(57)【要約】【課題】【解決手段】本発明は、噴射される液体を射出するためのダクト（３２）と、噴射ダクトもしくは領域（４６）と、噴射流体を射出するための少なくともダクト（３４，３６）と、このダクトから、前記噴射ダクトもしくは領域（４６）へと噴射流体を循環させる少なくとも２つのダクト（４０，６０）とを具備し、噴射流体は、前記循環ダクト間で幾つかの部分に分けられる、噴射流体の助けで液体を噴射するための噴射装置に関する。
2004534196.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴射される液体を射出するためのダクト（３２）と、
噴射ダクトもしくは領域（４６）と、
噴射流体を射出するための少なくとも１つのダクト（３４，３６）と、
この少なくとも１つのダクトから延び、前記噴射ダクトもしくは領域（４６）と接続している少なくとも２つの噴出流体の流れダクト（４０，６０）とを具備し、噴射流体は、前記流れダクト間で幾つかの部分に分けられる、噴射流体の助けで液体を噴射するための噴射装置。
【請求項２】
噴射される液体のフイルムを形成するための手段（４８）と、
前記噴射される液体のフイルムに、噴射流体の第１の部分により衝撃を与える手段（４２）と、
前記噴射される液体のフイルムと噴射流体の第２の部分との間の界面での相互作用により不安定性を生じさせる手段（３８）とを具備する請求項１の噴射装置。
【請求項３】
噴射される液体を射出するためのダクト（３２）と、
噴射ダクトもしくは領域（４６）と、
噴射流体を射出するための少なくとも１つのダクト（３４，３６）と、
噴射される液体のフイルムを形成するための手段（４８）と、
前記噴射される液体のフイルムに、噴射流体の第１の部分により衝撃を与える手段（４２）と、
前記噴射される液体のフイルムと噴射流体の第２の部分との間の界面での相互作用により不安定性を生じさせる手段（３８）とを具備する、噴射流体の助けで液体を噴射するための噴射装置。
【請求項４】
前記噴射される液体のフイルムを形成するための手段は、互いに平行な第１並びに第２の壁を有する請求項２もしくは３の噴射装置。
【請求項５】
前記液体のフイルムの厚さは、０．２５mmよりも大きい請求項１ないし３のいずれか１の噴射装置。
【請求項６】
前記液体のフイルムの厚さは、０．４mmないし０．６mmである請求項５の噴射装置。
【請求項７】
前記液体のフイルムの厚さは、０．５mmに等しい請求項６の噴射装置。
【請求項８】
前記噴射される液体のフイルムに、噴射流体の第１の部分により衝撃を与える手段（４２）は、噴射される液体のフイルムへともしくは向かって噴射流体の第１の部分を導く手段を有する請求項２ないし７のいずれか１の噴射装置。
【請求項９】
噴射される液体のフイルムへともしくは向かって噴射流体の第１の部分を導く手段は、前記噴射ダクト（４６）に形成されるか、前記噴射領域（４６）の中に噴射流体の第１の部分を導く少なくとも１つのオリフイス（４２）を有する請求項８の噴射装置。
【請求項１０】
前記噴射される液体のフイルムと噴射流体の第２の部分との間の界面での相互作用により不安定性を生じさせる手段は、前記噴射されるフイルムに平行もしくは正接方向に噴射流体の第２の部分を導く手段を有する請求項２ないし９のいずれか１の噴射装置。
【請求項１１】
前記噴射ダクトもしくは領域（４６）は、内径Ｄ＋liqを有する第１の筒もしくは回転体の形状を有し、また、前記噴射されるフイルムに平行もしくは正接方向に噴射流体の第２の部分を導く手段（３８）は、前記第１の筒の内径よりも小さい外径（Ｄ-liq）の第２の筒もしくは回転体の形状を有する中心噴射ダクト（３８）を備えている請求項１０の噴射装置。
【請求項１２】
前記中心噴射ダクト（３８）は、２mmないし７mmの内径（Ｄliq）を有する請求項１１の噴射装置。
【請求項１３】
前記中心噴射ダクト（３８）は、３mmもしくはこれに近い値の内径（Ｄliq）を有する請求項１２の噴射装置。
【請求項１４】
流体噴射の流れダクト（６０）は、前記噴射ダクトもしくは領域（４６）に正接をなす速度成分を噴射流体に与えるための手段を有する請求項１ないし１３のいずれか１の噴射装置。
【請求項１５】
端部から延びた円錐の外側シエルを有し、この外側シエルの内側の形状は、直径Ｄnと長さＬnとを有する回転体の筒であり、ＤnとＬnとは、領域（４６）からの液体／噴射流体の混合物が、前記端部の内部に衝撃を与えないで流れるように設定されている請求項１ないし１４のいずれか１の噴射装置。
【請求項１６】
前記噴射ダクトもしくは領域（４６）は、内径Ｄ+liqの回転体の筒の形状を有し、ＤnとＬnとＤ+liqとは、０＜Ｌn／（Ｄn−Ｄ+liq）＜２．６である請求項１５の噴射装置。
【請求項１７】
噴射流体を供給するための手段（１２）と、請求項１ないし１６のいずれか１に係わる噴射装置とを具備する液体を噴射するためのシステム。
【請求項１８】
１もしくは複数の噴射流体の射出ダクト（３４，３６）内で、前記手段（１２）により供給された噴射液体を射出するための噴射ライン（１８）をさらに具備する請求項１７のシステム。
【請求項１９】
前記手段（１２）は、吸収により酸素を供給するための手段である請求項１７もしくは１８のシステム。
【請求項２０】
前記手段（１２）は、３バール相対比未満の圧力で酸素を供給する請求項１９のシステム。
【請求項２１】
前記スプレイライン（１８）には、低圧力降下の膨張バルブが設けられている請求項１７ないし２０のいずれか１のシステム。
【請求項２２】
液体と噴射流体とが、請求項１ないし１６のいずれか１に記載された噴射装置、もしくは、請求項１７ないし２１のいずれか１に記載された噴射システムに射出される、噴射流体の助けで液体を噴射するための噴射方法。
【請求項２３】
前記噴射流体は、酸素である請求項２２の方法。
【請求項２４】
前記酸素は、９０％ないし１００％の純度を有している請求項２３の方法。
【請求項２５】
前記噴射流体は、１００ミリバールないし１バールの圧力で噴射装置に射出される請求項２２ないし２４のいずれか１の方法。
【請求項２６】
前記噴射される液体は、軽もしくは重燃料油、または液状のペーストでできているか、液体酸素もしくは気体状の炭化水素混合物でできているか、スラッジ、ピッチもしくは高粘性の燃料でできている請求項２２ないし２５のいずれか１の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、噴射ガスもしくは噴射流体、特に酸素、により補助される液体噴射の分野に関する。
【０００２】
また、本発明は、噴射補助燃焼もしくは噴射燃焼の分野に関する。
【０００３】
さらに、本発明は、スプレイ、並びに本発明に係わるスプレイを使用するスプレイライン及び噴射方法に関する。
【背景技術】
【０００４】
燃焼のための噴射流体として一般に使用されている流体は、スチームと空気とである。スチームの欠点は、火炎からエネルギーを圧送し、火炎を不安定にする未反応ガスの火炎のコアの中への噴射である。空気に含まれている窒素は、燃焼の間に発生される汚染物、特に、酸化窒素（ＮＯｘ）の源である。かくして、純酸素は、空気の使用の場合には一方では汚染に打勝つように、もしくは、スチームの場合には火炎特性の変化を裂けるように、噴射流体として増加するように使用されている。
【０００５】
本発明は、軽もしくは重燃料油、または他の液体、例えば、排出液体(燃料として機能する)からなる液体を噴射するために使用可能である。また、酸化剤として機能する液体酸素を噴射するためにも使用されうる。燃料として機能する噴射ガスは、気体状の炭化水素である。また、スラッジ、ピッチ、もしくは他の高粘性燃料からなる液体にも適用可能である。
【０００６】
酸素補助燃焼は、多くの分野（ガラスの溶融、非鉄金属の溶融、スチールの再加熱等）に使用されている。使用される燃料のなかには、液体燃料、例えば、軽燃料油もしくは重燃料油を見ることができる。この液体は、連続した燃焼を果たすように噴射される。
【０００７】
液体を噴射（分散）して液滴を形成するために最も一般に使用されている方法の１つは、第２の流体、一般的には、噴射を補助するガスを使用しているものである。
【０００８】
燃焼においては、上記液滴は、火炎の特性（火炎の長さ、安定性等）と、発生物（ＮＯｘ，すす）とに直接影響を及ぼす。かくして、噴射は、液体の燃焼において極めて必要な工程である。
【０００９】
燃焼を安定にさせるために、充分な数の小滴を有するように努力されている。特に、噴射の質は、発生する液滴のサイズにより測られる。一般的に使用されているパラメータは、ＳＭＤ（Sauter  Mean  Diameter）であり、これは、好ましくは、５０μｍ以下である。
【００１０】
噴射のために応答可能なメカニズムは、概略的に２つの異なるグループに、即ち、衝撃噴射（impact  spray）メカニズム(図１（Ａ）)と不安定噴射（destabilization  spray）メカニズム(図１（Ｂ）)とに区別され得る。
【００１１】
これらメカニズムは、噴射流体がスプレイ２内でどのように使用されているかで異なる。
【００１２】
第１の場合(図１（Ａ）)、噴射は、液体４と噴射流体６との間、もしくは液体４と壁との間、もしくは、液体とそれ自身との間の衝撃に関連している。かくして、これは、液体ジェットが液滴へと破壊することを助ける噴射流体の運動エネルギーである。
【００１３】
第２の場合(図１（Ｂ）)、噴射は、液体４と噴射流体６との界面での相互作用に依存している。これら相互作用は、増幅つれると噴射ジェットの破壊と液滴の形成とを生じさせる不安定な状態を発生する。この不安定な状態は、より増幅され、界面での速度差(velocity difference)が大きくなるのに従って界面の厚さが薄くなるのに対して有効である。
【００１４】
従来のスプレイは、上記２つのメカニズムの１つのみを使用している。これは、例えば、文献ＵＳ５３９３２２０並びにＵＳ５６８１１６２に開示されたスプレイの場合である。
【００１５】
文献ＵＳ５６８１１６２においては、噴射は、２つの独立し、全く分離した噴射流体の助けにより生じる。
【００１６】
文献ＵＳ５３９３２２０の場合には、完全燃焼を果たすように外側リングの周りに第２の気体状の流体を含む、断何時の噴射流体である。かくして、これは噴射には含まれない。衝撃メカニズムのみが、この文献では使用されている。
【００１７】
所定のスプレイは、不安定メカニズムのみを使用している。これは、例えば、界面での不安定プロセスを良好にするために、全ての流体が平行に流れる文献ＥＰ７５５７２０の場合である。
【００１８】
文献ＵＳ３７３３１６５は、液体燃料の一部を吸引する中心の酸素流を使用している。このようにして得られた混合物は、第１の流体から分離し、空気もしくはスチームである第２の流体により不安定メカニズムのもとで噴射される。
【００１９】
噴射流体を使用する既知の液体スプレイは、２つの広いカデゴリーに、即ち、エアーブラストスプレイと称されているスプレイと、エアーアシストスプレイと称されているスプレイとに分けられている。
【００２０】
この主題において、A．Lefebvre，“Atonization  and  Sprays“，１９８９，Taylor  ＆  Francisによる仕事について述べる。
【００２１】
第１の場合、使用される噴射流体の圧力レベルは、１ないし７バール相対比(bar relative)（平面ジェットエアーブラスト）、もしくは１ないし１０バール相対比（事前ニフイルム状にしたエアーブラスト）である。第２の場合（エアー補助）の場合には、１ないし６バール送対比である。
【００２２】
さらに、正しいスプレイ（噴射）を、即ち、約５０μmの液滴直径（例えば、ＳＭＤ）を有するためには、５バールを超えた相対圧力で噴射流体を動作させる必要がある。
【００２３】
一般的に、約５０ないし１００μｍのＳＭＤを有するような最小圧力は、１．５ｂａｒｇである（幾つかの適用は、５０μｍよりも大きい液滴を許容するけれども）。
【００２４】
従って、これは、酸素吐出システムの噴射ラインに影響する。
【００２５】
従来技術に係わるこのような吐出システムが図２に示されている。
【００２６】
このようなシステムは、吸収技術、特に、ＶＳＡ（Vacuum Swing Adsorption）、ＶＰＳＡ（Vacuum Pressure Swing Adsorption）、もしくはＰＳＡ（Pressure Swing Adsorption）技術により、８８％ないし１００％の純度の酸素を吐出するために使用されている。一般的に、これら種々の技術は、全て、酸素に対する補填物がアルゴン（一般的に２ないし５％）と窒素とであるとういう事実が共通である。アルゴン分子は、酸素分子と非常に良く似ている。また、窒素は、完全には除去することはできないが、この濃度は１％未満に低下され得る。この技術によれば、９７％より大きいアルゴン純度が、容易に達成され得る。
図２において、このようにして酸素を得るための手段が、参照符号１２により示されている。
【００２７】
しかし、このようにして得られる相対酸素圧力は、低く、１バール相対比よりも低い。
【００２８】
この圧力は、低価格のスーパチャジャーにより僅かに高められるが、圧力は、有用的な燃料油の噴射器に対しては不充分のままである。
【００２９】
かくして、コンプレッサー１４が、この手段１２の出力側に設けられている。
【００３０】
さらに、スプレイライン１０は、例えば、幾つかのバーナ供給ラインに分かれる主ライン１６を有する。図２では、１つのスプレイラインのみが示されている。各バーナ供給ラインは、燃焼ライン１７と、噴射器２の所で終端しているスプレイライン１８とに分かれる。そして、この組合わせは、バーナ１９へと続いている。このバーナ１９には、燃料油供給源もまた接続されている。
【００３１】
前記主ライン１６並びにスプレイライン１８の圧力降下は、約１５０ミリバール並びに２５０ミリバールである。
【００３２】
これら圧力降下には、上述されたように、噴射器２を使用するのに必要な１５００ミリバールに足される。
【００３３】
かくして、プラントは、１９００ミリバール近くの圧力で産出される酸素が必要である。
【００３４】
しかし、ＶＳＡの酸素生産の場合には、コンプレッーサ１４の出口の所で得られる圧力は、Ｒｏｏｔｓコンプレッーサの場合には７００ミリバールであり、また、低圧ピストン形式のコンプレッサーの場合には１６００ミリバールである。
【００３５】
ＰＳＡ酸素生産の場合には、コンプレッサー１４の出口での上記圧力は、夫々１１００ミリバール並びに２０００ミリバールである。
【００３６】
特に、低圧ピストンのコンプレッサーのＰＳＡ生産の場合には、２０００ミリバールが達成されうる。これは、理論的には満足するけれども、強要された低圧限界と比較するとギリギリの値である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３７】
かくして、コンプレッサーの出力側の圧力は、酸素スプレイラインに必要な１９００ミリバールを与えるのには不充分である。かくして、酸素噴射を可能にするのに充分なレベルに圧力を高めるであろうスーパチャージャ２０を付加することが必要である。
【００３８】
さらに、上記のようなスーパチャージャは、明かにコストが高くなる。
【００３９】
かくして、提起された問題は、液体燃料、例えば、軽燃料油もしくは重燃料油を噴射することができるようにするためには、低い噴射流体圧で動作可能な噴射器を見出すことである。
【００４０】
また、提起された問題は、図２に示されたようなスプレイラインでスーパチャージャ２０を使用して吐出することが可能にされる噴射器を見出すことである。
【００４１】
また、提起された問題は、満足な平均径と、好ましくは、減じられた圧力とで液滴が発生されることを可能にする新規な装置と新規な噴射方法とを見出すことである。
【課題を解決するための手段】
【００４２】
本発明は、上記問題を解決することを目的とする。最初に本発明は、噴射される液体を射出するためのダクトと、
噴射ダクトもしくは領域と、
噴射流体を射出するための少なくとも１つのダクトと、
この少なくとも１つのダクトから延び、前記噴射ダクトもしくは領域と接続している少なくとも２つの噴出流体の流れダクトとを具備し、噴射流体は、前記流れダクト間で幾つかの部分に分けられる、噴射流体の助けで液体を噴射するための噴射装置に関する。
少なくとも２つの噴射流体の流れダクトの圧力は、この流体の射出圧力を低下させることが可能である。
【００４３】
本発明の他の態様に係われば、本発明は、
噴射される液体を射出するためのダクトと、
噴射流体を射出するための少なくとも１つのダクトと、
噴射される液体のフイルムを形成するための手段と、
前記噴射される液体のフイルムに、噴射流体の第１の部分により衝撃を与える手段と、
前記噴射される液体のフイルムと噴射流体の第２の部分との間の界面での相互作用により不安定性を生じさせる手段とを具備する、噴射流体の助けで液体を噴射するための噴射装置。
【００４４】
前記噴射の動作は、矯正された径（約５０μｍ以下）と、噴射流体の減じられた他相対圧力とを伴う降下を生じさせることを可能にする。
【００４５】
前記噴射される液体のフイルム（１ｍｍ未満であるが０．２５ｍｍよりも厚い厚さを有する）のを形成するための手段は、一実施の形態に係われば、互いに平行で、例えば、ディストリビュータの中心ダクトの外壁と射出器の内壁とにより夫々形成された第１並びに第２の壁を有する。
【００４６】
本発明は、また、噴射流体を供給するための手段と、本発明に係わる噴射装置とを具備する液体を噴射するためのシステムに関する。
【００４７】
また、本発明は、本発明に係わる噴射装置、もしくは、噴射システムを使用する、噴射流体の助けで液体を噴射するための噴射方法に関する。
【００４８】
本発明は、１００ミリバールないし１ミリバールの減じられた圧力で、単一の噴射流体を使用することを可能にする。
【００４９】
かくして、２つの流速のみが、即ち、噴射される液体の流速と噴射流体の流速とが、制御されなければならない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
本発明に係わる噴射器２２の一実施の形態が、図３を参照して以下に説明される。
【００５１】
この図において、ディストリビュータ３１は、中心ダクト３２を有し、ここから噴射される液体が入る。
【００５２】
この装置は、また、２つの側方ダクト３４，３６を有し、これらから噴射流体が入る。これらダクトは、液体の流れる方向で噴射器の中心軸に向かって収束している。
【００５３】
実際には、これら側方ダクト３４，３６は、前記ディストリビュータ３１を囲んだ単一の円筒形のダクトを形成することによっても等価にされ得る。
【００５４】
中心領域４６が、一方では液体が噴出され、他方では噴射流体の流れが終わる噴射領域、即ち、噴射チャンバもしくは噴射ダクトを構成している。
【００５５】
前記噴射流体は、一方では、中心噴射ダクト３８（内径Ｄintを有する）を通って、また、他方では射出器４４に形成された１もしくは複数〈例えば１ないし８〉の側方オリフイス４２を通って、前記領域４６の中に射出される。前記中心噴射ダクトには、側方ダクト３６から延びた１つの横方向ダクト４０（もしくは複数、例えば１ないし４の横方向ダクト４０）が終端している。
【００５６】
かくして、噴射流体は、複数の流路を介して射出され、かくして、噴射器を正確に動作させるのに必要な圧力に減じることが可能なようにしている。
【００５７】
噴射される液体は、中心射出ダクト３２から１もしくは複数（例えば、１ないし４）のチャンネル３７の中に流れ、そして、中心噴射ダクト３８の外壁と射出器の内壁との間に形成されたチャンネル４８に入る。これら２つの壁が相対直径Ｄ-liq並びにＤ+liqを有する円筒形の場合には、チャンネル４８内の流れにより発生される液体のフイルムは、（Ｄ+liq−Ｄ-liq）／２の厚さを有する。
【００５８】
このようにして発生される、噴射される液体のフイルムは、側方オリフイス４２を介して射出される噴射液体と出くわし,この結果、衝撃により噴射が生じる。さらに、これは、ダクト３８を通って領域４６の中に射出され、噴射される液体のフイルムに対して平行もしくは正接な方向に指向される噴射流体に対して表面（不安定(destabilization)）相互作用し、かつ、噴射される液体のフイルムの噴射に貢献する。
【００５９】
この結果、２つの噴射メカニズムが同時に生じ、液体を効果的に噴射し、かつ正確に、即ち、約５０μｍ以下の粒径（ＳＭＤ）を生じさせることにより、動作するために必要な圧力に低下させる、助けとなる。
【００６０】
部分３１と部分４４とからなる集合体が、ノズル５０の中に装着されている。このノズルは、円錐部分を有し、一定の断面の端部５４で終端している。また、このノズルは、横方向ダクト、即ち、流路４０と、射出器の軸へと収束する、側方ダクトの部分６０とに分かれる噴射流体流を、これのプロファイルを規定、即ち、案内する。
【００６１】
この部分６０で、側方オリフイス４２を介して射出される噴射流体に正接な成分を加えることが可能である。かくして、噴射流体のこの部分は、一方では、噴射効果を有し、また、他方では、不安定効果を有する。正接方向（もしくは渦巻き）成分は、重要な役割を果たす。即ち、界面近くの軸方向速度成分は、遠心効果により大きくなる。かくして、速度差は、部分的に大きくなる。この結果、渦巻き角度の流れを加えることは、噴射質を高める。
【００６２】
本発明に係わるスプレイは、制御される２つの流速、即ち、液体流速と単一の噴射流体の流速のみをまだ必要としながら、噴射流体の射出圧力を減じさせることができる。
【００６３】
本発明に係わる噴射装置では、噴射流体の上流側の圧力は、燃焼可能な液体、例えば、軽燃料油もしくは重燃料油（例えば、重燃料油の場合には、３００ミリバール）を噴射させるために、１００ミリバールないし１バールである。
【００６４】
このように減じられる圧力は、スーパチャージャを使用しないで、スプレイラインを形成することを可能にする。
【００６５】
従来技術（例えば、ＵＳ５６８１１６２もしくはＵＳ３７３３１６５）は、２つの噴射流体に基づいている。本発明に係われば、２つの噴射メカニズム（衝撃と不安定）が、ほとんど同時に生じる。液体のフイルムは、衝撃（１もしくは複数のチャンネル３２からの流体の運動エネルギーが、液体のフイルムを分解する）と、不安定（ダクト３８からの噴射流体の速度が液体界面を乱す）との両方に直面する。これら２つの現象が両立することにより、動作圧力は、従来技術に対して３倍減じられる。例えば、ＥＰ７５５７２０で推奨されている圧力は、１バールないし５バール相対比であり、また、ＵＳ３７３３１６５で推奨されている圧力は、０．３ないし２kg/cm2G（即ち、０．２９ないし１．９６バール相対比）である。本発明によれば、正確な噴射に必要な圧力は、０．１ないし０．９バールもしくは１バール相対比である。
【００６６】
噴射流体として酸素（８８％ないし１００％の純度）を使用することによる一般的な効果は、特に、噴射流体（例えば、空気が、ＵＳ３７３３１６５並びにＥＦ７５５７２０では噴射流体として使用されている）として一般的に使用されている空気に含まれている窒素の全てもしくはある程度除去することによる、ＮＯｘの減少である。
【００６７】
このＮＯｘの減少は、燃焼のために使用される酸化剤は，また酸素（８８％ないし１００％の純度）である適用に対しては、著しい。
【００６８】
これらの基本的な効果に加えて、低圧酸素の本発明に係わる使用は、以下の付加の効果を果たす。低圧酸素は、低速度である。かくして、噴射される液体ジェットの運動量も，火炎の運動量と同様に小さい。この結果は以下のとおりである
１．   低火炎温度
１．   熱フラックスのより均一な分布
１．   低い耐火並びに最高温度
１．   火炎中に発生するＮＯｘ並びにＳＯｘ低下
１．   低い揮発。
【００６９】
Ｋを液体の質量流量に対する噴射流体の比とすると，本発明に係わる射出器では、０．１＜Ｋ＜１である。
【００７０】
λを中心回路４０〜３８を通って流れる噴射流体の流れのフラクションとすると、本発明に係わる射出器では、０．１＜λ＜０．５である。
【００７１】
かくして、中心回路４０〜３８を通って流れる噴射流体の流速は、液体の質量流量（Ｑliq）のλＫ倍に等しい。この結果、最小値は、λＫ＝０．０１に対応し、また、最大値は、λＫ＝０．５に対応する。
【００７２】
次の図は、噴射される流体が、ほぼ１００kg/hの流速の重燃料油Ｎ。２（ＦＯ２）の場合に、提案された射出器で存在する関係を示す。
【００７３】
図４は、中心直径Ｄintの選定を示しており，所望の液体の流速に対して、Ｄintの選定の領域が以下の条件間の領域により示されている
１．     １mmの最少直径（実施可能な理由）
１．     ２本の直線Ｖmin＝２０m/s並びにＶmax＝２５０m/s（噴霧器内の中心ジェットのための最少速度と最大速度）
１．   中心の噴射流体の最少流速（０．０１Ｑliq）並びに最大流速（０．５Ｑliq）に対応した２本の曲線。
【００７４】
Ｄintは，好ましくは、２mmないし３mm、もしくは３mmと等しいか近いことが見られ得る。
【００７５】
３mmないし７mmの直径が，全体の所望速度範囲全体に渡る動作を可能にしている。さらに、約３mmの直径は、射出器のサイズを制限することを可能にしている。
【００７６】
図５は、液体流のフイルム（即ち、噴射される液体のフイルムの厚さ）の選定を示している。直径Ｄ+liq並びにＤ-liqは、上記のように規定されている。好ましくは、これは，次の２つの主限界を満足するように見られる
１．   厚さ（Ｄ-liq−Ｄ+liq）／２は、妨害のリスクを避けるために０．２５mmよりも大きい
１．   フイルム内の液体の速度は、１m/sよりも早く、１０m/sよりも遅い。
【００７７】
Ｑliq＝１００kg/hのためには、０．８mmもしくは０．９mmと１との間の（Ｄ+liq−Ｄ-liq）の値、特に、１mmの値を選ぶことが好ましい。
【００７８】
円錐形のノズルに関しては、長さがＬnで内径がＤnの端部５４の所で終端している。
【００７９】
これら２つのディメンションは、チャンネル４６を出るガス／液体混合物が、この端部５４の内側のリムに衝撃を与えないように選定されている。
【００８０】
１１°のジェット角度においては、上記状態は、以下の式を与える
０＜Ｌn／（Ｄn−Ｄ+liq）＜２．６。
【００８１】
本発明に係わるスプレイは、幾つかの流路、即ち、ダクト（少なくと２で、一方は、図３で符号４０で示されており、他方は符号６０で示されている）間に分布された単一の噴出流体のみを使用している。
【００８２】
２つの流速、即ち、噴出される液体の流速と噴射流体の流速とのみが、制御されなければならない。
【００８３】
さらに、液体のフイルムが発生され、これは、同時に２つの噴射現象、即ち、衝撃と不安定とに晒される。
【００８４】
本発明に係わる噴射装置に使用されるスプレイで使用されている側方オリフイス４２の最少の数は１つである。複数のオリフイス４２が、燃焼領域４６の周囲に対称もしくは非対称に分布され得る。
【００８５】
本発明に係わるスプレイは、上述した図２に示しのと類似したスプレイライン、即ち、酸素吐出システムに使用され得る。このようなスプレイラインは、図６に示されており、ここで、図２で示された参照符号と同じ参照符号が、同じもしくは類似の部材を示している。
【００８６】
特に、手段１２が、吸収により、出力圧力が約３バール相対比以下の純酸素を得るために使用されている。
【００８７】
例えば、主ライン１６は、
サイレンサー１６１（２０ミリバール）と、
熱交換器１６２（２０ミリバール）と、
調節バルブ１６３，１６５（各バルブに対して５ミリバール）と、
４分の一回転バルブ（quarter−turn  valve）１６３，１６５（各バルブに対して５ミリバール）と、
流量計１６７（３０ミリバール）と、
一方向バルブ（２０ミリバール）と、
パイプ、ひじ継手等のような種々の部材（４０ミリバール）とを具備する
（図中のブラケットは、各部材での、各部材により生じる圧力降下値を示す）。
【００８８】
合計で、主ライン１６での圧力降下は、約１５０ミリバールである。
【００８９】
符号１６８は、高圧酸素タンク（プラントの通常の動作の間は使用されない）を示す。
【００９０】
各スプレイライン１８が、炉１９に接続されており、一例においては、
４分の一回転バルブ１８１（１０ミリバール）と、
流量計１８２（３０ミリバール）と、
膨張バルブ１９０（１５０ミリバール）と、
ホース１９２（２０ミリバール）と、
パイプ、ひじ継手等のような種々の部材（２５ミリバール）とを具備する。
【００９１】
前記炉１９内の圧力は、代表的には１５ミリバールであり、スプレイライン１８を約２５０ミリバールへと全圧力降下させる。
【００９２】
酸素燃焼は、調節バルブ１８３，４分の一回転バルブ１８４、並びにホース１８５を介してバーナ１９の中に送られる。
【００９３】
かくして、コンプレッサー１４の出力側で必要な圧力は、３００ミリバール（１mmのフイルム並びに３mmのＤintで）の射出圧力で動作する、本発明に係わるスプレイ２２の場合には、７００ミリバールである。
【００９４】
上述されたコンプレッサー１４の出力側で利用可能な圧力レベル（ＶＳＡプラントについては、ルートコンプレッサーの場合には７００ミリバール、また、低圧ピストンコンプレッサーの場合には１６００ミリバールである。また、ＰＳＡプラントについては、夫々１１００ミリバール並び゛に２０００ミリバールである）は、噴射のために必要な７００ミリバールを与えるのに充分である。これは、スーパチャジャー２０をプラントから除去させることができる。かくして、図６に示すプラントは、スーパチャジャーを含んでいない。
【００９５】
本発明の設備は、その位置での酸素吐出システム（ＶＳＡ／ＶＰＳＡ／ＰＳＡ）により吐出される酸素の使用を可能し、酸素は、特に吸収により、不純物が本質的にはアルゴン並びに／もしくは窒素であり純度が８８％ないし１００％で吐出される。また、酸素は、５００ないし１９００ミリバール、好ましくは、７００ないし１４００ミリバールの相対圧力で吐出される。
【００９６】
異なる実施の形態は、本発明に係わるスプレイを備えたスプレイライン、即ち、分布システムを構成するために使用され得る。
【００９７】
しかし、図６に示されているように、スプレイラインに膨張バルブ１８４を使用することが望ましい。１００ないし２００ミリバール（好ましくは、１５０ミリバール）の圧力降下を有する膨張バルブを選択することが好ましい。このような膨張バルブの使用は、コンプレッサーから生じる圧力変動（名目上の圧力に対しては,代表的には２５ミリバール）を完全に除去する。かくして、スプレイで一定の圧力を維持することにより、コンプレッサー、バーナのアトチオメトリー、並びにバーナのパワーから生じる圧力変動があっても、一定の火炎特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】（Ａ）並びに（Ｂ）は、２つの既知の噴射メカニズムの原理を概略的に示す。
【図２】従来技術に係わる既知のスプレイラインを示す。
【図３】本発明に係わる噴射器の一実施の形態を示す。
【図４】本発明に係わる噴射器のパラメータがどのようにして決定されるかを説明する図である。
【図５】本発明に係わる噴射器のパラメータがどのようにして決定されるかを説明する図である。
【図６】本発明に係わる噴射器を使用した、本発明に係わる噴射装置を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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