JP4554782B2

JP4554782B2 - Two-fluid nozzle

Info

Publication number: JP4554782B2
Application number: JP2000242597A
Authority: JP
Inventors: 史朗小宮; 安志小田
Original assignee: Nittetsu Plant Designing Corp; Nippon Steel Engineering Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Engineering Co Ltd; Nippon Steel Plant Designing Corp
Priority date: 2000-08-10
Filing date: 2000-08-10
Publication date: 2010-09-29
Anticipated expiration: 2020-08-10
Also published as: JP2002052350A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄物処理設備で発生する燃焼排ガスあるいはボイラーから排出される高温ガスの冷却、燃焼バーナー等に使用する気体と液体とを組合せて噴霧する二流体ノズルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
廃棄物溶融処理の排ガス処理系は、図４に示すように、廃棄物溶融炉内で発生した燃焼排ガスを燃焼室で燃焼させ、ボイラーで熱回収し、ボイラーを出た排ガスを温度調節器で冷却し、集じん機で固気分離し、誘引通風機により煙突から放出している。廃棄物溶融炉内で発生する燃焼排ガスは、排ガス処理系の操業を安定化させるため、通常、３５０〜５００℃の温度に維持され、この温度を超えるとダクト内に設置した冷却用噴霧ノズルで前記温度範囲になるように冷却している。また、温度調節器では、冷却水を噴霧してボイラーから排出された約３５０℃の排ガスをバグフィルタに影響を及ぼさないように１６０℃以下の温度に冷却している。
【０００３】
例えば、焼却炉で発生する高温ガスを冷却するノズルとして、特開平７−１２４５０２号公報には、ノズル本体の基端側において軸心線に沿って供給する気体の外周に液体を供給し、ノズル本体内で混合して吐出口より気水混合ミストを噴霧する二流体ノズルにおいて、ノズル本体の基端側において軸心線に沿って供給する気体の外周に液体を供給して混合する第１混合室を設けるとともに、第１混合室に連通して混合流体を軸心線に沿って先端側へ流通させる整流室を設け、整流室の先端側に大径とした第２混合室を設け、第２混合室の先端側に小径とした噴射室を設けて、第２混合室の先端側と噴射室の先端側との間の通路に、混合流体の外周部の流体が衝突する壁面を多段に形成する一方、噴射室を通して、軸心線の中心にあけられた吐出口より噴霧する二流体ノズルが記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
廃棄物溶融炉では、燃焼排ガスの冷却に二流体ノズルを使用する場合、空気を用いると燃焼排ガスが燃焼するので、水蒸気と水を組み合わせた二流体のミストを噴霧している。ミストを微細化することによって、ガス冷却の効率化や燃焼装置の性能向上につながる。しかしながら、蒸気と水との混合の際に、蒸気がドレン化してしまい、粒を小さくできないという問題があった。
【０００５】
また、前記公報記載の二流体ノズルでは、整流室の先端側に大径とした第２混合室を設けるため、経路が長く、また、軸心線に沿って供給する気体の外周に液体を供給するため、液体が周壁に偏り微細粒子の形成が十分でなくドレン化するおそれがある。
【０００６】
また、第２混合室の先端側と噴射室の先端側との間の通路に、混合流体の外周部の流体が衝突する壁面を多段に形成し且つ整流室の先端側に大径とした第２混合室を設けるため、ノズル長さ及び径が大きくなり、加工も複雑になるという欠点がある。
【０００７】
そこで、本発明は、微細粒子のミストを得ることができる、簡素化された構造の二流体ノズルを提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の二流体ノズルは、気体供給配管に接続された気体通路及び液体供給配管に接続された液体通路を備えた流体通路部材と、流体通路部材に連設された分散室を備えた分散室部材とからなり、流体通路部材には、液体通路から隔離されるとともに、液体通路を取り囲んで円周状に間隔をおいて複数の気体通路が配置され、分散室は垂直壁からなる筒状体で形成され、液体通路の開口及び気体通路の開口とに連通するとともに、噴射口を有するノズルチップが設けられており、前記ノズルチップが分散室内に突出した円錐状壁で形成され、分散室の壁と円錐状壁とで円錐状壁の回りに反転流を形成する凹部の返りが形成されるとともに、ノズルチップの噴射口側が球面に形成されていることを特徴とする。
【０００９】
噴射口は、中心孔から放射状に形成された複数のスリットであってもよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の二流体ノズルでは、気体及び液体の組合せは適用場所によって適宜選択することができる。例えば、廃棄物溶融処理では、廃棄物溶融炉の燃焼排ガスの冷却に気体として燃焼排ガスを燃焼させる空気が使えないので、蒸気を使用し、温度調節器には燃焼のおそれがないので空気を使用する。その他、燃焼バーナのようなミストを利用するものに採用することができる。
【００１１】
【実施例】
実施例１
図１（ａ）は本発明の二流体ノズルの一実施例の断面図、（ｂ）は図１のＡ−Ａ断面図である。筒状のノズル本体１は、気体及び液体を分散室４へ供給する流体通路部材２及びこれに連設された分散室部材３とから構成されている。
【００１２】
流体通路部材２には、筒状のノズル本体１の軸心に沿って中央に液体通路５が配置され、液体通路５から隔離されるとともに、液体通路５を取り囲んで円周状に間隔をおいて配置された複数の気体通路６が形成されている。
【００１３】
液体通路５の下方は、液体、例えば水を供給する液体供給配管７が接続されている。また、複数の各気体通路６の下部には、連通する連通部８が形成され、連通部には気体供給配管９が接続されている。
【００１４】
分散室部材は、垂直壁からなる筒状体の分散室が形成され、分散室の下部は液体通路の開口と、円周状に配置された複数の気体通路の開口とに連通し、上部は密閉壁で塞がれている。
【００１５】
流体通路部材２の上部には分散室４に連通するノズルチップ１０がボルトで固定されている。本実施例では、ノズルチップ１０の噴射口１１は、ノズル本体１の軸心線に直交する方向に開口されている。噴射口１１は中心から放射状に形成された複数のスリットを形成し、本実施例では、ノズルチップ１０の噴射口１１を十字形のスリットで形成している。
【００１６】
ノズルチップ１０は、分散室４内に突出した円錐状壁１２が形成され、分散室４の壁１３及び円錐状壁１２とで凹状の返り１４が形成される。返り１４を形成することにより、反転流１５を形成して、分散した気体と液体を混合し、さらに微細化することができる。また、ノズルチップ１０の噴射口１１側を球面１６とすることによって噴射口１１から噴出される流体のエネルギー分布を均一にすることができる。
【００１７】
実施例２
図２は本発明の二流体ノズルの別実施例の平面図、図３は同断面図で、図１と同一部材には同一符号を付し、その説明は省略する。本実施例では、ノズル本体１の軸心線と同一方向に噴射口１１を開口させている。噴射口１１の開口方向は、二流体ノズルの設置場所により、適宜選択することができる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明の二流体ノズルによれば、液体の周囲から気体が供給されるので、粒子が効率よく分散し微粒子が形成され、例えば蒸気と水の組合せであっても蒸気のドレンが発生することがない。
【００１９】
また、本発明の二流体ノズルは、分散室内は垂直壁の円筒体で、段差を設ける必要がないので径を大きくする必要がなく、また加工も容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は本発明の二流体ノズルの一実施例の断面図、（ｂ）は図１のＡ−Ａ断面図である。
【図２】本発明の二流体ノズルの別実施例の平面図である。
【図３】本発明の二流体ノズルの別実施例の断面図である。
【図４】廃棄物溶融処理の排ガス処理系のフローである。
【符号の説明】
１：ノズル本体、２：流体通路部材、３：分散室部材、４：分散室、５：液体通路、６：気体通路、７：液体供給配管、８：連通部、９：気体供給配管、１０：ノズルチップ、１１：噴射口、１２：円錐状壁、１３：分散室の壁、１４：凹状の返り、１５：反転流、１６：球面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a two-fluid nozzle for spraying a combination of gas and liquid used for cooling of combustion exhaust gas generated in a waste treatment facility or high-temperature gas discharged from a boiler, combustion burner and the like.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 4, the waste gas treatment system for waste melting treatment combusts the combustion exhaust gas generated in the waste melting furnace in the combustion chamber, recovers heat in the boiler, and uses the temperature controller to discharge the exhaust gas from the boiler. It is cooled, separated into solid and gas by a dust collector, and discharged from a chimney by an induction fan. The combustion exhaust gas generated in the waste melting furnace is usually maintained at a temperature of 350 to 500 ° C. in order to stabilize the operation of the exhaust gas treatment system, and if this temperature is exceeded, it is a cooling spray nozzle installed in the duct. Cooling is performed within the above temperature range. In the temperature controller, the exhaust gas of about 350 ° C. discharged from the boiler by spraying the cooling water is cooled to a temperature of 160 ° C. or less so as not to affect the bag filter.
[0003]
For example, as a nozzle for cooling a high-temperature gas generated in an incinerator, Japanese Patent Laid-Open No. 7-124502 discloses that a liquid is supplied to the outer periphery of a gas supplied along an axial center line on the base end side of the nozzle body, In a two-fluid nozzle that mixes in the main body and sprays air-water mixing mist from the discharge port, the first mixing is performed by supplying liquid to the outer periphery of the gas supplied along the axial center line on the proximal end side of the nozzle body A rectifying chamber that communicates with the first mixing chamber to flow the mixed fluid to the tip side along the axial center line, and a second mixing chamber having a large diameter is provided on the tip side of the rectifying chamber. (2) An injection chamber having a small diameter is provided on the front end side of the mixing chamber, and the wall surface where the fluid of the outer peripheral portion of the mixed fluid collides with the passage between the front end side of the second mixing chamber and the front end side of the injection chamber in multiple stages While forming through the injection chamber, centered on the axis Two-fluid nozzle for spraying from the outlet is described.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the waste melting furnace, when a two-fluid nozzle is used for cooling the combustion exhaust gas, if the air is used, the combustion exhaust gas burns, and therefore, a two-fluid mist combining water vapor and water is sprayed. By miniaturizing the mist, it leads to the efficiency of gas cooling and the improvement of the performance of the combustion apparatus. However, when the steam and water are mixed, there is a problem that the steam is drained and the grains cannot be reduced.
[0005]
Further, in the two-fluid nozzle described in the above publication, since the second mixing chamber having a large diameter is provided on the front end side of the rectifying chamber, the path is long, and the liquid is supplied to the outer periphery of the gas supplied along the axis. For this reason, the liquid is biased toward the peripheral wall, and fine particles may not be sufficiently formed and may be drained.
[0006]
In addition, the passage between the front end side of the second mixing chamber and the front end side of the ejection chamber is formed in multiple stages with a wall surface on which the fluid of the outer peripheral portion of the mixed fluid collides, and has a large diameter on the front end side of the rectifying chamber. Since the two mixing chambers are provided, there are disadvantages that the nozzle length and diameter are increased and the processing is complicated.
[0007]
Therefore, the present invention provides a two-fluid nozzle having a simplified structure capable of obtaining a mist of fine particles.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
A two-fluid nozzle according to the present invention includes a fluid passage member having a gas passage connected to a gas supply pipe and a liquid passage connected to the liquid supply pipe, and a dispersion chamber having a dispersion chamber connected to the fluid passage member. The fluid passage member is isolated from the liquid passage, and a plurality of gas passages are disposed around the liquid passage at circumferential intervals, and the dispersion chamber is a cylindrical body made of a vertical wall. And a nozzle tip having an injection port is provided, and the nozzle tip is formed of a conical wall projecting into the dispersion chamber, and is formed in the dispersion chamber. The wall and the conical wall form a return of a concave portion that forms a reversal flow around the conical wall, and the injection port side of the nozzle tip is formed into a spherical surface .
[0009]
Injection port may be a plurality of slits formed radially from the center hole.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the two-fluid nozzle of the present invention, the combination of gas and liquid can be appropriately selected depending on the place of application. For example, in waste melting treatment, air that burns combustion exhaust gas as a gas cannot be used to cool the combustion exhaust gas in a waste melting furnace, so steam is used, and air is used because there is no risk of combustion in the temperature controller. To do. In addition, it can employ | adopt as what uses mist like a combustion burner.
[0011]
【Example】
Example 1
1A is a cross-sectional view of an embodiment of the two-fluid nozzle of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. The cylindrical nozzle body 1 includes a fluid passage member 2 that supplies gas and liquid to the dispersion chamber 4 and a dispersion chamber member 3 that is connected to the fluid passage member 2.
[0012]
The fluid passage member 2 is provided with a liquid passage 5 in the center along the axial center of the cylindrical nozzle body 1, and is isolated from the liquid passage 5, and surrounds the liquid passage 5 and has a circumferential interval. A plurality of gas passages 6 are formed.
[0013]
Below the liquid passage 5, a liquid supply pipe 7 for supplying a liquid, for example, water is connected. In addition, a communicating portion 8 is formed below each of the plurality of gas passages 6, and a gas supply pipe 9 is connected to the communicating portion.
[0014]
The dispersion chamber member is formed as a cylindrical dispersion chamber composed of vertical walls. The lower portion of the dispersion chamber communicates with the opening of the liquid passage and the openings of a plurality of circumferentially arranged gas passages. It is blocked by a sealed wall.
[0015]
A nozzle tip 10 communicating with the dispersion chamber 4 is fixed to the upper part of the fluid passage member 2 with bolts. In the present embodiment, the injection port 11 of the nozzle tip 10 is opened in a direction perpendicular to the axis of the nozzle body 1. The ejection port 11 is formed with a plurality of slits formed radially from the center. In this embodiment, the ejection port 11 of the nozzle chip 10 is formed with a cross-shaped slit.
[0016]
The nozzle tip 10 has a conical wall 12 protruding into the dispersion chamber 4, and a concave return 14 is formed by the wall 13 and the conical wall 12 of the dispersion chamber 4. By forming the return 14, the reverse flow 15 can be formed, and the dispersed gas and liquid can be mixed and further refined. Further, by making the nozzle tip 10 on the side of the ejection port 11 to be a spherical surface 16, the energy distribution of the fluid ejected from the ejection port 11 can be made uniform.
[0017]
Example 2
FIG. 2 is a plan view of another embodiment of the two-fluid nozzle of the present invention, FIG. 3 is a cross-sectional view thereof, the same members as those in FIG. In this embodiment, the injection port 11 is opened in the same direction as the axial center line of the nozzle body 1. The opening direction of the injection port 11 can be appropriately selected depending on the installation location of the two-fluid nozzle.
[0018]
【The invention's effect】
According to the two-fluid nozzle of the present invention, since gas is supplied from the periphery of the liquid, the particles are dispersed efficiently and fine particles are formed. For example, even in the case of a combination of steam and water, steam drainage may be generated. Absent.
[0019]
Further, the two-fluid nozzle of the present invention is a cylindrical body with a vertical wall in the dispersion chamber, and it is not necessary to provide a step, so that it is not necessary to increase the diameter, and processing is easy.
[Brief description of the drawings]
1A is a cross-sectional view of an embodiment of a two-fluid nozzle of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
FIG. 2 is a plan view of another embodiment of the two-fluid nozzle of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of another embodiment of the two-fluid nozzle of the present invention.
FIG. 4 is a flow chart of an exhaust gas treatment system for waste melting treatment.
[Explanation of symbols]
1: nozzle body, 2: fluid passage member, 3: dispersion chamber member, 4: dispersion chamber, 5: liquid passage, 6: gas passage, 7: liquid supply pipe, 8: communication section, 9: gas supply pipe, 10 : Nozzle tip, 11: injection port, 12: conical wall, 13: wall of dispersion chamber, 14: concave return, 15: reversal flow, 16: spherical surface

Claims

気体供給配管に接続された気体通路及び液体供給配管に接続された液体通路を備えた流体通路部材と、流体通路部材に連設された分散室を備えた分散室部材とからなり、
流体通路部材には、液体通路から隔離されるとともに、液体通路を取り囲んで円周状に間隔をおいて複数の気体通路が配置され、
分散室は垂直壁からなる筒状体で形成され、液体通路の開口及び気体通路の開口とに連通するとともに、噴射口を有するノズルチップが設けられており、
前記ノズルチップが分散室内に突出した円錐状壁で形成され、分散室の壁と円錐状壁とで円錐状壁の回りに反転流を形成する凹部の返りが形成されるとともに、ノズルチップの噴射口側が球面に形成されていることを特徴とする二流体ノズル。A fluid passage member having a gas passage connected to the gas supply pipe and a liquid passage connected to the liquid supply pipe, and a dispersion chamber member having a dispersion chamber connected to the fluid passage member;
The fluid passage member is isolated from the liquid passage and has a plurality of gas passages that are circumferentially spaced around the liquid passage.
The dispersion chamber is formed of a cylindrical body made of a vertical wall, communicated with the opening of the liquid passage and the opening of the gas passage, and provided with a nozzle tip having an injection port ,
The nozzle tip is formed of a conical wall projecting into the dispersion chamber, and the dispersion chamber wall and the conical wall form a return of a recess that forms a reversal flow around the conical wall, and the injection of the nozzle tip A two-fluid nozzle characterized in that the mouth side is formed into a spherical surface .

噴射口が中心孔から放射状に形成された複数のスリットからなることを特徴とする請求項１記載の二流体ノズル。2. The two-fluid nozzle according to claim 1, wherein the injection port comprises a plurality of slits formed radially from the center hole.