(57)【要約】【課題】燃料噴射ノズルの汎用性の向上を図ること。【解決手段】エマルジョン燃料を一端から他端に向かって流通させる燃料流通路を内部に有し、先端部が形成されたノズル本体と、上記ノズル本体が挿通され当該ノズル本体の外側面及び上記先端部を覆う先端部の尖った最先端箇所が外部に突出するよう開口したノズル孔を有する外筒部材と、を備える。さらに、上記ノズル孔のさらに先端側を覆うと共に、当該ノズル孔から突出した上記ノズル本体の先端部の最先端箇所に対応する位置に開口する上記ノズル孔よりも小さい大きさの噴射孔を有する蓋部を備え、上記蓋部は、上記噴射孔と上記ノズル孔との距離が可変するよう上記外筒部材の端部に装着されている。【選択図】図９
2011038722.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端からエマルジョン燃料が供給されると共に他端が閉塞し、当該エマルジョン燃料を一端から他端に向かって流通させる燃料流通路を内部に有し、当該燃料流通路の閉塞した他端側に位置する外側の端部に、先端が尖った錐体形状の先端部が形成されたノズル本体と、
前記ノズル本体が挿通され当該ノズル本体の外側面及び前記先端部を覆うと共に、前記ノズル本体の先端部側に位置する端部に当該ノズル本体の先端部の尖った最先端箇所が外部に突出するよう開口したノズル孔を有する略筒状の部材であり、当該略筒状の部材の内側面と前記ノズル本体の外側面との間に、外部から供給された空気を前記ノズル本体の先端部に向かって流通させる空気流通路を形成する外筒部材と、を備え、
前記ノズル本体は、前記燃料流通路の閉塞した他端付近に、当該燃料流通路から前記空気流通路に連通して当該空気流通路に前記エマルジョン燃料を流通させる連通路を有すると共に、前記空気流通路を流通する前記エマルジョン燃料と前記空気とが混合された混合燃料を前記先端部の最先端に向かって旋回させて流通させる旋回流路を前記錐体形状である先端部の側面に形成し、
前記外筒部材の端部に形成された前記ノズル孔のさらに先端側を覆うと共に、当該ノズル孔から突出した前記ノズル本体の先端部の最先端箇所に対応する位置に開口する前記ノズル孔よりも小さい大きさの噴射孔を有する蓋部を備え、
前記蓋部は、前記噴射孔と前記ノズル孔との距離が可変するよう前記外筒部材の端部に装着されている、
燃料噴射ノズル。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料噴射ノズルであって、
前記ノズル本体の先端部の最先端箇所は、略円錐形状であり、
前記蓋部の内底面側であって前記噴射孔の周囲は、前記ノズル本体の先端部の最先端箇所の形状に対応して、略逆円錐形状に形成されている、
燃料噴射ノズル。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の燃料噴射ノズルであって、
前記蓋部に形成された前記噴射孔と前記ノズル孔との距離を固定するよう、前記蓋部を前記外筒部材に固定する蓋部固定部材を設けた、
燃料噴射ノズル。
【請求項４】
請求項３に記載の燃料噴射ノズルであって、
前記ノズル本体の先端部側に位置する前記外筒部材の端部の外側面にネジ部を形成すると共に、このネジ部に螺合する他のネジ部を前記蓋部の開口側の内面に形成し、
前記蓋部固定部材として、前記外筒部材に形成された前記ネジ部に螺合する前記蓋部の開口側に装着され、前記外筒部材の前記ネジ部に螺合するナットを設けた、
燃料噴射ノズル。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の燃料噴射ノズルであって、
前記ノズル本体に併設され、内部に可燃燃料を流通させる可燃燃料流通路を有する可燃燃料流通路部材を備え、
前記可燃燃料流通路を流通した前記可燃燃料が出力される可燃燃料出力口が前記ノズル本体の先端部近辺に位置するよう、前記可燃燃料流通路部材を配置した、
燃料噴射ノズル。
【請求項６】
請求項５に記載の燃料噴射ノズルであって、
前記可燃燃料流通路部材は、前記可燃燃料流通路に前記可燃燃料を供給する可燃燃料流入口を備えると共に、前記エマルジョン燃料を供給する供給口及び当該エマルジョン燃料を出力する出力口を備え、
前記可燃燃料流通路部材の出力口と、前記ノズル本体に形成された前記燃料流通路の流入側である一端と、を連通させて、当該燃料流通路に前記エマルジョン燃料が流入するよう前記可燃燃料流通路部材に前記ノズル本体を装着する、
燃料噴射ノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料噴射ノズルにかかり、特に、エマルジョン燃料を噴射する燃料噴射ノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料を燃焼させて得た熱を水に伝え、水蒸気や温水に換えるボイラーなどの熱源機器では、その燃焼させる燃料として、燃料油に水と界面活性剤を添加し、攪拌して燃料油中に水を分散させたエマルジョン燃料が利用される。このエマルジョン燃料は、その燃焼に伴い発生する窒化酸化物（ＮＯｘ）や硫黄酸化物（ＳＯｘ）、粒子状物質（ＰＭ（particulate  matter））等の発生を抑えることができ、排出ガスがもたらす環境負荷を軽減させる効果ある。このため、近年では、ますますエマルジョン燃料が注目されつつある。
【０００３】
そして、特許文献１には、ボイラーなどの燃焼装置に燃料を噴射する燃料噴霧ノズルが開示されている。この燃料噴霧ノズルは、エマルジョン燃料の燃焼効率を高めるべく構成されており、具体的には、燃料に空気を混合させ、旋回させながらノズル孔から噴出させる、という構成を採っている。これにより、燃料の空気との接触面積を増大させて、燃焼効率の向上を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００９／０５４０３７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した燃料噴霧ノズルでは、先端のノズル孔から噴霧されるエマルジョン燃料の噴霧量が一定であり、当該ノズルを用いた燃焼装置における燃焼量を調整することができない。従って、ノズルの汎用性が低く、高価格となると共に、当該ノズルを用いた燃焼装置の性能の向上を図ることができない、という問題が生じる。
【０００６】
このため、本発明の目的は、上述した課題である、燃料噴射ノズルの汎用性の向上を図ると共に、当該ノズルを用いた燃焼装置の性能の向上を図り、さらには、簡易な構成で低コスト化を図ることができる燃料噴射ノズルを提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的を達成するため本発明の一形態である燃料噴射ノズルは、
一端からエマルジョン燃料が供給されると共に他端が閉塞し、当該エマルジョン燃料を一端から他端に向かって流通させる燃料流通路を内部に有し、当該燃料流通路の閉塞した他端側に位置する外側の端部に、先端が尖った錐体形状の先端部が形成されたノズル本体と、
上記ノズル本体が挿通され当該ノズル本体の外側面及び上記先端部を覆うと共に、上記ノズル本体の先端部側に位置する端部に当該ノズル本体の先端部の尖った最先端箇所が外部に突出するよう開口したノズル孔を有する略筒状の部材であり、当該略筒状の部材の内側面と上記ノズル本体の外側面との間に、外部から供給された空気を上記ノズル本体の先端部に向かって流通させる空気流通路を形成する外筒部材と、を備えている。
【０００８】
そして、上記ノズル本体は、上記燃料流通路の閉塞した他端付近に、当該燃料流通路から上記空気流通路に連通して当該空気流通路に上記エマルジョン燃料を流通させる連通路を有すると共に、上記空気流通路を流通する上記エマルジョン燃料と上記空気とが混合された混合燃料を上記先端部の最先端に向かって旋回させて流通させる旋回流路を上記錐体形状である先端部の側面に形成している。
【０００９】
さらに、上記燃料噴射ノズルは、上記外筒部材の端部に形成された上記ノズル孔のさらに先端側を覆うと共に、当該ノズル孔から突出した上記ノズル本体の先端部の最先端箇所に対応する位置に開口する上記ノズル孔よりも小さい大きさの噴射孔を有する蓋部を備え、
上記蓋部は、上記噴射孔と上記ノズル孔との距離が可変するよう上記外筒部材の端部に装着されている、
という構成を採っている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、以上のように構成されることにより、燃料噴射ノズルの汎用性が向上し、かつ、当該ノズルを用いた燃焼装置の性能の向上を図ることができる。さらに、簡易な構成であり、低コスト化を図ることができる、という効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ノズル本体の構成を示す正面図である。
【図２】図１に開示したノズル本体の断面図である。
【図３】図１に開示したノズル本体のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図１に開示したノズル本体の右側側面図である。
【図５】図１に開示したノズル本体に外筒部材を装着したときの構成を示す正面図である。
【図６】図５に開示したノズル本体に外筒部材を装着したときの構成の断面図である。
【図７】図５に開示したノズル本体に外筒部材を装着したときの構成の右側側面図である。
【図８】図５に開示した構成に蓋部とナットを装着した燃料噴射ノズルの構成を示す正面図である。
【図９】図８に開示した燃料噴射ノズルの断面図である。
【図１０】図８に開示した燃料噴射ノズルの右側側面図である。
【図１１】図８に開示した燃料噴射ノズルに可燃燃料流通路部材を装着したときの構成を示す正面図である。
【図１２】図１１に開示した燃料噴射ノズルに可燃燃料流通路部材を装着したときの構成の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜実施形態１＞
本発明の第１の実施形態を、図１乃至図１２を参照して説明する。図１乃至図４は、ノズル本体の構成を示す図である。図５乃至図７は、ノズル本体に外筒部材を装着した時の構成を示す図である。図８乃至図１０は、ノズル本体に装着した外筒部材にさらに蓋部とナットを装着した燃料噴射ノズルの構成を示す図である。図１１乃至図１２は、燃料噴射ノズルにさらに可燃燃料流通路部材を装着したときの構成を示す図である。
【００１３】
［構成］
本実施形態における燃料噴射ノズル１は、図１１乃至図１２に示すように、ノズル本体１０と、外筒部材２０と、蓋部３０と、ナット４０と、可燃燃料流通路部材５０と、が組み付けられて構成されている。そして、可燃燃料流通路部材５０に供給されたエマルジョン燃料を、ノズル本体１０内を流通させて蓋部３０が位置するノズル本体１０の先端側から噴射して着火することで、効率よく燃焼させる、というものである。従って、例えば、ボイラーなどの燃焼装置に用いられる。なお、エマルジョン燃料は、燃料油に水と界面活性剤を添加し、攪拌して燃料油中に水を分散させた燃料である。以下、燃料噴射ノズルの構成について詳述する。
【００１４】
（ノズル本体）
まず、図１乃至図４を参照して、ノズル本体１０について説明する。なお、図１は、ノズル本体の構成を示す正面図であり、図２は、その断面図である。また、図３は、図１に開示したノズル本体のＡ−Ａ線断面図である。また、図４は、図１に開示したノズル本体の右側側面図である。
【００１５】
ノズル本体１０は、所定の長さを有する部材であり、内部に長手方向に沿って延びる所定の径の燃料流通路１８が形成されており、略筒状に形成されている。この燃料流通路１８は、図２の断面図に示すように、左側の一端側が開口してエマルジョン燃料が供給されるエマルジョン燃料流入側となっており、右側の他端側では閉塞している。なお、燃料流通路１８については後述する。
【００１６】
また、ノズル本体１０の外径は、長手方向に段階的に外径が変化して形成されている略円筒形状である。つまり、ノズル本体１０は、それぞれ外径の異なる円筒形状（円柱形状）の部材が、軸方向に複数連結した形状になっている。以下、ノズル本体１０の形状について、左側の一端側から右側の他端側（先端側）に向かって順に説明する。
【００１７】
具体的に、ノズル本体１０は、図１及び図２の左側である一端側には、最も外径が小さく形成されたエマルジョン燃料流入口部１１が形成されている。このエマルジョン燃料流入口部１１は、外周つまり円筒形状の外側面にネジ部が形成されており、後述する可燃燃料流通路部材５０に形成されたエマルジョン燃料を出力する出力口５２の内側面に螺合して装着される。そして、エマルジョン燃料流入口部１１付近の燃料流通路１８は、可燃燃料流通路部材５０から供給されるエマルジョン燃料が流入する流入口１８ａとして機能する。
【００１８】
また、エマルジョン燃料流入口部１１に隣接する他端側（先端側）には、当該エマルジョン燃料流入口部１１よりも外径が大きいベース部１２が形成されている。そして、このベース部１２に隣接する他端側には、さらに外径が大きいツバ部１３が形成されている。なお、ベース部１２及びツバ部１３の内部にも、上記燃料流通路１８が形成されている。
【００１９】
また、上記ツバ部１３に隣接する他端側には、当該ツバ部１３及びベース部１２よりも外径が小さい外筒係合部１４が形成されている。この外筒係合部１４の外径は、後述する外筒部材２０の一端側の内径とほぼ同一である。そして、外筒係合部１４の外側面にはネジ部が形成されており、これに対応して、後述する外筒部材２０の内側面にもネジが形成されている。これにより、後述するように、ノズル本体１０に外筒部材２０を装着することができる。なお、外筒係合部１４の内部にも、上記燃料流通路１８が形成されている。
【００２０】
また、上記外筒係合部１４よりも他端側には、当該外筒係合部１４よりも外径がさらに小さい空気流入部１５が形成されている。この空気流入部１５は、後述するように外周が外筒部材２０で覆われた場合には、当該外筒部材２０の内側面との間に円環状の空間部Ｓ１（図６参照）が形成され、外筒部材２０に形成された空気流入口２２から流入した空気が流入される。なお、空気流入部１５の内部にも、上記燃料流通路１８が形成されている。
【００２１】
また、上記空気流入部１５に隣接する他端側には、上記外筒係合部１４とほぼ外径の等しい空気流通路形成部１６が形成されている。そして、図３には、図１のＡ−Ａ線断面図を示すが、空気流通路形成部１６の外側面には、ノズル本体１０の長手方向に沿って所定の深さの溝状の空気流通路１６ａが、一定の間隔で複数形成されている。そして、この空気流通路１６ａは、後述するように外周が外筒部材２０で覆われた場合には、当該外筒部材２０の内側面との間に空気とエマルジョン燃料とが流通する混合燃料空間部Ｓ２（図６参照）を形成する。
【００２２】
また、上述したノズル本体１０内部に形成された燃料流通路１８は、上記空気流通路形成部１６の内部で閉塞しており、当該燃料流通路１８の閉塞箇所付近の内側面からは、上記各空気流通路１６ａに連通する連通路１６ｂが複数形成されている。具体的に、連通路１６ｂは、図３に示すように、燃料流通路１８からノズル本体１０の長手方向に対して垂直に、かつ、放射状に、各空気流通路１６ａまで連通するよう形成されている。これにより、流入口１８ａから燃料流通路１８に流入し（図６の矢印Ｙ１参照）、閉塞端１８ｂまで流通したエマルジョン燃料は、当該閉塞端１８ｂ付近で各連通路１６ｂに流入し（図６の矢印Ｙ２参照）、当該各連通路１６ｂを流通して空気流通路１６ａへと流れる。
【００２３】
また、上記空気流通路形成部１６に隣接する他端側、つまり、ノズル本体１０の他端には、燃料を噴射する先端部１７が形成されている。この先端部１７は、空気流通路形成部１６側は上記空気流通路１６ａの底面位置が外径となる円柱形状となっており、さらに先端に進むにつれて尖った円錐体形状となっている。
【００２４】
そして、円錐形状である先端部１７の傾斜した側面の表面には、図１に示すように、所定の長さであり、所定の深さの溝状の旋回流路１７ａが複数形成されている。この旋回流路１７ａは、その長手方向が最先端部に向かって真っすぐに延びているわけではなく、ノズル本体１０の長手方向に対して傾き、かつ、ねじれる方向に延びて形成されている。つまり、図１及び図４に示すように、各旋回流路１７ａの向きは、上述した空気流通路１６ａが延びる方向に対して、一定の角度だけ傾いて形成されている。
【００２５】
なお、上述したノズル本体１０の形状は一例であって、本発明の燃料噴射ノズルに用いられるノズル本体１０は、上述した形状に限定されない。
【００２６】
（外筒部材）
次に、図５乃至図７を参照して、外筒部材２０について説明する。ここで、図５は、ノズル本体１０に外筒部材２０を装着したときの構成を示す正面図であり、図６は、その断面図であり、図７は、その右側側面図である。
【００２７】
外筒部材２０は、上述したノズル本体１０のベース部１２とほぼ同一の外径を有し、かつ、外筒係合部１４の外径とほぼ同一の内径を有する、略円筒形状に形成された部材である。但し、ノズル本体１０の先端部１７側、つまり、図５，６の右側に位置する端部には、ほぼ閉塞した円形の端面２４を有している。そして、図７に示すように、端面２４の中心には、円形に開口したノズル孔２４ａが形成されている。このノズル孔２４ａの径は、例えば、端面２４の径の３分の１から５分の１程度である。但し、ノズル孔２４ａの径は、上述した大きさに限定されない。
【００２８】
また、外筒部材２０の端面２４とは反対側の端部付近の内側面には、ネジ部２１が形成されており、上述したノズル本体１０の外筒係合部１４の外側面に形成されたネジ部に螺合可能である。これにより、外筒部材２０を、ノズル本体１０の外側面を覆うよう装着することができる。
【００２９】
また、外筒部材２０がノズル本体１０に装着された場合において、当該ノズル本体１０の空気流入部１５の形成箇所に位置する外筒部材２０の内径は、空気流入部１５の外径よりも大きく形成されている。このため、外筒部材２０の内側面とノズル本体１０の空気流入部１５との間には、円環状の空間部Ｓ１（図６参照）が形成される。そして、さらに、外筒部材２０の側壁には、上記空間部Ｓ１に通ずる空気流入口２２が形成されている。これにより、空気流入口２２から空気が供給されると、円環状の空間部Ｓ１に空気が流入する。
【００３０】
また、外筒部材２０がノズル本体１０に装着された場合において、当該ノズル本体１０の空気流通路形成部１６の形成箇所に位置する外筒部材２０の内径は、空気流通路形成部１６の最大外径箇所とほぼ同じ径に形成されている。つまり、外筒部材２０の内側面は、空気流通路形成部１６の凸状箇所と密着するが、当該空気流通路形成部１６の外側面に形成された溝状（凹状）の空気流通路１６ａとの間に、複数本の混合燃料空間部Ｓ２が形成される。この混合燃料空間部Ｓ２は、一端が上記円環状の空間部Ｓ１に連通しているため、当該空間部Ｓ１に流入した空気は混合燃料空間部Ｓ２へと流通する（図６の矢印Ｙ３参照）。
【００３１】
このとき、上述したように、空気流通路１６ａには、内部に形成された燃料流通路１８から延びる連通路１６ｂが連通しているため、当該燃料流通路１８から連通路１６ｂをエマルジョン燃料が流通して、空気流通路１６ａに流入する。すると、この空気流通路１６ａと外筒部材２０との間に形成された混合燃料空間部Ｓ２では、空間部Ｓ１から流入した空気（矢印３参照）と、連通路１６ｂから流入したエマルジョン燃料（矢印Ｙ２参照）とが、混合して混合燃料となり、当該混合燃料がノズル本体１０の先端部１７に向かって流通する（矢印Ｙ４参照）。
【００３２】
また、外筒部材２０がノズル本体１０に装着された場合において、当該ノズル本体１０の先端部１７の形成箇所に位置する外筒部材２０の端面２４の内面２４ｂは、上記ノズル本体１０の円錐形状である先端部１７の側面に対応して、逆円錐形状に形成されている。すると、ノズル本体１０の先端部１７の尖った最先端箇所が、外筒部材２０の端面２４に形成されたノズル孔２４ａから突出するが、先端部１７の側面の最先端箇所を除いた周囲は、外筒部材２０の端面２４の内面２４ｂと接触した状態となる。
【００３３】
但し、先端部１７の側面には、上述したように溝状の旋回流路１７ａが形成されているため、この旋回流路１７ａと外筒部材２０の端面２４の内面２４ｂとの間には、隙間（図示せず）が形成される。すると、この隙間（旋回流路１７ａ）は、上述した混合燃料空間部Ｓ２と連通しているため、当該隙間に混合燃料が流入し、当該混合燃料が旋回流路１７ａに沿って先端部１７の最先端箇所に向かって旋回して流通する。そして、混合燃料は、ノズル孔２４ａに露出した旋回流路１７ａの他端から、つまり、先端部１７の最先端箇所から外部に噴射される（図６の矢印Ｙ５参照）。
【００３４】
また、外筒部材２０の端面２４が形成された端部付近の外側面には、ネジ部２３が形成されている。そして、ネジ部２３の外径は、ノズル本体１０と係合する当該ノズル本体１０の外筒係合部１４側における外筒部材２０の外径よりも小さく形成されている。なお、ネジ部２３には、後述する蓋部３０とナット４０が螺合して装着される。
【００３５】
なお、上述した外筒部材２０の形状は一例であって、本発明の燃料噴射ノズルに用いられる外筒部材２０は、上述した形状に限定されない。
【００３６】
（蓋部）
次に、図８乃至図１０を参照して、蓋部３０について説明する。ここで、図８は、上述したノズル本体１０及び外筒部材２０の構成に蓋部とナットを装着した構成を示す正面図であり、図９は、その断面図であり、図１０は、その右側側面図である。
【００３７】
蓋部３０は、一端が開口して略円筒形状であり、他端が閉塞した蓋面３１を有し、断面コ字状に形成されている。そして、蓋部３０の内径は、上記外筒部材２０の一端側の外径とほぼ同一であり、開口側の内側面にはネジ部が形成されており、外筒部材２０の端面２４付近に形成されたネジ部２３と螺合可能である。これにより、蓋部３０を外筒部材２０の端面２４側に装着することができる。
【００３８】
また、蓋部３０の蓋面３１には、その中心に、上述したノズル孔２４ａよりも径の小さい噴射孔３２が形成されている。また、蓋面３１の内面（内底面）であり、噴射孔３２の周囲は、上記ノズル本体１０の円錐形状である先端部１７の最先端箇所の形状に対応して、逆円錐形状に形成されたテーパー部３３を有する。そして、蓋部３０を外筒部材２０の端面２４側に装着することで、蓋面３１がノズル本体１０の先端部１７つまり外筒部材２０に形成されたノズル孔２４ａを覆うことになるが、噴射孔３２の中心に、先端部１７の最先端箇所とノズル孔２４ａの中心とが位置することとなる。
【００３９】
このとき、外筒部材２０のネジ部２３に対して、蓋部３０のネジ部の螺合状態を調整することにより、外筒部材２０の端面２４と蓋部３０の蓋面３１との距離を調整することができ、つまり、ノズル孔２４ａと噴射孔３２との距離を可変することができる（図９の矢印Ｙ６参照）。すると、ノズル本体１０の先端部１７の最先端箇所の表面と、蓋部３０の蓋面の内面のテーパー部３３との間に、噴射空間部Ｓ３が形成される。これにより、上述したようにノズル孔２４ａから噴射された混合燃料が、噴射空間部Ｓ３を流通して、噴射孔３２から噴射されることとなる（図９の矢印Ｙ７参照）。
【００４０】
そして、外筒部材２０に対する蓋部３０のねじ込み状態、つまり、ノズル孔２４ａと噴射孔３２との距離を調整することで、噴射空間部Ｓ３の大きさを可変することができる。具体的には、ノズル本体１０の先端部１７の外形に対応して略円錐の側面に沿った形状の流通路（噴射空間部Ｓ３）の大きさを可変することができる。これにより、ノズル孔２４ａから噴射された混合燃料のうち、噴射孔３２から外部に出力される噴射量を調整することができる。例えば、ノズル孔２４ａと噴射孔３２との距離を短くすることで、噴射空間部Ｓ３が狭くなり、噴射孔３２からの噴射量が少なくなる。一方、ノズル孔２４ａと噴射孔３２との距離を長くすることで、噴射空間部Ｓ３が広くなり、噴射孔３２からの噴射量が多くなる。
【００４１】
なお、噴射空間部Ｓ３を略円錐の側面に沿った形状の流通路に形成することで、ノズル孔２４ａから出力された混合気体を、円滑に噴射孔３２に導くことができ、噴射効率の向上を図ることができる。
【００４２】
（ナット）
次に、図８乃至図１０を参照して、ナット４０（蓋部固定部材）について説明する。ナット４０は、円環状のナットであり、内径が上記外筒部材２０の一端側の外径とほぼ同一であり、内周面にはネジ部が形成されている。つまり、上述した蓋部３０の内側面と同様の内径を有し、また、ネジ部が形成されており、外筒部材２０の端面２４付近に形成されたネジ部２３と螺合可能である。これにより、ナット４０を外筒部材２０の端面２４側に装着することができる。
【００４３】
そして、上記ナット４０を、図８及び図９に示すように、蓋部３０の開口側に位置するよう外筒部材２０の端面２４側に装着し、当該蓋部３０と接触させることで、蓋部３０の位置を固定することができる。つまり、ナット４０で外筒部材２０の端面２４に対する蓋部３０の位置を固定することで、ノズル孔２４ａと噴射孔３２との距離を固定することができ、噴射孔３２からの混合燃料の噴射量を一定に保つことができる。なお、蓋部３０の位置を固定する手段としては、上述したようにナット４０を用いることに限定されない。
【００４４】
（可燃燃料流通路部材）
次に、図１１乃至図１２を参照して、可燃燃料流通路部材５０について説明する。ここで、図１１は、上述した燃料噴射ノズルに可燃燃料流通路部材を装着したときの構成を示す正面図であり、図１２は、その断面図である。
【００４５】
可燃燃料流通路部材５０は、ほぼ直角に屈折した略Ｌ字状のブロック部材である。そして、可燃燃料流通路部材５０は、上記ノズル本体１０が係合する本体係合部５０Ａと、ノズル本体１０の長手方向に延び併設される本体併設部５０Ｂと、を有する。
【００４６】
上記本体係合部５０Ａには、上述したノズル本体１０のエマルジョン燃料流入口部１１が挿通して係合する係合孔５２が形成されている。この係合孔５２の内径には、ネジ部が形成されたおり、エマルジョン燃料流入口部１１の外周に形成されたネジ部が螺合することで、可燃燃料流通路部材５０にノズル本体１０を装着することができる。
【００４７】
そして、本体係合部５０Ａには、他端が上記係合孔５２に通じ、エマルジョン燃料が流通するエマルジョン燃料流通路５３が形成されている。このエマルジョン燃料流通路５３の一端は、他端である係合孔５２が形成されている本体係合部５０Ａの面とは反対側の面に形成されている。なお、図１２に示すように、エマルジョン燃料流通路５３は、直角に屈曲して形成されているが、いかなる形状に形成されてもよい。
【００４８】
そして、上記エマルジョン燃料流通路５３の一端には、エマルジョン燃料が供給され、当該一端は供給口５１として機能する。この供給されたエマルジョン燃料は、エマルジョン燃料流通路５３を流通して、他端である係合孔５２に係合されたノズル本体１０のエマルジョン燃料流入口部１１に出力される。これにより、出力口として機能する係合孔５２から出力されたエマルジョン燃料を、ノズル本体１０の燃料流通路１８に流入させることができる。
【００４９】
また、上記本体併設部５０Ｂは、内部に重油などの可燃燃料を流通させる可燃燃料流通路５６を有する。この可燃燃料流通路５６は、上記ノズル本体１０の長手方向と平行に形成されており、その他端である可燃燃料が出力される可燃燃料出力口５５が、ノズル本体１０の先端部１７、つまり、蓋部３０に形成された噴射孔３２の近辺に位置するよう形成されている。また、本体併設部５０Ｂには、上記可燃燃料流通路５６に可燃燃料を流入する可燃燃料流入口５４が形成されている。
【００５０】
これにより、可燃燃料出力口５５から出力される可燃燃料に着火することで、噴射孔３２から噴射される混合燃料に対する種火となり、当該噴射される混合燃料を燃焼させることができる。
【００５１】
［動作］
次に、上述した燃料噴射ノズル１の動作を説明する。まず、ボイラーなどの燃焼装置に設置されたエマルジョン燃料を供給する配管に、上記可燃燃料流通路部材５０の供給口５１を連結する。これにより、エマルジョン燃料がエマルジョン燃料流通路５３に供給される。また、重油などの可燃燃料を供給する配管に、可燃燃料流通路部材５０の可燃燃料流入口５４を連結する。これにより、重油などの可燃燃料が可燃燃料出力口５５から出力される。さらに、ノズル本体１０に装着された外筒部材２０に形成された空気流入口２２に、加圧された空気を供給する空気供給管を連結する。これにより、加圧空気が、後述する空間部Ｓ１及び混合燃料空間部Ｓ２に流入する。
【００５２】
そして、可燃燃料流通路部材５０のエマルジョン燃料流通路５３から、ノズル本体１０の燃料流通路１８の流入口１８ａにエマルジョン燃料が供給される。すると、燃料流通路１８を流入口１８ａから流入したエマルジョン燃料は（図６の矢印Ｙ１参照）、燃料流通路１８の閉塞端１８ｂまで流通する。そして、エマルジョン燃料は、燃料流通路１８の閉塞端１８ｂ付近で各連通路１６ｂに流入し（図６の矢印Ｙ２参照）、当該各連通路１６ｂを流通して空気流通路１６ａへと流れる。
【００５３】
ここで、上記空気流通路１６ａには、上述したように外筒部材２０に連結された空気供給管から加圧空気が供給されている。つまり、まず、空気供給管から、ノズル本体１０と外筒部材２０との間に形成された円環状の空間部Ｓ１に加圧空気が供給され、この加圧空気が空気流通路１６ａである混合燃料空間部Ｓ２へと流通する（図６の矢印Ｙ３参照）。すると、この空気流通路１６ａである混合燃料空間部Ｓ２には、上述したように連通路１６ｂからエマルジョン燃料が流入しているため、加圧空気とエマルジョン燃料とが混合される。そして、この混合燃料は、混合燃料空間部Ｓ２を流通して、ノズル本体１０の先端部１７に向かって流通する（図６の矢印Ｙ４参照）。
【００５４】
その後、ノズル本体１０の先端部１７では、当該先端部１７の側面に形成された旋回流路１７ａと外筒部材２０の端面２４の内面２４ｂとの間の隙間（図示せず）を、混合燃料が流通する。すると、混合燃料は、上記旋回流路１７ａに沿って先端部１７の最先端に向かって旋回して流通し、外筒部材２０に形成されたノズル孔２４ａから出力される（図６の矢印Ｙ５参照）。
【００５５】
このとき、ノズル孔２４ａは蓋部３０の蓋面３１にて覆われているが、ノズル孔２４ａと蓋面３１に形成された噴射孔３２との距離が適切に離間していることで、ノズル孔２４ａから出力された混合燃料が、噴射孔３２から噴射される（図９の矢印Ｙ７参照）。なお、蓋部３０の装着位置、つまり、ノズル孔２４ａと噴射孔３２との距離を調節することで、噴射量を調整することができる。
【００５６】
そして、上記可燃燃料流通路部材５０に形成された可燃燃料流通路５６の可燃燃料出力口５５から出力される可燃燃料を燃焼させることで、近辺に位置する上記噴射孔３２から噴射された混合燃料を着火させることができる。これにより、混合燃料を燃焼させることができ、燃焼装置に利用することができる。
【００５７】
以上のように、本発明によると、簡易な構成で燃焼量を調整することができる。従って、あらゆる燃焼装置に利用することができるため、低コストで汎用性の高い燃料噴射ノズルを提供することができる。
【００５８】
＜実施形態２＞
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。なお、本実施形態では、本発明である燃料噴射ノズルの構成の概略を説明する。
【００５９】
本発明の一形態である燃料噴射ノズルは、
一端からエマルジョン燃料が供給されると共に他端が閉塞し、当該エマルジョン燃料を一端から他端に向かって流通させる燃料流通路を内部に有し、当該燃料流通路の閉塞した他端側に位置する外側の端部に、先端が尖った錐体形状の先端部が形成されたノズル本体と、
上記ノズル本体が挿通され当該ノズル本体の外側面及び上記先端部を覆うと共に、上記ノズル本体の先端部側に位置する端部に当該ノズル本体の先端部の尖った最先端箇所が外部に突出するよう開口したノズル孔を有する略筒状の部材であり、当該略筒状の部材の内側面と上記ノズル本体の外側面との間に、外部から供給された空気を上記ノズル本体の先端部に向かって流通させる空気流通路を形成する外筒部材と、を備えている。
【００６０】
そして、上記ノズル本体は、上記燃料流通路の閉塞した他端付近に、当該燃料流通路から上記空気流通路に連通して当該空気流通路に上記エマルジョン燃料を流通させる連通路を有すると共に、上記空気流通路を流通する上記エマルジョン燃料と上記空気とが混合された混合燃料を上記先端部の最先端に向かって旋回させて流通させる旋回流路を上記錐体形状である先端部の側面に形成している。
【００６１】
さらに、燃料噴射ノズルは、上記外筒部材の端部に形成された上記ノズル孔のさらに先端側を覆うと共に、当該ノズル孔から突出した上記ノズル本体の先端部の最先端箇所に対応する位置に開口する上記ノズル孔よりも小さい大きさの噴射孔を有する蓋部を備え、
上記蓋部は、上記噴射孔と上記ノズル孔との距離が可変するよう上記外筒部材の端部に装着されている、
という構成を採る。
【００６２】
上記構成の燃料噴射ノズルによると、まず、エマルジョン燃料がノズル本体の内部に形成された燃料流通路の一端から流入されて、他端に向かって流通する。そして、燃料流通路の閉塞した他端では、エマルジョン燃料がノズル本体の外側面に通ずる連通路を流通して、当該ノズル本体の外側面と当該外側面を覆う外筒部材の内側面との間に形成された空気流通路に出力される。ここで、空気流通路には外部から空気が流入しているため、この空気と上記エマルジョン燃料とが混合される。そして、この混合燃料は、空気流通路を通じてノズル本体の端部に形成された先端が尖った錐体形状の先端部に流通する。すると、混合燃料は、ノズル本体の先端部に形成された旋回流路にて先端に向かって旋回して流通し、当該ノズル本体の先端部の最先端に流通する。その後、混合燃料は、外筒部材の端部に形成されたノズル孔、及び、当該ノズル孔のさらに外側に位置する噴射孔を介して、外部に噴射される。このとき、噴射孔が形成された蓋部を、当該噴射孔とノズル孔との距離を可変させて装着することで、混合燃料の噴射量を調整することができる。従って、簡易な構成で燃焼量を調整することができるため、低コストで汎用性の高い燃料噴射ノズルを提供することができる。
【００６３】
また、上記燃料噴射ノズルでは、
上記ノズル本体の先端部の最先端箇所は、略円錐形状であり、
上記蓋部の内底面側であって上記噴射孔の周囲は、上記ノズル本体の先端部の最先端箇所の形状に対応して、略逆円錐形状に形成されている、
という構成を採る。
【００６４】
これにより、ノズル孔から突出しているノズル本体の先端部の最先端箇所と噴射孔との間に、当該ノズル本体の先端部の外形に対応して略円錐の側面に沿った流通路が形成される。従って、円滑に混合気体を噴射孔に導くことができ、噴射効率の向上を図ることができる。また、ノズル本体の先端部と噴射孔との間の空間を微調整することができ、燃焼量の調整が容易となる。
【００６５】
また、上記燃料噴射ノズルでは、
上記蓋部に形成された上記噴射孔と上記ノズル孔との距離を固定するよう、上記蓋部を上記外筒部材に固定する蓋部固定部材を設けた、
という構成を採る。
【００６６】
さらに、上記燃料噴射ノズルでは、
上記ノズル本体の先端部側に位置する上記外筒部材の端部の外側面にネジ部を形成すると共に、このネジ部に螺合する他のネジ部を上記蓋部の開口側の内面に形成し、
上記蓋部固定部材として、上記外筒部材に形成された上記ネジ部に螺合する上記蓋部の開口側に装着され、上記外筒部材の上記ネジ部に螺合するナットを設けた、
という構成を採る。
【００６７】
これにより、蓋部を外筒部材に固定することで、ノズル孔と噴射孔との距離が固定され、調整した混合燃料の噴射量を安定させることができる。従って、燃焼装置における燃焼量の安定化を図ることができる。
【００６８】
また、上記燃料噴射ノズルでは、
上記ノズル本体に併設され、内部に可燃燃料を流通させる可燃燃料流通路を有する可燃燃料流通路部材を備え、
上記可燃燃料流通路を流通した上記可燃燃料が出力される可燃燃料出力口が上記ノズル本体の先端部近辺に位置するよう、上記可燃燃料流通路部材を配置した、
という構成を採る。
【００６９】
さらに、上記燃料噴射ノズルでは、
上記可燃燃料流通路部材は、上記可燃燃料流通路に上記可燃燃料を供給する可燃燃料流入口を備えると共に、上記エマルジョン燃料を供給する供給口及び当該エマルジョン燃料を出力する出力口を備え、
上記可燃燃料流通路部材の出力口と、上記ノズル本体に形成された上記燃料流通路の流入側である一端と、を連通させて、当該燃料流通路に上記エマルジョン燃料が流入するよう上記可燃燃料流通路部材に上記ノズル本体を装着する、
という構成を採る。
【００７０】
これにより、燃料噴射ノズルと可燃燃料を供給する部材とを一体的に形成することができる。そして、ノズル本体の先端部近辺に、可燃燃料流通路の噴射口を配置して、当該噴射口から噴射された可燃燃料を燃焼させることで、かかる火を用いてノズル本体の先端部から噴射されるエマルジョン燃料と空気との混合燃料を燃焼させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、ボイラーなどの燃焼装置にエマルジョン燃料を供給する燃料噴射ノズルとして利用することができ、産業上の利用可能性を有する。
【符号の説明】
【００７２】
１  燃料噴射ノズル
１０  ノズル本体
１１  エマルジョン燃料流入口部
１２  ベース部
１３  ツバ部
１４  外筒係合部
１５  空気流入部
１６  空気流通路形成部
１６ａ  空気流通路
１６ｂ  連通路
１７  先端部
１７ａ  旋回流路
１８  燃料流通路
１８ａ  流入口
１８ｂ  閉塞端
２０  外筒部材
２２  空気流入口
２４ａ  ノズル孔
３０  蓋部
３１  蓋面
３２  噴射孔
３３  テーパー部
４０  ナット
５０  可燃燃料流通路部材
５３  エマルジョン燃料流通路
５４  可燃燃料流入口
５５  可燃燃料出力口
５６  可燃燃料流通路
Ｓ１  空間部
Ｓ２  混合燃料空間部
Ｓ３  噴射空間部
【図１】
2011038722.tif 000003
【図２】
2011038722.tif 000004
【図３】
2011038722.tif 000005
【図４】
2011038722.tif 000006
【図５】
2011038722.tif 000007
【図６】
2011038722.tif 000008
【図７】
2011038722.tif 000009
【図８】
2011038722.tif 000010
【図９】
2011038722.tif 000011
【図１０】
2011038722.tif 000012
【図１１】
2011038722.tif 000013
【図１２】
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