙焼溶液から生ず
る固形物の付着を防止する噴霧焙焼ノズル先端部への付
着防止ノズルにある。と補正する。
【０００６】
【作用】以下、本発明について図面に従って詳細に説明
する。図１は本発明に係る噴霧焙焼ノズル先端部の一例
を示す断面図である。この図面に示すように、噴霧焙焼
ノズル本体７の中央の金属塩化物の混合溶液供給路８は
金属塩化物の混合溶液の原料の濃縮、不純物除去等の工
程である脱珪塔、熱回収塔などに連結されている。ま
た、噴霧焙焼ノズル本体７は混合溶液供給路８の全外周
面に囲むように、気体流出路９を配設し、噴霧焙焼ノズ
ルの先端中央部から噴射される混合溶液を取り囲むよう
に気体噴出口１１より全外周面に気体を流出させる。
する。図１は本発明に係る噴霧焙焼ノズル先端部の一例
を示す断面図である。この図面に示すように、噴霧焙焼
ノズル本体７の中央の金属塩化物の混合溶液供給路８は
金属塩化物の混合溶液の原料の濃縮、不純物除去等の工
程である脱珪塔、熱回収塔などに連結されている。ま
た、噴霧焙焼ノズル本体７は混合溶液供給路８の全外周
面に囲むように、気体流出路９を配設し、噴霧焙焼ノズ
ルの先端中央部から噴射される混合溶液を取り囲むよう
に気体噴出口１１より全外周面に気体を流出させる。
【０００７】更に、噴霧焙焼ノズル先端部を先細り状の
流線型とし、高速流出したときに生ずる渦流領域を小さ
くすると同時に噴霧焙焼ノズル外側の渦流域に気体が入
り込み易いように該ノズル流線に沿った状態で、しか
も、渦流域に強制的に気体を流し込むことで、渦流の発
生を阻害するように構成した。すなわち、噴霧焙焼ノズ
ル本体７の内径Ｄ0 よりノズル先端部内径ｄを小さく、
（Ｄ0 ＞ｄ）し、その先細り状の流線型の長さＬを所定
の長さに取る必要があるし、また、必要に応じ、ノズル
最先端部の位置から混合溶液供給路８よりの噴出口であ
る噴射ノズルチップ１０との距離ｌをとることによっ
て、より効果の向上を図ることが出来るものである。
流線型とし、高速流出したときに生ずる渦流領域を小さ
くすると同時に噴霧焙焼ノズル外側の渦流域に気体が入
り込み易いように該ノズル流線に沿った状態で、しか
も、渦流域に強制的に気体を流し込むことで、渦流の発
生を阻害するように構成した。すなわち、噴霧焙焼ノズ
ル本体７の内径Ｄ0 よりノズル先端部内径ｄを小さく、
（Ｄ0 ＞ｄ）し、その先細り状の流線型の長さＬを所定
の長さに取る必要があるし、また、必要に応じ、ノズル
最先端部の位置から混合溶液供給路８よりの噴出口であ
る噴射ノズルチップ１０との距離ｌをとることによっ
て、より効果の向上を図ることが出来るものである。
【０００８】なお、混合溶液供給路８の内径をＤ１とす
る。このような構成において、気体噴出口１１での流速
が噴射ノズルチップ９での流速よりも大きくするように
する。すなわち、噴射ノズルチップ９への投入流量をＸ
とすると、 Ｘ／｛π（Ｄ０／２）２−π（Ｄ１／２）２｝＜Ｘ／
｛π（ｄ／２）２−π（Ｄ１／２Ｌ×ｌ）２｝（π／４） （Ｄ ０ ２ −Ｄ １ ２ ）＞（π／４） （ｄ ２
−Ｄ １ ２ ／Ｌ ２ ×ｌ ２ ）ｌ ２ ＞（Ｌ ２ ／Ｄ １ ２ ） （ｄ
２ −Ｄ ０ ２ ＋Ｄ １ ２ ） なる関係を満足するように構成す
ることによって、噴射ノズルチップ９から噴射された混
合金属塩化物溶液は、図１に示すように気液噴霧として
円錐状に広がる。また気体流出路９からの気体噴出口１
１から噴射され、例えば空気はカーテン状となって、混
合金属塩化物を包み込み、焙焼炉内の空気を巻き込むこ
とを遮断するように構成される。
る。このような構成において、気体噴出口１１での流速
が噴射ノズルチップ９での流速よりも大きくするように
する。すなわち、噴射ノズルチップ９への投入流量をＸ
とすると、 Ｘ／｛π（Ｄ０／２）２−π（Ｄ１／２）２｝＜Ｘ／
｛π（ｄ／２）２−π（Ｄ１／２Ｌ×ｌ）２｝（π／４） （Ｄ ０ ２ −Ｄ １ ２ ）＞（π／４） （ｄ ２
−Ｄ １ ２ ／Ｌ ２ ×ｌ ２ ）ｌ ２ ＞（Ｌ ２ ／Ｄ １ ２ ） （ｄ
２ −Ｄ ０ ２ ＋Ｄ １ ２ ） なる関係を満足するように構成す
ることによって、噴射ノズルチップ９から噴射された混
合金属塩化物溶液は、図１に示すように気液噴霧として
円錐状に広がる。また気体流出路９からの気体噴出口１
１から噴射され、例えば空気はカーテン状となって、混
合金属塩化物を包み込み、焙焼炉内の空気を巻き込むこ
とを遮断するように構成される。
【０００９】
【実施例】以下、フェライトを構成する金属の塩化物混
合溶液を原料とした噴霧焙焼炉における噴霧焙焼ノズル
の場合の例を実施例として説明する。図１に示す噴霧焙
焼ノズル装置の一例構成図において、 噴霧焙焼ノズル本体の内径Ｄ0 ４１．６ｍｍ 混合溶液供給路の内径Ｄ1 ３４ｍｍ 噴霧焙焼ノズル先端部内径ｄ １５ｍｍ 先細り状の流線型部の長さＬ ３０ｍｍ 噴霧焙焼ノズル先端部と噴射ノズルチップとの距離ｌ
５ｍｍなる構造の噴霧焙焼ノズルを用いて、
合溶液を原料とした噴霧焙焼炉における噴霧焙焼ノズル
の場合の例を実施例として説明する。図１に示す噴霧焙
焼ノズル装置の一例構成図において、 噴霧焙焼ノズル本体の内径Ｄ0 ４１．６ｍｍ 混合溶液供給路の内径Ｄ1 ３４ｍｍ 噴霧焙焼ノズル先端部内径ｄ １５ｍｍ 先細り状の流線型部の長さＬ ３０ｍｍ 噴霧焙焼ノズル先端部と噴射ノズルチップとの距離ｌ
５ｍｍなる構造の噴霧焙焼ノズルを用いて、
【００１０】ＦｅＣｌ2、３１％，ＭｎＣｌ2、１１％，
ＺｎＣｌ2、３％，ＨＣｌ2、２％，Ｈ2Ｏ、５３％の濃
度からなる３元系複合金属塩化物溶液を原料として焙焼
炉の頂部に配設された噴霧焙焼ノズル本体の混合溶液供
給路に送り、この供給路を介して噴霧焙焼ノズルから、
噴霧用空気（圧力５ｋｇ／ｃｍ2・Ｇ）を用いて、粒径
７０〜９０μｍの液適として、３０ｍ／ｓｅｃの高速ガ
ス状として金属塩化物の溶液１５Ｌ／ｈｒ、空気３．８
ｋｇ／ｃｍ2の供給速度で、しかも、噴霧焙焼ノズル本
体の外周面からは２５Ｎｍ3／ｈの空気を同時に８００
℃に保持された焙焼炉内に吹き込んだ。その結果、噴霧
焙焼ノズル先端部の負圧部、すなわち、滞留部が解消さ
れ、噴出速度、噴出状況変化は全く起らず安定した操業
が行われた。また、２４時間後の噴霧焙焼ノズル先端部
の状況を調べるも全く固形の付着物は見られなかった。
ＺｎＣｌ2、３％，ＨＣｌ2、２％，Ｈ2Ｏ、５３％の濃
度からなる３元系複合金属塩化物溶液を原料として焙焼
炉の頂部に配設された噴霧焙焼ノズル本体の混合溶液供
給路に送り、この供給路を介して噴霧焙焼ノズルから、
噴霧用空気（圧力５ｋｇ／ｃｍ2・Ｇ）を用いて、粒径
７０〜９０μｍの液適として、３０ｍ／ｓｅｃの高速ガ
ス状として金属塩化物の溶液１５Ｌ／ｈｒ、空気３．８
ｋｇ／ｃｍ2の供給速度で、しかも、噴霧焙焼ノズル本
体の外周面からは２５Ｎｍ3／ｈの空気を同時に８００
℃に保持された焙焼炉内に吹き込んだ。その結果、噴霧
焙焼ノズル先端部の負圧部、すなわち、滞留部が解消さ
れ、噴出速度、噴出状況変化は全く起らず安定した操業
が行われた。また、２４時間後の噴霧焙焼ノズル先端部
の状況を調べるも全く固形の付着物は見られなかった。
【００１１】
【発明の効果】以上述べたように、本発明に係る噴霧焙
焼ノズルを採用することにより、溶液噴霧で生ずるノズ
ル先端部の渦流を消失させることが出来、また、溶液噴
霧時のノズル先端部の溶液及び乾燥した溶質の付着の防
止あるいは低減することができ、極めて安定した噴霧焙
焼操業が可能となり、強いては噴霧焙焼ノズルの寿命延
長、並びに製品の品質向上を図ることが出来る工業上極
めて優れた効果を奏するものである。
焼ノズルを採用することにより、溶液噴霧で生ずるノズ
ル先端部の渦流を消失させることが出来、また、溶液噴
霧時のノズル先端部の溶液及び乾燥した溶質の付着の防
止あるいは低減することができ、極めて安定した噴霧焙
焼操業が可能となり、強いては噴霧焙焼ノズルの寿命延
長、並びに製品の品質向上を図ることが出来る工業上極
めて優れた効果を奏するものである。
【図１】本発明に係る噴霧焙焼ノズル先端部の一例を示
す断面図、
す断面図、
【図２】従来の噴霧焙焼ノズルからの溶液の噴出状況を
示す図、
示す図、
【図３】同、従来の噴霧焙焼ノズル先端部外面の渦流状
況と溶液固着物の付着状況を示す図である。
況と溶液固着物の付着状況を示す図である。
１ 噴霧ノズル、 ２ 噴霧焙焼ノズル、 ３ 周囲ガス、 ４ 噴霧焙焼ノズル先端部、 ５ 渦流、 ６ 付着物、 ７ 噴霧焙焼ノズル本体、 ８ 混合溶液供給路、 ９ 気体流出路、 １０ 噴霧ノズルチップ、 １１ 噴流口。
フロントページの続き (72)発明者 川人 健二 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株 式会社 技術開発本部内 (72)発明者 木下 芳明 東京都日野市平山１−８−12 (72)発明者 重田 忠男 埼玉県上尾市原市3957−６ (56)参考文献 特開 昭47−13643（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−92304（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−1463（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭62−32392（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B05B 1/28 101 C21B 7/00 C01G 49/00
Claims (1)
- 【請求項１】 焙焼溶液の噴霧焙焼用の２流体噴霧焙焼
ノズルの先端を流線型状とし、該噴霧焙焼ノズルの先端
の外側に別に気体流出路を配設することにより、該噴霧
焙焼ノズルの先端部の渦流を打消し、かつ焙焼溶液から
生ずる固形物の付着を防止する噴霧焙焼ノズル先端部へ
の付着防止ノズル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3235693A JP3011799B2 (ja) | 1991-08-23 | 1991-08-23 | 噴霧焙焼ノズル先端部への付着防止ノズル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3235693A JP3011799B2 (ja) | 1991-08-23 | 1991-08-23 | 噴霧焙焼ノズル先端部への付着防止ノズル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07171444A JPH07171444A (ja) | 1995-07-11 |
| JP3011799B2 true JP3011799B2 (ja) | 2000-02-21 |
Family
ID=16989825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3235693A Expired - Fee Related JP3011799B2 (ja) | 1991-08-23 | 1991-08-23 | 噴霧焙焼ノズル先端部への付着防止ノズル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3011799B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005034840A (ja) * | 2003-06-27 | 2005-02-10 | Hikari Kinetsu Kogyo Co Ltd | 塗装装置及びノズル |
| JP6530017B2 (ja) | 2017-07-21 | 2019-06-12 | スプレーイングシステムスジャパン合同会社 | 二流体ノズル |
| JP7190338B2 (ja) * | 2018-11-21 | 2022-12-15 | 太平洋セメント株式会社 | 無機酸化物粒子の製造方法 |
| JP7157678B2 (ja) * | 2019-02-20 | 2022-10-20 | 太平洋セメント株式会社 | 噴霧ノズル |
-
1991
- 1991-08-23 JP JP3235693A patent/JP3011799B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07171444A (ja) | 1995-07-11 |
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