JPH09192549A - 流体噴出用中空棒で支持された流体分散器を有する流体分散ノズル装置 - Google Patents

流体噴出用中空棒で支持された流体分散器を有する流体分散ノズル装置

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JPH09192549A
JPH09192549A JP1071496A JP1071496A JPH09192549A JP H09192549 A JPH09192549 A JP H09192549A JP 1071496 A JP1071496 A JP 1071496A JP 1071496 A JP1071496 A JP 1071496A JP H09192549 A JPH09192549 A JP H09192549A
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JP
Japan
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fluid
dispersion
flow
nozzle
hollow
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Pending
Application number
JP1071496A
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English (en)
Inventor
Toshiharu Kumazawa
俊治 熊澤
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Mitsubishi Precision Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Precision Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 流体分散ノズルにより形成された第1の中空
円錐形分散流による流体分散器外周面への付着、堆積物
を解消する手段を得ること。 【解決手段】 流体噴出ノズル1、6から噴出され流体
分散器11で分散流とされた第1の流体の中空円錐分散
流S1の内側に、流体分散器11を流体噴出ノズル1、
6の内部に支持する中空支持棒12の中空流路を圧送、
供給される第2の流体流の噴出で形成される分散流を放
出し、第1の流体分散流により形成される低圧領域P1
を第2の流体分散流により流体分散器11から離隔、変
位させた低圧領域P2と成し、このとき第2流体分散流
によって流体分散器11の外周表面を浄化して同表面へ
の堆積塊の付着、堆積を阻止し、かつ第1、第2の二流
体の混合、分散を促進する構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、流体噴出用中空棒
で支持された流体分散器を有する流体分散ノズル装置に
関し、特に、流体分散器を有した流体分散ノズル装置か
らの第1の流体の中空円錐状の分散流の下流側に、流体
力学的に生ずる低圧領域に、中空棒内部の流路を経て圧
送される第2の流体を噴出分散せしめて、流体分散器の
下流側外周表面を浄化し、以て同外周表面への分散粒子
等の付着、堆積を防止し、同時に、中空円錐状分散流の
内部に別の第2の流体流を噴出分散せしめることによ
り、第1および第2の二流体の一層の混合分散を図るこ
とができる流体噴出用中空棒で支持された流体分散器を
有する流体分散ノズル装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、流体分散ノズル装置に用いられて
いる流体分散器は、ノズル中心線上に位置せしめた支持
棒の先端に取付けられた構造のものが用いられている
(例えば本出願人の特公昭59−41780号公報参
照)。この種の構造のノズルを用いたとき、分散条件に
よっては、分散流の粒子が、分散流の流体力学的作用に
よって生ずる低圧領域へ吸引される循環流に乗って、流
体分散器外周面に付着し、漸次に乾燥堆積成長して、つ
いには正常な分散流パターンを形成できなくなる問題が
生じている。従来、上述の問題を解決する一手段とし
て、流体分散器の外周面の形状を工夫したもの(特公昭
63−41625号公報および特開昭55−8802号
公報を参照)が用いられている。然しながら、分散流下
流側の内部へ他の流体を噴出分散せしめることにより、
上述の低圧領域の低圧を利用して他の流体の噴出流によ
る外周面の表面浄化を達成し、上述の問題の解決を図
り、更なる利点を有せしめるような技術は存在していな
い。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術の課
題に鑑みて、本発明の主目的は、流体分散ノズル装置か
ら分散する第1の流体の、流体分散器の下流側に、流体
力学的に発生する低圧領域の低圧を積極的に利用して、
第1の流体とは隔離された手段によって、該低圧領域へ
第2の流体を噴出分散せしめ、上記の低圧領域を流体分
散器の外周面から下流側へ離隔せしめることにより、分
散粒子の付着を防ぐことができ、更に、第1の流体の分
散流の内側に、第2の流体を噴出分散せしめることによ
り、第1と第2の二流体を混合分散せしめ得る簡単な構
造の装置を提供せんとするものである。本発明による中
空棒で流体分散器を支持する方法は、上述した特公昭5
9−41780号公報、特公昭63−41625号公報
および特開昭55−8802号公報等の流体分散ノズル
装置類にも応用できることは勿論である。
【0004】
【課題を解決するための手段】上述の発明の目的に鑑み
て本発明によれば、第1の流体を分散せしめる流体噴出
ノズルと対向して、ノズル中心線上に位置せしめ、内部
に流路を有した中空支持棒端に流体分散器を取着した流
体分散ノズル装置を構成し、上記中空支持棒の内部流路
に圧力下で第2の流体を供給し、上記分散器の下流側へ
噴出分散せしめることにより、分散粒子の付着防止と第
1、第2の二流体の混合分散の促進とを達成する流体分
散ノズル装置が提供されるのである。また、低圧領域
の、流体分散器からの離隔距離は、流体分散ノズルの上
流部位に設けた流量制御弁の調整を手動又は、第1の流
体の分散角および流量と連動して自動的に遂行せしめる
ことによって、上記分散粒子の付着防止作用と混合分散
の促進作用とを最適状態に決定することができる。
【0005】即ち、本発明によれば、流体噴出ノズルと
流体分散器との組合わせにより、第1の流体の中空円錐
形流体分散流を発生する流体分散ノズル装置において、
前記流体分散器は、流体噴出ノズルと対向して、ノズル
中心線上に延設した中空支持棒端に取付けられ、該中空
支持棒の内部流路に圧送した第2の流体を前記分散器の
下流側に開口した噴出口から噴出分散せしめて前記第1
の流体の中空円錐形流体分散流の内側に該第2の流体の
分散流を形成し、前記流体分散器の表面を浄化すること
を特徴とする流体噴出用中空棒で支持された流体分散器
を有する流体分散ノズル装置が提供される。
【0006】また、好ましくは、上記中空支持棒の内部
流路に圧送される第2の流体は、上記流体分散ノズル装
置の上流側に設けた流量制御弁によって、供給量が一定
に、又は上記第1の流体の中空円錐形流体分散流の分散
角および流量と連動して制御するように構成する。
【0007】上述した構成によれば、液体燃料の燃焼装
置に適用した場合には、第1の流体の分散流の低圧領域
への循環流(この循環流は、流体分散ノズルを、燃焼用
燃料噴霧のために用いた場合、燃料粒子と燃焼用空気と
の一層の混合促進並びに高温ガス循環流による連続着火
保炎に必要であり、中空円錐状の分散流を形成できる流
体分散器の特徴でもある)を保持し、しかも、流体分散
器への燃料粒子の付着を防止でき、さらに第2の流体
(燃焼の場合は空気)と、第1の流体〔微粒化用高圧ガ
ス(空気もしくは蒸気)と燃料粒子の混合流体〕との一
層の混合促進(燃焼効率の向上と第2の流体による火炎
冷却効果による窒素酸化物生成低減)を図ることができ
る。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明による流体噴出用中
空棒で支持された流体分散器を有する流体分散ノズル装
置を実施形態に基づいて更に詳述するが、特に、同装置
を、1種または2種以上の流体を、微粒化用高圧気体に
よって微粒化混合噴霧した第1の流体の分散流内部に、
第2の流体を噴出分散せしめた実施例に基づいて詳細に
説明する。図1は、本発明の一実施形態による流体分散
器を有する流体分散ノズル装置の断面図である。
【0009】図1において、流体分散ノズル装置は第1
のノズル1を有し、同第1のノズル1は、微粒化用高圧
気体Gの縮流部2および同気体Gの拡流部3を有してい
る。また、上記縮流部2と拡流部3との間には流路断面
積が最も縮小化された最狭部2′を有し、その最狭部
2′の下流側に複数個(図では2個のみを示す)の液体
供給孔4を有し、それぞれの液体供給孔4から第1のノ
ズル1の内部に1種ないし2種以上の液体を供給し、第
1のノズル1の上流端側に接続された気体供給管5から
供給される微粒化用の高圧気体G中に微粒化し混合す
る。
【0010】他方、第1のノズル1の下流側には、微粒
化混合した第1の流体流の流れ方向に見た断面積を漸次
に縮小させる縮流部6を有した第2のノズル7が接続さ
れている。この第2のノズル7の内部には、等間隔で半
径方向に伸びているそれぞれ3本(図では各2本のみを
示す)の支持脚8を有する下流側支持枠9、上流側支持
枠10によって空洞型流体分散器11の中空支持棒12
が上記第2のノズル7の中心軸線と同心に延設されてい
る。こゝで、上記中空支持棒12は内部に流路を備え、
かつ下流側端に開口端を有すると共に空洞型流体分散器
11が取着されていて、上流側の支持枠10にねじ係合
した形態で支持されており、また下流側支持枠9とは軸
線方向に滑動嵌合した形態で支持されている。更に中空
支持棒12は第1のノズル1を貫通して気体供給管5の
中心軸線を上流方向に向けて延伸し、気体供給管5の上
流端に結合したL型接続管14を貫通して外部に突出し
ている。
【0011】なお、L型接続管14の貫通部分には密封
管部材からなる気密手段15が封着され、L型接続管1
4から気体供給管5に流れる高圧ガスGの漏れがないよ
うに形成されている。上述した中空支持棒12の突出端
には第2の流体(気体)GMを適宜圧下で供給する内部
気体供給管16および流量制御弁17が接続されてい
る。
【0012】また、中空支持棒12の上流側突出端に
は、回転板18が固定取付けされ、この回転板18を手
動又は適宜の伝動機構(ベルト.プーリ機構や歯車機構
等)を介してモータ等の回転駆動源により自動回転させ
ることによって上記中空支持棒12に適宜速度の回転を
付与できるように構成されている。そして上記回転板1
8を回転させて中空支持棒12を連動回転させると、前
述の上流側支持枠10におけるねじ係合部によって形成
されるねじ送り機構13の送り作用により、中空支持棒
12は中心軸線L−L上を左右に移動する。この結果、
第2のノズル7の縮流部6の先端のノズル噴口6aと空
洞型流体分散器11との間に設けられた距離l1 を変更
設定して噴霧分散角αを変化させることができる。すな
わち、距離l1 を大きくすると噴霧分散角αは小さくな
り、該距離l1 を小さくすると、噴霧分散角αは大きく
なる。
【0013】なお、上述した回転板18は手動回転の場
合にはハンドル手段として形成されるが、自動回転の場
合には、例えば歯車板に形成し、上記伝動機構を歯車機
構で形成すれば、回転駆動手段として通常の電動機を用
いることができる。さて、上述の構成による装置によっ
て、第1の流体の噴霧分散を行うと、図2に示すよう
に、分散流S1 によって空洞型流体分散器11の下流側
に、流体力学的に低圧領域P1 (斜線で示す)が発生
し、P1 へ吸引される循環流S2 が生成される。この循
環流S2 は、流体分散ノズルを、燃料微粒化噴霧分散、
即ち、バーナーノズルとして用いた場合に、高温ガス流
として、連続着火保炎のために重要な存在となる。
【0014】しかし、場合によっては、この循環流S2
流に乗ってきた未燃粒子が、空洞型流体分散器11の外
周面19に付着し、漸次に乾燥堆積し、堆積塊が花ビラ
状に成長し、上記の連続着火保炎効果が減少し、失火を
もたらすことも生ずる。特に炭素成分の多い燃料を用い
ると、この現象が生じ易くなると言う問題がある。かか
る問題を解決するために、本発明による装置の中空支持
棒12の内部流路に供給される第2の流体(空気)を、
下流側開口部20から噴出させることにより、図2に示
す低圧領域P1 は図3のP2 の如く、空洞型流体分散器
11の外周面19から離脱(離脱距離l2 )し、燃料未
燃粒子の付着を防ぐことができる。
【0015】同時に、第2の流体(空気)GM を火炎内
部に分散せしめることにより、燃焼の一層の促進と、火
炎冷却効果によって、窒素酸化物(NOx)の生成抑制
をはかることができる。離脱距離l2 は、第2の流体G
M の供給量を、流量制御弁17によって最適(連続着火
保炎と燃焼促進等)に制御することもできる。図4は、
第1の流体(液体AおよびBならびに微粒化用高圧気体
G)の流量、第2の流体(気体)GM の流量および第2
のノズル7と空洞型流体分散器11との距離l1 を、電
気機械的に連動変化せしめ、分散流状態検出器21(燃
焼の場合は、火炎温度など)からの分散情報Iを分散流
計算機22に入力し、必要なAおよびBを計算して、流
量制御弁23,24,25および17ならびに回転板1
8を、最適のG,GM ,l1 およびl2 の設定を行うた
めの電気信号を出力して電気機械的に上記各流量制御弁
および回転板を駆動制御し、所期の流体分散状態を保た
しめるための系統図である。
【0016】本発明に係る流体噴出用中空棒で支持され
た流体分散器を有した流体分散ノズル装置を一例として
C重油の燃焼に用いた所、前述の特公昭59−4178
0号公報に開示された構造のノズルを同C重油の燃焼に
適用した場合に観察された炭素粒子の堆積成長を阻止す
る作用効果が顕著であることが確認でき、かつNOx値
の低減も得られることが確認できた。
【0017】
【発明の効果】以上の実施形態に関する説明を介して明
らかなように、本発明によれば、流体分散器を内部に流
路を有した中空支持棒によって支持し、該中空支持棒内
から分散流内部の低圧領域へ第2の流体(気体)を噴霧
分散せしめて、第1の流体の分散流の循環流と分散器外
周面との接触を無くす隔離距離を保たしめ、分散器への
異物付着堆積成長を防ぎ、同時に第1と第2の流体の混
合をはかることができ、さらに、第1の流体の分散量、
分散角と連動して上記隔離距離を、分散流生成の目的に
合わせて自動的に設定し、結果として最適の分散流を維
持せしめることができると言う効果を奏するのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態による流体噴出用中空棒で
支持された流体分散器を有した流体分散ノズル装置の縦
断面図である。
【図2】従来の流体分散ノズル装置を用いた場合に形成
される流体分散流の形成状態を示すノズル装置下流端側
の断面図である。
【図3】本発明による流体噴出用中空棒で支持された流
体分散器を有した流体分散ノズル装置を用いた場合に形
成される第1、第2の流体分散流の形成状態と作用とを
示すノズル装置下流端側の断面図である。
【図4】本発明の他の実施形態による流体噴出用中空棒
で支持された流体分散器を有した流体分散ノズル装置及
びその周辺機構の構成を示した略示機構図である。
【符号の説明】
1…第1のノズル 2…縮流部 2’…最狭部 3…拡流部 4…流体供給孔 5…気体供給管 6…縮流部 7…第2のノズル 11…空洞型流体分散器 12…中空支持棒 17…流量制御弁 18…回転板 22…分散流計算機

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 流体噴出ノズルと流体分散器との組合わ
    せにより、第1の流体の中空円錐形流体分散流を発生す
    る流体分散ノズル装置において、 前記流体分散器は、流体噴出ノズルと対向して、ノズル
    中心線上に延設した中空支持棒端に取付けられ、該中空
    支持棒の内部流路に圧送した第2の流体を前記分散器の
    下流側に開口した噴出口から噴出分散せしめて前記第1
    の流体の中空円錐形流体分散流の内側に該第2の流体の
    分散流を形成し、前記流体分散器の表面を浄化すること
    を特徴とする流体噴出用中空棒で支持された流体分散器
    を有する流体分散ノズル装置。
  2. 【請求項2】 前記中空支持棒の内部流路に圧送される
    第2の流体は、前記流体分散ノズル装置の上流側に設け
    た流量制御弁によって、供給量が一定に、又は前記第1
    の流体の中空円錐形流体分散流の分散角および流量と連
    動して制御されることを特徴とする請求項1に記載の流
    体噴出用中空棒で支持された流体分散器を有する流体分
    散ノズル装置。
JP1071496A 1996-01-25 1996-01-25 流体噴出用中空棒で支持された流体分散器を有する流体分散ノズル装置 Pending JPH09192549A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102527217A (zh) * 2011-12-23 2012-07-04 西安航天动力研究所 Sncr脱硝墙式喷射器

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