JP2005106411A

JP2005106411A - プレフィルマー式エアブラスト微粒化ノズル

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Publication number: JP2005106411A
Application number: JP2003342124A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Hayashi; 茂林
Original assignee: National Aerospace Laboratory of Japan
Current assignee: National Aerospace Laboratory of Japan
Priority date: 2003-09-30
Filing date: 2003-09-30
Publication date: 2005-04-21
Anticipated expiration: 2023-09-30
Also published as: JP3826196B2

Abstract

【課題】液体噴流を液膜形成体の内周面に衝突させて膜状に広げ、その液膜を気流により微粒化するプレフィルマー式エアブラスト微粒化ノズルにおいて、広い液流量範囲にわたって良好な微粒化が可能なプレフィルマー式エアブラスト微粒化ノズルを提供する。
【解決手段】液体マニフォールド１７から微粒化気流旋回羽根１５ａ内に配設された液体分配流路１８に分流した液体は、液体の噴出速度が小さい場合でも、微粒化気流旋回羽根１５ａの翼端の開口から、旋回気流に直接曝されることなく、液膜形成体１２の液膜形成面１２ｂ上に到達して液膜１３を確実に形成する。液膜１３は、旋回気流の作用により微粒化されるので、広い液流量範囲にわたって良好な微粒化が可能になる。ガスタービン燃焼器の燃料ノズルとして使用すれば、エンジンの広い作動範囲にわたってＮＯｘや未燃焼成分の生成を抑制することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、液体を気流によって微粒化するエアブラスト微粒化ノズルに関するもので、特に液体を環状液膜形成面上に液膜として広げてから気流により微粒化するプレフィルマー式エアブラスト微粒化ノズルに関し、更には、ガスタービン燃焼器などの連続燃焼装置において燃焼器室内に流入する空気流により液体燃料を微粒化するプレフィルマー式エアブラスト微粒化ノズルに関する。

ガスタービン燃焼器においては、燃焼室内に流入する空気流によって液体燃料を微粒化する燃料ノズルとして、先端部が薄肉になった円筒状の液膜形成体の内周面上に燃料の液膜を形成し、その液膜を前記液膜形成体の内側及び外側を流れる空気流により先端部の下流の自由空間において微粒化する方式を採用した燃料ノズルが実用化されている。この方式の燃料ノズルは、当初、ガスタービンの燃料ノズルとして実用化されたが、燃料以外の液体の微粒化にも使用することができ、空気の代わりに蒸気等の気体を利用することもできる。この方式による燃料ノズルは、液体を薄い液膜にして気流に曝すことにより液体を微細な粒子に***させることから、特にプレフィルマー式エアブラスト微粒化ノズルと呼ばれている。

図６は、従来のガスタービン用のプレフィルマー式エアブラスト微粒化ノズルの代表的な形態を示している。この従来技術によるプレフィルマー式エアブラスト微粒化ノズル６では、液体は液膜形成体１２の壁の中に設けられた環状の液体マニホールド１７から複数の流出孔１９を通って液膜形成体１２の内周面で形成される液膜形成面１２ｂ上に流出するようになっている。周方向にできるだけ一様な厚さの液膜を形成するために、流出する液体が液膜形成面１２ｂ上で旋回するように、流出孔１９は液膜形成面１２ｂに対して傾斜して形成されている。複数の流出孔１９の代わりに、全周にわたって開口するスリットが形成されることもある。図６に示す微粒化ノズルに類似した形態のものが、例えば、特許文献１に開示されている。
米国特許第３，９１２，１６４号明細書（第２欄第２２行〜第５７行、図１）

環状室の形態を持つ液体マニホールド１７を形成する方法は、この環状空間の壁面が表面となるように少なくとも２個の部分に分割し、それらを機械加工した後、全周を溶接又は高温ロー付けにより一体にするか、あるいは精密鋳造により製作するかである。前者の方法では、不完全な接合に起因した微小な隙間からの液体の漏れや、溶ロー材の環状空間への流れ込みによる流路の閉塞などの欠陥が生じやすく、歩留まりが悪いことから製作費が高くなるという問題がある。一方、精密鋳造は少量生産には向かない。また、航空機用ガスタービンの燃料ノズルとして使用する場合には、燃料ノズルが燃焼器への高温高圧の空気に曝されるために、燃料ノズルの細い燃料流路内で燃料が過熱されてベーパーロックやコーキングが起きやすい。そうした現象が発生するのを防止するため、燃料流路が配設される部分の表面積（濡れ面積）をできる限り小さくし、さらに燃料ノズル表面からの熱流入を抑制するため表面と燃料流路との間に断熱層を設ける、いわゆる熱遮蔽が施される。しかしながら、環状室が設けられている液膜形成体は、外周面に加えて内周面も高温空気流に曝されるので流入熱量が多く、また形状が単純でないので熱遮蔽構造も複雑になる。充分な熱遮蔽を施そうとすると環状部分の壁が必然的に厚くなるので、空気流を液膜に効果的に接触させるのに最適な流路形状が採用できない、あるいは燃料ノズルの外形寸法が大きくなってしまう等の問題もある。

上記の液膜形成体の壁の中に環状形態の液体マニホールドを形成する際の問題点を解決するため、液体微粒化ノズルの中心軸上に円筒状の液体噴射器を配設し、その外周に円筒状の液膜形成体を同軸に配設し、液体噴射器の側壁に開口する複数の液体噴射孔から液体を放射状に噴射し、液膜形成体の内周面に衝突させて膜状に広げる方式（非特許文献１）が提案されている。図７は、その方式を採用した微粒化ノズルとしてのプレフィルマー式エアブラスト微粒化ノズルの代表的な形態を示している。プレフィルマー式エアブラスト微粒化ノズル７においては、液体噴射器１９の内部に形成されている液体マニホールド１７に送り込まれた液体は複数の液体噴射孔２３から放射状に噴射される。液体噴流は、液膜形成体１２の内周面として形成されている液膜形成面１２ｂに衝突し、その上に液膜１３となって広がる。液膜形成面１２ｂと燃料噴射器１９の外周面との間に形成されている微粒化気流環状流路１６ａには複数の微粒化気流旋回羽根１５ａが配設されている。微粒化気流旋回羽根１５ａによる旋回気流は、液膜形成体１２の先端部１２ａより下流において自由空間に流出した液膜１３を***させる役割に加え、液膜１３を液膜形成面１２ｂに沿って液膜形成体１２の先端部１２ａにまで広げる役目も持つ。プレフィルマー式エアブラスト燃料ノズル７は、プレフィルマー式エアブラスト燃料ノズル６と異なり、環状の燃料マニホールドを備えていないので、主要部分は機械加工だけで製作でき、その結果、歩留まりも高いので製作コストが下がる。燃料噴射器は円筒で外径も小さいので、簡易な熱遮蔽によって燃料の過熱を防止することができる、液膜形成体も薄肉円筒で済む、燃料ノズル全体の最大径を小さくできる、という利点がある。
第３８回航空原動機・宇宙推進講演会および第８回ラム／スクラムジェットエンジンシンポジウム講演論文集、平成１０年１月、ｐ１５１−１５５、図１左Ａ−ｔｙｐｅ

しかし、図７に示すようなプレフィルマー式エアブラスト微粒化ノズルには以下の問題がある。定格流量よりかなり少ない燃料流量で作動させる場合には、噴出速度が小さいために燃料噴流２４は、図８に模式的に示すように微粒化気流によって下流に曲げられ、液柱の状態で微粒化される。この問題は、噴射器１９の表面の噴射孔２３と液膜形成面１２ｂとの半径方向距離が大きくなる大型の燃料燃料ノズルの場合には顕著になる。燃料噴流２４の直径も大きくなるので、微粒化気流旋回羽根１５ａによる旋回気流が交差気流となって燃料を微粒化しやすくなることとあいまって、燃料噴流を液柱の状態で液膜形成面に到達させるのが難しい。液柱の交差気流による微粒化は、一般に、同一速度の平行気流による液膜の微粒化に比べて劣ることが知られている。噴出速度がさらに小さい場合には、噴流は勢いがないので液は図９に模式的に示すように噴射器１９の表面上を伝って下流に流れ、中心体の先端で合流し液塊２５となる。液塊２５は、先端部１９ａでは気流速度が速くないために***するものの、粗大粒子となる。また、液体噴射量が一定の場合、噴出速度を大きくするには噴射孔２３を小さくするか、噴射孔２３の数を少なくするしかないが、噴射孔２３を小さくすると詰まりが生じやすくなり、他方、噴射孔２３の数を少なくすると噴流相互の周方向距離が大きくなるので、周方向に一様な厚さの液膜を形成することが難しい。ガスタービン燃焼器に使用する場合、燃料微粒化の劣化や燃料空気比の偏りはいずれも、ＮＯｘの生成を増大させる。

上記のように、液体微粒化ノズルの中心軸上に円筒状の液体噴射器を配設し、その外側に円筒状の液膜形成体を同軸に配設し、液体噴射器の側壁に開口した複数の液体噴射孔から液体を放射状に噴射し、液膜形成体の内周面に衝突させて膜状に広げ、その液膜を気流の作用により微粒化するプレフィルマー式エアブラスト微粒化ノズルにおいては、液体の噴出速度が小さい場合でも液膜が確実に形成され、広い液体流量範囲にわたって良好な微粒化を実現する上で解決すべき課題がある。

本発明の目的は、液体噴流を液膜形成体の内周面に衝突させて膜状に広げ、その液膜を気流により微粒化するプレフィルマー式エアブラスト微粒化ノズルにおいて、液体の噴出速度が小さい場合でも液膜が確実に形成され、その結果、広い液流量範囲にわたって良好な微粒化が可能であり、また、ガスタービン燃焼器の燃料ノズルとして使用すれば、エンジンの広い作動範囲にわたってＮＯｘや未燃焼成分の生成を抑制することができる新規なプレフィルマー式エアブラスト微粒化ノズルを提供することである。

この発明は上記の課題を解決するためになされたもので、本発明によるプレフィルマー式エアブラスト微粒化ノズルは、液体マニフォールドを備えた円筒状の中心体の外側に複数の微粒化気流旋回羽根を周方向に配設した液体供給筒と、前記液体供給筒の外側に同軸に配設された１個以上の断面環状で内周面が液膜形成面を形成する筒状の液膜形成体で構成された液膜形成部と、前記液膜形成体の最外周に同軸に配設されたシュラウドとで構成され、前記液体マニホールドから延びる液体分配流路が前記微粒化気流旋回羽根の内部に配設され且つ前記微粒化気流旋回羽根の翼端において開口しており、前記液体マニフォールドから前記液体分配流路に分流した液体が前記液体分配流路の開口から前記液膜形成体の液膜形成面上に流出して液膜を形成し、前記液膜が主として前記微粒化気流旋回羽根により旋回が与えられた気流の作用により微粒化されることから成っている。

この発明によるプレフィルマー式エアブラスト微粒化ノズルにおいては、微粒化気流旋回羽根の内部には液体マニホールドから延びて微粒化気流旋回羽根の翼端で開口する液体分配流路が配設されているので、液体は液体マニフォールドから液体分配流路に分流し、微粒化気流旋回羽根の翼端の開口から液膜形成体の液膜形成面上に流出して液膜を形成する。そのため、液は液柱の状態で微粒化気流に直接曝されることはなく液膜形成面に到達するので、液体流量が少ない場合でも液膜形成面に液膜が確実に形成され、その結果、広い液体流量範囲にわたって良好な微粒化が可能になる。このプレフィルマー式エアブラスト微粒化ノズルをガスタービン燃焼器の燃料ノズルとして使用すれば、エンジンの広い作動範囲にわたってＮＯｘや未燃焼成分の生成を抑制することができる。

また、本発明によるプレフィルマー式エアブラスト微粒化ノズルにおいては、前記シュラウドの内周面と前記液膜形成部の最外周に位置する最外周液膜形成体の外周面との間に形成されるシュラウド環状流路に、前記最外周液膜形成体の先端部より上流位置に複数のシュラウド気流旋回羽根を配設することができる。このようにすると、微粒化された粒子とシュラウド環状流路を流れる空気との混合を著しく促進できるだけでなく、シュラウド気流旋回羽根の羽根角度により噴霧の半径方向の広がりを調節できるという利点がある。羽根角度を小さくすれば広がりの小さい噴霧流を形成でき、大きくすれば広がりの大きい噴霧流とすることができる。

上記プレフィルマー式エアブラスト微粒化ノズルにおいて、前記液体マニホールドは、互いに独立する２個以上のサブマニホールドからなり、前記微粒化気流旋回羽根の内部に配設された前記液体分配流路はグループに分けられ、前記各グループごとに前記サブマニホールドに繋がり、前記サブマニホールドには前記サブマニホールドに流入する液体の流量を遮断あるいは調節する弁を配設した配管を接続することができる。このようにすれば、燃料の周方向又は半径方向の分布を調節することが可能になる。ガスタービン燃焼器においては、高出力運転時にはＮＯｘが生成されやすいので燃料を空気とできるだけ一様混合することが必要なのに対し、低出力条件や始動時などでは、燃料空気比が高出力運転時に比べて小さく、空気の温度が低いために、燃料を一様に混合したのでは燃料が希薄すぎて点火ができないとか、火炎が不安定で、燃焼が不完全になりやすいので、燃料を空間的に偏在化させることが好ましい。本発明によるプレフィルマー式エアブラスト微粒化ノズルの上記の形態では、燃料を周方向又は半径方向に偏在化させることも可能になるので、エンジンの始動が確実になるとともに、運転範囲全体にわたって燃焼と排気の性能をともに向上させることができるという利点がある。なお、液体分配流路のグループ数をサブマニホールドの個数と同数とすることができる。この場合、各サブマニホールド毎をそれぞれ液体分配流路の異なるグループに対応させることができる。

本発明のプレフィルマー式エアブラスト微粒化ノズルは、液体マニフォールドを備えた円筒状の中心体の外側に複数の微粒化気流旋回羽根を周方向に配設した液体供給筒と、前記液体供給筒の外側に同軸に配設された１個以上の断面環状で内周面が液膜形成面を形成する筒状の液膜形成体で構成された液膜形成部と、前記液膜形成体の最外周に同軸に配設されたシュラウドとで構成され、前記液体マニホールドから延びる液体分配流路が前記微粒化気流旋回羽根の内部に配設され且つ前記微粒化気流旋回羽根の翼端において開口しているので、液体は液体マニフォールドから液体分配流路に分流し、微粒化気流旋回羽根の翼端の開口から液膜形成体の液膜形成面上に流出して液膜を形成する。そのため、液は微粒化気流に直接さらされることなく液膜形成面に到達するので、液体の噴出速度が小さい場合でも液膜が確実に形成される。液膜が主として微粒化気流旋回羽根により旋回が与えられた気流の作用により微粒化されるので、広い液流量範囲にわたって良好な微粒化が可能になる。ガスタービン燃焼器の燃料ノズルとして使用すれば、エンジンの広い作動範囲にわたってＮＯｘや未燃焼成分の生成を抑制できる。

また、本発明によるプレフィルマー式エアブラスト微粒化ノズルは、前記シュラウドの内周面と前記液膜形成部の最外周に位置する最外周液膜形成体の外周面との間に形成されるシュラウド環状流路に、前記最外周液膜形成体の先端部より上流位置に複数のシュラウド気流旋回羽根を配設することができる。このようにすると、微粒化された粒子とシュラウド環状流路を流れる空気との混合を著しく促進できるだけでなく、シュラウド気流旋回羽根の羽根角度を変えることにより噴霧の半径方向の広がりを調節できるという利点がある。羽根角度を小さくすれば広がりの小さい噴霧流を形成でき、大きくすれば広がりの大きい噴霧流とすることができる。

上記プレフィルマー式エアブラスト微粒化ノズルにおいて、前記液体マニホールドは、互いに独立する２個以上のサブマニホールドからなり、前記微粒化気流旋回羽根の内部に配設された前記液体分配流路はグループに分けられ、前記各グループごとに前記サブマニホールドにつながり、前記サブマニホールドには前記サブマニホールドに流入する液体の流量を遮断あるいは調節する弁を配設した配管を接続することができる。このようにすれば、配管に配設した弁の開度を操作することによって燃料の周方向又は半径方向の分布を調節することが可能になる。ガスタービン燃焼器においては、高出力運転時にはＮＯｘが生成されやすいので、燃料をできるだけ一様に空気と混合することが必要なのに対し、低出力条件や始動時などでは、燃料空気比が高出力運転時に比べて小さく、空気の温度が低いために、燃料を一様に混合したのでは燃料が希薄すぎて点火ができないとか、火炎が不安定で燃焼が不完全に成りやすいので、燃料を空間的に偏在化させることが好ましい。本発明による上記の形態では、燃料を周方向又は半径方向に偏在化させることも可能になるので、エンジンの始動が確実になるとともに、運転範囲全体にわたって燃焼と排気の性能をともに向上させることができるという利点がある。

図１は、本発明によるプレフィルマー式エアブラスト微粒化ノズル（以下、実施例の説明においては、単に「微粒化ノズル」と称する）の第１実施例を示す縦断面図である。なお、この図１を含め、各縦断図に示す微粒化ノズルにおいて用いられる微粒化気流旋回羽根（以下、実施例の説明においては、単に「旋回羽根」と称する）については、簡易的な表現を用いて表示している。図１に示す微粒化ノズル１においては、図６及び図７に示す従来の微粒化ノズル６，７と同等の機能を奏する構成要素及び部位には、同じ符号を付している。微粒化ノズル１は、中心体１０ａの周囲に複数の旋回羽根１５ａを配設した液体供給筒１０と、内周側に回転体表面から成る液膜形成面１２ｂを備え且つ液体供給筒１０と同軸に配設された断面環状の単一の液膜形成体１２からなる液膜形成部１１と、液膜形成体１２の外周に同軸に配設された断面環状のシュラウド１４とで構成されている。

旋回羽根１５ａの内部には、旋回羽根１５ａの外側端面に開く開口１０ｃと液体供給筒１０の中心体１０ａの内部に配設された液体マニホールド１７とを連通する液体分配流路１８が配設されている。液体マニホールド１７からの液体は、液体分配流路１８を通った後、開口１０ｃから液膜形成体１２の液膜形成面１２ｂ上に流出し、液膜形成面１２ｂ上で液膜１３を形成する。液膜１３は、主として、旋回羽根１５ａによる旋回気流により微粒化される。液膜形成体１２の外側で且つシュラウド１４の内側に形成されている環状流路１６ｂを流れるシュラウド気流は、液膜１３が液膜形成体１２の先端１２ａにおいて液膜形成体１２の外周面に回りこむのを抑制する作用を奏し、粗大粒子の発生を防止する。

この実施例において、環状流路１６ｂの羽根が旋回羽根ではない場合には、シュラウド気流には旋回が与えられていないので、噴霧の広がりは抑えられる。環状通路１６ｂに旋回羽根１５ａと同方向のシュラウド気流用の旋回羽根を配設し、その取付角を増加すると、シュラウド気流の旋回が強まり、噴霧の半径方向への広がりが促進される。逆に、旋回羽根１５ａと逆方向のシュラウド気流用の旋回羽根を配設し、その取付角を増加すると、シュラウド気流と旋回羽根１５ａによる気流との干渉作用により気流との混合は促進されるが、噴霧の半径方向への広がりは抑制される。ガスタービン燃焼器の燃料ノズルとして使用する場合は、中心軸上に既燃ガスの再循環領域を形成することが火炎の安定には不可欠なので、取付角５０°内外で旋回羽根が配設される。図１では、液膜形成面１２ｂは、直円筒面として描かれているが、下流側に向かって滑らかに拡大するテーパ面であってもよい。また、図の簡素化のため、先端側の上下端縁を結ぶ線は省略してある。

図２は、本発明による微粒化ノズルの第２実施例を示す縦断面図である。図２に示す微粒化ノズル２においては、図１に示す微粒化ノズル１と同等の機能を奏する主要な構成要素及び部位については同じ符号を付すことで、再度の説明を省略する。微粒化ノズル２は、液膜形成部として２個の液膜形成体１２ｃ，１２ｄが燃料供給筒１０と同軸に配設され、それに対応して旋回羽根１５ａの内部には液体マニホールド１７から液膜形成体１２ｃ，１２ｄのそれぞれに液体を供給する液体分配流路１８ａ，１８ｂが設けられている点で微粒化ノズル１と異なる。液膜形成体１２ｄは、その環状の上流端を旋回羽根１５ａの後縁の切込みに挿入することで支持されている。

微粒化ノズル２は、２個の液膜形成体１２ｃ，１２ｄを備えており、それらの先端部の周長は単一の液膜形成体１２を採用した微粒化ノズル１よりも長いので、液体の流量が同一であれば、液膜が薄くなり微粒化性能が向上する。また、これら２個の液膜形成体１２ｃ，１２ｄは、短い軸方向距離で液体粒子の半径方向分散の均一化を図る必要がある場合にも有効である。なお、液膜形成体１２ｃ，１２ｄへの液体の配分は、液体分配流路１８ａ，１８ｂの流路抵抗により調節可能である。

図３は、本発明による微粒化ノズルの第３実施例を示す縦断面図である。図３に示す微粒化ノズル３においては、図１や図２に示されている微粒化ノズル１，２と同等の機能を奏する主要な構成要素及び部位については同じ符号を付すことで、再度の説明を省略する。微粒化ノズル３は、液体マニホールドとして配設された独立した２個のサブマニホールド１７ａ，１７ｂを備えている。図３には省略されているが、それらの上流にはそれぞれのサブマニホールド１７ａ，１７ｂに流入する液体の流量を遮断あるいは調節する弁を配設した配管が接続されている。図２に示した微粒化ノズル２との違いは、独立したサブマニホールド１７ａ，１７ｂを配設したことにより液膜形成体１２ｃ，１２ｄへの流量配分を変更可能にしたことである。微粒化ノズル３をガスタービンの燃料ノズルとして使用すると、エンジンの異なる作動条件に適した燃料の半径方向分布を実現でき、広い作動範囲で高い燃焼効率とＮＯｘの排出低減が可能になる。即ち、燃料流量が少ない低出力時には液膜形成体１２ｄにのみ燃料を供給し、高出力時には液膜形成体１２ｃにも燃料を供給し、その間の出力時に両者の流量比を調節することによって燃焼の最適化を可能にする。

図４は、本発明による微粒化ノズルの第４実施例を示す図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）はＡＯＡ横断面、（ｃ）はＢＯ’Ｂ横断面である。図４において、微粒化ノズル１、２、３と同等の機能を奏する主要な構成要素及び部位については同じ符号を付すことにより、それらについての再度の説明を省略する。図４に示す微粒化ノズル４と図１に第１実施例として示した微粒化ノズル１は、ともに液膜形成体を１個だけ備えているという共通点があるが、微粒化ノズル４はサブマニホールドを２個備え、それに対応して微粒化気流旋回羽根を２つにグループ化している点が異なっている。流旋回羽に周方向に連続した番号をつけ、偶数番号のついた旋回羽根の内部に配設されている液体分配流路はサブマニホールド１７ａに集まり、奇数番号のついた旋回羽根の内部に配設されている液体分配流路はサブマニホールド１７ｂに集まるようにし、これら２系統の流量配分をサブマニホールド１７ａ，１７ｂにそれぞれ接続された配管２０ａ，２０ｂに設けられた弁２１ａ，２１ｂによって調節することにより、周方向の燃料分布を変えることができる。

図５は、本発明による微粒化ノズルの第５実施例を示す縦断面図である。図５において、微粒化ノズル１、２、３、４と同等の機能を奏する主要な構成要素及び部位については同じ符号を付すことにより、それらについての再度の説明を省略する。図５に示す微粒化ノズル５と図４に第４実施例として示した微粒化ノズル４との違いは、微粒化ノズル５は微粒化ノズル４に、サブマニホールド１７ｃを１個追加し、それに対応して液膜形成体１２ｂを２個にしたことである。微粒化ノズル５においては、周方向だけでなく、半径方向にも液体の分散を調整することが可能になる。

本発明によるプレフィルマー式エアブラスト微粒化ノズルの第１実施例を示す縦断面図である。本発明によるプレフィルマー式エアブラスト微粒化ノズルの第２実施例を示す縦断面図である。本発明によるプレフィルマー式エアブラスト微粒化ノズルの第３実施例を示す縦断面図である。本発明によるプレフィルマー式エアブラスト微粒化ノズルの第４実施例を示す縦断面図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は横断面図、（ｃ）は円錐面での断面図である。本発明によるプレフィルマー式エアブラスト微粒化ノズルの第５実施例を示す縦断面図である。従来のプレフィルマー式エアブラスト微粒化ノズルの代表的な形態の例を示す断面図である。従来のプレフィルマー式エアブラスト微粒化ノズルの別の形態の一例を示す縦断面図である。図７に示す従来のプレフィルマー式エアブラスト微粒化ノズルの噴出速度が小さい場合に生じる問題点を示す模式図である。図７に示す従来のプレフィルマー式エアブラスト微粒化ノズルの更に噴出速度が小さい場合に生じる問題点を示す模式図である。

符号の説明

１，２，３，４，５プレフィルマー式エアブラスト微粒化ノズル
１０液体供給筒１０ａ中心体
１０ｃ開口１１液膜形成部
１１ａ液膜形成体１１ｂ液膜形成体
１２，１２ｃ，１２ｄ液膜形成体
１２ａ液膜形成体先端１２ｂ液膜形成面
１３液膜
１４シュラウド１５ａ微粒化気流旋回羽根
１５ｂシュラウド気流用の旋回羽根
１６ａ微粒化気流環状流路１６ｂシュラウド環状流路
１７液体マニホールド１７ａサブマニホールド
１７ｂサブマニホールド１７ｃサブマニホールド
１８液体分配流路１８ａ液体分配流路
１８ｂ液体分配流路１８ｃ液体分配流路
１９液体噴射器
２０ａ，２０ｂ配管
２１ａ，２１ｂ弁

Claims

液体マニフォールドを備えた円筒状の中心体の外側に複数の微粒化気流旋回羽根を周方向に配設した液体供給筒と、前記液体供給筒の外側に同軸に配設された１個以上の断面環状で内周面が液膜形成面を形成する筒状の液膜形成体で構成された液膜形成部と、前記液膜形成体の最外周に同軸に配設されたシュラウドとで構成され、前記液体マニホールドから延びる液体分配流路が前記微粒化気流旋回羽根の内部に配設され且つ前記微粒化気流旋回羽根の翼端において開口しており、前記液体マニフォールドから前記液体分配流路に分流した液体が前記液体分配流路の開口から前記液膜形成体の液膜形成面上に流出して液膜を形成し、前記液膜が主として前記微粒化気流旋回羽根により旋回が与えられた気流の作用により微粒化されることから成るプレフィルマー式エアブラスト微粒化ノズル。
前記シュラウドの内周面と前記液膜形成部の最外周に位置する最外周液膜形成体の外周面との間に形成されるシュラウド環状流路に、前記最外周液膜形成体の先端部より上流位置に複数のシュラウド気流旋回羽根を配設したことから成る請求項１に記載のプレフィルマー式エアブラスト微粒化ノズル。
前記液体マニホールドは、互いに独立する２個以上のサブマニホールドから成り、前記微粒化気流旋回羽根の内部に配設された前記液体分配流路はグループに分けられ、前記各グループごとに前記サブマニホールドに繋がり、前記サブマニホールドには前記サブマニホールドに流入する液体の流量を遮断又は調節する弁を配設した配管が接続されていることから成る請求項１又は２に記載のプレフィルマー式エアブラスト微粒化ノズル。