JP4493647B2 - 過熱液体用スプレーノズル - Google Patents
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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、過熱液体が流れる導管(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影響により瞬時に噴出し、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状媒体の圧力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ミクロンに近づき、流入する過熱水の流量の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ミクロンに近づき、流入する過熱水の流量の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ミクロンに近づき、流入する過熱水の流量の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ミクロンに近づき、流入する過熱水の流量の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)
- 過熱した液体を超微小液滴の形状で超高速でスプレーする装置であって、該過熱した液体は、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、該飽和蒸気圧Psそのものは、該液体がスプレーされるガス状媒体の圧力P1よりも高く、
前記装置は、該過熱液体の供給を可能にする支持体(0)に固定されたノズル本体(1)を備え、該ノズル本体は、該過熱液体が流れる導管(3)と、1個以上の収束ヘッドと1個以上の噴射器(4)とを備え、該過熱液体が、液体とノズルの周囲媒体との間の圧力差の影響下で、液体ジェットを部分的に気化しかつ瞬時に噴出する拡散膨張・速度達成ノズル(5)へ放出される速度を達成し、微小液滴と蒸気の混合気を形成し、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、混合気が外部媒体の圧力P1で該ノズルから最高排出速度で噴射されるような大きさを持つことを特徴とする装置。 - 前記噴射器の出力において、前記拡散ノズル(5)の母線と前記噴射器の壁との角度が、直角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一体であることを特徴とする請求項1又は2に記載の装置。
- 過熱した液体を微小液滴の形状で超高速でスプレーする装置であって、該過熱した液体は、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、該飽和蒸気圧Psそのものは、液体がスプレーされるガス状媒体の圧力P1よりも高く、
前記装置は、該過熱液体の供給を可能にする支持体(0)に固定されたノズル本体(1)を備え、該ノズル本体は、該過熱液体が流れる導管(3)と、収束ヘッドと環状噴射器通路部(16)とを備え、該過熱液体が、液体とノズルの周囲媒体との圧力差の影響下で、液体ジェットを部分的に気化しかつ瞬時に噴出する拡散・速度達成ノズル(5)へ放出される速度に達し、微小液滴と蒸気の混合気を形成し、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、該ノズルの流出区分は、外部媒体の圧力P1で混合気が該ノズルから最高噴出速度で噴射されるような大きさを持つことを特徴とする装置。 - 前記環状噴射器が、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、該ノズルにスプレーされる液体を流通させ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)の母線が該空洞の壁と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。
- 前記環状噴射器の噴射コア(8)を、前記噴射器の軸上で摺動する流れ方向において増加する可変区画を有する噴射コア(15)としての形状にすることによって前記ノズルの使用の容易性を増大させ、前記噴射器の流出区分を、前記噴射コア(15)の位置を調整することによって調整す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。
- 前記拡散ノズルは、外部支持体(0)と部分的または全体的に一体であることを特徴とする請求項4〜7のいずれか1項に記載の装置。
- 同じく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噴出速度を維持しながら、液体がスプレーされるガス状媒体の圧力P1とともに、流入時に過熱液体の流量、圧力Poまたは温度Toが、必要に応じて修正されるように、
前記拡散ノズル(5)の軸上を滑動するとともに、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、ノズルの該拡散ノズル(5)と該コア(11)の間を維持して通路区分を拡張し、該ノズル(5)の母線と該コア(11)との間の連続的で単調な輪郭が維持される、特定輪郭コア(11)と、
前記コア(11)の支持を可能にするとともに、前記ノズル(5)に対する該コア(11)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。 - 拡散ノズル(5)におけるコア(11)の位置決めは、ノズルの流出区分が流入時の前記過熱液体の圧力Po、温度To、流量とともに前記液体がスプレーされるガス状媒体の圧力P1に対応するように調整するよう設計されており、装置からスプレーされた小滴の噴射速度が常に最大であることを特徴とする請求項9に記載の装置。
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