(57)【要約】【課題】炉内の温度分布を所定の温度分布に設定し得るガスアトマイズバーナノズルを提供する。【解決手段】内部を霧化混合燃料を通流させる噴出路４１とする円筒状部４２を有し、噴出路４１の先端に、噴出路４１を通流する霧化混合燃料を噴出路４１の軸心Ｐ方向に噴出する主噴出孔４３が設けられた第１ノズル部４と、噴出路４１の基端に液体燃料を噴出する液体燃料噴出孔５１、及び、ガス燃料を噴出するガス燃料噴出孔５２が設けられた第２ノズル部５とを備え、第１ノズル部４の円筒状部４２の周壁４２ｗに、噴出路４１に連通する複数の副噴出孔４４が、噴出路４１の軸心Ｐに沿う噴出路軸心Ｐ方向視で環状に並ぶ状態で設けられ、複数の副噴出孔４４夫々の軸心Ｑが、噴出路軸心Ｐ方向の前方ほど噴出路４１の軸心Ｐから円筒状部４２の径方向に遠ざかる先拡がり状である。【選択図】図１
2020139704.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を霧化液体燃料とガス燃料とが混合された霧化混合燃料を通流させる噴出路とする円筒状部を有し、前記噴出路の先端に、当該噴出路を通流する霧化混合燃料を前記噴出路の軸心方向に噴出する主噴出孔が設けられた第１ノズル部と、
前記噴出路の基端に液体燃料を噴出する液体燃料噴出孔、及び、当該液体燃料噴出孔から噴出される液体燃料を霧化するためのガス燃料を前記噴出路の基端に噴出するガス燃料噴出孔が設けられた第２ノズル部とを備えたガスアトマイズバーナノズルであって、
前記第１ノズル部の円筒状部の周壁に、前記噴出路に連通する複数の副噴出孔が、前記噴出路の軸心に沿う噴出路軸心方向視で環状に並ぶ状態で設けられ、
前記複数の副噴出孔夫々の軸心が、前記噴出路軸心方向の前方ほど前記噴出路の軸心から前記円筒状部の径方向に遠ざかる先拡がり状であるガスアトマイズバーナノズル。
【請求項２】
前記複数の副噴出孔が、夫々の先端開口が、前記円筒状部の周壁における前記噴出路軸心方向の前方を向く先端面に対応する部分に開口する状態で設けられている請求項１に記載のガスアトマイズバーナノズル。
【請求項３】
前記噴出路軸心方向の同一箇所で当該噴出路軸心方向視で複数の前記副噴出孔が環状に並ぶ環状副噴出孔群が、前記円筒状部の周壁における前記噴出路軸心方向の複数箇所に設けられて、前記環状副噴出孔群が、前記円筒状部の周壁に前記噴出路軸心方向で複数段に設けられている請求項１に記載のガスアトマイズバーナノズル。
【請求項４】
前記複数段の環状副噴出孔群のうち、前記噴出路軸心方向の最前の前記環状副噴出孔群における複数の前記副噴出孔が、夫々の先端開口が、前記円筒状部の周壁における前記噴出路軸心方向の前方を向く先端面に対応する部分に開口する状態で設けられている請求項３に記載のガスアトマイズバーナノズル。
【請求項５】
前記円筒状部の先端開口を閉じる状態で、主噴出孔形成体が設けられ、
前記主噴出孔形成体に、前記主噴出孔が、その横断面積が前記噴出路の横断面積よりも小さくなる状態で形成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載のガスアトマイズバーナノズル。
【請求項６】
全ての前記副噴出孔の横断面積の合計である総副噴出孔面積が、前記主噴出孔の横断面積である主噴出孔面積と等しいか前記主噴出孔面積よりも大きい請求項５に記載のガスアトマイズバーナノズル。
【請求項７】
前記主噴出孔面積に対する前記総副噴出孔面積の割合が１〜２１になるように構成されている請求項６に記載のガスアトマイズバーナノズル。
【請求項８】
前記噴出路軸心方向視において、複数の前記液体燃料噴出孔が環状に並ぶ状態で設けられ、
複数の前記ガス燃料噴出孔が、環状に並ぶ前記複数の液体燃料噴出孔の外周部に環状に並ぶ状態で設けられている請求項１〜７のいずれか１項に記載のガスアトマイズバーナノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部を霧化液体燃料とガス燃料とが混合された霧化混合燃料を通流させる噴出路とする円筒状部を有し、噴出路の先端に、当該噴出路を通流する霧化混合燃料を噴出路の軸心方向に噴出する主噴出孔が設けられた第１ノズル部と、噴出路の基端に液体燃料を噴出する液体燃料噴出孔、及び、当該液体燃料噴出孔から噴出される液体燃料を霧化するためのガス燃料を噴出路の基端に噴出するガス燃料噴出孔が設けられた第２ノズル部とを備えたガスアトマイズバーナノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
かかるガスアトマイズバーナノズルは、液体燃料をガス燃料によって霧化して燃焼させるガスアトマイズバーナに利用されるものであり、このガスアトマイズバーナは、例えば、製紙用のライムキルン、ガラス溶解炉等の加熱対象物の加熱用で用いられる。液体燃料としては、重油、軽油、灯油、廃油を再生した再生油等、種々のものが用いられ、ガス燃料に比べて安価な液体燃料を燃料の一部に用いることにより、ライムキルン、ガラス溶解炉等の加熱対象物を加熱するに当たって、エネルギーコストの低減を図っている。
【０００３】
このガスアトマイズバーナは、第２ノズル部の液体燃料噴出孔から噴出される液体燃料を第２ノズル部のガス燃料噴出孔から噴出されるガス燃料により霧化しながら、第１ノズル部の噴出路を通流させて、その通流過程で霧化液体燃料とガス燃料とを混合し、それらが混合された燃料（以下、霧化混合燃料と記載する場合がある）を主噴出孔から噴出することにより燃焼させるようになっている。
【０００４】
このようなガスアトマイズバーナノズルにおいて、従来は、第１ノズル部の円筒状部の先端を全開して、その円筒状部の先端に開口する噴出路と同径の先端開口を、主噴出孔としていた。
そして、噴出路を通流する霧化混合燃料の全量を、その噴出路の先端の噴出路と同径の主噴出孔から噴出路の軸心方向に噴出して燃焼させるように構成されていた（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１８−１６２９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、このようなガスアトマイズバーナでは、燃焼量は所定の燃焼量を確保しながら、炉内の温度分布を加熱対象物の加熱条件に応じた所定の温度分布にしたいという要望がある。例えば、高温域を炉内の手前側（ガスアトマイズバーナ側）に近づけた温度分布を形成するには、形成される火炎の長さを短くする必要がある。
しかしながら、従来のガスアトマイズバーナノズルの第１ノズル部は、噴出路を通流する霧化混合燃料の全量を噴出路と同径の主噴出孔から噴出路の軸心方向に噴出する構成であるので、ガスアトマイズバーナの燃焼量が同じであれば、形成される火炎の形状を変更し難いため、炉内に形成される温度分布を変更調節することができなかった。
従って、炉内の温度分布を所定の温度分布にしたいという要望に応えることができなかった。
【０００７】
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、炉内の温度分布を所定の温度分布に設定し得るガスアトマイズバーナノズルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明に係るガスアトマイズバーナノズルは、内部を霧化液体燃料とガス燃料とが混合された霧化混合燃料を通流させる噴出路とする円筒状部を有し、前記噴出路の先端に、当該噴出路を通流する霧化混合燃料を前記噴出路の軸心方向に噴出する主噴出孔が設けられた第１ノズル部と、
前記噴出路の基端に液体燃料を噴出する液体燃料噴出孔、及び、当該液体燃料噴出孔から噴出される液体燃料を霧化するためのガス燃料を前記噴出路の基端に噴出するガス燃料噴出孔が設けられた第２ノズル部とを備えたガスアトマイズバーナノズルであって、その特徴構成は、
前記第１ノズル部の円筒状部の周壁に、前記噴出路に連通する複数の副噴出孔が、前記噴出路の軸心に沿う噴出路軸心方向視で環状に並ぶ状態で設けられ、
前記複数の副噴出孔夫々の軸心が、前記噴出路軸心方向の前方ほど前記噴出路の軸心から前記円筒状部の径方向に遠ざかる先拡がり状である点にある。
【０００９】
上記特徴構成によれば、噴出路を通流する霧化混合燃料の一部が主噴出孔から噴出路の軸心方向に噴出され、噴出路を通流する霧化混合燃料の残量が、主噴出孔の周りに環状に並ぶ複数の副噴出孔から先拡がり状に噴出されて、主噴出孔から噴出された霧化混合燃料及び複数の副噴出孔から噴出された霧化混合燃料が、炉内で燃焼する。
【００１０】
つまり、主噴出孔から噴出される霧化混合燃料と複数の副噴出孔から噴出される霧化混合燃料との割合に関連する主噴出孔の横断面積、副噴出孔の個数及び複数の副噴出孔夫々の横断面積、並びに、複数の副噴出孔夫々の軸心が先拡がり状となる角度（以下、先拡がり角度と記載する場合がある）等を、種々に設定することにより、炉内に形成される火炎の長さや太さを調整することが可能となる。ちなみに、噴出路を通流する霧化混合燃料を主噴出孔と複数の副噴出孔とにより噴出することにより、主噴出孔のみから噴出する構成と比較して、炉内に形成される火炎の長さを短く且つ太くし易いので、高温域を炉内の手前側に近づけた温度分布を形成し易い。
そして、炉内に形成される火炎の長さや太さを調整することにより、炉内に形成される温度分布を調整することができる。
従って、炉内の温度分布を所定の温度分布に設定し得るガスアトマイズバーナノズルを提供することができる。
【００１１】
本発明に係るガスアトマイズバーナノズルの更なる特徴構成は、前記複数の副噴出孔が、夫々の先端開口が、前記円筒状部の周壁における前記噴出路軸心方向の前方を向く先端面に対応する部分に開口する状態で設けられている点にある。
【００１２】
上記特徴構成によれば、複数の副噴出孔夫々の先端開口が円筒状部の周壁の先端面に設けられていて、その先端面は、炉内に火炎が形成される方向に直面しているので、その先端面によって、複数の副噴出孔夫々から噴出される霧化混合燃料が燃焼するに当たって、保炎機能を効果的に発揮させることができる。
つまり、複数の副噴出孔夫々から噴出される霧化混合燃料が、円筒状部の周壁の先端面に保炎されて安定燃焼するので、火炎が安定して形成される。そして、そのように安定形成される火炎による保炎作用により、全体として、安定した所定の形状の火炎を形成することができる。
従って、炉内に所定の形状の火炎を安定して形成することができるので、炉内に所定の温度分布を一層安定して形成することができる。
【００１３】
本発明に係るガスアトマイズバーナノズルの更なる特徴構成は、前記噴出路軸心方向の同一箇所で当該噴出路軸心方向視で複数の前記副噴出孔が環状に並ぶ環状副噴出孔群が、前記円筒状部の周壁における前記噴出路軸心方向の複数箇所に設けられて、前記環状副噴出孔群が、前記円筒状部の周壁に前記噴出路軸心方向で複数段に設けられている点にある。
【００１４】
上記特徴構成によれば、噴出路を通流する霧化混合燃料の一部が主噴出孔から噴出路の軸心方向に噴出され、噴出路を通流する霧化混合燃料の残量が、複数段の環状副噴出孔群夫々の環状に並ぶ複数の副噴出孔から、主噴出孔から噴出される霧化混合燃料の周りに先拡がり状に噴出されて、主噴出孔から噴出された霧化混合燃料、及び、複数段の環状副噴出孔群夫々の複数の副噴出孔から噴出された霧化混合燃料が、炉内で燃焼する。
【００１５】
つまり、主噴出孔から噴出される霧化混合燃料と複数段の環状副噴出孔群から噴出される霧化混合燃料との割合に関連する主噴出孔の横断面積、噴出路軸心方向に並ぶ環状副噴出孔群の段数、各環状副噴出孔群の副噴出孔の個数及び各環状副噴出孔群の複数の副噴出孔夫々の横断面積、並びに、各環状副噴出孔群の複数の副噴出孔夫々の先拡がり角度等を、種々に設定することにより、炉内に形成される火炎の長さや太さを調整することが可能となる。
特に、環状副噴出孔群が噴出路軸心方向に複数段に設けられていることから、炉内に形成される火炎の形状を短く且つ太くする面で有効となる。
従って、高温域が比較的手前側に位置する温度分布を形成するのに好適なガスアトマイズバーナノズルを提供することができる。
【００１６】
本発明に係るガスアトマイズバーナノズルの更なる特徴構成は、前記複数段の環状副噴出孔群のうち、前記噴出路軸心方向の最前の前記環状副噴出孔群における複数の前記副噴出孔が、夫々の先端開口が、前記円筒状部の周壁における前記噴出路軸心方向の前方を向く先端面に対応する部分に開口する状態で設けられている点にある。
【００１７】
上記特徴構成によれば、最前の環状副噴出孔群における複数の副噴出孔夫々の先端開口が、円筒状部の周壁の先端面に設けられていて、その先端面は、炉内に火炎が形成される方向に直面しているので、その先端面によって、最前の環状副噴出孔群の複数の副噴出孔夫々から噴出される霧化混合燃料が燃焼するに当たって、保炎機能を効果的に発揮させることができる。
つまり、最前の環状副噴出孔群の複数の副噴出孔夫々から噴出される霧化混合燃料が円筒状部の周壁の先端面に保炎されて安定燃焼することにより、火炎が安定して形成される。そして、そのように安定形成される火炎による保炎作用により、全体として、比較的長さが短く且つ太い形状の火炎を安定して形成することができる。
従って、高温域が比較的手前側に位置する温度分布を一層安定して形成することができる。
【００１８】
本発明に係るガスアトマイズバーナノズルの更なる特徴構成は、前記円筒状部の先端開口を閉じる状態で、主噴出孔形成体が設けられ、
前記主噴出孔形成体に、前記主噴出孔が、その横断面積が前記噴出路の横断面積よりも小さくなる状態で形成されている点にある。
【００１９】
上記特徴構成によれば、主噴出孔の横断面積が噴出路の横断面積よりも小さいことから、霧化混合燃料が主噴出孔から噴出される際の抵抗が大きくなるので、噴出路を通流する霧化混合燃料が環状に並ぶ複数の副噴出孔から噴出され易くなる。
そして、環状に並ぶ複数の副噴出孔からの霧化混合燃料の噴出は、火炎の長さを短く且つ太くするのに効果的に作用するので、噴出路を通流する霧化混合燃料のうち、環状に並ぶ複数の副噴出孔からの噴出量を多くすることにより、炉内に形成される火炎の形状を短く且つ太くする上で有効となる。
従って、高温域が比較的手前側に位置する温度分布を形成するのに好適なガスアトマイズバーナノズルを提供することができる。
【００２０】
本発明に係るガスアトマイズバーナノズルの更なる特徴構成は、全ての前記副噴出孔の横断面積の合計である総副噴出孔面積が、前記主噴出孔の横断面積である主噴出孔面積と等しいか前記主噴出孔面積よりも大きい点にある。
【００２１】
上記特徴構成によれば、総副噴出孔面積が主噴出孔面積と等しいか主噴出孔面積よりも大きいことから、噴出路を通流する霧化混合燃料のうち、環状に並ぶ複数の副噴出孔からの噴出量が比較的多くなるので、炉内に形成される火炎の形状を一層短く且つ太くすることができる。
従って、高温域がより一層手前側に位置する温度分布を形成することができる。
【００２２】
本発明に係るガスアトマイズバーナノズルの更なる特徴構成は、前記主噴出孔面積に対する前記総副噴出孔面積の割合が１〜２１になるように構成されている点にある。
【００２３】
本発明の発明者らは、炉内に形成される火炎の形状を的確に短く且つ太くできるようにすべく、鋭意研究し、主噴出孔面積に対する総副噴出孔面積の割合を１〜２１の間に設定することにより、炉内に形成される火炎の形状を的確に短く且つ太くできることを見出した。
つまり、主噴出孔面積に対する総副噴出孔面積の割合を１以上にすることは、火炎の形状を短く且つ太くする上で有効であるが、その割合を大きくし過ぎると、火炎の長さが長くなる傾向となる。そこで、主噴出孔面積に対する総副噴出孔面積の割合を１〜２１の間に設定することにより、炉内に形成される火炎の形状を的確に短く且つ太くすることができるのである。
従って、高温域が手前側に位置する温度分布を的確に形成することができる。
【００２４】
本発明に係るガスアトマイズバーナノズルの更なる特徴構成は、前記噴出路軸心方向視において、複数の前記液体燃料噴出孔が環状に並ぶ状態で設けられ、
複数の前記ガス燃料噴出孔が、環状に並ぶ前記複数の液体燃料噴出孔の外周部に環状に並ぶ状態で設けられている点にある。
【００２５】
上記特徴構成によれば、液体燃料が複数の液体燃料噴出孔から噴出されることから、液体燃料の噴出流の表面積が大きくなって、液体燃料の噴出流に対して一層広範囲にガス燃料を接触させることができるので、ガス燃料により液体燃料を霧化させる霧化性能が向上して、液体燃料の霧化が一層促進すると共に、その霧化液体燃料とガス燃料との混合が一層促進する。
すると、液体燃料が全体にわたって一層均等に霧化され、その霧化液体燃料とガス燃料とが一層均等に混合された霧化混合燃料が噴出されるようになって、霧化液体燃料に燃焼用空気が一層広範囲にわたって接触し易くなると共に、ガス燃料の易燃性が一層広範囲にわたって作用するので、安定燃焼性を維持しながら、総燃料噴出量に対するガス燃料の噴出量比率を小さくすることが可能となる。
従って、安定燃焼性を維持しながら、総燃料噴出量に対するガス燃料の噴出量比率を小さくすることができるので、エネルギーコストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】中炎型のガスアトマイズバーナの縦断展開図である。
【図２】中炎型のガスアトマイズバーナの要部の分解斜視図である。
【図３】中炎型のガスアトマイズバーナの正面図である。
【図４】第２ノズルの正面図である。
【図５】短炎Ａ型のガスアトマイズバーナの縦断展開図である。
【図６】短炎Ａ型のガスアトマイズバーナの要部の分解斜視図である。
【図７】短炎Ａ型のガスアトマイズバーナの正面図である。
【図８】短炎Ｂ型のガスアトマイズバーナの縦断展開図である。
【図９】短炎Ｂ型のガスアトマイズバーナの要部の分解斜視図である。
【図１０】短炎Ｂ型のガスアトマイズバーナの正面図である。
【図１１】評価試験の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態を説明する。
ガスアトマイズバーナは、図１に示すように、液体燃料をガス燃料で霧化しながら、その霧化液体燃料とガス燃料とを混合すると共に、それらガス燃料と霧化液体燃料とが混合された霧化混合燃料を噴出するガスアトマイズバーナノズル１、そのガスアトマイズバーナノズル１に液体燃料とガス燃料とを供給する二重管部材２、及び、冷却用媒体としての水を通流させてガスアトマイズバーナノズル１を冷却する水冷ジャケット３等を備えて構成されている。
【００２８】
このガスアトマイズバーナは、例えば、ガラス溶解炉や製紙用のライムキルン等の各種の炉で用いられるものである。炉へのガスアトマイズバーナの設置形態は、周知であるので、詳細な説明及び図示を省略して、簡単に説明する。
炉の炉壁には、炉内に燃焼用空気を供給するための空気通路が設けられる。
そして、ガスアトマイズバーナが、ガスアトマイズバーナノズル１から噴出される霧化混合燃料を空気通路から供給される燃焼用空気により燃焼させるべく、炉壁における空気通路の下方に設けられることにより、所謂アンダーポート型に構成されたり、あるいは、空気通路内に設けられることにより、所謂スルーポート型に構成される。
【００２９】
図１〜図３に示すように、ガスアトマイズバーナノズル１は、内部を霧化液体燃料とガス燃料とが混合された霧化混合燃料を通流させる噴出路４１とする円筒状部４２を有し、噴出路４１の先端に、当該噴出路４１を通流する霧化混合燃料を噴出路４１の軸心Ｐ方向に噴出する主噴出孔４３が設けられた第１ノズル（第１ノズル部の一例）４と、噴出路４１の基端に液体燃料を噴出する液体燃料噴出孔５１、及び、当該液体燃料噴出孔５１から噴出される液体燃料を霧化するためのガス燃料を噴出路４１の基端に噴出するガス燃料噴出孔５２が設けられた第２ノズル（第２ノズル部の一例）５とを備えて構成されている。
【００３０】
図１〜図３に示すように、水冷ジャケット３は、ガスアトマイズバーナノズル１を内部に収納可能な概略円筒状に構成されて、ガスアトマイズバーナを構成する複数の部材を一体的に組み付けるためのバーナキャップに兼用するように構成されている。
そして、この実施形態では、ガスアトマイズバーナは、バーナキャップに兼用される水冷ジャケット３と、先端側部分を突出させた状態で水冷ジャケット３に内嵌状態で配置される第１ノズル４と、先端面を第１ノズル４の基端面に当て付けた状態で配置される第２ノズル５と、その第２ノズル５の外周を覆う状態で、先端が水冷ジャケット３の基端に螺着される概略円筒状の筒状連結部材６と、内管２１の先端が第２ノズル５の基端に内嵌され、且つ、外管２２の先端が筒状連結部材６の内周面の基端に螺着された状態で組み付けられる二重管部材２等を備えて構成されている。
【００３１】
以下、ガスアトマイズバーナの各部について説明を加える。
図１〜図４に示すように、水冷ジャケット３、第１ノズル４、第２ノズル５、筒状連結部材６及び二重管部材２は、同軸心状に組み付けられるので、第１ノズル４の円筒状部４２内部の噴出路４１の軸心（以下、噴出路軸心と記載する場合がある）は、第１ノズル４、水冷ジャケット３、第２ノズル５、筒状連結部材６及び二重管部材２の軸心でもあり、各図において、それら各部材の軸心を、符号Ｐにて示す。
【００３２】
本発明では、第１ノズル４の円筒状部４２の周壁４２ｗに、噴出路４１に連通する複数の副噴出孔４４が、噴出路４１の軸心Ｐに沿う噴出路軸心Ｐ方向視で環状に並ぶ状態で設けられ、複数の副噴出孔４４夫々の軸心Ｑが、噴出路軸心Ｐ方向の前方ほど噴出路４１の軸心Ｐから円筒状部４２の径方向に遠ざかる先拡がり状である。
又、円筒状部４２の先端開口を閉じる状態で、主噴出孔形成体４５が設けられ、その主噴出孔形成体４５に、主噴出孔４３が、その開口面積が噴出路４１の横断面積よりも小さくなる状態で形成されている。
【００３３】
本発明によるガスアトマイズバーナノズル１は、第１ノズル４に設ける副噴出孔４４の設置形態、各副噴出孔４４の大きさ（横断面積）、主噴出孔４３の大きさ（横断面積）等により、形成可能な火炎Ｆの長さや太さを異ならせることが可能である。そこで、この実施形態では、形成可能な火炎Ｆの長さが異なる３種類の第１ノズル４を設定することにより、ガスアトマイズバーナノズル１として、形成可能な火炎Ｆの長さが異なる３種類を説明する。
【００３４】
３種類のガスアトマイズバーナノズル１は、いずれも先に説明した従来の構成のものに比べて、長さが短い火炎Ｆを形成することが可能な第１ノズル４を装備したものであり、それら３種類の第１ノズル４のうち、最も長い火炎Ｆを形成可能なものを、中炎型（図１〜図３参照）、次に長い火炎Ｆを形成可能なものを短炎Ａ型（図５〜図７参照）、最も短い火炎Ｆを形成可能なものを短炎Ｂ型（図８〜図１０参照）と夫々称する。そして、３種類の第１ノズル４夫々が装備されるガスアトマイズバーナノズル１も、夫々、中炎型、短炎Ａ型、短炎Ｂ型と称する。
【００３５】
先ず、図１〜図３、図５〜図７及び図８〜図１０に基づいて、３種類の第１ノズル４において、共通の構成について説明する。
第１ノズル４の円筒状部４２は、基端に、先端側よりも大径で且つ軸心Ｐ方向の長さが短い大径部分４２ｂを同軸心状に備えた２段状であり、この実施形態では、第１ノズル４は、円筒状部４２そのものにて構成されている。つまり、第１ノズル４は、基端側に大径部分４２ｂを同軸心状に有する形態の２段円柱状の外形になるように構成されている。
そして、円筒状部４２の内部の噴出路４１も、基端に、先端側よりも大径の部分を同軸心状に備えるように構成され、その基端の部分を、第２ノズルの液体燃料噴出孔５１から噴出される液体燃料、及び、ガス燃料噴出孔５２から噴出されるガス燃料を受け入れる受け入れ部４１ｇとするように構成されている。
【００３６】
３種類の第１ノズル４において、各部の寸法のうち、共通の寸法は、軸心Ｐ方向での円筒状部４２の全長、同じく軸心Ｐ方向での円筒状部４２の大径部分４２ｂの長さ、円筒状部４２の直径、円筒状部４２の大径部分４２ｂの直径、噴出路４１の直径、及び、噴出路４１の受け入れ部４１ｇの直径である。
ちなみに、それら共通の寸法の一例としては、円筒状部４２の全長は１００ｍｍ、円筒状部４２の大径部分４２ｂの長さは２０ｍｍ、円筒状部４２の直径は４４．５ｍｍφ、円筒状部４２の大径部分４２ｂの直径は５２ｍｍφ、噴出路４１の直径は２０ｍｍφ、及び、噴出路４１の受け入れ部４１ｇの直径は２９ｍｍφである。
【００３７】
次に、図１〜図３及び図５〜図７に基づいて、中炎型及び短炎Ａ型の２種類の第１ノズル４において、共通の構成について説明する。
第１ノズル４の複数の副噴出孔４４夫々の軸心Ｑは、前述のような先拡がり状に加えて、噴出路軸心Ｐ方向の前方ほど円筒状部４２の周方向の同一方向にずれる旋回状である。
更に、複数の副噴出孔４４が、夫々の先端開口４４ａが、円筒状部４２の周壁４２ｗにおける噴出路軸心Ｐ方向の前方を向く先端面４２ｓに対応する部分に開口する状態で設けられている。
【００３８】
図１〜図３に示すように、中炎型の第１ノズル４は、１２個の副噴出孔４４が、噴出路軸心Ｐ方向視で、等間隔で環状に並ぶ状態で設けられ、図５〜図７に示すように、短炎Ａ型の第１ノズル４は、８個の副噴出孔４４が、噴出路軸心Ｐ方向視で、等間隔で環状に並ぶ状態で設けられている。
【００３９】
図３及び図７に示すように、円筒状部４２の周壁４２ｗの先端面４２ｓに開口する複数の副噴出孔４４夫々の先端開口４４ａの中心を結んで形成される円（以下、副噴出孔配列円と記載する場合がある）Ｃ１の直径（ＰＣＤ）は、中炎型、短炎Ａ型の第１ノズル４で同径である。ちなみに、中炎型、短炎Ａ型のいずれの第１ノズル４も、複数の副噴出孔４４の副噴出孔配列円Ｃ１のＰＣＤは、例えば、３２ｍｍである。
【００４０】
中炎型の第１ノズル４については図１に示し、短炎Ａ型の第１ノズル４については図５に示すように、中炎型の第１ノズル４、短炎Ａ型の第１ノズル４のいずれも、夫々の複数の副噴出孔４４夫々の軸心Ｑが先拡がり状となる角度α（以下、先拡がり角度と称する場合がある）は、全ての副噴出孔４４で同一であり、その先拡がり角度αの一例としては、例えば、３０°である。
【００４１】
又、中炎型の第１ノズル４については図３に示し、短炎Ａ型の第１ノズル４については図７に示すように、中炎型の第１ノズル４、短炎Ａ型の第１ノズル４のいずれも、複数の副噴出孔４４夫々の軸心Ｑが旋回状となる角度β（以下、旋回角度と称する場合がある）は、全ての副噴出孔４４で同一であり、その旋回角度βの一例としては、例えば、１５°である。
【００４２】
中炎型の第１ノズル４では、複数の副噴出孔４４の全てで直径（軸心Ｑに直交する横断面の円孔の直径であり、以下同様）は同径であり、短炎Ａ型の第１ノズル４でも、複数の副噴出孔４４の全てで直径は同径である。
但し、中炎型の第１ノズル４と短炎Ａ型の第１ノズル４では、副噴出孔４４の直径が異なり、副噴出孔４４の直径は、短炎Ａ型の第１ノズル４の方が大きい。
ちなみに、副噴出孔４４の直径の一例としては、中炎型の第１ノズル４は４．５ｍｍφであり、短炎Ａ型の第１ノズル４は８．０ｍｍφである。
【００４３】
又、中炎型の第１ノズル４と短炎Ａ型の第１ノズル４では、主噴出孔４３の直径（軸心Ｐに直交する横断面の円孔の直径）も異なり、主噴出孔４３の直径は、中炎型の第１ノズル４の方が大きい。
ちなみに、主噴出孔４３の直径の一例としては、中炎型の第１ノズル４は１５．０ｍｍφであり、短炎Ａ型の第１ノズル４は５．０ｍｍφである。
【００４４】
この実施形態では、全ての副噴出孔４４の横断面積の合計（以下、総副噴出孔面積と記載する場合がある）が、主噴出孔４３の横断面積（以下、主噴出孔面積と記載する場合がある）と等しいか主噴出孔面積よりも大きくなるように構成されている。尚、横断面積とは、主噴出孔４３及び副噴出孔４４の夫々の軸心Ｑに直交する断面の面積をいう。
更に、この実施形態では、主噴出孔面積に対する総副噴出孔面積の割合（以下、主副噴出孔面積比と記載する場合がある）が１〜２１になるように構成されている。
ちなみに、上述した主噴出孔４３の直径、副噴出孔４４の個数及び直径の一例では、主副噴出孔面積比は、中炎型の第１ノズル４は、約１．１であり、短炎Ａ型の第１ノズル４は、約２０．５である。
【００４５】
次に、図８〜図１０に基づいて、短炎Ｂ型の第１ノズル４について、説明を加える。
短炎Ｂ型の第１ノズル４では、噴出路軸心Ｐ方向の同一箇所で当該噴出路軸心Ｐ方向視で複数の副噴出孔４４が環状に並ぶ環状副噴出孔群４６が、円筒状部４２の周壁４２ｗにおける噴出路軸心Ｐ方向の複数箇所に設けられて、環状副噴出孔群４６が、円筒状部４２の周壁４２ｗに噴出路軸心Ｐ方向で複数段に設けられている。
ちなみに、この実施形態では、短炎Ｂ型の第１ノズル４には、環状副噴出孔群４６が、２段に設けられている。
ここで、２段の環状副噴出孔群４６のうち、前方のものを前段環状副噴出孔群４６ｆと称し、後方のものを後段環状副噴出孔群４６ｒと称する場合がある。
【００４６】
２段の環状副噴出孔群４６のうち、噴出路軸心Ｐ方向の最前の前段環状副噴出孔群４６ｆにおける複数の副噴出孔４４が、夫々の先端開口４４ａが、円筒状部４２の周壁４２ｗにおける噴出路軸心Ｐ方向の前方を向く先端面４２ｓに対応する部分に開口する状態で設けられている。
更に、２段の環状副噴出孔群４６のうち、前段環状副噴出孔群４６ｆにおける複数の副噴出孔４４夫々の軸心Ｑは、先拡がり状、且つ、噴出路軸心Ｐ方向の前方ほど円筒状部４２の周方向の同一方向にずれる旋回状である。
一方、後段環状副噴出孔群４６ｆにおける複数の副噴出孔４４夫々の軸心Ｑは、先拡がり状ではあるが旋回状ではなく、円筒状部４２の径方向視で円筒状部４２の軸心Ｐに重なる状態である。
【００４７】
前段環状副噴出孔群４６ｆでは、１２個の副噴出孔４４が、噴出路軸心Ｐ方向視で、等間隔で環状に並ぶ状態で設けられ、後段環状副噴出孔群４６ｒでは、６個の副噴出孔４４が、噴出路軸心Ｐ方向視で、等間隔で環状に並ぶ状態で設けられている。
円筒状部４２の周壁４２ｗの先端面４２ｓに開口する前段環状副噴出孔群４６ｆの複数の副噴出孔４４における副噴出孔配列円Ｃ１のＰＣＤは、前述の中炎型、短炎Ａ型の第１ノズル４と同径であり、この実施形態では、３２ｍｍである。
【００４８】
前段環状副噴出孔群４６ｆ、後段環状副噴出孔群４６ｒのいずれも、夫々の複数の副噴出孔４４夫々の軸心Ｑの先拡がり角度α（図８参照）は、全ての副噴出孔４４で同一であり、その先拡がり角度αの一例としては、例えば、３０°である。
前段環状副噴出孔群４６ｆの複数の副噴出孔４４夫々の軸心Ｑの旋回角度β（図１０参照）は、全ての副噴出孔４４で同一であり、その旋回角度βの一例としては、例えば、１５°である。
【００４９】
前段環状副噴出孔群４６ｆの全ての副噴出孔４４の直径は同径であり、後段環状副噴出孔群４６ｒの全ての副噴出孔４４の直径も同径である。
ちなみに、前段環状副噴出孔群４６ｆの副噴出孔４４の直径の一例としては、４．３ｍｍφであり、後段環状副噴出孔群４６ｒの副噴出孔４４の直径の一例としては、６．０ｍｍφである。
又、主噴出孔４３の直径の一例としては、１０．０ｍｍφである。
この場合、短炎Ｂ型の第１ノズル４の主副噴出孔面積比は、約４．４である。
【００５０】
図１、図２及び図４に示すように、第２ノズル５は、外径が第１ノズル４の円筒状部４２の大径部分４２ｂと同径の円盤状部分５３と、外径が円盤状部分５３よりも小径で、その円盤状部分５３の基端面に同軸心状に連なる状態の概略円柱状の外形を有する円柱状部分５４とからなる。
【００５１】
この実施形態では、噴出路軸心Ｐ方向視において、複数の液体燃料噴出孔５１が環状に並ぶ状態で、第２ノズル５の円盤状部分５３に設けられ、複数のガス燃料噴出孔５２が、環状に並ぶ複数の液体燃料噴出孔５１の外周部に環状に並ぶ状態で、第２ノズル５の円盤状部分５３に設けられている。
更に具体的には、複数の液体燃料噴出孔５１が、夫々の先端開口５１ａが環状に等間隔で並ぶ状態の配置形態で、第２ノズル５の円盤状部分５３に設けられ、複数のガス燃料噴出孔５２が、夫々の先端開口５２ａが、複数の液体燃料噴出孔５１の先端開口５１ａが並ぶ円と同心の環状に等間隔で並ぶ状態の配置形態で、第２ノズル５の円盤状部分５３に設けられている。
この実施形態では、ガス燃料噴出孔５２が６個設けられ、液体燃料噴出孔５１が３個設けられている。
【００５２】
ここで、図４において、第２ノズル５の円盤状部分５３の先端面に開口する３個の液体燃料噴出孔５１夫々の先端開口５１ａの中心を結んで形成される円（以下、液体燃料噴出孔配列円と記載する場合がある）を符号Ｃ２で示し、第２ノズル５の円盤状部分５３の先端面に開口する６個のガス燃料噴出孔５２夫々の先端開口５２ａの中心を結んで形成される円（以下、ガス燃料噴出孔配列円と記載する場合がある）を符号Ｃ３で示す。
ちなみに、液体燃料噴出孔配列円Ｃ２のＰＣＤは８ｍｍであり、ガス燃料噴出孔配列円Ｃ３のＰＣＤは２２ｍｍである。当該値は、一例であり液体燃料噴出孔配列円Ｃ２のＰＣＤよりもガス燃料噴出孔配列円Ｃ３のＰＣＤの方が大きい条件で、適宜変更可能である。
尚、ガスの流れ方向において、ガス燃料噴出孔５２の先端開口５２ａと、液体燃料噴出孔５１の先端開口５１ａとは、同一位置に設けられている。
【００５３】
図１及び図４に示すように、第２ノズル５の円柱状部分５４には、後述する二重管部材２から受け入れた液体燃料を３個の液体燃料噴出孔５１に供給する液体燃料導入孔５５が、その先端の開口部内に３個の液体燃料噴出孔５１の基端開口を内在させる状態で、第２ノズル５の軸心Ｐと同軸心状に設けられている。
更に、液体燃料導入孔５５の基端側の部分は、先端側の部分よりも大径の大径部分５５ｂに構成されている。
【００５４】
図１及び図４に示すように、３個の液体燃料噴出孔５１は、夫々、軸心が第２ノズル５の軸心Ｐと平行になる姿勢で、第２ノズル５の円盤状部分５３に設けられている。
一方、６個のガス燃料噴出孔５２は、夫々、軸心が先端側ほど第２ノズル５の軸心Ｐに近づき、且つ、軸心Ｐ方向視で周方向に同一方向にずれる状態で、第２ノズル５の円盤状部分５３に設けられている。
ここで、図４に示すように、３個の液体燃料噴出孔５１は、夫々の先端開口５１ａが、１個置きのガス燃料噴出孔５２の先端開口５２ａと周方向での位相が同一になる配置形態で、第２ノズル５の円盤状部分５３に設けられている。
【００５５】
図１に示すように、第２ノズル５の円盤状部分５３の先端面を第１ノズル４の円筒状部４２の大径部分４２ｂの基端面に同軸心状に当て付けた状態で、円盤状部分５３に設けられた６個のガス燃料噴出孔５２の先端開口５２ａが、第１ノズル４の噴出路４１における受け入れ部４１ｇの開口内に臨む状態となるように構成されている。
【００５６】
図１に示すように、二重管部材２は、内管２１と外管２２とを同軸心状に一体的に備えて構成される。内管２１は、その外径が、第２ノズル５の円柱状部分５４に設けられた液体燃料導入孔５５の基端側の大径部分５５ｂの内径と略同一に構成され、外管２２は、その内径が第２ノズル５の円柱状部分５４の外径よりも大径になるように構成される。
又、二重管部材２の外管２２の外周面の先端部には、雄ネジ部２３が形成されている。
つまり、二重管部材２は、内管２１の先端部が第２ノズル５の液体燃料導入孔５５の基端側の大径部分５５ｂに内嵌され、且つ、外管２２の先端部分が第２ノズル５の円柱状部分５４の基端側部分を覆う状態で、第２ノズル５の基端に連結可能に構成されている。
【００５７】
外管２２の内周面と内管２１の外周面との間の環状空間が、ガス燃料を供給するガス燃料供給路２４に構成され、内管２１の内部空間が、液体燃料を供給する液体燃料供給路２５に構成される。
つまり、液体燃料供給路２５が、液体燃料導入孔５５を介して、３個の液体燃料噴出孔５１に連通するように構成されている。
そして、図示を省略するが、二重管部材２の基端部には、ガス燃料をガス燃料供給路２４に供給するガス燃料供給口が、外管２２の内周面と内管２１の外周面とにより形成される環状空間に連通する状態で設けられ、並びに、液体燃料を液体燃料供給路２５に供給する液体燃料供給口が、内管２１内に連通する状態で設けられる。
【００５８】
図１及び図２に示すように、水冷ジャケット３は、軸心Ｐ方向に貫通する貫通孔３１を備えた概略円筒状に構成され、その周壁部内には、冷却水を通流させる水通流部３２が備えられている。
水冷ジャケット３の貫通孔３１は、第１ノズル４の円筒状部４２の外径と略同径の先端側の小径孔部分３１ｓと、第１ノズル４の円筒状部４２の大径部分４２ｂの外径よりも大径の基端側の大径孔部分３１ｂとからなり、基端側向きの段部を有する２段状に構成されている。
水冷ジャケット３の貫通孔３１の大径孔部分３１ｂにおける内周面の基端側には、雌ネジ部３３が設けられている。
又、水冷ジャケット３には、図示を省略するが、水通流部３２に冷却水を供給する入水管部、及び、水通流部３２から冷却水を排出させる出水管部が備えられている。
【００５９】
図１に示すように、筒状連結部材６は、外周面及び内周面共に、先端側が基端側よりも小径となる２段状に構成されると共に、内周面が第２ノズル５の円柱状部分５４よりも大径となるように構成されている。そして、筒状連結部材６の外周面の先端部には、水冷ジャケット３の貫通孔３１における大径孔部分３１ｂの内周面の雌ネジ部３３に螺合可能な雄ネジ部６１が形成され、筒状連結部材６の内周面の基端部には、二重管部材２の外管２２の外周面の雄ネジ部２３に螺合可能な雌ネジ部６２が形成されている。
【００６０】
図１、図５及び図８に示すように、各部材を組み付けて、ガスアトマイズバーナを製作するには、第１ノズル４を、その先端部分を水冷ジャケット３の先端から突出させた状態で、水冷ジャケット３の貫通孔３１に内嵌させ、第２ノズル５を、その円盤状部分５３の先端面を第１ノズル４の円筒状部４２の大径部分４２ｂの基端面に当て付けて配置する。
そして、筒状連結部材６の先端の雄ネジ部６１を水冷ジャケット３の基端の雌ネジ部３３に螺合することにより、筒状連結部材６を、第２ノズル５の外周を覆う状態で、水冷ジャケット３の基端に連結する。更に、二重管部材２の内管２１の先端部を第２ノズル５における液体燃料導入孔５５の大径部分５５ｂに内嵌させた状態で、二重管部材２の外管２２の先端の雄ネジ部２３を筒状連結部材６の基端の雌ネジ部６２に螺合することにより、二重管部材２を筒状連結部材６の基端に連結する。
【００６１】
すると、第１ノズル４の円筒状部４２における前方側の部分（短炎Ｂ型の第１ノズル４における後段環状副噴出孔群４６ｒの設置位置を含む前方側の部分）が水冷ジャケット３の先端から突出し、第１ノズル４の円筒状部４２の大径部分４２ｂの先端面が水冷ジャケット３の貫通孔３１の内周面の基端側向き段部に当て付けられ、第２ノズル５の円盤状部分５３の先端面が第１ノズル４の円筒状部４２の大径部分４２ｂの基端面に当て付けられ、且つ、二重管部材２の先端が第２ノズル５の基端及び筒状連結部材６の基端に連結された状態で、水冷ジャケット３、第１ノズル４、第２ノズル５、筒状連結部材６及び二重管部材２が一体的に組み付けられて、ガスアトマイズバーナが組み立てられる。
【００６２】
尚、図１、図５及び図８中の７は、第２ノズル５の基端と二重管部材２の内管２１の先端との嵌合部分をシールするＯリングである。
【００６３】
図１、図５及び図８に示すように、このように組み立てられたガスアトマイズバーナでは、第２ノズル５の円柱状部分５４の外周面と筒状連結部材６の内周面とにより形成される環状の空間が、その基端側が二重管部材２により形成されるガス燃料供給路２４に連通し、且つ、その先端が第２ノズル５の複数のガス燃料噴出孔５２に連通することになり、この環状の空間が、ガス燃料供給路２４に供給されたガス燃料を受け入れて複数のガス燃料噴出孔５２に送るガス燃料導入路６３として用いられるように構成されている。
【００６４】
そして、図示を省略するが、二重管部材２の基端部に設けられた液体燃料供給口から、液体燃料供給路２５に液体燃料が供給されると共に、二重管部材２の基端部に設けられたガス燃料供給口から、ガス燃料供給路２４にガス燃料が供給される。
【００６５】
すると、図１、図５及び図８において矢印にて示すように、液体燃料供給路２５に供給された液体燃料は、液体燃料導入孔５５を通って、第２ノズル５の３個の液体燃料噴出孔５１から第１ノズル４の噴出路４１の受け入れ部４１ｇに噴出され、並びに、ガス燃料供給路２４に供給されたガス燃料は、ガス燃料導入路６３を通って第２ノズル５の６個のガス燃料噴出孔５２から第１ノズル４の噴出路４１の受け入れ部４１ｇに噴出される。
そして、第２ノズル５の３個の液体燃料噴出孔５１から噴出された液体燃料は、第２ノズル５の６個のガス燃料噴出孔５２から噴出されたガス燃料により霧化されると共に、その霧化された霧化液体燃料とガス燃料とが受け入れ部４１ｇにて混合され、更に、噴出路４１を通流する間に混合されて、それら霧化液体燃料とガス燃料とが混合された霧化混合燃料が主噴出孔４３及び複数の副噴出孔４４から噴出され、火炎Ｆを形成して燃焼する。
【００６６】
更に、中炎型、短炎Ａ型、短炎Ｂ型夫々のガスアトマイズバーナノズル１を夫々装備した中炎型、短炎Ａ型、短炎Ｂ型の各ガスアトマイズバーナについて、燃焼形態を詳細に説明する。
先ず、図１及び図５に基づいて、中炎型のガスアトマイズバーナ、及び、短炎Ａ型のガスアトマイズバーナについて、燃焼形態を詳細に説明する。
中炎型、短炎Ａ型夫々のガスアトマイズバーナでは、噴出路４１を通流する霧化混合燃料の一部が主噴出孔４３から噴出路４１の軸心Ｐ方向に噴出され、噴出路４１を通流する霧化混合燃料の残量が、主噴出孔４３の周りに環状に並ぶ複数の副噴出孔４４から先拡がり状且つ旋回状に噴出されて、主噴出孔４３から噴出された霧化混合燃料及び複数の副噴出孔４４から噴出された霧化混合燃料が、炉内で燃焼する。
【００６７】
複数の副噴出孔４４からは、霧化混合燃料が先拡がり状且つ旋回状に噴出されることにより、噴出された霧化混合燃料は、旋回しながら先拡がり状に流れて、過度な拡散が抑制されるので、形成される火炎形状が安定する。
【００６８】
そして、主噴出孔４３から噴出される霧化混合燃料と複数の副噴出孔４４から噴出される霧化混合燃料との割合に関連する主噴出孔４３の横断面積、副噴出孔４４の個数及び複数の副噴出孔４４夫々の横断面積、並びに、複数の副噴出孔４４夫々の軸心Ｑの先拡がり角度等を、種々に設定することにより、炉内に形成される火炎Ｆの長さや太さを調整することが可能となる。
つまり、炉内に形成される火炎Ｆの長さや太さを調整することにより、炉内に形成される温度分布を調整することができる。
【００６９】
次に、図８に基づいて、短炎Ｂ型のガスアトマイズバーナノズル１を装備した短炎Ｂ型のガスアトマイズバーナについて、燃焼形態を詳細に説明する。
短炎Ｂ型のガスアトマイズバーナでは、噴出路４１を通流する霧化混合燃料の一部が主噴出孔４３から噴出路４１の軸心Ｐ方向に噴出され、噴出路４１を通流する霧化混合燃料の残量が、２段の環状副噴出孔群４６夫々の環状に並ぶ複数の副噴出孔４４から、主噴出孔４３から噴出される霧化混合燃料の周りに先拡がり状に噴出される。そして、主噴出孔４３から噴出された霧化混合燃料、及び、２段の環状副噴出孔群４６夫々の複数の副噴出孔４４から噴出された霧化混合燃料が、炉内で燃焼する。
【００７０】
ところで、１段目の環状副噴出孔群４６の複数の副噴出孔４４からは、霧化混合燃料が先拡がり状且つ旋回状に噴出されることにより、噴出された霧化混合燃料は、旋回しながら先拡がり状に流れて、過度な拡散が抑制されるので、形成される火炎形状が安定する。
【００７１】
つまり、主噴出孔４３から噴出される霧化混合燃料と複数段の環状副噴出孔群４６から噴出される霧化混合燃料との割合に関連する主噴出孔４３の横断面積、噴出路軸心Ｐ方向に並ぶ環状副噴出孔群４６の段数、各環状副噴出孔群４６の副噴出孔４４の個数及び各環状副噴出孔群４６の複数の副噴出孔４４夫々の横断面積、並びに、各環状副噴出孔群４６の複数の副噴出孔４４夫々の先拡がり角度等を、種々に設定することにより、炉内に形成される火炎Ｆの長さや太さを調整することが可能となる。
特に、短炎Ｂ型のガスアトマイズバーナノズル１では、環状副噴出孔群４６が噴出路軸心Ｐ方向に複数段（この実施形態では２段）に設けられていることから、炉内に形成される火炎Ｆの形状を比較的短く且つ太くする上で有効となる。
【００７２】
本発明に係るガスアトマイズバーナノズル１により、炉内に形成される火炎Ｆの長さや太さを調整することにより、炉内に形成される温度分布を調整することができることを評価するために、評価テストを実施した。
以下、評価テストの結果を説明する。
評価テストでは、上記の本発明に係る３種類のガスアトマイズバーナノズル１、及び、従来のガスアトマイズバーナノズル１夫々を装備したガスアトマイズバーナをテスト炉に装備して、以下のテスト条件で燃焼させて、炉内に形成される温度分布を評価した。
【００７３】
テスト条件は、ガス燃料の流量が２４０ｍ３／ｈ、液体燃料の流量が５６０Ｌ／ｈ、空気比が１．２であり、テスト炉の形状は、炉内長が１２０００ｍｍ、炉内径が３０００ｍｍφである。
そして、テスト炉内に、６個の熱電対をガスアトマイズバーナからの距離が１ｍの位置から２ｍ間隔で設け、更に、炉尻の排ガス出口にも熱電対を設けて、これら７個の熱電対により、温度分布を計測した。
ここで、評価テストに用いた液体燃料はＬＳＡ重油であり、ガス燃料は都市ガス１３Ａである。
【００７４】
図１１に、評価テストの結果を示す。
図１１に示すように、炉内に形成される温度分布において、最高温域の位置は、従来のガスアトマイズバーナがガスアトマイズバーナから最も離れた位置となり、中炎型のガスアトマイズバーナ、短炎Ａ型のガスアトマイズバーナの順にガスアトマイズバーナに近づいた位置となり、短炎Ｂ型のガスアトマイズバーナが最も手前となる。
【００７５】
つまり、形成される火炎Ｆの長さが、従来のガスアトマイズバーナ、中炎型のガスアトマイズバーナ、短炎Ａ型のガスアトマイズバーナ、端炎Ｂ型のガスアトマイズバーナの順に短くなり、この順で、形成される火炎Ｆの太さが太くなると考えられる。
【００７６】
〔別実施形態〕
（Ａ）中炎型や短炎Ａ型の第１ノズル４のように、噴出路軸心Ｐ方向視で環状に並ぶ複数の副噴出孔４４を１段で設ける場合について、別実施形態を以下に列記する。
（Ａ−１）主噴出孔４３の横断面積、副噴出孔４４の個数、複数の副噴出孔４４夫々の横断面積、夫々の軸心Ｑの先拡がり角度α、旋回角度βは、目的とする炉内の温度分布に応じて、種々変更可能である。
ちなみに、主噴出孔４３の横断面積、副噴出孔４４の個数、複数の副噴出孔４４夫々の横断面積を変更することにより、主副噴出孔面積比を変更するにしても、形成される火炎を短炎化する上で、主副噴出孔面積比は、１〜２１の範囲で変更するのが好ましい。
【００７７】
（Ａ−２）上記の実施形態では、複数の副噴出孔４４を、夫々の先端開口４４ａが、円筒状部４２の周壁４２ｗの先端面４２ｓに対応する部分に開口する状態で設けたが、夫々の先端開口４４ａが、円筒状部４２の周壁４２ｗの側周面に対応する部分に開口する状態で設けても良い。
【００７８】
（Ａ−３）上記の実施形態では、複数の副噴出孔４４夫々の軸心Ｑは、先拡がり状且つ旋回状としたが、旋回状にはせずに、円筒状部４２の径方向視で円筒状部４２の軸心Ｐに重なる状態で、先拡がり状しても良い。
【００７９】
（Ａ−４）上記の実施形態では、複数の副噴出孔４４において、夫々の横断面積、夫々の軸心Ｑの先拡がり角度α、夫々の軸心Ｑの旋回角度βを同一としたが、夫々の横断面積を異ならせたり、夫々の軸心Ｑの先拡がり角度αを異ならせたり、夫々の軸心Ｑの旋回角度βを異ならせても良い。
【００８０】
（Ｂ）短炎Ｂ型の第１ノズル４のように、環状副噴出孔群４６を複数段に設ける場合について、別実施形態を以下に列記する。
（Ｂ−１）環状副噴出孔群４６の段数は、上記の実施形態のように２段に限定されるものではなく、目的とする炉内の温度分布に応じて、種々変更可能である。
【００８１】
（Ｂ−２）主噴出孔４３の横断面積、各段の環状副噴出孔群４６における副噴出孔４４の個数、各段の環状副噴出孔群４６における複数の副噴出孔４４夫々の横断面積、各段の環状副噴出孔群４６における複数の副噴出孔４４夫々の軸心Ｑの先拡がり角度α、旋回角度βは、目的とする炉内の温度分布に応じて、種々変更可能である。
【００８２】
（Ｂ−３）上記の実施形態では、最前の環状副噴出孔群４６における複数の副噴出孔４４を、夫々の先端開口４４ａが、円筒状部４２の周壁４２ｗの先端面４２ｓに対応する部分に開口する状態で設けたが、夫々の先端開口４４ａが、円筒状部４２の周壁４２ｗの側周面に対応する部分に開口する状態で設けても良い。
【００８３】
（Ｂ−４）上記の実施形態では、最前の環状副噴出孔群４６における複数の副噴出孔４４夫々の軸心Ｑは、先拡がり状且つ旋回状としたが、旋回状にはせずに、円筒状部４２の径方向視で円筒状部４２の軸心Ｐに重なる状態で、先拡がり状としても良い。
又、上記の実施形態では、後段（上記の実施形態では２段目）の環状副噴出孔群４６における複数の副噴出孔４４夫々の軸心Ｑは、円筒状部４２の径方向視で円筒状部４２の軸心Ｐに重なる状態で、先拡がり状としたが、先拡がり状且つ旋回状としても良い。
【００８４】
（Ｂ−５）上記の実施形態では、各段の環状副噴出孔群４６における複数の副噴出孔４４において、夫々の横断面積、夫々の軸心Ｑの先拡がり角度α、夫々の軸心Ｑの旋回角度βを同一としたが、夫々の横断面積を異ならせたり、夫々の軸心Ｑの先拡がり角度αを異ならせたり、夫々の軸心Ｑの旋回角度βを異ならせても良い。
【００８５】
（Ｃ）上記の実施形態では、円筒状部４２の先端開口を閉じる主噴出孔形成体４５を設け、その主噴出孔形成体４５に、主噴出孔４３を形成したが、主噴出孔形成体４５を設けずに、円筒状部４２の先端開口を主噴出孔４３としても良い。
【００８６】
（Ｄ）上記の実施形態では、主副噴出孔面積比が１以上になるように構成したが、１より小さくなるように構成しても良い。
【００８７】
尚、上記の実施形態（別実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、又、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
以上説明したように、炉内の温度分布を所定の温度分布に設定し得るガスアトマイズバーナノズルを提供することができる。
【符号の説明】
【００８９】
１      ガスアトマイズバーナノズル
４      第１ノズル（第１ノズル部）
５      第２ノズル（第２ノズル部）
４１    噴出路
４２    円筒状部
４２ｓ  先端面
４２ｗ  周壁
４３    主噴出孔
４４    副噴出孔
４４ａ  先端開口
４５    主噴出孔形成体
４６    環状副噴出孔群
５１    液体燃料噴出孔
５２    ガス燃料噴出孔
Ｐ      噴出路の軸心
Ｑ      副噴出孔の軸心
【図１】
2020139704.tif 000003
【図２】
2020139704.tif 000004
【図３】
2020139704.tif 000005
【図４】
2020139704.tif 000006
【図５】
2020139704.tif 000007
【図６】
2020139704.tif 000008
【図７】
2020139704.tif 000009
【図８】
2020139704.tif 000010
【図９】
2020139704.tif 000011
【図１０】
2020139704.tif 000012
【図１１】
2020139704.tif 000013