JPS59216652A - 液体と液体または粉粒体との混合噴射方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 １．発明の目的 従来は、液体と液体、液体と粉粒体など、性質や比重の
異なる物質を、一様に混合して、噴射することは、容易
でなかつた。

たとえば、水と油のエマルジヨン、油と粉炭のコムなど
、これらの一様混合には、高性能の撹拌機に頼るほか、
コムなどは、折角、一様に混合し得ても、バーナ燃焼で
は、時間の経過とともに、比重の大きな粉炭などは、容
器の底に沈澱したり、輸送管の途中で、管内を詰まらせ
て実用には、多くの障害をもたらすのが実情である、そ
れでも、大型の操作は、行なわれていろが、小型の装置
による操作は、古今東西、成功しておらず、本発明が■
矢である。

その他、ガスとガス、すなわち、一様に、安全に燃焼し
ているかに見える家庭用のガス器具も空気とガスとの一
様な混合が、不完全であることは、研究者により、指謫
されているが、本発明は、この不安も、見事に解決して
いる。

２．比重や性質の異なる異種液体の混合、異種液体と異
種粉粒体、異種ガスなどの一様な混合の機構。

この開発は、先願の竜巻発生ノズルおよび装置を用いて
、第１図に示す流入管１０の途中、または、輸送管１８
を設けて、これらの管内から、異種ガス、異種液体、異
種粉粒体などを、単一または複合して流入させるという
■界の業界では、不可能とされていた難事を克服したの
である。

これは、ノズル穴４において、竜巻現象により、穴内の
空気が、高速回転をするため、ガス、液体、粉粒体など
、それぞれの配合において、すべてが、一様に混合する
という、この機構特有の現象によるものである。

ノズル穴径が、０．４（ｍｍ）とか、０．８（ｍｍ）と
かという、極小径のばあいには、粉粒体などは、穴詰ま
りを起こして、使用できないので、輸送管２０を用いる
。

竜巻効果は、道中の長い被噴射体容器にまでは、表われ
ないから、従来、多くの業者が経験したと同じ隘路があ
り、成功の確率は少ない。

先願の特許の説明と重複するが、竜巻現象を説明すると
。

遠心力　ｆ＝ｍυ２／ｒ　により、噴霧微粒化するが、
この式中の回転速度ひや、半径ｒは、自由回転流動の式
　Ｖｒ＝Ｃ１＝定数により、ノズル穴の出口付近にて、
強力な負圧を生ずる。

そして、ノズル穴４内では、自由回転流動等圧面では、
ｒ２ｚ１＝定数　の双曲線面の回転面となるはずである
が、穴の長さが短かく、穴に束縛されるから、穴内を流
れる液体は、中空の薄液膜の高速回転の短距離間は、円
筒と考えてよい自然界の渦巻は、いたるところで発生し
ているが、竜巻現象として、明瞭に区別できるのは、そ
の中でも、ごく借かなものである。

すなわち、気流の回転速度ひが、大変、小さなばあいで
も、半径ｒが、竜巻発生に（Ｖｒ＝Ｃ１）最適の大きさ
となつたときは、強力な竜巻を発生することは、この研
究で明かとなつた。

学界でも、この半径ｒと回転速度ひとの関係を深く究明
できずに、また、実証もできなかつたいろいろの条件の
なかでも、この半径の大きさを、明確に■えて、実用に
供したのが、この研究であり、竜巻発生ノズルである。

気体は、別として、ノズル穴を流れる液体，または、混
合体は、高速回転しながら、ノズル穴出口付近に生じた
負圧（Ｖｒ＝Ｃ１のｒ小、Ｖ大）によつて、吸い出され
るから、穴詰まりはなく混合体も、一様となる。

動作流体１２は、低風圧、低風速、小風量で、じゆう分
であることも、以上の理由による。

３、ノズル穴流出後の、ガス、液体、混合体などの流れ
。

中空の薄膜状のガス、中空の薄液膜状の液体や混合体は
、ノズル穴内では、高速回転の円筒で、ノズル穴を流出
すると、中空の高速回転の仮想円筒に生長する。

これに、ノズル溝を流れて、回転気流となつた気流の流
連が外接すると、仮想円筒は、強力に分裂する。

分裂した粗粒子は、それぞれ、回転気流から得た回転速
度によつて、自ら遠心力作用により、連鎖反応的に分裂
を続け、微粒化した粒子群や混合体雲は、第２図に示す
領域を飛ぶ。

粒子群、混合体雲が、燃焼可能な粒に分裂しこれに点火
するとさらに、回転速度は、加速されるから、分裂は、
燃焼とともに限りなく続き、中空の回転楕円体で、集束
する。

この間の空気量は、従来の理論空気量の算出量に比べて
、遙かに大量を必要とすることも、従来、この業界では
、経験をしなかつたことであり、空気と燃料との混合の
可燃限界も、直線噴射式や、ロータリー式のバーナに比
べて、希薄過濃の両可燃限界幅が、極度に狭いことも、
竜巻発生ノズルの性能の優位性を示すものである。

輸送管２０を用いるばあいは、輸送管の軸心はノズル穴
の軸心に向わせ、その交点は、ノズル焦点Ｔより、やや
前方とする。流出した液体または、混合体は、第３図に
示すように、回転流動しながら、第２図の領域を飛翔す
る。

４．用途について、 燃料油、とくに、重油と、水とのエマルジヨン、重油と
粉炭との混合すなわち、コムバーナは、この発明では、
大変容易となつた。

とくに、超小型用に成功したことは、さらに、大きな進
歩であり、優れた開発である。

その他、比重や性質の異なる異種液体の混合、異種液体
と異種粉粒体、異種ガスなどの一様な混合も、この竜巻
発生ノズルによる方法、装置を用いると、この業界では
、革命的なものとなろうし、省エネの分野でも、多大な
貢献となろう。

燃料油の消費量も、従来の２分の１程度の省エネ型で、
これに、低廉の粉炭を混合することになれば、これを採
用する業界にとつては、大きな福音である、水と油のエ
マルジヨン、その他についても、同様である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の正面図の組立図で、断面図、第２図
は、本発明の回転気流の回転流動する発散と集束の流れ
の循環系で、液体と粉粒体との混合体は、この流れ循環
系中を、整然と、回転気流にしたがつて、回転流動する
。 （１）は　竜巻発生ノズル　（２）は　動作流体整流体
（３）は　ノズル溝（動作流体通路用）（４）は　ノズ
ル穴（被噴霧液体または、液体と粉粒体混合体の通路用
の穴） （５）は　ノズル支え　　　（６）は　ガン本体（７）
は　ガン本体の穴　　（８）は　ノズルのふた（９）は
　ノズルのふた押え （１０）は　流入管（液体または、液体と粉粒体混合体
）（１１）は　流入管の穴 （１２）は　送風機または、圧縮機から輸送される圧力
動作流体（主として空気） （１３）は　動作流体整流体の凸の表面を、回つて流れ
る動作流体の境界層の薄層流。 （１４）は　チヤンバ（１７）に流入する圧力動作流体
（１５）は　負のヘツドから、吸上げられる液体または
液体と粉粒体との混合体の流れ。 （１６）は　ノズル穴（４）内の中空の薄液膜状の高速
回転円筒または、液体と粉粒体との混合体の中空の泥状
体の高速回転円筒 （１７）は　チヤンバ （１８）は　輸送管（粉粒体または、粉粒体と液体との
泥状体の輸送用管で、大型ノズル用） （１９）は　粉粒体または、粉粒体と液体との泥状体の
流れ。 （２０）は　輸送管（粉粒体または、粉粒体と液体との
泥状体の輸送用管で、小径ノズル用） （２１）は　粉粒体または、粉粒体と液体との泥状体の
流れ （Ｔ）は　ノズルの頂点　（２）は　ノズルの軸線（Ｔ
′）は　ノズル溝の合流点で、第１の節に相当（ｇ）は
　回転気流の噴霧領域の発散、集束の第１の腹（ｈ）は
　第２の節　　　（ｉ）は　第２の腹（ｊ）は、粒子お
よび粒子雲の流れ、（混合体、泥状体）（ｋ）は、第１
図Ｔ―ｇ間の合流点Ｔ′（第２図）近傍の円運動の回転
気流の流れ 第３図は、回転気流の線束の最小径（Ｔ′付近）が、集
束から発散に進む領域に、液体または粉粒体または、泥
状体２１が、流入して、回転気流とともに回転流動する 特許出願人　井伊尹

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 昭和５７年出願番号１０７５５６の竜巻発生ノズルおよ
   び装置を用いて、第１図に示す輸送管１８または２０を
   設ける。 動作流体１２が、ノズル溝３を流れて、吸込みを有する
   回転気流となり、ノズル穴の出口付近にて負圧を生ずる
   と、負のヘツドにある液体は、巻き上げられて吸上り、
   液体の流れ１５となる。 これが、ノズル穴４に流入すると、薄液膜状の中空の高
   速回転円筒１６となる。 コムすなわち、粉炭と油の混合燃焼、水と油の混合エマ
   ルジヨン燃焼、吹付塗装、農薬液散布などには、負のヘ
   ツドにある容器内に、すでに、混合ずみの、液体と粉粒
   体の混合泥状体を、被噴射体として書えるほか、容器内
   の単一または複合の被噴射液体または、混合泥状体が、
   吸上つて流れる途中すなわち、流入管１０または輸送管
   １８に、液体または、粉粒体、または、これらの泥状体
   を流入させると、合流した混合体の流れは　薄液膜状の
   中空の高速回転円筒となり、一様に混合してノズル穴か
   ら、噴射して、第２図に示す発散、集束の循環系の流れ
   となる。 ノズル穴が、小径にて、粉粒体の泥状体を通すことがで
   きないときは、輸送管２０を用いる。 輸送管２０の向きは、ノズルの頂点Ｔより、やや前方と
   し、粉粒体または混合体２１は、第３図に示す流れであ
   る。 この発明は、先願の竜巻発生ノズルを用いたので液体と
   液体、液体と粉粒体との混合方法は、大変容易となつた
   革命的機構の開発で、この方法と、装置とを、特許の請
   求範囲とする。 用途は、燃料油と微粉炭、粉粒炭、水などの混合燃焼を
   はじめ、比重の異なる液体、油と油、油と水などの混合
   および、泥状体の吹付け、異種粉粒体の混合、特殊噴水
   など、大変、範囲が広い。