JPH0763308A - 噴霧ノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ある程度の空気量で希望の燃料が噴霧されるよ
うにし、また、霧化させた燃料の粒径を細かくして噴霧
状態を安定させるとともに、噴霧角度を拡大して点火部
付近で霧化された燃料が拡散されるようにする。 【構成】 霧化用空気が吹き出される空気ノズル２と燃
料が供給される液体ノズル３とが同芯状に設けられ、空
気ノズル２からの吹出空気によって液体ノズル３の燃料
が噴霧される噴霧ノズルであり、空気ノズル２及び液体
ノズル３の同芯軸Ｍに対し所定の角度を有する複数の切
欠４ａを備えた旋回用カラー４を空気ノズル２の吹出部
に設けた噴霧ノズル１。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液体を霧化して噴出す
る噴霧ノズルに関し、特に噴出される空気に方向性を与
える噴霧ノズルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、灯油給湯器等に用いる灯油の噴霧
ノズルは、中心に灯油等の液体燃料が供給される液体ノ
ズルを設け、空気を噴出する空気ノズルが液体ノズルを
囲むように同芯に設けている。そのため、空気が空気ノ
ズル先端から噴出された時、液体ノズル先端が負圧とな
り燃料が吸い上げられる。そして、その吸い上げられた
燃料は拡散され、霧状になって噴出することになる。こ
こで、このような燃料を霧状に噴射する噴霧ノズルを備
えた装置が、実公平３ー２４９８６号公報で提案されて
いる。図８は、その噴霧ノズルを有する石油燃焼用バー
ナ装置である。以下、バーナ装置の概略とともに噴霧ノ
ズルを説明する。

【０００３】この装置は、送り出す燃料を溜めておく定
液面器１１と、さらに別に燃料を溜めておく燃料溜１２
とがバルブ１３によって連通され、定液面器１１には液
体ノズル２１が燃料を供給可能にはめ込まれている。ま
た、燃料溜１２には、送風器１４とモータ１５によって
駆動する回転式のポンプからなる空気ポンプ１６が設け
られている。また、空気ポンプ１６に燃料を循環させる
ため、パイプ１７ａ，１７ｂが、一方は燃料に浸かるよ
うに、そして他方は燃料の液面から離れた状態で連通さ
れている。空気ポンプ１６は、さらに空気圧を安定させ
るガバナ装置１８にパイプ１９によって連通され、その
ガバナ装置１８には、流量調節弁２０を介して空気ノズ
ル２２が設けられている。その空気ノズル２２は、前記
液体ノズル２１を包むように先端が同芯になるよう設け
られている。そして、液体ノズル２１及び空気ノズル２
２に並んで点火器２３が設けられ、その液体ノズル２１
と空気ノズル２２の先には燃焼室２４が設けられ、その
周面に多数の二次空気孔２４ａが設けられている。ま
た、前記液体ノズル２１，空気ノズル２２，燃焼室２４
そして空気ポンプ１６等を囲むように箱体８が形成され
ている。

【０００４】上記構成により、従来の噴霧ノズルは次の
ような作用を行う。モータ１５によって空気ポンプ１６
が駆動され、そのとき、燃料溜１２の燃料がパイプ１７
ａ，１７ｂを介して空気ポンプ１６を循環し、安定して
その空気ポンプ１６を回転させる。空気ポンプ１６が回
転すると、空気はパイプ１９に噴出されて、ガバナ装置
１８によってその空気圧が所定の圧力に設定される。さ
らに圧力が設定された流量調節弁２０によって噴出量が
調節されて、空気ノズル２２から空気が噴出される。そ
して、定液面器１１から供給されている燃料が、定液面
器１１内の液面に作用する圧力によって液体ノズル２１
先端にまで押し上げられている。そのため空気ノズル２
２から空気が噴出されると、その液体ノズル２１の先端
付近に負圧が発生し、燃料が吸い上げられ霧状に噴出さ
れる。更に、霧状に噴霧された混合気体に二次空気孔２
４ａから二次空気を得たものに点火器２３によって点火
して完全燃焼させる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の噴霧
ノズルでは、液体ノズル２１の回りに空気ノズル２２を
同芯状に平行に設けたため、液体ノズル２１からの燃料
の噴出に対して空気ノズル２２から噴出される空気が平
行となる。従って、所定の噴霧量を得るのに多量の空気
が必要となり、空気ポンプを駆動するためのモータへの
大量な消費電力を必要とした。また、両ノズルの噴出方
向が平行なため液体ノズル２１の中心部と外周部とでは
噴出される空気の抵抗が異なり、噴霧された燃料が均等
に霧化されず、また全体的に燃料の粒子が粗く十分に霧
化されない結果となってしまう。そのため、点火器によ
って点火されても燃え残りが発生してしまい、燃焼効率
が非常に悪くなる。更に、空気の噴出領域が中央部に集
中するため噴霧角度が狭くなり、霧化燃料が長い距離に
まで到達して点火器によって点火されたときに炎が長く
なってしまう。しかし、本来噴霧ノズルが使用される暖
房機等では、炎が長くなってしまうより、点火部付近で
燃焼したほうが燃焼効率が良いため点火部付近で霧化さ
れるようにするのが望ましい。

【０００６】そのため本発明は、上述したような従来の
噴霧ノズルの問題点を解決すべく、少量の空気で所定の
液体が噴霧されるようにし、また、霧化された液体の粒
径を細かくして噴霧状態を安定させ、少ない消費電力で
効率の良く噴霧させ、さらに、霧化される液体が噴霧角
度を広くとって拡散されるようにし、噴霧距離を短くし
て装置本体をコンパクト化を図った液体噴霧を行う噴霧
ノズルを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の噴霧ノズルは、
複数の空気供給孔と連通し、環形に空気を噴出する空気
噴出孔を備える空気ノズルと、前記空気ノズルの内側に
同芯に設けられ、液体を供給する液体ノズルとを有する
噴霧ノズルにおいて、 前記空気ノズルに嵌合され、前
記空気ノズルが噴出する空気を前記液体ノズルの外周に
沿って回転させる方向に誘導する空気誘導リングを有す
るものである。また、発明の噴霧ノズルは、複数の空気
供給孔と連通し、環形に空気を噴出する空気噴出孔を備
える空気ノズルと、前記空気ノズルの内側に同芯に設け
られ、液体を供給する液体ノズルとを有する噴霧ノズル
において、前記空気ノズルにより噴出される空気が前記
液体ノズルとの同芯軸を中心に３０乃至８０度の角度で
中心方向に噴出されることを特徴とするものである。ま
た、本発明の噴霧ノズルは、複数の空気供給孔と連通す
る環形に空気を噴出する空気噴出孔を備える空気ノズル
と、前記空気ノズルの内側に同芯に設けられ、液体を供
給する液体ノズルとを有する噴霧ノズルにおいて、供給
される液体が前記空気ノズルとの同芯軸を中心に所定角
度の広がりをもって噴出するよう前記液体ノズル先端が
傾斜を有することを特徴とするものである。更に、本発
明の噴霧ノズルは、空気ノズルからの空気の噴出方向と
液体ノズルからの液体の噴出方向が４５度から９０度の
角度で交わることを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】上記構成を有する本発明の噴霧ノズルは、先
ず、空気ノズルに送られてきた空気が、空気ノズルの噴
出孔に設けられた複数の通気孔を備えた空気誘導手段に
ぶつかる。空気は、その通気孔が所定の角度を有するの
で、空気誘導手段を抜けるときに空気に旋回力が与えら
れる。そして空気が旋回力を有しながら空気ノズルから
空気が噴出される時に負圧が生じる。その負圧によって
空気ノズルに隣接して設けられた液体ノズルで供給され
ている燃料を噴出する。また、本発明の噴霧ノズルは、
空気ノズルに送られて空気が、空気ノズル及び燃料ノズ
ルの同芯軸を中心に３０度乃至８０度の角度で内向きに
噴出する。また、本発明の噴霧ノズルは、液体ノズルに
よって供給される燃料が、空気ノズルからの噴出空気に
よる負圧によって噴出する際に、空気ノズル及び液体ノ
ズルの同芯軸を中心に所定角度の広がりをもって噴出す
る。また、本発明の噴霧ノズルは、空気ノズルから噴出
される空気と液体ノズルから噴出する燃料とが４５度乃
至９０度の角度で交わって噴出する。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。図１は、噴霧ノズルの断面図であ
る。この噴霧ノズルは、ノズル本体１が空気を噴出する
空気ノズル２と、例えば灯油等の液体燃料を供給する液
体ノズル３が、同芯軸Ｍを中心に構成されている。そし
て、空気を噴出する空気ノズル２には、送られる空気の
流れを誘導する旋回用カラー４と、空気の噴出方向を決
定する空気用ノズルチップ５が嵌合されている。また、
灯油等の液体燃料を供給する液体ノズル３には燃料の噴
出方向を決定する液体用ノズルチップ６が嵌合されてい
る。以下、本実施例の噴霧ノズルの各構成を説明する。

【００１０】図２は、噴霧ノズル本体１の断面を示した
図である。このノズル本体１は、霧化用空気を噴出する
空気ノズル２と、灯油等の液体燃料を供給する液体ノズ
ル３とから構成され、その液体ノズル３の回りを空気ノ
ズル２が囲むよう同芯に設けられている。具体的には、
液体ノズル３は、直径６．５ｍｍから直径３ｍｍの太さ
に傾斜をもって縮小し、その後一定径を維持したのち最
先端で、再び径が５．４ｍｍまで拡大して斜面３ａが形
成されている。

【００１１】また、空気ノズル２は、その液体ノズル３
を中心に各９０度の間隔をもって４本の空気供給孔２ａ
が設けられ、途中で環形の空気噴出孔２ｂに変化してい
る。即ち、空気ノズル２は、先端が環形の空気噴出孔２
ｂにより形成され、それに向けて４本の空気供給孔２ａ
が連通して空気が送られるように形成されている。その
空気ノズル２は先ず空気供給孔２ａが直径４ｍｍから３
ｍｍに縮小し、そして空気噴出孔２ｂが内径９．２ｍ
ｍ，外形１６ｍｍの環形を有し、その内径は更に先端付
近で５．６ｍｍにまで径を縮小して傾斜２ｃが形成され
ている。

【００１２】次に、送られてきた空気が旋回を起こすよ
うに誘導する旋回用カラー４と、空気及び液体の噴出方
向を設定する空気用ノズルチップ５，液体用ノズルチッ
プ６について説明する。図３は、旋回用カラー４を示す
図であり、図３（Ａ）は上面を、そして図３（Ｂ）は側
面を示した図である。旋回用カラー４は、リング状の形
状をなしており、円周状に９０度の間隔をもって４箇所
に切欠４ａが設けられている。これは、上記空気供給孔
２ａに対応している。また、その切欠を設けた旋回用カ
ラー４が、その先端から２０ｍｍ離れた付近にはめ込ま
れている。そして、切欠４ａは、図１に示した同芯軸Ｍ
に対して所定の角度θ5 ＝３０度乃至７０度の範囲の角
度を有し、切欠厚さ４ｍｍより成る。

【００１３】更に、噴霧ノズル１には、その空気ノズル
２の先端に空気用ノズルチップ５が、そして液体ノズル
３の先端に液体用ノズルチップ６が嵌合されている。図
４は、空気ノズル２の先端にはめ込まれる空気用ノズル
チップ５の断面斜視図である。空気用ノズルチップ５
は、リング形状をしており、その内径は下部から上部に
かけて小さくなっていく。この傾斜は空気ノズルの斜面
２ｃに沿って形成されている。また、その上面には、θ
4 ＝１２０度の三角形状をした溝５ｂが円周に沿って形
成されている。

【００１４】図５は、液体ノズル３の先端にはめ込まれ
る液体用ノズルチップ６の斜視図である。その液体用ノ
ズルチップ６は、上部６ａが上面の径が広く、厚さ方向
に上記液体ノズル３の斜面３ａに対応した傾斜を有する
皿形をなし、その下に構成される下部６ｂは、幅方向に
曲面部を有する板状をなしている。そしてこのような構
成の液体用ノズルチップ６は、下部６ｂの曲面部が、液
体ノズル３の孔壁面と摺接して嵌合される。このとき上
部６ａの傾斜部分は、液体ノズル３の先端の斜面３ａに
一定の間隔を有して配置される。

【００１５】以上より、ノズル本体１に旋回用カラー４
と空気用ノズルチップ５及び液体用ノズルチップ６が次
のように嵌合され、図１に示した噴霧ノズルを構成す
る。旋回用カラー４は環形の空気噴出孔２ｂの下部に嵌
合され、切込み部４ａが４本の空気供給孔２ａに対応す
る位置に設置される。そして旋回用カラー４の上部の空
気ノズル２の先端部には、空気用ノズルチップ５が内径
の小さい方を先端にして嵌合される。そのため、空気ノ
ズルの傾斜面２ｃと空気用ノズルチップ５とによって、
空気が内側に噴射されるよう傾斜させた空気噴出孔が形
成される。傾斜角度は、同芯軸Ｍを挟んで内向きにθ1
＝３０乃至８０度で噴出されるように設定される。更
に、液体ノズル３の先端には液体用ノズルチップ６が、
上述したように下部６ｂによって嵌合され、液体ノズル
３の斜面３ａと液体用ノズルチップ６の上部６ａの斜面
とが、所定間隔を維持して平行になるよう配置されてい
る。このとき斜面は、同芯軸Ｍを挟んで外向きに所定角
θ2 を有する。この角度は、噴霧状態を安定させるよう
に、空気と燃料とが互いにθ3 ＝４５乃至９０度の範囲
の交わりをもって噴出するように設定される。

【００１６】このような構成により、以下に示すように
燃料が霧化されて噴出する。先ず、不図示のパイプを通
して、不図示のタンクから供給される燃料が、定液面器
の液面高さまで入り、燃料ノズル３とある落差を持った
状態になる。そして不図示のパイプに連通する空気ノズ
ルの空気供給孔２ａに空気が送られ、送られた空気は、
空気噴出孔２ｂでは旋回用カラー４にぶつかり、所定角
度に切った切欠４ａを通った空気が更にノズル先端に送
られる。このとき、旋回用カラー４の切欠４ａを通って
送られる空気は方向を変え旋回力を持つことになる。そ
の後、旋回性を持った空気が空気ノズル２の先端部に向
かって送られて噴出する。

【００１７】そして空気が噴出された空気ノズル２先端
付近は負圧となり、空気ノズル２と同芯に設けられた液
体ノズルがその噴出部に隣接して存在するため、その液
体ノズルの先端部にまで吸い上げられ噴出する。このと
き空気は、上述したようにθ1の角度で噴出し、燃料は
θ2の角度で噴出するため、噴出する空気と燃料とは、
互いにθ3 ＝４５乃至９０度の範囲で交わりをもって噴
出することになる。そして噴出した燃料は霧化状態に拡
散される。また、噴出する空気は旋回用カラー４によっ
て旋回力を与えられるので、噴出後の旋回力を有する空
気が噴霧された燃料の噴霧角度を広げることになる。更
に、空気用ノズルチップ５上面の溝５ｂと液体用ノズル
チップ６の上部６ａの窪みによって、噴霧された噴霧気
流が乱される。

【００１８】ここで本実施例の噴霧ノズル（以下、新ノ
ズルという）に旋回用カラーを設けたものと、従来の噴
霧ノズル（以下、旧ノズルという）とによって、燃料
（ここでは灯油を使用した）の噴霧状態を比較してみ
た。なお、噴出角度を決定する各ノズル先端の斜面はθ
1＝６０度，θ2＝９０度とし、噴出する空気と燃料とは
互いにθ3＝７５度で交わるよう設定した。

【表１】比較対象は、霧化用空気の排出量とその噴出量
に対する噴霧される灯油の噴霧量及び噴霧時の噴霧角度
である。そしてこれらの測定結果を表１に示し、図６に
グラフとして表した。

【００１９】これから明らかなように、新ノズルでは旧
ノズルに比べて同量の霧化用空気の噴出量でより効率良
く噴霧されることが分かる。即ち、噴霧量については、
空気の噴出量が１０乃至２０（Ｌ／ｍｉｎ）にかけて比
例してその差が開いていき、そしてその差は、２０（Ｌ
／ｍｉｎ）で新ノズルが旧ノズルのほぼ２倍にもなる結
果となった。また、図７に示す噴霧ノズルから噴出する
液体燃料の噴霧角度θ6 は、旧ノズルがθ6＝４４度と
狭いのに対し、新ノズルはθ6＝６５度と広い角度で噴
霧する結果となった。即ち、以上より、空気の噴出量に
対する燃料の噴霧量及び噴霧角度が旧ノズルに比べて非
常に効率良くなったことが分かる。

【００２０】以上、詳細に説明した本実施例によれば、
空気ノズルから噴出される空気が、空気ノズルの空気噴
出孔にはめ込まれ、その空気ノズルの空気供給孔に対応
する位置に所定角度の通気孔を有する空気誘導手段によ
って旋回力を与えられ、また空気用ノズルチップ及び燃
料用ノズルチップにより所定の角度で噴出されるので、
上記比較データの結果からも明らかなように、噴出する
燃料の噴霧角度が広がり、少量の空気量で効率良く燃料
が噴霧されるようにし、また、霧化された燃料の粒径を
細かくして噴霧状態を安定させることを可能にした。

【００２１】以上、実施例の一例を示したが、本発明は
上述したものに限定されるものではなく様々な変形が可
能である。即ち、例えば噴出する空気に旋回力を与える
ために空気誘導リングに設けられる通気孔の形状は、旋
回力を発生させるものであれば曲線をもたせる等しても
よい。また、例えば上記実施例では空気供給孔を４つ設
けたが、２以上であればいくつでもよい。但し、そのと
き誘導リングの通気孔が空気供給孔に対応する。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明の噴霧ノズルは、空気ノズルが噴出する空気を前
記液体ノズルの外周に沿って回転させる方向に誘導する
空気誘導リングを有するので、少量の空気で所定の燃料
が噴霧されるようにしたため、空気ポンプを駆動するた
めのモータの消費電力が少なくてすむ。さらに、霧化さ
れる燃料が、点火部付近で噴霧角度を広くとって拡散さ
れるようにしたため、装置本体のコンパクト化が可能と
なった。また、本発明の噴霧ノズルは、前記空気ノズル
により噴出される空気が前記液体ノズルとの同芯軸に対
して３０乃至８０度の角度で噴出するので、少量の空気
で所定の燃料が噴霧されるようにし、また、霧化された
燃料の粒径を細かくして噴霧状態を安定させることがで
き、モータの消費電力が少なくてすむ。

【００２３】また、本発明の噴霧ノズルは、供給される
液体が前記空気ノズルとの同芯軸から所定角度の広がり
をもって噴出するよう前記液体ノズル先端が傾斜を有す
ることによっても、少量の空気で所定の燃料が噴霧され
るようにし、また、霧化された燃料の粒径を細かくして
噴霧状態を安定させることができ、モータの消費電力が
少なくてすむ。さらに、本発明の噴霧ノズルは、 空気
ノズルからの空気の噴出角と液体ノズルからの液体の噴
出角が４５度から９０度の角度で交わることによって
も、少量の空気で所定の燃料が噴霧されるようにし、ま
た、霧化された燃料の粒径を細かくして噴霧状態を安定
させるができ、モータの消費電力が少なくてすむ。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である噴霧ノズルの断面図で
ある。

【図２】本発明の一実施例である噴霧ノズルの空気ノズ
ル及び燃料ノズルの断面図である。

【図３】本発明の一実施例である旋回用カラーの平面図
である。

【図４】本発明の一実施例である燃料用ノズルチップの
斜視図である。

【図５】本発明の一実施例である空気用ノズルチップの
断面斜視図である。

【図６】空気の吐出量に対する噴霧量の関係を表すグラ
フである。

【図７】噴霧角度を示した図である。

【図８】従来の噴霧ノズルを使用した灯油給湯器を示す
図である。

【符号の説明】

１ ノズル本体 ２ 空気ノズル ３ 燃料ノズル ４ 旋回用カラー ５ 空気用ノズルチップ ６ 燃料用ノズルチップ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の空気供給孔と連通し、環形に空気
   を噴出する空気噴出孔を備える空気ノズルと、前記空気
   ノズルの内側に同芯に設けられ、液体を供給する液体ノ
   ズルとを有する噴霧ノズルにおいて、 前記空気ノズルに嵌合され、前記空気ノズルが噴出する
   空気を前記液体ノズルの外周に沿って回転させる方向に
   誘導する空気誘導リングを有することを特徴とする噴霧
   ノズル。
2. 【請求項２】 複数の空気供給孔と連通し、環形に空気
   を噴出する空気噴出孔を備える空気ノズルと、前記空気
   ノズルの内側に同芯に設けられ、液体を供給する液体ノ
   ズルとを有する噴霧ノズルにおいて、 前記空気ノズルにより噴出される空気が同芯軸を中心に
   ３０乃至８０度の角度で中心方向に噴出されることを特
   徴とする噴霧ノズル。
3. 【請求項３】 請求項２に記載する噴霧ノズルにおい
   て、 供給される液体が前記空気ノズルとの同芯軸を中心に所
   定角度の広がりをもって噴出するよう前記液体ノズル先
   端が傾斜を有することを特徴とする噴霧ノズル。
4. 【請求項４】 請求項３に記載する噴霧ノズルにおい
   て、 空気ノズルからの空気の噴出方向と液体ノズルからの液
   体の噴出方向とが４５度から９０度の角度で交わること
   を特徴とする噴霧ノズル