JP6593592B2 - リターン式スプレーノズル - Google Patents
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Description
一方、特許第3034974号公報等で提供されている二流体ノズルを用いると、粒子径を細かくできると共に、噴霧に勢いを持たせて、前記一流体ノズルの問題を改良できるが、コンプレッサーを用いるため初期コストおよびランニングコストが増大する課題がある。
しかしながら、該リターン式スプレーノズルは一流体ノズルであるため、前記した一流体ノズルの問題点、即ち、粒子径が粗く、噴霧の勢いが弱いためにノズルの噴口近傍で噴霧した粒子が漂い、冷却効率の低下、排気ガスでノズルの腐食、ダスト付着、ドレン発生等の障害が起こりやすい問題がある。
前記中心流路の他端開口は液体排出管と接続されると共に、前記中間流路の流入口は液体供給管と接続され、
前記中心流路の流れ方向の中間位置の外周は前記中間流路の先端と旋回流路を介して連通させて前記中心流路に液体を旋回させて流入させ、該旋回流路との連続位置から旋回液体噴射口までの区間の前記中心流路を旋回液体供給流路としていると共に、該中心流路の前記旋回流路との連続位置から前記他端開口までは液体リターン流路とし、
前記外周流路は先端の噴口に向けて傾斜していると共に、前記噴口は前記旋回液体噴射口と間隔をあけて同一線上に位置させ、該旋回液体噴射口より噴射する旋回噴霧を前記噴口から噴射する空気と衝突させて微粒化すると共に、空気で囲んで噴霧の拡散を抑制する構成としているリターン式スプレーノズルを提供している。
前記噴口に旋回液体噴射口を近接させ、該旋回液体噴射口を囲むノズルチップの外周壁の外面に位置する前記傾斜オリフィスの先端から噴口を通して前記空気を噴射し、前記旋回液体噴射口から噴射する旋回噴霧を高圧力とした前記空気で囲む外部混合タイプとしている。
前記旋回流路は前記中間流路から前記中心流路に接線方向で流入する形状、円弧方向に流入する形状とし、前記中心流路を囲む周面に開口する前記旋回流路から中心流路に流入する液体は周面に沿って遠心力で回転する旋回流となるようにしている。
実施形態のリターン式スプレーノズルは図2に示すゴミ焼却設備の排気ガス冷却塔50に取り付け、冷却塔内の排気ガスに向けて冷却水を噴霧して排気ガスを冷却するものである。
図1に示すリターン式スプレーノズル1(以下、ノズル1と略称する)は、コンプレッサーを用いて圧縮空気を供給し、供給液体(冷却水)と内部混合して噴霧する内部混合タイプとしている。第1実施形態ではコンプレッサーから0.2〜0.6MPaの空気を供給している。
なお、ブロワを用いて0.01〜0.1MPaの圧縮空気を供給する場合は気水比を50〜300としている。
噴霧量を低減する時、供給空気量を低減して、さらに使用空気量を減少してコストダウンを図ることができ、かつ、噴霧量を低減しても供給空気量を一定とすると、噴霧の微細化を更に促進することができる。
一方、実施例のリターン式の二流体ノズル1を冷却塔の周壁上部の内面に90度間隔をあけて内に取り付けた場合、二流体ノズル1からの噴霧は冷却塔の中央部まで拡散して、冷却塔の中央部の排気ガス速度の大きな部分に水滴が届く。よって、温度分布に示すように、冷却塔の入口で500℃であった排気ガス温度は出口では200℃で、排気ガスは300度低下していた。
これに対して、本発明の第1実施形態のリターン式の二流体ノズル1を用いた場合、ガスとノズルから噴霧する水滴が径方向全体で十分に混合され、温度分布も平均化され、冷却効果に優れ、出口部分での排気ガス温度は比較例より低かった。
前記第1実施形態では、図5(B)に示すように、直径方向に対向する2本の旋回流路20a、20bを中心流路10内に接線方向で流入するように、旋回流路となる溝を直線方向に切削して設けているが、図8(A)に示す変形例では、同様に形成する旋回流路20を1つとし、図8(B)の変形例では旋回流路20a〜20dを90度間隔をあけて4つ設けている。
図8(C)に示す変形例では、一定幅の円弧状の溝を設けて旋回流路20e、20fを直径方向で対向する位置に2本設けている。
図8(D)に示す変形例では、円弧状の溝の幅を中心流路10に向けて次第に狭くした2本の旋回流路20g、20hを設けている。
前記中間流路から中心流路の旋回液体供給流路へ液体を流通させる旋回流路の個数は1個または複数個であり、複数個の場合は2〜8個が好ましい。
第1実施形態の内部混合タイプの場合、空気圧力を一定に制御すると、水量の減少に伴って供給空気量が増加し、気水比が変化する。空気供給管32に定流量弁を追加すると気水比を所定比に保持できるが、定流量弁の取付コストがかかる。よって、本変形例ではオリフィスソケットを追加している。
該リターン式ノズル1−Bは、コンプレッサーから供給する圧縮空気と旋回液体とを外部混合している。
当該ノズルでは、ノズルチップ4とチップカバー5との間に形成する噴射側の外周流路12bは、中心軸線Lとの平行部から前端に向けて縮径方向に傾斜すると共に流路断面積を漸次減少させ、前端に設ける噴口16に連続する部位に最小断面積となる傾斜オリフィス12fを形成している。
他の構成は前記第1実施形態と同様とし、同一符号を付して説明を省略する。
該ノズル1−Cは空気供給路とする外周流路12を低圧空気を供給するブロワと接続している。外周流路12の断面積はコンプレッサーから高圧の圧縮空気を供給する第1、第2実施形態の外周流路12より大とし、かつ、噴口16と旋回液体噴射口15との間隔を5〜30mmと広げ、旋回液体噴射口15と噴口16との間に大きな内部混合空間12sを設けている。
該第3実施形態の他の構成および作用効果は第2実施形態と同様であるため、説明を省略する。
2 給排用三重筒
3 ノズルアダプタ
4 ノズルチップ
5 チップカバー
10 中心流路
10b 液体リターン流路
10c 旋回液体供給流路
11 液体供給用の中間流路
12 空気供給用の外周流路
15 旋回液体噴射口
16 噴口
20 旋回流路
A 空気
Q 液体
F 噴霧
Claims (6)
- 一端開口を液体噴射口とする中心流路と、該中心流路を囲む液体供給用の中間流路と、該中間流路および前記中心流路の噴射側を囲む空気供給用の外周流路を備え、
前記中心流路の他端開口は液体排出管と接続されると共に、前記中間流路の流入口は液体供給管と接続され、
前記中心流路の流れ方向の中間位置の外周は前記中間流路の先端と旋回流路を介して連通させて前記中心流路に液体を旋回させて流入させ、該旋回流路との連続位置から旋回液体噴射口までの区間の前記中心流路を旋回液体供給流路としていると共に、該中心流路の前記旋回流路との連続位置から前記他端開口までは液体リターン流路とし、
前記外周流路は先端の噴口に向けて傾斜した環状の噴射側流路を有すると共に、前記噴口は前記旋回液体噴射口と間隔をあけて同一線上に位置させ、該旋回液体噴射口より噴射する旋回噴霧を前記噴口から噴射する空気と衝突させて微粒化すると共に、空気で囲んで噴霧の拡散を抑制する構成としているリターン式スプレーノズル。 - 前記中心流路の液体リターン流路と接続する液体排出管に介設している圧力制御弁で排出圧力を制御し、一定圧で供給する液体の排出圧を大として噴霧量を増加させると共に排出圧を小さくしてリターン量を増加して噴霧量を減少させ、噴霧量の増減にかかわらず液体圧力を一定としていることで粒子径を一定としている請求項1に記載のリターン式スプレーノズル。
- 前記外周流路に圧縮空気を供給し、該外周流路を前記噴口に向けて傾斜させ、該噴口と前記旋回液体噴射口の間隔を4〜12mmとして内部混合空間を設け、該内部混合空間で前記旋回液体噴射口から旋回液体を外周流路に噴射して、該旋回液体を空気と内部混合して前記噴口から噴射する内部混合タイプとしている請求項1または請求項2に記載のリターン式スプレーノズル。
- 前記外周流路にコンプレッサーから空気を供給し、前記噴口に向けて傾斜させる前記外周流路は断面積を噴口に向けて漸次縮小させて傾斜オリフィスとし、該傾斜オリフィスと外周端部を連続させる前記噴口と前記旋回液体噴射口との間隔を0.05mm〜2.0mmとし、前記噴口に旋回液体噴射口を近接させ、該旋回液体噴射口を囲むノズルチップの外周壁の外面に位置する前記傾斜オリフィスの先端から噴口を通して前記空気を噴射し、前記旋回液体噴射口から噴射する旋回噴霧を高圧力とした前記空気で囲む外部混合タイプとしている請求項1または請求項2に記載のリターン式スプレーノズル。
- 前記外周流路にブロワから空気を供給し、前記噴口と前記旋回液体噴射口の間隔を5〜30mmとして内部混合空間を設け、該内部混合空間で前記旋回液体噴射口から旋回液体を外周流路に噴射して、該旋回液体を空気と内部混合して前記噴口から噴射する内部混合タイプとしている請求項1または請求項2に記載のリターン式スプレーノズル。
- 前記中心流路の旋回液体供給流路は、前記旋回流路との連続位置から旋回液体噴射口に向かって略同径に形成されているとともに、先端部に縮径部が設けられている請求項1〜5のいずれか一項に記載のリターン式スプレーノズル。
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