JP4188881B2 - 二重旋回スプレイノズル - Google Patents

Description

本発明は、逆方向の旋回を有するスプレイビームを発生させるための２つの旋回室と共通の供給通路とを有し、その供給通路が旋回室間の中心平面内に延びて、それぞれ接線方向に旋回室内へ連通する、二重旋回スプレイノズルに関する。

この種の二重旋回スプレイノズルは、特許文献１から知られている。この種のノズルは、特に、特許文献２に示す他の二重旋回スプレイノズルと同様に、専らいわゆるガス洗浄機のために使用され、そのガス洗浄機においては洗浄液が、多数のスプレイノズルを介してガス流内で断面にわたってできるだけ均一に分配されるように、供給される。この種のガス洗浄機は、たとえば燃焼ガスクリーニング設備であって、その設備内では二酸化硫黄、塩素またはフッ化水素のような酸性の燃焼ガス成分、とわずかな量の燃焼煤が適当な洗浄液の使用によって分離される。その場合に冒頭で挙げた種類の二重旋回ノズルの利点は、供給される洗浄液の旋回作用が相殺し合うので、ガス洗浄機内の流れが望ましくないように影響を受けることが回避されることである。それが、より高い効率をもたらす。

この種のガス洗浄機内のノズル装備は、複数の平面に分配されており、ガスはガス洗浄機内で通常下から上へ流れ、噴霧された媒体は下方へ、従ってガス流に抗して落下する。下方の領域内には、上述した特許文献１に記載された二重旋回スプレイノズルが使用されており、上方の領域内には、ガス洗浄機、特に燃焼ガス脱硫設備の上方の端部に設けられた滴分離器にしぶきがかかることを防止するために、一方側だけに、従って下方にだけスプレイする偏心ノズルが設けられている。

この種の偏心ノズルは、通常、次の欠点を有している：下方の領域内の二重旋回スプレイノズルの場合と同じ体積流が望ましいことが多いので、この体積流を旋回室（口片）によってスプレイしなければならない。それによって滴スペクトルが増大し、それがプロセスに望ましくない作用を及ぼす可能性がある。滴スペクトルを一定に維持し、ノズル当たりの体積流を半分にしようとする場合には、２倍の数のノズルを設けなければならず、それが高いコストをもたらす可能性がある（固定手段、組立て、パイプスリーブ）。すべての偏心ノズルの旋回方向は等しく向けられているので、ガス流に旋回が付与され、それが−上述したように−洗浄に負の作用を及ぼす可能性がある。
ドイツ特許公報ＤＥ１００３３７８１Ｃ１ ドイツ公開公報ＤＥ１９７５８５２６Ａ１

本発明の課題は、冒頭で挙げた種類の二重旋回スプレイノズルを、旋回の相殺にもかかわらずスプレイビームを片側のみへ向けることが可能であって、かつスプレイビームによって大きい面積をカバーすることができるように形成することである。

この課題を解決するために、２つの旋回室は同じ側へ向けて開放されている。驚くべきことに、この場合において、互いに並んでいる旋回室の共通の供給通路により、相互に重なり合うスプレイビームの流出直後にすでに、発生するスプレイ扇形の好ましくない形成がもたらされることがないことが、明らかにされた。直接隣接して生じるスプレイ円錐の滴は、旋回室の小さい間隔によって、ほとんど制動されずに連続して当接するので、滴の逆方向へ向けられた半径速度は、滴が綻びて、それによって滴スペクトルが細かくなるような衝突をもたらす。この効果は、互いに対して７００−１２００ｍｍの間隔を有する伝統的な配置のノズルにおいても存在するが、そこで空気抵抗により半径速度が制動されることにより、それほど顕著ではない。従って本発明によって、効率の向上に寄与する滴スペクトルが生じる。旋回空間自体は、半分の体積流のために設計すれば済むので、組立て長さとそれに伴って、ノズル接続に作用するトルクも減少させることができる。旋回室の軸線は互いに対して、流出側へ向かって開く角度で延びている。この構成によって、スプレイビームによって覆われる面積の増大が可能となる。従って、処理されないガス流が洗浄機を通り抜ける危険は、減少される。新しい二重旋回スプレイノズルは、極めてコンパクトな構造であって、効率的である。旋回室の軸線の調節角度が約２０°である場合に、特に好ましいスプレイビーム形成を達成できることが明らかにされた。

本発明を、実施例を用いて図面に示し、以下で詳細に説明する。

図１から３に示すように、新しい二重旋回スプレイノズルは、接続スリーブ２を備えたコンパクトなハウジング１を有しており、接続スリーブの外側には接続ねじ３が形成されており、その接続ねじは図示されていない供給パイプの接続ナットと螺合可能である。ハウジング１は、図２に示す中心平面４に対して鏡対称に形成された２つの旋回室５、６を包囲しており、旋回室５、６はそれぞれトランペット状に形成された流出開口部５ａ、６ａへ移行している。旋回室５、６の軸線７、８は、互いに対して角度αで傾斜しており、角度αは本実施例においては２０°である。

図５に示すように、接続スリーブ２の供給通路１０は、取り立てて言うほどの断面狭窄なしで２つの旋回室５、６へ移行しており、２つの旋回室５、６は同じ側へ向かって開放している。接続スリーブ２を通して供給される、使用される液状の媒体のビーム（それぞれ使用場合に従って該当するガス洗浄機のために選択される）は、その流れ方向へ向いたエッジに当たる。従ってビームは２つの部分に分解され、そのうちの一方が右回りに旋回室６へ供給され、他方が左回りに旋回室５内へ供給されて、そこからその後スプレイ円錐の形状のスプレイビームが同じ側に流出する。供給通路１０は、エッジ９とは反対の側において端縁１１の後方でそれぞれの旋回室５、６へ移行しており、対応する旋回室と交差する。符号１２は、形成できること、特に型から外せること、を保証するために、製造技術的に必要とされる隆起部を示している。２つのスプレイビームは、逆方向の旋回を有しており、互いに向き合った領域において重なり合う。そこでは同方向に向けられた、周方向に作用する速度ベクトルにもかかわらず、逆方向の径方向速度によって、スプレイビーム内に生じる液滴の二次分割が行われ、冒頭ですでに述べたように、それがガスクリーニングの効率に好ましい作用を及ぼす。

２つの旋回室軸線７、８は、互いに対してある角度傾斜しているので、２つのスプレイ円錐の重なり領域の大きさが調節され、約２０°の角度αが選択された場合に、二重スプレイビーム内に特に良好な滴分配が生じることが明らかにされている。軸線の互いに対する傾斜によって、スプレイビーム領域全体も拡大されるので、洗浄すべきガスとの接触角度も大きくなる。

図２、図４および図５の表示から明らかなように、供給通路１０は接続スリーブ２から始まってその断面形状を接続スリーブ２の領域の円形の断面から２つの旋回室５、６への連通領域におけるやや長円の形状へ変化させている。その場合にすでに説明したように、取り立てて言うほどの断面狭窄は生じないが、２つの旋回室５、６内への連通領域においては、中心平面４に対して平行な最大の断面寸法がそれに対して垂直の最大の断面形状よりも長い、供給通路１０の断面形状が存在する。連通領域におけるこのやや長円の断面形状によって、２つの旋回室５、６内への良好な流入が生じることが明らかにされている。

図２と図４の表示においてさらに明らかなように、エッジ９は断面において、中心平面４に対して垂直に、三角形の形状を有しており、その場合に中心平面４に対して平行に見て、三角形の側面の間の角度は、旋回室軸線７、８の間の角度αに相当する。図５から明らかなように、エッジ９は、供給通路１０を通して供給される液体へ向いた領域において、供給通路１０と対向する２つの側面間の角度が比較的大きく選択され、図示の例において約８０°であることにより、比較的鈍く形成されている。これは、側面がそれぞれ供給通路１０の中心軸と形成する、約４０°の角度に相当する。供給される液体を２つの旋回室５、６内へ分割するエッジ９の２つの側面間のこの種の角度が、ハウジング１内の良好な流れ分布を可能にし、さらに製造技術的に好ましく、かつ駆動中にほとんど問題とならないことが明らかにされている。

エッジ９の側面は、供給通路１０とは逆の側において、旋回室５、６の円筒状の内壁へ移行しており、その場合に、図５に示すように、移行部に稜が設けられている。それによってエッジ９の側面から旋回室５、６の側面への移行が無段階ではないにもかかわらず、良好な流れが得られる。

図４の表示からさらに明らかなように、互いに対して角度をもって傾斜している旋回室は、それぞれの流出開口部５ａ、６ａと対向する凸状の底を有している。その場合に旋回室５、６の円筒状の内壁と、旋回室５、６からそれぞれ外側へ湾曲している底との間に、さらに、円形リング状に一周する段部が設けられているので、凸状の底の出口直径は旋回室５、６の円筒状の内壁の直径よりも小さい。それによって互いに対して角度αだけ傾斜している旋回室５、６は、そのリング状の段部の領域においてだけ接触しており、その凸状の底においては接触していない。従って旋回室５、６の凸状の底から始まって、まずリング状の段部が続き、次にそのリング状の段部に対して垂直に配置された円筒状の内壁が続く。その後円筒状の内壁は、移行半径をもって旋回室５、６の細くなる部分へ移行している。その場合に図４の表示から明らかなように、旋回室５、６の輪郭は、まず丸く内側へ延びており、その後、最も狭い部分へ移行するため、そしてその後トランペット形状に開放する流出開口部５ａ、６ａへ移行するように湾曲の方向が変化している。

本発明によれば、単に一つのノズルによってスプレイビームの拡幅を得ることができる。そして、互いに重なり合う、異なる旋回を有するスプレイ円錐の相互作用が洗浄効率へ良好に作用する。

新しい二重旋回スプレイノズルの斜視図である。 図１に示すノズルを、供給スリーブの側から示している。 側面図である。 図３に示すスプレイノズルを断面線IV−IVに沿って示す断面図である。 図３に示すスプレイノズルを断面線Ｖ−Ｖに沿って示す断面図である。

符号の説明

１ ハウジング
２ 接続スリーブ
３ 接続ねじ
４ 中心平面
５，６ 旋回室
５ａ、６ａ 流出開口部
７，８ 軸線
９ エッジ
１０ 供給通路
１１ 端縁
１２ 隆起部

Claims (4)

1. 逆方向の旋回を有するスプレイビームを発生させるための２つの旋回室と、共通の供給通路（１０）とを有し、前記供給通路が旋回室（５、６）の間の中心平面（４）を中心に延びて、それぞれ接線方向に旋回室（５、６）内へ連通し、２つの旋回室（５、６）の開口部（５ａ、６ａ）が同じ側へ向いている、二重旋回スプレイノズルにおいて、
   旋回室（５、６）の軸線（７、８）が互いに対して、流出開口部（５ａ、６ａ）の側へ開いた角度（α）で延びていて、
   供給通路（１０）が旋回室（５，６）に交差しており、
   供給通路（１０）は、その終端部に、流れ方向へ対向して、供給通路（１０）の中心軸に向けて突出したエッジ（９）が配設されていて、
   エッジ（９）の供給通路（１０）の中心軸に垂直な平面で切った断面が、旋回室（５、６）の底部の側から流出開口部（５ａ、６ａ）の側に向って拡がっている、
   ことを特徴とする二重旋回スプレイノズル。
2. 旋回室（５、６）が、中心平面（４）に関して、互いに対して鏡対称に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の二重旋回スプレイノズル。
3. 旋回室（５、６）の軸線（７、８）が、供給通路（１０）の領域において間隔（ａ）で互いに並んで配置されており、前記間隔が旋回室の直径の大きさであることを特徴とする請求項１または２に記載の二重旋回スプレイノズル。
4. 角度（α）が、約２０°であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の二重旋回スプレイノズル。

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