WO2014141424A1

WO2014141424A1 - 噴霧ノズル、噴霧ノズルを備えたバーナ、及び噴霧ノズルを有するバーナを備えた燃焼装置

Info

Publication number: WO2014141424A1
Application number: PCT/JP2013/057156
Authority: WO
Inventors: 洋文岡▲崎▼; 折井　明仁; 倉増　公治; 祐樹近藤
Original assignee: バブコック日立株式会社
Priority date: 2013-03-14
Filing date: 2013-03-14
Publication date: 2014-09-18
Also published as: WO2014142305A1

Abstract

　噴霧ノズルに噴霧流体流路と噴霧用媒体流路を備え、噴霧流体流路から分岐した第１の分岐流路と噴霧用媒体流路から分岐した第２の分岐流路を配設し、第１の分岐流路と第２の分岐流路とを接続して噴霧流体と噴霧用媒体を混合した混合流体を流下させ、噴霧ノズル先端部近傍に混合流体を対向して流下させ衝突させる対向流路を複数対配設し、この対向流路を複数の出口孔に接続させて混合流体を出口孔から外部に噴出するように構成し、噴霧用媒体流路の内部に噴霧流体と噴霧用媒体との気液を分離する気液分離機構を形成すると共に気液分離機構の下流側に流路を複数に分岐する分岐部を設け、この分岐部を異なる出口孔にそれぞれ接続したことを特徴とする。　液体出口孔の液体燃料は高い噴霧圧と適正な気液比で噴霧し、噴霧後に離れた位置を流れる燃焼用気体と混合し易くなるので、燃料濃度が高い場合に発生しやすいばいじんやＣＯの生成を抑制できる。

Description

噴霧ノズル、噴霧ノズルを備えたバーナ、及び噴霧ノズルを有するバーナを備えた燃焼装置

　本発明は、噴霧流体（液体）を噴霧用媒体（気体）で微粒化する二流体噴霧ノズルに係るものであり、特に、液体燃料の噴霧流体を噴霧用媒体で微粒化させる噴霧ノズルと、噴霧ノズルを備えたバーナ、及び噴霧ノズルを有するバーナを備えた燃焼装置に関するものである。

　発電用のボイラのように高出力、高負荷の燃焼装置では、燃料を燃焼装置であるボイラに設けた火炉空間（以下、火炉と記す）で水平燃焼させる浮遊燃焼方式が多く採用される。燃料として燃料油のように液体燃料を燃焼させる場合、燃料を噴霧ノズルで微粒化して火炉内に浮遊させ燃焼させる。

　このような噴霧ノズルは、液体燃料を主燃料とする燃焼装置で噴霧ノズルとして使用される。また、微粉炭のように固体燃料を主燃料として使用する燃焼装置でも、起動や火炎安定化用の助燃用として液体燃料を使用する場合に、燃焼装置に設置して噴霧ノズルとして使用される。

　ところで、液体燃料の燃焼では、主に下記の３項目を満たすことが求められる。
（１）高い燃焼効率。
（２）ばいじん、一酸化炭素や窒素酸化物に代表される燃焼排出物の低減。
（３）燃焼装置の大型化に伴う噴霧ノズルの大容量化と、広い燃焼負荷範囲での安定燃焼。

　前記（１）、（２）に対して、液体燃料の噴霧の微粒化を噴霧用媒体の使用によって適正に行うことが望ましい。液体燃料の微粒化が悪いと燃え残りが増え、燃焼効率が低下し、ばいじんや一酸化炭素が増える。

　一方、噴霧する液体燃料を微細化し過ぎると、液体燃料と燃焼用空気との混合が進まないことから、ばいじんや一酸化炭素が増える。また、液体燃料の微粒化のために噴霧用媒体の使用量や噴霧圧を増やすと、その際のエネルギー使用量が増加する。

　特開昭６１－１６７４７１号公報（特許文献１）には、噴霧ノズルの一例として、液体燃料と噴霧用媒体を流路の途中で混合するいわゆる中間混合型やＹジェット型と呼ばれる噴霧ノズルが開示されている。

　前記特許文献１に開示された噴霧ノズルは、形状が簡素で大容量化に適しているが、微粒化特性が特に液体燃料の流量によって変化するので、微粒化性能の良い動作状態が狭いことが課題となる。

　前記（３）の噴霧ノズルの大容量化と、広い負荷燃焼範囲での安定燃焼への対応として、燃焼工学ハンドブック、日本機械学会（１９９５年）、Ｐ１６５、図１（非特許文献１）には、小容量の噴霧を形成する噴霧ノズルを備えたパイロットバーナや点火トーチと、点火トーチに比べて大量の液体燃料を噴霧する噴霧ノズルを備えた複数の噴霧ノズルを用いるバーナが開示されている。

　前記非特許文献１に開示されたバーナでは、点火時のように液体燃料量が少ない時は小容量向きの噴霧ノズルを用い、液体燃料量が多い時は大容量向きの噴霧ノズルを用いることで、何れの負荷帯においても噴霧圧と噴霧用媒体の使用量を調整し、噴霧の微粒化を適正な範囲に納めることで大容量化と安定燃焼を両立させている。

　特開２００２－１８１３０９号公報（特許文献２）には、１つの噴霧ノズルで広い負荷範囲に対応する方法の一例である噴霧ノズルが開示されている。この特許文献２に開示された噴霧ノズルでは、複数の出口孔を有する噴霧ノズルに対し、液体燃料の配管を複数設け、それぞれ出口孔に接続する噴霧ノズルの構成が開示されている。

　一方、非特許文献１に開示されたバーナでは、複数の噴霧ノズルを用いることで装置が大型化して操作が複雑とならざるを得ないことになり、そのための配管や制御弁の設置や、これらのものを操作する操作時間が必要となる。

　この特許文献１に開示された噴霧ノズルでは、噴霧用媒体の比率が適正範囲から外れた場合でも液体燃料の微粒化を図る方法が示されるものの、液体燃料や噴霧用媒体の運動量が設計範囲より低下する低負荷の条件では、流体の有するエネルギーが低くなって微粒化性能が悪化する。このため、煤塵の低減が図れる負荷範囲は限られたものとなる。

　一方、非特許文献１に開示されたバーナでは、前述したように装置が大型化し、構造が複雑になるので、それらに伴って操作時間が増加することになる。

　また、特許文献２に示される噴霧ノズルでは、接続する液体燃料配管が複数となり、配管数が多くなり、構造が複雑となる。また、複数の液体燃料配管のリークチェックや使用前後の配管内の残留物のパージ操作が必要になり、操作時間が増えるという課題がある。

　１つの噴霧ノズルで広い負荷範囲に対応する方法の一例を特開２００２－１８１３０９号公報（特許文献２）に示す。特許文献２では複数の出口孔を有する噴霧ノズルに対し、液体燃料の配管を複数設け、それぞれ出口孔に接続する噴霧ノズルの構成が示される。

　低負荷では複数の液体燃料配管のうち、出口孔の一部のみを使用し、一部の出口孔から噴霧を形成する。また、高負荷では複数の液体燃料配管の多数を使用することで液体燃料の投入量を増やす。そして、液体燃料の使用量に応じて噴霧ノズルで使用する出口孔の個数を変えるようにして、１つの噴霧ノズルで広い負荷範囲に対応している。

燃焼工学ハンドブック、日本機械学会（１９９５年）、Ｐ１６５、図１

特開昭６１－１６７４７１号公報特開２００２－１８１３０９号公報

　ところで、特許文献１に示される噴霧ノズルでは、噴霧用媒体の比率が適正範囲から外れた場合でも微粒化を図る方法が示されるものの、液体燃料や噴霧用媒体の運動量が設計範囲より低下する低負荷の条件では、流体の有するエネルギーが低く、微粒化性能が悪化する。このため、煤塵の低減が図れる負荷範囲が限られるという課題がある。

　また、非特許文献１に示されるバーナでは、前述の通り、噴霧ノズルが大型化して構造が複雑になるので、これらの操作に時間を有するという課題がある。

　また、特許文献２に示される噴霧ノズルでは、噴霧ノズルに接続する液体燃料配管が複数となり、配管数が多くなることから重量が増え、構造が複雑となる。また、複数の液体燃料配管のリークチェックや使用前後の配管内の残留物のパージ操作が必要となり、操作時間が増えるという課題がある。

　本発明の目的は、低負荷から高負荷までの広い負荷範囲に亘って噴霧ノズルの周囲にまで液体燃料と噴霧用媒体が混合した微細化した混合流体と燃焼用気体とを十分に混合させることを可能にして、煤塵やＣＯ（一酸化炭素）の燃焼排出物の生成を抑制する噴霧ノズル、噴霧ノズルを備えたバーナ、及び噴霧ノズルを有するバーナを備えた燃焼装置を実現することにある。

　本発明の噴霧ノズルは、噴霧ノズルの入口側に噴霧流体を供給する噴霧流体流路と、この噴霧流体を噴霧する噴霧用媒体を供給する噴霧用媒体流路をそれぞれ設け、前記噴霧ノズルに設けた前記噴霧流体流路を流れる噴霧流体と前記噴霧用媒体流路を流れる噴霧用媒体を混合させた混合流体を前記噴霧ノズルの先端部に開口させた複数の出口孔から外部に噴出する噴霧ノズルにおいて、前記噴霧ノズルの内部に前記噴霧流体流路の下流側に該噴霧流体流路から分岐した第１の分岐流路と噴霧用媒体流路の下流側に該噴霧用媒体流路から分岐した第２の分岐流路をそれぞれ配設し、前記噴霧ノズルの内部で前記第１の分岐流路と前記第２の分岐流路とが接続するように配設して、前記第１の分岐流路を流下した噴霧流体と前記第２の分岐流路を流下する噴霧用媒体とが混合した混合流体が流下するように構成し、前記噴霧ノズル先端部近傍となる前記第２の分岐流路の下流側に噴霧流体と噴霧用媒体とが混合した前記混合流体を対向して流下し衝突させる対向流路を複数対配設し、前記対向流路内で衝突した前記混合流体を前記出口孔から外部に噴出するように前記対向流路を前記出口孔にそれぞれ接続させ、前記噴霧用媒体流路の内部に噴霧流体と噴霧用媒体との気液を分離する気液分離機構を形成すると共に該気液分離機構の下流側に流路を複数に分岐する分岐部を設け、前記複数に分岐した分岐部を下流側に配設された前記対向流路を通じてそれぞれ異なる出口孔に接続するように構成したことを特徴とする。

　また本発明の噴霧ノズルは、噴霧ノズルの入口側に噴霧流体を供給する噴霧流体流路と、この噴霧流体を噴霧する噴霧用媒体を供給する噴霧用媒体流路をそれぞれ設け、前記噴霧ノズルに設けた前記噴霧流体流路を流れる噴霧流体と前記噴霧用媒体流路を流れる噴霧用媒体を混合させた混合流体を前記噴霧ノズルの先端部に開口させた複数の出口孔から外部に噴出する噴霧ノズルにおいて、前記噴霧ノズルの内部に前記噴霧流体流路の下流側に該噴霧流体流路から分岐した第１の分岐流路と噴霧用媒体流路の下流側に該噴霧用媒体流路から分岐した第２の分岐流路をそれぞれ配設し、前記噴霧ノズルの内部で前記第１の分岐流路と前記第２の分岐流路とが接続するように配設して、前記第１の分岐流路を流下した噴霧流体と前記第２の分岐流路を流下する噴霧用媒体とが混合した混合流体が流下するように構成し、前記噴霧ノズル先端部近傍となる前記第２の分岐流路の下流側に噴霧流体と噴霧用媒体とが混合した前記混合流体を対向して流下し衝突させる対向流路を複数対配設し、前記対向流路内で衝突した前記混合流体を前記出口孔から外部に噴出するように前記対向流路を前記出口孔にそれぞれ接続させ、前記噴霧流体流路の内部に噴霧流体と噴霧用媒体との気液を分離する気液分離機構を形成すると共に該気液分離機構の下流側に流路を複数に分岐する分岐部を設け、前記複数に分岐した分岐部を下流側に配設された前記対向流路を通じてそれぞれ異なる出口孔に接続するように構成したことを特徴とする。

　本発明の噴霧ノズルを備えたバーナは、噴霧ノズルの入口側に噴霧流体を供給する噴霧流体流路と、この噴霧流体を噴霧する噴霧用媒体を供給する噴霧用媒体流路をそれぞれ設け、前記噴霧ノズルに設けた前記噴霧流体流路を流れる噴霧流体と前記噴霧用媒体流路を流れる噴霧用媒体を混合させた混合流体を前記噴霧ノズルの先端部に開口させた複数の出口孔から外部に噴出する噴霧ノズルであって、前記噴霧ノズルの内部に前記噴霧流体流路の下流側に該噴霧流体流路から分岐した第１の分岐流路と噴霧用媒体流路の下流側に該噴霧用媒体流路から分岐した第２の分岐流路をそれぞれ配設し、前記噴霧ノズルの内部で前記第１の分岐流路と前記第２の分岐流路とが接続するように配設して、前記第１の分岐流路を流下した噴霧流体と前記第２の分岐流路を流下する噴霧用媒体とが混合した混合流体が流下するように構成し、前記噴霧ノズル先端部近傍となる前記第２の分岐流路の下流側に噴霧流体と噴霧用媒体とが混合した前記混合流体を対向して流下し衝突させる対向流路を複数対配設し、前記対向流路内で衝突した前記混合流体を前記出口孔から外部に噴出するように前記対向流路を前記出口孔にそれぞれ接続させ、前記噴霧用媒体流路の内部に噴霧流体と噴霧用媒体との気液を分離する気液分離機構を形成すると共に該気液分離機構の下流側に流路を複数に分岐する分岐部を設け、前記複数に分岐した分岐部を下流側に配設された前記対向流路を通じてそれぞれ異なる出口孔に接続するように構成した噴霧ノズルを備えたバーナであって、前記燃料を噴霧流体として前記噴霧ノズルに供給する燃料供給系統を配設し、蒸気または圧縮空気を前記噴霧流体の噴霧に用いる噴霧用媒体として前記噴霧ノズルに供給する噴霧用媒体供給系統を配設したことを特徴とする。

　また本発明の噴霧ノズルを備えたバーナは、噴霧ノズルの入口側に噴霧流体を供給する噴霧流体流路と、この噴霧流体を噴霧する噴霧用媒体を供給する噴霧用媒体流路をそれぞれ設け、前記噴霧ノズルに設けた前記噴霧流体流路を流れる噴霧流体と前記噴霧用媒体流路を流れる噴霧用媒体を混合させた混合流体を前記噴霧ノズルの先端部に開口させた複数の出口孔から外部に噴出する噴霧ノズルであって、前記噴霧ノズルの内部に前記噴霧流体流路の下流側に該噴霧流体流路から分岐した第１の分岐流路と噴霧用媒体流路の下流側に該噴霧用媒体流路から分岐した第２の分岐流路をそれぞれ配設し、前記噴霧ノズルの内部で前記第１の分岐流路と前記第２の分岐流路とが接続するように配設して、前記第１の分岐流路を流下した噴霧流体と前記第２の分岐流路を流下する噴霧用媒体とが混合した混合流体が流下するように構成し、前記噴霧ノズル先端部近傍となる前記第２の分岐流路の下流側に噴霧流体と噴霧用媒体とが混合した前記混合流体を対向して流下し衝突させる対向流路を複数対配設し、前記対向流路内で衝突した前記混合流体を前記出口孔から外部に噴出するように前記対向流路を前記出口孔にそれぞれ接続させ、前記噴霧流体流路の内部に噴霧流体と噴霧用媒体との気液を分離する気液分離機構を形成すると共に該気液分離機構の下流側に流路を複数に分岐する分岐部を設け、前記複数に分岐した分岐部を下流側に配設された前記対向流路を通じてそれぞれ異なる出口孔に接続するように構成した噴霧ノズルを備えたバーナであって、前記燃料を噴霧流体として前記噴霧ノズルに供給する燃料供給系統を配設し、蒸気または圧縮空気を前記噴霧流体の噴霧に用いる噴霧用媒体として前記噴霧ノズルに供給する噴霧用媒体供給系統を配設したことを特徴とする。

　本発明の噴霧ノズルを有するバーナを備えた燃焼装置は、噴霧ノズルの入口側に噴霧流体を供給する噴霧流体流路と、この噴霧流体を噴霧する噴霧用媒体を供給する噴霧用媒体流路をそれぞれ設け、前記噴霧ノズルに設けた前記噴霧流体流路を流れる噴霧流体と前記噴霧用媒体流路を流れる噴霧用媒体を混合させた混合流体を前記噴霧ノズルの先端部に開口させた複数の出口孔から外部に噴出する噴霧ノズルであって、前記噴霧ノズルの内部に前記噴霧流体流路の下流側に該噴霧流体流路から分岐した第１の分岐流路と噴霧用媒体流路の下流側に該噴霧用媒体流路から分岐した第２の分岐流路をそれぞれ配設し、前記噴霧ノズルの内部で前記第１の分岐流路と前記第２の分岐流路とが接続するように配設して、前記第１の分岐流路を流下した噴霧流体と前記第２の分岐流路を流下する噴霧用媒体とが混合した混合流体が流下するように構成し、前記噴霧ノズル先端部近傍となる前記第２の分岐流路の下流側に噴霧流体と噴霧用媒体とが混合した前記混合流体を対向して流下し衝突させる対向流路を複数対配設し、前記対向流路内で衝突した前記混合流体を前記出口孔から外部に噴出するように前記対向流路を前記出口孔にそれぞれ接続させ、前記噴霧用媒体流路の内部に噴霧流体と噴霧用媒体との気液を分離する気液分離機構を形成すると共に該気液分離機構の下流側に流路を複数に分岐する分岐部を設け、前記複数に分岐した分岐部を下流側に配設された前記対向流路を通じてそれぞれ異なる出口孔に接続するように構成した噴霧ノズルを有するバーナを備えた燃焼装置であって、燃料を燃焼させる燃焼炉と、前記燃焼炉に燃料を供給する燃料供給系統と、前記燃焼炉に燃焼用気体を供給する燃焼用気体供給系統と、前記燃料供給系統と前記燃焼用気体供給系統が接続し前記燃焼炉の炉壁に設けられた燃料を燃焼させるバーナと、前記燃焼炉で発生した燃焼排ガスから熱回収する熱交換器と、前記熱回収された燃焼排ガスを前記燃焼炉の外部へ供給する煙道を有していることを特徴とする。

　また本発明の噴霧ノズルを有するバーナを備えた燃焼装置は、噴霧ノズルの入口側に噴霧流体を供給する噴霧流体流路と、この噴霧流体を噴霧する噴霧用媒体を供給する噴霧用媒体流路をそれぞれ設け、前記噴霧ノズルに設けた前記噴霧流体流路を流れる噴霧流体と前記噴霧用媒体流路を流れる噴霧用媒体を混合させた混合流体を前記噴霧ノズルの先端部に開口させた複数の出口孔から外部に噴出する噴霧ノズルであって、前記噴霧ノズルの内部に前記噴霧流体流路の下流側に該噴霧流体流路から分岐した第１の分岐流路と噴霧用媒体流路の下流側に該噴霧用媒体流路から分岐した第２の分岐流路をそれぞれ配設し、前記噴霧ノズルの内部で前記第１の分岐流路と前記第２の分岐流路とが接続するように配設して、前記第１の分岐流路を流下した噴霧流体と前記第２の分岐流路を流下する噴霧用媒体とが混合した混合流体が流下するように構成し、前記噴霧ノズル先端部近傍となる前記第２の分岐流路の下流側に噴霧流体と噴霧用媒体とが混合した前記混合流体を対向して流下し衝突させる対向流路を複数対配設し、前記対向流路内で衝突した前記混合流体を前記出口孔から外部に噴出するように前記対向流路を前記出口孔にそれぞれ接続させ、前記噴霧流体流路の内部に噴霧流体と噴霧用媒体との気液を分離する気液分離機構を形成すると共に該気液分離機構の下流側に流路を複数に分岐する分岐部を設け、前記複数に分岐した分岐部を下流側に配設された前記対向流路を通じてそれぞれ異なる出口孔に接続するように構成した噴霧ノズルを有するバーナを備えた燃焼装置であって、燃料を燃焼させる燃焼炉と、前記燃焼炉に燃料を供給する燃料供給系統と、前記燃焼炉に燃焼用気体を供給する燃焼用気体供給系統と、前記燃料供給系統と前記燃焼用気体供給系統が接続し前記燃焼炉の炉壁に設けられた燃料を燃焼させるバーナと、前記燃焼炉で発生した燃焼排ガスから熱回収する熱交換器と、前記熱回収された燃焼排ガスを前記燃焼炉の外部へ供給する煙道を有していることを特徴とする。

　本発明によれば、低負荷から高負荷までの広い負荷範囲に亘って噴霧ノズルの周囲にまで液体燃料と噴霧用媒体が混合した微細化した混合流体と燃焼用気体とを十分に混合させることを可能にして、煤塵やＣＯ（一酸化炭素）の燃焼排出物の生成を抑制する噴霧ノズル、噴霧ノズルを備えたバーナ、及び噴霧ノズルを有するバーナを備えた燃焼装置が実現できる。

本発明の第１実施例である噴霧ノズルの先端部の構造を示す断面図。図１に示した第１実施例の噴霧ノズルを先端部から見た正面図。比較例である噴霧ノズルの高負荷時と低負荷時の運転条件の状況を示す説明図。本発明の第１実施例である噴霧ノズルの高負荷時と低負荷時の運転条件の状況を示す説明図。本発明の第２実施例である噴霧ノズルの先端部の構造を示す断面図。図４に示した第２実施例の噴霧ノズルを先端部から見た正面図。図１又は図４に示した実施例の噴霧ノズルを備えた本発明の第３実施例であるバーナを示す概略図。図１又は図４に示した実施例の噴霧ノズルを有するバーナ備えた本発明の第４実施例である燃焼装置を示す概略図。

　本発明の実施例である噴霧ノズル、噴霧ノズルを備えたバーナ、及び噴霧ノズルを備えた燃焼装置について図面を用いて以下に説明する。

　本発明の第１実施例である噴霧ノズルについて図１～図３を用いて説明する。

　図１及び図２に示した本発明の第１実施例である噴霧ノズル１は、液体燃料の噴霧流体を噴霧用媒体で微粒化させる噴霧ノズル１であり、噴霧ノズル１の構造は、該噴霧ノズル１の上流側に噴霧流体となる液体燃料２ａを供給する液体燃料流路２と、噴霧用媒体３ｂを供給する噴霧用媒体流路３との２つの流路を備えており、該噴霧ノズル１の下流側の先端部に液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂを合流した混合流体を衝突させて微細化した混合流体を扇型噴霧として噴出する複数の下側出口孔４及び上側出口孔５をそれぞれ備えている。

　噴霧ノズル１の上流側に備えられた液体燃料２ａを供給する液体燃料流路２は、噴霧ノズル１の下流側の上半部で一方の傾斜流路１６及び他方の傾斜流路１７との複数の流路にそれぞれ分岐され、噴霧ノズル１の下流側の下半部で一方の傾斜流路１４及び他方の傾斜流路１５との複数の流路にそれぞれ分岐している。

　噴霧ノズル１の上流側に備えられた噴霧用媒体３ｂを供給する噴霧用媒体流路３は、低負荷時の対応として、噴霧用媒体流路３の内部に気液を分離する気液分離機構６ａを構成する空間部が設けられており、この噴霧用媒体流路３の内部に形成された気液分離機構６ａの空間部の下流側に、前記気液分離機構６ａで分離した気液を分けて流下させる上下２つに分岐した上側分岐部８及び下側分岐部７をそれぞれ備えている。

　前記噴霧用媒体流路３の下側分岐部７の下流側では流路を分岐して、噴霧ノズル１の軸心方向に沿った直進流路１０と、下側分岐部７から噴霧ノズル１の外周方向の下方に延びた後に屈曲して該噴霧ノズル１の軸心方向に沿った流路となる屈曲流路９との複数の流路を備えている。

　前記噴霧用媒体流路３の上側分岐部８の下流側でも同様に流路を分岐して、噴霧ノズル１の軸心方向に沿った直進流路１２と、上側分岐部８から噴霧ノズル１の外周方向の上方に延びた後に屈曲して該噴霧ノズル１の軸心方向に沿った流路となる屈曲流路１１との複数の流路を備えている。

　そして前記噴霧ノズル１の下流側では、前記液体燃料流路２及び噴霧用媒体流路３から分岐された各々の前記流路が該流路の下流側で合流して前記液体燃料流路２に供給された液体燃料２ａと前記噴霧用媒体流路３に供給された噴霧用媒体３ｂが合流した混合流体を、噴霧ノズル１の先端部の傾斜面２５に設けた下側出口孔４及び上側出口孔５の近傍となる噴霧ノズル１内の対向流路内で衝突させて微細化し、この微細化した液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂとの混合流体を前記下側出口孔４及び上側出口孔５から外部に扇型噴霧として噴出するように構成している。

　前記下側出口孔４及び上側出口孔５近傍で噴霧ノズル１内の対向流路１８、１９及び２０、２１内で前記混合流体は衝突するため、出口孔４、５から噴出する噴霧は前記対向流路の流れ方向と直交する方向に拡大する扇型噴霧となる。

　このため，出口孔４、５は図１に示すように前記対向流路１８、１９及び２０、２１の流れ方向と直交する方向に開口部が拡大する形状とすると、扇型噴霧が噴霧ノズル１の外面と接触し難くなるので微粒化が進み易い。

　前記噴霧ノズル１において、噴霧用媒体流路３の内部に気液を分離する気液分離機構６ａとなる空間部を形成し、この気液分離機構６ａの空間部の下流側に前記気液分離機構６ａで分岐した気液を区分する上側分岐部８と下側分岐部７をそれぞれ形成する。

　そして、前記上側分岐部８の下流側は噴霧ノズル１の外周方向に沿った屈曲流路１１と噴霧ノズル１の軸心方向に沿って噴霧ノズル１の先端部に向かって配設した直進流路１２とに分岐され、更にその下流側となる噴霧ノズル１の先端部の傾斜面２５に沿って配設した対向流路２０、２１で液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂとが合流した混合流体を相互に衝突させて微細化し、この微細化した液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂとの混合流体を前記上側出口孔５から外部に扇型噴霧３４として噴出するように構成している。

　また、前記下側分岐部７の下流側は噴霧ノズル１の外周方向に沿った屈曲流路９と噴霧ノズル１の軸心方向に沿って噴霧ノズル１の先端部に向かって配設した直進流路１０とに分岐され、更にその下流側となる噴霧ノズル１の先端部の傾斜面２５に沿って配設した対向流路１８、１９で液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂとが合流した混合流体を相互に衝突させて微細化し、この微細化した液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂとの混合流体を前記下側出口孔４から外部に扇型噴霧３３として噴出するように構成している。

　図１に示した第１実施例の噴霧ノズル１の上流側には、噴霧ノズル１の中心側に形成され、噴霧用媒体３ｂを供給する噴霧用媒体流路３と、この噴霧用媒体流路３の外周側に該噴霧用媒体流路３と同心円状となるように形成され、液体燃料２ａを供給する環状の液体燃料流路２がそれぞれ配設されている。

　図２は、図１に示した本実施例の噴霧ノズル１の先端部を先端側から見た噴霧ノズルの平面図である。また、図１に示す噴霧ノズル１の断面図の断面位置は、図２で矢印Ａ－Ａとして示している。

　図１に示した液体燃料流路２及び噴霧用媒体流路３は、それらの上流側で液体燃料２ａを液体燃料流路２に供給する液体燃料供給系統と、噴霧用媒体３ｂを噴霧用媒体流路３に供給する噴霧用媒体供給系統、更にはパージ用気体を供給するパージ用気体供給系統等がそれぞれ接続しているが、ここでは図示を省略する。

　図１に示す第１実施例の噴霧ノズル１について構造を詳細に説明すると、噴霧ノズル１の上流側では、噴霧用媒体３ｂを供給する噴霧用媒体流路３を噴霧ノズル１の軸心側となる中心側に配設し、この噴霧用媒体流路３の外周側に前記噴霧用媒体流路３と同心円状に液体燃料２ａを供給する液体燃料流路２を環状に配設した構成となっている。

　尚、前記液体燃料流路２を噴霧ノズル１の軸心側となる中心側に配設し、この液体燃料流路２の外周側に前記液体燃料流路２と同心円状に前記噴霧用媒体流路３を環状に配設した逆の構成の配置や、各々別々に前記流路を噴霧ノズル１の軸方向と平行に配置した構成を採用しても良い。

　本実施例の噴霧ノズル１において、液体燃料２ａを供給する液体燃料流路２及び噴霧用媒体３ｂを供給する前記噴霧用媒体流路３は、前述したように噴霧ノズル１の内部の下流側で複数の流路にそれぞれ分岐し、これらの液体燃料流路２の分岐した流路と噴霧用媒体流路３の分岐した流路とが噴霧ノズル１の下流側で接続して液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂとが合流した混合流体を微細化し、最終的に噴霧ノズル１の下流側に位置する噴霧ノズル１の先端部の傾斜面２５の上部に設けられた上側出口孔５と、噴霧ノズル１の先端部の傾斜面２５の下部に設けられた下側出口孔４とから、この微細化した混合流体を扇型噴霧３３、３４として外部にそれぞれ噴出するように構成している。

　次に本実施例の噴霧ノズル１の内部に配設された各流路の接続状態について説明する。なお、本実施例の噴霧ノズル１では、説明のため前記下側出口孔４及び上側出口孔５はそれぞれ１個で合計２個設けた場合を示すが、前記下側出口孔４及び上側出口孔５はそれぞれ２個以上の複数個設けるようにしても良い。

　図１に示すように本実施例の噴霧ノズル１では、後述する第３実施例である噴霧ノズルを備えたバーナの実施例と同様に図６に示したように、液体燃料２ａを液体燃料流路２に供給する液体燃料供給系統４４及び噴霧用媒体３ｂを該霧用媒体流路３に供給する噴霧用媒体供給系統４５に設けた流量調節弁５４、５５等をそれぞれ操作して、前記噴霧ノズル１や、この噴霧ノズル１を設置したバーナや、噴霧ノズルを有するバーナを備えた燃焼装置の負荷が低負荷時の場合には、液体燃料２ａ及び噴霧用媒体３ｂの流量を調節して、液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂの双方を噴霧用媒体流路３に供給できるように構成している。

　即ち、負荷Ｌに応じて制御装置１００から出力された制御信号に基づいて、液体燃料２ａを供給する液体燃料供給系統４４及び噴霧用媒体３ｂを供給する噴霧用媒体供給系統４５に設けた流量調節弁５４、５５（図示せず）を操作して、前記噴霧ノズル１や、該噴霧ノズル１を設置したバーナや、噴霧ノズルを有するバーナを備えた燃焼装置の負荷が高負荷時の場合には、液体燃料２ａを液体燃料供給系統４４を通じて噴霧ノズル１の液体燃料流路２に供給すると共に、噴霧用媒体供給系統４５を通じて噴霧用媒体３ｂを該噴霧ノズル１の噴霧用媒体流路３にそれぞれ供給できるように構成している。

　本実施例の噴霧ノズル１の内部構造は、低負荷時の対応として、液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂの双方の流体を噴霧用媒体流路３に供給させるため、前記噴霧用媒体流路３の内部に気液を分離する気液分離機構６ａを構成する空間部が設けられており、この噴霧用媒体流路３の内部に形成された気液分離機構６ａの空間部の下流側に、前記気液分離機構６ａで分離した気液を分けて流下させる上下２つに分岐した上側分岐部８及び下側分岐部７をそれぞれ備えている。

　前記下側分岐部７の下流側は流路を更に分岐して、噴霧ノズル１の軸心方向に沿って先端側に向かって配設した直進流路１０と、下側分岐部７から噴霧ノズル１の外周方向の下方に延びた後に屈曲して該噴霧ノズル１の軸心方向に沿って先端部に向かって配設した流路となる屈曲流路９とに分岐した複数の流路を備えている。

　また、前記上側分岐部８の下流側も同様に流路を更に分岐して、噴霧ノズル１の軸心方向に沿って先端部に向かって配設した直進流路１２と、上側分岐部８から噴霧ノズル１の外周方向の上方に延びた後に屈曲して該噴霧ノズル１の軸心方向に沿って先端部に向かって配設した流路となる屈曲流路１１とに分岐した複数の流路を備えている。

　一方、噴霧ノズル１の上流側で、該噴霧ノズル１に配設された前記噴霧用媒体流路３の外周側に該霧用媒体流路３と同心円状に環状に配設され、液体燃料２ａを供給する前記液体燃料流路２は、噴霧ノズル１の下流側で分岐しており、前記液体燃料流路２から分岐して該噴霧ノズル１の軸心方向に沿って先端部に向かって配設した直進流路１２に接続するように軸心側に傾斜して配設された一方の傾斜流路１７と、前記液体燃料流路２から分岐して該噴霧ノズル１の外周側の屈曲流路１１の直進流路部分に接続するように外周側に傾斜して配設された他方の傾斜流路１６との複数の流路をそれぞれ備えている。

　また、噴霧ノズル１の上流側で、該噴霧ノズル１に配設された前記噴霧用媒体流路３の外周側に該霧用媒体流路３と同心円状に環状に配設され、液体燃料２ａを供給する前記液体燃料流路２は、噴霧ノズル１の下流側で分岐しており、前記液体燃料流路２から分岐して該噴霧ノズル１の軸心方向に沿って先端部に向かって配設した直進流路１０に接続するように軸心側に傾斜して配設された一方の傾斜流路１５と、前記液体燃料流路２から分岐して該噴霧ノズル１の外周側の屈曲流路９の直進流路部分に接続するように外周側に傾斜して配設された他方の傾斜流路１４との複数の流路をそれぞれ備えている。

　そして、噴霧ノズル１の下流側となる該噴霧ノズル１の外周側では、液体燃料２ａを供給する前記液体燃料流路２から分岐して外周側に傾斜した一方の傾斜流路１６は、噴霧用媒体３ｂを供給する屈曲流路１１の直進流路部分の下流側に接続され、前記屈曲流路１１の直進流路部分を流下する噴霧用媒体３ｂと前記傾斜流路１６を流下する液体燃料２ａとが合流した混合流体を、この屈曲流路１１の直進流路部分と接続しており、噴霧ノズル１の先端部の外周側から軸心側に向かって流下させる一方の対向流路２０を、噴霧ノズル１の先端部の傾斜面２５に沿って配設している。

　また、噴霧ノズル１の下流側となる該噴霧ノズル１の軸心側では、液体燃料２ａを供給する前記液体燃料流路２から分岐して軸心側に傾斜した他方の分岐流路１７は、噴霧用媒体３ｂを供給する噴霧ノズル１の軸心方向に沿った直進流路１２の下流側に接続され、前記直進流路１２の下流側に該直進流路１２を流下する噴霧用媒体３ｂと前記他方の分岐流路１７を流下する液体燃料２ａとが合流した混合流体を、この直進流路１２と接続しており、噴霧ノズル１の先端部の軸心側から外周側に向かって流下させる他方の対向流路２１を、噴霧ノズル１の先端部の傾斜面２５に沿って配設している。

　そして、前記一方の対向流路２０を流下する液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂとの合流流体と、前記他方の対向流路２１を流下する液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂとの合流流体とが対向流となって前記対向流路２０、２１内で衝突して混合し、衝突によって混合して微細化された液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂとの混合流体の液滴が、前記対向流路２０及び対向流路２１と直交した方向に配設され、噴霧ノズル１の先端に形成された傾斜面２５に開口した上側出口孔５から外部に扇型噴霧３４として噴出するように構成されている。

　同様に、噴霧ノズル１の下流側となる該噴霧ノズル１の外周側では、液体燃料２ａを供給する前記液体燃料流路２から分岐して外周側に傾斜した一方の傾斜流路１４は、噴霧用媒体３ｂを供給する屈曲流路９の直進流路部分の下流側に接続され、前記屈曲流路９の直進流路部分を流下する噴霧用媒体３ｂと前記傾斜流路１４を流下する液体燃料２ａとが合流した合流流体を、この屈曲流路９の直進流路部分と接続しており、噴霧ノズル１の外周側から軸心側に向かって流下させる一方の対向流路１８を、噴霧ノズル１の先端部の傾斜面２５に沿って配設している。

　また、噴霧ノズル１の下流側となる該噴霧ノズル１の軸心側では、液体燃料２ａを供給する前記液体燃料流路２から分岐して軸心側に傾斜した他方の分岐流路１５は、噴霧用媒体３ｂを供給する噴霧ノズル１の軸心方向に沿った直進流路１０の下流側に接続され、前記直進流路１０の下流側に該直進流路１０を流下する噴霧用媒体３ｂと前記他方の分岐流路１５を流下する液体燃料２ａとが合流した合流流体を、この直進流路１０と接続しており、噴霧ノズル１の軸心側から外周側に向かって流下させる他方の対向流路１９を噴霧ノズル１の先端部の傾斜面２５に沿って配設している。

　そして、前記一方の対向流路１８を流下する液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂとの合流流体と、前記他方の対向流路１９を流下する液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂとの合流流体とが対向流となって前記対向流路１８、１９内で衝突して混合し、この衝突によって混合して微細化された液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂとの混合流体の液滴が、前記対向流路１８及び対向流路１９と直交した方向に配設され、噴霧ノズル１の先端に形成された傾斜面２５に開口した下側出口孔４から外部に扇型噴霧３４として噴出するように構成されている。

　なお、図１に示す第１実施例の噴霧ノズル１の構造は、噴霧ノズル１の下流側の内部構造として円錐台状の傾斜面２５を有する外側の隔壁２２と、前記傾斜流路１４～１７、屈曲流路９、１１、直進流路１０、１２、及び対向流路１８～２１をそれぞれ配設した内側の構造物２３とに分割可能となっており、よって前記対向流路１８～２１等の加工が容易となるが、このことは本実施例の噴霧ノズル１の必須条件ではない。

　次に図１及び図２に示した第１実施例の噴霧ノズル１における運転状態について説明する。

　（高負荷運用時）最初に、噴霧ノズル１に投入する液体燃料２ａの流量が多い、いわゆる噴霧ノズル１や、該噴霧ノズル１を設置したバーナや燃焼装置の負荷を高負荷で運用する場合における本実施例の噴霧ノズル１の運転状態について説明する。

　高負荷運用で本実施例の噴霧ノズル１を運転する場合は、負荷Ｌに対応して制御装置１００から出力される制御信号に基づいて、液体燃料２ａを液体燃料流路２に供給する液体燃料供給系統４４及び噴霧用媒体３ｂを該霧用媒体流路３に供給する噴霧用媒体供給系統４５に設けた流量調節弁５４、５５をそれぞれ操作して、液体燃料供給系統４４を通じて噴霧ノズル１の液体燃料流路２に液体燃料２ａを供給し、噴霧用媒体供給系統４５を通じて噴霧ノズル１の噴霧用媒体流路３に空気や蒸気等の気体の噴霧用媒体３ｂを供給する。

　噴霧ノズル１の上部の液体燃料流路２を流下して該液体燃料流路２から分岐した一方の傾斜流路１６を流れる液体燃料２ａは、噴霧ノズル１の噴霧用媒体流路３を流下して該噴霧用媒体流路３の下流の上部分岐部８で分岐した屈曲流路１１の直進流路部分に接続し、該屈曲流路１１を流れる噴霧用媒体３ｂと混合して液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂの混合流体となって、この屈曲流路１１の下流側となる噴霧ノズル１の先端部の傾斜面２５に沿って配設された一方の対向流路２０を噴霧ノズル１の先端部に向かって流下する。

　噴霧ノズル１の上部の液体燃料流路２を流下して該液体燃料流路２から分岐した他方の傾斜流路１７を流れる液体燃料２ａは、噴霧ノズル１の噴霧用媒体流路３を流下して該噴霧用媒体流路３の下流の上部分岐部８で分岐した直進流路１２に接続し、該直進流路１２を流れる噴霧用媒体３ｂと混合して液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂの混合流体となって、この直進流路１２の下流側となる噴霧ノズル１の先端部の傾斜面２５に沿って配設された他方の対向流路２１を噴霧ノズル１の先端部の軸心側から外周側に向かって流下する。

　そして、前記一方の対向流路２０を流下する液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂの合流流体と、前記他方の対向流路２１を流下する液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂの合流流体とが対向流となって前記対向流路２０、２１内で流下し、相互に衝突によって更に混合して微細化された液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂとの混合流体の液滴を、前記対向流路２０及び対向流路２１と直交した方向に配設され、噴霧ノズル１の先端に形成された傾斜面２５に開口した上側出口孔５から扇型噴霧３４として外部に噴出させるので、液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂとの混合流体の微粒化を促進することができる。

　同様に、噴霧ノズル１の下部の液体燃料流路２を流下して該液体燃料流路２から分岐した一方の傾斜流路１４を流れる液体燃料２ａは、噴霧ノズル１の噴霧用媒体流路３を流下して該噴霧用媒体流路３の下流の下部分岐部７で分岐した屈曲流路９の直進流路部分に接続し、該屈曲流路９を流れる噴霧用媒体３ｂと混合して液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂの混合流体となって、この屈曲流路９の下流側となる噴霧ノズル１の先端部の傾斜面２５に沿って配設された一方の対向流路１８を噴霧ノズル１の先端部に向かって流下する。

　噴霧ノズル１の下部の液体燃料流路２を流下して該液体燃料流路２から分岐した他方の傾斜流路１５を流れる液体燃料２ａは、噴霧ノズル１の噴霧用媒体流路３を流下して該噴霧用媒体流路３の下流の下部分岐部７で分岐した直進流路１０に接続し、該直進流路１０を流れる噴霧用媒体３ｂと混合して液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂの混合流体となって、この直進流路１０の下流側となる噴霧ノズル１の先端部の傾斜面２５に沿って配設された他方の対向流路１９を噴霧ノズル１の先端部の軸心側から外周側に向かって流下する。

　そして、前記一方の対向流路１８を流下する液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂの合流流体と、前記他方の対向流路１９を流下する液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂの合流流体とが対向流となって前記対向流路１８、１９内を流下し、相互に衝突によって更に混合して微細化された液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂとの混合流体の液滴を、前記対向流路１８及び対向流路１９と直交した方向に配設され、噴霧ノズル１の先端に形成された傾斜面２５に開口した下側出口孔４から扇型噴霧３３として外部に噴出させるので、液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂとの混合流体の微粒化を促進することができる。

　即ち、上記した構成の本実施例の噴霧ノズル１は、高負荷で噴霧ノズル１を運転する場合に液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂとの混合流体の微粒化を促進することが可能となる。

　上記した本実施例の噴霧ノズル１では、噴霧ノズル１の先端部の傾斜面２５に沿って配設した対向流路２０、２１及び対向流路１８、１９を流下する液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂとの混合流体は、相互の衝突によって対向流路の流れ方向（混合流体が流れる対向流路の配設方向）に対して直角方向（図２のＢ－Ｂ線の方向）に噴霧ノズル１の先端部の傾斜面２５に開口した下側出口孔４及び上側出口孔５から微細化された混合流体の液滴となった扇型噴霧３３、３４をそれぞれ形成して外部に噴出する。

　この扇型噴霧３３、３４の形状から本実施例に示す噴霧ノズル１は、一般にファンスプレー型噴霧ノズルと呼ばれる。ファンスプレー型噴霧ノズルは液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂとの混合が、出口孔４、５の近傍となる噴霧ノズル１の先端部の傾斜面２５に沿って配設した対向流路２０、２１及び対向流路１８、１９の内部での混合流体同士の衝突によって促進されるので、噴霧用媒体３ｂの低い噴霧圧や少ない噴霧用媒体流量でも液体燃料２ａを微細化する微粒化性能が高い。

　（低負荷運用時）次に、図１に示した構成の第１実施例の噴霧ノズル１に、点火時のように投入する液体燃料２ａの流量が少ない、いわゆる噴霧ノズル１や、該噴霧ノズル１を設置したバーナや、噴霧ノズルを有するバーナを備えた燃焼装置の負荷が低負荷で運用する場合における本実施例の噴霧ノズル１の運転状態について説明する。

　低負荷運用で本実施例の噴霧ノズル１を運転する場合は、後述する第３実施例である噴霧ノズルを備えたバーナの実施例と同様に、図６に示したように、負荷Ｌに対応して制御装置１００から出力される制御信号に基づいて、液体燃料２ａを液体燃料流路２に供給する燃料供給系統４４、及び噴霧用媒体３ｂを該霧用媒体流路３に供給する噴霧用媒体供給系統４５に設けた流量調節弁５４、５５をそれぞれ操作すると共に、分岐系統４４ａ、４５ａにそれぞれ設けた流量調節弁５２、５３を操作して、前記噴霧ノズル１や、この噴霧ノズル１を設置したバーナや、噴霧ノズル１を有するバーナを設置した燃焼装置の負荷が低負荷時には、第１実施例の噴霧ノズル１の液体燃料流路２への液体燃料２ａの供給を閉止し、噴霧ノズル１の霧用媒体流路３には、液体燃料２ａ及び噴霧用媒体３ｂの流量を調節して液体燃料供給系統４４から分岐して噴霧用媒体供給系統４５に接続した分岐系統４４ａを経由して液体燃料２ａを導き、液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂの双方を噴霧用媒体流路３に供給できるように構成している。

　このようにして低負荷時の場合に、噴霧ノズル１の噴霧用媒体流路３には、液体燃料２ａと、空気や蒸気等の気体の噴霧用媒体３ｂの双方を供給し、噴霧ノズル１の液体燃料流路２には液体燃料２ａの供給を閉止するか、若しくは少量の噴霧用媒体３ｂを供給して、液体燃料２ａの供給を停止する。

　このようにして低負荷時の場合に、噴霧ノズル１の噴霧用媒体流路３を流下する液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂの混合流体は、噴霧用媒体流路３の内部に設けられた気液分離機構６ａを形成する空間部で比重の違いにより分離する。

　前記気液分離機構６ａを形成する空間部で分離した比重の重い液体燃料２ａは、主に気液分離機構６ａの下流側に位置する下側分岐部７に流入し、この下側分岐部７から分岐した屈曲流路９、直進流路１０を流下し、この屈曲流路９及び直進流路１０と接続した前記一方の対向流路１８及び他方の対向流路１９をそれぞれ流下する。

　そして、前記一方の対向流路１８及び他方の対向流路１９を流下する比重の重い液体燃料２ａは前記一方の対向流路１８及び他方の対向流路１９を流下して相互に衝突し、衝突によって微細化された液体燃料２ａの液滴が前記噴霧ノズル１の下流側に位置する噴霧ノズル１の先端部の傾斜面２５の下部に設けられた下側出口孔４から微細化した液体燃料２ａの液滴を扇型噴霧３３として外部に噴出する。

　一方、前記気液分離機構６ａを形成する空間部で分離した比重の軽い噴霧用媒体３ｂは、主に気液分離機構６ａの下流側に位置する上側分岐部８に流入し、この上側分岐部８から分岐した屈曲流路１１、直進流路１２を流下し、この屈曲流路１１及び直進流路１２に接続した前記一方の対向流路２０及び他方の対向流路２１をそれぞれ流下する。

　そして、前記一方の対向流路２０及び他方の対向流路２１を流下する比重の軽い噴霧用媒体３ｂは、前記噴霧ノズル１の下流側に位置する噴霧ノズル１の先端部の傾斜面２５の上部に設けられた上側出口孔５から外部に噴出する。なお、噴霧用媒体３ｂの一部は、気液分離機構６ａの下流側に位置する下側分岐部７に流入しても良い。

　一般に、噴霧ノズル１の先端部に設けた下側出口孔４及び上側出口孔５の近傍の液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂとの混合流体の圧力差が小さくなるように、前記噴霧用媒体流路３の内部に気液分離機構６ａとなる空間部を設けても噴霧用媒体３ｂの一部が気液分離機構６ａの空間部の下流側に設けた下側分岐部７に流れる。

　また、図１に示した本実施例の噴霧ノズル１では、噴霧用媒体流路３内に気液分離機構６ａを形成する空間部を設けて重力を利用して気液を分離する例を示したが、下側分岐部７及び上側分岐部８の上流側に旋回流発生器を設けて遠心力を利用して気液を分離するなど、他の方法を用いても良い。

　即ち、上記した構成の本実施例の噴霧ノズル１は、低負荷で噴霧ノズル１を運転する場合にも液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂとの混合流体の微粒化を促進することが可能となる。

　上述した本実施例の噴霧ノズル１においては、噴霧ノズル１に配設した屈曲流路９、１１、直進流路１０、１２、傾斜流路１４～１６及び対向流路１８～２１の流路断面積は、それらの上流側となる前記噴霧用媒体流路３の内部の気液分離機構６ａを構成する空間部の流路断面積と比べて流路断面積がそれぞれ小さくなるように形成されている。

　このため、本実施例の噴霧ノズル１では、液体燃料２ａは屈曲流路９、直進流路１０、傾斜流路１４～１６、対向流路１８～２１を流下する流速は高くなり、これらの流路を流れる過程やその途中の屈曲流路、噴霧ノズル１の出口孔４、５の近傍となる噴霧ノズル１の先端部の傾斜面２５に沿って配設された対向流路１８、１９及び２０、２１を流れる液体燃料２ａが前記対向流路１８、１９及び２０、２１内で相互に衝突することで、前記対向流路１８、１９及び２０、２１を流下する液体燃料２ａの混合が更に進み、液体燃料２ａの微粒化に寄与することができる。

　次に、図３Ａ及び図３Ｂを用いて比較例の噴霧ノズルと本実施例の噴霧ノズル１における液体燃料２ａを供給する流量が異なる高負荷時と低負荷時の２種類の運転条件の状況での噴霧状態について説明する。

　ここで、比較例の噴霧ノズルとは、図１に示す第１実施例の噴霧ノズル１の構造から、気液分離機構６ａと、上側分離部７、下側分離部８をそれぞれ削除したものである。また、負荷に係らず、液体燃料２ａは噴霧ノズル１の液体燃料流路２内を、噴霧用媒体３ｂは噴霧用媒体流路３から屈曲流路９、１１内と、直進流路１０、１２内にそれぞれ流れる。

　液体燃料の流量が多い高負荷の条件では、比較例や本実施例の噴霧ノズルでは、液体燃料２ａは液体燃料流路２を、噴霧用媒体３ｂは噴霧用媒体流路３を流れる。この場合、本実施例で噴霧用媒体流路３内に新たに加えた気液分離機構６ａと、上側分離部７、下側分離部８は、噴霧用媒体流路３を流れる流体が噴霧用媒体３ｂと単一のため、比較例の噴霧ノズルとの流体の流れ方に違いは生じない。

　一方、液体燃料２ａの流量が少ない低負荷の条件では、比較例の噴霧ノズルでは液体燃料２ａは液体燃料流路２を、噴霧用媒体３ｂは噴霧用媒体流路３を流れるのに対して、本実施例の噴霧ノズルでは、液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂの混合流体が噴霧用媒体流路３内を流れる。

　このため、比較例の噴霧ノズルと本実施例の噴霧ノズルでは、流体の流れ方が異なることになる。そこで、低負荷の条件について、以下に違いを示す。

　比較例の噴霧ノズルでは、液体燃料２ａが液体燃料流路２から傾斜流路１４～１７を通って流下する。また、噴霧用媒体３ｂも噴霧用媒体流路３から屈曲流路９、１１及び直進流路１１、１２を通って流下する。

　このため、比較例の噴霧ノズルでは、全ての出口孔から液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂの混合流体が噴出する。低負荷の場合、液体燃料2aの流量が減るが、この際、噴霧用媒体３ｂとの比率を高負荷と同じに合わせようと噴霧用媒体３ｂの流量も減らすと、出口近傍の混合流体の流速が低下し、流路の圧力も低下する。

　よって、混合流体が出口近傍で衝突する衝突力が弱まり、微粒化が悪化する。微粒化特性を維持するためには、混合流体の流速を高めるため噴霧用媒体３ｂの投入比率を高める必要があるが、この場合、特許文献１に示されるように両者の混合部分での噴霧用媒体３ｂの比率が微粒化に適した状態とならない。

　この結果、噴霧用媒体３ｂの投入比率を高めても、エネルギーを有効に活用することができなくなる。また、適正な気液比の比率から外れるため微粒化特性が悪化し、燃焼排出物が増加するという課題が生じる。

　一方、本実施例の噴霧ノズルでは、液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂの混合流体が噴霧用媒体流路３から屈曲流路９、１１及び直進流路１１、１２を通って流下する。このとき、噴霧用媒体流路３に形成した気液分離機構６ａと上側分離部７、下側分離部８を介して流下することで、噴霧ノズル先端部の一方に設けた出口孔４から液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂの混合流体が噴出し、噴霧ノズル先端部の他方に設けた出口孔５からは噴霧用媒体３ｂのみが噴出する。

　前述の通り、低負荷の場合は、液体燃料２ａの流量が減るが、この際、噴霧用媒体３ｂとの比率を高負荷と同じに合わせようと噴霧用媒体３ｂの流量も減らすと、出口近傍の混合流体の流速が低下し、流路の圧力も低下する。このため混合流体が出口近傍で衝突する衝突力が弱まり、微粒化が悪化する。

　微粒化特性を維持するには、混合流体の流速を高めるため噴霧用媒体３ｂの投入比率を高める必要があるが、本実施例の噴霧ノズルの場合では、噴霧用媒体流路３に形成した気液分離機構６ａと上側分離部７、下側分離部８を介して流下させることで、液体燃料２ａが噴出する出口孔４では噴霧用媒体の比率が５．０％と微粒化に適した状態となる。

　このように、低負荷で噴霧用媒体３ｂの投入比率を高めた場合でも、液体燃料２ａの噴出する出口孔では適正な気液比の比率を守り、微粒化特性を高負荷と同様に維持することで、燃焼排出物を低減できることになる。

　一方、図３Ｂに示した本実施例の噴霧ノズル１では、低負荷の場合に噴霧ノズル１の一部の出口孔４から液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂの混合流体が噴出し、その他の出口孔５からは噴霧用媒体３ｂのみが噴出する。

　このように、低負荷時に液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂの双方を供給する噴霧用媒体流路３の内部に気液分離機構６ａを形成する空間部を形成し、この気液分離機構６ａの下流に、分離した液体燃料２ａを流入する下部分岐部７及び分離した噴霧用媒体３ｂを流入する上部分岐部８をそれぞれ設けることで、低負荷の場合において噴霧用媒体３ｂの投入量を高めても液体燃料２ａが噴出する出口孔４での噴霧用媒体３ｂの比率は抑制される。

　このため、低負荷の場合でも噴霧ノズルによる液体燃料２ａの微粒化を適正な範囲に維持し易い。即ち、本実施例の噴霧ノズル１では、液体燃料２ａは高い噴霧圧と適正な気液比で噴霧し、噴霧後に噴霧ノズルから離れた位置を流れる燃焼用気体と混合し易くなるので、噴霧した燃料濃度が高い場合に発生し易い煤塵やＣＯ（一酸化炭素）の生成を抑制できる。

　尚、図１に示す第１実施例の噴霧ノズル１では、液体燃料２ａを微細化して噴霧ノズル１から外部に扇型噴霧３３として噴出するため、噴霧ノズル１の先端部の下側に液体燃料２ａを噴出する出口孔４を、上側に噴霧用媒体３ｂを噴出する出口孔５をそれぞれ設けた構造を採用したが、流路の途中で上下を逆転させ、噴霧ノズル１の先端部の上側に液体燃料２ａを噴出する出口孔４を設け、下側に噴霧用媒体３ｂを噴出する出口孔５を設けた構造とする等、流路７～１０、流路１６～１９の配設位置を変えることで低負荷時に液体燃料２ａを噴出する出口孔４の位置を自由に変更可能である。

　また、図１に示す本実施例の噴霧ノズル１では、説明を容易にするため、流路９～１２、１４～１６、１８～２１を噴霧ノズル１の径方向の同一断面に配置し、対向流路１８～２１と直交する出口孔４、５を噴霧ノズル１の周方向に断面を拡大した場合を示すが、例えば流路１８～２１を噴霧ノズル１の周方向に配置し、対向流路１８～２１と直交する出口孔４、５を噴霧ノズル１の径方向に断面を拡大することも可能である。この場合、出口孔４、５からの扇型噴霧は噴霧ノズル１の径方向に拡がる。

　また、図１に示す本実施例の噴霧ノズル１では、説明を容易にするため、噴霧ノズル１の先端部に設けた出口孔４、５を２つとした場合を示すが、出口孔４、５を多数に増やしても良い。この場合、１つの出口孔の寸法が小さくなることで、液体燃料２ａの微粒化が更に促進される。

　図１に示した本実施例の噴霧ノズル１では、液体燃料２ａや、液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂとの混合流体が噴霧ノズル１の先端部の出口孔近傍に配設した対向流路１８、１９及び対向流路２０、２１の内部で互いに衝突し、この衝突して微細化した液体燃料２ａや、液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂとの混合流体が噴霧ノズル１の先端部に設けた出口孔４、５から
扇型噴霧３３、３４を形成して噴出する場合について説明している。

　上記した本実施例のような噴霧ノズル１は、扇型噴霧の形状から一般にファンスプレー式噴霧ノズルと呼ぶ。

　ファンスプレー式噴霧ノズルで生成する扇型噴霧は、一般に扇型噴霧の扇型の中央部では流量が多く、扇型噴霧の外縁部では流量が少ない。さらに、発明者の測定によると、扇型噴霧の中央部で噴霧の粒子径は比較的に大きく、扇型噴霧の外縁部で粒子径は小さくなる。

　また、扇型噴霧の外縁部では噴霧が拡がり易く、薄い液膜が形成されるので、微粒子（直径１００μｍ未満）が多くなるが、運動量が低いため微粒子は噴霧ノズルの近傍に留まりやすくなる。

　直径で１００μｍ未満、出来れば５０μｍ以下に微粒化させた粒子（以下、微粒子と記す）は体積に占める表面積が大きく、炉内からの熱放射により昇温して燃焼し易い。このため、これらの微粒子を噴霧ノズル近傍に滞留させることで、噴霧の着火が早まり、火炎の安定化や燃焼反応の促進に寄与する。

　一方、噴霧の中央部は外周部分に対して流量が多く、噴霧が拡がり難いため外周部分に比べて厚い液膜が形成される。このため、大粒子（直径１００～３００μｍ）が多い。大粒子は微粒子に比べて運動量が高く、離れた位置を流れる燃焼用空気と混合し易い。

　上述したように、本実施例の噴霧ノズルでは低負荷の運用条件で高い噴霧圧と適正な気液比で噴霧することが可能であることから、噴霧の中央と外周部での上記した噴霧の特徴を、低負荷から高負荷までに亘る広い負荷範囲で維持して、燃焼排出物の抑制に寄与できる。

　尚、図１に示した本実施例の噴霧ノズルでは、噴霧ノズルの先端部に開口した出口孔部分に扇型噴霧を行うファンスプレー式の噴霧ノズルを採用した例を示したが、その他に、噴霧ノズルの先端部の出口孔近くに液体燃料と噴霧用媒体とが混合する混合空間を設けた内部混合式や、出口孔近くで遠心力を誘起する液膜式、高い噴出力を利用する液柱式の噴霧ノズルを用いるようにしても良い。

　本実施例によれば、低負荷から高負荷までの広い負荷範囲に亘って噴霧ノズルの周囲にまで液体燃料と噴霧用媒体が混合した微細化した混合流体と燃焼用気体とを十分に混合させることを可能にして、煤塵やＣＯ（一酸化炭素）の燃焼排出物の生成を抑制する噴霧ノズルが実現できる。

　次に本発明の第２実施例である噴霧ノズルについて図４～図５を用いて説明する。

　図４及び図５に示した本発明の第２実施例である噴霧ノズル１は、図１～図２に示した本発明の第１実施例である噴霧ノズル１と基本的な構成は同じであるので、両者に共通した構成の説明は省略し、相違する部分についてのみ、以下に説明する。

　図４及び図５に示した本実施例の噴霧ノズル１においても、該噴霧ノズル１の上流側に噴霧流体となる液体燃料２ａを供給する液体燃料流路２と、噴霧用媒体３ｂを供給する噴霧用媒体流路３との２つの流路を備えており、該噴霧ノズル１の下流側となる噴霧ノズルの先端部に液体燃料流路２を通じて供給された液体燃料２ａと噴霧用媒体流路３を通じて供給された噴霧用媒体３ｂを合流した混合流体を対向流路１８、１９及び対向流路２０、２１の内部で互いに衝突させて微細化し、この微細化した混合流体の液滴を扇型噴霧として外部に噴出する下側出口孔４及び上側出口孔５をそれぞれ備えている。

　本実施例の噴霧ノズル１の構造について更に説明すると、図４及び図５に示したように噴霧ノズル１の中心側に形成され、噴霧用媒体３ｂを供給する噴霧用媒体流路３と、この噴霧用媒体流路３の外周側に該噴霧用媒体流路３と同心円状となるように形成され、高負荷時に液体燃料２ａのみが供給され、低負荷時に液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂとの双方が供給される環状の液体燃料流路２がそれぞれ配設されている。

　前記液体燃料流路２の内部には気液を分離する気液分離機構を構成する旋回流発生器６２が設置されており、この旋回流発生器６２の下流側に同心円状に分岐された外側分岐部６４及び内側分岐部６３をそれぞれ備えている。

　この外側分岐部６４は、噴霧ノズル１の下流側の上半部で一方の傾斜流路１６及び他方の傾斜流路１７にそれぞれ分岐している。

　また内側分岐部６３は、噴霧ノズル１の下流側の下半部で一方の傾斜流路１４及び他方の傾斜流路１５にそれぞれ分岐している。

　一方、噴霧ノズル１の上流側となる噴霧ノズル１の中心側に備えられた噴霧用媒体３ｂを供給する噴霧用媒体流路３の内部は下流側に分岐部８が形成されており、この分岐部８の下流側では流路が分岐して、噴霧ノズル１の軸心方向に沿った直進流路１０及び１２と、噴霧ノズル１の外周方向の下方に延びた後に屈曲して該噴霧ノズル１の軸心方向に沿った流路となる屈曲流路９と、噴霧ノズル１の外周方向の上方に延びた後に屈曲して該噴霧ノズル１の軸心方向に沿った流路となる屈曲流路１１をそれぞれ備えている。

　そして、噴霧ノズル１の下流側では、液体燃料流路２の内部に形成した外側分岐部６４から分岐した一方の傾斜流路１６が、噴霧用媒体流路３の内部に形成した分岐部８から分岐した屈曲流路１１と接続しているので、一方の傾斜流路１６を流下する液体燃料２ａと屈曲流路１１を流下する噴霧用媒体３ｂが混合した混合流体となり、この屈曲流路１１の下流側となる噴霧ノズル１の先端部の傾斜面２５に沿って配設した対向流路２０に液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂの混合流体が流下する。

　また、液体燃料流路２の内部に形成した外側分岐部６４から分岐した他方の傾斜流路１７が、噴霧用媒体流路３の内部に形成した分岐部８から分岐した直進流路１２と接続しているので、他方の傾斜流路１７を流下する液体燃料２ａと直進流路１２を流下する噴霧用媒体３ｂが混合した混合流体となり、この直進流路１２の下流側となる噴霧ノズル１の先端部の傾斜面２５に沿って配設した対向流路２１に液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂの混合流体が流下する。

　更に噴霧ノズル１の先端部の傾斜面２５に沿って配設した前記対向流路２０、２１の内部で液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂとが混合した混合流体を対向流として相互に衝突させて微細化し、この微細化した液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂとの混合流体を前記対向流路２０及び対向流路２１と直交した方向に開口した上側出口孔５から外部に扇型噴霧３４として噴出するように構成している。

　同様に、噴霧ノズル１の下流側では、液体燃料流路２の内部に形成した内側分岐部６３から分岐した一方の傾斜流路１４が、噴霧用媒体流路３の内部に形成した分岐部８から分岐した屈曲流路９と接続しているので、一方の傾斜流路１４を流下する液体燃料２ａと屈曲流路９を流下する噴霧用媒体３ｂが混合した混合流体となり、この屈曲流路９の下流側となる噴霧ノズル１の先端部の傾斜面２５に沿って配設した対向流路１８に液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂの混合流体が流下する。

　また、液体燃料流路２の内部に形成した内側分岐部６３から分岐した他方の傾斜流路１５が、噴霧用媒体流路３の内部に形成した分岐部８から分岐した直進流路１０と接続しているので、他方の傾斜流路１５を流下する液体燃料２ａと直進流路１０を流下する噴霧用媒体３ｂが混合した混合流体となり、この直進流路１０の下流側となる噴霧ノズル１の先端部の傾斜面２５に沿って配設した対向流路１９に液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂの混合流体が流下する。

　更に噴霧ノズル１の先端部の傾斜面２５に沿って配設した前記対向流路１８、１９の内部で液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂとが混合した混合流体を対向流として相互に衝突させて微細化し、この微細化した液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂとの混合流体を前記対向流路１８及び対向流路１９と直交した方向に開口した下側出口孔４から外部に扇型噴霧３３として噴出するように構成している。

　なお、図４に示した本実施例の噴霧ノズル１では、前記液体燃料流路２の内部に気液分離機構６ｂを構成する旋回流発生器６２を設けて遠心力で気液を分離する例を示しているが、旋回流発生器６２の代わりに前記液体燃料流路２の内部に空間部を設けて重力で気液を分離するなど、他の方法を用いても良い。

　次に図４及び図５に示した第２実施例の噴霧ノズル１における運転状態について説明する。
本実施例の噴霧ノズル１や、該噴霧ノズル１を設置したバーナや燃焼装置の負荷を高負荷で運用する場合における本実施例の噴霧ノズル１の運転状態について説明する。

　（高負荷運用時）高負荷運用で本実施例の噴霧ノズル１を運転する場合は、図１及び図２に示した第１実施例の噴霧ノズル１の場合と同じであり、制御装置１００から出力される制御信号に基づいて第２実施例の各流量調節弁を操作して、噴霧ノズル１の液体燃料流路２に液体燃料２ａを供給し、噴霧用媒体流路３に空気や蒸気等の気体の噴霧用媒体３ｂを供給し、液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂの混合流体を微細化して下側出口孔４及び上側出口孔５から扇型噴霧３３、３４として外部にそれぞれ噴出させているので、液体燃料２ａを微粒化することができる。

　（低負荷運用時）次に、図４に示した構成の第２実施例の噴霧ノズル１に、点火時のように投入する液体燃料２ａの流量が少ない、いわゆる噴霧ノズル１や、該噴霧ノズル１を設置したバーナや燃焼装置の負荷が低負荷で運用する場合における本実施例の噴霧ノズル１の運転状態について説明する。

　低負荷運用で本実施例の噴霧ノズル１を運転する場合は、後述する第３実施例である噴霧ノズルを備えたバーナの実施例と同様に、図６に示したように、制御装置１００から出力される制御信号に基づいて、液体燃料供給系統４４及び噴霧用媒体３ｂを該霧用媒体流路３に供給する噴霧用媒体供給系統４５に設けた流量調節弁５４、５５をそれぞれ操作すると共に、液体燃料供給系統４４から分岐して噴霧用媒体供給系統４５に接続する分岐系統４４ａに設けた流量調節弁５２、噴霧用媒体供給系統４５から分岐して液体燃料供給系統４４に接続する分岐系統４５ａに設けた流量調節弁５３をそれぞれ操作して、前記噴霧ノズル１や、この噴霧ノズル１を設置したバーナや、噴霧ノズル１を有するバーナを備えた燃焼装置の負荷が低負荷時の場合には、制御装置１００から出力される制御信号に基づいて第２実施例の各流量調節弁を操作して噴霧ノズル１の霧用媒体流路３への噴霧用媒体３ｂの供給を閉止し、噴霧ノズル１の液体燃料流路２には、液体燃料２ａ及び噴霧用媒体３ｂの流量を調節して分岐系統４５ａを経由して噴霧用媒体３ｂを導き、液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂの双方を液体燃料流路２に供給できるように構成している。

　このようにして低負荷時の場合に、噴霧ノズル１の液体燃料流路２には、液体燃料２ａと、空気や蒸気等の気体の噴霧用媒体３ｂの双方を供給し、噴霧ノズル１の噴霧用媒体流路３には噴霧用媒体３ｂの供給を閉止するか、若しくは少量の噴霧用媒体３ｂを供給して、液体燃料２ａの供給を停止する。

　このようにして低負荷時の場合に、噴霧ノズル１の液体燃料流路２には、液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂの双方を供給し、噴霧用媒体流路３は閉止、もしくは少量の噴霧用媒体３ｂを供給する。

　液体燃料流路２を流れる液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂの混合流体は、液体燃料流路２の内部に設けられた気液分離機構を構成する旋回流発生器６２にて比重の違いにより分離する。

　前記旋回流発生器６２で分離した比重の重い液体燃料２ａは、主に旋回流発生器６２の下流側に位置する外側分岐部６４に流入し、この外側分岐部６４から分岐した一方の傾斜流路１６及び他方の傾斜流路１７を流下し、この傾斜流路１６及び傾斜流路１７と接続した前記屈曲流路１１及び直進流路１２と接続した前記一方の対向流路２０及び他方の対向流路２１をそれぞれ流下する。

　そして、前記一方の対向流路２０及び他方の対向流路２１を流下する比重の重い液体燃料２ａは前記一方の対向流路２０及び他方の対向流路２１を流下して相互に衝突し、衝突によって微細化された液体燃料２ａの液滴が前記噴霧ノズル１の先端部の傾斜面２５の上部に設けられた上側出口孔５から微細化した液体燃料２ａの液滴を扇型噴霧３４として外部に噴出する。

　一方、前記旋回流発生器６２で分離した比重の軽い噴霧用媒体３ｂは、主に旋回流発生器６２の下流側に位置する内側分岐部６３に流入し、この内側分岐部６３から分岐した一方の傾斜流路１４及び他方の傾斜流路１５を流下し、この傾斜流路１４及び傾斜流路１５と接続した前記噴霧用媒体流路３の分岐部８から分岐した屈曲流路９及び直進流路１０と接続し、この屈曲流路９及び直進流路１０の下流側で接続した前記一方の対向流路１８及び他方の対向流路１９をそれぞれ流下する。

　そして、前記一方の対向流路１８及び他方の対向流路１９を流下する比重の軽い噴霧用媒体３ｂは前記一方の対向流路１８及び他方の対向流路１９と直交する方向に開口し、前記噴霧ノズル１の先端部の傾斜面２５の下部に設けられた下側出口孔４から外部に噴出する。なお、噴霧用媒体３ｂの一部は、旋回流発生器６２の下流側に位置する外側分岐部６４に流入しても良い。

　上述した本実施例の噴霧ノズル１においては、噴霧ノズル１に配設した傾斜流路１６、１７、屈曲流路１１、直進流路１２、及び対向流路２０、２１の流路断面積は、それらの上流側となる前記噴霧用媒体流路３の内部の分岐部８を構成する空間部の流路断面積と比べて流路断面積がそれぞれ小さくなるように形成されている。

　このため、本実施例の噴霧ノズル１では、液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂの混合流体が傾斜流路１６～１７、対向流路２０、２１を流下する流速は高くなり、これらの流路を流れる過程や噴霧ノズル１の上側出口孔５の近傍となる噴霧ノズル１の先端部の傾斜面２５に沿って配設された対向流路２０、２１を流れる液体燃料２ａが前記対向流路２０、２１内で相互に衝突することで、前記対向流路２０、２１を流下する液体燃料２ａの混合が更に進み、液体燃料２ａの微粒化に寄与することができる。

　これに対して比較例の噴霧ノズルでは、噴霧ノズルの全ての出口孔から液体燃料と噴霧用媒体の混合流体が噴出する。液体燃料の流量を減らし、かつ、噴霧の圧力を維持しようとすると、噴霧用媒体の比率（気液比）を高める必要が生じる。

　そこで、液体燃料２ａの流量が少ない低負荷時の場合に液体燃料２ａの流量を減らし、かつ、噴霧ノズルによる噴霧の圧力を維持しようとして噴霧用媒体の投入量を高めると、出口での混合流体の気液比が高まる。このため、微粒化が過度に進み、燃焼排出物が増加する可能性がある。

　一方、本実施例の噴霧ノズル１では、上述したように低負荷運用の場合に噴霧ノズル１の先端部の上側出口孔５から液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂの混合流体を微細化した液滴を扇型噴霧３４として外部に噴出させ、噴霧ノズル１の先端部の下側出口孔５からは噴霧用媒体のみが噴出するように構成している。

　噴霧用媒体３ｂが分離することで、低負荷運用において噴霧用媒体３ｂの投入量を高めても液体燃料２ａを微細化した扇型噴霧３４として外部に噴出する上側出口孔４での噴霧用媒体の比率は抑制される。

　このため、液体燃料２ａの微粒化を負荷が低負荷から高負荷に至る広い負荷範囲に亘って適正な範囲に維持し易い。

　即ち、本実施例の噴霧ノズルでは、液体燃料２ａは高い噴霧圧と適正な気液比で噴霧し、噴霧後に噴霧ノズルと離れた位置を流れる燃焼用気体と混合し易くなるので、燃料濃度が高い場合に発生し易い煤塵やＣＯ（一酸化炭素）の生成を抑制することができる。

　また、図４及び図５に示した本実施例の噴霧ノズル１では、噴霧ノズル１の内部に設けた外側分岐部６４と下側出口孔４とが対向流路２０、２１を通じて連通した場合を示すが、液体燃料２ａが噴出する出口孔の位置は流路の設定次第で自由に設けることができる。

　また、図４及び図５に示す本実施例の噴霧ノズル１では、説明を容易にするため、出口孔４、５を合計２個設けた場合を示したが、出口孔を２個以上の複数個に増やしても良い。

　この場合、１つの出口孔の寸法が小さくなることで、液体燃料２ａの微粒化が更に促進される。

　図４及び図５に示す第２実施例の噴霧ノズルでは、噴霧ノズル１の先端部に開口した出口孔４、５にファンスプレー式の噴霧ノズルを適用した例を用いたが、第１実施例の噴霧ノズルと同様に、出口孔の近くに混合空間を設けた内部混合式や、出口孔の近くで遠心力を誘起する液膜式、高い噴出力を利用する液柱式の噴霧ノズルを用いても良い。

　次に本発明の第３実施例である噴霧ノズルを備えたバーナについて図６を用いて説明する。

　図６は本発明の第３実施例である噴霧ノズルを備えたバーナ３０を示している。

　図６に示した本実施例の噴霧ノズルを備えたバーナ３０は、噴霧ノズルに図１～図２に示した第１実施例の噴霧ノズル１、又は図４～図５に示した第２実施例の噴霧ノズル１を採用している。

　本実施例の噴霧ノズルを備えたバーナ３０に用いられた噴霧ノズル１は、上記したように第１実施例の噴霧ノズル１又は第２実施例の噴霧ノズル１と同じものを採用しているので、本実施例の噴霧ノズルを備えたバーナ３０に用いられている噴霧ノズル１の説明は省略する。

　図６に示す本実施例の噴霧ノズル１を有するバーナ３０は、その中心軸３１に噴霧流体である液体燃料２ａを供給する噴霧流体流路２と、前記噴霧流体流路２の外周側に配設されて液体燃料２ａの噴霧に用いられる噴霧用媒体３ｂを供給する噴霧用媒体流路３をそれぞれ備えており、バーナ３０の先端に液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂが混合した微細化した混合流体を扇型噴霧３３、３４として外部に噴出する噴霧ノズル１を設けている。

　前記バーナ３０は、その中心軸３１の先端近くに火炎安定用の障害物３２を有している。障害物３２としては旋回流発生用の旋回羽根やスリットを有する邪魔板などが一般的である。噴霧ノズル１からは扇型の噴霧３３、３４を外部に噴出するように形成されている。

　前記バーナ３０は、火炉壁３５に接続されている。図６に示した本実施例の噴霧ノズルを備えたバーナ３０の場合では、燃焼用空気はウインドボックス３６から３つの流路に分かれて火炉内に供給される。

　これらの流路は、バーナ３０の中心軸３１に近い方から、１次流路３７、２次流路３８、３次流路３９と呼ばれている。そして前記１次流路３７、２次流路３８、３次流路３９からそれぞれ１次空気４０、２次空気４１、３次空気４２として燃焼用空気を火炉内４３に噴出するように構成している。

　燃焼用空気は前記流路３７～３９に設けた旋回流発生器や流れ方向偏向板、流量調整ダンパ（図示せず）によりその旋回力や噴出方向、流量を変えて、噴霧ノズル１から噴出する液体燃料との混合を調整し、ばいじんやＮＯｘの発生を抑制している。

　バーナ３０の噴霧ノズル１には、燃料である液体燃料２ａを噴霧流体流路２に供給するように接続された液体燃料供給系統４４と、液体燃料２ａの噴霧に用いるために噴霧用媒体３ｂを噴霧用媒体流路３に供給するように接続された噴霧用媒体供給系統４５がそれぞれ配設されている。

　本実施例の噴霧ノズルを備えたバーナには、第１実施例及び第２実施例の噴霧ノズル１が用いられるが、高負荷時には、液体燃料２ａを噴霧ノズル１の噴霧流体流路２に供給すると共に、噴霧用媒体３ｂを噴霧ノズル１の噴霧用媒体流路３に供給することを可能にするために、前記液体燃料供給系統４４及び噴霧用媒体供給系統４５に流量調節弁５４、５５をそれぞれ設け、制御信号１００から出力された制御信号によって流量調節弁５４、５５を操作して、噴霧流体流路２に供給される液体燃料２ａ、又は噴霧用媒体流路３に供給される噴霧用媒体３ｂの流量をそれぞれ調節するようになっている。

　そして、低負荷時には、液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂの双方を第１実施例の噴霧ノズル１の噴霧用媒体流路３に供給することを可能にするために、或いは、低負荷時に、液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂの双方を第２実施例の噴霧ノズル１の噴霧流体流路２に供給することを可能にするために、前記液体燃料供給系統４４から分岐して液体燃料２ａを噴霧用媒体流路３に供給する分岐流路４４ａを配設し、前記噴霧用媒体供給系統４５から分岐して噴霧用媒体３ｂを噴霧流体流路２に供給する分岐流路４５ａを配設すると共に、これらの分岐流路４４ａ及び分岐流路４５に流量調節弁５２、５３をそれぞれ設けて、負荷Ｌが低負荷時に、制御装置１００から出力された制御信号によって操作し、これらの流量調節弁５４、５５の操作に加えて、分岐流路４４ａ及び分岐流路４５を通じて噴霧用媒体流路３に供給される液体燃料２ａ、又は噴霧流体流路２に供給される噴霧用媒体３ｂの流量をそれぞれ調節するようになっている。

　そして、負荷Ｌが高負荷時に、第１実施例の噴霧ノズル１の噴霧流体流路２に液体燃料２ａを供給すると共に、噴霧ノズル１の噴霧用媒体流路３に噴霧用媒体３ｂを供給するように前記流量調節弁５２～５５をそれぞれ操作する説明、並びに、高負荷時に、第２実施例の噴霧ノズル１の噴霧用媒体流路３に噴霧用媒体３ｂを供給すると共に、噴霧ノズル１の噴霧流体流路２に液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂとの双方を供給するように前記流量調節弁５２～５５をそれぞれ操作する説明については、先の各実施例の噴霧ノズル１で説明済なのでここでの説明は省略する。

　同様に、低負荷時に、第１実施例の噴霧ノズル１の噴霧用媒体流路３に液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂとの双方を供給すると共に、噴霧ノズル１の噴霧流体流路２に噴霧用媒体３ｂの供給を閉止するように前記流量調節弁５２～５５をそれぞれ操作する説明、並びに、低負荷時に、第２実施例の噴霧ノズル１の噴霧流体流路２に液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂとの双方を供給すると共に、噴霧ノズル１の噴霧用媒体流路３に噴霧用媒体３ｂの供給を閉止するように前記流量調節弁５２～５５をそれぞれ操作する説明については、先の各実施例の噴霧ノズル１で説明済なのでここでの説明は省略する。

　本実施例の噴霧ノズルを備えたバーナ３０においては、噴霧ノズル１の近傍に着火装置４６が設けられている。着火装置４６の例として、電気火花により油噴霧粒子にエネルギーを与える方式がある。

　本実施例によれば、低負荷から高負荷までの広い負荷範囲に亘って噴霧ノズルの周囲にまで液体燃料と噴霧用媒体が混合した微細化した混合流体と燃焼用気体とを十分に混合させることを可能にして、煤塵やＣＯ（一酸化炭素）の燃焼排出物の生成を抑制する噴霧ノズルを備えたバーナが実現できる。

　次に本発明の第４実施例である噴霧ノズルを有するバーナを備えた燃焼装置について図７を用いて説明する。

　図７は本発明の第４実施例である噴霧ノズルを有するバーナを備えた燃焼装置である火炉４３を示している。本実施例の噴霧ノズルを有するバーナを備えた燃焼装置である火炉４３では、噴霧ノズルを有するバーナ３０を複数備えている。

　図７に示した本実施例の噴霧ノズルを有するバーナを備えた燃焼装置である火炉４３に設けられた複数のバーナ３０には、バーナ３０に備えた噴霧ノズルとして、図１～図２に示した第１実施例の噴霧ノズル１、又は図４～図５に示した第２実施例の噴霧ノズル１を採用している。

　本実施例の噴霧ノズルを有するバーナを備えた燃焼装置である火炉４３に設置したバーナ３０に用いられた噴霧ノズル１は、上記したように第１実施例の噴霧ノズル１又は第２実施例の噴霧ノズル１と同じものを採用しているので、本実施例の噴霧ノズルを有するバーナを備えた燃焼装置である火炉４３に用いられている噴霧ノズル１の説明は省略する。

　図７に示した本実施例の噴霧ノズルを有するバーナを備えた燃焼装置である火炉４３において、火炉４３に供給する燃焼用空気は、バーナ３０と、バーナ３０の下流側の供給系統となる空気供給口４７からそれぞれ火炉４３内に供給される。

　このように燃焼用空気をバーナ３０と空気供給口４７に分けて火炉４３に供給することで、バーナ３０によって火炉４３内で燃料を燃焼して形成する火炎の温度を低減させている。

　さらに、本実施例の火炉４３では、バーナ３０の近傍にて空気不足の状態で燃料を燃焼させることで、燃料中に含まれる窒素分の一部が還元剤として生成し、燃焼で発生するＮＯｘを窒素に還元する反応が生じる。

　この結果、火炉４３の出口でのＮＯｘ濃度は、バーナ３０から全ての燃焼用空気を火炉に供給する場合に比べて低減させることが可能となる。

　また、火炉４３に供給する燃焼用空気は、バーナ３０から燃焼用空気を供給するだけでなく、火炉４３の空気供給口４７から残りの燃焼用空気を供給するようにしているので、燃料を完全燃焼させることができ、未燃焼分を低減することが可能となる。

　そして火炉４３で燃料を燃焼して発生した燃焼ガス４８は、火炉４３内の上部に配設した熱交換器４９を加熱して蒸気を発生させた後に、熱交換器４９の下流側に配設された煙道５０を通り、煙突５１から大気に放出される。

　本実施例の噴霧ノズルを有するバーナを備えた燃焼装置である火炉４３において、複数個設置された図６に示すバーナ３０に備えられた噴霧ノズル１は、図１～図２に示した第１実施例の噴霧ノズル１、又は図４～図５に示した第２実施例の噴霧ノズル１を採用しているので、負荷に対応した液体燃料の供給量によって噴霧ノズル１に配設された複数の流路のうち、負荷状態に応じて使用する流路が異なることになる。

　図１に示す噴霧ノズル１の場合、低負荷時の場合には、噴霧ノズル１の液体燃料供給系統４４から分岐した分岐系統４４ａに設けた流量調節弁５２を操作して、液体燃料供給系統４４、分岐系統４４ａを介して噴霧用媒体流路３に液体燃料２ａを供給し、噴霧用媒体供給系統４５を通じて供給される噴霧用媒体３ｂと混合する。

　また、前記噴霧ノズル１の噴霧用媒体供給系統４５には、噴霧用媒体流路３に噴霧用媒体３ｂを供給するだけでなく、噴霧用媒体供給系統４５から分岐した分岐系統４５ａに設けた流量調節弁５３を操作して、噴霧用媒体供給系統４５、分岐系統４５ａを介して液体燃料流路２に少量の噴霧用媒体３ｂを供給する。

　そして低負荷時に、前記噴霧ノズル１の液体燃料流路２に噴霧用媒体３ｂを供給することで、液体燃料流路２への液体燃料２ａの残留や固化、それに伴う流路の閉塞を防ぐことが出来る。なお、この場合、噴霧用媒体３ｂとしては少量では液化し易い蒸気よりも空気の使用が望ましい。

　噴霧用媒体３ｂとして蒸気を使用する場合は、別途空気配管を配設して空気を導入することが望ましい。

　また、負荷Ｌが高負荷時の場合には、制御装置１００から出力される制御信号によって液体燃料供給系統４４に設けた流量調節弁５４と、噴霧用媒体供給系統４５に設けた流量調節弁５５の開度をそれぞれ調節して液体燃料供給系統４４から噴霧ノズル１の液体燃料流路２に液体燃料２ａを、噴霧用媒体供給系統４５から噴霧ノズル１の噴霧用媒体流路３に噴霧用媒体３ｂ供給する流量を調節する。

　そして、高負荷時に、第１実施例の噴霧ノズル１の噴霧流体流路２に液体燃料２ａを供給すると共に、噴霧ノズル１の噴霧用媒体流路３に噴霧用媒体３ｂを供給するように前記流量調節弁５２～５５をそれぞれ操作する説明、並びに、高負荷時に、第２実施例の噴霧ノズル１の噴霧用媒体流路３に噴霧用媒体３ｂを供給すると共に、噴霧ノズル１の噴霧流体流路２に液体燃料２ａと噴霧用媒体３ｂとの双方を供給するように前記流量調節弁５２～５５をそれぞれ操作する説明については、先の各実施例の噴霧ノズル１で説明済なのでここでの説明は省略する。

　さらに、噴霧ノズル１の起動、停止時は、噴霧用媒体供給系統４５から流量調節弁５３を操作して液体燃料流路２に噴霧用媒体３ｂの一部を供給し、流路内に残留する液体燃料２ａの除去操作をする。

　なお、上述の流量調節弁５４、５５の操作は例示であり、他の流量調節弁を使用しても構わない。

　第３実施例の噴霧ノズル１を備えたバーナ３０や、図７に示した本実施例の噴霧ノズル１を有するバーナ３０を備えた燃焼装置では、低負荷時の場合には、噴霧ノズル１の下側出口孔４から微細化した混合流体の扇型噴霧３３のみを外部に噴出させることになる。

　前述のように、第３実施例の噴霧ノズル１を備えたバーナ３０や、図７に示した本実施例の噴霧ノズル１を有するバーナ３０を備えた燃焼装置では、低負荷の運用条件で噴霧ノズル１から高い噴霧圧と適正な気液比で噴霧することが可能であることから、扇型噴霧３３の中央部と外周部での噴霧の特徴を、広い負荷範囲に亘って維持し、燃焼排出物の抑制に寄与できる。

　また、本実施例の場合、液体燃料２ａを噴出する噴霧ノズル１の出口孔４、５の近傍に着火装置４６を配置すれば、低負荷での着火操作から高負荷までの広い負荷範囲に亘って１個の噴霧ノズル１で対応することが可能となる。

　図６に示した第３実施例の噴霧ノズル１を備えたバーナ３０や、図７に示した第４実施例の噴霧ノズル１を有するバーナ３０を備えた燃焼装置の火炉４３では、燃料に液体燃料２ａを使用する場合を示したが、主燃料として微粉炭等の固体燃料を使用し、補助燃料として液体燃料２ａを使用する場合も、図１～図２に示した第１実施例の噴霧ノズル１、又は図４～図５に示した第２実施例の噴霧ノズル１を採用することが可能である。この場合、噴霧ノズル１から液体燃料２ａを火炉内に噴霧する場合に上記の効果が得られる。

　図７に示した本実施例の噴霧ノズルを有するバーナを備えた燃焼装置である火炉４３の場合では、燃焼用空気をバーナ３０と空気供給口４７に分岐して供給する例を示したが、燃焼用空気をバーナ３０のみに供給する場合も、図１～図２に示した第１実施例の噴霧ノズル１、又は図４～図５に示した第２実施例の噴霧ノズル１を本実施例の、前記噴霧ノズル１の燃焼装置に適用することができる。

　また、本実施例では噴霧ノズル１を備えたバーナ３０を火炉４３の１つの火炉壁３５に設けた場合を示したが、噴霧ノズル１を備えたバーナ３０を複数の壁面の火炉壁３５に設けた場合や火炉壁３５の角部に設けた場合にも、図１～図２に示した第１実施例の噴霧ノズル１、又は図４～図５に示した第２実施例の噴霧ノズル１を本実施例の燃焼装置に適用することができる。

　本実施例によれば、低負荷から高負荷までの広い負荷範囲に亘って噴霧ノズルの周囲にまで液体燃料と噴霧用媒体が混合した微細化した混合流体と燃焼用気体とを十分に混合させることを可能にして、煤塵やＣＯ（一酸化炭素）の燃焼排出物の生成を抑制する噴霧ノズルを有するバーナを備えた燃焼装置が実現できる。

　１：噴霧ノズル、２ａ：液体燃料、２：液体燃料流路、３ｂ：噴霧用媒体、３：噴霧用媒体流路、４：下側出口孔、５：上側出口孔、６ａ、６ｂ：気液分離機構、７：下側分岐部、８：上側分岐部、９、１１屈曲流路、１０、１２：直進流路、１４～１７：傾斜流路、１８～２１：対向流路、２２：隔壁、２３：構造物、２５：傾斜面、３０：バーナ、３１：中心軸、３２：障害物、３３、３４：扇型の噴霧、３５：火炉壁、３６：ウインドボックス、３７：１次流路、３８：２次流路、３９：３次流路、４０：１次空気の流れ、４１：２次空気の流れ、４２：３次空気の流れ、４３：火炉、４４：液体燃料供給系統、４５：噴霧用媒体供給系統、４６：着火装置、４７：空気投入口、４８：燃焼ガスの流れ、４９：熱交換器、５０：煙道、５１：煙突、５２～５５：流量調節弁、６１：噴霧ノズル、６２：旋回流発生器、６３：内側分岐部、６４：外側分岐部、１００：制御装置。

Claims

　噴霧ノズルの入口側に噴霧流体を供給する噴霧流体流路と、この噴霧流体を噴霧する噴霧用媒体を供給する噴霧用媒体流路をそれぞれ設け、
　前記噴霧ノズルに設けた前記噴霧流体流路を流れる噴霧流体と前記噴霧用媒体流路を流れる噴霧用媒体を混合させた混合流体を前記噴霧ノズルの先端部に開口させた複数の出口孔から外部に噴出する噴霧ノズルにおいて、
　前記噴霧ノズルの内部に前記噴霧流体流路の下流側に該噴霧流体流路から分岐した第１の分岐流路と噴霧用媒体流路の下流側に該噴霧用媒体流路から分岐した第２の分岐流路をそれぞれ配設し、
　前記噴霧ノズルの内部で前記第１の分岐流路と前記第２の分岐流路とが接続するように配設して、前記第１の分岐流路を流下した噴霧流体と前記第２の分岐流路を流下する噴霧用媒体とが混合した混合流体が流下するように構成し、
　前記噴霧ノズル先端部近傍となる前記第２の分岐流路の下流側に噴霧流体と噴霧用媒体とが混合した前記混合流体を対向して流下し衝突させる対向流路を複数対配設し、
　前記対向流路内で衝突した前記混合流体を前記出口孔から外部に噴出するように前記対向流路を前記出口孔にそれぞれ接続させ、
　前記噴霧用媒体流路の内部に噴霧流体と噴霧用媒体との気液を分離する気液分離機構を形成すると共に該気液分離機構の下流側に流路を複数に分岐する分岐部を設け、前記複数に分岐した分岐部を下流側に配設された前記対向流路を通じてそれぞれ異なる出口孔に接続するように構成したことを特徴とする噴霧ノズル。
　請求項１に記載の噴霧ノズルにおいて、
　前記噴霧用媒体流路は前記噴霧ノズルの軸心側に配設し、
　前記噴霧流体流路は前記噴霧用媒体流路の外周側となる前記噴霧ノズルに配設し、
　噴霧流体と噴霧用媒体との気液を分離する前記気液分離機構として、空間部での重力を利用した分離機構、あるいは流れに対して周方向の流速成分を誘起する旋回流発生器を前記噴霧用媒体流路の内部に形成したことを特徴とする噴霧ノズル。
　請求項２に記載の噴霧ノズルにおいて、
　前記噴霧用媒体流路は前記噴霧ノズルの軸心側に配設して高負荷運転時に燃料である噴霧流体を供給すると共に、低負荷運転時に燃料である前記噴霧流体と該噴霧流体の噴霧に用いる噴霧用媒体の双方を供給し、
　前記噴霧流体流路は前記噴霧用媒体流路の外周側となる前記噴霧ノズルに配設して高負荷運転時に燃料である噴霧流体を供給するように構成したことを特徴とする噴霧ノズル。
　噴霧ノズルの入口側に噴霧流体を供給する噴霧流体流路と、この噴霧流体を噴霧する噴霧用媒体を供給する噴霧用媒体流路をそれぞれ設け、
　前記噴霧ノズルに設けた前記噴霧流体流路を流れる噴霧流体と前記噴霧用媒体流路を流れる噴霧用媒体を混合させた混合流体を前記噴霧ノズルの先端部に開口させた複数の出口孔から外部に噴出する噴霧ノズルにおいて、
　前記噴霧ノズルの内部に前記噴霧流体流路の下流側に該噴霧流体流路から分岐した第１の分岐流路と噴霧用媒体流路の下流側に該噴霧用媒体流路から分岐した第２の分岐流路をそれぞれ配設し、
　前記噴霧ノズルの内部で前記第１の分岐流路と前記第２の分岐流路とが接続するように配設して、前記第１の分岐流路を流下した噴霧流体と前記第２の分岐流路を流下する噴霧用媒体とが混合した混合流体が流下するように構成し、
　前記噴霧ノズル先端部近傍となる前記第２の分岐流路の下流側に噴霧流体と噴霧用媒体とが混合した前記混合流体を対向して流下し衝突させる対向流路を複数対配設し、
　前記対向流路内で衝突した前記混合流体を前記出口孔から外部に噴出するように前記対向流路を前記出口孔にそれぞれ接続させ、
　前記噴霧流体流路の内部に噴霧流体と噴霧用媒体との気液を分離する気液分離機構を形成すると共に該気液分離機構の下流側に流路を複数に分岐する分岐部を設け、前記複数に分岐した分岐部を下流側に配設された前記対向流路を通じてそれぞれ異なる出口孔に接続するように構成したことを特徴とする噴霧ノズル。
　請求項４に記載の噴霧ノズルにおいて、
　前記噴霧用媒体流路は前記噴霧ノズルの軸心側に配設し、
　前記噴霧流体流路は前記噴霧用媒体流路の外周側となる前記噴霧ノズルに配設し、
　　噴霧流体と噴霧用媒体との気液を分離する前記気液分離機構として、空間部での重力を利用した気液分離機構、あるいは流れに対して周方向の流速成分を誘起する旋回流発生器を前記噴霧流体流路の内部に設置したことを特徴とする噴霧ノズル。
　請求項５に記載の噴霧ノズルにおいて、
　前記噴霧用媒体流路は前記噴霧ノズルの軸心側に配設して高負荷運転時に噴霧用媒体を供給し、
　前記噴霧流体流路は前記噴霧用媒体流路の外周側となる前記噴霧ノズルに配設して高負荷運転時に燃料である噴霧流体を供給すると共に、低負荷運転時に燃料である前記噴霧流体と該噴霧流体の噴霧に用いる噴霧用媒体の双方を供給するように構成したことを特徴とする噴霧ノズル。
　噴霧ノズルの入口側に噴霧流体を供給する噴霧流体流路と、この噴霧流体を噴霧する噴霧用媒体を供給する噴霧用媒体流路をそれぞれ設け、前記噴霧ノズルに設けた前記噴霧流体流路を流れる噴霧流体と前記噴霧用媒体流路を流れる噴霧用媒体を混合させた混合流体を前記噴霧ノズルの先端部に開口させた複数の出口孔から外部に噴出する噴霧ノズルであって、前記噴霧ノズルの内部に前記噴霧流体流路の下流側に該噴霧流体流路から分岐した第１の分岐流路と噴霧用媒体流路の下流側に該噴霧用媒体流路から分岐した第２の分岐流路をそれぞれ配設し、前記噴霧ノズルの内部で前記第１の分岐流路と前記第２の分岐流路とが接続するように配設して、前記第１の分岐流路を流下した噴霧流体と前記第２の分岐流路を流下する噴霧用媒体とが混合した混合流体が流下するように構成し、前記噴霧ノズル先端部近傍となる前記第２の分岐流路の下流側に噴霧流体と噴霧用媒体とが混合した前記混合流体を対向して流下し衝突させる対向流路を複数対配設し、前記対向流路内で衝突した前記混合流体を前記出口孔から外部に噴出するように前記対向流路を前記出口孔にそれぞれ接続させ、前記噴霧用媒体流路の内部に噴霧流体と噴霧用媒体との気液を分離する気液分離機構を形成すると共に該気液分離機構の下流側に流路を複数に分岐する分岐部を設け、前記複数に分岐した分岐部を下流側に配設された前記対向流路を通じてそれぞれ異なる出口孔に接続するように構成した噴霧ノズルを備えたバーナであって、
　前記燃料を噴霧流体として前記噴霧ノズルに供給する燃料供給系統を配設し、蒸気または圧縮空気を前記噴霧流体の噴霧に用いる噴霧用媒体として前記噴霧ノズルに供給する噴霧用媒体供給系統を配設したことを特徴とする噴霧ノズルを備えたバーナ。
　噴霧ノズルの入口側に噴霧流体を供給する噴霧流体流路と、この噴霧流体を噴霧する噴霧用媒体を供給する噴霧用媒体流路をそれぞれ設け、前記噴霧ノズルに設けた前記噴霧流体流路を流れる噴霧流体と前記噴霧用媒体流路を流れる噴霧用媒体を混合させた混合流体を前記噴霧ノズルの先端部に開口させた複数の出口孔から外部に噴出する噴霧ノズルであって、前記噴霧ノズルの内部に前記噴霧流体流路の下流側に該噴霧流体流路から分岐した第１の分岐流路と噴霧用媒体流路の下流側に該噴霧用媒体流路から分岐した第２の分岐流路をそれぞれ配設し、前記噴霧ノズルの内部で前記第１の分岐流路と前記第２の分岐流路とが接続するように配設して、前記第１の分岐流路を流下した噴霧流体と前記第２の分岐流路を流下する噴霧用媒体とが混合した混合流体が流下するように構成し、前記噴霧ノズル先端部近傍となる前記第２の分岐流路の下流側に噴霧流体と噴霧用媒体とが混合した前記混合流体を対向して流下し衝突させる対向流路を複数対配設し、前記対向流路内で衝突した前記混合流体を前記出口孔から外部に噴出するように前記対向流路を前記出口孔にそれぞれ接続させ、前記噴霧流体流路の内部に噴霧流体と噴霧用媒体との気液を分離する気液分離機構を形成すると共に該気液分離機構の下流側に流路を複数に分岐する分岐部を設け、前記複数に分岐した分岐部を下流側に配設された前記対向流路を通じてそれぞれ異なる出口孔に接続するように構成した噴霧ノズルを備えたバーナであって、
　前記燃料を噴霧流体として前記噴霧ノズルに供給する燃料供給系統を配設し、蒸気または圧縮空気を前記噴霧流体の噴霧に用いる噴霧用媒体として前記噴霧ノズルに供給する噴霧用媒体供給系統を配設したことを特徴とする噴霧ノズルを備えたバーナ。
　請求項７に記載の噴霧ノズルを備えたバーナにおいて、
　前記バーナに備えられた噴霧ノズルに燃料である噴霧流体を供給する燃料供給系統から分岐して噴霧用媒体供給系統に接続する第１の分岐系統を配設し、
　前記バーナに備えられた噴霧ノズルに前記噴霧流体の噴霧に用いる噴霧用媒体を供給する噴霧用媒体供給系統から分岐して燃料供給系統に接続する第２の分岐系統を配設し、
　前記燃料供給系統、噴霧用媒体供給系統、第１の分岐系統、及び第２の分岐系統に流量調節弁をそれぞれ設け、
　負荷に応じてこれらの流量調節弁に対して制御信号を出力し前記流量調節弁を操作する制御装置を設置したことを特徴とする噴霧ノズルを備えたバーナ。
　請求項８に記載の噴霧ノズルを備えたバーナにおいて、
　前記バーナに備えられた噴霧ノズルに燃料である噴霧流体を供給する燃料供給系統から分岐して噴霧用媒体供給系統に接続する第１の分岐系統を配設し、
　前記バーナに備えられた噴霧ノズルに前記噴霧流体の噴霧に用いる噴霧用媒体を供給する噴霧用媒体供給系統から分岐して燃料供給系統に接続する第２の分岐系統を配設し、
　前記燃料供給系統、噴霧用媒体供給系統、第１の分岐系統、及び第２の分岐系統に流量調節弁をそれぞれ設け、
　負荷に応じてこれらの流量調節弁に対して制御信号を出力し前記流量調節弁を操作する制御装置を設置したことを特徴とする噴霧ノズルを備えたバーナ。
　噴霧ノズルの入口側に噴霧流体を供給する噴霧流体流路と、この噴霧流体を噴霧する噴霧用媒体を供給する噴霧用媒体流路をそれぞれ設け、前記噴霧ノズルに設けた前記噴霧流体流路を流れる噴霧流体と前記噴霧用媒体流路を流れる噴霧用媒体を混合させた混合流体を前記噴霧ノズルの先端部に開口させた複数の出口孔から外部に噴出する噴霧ノズルであって、前記噴霧ノズルの内部に前記噴霧流体流路の下流側に該噴霧流体流路から分岐した第１の分岐流路と噴霧用媒体流路の下流側に該噴霧用媒体流路から分岐した第２の分岐流路をそれぞれ配設し、前記噴霧ノズルの内部で前記第１の分岐流路と前記第２の分岐流路とが接続するように配設して、前記第１の分岐流路を流下した噴霧流体と前記第２の分岐流路を流下する噴霧用媒体とが混合した混合流体が流下するように構成し、前記噴霧ノズル先端部近傍となる前記第２の分岐流路の下流側に噴霧流体と噴霧用媒体とが混合した前記混合流体を対向して流下し衝突させる対向流路を複数対配設し、前記対向流路内で衝突した前記混合流体を前記出口孔から外部に噴出するように前記対向流路を前記出口孔にそれぞれ接続させ、前記噴霧用媒体流路の内部に噴霧流体と噴霧用媒体との気液を分離する気液分離機構を形成すると共に該気液分離機構の下流側に流路を複数に分岐する分岐部を設け、前記複数に分岐した分岐部を下流側に配設された前記対向流路を通じてそれぞれ異なる出口孔に接続するように構成した噴霧ノズルを有するバーナを備えた燃焼装置であって、
　燃料を燃焼させる燃焼炉と、前記燃焼炉に燃料を供給する燃料供給系統と、前記燃焼炉に燃焼用気体を供給する燃焼用気体供給系統と、前記燃料供給系統と前記燃焼用気体供給系統が接続し前記燃焼炉の炉壁に設けられた燃料を燃焼させるバーナと、前記燃焼炉で発生した燃焼排ガスから熱回収する熱交換器と、前記熱回収された燃焼排ガスを前記燃焼炉の外部へ供給する煙道とを有していることを特徴とする噴霧ノズルを有するバーナを備えた燃焼装置。
　噴霧ノズルの入口側に噴霧流体を供給する噴霧流体流路と、この噴霧流体を噴霧する噴霧用媒体を供給する噴霧用媒体流路をそれぞれ設け、前記噴霧ノズルに設けた前記噴霧流体流路を流れる噴霧流体と前記噴霧用媒体流路を流れる噴霧用媒体を混合させた混合流体を前記噴霧ノズルの先端部に開口させた複数の出口孔から外部に噴出する噴霧ノズルであって、前記噴霧ノズルの内部に前記噴霧流体流路の下流側に該噴霧流体流路から分岐した第１の分岐流路と噴霧用媒体流路の下流側に該噴霧用媒体流路から分岐した第２の分岐流路をそれぞれ配設し、前記噴霧ノズルの内部で前記第１の分岐流路と前記第２の分岐流路とが接続するように配設して、前記第１の分岐流路を流下した噴霧流体と前記第２の分岐流路を流下する噴霧用媒体とが混合した混合流体が流下するように構成し、前記噴霧ノズル先端部近傍となる前記第２の分岐流路の下流側に噴霧流体と噴霧用媒体とが混合した前記混合流体を対向して流下し衝突させる対向流路を複数対配設し、前記対向流路内で衝突した前記混合流体を前記出口孔から外部に噴出するように前記対向流路を前記出口孔にそれぞれ接続させ、前記噴霧流体流路の内部に噴霧流体と噴霧用媒体との気液を分離する気液分離機構を形成すると共に該気液分離機構の下流側に流路を複数に分岐する分岐部を設け、前記複数に分岐した分岐部を下流側に配設された前記対向流路を通じてそれぞれ異なる出口孔に接続するように構成した噴霧ノズルを有するバーナを備えた燃焼装置であって、
　燃料を燃焼させる燃焼炉と、前記燃焼炉に燃料を供給する燃料供給系統と、前記燃焼炉に燃焼用気体を供給する燃焼用気体供給系統と、前記燃料供給系統と前記燃焼用気体供給系統が接続し前記燃焼炉の炉壁に設けられた燃料を燃焼させるバーナと、前記燃焼炉で発生した燃焼排ガスから熱回収する熱交換器と、前記熱回収された燃焼排ガスを前記燃焼炉の外部へ供給する煙道とを有していることを特徴とする噴霧ノズルを有するバーナを備えた燃焼装置。