WO2020066999A1

WO2020066999A1 - 多流体気液噴出混合ノズル、バーナー、燃焼機器、ボイラー、内燃機関、動力機器および環境浄化殺菌農園ハウス

Info

Publication number: WO2020066999A1
Application number: PCT/JP2019/037241
Authority: WO
Inventors: 工藤　泰士
Original assignee: 泰工技研工業株式会社
Priority date: 2018-09-25
Filing date: 2019-09-24
Publication date: 2020-04-02

Abstract

多流体気液噴出混合ノズルは、ノズル噴出口の中心に空気を噴出させるための中心部空気流動流路と、ノズル噴出口の中心に熱風を噴出させるための直進流動流路と、ノズル噴出口の中心に液体を噴出させるための複数の液体流動流路と、中心部空気流動流路の先端に取り付けられた、前記直進流動流路に対して９０度をなす方向に外方に向かって貫通した複数の貫通孔が設けられ、中心に噴出口を有する空気流動拡散部材とを有する。

Description

多流体気液噴出混合ノズル、バーナー、燃焼機器、ボイラー、内燃機関、動力機器および環境浄化殺菌農園ハウス

　この発明は、多流体気液噴出混合ノズル、バーナー、燃焼機器、ボイラー、内燃機関、動力機器および環境浄化殺菌農園ハウスに関する。

　環境問題についての関心の高まりにより、従来より、例えばディーゼル機関の排気ガスの浄化を実現するための技術等が種々提案されている。このような背景の下で、本発明者は先に、気体と液体とを効率よく混合することができ、かつ液体のしずくの発生を抑えてより微細な粒子を生成することができる気液混合ノズルを提案した（特許文献１～３参照）。この気液混合ノズルによれば、従来技術では困難であった燃料と空気と水との完全な混合およびこれらの吐出が可能となり、エマルジョン燃料の最適な状態を確保するための維持および管理の技術が不要となり、水を混合する際に従来技術では必要であった水噴射装置が不要となる等の利点を得ることができる。

特許第５６５１８６９号明細書米国特許第８，９５５，４７０号明細書欧州特許第２４９５０５１号明細書

　この発明が解決しようとする課題は、特許文献１～３の気液混合ノズルをさらに発展させ、エネルギー効率の大幅な向上、二酸化炭素および窒素酸化物の排出量の大幅な削減、燃料滓の大幅な削減等を図ることができる高性能の多流体気液噴出混合ノズルならびにこの多流体気液噴出混合ノズルを用いたバーナー、燃焼機器、ボイラー、内燃機関、動力機器および環境浄化殺菌農園ハウスを提供することである。

　前記課題および他の課題は、本明細書の以下の記述によって明らかとなるであろう。

　この発明は、利用されず損失している熱エネルギーを高温水蒸気エネルギーに変換する技術に関するものであり、効率よくエネルギー変換するには、燃料油燃焼ノズルの着火のための熱風をノズルの中央から噴出しその近接外周に燃料を噴出することにより燃焼を開始する。熱風の温度は必要に応じて選ばれるが、後述の空気拡散部材（空気拡散駒）などのノズル先端部を充分に早く熱するためには例えば６５０℃前後とする。

　高圧噴出で微細にした燃料の霧の、特にノズル噴出口の中心部において空気（酸素）不足による不完全燃焼を鑑みて、この発明の多流体気液混合噴出ノズルは、中央部の中心に燃料油噴出による着火のための熱風を噴出しこの熱風の周りに向けて空気を噴出させる中央側空気噴出流路（中心部空気流動流路）と、ノズル噴出口の外周部から空気を噴出させる２流路の外周側螺旋旋回流空気流動流路と、前記中央側空気流動流路と前記２流路の外周螺旋旋回空気流動流路との間に配置され燃料および水の液体を噴出口に流動させるための少なくとも２つの液体螺旋旋回流動流路と、前中央側空気噴出流路、前記液体螺旋旋回流動流路および前記２流路の外周螺旋旋回空気流動流路の噴出口で混合された空気および液体の混合体が旋回流で衝突し回転する衝撃部材（衝撃駒）と、を備え、前記液体噴出流動流路の噴出口は前記中央側空気噴出流路（中央空気流動流路）の噴出口の後方に設置されている。

　この発明の多流体気液噴出混合ノズルは、典型的には、ノズル噴出口の中心部に向けて空気を噴出させる中央空気流動流路と、前記ノズル噴出口の外周部から空気を噴出させる２流路の外周螺旋旋回流空気の流動流路と、前記中央空気流動流路と前記２流路の外周螺旋旋回流空気流動流路との間に配置され、燃料および水の液体を噴出口まで導く螺旋旋回流動流路を含む少なくとも２つ以上の液体螺旋旋回流動流路と、を備え、前記中央空気流動流路と前記２流路の外周空気螺旋旋回流動の混合気旋回流の気体に向かい、燃料の旋回流噴射、水の旋回流噴射およびグリセリン、グリセリン水溶液、植物油等の液体の旋回流噴射を行って、衝撃部材（衝撃駒）への衝撃で気体と液体との多流体を飛散混合させて旋回流動させ、衝撃部材を衝撃力と混合流体の旋回流動力とにより回転させることが特徴である。

　さらに、この発明の多流体気液噴出混合ノズルは、典型的には、空気をノズル中心部に向けて噴出する中央空気流動流路を流動し噴出口に向かう噴出流路が直進し空気が噴出する流路と、前記流路の外周方向９０度に向かい空気が噴出する複数の流路と、を備え、中心部を直進し噴出する空気と、前記外周方向に噴出する空気との２通りの空気に分かれ噴流動させることを特徴とし、前記２通りの流路から熱風を噴出し拡散流動することを特徴とし、外周部からの旋回流空気が混合し形成する混合旋回空気流の中に噴出する液体微粒子が回転する衝撃部材（衝撃駒）の効果で飛散微粒化が促進され空気中に均一に混合することを特徴とする。

　さらに、この発明では、典型的には、燃料油噴出により形成された霧に着火させるための熱風をノズル中心部に噴出すること、および、燃焼火炎に水を噴射しこの霧を燃焼火炎に混合させることを特徴とする。

　また、この発明では、典型的には、多流体気液噴出混合ノズルにより生成する気液の混合旋回流体が、前記液体螺旋旋回流動流路と、前記２流路の外周空気螺旋旋回流動流路を流動し噴出口で噴射された後に混合した混合流体の流動が旋回流動しながら拡散流動することにより旋回流体の外の空気を巻き込み流動することを特徴としている。

　この発明の多流体気液噴出混合ノズルで生成する、中心に噴出する熱風空気と空気３流体との気体の４流体と、燃料、水、液体（グリセリン、グリセリン水溶液、植物油等）との気体および液体の７流体のそれぞれの噴出流体の混合旋回流体は、典型的には、それぞれ個別にマイクロコンピューターにより制御され、螺旋旋回流動流路を流動させ、旋回流動の気液混合流体を生成し気液が均一に混合した気液混合霧（ガス）を生成する。着火させた旋回流動の燃焼火炎は、水粒子の気化熱効果で高温高熱化を制御して窒素酸化物生成を抑制し、水粒子を含む旋回流動の燃焼火炎は周囲の空気を巻き込み、燃焼効率は上昇し、超微細孔からの超高圧の噴射による燃料粒子のナノ微細化によることなく、空気（酸素）と燃料粒子の霧と水分子の霧とが均一に混合された燃焼火炎の燃焼は空気比を理想的な１．１以下にすることができて、ＣＯ₂排出を低減し省エネも実現することを特徴とする。

　また、この発明の多流体気液噴出混合ノズルは、典型的には、ノズル噴出口の中心部に向けて噴出させる中央空気流動流路と、ノズル外周部から空気を噴出させる２流路の外周空気螺旋旋回流動流路との間に設置する２つ以上の液体螺旋旋回流動流路を有し、前記多流体気液噴出混合ノズルの噴出口から噴出する気体と液体との噴出流体により生成した気液混合ガスに着火させた燃焼火炎は、水微粒子を含み、水噴出を増量させることにより高温水蒸気を発生させることができ、高温水蒸気雰囲気の燃焼火炎を生成することができ、さらにはこの高温水蒸気雰囲気に高周波を当てる高周波発信装置を設置できる。

　必要に応じて、この発明の多流体気液噴出混合ノズルにより生成した高温水蒸気雰囲気には電磁波を用いてプラズマを生成させることができる。また、必要に応じて、この発明の多流体気液噴出混合ノズルにより生成した高温水蒸気雰囲気に向かい持続的にスパークを起こさせるスパーク端子を設けることができる。

　この発明に係る多流体気液噴出混合ノズルには、典型的には、ノズルで生成する気液混合流体の液体微粒子気体混合霧（ガス）に着火させるための熱風（例えば、６５０℃以上）を噴出する、熱風噴出口及び熱風流動流路を備え、前記ノズルの気液の噴出口前方に高温で赤熱するセラミックス赤熱環を設け、燃焼室内に吹き込む熱風により赤熱することができることを特徴とし、気液混合ガスに着火させた燃焼火炎により赤熱するセラミックス赤熱環の赤熱が安定的に持続することを特徴とする。セラミックス赤熱環が赤熱することにより発生する遠赤外線は燃焼を安定化させる効果がある。

　この発明の多流体気液噴出混合ノズルは、例えばバーナーに適用することができる。このバーナーにおいては、例えば、多流体気液噴出混合ノズルを外筒に収容し、多流体気液噴出混合ノズルと外筒の間の隙間に自然流の空気を取り入れることができるが、生成する旋回流の火炎を確実な旋回流とするために、こうして取り入れる自然流の空気も旋回させるための螺旋羽根を外筒の内面に形成することができる。

　バーナーは、必要に応じて、生成した旋回流の燃焼火炎が流動する途中に紫外線を発光するセラミックス燃焼環を設け火炎噴出口から前方へと位置を自在に調整し、紫外線発光および火炎の調整ができるようにすることができる。

　この発明の多流体気液噴出混合ノズルの目的は、典型的には、生成した燃焼火炎に高温水蒸気を多量に含有した燃焼火炎を生成することにある。

　この発明の多流体気液噴出混合ノズルによる燃料燃焼システムはバーナー、バーナーを用いた燃焼機器（粉末炭燃焼装置等）、内燃機関、ボイラー等を含む（広義には、バーナー、燃焼機器、内燃機関、ボイラー等も燃焼機器に含まれる）。これらの燃料燃焼システムは、典型的には、空気を供給する空気供給源と、燃料を供給する燃料供給源と、水を供給する水供給源と、グリセリン、グリセリン水溶液等の液体を供給する液体供給源とを有する。この燃料燃焼システムでは、これらの空気供給源、燃料供給源、水供給源および液体供給源と前記多流体気液噴出混合ノズルとが燃料噴射装置に組み込まれ、前記空気供給源、前記燃料供給源、前記水供給源、前記液体供給源から、前記空気、前記燃料、前記水、前記液体がそれぞれ導入され、燃焼室内で完全燃焼可能な気液混合体を形成するための前記空気、前記燃料、前記水、前記液体を個別に噴出して気液混合霧を生成させることをマイクロコンピューターで制御する。

　この発明の多流体気液噴出混合ノズルは、典型的には、気体および液体を噴出する噴出口の前方に熱風および燃焼火炎により赤熱するセラミックス赤熱環を備え、さらに、ノズル中心部に熱風を噴出する直進熱風流通管と、この直進熱風流通管の後ろに空気を流動する流路を備えた、熱風を生成する熱源と、この熱源の外周を流動する流路を備えた流路を通過する中央空気噴出口と、この外周に燃料を流動させる流路を通過し旋回流路を備え、その流路を流動し噴出する燃料噴出口と、この外側外周に水を流動する流路を備えた流路を通過しさらに旋回流動路を通過し噴出する水噴出口と、この外側外周に燃焼に供する液体を旋回流動させる流路を流動し噴出する噴出口と、この液体の液体噴出口の外側外周に旋回流路を備えた２流路からの空気噴出口とを備え、セラミックス赤熱環の赤熱を温度センサーにより検知し、マイクロコンピューターにより各流体を個別に制御し燃焼火炎を自在に制御する。

　この発明の多流体気液噴出混合ノズルは、バーナー等に用いる場合には、典型的には、気体および液体の噴出口に気体および液体の噴出により回転する衝撃駒を備え、この前方に熱風および火炎に反応し赤熱するセラミックス赤熱環を設け、ノズル中心部に熱風を噴出する噴出口と熱風を生成する熱源を中心部に縦長に設け、その外を近接して空気を噴出する中央空気噴出口を設け、その外側外周に燃料噴出口を設け、その外に水の噴出口を設け、そのその外にグリセリン等の燃焼に供する液体の噴出口を設け、それぞれの流路として旋回流動路を備えた流動路を設け、この外側外周に旋回流動流路を備えた流路の空気噴出口を設け、それぞれ中央空気、熱風空気、燃料、水、液体（燃焼に供する液体グリセリン等）、外周旋回流動の２流体空気は個別に縦長の流路を要し、赤熱の温度を検知する温度センサーと、燃焼火炎温度を検知する温度センサーとを設け、さらに多流体気液噴出混合ノズルの主要部を包み込む円筒に収める。

　この発明の多流体気液噴出混合ノズルはハウス農園に適用して好適である。この多流体気液噴出混合ノズルは、ハウス農園での暖房費の費用割合が大きくまた不純物を多量に含みフィルターを通過した二酸化炭素でなければ使用できない化石燃料燃焼に比べて市場に過剰気味の植物油から生成するグリセリンを使用し燃焼することにより、排出する二酸化炭素はフィルターを使用することなくハウス内へそのまま供給できる上にグリセリンの有効利用を図ることができ、一挙両得である。

　この発明の多流体気液噴出混合ノズルを活用することにより、ハウス内に水微粒子を多量に含む気液混合ガスを生成して植物の生育に供することができる。

　好適には、農園ハウス内に供給する空気を含み混合する水蒸気雰囲気に向かい、紫外線発光セラミックスにより紫外線を生成することにより病害虫の発生を抑制する。

　好適には、農園ハウス内に生成し水微粒子が多量に充満した気液混合のガスに向かいオゾンを発生させて病害虫の発生を抑制する。

　好適には、農園ハウス内にこの発明の多流体気液噴出混合ノズルからの水噴出により生成された水微粒子を多量に含む気液混合ガスに向かい低温プラズマを生成させ、病害虫の発生の抑制と植物の生育を促す。

　また、この発明の多流体気液噴出混合ノズルは、典型的には、ノズル中央部にヒーターを備え、ノズル噴出口前方にセラミックス赤熱環を備え、各流体が噴出する憤出口に回転自在の衝撃駒を備え、中心部噴出口に熱風を噴出する熱風噴出口と、外周部から中央部に向かい旋回流動の空気を噴出する左右からの空気供給路と、液体の燃料油、水、グリセリン等の液体のそれぞれの噴出口とこれらの噴出口に向かうそれぞれの流路と供給源と温度センサーとを備え、マイクロコンピューターによりそれぞれの流体をコントロールする。

　典型的には、マイクロコンピューターの指令によりヒーターの中心を流動する空気のコンプレッサーにスイッチが入り、続いてヒーターにスイッチが入り熱風をノズル中心部の噴出口から噴出してセラミックス赤熱環に吹き付け、熱風が吹き付けられて赤熱したセラミックス赤熱環の赤熱を検知した温度センサーからの指令により、マイクロコンピューターは、燃料の噴射を指令し着火して、中央空気の噴出を指令して燃焼火炎を増大させ、温度センサーからの温度検知の知らせを受け外周旋回流空気の噴出を指令する。

　続いて水の噴射を指令するが、このとき燃焼火炎は安定化炎となり火炎温度の温度上昇を抑え、火炎中央部に存在する充分な空気の影響で酸素不足による燃え滓、煤等は発生せず清廉な火炎を形成することができる。

　さらに、噴出する水微粒子は清廉火炎に混合し火炎の温度高温化を抑制し水微粒子の影響受けた旋回流動の燃焼火炎の外縁はその空気が巻き込まれ旋回流動の清廉な透明の大きな燃焼火炎を実現し継続させる。

　安定的な燃焼火炎の検知の信号を受けたマイクロコンピューターは、例えば第三価のアルコールであるグリセリンの噴出を促し噴出させ、こうすることで燃焼火炎はさらに大きな清廉で透明な燃焼火炎となる。

　典型的には、温度センサーが、火炎の温度および火炎の大きさを把握して燃料噴射の抑制を促し、化石燃料の噴出を抑制し妥当とする燃焼火炎を持続し燃焼させる。

　コントロールに用いるマイクロコンコンピューターは、最適な火炎を得るためには、中心部の噴射拡散する熱風を連続持続して噴出することにより、セラミックス赤熱環の赤熱が安定的に持続し、中央空気の噴出が安定的に持続して、外方側噴出旋回流空気の噴出口中央への噴出が安定して燃料の噴出が安定的に持続して、水の噴出が安定的に持続し、グリセリン等の液体の噴出が安定的に持続し続けるように制御し、燃焼火炎流動拡大を制御するために化石燃料供給を制御して適切な燃焼火炎を継続させる。

　この発明の多流体気液噴出混合ノズルの燃焼火炎は、中心部に充分な空気を供給され、着火に必要な温度の熱風が安定的に供給され、燃料、水、グリセリン等の液体が安定的に供給され、着火温度に達した空気の気体と燃焼に供する液体と過熱化を抑制する水との混合の多流体気液噴出混合は旋回流動し、着火した多流体の気液混合火炎旋回流の燃焼火炎を形成した火炎の温度は９００℃を超えず省エネと窒素酸化物排出抑制、二酸化炭素排出抑制が実現してトレードオフは解消し一挙両得以上を実現し、燃料噴出と水噴出とをそれぞれ独立して、例えば内燃機関の回転数に応じたタイミングと量とをマイクロコンピューターによりコントロールして最適な燃焼火炎を継続することができる。

　この発明の多流体気液噴出混合ノズルを活用する内燃機関は、マイクロコンピューターを搭載し、吸入工程ではシリンダーは吸入弁を半開きにして空気の吸入量を極力抑え、前記多流体気液噴出混合ノズルから大量の熱風を吹き込み、圧縮工程に移行する時点で既に着火温度に達するシリンダー内の空気を圧縮し、上死点を過ぎる瞬時点で燃料を噴射して，着火した火炎の熱膨張エネルギーはピストンを押し下げ、間を置かず噴射する水は、シリンダー内に存在する燃料燃焼の熱エネルギーを高温水蒸気膨張エネルギーにエネルギー変換し、前記膨張エネルギーがピストン作動の動力エネルギーとなりピストン作動力を倍増させて作動力を向上して、動力を増加させ、次の排気工程では燃焼火炎の燃焼滓と残留水蒸気の排出を行い、前記高温水蒸気の気化熱エネルギーは内燃機関の熱を奪い内燃機関の高熱化を抑え、冷却化は圧縮工程の圧縮比が安定させ内燃機関の温度の過熱化を制御し、このためラジエーターにスイッチが入らずにサイクル運転が可能となる。このように熱エネルギーから高温水蒸気エネルギーにエネルギー変換することで、ラジエータ－を必要としない軽量な車体の内燃機関の誕生とともに省エネを実現することができる。結論を端的に表現すると、この発明は、熱エネルギーを高温水蒸気エネルギー（動力エネルギー、気化熱エネルギー）に効率的にエネルギー変換する、内燃機関に活用して好適なものである。

　ここで、水の膨張の威力について説明する。標準状態０℃、１気圧＝１０１３２５Ｐａ（Ｎ／ｍ²）では、水１モルの体積は２２．４Ｌ（リットル）であり、気体定数は８．３１４Ｊ・Ｋ^-1・ｍｏｌ^-1（１モルの気体定数）であるから、水が高温水蒸気に変化するときの膨張は、高温１００℃を超えるときには
１×８．３１４×（１００＋２７３）／１０１３２５＝３０．６Ｌ
である。水の分子量は１８、０℃、１気圧での水１モル（１８ｇ）の体積は０．０１８Ｌであるから、水の体積は０．０１８：３０．６＝１：１７００、すなわち１７００倍（化石燃料の２．４倍）に増加する。この膨張により生じる膨張力を動力に活用し、気化熱エネルギーの冷却効果で冷却損失と排気損失の熱エネルギー損失を解消して削減し、ラジエーターを削除することができる。これによって、シリンダー内で燃焼により水が高温水蒸気になるに充分なカロリーを発生できてピストン作動を行うことができ、水噴射により膨張率が化石燃料の２．４倍の膨張力を活用することで燃料は少量で済み、排出ガスは清廉となり、水の気化熱は内燃機関を冷却し、余分な熱を発生させず、熱交換ラジエーターは必要としない内燃機関と蒸気機関とが組み合わさった動力機関を実現することができる。

　以上の説明から、次のような発明を導くことができることが明らかである。

　すなわち、この発明は、
　ノズル噴出口の中心に空気を噴出させるための中心部空気流動流路と、
　前記ノズル噴出口の中心に熱風を噴出させるための直進流動流路と、
　前記ノズル噴出口の中心に液体を噴出させるための複数の液体流動流路と、
　前記中心部空気流動流路の先端に取り付けられた、前記直進流動流路に対して９０度をなす方向に外方に向かって貫通した複数の貫通孔が設けられ、中心に噴出口を有する空気流動拡散部材と、
を有する多流体気液噴出混合ノズルである。

　また、この発明は、
　少なくとも一つの多流体気液噴出混合ノズルを有し、
　前記多流体気液噴出混合ノズルは、
　ノズル噴出口の中心に空気を噴出させるための中心部空気流動流路と、
　前記ノズル噴出口の中心に熱風を噴出させるための直進流動流路と、
　前記ノズル噴出口の中心に液体を噴出させるための複数の液体流動流路と、
　前記中心部空気流動流路の先端に取り付けられた、前記直進流動流路に対して９０度をなす方向に外方に向かって貫通した複数の貫通孔が設けられ、中心に噴出口を有する空気流動拡散部材と、
を有するバーナーである。

　また、この発明は、
　少なくとも一つのバーナーを有し、
　前記バーナーは少なくとも一つの多流体気液噴出混合ノズルを有し、
　前記多流体気液噴出混合ノズルは、
　ノズル噴出口の中心に空気を噴出させるための中心部空気流動流路と、
　前記ノズル噴出口の中心に熱風を噴出させるための直進流動流路と、
　前記ノズル噴出口の中心に液体を噴出させるための複数の液体流動流路と、
　前記中心部空気流動流路の先端に取り付けられた、前記直進流動流路に対して９０度をなす方向に外方に向かって貫通した複数の貫通孔が設けられ、中心に噴出口を有する空気流動拡散部材と、
を有する燃焼機器である。

　また、この発明は、
　少なくとも一つのバーナーを有し、
　前記バーナーは少なくとも一つの多流体気液噴出混合ノズルを有し、
　前記多流体気液噴出混合ノズルは、
　ノズル噴出口の中心に空気を噴出させるための中心部空気流動流路と、
　前記ノズル噴出口の中心に熱風を噴出させるための直進流動流路と、
　前記ノズル噴出口の中心に液体を噴出させるための複数の液体流動流路と、
　前記中心部空気流動流路の先端に取り付けられた、前記直進流動流路に対して９０度をなす方向に外方に向かって貫通した複数の貫通孔が設けられ、中心に噴出口を有する空気流動拡散部材と、
を有するボイラーである。

　また、この発明は、
　シリンダーに取り付けられた少なくとも一つの多流体気液噴出混合ノズルを有し、
　前記多流体気液噴出混合ノズルは、
　ノズル噴出口の中心に空気を噴出させるための中心部空気流動流路と、
　前記ノズル噴出口の中心に熱風を噴出させるための直進流動流路と、
　前記ノズル噴出口の中心に液体を噴出させるための複数の液体流動流路と、
　前記中心部空気流動流路の先端に取り付けられた、前記直進流動流路に対して９０度をなす方向に外方に向かって貫通した複数の貫通孔が設けられ、中心に噴出口を有する空気流動拡散部材と、
を有する内燃機関である。

　また、この発明は、
　少なくとも一つの多流体気液噴出混合ノズルを有し、
　前記多流体気液噴出混合ノズルは、
　ノズル噴出口の中心に空気を噴出させるための中心部空気流動流路と、
　前記ノズル噴出口の中心に熱風を噴出させるための直進流動流路と、
　前記ノズル噴出口の中心に液体を噴出させるための複数の液体流動流路と、
　前記中心部空気流動流路の先端に取り付けられた、前記直進流動流路に対して９０度をなす方向に外方に向かって貫通した複数の貫通孔が設けられ、中心に噴出口を有する空気流動拡散部材と、
を有する動力機器である。

　また、この発明は、
　ハウスに設置された少なくとも一つの多流体気液噴出混合ノズルを有し、
　前記多流体気液噴出混合ノズルは、
　ノズル噴出口の中心に空気を噴出させるための中心部空気流動流路と、
　前記ノズル噴出口の中心に熱風を噴出させるための直進流動流路と、
　前記ノズル噴出口の中心に液体を噴出させるための複数の液体流動流路と、
　前記中心部空気流動流路の先端に取り付けられた、前記直進流動流路に対して９０度をなす方向に外方に向かって貫通した複数の貫通孔が設けられ、中心に噴出口を有する空気流動拡散部材と、
を有する環境浄化殺菌農園ハウスである。

　この発明によれば、エネルギー効率の大幅な向上、二酸化炭素および窒素酸化物の排出量の大幅な削減、燃料滓の大幅な削減等を図ることができる高性能の多流体気液噴出混合ノズルを得ることができ、この高性能の多流体気液噴出混合ノズルを用いることにより高性能バーナー、燃焼機器、ボイラー、内燃機関、動力機器および環境浄化殺菌農園ハウスを実現することができる。

この発明の第１の実施の形態による多流体気液混合噴出ノズルを示す正面図である。この発明の第１の実施の形態による多流体気液混合噴出ノズルを示す底面図である。この発明の第１の実施の形態による多流体気液混合噴出ノズルのノズル本体においてセラミックス赤熱環を取り外した状態を示す正面図である。この発明の第１の実施の形態による多流体気液混合噴出ノズルのノズル本体においてセラミックス赤熱環を取り外した状態を示す平面図である。この発明の第１の実施の形態による多流体気液混合噴出ノズルのノズル本体を構成する主要部品を分解して示す分解図である。この発明の第１の実施の形態による多流体気液混合噴出ノズルの衝撃駒を示す平面図である。この発明の第１の実施の形態による多流体気液混合噴出ノズルの衝撃駒を示す底面図である。この発明の第１の実施の形態による多流体気液混合噴出ノズルのノズル本体を示す平面図である。この発明の第１の実施の形態による多流体気液混合噴出ノズルのセラミックス赤熱環を示す正面図である。この発明の第２の実施の形態による燃料油燃焼バーナーを示す平面図である。この発明の第２の実施の形態による燃料油燃焼バーナーを示す右側面図である。この発明の第２の実施の形態による燃料油燃焼バーナーを示す底面図である。この発明の第２の実施の形態による燃料油燃焼バーナーを示す左側面図である。この発明の第２の実施の形態による燃料油燃焼バーナーを示す前面図である。この発明の第２の実施の形態による燃料油燃焼バーナーのコントロール系を含めた全体を示す略線図である。この発明の第２の実施の形態による燃料油燃焼バーナーを底面から見たときの主要部を示す略線図である。この発明の第２の実施の形態による燃料油燃焼バーナーにおいて外筒の内面に設けられる旋回流羽根を示す略線図である。この発明の第２の実施の形態による燃料油燃焼バーナーの燃焼環を示す平面図である。この発明の第２の実施の形態による燃料油燃焼バーナーの燃焼環を示す正面図である。この発明の第３の実施の形態による粉末炭燃焼装置を示す底面図である。この発明の第３の実施の形態による粉末炭燃焼装置を示す右側面図である。この発明の第３の実施の形態による粉末炭燃焼装置を示す左側面図である。この発明の第３の実施の形態による粉末炭燃焼装置を示す前面図である。この発明の第３の実施の形態による粉末炭燃焼装置のコントロール系を含めた全体を示す略線図である。この発明の第３の実施の形態による粉末炭燃焼装置の詳細構造を示す平面図である。この発明の第３の実施の形態による粉末炭燃焼装置の詳細構造を示す右側面図である。この発明の第３の実施の形態による粉末炭燃焼装置の詳細構造を示す左側面図である。この発明の第３の実施の形態による粉末炭燃焼装置の詳細構造を示す前面図である。この発明の第３の実施の形態による粉末炭燃焼装置の粉末炭供給装置の詳細構造を示す正面図である。この発明の第３の実施の形態による粉末炭燃焼装置の粉末炭供給装置の詳細構造を示す断面図である。この発明の第３の実施の形態による粉末炭燃焼装置の粉末炭供給装置の詳細構造を示す正面図である。この発明の第３の実施の形態による粉末炭燃焼装置の粉末炭供給装置の詳細構造を示す断面図である。この発明の第４の実施の形態によるボイラーを示す平面図である。この発明の第４の実施の形態によるボイラーを示す正面図である。この発明の第４の実施の形態によるボイラーを示す側面図である。この発明の第４の実施の形態によるボイラーのコントロール系を含めた全体を示す略線図である。この発明の第４の実施の形態によるボイラーの本体を示す平面図である。この発明の第４の実施の形態によるボイラーの本体を示す正面図である。この発明の第４の実施の形態によるボイラーの熱交換８０２を示す正面図である。この発明の第４の実施の形態によるボイラーの熱交換８０３を示す正面図である。この発明の第４の実施の形態によるボイラーの熱交換８０４を示す正面図である。この発明の第５の実施の形態による多流体気液混合噴出ノズルを示す略線図である。この発明の第５の実施の形態による多流体気液混合噴出ノズルの中心軸に垂直な方向から見た平面図である。この発明の第６の実施の形態による内燃機関を示す断面図である。この発明の第６の実施の形態による内燃機関を示す断面図である。この発明の第６の実施の形態による内燃機関を示す断面図である。この発明の第６の実施の形態による内燃機関を示す断面図である。この発明の第６の実施の形態による内燃機関を示す断面図である。この発明の第６の実施の形態による内燃機関を示す断面図である。この発明の第７の実施の形態による内燃機関を示す断面図である。この発明の第７の実施の形態による内燃機関を示す断面図である。この発明の第７の実施の形態による内燃機関を示す断面図である。この発明の第７の実施の形態による内燃機関を示す断面図である。この発明の第７の実施の形態による内燃機関を示す断面図である。この発明の第７の実施の形態による内燃機関を示す断面図である。この発明の第７の実施の形態による内燃機関を示す断面図である。この発明の第７の実施の形態による内燃機関を示す断面図である。この発明の第７の実施の形態による内燃機関を示す断面図である。この発明の第７の実施の形態による内燃機関を示す断面図である。この発明の第８の実施の形態によるタービン機関を示す平面図である。この発明の第８の実施の形態によるタービン機関の多流体気液混合噴出ノズルの先端部が蒸気導入路に挿入されている様子を示す断面図である。この発明の第９の実施の形態による環境浄化殺菌農園ハウスを示す略線図である。

　以下、発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」という。）について図面を参照しながら説明する。

〈第１の実施の形態〉
［多流体気液混合噴出ノズル］
　図１Ａおよび図１Ｂは第１の実施の形態による多流体気液混合噴出ノズル１００を示す正面図および底面図、図２Ａおよび図２Ｂはこの多流体気液混合噴出ノズル１００の、セラミックス赤熱環を取り外した状態のノズル本体を示す正面図および平面図（上面図）である。図３はこの多流体気液混合噴出ノズル１００のノズル本体を構成する主要部品を分解して示す分解図である。この多流体気液混合噴出ノズルは、噴出口に向かい気・液の各流体がそれぞれに流路を形成し、筒の中に収められて流体機構を構成する多流体気液混合噴出ノズルである。

　図１Ａおよび図１Ｂに示すように、この多流体気液混合噴出ノズル１００においては、円筒１１２の内部にこの円筒１１２と同軸にノズル本体１００Ａが収容されている。円筒１１２の下端は、この円筒１１２の外径と等しい外径を有する円形の蓋１１３が取り付けられて塞がれている。蓋１１３の上面には、蓋１１３の外周より少し内側に、円筒１１２の内径とほぼ等しい外径を有するリング部１１３Ａが設けられており、このリング部１１３Ａが円筒１１２に圧入嵌合されている。円筒１１２の上端側には、上端から少し下の位置の円筒１１２の内部にこの円筒１１２の内径と等しい外径を有する円板１１４が取り付けられている。円板１１４の中心部には、この円板１１４と同じ高さ位置におけるノズル本体１００Ａの外径と等しい内径を有する円形の貫通孔が形成されており、この貫通孔をノズル本体１００Ａが貫通し位置決めされている。

　図１Ａ、図２Ａおよび図３に示すように、ノズル本体１００Ａは、円筒１１２の下端から上端に向かう方向に順に直径が大きくなる円筒部１０１、１０２、１０３、１０４、１０５を有する。これらの円筒部１０１～１０５は、例えば、順次圧入嵌合されることにより一体化されている。すなわち、例えば、円筒部１０１の根元部は円筒部１０２の根元部の内部に圧入嵌合され、円筒部１０２の根元部は円筒部１０３の根元部の内部に圧入嵌合され、円筒部１０３の根元部は円筒部１０４の根元部の内部に圧入嵌合され、円筒部１０４の根元部は円筒部１０５の根元部の内部に圧入嵌合されている。ノズル本体１００Ａの構成および形成方法、円筒部１０１～１０５の内部に後述の各流路を形成する方法等は特許文献１～３と類似する。

　円筒部１０１の側面には中央空気取り入れ口１０１Ａが設けられ、この中央空気取り入れ口１０１Ａから空気を取り入れることができるようになっている。この中央空気取り入れ口１０１Ａから取り入れられた空気は、円筒部１０１と後述の直進熱風流通管１１１Ｂとの隙間からなる空気流動流路を通って後述の衝撃駒１０７に向かって噴出される。円筒部１０２の側面には燃料取り入れ口１０２Ａが設けられ、この燃料取り入れ口１０２Ａから燃料を取り入れることができるようになっている。燃料取り入れ口１０２Ａから取り入れられた燃料は、円筒部１０１と円筒部１０２との間の隙間からなる燃料流動流路を通って後述の衝撃駒１０７に向かって噴出される。円筒部１０３の側面には水取り入れ口１０３Ａが設けられ、この水取り入れ口１０３Ａから水を取り入れることができるようになっている。水取り入れ口１０３Ａから取り入れられた水は、円筒部１０２と円筒部１０３との間の隙間からなる水流動流路を通って後述の衝撃駒１０７に向かって噴出される。円筒部１０４の側面にはグリセリン取り入れ口１０４Ａが設けられ、このグリセリン取り入れ口１０４Ａからグリセリンを取り入れることができるようになっている。なお、グリセリンの代わりにグリセリン水溶液を用いてもよい。グリセリン取り入れ口１０４Ａから取り入れられたグリセリンは、円筒部１０３と円筒部１０４との間の隙間からなるグリセリン流動流路を通って後述の衝撃駒１０７に向かって噴出される。円筒部１０５の下部の側面の互いに対向する部位には右側空気取り入れ口１０５Ａおよび左側空気取り入れ口１０５Ｂが設けられ、これらの右側空気取り入れ口１０５Ａおよび左側空気取り入れ口１０５Ｂからそれぞれ空気を取り入れることができるようになっている。右側空気取り入れ口１０５Ａおよび左側空気取り入れ口１０５Ｂから取り入れられた空気は円筒部１０４と円筒部１０５との間の隙間からなる空気流動流路を通って上方に輸送され、後述のように最終的に外部に噴出されることでノズル本体１００Ａの中心軸を中心とする旋回流が形成される。中央空気取り入れ口１０１Ａ、左側空気取り入れ口１０５Ｂ、水取り入れ口１０３Ａ、グリセリン取り入れ口１０４Ａ、右側空気取り入れ口１０５Ａおよび燃料取り入れ口１０２Ａはそれぞれ、ノズル本体１００ａの中心軸と平行に設けられた中央空気輸送管１２１、燃料輸送管１２２、左側空気輸送管１２２、水輸送管１２３、グリセリン輸送管１２４、右側空気輸送管１２５および燃料輸送管１２６と接続されている。これらの中央空気輸送管１２１、左側空気輸送管１２２、水輸送管１２３、グリセリン輸送管１２４、右側空気輸送管１２５および燃料輸送管１２６のそれぞれの下端部は蓋１１３に設けられた貫通孔を通り、蓋１１３の外部に取り付けられた継手１３１～１３６にそれぞれ接続されている。継手１３１～１３６にはそれぞれ輸送用のチューブ（図示せず）が接続される。図１Ｂに示すように、継手１３１～１３６は、蓋１１３の中心の周りにほぼ正六角形の頂点に位置している。中央空気輸送管１２１、左側空気輸送管１２２、水輸送管１２３、グリセリン輸送管１２４、右側空気輸送管１２５および燃料輸送管１２６のそれぞれの下端にはフランジ部が設けられており、このフランジ部が蓋１１３の上面にボルト（図示せず）で固定されている。円筒１１２とノズル本体１００Ａとの間の空間には、熱電対を保護管に収納した温度センサー１１５、１１６が設けられている。温度センサー１１５は、下部から円筒部１０５の上部の途中の高さまではノズル本体１００Ａの中心軸に平行に直線状に延び、そこから途中で円板１１４に設けられた位置決め用の貫通孔を通ってノズル本体１００ａの中心軸に向かって直線状に折れ曲がり、末端は後述の衝撃駒１０７の近傍に位置している。温度センサー１１６は、下部から後述のセラミック赤熱環１０９よりも高い高さまでノズル本体１００Ａの中心軸に平行に直線状に延び、途中で円板１１４に設けられた位置決め用の貫通孔を通っている。温度センサー１１５の下端からリード線１４１、１４２が取り出され、温度センサー１１６の下端からリード線１４３、１４４が取り出されている。

　円筒部１０１には熱源１１１が設けられている。図３に示すように、熱源１１１の上部には、ノズル本体１００Ａと同軸に形成された縦長のヒーター１１１Ａおよびこのヒーター１１１Ａを囲む、このヒーター１１１Ａと同軸の円筒状の直進熱風流通管１１１Ｂが設けられている。この直進熱風流通管１１１Ｂの上端は後述の空気流通拡散駒１０６の途中の高さ位置にある。ヒーター１１１Ａの上端はこの直進熱風流通管１１１Ｂの上端より少し低い位置にある。熱源１１１の下部には、熱風を形成するための空気を直進熱風流通管１１１Ｂに供給するための空気導入管（図示せず）およびヒーター１１１Ａに接続された通電用のリード線１４５、１４６が収納されている。図３に示すように、この空気導入管の一端は空気取り入れ口１１１Ｃと接続されている。熱源１１１の下部は蓋１１３の中心に設けられた貫通孔を通り、固定具１４７により蓋１１３に固定されている。空気取り入れ口１１１Ｃには輸送用のチューブ（図示せず）が接続される。

　図３および図２Ｂに示すように、円筒部１０１の先端部１０１Ｂの外周には４本の溝が円周方向に等間隔に螺旋状に彫り込まれ、この円筒部１０１とこの円筒部１０１の先端部１０１Ｂが圧入嵌合された円筒部１０２との間の溝１５１が燃料流路となる。燃料はこの燃料流路を通ることで旋回流として噴出される。円筒部１０２の先端部１０２Ｂの外周には４本の溝が円周方向に等間隔に螺旋状に彫り込まれ、この円筒部１０２とこの円筒部１０２の先端部１０２Ｂが圧入嵌合された円筒部１０３との間の溝１５２が水流路となる。水はこの水流路を通ることで旋回流として噴出される。円筒部１０３の先端部１０３Ｂの外周には４本の溝が円周方向に等間隔に螺旋状に彫り込まれ、この円筒部１０３とこの円筒部１０３の先端部１０３Ｂが圧入嵌合された円筒部１０４との間の溝１５３がグリセリン流路となる。グリセリンはこのグリセリン流路を通ることで旋回流として噴出される。円筒部１０４の先端部１０４Ｂは先端に向かって直径が直線的に減少する勾配部（テーパー部）となっており、この勾配部の外周に合計１２本の溝が円周方向に等間隔に螺旋状に彫り込まれている。円筒部１０４の勾配部と対向する部分の円筒部１０５はこの勾配部と平行に形成されており、この円筒部１０４の勾配部とこの勾配部が圧入嵌合された円筒部１０５との間の溝１５４を空気が下から上に通り抜けることで後述の衝撃駒１０７の下側にノズル本体１００Ａの中心軸の周りの旋回流が形成される。

　円筒部１０１の上端部の出口には筒状の空気流通拡散駒１０６が嵌め込まれている。空気流通拡散駒１０６は、中心軸方向に順次設けられた、肉厚が小さく形成された一定の内径を有する下部、下部に連なる内径が直線的に減少する第１中間部、第１中間部に連なる一定の内径を有する第２中間部、第２中間部に連なる内径が直線的に減少する第３中間部および第３中間部に連なる一定の内径を有する上部からなる。空気流通拡散駒１０６の外部の、第１中間部と第２中間部との境界部に対応する位置にはリング状の突起が設けられており、円筒部１０１の出口に空気流通拡散駒１０６を嵌めるときにこの突起が円筒部１０１の上端と接触することで円筒部１０１に対して空気流通拡散駒１０６が位置決めされている。空気流通拡散駒１０６の上部の貫通孔は噴出口１０６Ａを構成する。空気流通拡散駒１０６の第２中間部には上下二段にノズル本体１００Ａの中心軸に垂直な方向に貫通孔からなる複数の流動流路が設けられている。図２Ａにおいては、上段の流動流路のみ図示されている。空気流通拡散駒１０６の第２中間部の外側には上下二段に設けられた貫通孔からなる流動流路の間の部分にリング状の突起が設けられている。また、空気流通拡散駒１０６の外部の、第２中間部と第３中間部との境界部に対応する位置にはリング状の突起が設けられている。これらの突起の外径は互いに同一である。空気流通拡散駒１０６の外部にはこの空気流通拡散駒１０６と同軸にリング状の衝撃駒１０７が設けられている。衝撃駒１０７の平面図（上面図）および底面図を図４Ａおよび図４Ｂに示す。図４Ａおよび図４Ｂに示すように、衝撃駒１０７は、全体として、円錐軸上に円柱状の貫通孔を有する直円錐の頂部を底面に平行に切除した形状とほぼ同じ形状を有し、その円錐面には複数の螺旋状の溝１０７Ａが円周方向に等間隔に設けられている。衝撃駒１０７の上面にはその貫通孔の円周の直ぐ外側にリング状の突起部１０７Ｂが設けられている。この突起部１０７Ｂは空気流通拡散駒１０６の上側の突起と同じ高さの位置にある。衝撃駒１０７はリング１０８を介して、は止め１１０により止められる構成となっている。衝撃駒１０７は、空気流通拡散駒１０６に対してその中心軸の周りに回転自在に構成されている。

　図２Ｂに、ノズル本体１００ａを上側から見たときの、円筒部１０１、１０２、１０３、１０４、１０５の形状および溝１５１～１５４の出口の形状および配置の一例を示す。ただし、図２Ｂにおいては空気流通拡散駒１０６および衝撃駒１０７の図示は噴出口１０６Ａを除いて省略している。図２Ｂに示すように、円筒部１０１と円筒部１０２との間に十字の位置（９０°間隔）に溝１５１の出口が設けられ、円筒部１０２と円筒部１０３との間に、溝１５１の出口とずれた十字の位置（９０°間隔）に溝１５２の出口が設けられ、円筒部１０３と円筒部１０４との間に、溝１５２の出口とずれた十字の位置（９０°間隔）に溝１５３の出口が設けられ、円筒部１０４と円筒部１０５との間に、溝１５３の出口とずれた位置に溝１５４の出口が設けられている。

　図５に示すように、円筒部１０５の先端部の外周には、全体として頂部が切除された円錐状の外形を有するセラミックス赤熱環１０９が嵌め込まれている。図６にセラミックス赤熱環１０９を示す。セラミックス赤熱環１０９は、下部のリング部１０９Ａとこのリング部１０９Ａと一体に形成されたフレーム部１０９Ｂとからなる。フレーム部１０９Ｂは、セラミックス赤熱環１０９を上側から見た場合に円錐面上を十字の方向に延びる四本の線状部、これらの四本の線状部の上部と接続されたリング部、これらの四本の線状部の根元に連なる四つの円弧部とからなり、これらの円弧部がリング部１０９Ａの内面と一体となっている。フレーム部１０９Ｂのリング部の中心軸は噴出口１０６Ａの中心軸と一致している。図示は省略するが、フレーム部１０９Ｂの露出した表面にセラミックスが焼き付けられている。

　この多流体気液混合噴出ノズル１００を構成する各部品の材料は従来公知の一般的な材料、典型的にはステンレス鋼等を用いることができる。また、この多流体気液混合噴出ノズル１００の各部のサイズは必要に応じて選ばれるが、一例を挙げると、ノズル本体１００の最大径は２ｃｍ程度、長さは１６ｃｍ程度である。

　図１Ａに示すように、熱風を発生させるためのヒーター１１１Ａに流す電流、熱風を形成するための空気の直進熱風流通管１１１Ｂへの送出、燃料の燃料流動流路への送出、グリセリンのグリセリン流動流路への送出、水の水流動流路への送出、中央空気の中央空気流動流路への送出、右側空気の右側空気流動流路への送出、左側空気の左側空気流動流路への送出等はマイクロコンピューターを用いたコントローラー１６０により制御される。

［多流体気液混合噴出ノズルの動作方法］
　まず、コントローラー１６０により中央空気コントロール部を制御してコンプレッサー（図示せず）を起動し中央空気取り入れ口１０１Ａから空気を取り込み、円筒部１０１と熱風流通管１１１Ｂとの間の空隙の直進空気流動流路に空気を上方に向かって流した後、ヒーターコントロール部を制御してヒーター１１１Ａに電流を流すことにより空気を加熱し、例えば６５０℃以上の熱風を発生させ、熱風流通管１１１Ｂの出口から噴出させる。

　熱風流通管１１１Ｂの出口から噴出した熱風は、二段に設けられた貫通孔からなる流動流路を有する空気流通拡散駒１０６の噴出口１０６Ａに向かう中央直進流路と二段の流動流路に沿って円周上外周に向かう複数の流路とに別れ拡散噴出する。空気流通拡散駒１０６の噴出口１０６Ａから噴出される熱風はセラミックス赤熱環１０９のセラミックスを赤熱させ、赤熱温度を検知する温度センサー１１５の温度検知によりコントローラー１６０が燃料噴射の指令を出し、燃料取り入れ口１０２Ａから取り入れた燃料が燃料流動流路を流動して円筒部１０１の先端部１０１Ａと円筒部１０２との間の溝１５１から噴射する。燃料の噴出先は着火温度の高温になっているので着火火炎となる。続いて中央空気取り入れ口１０１Ａから中央空気を、右側空気取り入れ口１０５Ａから右側空気を、左側空気取り入れ口１０５Ｂから左側空気をそれぞれ取り入れ、溝１５０の出口、溝１５５の出口から噴出する。溝１５５の出口から噴出する右側空気および左側空気は溝１５５を通ることで旋回流となって噴出する。セラミックス赤熱環１０９の近傍の火炎の大きさを温度センサー１１６により検知し、温度が例えば６５０℃程度になったら、コントローラー１６０が水の供給の指令を促し、円筒部１０３の水取り入れ口１０４Ａから水を取り入れ、取り入れた水を円筒部１０２と円筒部１０３との間の水流動流路を流動し、円筒部１０２の先端部１０２Ｂと円筒部１０３との間の溝１５２から水が噴出する。こうして噴出された水は直進熱風流通管１１１Ｂからの熱風と円筒部１０５の先端部と円筒部１０４の先端の勾配部との間の溝１５４から出た空気により形成される旋回流の空気の渦に巻き込まれ、衝撃駒１０７がこの旋回流が当たって回転することで均一に混合され、これによって燃焼火炎の高温化が抑制され清廉な火炎が生成する。さらに、コントローラー１６０はグリセリンの噴出の指令を促し、円筒部１０４のグリセリン取り入れ口１０４Ａからグリセリンを取り入れ、取り入れたグリセリンは円筒部１０３と円筒部１０２との間のグリセリン流動流路を流動して円筒部１０３の先端部１０３Ｂと円筒部１０４との間の溝１５３から噴出し、噴出されたグリセリンは旋回流動の火炎に巻き込まれることで火炎は拡大膨張する。温度センサー１１６の温度検知により化石燃料である燃料の噴出縮小をコントローラー１６０に促し、最適な燃焼火炎となるように円筒部１０２の燃料取り入れ口１０２Ａからの化石燃料の量を制御する。各流体は燃焼火炎の正常化のためにコントローラー１６０により制御燃焼火炎温度（例えば８６０℃）をコントロールする。

　この第１の実施の形態によれば、化石燃料の消費量を最小限に抑制しながら最適な燃焼火炎を生成することができ、エネルギー効率の大幅な向上、二酸化炭素および窒素酸化物の排出量の大幅な削減、燃料滓の大幅な削減等を図ることができる高性能の多流体気液噴出混合ノズル１００を実現することができる。

〈第２の実施の形態〉
［燃料油燃焼バーナー］
　図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃ、図７Ｄおよび図７Ｅは第２の実施の形態による燃料油燃焼バーナー３００を示す平面図、左側面図（図７Ａに示す燃料油燃焼バーナー３００を下側から見た図）、底面図、右側面図（図７Ａに示す燃料油燃焼バーナー３００を上側から見た図）および前面図（図７Ｃに示す燃料油燃焼バーナー３００を右側から見た図）を示す。図８はコントロール系を含めた燃料油燃焼バーナー３００の全体を示す略線図である。この燃料油燃焼バーナー３００は、第１の実施の形態による多流体気液混合噴出ノズル１００を中心に据え付け使用する、ボイラー等に使用される燃料油燃焼バーナーである。

　図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃ、図７Ｄおよび図７Ｅに示すように、この燃料油燃焼バーナー３００においては、多流体気液混合噴出ノズル１００の外部に、この多流体気液混合噴出ノズル１００の両端部を除く部分を囲むように円筒状の外筒３０１が設けられている。外筒３０１と多流体気液混合噴出ノズル１００との間には十分に広い隙間が設けられている。外筒３０１の両側には直方体状のファン収納ボックス３２１、３２２が互いに対向して設けられている。ファン収納ボックス３２１、３２２の外側の面は開放されている。ファン収納ボックス３２１内には右側ファン３０７Ａが、ファン収納ボックス３２１、３２２に対して垂直な外筒３０１の直径方向に関し一方の側にずれた位置に取り付けられ、ファン収納ボックス３２２内には左側ファン３０７Ｂが、ファン収納ボックス３２１、３２２に対して垂直な外筒３０１の上記直径方向に関し他方の側にずれた位置に取り付けられている。右側ファン３０７Ａに対応する部分のファン収納ボックス３２１の背面には右側ファン３０７Ａから送られる空気を通すための円形の貫通孔が右側ファン３０７Ａの軸と同軸に形成され、この貫通孔に対応する部分の外筒３０１の側面には、外筒３０１の中心軸と垂直な方向か見たときに長方形の形状を有するこの貫通孔より大きい切欠きが設けられている。図９に示すように、この切欠きの外周にはファン収納ボックス３２１の背面に垂直な角管３２３がファン収納ボックス３２１の背面と接続されて設けられている。こうすることで、右側ファン３０７Ａの運転時に、空気が漏れることなく、これらの貫通孔および切欠きを通して外筒３０１の内部に空気を送ることができる。同様に、左側ファン３０７Ｂに対応する部分のファン収納ボックス３２２には左側ファン３０７Ｂから送られる空気を通すための円形の貫通孔が左側ファン３０７Ｂの軸と同軸に形成され、この貫通孔に対応する部分の外筒３０１の側面には、外筒３０１の中心軸と垂直な方向から見たときに長方形の形状を有するこの貫通孔より大きい切欠きが設けられている。図９に示すように、この切欠きの外周にはファン収納ボックス３２２の背面に垂直な角管３２４がファン収納ボックス３２２の背面と接続されて設けられている。こうすることで、空気が漏れることなく、左側ファン３０７Ｂの運転時にこれらの貫通孔および切欠きを通して外筒３０１の内部に空気を送ることができる。上述のように右側ファン３０７Ａおよび左側ファン３０７Ｂは、ファン収納ボックス３２１、３２２に対して垂直な外筒３０１の直径方向に関し互いに反対側の位置にずれて取り付けられていることにより、右側ファン３０７Ａおよび左側ファン３０７Ｂの運転により、外筒３０１と多流体気液混合噴出ノズル１００との間の隙間に互いに逆方向から空気を送ることができる。こうすることで、外筒３０１と多流体気液混合噴出ノズル１００との間の隙間に旋回流を発生させることができる。図９に示すように、外筒３０１の内面には外筒３０１に近接する旋回流羽根３０５が円周方向に等間隔に４枚設けられている。図１０に旋回流羽根３０５の形状を示す。このように旋回流羽根３０５が設けられていることにより、右側ファン３０７Ａおよび左側ファン３０７Ｂの運転により、多流体気液混合噴出ノズル１００の先端部に空気の旋回流を確実に発生させることができる。

　図７Ｃに示すように、ファン収納ボックス３２１、３２２の間にはＵ字状の断面形状のカバー３３１が設けられている。カバー３３１の中央部は外筒３０１の一端面に取り付けられている。カバー３３１には多流体気液混合噴出ノズル１００を挟んで互いに対向して扇形の開口３３１Ａ、３３１Ｂが設けられている。これらの開口３３１Ａ、３３１Ｂの円弧は外筒３０１の内径とほぼ等しい。これらの開口３３１Ａ、３３１Ｂは自然風を取り入れるためのものである。これらの開口３３１Ａ、３３１Ｂから取り入れられた自然風は外筒３０１と多流体気液混合噴出ノズル１００との間に隙間に入り、旋回流に取り込まれる。これらの開口３３１Ａ、３３１Ｂの開口度は、図示省略したシャッターの調節により可変に構成されている。開口３３１Ａ、３３１Ｂの円弧部の外側に開口度を示す目盛３３２が設けられており、この目盛３３２を用いて開口度を正確に設定することができる。

　カバー３３１の、多流体気液混合噴出ノズル１００の中心軸に平行な一方の側面には、三つのＬ字金具３４１、３４２、３４３が、図示省略したボルトで等間隔に固定されている。そして、多流体気液混合噴出ノズル１００の中心軸に垂直な部分のＬ字金具３４１、３４２、３４３の先端部の上にそれぞれ水ポンプ３０８、燃料ポンプ３０９およびグリセリンポンプ３１０が固定されている。水ポンプ３０８の入口には水を輸送するチューブ（図示せず、以下同様にチューブは図示せず）を接続するための継手３０８Ａが設けられ、出口には水を輸送するチューブを接続するための継手３０８Ｂが設けられている。継手３０８Ａに接続されたチューブは水タンクに接続され、継手３０８Ｂに接続されたチューブは多流体気液混合噴出ノズル１００の水導入口の継手１３３に接続される。同様に、燃料ポンプ３０９の入口には燃料を輸送するチューブを接続するための継手３０９Ａが設けられ、出口には燃料を輸送するチューブを接続するための継手３０９Ｂが設けられている。継手３０９Ａに接続されたチューブは燃料タンクに接続され、継手３０９Ｂに接続されたチューブは多流体気液混合噴出ノズル１００の燃料導入口の継手１３６に接続される。また、グリセリンポンプ３１０の入口にはグリセリンを輸送するチューブを接続するための継手３１０Ａが設けられ、出口にはグリセリンを輸送するチューブを接続するための継手３１０Ｂが設けられている。継手３１０Ａに接続されたチューブはグリセリンタンクに接続され、継手３１０Ｂに接続されたチューブは多流体気液混合噴出ノズル１００のグリセリン導入口の継手１３４に接続される。

　外筒３０１の上部には、外筒３０１の外径とほぼ同一の内径を有する、上端が閉じた円筒状の燃焼環３０４が差し込まれている。燃焼環３０４の平面図および側面図を図１１Ａおよび図１１Ｂに示す。図１１Ａおよび図１１Ｂに示すように、燃焼環３０４の上面には紫外線発光セラミックス３１１が設けられている。この紫外線発光セラミックス３１１から発光する紫外線により高温水蒸気雰囲気の水分子のイオン化を行うことができる。この紫外線発光セラミックス３１１は二重の同心円と十字状に設けられた放射部とが交差した形状を有する。紫外線発光セラミックス３１１の下部の燃焼環３０４の上面には円形の開口（図示せず）が紫外線発光セラミックス３１１のパターンに沿って一列に複数設けられている。燃焼環３０４は外筒３０１に対して摺動可能になっており、バーナーの炎の様子を見ながら外筒３０１に対する位置を変えることができるようになっている。図７Ａおよび図８においては燃焼環３０４の紫外線発光セラミックス３１１のみ図示されている。図７Ｂ、図７Ｃ、図７Ｄおよび図７Ｅにおいては燃焼環３０４の図示を省略している。

　外筒３０１には、外周部が部分的に切除された円形の取付板３０３が外筒３０１の中心軸に垂直に設けられている。取付板３０３は、この燃料油燃焼バーナー３００を外部の機器等に取り付けるためのものである。

［燃料油燃焼バーナーの動作方法］
　多流体気液混合噴出ノズル１００の動作は第１の実施の形態と同様であるが、この燃料油燃焼バーナー３００では、燃焼に必要な空気を、外筒３０１と多流体気液混合噴出ノズル１００との間の空間に右側ファン３０７Ａおよび左側ファン３０７Ｂの運転により旋回流として発生させ、この旋回流を多流体気液混合噴出ノズル１００の先端部に供給する。こうすることで、燃焼火炎の炎を直進流動ではなく旋回流動させることができる。風量等のコントロールは、空気、燃料、水、グリセリン等の他の流体と同様に、コントローラー３５０により最適な燃焼火炎を生成するように制御される。

　この第２の実施の形態によれば、高性能の多流体気液混合噴出ノズル１００を用いていることにより高性能の燃料油燃焼バーナー３００を実現することができる。

〈第３の実施の形態〉
［粉末炭燃焼装置］
　図１２Ａ、図１２Ｂ、図１２Ｃおよび図１２Ｄは第３の実施の形態による粉末炭燃焼装置５００を示す底面図、右側面図（図１２Ａに示す粉末炭燃焼装置５００を上側から見た図）、左側面図（図１２Ａに示す粉末炭燃焼装置５００を下側から見た図）および前面図（図１２Ａに示す粉末炭燃焼装置５００を右側から見た図）を示す。図１３はコントロール系を含めた粉末炭燃焼装置５００の全体を示す略線図である。この粉末炭燃焼装置５００は、第２の実施の形態による燃料油燃焼バーナー３００を用いて粉末炭を燃焼させる粉末炭燃焼装置である。

　図１２Ａ、図１２Ｂ、図１２Ｃおよび図１２Ｄに示すように、この粉末炭燃焼装置５００においては、燃料油燃焼バーナー３００に粉末炭供給装置５５０が取り付けられている。燃料油燃焼バーナー３００は、カバー３３１の、多流体気液混合噴出ノズル１００の中心軸に平行な一方の側面に設けられた平板３４４に取り付けられた三つのＵ字金具３４５、３４６、３４７にそれぞれ水ポンプ３０８、燃料ポンプ３０９およびグリセリンポンプ３１０が固定されていることが第２の実施の形態と異なる。

　図１４Ａは図１２ＡにおいてＵ字金具３４５、３４６、３４７、水ポンプ３０８、燃料ポンプ３０９およびグリセリンポンプ３１０の図示を省略した図、図１４Ｂは図１４Ａを上側から見た図、図１４Ｃは図１４Ａを下側から見た図、図１４Ｄは図１４Ａを右側から見た図である。図１４Ａ、図１４Ｂ、図１４Ｃおよび図１４Ｄに示すように、粉末炭供給装置５５０は、燃料油燃焼バーナー３００の前面のカバー３３１に取り付けられている。粉末炭供給装置５５０は、一面が開放された直方体状の右側タンク本体５０２および左側タンク本体５０３を有する。図１５Ａおよび図１５Ｂは右側タンク本体５０２の詳細を示し、図１５Ａは正面図、図１５Ｂは断面図である。図１６Ａおよび図１６Ｂは左側タンク本体５０２の詳細を示し、図１６Ａは正面図、図１６Ｂは断面図である。図１５Ａおよび図１５Ｂに示すように、右側タンク本体５０２の中心軸上には漏斗状の回転タンク５０４が設けられている。この回転タンク５０４は、円錐部とこの円錐部の頂部に繋がった管状の軸部とからなる。この回転タンク５０４の円錐部の内面には複数の螺旋状羽根５０６が円周方向に規則的に設けられ、頂部には止まり羽根５１０が設けられている。この回転タンク５０４の軸部は右側タンク本体５０２の背面に設けられた円筒部を貫通している。螺旋状羽根５０６の中心部には細い軸５０８が設けられている。この軸５０８は回転タンク５０４の軸部の内部に通されている。この軸５０８には雄ねじが切られている。右側タンク本体５０２の末端における回転タンク５０４の軸部にはタンクギア５１２が取り付けられている。タンクギア５１２が回転することにより回転タンク５０４および螺旋状羽根５０６が回転する。このため、回転タンク５０４の円錐部に粉末炭を供給（典型的には円錐部の上から落下）すると、粉末炭は螺旋状羽根５０６により回転タンク５０４の軸部の内部に送られ、続いてこの軸部の内部にある軸５０８の雄ねじにより先端側に送られ、回転タンク５０４の軸部の先端から放出される。以上のことは、左側タンク本体５０３についても同様である。すなわち、図１６Ａおよび図１６Ｂに示すように、左側タンク本体５０３の中心軸上には漏斗状の回転タンク５０５が設けられている。この回転タンク５０５は、円錐部とこの円錐部の頂部に繋がった管状の軸部とからなる。この回転タンク５０５の円錐部の内面には複数の螺旋状羽根５０７が円周方向に規則的に設けられ、頂部には止まり羽根５１１が設けられている。この回転タンク５０５の軸部は右側タンク本体５０３の背面に設けられた円筒部を貫通している。螺旋状羽根５０７の中心部には細い軸５０９が設けられている。この軸５０９は回転タンク５０５の軸部の内部に通されている。この軸５０９には雄ねじが切られている。左側タンク本体５０３の円筒部の末端における回転タンク５０５の軸部にはタンクギア５１３が取り付けられている。タンクギア５１３が回転することにより回転タンク５０５および螺旋状羽根５０７が回転する。このため、回転タンク５０５の円錐部に粉末炭を供給すると、粉末炭は螺旋状羽根５０７により回転タンク５０５の軸部の内部に送られ、続いてこの軸部の内部にある軸５０９の雄ねじにより先端側に送られ、回転タンク５０５の軸部の先端から放出される。回転タンク５０５の軸部は回転タンク５０４の軸部より長くなっている。

　図１４Ａ、図１４Ｂ、図１４Ｃおよび図１４Ｄに示すように、回転タンク５０４の軸部および回転タンク５０５の軸部はそれぞれ右側ファン３０７Ａの軸および左側ファン３０７Ｂの軸と同じ高さに設けられている。回転タンク５０４の軸部の先端部は外筒３０１に設けられた角管に設けられた貫通孔を通り、ほぼ外筒３０１の円周上に位置している。また、回転タンク５０５の軸部の先端部は外筒３０１に設けられた貫通孔を通り、外筒３０１と多流体気液混合噴出ノズル１００との間の隙間に位置している。

　図１４Ａに示すように、回転タンク５０４の軸部に取り付けられたタンクギア５１２は軸５４１の一端に取り付けられたギア５１８と噛み合っている。軸５４１は右側ファン３０７Ａの両側面に取り付けられた支持部材に取り付けられた軸受け５１６、５２２により支持されている。軸５４１の右側ファン３０７Ａの軸に近い部分には傘歯車５１２が取り付けられている。この傘歯車５１２は、右側ファン３０７Ａのモーターの軸の先端に取り付けられた傘歯車５６１と噛み合っている。これらの傘歯車５１２、５６１は右側ファン３０７Ａのモーターの前面に固定されたケース５６２に収容されている。右側ファン３０７Ａの回転により傘歯車５６１が回転し、それによって傘歯車５１２が回転することにより軸５４１が回転し、それによってギア５１８が回転し、さらにタンクギア５１２が回転することにより最終的に回転タンク５０４が回転するようになっている。同様に、回転タンク５０５の軸部に取り付けられたタンクギア５１３は軸５４２の一端に取り付けられたギア５１９と噛み合っている。軸５４１は左側ファン３０７Ｂの両側面に取り付けられた支持部材に取り付けられた軸受け５１７、５２３により支持されている。軸５４２の右側ファン３０７Ｂの軸に近い部分には傘歯車５１３が取り付けられている。この傘歯車５１３は、右側ファン３０７Ｂのモーターの軸の先端に取り付けられた傘歯車５６２と噛み合っている。これらの傘歯車５１３、５６２は左側ファン３０７Ｂのモーターの前面に固定されたケース５６３に収容されている。左側ファン３０７Ｂの回転により傘歯車５６２が回転し、それによって傘歯車５１３が回転することにより軸５４２が回転し、それによってギア５１９が回転し、タンクギア５１３が回転することにより最終的に回転タンク５０５が回転するようになっている。

　図１３に示すように、この粉末炭燃焼装置５００のコントロールは、マイクロコンピュータを用いたコントローラー５８０により行う。

［粉末炭燃焼装置の動作方法］
　燃料油燃焼バーナー３００の動作は第２の実施の形態と同様であるが、この粉末炭燃焼装置５００では、燃料油燃焼バーナー３００の多流体気液混合噴出ノズル１００の燃焼火炎に粉末炭を供給することにより燃焼させる。具体的には、燃焼に必要な空気を、外筒３０１と多流体気液混合噴出ノズル１００との間の空間に右側ファン３０７Ａおよび左側ファン３０７Ｂの運転により旋回流として発生させ、この旋回流を多流体気液混合噴出ノズル１００の先端部に供給し、燃料油燃焼バーナー３００の燃焼を開始する。右側ファン３０７Ａおよび左側ファン３０７Ｂの運転と同期して、粉末炭を供給しながら回転タンク５０４、５０５を回転させ、回転タンク５０５の軸部の先端から粉末炭を放出し、燃焼火炎に供給し、燃焼させる。

　この第３の実施の形態によれば、高性能の多流体気液混合噴出ノズル１００を用いていることにより高性能の粉末炭燃焼装置５００を実現することができる。

〈第４の実施の形態〉
［ボイラー］
　図１７Ａ、図１７Ｂおよび図１７Ｃは第４の実施の形態によるボイラー８００を示す平面図、部分的に破断した正面図および右側面図である。図１８はコントロール系および付帯機器を含めたボイラー８００の全体を示す略線図である。このボイラー８００は、第２の実施の形態による燃料油燃焼バーナー３００を用いたボイラーである。

　図１７Ａ、図１７Ｂおよび図１７Ｃに示すように、ボイラー８００は、直方体状の本体８０１に水の過熱装置として熱交換器８０２～８０４、スパークプラグ８０７および高周波発振端子８１２を内蔵している。図１９Ａおよび図１９Ｂにそれぞれ本体８０１の平面図および正面図、図１９Ｃ、図１９Ｄおよび図１９Ｅにそれぞれ熱交換器８０２、８０３、８０４を示す。熱交換器８０２、８０３、８０４はそれぞれ低温水温部、中温水温部、高温水温部に対応する。本体８０１の外壁は二重構造となっており、この外壁を水が循環することができるようになっている。本体８０１の上部には燃料油燃焼バーナー３００が設置されている。燃料油燃焼バーナー３００は本体８０１の上面に設けられた貫通孔８０１Ａに取り付けられており、多流体気液混合噴出ノズル１００の先端部は下方に向いている。本体８０１には、ボイラー８００に水を供給する供給管８１３、高温の水（湯）や水蒸気が取り出される取り出し管８１４、排気管８１５が設けられている。

　図１８はボイラー８００のコントロール系および付帯機器を含めた全体を示す。図１８に示すように、燃料油燃焼バーナー３００の水ポンプ３０８、燃料ポンプ３０９およびグリセリンポンプ３１０の入口の継手はそれぞれ水タンク８０９、燃料タンク８１０およびグリセリンタンク８１１と接続されている。多流体気液混合噴出ノズル１００への中央空気、右側空気、左側空気および熱風形成用の空気はコンプレッサー５２６～５２８により送られる。高周波発振端子８１２は高周波発振機８１６と接続されている。

［ボイラーの動作方法］
　燃料油燃焼バーナー３００により本体８０１の内部に燃焼火炎を発生させる。燃焼火炎は熱交換器８０２、８０３、８０４の全てと熱交換する。供給管８１３から供給される水は本体８０１の外壁を循環した後、熱交換器８０４内を巡回し、熱交換器８０５に流入し、、さらに熱交換器８０２を通って準備熱交換を行うことにより高温の水（湯）や水蒸気となり、取り出し管８１４から取り出される。本体８０１の燃焼室内は、例えば、多流体気液混合噴出ノズル１００の稼働時において消費する燃料油の２倍以上の水を噴射することにより多量水微粒子雰囲気の燃焼火炎を生成する。

　この第４の実施の形態によれば、高性能の多流体気液混合噴出ノズル１００を用いた高性能の燃料油燃焼バーナー３００を用いていることにより高性能のボイラー８００を実現することができる。

〈第５の実施の形態〉
［多流体気液混合噴出ノズル］
　図２０は第４の実施の形態による多流体気液混合噴出ノズル１０００のコントロール系も含めた全体を示す。図２０中の多流体気液混合噴出ノズル１０００は上方から先端部を見た状態である。図２１は多流体気液混合噴出ノズル１０００の側面図である。この多流体気液混合噴出ノズル１０００の原理は第１実施の形態による多流体気液混合噴出ノズル１００と基本的には同様であるが、多流体気液混合噴出ノズル１００ではノズル本体１００Ａの底部から燃料、水、空気、グリセリンなどの流体を導入するのに対し、この多流体気液混合噴出ノズル１０００は、燃料、水、空気、グリセリンの個別の流路（流体供給用ノズル）を備え、それらの流路から各流体を噴出口に流動させ、各流体を個別に噴出することが異なる。この多流体気液混合噴出ノズル１０００は、例えば、内燃機関に適用して好適なものである。

　すなわち、図２０および図２１に示すように、この多流体気液混合噴出ノズル１０００は、ノズル本体１０１０と、このノズル本体１０１０の側面に取り付けられた空気、燃料、水、グリセリンの各流体をノズル本体１０１０の内部にそれぞれ供給するための流体供給用ノズル１００１、１００２、１００３、１００４とを有する。ノズル本体１０１０は第１の実施の形態による多流体気液混合噴出ノズル１００のノズル本体１００Ａに対応するものであるが、中央空気輸送管１２１、左側空気輸送管１２２、水輸送管１２３、グリセリン輸送管１２４、右側空気輸送管１２５および燃料輸送管１２６が設けられておらず、代わりに流体供給用ノズル１００１、１００２、１００３、１００４が設けられている。これらの流体供給用ノズル１００１、１００２、１００３、１００４にはそれぞれ電磁弁１００１Ｐ、１００２Ｐ、１００３Ｐ、１００４Ｐが設けられており、これらの電磁弁１００１Ｐ、１００２Ｐ、１００３Ｐ、１００４Ｐにより各流体の供給を制御することができるようになっている。流体供給用ノズル１００１、１００２、１００３、１００４の先端はノズル本体１０１０に設けられた空気取り入れ口、燃料取り入れ口、水取り入れ口およびグリセリン取り入れ口に接続されている。これらの空気取り入れ口、燃料取り入れ口、水取り入れ口およびグリセリン取り入れ口から取り入れられた空気、燃料、水、グリセリンがノズル本体１０１０の先端に至る流路はノズル本体１００Ａと同様である。ノズル本体１０１０の熱源１００５はノズル本体１００Ａの熱源１１１と同様な構成を有する。ノズル本体１００Ａの先端にはセラミックス赤熱環１０９が設けられているのに対し、ノズル本体１０１０の先端にはセラミックス赤熱体１００７が設けられている。セラミックス赤熱体１００７はセラミックス赤熱環１０９と同様な役割を果たす。

　図２０に示すように、この多流体気液混合噴出ノズル１０００のコントロールは、マイクロコンピュータを用いたコントローラー１０５０により行う。

［多流体気液混合噴出ノズルの動作方法］
　この多流体気液混合噴出ノズル１０００の動作方法は、燃料、水、空気、グリセリンの取り入れを流体供給用ノズル１００１、１００２、１００３、１００４を用いて行うことを除いて第１の実施の形態による多流体気液混合噴出ノズル１００と同様である。

〈第６の実施の形態〉
［内燃機関］
　図２２Ａ～図２２Ｆは第６の実施の形態による内燃機関１１００の構造および動作を示す。この内燃機関は第５の実施の形態による多流体気液混合噴出ノズル１０００を用いたものである。

　図２２Ａに示すように、内燃機関１１００は、シリンダー１１０１、シリンダー１１０１の開放端に取り付けられた蓋１１０２、蓋１１０２の中心に取り付けられた、流体制御用の電磁弁付き多流体気液混合噴出ノズル１０００、シリンダー１１０１の内部に設けられたピストン１１０３、このピストン１１０３に接続されたクランクシャフト１１０４およびクランクシャフト１１０４と接続されたクランク１１０５を有する。蓋１１０２には吸気弁１１０２Ａおよび排気弁１１０２Ｂが設けられている。この内燃機関１１００は、多流体気液混合噴出ノズル１０００を用いていることを除いて基本的には一般的な内燃機関と同様である。

［内燃機関の動作方法］
　図２２Ａ～図２２Ｆに従って内燃機関１１００の動作方法を説明する。動作は、多流体気液混合噴出ノズル１０００のマイクロコンピューターを用いたコントローラー１０５０により、以下のように吸入から排気までの４工程を実施する。
（１）多流体気液混合噴出ノズル１０００のスイッチオンと同時に、熱風形成のために熱源１００５のヒーターに空気を送るコンプレッサーをスイッチオンし、続いてヒーターのスイッチをオンとする。
（２）次に、図２２Ａに示すように、吸入工程ではシリンダー１１０１の吸入弁１１０２Ａが少し開いて空気を極少量吸入し、多流体気液混合噴出ノズル１１００の熱風ノズルから熱風を多量噴出し、ピストン１１０３の前方の空間に吹き込む。
（３）図２２Ｂに示すように、圧縮工程では、熱風混合の空気を圧縮し、空気の高温化をさらに促進する。
（４）図２２Ｃに示すように、燃焼膨張工程では、ピストン１１０３が上死点を過ぎた瞬時点で燃料噴射し点火、着火、膨張、一呼吸遅れて水噴射、膨張促進、水の膨張率効果によりピストン１１０３の作動力が倍増する。
（５）図２２Ｄに示すように、二次噴射、水の膨張率効果、熱風噴射によりピストン１１０３は下死点となり、排気を行う（二次噴射を必要とするかマイクロコンピューターが判断し噴射しないサイクルもある) 。
（６）図２２Ｅに示すように、内燃機関１１００の冷却工程では、水蒸気気化熱効果で冷却する（捨てなければならない熱を作らない）。
（７）次サイクルのために熱風用コンプレッサーをスイッチオンする。
（８）図２２Ｆに示すように、排気工程では、排気弁１１０２Ｂを開き、燃焼滓および残留水蒸気を排出する。
（９）以上の４工程が終わり過熱化しない内燃機関１１００は（２）の吸入工程で吸入弁１１０２Ａを半開きにして熱風をノズルから吹き込み次のサイクルが始まる。

　この第６の実施の形態によれば、高性能の多流体気液混合噴出ノズル１０００を用いていることにより高性能の内燃機関１１００を実現することができる。

〈第７の実施の形態〉
［内燃機関］
　図２３Ａ～図２３Ｊは第７の実施の形態による内燃機関１２００の構造および動作を示す。この内燃機関１２００は第５の実施の形態による多流体気液混合噴出ノズル１０００を二つ用いた内燃機関である。

　図２３Ａに示すように、内燃機関１２００は、シリンダー１２０１、シリンダー１００１の内部に設けられたピストン１２０２、このピストン１２０２に接続されたシャフト１２０３、シリンダー１２０１の両端に取り付けられた温度上昇制御器１２０４、１２０５、コントロールシリンダー１２０６およびシリンダー１００１の側面に取り付けられた、流体制御用の電磁弁付き多流体気液混合噴出ノズル１０００Ａ、１０００Ｂを有する。コントロールシリンダー１２０６に対応する部分のシリンダー１００１の側面には二つの貫通孔１００１Ａ、１００１Ｂが設けられている。温度上昇制御器１２０４、１２０５はシリンダー１００１の過熱を防止するためのものである。温度上昇制御器１２０４、１２０５には必要に応じて水が流され、シリンダー１２０１の冷却を行うことができるようになっている。その場合、必要に応じて、温度上昇制御器１２０４、１２０５から排出される水を、多流体気液混合噴出ノズル１０００Ａ、１０００Ｂ用の水に用いることができる。コントロールシリンダー１２０６は、シャフト１２０６Ａとこのシャフト１２０６Ａに取り付けられた二つのピストン１２０６Ｂ、１２０６Ｃとからなる。コントロールシリンダー１２０６には排出口１２０７が設けられている。

　内燃機関１２００の動作時にはシリンダー１２０１は過熱するが、多流体気液混合噴出ノズル１０００Ａ、１０００Ｂから噴出される水の水の気化熱で温度上昇は制御されるため、ピストン１２０２の作動に支障を来たさない。

［内燃機関の動作方法］
　図２３Ａ～図２３Ｊに従って内燃機関１２００の動作方法を説明する。動作は、多流体気液混合噴出ノズル１０００のマイクロコンピューターを用いたコントローラー１０５０により、多流体気液混合噴出ノズル１０００Ａ、１０００Ｂを交互に用いて以下のように吸入から排気までの４工程を実施する。
（１）まず、図２３Ａに示すように、コントロールシリンダー１２０６のピストン１２０６Ｃは貫通孔１２０１Ａを塞ぎ、ピストン１２０６Ｂは貫通孔１２０１Ｂを塞がない状態において、多流体気液混合噴出ノズル１０００Ａをスイッチオンし、ノズル中央部から熱風を噴射し、ノズル先端の噴射口のセラミックス赤熱環１０９を赤熱し、ノズル先端部から空気および燃料を噴射して着火させ燃焼火炎を生成する。シリンダー１２０１の右側の壁とピストン１２０２との間の空間は高温水蒸気の圧力で膨張する。
（２）次に、図２３Ｂに示すように、コントロールシリンダー１２０６のピストン１２０６Ｃは貫通孔１２０１Ａを塞ぎ、ピストン１２０６Ｂは貫通孔１２０１Ｂを塞がない状態において、多流体気液混合噴出ノズル１０００Ａの先端部から空気および水を噴射し、膨張を促進する。
（３）次に、図２３Ｃに示すように、コントロールシリンダー１２０６のピストン１２０６Ｃは貫通孔１２０１Ａを塞ぎ、ピストン１２０６Ｂは貫通孔１２０１Ｂを塞がない状態において、多流体気液混合噴出ノズル１０００Ａの先端部から水を二次的に噴射し、燃焼火炎を増強する。
（４）次に、図２３Ｄに示すように、コントロールシリンダー１２０６のピストン１２０６Ｃは貫通孔１２０１Ａを塞ぎ、ピストン１２０６Ｂは貫通孔１２０１Ｂを塞いだ状態において、ピストン１２０２は下死点に到達する。この時点で多流体気液混合噴射ノズル１０００Ｂをスイッチオンとする。
（５）次に、図２３Ｅに示すように、コントロールシリンダー１２０６のピストン１２０６Ｃは貫通孔１２０１Ａを塞がず、ピストン１２０６Ｂは貫通孔１２０１Ｂを塞いだ状態において、コントロールシリンダー１２０６の排出口１２０７から燃焼ガスの滓および残留水蒸気を排出する。この時点で多流体気液混合噴出ノズル１００Ａをスイッチオフとする。
（６）次に、図２３Ｆに示すように、コントロールシリンダー１２０６のピストン１２０６Ｃは貫通孔１２０１Ａを塞がず、ピストン１２０６Ｂは貫通孔１２０１Ｂを塞いだ状態において、多流体気液混合噴射ノズル１０００Ｂのノズル先端噴射口から熱風を噴射、空気、燃料を噴射する。シリンダー１２０１の左側の壁とピストン１２０２との間の空間は高温水蒸気の圧力で膨張する。
（７）次に、図２３Ｇに示すように、コントロールシリンダー１２０６のピストン１２０６Ｃは貫通孔１２０１Ａを塞がず、ピストン１２０６Ｂは貫通孔１２０１Ｂを塞いだ状態において、多流体気液混合噴射ノズル１０００Ｂの先端部から空気および水を噴射し、膨張を促進する。
（８）次に、図２３Ｈに示すように、コントロールシリンダー１２０６のピストン１２０６Ｃは貫通孔１２０１Ａを塞がず、ピストン１２０６Ｂは貫通孔１２０１Ｂを塞いだ状態において、多流体気液混合噴出ノズル１０００Ｂの先端部から水を二次的に噴射し、燃焼火炎を増強する。
（９）次に、図２３Ｉに示すように、コントロールシリンダー１２０６のピストン１２０６Ｃは貫通孔１２０１Ａを塞がず、ピストン１２０６Ｂは貫通孔１２０１Ｂを塞いだ状態において、ピストン１２０２は上死点に到達する。この時点で多流体気液混合噴出ノズル１０００Ａをスイッチオン、多流体気液混合噴出ノズル１０００Ｂをスイッチオフとする。
（１０）次に、図２４Ｊに示すように、コントロールシリンダー１２０６のピストン１２０６Ｃは貫通孔１２０１Ａを塞がず、ピストン１２０６Ｂは貫通孔１２０１Ｂを塞がない状態において、コントロールシリンダー１２０６の排出口１２０７から燃焼ガスの滓および残留水蒸気を排出する。続いて次のサイクルが始まる。

　この第７の実施の形態によれば、高性能の多流体気液混合噴出ノズル１０００を用いていることにより高性能の内燃機関１１００を実現することができる。

〈第８の実施の形態〉
［タービン機関］
　図２５は第８の実施の形態によるタービン機関１３００を示す。このタービン機関１３００は第５の実施の形態による多流体気液混合噴出ノズル１０００を複数用いたものである。

　図２４に示すように、タービン機関１３００は、シャフト１３０１、シャフト１３０１と一体に設けられたドラム１３０２、ドラム１３０２の外部に設けられたタービン１３０３、タービン１３０３の外周に設けられた蒸気導入路１３０４および回転体１３０３の外周に設けられた四つの多流体気液混合噴出ノズル１０００Ａ、１０００Ｂ、１０００Ｃ、１０００Ｄを有する。タービン１３０３はドラム１３０２に設けられたベアリングによりドラム１３０２に対して容易に回転することができるようになっている。多流体気液混合噴出ノズル１０００Ａ、１０００Ｂ、１０００Ｃ、１０００Ｄは蒸気導入路１３０４にその先端部が挿入された状態で設けられている。図２５に多流体気液混合噴出ノズル１０００Ａの先端部が蒸気導入路１３０４に挿通された状態を示す。これらの多流体気液混合噴出ノズル１０００Ａ、１０００Ｂ、１０００Ｃ、１０００Ｄの中心軸は、シャフト１３０１の中心軸方向から見たときに蒸気導入路１３０４の接線方向と一致している。蒸気導入路１３０４には高温水蒸気含有燃焼火炎の逆流を防ぐための逆流防止部材１３０５が設けられている。図示は省略するが、タービン１３０３の内部には、従来公知のタービンと同様な、高温水蒸気含有燃焼火炎が当たる羽根が設けられている。

［タービン機関の動作方法］
　多流体気液混合噴出ノズル１０００Ａ、１０００Ｂ、１０００Ｃ、１０００Ｄの先端部から高温水蒸気含有燃焼火炎を噴射し、蒸気導入路１３０４に導入された高温水蒸気含有燃焼火炎によりタービン１３０３の内部の羽根に圧力を加え、タービン１３０３をドラム１３０２に対して回転させる。

　この第８の実施の形態によれば、高性能の多流体気液混合噴出ノズル１０００を用いていることにより高性能のタービン機関１３００を実現することができる。加えて、このタービン機関１３００では、多流体気液混合噴出ノズル１０００により水蒸気を発生させることができるため、従来の蒸気シリンダーのように外部から蒸気を運び込むことが不要であり、その場で水蒸気をコントロールすることが可能である。

〈第９の実施の形態〉
［環境浄化殺菌農園ハウス］
　図２６は第９の実施の形態による環境浄化殺菌農園ハウス１４００を示す。この環境浄化殺菌農園ハウス１４００は、第２の実施の形態による燃料油燃焼バーナー３００を用いたものである。

　図２６に示すように、この環境浄化殺菌農園ハウス１４００においては、ハウス１４０３の屋根に燃料油燃焼バーナー３００が２台、設置されている。燃料油燃焼バーナー３００の多流体気液混合噴出ノズル１００の先端部はハウス１４０３の屋根の直ぐ下に位置し、下方に向いている。燃料油燃焼バーナー３００の燃料ポンプ、水ポンプ、グリセリンポンプの入口はそれぞれ燃料タンク１４０８、水タンク１４０９、グリセリンタンク１４１０に接続されている。多流体気液混合噴出ノズル１００への中央空気、右側空気、左側空気および熱風形成用の空気はコンプレッサー１４０４～１４０７により送られる。ハウス１４０３の屋根には、燃料油燃焼バーナー３００の横に、ハウス１４０３内にミネラル水を放出するノズル（図示せず）が設置されている。ミネラル水は必要に応じて使用される。ハウス１４０３にはオゾン発生器１４１１、プラズマ発生装置１４１２および紫外線発光装置１４１３が設けられ、ハウス１４０３内にそれぞれオゾン、プラズマおよび紫外線を発生させることができるようになっている。

　燃料油燃焼バーナー３００に供給する各流体、温度、オゾン発生器１４１１、プラズマ発生装置１４１２、紫外線発光装置１４１３等のコントロールはマイクロコンピュータを用いたコントローラー１４５０により行われる。

［環境浄化殺菌農園ハウスの動作方法］
（１）多流体気液混合噴出ノズル１００から噴射した熱風の温度を検知し、適温となった時点で燃料を噴射する。セラミック赤熱環１０９は赤熱し、空気の噴射に続き、水の噴射により、ハウス１４０３内は高温水蒸気の雰囲気になる。多流体気液混合噴出ノズル１００から噴出される高温水蒸気含有燃焼火炎の様子を図２６において矢印で示す。
（２）オゾン発生器１４１１を作動させハウス１４０３内にオゾンを生成することでハウス１４０３内の殺菌、消毒を開始する。
（３）多流体気液混合噴出ノズル１００の噴出口の近傍は高温水蒸気雰囲気であり、そこにプラズマ発生装置１４１２の作動によりプラズマを発生させ、窒素肥料の生成を促す。
（４）紫外線不足を補うための燃料油燃焼バーナー３００に備えられている紫外線発光セラミックス３１１と紫外線発光装置１４１３を使用し水と空気中の二酸化炭素とを化合させて炭水化物を合成し、植物の生育の支障を解決する。言い換えると、多流体気液混合噴射ノズル１００を搭載の燃料油燃焼バーナー３００から噴射し燃焼するガスは、グリセリン燃焼で生成する二酸化炭素と水噴霧による水蒸気は紫外線との条件が揃うことで炭水化物を合成し、ハウス１４０３内の植物の成長を促すことができる。

　この第９の実施の形態によれば、ハウス１４０３に高性能の燃料油燃焼バーナー３００を設置していることにより、ハウス１４０３内の殺菌、消毒を行うことができるだけでなく、植物の成長を促す最適な環境の環境浄化殺菌農園ハウス１４００を実現することができる。

　以上、この発明の実施の形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。

　例えば、上述の実施の形態において挙げた数値、構成、構造、形状、配置等はあくまでも例に過ぎず、必要に応じて、これらと異なる数値、構成、構造、形状、配置等を用いてもよい。

　例えば、必要に応じて、多流体気液噴出混合ノズル１００から流体が噴出する位置を変えたり、熱風噴出の位置を変えたりすることができる。

　１００　多流体気液噴出混合ノズル
　１０１～１０５　円筒部
　１０６　空気流通拡散駒
　１０７　衝撃駒
　１０９　セラミック赤熱環
　１１５、１１６　温度センサー
　３００　燃料油燃焼バーナー
　３０１　外筒
　３０４　燃焼環
　３０５　旋回流羽根
　３０７Ａ　右側ファン
　３０７Ｂ　左側ファン
　３０８　水ポンプ
　３０９　燃料ポンプ
　３１０　グリセリンポンプ
　３１１　紫外線発光セラミックス
　５００　粉末炭燃焼装置
　５０２　右側タンク本体
　５０３　左側タンク本体
　５０４　回転タンク
　５０５　回転タンク
　５５０　粉末炭供給装置
　８００　ボイラー
　８０２～８０４　熱交換機
　８１２　高周波発振端子
　８０７　スパークプラグ
　５１３　高周波発信機
　１０００　多流体気液噴出混合ノズル
　１１００、１２００　内燃機関
　１３００　タービン機関
　１４００　環境浄化殺菌農園ハウス
　１４０３　ハウス

Claims

　ノズル噴出口の中心に空気を噴出させるための中心部空気流動流路と、
　前記ノズル噴出口の中心に熱風を噴出させるための直進流動流路と、
　前記ノズル噴出口の中心に液体を噴出させるための複数の液体流動流路と、
　前記中心部空気流動流路の先端に取り付けられた、前記直進流動流路に対して９０度をなす方向に外方に向かって貫通した複数の貫通孔が設けられ、中心に噴出口を有する空気流動拡散部材と、
を有する多流体気液噴出混合ノズル。
　前記ノズル噴出口の中心にノズル中心軸に対して互いに反対の側方から空気を噴出させるための一対の空気流動流路をさらに有する請求項１記載の多流体気液噴出混合ノズル。
　前記直進流動流路はノズル中心軸上に設けられ、前記中心部空気流動流路は前記直進流動流路の外側に設けられ、前記複数の液体流動流路は前記中心部空気流動流路の外側に設けられ、前記一対の空気流動流路は前記複数の液体流動流路の外側に設けられている請求項２記載の多流体気液噴出混合ノズル。
　前記一対の空気流動流路の噴出口の近傍の部分はノズル中心軸の周りの旋回流を形成するための螺旋状の流路を有する請求項２記載の多流体気液噴出混合ノズル。
　前記空気流動拡散部材に前記空気流動拡散部材と同軸に、かつ前記空気流動拡散部材に対して回転自在に設けられた衝撃部材をさらに有する請求項１記載の多流体気液噴出混合ノズル。
　前記空気流動拡散部材の先端に取り付けられたセラミックス赤熱環をさらに有する請求項１記載の多流体気液噴出混合ノズル。
　前記中心部空気流動流路に外部から空気を供給するための流体供給用ノズルと、前記複数の液体流動流路に外部からそれぞれ液体を供給するための流体供給用ノズルとをさらに有する請求項１記載の多流体気液噴出混合ノズル。
　少なくとも一つの多流体気液噴出混合ノズルを有し、
　前記多流体気液噴出混合ノズルは、
　ノズル噴出口の中心に空気を噴出させるための中心部空気流動流路と、
　前記ノズル噴出口の中心に熱風を噴出させるための直進流動流路と、
　前記ノズル噴出口の中心に液体を噴出させるための複数の液体流動流路と、
　前記中心部空気流動流路の先端に取り付けられた、前記直進流動流路に対して９０度をなす方向に外方に向かって貫通した複数の貫通孔が設けられ、中心に噴出口を有する空気流動拡散部材と、
を有するバーナー。
　少なくとも一つのバーナーを有し、
　前記バーナーは少なくとも一つの多流体気液噴出混合ノズルを有し、
　前記多流体気液噴出混合ノズルは、
　ノズル噴出口の中心に空気を噴出させるための中心部空気流動流路と、
　前記ノズル噴出口の中心に熱風を噴出させるための直進流動流路と、
　前記ノズル噴出口の中心に液体を噴出させるための複数の液体流動流路と、
　前記中心部空気流動流路の先端に取り付けられた、前記直進流動流路に対して９０度をなす方向に外方に向かって貫通した複数の貫通孔が設けられ、中心に噴出口を有する空気流動拡散部材と、
を有する燃焼機器。
　少なくとも一つのバーナーを有し、
　前記バーナーは少なくとも一つの多流体気液噴出混合ノズルを有し、
　前記多流体気液噴出混合ノズルは、
　ノズル噴出口の中心に空気を噴出させるための中心部空気流動流路と、
　前記ノズル噴出口の中心に熱風を噴出させるための直進流動流路と、
　前記ノズル噴出口の中心に液体を噴出させるための複数の液体流動流路と、
　前記中心部空気流動流路の先端に取り付けられた、前記直進流動流路に対して９０度をなす方向に外方に向かって貫通した複数の貫通孔が設けられ、中心に噴出口を有する空気流動拡散部材と、
を有するボイラー。
　シリンダーに取り付けられた少なくとも一つの多流体気液噴出混合ノズルを有し、
　前記多流体気液噴出混合ノズルは、
　ノズル噴出口の中心に空気を噴出させるための中心部空気流動流路と、
　前記ノズル噴出口の中心に熱風を噴出させるための直進流動流路と、
　前記ノズル噴出口の中心に液体を噴出させるための複数の液体流動流路と、
　前記中心部空気流動流路の先端に取り付けられた、前記直進流動流路に対して９０度をなす方向に外方に向かって貫通した複数の貫通孔が設けられ、中心に噴出口を有する空気流動拡散部材と、
を有する内燃機関。
　少なくとも一つの多流体気液噴出混合ノズルを有し、
　前記多流体気液噴出混合ノズルは、
　ノズル噴出口の中心に空気を噴出させるための中心部空気流動流路と、
　前記ノズル噴出口の中心に熱風を噴出させるための直進流動流路と、
　前記ノズル噴出口の中心に液体を噴出させるための複数の液体流動流路と、
　前記中心部空気流動流路の先端に取り付けられた、前記直進流動流路に対して９０度をなす方向に外方に向かって貫通した複数の貫通孔が設けられ、中心に噴出口を有する空気流動拡散部材と、
を有する動力機器。
　ハウスに設置された少なくとも一つの多流体気液噴出混合ノズルを有し、
　前記多流体気液噴出混合ノズルは、
　ノズル噴出口の中心に空気を噴出させるための中心部空気流動流路と、
　前記ノズル噴出口の中心に熱風を噴出させるための直進流動流路と、
　前記ノズル噴出口の中心に液体を噴出させるための複数の液体流動流路と、
　前記中心部空気流動流路の先端に取り付けられた、前記直進流動流路に対して９０度をなす方向に外方に向かって貫通した複数の貫通孔が設けられ、中心に噴出口を有する空気流動拡散部材と、
を有する農園ハウス。