KR20140085412A

KR20140085412A - Atomizing nozzle, burner with atomizing nozzle, and combustion apparatus with burner

Info

Publication number: KR20140085412A
Application number: KR1020147001499A
Authority: KR
Inventors: 히로후미 오카자키; 고지 구라마시; 히데오 오키모토; 아키히토 오리이; 겐이치 오치; 유우키 곤도오
Original assignee: 바브콕-히다찌 가부시끼가이샤
Priority date: 2012-11-16
Filing date: 2012-11-16
Publication date: 2014-07-07
Also published as: WO2014076812A1; JPWO2014076812A1; FI126037B; KR101587744B1; MY183923A; FI20145014A; JP6053815B2

Abstract

액체 연료를 분무용 매체를 이용하여 분무시켜 연소시키는 분무 노즐(1)에 있어서, 분무 노즐에 분무 유체(2)와 분무용 매체(3)를 제1 합류부(91)에서 합류시켜 혼합 유체(8)를 형성하고, 이 혼합 유체(8)는 혼합 유체 유로(9, 10)를 통해, 출구 구멍(11) 근방의 제2 합류부(92)에서 대향한 혼합 유체(8)의 흐름이 충돌하여 출구 구멍(11)으로부터 분출된다. 출구 구멍(11) 근방의 혼합 유체 유로(9, 10)의 유로 단면적을 좁아지도록 형성하여, 혼합 유체(8)의 유속을 빠르게 하여 충돌에 의한 혼합 유체(8)의 분무의 미립화를 촉진한다.
이 분무 노즐에 따르면, 연소 반응이 진행되어, 연소 장치 출구에서의 미연소분이나 매진, 일산화탄소가 저감되어, 연소 효율을 높게 할 수 있다. 또한 연소 반응을 빠르게 진행시킴으로써, 산소의 소비가 진행되어, 질소산화물의 발생을 억제할 수 있다.A spray nozzle (1) for spraying and burning a liquid fuel using a spraying medium, wherein a spraying fluid (2) and a spraying medium (3) are joined at a first merging portion (91) And the mixed fluid 8 flows through the mixed fluid flow paths 9 and 10 so that the flow of the mixed fluid 8 opposed at the second merging portion 92 in the vicinity of the outlet hole 11 is collided, And is ejected from the hole 11. Sectional area of the mixed fluid flow paths 9 and 10 in the vicinity of the outlet hole 11 is narrowed to increase the flow velocity of the mixed fluid 8 to promote atomization of the mixed fluid 8 due to the impact.
According to this spray nozzle, the combustion reaction progresses, unburned fraction at the outlet of the combustion apparatus, sold-out, and carbon monoxide are reduced, and the combustion efficiency can be increased. Further, by rapidly advancing the combustion reaction, the consumption of oxygen proceeds and the generation of nitrogen oxides can be suppressed.

Description

FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a combustion device having a spray nozzle, a burner having a spray nozzle, and a burner. [0002]

본 발명은 분무 유체(액체)를 분무용 매체(기체)를 이용하여 미립화하는 2유체 분무 노즐에 관한 것으로, 특히, 액체 연료의 분무 유체를 분무용 매체를 이용하여 미립화시키는 분무 노즐과, 분무 노즐을 구비한 버너 및 버너를 구비한 연소 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a two-fluid atomizing nozzle for atomizing a spraying fluid (liquid) using a spraying medium (gas), and more particularly to a two-fluid atomizing nozzle for atomizing a spraying fluid of a liquid fuel using a spraying medium, A burner and a burner.

발전용 보일러와 같이 고출력, 고부하의 연소 장치에서는 연료를 연소 장치에 설치한 화로 공간(이하, 화로라고 기재함)에 수평 방향으로 분무하여 연소시키는 부유 연소 방식이 많이 채용된다.In a high-output and high-load combustion apparatus such as a power generation boiler, a floating combustion system in which fuel is sprayed horizontally in a furnace space (hereinafter referred to as a furnace) provided in a combustion apparatus is used.

액체 연료를 연소시키는 경우, 분무 노즐에 의해 연료를 분무용 매체로 미립화하여 화로 내에 부유시켜 연소시킨다.When the liquid fuel is burned, the fuel is atomized by the spray nozzle into the spraying medium and is floated and burned in the furnace.

이 분무 노즐은 액체 연료를 주연료로 하는 연소 장치에서 사용되는 것 외에, 미분탄의 고체 연료를 주연료로서 사용하는 연소 장치에 있어서도, 연소 장치의 기동이나 조연용 액체 연료를 연소시키기 위해 설치되는 경우가 많다.This spray nozzle is used not only in a combustion apparatus using liquid fuel as the main fuel but also in a combustion apparatus using a solid fuel of pulverized coal as a main fuel in order to start the combustion apparatus and to burn the liquid fuel for combustion There are many.

액체 연료의 연소에서는 주로 하기의 3항목이 요구된다.In the combustion of liquid fuel, the following three items are required.

(1) 높은 연소 효율(1) High combustion efficiency

(2) 매진, 일산화탄소나 질소산화물로 대표되는 연소 배출물의 저감(2) Reduction of combustion emissions represented by sold out, carbon monoxide or nitrogen oxides

(3) 연소 장치의 대형화에 수반하는 분무 노즐의 대용량화(3) Increasing the capacity of spray nozzles as the combustion device becomes larger

상기 (1), (2)의 요구에 대해서는, 연소용 공기량의 조정과 액체 연료의 분무의 미립화가 바람직하다.Regarding the requirements (1) and (2), it is preferable to adjust the amount of combustion air and atomize the liquid fuel.

연소용 공기량의 조정에 관해서는, 연소 효율을 높이기 위해 공기량을 줄이고, 연소 후의 배기 가스와 함께 배출되는 현열을 줄이는 것이 바람직하다.Regarding the adjustment of the amount of combustion air, it is desirable to reduce the amount of air in order to increase the combustion efficiency and to reduce the sensible heat discharged together with the exhaust gas after combustion.

그러나, 공기량이 줄면 불완전 연소되어, 매진이나 일산화탄소가 발생하기 쉬워진다. 이로 인해, 공기량은 액체 연료의 연소에 필요한 이론 공기량에 대해 5％ 이상의 잉여 공기량을 부여하는 것이 일반적이고, 그것이, 연소 공학 핸드북, 일본 기계 학회, 167-169페이지, 272페이지(비특허문헌 1)에 기재되어 있다.However, if the amount of air is reduced, incomplete combustion will occur, and sold out or carbon monoxide tends to be generated. Therefore, it is general that the amount of air is set to an excess air amount of 5% or more with respect to the theoretical amount of air required for combustion of the liquid fuel, and this is generally referred to as a combustion engineering handbook, Japanese Society of Mechanical Engineers, pp. 167-169, Lt; / RTI >

액체 연료의 분무의 미립화에 관해서는, 액체 연료의 미립화에 의해 연소 반응이 빨라져, 연소용 공기량이 적은 경우라도, 매진이나 일산화탄소가 발생하기 어려워진다. 또한, 연소 반응이 빨라짐으로써, 고온에서 높은 산소 농도의 분위기가 형성되기 어려워져, 질소산화물도 발생하기 어려워진다.Regarding the atomization of the liquid fuel, the combustion reaction is accelerated by the atomization of the liquid fuel, and even if the amount of the combustion air is small, it is difficult to generate sold-out or carbon monoxide. Further, as the combustion reaction is accelerated, it becomes difficult to form an atmosphere having a high oxygen concentration at a high temperature, and nitrogen oxides are also less likely to be generated.

이로 인해, 연소 장치의 버너에 이용되는 분무 노즐에서는 액체 연료의 미립화와 연소 장치의 대용량화의 양립이 필요해진다.Therefore, in the spray nozzle used for the burner of the combustion apparatus, both the atomization of the liquid fuel and the large capacity of the combustion apparatus are required.

일반적으로, 대용량의 보일러나 가열로와 같은 연소 장치에서는, 버너의 분무 노즐로서 액체 연료를 미세화하기 위해 공기나 증기 등의 분무용 매체와 혼합하여 분무하는 내부 혼합식 2유체 분무 노즐(이하, 종래 분무 노즐이라고 기재함)이 이용되는 것이 비특허문헌 1에 기재되어 있다.Generally, in a combustion apparatus such as a boiler or a heating furnace of a large capacity, an internal mixing type two-fluid spray nozzle (hereinafter referred to as " conventional spray "Quot; nozzle ") is used is described in Non-Patent Document 1.

상기 종래 분무 노즐에서는 액체 연료를 미립화시키기 위해 이용하는 분무용 매체의 사용량이나, 분무 시의 분무 유체나 분무용 매체의 가압량의 저감이 과제이다.In the above-described conventional spray nozzle, a problem is to reduce the amount of the spraying medium used for atomizing the liquid fuel and the amount of the spraying fluid or the spraying medium to be pressurized when spraying.

예를 들어, 분무 유체인 액체 연료를 미세화시키는 분무용 매체로서 증기를 이용하는 경우, 연소 장치 내에 투입된 분무용 매체의 증기는 연소 장치에서 발생하는 연소 배기 가스 중의 수분이 된다. 이 수분에 의해 배기 가스량이 증가하면, 연소 장치의 연소 효율이 저하된다. 이로 인해, 액체 연료의 미립화를 방해하지 않는 범위에서 분무용 매체로서 이용하는 증기의 사용량을 저감시키는 것이 바람직하다.For example, when steam is used as a spraying medium for atomizing a liquid fuel as a spraying fluid, the vapor of the spraying medium injected into the combustion apparatus becomes moisture in the combustion exhaust gas generated in the combustion apparatus. When the exhaust gas amount is increased by this moisture, the combustion efficiency of the combustion apparatus is lowered. Therefore, it is preferable to reduce the amount of the steam used as the spraying medium in a range not obstructing the atomization of the liquid fuel.

또한, 분무 유체가 되는 액체 연료를 미세화하는 분무용 매체를 분무할 때에, 분무 유체나 분무용 매체를 가압하지만, 상기 가압량을 줄이면 가압에 사용하는 에너지 소비량을 저감시킬 수 있다.Further, when spraying the spraying medium for atomizing the liquid fuel that becomes the spraying fluid, the spraying fluid or the spraying medium is pressurized. However, by reducing the amount of pressurization, the energy consumption to be used for pressurization can be reduced.

따라서, 상기한 과제를 해결하기 위해, 분무 유체를 미세화시키는 분무용 매체의 혼합 방법 등이 검토되어 왔다. 이 중, 분무 유체와 분무용 매체를 혼합시킨 혼합 유체를 분무 노즐의 출구 구멍 근방에서 상대시켜 공급하고, 이들의 대향한 혼합 유체를 충돌시킴으로써 분무 유체의 미립화를 촉진시키는 기술의 일례가, 예를 들어 일본 특허 출원 공개 평9-239299호 공보(특허문헌 1)에 개시되어 있다.Therefore, in order to solve the above problems, a mixing method of a spraying medium for making the spraying fluid finer has been studied. Among them, an example of a technique for accelerating atomization of a spraying fluid by supplying a mixed fluid obtained by mixing a spraying fluid and a spraying medium with each other in the vicinity of an exit hole of a spraying nozzle and colliding the opposing mixed fluid, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-239299 (Patent Document 1).

또한, 상기 기술은 분무 노즐의 출구 구멍으로부터 부채 형상으로 분무되므로, 팬 스프레이식 분무 노즐이라고도 불린다.Further, since the above technique is sprayed in a fan shape from the outlet hole of the spray nozzle, it is also called a fan spray type spray nozzle.

일본 특허 출원 공개 평9-239299호 공보에 개시된 팬 스프레이식 분무 노즐의 기술에서는, 분무용 매체를 분무 노즐의 출구 구멍의 상류측의 유로에서 액체 연료 등의 분무 유체와 혼합시켜, 이 혼합 유체를 분무 노즐의 출구 구멍 근방에서 충돌시키도록 구성하고 있다.In the technique of the fan spray type spray nozzle disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-239299, the spraying medium is mixed with the spraying fluid such as the liquid fuel in the flow passage on the upstream side of the outlet hole of the spraying nozzle, And collide with each other in the vicinity of the exit hole of the nozzle.

그리고, 액체 연료는 분무용 매체와의 혼합과, 출구 구멍 근방에서의 혼합 유체의 충돌에 의해 미립화된다. 이 2단계의 미립화에 의해, 분무용 매체의 사용량을 줄여도, 분무한 액체 연료의 입자 직경의 조대화를 방지하는 것이 개시되어 있다.The liquid fuel is atomized by mixing with the spraying medium and collision of the mixed fluid in the vicinity of the outlet hole. It is disclosed that the atomization of the two steps prevents the coarsening of the particle diameter of the sprayed liquid fuel even if the amount of the spraying medium used is reduced.

일본 특허 출원 공개 평9-239299호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-239299

연소 공학 핸드북 일본 기계 학회 167-169페이지, 272페이지Combustion Engineering Handbook Japanese Society of Mechanical Engineers 167-169 pages, 272 pages

상기 일본 특허 출원 공개 평9-239299호 공보에 개시된 팬 스프레이식 분무 노즐은 분무 노즐의 내부에 분무 유체(액체)의 유로와, 상기 외주 위치에 분무용 매체(기체)의 유로를 설치하고 있다.The fan spray type spray nozzle disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-239299 has a flow path of a spraying fluid (liquid) inside a spray nozzle and a flow path of a spraying medium (gas) at the outer peripheral position.

분무 유체와 분무용 매체의 유로는 각각 분무 노즐 선단의 출구 구멍을 둘러싸는 격벽에 의해 유동 방향이 바뀌고, 양쪽의 유로가 교차하여 혼합하고, 이 혼합 유체의 유로가 출구 구멍 근방에서 대향하여 배치되는 구성으로 되어 있다.The flow path of the spraying fluid and the spraying medium are respectively configured such that the direction of flow is changed by the partition wall surrounding the outlet hole at the tip of the atomizing nozzle and the flow paths of both are crossed and mixed and the flow path of the mixed fluid is arranged facing to the outlet hole Respectively.

상기한 팬 스프레이식 분무 노즐에서는 대향하여 흐르는 혼합 유체가 출구 구멍 근방에서 충돌함으로써 분무 유체가 미립화되지만, 이때, 충돌에 의해 분무 노즐의 출구 구멍으로부터 분출되는 혼합 유체는 충돌 전의 유동 방향과 직교하는 평면을 따라서 넓어지는 부채형의 분무가 된다.In the above-mentioned fan spray type spray nozzle, the mixed fluid flowing in confrontation with the outlet hole is opposed to the mixed fluid flowing in the opposite direction. At this time, the mixed fluid ejected from the exit hole of the spray nozzle due to the collision, And thus becomes a fan-shaped spray spreading along the axis.

분무 노즐의 출구 구멍으로부터 분출되는 분무 유체의 부채형의 분무는 일반적으로 분무의 중앙부는 유량이 많고, 분무의 외연부는 유량이 적다. 또한, 발명자의 측정에 따르면, 팬 스프레이식 분무 노즐로부터 분출되는 분무 유체의 분무의 입자 직경은 부채형의 분무의 중앙부에서 비교적으로 크고, 부채형의 분무의 외연부에서 작아진다.The fan-shaped spray of the spray fluid ejected from the exit hole of the spray nozzle generally has a large flow rate at the center of the spray and a small flow rate at the outer edge of the spray. Further, according to the inventor's measurement, the particle diameter of the spraying liquid sprayed from the fan spraying spraying nozzle is relatively large at the center of the fan-shaped spray and small at the outer edge of the fan-shaped spray.

분무된 분무 유체의 부채형의 분무의 중앙부는 분무의 외연부에 비해 유량이 많으므로 연소용 공기와의 혼합이 진행되기 어렵다. 또한, 분무의 중앙부는 분무의 입자 직경이 크기 때문에 연소 반응이 늦어, 연소 배출물이 생성되기 쉬워진다고 하는 과제가 있다.Since the central portion of the fan type spray of the sprayed fluid has a larger flow rate than the outer edge portion of the spray, mixing with the combustion air is difficult to proceed. In addition, since the central portion of the spray has a large particle diameter of the spray, the combustion reaction is delayed, and there is a problem that combustion exhaust is easily generated.

이 경우, 분무 유체의 미립화를 촉진하기 위해서는 분무용 매체의 사용량을 증가, 또는 가압력을 높일 필요가 생기지만, 분무용 매체의 사용량을 증가, 또는 가압력을 높인 경우에는, 분무용 매체의 공급이나 가압력에 사용한 에너지 소비량이 증대되어 연소 장치의 연소 효율이 저하된다고 하는 과제가 있다.In this case, in order to promote the atomization of the spraying fluid, it is necessary to increase the amount of the spraying medium used or increase the pressing force. However, when the amount of the spraying medium used is increased or the pressing force is increased, There is a problem that the consumption amount is increased and the combustion efficiency of the combustion apparatus is lowered.

본 발명의 목적은 분무 유체의 입자 직경이 비교적 커지는 분무의 중앙부의 미립화를 촉진하여 분무 유체 전체의 미립화의 촉진과, 분무 유체의 미세화에 이용하는 분무용 매체의 사용량의 저감 또는 가압력의 저감을 양립시켜 연소 효율을 향상시킨 분무 노즐, 분무 노즐을 구비한 버너 및 버너를 구비한 연소 장치를 제시하는 데 있다.It is an object of the present invention to promote atomization of a central portion of a spray having a relatively large particle diameter of a spraying fluid to promote atomization of the entire spraying fluid and to reduce the amount of spraying medium used for atomizing a spraying fluid or to reduce the pressing force, A burner having a spray nozzle, and a burner having a burner.

본 발명의 분무 노즐은 분무 유체를 분무용 매체와 혼합하여 미립화한 혼합 유체를 분무하는 분무 노즐이며, 상기 분무 노즐은 분무 노즐의 외면을 형성하는 격벽과, 이 격벽의 내부에 수용되는 구조물로 구성되어 있고, 상기 분무 노즐의 입구측이 되는 상기 구조물의 외면에 복수의 홈부를 형성하여 상기 격벽의 내벽과 이들 홈부에서 분무 유체를 공급하는 복수의 분무 유체 유로를 형성하고, 상기 분무 노즐의 입구측이 되는 상기 구조물의 내부에 분무용 매체를 공급하는 복수의 분무용 매체 유로를 형성하고, 분무 유체를 공급하는 상기 복수의 분무 유체 유로에는 그 분무 유체 유로의 도중에, 상기 분무용 매체 유로가 연통하여 상기 분무 유체와 상기 분무용 매체 유로로부터 공급된 분무용 매체가 합류하여 혼합 유체가 되는 제1 합류부를 형성하고, 상기 제1 합류부의 하류측이 되는 상기 복수의 분무 유체 유로에는 이 분무 유체 유로를 하향 유동한 혼합 유체가 서로 대향하여 흐르도록 상기 분무 유체 유로와 연통한 혼합 유체 유로를 대향하여 배치하고, 상기 혼합 유체 유로에는 분무 노즐의 선단부의 근방에, 대향하여 배치한 상기 혼합 유체 유로를 하향 유동한 혼합 유체가 서로 충돌하는 제2 합류부를 형성하고, 상기 혼합 유체 유로에 형성한 제2 합류부에 면한 분무 노즐의 선단부의 상기 격벽에, 혼합 유체를 분무 노즐로부터 외부로 분무하는 출구 구멍을 형성하고, 상기 혼합 유체 유로에는 이 제2 합류부에 면한 상기 혼합 유체 유로의 유로 단면적이, 제2 합류부의 상류측이 되는 상기 혼합 유체 유로의 유로 단면적보다도 좁아지는 축류부를 형성하고 있는 것을 특징으로 한다.The spray nozzle according to the present invention is a spray nozzle for spraying an atomized mixed fluid by mixing a spray fluid with a spraying medium, wherein the spray nozzle comprises a partition wall defining an outer surface of the spray nozzle, and a structure accommodated in the partition wall Wherein a plurality of grooves are formed on an outer surface of the structure as an inlet side of the atomizing nozzle to form a plurality of atomizing fluid flow paths for supplying the atomizing fluid from the inner walls of the partition walls and the grooves, Wherein a plurality of spraying medium flow paths for supplying a spraying medium to the inside of the structure are formed in the structure of the spraying fluid flow path, The spraying medium supplied from the spraying medium flow path joins together to form a first merging portion which becomes a mixed fluid The mixed fluid flow path communicating with the atomizing fluid flow path is arranged so as to oppose to the plurality of atomized fluid flow paths which are the downstream side of the first merging section so that the mixed fluid flowing downward from the atomized fluid flow path is opposed to each other, The mixed fluid flow path is provided with a second merging portion in which mixed fluids that have flowed downward in the mixed fluid flow paths opposed to each other collide with each other in the vicinity of the tip end portion of the atomizing nozzle, Wherein an outlet hole for spraying the mixed fluid from the atomizing nozzle to the outside is formed in the partition wall at the tip end of the atomizing nozzle, and a flow path cross-sectional area of the mixed fluid flow path facing the second merging portion in the mixed fluid flow path, And a flow passage portion that is narrower than a flow path cross-sectional area of the mixed fluid flow path which is an upstream side is formed.

또한, 본 발명의 분무 노즐은 분무 유체를 분무용 매체와 혼합하여 미립화시키는 분무 노즐이며, 상기 분무 노즐은 분무 노즐의 외면을 형성하는 격벽과, 이 격벽의 내부에 수용되는 구조물로 구성되어 있고, 상기 분무 노즐의 입구측이 되는 상기 구조물의 외면에 복수의 홈부를 형성하여 상기 격벽의 내벽과 이들의 홈부에서 분무 유체를 공급하는 복수의 분무 유체 유로를 형성하고, 상기 분무 노즐의 입구측이 되는 상기 구조물의 내부에 분무용 매체를 공급하는 복수의 분무용 매체 유로를 형성하고, 분무 유체를 공급하는 상기 복수의 분무 유체 유로에는 그 분무 유체 유로의 도중에, 상기 분무용 매체 유로가 연통하여 상기 분무 유체와 상기 분무용 매체 유로로부터 공급된 분무용 매체가 합류하여 혼합 유체가 되는 제1 합류부를 형성하고, 상기 제1 합류부의 하류측이 되는 상기 복수의 분무 유체 유로에는 이 분무 유체 유로를 하향 유동한 혼합 유체가 서로 대향하여 흐르도록 상기 분무 유체 유로와 연통한 혼합 유체 유로를 대향하여 배치하고, 상기 혼합 유체 유로에는 분무 노즐의 선단부의 근방에, 대향하여 배치한 상기 혼합 유체 유로를 하향 유동한 혼합 유체가 서로 충돌하는 제2 합류부를 형성하고, 상기 혼합 유체 유로에 형성한 제2 합류부에 면한 분무 노즐의 선단부의 상기 격벽에, 혼합 유체를 분무 노즐로부터 외부로 분무하는 출구 구멍을 형성하고, 상기 혼합 유체 유로에는 이 제2 합류부에 면한 상기 혼합 유체 유로에, 상기 혼합 유체 유로의 유로 단면적이 혼합 유체의 유동 방향과 수직인 단면에 있어서 상기 혼합 유체 유로의 유로 폭 방향의 중앙부에서 유로 폭 방향의 단부에 비해 좁아지는 축류부를 형성하고 있는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a spray nozzle for atomizing a spraying fluid mixed with a spraying medium, wherein the spraying nozzle comprises a partition wall defining an outer surface of the spray nozzle and a structure accommodated in the partition wall, Wherein a plurality of grooves are formed on an outer surface of the structure as an inlet side of the atomizing nozzle to form a plurality of atomizing fluid flow paths for supplying the atomizing fluid in the inner wall of the partition and the groove portions thereof, A plurality of spraying medium flow paths for supplying a spraying medium to the interior of the structure and a plurality of spraying fluid flow paths for supplying a spraying fluid are provided in the spraying fluid flow path so that the spraying medium flow path communicates with the spraying fluid, Forming a first merging portion in which the spraying medium supplied from the medium flow path merges into a mixed fluid, 1 mixed fluid flow path communicating with the atomizing fluid flow path is arranged so as to oppose the mixed fluid flowing downward from the atomized fluid flow path so as to oppose to each other in the plurality of atomized fluid flow paths which are on the downstream side of the merging section, A second merging portion in which mixed fluids that flow downward in the mixed fluid flow path disposed so as to oppose each other are formed in the vicinity of the tip end portion of the atomizing nozzle and a second merging portion in which the mixing nozzles Wherein an outlet hole through which the mixed fluid is sprayed from the atomizing nozzle to the outside is formed in the partition wall of the tip end portion of the mixed fluid flow path in the mixed fluid flow path facing the second merged portion, In the cross section perpendicular to the flow direction of the mixed fluid flow path, It is characterized in that to form the axial portion is narrowed.

본 발명의 분무 노즐을 갖는 버너는 액체 연료를 연료로서 이용하는 분무 노즐을 구비한 버너이며, 분무 노즐로서 상기한 본 발명의 분무 노즐을 이용하여, 상기 액체 연료를 상기 분무 유체로서 상기 분무 노즐에 공급하고, 증기 또는 압축 공기를 상기 분무용 매체로서 상기 분무 노즐에 공급하는 것을 특징으로 한다.A burner having a spray nozzle according to the present invention is a burner having a spray nozzle using liquid fuel as fuel and uses the spray nozzle of the present invention as a spray nozzle to supply the liquid fuel as the spray fluid to the spray nozzle And supplying steam or compressed air to the spray nozzle as the spraying medium.

또한, 본 발명의 분무 노즐을 갖는 버너는 고체 연료와 상기 반송 기체를 분출하는 연료 노즐과, 액체 연료를 분무하는 분무 노즐과, 상기 고체 연료 및 액체 연료를 연소시키는 연소용 기체를 분출하는 연소용 기체 노즐을 구비한 버너이며, 상기 분무 노즐로서, 상기한 본 발명의 분무 노즐을 이용하여, 상기 액체 연료를 상기 분무 유체로서 상기 분무 노즐에 공급하고, 증기 또는 압축 공기를 상기 분무용 매체로서 상기 분무 노즐에 공급하는 것을 특징으로 한다.A burner having a spray nozzle according to the present invention includes a fuel nozzle for spraying a solid fuel and the carrier gas, a spray nozzle for spraying the liquid fuel, and a combustion nozzle for spraying the combustion gas for burning the solid fuel and the liquid fuel Wherein the atomizing nozzle is a burner having a gas nozzle and the atomizing nozzle of the present invention is used to supply the liquid fuel as the atomizing fluid to the atomizing nozzle and to supply steam or compressed air to the atomizing nozzle, To the nozzle.

본 발명의 버너를 갖는 연소 장치는 화석 연료를 연소시키는 버너를 구비한 연소 장치이며, 화석 연료를 연소시키는 연소로와, 상기 연소로에 화석 연료를 공급하는 연료 공급 계통과, 상기 연소로에 연소용 기체를 공급하는 연소용 기체 공급 계통과, 상기 연료 공급 계통과 상기 연소용 기체 공급 계통이 접속하여 상기 연소로의 노벽에 설치된 화석 연료를 연소시키는 버너와, 상기 연소로에서 발생한 연소 배기 가스로부터 열회수하는 열교환기와, 상기 열회수된 연소 배기 가스를 상기 연소로의 외부로 공급하는 연도를 갖고, 상기 버너로서, 화석 연료의 액체 연료를 사용한 상기한 본 발명의 버너를 이용하고 있는 것을 특징으로 한다.A combustion apparatus having a burner according to the present invention is a combustion apparatus having a burner for burning a fossil fuel, comprising: a combustion furnace for burning a fossil fuel; a fuel supply system for supplying fossil fuel to the combustion furnace; A burner for burning a fossil fuel which is connected to the fuel supply system and the combustion gas supply system to furnace the furnace wall of the combustion furnace; and a burner for combusting the combustion exhaust gas generated from the combustion furnace A heat exchanger for recovering heat and a flue for supplying the heat recovered flue gas to the outside of the combustion furnace and using the burner of the present invention using the liquid fuel of fossil fuel as the burner.

또한, 본 발명의 버너를 갖는 연소 장치는 고체 연료와 액체 연료를 연소시키는 버너를 구비한 연소 장치이며, 연료를 연소시키는 연소로와, 상기 연소로에 고체 연료를 공급하는 고체 연료 공급 계통과, 상기 연소로에 액체 연료를 공급하는 액체 연료 공급 계통과, 상기 연소로에 연소용 기체를 공급하는 연소용 기체 공급 계통과, 상기 연료 공급 계통과 상기 연소용 기체 공급 계통이 접속하여 상기 연소로의 노벽에 설치된 상기 고체 연료나 액체 연료를 연소시키는 복수의 버너와, 상기 연소로에서 발생한 연소 배기 가스로부터 열회수하는 열교환기와, 상기 열회수된 연소 배기 가스를 상기 연소로의 외부로 공급하는 연도를 구비하고 있고, 상기 버너로서, 상기한 본 발명의 버너를 이용하고 있는 것을 특징으로 한다.A combustion apparatus having a burner according to the present invention is a combustion apparatus having a burner for burning a solid fuel and a liquid fuel, comprising: a combustion furnace for burning fuel; a solid fuel supply system for supplying a solid fuel to the combustion furnace; A fuel supply system for supplying a combustion gas to the combustion furnace, and a fuel supply system for supplying the combustion gas to the combustion furnace, wherein the fuel supply system and the combustion gas supply system are connected to each other, A plurality of burners for burning the solid fuel and the liquid fuel installed on the furnace wall; a heat exchanger for recovering heat from the combustion exhaust gas generated in the combustion furnace; and a flue for supplying the heat recovered combustion exhaust gas to the outside of the combustion furnace And the burner of the present invention is used as the burner.

본 발명에 따르면, 분무 유체의 입자 직경이 비교적 커지는 분무의 중앙부의 미립화를 촉진하여 분무 유체 전체의 미립화의 촉진과, 분무 유체의 미세화에 이용하는 분무용 매체의 사용량의 저감 또는 가압력의 저감을 양립시켜 연소 효율을 향상시킨 분무 노즐, 분무 노즐을 구비한 버너 및 버너를 구비한 연소 장치를 실현할 수 있다.According to the present invention, it is possible to promote atomization of the central portion of the spray having a relatively large particle diameter of the spraying fluid, thereby facilitating atomization of the entire spraying fluid and reducing the amount of the spraying medium used or the pressing force used for atomizing the spraying fluid, It is possible to realize a combustion apparatus having a spray nozzle with improved efficiency, a burner with a spray nozzle, and a burner.

도 1은 본 발명의 제1 실시예인 분무 노즐의 구조를 도시하는 분무 노즐 선단부의 단면도이며 도 3의 A-A 방향의 단면도.
도 2는 도 1에 도시한 본 발명의 제1 실시예에 관한 분무 노즐 선단부를 다른 방향으로부터 본 분무 노즐 선단부의 단면도이며 도 3의 B-B 방향의 단면도.
도 3은 도 1에 도시한 본 발명의 제1 실시예에 관한 분무 노즐 선단부를 출구 구멍으로부터 본 평면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 관한 분무 노즐의 미립화 성능의 일례를 도시하는 설명도.
도 5는 본 발명의 제2 실시예인 분무 노즐의 구조를 도시하는 분무 노즐 선단부의 단면도이며 도 7의 A-A 방향의 단면도.
도 6은 도 5에 도시한 본 발명의 제2 실시예에 관한 분무 노즐 선단부를 도시하는 분무 노즐 선단부의 단면도이며 도 7의 B-B 방향의 단면도.
도 7은 도 5에 도시한 본 발명의 제2 실시예에 관한 분무 노즐 선단부를 출구 구멍으로부터 본 평면도.
도 8은 도 1에 도시한 제1 실시예의 분무 노즐, 또는 도 5에 도시한 제2 실시예의 분무 노즐을 구비한 본 발명의 제3 실시예인 버너의 구조를 도시하는 개략 구성도.
도 9는 도 8에 도시한 제3 실시예의 버너를 구비한 본 발명의 제4 실시예인 연소 장치의 구조를 도시하는 개략 구성도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a cross-sectional view of a spray nozzle front end showing the structure of a spray nozzle according to a first embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
Fig. 2 is a cross-sectional view of the tip of the spray nozzle seen from the other side of the spray nozzle tip according to the first embodiment of the present invention shown in Fig. 1, and is a cross-sectional view taken along line BB of Fig.
Fig. 3 is a plan view of the spray nozzle front end portion according to the first embodiment of the present invention shown in Fig. 1 as seen from the exit hole; Fig.
4 is an explanatory view showing an example of atomization performance of a spray nozzle according to an embodiment of the present invention;
FIG. 5 is a cross-sectional view of the spray nozzle front end showing the structure of the spray nozzle according to the second embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
Fig. 6 is a cross-sectional view of the spray nozzle front end showing the spray nozzle front end according to the second embodiment of the present invention shown in Fig. 5, and is a cross-sectional view taken along line BB of Fig.
Fig. 7 is a plan view of the spray nozzle front end according to the second embodiment of the present invention shown in Fig. 5 as seen from the exit hole; Fig.
Fig. 8 is a schematic structural view showing the structure of a burner according to a third embodiment of the present invention having the spray nozzle of the first embodiment shown in Fig. 1 or the spray nozzle of the second embodiment shown in Fig. 5;
Fig. 9 is a schematic structural view showing the structure of a combustion apparatus according to a fourth embodiment of the present invention including the burner of the third embodiment shown in Fig. 8; Fig.

본 발명의 실시예인 분무 노즐, 분무 노즐을 구비한 버너 및 버너를 구비한 연소 장치에 대해 도면을 참조하여 설명한다.A combustion nozzle having a spray nozzle, a burner having a spray nozzle, and a burner, which is an embodiment of the present invention, will be described with reference to the drawings.

[실시예 1][Example 1]

본 발명의 제1 실시예인 분무 노즐의 구조에 대해, 도 1 내지 도 4를 이용하여 설명한다. 본 실시예의 분무 노즐(1)은 액체 연료인 분무 유체(2)와, 이 분무 유체(2)를 미세화하기 위해 사용하는 분무용 매체(3)를 분무 유체 유로(4)의 제1 합류부(91)에서 합류시켜 혼합하고, 이 제1 합류부(91)로부터 분무 노즐(1)의 출구 구멍(11) 사이의 혼합 유체 유로(9, 10)에서 분무 유체(2)와 분무용 매체(3)를 혼합시킨 혼합 유체(8)를 분무 노즐(1)의 외부로 분무시키는 출구 구멍(11)의 근방에서, 혼합 유체 유로(9, 10)의 유로 단면적이 좁아지도록 구성하고, 혼합 유체(8)를 출구 구멍(11) 근방에서 충돌시켜, 상기 출구 구멍(11)으로부터 분무 노즐(1)의 외부로 분무시키도록 구성하고 있다.The structure of the spray nozzle according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to Figs. 1 to 4. Fig. The spray nozzle 1 of the present embodiment includes a spray fluid 2 as a liquid fuel and a spray medium 3 used for atomizing the spray fluid 2 as a first confluent portion 91 And mixing the atomizing fluid 2 and the atomizing medium 3 in the mixed fluid flow paths 9 and 10 between the first confluence portion 91 and the outlet holes 11 of the atomizing nozzle 1 Sectional area of the mixed fluid passages 9 and 10 is narrowed in the vicinity of the outlet hole 11 for spraying the mixed fluid 8 mixed to the outside of the spray nozzle 1, And is made to collide in the vicinity of the outlet hole 11 and to be sprayed from the outlet hole 11 to the outside of the spray nozzle 1. [

도 1 내지 도 3은 본 실시예의 분무 노즐(1)의 선단부를 도시하고 있고, 도 1은 상류측이 분무 유체(2)(액체 연료)의 공급 계통(도시하지 않음)과 상기 분무 유체(2)를 미세화하기 위해 사용하는 분무용 매체(3)(증기 또는 압축 공기 등)의 공급 계통(도시하지 않음)에 접속하는 분무 노즐(1)의 선단부의 단면도이며 도 3의 A-A 방향의 단면도를 도시하고, 도 2는 도 1에 도시한 본 실시예의 분무 노즐 선단부를 다른 방향으로부터 본 분무 노즐(1)의 선단부의 단면도이며 도 3의 B-B 방향의 단면도를 도시하고, 도 3은 도 1에 도시한 본 실시예의 분무 노즐 선단부를 출구 구멍으로부터 본 평면도를 각각 도시하고 있다. 또한, X방향은 분무 노즐(1)로부터 분무되는 분출 방향을 나타내고 있다.1 to 3 show the front end portion of the atomizing nozzle 1 of the present embodiment. Fig. 1 shows a state in which the upstream side is connected to the supply system (not shown) of the atomizing fluid 2 (liquid fuel) Sectional view of the tip end portion of the atomizing nozzle 1 connected to a supply system (not shown) of a spraying medium 3 (steam or compressed air) used for refining the atomizing nozzle 3 FIG. 2 is a cross-sectional view of the tip end of the atomizing nozzle 1 seen from the other side of the atomizing nozzle tip of the present embodiment shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a cross- And the top view of the spray nozzle of the embodiment seen from the exit hole. In addition, the X direction represents the spraying direction in which the spraying nozzle 1 is sprayed.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 분무 노즐(1)의 선단부는 분무 노즐(1)의 선단부의 외면을 형성하는 원통 형상의 격벽(15)과, 상기 원통 형상의 격벽(15)의 내부에 수용되는 원기둥 형상의 구조물(16)을 구비하고 있다.1, the tip end portion of the atomizing nozzle 1 of this embodiment includes a cylindrical partition 15 forming the outer surface of the tip of the atomizing nozzle 1, Like structure 16 accommodated in a cylindrical shape.

또한 상기 구조물(16)의 외주측에 액체 연료인 분무 유체(2)를 공급하는 복수의 분무 유체 유로(4, 5)가 되는 홈을 형성하여, 원통 형상의 격벽(15)의 내주벽과 구조물(16)에 형성한 홈 사이에서 상기 분무 유체 유로(4, 5)를 형성하고, 이들 분무 유체 유로(4, 5)를, 예를 들어 둘레 방향의 대칭의 위치에 짝수개(2개 또는 4개) 배치하고 있다.Grooves that serve as a plurality of atomizing fluid passages 4 and 5 for supplying the atomizing fluid 2 as the liquid fuel are formed on the outer circumferential side of the structure 16 so that the inner peripheral wall of the cylindrical partition wall 15, The spray fluid flow paths 4 and 5 may be formed between the grooves formed in the discharge port 16 and the spray fluid flow paths 4 and 5 may be formed in an even number ).

또한, 상기 구조물(16)의 내부에는 상기 분무 유체 유로(4, 5)를 통해 하향 유동하는 분무 유체(2)를 미세화하기 위해 사용하는 분무용 매체(3)를 공급하는 복수의 분무 유체 유로(6, 7)가 상기 분무 유체 유로(4, 5)와 독립하여 배치되어 있다.A plurality of atomizing fluid channels 6 (6) for supplying a spraying medium 3 used for atomizing the atomizing fluid 2 flowing downward through the atomizing fluid channels 4 and 5 are provided in the structure 16 , 7) are arranged independently of the atomizing fluid flow paths (4, 5).

이들 분무 유체 유로(6, 7)를 통해 공급된 분무용 매체(3)는 상기 분무 유체 유로(6, 7)가 구조물(16)의 외면에 설치한 상기 분무 유체 유로(4, 5)와 각각 연통함으로써, 상기 분무 유체 유로(4, 5)를 흐르는 분무 유체(2)와 분무 유체 유로(6, 7)를 흐르는 분무용 매체(3)가 상기 분무 유체 유로(4, 5) 내의 제1 합류부(91)에서 합류하여 혼합하고, 혼합 유체(8)로 되어 상기 분무 유체 유로(4, 5)의 하류측을 향해 하향 유동한다.The spraying medium 3 supplied through these spraying fluid channels 6 and 7 is in communication with the spraying fluid channels 4 and 5 provided on the outer surface of the structure 16, The atomizing medium 2 flowing through the atomizing fluid flow paths 4 and 5 and the atomizing medium 3 flowing through the atomizing fluid flow paths 6 and 7 are supplied to the first merging portion 91 to mix and flow into the mixed fluid 8 and flow downward toward the downstream side of the atomizing fluid flow paths 4, 5.

상기 분무 유체 유로(4, 5)는 상기 하류측에서, 격벽(15)의 내주측이 되는 상기 구조물(16)의 외면에 각각 대항하여 배치된 혼합 유체 유로(9, 10)와 각각 연통하고 있다.The atomizing fluid flow paths 4 and 5 communicate with the mixed fluid flow paths 9 and 10 disposed on the downstream side respectively against the outer surface of the structure 16 which is the inner circumferential side of the partition wall 15 .

이 분무 유체(2)와 분무용 매체(3)의 혼합 유체(8)는 상기 분무 유체 유로(4, 5) 및 혼합 유체 유로(9, 10)를 통해 더욱 하향 유동하지만, 대향 배치된 상기 혼합 유체 유로(9)를 흐르는 혼합 유체(8)와 대향 배치된 상기 혼합 유체 유로(10)를 흐르는 혼합 유체(8)가 서로 대항하여 흘러 제2 합류부(92)에서 충돌하도록 형성되어 있다.The mixed fluid 8 of the atomizing fluid 2 and the mist spraying medium 3 flows further downward through the atomizing fluid channels 4 and 5 and the mixed fluid channels 9 and 10, The mixed fluid 8 flowing in the flow path 9 and the mixed fluid 8 flowing in the mixed fluid flow path 10 arranged opposite to each other flow against each other and collide with each other at the second merging portion 92.

그리고, 서로 대향 배치된 혼합 유체 유로(9, 10)를 통해 하향 유동한 혼합 유체(8)는 분무 노즐(1)의 선단부에 형성되어, 혼합 유체 유로(9, 10)와 연통한 출구 구멍(11)의 근방이 되는 제2 합류부(92)에서 서로 충돌하고, 제2 합류부(92)에 면한 분무 노즐(1)의 선단부가 되는 격벽(15)에 형성된 상기 출구 구멍(11)으로부터 혼합 유체(8)를 외부로 부채형의 분무를 형성시켜 분무한다.The mixed fluid 8 that has flowed down through the mixed fluid flow paths 9 and 10 disposed opposite to each other is formed at the tip end of the atomizing nozzle 1 to form an outlet hole 11 from the exit hole 11 formed in the partition wall 15 serving as the front end of the atomizing nozzle 1 facing the second confluence portion 92. The mixture The fluid (8) is sprayed by forming a fan-shaped spray to the outside.

이 경우, 상기 혼합 유체 유로(9, 10)는 상기 분무 유체 유로(4, 5)와 연통하는 혼합 유체 유로(9, 10)의 상류측에서 굴곡부(13, 14)를 각각 형성하여 혼합 유체(8)의 유동 방향을 90도 바꿈으로써, 상기 혼합 유체 유로(9, 10)의 유로 내에서의 분무 유체(2)와 분무용 매체(3)의 혼합에 의한 혼합 유체(8)의 미립화를 촉진시키고 있다.In this case, the mixed fluid flow paths 9 and 10 form curved portions 13 and 14 on the upstream side of the mixed fluid flow paths 9 and 10 communicating with the spray fluid flow paths 4 and 5, respectively, 8 is changed by 90 degrees so as to promote the atomization of the mixed fluid 8 by mixing the spraying fluid 2 and the spraying medium 3 in the flow paths of the mixed fluid flow paths 9, have.

본 실시예의 분무 노즐(1)에서는 혼합 유체(8)를 외부로 분무하는 출구 구멍(11)의 분출측과 대향측이 되는 제2 합류부(92)에 면한 구조물(16)의 벽면에 혼합 유체 유로(9, 10) 내에 장해물이 되는 혼합 유체 유로(9, 10) 내에 돌출된 볼록 형상부(16a)를 구조물(16)과 일체가 되도록 설치하고, 제2 합류부(92)에 면한 상기 혼합 유체 유로(9, 10)에, 이 제2 합류부(92)에 면한 상기 혼합 유체 유로(9, 10)의 유로 단면적이, 제2 합류부(92)의 상류측이 되는 상기 혼합 유체 유로(9, 10)의 유로 단면적보다도 좁아지는 축류부(17)를 형성하고 있다.In the spray nozzle 1 of the present embodiment, the mixed fluid 8 is supplied to the wall surface of the structure 16 facing the second merging portion 92, which is the opposite side to the jetting side of the outlet hole 11 for spraying the mixed fluid 8 to the outside. The convex portion 16a protruding into the mixed fluid flow paths 9 and 10 to be an obstacle in the flow paths 9 and 10 is provided so as to be integrated with the structure 16, The flow path cross-sectional area of the mixed fluid flow paths 9 and 10 facing the second merging portion 92 in the fluid flow paths 9 and 10 becomes the upstream side of the second merging portion 92 9, and 10, respectively.

상기 축류부(17)는 상기 혼합 유체 유로(9, 10)의 제2 합류부(92)에 면한 상기 혼합 유체 유로(9, 10)에, 상기 혼합 유체 유로의 유로 단면적이 혼합 유체의 유동 방향과 수직인 단면에 있어서 상기 혼합 유체 유로(9, 10)의 유로 폭 방향의 중앙부에서 유로 폭 방향의 단부에 비해 좁아지는 축류부(17)를 형성하고 있다고 규정할 수도 있다.The vena contracta 17 is connected to the mixed fluid flow paths 9 and 10 facing the second merging portion 92 of the mixed fluid flow paths 9 and 10 so that the flow path cross- The axial flow portion 17 may be formed to be narrower than the end portion in the flow path width direction at the central portion in the flow path width direction of the mixed fluid flow paths 9 and 10 in the cross section perpendicular to the flow path width direction.

상기 제2 합류부(92)에 면한 상기 혼합 유체 유로(9, 10)의 유로 단면적이 좁아지는 축류부(17)를 형성하는 수단으로서, 이 제2 합류부(92)에 면한 격벽(15)에 형성한 상기 출구 구멍(11)과는 반대측이 되는 구조물(16)의 벽면에, 혼합 유체 유로(9, 10) 내를 흐르는 혼합 유체(8)의 장해물이 되는 혼합 유체 유로(9, 10) 내에 돌출된 볼록 형상부(16a)를 설치하고 있다.A partition wall 15 facing the second confluence portion 92 is formed as a means for forming the vena contracta 17 in which the flow path cross-sectional area of the mixed fluid flow path 9, 10 facing the second confluence portion 92 becomes narrow. 10 which are obstacles to the mixed fluid 8 flowing in the mixed fluid passages 9, 10 are formed on the wall surface of the structure 16 opposite to the exit hole 11 formed in the mixing fluid passages 9, And the convex portion 16a protruded in the convex portion 16a.

축류부(17)를 형성하는 상기 혼합 유체 유로(9, 10) 내에 돌출된 돌출부인 볼록 형상부(16a)는 제2 합류부(92)에 면한 상기 구조물(16)의 벽면에 착탈 가능하게 설치되어 교환 가능하게 구성되어 있다.The convex portion 16a which is a protruding portion in the mixed fluid flow path 9 or 10 forming the vena contracta 17 is detachably installed on the wall surface of the structure 16 facing the second merging portion 92 And is exchangeable.

그리고, 대향 배치된 혼합 유체 유로(9, 10)를 하향 유동한 혼합 유체(8)는 출구 구멍(11)의 근방의 제2 합류부(92)에서 서로 충돌하여 분무 노즐(1)의 선단부에 형성한 출구 구멍(11)으로부터 외부로 분무됨으로써, 미립화한 혼합 유체(8)는 혼합 유체 유로(9, 10)의 유동 방향[혼합 유체 유로(9, 10)가 배치된 방향]에 대해 직각 방향(도 3의 B-B선의 방향)이 되는 도 2에 도시하는 부채형의 분무를 형성하여 외부로 분출된다.The mixed fluid 8 that has flowed downward in the mixed fluid flow paths 9 and 10 disposed opposite to each other is caused to collide with each other at the second merging portion 92 in the vicinity of the outlet hole 11 to reach the tip end of the atomizing nozzle 1 The atomized mixed fluid 8 is sprayed to the outside from the formed exit hole 11 so that the atomized mixed fluid 8 is directed in a direction perpendicular to the flow direction of the mixed fluid flow paths 9 and 10 (the direction in which the mixed fluid flow paths 9 and 10 are arranged) (The direction of the line BB in Fig. 3), and is ejected to the outside.

혼합 유체(8)를 외부로 분무하는 분무 노즐(1)의 출구 구멍(11)을 형성한 분무 노즐(1)의 선단부의 격벽(15)에는 부채형 분무의 형성 방향과 동일한 방향으로 홈부(12)가 형성되어 있고,The partition wall 15 at the front end of the atomizing nozzle 1 forming the outlet hole 11 of the atomizing nozzle 1 for spraying the mixed fluid 8 to the outside is provided with the grooves 12 in the same direction as the formation direction of the fan- Is formed,

대향하여 배치된 상기 혼합 유체 유로(9, 10)를 통해 상기 제2 합류부(92)에 하향 유동하는 혼합 유체(8)의 유동 방향과 직교하는 방향으로 상기 홈부(12)를 형성하여, 이 홈부(12)와 혼합 유체 유로(9, 10)의 교차부가 혼합 유체(8)를 외부로 분무하는 출구 구멍(11)이 되도록 구성하고 있다.The groove portion 12 is formed in a direction perpendicular to the flow direction of the mixed fluid 8 flowing downward to the second merging portion 92 through the mixed fluid flow paths 9 and 10 disposed so as to face each other, The intersection of the groove 12 and the mixed fluid flow paths 9 and 10 constitutes an outlet hole 11 for spraying the mixed fluid 8 to the outside.

또한, 도 1에 도시하는 본 실시예의 분무 노즐(1)에서는, 분무 노즐(1)의 선단부는 외측의 격벽(15)과, 이 격벽(15)의 내측의 구조물(16)이 조합된 구조로 되어 있다.1, the distal end portion of the atomizing nozzle 1 has a structure in which the outer partition 15 and the inner structure 16 of the partition 15 are combined .

분무 노즐(1)을 구성하는 외측의 격벽(15)과, 상기 유체 유로 및 분무용 매체 유로를 구비한 내측의 구조물(16)을 조합 구조로 함으로써, 유체 유로 등의 가공이 용이해지는 이점이 있다.There is an advantage that the processing of the fluid channel and the like becomes easy by making the outer partition 15 constituting the atomizing nozzle 1 and the inner structure 16 having the fluid passage and the spraying medium passage constitute a combination structure.

본 실시예의 분무 노즐(1)에서는, 분무 노즐(1)의 선단부에 형성된 출구 구멍(11)으로부터 분출되는 혼합 유체(8)는 주로 이하의 3개의 작용에 의해 분무 유체의 미립화를 촉진시키고 있다.In the atomizing nozzle 1 of the present embodiment, the mixed fluid 8 ejected from the exit hole 11 formed at the tip of the atomizing nozzle 1 mainly promotes atomization of the atomizing fluid by the following three actions.

(1) 분무 유체와 분무용 매체의 유로가 합류하여, 양자의 혼합에 의한 혼합 유체의 미립화.(1) atomization of the mixed fluid by mixing the atomizing fluid and the flow path of the atomizing medium.

(2) 합류 후의 혼합 유체 유로가 굴곡되는 것에 의한 유로 내에서의 분무 유체와 분무용 매체의 혼합에 의한 혼합 유체의 미립화(2) atomization of the mixed fluid by mixing the spraying fluid and the spraying medium in the flow path by bending the mixed fluid flow path after the merging

(3) 대향하여 흐르는 혼합 유체가 출구 구멍 근방에서 충돌하는 것에 의한 혼합 유체의 미립화.(3) atomization of the mixed fluid caused by the confluent mixed fluid flowing in the vicinity of the exit hole.

이 중, 상기 (3)의 충돌에 의해, 출구 구멍(11)으로부터 분출되는 혼합 유체(8)는 도 3의 A-A선으로 나타내는 충돌 전의 유동 방향과 직교한 도 3의 B-B로 나타내는 선을 따라서 넓어지는, 정확히, 도 2에 도시한 부채형의 분무가 된다.3, the mixed fluid 8 ejected from the exit hole 11 is expanded along the line BB shown in Fig. 3 perpendicular to the flow direction before collision indicated by the line AA in Fig. 3 Is exactly the same as that of the fan-shaped spray shown in Fig.

본 실시예의 분무 노즐(1)의 출구 구멍(11)으로부터 분출되는 혼합 유체(8)가 도 2에 도시한 부채형의 분무를 형성하므로, 상술한 바와 같은 분무 노즐을 일반적으로 팬 스프레이식 분무 노즐이라고 부른다.Since the mixed fluid 8 ejected from the outlet hole 11 of the spray nozzle 1 of this embodiment forms the fan type spray shown in Fig. 2, the spray nozzle as described above is generally used as the fan spray type spray nozzle .

팬 스프레이식 분무 노즐에서 생성하는 분무는, 일반적으로 부채형의 분무 중앙부(18)는 유량이 많고, 부채형의 분무 중앙부(18)의 주위 부분이 되는 부채형의 분무 외연부(19)는 유량이 적다.The spray produced by the fan spray type spray nozzle is generally such that the fan type spray central portion 18 has a large flow rate and the fan type spray outer portion 19, which is the peripheral portion of the fan type spray central portion 18, Less.

또한, 발명자의 측정에 따르면, 부채형의 분무 중앙부(18)에서 분무의 입자 직경은 비교적 크고, 부채형의 분무 외연부(19)에서 작아진다.Further, according to the inventor's measurement, the particle diameter of the spray is relatively large in the fan-shaped spray central portion 18, and becomes smaller in the fan-shaped spray outer portion 19.

그리고, 부채형의 분무 외연부(19)에서는 분무가 확장되기 쉽고, 얇은 액막이 형성되므로, 미립자(직경 100㎛ 미만)가 많아진다. 또한, 운동량이 낮으므로 미립자는 분무 노즐(1)의 근방에 머무르기 쉬워진다.Further, in the fan-shaped spraying outer portion 19, the spray is liable to expand and a thin liquid film is formed, so that fine particles (less than 100 mu m in diameter) are increased. Further, since the momentum is low, the fine particles tend to stay in the vicinity of the spray nozzle 1. [

직경으로 100㎛ 미만, 가능하면 50㎛ 이하로 미립화시킨 입자(이하, 미립자라고 기재함)는 체적에 차지하는 표면적이 크고, 연소 장치인 노 내로부터의 열방사에 의해 승온하여 연소되기 쉽다.Particles (hereinafter referred to as fine particles) that have been finely divided into particles of less than 100 mu m in diameter, and possibly 50 mu m or less in diameter have a large surface area occupying the volume and are likely to be heated and burned by heat radiation from the furnace, which is a combustion device.

이로 인해, 이들 미립자를 분무 노즐(1)의 근방에 체류시킴으로써, 분무의 착화가 빨라져, 화염의 안정화나 연소 반응의 촉진에 기여한다.Thus, by keeping these fine particles in the vicinity of the atomizing nozzle 1, the atomization of the atomization is accelerated, contributing to the stabilization of the flame and the promotion of the combustion reaction.

또한, 미립화의 정도는 혼합 유체(8)의 압력이나 분무용 매체량[분무 유체(2)에 대한 분무용 매체(3)의 비율]에 의해 조정할 수 있다.In addition, the degree of atomization can be adjusted by the pressure of the mixed fluid 8 or the amount of the atomizing medium (the ratio of the atomizing medium 3 to the atomizing fluid 2).

한편, 부채형의 분무 중앙부(18)는 부채형의 분무 외연부(19)에 대해 유량이 많아, 분무가 확장되기 어려우므로 외연부에 비해 두꺼운 액막이 형성된다. 이로 인해, 대입자(직경 100 내지 300㎛)가 많다.On the other hand, the fan-shaped spray central portion 18 has a larger flow rate with respect to the fan-shaped spray outer edge portion 19, and spraying is difficult to expand, so that a thicker liquid film is formed compared to the outer edge portion. As a result, large particles (100 to 300 mu m in diameter) are many.

대입자는 미립자에 비해 운동량이 높고, 이격된 위치를 흐르는 연소용 공기와 혼합되기 쉽지만, 미립자에 비해 연소 반응은 늦어진다.Larger particles have a higher momentum than fine particles and tend to mix with the combustion air flowing through the spaced apart positions, but the combustion reaction is slower than the fine particles.

연소 반응을 촉진시키기 위해서는, 부채형의 분무 중앙부(18)의 유량을 줄여 분무의 입자 직경을 작게 하는 것이 바람직하다. 이로 인해, 혼합 유체(8)의 충돌 속도를 높여 상기 (3)의 작용을 높이는 것이 바람직하다.In order to promote the combustion reaction, it is preferable to reduce the flow rate of the fan-shaped spray central portion 18 to reduce the particle diameter of the spray. Therefore, it is preferable to increase the impact speed of the mixed fluid 8 to enhance the action of the above (3).

그런데, 충돌 속도를 높이기 위해 혼합 유체 유로(9, 10)의 유로 단면적을 똑같이 좁히면, 혼합 유체(8)의 유속은 상승하지만, 압력 손실이 높아져, 분무 유체(2)나 분무용 매체(3)의 가압에 필요한 에너지가 증가한다고 하는 과제가 있다.If the cross-sectional area of the flow path of the mixed fluid flow paths 9 and 10 is narrowed to increase the collision speed, the flow rate of the mixed fluid 8 rises but the pressure loss becomes high and the spraying fluid 2 and the spraying medium 3, There is a problem in that the energy required for pressurization is increased.

따라서, 본 실시예의 분무 노즐(1)에 있어서는, 분무 노즐(1)을 구성하는 외측의 격벽(15)의 내벽과, 상기 격벽(15)의 내측에 설치한 구조물(16)의 외면에 설치한 상기 유로 구성에 있어서, 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 혼합 유체(8)를 서로 충돌시키도록 출구 구멍(11)의 근방에서 대향하여 배치한 혼합 유체 유로(9, 10)의 유로 단면 중, 제2 합류부(92)에 면한 혼합 유체 유로(9, 10)의 유로 폭 방향의 중앙부에, 출구 구멍(11)의 분출측과 대향측이 되는 구조물(16)의 벽면에 상기 혼합 유체 유로(9, 10) 내에 돌출된 볼록 형상부(16a)를 구조물(16)과 일체로 되도록 설치하여 상기 혼합 유체 유로(9, 10)의 유로 단면적이 좁아지는 축류부(17)를 형성하도록 하고 있다.Therefore, in the spray nozzle 1 of this embodiment, the inner wall of the outer partition wall 15 constituting the spray nozzle 1 and the outer wall of the partition wall 15 provided on the outer surface of the structure 16 provided inside the partition wall 15 1 to 3, the flow path of the mixed fluid flow paths 9, 10 disposed opposite to each other in the vicinity of the outlet hole 11 so as to collide the mixed fluids 8 with each other, Of the mixed fluid (9, 10) on the wall surface of the structure (16), which is opposite to the ejection side of the outlet hole (11), at the central portion in the flow channel width direction of the mixed fluid flow paths (9, 10) facing the second confluence portion The convex portion 16a protruding in the flow paths 9 and 10 is provided integrally with the structure 16 so as to form the flow portion 17 in which the flow path cross-sectional area of the mixed fluid flow paths 9 and 10 becomes narrow have.

즉, 본 실시예의 분무 노즐(1)에 있어서는, 이하의 (A), (B)에서 나타내는 2개의 구성을 부여함으로써, 상기한 과제의 해결을 도모하고 있다.That is, in the spray nozzle 1 of the present embodiment, the above-mentioned problems are solved by giving two configurations shown in the following (A) and (B).

(A) 출구 구멍(11)의 근방만 혼합 유체 유로(9, 10)의 유로 단면적을 좁힌다.The cross-sectional area of the flow path of the mixed fluid flow paths 9, 10 is narrowed only in the vicinity of the exit hole 11 of the fluid flow path A (A).

(B) 혼합 유체 유로(9, 10)의 유로 단면적은 유로 폭 방향의 중앙부를 특히 좁힌다.(B) The flow path cross-sectional area of the mixed fluid flow paths 9, 10 narrows the central portion in the flow path direction in particular.

본 실시예의 분무 노즐(1)에 있어서는, 상기 (A)의 구성을 채용함으로써, 혼합 유체(8)의 유속은 분무 노즐(1)의 출구 구멍(11)의 근방에서는 높지만, 고유속 부분은 혼합 유체 유로(9, 10)의 유로 단면적을 똑같이 좁히는 경우에 비해 적다. 이로 인해, 압력 손실의 증가를 억제할 수 있다.The flow rate of the mixed fluid 8 is high in the vicinity of the outlet hole 11 of the atomizing nozzle 1 by adopting the structure of the atomizing nozzle 1 of the present embodiment, Compared with the case where the flow path cross-sectional area of the fluid flow paths 9, 10 is equally narrowed. As a result, an increase in pressure loss can be suppressed.

또한, 유속이 변화되어 상승함으로써, 상기 혼합 유체 유로(9, 10)에 형성한 유로 단면적의 축류부(17)에서 혼합 유체(8)의 정압은 저하된다. 이때, 혼합 유체(8) 중의 분무용 매체(3)는 기체이고, 정압의 저하에 수반하여 체적이 증가한다. 체적이 증가할 때, 분무 유체(2)(액체)를 분단하여 미립화하므로, 혼합 유체(8)의 미립화가 진행된다.Further, the static pressure of the mixed fluid 8 in the vena contracta 17 of the flow path cross-sectional area formed in the mixed fluid flow paths 9, 10 is lowered due to the rise in the flow velocity. At this time, the spraying medium (3) in the mixed fluid (8) is a gas, and the volume increases with the decrease of the static pressure. When the volume increases, the spraying fluid 2 (liquid) is divided and atomized, so that atomization of the mixed fluid 8 proceeds.

또한, 도 1에 도시한 바와 같이, 출구 구멍(11)의 분출측과 대향측의 구조물(16)의 벽면에 혼합 유체 유로(9, 10) 내에 돌출된 볼록 형상부(16a)를 구조물(16)과 일체로 되도록 설치하여 상기 혼합 유체 유로(9, 10)에 형성한 유로 단면적을 좁히는 축류부(17)는 원만하게 상기 유로 단면적이 바뀌도록, 상기 볼록 형상부(16a)의 형상을, 예를 들어 곡선 형상으로 하는 것이 바람직하다.1, a convex portion 16a protruding into the mixed fluid flow paths 9 and 10 is formed on the wall surface of the structure 16 on the side opposite to the ejection side of the outlet hole 11, The axial flow portion 17 that is provided integrally with the mixed fluid flow paths 9 and 10 to narrow the flow path cross-sectional area of the mixed fluid flow paths 9 and 10 has the shape of the convex portion 16a so as to smoothly change the cross- So as to have a curved shape.

상기 볼록 형상부(16a)의 형상을 곡선 형상으로 하여 상기 혼합 유체 유로(9, 10)에 형성한 축류부(17)가 원만하게 유로 단면적을 바꾸도록 형성함으로써, 혼합 유체 유로(9, 10)의 유로 단면적을 단계 형상으로 변화시키는 경우에 비해 압력 손실의 증가를 저감시킬 수 있다.The convex portion 16a has a curved shape and the vena contracta 17 formed in the mixed fluid flow paths 9 and 10 is formed so as to smoothly change the cross-sectional area of the flow path, The increase in the pressure loss can be reduced as compared with the case in which the flow path cross-sectional area of the flow path is changed to the step shape.

또한, 혼합 유체 유로(9, 10)의 단면적이 좁아진 부분에서의 정압을 저하시킴으로써, 혼합 유체(8)의 미립화가 촉진된다.In addition, atomization of the mixed fluid 8 is promoted by lowering the static pressure at the portion where the cross-sectional area of the mixed fluid flow paths 9, 10 is narrowed.

본 실시예의 분무 노즐(1)에 있어서는, 상기 (B)의 구성을 채용함으로써, 분무 노즐(1)의 출구 구멍(11)의 근방에서 혼합 유체 유로(9, 10)의 유로 폭 방향의 중앙부를 흐르는 혼합 유체(8)의 유량이 저하되고, 혼합 유체 유로(9, 10)의 유로 폭 방향의 단부를 흐르는 혼합 유체(8)의 유량이 증가한다.In the spray nozzle 1 of the present embodiment, the central portion in the flow path width direction of the mixed fluid flow passages 9 and 10 in the vicinity of the exit hole 11 of the atomizing nozzle 1 is set to be The flow rate of the mixed fluid 8 flowing therethrough is lowered and the flow rate of the mixed fluid 8 flowing at the end portion in the flow path width direction of the mixed fluid flow paths 9 and 10 is increased.

혼합 유체(8)는 출구 구멍(11) 근방의 혼합 유체 유로(9, 10)의 제2 합류부(92)에서 서로 충돌한 후에, 출구 구멍(11)으로부터 혼합 유체 유로(9, 10)의 배치 방향과 직각 방향(도 3의 B-B선의 방향)으로 도 2에 도시하는 부채형의 분무를 형성하여 분무 노즐(1)의 외부로 분출된다.The mixed fluids 8 are discharged from the outlet holes 11 to the mixed fluid passages 9 and 10 after they collide with each other at the second confluent portion 92 of the mixed fluid passages 9 and 10 in the vicinity of the outlet hole 11 2 is sprayed to the outside of the atomizing nozzle 1 by forming a fan-shaped spray shown in Fig. 2 in a direction perpendicular to the placement direction (the direction of the BB line in Fig. 3).

이때, 혼합 유체 유로(9, 10)의 유로 폭 방향의 단부를 흐르는 혼합 유체(8)는 유로 폭 방향의 중앙부를 흐르는 혼합 유체(8)에 의해 유동 방향의 제약을 받으므로, 직각 방향(도 3의 B-B선의 방향)으로 구부러져 도 2에 도시하는 부채형의 분무 외연부(19)를 흐르기 쉬워진다.At this time, the mixed fluid 8 flowing through the end portions in the flow path width direction of the mixed fluid flow paths 9 and 10 is restricted by the mixed fluid 8 flowing in the central portion in the flow path width direction, 3 BB direction) to easily flow through the fan-shaped sprayed outer portion 19 shown in Fig.

따라서, 본 실시예의 분무 노즐(1)에서는, 출구 구멍(11) 근방에서는 혼합 유체 유로(9, 10)의 유로 폭 방향의 단부를 흐르는 혼합 유체(8)가 증가함으로써, 분무 노즐(1)의 출구 구멍(11)으로부터 분출되는 혼합 유체(8)는 부채형의 분무 외연부(19)를 흐르는 유량이 증가하고, 부채형의 분무 중앙부(18)를 흐르는 유량이 저하된다.Therefore, in the spray nozzle 1 of the present embodiment, the mixed fluid 8 flowing at the end portion in the flow path width direction of the mixed fluid flow paths 9, 10 increases in the vicinity of the exit hole 11, The mixed fluid 8 ejected from the outlet hole 11 is increased in flow rate through the fan-shaped sprayed outer edge portion 19 and the flow rate flowing through the fan-shaped spray central portion 18 is reduced.

이로 인해, 부채형의 분무 중앙부(18)에서는 액막은 얇아지고, 이 액막이 표면 장력 등에 의해 분리되어 형성하는 분무의 입자 직경도 작아진다. 이 결과, 부채형의 분무 중앙부(18)의 미립화 성능이 향상된다.As a result, in the fan-shaped spray central portion 18, the liquid film becomes thin, and the particle diameter of the spray formed by separating the liquid film by surface tension or the like becomes small. As a result, atomization performance of the fan-shaped spray central portion 18 is improved.

도 4에 본 발명의 제1 실시예에 관한 분무 노즐의 미립화 성능의 일례인 설명도를 도시한다. 도면 중 종축은 분무의 평균 입자 직경을 나타내고, 횡축은 분무의 각도를 나타낸다. 분무의 평균 입자 직경은 출구 구멍(11)으로부터 분출되는 부채형 분무에 대해, 분무의 하류 300㎜의 위치에서 부채형 분무의 중심축을 지나가는 장변 방향(도 3의 B-B선의 방향)에 대해 분무의 입자 직경을 광학 계측에 의해 계측하여, 체면적 평균 입자 직경으로 나타낸 것이다. 여기서는, 비교예의 분무 노즐에서의 체면적 평균 입자 직경을 기준으로 하여, 본 실시예의 분무 노즐에서의 입자 직경의 분포를 상대값으로 제시한다.Fig. 4 is an explanatory diagram showing an example of the atomizing performance of the atomizing nozzle according to the first embodiment of the present invention. In the figure, the vertical axis indicates the average particle diameter of the spray, and the horizontal axis indicates the spray angle. The average particle diameter of the spray is larger than the average particle diameter of the sprayed particles sprayed from the outlet hole 11 in the long-side direction (the direction of the BB line in Fig. 3) passing through the central axis of the fan-shaped spray at the position of 300 mm downstream of the spray The diameter is measured by optical measurement and is expressed as the body area average particle diameter. Here, the distribution of the particle diameter in the spray nozzle of this embodiment is presented as a relative value with reference to the body area average particle diameter in the spray nozzle of the comparative example.

도 4에 도시한 바와 같이, 비교예의 분무 노즐에서는, 분무의 중앙부는 분무의 외주부에 비해 평균 입자 직경이 크다.As shown in Fig. 4, in the spray nozzle of the comparative example, the central portion of the spray has an average particle diameter larger than that of the peripheral portion of the spray.

한편, 본 실시예의 분무 노즐의 경우에서는 분무의 중앙부의 평균 입자 직경을 비교예의 분무 노즐에 의한 것에 비해 작게 할 수 있다.On the other hand, in the case of the spray nozzle of the present embodiment, the average particle diameter at the center of the spray can be made smaller than that by the spray nozzle of the comparative example.

한편, 본 실시예의 분무 노즐의 경우에서는, 분무의 외연부에서는 입자 직경이 약간 커진다. 그러나, 비교예의 분무 노즐에서는 평균 입자 직경이 커지는 분무의 중앙부는, 본 실시예의 분무 노즐의 경우에서는 입자 직경을 저하시킬 수 있으므로, 혼합 유체(8)의 전체적인 미립화 성능은 향상된다.On the other hand, in the case of the spray nozzle of this embodiment, the particle diameter becomes slightly larger at the outer edge portion of the spray. However, in the spray nozzle of the comparative example, the central portion of the spray having the larger average particle diameter can lower the particle diameter in the case of the spray nozzle of the present embodiment, so that the whole atomizing performance of the mixed fluid 8 is improved.

도 1 내지 도 3에 도시한 본 실시예의 분무 노즐(1)에서는, 혼합 유체 유로(9, 10)의 유로 단면적은 유로 단면이 좁아지는 축류부(17)를 형성하기 위해 출구 구멍(11)의 분출측과 대향측이 되는 구조물(16)의 선단의 벽면에, 혼합 유체 유로(9, 10) 내측에 장해물이 되는 돌출된 볼록 형상부(16a)를 설치하고 있지만, 이 볼록 형상부(16a)의 설치 대신에 상기 혼합 유체 유로(9, 10)의 유로를 형성하는 홈의 깊이를 변경하여 유로 단면이 좁아지는 축류부(17)를 형성하는 것도 가능하다.In the spray nozzle 1 of this embodiment shown in Figs. 1 to 3, the flow path cross-sectional area of the mixed fluid flow paths 9, 10 is smaller than that of the outlet hole 11 in order to form the vena contracta 17, The protruded convex portion 16a which becomes an obstacle inside the mixed fluid flow paths 9 and 10 is provided on the wall surface of the tip end of the structure 16 which is on the opposite side to the ejection side. It is also possible to form the vena contracta 17 in which the depth of the grooves forming the flow path of the mixed fluid flow paths 9 and 10 is changed to narrow the flow path end surface.

또한, 장해물이 되는 상기 볼록 형상부(16a)를 구조물(16)의 선단의 벽면에 설치하는 경우에는, 나사나 핀 등의 체결물에 의해 설치하는 것이 바람직하다.When the convex portion 16a, which becomes an obstacle, is provided on the wall surface of the front end of the structure 16, it is preferable that the convex portion 16a is provided by a fastener such as a screw or a fin.

그리고, 고유속 부분에서 혼합 유체 유로(9, 10) 내의 상기 볼록 형상부(16a)에 마모가 생긴 경우, 대상이 되는 볼록 형상부(16a)의 부분만을 교환하면 된다.In the case where the convex portion 16a in the mixed fluid flow path 9, 10 is worn in the proper speed portion, only the portion of the convex portion 16a to be the object may be replaced.

또한, 장해물이 되는 볼록 형상부(16a)를 내마모재로 형성하면, 내용 시간이 증가하는 것 외에, 혼합 유체 유로(9, 10) 전체를 내마모재로 형성하는 경우에 비해, 내마모재의 적용 부분을 저감시킬 수 있어, 비용적으로 우위가 된다.In addition, when the convex portion 16a, which is an obstacle, is formed of an abrasion resistant material, in addition to the increase in the content time, compared with the case of forming the entire mixed fluid flow passages 9 and 10 by the abrasion resistant material, It is possible to reduce the application portion, and it is advantageous in cost.

내마모재는 일반적으로 내마모성이 다른 재료에 비해 높지만, 내열성이나 열변형에 대한 내력이 낮은 경우가 많다. 따라서, 상기 볼록 형상부(16a)를 내마모재로 형성하도록 하면, 내마모재의 적용 부분을 줄일 수 있어, 열변형에서의 변위량이 작은 것에 의해 내열성이나 열변형에 대한 내력이 향상된다. 이로 인해, 분무 노즐(1)의 혼합 유체 유로(9, 10)의 전체를 내마모재로 하는 경우에 비해, 내용시간이 증가한다.Wear resistant abrasives generally have higher abrasion resistance than other materials, but they often have low heat resistance and resistance to thermal deformation. Therefore, when the convex portion 16a is formed of an abrasion resistant material, the applied portion of the abrasion resistant material can be reduced, and the amount of displacement in the thermal deformation is small, so that resistance to heat resistance and thermal deformation is improved. As a result, the content time is increased as compared with the case where the entire mixed fluid flow paths 9, 10 of the atomizing nozzle 1 are made of an abrasion resistant material.

또한, 본 실시예의 분무 노즐(1)에서는 출구 구멍(11)이 단일인 경우를 도시하였지만, 출구 구멍(11)을 복수 형성한 경우에도 본 실시예의 분무 노즐(1)에, 혼합 유체(8)를 하향 유동시키는 혼합 유체 유로(9, 10)의 유로 단면적이 제2 합류부(92)에 면한 출구 구멍(11)의 근방에서, 상기 혼합 유체 유로(9, 10)의 유로 폭 방향의 중앙부의 유로 단면적이 좁아지는 축류부(17)를 형성한다. 즉, 도 3에 파선으로 나타낸 바와 같이, 혼합 유체 유로(9, 10)의 폭 방향의 중앙부의 유로 단면적이 혼합 유체 유로(9, 10)의 유로 폭 방향의 단부의 유로 단면적보다도 유로 단면적이 좁아지는 축류부(17)를 형성함으로써, 분무하는 혼합 유체(8)를 미립화하는 미립화 효과를 얻고 있다.In the spray nozzle 1 of this embodiment, the outlet hole 11 is single. However, even when a plurality of outlet holes 11 are formed, the mixed fluid 8 is supplied to the spray nozzle 1 of this embodiment, Sectional area of the mixed fluid flow paths 9 and 10 for downward flow of the mixed fluid flow paths 9 and 10 in the vicinity of the exit hole 11 facing the second confluent portion 92, Thereby forming the vena contracta 17 in which the cross-sectional area of the flow passage is narrowed. That is, as shown by the broken line in FIG. 3, the flow path cross-sectional area of the central portion in the width direction of the mixed fluid flow paths 9, 10 is smaller than that of the end portions of the mixed fluid flow paths 9, The atomizing effect of atomizing the mixed fluid 8 to be atomized is obtained.

또한, 분무 노즐(1)의 출구 구멍(11)의 수를 늘리는, 소위 다공화에 의해, 하나의 출구 구멍(11)으로부터 분무되는 혼합 유체(8)의 분출량을 많게 하지 않고, 분무 노즐(1)로부터 분무되는 혼합 유체(8)의 분출량을 증가시킬 수 있다. 즉, 출구 구멍(11)의 다공화에 의해 미립화 성능을 유지하면서 분무 노즐(1)의 대용량화가 가능해 진다.It is also possible to increase the amount of the mixed fluid 8 sprayed from one outlet hole 11 by increasing the number of the outlet holes 11 of the spray nozzle 1, 1) of the mixed fluid 8 to be sprayed can be increased. That is, it is possible to increase the capacity of the atomizing nozzle 1 while maintaining the atomization performance by the diffraction of the exit holes 11. [

상기한 본 실시예의 분무 노즐(1)에 따르면, 상기 분무 유체(2)와 분무용 매체(3)가 혼합된 혼합 유체(8)를 하향 유동시키는 혼합 유체 유로(9, 10)의 유로 단면적이 제2 합류부(92)에 면한 출구 구멍(11)의 근방의 상기 혼합 유체 유로(9, 10)에서 좁아지도록 축류부(17)를 형성함으로써, 혼합 유체(8)의 유속은 출구 구멍(11)의 근방에서 가속된다.According to the spray nozzle 1 of the present embodiment described above, the flow path cross-sectional area of the mixed fluid flow paths 9, 10 for downwardly flowing the mixed fluid 8 in which the spraying fluid 2 and the spraying medium 3 are mixed, 2 flow passage 9 in the vicinity of the outlet hole 11 facing the confluence portion 92 of the mixing fluid passage 9 is formed so that the flow velocity of the mixed fluid 8 is equal to or higher than the flow velocity of the mixed fluid 8, As shown in Fig.

그리고, 가속된 혼합 유체(8)의 흐름이 출구 구멍(11)의 근방에서 대향한 흐름으로 하여 혼합 유체 유로(9, 10)에 형성한 제2 합류부(92)에서 충돌하고, 출구 구멍(11)으로부터 분무 노즐(1)의 외부로 분출되어 분무됨으로써, 대향한 혼합 유체(8)의 흐름의 충돌에 의해 출구 구멍(11)으로부터 분출되는 혼합 유체(8)의 분무는 부채형의 액막의 두께가 얇아지고, 그 얇은 액막으로 형성되는 분무의 입자 직경은 작아진다.The flow of the accelerated mixed fluid 8 collides at the second confluent portion 92 formed in the mixed fluid flow paths 9 and 10 in the direction opposite to the flow direction at the vicinity of the exit hole 11, The spraying of the mixed fluid 8 ejected from the outlet hole 11 by the impact of the flow of the opposing mixed fluid 8 is performed by spraying the mixed liquid 8 out of the spray nozzle 1, The thickness becomes thinner, and the particle diameter of the spray formed by the thin liquid film becomes small.

출구 구멍(11)의 근방의 축류부(17)에서만 혼합 유체 유로(9, 10)의 유로 단면적이 좁아짐으로써, 혼합 유체(8)의 충돌에 필요한 유속을 확보하면서, 혼합 유체 유로(9, 10)를 흐르는 혼합 유체(8)의 압력 손실을 저감시킬 수 있다.The flow path cross-sectional area of the mixed fluid flow paths 9 and 10 is narrowed only in the vena contracta 17 near the exit hole 11 to prevent the mixed fluid flow paths 9 and 10 It is possible to reduce the pressure loss of the mixed fluid 8 flowing through the fluid passage 8.

또한, 혼합 유체 유로(9, 10)를 하향 유동하는 혼합 유체(8)의 유속이 제2 합류부(92)에 면한 출구 구멍(11)의 근방에서 상승함으로써, 혼합 유체(8)를 형성하는 분무 유체(2)와 분무용 매체(3)의 혼합이 촉진되어, 혼합 촉진에 의한 혼합 유체(8)의 미립화가 촉진된다.The flow rate of the mixed fluid 8 flowing downward in the mixed fluid flow paths 9 and 10 is raised in the vicinity of the exit hole 11 facing the second confluent portion 92 to form the mixed fluid 8 The mixing of the spraying fluid 2 and the spraying medium 3 is promoted and the atomization of the mixed fluid 8 by the mixing promotion is promoted.

또한, 제2 합류부(92)에 면한 출구 구멍(11)의 근방의 축류부(17)에서 상기 혼합 유체 유로(9, 10)의 유로 단면적이 좁아질 때에, 혼합 유체 유로(9, 10)의 유로 폭 방향의 중앙부만의 유로 단면적이, 상기 주위 부분이 되는 유로 폭 방향의 단부의 유로 단면적에 비해 좁아지도록 형성함으로써, 상기 혼합 유체(8)는 혼합 유체 유로(9, 10)의 유로 폭 방향의 중앙부를 흐르는 유량이 줄고, 혼합 유체 유로(9, 10)의 유로 폭 방향의 단부를 흐르는 유량이 증가한다.When the flow path cross-sectional area of the mixed fluid passages 9, 10 is narrowed in the vena contracta 17 near the exit hole 11 facing the second confluent portion 92, the mixed fluid passages 9, Sectional area of the flow channel width of the mixed fluid passages 9 and 10 is narrower than that of the flow channel cross-sectional area of the end portion in the flow channel width direction which becomes the peripheral portion, And the flow rate of the mixed fluid flowing through the ends of the mixed fluid flow paths 9, 10 in the flow path width direction is increased.

이 결과, 출구 구멍(11)의 근방의 혼합 유체 유로(9, 10)의 제2 합류부(92)에서 혼합 유체(8)가 충돌하여 출구 구멍(11)으로부터 분무 노즐(1)의 외부로 분무된 혼합 유체(8)의 분무인 부채형 분무의 액막의 두께는, 도 2에 도시하는 부채형 분무의 분무 중앙부(18)에서 얇아져, 분무의 입자 직경이 작아진다.As a result, the mixed fluid 8 impinges on the second merging portion 92 of the mixed fluid flow paths 9 and 10 in the vicinity of the outlet hole 11 and flows from the outlet hole 11 to the outside of the spray nozzle 1 The thickness of the liquid film of the fan-shaped spray which is the spray of the sprayed mixed fluid 8 becomes thinner at the spray central portion 18 of the fan-shaped spray shown in Fig. 2, and the particle diameter of the spray becomes small.

또한, 부채형 분무의 유량은 부채형 분무의 분무 중앙부(18)에서의 유량이 줄어든다. 한편, 부채형 분무의 분무 중앙부(18)의 주위 부분이 되는 부채형 분무의 분무 외연부(19)에서는 유량이 증가하지만, 부채형 분무의 분무 중앙부(18)의 유량에 비해 부채형 분무의 분무 외연부(19)의 유량은 동등 이하이고, 부채형 분무의 분무 외연부(19)에서는 부채형 분무의 분무 중앙부(18)보다도 주위 기체와의 혼합이 진행되기 쉽다. 이로 인해, 분무의 입자 직경은 거의 바뀌지 않는다.Also, the flow rate of the fan-shaped spray decreases in the spray central portion 18 of the fan-shaped spray. On the other hand, the flow rate is increased at the sprayed-out portion 19 of the fan-shaped spray which is the peripheral portion of the spray central portion 18 of the fan-shaped spray, but the spraying of the fan- The flow rate of the outer edge portion 19 is equal to or less than that of the outer peripheral edge portion 19 of the fan type spray, and mixing with the peripheral gas tends to proceed more readily than the spray central portion 18 of the fan type spray. As a result, the particle diameter of the spray is hardly changed.

본 실시예의 분무 노즐(1)에서는, 유량에 관해서는 부채형 분무의 분무 중앙부(18)에서 줄고, 분무 외연부(19)에서 증가한다. 입자 직경에 관해서는 부채형 분무의 분무 중앙부(18)에서 작아지고, 분무 외연부(19)는 거의 바뀌지 않는다. 이로 인해, 부채형 분무의 분무 중앙부(18)와 분무 외연부(19)를 합한 전체에서는 분무의 입자 직경이 작아진다.In the spray nozzle 1 of the present embodiment, the flow rate is reduced in the spray central portion 18 of the fan-shaped spray and increased in the spray outer portion 19. The particle diameter is reduced in the spraying central portion 18 of the fan-shaped spray, and the spraying outer portion 19 is hardly changed. As a result, the particle diameter of the spray becomes small in the whole of the combined spray central portion 18 and the spray outer portion 19 of the fan-shaped spray.

즉, 본 실시예의 분무 노즐을 이용함으로써, 동일한 분무용 매체의 사용량으로 미립화를 촉진할 수 있다. 또한, 미립화 성능을 얻는 데 필요한 분무용 매체의 사용량을 억제하거나, 또는 분무 유체나 분무용 매체에 가하는 압력을 저감시킬 수 있다.In other words, by using the spray nozzle of this embodiment, atomization can be promoted by the same amount of the spraying medium. In addition, it is possible to suppress the amount of the spraying medium used to obtain atomization performance, or to reduce the pressure applied to the spraying fluid or the spraying medium.

또한, 본 실시예의 분무 노즐에서는 부채형 분무의 분무 중앙부(18)의 유량이 줄어듦으로써, 분무가 골고루 공간으로 확장되어, 연소용 공기와의 혼합이 진행된다.In addition, in the spray nozzle of the present embodiment, the flow rate of the spray central portion 18 of the fan-shaped spray is reduced, so that the spray expands evenly and mixing with the combustion air proceeds.

미립화와 연소용 공기의 혼합 촉진에 의해, 연소 반응이 진행되고, 연소 장치 출구에서의 미연소분이나 매진, 일산화탄소가 저감되어, 연소 효율을 높게 할 수 있다. 또한 연소 반응을 빠르게 진행시킴으로써, 산소의 소비가 진행되어, 질소산화물의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 미연소분이나 매진, 일산화탄소가 저감됨으로써, 연소 장치에 투입하는 잉여의 공기를 삭감할 수 있다.By promoting the atomization and the mixing of the combustion air, the combustion reaction proceeds, and the unburned fraction, the sold-out, and the carbon monoxide at the outlet of the combustion apparatus are reduced, and the combustion efficiency can be increased. Further, by rapidly advancing the combustion reaction, the consumption of oxygen proceeds and the generation of nitrogen oxides can be suppressed. In addition, unburned fraction, sold out, and carbon monoxide are reduced, so that surplus air to be injected into the combustion apparatus can be reduced.

잉여의 공기가 줄면, 연소 배기 가스량도 저하되어, 연소 배기 가스와 함께 연소 장치 밖으로 방출되는 현열을 저하시켜, 열 효율을 높일 수 있다.If the surplus air is reduced, the amount of combustion exhaust gas is also lowered, and the sensible heat released to the outside of the combustion apparatus together with the combustion exhaust gas is lowered, so that the thermal efficiency can be increased.

본 실시예의 분무 노즐을 이용한 연소 장치에서는, 분무용 매체의 사용량의 억제나 압력의 저감에 의해, 각각의 공급이나 가압력에 사용한 에너지 소비량을 저감시킬 수 있다.In the combustion apparatus using the spray nozzle of this embodiment, the amount of energy consumed for each supply and the pressing force can be reduced by suppressing the amount of use of the spraying medium and by reducing the pressure.

또한, 분무용 매체로서 증기를 이용하는 경우, 연소 장치 내에 투입된 증기에 의한 연소 장치에서의 열 효율이 저하되지만, 본 실시예의 분무 노즐을 이용하면, 증기의 사용량을 줄여도 미립화를 유지할 수 있으므로, 열 효율의 저하를 방지할 수 있다.In addition, when steam is used as the spraying medium, the thermal efficiency in the combustion apparatus by the steam injected into the combustion apparatus is lowered. However, by using the spray nozzle of this embodiment, atomization can be maintained even if the amount of steam used is reduced. It is possible to prevent degradation.

본 실시예에 따르면, 분무 유체의 입자 직경이 비교적 커지는 분무의 중앙부의 미립화를 촉진하여 분무 유체 전체의 미립화의 촉진과, 분무 유체의 미세화에 이용하는 분무용 매체의 사용량의 저감 또는 가압력의 저감을 양립시켜 연소 효율을 향상시킨 분무 노즐을 실현할 수 있다.According to this embodiment, atomization of the central portion of the spray having a relatively large particle diameter of the spraying fluid is promoted, both atomization of the atomizing fluid is promoted, and the amount of the spraying medium used for atomizing the atomizing fluid is reduced or the pressing force is reduced A spray nozzle having improved combustion efficiency can be realized.

[실시예 2][Example 2]

본 발명의 제2 실시예인 분무 노즐의 구조에 대해, 도 5 내지 도 7을 이용하여 설명한다.The structure of the spray nozzle which is the second embodiment of the present invention will be described with reference to Figs. 5 to 7. Fig.

도 5 내지 도 7에 도시한 본 실시예의 분무 노즐(61)은, 도 1 내지 도 4에 도시한 제1 실시예의 분무 노즐(1)과 기본적인 구성은 공통되어 있고, 따라서 양 실시예에 공통된 구성의 설명은 생략한다.The spray nozzle 61 of this embodiment shown in Figs. 5 to 7 has the same basic structure as that of the spray nozzle 1 of the first embodiment shown in Figs. 1 to 4, .

도 5 내지 도 7에 본 실시예의 분무 노즐(61)의 선단부를 도시하고 있고, 도 5는 상류측이 분무 유체(2)(액체 연료)의 공급 계통(도시하지 않음)과 상기 분무 유체(2)를 미세화하기 위해 사용하는 분무용 매체(3)(증기 또는 압축 공기 등)의 공급 계통(도시하지 않음)에 접속하는 분무 노즐(1)의 선단부의 단면도이며 도 7의 A-A 방향의 단면도를 도시하고, 도 6은 도 7에 도시한 본 실시예의 분무 노즐(1)의 선단부를 다른 방향으로부터 본 분무 노즐(1)의 선단부의 단면도이며 도 7의 B-B 방향의 단면도를 도시하고, 도 7은 도 5에 도시한 본 실시예의 분무 노즐(1)의 선단부를 출구 구멍으로부터 본 평면도를 각각 도시하고 있다. 또한, X방향은 분무 노즐(1)로부터 분무하는 분출 방향을 나타내고 있다.5 to 7 show the tip end portion of the spray nozzle 61 of the present embodiment. Fig. 5 shows an example in which the upstream side is connected to a supply system (not shown) of the spray fluid 2 (liquid fuel) Sectional view of the tip end portion of the atomizing nozzle 1 connected to a supply system (not shown) of a spraying medium 3 (vapor or compressed air, etc.) used for refining the atomizing medium 3 6 is a cross-sectional view of the distal end portion of the atomizing nozzle 1 seen from the other side of the tip portion of the atomizing nozzle 1 of this embodiment shown in Fig. 7, and Fig. 7 is a cross- And the top view of the atomizing nozzle 1 of this embodiment shown in FIG. In addition, the X-direction indicates the direction of spraying sprayed from the spraying nozzle 1.

도 5 내지 도 7에 도시한 본 실시예의 분무 노즐(61)은, 앞서 도 1 내지 도 4에 도시한 제1 실시예의 분무 노즐(1)과 기본적으로 동일한 구성의 팬 스프레이식 분무 노즐이다.The spray nozzle 61 of this embodiment shown in Figs. 5 to 7 is a fan spray spray nozzle having basically the same structure as that of the spray nozzle 1 of the first embodiment shown in Figs. 1 to 4 described above.

본 실시예의 분무 노즐(61)은 전술한 도 1 내지 도 4에 도시한 제1 실시예의 분무 노즐(1)과 공통된 유로 구성이고, 대향하여 배치한 혼합 유체 유로(9, 10)의 유로 단면적이 제2 합류부(92)가 되는 출구 구멍(11) 근방에서 좁아지는 축류부(17)를 형성하도록 구성하고 있다.The spray nozzle 61 of this embodiment has a common flow path configuration with the spray nozzle 1 of the first embodiment shown in Figs. 1 to 4 described above, and the flow path cross-sectional area of the mixed fluid flow paths 9, And the vena contracta 17 narrowing in the vicinity of the exit hole 11 serving as the second confluence portion 92 is formed.

본 실시예의 분무 노즐(61)에서는 제2 합류부(92)에 면한 출구 구멍(11)의 근방만, 상기 혼합 유체 유로(9, 10)의 유로 단면적을 좁히는 축류부(17)를, 도 7에 도시한 바와 같이, 유로 폭 방향의 중앙부뿐만 아니라 유로 폭 방향의 단부를 포함한 유로 폭 방향 전체에 걸쳐서 형성함으로써, 혼합 유체(8)의 유속은 출구 구멍(11)의 근방에서 높아진다.In the spray nozzle 61 of the present embodiment, the vena contracta 17 that narrows the flow path cross-sectional area of the mixed fluid flow paths 9, 10 only in the vicinity of the exit hole 11 facing the second confluent portion 92, The flow velocity of the mixed fluid 8 is increased in the vicinity of the outlet hole 11, as shown in Fig. 3B, as well as in the central portion in the flow path width direction as well as the entire flow path width direction including the end portion in the flow path width direction.

한편, 고유속 부분은 혼합 유체 유로(9, 10)의 유로 단면적을 똑같이 좁히는 경우에 비해 적다. 이로 인해, 압력 손실의 증가를 억제할 수 있다.On the other hand, the inherent velocity portion is smaller than the case where the flow path cross-sectional area of the mixed fluid flow paths 9, 10 is equally narrowed. As a result, an increase in pressure loss can be suppressed.

또한 혼합 유체 유로(9, 10)를 하향 유동하는 혼합 유체(8)의 유속이 변화되어 상승함으로써, 혼합 유체(8)의 정압은 축류부(17)의 근방에서 저하된다. 이때, 혼합 유체(8) 중 분무용 매체(3)는 기체이고 정압의 저하에 수반하여 체적이 증가한다.The static pressure of the mixed fluid 8 is lowered in the vicinity of the vena contracta 17 as the flow rate of the mixed fluid 8 flowing down the mixed fluid flow paths 9, At this time, the spraying medium (3) among the mixed fluids (8) is a gas and the volume increases with the decrease of the static pressure.

체적이 증가할 때, 분무 유체(2)(액체)를 분단하여 미립화하므로, 혼합 유체(8)의 미립화가 촉진된다.When the volume increases, the spraying fluid 2 (liquid) is divided and atomized, so that atomization of the mixed fluid 8 is promoted.

또한, 도 7에 도시한 바와 같이, 혼합 유체 유로(9, 10)의 제2 합류부(92)에 면한 출구 구멍(11)의 근방에서, 출구 구멍(11)의 분출측과 대향측의 구조물(16)의 벽면에는 곡선 형상의 볼록 형상부(16b)가 혼합 유체 유로(9, 10) 내에 돌출되도록 설치되어, 상기 혼합 유체 유로(9, 10)의 유로 단면적을 좁히는 축류부(17)를 형성하고 있지만, 상기 볼록 형상부(16b)는 구조물(16)과는 별체로서 상기 구조물(16)에 설치된 구조로 되어 있고, 상기 볼록 형상부(16b)가 교환 가능하게 되어 있다.7, in the vicinity of the outlet hole 11 facing the second merging portion 92 of the mixed fluid flow paths 9 and 10, the structure of the outlet side 11 and the outlet side A curved convex portion 16b is provided on the wall surface of the mixing chamber 16 so as to protrude in the mixed fluid flow paths 9 and 10 so as to reduce the cross flow portion 17 of the mixed fluid flow paths 9 and 10 The convex portion 16b is formed separately from the structure 16 and is provided on the structure 16 so that the convex portion 16b can be exchanged.

상기 축류부(17)가 원만하게 혼합 유체 유로(9, 10)의 유로 단면적을 바꾸도록 상기 볼록 형상부(16b)를 곡률 형상으로 형성함으로써, 혼합 유체 유로(9, 10)의 유로 단면적을 단계 형상으로 변화시키는 경우에 비해 압력 손실의 증가를 저감시킬 수 있다.The convex portion 16b is formed in a curved shape so that the vena contracta 17 smoothly changes the flow cross sectional area of the mixed fluid flow paths 9 and 10 so that the flow cross sectional area of the mixed fluid flow paths 9, The increase in the pressure loss can be reduced as compared with the case of changing to the shape.

또한, 혼합 유체 유로(9, 10)의 단면적이 좁아진 부분에서의 정압을 저하시킴으로써, 혼합 유체(8)의 미립화가 촉진된다. In addition, atomization of the mixed fluid 8 is promoted by lowering the static pressure at the portion where the cross-sectional area of the mixed fluid flow paths 9, 10 is narrowed.

도 5 내지 도 7에 도시하는 본 실시예의 분무 노즐(61)에서는, 혼합 유체(8)를 외부로 분무하는 출구 구멍(11)의 분출측과 대향측이 되는 제2 합류부(92)에 면한 구조물(16)의 벽면에 혼합 유체 유로(9, 10) 내에 돌출된 곡선 형상의 볼록 형상부(16b)를 설치하여 상기 혼합 유체 유로(9, 10)의 유로 단면이 좁아지는 축류부(17)를 형성하고 있다.In the spray nozzle 61 of this embodiment shown in Figs. 5 to 7, the second merging portion 92, which faces the jetting side of the outlet hole 11 for spraying the mixed fluid 8 to the outside, A curved convex portion 16b protruding in the mixed fluid flow paths 9 and 10 is provided on the wall surface of the structure 16 so that the axial flow portion 17, .

이와 같이 분출측이 되는 출구 구멍(11)과는 반대측의 구조물(16)의 벽면에 곡선 형상의 볼록 형상부(16b)를 설치하면, 출구 구멍(11)의 근방에서 혼합 유체 유로(9, 10)를 흐르는 혼합 유체(8)는 분출 방향(도 5 중 X방향)을 향하는 흐름이 유기된다.When the curved convex portion 16b is provided on the wall surface of the structure 16 opposite to the ejection hole 11 as the ejection side as described above, the mixed fluid passages 9 and 10 The flow of the mixed fluid 8 flowing in the spraying direction (X direction in FIG. 5) is induced.

이로 인해, 고속으로 충돌하면서도 혼합 유체(8)의 분무는 분출 방향(X방향)으로의 속도 성분이 높아져, 분무 노즐(61)로부터 분무되는 혼합 유체(8)의 분무 입자의 유속은 빨라지고, 고속이고 또한 입자 직경이 작은 입자를 분무할 수 있다.As a result, the velocity of the mixed fluid 8 in the spraying direction (X direction) becomes high, and the flow velocity of the sprayed particles of the mixed fluid 8 sprayed from the spray nozzle 61 becomes fast, And particles having a small particle diameter can be sprayed.

그리고, 본 실시예의 분무 노즐(61)에서 대향 배치된 혼합 유체 유로(9, 10)를 하향 유동한 혼합 유체(8)는 출구 구멍(11)의 근방의 제2 합류부(92)에서 서로 충돌하여 분무 노즐(61)의 선단부에 형성한 출구 구멍(11)으로부터 외부로 분무됨으로써, 미립화한 혼합 유체(8)는 혼합 유체 유로(9, 10)의 유동 방향[혼합 유체 유로(9, 10)가 배치된 방향]에 대해 직각 방향(도 7의 B-B선의 방향)이 되는 도 8에 도시하는 부채형의 분무를 형성하여 외부로 분출된다.The mixed fluid 8 that has flowed downward through the mixed fluid flow paths 9 and 10 disposed opposite to each other in the spray nozzle 61 of this embodiment collides with each other at the second merging portion 92 in the vicinity of the exit hole 11, The atomized mixed fluid 8 is sprayed to the outside from the outlet hole 11 formed at the tip of the atomizing nozzle 61 so that the atomized mixed fluid 8 flows in the flow direction of the mixed fluid flow paths 9, (The direction of the BB line in Fig. 7) with respect to the direction of the flow of the liquid (i.e., the direction in which the liquid is sprayed).

혼합 유체(8)를 외부로 분무하는 분무 노즐(61)의 출구 구멍(11)이 되는 분무 노즐(61)의 선단부의 격벽(15)에는 부채형 분무의 형성 방향과 동일한 방향으로 홈부(12)가 형성되어 있고, 이 홈부(12)와 혼합 유체 유로(9, 10)의 교차부가 혼합 유체(8)를 외부로 분무하는 출구 구멍(11)이 된다.The partition wall 15 at the front end of the spray nozzle 61 serving as the outlet hole 11 of the spray nozzle 61 for spraying the mixed fluid 8 is provided with the groove 12 in the same direction as the formation direction of the fan- And an intersection of the groove 12 and the mixed fluid flow paths 9 and 10 serves as an outlet hole 11 for spraying the mixed fluid 8 to the outside.

또한, 장해물이 되는 볼록 형상부(16b)를 구조물(16)의 선단의 벽면에 설치하는 경우에는 나사나 핀 등의 체결물에 의해 설치하는 것이 바람직하다.When the convex portion 16b to be an obstacle is provided on the wall surface of the front end of the structure 16, it is preferable that the convex portion 16b is provided by a fastener such as a screw or a pin.

그리고, 고유속 부분에서 혼합 유체 유로(9, 10) 내의 상기 볼록 형상부(16b)에 마모가 생긴 경우, 대상이 되는 볼록 형상부(16b)의 부분만을 교환하면 된다.When the convex portion 16b in the mixed fluid flow path 9, 10 in the proper speed portion is worn, only the portion of the convex portion 16b to be the object is replaced.

또한, 볼록 형상부(16b)의 부분을 내마모재로 하면, 내용 시간이 증가하는 것 외에, 혼합 유체 유로(9, 10) 전체를 내마모재로 하는 경우에 비해, 내마모재의 적용 부분을 저감시킬 수 있어, 비용적으로 우위가 된다.When the portion of the convex portion 16b is made of the abrasion resistant material, the content time is increased and the applied portion of the abrasion resistant material is used as the abrasion resistant material It can be reduced, and it is advantageous in cost.

내마모재는 일반적으로 내마모성이 다른 재료에 비해 높지만, 내열성이나 열변형에 대한 내력이 낮은 경우가 많다. 따라서, 상기 볼록 형상부(16b)를 내마모재로 형성하도록 하면, 내마모재의 적용 부분을 줄일 수 있어, 열변형에서의 변위량이 작은 것에 의해 내열성이나 열변형에 대한 내력이 향상된다. 이로 인해, 분무 노즐(1)의 혼합 유체 유로(9, 10) 전체를 내마모재로 하는 경우에 비해, 내용 시간이 증가한다.Wear resistant abrasives generally have higher abrasion resistance than other materials, but they often have low heat resistance and resistance to thermal deformation. Therefore, when the convex portion 16b is formed of an abrasion resistant material, the application portion of the abrasion resistant material can be reduced, and the amount of displacement in thermal deformation is small, so that resistance to heat resistance and thermal deformation is improved. As a result, the content time is increased as compared with the case where the entire mixed fluid flow passages 9 and 10 of the spray nozzle 1 are made of an abrasion resistant material.

본 실시예의 분무 노즐(61)에서는 혼합 유체 유로(9, 10)의 유로 단면적은 유로 단면이 좁아지는 축류부(17)를 형성하기 위해 출구 구멍(11)의 분출측과 대향측이 되는 구조물(16)의 선단의 벽면에, 혼합 유체 유로(9, 10) 내측에 장해물이 되도록 돌출된 곡면 형상의 볼록 형상부(16b)를 설치하고 있지만, 이 볼록 형상부(16b)의 설치 대신에 상기 혼합 유체 유로(9, 10)의 유로를 형성하는 홈의 깊이를 변경하여 유로 단면이 좁아지는 축류부(17)를 형성하는 것도 가능하다.In the spray nozzle 61 of this embodiment, the flow path cross-sectional area of the mixed fluid flow passages 9, 10 is a structure (the flow path cross-sectional area of the mixed fluid flow paths 9, 10) which is opposed to the ejection side of the exit hole 11 A convex portion 16b having a curved surface protruded to be an obstacle is provided inside the mixed fluid flow paths 9 and 10 on the wall surface of the tip end of the convex portion 16, It is also possible to form the vena contracta 17 by changing the depth of the grooves forming the flow paths of the fluid flow paths 9, 10 to narrow the flow path end face.

또한 본 실시예의 분무 노즐(61)에서는 혼합 유체 유로(9, 10)의 분출 구멍(11)과 반대측이 되는 구조물(16)의 선단측의 벽면 전방면에 장해물이 되는 볼록 형상부(16b)를 설치하였지만, 구조물(16)의 선단측의 벽면 전방면이 아니라, 구조물(16)의 선단측의 벽면 측면에 혼합 유체 유로(9, 10) 내측에 장해물이 되도록 돌출된 곡면 형상의 볼록 형상부(16b)를 설치해도, 혼합 유체 유로(9, 10)의 유로 단면적을 좁히게 되므로, 상기한 효과를 얻는 것이 가능하다.In the spray nozzle 61 of the present embodiment, the convex portion 16b, which becomes an obstacle, is formed on the front side of the front side wall of the structure 16 opposite to the spray hole 11 of the mixed fluid flow paths 9, A curved convex portion (not shown) protruding to be an obstacle inside the mixed fluid flow paths 9, 10 is formed on the side wall surface side of the front end side of the structure 16 instead of the front side wall surface side of the structure 16 16b are provided, the flow path cross-sectional area of the mixed fluid flow paths 9, 10 is narrowed, so that the above-described effect can be obtained.

본 실시예의 분무 노즐(61)을 채용하면, 분무용 매체의 사용량의 억제나 압력의 저감에 의해, 각각의 공급이나 가압력에 이용한 에너지 소비량을 저감시킬 수 있다. 또한, 분무용 매체로서 증기를 이용하는 경우, 연소 장치 내에 투입된 증기에 의한 연소 장치로의 열 효율이 저하되지만, 본 실시예의 분무 노즐을 이용하면, 증기의 사용량을 줄여도 미립화를 유지할 수 있으므로, 열 효율의 저하를 방지할 수 있다.By employing the spray nozzle 61 of this embodiment, it is possible to reduce the amount of energy consumed for each supply or pressing force by suppressing the amount of the spraying medium used and by reducing the pressure. In addition, when steam is used as the spraying medium, the thermal efficiency of the combustion apparatus by the steam injected into the combustion apparatus is lowered. However, by using the spray nozzle of this embodiment, atomization can be maintained even if the amount of steam used is reduced. It is possible to prevent degradation.

또한, 본 실시예의 분무 노즐(61)에서는 혼합 유체(8)를 분무 노즐(61)의 외부로 분무하는 출구 구멍(11)이 단일인 경우를 나타냈지만, 출구 구멍(11)을 복수 형성한 경우에도 본 실시예의 분무 노즐(61)에서는 출구 구멍(11) 근방의 혼합 유체 유로(9, 10)의 제2 합류부(92)에 면한 구조물(16)의 벽면에 혼합 유체 유로(9, 10) 내에 돌출된 곡선 형상의 볼록 형상부(16b)를 설치하여 도 5 내지 도 7에 도시한 바와 같이 상기 혼합 유체 유로(9, 10)의 유로 폭 방향 전체에 걸쳐서 유로 단면이 좁아지는 축류부(17)를 설치함으로써 혼합 유체(8)의 미립화 효과는 얻어진다.In the spray nozzle 61 of this embodiment, the single outlet hole 11 for spraying the mixed fluid 8 to the outside of the spray nozzle 61 is shown. However, when a plurality of outlet holes 11 are formed The mixed fluid flow paths 9 and 10 are formed on the wall surface of the structure 16 facing the second confluence portion 92 of the mixed fluid flow paths 9 and 10 near the outlet hole 11 in the spray nozzle 61 of this embodiment. Shaped convex portions 16b projecting in the axial direction of the mixing fluid passages 9 and 10 are provided so as to extend in the axial direction of the vena contracta 17 The atomizing effect of the mixed fluid 8 is obtained.

또한, 분무 노즐(61)의 출구 구멍(11)을 늘리는, 소위 다공화에 의해, 하나의 출구 구멍(11)으로부터 분무되는 혼합 유체(8)의 분출량을 많게 하지 않고, 분무 노즐(1)로부터 분무하는 혼합 유체(8)의 분출량을 늘릴 수 있다. 즉, 출구 구멍(11)의 다공화에 의해 미립화 성능을 유지하면서 분무 노즐(1)의 대용량화가 가능해진다.It is also possible to increase the amount of the mixed fluid 8 sprayed from one outlet hole 11 by increasing the outlet hole 11 of the spray nozzle 61, It is possible to increase the ejection amount of the mixed fluid 8 to be sprayed. In other words, it is possible to increase the capacity of the atomizing nozzle 1 while maintaining the atomization performance by the diffraction of the exit holes 11. [

본 실시예에 따르면, 도 6에 도시한 바와 같이, 분무 유체의 입자 직경이 비교적 커지는 부채형 분무의 분무 중앙부(18)중앙부(18)의 미립화를 촉진하고, 분무 유체 전체의 미립화의 촉진과, 분무 유체의 미세화에 이용하는 분무용 매체의 사용량의 저감 또는 가압력의 저감을 양립시켜 연소 효율을 향상시킨 분무 노즐을 실현할 수 있다.According to this embodiment, as shown in Fig. 6, atomization of the central portion 18 of the spray central portion 18 of the fan-shaped spray having a relatively large particle diameter of the spray fluid is facilitated, It is possible to realize a spray nozzle capable of reducing the amount of the spraying medium used for micronization of the atomizing fluid or reducing the pressing force and improving the combustion efficiency.

[실시예 3][Example 3]

다음에, 본 발명의 제2 실시예의 분무 노즐(1) 또는 제2 실시예의 분무 노즐(61)을 구비한 본 발명의 제3 실시예인 분무 노즐을 구비한 버너에 대해 도 8을 이용하여 설명한다.Next, a burner having a spray nozzle according to a third embodiment of the present invention including the spray nozzle 1 of the second embodiment or the spray nozzle 61 of the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 8 .

도 8에 도시한 본 실시예의 분무 노즐을 구비한 버너에 이용되는 분무 노즐(1 및 61)은, 도 1 내지 도 4에 도시한 제1 실시예의 분무 노즐(1) 및 도 5 내지 도 7에 도시한 제2 실시예의 분무 노즐(61)이고, 따라서 양 실시예의 분무 노즐(1, 61)과 공통된 구성의 설명은 생략한다.The spray nozzles 1 and 61 used in the burner equipped with the spray nozzle of this embodiment shown in Fig. 8 are similar to the spray nozzle 1 of the first embodiment shown in Figs. 1 to 4 and Figs. 5 to 7 Is the spray nozzle 61 of the second embodiment shown in the drawing, and therefore the description of the structure common to the spray nozzles 1 and 61 of both embodiments is omitted.

도 8에 본 실시예의 분무 노즐을 구비한 버너의 일례를 도시한다. 도 8에 도시한 본 실시예의 분무 노즐(1 또는 61)을 구비한 버너(20)에 있어서, 본 실시예의 버너(20)에서는 버너(20)의 중심축(21)의 선단에는, 도 1 내지 도 3에 도시한 분무 유체와 분무용 매체의 혼합 유체(8)를 분무하는 분무 노즐(1), 또는 도 5 내지 도 7에 도시한 분무 유체와 분무용 매체의 혼합 유체(8)를 분무하는 분무 노즐(61)을 구비하고, 이 중심축(21)의 선단 근처에 화염 안정용 장해물(22)을 구비하고 있다.Fig. 8 shows an example of a burner provided with the spray nozzle of this embodiment. In the burner 20 having the spray nozzle 1 or 61 of the present embodiment shown in Fig. 8, the burner 20 of the present embodiment is provided with the center axis 21 of the burner 20, A spray nozzle 1 for spraying the mixed fluid 8 of the spraying fluid and the spraying medium shown in Fig. 3, or a spraying nozzle 1 for spraying the mixed fluid 8 of the spraying fluid and the spraying medium shown in Figs. (61), and a flame stabilizing obstacle (22) is provided near the tip of the central shaft (21).

중심축(21)에 구비한 상기 장해물(22)로서는 선회류 발생용 선회 날개나 슬릿을 갖는 방해판 등이 일반적이다. 분무 노즐(1 또는 61)로부터는 분무 유체(2)와 분무용 매체(3)를 혼합한 혼합 유체(8)를 분무하고, 도 2 및 도 6에 도시한 제1 실시예 및 제2 실시예의 분무 노즐(1 또는 61)의 경우와 마찬가지로, 부채형의 분무(23)가 형성된다.The obstacle 22 provided on the center shaft 21 is generally a wing blade for generating a swirling flow or an obstruction plate having a slit. The mixed fluid 8 obtained by mixing the spraying fluid 2 and the spraying medium 3 is sprayed from the spraying nozzle 1 or 61 and sprayed from the spraying nozzles 1 or 61 in the first and second embodiments shown in Figs. As in the case of the nozzle 1 or 61, a fan-shaped spray 23 is formed.

버너(20)의 연소용 공기는 윈도우 박스(24)로부터 3개의 유로로 나뉘어 공급된다. 중심의 분무 노즐(1)에 가까운 쪽으로부터, 1차 유로(25), 2차 유로(26), 3차 유로(27)이다. 1차 유로(25), 2차 유로(26), 3차 유로(27)로부터 각각 1차 공기(28), 2차 공기(29), 3차 공기(30)로서 공급되어 화로 내(31)에 분출된다.The combustion air of the burner 20 is supplied from the window box 24 divided into three flow paths. The primary flow path 25, the secondary flow path 26 and the tertiary flow path 27 from the side close to the central atomizing nozzle 1. Is supplied as primary air 28, secondary air 29 and tertiary air 30 from the primary flow path 25, the secondary flow path 26 and the tertiary flow path 27, As shown in Fig.

이들 연소용 공기는 윈도우 박스(24)의 2차 유로(26) 및 3차 유로(27) 내에 각각 설치한 선회류 발생기(32, 33)나, 2차 유로(26)와 3차 유로(27) 사이의 출구측에 설치한 가이드판(34)에 의해 연소용 공기의 분출 방향을 바꾸어 화로(31) 내에 공급되어, 매진이나 NOx의 발생을 억제한다.These combustion air is supplied to the swirling flow generators 32 and 33 provided in the secondary flow path 26 and the tertiary flow path 27 of the window box 24 and the secondary flow path 26 and the tertiary flow path 27 , And is supplied into the furnace 31 to suppress the generation of sold-out or NOx.

또한, 이들 연소용 공기는 상기 각 유로(15, 26, 27)에 각각 설치한 댐퍼(도시하지 않음)에 의해 상기 유량을 제어한다.Further, these combustion air controls the flow rate by a damper (not shown) provided in each of the flow paths 15, 26 and 27, respectively.

버너(20)는 화로(31)의 화로벽(35)에 설치되어 있고, 화로벽(35)에는 전열관(36)을 설치하여 열회수를 행하고 있다.The burner 20 is installed in the furnace wall 35 of the furnace 31 and the furnace wall 35 is provided with a heat transfer tube 36 for heat recovery.

본 실시예의 분무 노즐(1 또는 61)을 구비한 버너(20)에 공급되는 연소용 공기는, 후술하는 도 9의 제4 실시예인 버너를 구비한 연소 장치에 도시한 바와 같이, 연소용 공기 공급 계통(41)으로부터 배관(45와 46)으로 분기되어, 각각 버너(20)와 공기 공급구(44)로부터 화로(31) 내로 분출시켜 공급한다. 연소용 공기를 버너(20)와 공기 공급구(44)로 나누어 화로(31) 내에 공급함으로써, 버너(20)에서 형성되는 화염의 온도를 저감시킨다.The combustion air to be supplied to the burner 20 having the spray nozzle 1 or 61 of this embodiment is supplied to the combustion air supply apparatus 1 as shown in the combustion apparatus equipped with the burner which is the fourth embodiment of FIG. Branched from the system 41 to the pipes 45 and 46 and fed into the furnace 31 from the burner 20 and the air supply port 44, respectively. The combustion air is divided into the burner 20 and the air supply port 44 and supplied into the furnace 31 to reduce the temperature of the flame formed in the burner 20. [

또한, 버너(20) 근방의 화로(31) 내에서 공기 부족으로 연소함으로써 연료 중에 포함되는 질소분의 일부가 환원제로서 생성되어, 연소에 의해 발생하는 NOx를 질소로 환원하는 반응이 생긴다. 이로 인해, 화로(31)의 출구에서의 NOx 농도는 버너(20)로부터 모든 연소용 공기를 공급하는 경우에 비해 저감시킬 수 있다.In addition, a part of the nitrogen fraction contained in the fuel is generated as a reducing agent by burning in the furnace 31 in the vicinity of the burner 20 due to lack of air, and a reaction occurs in which NOx generated by combustion is reduced to nitrogen. Therefore, the NOx concentration at the outlet of the furnace 31 can be reduced as compared with the case where all of the combustion air is supplied from the burner 20.

또한, 공기 공급구(44)로부터 남은 연소용 공기를 화로(31) 내에 공급하여, 연료를 완전 연소시킴으로써 미연소분을 저감시킨다. 공기 공급구(44)로부터 공급된 연소용 공기와 혼합한 연소 가스(47)는 화로(31)의 상부의 열교환기(48)에서 열교환된 후에, 연도(49)를 통해, 굴뚝(50)으로부터 대기로 방출된다.Further, the remaining combustion air from the air supply port 44 is supplied into the furnace 31 to completely burn the fuel, thereby reducing the unburned fraction. The combustion gas 47 mixed with the combustion air supplied from the air supply port 44 is heat-exchanged in the heat exchanger 48 in the upper part of the furnace 31 and then flows through the flue 49 from the chimney 50 And released into the atmosphere.

본 실시예의 버너(20)에 구비된 분무 노즐(1)은, 도 1 내지 도 4에 도시한 제1 실시예의 분무 노즐(1), 또는 도 5 내지 도 7에 도시한 제2 실시예의 분무 노즐(61)을 채용하고 있으므로, 연료 액체인 분무 유체를 미립화하여, 액체 연료의 단위 중량당의 표면적이 증가하므로, 연소 반응이 진행되어, 연소 장치 출구에서의 미연소분이나 매진, 일산화탄소가 저감되어, 연소 장치의 연소 효율을 높게 할 수 있다.The atomizing nozzle 1 provided in the burner 20 of the present embodiment is the atomizing nozzle 1 of the first embodiment shown in Figs. 1 to 4 or the atomizing nozzle 1 of the second embodiment shown in Figs. The surface area per unit weight of the liquid fuel is increased by atomizing the atomizing fluid as the fuel liquid so that the combustion reaction proceeds to reduce unburned components at the outlet of the combustion apparatus, The combustion efficiency of the apparatus can be increased.

또한, 연소 반응을 빠르게 진행시킴으로써, 산소의 소비가 진행되어, 질소산화물의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 미연소분이나 매진, 일산화탄소가 저감됨으로써, 연소 장치에 투입하는 잉여의 공기를 삭감할 수 있다.In addition, by accelerating the combustion reaction, the consumption of oxygen proceeds and the generation of nitrogen oxides can be suppressed. In addition, unburned fraction, sold out, and carbon monoxide are reduced, so that surplus air to be injected into the combustion apparatus can be reduced.

그리고, 잉여의 공기를 감소시킴으로써 연소 배기 가스량도 저하되어, 연소 배기 가스와 함께 연소 장치 밖으로 방출되는 현열을 저하시켜, 연소 장치의 열 효율을 높일 수 있다.By reducing surplus air, the amount of combustion exhaust gas is also lowered, so that the sensible heat released to the outside of the combustion apparatus together with the combustion exhaust gas is reduced, and the thermal efficiency of the combustion apparatus can be increased.

본 실시예의 분무 노즐을 구비한 버너(20)에서는 상기 버너(20)에 공급하는 분무용 매체의 사용량의 억제나 압력의 저감에 의해, 분무용 매체의 공급이나 가압력에 사용한 에너지 소비량을 저감시킬 수 있다.In the burner 20 provided with the spray nozzle of the present embodiment, the consumption amount of the spraying medium to be supplied to the burner 20 is suppressed or the pressure is reduced, so that the amount of energy consumed for supply of the spraying medium and the pressing force can be reduced.

또한, 분무용 매체로서 증기를 이용하는 경우, 연소 장치 내에 투입된 증기에 의한 연소 장치에서의 열 효율이 저하되지만, 본 발명의 분무 노즐을 이용하면, 증기의 사용량을 줄여도 미립화를 종래와 동등하게 유지할 수 있으므로, 열 효율의 저하를 방지할 수 있다.In addition, when steam is used as the spraying medium, the thermal efficiency in the combustion apparatus by the steam injected into the combustion apparatus is lowered. However, by using the spray nozzle of the present invention, atomization can be kept equal to that of the prior art even if the amount of steam used is reduced , And the deterioration of the thermal efficiency can be prevented.

또한, 본 실시예의 분무 노즐을 구비한 버너(20)에서는 연료로서 액체 연료를 사용하는 경우를 나타냈지만, 주연료로서 미분탄 등의 고체 연료를 사용하고, 보조 연료로서 액체 연료를 사용하는 경우도 적용 가능하다. 이 경우, 분무 노즐(1 또는 61)로부터 액체 연료를 화로 내에 분무하는 경우에 상기의 효과가 얻어진다.In the burner 20 provided with the spray nozzle of this embodiment, the liquid fuel is used as the fuel. However, the case where the solid fuel such as pulverized coal is used as the main fuel and the liquid fuel is used as the auxiliary fuel is also applicable It is possible. In this case, the above effect is obtained when the liquid fuel is sprayed from the spray nozzle 1 or 61 into the furnace.

본 실시예에 따르면, 분무 유체의 입자 직경이 비교적 커지는 분무의 중앙부의 미립화를 촉진하여 분무 유체 전체의 미립화의 촉진과, 분무 유체의 미세화에 이용하는 분무용 매체의 사용량의 저감 또는 가압력의 저감을 양립시켜 연소 효율을 향상시킨 분무 노즐을 구비한 버너를 실현할 수 있다.According to this embodiment, atomization of the central portion of the spray having a relatively large particle diameter of the spraying fluid is promoted, both atomization of the atomizing fluid is promoted, and the amount of the spraying medium used for atomizing the atomizing fluid is reduced or the pressing force is reduced It is possible to realize a burner having a spray nozzle with improved combustion efficiency.

[실시예 4][Example 4]

다음에, 본 발명의 제4 실시예인 버너를 구비한 연소 장치에 대해 도 9를 이용하여 설명한다.Next, a combustion apparatus equipped with a burner, which is a fourth embodiment of the present invention, will be described with reference to Fig.

도 9에 도시한 본 실시예의 버너(20)를 구비한 연소 장치(60)에 이용되는 분무 노즐(1 또는 61)은, 도 1 내지 도 4에 도시한 제1 실시예의 분무 노즐(1), 또는 도 5 내지 도 7에 도시한 제2 실시예의 분무 노즐(61)과 동일한 것이고, 분무 노즐(1 또는 61)을 구비한 버너(20)는 도 8에 도시한 제2 실시예의 버너(20)와 동일한 것이므로, 이들 실시예에 공통된 구성의 설명은 생략한다.The atomizing nozzle 1 or 61 used in the combustion apparatus 60 provided with the burner 20 of this embodiment shown in Fig. 9 differs from the atomizing nozzle 1 or 61 of the first embodiment shown in Figs. 1 to 4, Or the spray nozzle 61 of the second embodiment shown in Figs. 5 to 7, and the burner 20 having the spray nozzle 1 or 61 is the same as the burner 20 of the second embodiment shown in Fig. 8, The description of the configuration common to these embodiments will be omitted.

도 9에 본 실시예의 버너를 구비한 연소 장치의 일례를 도시한다. 도 9에 도시한 본 실시예의 버너(20)를 구비한 연소 장치(60)에 있어서, 본 실시예의 연소 장치(60)에서는, 분무 노즐(1 또는 61)을 구비한 버너(20)는 도 9에 도시되어 있는 바와 같이 화로(31)의 화로벽(35)에 복수개 설치된다.Fig. 9 shows an example of a combustion apparatus provided with the burner of this embodiment. 9, in the combustion apparatus 60 having the burner 20 of the present embodiment, in the combustion apparatus 60 of the present embodiment, the burner 20 provided with the spray nozzle 1 or 61 is the same as the burner 20 shown in Fig. 9 As shown in Fig. 3 (a).

분무 노즐(1 또는 61)을 구비한 상기 버너(20)에는 연소용 공기 공급 계통(41), 액체 연료 공급 계통(42) 및 분무용 매체 공급 계통(43)이 각각 접속되어 있다.The combustion air supply system 41, the liquid fuel supply system 42 and the spraying medium supply system 43 are connected to the burner 20 having the spray nozzle 1 or 61, respectively.

또한, 연료로서 상기 버너(20)에 고체 연료를 공급하는 경우에는, 고체 연료 공급 계통(도시하지 않음)이 더 배치되도록 구성하고 있다.Further, when the solid fuel is supplied to the burner 20 as fuel, a solid fuel supply system (not shown) is further arranged.

본 실시예의 버너(20)를 구비한 연소 장치(60)에 설치한 버너(20)는, 도 1 내지 도 4에 도시한 제1 실시예의 분무 노즐(1), 또는 도 5 내지 도 7에 도시한 제2 실시예의 분무 노즐(61)이 구비되어 있고, 이 버너(20)에 연소용 공기를 공급하는 연소용 공기 공급 계통(41)으로부터, 상기 버너(20)에 접속하는 배관(45)과, 상기 버너(20)의 하류측이 되는 화로(31)의 화로벽(35)에 형성된 공기 공급구(44)에 접속하는 배관(46)이 분기되어 배치되어 있다.The burner 20 provided in the combustion apparatus 60 provided with the burner 20 of the present embodiment is similar to the spray nozzle 1 of the first embodiment shown in Figs. A piping 45 connected to the burner 20 is provided from a combustion air supply system 41 for supplying combustion air to the burner 20, And a pipe 46 connected to the air supply port 44 formed in the furnace wall 35 of the furnace 31 on the downstream side of the burner 20 is branched.

상기 연소용 공기 공급 계통(41)으로부터 분기된 배관(45)과 배관(46)에는 공급하는 공기의 유량을 조절하는 유량 조절 밸브(도시하지 않음)가 설치되어 있다.The pipe 45 and the pipe 46 branched from the combustion air supply system 41 are provided with a flow rate control valve (not shown) for controlling the flow rate of the air to be supplied.

또한, 상기 액체 연료 공급 계통(42)과 분무용 매체 공급 계통(43)에는 각각의 상류측에 액체 연료나 분무용 매체의 압력 및 유량을 조정하는 공급기(도시하지 않음)가 접속되어 있고, 이들 액체 연료 공급 계통(42)과 분무용 매체 공급 계통(43)의 하류 단부에 도 1 내지 도 4에 도시한 제1 실시예의 분무 노즐(1), 또는 도 5 내지 도 7에 도시한 제2 실시예의 분무 노즐(61)이 설치되어 있다.A feeder (not shown) for adjusting the pressure and the flow rate of the liquid fuel or the spraying medium is connected to the upstream side of the liquid fuel supply system 42 and the spraying medium supply system 43, The spray nozzle 1 of the first embodiment shown in Figs. 1 to 4 or the spray nozzle 2 of the second embodiment shown in Figs. 5 to 7 is provided at the downstream end of the supply system 42 and the spraying medium supply system 43, (61).

본 실시예의 연소 장치(60)에 구비된 버너(20)에는, 공급되는 연소용 공기는 연소용 공기 공급 계통(41)으로부터 배관(45)과 배관(46)으로 분기되어, 버너(20)와 공기 공급구(44)로부터 각각 화로(31) 내로 분출되게 된다.The supplied combustion air is branched into the pipe 45 and the pipe 46 from the combustion air supply system 41 to the burner 20 provided in the combustion device 60 of the present embodiment, And is blown into the furnace 31 from the air supply port 44.

연소용 공기를 연소용 공기 공급 계통(41)으로부터 배관(45)과 배관(46)으로 분기되어 공급함으로써, 상기 버너(20)로부터 분무되어 화로(31) 내에 형성되는 화염의 온도를 저감시킨다.The temperature of the flame formed in the furnace 31 is reduced by spraying from the burner 20 by supplying the combustion air from the combustion air supply system 41 to the pipe 45 and the pipe 46 in a branched manner.

또한, 본 실시예의 버너(20)를 구비한 연소 장치(60)에 있어서는, 버너(20)의 근방의 화로(31) 내에서 공기 부족으로 연료의 분무 유체를 연소시킴으로써 연료 중에 포함되는 질소분의 일부가 환원제로서 생성되고, 연소에 의해 발생하는 NOx를 질소로 환원하는 반응이 생긴다.In the combustion apparatus 60 provided with the burner 20 of the present embodiment, the spraying fluid of the fuel is burned in the furnace 31 in the vicinity of the burner 20 due to lack of air, Is generated as a reducing agent, and a reaction occurs in which NOx generated by combustion is reduced to nitrogen.

이로 인해, 화로(31)의 출구에서의 NOx 농도는 버너(20)로부터 모든 연소용 공기를 화로(31) 내에 공급하는 경우에 비해 저감시킬 수 있다.Therefore, the NOx concentration at the outlet of the furnace 31 can be reduced as compared with the case where all the combustion air is supplied from the burner 20 into the furnace 31.

또한, 연소용 공기 공급 계통(41)으로부터 분기된 배관(46)을 통해 공기 공급구(44)로부터 남은 연소용 공기를 화로(31) 내에 공급하고, 연료의 분무 유체를 완전 연소시킴으로써 미연소분을 저감시킨다.The remaining combustion air from the air supply port 44 is supplied into the furnace 31 through the pipe 46 branched from the combustion air supply system 41 to completely burn off the fuel spraying fluid, .

상기 공기 공급구(44)로부터 공급된 연소용 공기와 혼합한 연소 가스(47)는 화로(31)의 상부에 설치된 열교환기(48)에서 열교환한 후에, 연도(49)를 통해 굴뚝(50)으로부터 대기로 방출된다.The combustion gas 47 mixed with the combustion air supplied from the air supply port 44 is heat-exchanged in the heat exchanger 48 provided on the upper part of the furnace 31, To the atmosphere.

또한, 본 실시예의 연소 장치(60)에 구비된 버너(20)에 도 1 내지 도 4에 도시한 제1 실시예의 분무 노즐(1), 또는 도 5 내지 도 7에 도시한 제2 실시예의 분무 노즐(61)을 채용함으로써, 액체 연료의 연료 유체를 미립화하여 분무함으로써 액체 연료의 단위 중량당의 표면적이 증가하므로, 연소 반응이 진행되어, 연소 장치(60)의 출구에서의 미연소분이나, 매진, 일산화탄소가 저감되어, 연소 장치의 연소 효율을 높게 할 수 있다.1 to 4 or the spray of the second embodiment shown in Figs. 5 to 7 is applied to the burner 20 provided in the combustion apparatus 60 of the present embodiment, By adopting the nozzle 61, the surface area per unit weight of the liquid fuel is increased by atomizing and spraying the fuel fluid of the liquid fuel, so that the combustion reaction proceeds and the unburned portion at the outlet of the combustion device 60, Carbon monoxide is reduced, and the combustion efficiency of the combustion apparatus can be increased.

또한, 연소 반응을 빠르게 진행시킴으로써, 산소의 소비가 진행되어, 질소산화물의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 미연소분이나, 매진, 일산화탄소가 저감됨으로써, 연소 장치에 투입하는 잉여의 공기를 삭감할 수 있다. 잉여의 공기가 줄어들면, 연소 배기 가스량도 저하되고, 연소 배기 가스와 함께 연소 장치 밖으로 방출되는 현열을 저하시켜, 연소 장치의 열 효율을 높일 수 있다.In addition, by accelerating the combustion reaction, the consumption of oxygen proceeds and the generation of nitrogen oxides can be suppressed. In addition, since unburned fraction, sold out, and carbon monoxide are reduced, surplus air to be injected into the combustion apparatus can be reduced. If the surplus air is reduced, the amount of combustion exhaust gas is also lowered, and the sensible heat released to the outside of the combustion apparatus together with the combustion exhaust gas is reduced, and the thermal efficiency of the combustion apparatus can be increased.

분무용 매체의 사용량의 억제나 압력의 저감에 의해, 각각의 공급이나 가압력에 사용한 에너지 소비량을 저감시킬 수 있다. 또한, 분무용 매체로서 증기를 이용하는 경우, 연소 장치 내에 투입된 증기에 의한 연소 장치에서의 열 효율이 저하되지만, 상기한 제1 실시예의 분무 노즐(1) 또는 제2 실시예의 분무 노즐(61)을 상기 버너(20)에 이용함으로써, 증기의 사용량을 줄여도 미립화를 유지할 수 있으므로, 연소 장치의 열 효율의 저하를 방지할 수 있다.By suppressing the amount of use of the spraying medium or by reducing the pressure, it is possible to reduce the amount of energy consumed for each supply or pressing force. When the steam is used as the spraying medium, the thermal efficiency in the combustion apparatus by the steam injected into the combustion apparatus is lowered. However, the spraying nozzle 1 of the first embodiment or the spraying nozzle 61 of the second embodiment By using the burner 20 in the burner 20, it is possible to maintain atomization even if the amount of steam used is reduced, so that deterioration in thermal efficiency of the combustion apparatus can be prevented.

도 9에 도시하는 본 실시예의 버너(20)를 구비한 연소 장치(60)에 있어서는, 연소용 공기를 연소용 공기 공급 계통(41)으로부터 배관(45) 및 배관(46)으로 분기되어 버너(20) 및 공기 공급구(44)의 양쪽으로부터 화로(31) 내로 공급하는 예를 나타냈지만, 연소용 공기를 버너(20)로부터만 화로(31) 내로 공급하는 경우에도 도 8에 도시한 제2 실시예의 분무 노즐(1 또는 61)을 구비한 버너(20)를 적용할 수 있다.9, the combustion air is branched from the combustion air supply system 41 to the pipe 45 and the pipe 46, and is supplied to the burner 20 The supply of the combustion air from the burner 20 to the furnace 31 is performed in the second furnace 31 and the furnace 31 is supplied from both the furnace 20 and the air supply port 44. However, A burner 20 having a spray nozzle 1 or 61 of the embodiment can be applied.

또한, 도 9에 도시하는 본 실시예의 버너를 구비한 연소 장치에서는 화로(31)를 구성하는 하나의 화로벽(35)에 도 8에 도시한 제2 실시예의 버너(20)를 설치한 경우를 도시하였지만, 화로(31)를 구성하는 복수의 화로벽(31)에 상기 버너(20)를 설치한 경우나, 화로(31)를 구성하는 화로벽(31)의 코너부에 상기 버너(20)를 설치한 경우에도 적용할 수 있다.In the combustion apparatus equipped with the burner of this embodiment shown in Fig. 9, the case where the burner 20 of the second embodiment shown in Fig. 8 is installed in one furnace wall 35 constituting the furnace 31 When the burner 20 is provided in a plurality of furnace walls 31 constituting the furnace 31 or when the burner 20 is placed at the corner of the furnace wall 31 constituting the furnace 31, It is possible to apply the present invention to a case in which it is installed.

본 실시예에 따르면, 분무 유체의 입자 직경이 비교적 커지는 분무의 중앙부의 미립화를 촉진하여 분무 유체 전체의 미립화의 촉진과, 분무 유체의 미세화에 이용하는 분무용 매체의 사용량의 저감 또는 가압력의 저감을 양립시켜 연소 효율을 향상시킨 분무 노즐을 갖는 버너를 구비한 연소 장치를 실현할 수 있다.According to this embodiment, atomization of the central portion of the spray having a relatively large particle diameter of the spraying fluid is promoted, both atomization of the atomizing fluid is promoted, and the amount of the spraying medium used for atomizing the atomizing fluid is reduced or the pressing force is reduced It is possible to realize a combustion apparatus provided with a burner having a spray nozzle with improved combustion efficiency.

본 발명은 분무용 매체를 이용하여 분무 유체를 미립화하는 분무 노즐, 이 분무 노즐을 구비한 버너 및 이 버너를 구비한 연소 장치에 각각 적용 가능하다.The present invention is applicable to a spray nozzle for atomizing a spraying fluid using a spraying medium, a burner having the spraying nozzle, and a combustion apparatus having the burner.

1 : 분무 노즐
2 : 분무 유체
3 : 분무용 매체
4, 5 : 분무 유체 유로
6, 7 : 분무용 매체 유로
8 : 혼합 유체
9, 10 : 혼합 유체 유로
11 : 출구 구멍
12 : 홈부
13, 14 : 굴곡부
15 : 격벽
16 : 구조물
16a, 16b : 볼록 형상부
17 : 축류부
18 : 부채형의 분무 중앙부
19 : 부채형의 분무 외연부
20 : 버너
21 : 동축 유로 구성 부재
22 : 장해물
23 : 분무
24 : 윈도우 박스
25 : 1차 유로
26 : 2차 유로
27 : 3차 유로
28 : 1차 공기의 흐름
29 : 2차 공기의 흐름
30 : 3차 공기의 흐름
31 : 화로
32, 33 : 선회류 발생기
34 : 가이드판
35 : 화로벽
36 : 전열관
41 : 연소용 공기 공급 계통
42 : 액체 연료 공급 계통
43 : 분무용 매체 공급 계통
44 : 공기 공급구
45, 46 : 배관
47 : 연소 가스의 흐름
48 : 열교환기
49 : 연도
50 : 굴뚝
60 : 연소 장치
61 : 분무 노즐
91 : 제1 합류부
92 : 제2 합류부1: Spray nozzle
2: Spray fluid
3: Spray medium
4, 5: Spray fluid channel
6, 7: The spraying medium flow path
8: Mixed fluid
9, 10: Mixed fluid channel
11: exit hole
12: Groove
13, 14:
15:
16: Structure
16a and 16b:
17:
18: Spraying center of the fan type
19: Spout of the fan type
20: Burner
21: coaxial flow channel component
22: Obstacle
23: Spray
24: Window box
25: Primary flow
26: Secondary flow
27: Third flow
28: Primary air flow
29: Secondary air flow
30: Flow of tertiary air
31: Brazier
32, 33: swirl generator
34: guide plate
35: Fire wall
36: Heat transfer pipe
41: combustion air supply system
42: Liquid fuel supply system
43: Spraying medium supply system
44: air supply port
45, 46: Piping
47: Flow of combustion gas
48: Heat exchanger
49: Year
50: chimney
60: Combustion device
61: Spray nozzle
91: First merging section
92: second merging section

Claims

A spray nozzle for spraying an atomized mixed fluid by mixing a spraying fluid with a spraying medium, wherein the spraying nozzle comprises a partition wall forming an outer surface of the spray nozzle, and a structure accommodated in the partition wall,
Wherein a plurality of grooves are formed on an outer surface of the structure as an inlet side of the atomizing nozzle to form a plurality of spray fluid passages for supplying a spray fluid from the inner wall of the partition wall and the groove portions,
A plurality of spraying medium flow paths for supplying a spraying medium to the inside of the structure, which is the inlet side of the spray nozzle,
The plurality of atomizing fluid channels for supplying the atomizing fluid include a first merging section in which the atomizing medium supplied from the atomizing medium flow path communicates with the atomizing medium channel while the atomizing medium flow path communicates with the atomizing fluid channel, Forming,
The mixed fluid flow path communicating with the atomizing fluid flow path is arranged so as to oppose to the plurality of atomized fluid flow paths which are the downstream side of the first merging section so that the mixed fluid flowing downward from the atomized fluid flow path is opposed to each other,
The mixed fluid flow path is provided with a second merging portion in which mixed fluids flowing downward in the mixed fluid flow path disposed opposite to each other collide with each other in the vicinity of the tip of the atomizing nozzle,
An outlet hole through which the mixed fluid is sprayed from the atomizing nozzle to the outside is formed in the partition wall at the tip end of the atomizing nozzle facing the second merging section formed in the mixed fluid passage,
Sectional area of the mixed fluid flow path facing the second merging portion is narrower than the flow path cross-sectional area of the mixed fluid flow path that is the upstream side of the second merging portion. Nozzle.

A spray nozzle for atomizing a spraying fluid by mixing with a spraying medium, wherein the spraying nozzle comprises a partition wall defining an outer surface of the spray nozzle, and a structure accommodated in the partition wall,
Wherein a plurality of grooves are formed on an outer surface of the structure as an inlet side of the atomizing nozzle to form a plurality of spray fluid passages for supplying a spray fluid from the inner wall of the partition wall and the groove portions,
A plurality of spraying medium flow paths for supplying a spraying medium to the inside of the structure, which is the inlet side of the spray nozzle,
The plurality of atomizing fluid channels for supplying the atomizing fluid include a first merging section in which the atomizing medium supplied from the atomizing medium channel communicates with the atomizing medium channel while the atomizing medium channel communicates with the atomizing medium channel, Forming,
The mixed fluid flow path communicating with the atomizing fluid flow path is arranged so as to oppose to the plurality of atomized fluid flow paths which are the downstream side of the first merging section so that the mixed fluid flowing downward from the atomized fluid flow path is opposed to each other,
The mixed fluid flow path is provided with a second merging portion in which mixed fluids flowing downward in the mixed fluid flow path disposed opposite to each other collide with each other in the vicinity of the tip of the atomizing nozzle,
An outlet hole for spraying the mixed fluid from the atomizing nozzle to the outside is formed in the partition wall of the tip end of the atomizing nozzle facing the second merging section formed in the mixed fluid passage,
Wherein the mixing fluid channel is provided with a mixed flow channel in which the flow channel cross-sectional area of the mixed fluid channel is perpendicular to the flow direction of the mixed fluid, Wherein the axial flow portion is narrower than an end portion of the spray nozzle.

3. The apparatus according to claim 1 or 2, wherein the axial flow portion formed in the mixed fluid flow path facing the second merging portion has a wall surface of the structure opposite to the outlet hole formed in the partition wall facing the second merging portion, Is formed by a protruding portion protruding into the mixed fluid passage.

The spray nozzle according to any one of claims 1 to 3, wherein protrusions provided on a wall surface of the structure to be protruded into the mixed fluid channel are replaceably installed in the structure.

The mixed fluid according to any one of claims 1 to 3, further comprising: a mixed fluid flowing downward to the second confluent portion through the mixed fluid channel disposed opposite to the partition wall having the outlet hole facing the second confluent portion of the mixed fluid channel, Wherein the second groove portion is formed in a direction orthogonal to the flow direction of the second confluent portion and the outlet hole is formed at the intersection of the second confluent portion and the second groove portion.

The spray nozzle according to any one of claims 1 to 3, wherein the mixed fluid flow path is formed with a bent portion that changes the flow direction of the mixed fluid to the communication portion in which the mixed fluid flow path communicates with the atomizing fluid flow path.

1. A burner having a spray nozzle using liquid fuel as fuel,
6. A spray nozzle as claimed in any one of claims 1 to 6, characterized in that the liquid fuel is supplied to the atomizing nozzle as the atomizing fluid, and steam or compressed air is supplied to the atomizing nozzle Wherein the spray nozzle is provided with a spray nozzle.

A burner comprising: a fuel nozzle for injecting a solid fuel and a carrier gas thereof; a spray nozzle for spraying the liquid fuel; and a combustion gas nozzle for jetting a combustion gas for burning the solid fuel and the liquid fuel,
The spray nozzle as claimed in any one of claims 1 to 6, wherein the liquid fuel is supplied to the atomizing nozzle as the atomizing fluid, and steam or compressed air is supplied to the atomizing nozzle Wherein the nozzle is provided with a spray nozzle.

A combustion device having a burner for burning fossil fuel,
A fuel supply system for supplying fossil fuel to the combustion furnace, a combustion gas supply system for supplying a combustion gas to the combustion furnace, and a fuel supply system for supplying the combustion gas to the combustion gas supply system A burner for burning fossil fuel which is connected to the system and installed on the furnace wall of the combustion furnace, a heat exchanger for recovering heat from the combustion exhaust gas generated in the combustion furnace, and a heat exchanger for supplying the heat recovered combustion exhaust gas to the outside of the combustion furnace Have,
The burner according to claim 7 or 8, wherein the burner is a fossil fuel liquid fuel.

A combustion apparatus comprising a burner for burning a solid fuel and a liquid fuel,
A solid fuel supply system for supplying a solid fuel to the combustion furnace, a liquid fuel supply system for supplying a liquid fuel to the combustion furnace, and a burner for supplying a combustion gas to the combustion furnace A plurality of burners connected to the fuel supply system and the combustion gas supply system for burning the solid fuel and the liquid fuel provided on the furnace wall of the combustion furnace; And a flue for supplying the heat-recovered combustion exhaust gas to the outside of the combustion furnace,
The combustion apparatus provided with a burner, wherein the burner according to claim 7 or 8 is used as the burner.