JPS63226513A - アトマイザ - Google Patents

アトマイザ

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JPS63226513A
JPS63226513A JP1255087A JP1255087A JPS63226513A JP S63226513 A JPS63226513 A JP S63226513A JP 1255087 A JP1255087 A JP 1255087A JP 1255087 A JP1255087 A JP 1255087A JP S63226513 A JPS63226513 A JP S63226513A
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cwm
fuel
spray
atomizer
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Yoshinobu Kobayashi
啓信 小林
Shigeru Azuhata
茂 小豆畑
Kiyoshi Narato
清 楢戸
Toru Inada
徹 稲田
Kenichi Soma
憲一 相馬
Norio Arashi
紀夫 嵐
Hiroshi Miyadera
博 宮寺
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 本発明は液体状の燃料を高圧の空気又は蒸気等の噴霧媒
体の運動エネルギーを用いてむ霧化する方式のアトマイ
ザに係り、特に、石炭、水スラリ(Coal Wate
r Mixture :以下rcWMjと記ず。)を霧
化するのに適したアトマイザに関する。 〔従来の技術〕 石炭の流体化技術の一つにCWMがある。これは、微粉
炭に代わる新しい石炭の利用形態であり、電力用又は産
業用ボイラへの利用が進められている。CWMは、石炭
を従来の石油系燃料と同様にポンプでバーナまで供給で
きるために、微粉炭の空気搬送と比較して、流量制御の
簡便さと塩1′斗供給管径の縮小などの輸送面の利点が
ある。また、ボイラ用の燃料としてCWMを考えると、
燃料の発熱量を高くする必要性から、CWMに含まれる
石炭の1度を62〜70−t%にまで高くした高濃度の
CWMがボイラ用燃料として用いられている。 このような流体として取扱い可能なCWMを燃焼させる
際には、液体状のCWMを霧化するためのアトマイザが
使用される。 アトマイザは、CWMのような固体粒子を含む流体から
成る液体状燃料だけでなく、石油のような液体のみから
成る液体燃料を霧化するのにも使用できるものである。 また、アトマイザは、空気又は蒸気等を噴霧媒体として
使用し、気体の運動エネルギで液体または液体状の燃料
を微小粒子にまで霧化するものである。 ところで、前記CWMは固体粒子を含む流体であるため
に、水や油等の固体粒子を含まない流体とは異なる流動
特性を示す。水や油等の流体は一般にニュートン流体と
呼ばれるのに対し、CWMのような固体粒子を含む流体
は非ニユートン流体と呼ばれている。非ニユートン流体
は、その粘度が剪断速度の関数として示される流体であ
り、非ニユートン流体の一つとして、剪断速度の増加と
ともに粘度も増加するグイラタントと、剪断速度の増加
とともに逆に粘度の減少する擬塑性がある。 CWMの流動特性はその石炭粒子の粒径分布や炭種、さ
らには、その製造方法の違い等によって、ダイラタント
又は擬塑性に分かれる。そして、CWMを使用するアト
マイザは、いずれの流動特性のCWMを使用しても、そ
の使用したCWMを良好に微粒化することが要求される
。 〔発明が解決しようとする問題点] このような要求に鑑み、従来種々のアトマイザが提案さ
れている。たとえば、特開昭58−179714号公?
[こ記載されているアトマ・イザは、直線状に延びたC
WMO流路の内壁接線方向に開口する噴霧媒体供給孔を
設けたアトマイザである。 これは旋回流として噴出された噴霧媒体がCWMと衝突
し、両者を良く混合させることによって、噴霧媒体の持
つ旋回力と噴霧媒体流れの乱れによる剪断力を用いてC
WMを噴霧しようとするものである。この種の7トマイ
ザは、固体粒子を含まない燃料を用いてかつ、アトマイ
ザに投入される噴霧媒体質量流量の燃料質量流量に対す
る比で定義される気液流量比を十分大きく取れる条件下
では良好に噴霧することができる。すなわち、固体を含
まない燃料は噴霧媒体の持つ旋回力によって流路内壁を
液膜状に広がる結果、噴霧媒体と燃料は十分に混合され
るために、良好な噴霧を得ることができるのである。し
かしながら、気液流量比が小さくなって、燃料の流量が
増加し、また、燃料の流路内を流れる速度が増加すると
、燃料の持つ運動量は飛躍的に増加する。このために、
噴霧媒体の持つ旋回力は相対的に減少し、その旋回力で
は、燃料を流路内壁へ液膜状に広がらせることができな
くなる。この結果、液lりの厚さは、気液流量比の増加
とともに厚くなり、噴霧粒子径も急激に増加してくる。 CWMのような燃料を用いるアトマイザの条件は、噴霧
粒子径を変えずに、噴霧媒体htをできる限り少なくし
て、気液流量比を小さくした状態で噴霧粒子速度を低減
し、着火性を良くすることであることを考えると、前記
の点は使用上大きな問題となる。 また、燃料の持つ運動量が増加すると、噴霧媒体は流路
内壁の接線方向に噴出されたにもかかわらず、燃料の流
れによって流路の出口方向に向けられてしまう。すなわ
ち、噴霧媒体は燃料流路の中心部にまで貫通することな
く、アトマイザから噴出されてしまう。その結果、流路
内の局所的な気液流量比を見ると、流路の内壁側ではア
)・マイザヘ投入した見掛けの気液流量比よりも高い条
件で噴霧されているのに対して、流路の中心部では見掛
けの気液流量比よりも低い条件で噴霧されている。この
ため、円錐状に広がる噴霧の周辺部では微粒子として噴
霧されているのに対して、噴霧の中心部では非常に大き
な粗粒子が存在する。噴霧粗粒子が燃焼に要する時間は
、火炉内の滞留時間よりも長くなるために、燃焼率は極
端に低下する問題が生ずる。さらに、前記特開昭58−
1.79714号公報に記載されたアトマイザにおいて
、燃料としてダイラタントの流動特性を有するCWMを
使用する場合には、次のような問題もある。 すなわち、CWMが流路を流れ、噴霧媒体と接触して微
粒化される際、CWMは噴霧媒体によって供給された速
度から急激に加速される。この時の剪断速度は、10’
〜 1o6s−’であるため、CWMの微粒化される時
の粘度は、供給されている際の見掛の粘度よりも極端に
高くなり、CWMの流動性は低くなる。この結果、噴霧
媒体の旋回力で液膜を形成した後に微粒化し得なくなり
、CWMの噴霧粒子の粒径は増加する問題が生ずる。 すなわち、CWMを供給する際の見掛の粘度が等しくて
も、グイラタントの流動特性を示すCWMの噴霧粒子の
粒径は、擬塑性の流動特性を示ずCWMより大きくなっ
てしまうという問題が生ずるのである。 また、噴霧媒体流路のある点に角度を持ってCWM流路
が接する構造のアトマイザが知られており、一般にY−
ジェット型アトマイザと呼ばれている。この種のアトマ
イザに関する従来技術は実開昭59−186631号公
報等数多く提案されている。この実開昭59−1866
31号公報Gこ記載されたアトマイザは、CWM流路か
ら供給されたCWMの流れに衝突する噴霧媒体の運動量
と乱れ等に起因する噴霧媒体の剪断によってCWMを噴
霧しようとするものである。この種のアトマイザの微粒
化現象は、CWM流路から噴出するCWMの液柱の分裂
する機構で3種類に大別される。 それらは、(1,l CW M液柱は高速の噴霧媒体に
よって急激に流れ方向を曲げられて、噴霧媒体流路のC
WM流路側の壁面をぬらしてアトマイザの噴霧孔に向け
て進む場合、(2) CW M液柱は噴霧媒体流路内で
噴霧媒体と衝突して微粒化する場合であり、噴霧媒体流
路壁面はCWM液柱でぬれる場合、(3)CWM液柱の
持つ運動量が噴霧媒体の運動量より相対的に大きい場合
で、CWMO液柱はCWM流路と反対側の噴霧媒体流路
壁面をぬらず場合、の3種類である。 現象(1)の際の噴霧媒体流路内の局所的な気液流量比
をみると、CWM流路側の噴霧媒体流路部で気液流量比
は相対的に低く、CWM流路と反対側の噴霧媒体流路部
で気液流量比は相対的に高い。 また、噴霧媒体流路内の噴霧媒体の流速を考えると、噴
霧媒体流路内壁近傍は速度境界層の影舌によって噴霧媒
体流速は中心部に比べ低くなっている。これらの要因で
、噴霧粒子の粒径は、CWM供給路側で粗粒を生成しや
すいことがわかる。 現象(2)の際の噴霧粒子の微粒化は、噴霧媒体流路内
でCWMと噴霧媒体を良好に混合できるために、局所的
な噴霧粒子の粒径のアンバランスは少なくなっている。 しかしながら、この種の微粒化現象を保つ範囲は非常に
狭く、操作性を考えると実用上の問題となっている。 現象(3)は、実機で良く見られる現象である。という
のは、実機においては、動力の節約、アトマイザから噴
出する噴霧速度の低減等を図るために、低い気液流量比
で運転されているためである。この場合の噴霧媒体流路
内の局所的な気液流量比をみると、CWM流路側の噴霧
媒体流路部で気液流量比は相対的に高く、CWM流路と
反対側の噴霧媒体流路部で気液流量比は相対的に低(な
っている。このために、噴霧媒体孔のCWM流路と反対
側の外端において、噴霧媒体孔内部で微粒化完了できな
かったCWMが液IQ状に延びる現象が観察される。こ
の液膜は、噴霧媒体の流速が噴霧媒体孔内部より遅い条
件で微粒化するために、非常に大きな液滴を生成するの
である。 以上の3種類の微粒化現象から、現象(3)の気液流量
比の条件下にありながら、現象(2)の微粒化を得よう
とする試みがなされている。その種の一例として、特公
昭58−195705号公報に記載されたアトマイザが
ある。これは、CWM流路を噴霧媒体孔内部まで延ばし
、噴霧媒体孔の中心部から噴出孔の方向へ向けてCWM
を噴出し、そのCWMのまわりから噴霧媒体を供給する
ことによって、いかなる操作条件下においても常に現象
(2)の微粒化を得ようとするものである。この方法は
、水や油等のニュートン流体を微粒化するアトマイザと
しては非常に秀れた方法である。しかしながら、上記ア
トマイザは、CWMの流れに平行に噴霧媒体を接触させ
ている。この噴霧媒体の接触方法は、CWMの粘度の影
響を受は易く、粘度の高いCWMはど噴霧粒子径は太き
(なる。そして、前述のように、アトマイザへ供給する
CWM配管内の見掛けの粘度が等しくとも、前記グイラ
タンドのCWMの噴霧粒子の平均粒径は擬望性のCWM
よりも大きくなる。これは、CWMの流動特性にかかわ
らずCWMの噴霧の平均粒径を等しくするには、供給す
る際のCWMの粘度を流動特性に応じて制御しなければ
ならないことを意味する。 すなわち、前記特公昭58−195705号公報記載の
アトマイザはCWMの性状が制約されるという問題があ
る。 別種のアトマイザとして、アトマイザの内部にCWMと
噴霧媒体とを混合する混合室を設けて、該混合室の壁に
複数個の穴を開けて噴霧孔とするアトマイザがある。こ
の種の7トマイザの一例が実開昭52−95145号公
報に記載されている。 この実開昭52−95145号公報に記載されているア
トマイザの特徴は、混合室で試料と噴霧媒体を始めて混
合するのではなく、あらかじめ、燃料の供給管内部にお
いて噴霧媒体を混合すべく、噴霧媒体供給孔が混合室方
向へ傾斜されており、かつ、試料供給路側面に設けられ
ていることである。この結果、噴霧媒体と燃料とは良く
混合された状態で混合室へ供給されるために、噴霧媒体
を低減した状態でも良好に噴霧できるのである。確かに
、実開昭52 95145号公報記載のアトマイザは、
水や油等の固体粒子を含まない燃料については、噴霧孔
の孔径を小さくして剪断力を効果的に燃料に与えること
ができれば、良好に噴霧することができる。しかしなが
ら、固体粒子を含むCWMを良好に微粒化するために、
単純には噴霧孔の孔径を絞れない。これは、一般に噴霧
孔の孔径は固体粒子径の約5倍以上でないと、固体粒子
が噴霧孔を閉塞する問題が生ずるためである。 そのために、上記例に示されるように、混合室へCWM
と噴霧媒体を供給する前に、予め両者を良く混合しよう
と試みるわけである。しかし、CWMを噴霧する場合は
噴霧孔での微粒化を水や油と同程度にまでなしえない為
に、上記例で示された以上に、非常に良好にCWMと噴
霧媒体を混合した状態で混合室へ供給することが必要と
なる。このためには、単純にCWMと噴霧媒体をスラグ
状(CWMO中に噴霧媒体が気泡状に存在する状態)に
して混合室へ供給するのではな(、非常に微小な霧化粒
子の状態で混合室へ供給することが必要となる。 また、流動特性の異なるCWMに対しても、常に均質な
燃料微粒子を火炉へ噴霧するには、混合室において、C
WMと噴霧媒体をスラグ状にするのではなく、霧化粒子
の状態にして混合室へ供給した後に、噴霧孔での剪断力
を利用した微粒化を行わしめることが必要となる。 そこで前記実開昭52−95145号公報記載のアトマ
イザは、噴霧媒体のCWMへの混入速度を高速にするこ
とでCWMの霧化粒子径を小さくすることを試みている
が、噴霧媒体とCWMが良好に混合せぬことに起因する
200μm以上の粗粒子の生成は低減されていない。ま
た、固体粒子を含むために、固体粒子による噴霧孔の閉
塞を防止する制約があり、噴霧孔の孔径は固体粒子の最
大径の約5倍以上にする必要がある。その結果、水や油
等の流体の場合のように噴霧孔の孔径を小さくすること
により、噴霧粒子径を低減することはできず、粗粒子の
生成する問題が生ずる。上記二つの原因によって生成さ
れる霧化燃料の粗粒子は、他の微粒子とともに約二百数
十m/s程度の高速度で前記噴霧孔から噴霧される。と
ころで、一般に粒子の速度は、粒子径、粒子の初速度、
粒子まわりの噴霧媒体速度等で定まるが、高速で噴霧さ
れた粒子の中で、粒径の大きな重い粗粒子はど粒子速度
の減衰は小さいことが知られている。このために、前記
噴霧孔から高速度で噴霧された粗粒子は着火することな
く、火炎の着火面を通過し、十分に速度が低下した時は
じめて着火するのである。 また、固体粒子を含まない油等の噴霧においては、粗粒
子は火炎からの輻射伝熱、対流伝熱等により蒸発する。 このため、粒子径は逐次減少する結果、燃焼時に噴霧さ
れた燃料粒子の貫通距離(粒子速度が終端速度に等しく
なるまでの距離)は非燃焼時に比べて短くなる。一方、
CWMの噴霧粒子は固体粒子を約62〜704%含むた
めに、火炎からの輻射、対流伝熱を受けても、水が蒸発
するにとどまる。よって、CWMの噴霧粒子の燃焼時の
貫通距離は、前記油等のような液体(蒸発性物質)のみ
からなる燃料を噴霧する場合に比べて非常に長くなる。 この貫通距離が−長くなると、火炎の長炎化、未燃粒子
の生成、火炎面がバーナより湘れる等の問題が生ずる。 これら問題を解決するには、アトマイザの混合室内にお
けるCWMの霧化粗粒子の生成を極力抑えることが必要
になる。 本発明は、前述の事情に鑑み、燃料を供給する燃料供給
路と、前記燃料と混合される噴霧媒体を供給する噴霧媒
体供給路と、前記燃料供給路および噴霧媒体供給路と連
通される混合室と、111記燃料および噴霧媒体を前記
混合室から噴霧する噴霧孔とを6iffえたアトマイザ
において、前記混合室へCWMのよ・うな固体粒子を含
んだ燃料を霧化微粒子状態で供給できるようにすること
を目的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 前記目的を達成するために、本願の第1発明によるアト
マイザは、燃料を供給する燃料供給路と、前記燃料と混
合される噴霧媒体を供給する噴霧媒体供給路と、前記燃
料供給路および噴霧媒体供給路と連通される混合室と、
前記燃料および噴霧媒体を前記混合室から噴霧する噴霧
孔とを備えたアトマイザにおいて、 前記燃料供給路および噴霧媒体供給路のうちのいずれか
一方の供給路から成る被混合用流体供給路は、大径内周
壁および小径内周壁によって形成される断面環状の混合
前室を介して前記混合室に接続され、他方の供給路から
成る混合用流体供給路は、iii記大径大径内周壁び小
径内周壁の少なくともいずれか一方の周壁に開口する混
合用流体供給孔に接続されていることを特徴とする。 そして、前記第1発明によるアトマイザの好適な実施態
様によれば、前記一方の周壁に開口する前記混合用流体
供給孔は、この混合用流体供給孔から前記混合前室へ噴
出する混合用流体(燃料および噴霧媒体のうちのいずれ
か一方の流体)の噴出方向が混合用流体供給孔の開口す
る前記周壁の接線方向に沿う成分を有する方向に向けて
配設されたことを特徴とする。 また、前記第1発明によるアトマイザの他の好適な実施
態様によれば、前記混合用流体供給孔は、+iir記一
方の周壁に形成された垂直なリング状の凹溝の底部に開
口していることを特徴とする。 さらに、本願の第2発明によるアトマイザによれば、燃
料を供給する燃料供給路と、前記燃料と混合される噴霧
媒体を供給する噴霧媒体供給路と、前記燃料供給路およ
び噴霧媒体供給路と連通される混合室と、この混合室の
外壁を形成するとともに前記燃料および噴霧媒体の混合
流体を前記混合室から噴霧する噴霧孔を有するスプレヤ
プレ−1〜とを備えたアトマイザにおいて、 前記燃料供給路および噴霧媒体供給路のうちのいずれか
一方の供給路から成る被混合用流体供給路は、大径内周
壁および小径内周壁によって形成される断面環状の混合
前室を介して前記混合室に接続され、他方の供給路から
成る混合用流体供給路は、前記大径内周壁および小径内
周壁の少なくともいずれか一方の周壁に開口する混合用
流体供給孔に接続されており、さらに、別の噴霧媒体供
給路を設け、この別の噴霧媒体供給路に連通された旋回
流発生器を前記スプレヤプレートに設け、この旋回流発
生器は、旋回流発生器から噴出される噴霧媒体噴出方向
が、+ii記混合室から前記噴霧孔を介して噴霧された
前記燃料および噴霧媒体の混合流体に混合するように配
設されていることを特徴とする。 〔作   用〕 [111述の(14成を付4えた本願の第1発明による
アトマイザにおいては、前記被混合用流体供給路から断
面環状の混合11ii室に流入する被混合用流体(すな
わち、燃料および噴霧媒体のうちの一方の流体)は、混
合前室内では断面環状の薄膜状の流れ(以下、「環状薄
膜流」という。)となっている。そして、前記混合用流
体供給孔から混合前室に流入する混合用流体(すなわち
、燃料および噴霧媒体のうちの他方の流体)は、前記被
混合用流体の環状薄膜流をよぎる方向(すなわち被混合
用流体の流れる方向に垂直な成分を有する方向)に噴出
されろため、噴出される混合用流体の持つ乱流による乱
れの力及び運動量による力によって、両流体は効果的に
混合され、燃料が細分されて燃料の微粒化が行われるの
である。ある種の従来公知の技術のように、噴霧媒体を
燃料流と平行に噴出する場合の微粒化は、主として乱れ
の力に基づいているが、前記本発明のように、混合用流
体が被混合用流体の環状薄膜流をよぎる方向に噴出され
る場合の燃料の微粒化は、乱れの力と運動量による力と
の2つの力を用いているため、燃料の流動特性の影響は
受けにくくなっている。それによって、燃料は、それが
たとえ非二ニートン流体の流動特性を有する燃料であっ
ても、良好に噴霧媒体と接触できるので、混合前室内に
おける気液流量比は局所的な差がなくなる。このため、
部分的に気液流星比が小さくなった場合に生じる霧化燃
料の粗粒子の生成を防止することができる。 nN述のように、本発明によれば、燃料は、霧化された
微粒子状態で混合室へ供給される。そして霧化燃料粒子
径が小さくなるにつれて霧化燃料粒子の持つ表面張力は
大きくなるので、粒径の小さな霧化燃料微粒子は、混合
室内では合体して粗大化することなく、混合室の噴霧孔
から噴霧される。 霧化燃料粒子の少量部分は、混合前室内で微粒化できず
に霧化燃料粗粒子として混合室へ供給されることもある
。この少量の霧化燃料粗粒子は、混合室内で数個合体す
るが、噴霧孔から噴霧されるときに、噴霧孔内壁からの
剪断力を受けて粒径の小さい微粒子となる。 さらに、次式で定義される環状流路幅を小さくすると、
混合前室の微粒化を促進することができる。 CWMの閉塞を防止できる最小の環状流路幅は、円管状
の流路の径の少なくとも375倍にすることができる。 また、前記第1発明によるアトマイザの好適な実施態様
によれば、前記一方の周壁に開口する混合用流体供給孔
は、その混合用流体供給孔から前記混合前室へ流入する
混合用流体の流入方向が前記一方の周壁の接線方向に沿
う成分を有する方向を向いているので、前記混合用流体
供給孔から噴出される混合用流体は前記混合前室へ旋回
流として供給されることになる。したがって、前記被混
合川流体の環状7R膜流と混合用流体とが接触した際に
生じた霧化燃料粒子は、旋回流の作用によって霧化燃料
粒子を混合室内へ分散させることかできる。 また、前記第1発明によるアトマイザの他の好適な実施
態様によれば、前記混合用流体供給孔は、前記断面環状
の混合前室の周壁に形成されたリン〉状の凹溝から形成
されている。したがって、混合用流体供給孔は周壁の全
周にわたって開口しているため、混合用流体を混合前室
内に一様に供給することができる。したがって、混合前
室内の局所的気液流量比を均質化することができる。 また、前述の構成を備えた本願の第2発明によるアトマ
イザにおいては、前記混合室を形成するスプ
【/ヤプレ
ートに旋回流発生器が設けられており、この旋回流発生
器から噴出される噴霧媒体は、前記混合室から前記噴霧
孔を介して噴霧された前記燃料および噴霧媒体の混合流
体の噴霧方向に垂直な方向成分を有する方向に噴出され
る。したがって、前記噴霧孔から噴霧された混合流体と
旋回流発生器から噴出された噴霧媒体とは合流して旋回
流となる。このため前記噴霧された混合流体中の燃料の
噴霧粒子の速度は急激に減速する。したがって、前記噴
霧粒子が前記スプレヤプレートの外表面から必要以上に
遠方まで到達することがなく、火炎の長さを適当な範囲
に設定することができる。 〔実 施 例〕 以下、本発明のアトマイザの実施例を図面により説明す
る。なお、各実施例を示す図面におい′ζ、第1実施例
の各構成要素に対応する第n(n=2〜9)実施例の構
成要素には、第1実施例で使用した符号に100(n 
−1)を加えた符号を使用することとし、重複する詳細
な説明は省略する。 第1図は、本発明によるアトマイザの第1実施例の断面
図であり、第2図は、第1図のn −n線矢視図である
。アトマイザへラドlは、円筒部2と、この円筒部2の
下流端側く第1図中、上側)に一体的に形成された円柱
部3とから構成されている。そして円柱部3の直径は円
筒部2の直径よりも大きく形成されている。円筒部2の
内径は、上流端側(第1図中、下側)の大径部2aと下
流端側の小径部21+とを有している。前記円柱部3の
中央部には、その下流端側に開口する雌ねじ部3aが設
けられ、雌ねじ部3aの外方には雌ねじ部3aを中心に
複数(たとえば12本)の円筒状の被混合用流体流路3
bが配設されている。この被混合用流体流路3bはこの
実施例ではCWMが流れるCWM流路3bとして使用さ
れている。このCWM流路3bの上流端側は前記円筒部
2内部の小径部2bと連通しており、下流端側は円柱部
3の下流側端面に開口している。円柱部3の前記CWM
流路3b外方部分には前記雌ねじ部3aを中心とする同
心円上に等間隔で4本の混合用流体流路3cが形成され
ている。 この混合用流体流路3cはこの第1実施例では水蒸気、
酸素等の噴霧媒体が流れる噴霧媒体流路3cとして使用
されている。この噴霧媒体流路3cは、前記円柱部3を
上流側端面から下流側端面まで貫通している。 前記円筒部2内の大径部2aには内管4の下流端部が嵌
合して連結されている。したがって、内管4の内部に形
成されている被混合用流体供給路5は、前記円筒部2の
内部を介してr+i前記複数の円筒状のCWM流路3b
に連通している。この実施例では、前記被混合用流体供
給路5はCWMを供給するためのCWM供給路(すなわ
ち燃料供給路)5として使用されている。前記内管4の
外方には外管6が配設されている。この外管6の下流側
端面ば、前記円柱部3の上流側端面の外周部に当接して
おり、その外径は前記円柱部3の外径と同一である。こ
の外管6には、円柱部3と同一の外径を有する部分に続
いて、その上流側外周部には、雄ねじ6aが設けられて
いる。また、この外管6の内周面と前記内管4の外周面
との間には、円環状の混合用流体供給路7が形成されて
いる。前記混合用流体供給路7は、この第1実施例では
噴霧媒体を供給するための噴霧媒体供給路7として使用
されている。そして、この噴霧媒体供給路7は前記噴霧
媒体流路(混合用流体流路) 3cと連通している。前
記円柱部3の下流側端面中央部にはセラミックス等の耐
摩耗性の高い材料から成る柱状ノズルチップ8が結合さ
れる。この結合は、柱状ノズルチップ8を貫通するノズ
ルチップ押さえ9の先端ねし部を前記円柱部3の雌ねし
部3aに螺合させることにより行われる。 前記円柱部3の下流側端面外周部には円筒状のノズルブ
ロック10が配設される。このノズルブロック10の外
径は、前記円柱部3の外径と同一である。この円筒状の
ノズルブロック10の内周壁10aと上流(!]lI端
面(第1図中、下側端面)との間には、4木の混合用流
体供給孔10bが設けられている。 111j記混合用流体供給孔10bはこの第1実施例で
は噴霧媒体が流れる噴霧媒体供給孔10bとして使用さ
れている。前記ノズルブロック10の下流側端1■(第
1図中、上端面)にはセラミックス等の耐摩耗性の高い
材料から成るリング状ノズルチップ11が配設されてい
る。このリング状ノズルチップ11の外径も、前記円柱
部3の外径と同一である。このリング状ノズルデツプ1
1の内周壁113と4ir記ノズルプロ・ツク10の内
周壁10aとは、面一な円筒面に形成されている。そし
て、これらの面一の内周壁10aおよびllaと、前記
柱状ノズルチップ8の外周面8aとの間には、円環状の
空間才なわら円環状の混合前室12が形成される。した
かって、円環状の混合前室12は、柱状ノズルチップ8
の外周部8aにより形成される小径内周壁12.、lと
、前記面−の内周壁10aおよびllaにより形成され
る大径内周壁12bとにより形成されている。この/;
−、合前室12は、前記CWM流絡3bを経て前記CW
M供給路5に連通している。そして、前記晴へ媒体供給
孔10bは、混合前室12を上′/Jlt側(第1図中
、下側)から下流側へ流れるCWMに噴霧媒体を噴出し
た際、混合前室12へ噴出する噴霧媒体の噴出方向がC
WMの流れの方向に沿う成分および垂直な成分を有する
とともに前記大径内周壁12bの接線に沿う成分を有す
る方向を向いている(第1図および第2図参照)。さら
に、]111記噴霧媒体供給孔10bは、前記小径内周
壁12aの下流端側の部分すなわら下流端側小径内周壁
面12a+を狙う方向を向い°(いる。 前記リング状ノズルチップ11の下流側0111面には
スプレヤプレート13が配設されている。スプし・ヤプ
レ−1−13は、上流側り111部のフランジ部13a
、中間部の円筒壁13bおよび略円錐状の膨出部13c
を備えている。前記フランジ部13aの外径は、前記円
柱部3の外径と同一である。前記膨出部13cには複数
(たとえば4個)の噴霧孔13dが放射状に形成され、
噴霧方向が互いに広がるように配設されている。そして
、このスブレヤプレート13は、高速で流入するCWM
の霧化粒子による壁面の摩耗を防止する目的で、セラミ
ックス等の耐摩耗性の高い材料で制作されている。前記
セラミックスとしては、SiC,AI□03 、Si3
N4.5i3N4− A l z 03等の焼結体が使
用される。また、このセラミックス材料製のスブレヤプ
レート13の外周部は、ステンレス鋼等の金属で多い保
護することが望ましい。 このスプレヤプレート13のフランジ部t3a、前記リ
ング状ノズルチップ11、ノズルブロック10、円柱部
3、および外管6の下流側端部は、前述のように同一の
外径を有しており、この外径の寸法はキャンプナフト1
4の円筒壁14aの内径に嵌合する大きさである。この
キヤ・ノブナツト14は、円筒壁14aと、前記スブレ
ヤプレート13の円筒壁13bが貫通する貫通孔を有す
る端壁14bとを備えており、前記円筒壁14aの開放
側(上流側)端部の内周面には、前記外管6の雄ねじ6
aと螺合する雌ねじ14cが設けられている。そして、
この雌ねじ14Cを雄ねじ6aに螺合させて、tiii
記端壁14bを1iir記スブレヤプレ−1−13のフ
ランジ部13aに押圧することにより、スプレヤプレー
ト13、リング状ノズルチップ11、ノズルブロック1
0、アトマイザヘッド1および外管6等が一体的に結合
されている。 そして、前記スプレヤプレート13、リング状ノズルチ
ップ11および柱状ノズルチップ8により、混合室15
が形成されている。この混合室15は、前記混合前室1
2と連通されており、この混合室15の断面は混合前室
12の断面よりも大きく形成され°Cいる。そして、前
記混合室L5は、〆昆合室I5の容積を直径で割った平
均長さが前記直径の大きさの0.3〜0.7の1・n囲
に設定されている。 ]1」述の構成を備えた本発明によるアトマイザの第1
実施例では、CWMが、CWM供給路5から複数のCW
M流路3bを通して断面円環状の混合+iij室12に
供給される。この断面円環状の混合前室12を流れるC
WMは、断面環状の液膜状の流れ(ずなわち薄い層の流
れ)となっている。また、噴霧媒体供給孔10bから高
速で噴出される噴霧媒体は、液11り状のCWMの流れ
をよぎる方向(すなわちCWMの流れる方向に垂直な成
分を有する方向)を向いている。したがって、高速で流
れる噴霧媒体の持つ乱流による乱れの力及び運動量によ
る力によって、液膜状に流れるCWMを効果的に分裂せ
しめることができる。このように噴霧媒体が液膜状のC
WMをよぎる方向に噴出される場合の微粒化は、乱れの
力と運動量による力と2つの力を用いているため、CW
Mの流動特性の影言は受けに(くなっている。ずなわち
、液膜状のCWMは、噴霧媒体と常に良好に接触できる
ので、混合前室12内における気液1比は局所的な差が
なくなる。 このため、部分的に気?Pj、流量比が小さくなった場
合に生じる霧化燃料の粗粒子の生成を防止することがで
きる。 また、前記噴霧媒体供給孔10bが111j記下流0;
11側小径内周壁面(ずなわら、混合前室12を形成す
る小径内周壁12+の下流51g1側の壁面) 12a
、を向いて配設されているので、噴霧媒体供給孔IQb
から噴出される噴霧媒体は、前記下流端イリリ小径内周
壁面12a、に激しく衝突する。このとき、11;i肥
液膜状のCWMと噴霧媒体とが接触した際に生したC 
Wvの霧化粒子は、噴霧媒体の流れに同伴されて+ii
i記下流端側小径内周壁面12a+に激しく衝突し、噴
霧媒体の持つ運動量による力によ、って再微粒化される
のである。すなわち、前記下流端側小径内周壁面12a
1を狙う方向に噴出した噴霧媒体とCWMとの混合流体
が下流端側小径内周壁面12a+に1チj突することに
よって、CWMの霧化粒子は、さらに微粒化を促進せし
められ、極めて微細な霧化粒子として混合室内へ供給さ
れるのである。 さらに、前記噴霧媒体供給孔10bの方向は、噴霧媒体
供給孔10bから前記混合前室12へ噴出する噴霧媒体
の噴出方向が…I記大径内周壁12bの接線方向に沿う
成分を有する方向を向いているので、前記噴霧媒体供給
孔10bから噴出される噴霧媒体は前記混合前室12へ
旋回流として供給されることになる。したがって、前記
液膜状のCWMと噴渓媒体とが接触した際に生じたCW
Mの霧化粒子は下流端側小径内周壁面12a1の全周に
均等に分散して?Ji突するとともに、旋回流の作用に
よってCWMの霧化粒子を混合室15内へ分散させd供
給することができる。 前述のようにして、CWMは、霧化された微粒子状態で
旋回流として混合室15へ供給される。前記旋回流は混
合室15内でも保存されるので、CWMの霧化粒子は、
混合室15内でも分散状態を保持することができる。そ
して、CWMの霧化粒子径が小さくなるにつれて霧化粒
子の持つ表面張力は大きくなるので、粒径の小さな霧化
微粒子は、混合室15内では合体して粗大化することな
く、混合室15を形成する前記スプレヤプレ−1・13
の噴霧孔13dから噴霧される。なお、CWMの霧化粒
子の少量部分は、混合前室12内で微粒化できずに霧化
粗粒子として混合室15へ供給されることもある。 この少量の霧化粗粒子は、混合室15内で数個合体する
場合もあるが、噴霧孔L3dから噴霧されるときに、噴
霧孔13d内壁からの剪断力を受けて粒径の小さい微粒
子となる。 前述の本発明によるアトマイザの第1実施例は噴霧媒体
とCWMとを単に混合した状態で混合室15へ供給する
のではなく、混合前室12において霧化した状態で混合
室15へ供給する。このため、混合室15におけるCW
Mと噴霧媒体との混合はきわめて良好になり、霧化粒子
の平均粒径を顕著に小さくすることができる。また、気
液流量比を一定に保ち、CWMの供給量を増減した場合
においても、混合前室12においてCWMと噴霧媒体と
を極めて良好に混合することができる。このため、気液
流量比一定の条件で霧化粒子の平均粒径をある値以下に
保つことができるCWMの最低供給量と最大供給量の比
(所謂、ターンダウン比)を大きくすることができる。 これは、火炉の負荷変動幅を大きくとれる効果となる。 第3図は、本発明によるアトマイザの第2実施例の断面
図であり、この第2実施例のアトマイザは、前記第1実
施例の柱状ノズルチップ8に代えて柱状ノズルチップ1
08を用いた点で前記第1実施例と相違する。そして、
柱状ノズルチップ108は、その下流端側の一部を下流
に行くにしたがって外径が大きくなるような円ift台
の形状とされている。したがって、この柱状ノズルチッ
プ108の外周面108aの下流端側は末広がりの円錐
面である。 この柱状ノズルチップ108の外周面108aは、前記
第1実施例と同様に環状の混合前室112の小径内周壁
112aを形成している。また、外周面108aの下流
端側の円錐面が、混合前室112の下流端側小径内周壁
面112a+を形成している。そして、この第2実施例
の混合前室112は、柱状ノズルチップ108の外周面
108aの形状が前記第1実施例の柱状ノズルチップ8
の外周面8aの形状と相違する分だけ、前記第1実施例
の混合前室12と相違している。また、前記柱状ノズル
チップ108の下流側端部の円錐台部分は、わずかにン
昆合室115内に突出している。この第2実施例のアト
マイザの構成は、その他の構成では、第1実施例の構成
と同一である。 前述の構成を備えた本発明によるアトマイザの第2実施
例では、柱状ノズルチップ108の下流側端部での噴霧
媒体の流速が最大となるように、柱状ノズルチップ10
8の下流端側の円錐台部分の幾何学的寸法を適切に決定
すれば、噴霧媒体の乱れの力、柱状ノズルチップ108
表面近傍での噴霧媒体の圧縮膨張の振動力、および噴霧
媒体の衝突力を、CWMの霧化粒子の再微粒化のために
有効に用いることができる。また、前記下流端側小径内
周壁面112a、(すなわち、柱状ノズルチップ108
の下流端部の円錐状の外周面108a)によって、CW
Mの霧化粒子は、混合前室112の中心軸から広がる方
向の速度成分を持って混合室115内へ流入する。この
ため、混合室115内では、CWMの霧化粒子および噴
霧媒体の好ましい循環流が形成される。この結果、噴霧
孔113dから噴霧されるCWMの霧化粒子の粒径は顕
著に小さくなる。 第4図は、本発明によるアトマイザの第3実施例の断面
図であり、この第3実施例のアトマイザは、前記第1実
施例の柱状ノズルチップ8に代えて錐体状ノズルチップ
208を用いた点で前記第1実施例と相違する。そして
、錐体状ノズルチップ208は、その外径が下流側へ行
くにしたがって、しだいに拡大するような円錐台の形状
とされている。したがって、この錐体状ノズルチップ2
08の外周面208aの側面は末広がりの円錐面である
。また、この第3実施例のアトマイザは、前記第1実施
例のノズルブロック10に代えてノズルブロック210
を用いた点、リング状ノズルチップ11に代えてリング
状ノズルチップ211を用いた点およびスプレヤプレー
ト13に代えてスプレヤプレート213を用いた点でも
相違している。ノズルプロ・7り210は、その内周壁
210aが下流側へ行くにしたがって末広がりの円錐面
に形成されている。そしてリング状ノズルチップ211
 もその内周壁211aが下流端側へ行くにしたがって
末広がりの円錐面を形成するようになっている。これら
の内周壁210aおよび内周壁211aは面一な円錐面
に形成されている。 そして、これらの面一の内周壁210aおよび211a
と、前記錐体状ノズルチップ208の外周面208aと
の間には、末広がりの円環状の空間すなわち混合前室2
12が形成される。したがって、この末広がりの円環状
の混合前室212は、椎体状ノズルチップ20日の外周
面208aにより形成される小径内周壁212aと、前
記面一の内周壁210aおよび211aにより形成され
る大径内周壁212bとにより形成されている。そして
、円錐状の外周面208aの下流端側の表面が、混合前
室212の下流端側小径内周壁面212a、を形成して
いる。前記ノズルブロック210に設けられた噴霧媒体
供給孔210bは、前記下流端側小径内周壁面212a
lを狙う方向を向いている。また、前記スプレヤプレー
ト213と前記錐体状ノズルチップ208の下流側端面
とによって混合室215が形成されている。前記スプレ
ヤプレート213の内壁には、円環状の衝突壁すなわち
ターゲラt−213tが形成されている。このターゲッ
ト213tは、前記混合前室212から混合室215に
流入するCWMの霧化粒子および噴霧媒体の混合流体が
スブレヤプレート213の内壁と衝突する位置に形成さ
れている。この第3実施例のアトマイザの構成は、その
他の構成では、第1実施例の構成と同一である。 前述の構成を備えた本発明によるアトマイザの第3実施
例では、前記第1実施例の作用と同様の作用により、C
WMは混合前室212で霧化される。 このCWMの霧化粒子と噴霧媒体とは、混合室215に
流入して前記ターゲラl−113tに衝突する。この衝
突の結果、CWMの霧化粒子はさらに微粒化されること
になる。 第5図は、本発明によるアトマイザの第4実施例の断面
図であり、この第4実施例のアトマイザは、前記第1実
施例のスブレヤプレート13に代えてスプレヤプレート
313を用いた点で前記第1実施例と相違する。スプレ
ヤプレート313は、第1実施例のスブレヤプレート1
3に円板状の衝突壁すなわちターゲット313tを付加
した点で相違している。このターゲット313tは、ス
プレヤプレート313の膨出部313c中央部の内壁か
ら上流側に突出する棒状部材の上流側の端部に一体的に
設けられている。この第4実0例は、スプレヤプレート
313が前述のように構成されているため、混合室31
5の形状も前記第1実施例の混合室15と相違している
。しかしながら、その他の構成においては、この第4実
施例は、前記第1実施例と全く同様である。したがって
、第4実施例の混合前室312も第1実施例の混合前室
12と同様に構成されている。 そして、前記スブレヤプレート313のターゲット31
3 t、は、混合前室312の下流側端面から少し離れ
た位置に、混合前室312の下流側端面と対向するよう
に配置される。 前述の構成を備えた本発明によるアトマイザの第4実施
例では、前記第1実施例の作用と同様の作用により、C
WMは混合前室312で霧化される。 このCWMの霧化粒子は噴霧媒体と共に、混合室315
に流入して前記円板状のターゲソl−313tに衝突す
る。この衝突の結果、CWMの霧化粒子はさらに微粒化
されることになる。そして、ターゲット313tに衝突
したCWMの霧化粒子は、混合室315の半径方向に広
がる。この結果、スプレヤプレート313の噴霧孔31
3dを直接めがけて進入する霧化粒子はなくなる。した
がって、複数の噴霧孔313dへ、CWMの霧化微粒子
および噴霧媒体を均等に配分できるため、噴霧孔313
dに供給されるCWMの霧化微粒子の不均衡に起因する
噴霧の偏りを無くすことができる。これは、バーナの中
心軸上に均等に噴霧粒子を配分することができるので、
バーナ近傍の低空気比領域の空気比を局所的な偏りもな
く、均質にできる。このため、バーナ近傍の低空気燃焼
域を確実に作ることができるので、バーナから排出され
るNOxを低減することができる。 第6図、第7図(イ)および第8図(イ)は、本発明に
よるアトマイザの第5実施例の説明図であり、第7図(
ロ)および(ハ)はそれぞれ前記第7図(イ)の変更例
、第8図(ロ)は前記第8図(イ)の変更例を示す。次
に、まず、第6図、第7図(イ)および第8図(イ)に
示した本発明によるアトマイザの第5実施例を説明する
。 この第5実施例のアトマイザは、前記第1実施例のノズ
ルブロック10およびリング状ノズルチップ11に代え
て、耐摩耗性のセラミック材料から形成された厚さの大
きなリング状ノズルチップ410を用いた点、およびア
トマイザヘッドlの円柱部3に形成された複数のCWM
流路3bに代えて、アトマイザヘッド401の円柱部4
03に複数のCWM流路403bが形成された点で前記
第1実施例と相違する。前記CWM流路403bは、そ
の下流端側の部分の直径が円錐状に拡大している点で、
前記第1実施例のCWM流路3bと相違している。そし
て、この第5実施例の混合前室412は、前記リング状
ノズルチップ410の内周壁410aと柱状ノズルチッ
プ408の外周面408aとにより、形成されている。 したがって、この第5実施例では、混合前室412の小
径内周壁412aは前記外周面408aにより形成され
、大径内周壁412bは前記リング状ノズルチップ41
0の内周壁410aにより形成されている。前記リング
状ノズルチップ410の上流側端面にはリング状の凹部
が形成されており、このリング状の凹部はアトマイザヘ
ッド401の円柱部403の下流側端面との間に混合用
流体供給孔410bを形成するようになっている。この
リング状の混合用流体供給孔410bは、第1実施例と
同様に噴霧媒体が流れる噴霧媒体供給孔410bとして
使用されている。そして、リング状に形成された噴霧媒
体供給孔410bの外周部には、前記円柱部403に形
成された複数(たとえば、8本)の噴霧媒体流路403
cが連通している。 この第5実施例のアトマイザの構成は、その他の構成で
は、第1実施例の構成と同一である。 前述の構成を備えた本発明によるア!−マイザの第5実
施例では、噴霧媒体供給路407から供給された噴霧媒
体は、複数の噴霧媒体流路403cを流れて前記リング
状の噴霧媒体供給孔410bで合流する。 そして、混合前室412を流れるCWMの流れの方向に
垂直な方向の速度成分を有するように流れの方向を変更
された後、混合前室412へ噴出される。 この第5実施例では、噴霧媒体供給孔410bの形状が
リング状に形成されているため、噴霧媒体を混合前室4
12へ一様に供給することができるので、混合前室41
2内の局所的気液流量比を均質化することができる。 第7図(ロ)は、前記第5実施例における噴霧媒体供給
孔410bの第1変更例を示す。この第1変更例は、噴
霧媒体供給孔が、円環状の混合前室412の半径方向に
延設された4木の噴霧媒体供給孔410b’ から形成
されている。そして、アトマイザヘッド401の円柱部
403に形成された4本の噴霧媒体流路403Cの下流
側端部が、前記噴霧媒体供給孔410b’ の半径方向
外端部に接続している。 第7図(ハ)は、前記第5実施例における噴霧媒体供給
孔410bの第2変更例を示す。この第2変更例の噴霧
媒体供給孔は、円環状の混合前室412に半径方向の成
分と接線方向の成分を有する方向に延設された4本の噴
霧媒体供給孔410b″から形成されている。そして、
アトマ円柱へッド4010円柱部403に形成された4
本の噴霧媒体流路403cの下流側端部が、前記噴霧媒
体供給孔410b”の半径方向外端部に接続している。 この第5実施例における噴霧媒体供給孔410bの第2
変更例では、噴霧媒体供給孔410b″から噴出される
噴霧媒体は、前記混合前室412へ旋回流として供給さ
れる。したがって、その旋回流により、混合前室412
内でのCWMと噴霧媒体との混合が良好に行われるとと
もに、CWMの微粒化が促進される。 第8図(ロ)は、前記第5実施例における混合前室41
2の変更例を示す。この変更例の混合前室412′の小
径内周壁412a″を形成する柱状ノズルチップ408
゛の外周面408a’ には、複数の間隔規制用の突起
408b’ が形成されている。前記突起408b’の
突出高さは混合前室412゛の流路幅に等しく設定され
ている。したがって、この変更例では、柱状ノズルチッ
プ408゛とリング状ノズルチップ410 との心ずれ
を防止することができるので、混合前室412゛の流路
幅を均一に設定することができる。なお、前記突起40
8b″を螺旋状に配設することにより、混合前室412
”内のCWMと噴霧媒体との混合流体の流れを旋回させ
ることができる。 第9図は、本発明によるアトマイザの第6実施例の断面
図であり、第1O図は、第9図のX −X線矢視図、第
11図は同図のXI−XI線矢視図である。アトマイザ
ヘッド501は、円筒部502と、この円筒部502の
下流端側(第1図中、上側)に一体向に形成された円柱
部503とから構成されている。そして円柱部503の
直径は円筒部502の直径よりも大きく形成されている
。円筒部502の内径は、上流端側(第1図中、下側)
の大径部502aと下流端側の小径部502bとを有し
ている。前記円柱部503の下流側端面の中央部には断
面円形の凹部が形成されている。したがって、円柱部5
03の下流側端面ば、前記断面円形の凹部の底面から形
成された小径の下流側円形端面503aと、前記凹部の
外側部に形成された大径の下流側環状端面503bとを
有している。また、前記円柱部503の上流側端面ば、
前記円筒部502の外側に形成された小径の上流側小径
環状端面503cと、その外側に形成された上流側大径
環状端面503dとを有している。そして、前記下流側
円形端面503aの中央部には、その下流端側に開口す
る雌ねじ部503eが設けられ、雌ねし部503eの外
方には雌ねじ部503eを中心とする同心円上にに複数
(たとえば8本)の円筒状の被混合用流体流路503f
が配設されている。この被混合用流体流路503fはこ
の第6実施例ではCWMが流れるCWM流路503rと
して使用されている。こOCWM流路503fの上流端
側は前記円筒部50’2内部の小径部502bと連通し
ており、下流端側は円柱部503の下流側円形端面50
3aに開口している。円柱部503の前記CWM流路5
03r外方部分には、前記雌ねじ部503eを中心とす
る同心円上に等間隔で複数(たとえば、16本)の内側
混合用流体流路503gが形成されている。この内側混
合用流体流路503gはこの実施例では水蒸気等の噴霧
媒体が流れる内側噴霧媒体流路503gとして使用され
ている。この内側噴霧媒体流路503gは、前記円柱部
503を上流側小径環状端面503cから下流側円形端
面503aまで貫通している。前記内側噴霧媒体流路5
03gの外方には前記雌ねじ部503eを中心とする同
心円上に等間隔で複数(たとえば、16本)の外側混合
用流体流路503hが配設されている。この外側混合用
流体流路503hはこの実施例では水蒸気等の噴霧媒体
が流れる外側噴霧媒体流路503hとして使用されてい
る。この外側噴霧媒体流路503hは、前記円柱部50
3を上流側大径環状端面503dから下流側環状端面5
03bまで貫通している。また、前記円柱部503の下
流端側に形成された前記断面円形の凹部の側壁には、前
記下流側円形端面503aから少し離れた位置に段部5
031が形成されている。そしてまた、前記下流側環状
端面503bの外周部には、環状の突壁503jが形成
されている。 前記円筒部502の大径部502aには内管504の下
流端部が嵌合して連結されている。この内管504の内
部には、被混合用流体供給路505が形成されている。 この被混合用流体供給路505は、前記円筒部502の
内部を介して前記複数の円筒状のCWM流路503fに
連通している。この実施例では、前記被混合用流体供給
路505はCWMを供給するためのCWM供給路(すな
わち燃料供給路)505として使用されている。前記内
管504の外方には外管506が配設されている。この
外管506の下流側端面ば、前記円柱部503の上流側
大径環状端面503dの外周部に当接しており、その外
径は前記円柱部503の外径と同一である。この外管5
06には、円柱部503と同一の外径を有する部分に続
いて、その上流側外周部には、雄ねじ506aが設けら
れている。、また、前記外管506と内管504との間
には、仕切管516が配設されている。この仕切管51
6の下流側端面ば、前記円柱部503の」二流側小径環
状端面503cの外周部に固定されている。 前記内管504の外周面と前記仕切管516の内周面と
の間には、円環状の内側混合用流体供給路507゜が形
成されている。また、前記仕切管516の外周面と前記
外管506の内周面との間には、円環状の外側混合用流
体供給路507□が形成されている。前記内側混合用流
体供給路5071および外側混合用流体供給路507□
は、この実施例ではそれぞれ、噴霧媒体を供給するため
の内側噴霧媒体供給路5071および外側噴霧媒体供給
路507□として使用されている。そして、前記内側噴
霧媒体供給路507.は前記内側噴霧媒体流路503g
と連通し、前記外側噴霧媒体供給路507□は前記外側
噴霧媒体流路503hと連通している。 前記円柱部503の下流側円形端面503a中央部には
セラミックス等の耐摩耗性の高い材料から成る段付柱状
ノズルチップ50Bが結合される。前記段付柱状ノズル
チップ508は、上流側の大径外周面508dと、下流
側の小径外周面508bとを有している。 また、前記段付柱状ノズルチップ508は、この段付柱
状ノズルチップ508を貫通するノズルチップ押さえ5
09の先端ねし部を前記円柱部503の雌ねし部503
eに螺合させることにより結合されている。 前記円柱部503の下流端側に形成された前記凹部内に
は、小径リング状ノズルチップ510が配設される。こ
の小径リング状ノズルチップ510は前記凹部の側壁に
形成された前記段部5031に当接して支持されている
。前記小径リング状ノズルチップ510は円筒状の内周
面510aを有しており、この内周面510aは前記段
付柱状ノズルチップ508の大径外周面508aと対向
して配設されている。そして、前記小径リング状ノズル
チップ510の内周面510aと前記段付柱状ノズルチ
ップ508の大径外周面508aとにより、円環状の上
流側混合前室5121が形成されている。したがって、
円環状の上流側混合前室512Iは、段付柱状ノズルチ
ップ508の大径外周面508aにより形成される上流
側小径内周壁512a1と、前記小径リング状ノズルチ
ップ510の内周面510aにより形成される上流側大
径内周壁512bl とにより形成されている。この上
流側混合前室512゜は、前記CWM流路503fを経
て前記CWM供給路505に連通している。また、前記
小径リング状ノズルチップ510の上流側端面(第9図
中、下側端面)と前記円柱部503の下流側円形端面5
03aとの間には円環状の隙間すなわち上流側混合用流
体供給孔510bが形成される。前記上流側混合用流体
供給孔510bはこの実施例では噴霧媒体が流れる上流
側噴霧媒体供給孔510bとして形成されている。そし
て、この円環状の上流側噴霧媒体供給孔510bの外周
部に前記内側噴霧媒体流路503gが連通している。ま
た、前記小径リング状ノズルチップ510の下流側端面
ば、前記円柱部503の下流側環状端面503bと面一
になっている。 前記円柱部503の下流側環状端面503b外周部に形
成された環状の突壁503jには下流端側から大径リン
グ状ノズルチップ511が当接するように配設されてい
る。この大径リング状ノズルチップ511は円筒状の内
周面511aを有しており、この内周面511aは前記
段付柱状ノズルチップ508の小径外周面508bと対
向して配設されている。そして、前記大径リング状ノズ
ルチップ511の内周面511aと前記段付柱状ノズル
チップ508の小径外周面508bとにより、円環状の
下流側混合前室512□が形成されている。したがって
、円環状の下流側混合前室512□は、段付柱状ノズル
チップ508の小径外周面508bにより形成される下
流側小径内周壁512azと、前記大径リング状ノズル
チフプ511の内周面511aにより形成される下流側
大径内周壁512bzとにより形成されている。そして
、この下流側混合前室512□は、その流路幅(下流側
小径内周壁512axと下流側大径内周壁512b、と
の間の間隔)が、前記上流側混合前室5121の流路幅
よりも太き(形成されている。 前記下流側混合前室512□と前記上流側混合前室51
2Iとからこの実施例の混合前室512が形成されてい
る。また、前記大径リング状ノズルチップ511の上流
側端面く第9図中、下側端面)と前記円柱部503の下
流側環状端面503bとの間には円環状の隙間すなわち
下流側混合用流体供給孔511bが形成される。前記下
流側混合用流体供給孔511bはこの実施例では噴霧媒
体が流れる下流側噴霧媒体供給孔511bして形成され
ている。そして、この円環状の下流側噴霧媒体供給孔5
11bの外周部に前記外側噴霧媒体流路503hが連i
、!iシている。また、前記大径リング状ノズルチップ
511の外径は前記円柱部503の外径と同一に形成さ
れている。 前記大径リング状ノズルチフブ511の下流側端面には
前述の第1実施例と同様に構成されたスプレヤプレート
513が配設されている。スブレヤプレート513は、
後述の混合室を形成するものであって、上流側端部のフ
ランジ部513a、円筒壁513bおよび略円錐状の膨
出部513cを備えている。前記フランジ部513aの
外径は、前記円柱部503の外径と同一である。前記膨
出部513cには複数(たとえば4個)の噴霧孔513
dが放射状に配設され、噴霧方向が互いに広がるように
なっている。そして、このスブレヤプレート513は、
後述の混合室内に高速で流入するCWMの霧化粒子によ
る壁面の摩耗を防止する目的で、セラミックス等の耐摩
耗性の高い材料で制作されている。 このスブレヤプレート513のフランジ部513a、前
記大径リング状ノズルチップ511、円柱部503およ
び外管506の下流側端部は、前述のように同一の外径
を有しており、この外径の寸法は、前述の第1実施例と
同様に構成されたキャップナツト514の円筒壁514
aの内径に嵌合する大きさである。 このキャップナツト514は、円筒壁514aと、前記
スブレヤプレート51.3の円筒壁513bが貫通する
貫通孔を有する端壁514bとを備えており、前記円筒
壁514aの開放側(上流側)端部の内周面には、前記
外管506の雄ねじ506aと螺合する雌ねじ514c
が設けられている。そして、この雌ねじ514Cを雄ね
じ506aに螺合させて、前記端壁514bを前記スブ
レヤプレート513のフランジ部513aに押圧するこ
とにより、スプレヤプレート513、大径リング状ノズ
ルチップ511、アトマイザヘッド501および外管5
06等が一体的に結合されている。 そして、前記スプレヤプレート513、大径リング状ノ
ズルチップ511および段付柱状ノズルチップ508に
より、混合室515が形成されている。この混合室51
5は、前記混合前室512と連通されており、この混合
室515の断面は混合前室512の断面よりも大きく形
成されている。 前述の構成を備えた本発明によるアトマイザの第6実施
例では、CWMが、CWM供給路505から複数のCW
M流路503fを通して断面円環状の上流側混合前室5
12□に供給される。この断面円環状の上流側混合前室
512.を流れるCWMは、断面環状の液膜状の流れ(
すなわち薄い層の流れ)となる。また、前記上流側混合
前室5121に上流側噴霧媒体供給孔510bから高速
で噴出される噴霧媒体は、液膜状のCWMの流れをよぎ
る方向くすなわちCWMの流れる方向に垂直な成分を有
する方向)を向いている。したがって、高速で流れる噴
霧媒体の持つ乱流による乱れの力及び運動量による力に
よって、液膜状に流れるCWMを効果的に分裂せしめる
ことができる。このようにン昆合されたCWMと噴霧媒
体との混合流体は、円環状の下流側混合前室512□に
薄膜状の流れとなって流入する。そして、前記下流側混
合前室512□に下流側噴霧媒体供給孔511bから高
速で噴出される噴霧媒体は、薄膜状のCWMと噴霧媒体
との混合流体の流れをよぎる方向を向いている。したが
って、下流側噴霧媒体供給孔511bから高速で流入す
る噴霧媒体の持つ乱流による乱れの力及び運動量による
力によって、薄膜状に流れる前記混合流体をさらに効果
的に分裂せしめることができる。したがって、上流側噴
霧媒体供給孔510bおよび下流側噴霧媒体供給孔51
1bから上流側混合前室512.および下流側混合前室
5122にそれぞれ流入する噴霧媒体の種類または流量
等を最適制御することにより、CWMの微粒化に必要な
噴霧媒体重量を低減することが可能である。 第12図は、本発明によるアトマイザの第7実施例の断
面図であり、第13図は第12図のxm−xm線矢視図
である。この第7実施例のアトマイザは、前記第6図に
示した第5実施例のアトマイザと略同様に構成されてい
るが、内管604内に形成された被混合用流体供給路6
05を噴霧媒体供給用の噴霧媒体供給路605として使
用し、内管604と外管606との間に形成された混合
用流体供給路607をCWM供給路607として使用す
る点で第5実施例と相違している。また、アトマイザヘ
ッド60】の円柱部603に形成された被混合用流体流
路603bが16本形成されている点、および混合用流
体流路603cが16本形成されている点で、それぞれ
8本ずつ形成された前記第5実施例と相違している。そ
して、前記被混合用流体流路603bが噴霧媒体流路と
して使用される点、および前記混合用流体流路603c
がCW M流路として使用される点で前記第5実施例と
相違している。また、リング状ノズルチップ610の上
流側端面にはリング状の凹部が形成されており、このリ
ング状の凹部はアトマイザヘッド601の円柱部603
の下流側端面との間に混合用流体供給孔610bを形成
するようになっている。このリング状の混合用流体供給
孔610bは、CW Mを流すのに使用される点で、前
記噴霧媒体を流すのに使用される第5実施例と相違して
いる。その他の点では、前記第5実施例と同様に構成さ
れている。 前述の構成を備えた本発明によるアトマイザの第7実施
例では、被混合用流体供給路605からは噴霧媒体が供
給される。この噴霧媒体は被混合用流体流路603bを
通って混合前室612を流れる。そして、前記混合用流
体供給路607から供給されたCWMは、複数の混合用
流体流路603cに分かれて流れ、前記リング状の混合
用流体供給孔610bで合流する。そして、合流したC
WMは、混合前室612を流れる噴霧媒体の流れの方向
に垂直な方向の速度成分を有するように流れの方向を変
更された後、混合前室612へ噴出される。この第7実
施例でも、混合用流体供給孔610bの形状がリング状
に形成されているため、前記第5実施例と同様に、混合
用流体くこの第7実施例ではCWM)を混合用流体供給
孔610bから混合前室612へ一様に供給することが
できるので、混合前室612内の局所的気液流量比を均
質化することができる。そして、混合前室612内では
CWMと噴霧媒体との混合流体が環状薄膜の乱流となっ
て流れる。このため、CWMは噴霧媒体と良好に混合さ
れ、霧化される。 第14図は、本発明によるアトマイザの第8実施例の断
面図であり、第15図は、第14図のXV−XV線矢視
図である。アトマイザヘッド701は、円筒部702と
、この円筒部702の下流端側(第1図中、上側)に一
体向に形成された円柱部703とから構成されている。 そして円柱部703の直径は円筒部702の直径よりも
大きく形成されている。円筒部702の内径は、上流端
側(第14図中、下側)の大径部702aと下流端側の
小径部702bとを有している。前記円柱部703の下
流側端面の中央部には断面円形の下流側円形突出部70
3aが形成されている。したがって、円柱部703の下
流側端面は、前記断面円形の下流側円形突出部703a
とその周囲に形成された下流側環状端面703bとを有
している。 また、前記円柱部703の上流側端面は、前記円筒部7
02の内側に形成された上流側小径環状端面703cと
、円筒部702の外側に形成された上流側大径環状端面
703dとを有している。前記上流側小径環状端面70
3cの中央部には開口部703c lが形成されている
。そして、前記下流側円形突出部703aの中央部には
、その下流端側に開口する雌ねじ部703eが設けられ
ている。円柱部703の雌ねじ部703e外方部分には
雌ねじ部703eを中心とする同心円上にに複数(たと
えば8本)の円筒状の内側混合用流体流路703fが形
成されている。この内側混合用流体流路703fはこの
実施例ではCWMが流れる内側CWM流路703fとし
て使用されている。この内側CWM流路703fの上流
端側は前記開口部703c + と連通しており、下流
端側は円柱部703の下流側環状端面703bに開口し
ている。円柱部703の前記CWM流路703f外方部
分には雌ねじ部703eを中心とする同心円上に等間隔
で複数(たとえば、16本)の被混合用流体流路703
gが形成されている。この被混合用流体流路703gは
この第8実施例では水蒸気等の噴霧媒体が流れる噴霧媒
体流路703gとして使用されている。この噴霧媒体流
路703gは、前記円柱部703を上流側小径環状端面
703cから下流側環状端面703bまで貫通している
。円柱部703の前記噴霧媒体流路703g外方部分に
は雌ねじ部703eを中心とする同心円上に等間隔で複
数(たとえば、16本)の外側混合用流体流路703h
が形成されている。この外側混合用流体流路703hは
この実施例ではCWMが流れる外側CWM流路703h
として使用されている。この外側CWM流路703hは
、前記円柱部703を上流大径側環状端面703dから
下流側環状端面703bまで貫通している。 前記前記円筒部702の大径部702aには内管704
の下流側端部が嵌合して連結されている。前記内管70
4の外方には外管706が配設されている。この外管7
06の下流側端面は、前記円柱部703の上流側大径環
状端面703dの外周部に当接しており、その外径は前
記円柱部703の外径と同一である。 この外管706には、円柱部703と同一の外径を有す
る部分に続いて、その上流側外周部には、雄ねじ706
aが設けられている。また、前記内管704の内方には
仕切管716が配設されている。この仕切管716の下
流側端部は、前記上流側小径環状端面703c中央部の
開口部703c 、に嵌合して連結されている。この仕
切管716と前記内管704との間には、被混合用流体
供給路705が形成されている。この被混合用流体供給
路705は、前記複数の円筒状の噴霧媒体流路703g
に連通している。この第8実施例では、前記被混合用流
体供給路705は噴霧媒体を供給するための噴霧媒体供
給路705として使用されている。前記仕切管716の
内部には、内側混合用流体供給路7071が形成されて
いる。この内側混合用流体供給路707Iは、前記開口
部703c 、の内部を介して前記複数の円筒状の内側
CWM流路703fに連通している。この第8実施例で
は、前記内側混合用流体供給路707.はCWMを供給
するための内側CWM供給路(すなわち内側燃料供給路
)7071として使用されている。また、前記内管70
4と外管706との間には、円環状の外側混合用流体供
給路707□が形成されている。前記外側混合用流体供
給路707□は、この第8実施例ではそれぞれ、噴霧媒
体を供給するための外側噴霧媒体供給路707□として
使用されている。そして、前記外側噴霧媒体供給路70
7□は前記外側噴霧媒体流路703hと連通している。 前記円柱部703の下流側円形突出部703aには、セ
ラミックス等の耐摩耗性の高い材料から成る柱状ノズル
チップ708が結合される。前記柱状ノズルチップ70
8は、この柱状ノズルチップ708を貫通するノズルチ
ップ押さえ709の先端ねじ部を前記円柱部703の雌
ねじ部703cに螺合させることにより結合されている
。この柱状ノズルチップ708の外径は前記円柱部70
3の下流側円形突出部703aの外径よりも太き(形成
されている。したがって、前記下流側円形突出部703
aの外方に張り出した柱状ノズルチップ708の上流側
端面と、前記円柱部703の下流側環状端面703bと
の間には、リング状の隙間すなわち内側混合用流体供給
孔710blが形成されている。この第8実施例では、
前記リング状の内側混合用流体供給孔710b lは、
CWMが流れる内側CWM供給孔710bl として使
用されている。前記柱状ノズルチップ708の外側には
、リング状ノズルチップ710が配設されている。1盲
起りング状ノズルチップ710の上流側端面にはリング
状の凹部が形成されており、このリング状の四部は円柱
部703の下流側環状端面703bとの間に外側混合用
流体供給孔710bzを形成するようになっている。こ
の第8実施例では、前記リング状の外側混合用流体供給
孔710bzは、CWMを供給する外側CWM供給孔7
10bzとして使用されている。 この第8実施例の混合前室712は、前記リング状ノズ
ルチップ710の内周壁710aと柱状ノズルチップ7
08の外周面708aとにより、円環状に形成されてい
る。したがって、この第8実施例では、混合前室712
の小径内周壁712aは前記外周面708aにより形成
され、大径内周壁712bは前記リング状ノズルチップ
710の内周壁710aにより形成されている。そして
、前記円環状の混合前室712の上流端には、前記複数
の噴霧媒体流路703gの下流端が接続されている。し
たがって、前記噴霧媒体供給路705は、噴霧媒体流路
703gを介して混合前室712に連通している。また
、リング状に形成された前記内側CWM供給孔710b
lの内周部には、前記円柱部703に形成された複数の
内側CW、M流路703fが連通している。したがって
、前記内側CWM供給路707.は複数の内側CW M
流路703fを介して内側CWM供給孔710b、に連
通している。また、前記リング状に形成された外側CW
M供給孔’nobzの外周部には、前記円柱部703に
形成された複数の外側CWM流路703hが連通してい
る。したがって、前記外側CWM供給流路707□は複
数の外側CWM流路703hを介して外側CWM供給孔
710b2に連通している。 また、前記大径リング状ノズルチップ710の外径は前
記円柱部703の外径と同一に形成されている。 前記リング状ノズルチップ710の下流側端面には前述
の第1実施例と同様に構成されたスプレヤプレート71
3が配設されている。スブレヤプレート713のフラン
ジ部713aの外径は、前記円柱部703の外径と同一
である。このスプレヤプレート713のフランジ部71
3a、前記リング状ノズルチップ710、円柱部703
、および外管706の下流側端部は、同一の外径を有し
ており、この外径の寸法は、前述の第1実施例と同様に
構成されたキャップナツト714の円筒壁714aの内
径に嵌合する大きさである。そして、前述の第1実施例
と同様に前記キャップナツト714の雌ねじ714cを
前記外管706の雄ねじ706aと螺合させることによ
り、スプレヤプレート713、リング状ノズルチップ7
10、アトマイザヘッド701および外管706等を一
体的に結合している。 そして、前記スプレヤプレート713、柱状ノズルチッ
プ708およびリング状ノズルチップ710により、混
合室715が形成されている。この混合室715は、前
記混合前室712と連通されており、この混合室715
の断面は混合前室712の断面よりも大きく形成されて
いる。 前述の構成を備えた本発明によるアトマイザの第8実施
例では、噴霧媒体が、被混合用流体供給路(噴霧媒体供
給路)705から複数の噴霧媒体流路703gを通って
断面円環状の混合前室712に供給される。この断面円
環状の混合前室712を流れる噴霧媒体は、断面環状の
薄膜状の流れ(すなわち薄い層の流れ)となる。また、
内側CWM供給孔710blおよび外側CWM供給孔7
10b2は互いに対向して配置されている。そして、両
CWM供給孔710b、および710b2から噴出され
るCWMは、薄膜状の噴霧媒体の流れをよぎる方向(す
なわち噴霧媒体の流れる方向に垂直な成分を有する方向
)を向いている。このように薄膜状の噴霧媒体の流れの
中にその流れをよぎる方向に流入するC W Mによっ
て、噴霧媒体とCWMとは混合される。そして、このと
き生じる噴霧媒体とCWMとの混合流体は薄膜状の乱流
となるので、噴霧媒体とCWMとは互いに良く混合され
る。そして、CWMは効果的に分裂され、微粒化される
。しかも、内側CWM供給孔710blから混合前室7
12内に噴出されるCWMと外側CWM供給孔710b
2から混合前室712内に噴出されるCWMとは互いに
衝突するようになっている。このように、CWMを互い
に衝突させると、衝突したCWMは互いに分裂するので
、CWMの微粒化に都合がよい。 仮に、CWMを小径内周壁712aおよび大径外周壁7
12bから成る混合前室712の一方の周壁のみから噴
出させると、次のような不都合が生じる場合もある。す
なわち、一方の周壁から噴出したCWMの噴出速度が大
きくなると、CWMの一部は噴霧媒体と混合しきれず、
他方の周壁に衝突し、その壁面に沿って流れながら微粒
化することになる。 この場合、壁面近傍の噴霧媒体の流速は相対的に遅く、
また、CWMは壁面からの摩擦抵抗を受けるために、非
常に微粒化し難くなる。この結果CWMの粗粒子を生じ
るようになる。このような不都合を、この第8実施例で
は、内側噴霧媒体供給孔710b、と外側噴霧媒体供給
孔710bzとを対向きさせて配置したことにより、避
けることができる。 また、仮に、CWMの供給量を減少させた際に、混合室
715から噴霧するCWM噴霧粒子を着火に至らせる火
炎の輻射量が減少し、着火性能および火炎の安定性が劣
化する場合がある。このような状態の際には、前記内側
CWM供給孔710b+および外側CWM供給孔710
b2のいずれか一方の供給孔から重油等の燃焼助剤を供
給することもできる。 このとき、CWMと重油等の燃焼助剤は非常に均質に混
合されるため、CWM用のアトマイザと燃焼助剤用のア
トマイザとを組み合わせて劣化対策を行う方法に比較し
て重油等の燃焼助剤の量を少なくすることができる。 さらにまた、前記内側CWM供給孔710blおよび外
側CWM供給孔710b2のうちのいずれか一方のCW
M供給孔から供給する流体は、重油等の燃焼助剤に限ら
ず、水、CWMの温度および粘度等を調整するCWM性
状調整剤等の任意の流体をその目的に応じて供給するこ
とができる。 第16図は、本発明によるアトマイザの第9実施例の断
面図である。アトマイザヘッド801は、円筒部802
と、この円筒部802の下流端側(第1図中、上側)に
一体向に形成された円柱部803とから構成されている
。そして円柱部803の直径は円筒部802の直径より
も大きく形成されている。円筒部802の内径は、上流
端側(第1図中、下側)の大径部802aと下流端側の
小径部802bとを有している。前記円柱部803の下
流側端面803aの中央部にはその下流端側に開口する
雌ねじ部803bが設けられている。また、前記円柱部
803の上流側端面は、前記円筒部802の外側に形成
された小径の上流側小径環状端面803cと、その外側
に形成された上流側大径環状端面803dとを有してい
る。円柱部803の前記雌ねじ部803b外方部には雌
ねじ部803bを中心とする同心円上にに複数(たとえ
ば8本)の円筒状の被混合用流体流路803eが配設さ
れている。この被混合用流体流路803eはこの実施例
ではCW Mが流れるCWM流路803eとして使用さ
れている。このCWM流路803eの上流端側は前記円
筒部802内部の小径部802bと連通しており、下流
端側は円柱部803の下流側端面803aに開口してい
る。 前記CWM流路803eの外方には雌ねじ部803bを
中心とする同心円上に等間隔で複数(たとえば、16本
)の内側混合用流体流路803fが配設されている。 この内側混合用流体流路803fはこの実施例では水蒸
気等の噴霧媒体が流れる内側噴霧媒体流路803fとし
て使用されている。この内側噴霧媒体流路803rは、
前記円柱部803を上流側小径環状端面803cから下
流側端面803aまで貫通している。円柱部803の前
記内側噴霧媒体流路803f外方部には雌ねじ部803
bを中心とする同心円上に等間隔で複数(たとえば、1
6本)の外側混合用流体流路803gが形成されている
。この外側混合用流体流路803gはこの第9実施例で
は空気、酸素等の酸化剤を含む噴霧媒体が流れる外側噴
霧媒体流路803gとして使用されている。この外側噴
霧媒体流路803gは、前記円柱部803を上流側大径
環状端面803dから下流側端面803aまで貫通して
いる。 前記円筒部802の大径部802aには内管804の下
流端部が嵌合して連結されている。この内管804の内
部には、被混合用流体供給路805が形成されている。 この被混合用流体供給路805は、前記円筒部802の
内部を介して前記複数の円筒状のCWM流路803eに
連通している。この第9実施例では、前記被混合用流体
供給路805はCWMを供給するためのCWM供給路(
すなわち燃料供給路)805として使用されている。前
記内管804の外方には外管806が配設されている。 この外管806の下流側端面ば、前記円柱部803の上
流側大径環状端面803dの外周部に当接しており、そ
の外径は前記円柱部803の外径と同一である。この外
管806には、円柱部803左同−の外径を有する部分
に続いて、その上流側外周部には、雄ねじ806aが設
けられている。また、前記外管806と内管804との
間には、仕切管816が配設されている。この仕切管8
16の下流側端部は、前記円柱部803の上流側小径環
状端面803cの外周部に固定されている。 前記内管804の外周面と前記仕切管816の内周面と
の間には、円環状の内側混合用流体供給路807、が形
成されている。また、前記仕切管816の外周面と前記
外管806の内周面との間には、円環状の外側混合用流
体供給路807□が形成されている。 前記内側混合用流体供給路807Iおよび外側混合用流
体供給路807□は、この第9実施例ではそれぞれ、噴
霧媒体を供給するための内側噴霧媒体供給路807Iお
よび外側噴霧媒体供給路807□として使用されている
。そして、前記内側噴霧媒体供給路807.は前記内側
噴霧媒体流路803fと連通し、前記外側噴霧媒体供給
路807□は前記外側噴霧媒体流路803gと連通して
いる。 前記円柱部803の下流側端面803a中央部にはセラ
ミックス等の耐摩耗性の高い材料から成る柱状ノズルチ
ップ808が結合される。前記柱状ノズルチップ808
は、この柱状ノズルチップ808を貫通するノズルチッ
プ押さえ809の先端ねし部を前記円柱部803の雌ね
じ部803bに螺合させることにより結合されている。 前記円柱部803の下流側端面803aの外周部の下流
側には、円柱部803の外径と同一の外径を有する円筒
状のノズルチップホルダ810が配設されている。この
ノズルチップホルダ810の内周面には、その上流側端
部にリング状の凹部810aが形成されている。前記円
筒状のノズルチップホルダ810には、前記雌ねじ部8
03bを中心とする同心円上に複数の噴霧媒体流路81
0bが形成されている。この噴霧媒体流路810bは、
ノズルチップホルダ810の上流側端面から下流側端面
まで貫通している。そして、これらの複数の噴霧媒体流
路810bは、それぞれ前記噴霧媒体流路803gと連
通している。また、前記ノズルチップホルダ810の内
周面にはセラミックス製のリング状ノズルチップ811
が固設されている。このリング状ノズルチップ811は
円筒状の内周面811aを有しており、この内周面81
1aは前記柱状ノズルチップ808の外周面808aと
対向して配設されている。そして、前記リング状ノズル
チップ811の内周面811aと前記柱状ノズルチップ
808の外周面808aとにより、円環状の混合前室8
12が形成されている。したがって、円環状の混合前室
812は、柱状ノズルチップ808の外周面808aに
より形成される小径内周壁812aと、前記リング状ノ
ズルチップ811の内周面811aにより形成される大
径内周壁812bとにより形成されている。この混合前
室812は、前記CWM流路803eを経て前記CWM
供給路805に連通している。また、前記リング状ノズ
ルチップ811の上流側端面(第9図中、下側端面) 
811bと前記円柱部803の下流側端面803aとの
間には円環状の隙間が形成されている。この隙間と前記
ノズルチップホルダ810に形成された四部810aと
から円環状の内側混合用流体供給孔811cが形成され
る。前記内側混合用流体供給孔811cはこの実施例で
は噴霧媒体が流れる内側噴霧媒体供給孔811cとして
形成されている。そして、この円環状の内側噴霧媒体供
給孔811cの外周部に前記内側噴霧媒体流路803f
が連通している。 前記ノズルチップホルダ810、リング状ノズルチップ
811および柱状ノズルチップ808の下流側端面ば、
同一平面上に在るように配設されている。 そして、これらの下流側端面の下流側には、スプレヤプ
レート813が配設されている。スプレヤプレート81
3は、上流側端部のフランジ部813a、円筒壁813
bおよび略円錐状の膨出部813cを備えている。前記
フランジ部813aの外径は、前記円柱部813の外径
と同一である。前記膨出部813cには複数(たとえば
4個)の噴霧孔813dが放射状に配設され、噴霧方向
が互いに広がるようになっている。 また、前記スプレ型プレート8130円筒壁813b内
には、複数の噴霧媒体ノズル813eが設けられている
。この噴霧媒体ノズル813eの上流側は前記ノズルチ
ップホルダ810の噴霧媒体流路810bに連通してお
り、下流側はスプレヤプレート813の外面に配設され
た旋回流発生器813fに接続されている。 旋回流発生器813fは、噴霧媒体ノズル813eに供
給された噴霧媒体をスプレヤプレート813の膨出部8
13cの外面に沿って噴出するように構成されている。 したがって、旋回流発生器813fから噴出された噴霧
媒体は、膨出部813cの噴霧孔813dから外方に噴
霧される流体(CWMと噴霧媒体との混合流体)を旋回
流とするように作用する。 そして、このスブレヤプレート813は、高速で流入す
るCWMの霧化粒子による壁面の摩耗を防止する目的で
、セラミックス等の耐摩耗性の高い材料で制作されてい
る。 このスプレヤプレート813のフランジ部813a、前
記ノズルチップホルダ81O、アトマイザヘッド801
の円柱部803、 および外管806の下流側端部は、
前述のように同一の外径を有しており、この外径の寸法
はキャップナツト814の円筒壁814aの内径に嵌合
する大きさである。にのキャップナツト814ば、円筒
壁814aと、前記スブレヤプレート813の円筒壁8
13bが貫通する貫通孔を有する端壁814bとを備え
ており、前記円筒壁814aの開放側(上流側)端部の
内周面には雌ねじ814cが形成されている。そして、
前述の第1実施例と同様に前記キャップナツト814の
雌ねじ814Cを前記外管806の雄ねじ806aと螺
合させることにより、スプレヤプレート813、ノズル
チップホルダ81O、アトマイザヘッド801および外
管806等を一体的に結合している。 そして、前記スプレヤプレート813、柱状ノズルチッ
プ808およびリング状ノズルチップ811により、混
合室815が形成されている。この混合室815は、前
記混合前室812と連通されており、この混合室815
の断面は混合前室812の断面よりも大きく形成されて
いる。 前述の構成を備えた本発明によるアトマイザの第9実施
例では、CWMと噴霧媒体とが混合前室812内におい
て、前述の第5実施例と同様に混合される。そして、混
合前室812内で微粒化され、混合室815に供給され
たCWMと噴霧媒体との混合流体は、前記噴霧孔813
dから第5実施例と同様に噴霧される。 ところで、たとえば、CWMのガス化炉等において、C
WMを高圧燃焼させる場合、反応容器内の圧力は数lO
気圧であり、反応容器の内径は常圧の電力用ボイラに比
較して(1/3)〜(1/10)となる。このため、噴
霧孔813dから噴霧される噴霧粒子の対壁への衝突を
防止することおよびCWMと酸化剤との混合を促進する
ことが必要不可欠である。このためには、スプレヤプレ
ート813の噴霧孔813dから噴霧する混合流体の速
度すなわち噴霧粒子の速度を極力低くしなければならな
い。 このことは、CWMの反応率(すなわちガス化率)を向
上する上でも必要である。 このような要求に対して、この第9実施例の7トマイザ
は、微粒化に必要な気液流量比に相当する酸化剤を内側
噴霧媒体供給路807.から供給し、残りの酸化剤を外
側噴霧媒体供給路807□から供給することができる。 外側噴霧媒体供給路8072から供給され、噴霧媒体ノ
ズル813eを通り、旋回流発生器813fからスプレ
ヤプレート813の外面に沿って噴出された酸化剤(噴
霧媒体)は、噴霧孔813dから噴霧された噴霧粒子の
流れを旋回流とする。 これにより、噴霧粒子の速度は急激に減速する。 しかも、CWMはガス化に必要な酸化剤と良好に混合さ
れる。 いずれの実施例においても噴霧媒体供給孔と混合前室へ
の接触位置は、その位置から混合室までの距離が良好な
混合を得るのに重要な要件であるので、前述の接触位置
から混合室までを混合に必要な長さとすることが必要で
ある。いずれの実施例でも混合前室の厚さを1.5mm
とし、その接触位置からの長さを6龍として実験を行っ
た結果良好な混合が得られることが確認された。更に、
この接触位置からの長さは混合前室の厚さに対して2倍
以上とすることが好ましく、より好ましくは3〜8倍が
好ましい。 以上本発明によるアトマイザの実施例を詳説したが、本
発明は、前記実施例に限定されるものではな(、特許請
求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく、種々
の設計変更を行うことが可能である。 〔発明の効果〕 前述のように、本発明のアトマイザによれば、断面環状
の混合前室を薄膜状に流れる燃料または噴霧媒体のうち
のいずれか一方の流体に対して、他方の流体を噴出する
ようにしたので、燃料と噴霧媒体との混合流体が混合前
室内を薄膜状の乱流となって流れる。したがって、燃料
と噴霧媒体とが良好に混合されるので、燃料の流動特性
にあまり影響を受けることなく、燃料を良好に霧化する
ことができる。したがって、CWMのような固体粒子を
含む燃料を霧化微粒子状態で混合室に供給することがで
きる。そして、混合室の噴霧孔から噴霧される霧化され
た燃料粒子を、噴霧孔の内壁から受ける剪断力でさらに
微粒化することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明によるアトマイザの第1実施例の断面
図、 第2図は、第1図のri −n線矢視図、第3図は本発
明によるアトマイザの第2実施例の断面図、 第4図は本発明によるアトマイザの第3実施例の断面図
1 、第5図は本発明によるアトマイザの第4実施例の断面
図、 第6図、第7図および第8図は本発明によるアトマイザ
の第5実施例の説明図で、第6図はそのの断面図、第7
図は第6図の■−■線矢視図で、(イ)は第5実施例、
(ロ)および(ハ)は(イ)の変更例、第8図は第6図
の■−■線矢視図で、(イ)は第5実施例、(ロ)は(
イ)の変更例、第9図、第10図および第11図は本発
明によるアトマイザの第6実施例で、第9図は同実施例
の断面図、第10図は第9図のX−X線矢視図、第1I
図は第9図のX I −X T線矢視図、第12図およ
び第13図は本発明によるアトマイザの第7実施例の説
明図で、第12図はそのの断面図、第13図は第12図
のxm−xm線矢視図、第14図および第15図は本発
明によるアトマイザの第8実施例の説明図で、第14図
はそのの断面図、第15図は第14図のxv−xv線矢
視図、第16図は本発明によるアトマイザの第9実施例
の断面図、である。 5.105,205,305,405,505,605
,705,805・・・被混合用流体供給路、 7.107,207,307,407,507゜507
□、 607 、707 、 、707□・・・混合用
流体供給路、 807・・・噴霧媒体供給路、 10b、 110b、 210b、 310b、 41
0b、 410b’ 、 410b’ 、 510b、
 511b、610b、710b+、710bz、81
1b  ・・・混合用流体供給孔12.112.212
,312,412,512,612,712,812・
・・混合前室12a 、 112a、 212a 、 
312a、 412a、 512a、 612a 、 
712a 、 812a・・・小径内周壁、 12b、 112b、 212b、 312b 、 4
12b、 512b、 612b、 712b、 81
2b・・・大径内周壁、 13、113.213.313.413.513.61
3.713.813・・・スブレヤプレート、 13d、 113d 、 213d 、 313d、 
413d 、 513d、 613d、 713d 、
 813d・・・噴霧孔、

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、燃料を供給する燃料供給路と、前記燃料と混合され
    る噴霧媒体を供給する噴霧媒体供給路と、前記燃料供給
    路および噴霧媒体供給路と連通される混合室と、この混
    合室の外壁を形成するとともに前記燃料および噴霧媒体
    の混合流体を前記混合室から噴霧する噴霧孔を有するス
    プレヤプレートとを備えたアトマイザにおいて、 前記燃料供給路および噴霧媒体供給路のうちのいずれか
    一方の供給路から成る被混合用流体供給路は、大径内周
    壁および小径内周壁によって形成される断面環状の混合
    前室を介して前記混合室に接続され、他方の供給路から
    成る混合用流体供給路は、前記大径内周壁および小径内
    周壁の少なくともいずれか一方の周壁に開口する混合用
    流体供給孔に接続されていることを特徴とするアトマイ
    ザ。 2、前記混合用流体供給路およびこれに接続された前記
    混合用流体供給孔から構成される混合用流体供給系を1
    系統配設したことを特徴とする特許請求の範囲第1項に
    記載のアトマイザ。 3、前記混合用流体供給系を2系統配設したことを特徴
    とする特許請求の範囲第1項に記載のアトマイザ。 4、前記2系統配設された混合用流体供給系におけるそ
    れぞれの混合用流体供給孔は、流れの方向に間隔を置い
    て前記一方の周壁に開口していることを特徴とする特許
    請求の範囲第3項に記載のアトマイザ。 5、前記2系統配設された混合用流体供給系の一方の系
    統における混合用流体供給孔は、前記一方の周壁に開口
    しており、他方の系統における混合用流体供給孔は他方
    の周壁に開口していることを特徴とする特許請求の範囲
    第3項に記載のアトマイザ。 6、前記周壁に開口する前記混合用流体供給孔は、この
    混合用流体供給孔から前記混合前室へ噴出する混合用流
    体(燃料および噴霧媒体のうちのいずれか一方の流体)
    の噴出方向が混合用流体供給孔の開口する前記周壁の接
    線方向に沿う成分を有する方向に向けて配設されたこと
    を特徴とする特許請求の範囲第1項または第5項のいず
    れかに記載のアトマイザ。 7、前記混合用流体供給孔は、前記周壁に形成されたリ
    ング状の凹溝から形成されていることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項または第6項のいずれかに記載のアト
    マイザ。 8、前記周壁に開口する前記混合用流体供給孔は、前記
    開口が前記周壁に垂直な方向を向いて配設されたことを
    特徴とする特許請求の範囲第1項または第7項のいずれ
    かに記載のアトマイザ。 9、前記一方の周壁に開口する前記混合用流体供給孔は
    、前記開口が他方の周壁の下流端側の部分を向いて配設
    されたことを特徴とする特許請求の範囲第1項または第
    7項のいずれかに記載のアトマイザ。 10、前記混合前室は、断面円環状であることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項または第9項のいずれかに記
    載のアトマイザ。 11、前記混合前室は、下流にいくに従って半径の拡大
    する円環状の断面を有することを特徴とする特許請求の
    範囲第10項に記載のアトマイザ。 12、前記混合前室を形成する前記大径内周壁および小
    径内周壁の間に大径内周壁と小径内周壁との間隔を所定
    値に保持する間隔保持部材が配設されていることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項乃至第11項のいずれかに
    記載のアトマイザ。 13、前記混合室内に、前記混合前室から流入する燃料
    および噴霧媒体の混合流体が衝突する衝突壁を配設した
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第12項の
    いずれかに記載のアトマイザ。 14、前記燃料は、石炭・水スラリであることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項乃至第13項のいずれかに記
    載のアトマイザ。 15、前記燃料は、石炭50重量%以上を有する水スラ
    リであることを特徴とする特許請求の範囲第14項に記
    載のアトマイザ。 16、前記混合室は混合室の空間の体積を直径で割った
    平均長さが前記直径の大きさの0.3〜0.7であり、
    前記噴霧孔は放射状に複数配設されていることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項乃至第15項のいずれかに記
    載のアトマイザ。 17、燃料を供給する燃料供給路と、前記燃料と混合さ
    れる噴霧媒体を供給する噴霧媒体供給路と、前記燃料供
    給路および噴霧媒体供給路と連通される混合室と、この
    混合室の外壁を形成するとともに前記燃料および噴霧媒
    体の混合流体を前記混合室から噴霧する噴霧孔を有する
    スプレヤプレートとを備えたアトマイザにおいて、 前記燃料供給路および噴霧媒体供給路のうちのいずれか
    一方の供給路から成る被混合用流体供給路は、大径内周
    壁および小径内周壁によって形成される断面環状の混合
    前室を介して前記混合室に接続され、他方の供給路から
    成る混合用流体供給路は、前記大径内周壁および小径内
    周壁の少なくともいずれか一方の周壁に開口する混合用
    流体供給孔に接続されており、さらに、別の噴霧媒体供
    給路を設け、この別の噴霧媒体供給路に連通された旋回
    流発生器を前記スプレヤプレートに設け、この旋回流発
    生器は、旋回流発生器から噴出される噴霧媒体噴出方向
    が、前記混合室から前記噴霧孔を介して噴霧された前記
    燃料および噴霧媒体の混合流体に混合するように配設さ
    れていることを特徴とするアトマイザ。
JP1255087A 1986-05-07 1987-01-23 アトマイザ Granted JPS63226513A (ja)

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