(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）軸方向に反対側にある上流端と下流端との間に延在する周囲壁を有し、スプレー・ノズル・アセンブリ用の内部室を画定し、その周囲壁に前記内部室から半径方向外側に延在する複数の空気通路が形成された、細長いノズル本体と、
ｂ）前記ノズル本体の前記内部室内にその前記下流端に隣接して配置されるオリフィス・ディスクであって、前記ディスクの上流側から前記ディスクの下流側まで延在する燃料オリフィスを有する、オリフィス・ディスクと、
ｃ）前記ノズル本体の前記内部室内に配置され、前記オリフィス・ディスクに隣接し、かつ前記オリフィス・ディスクの上流に配置され、その上流端から複数の半径方向に向けられた出口ポートまで軸方向に延在する燃料通路を画定する、燃料分配器と、
ｄ）前記内部室内に前記オリフィス・ディスクおよび前記燃料分配器を保持するように前記ノズル本体の前記上流端に取り外し可能に固定されるアダプタ部材であって、スプレー・ノズル用の燃料入口通路およびアシスト・エア入口通路を画定し、前記燃料入口通路が前記アダプタ部材を通して軸方向に延在し、かつ前記分配器の前記燃料通路と接続し、前記空気入口通路が前記アダプタの前記上流端から、スプレー・ノズルの前記軸に対して角度をなして形成されかつ前記アダプタ部材の周囲を出る複数の流れポートまで軸方向に延在する、アダプタ部材と、
ｅ）前記ノズル本体の前記下流端を覆って配置され、アシスト・エアが、補助ポンプによって前記アダプタ部材の前記空気入口通路に供給され、前記空気入口通路から受け取られる前記アシスト・エアを前記オリフィス・ディスクの前記燃料オリフィスに導き、そこで前記アシスト・エアが前記燃料と合流する、空気キャップと、
を備える、エア・アシスト式スプレー・ノズル・アセンブリ。
【請求項２】
燃料回路が、前記燃料分配器と前記オリフィス・ディスクとの間に形成された間隙を通って延在する、請求項１に記載のエア・アシスト式スプレー・ノズル・アセンブリ。
【請求項３】
前記燃料分配器の下流端に、前記燃料を渦流にするように適合され、かつ構成される複数の溝が形成されている、請求項１に記載のエア・アシスト式スプレー・ノズル・アセンブリ。
【請求項４】
前記ノズル本体が複数の流れポートを有し、該流れポートが、前記アダプタ部材の前記流れポートと流体連通し、かつ前記空気キャップと前記ノズル本体との間に画定される間隙にアシスト・エアを導くように構成される、請求項１に記載のエア・アシスト式スプレー・ノズル・アセンブリ。
【請求項５】
前記ノズル本体の下流面が、前記空気キャップと前記ノズル本体との間に画定される間隙を通過する前記アシスト・エアに対し渦流運動を与える手段を含む、請求項１に記載のエア・アシスト式スプレー・ノズル・アセンブリ。
【請求項６】
前記アダプタ部材と係合する、前記アダプタ部材の前記空気入口通路にアシスト・エアを供給する第１管部材を備える、請求項１に記載のエア・アシスト式スプレー・ノズル・アセンブリ。
【請求項７】
前記第１管部材内に配置され、かつ前記アダプタ部材と係合する、前記アダプタ部材の前記燃料入口通路に燃料を供給する第２管部材を備える、請求項６に記載のエア・アシスト式スプレー・ノズル・アセンブリ。
【請求項８】
前記空気キャップを覆って配置される空気側板を備え、これにより前記空気側板と前記空気キャップとの間に第２空気回路が画定される、請求項１に記載のエア・アシスト式スプレー・ノズル・アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オイル・バーナ等のバーナで使用される低流量燃料ノズルに関し、特に、燃料調節に適合しており補助的なアシスト・エアを使用して燃料を霧化する、エア・アシスト式単体燃料ノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
家庭用暖房用途で使用される従来のバーナは、一般に、燃料供給管路を有し、これは、一端が燃料供給ポンプに接続されており、他端が、燃料が油噴霧として吐出される燃料ノズルにおいて終端する。スプレー・ノズルは、燃料を、モータ式送風器によって送達される空気と混合するように機能する。バーナに取り付けられた点火システムは点火装置に接続されており、点火装置は、燃料ノズルに隣接して出口近くに配置されており、そこで霧化燃料・空気混合物を点火する。
【０００３】
通常、家庭用暖房の用途では、低流量（およそ１．８９Ｌ／ｈ（０．５ｇｐｈ）〜３．７８Ｌ／ｈ（１．０ｇｐｈ））の細かく霧化された燃料が必要である。さらに、トレーラ・ハウスまたは小規模事務所等、加熱される空気の体積が小さい用途では、著しく低い燃料流量（１．８９Ｌ／ｈ（０．５ｇｐｈ）未満）が望ましい。
【０００４】
燃料を霧化するいくつかの既知の技法がある。燃料を霧化する１つの従来方法は「圧力霧化」であり、それにより高速燃料が比較的低速の空気に噴射される。燃料と空気との相互作用により燃料が破砕されて細かい液滴になり、その後、燃料の表面積が大幅に増大する。細かい液滴と大きい表面積対体積比により、化学反応速度が増大し、それは多くのプロセスに有益である。低燃料流量に対し圧力霧化を使用する不都合は、霧化に必要な液圧を発生させるために流体通路サイズが非常に小さくなければならない、ということである。小型の流体通路サイズは、製造が困難であり、燃料通路を汚染で塞ぐ傾向があるため製品寿命に対して好ましくない。通路サイズが、汚染阻止に対して許容可能であると考えられる幾分かの最小値で維持される場合、かかる低減した燃料供給量に関連する結果としての液圧は非常に低く、霧化が不十分であるかまたは存在せず、燃料分配が標準に達しない。
【０００５】
燃料を霧化する別の方法は、低速燃料を比較的高速の空気流に噴射するというものである。この方法は、一般に、「エア・ブラスト霧化」と呼ばれる。この方法では、燃料を適当に粉砕するために霧化空気流に十分な運動エネルギーがある限り、「圧力霧化」に関連する最小流体通路サイズおよび低燃料圧力問題が克服される。用途によっては、空気流には、霧化に対して十分なエネルギーがないか、または燃料を霧化する空気流のエネルギーが制限されている動作モードがある場合がある。霧化空気エネルギーが低いか不十分である場合、低流圧噴霧器の場合と同じ結果となり、霧化が不十分かまたは存在せず、燃料分配が不十分となる。
【０００６】
効果的な圧力霧化に対して必要な燃料流量が低すぎ、かつ動作範囲全体にわたり十分なエネルギーを有するエア・ブラスト霧化空気流がないといった用途の場合、エア・アシスト・システムを使用することができる。エア・アシスト式噴霧器は、通常、霧化プロセスを増強するために、外部空気源からの比較的高圧、高速空気を利用する。エア・アシスト式噴霧器は外部空気源（たとえば圧縮器）を使用するため、補助空気システムのコストを最小限にするために空気流量を最小値に維持することが重要である。このため、エア・アシスト式噴霧器は、比較的少量の非常に高速な空気を使用するという特徴を有する。燃料液滴を粉砕する補助空気回路からの運動エネルギーを使用することにより、非常に低燃料流量で非常に優れた霧化および燃料分配が可能となる。低燃料流量に関連する低燃料圧力および燃料速度は、エア・アシスト式噴霧器において不利益ではなく、実際には、高エア・アシスト速度に比較して低燃料流出速度により、２つの流体間の相対速度が最大となり、優れた霧化が促進される。
【０００７】
図１Ａおよび図１Ｂに示すサイホン・ノズルは、アシスト・エアを使用して燃料を霧化する既知の方法の一例である。サイホン・ノズルは、外部空気源からの空気を通し、それを通常単純なオリフィスである燃料吐出機能に向けて導く。空気回路は、空気流に燃料を引き込む燃料吐出出口において、低圧領域を形成するように構成されている。空気に引き込まれる燃料の量は、燃料貯蔵器の上方の燃料の引上げ高さとノズル内を移動する空気の量とに関連する。サイホン式は燃料を霧化する非常に有効な方法であるが、燃料調節の範囲が制限されている。サイホン・ノズルでは、供給燃料が加圧されて燃料流量が増大する場合、単純なオリフィスは燃料の平坦な噴出をもたらし、それが燃料霧化を阻止する。また、燃料を渦流にせずまた回転も与えない単純なオリフィスが使用される場合、結果としての噴霧パターンは、中実円錐体である傾向があり、それは特定の用途に対して一致する場合もあれば一致しない場合もある。
【０００８】
アシスト・エアを使用して燃料を霧化する従来技術による装置の別の例は、図２Ａおよび図２Ｂに示す「エアロ（Airo）」ノズルである。この概念は、加圧燃料および空気の内部混合を使用して燃料を霧化する。内部混合噴霧器により、燃料回路と空気回路との間に相互作用があり得る。たとえば、燃料流量の変化が空気流量に影響を与える可能性があり、または空気圧の増大が燃料噴霧角度を変化させる可能性がある。「エアロ」の概念は、非常に低流量の燃料を霧化するが、燃料回路と空気回路との相互作用があるため、燃料回路および空気回路を適切に調節するためにより複雑な制御が必要である可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、調節が容易でありかつアシスト・エアを使用して燃料を霧化する、オイル・バーナ等のバーナで使用される低流量燃料ノズルが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、特に、反対側にある上流端および下流端を有し、下流端が燃料出口を画定するノズル本体と、ノズル本体の上流端に係合し、かつノズル・アセンブリ用の同心状に配置された空気入口および燃料入口を画定するアダプタ部材と、ノズル本体の下流端を覆って配置される空気キャップと、を有する燃料バーナ用のエア・アシスト式単体スプレー・ノズル・アセンブリに関する。当該ノズル・アセンブリは、燃料回路および第１空気回路を含む。燃料回路は、燃料を燃料ポンプからノズル本体の燃料出口に向けて導く。燃料回路は、アダプタ部材の燃料入口からノズル本体を通って燃料出口まで延在する。第１空気回路は、燃料出口から出る燃料に向けてアシスト・エアを導く。第１空気回路は、アダプタ部材の空気入口から、空気キャップとノズル本体との間に画定された間隙を通って延在し、ノズル本体の燃料出口から放出される燃料と合流する。実施形態によっては、アシスト・エアは、ポンプによって第１空気回路に供給される。
【００１１】
本発明のノズル・アセンブリは、ノズル本体によって画定される内部室内に配置された、アダプタ部材の燃料入口から燃料を受け取り燃料を径方向外側に導く、燃料分配器を含むことが好ましい。また、ノズル・アセンブリが、ノズル本体の内部室内の燃料分配器の下流に配置されたオリフィス・ディスクを利用することができるということも考えられる。かかる構成では、燃料回路は、燃料分配器とオリフィス・ディスクとの間に形成された間隙を通って延在し、回転室で終端する。燃料分配器の下流端に、燃料回路を横断している燃料を渦流にするように適合されかつ構成された複数の溝が形成されていることが好ましい。
【００１２】
好ましい実施形態では、アダプタ部材は複数の流れポートを含み、それらは、空気入口と流体連通し、かつアダプタ部材の外側にノズル・アセンブリの中心軸に対して角度をなして延在する。さらに、ノズル本体は複数の流れポートを含むことができ、それらは、アダプタ部材の対応する流れポートと流体連通し、アシスト・エアを空気キャップとノズル本体との間に画定された間隙に導く、ということが考えられる。
【００１３】
さらに、ノズル本体の下流面は、空気キャップとノズル本体との間に画定された間隙を通過するアシスト・エアに対し渦流運動を与える手段を含むことができる、ということが考えられる。
【００１４】
本発明の実施形態によっては、ノズル・アセンブリは、アダプタ部材に係合する第１管部材および第２管部材を含むことも可能である。第１管部材は、アダプタ部材の空気入口に補助的なアシスト・エアを供給するように適合され、第２管部材は、第１管部材内に配置され、アダプタ部材の燃料入口に燃料を供給するように適合されかつ構成される、ということが考えられる。
【００１５】
本発明のノズル・アセンブリは、空気キャップを覆って配置される空気側板を有することができ、それにより空気側板と空気キャップとの間に第２空気回路が画定されるということが考えられる。好ましい実施形態では、システム空気またはファン空気が第２空気回路に供給される。
【００１６】
ノズル・アセンブリが、５段階の燃料流調節ターン・ダウン比に適応することができることが好ましい。ノズル・アセンブリが、０．３７８リットル（０．１ガロン）／時間〜１．８９リットル（０．５ガロン）／時間の間の燃料流調節に対して適合され、かつ構成されることが好ましい。
【００１７】
本発明は、また、特に、細長いノズル本体、オリフィス・ディスク、燃料分配器、アダプタ部材および空気キャップを有するエア・アシスト式スプレー・ノズル・アセンブリに関する。
【００１８】
細長いノズル本体は、軸方向に反対側にある上流端と下流端との間に延在する周囲壁を有する。さらに、ノズル本体は、スプレー・ノズル・アセンブリ用の内部室を画定し、その周囲壁に、内部室から径方向外側に延在する複数の空気通路が形成されている。
【００１９】
オリフィス・ディスクは、ノズル本体の内部室内にその下流端に隣接して配置される。燃料オリフィスが、オリフィス・ディスクの上流側からオリフィス・ディスクの下流側まで延在する。
【００２０】
燃料分配器は、ノズル本体の内部室内に配置され、オリフィス・ディスクに隣接し、かつオリフィス・ディスクの上流に配置される。燃料分配器は、その上流端から複数の径方向に向けられた出口ポートまで軸方向に延在する燃料通路を画定する。実施形態によっては、燃料回路が、燃料分配器とオリフィス・ディスクとの間に形成された間隙を通って延在することが考えられる。燃料分配器の下流端に、燃料を渦流にするように適合されかつ構成される複数の溝が形成されていることが好ましい。実施形態によっては、この溝は、分配器の中心軸を通る平面からわずかにずれた平面に形成される。別の実施形態では、この溝を、渦流生成羽根に類似する弓形に形成してもよい。
【００２１】
アダプタ部材は、内部室内にオリフィス・ディスクおよび燃料分配器を保持するようにノズル本体の上流端に取り外し可能に固定される。アダプタ部材は、スプレー・ノズル用の燃料入口通路およびアシスト・エア入口通路を画定する。燃料入口通路は、アダプタ部材を通して軸方向に延在し、分配器の燃料通路と接続する。空気入口通路は、アダプタの上流端から、スプレー・ノズルの軸に対して角度をなして形成されかつアダプタ部材の周囲を出る複数の流れポートまで延在する。
【００２２】
空気キャップは、ノズル本体の下流端を覆って配置され、アダプタ部材の空気入口通路から受け取られるアシスト・エアをオリフィス・ディスクの燃料オリフィスに導き、そこでアシスト・エアは燃料と合流する。好ましい構成では、アシスト・エアは、補助ポンプによってアダプタ部材の空気入口通路に供給される。
【００２３】
ノズル本体の下流面が、空気キャップとノズル本体との間に画定される間隙を通過するアシスト・エアに対し渦流運動を与える構造（たとえば羽根要素）を含むことも考えられる。
【００２４】
本発明の実施形態によっては、ノズル・アセンブリは、また、アダプタ部材と係合する第１管部材および第２管部材を含んでもよい。第１管部材は、アダプタ部材の空気入口通路にアシスト・エアを供給するように適合され、第２管部材は、第１管部材内に配置され、アダプタ部材の燃料入口通路に燃料を供給するように適合されかつ構成されることが考えられる。
【００２５】
本発明のノズル・アセンブリは、また、空気キャップを覆って配置される空気側板を有することができ、それにより空気側板と空気キャップとの間に第２空気回路が画定されることが考えられる。第２空気回路に供給される空気は、送風器またはモータ／ファン・アセンブリによって供給されることが好ましい。
【００２６】
本発明の好ましい実施形態では、空気側板を含むノズル・アセンブリは、５段階の燃料流調節ターン・ダウン比に適応することができる。空気側板を含むノズル・アセンブリは、０．３７８リットル（０．１ガロン）／時間〜１．８９リットル（０．５ガロン）／時間の間の燃料流調節に対して適合されかつ構成されることが好ましい。
【００２７】
本発明は、また、特に、アシスト・エアを供給する空気ポンプまたは圧縮機と、システム空気を供給するモータ駆動送風器と、燃料を供給する燃料ポンプと、本発明の教示によって構成されたエア・アシスト式スプレー・ノズルと、を含む、家庭用暖房用のオイル・バーナに関する。
【００２８】
当業者が、本発明のノズルを作成し使用する方法をよりよく理解するように、その実施形態について図面を参照して以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１Ａ】従来技術による燃料を霧化するシステムの立面図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示す従来技術によるシステムで使用されるサイホン・ノズルの立面図（断面で描く）ならびに上流端面図および下流端面図を示す。
【図２Ａ】燃料を霧化する第２の従来技術によるシステムの立面図である。
【図２Ｂ】エアロノズルの立面図（断面で描く）ならびに上流端面図および下流端面図を示す。
【図３】本発明の好ましい実施形態によって構成されたエア・アシスト式燃料ノズルの断面で描いた側立面図である。
【図４】図３のノズルの組立分解斜視図である。
【図５】本発明のエア・アシスト式燃料ノズルの第２実施形態の断面で描いた側立面図である。
【図６】本発明によって構成され、かつ空気管および保炎筒（flame retention sleeve）内に取り付けられているように示されるエア・アシスト式燃料ノズルの断面で描いた側立面図である。
【図７】ブロワ駆動モータ、燃料ポンプ、および本発明の教示によって構成されたスプレー・ノズル・アセンブリを有するバーナ・システムの立面図である。
【００３０】
本発明のこれらおよび他の実施態様は、図面とともに本発明の好ましい実施形態の以下の詳細な説明から当業者にはより容易に明らかとなる。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下の説明では、本発明が関連する技術において一般的であるように、図３において参照文字ＵおよびＤによって識別するように、「上流」という用語は、エア・アシスト式ノズルに関して燃料および空気入口／供給源に面する方向を指すものとし、「下流」という用語は、エア・アシスト式ノズルに関する燃料および空気出口に面する方向を指すものとする。
【００３２】
ここで、同様の参照数字が本発明のノズルの同様の特徴を識別する図面を参照すると、図３および図４に、本発明の好ましい実施形態によって構成され、かつ概して参照数字１０によって示す、エア・アシスト式燃料ノズルが示されている。ノズル１０は、反対側にある上流端２２および下流端２４をそれぞれ有するノズル本体２０を含む。ノズル本体２０は、また、ノズルの下流端２４に関連する開口２６で終端する内部室２５も画定する。
【００３３】
アダプタ部材３０がノズル本体２０の上流端２２に係合し、ノズル本体２０に形成された対応する雌ねじ２７と係合する一続きの雄ねじ３２を含む。流体および空気漏れを防止するために、一対のＯ−リング３３、３５を使用してアダプタ部材３０とノズル本体２０との間の接続が封止されている。当業者は、本明細書の発明の実施態様から逸脱することなく、アダプタ部材３０をノズル本体２０に取り外し可能に固定するために種々の接続を使用することができる、ということを容易に理解するであろう。
【００３４】
アダプタ部材３０は、また、複数の流れポート３６も含み、それらは、空気入口３８と流体連通し、ノズル１０の中心軸１２に対して角度をなして延在している。ノズル本体２０は複数の円周方向に隔置された流れポート２９を含み、それらはアダプタ部材３０の対応する流れポート３６と流体連通している。
【００３５】
ノズル本体２０の下流端２４には、空気キャップ４０が配置されている。空気キャップ４０は外周壁４４を有し、その内径は、ノズル本体２０の上流端２２の一部を覆って挿入される寸法になっている。空気キャップ４０は、また、ノズル本体２０の下流端２４を封入する内側に突出する円錐台形（frustoconical）面４６も含む。
【００３６】
ノズル本体２０の内部室２５内に、燃料分配器５０およびオリフィス・ディスク６０が配置されている。燃料分配器５０は、ノズル１０の燃料入口から燃料を受け取り、その燃料を複数の出口ポート５４を通して径方向外側に導く。
【００３７】
アダプタ部材３０の上流端に、第１管部材７０および第２管部材８０が係合している。後により詳細に説明するように、第１管部材７０は補助的なアシスト・エアを受け取り、そのアシスト・エアをアダプタ部材３０の空気入口３８に供給する。第２管部材８０は、第１管部材７０内に同軸状に配置されており、燃料ポンプから燃料を受け取りその燃料をアダプタ部材３０に導くように適合されかつ構成されている。
【００３８】
組み立てられたノズル１０は、燃料回路および第１空気回路を画定する。動作時、ノズル・アセンブリの第２管部材８０は、燃料源に流体接続される。第２管部材８０または燃料供給管は、燃料を受け取り、それを分配器５０に形成されている入口ポート５６に軸方向に導く。分配器５０は、燃料を径方向外側に流れポート５４を通って内部室２５内に形成されている空隙空間内に向け直す。分配器５０の下流面には、一続きの流路５８が形成されており、これによって、燃料が分配器５０とオリフィス・ディスク６０との間を通って回転室８０内に進むことができる。図４に示すように、流路５８は、分配器の中心軸を通って延在する平面から僅かにずれた平面に形成されている。この流路５８のずれた構成により、燃料は回転室８０に入る時に渦状になる。分配器５０を上流方向から見ると、流路５８は、燃料が右回り方向に回転するように形成されている。そして、渦状になった燃料は、オリフィス・ディスク６０に形成されている出口オリフィス６５を通って混合室８５内に進み、そこでアシスト・エアと合流する。
【００３９】
第１管部材７０（空気供給管）は、たとえば補助ポンプからアシスト・エアを受け取り、それをアダプタ部材３０の空気入口３８に向けて導く。そして、アシスト・エアは、アダプタ部材３０の流れポート３６とノズル本体２０の流れポート２９とを通るように進む。ノズル本体２０の下流端２４には、複数の羽根要素８８によって画定される複数の流路８６が形成されている。アシスト・エアは、間隙４２内から、空気に対して渦流運動を与える流路８６を流れ、その後、その渦流する空気は混合室８５でオリフィス６５を出る流体と合流する。図４に示す実施形態では、ノズル本体２０を上流方向から見ると、流路８６は、アシスト・エアに右方向回転を与えるように形成されており、これにより空気および燃料が同時に回転する。
【００４０】
家庭用暖房用途では、補助的なアシスト・エアは、モータおよびファンを含む送風器アセンブリによって供給されるシステム空気の圧力に比べて比較的高いと考えられる圧力で、第１空気回路および空気供給管に供給される。たとえば、開示しているノズルは、テスト中、補助ポンプが０．１４ｋｇ／ｃｍ2（２ｐｓｉｇ）〜０．２８ｋｇ／ｃｍ2（４ｐｓｉｇ）の間でアシスト・エアを供給し、送風器アセンブリが１２．７ｃｍ（５インチ）〜２５．４ｃｍ（１０インチ）の間の水デルタ圧力（０．０１２７ｋｇ／ｃｍ2（０．１８０５ｐｓｉｇ）〜０．０２５４ｋｇ／ｃｍ2（０．３６１０ｐｓｉｇ））でノズルにシステム空気を供給した場合に、十分に機能した。
【００４１】
ノズル１０は、特に低燃料流量を必要とする家庭用暖房の用途で使用されるように適合されている。たとえば、小型の家または小規模事務所では、燃料を極めて低い流量（すなわち、１．８９リットル（０．５ガロン）／時間未満）で供給することが望ましい。従来、閉塞なしに１．８９Ｌ／ｈ（０．５ＧＰＨ）未満で流量をサポートすることができる燃料ノズルを供給することができなかったため、かかる低流量は達成可能でなかった。
【００４２】
ノズル１０は、５段階の燃料流調節ターン・ダウン比に適応することができ、０．３７８リットル（０．１ガロン）／時間〜１．８９リットル（０．５ガロン）／時間の間で燃料流を調節するように適合され、かつ構成されている。０．３６７Ｌ／ｈ（０．１ＧＰＨ）等、非常に低い流量では、分配器は効果的でなく、燃料は非常にわずかな運動量でオリフィス６５を出る。エア・アシスト回路は、燃料が出る時に捕捉し、所望の円錐形噴霧を形成する。より高い燃料流量（たとえば１．８９Ｌ／ｈ（０．５ＧＰＨ））では、分配器は渦流運動を与え、それにより燃料はオリフィス６５を出る際に円錐形噴霧または玉ねぎ形状になるように広がる。燃料噴霧は再びアシスト・エアと合流し、所望の円錐形噴霧を形成する。角度付き流路５８を備えた分配器５０を使用することにより、燃料に渦流運動が与えられ、平面オリフィスの狭い噴霧角度が回避される。
【００４３】
アシスト・エア回路は、燃料出口オリフィスの外側に同心状に配置されている。混合プロセスのためか、または燃焼のために追加の空気が必要である場合、エア・アシスト回路の外側に追加のスワーラを同心状に追加することができる。図５は、かかるノズルをいかに構成することができるかの一例を示す。そこに示すように、側板９０または空気スワーラが、空気キャップ４０およびノズル本体２０の下流端を覆って配置されている。側板９０は複数の羽根要素９２を含み、それらは、側板９０に向けて導かれたファン空気またはシステム空気に渦流運動を与える。これら羽根要素を、システムの動作パラメータに応じて、アシスト・エアおよび燃料に対してシステム空気を逆回転させるか、または空気を同時回転させるように構成することができる。追加のシステム空気は、混合室８５を出ている円錐形燃料／空気噴霧と合流し、さらに噴霧を形成するのに役立つ。
【００４４】
ここで図６を参照すると、これは、ＮＸ管アセンブリ１００内に取り付けられている外部側板９０を備えたノズル１０を示す。ノズル１０は、支持具１１２を用いて管アセンブリ１００内に保持されている保炎筒１１０に取り付けられている。保炎筒１１０は、追加の空気を燃焼領域に導く空気ポート１１４を含む。管アセンブリは空気ゲート１３０を含み、それにより空気が、空気ゲート１３０と保炎筒１１０との間に画定された空間内に入ることができる。参照により開示内容がすべて本明細書に援用される、ターク（Turk）他に対する米国特許第６，３８２，９５９号明細書に詳細に述べられているように、空気ゲート１３０と保炎筒１１０との間の距離を、バーナ・システム内の空気流および圧力を調節するために選択的に調整することができる。最後に、燃料／空気混合物を点火するために点火アセンブリ１２０も設けられている。
【００４５】
燃料およびアシスト・エアの混合はノズル本体の外部で発生するため、燃料とエア・アシスト回路との間にフィードバックはほとんどない。この結果、燃料を、アシスト・エアの流れに影響を与えないように調節することができ、この逆も可能である。実験を通して、ノズル１０は、０．３８Ｌ／ｈ（０．１ＧＰＨ）〜２．２７Ｌ／ｈ（０．６ＧＰＨ）の燃料流量に対してアシスト・エア圧が０．１４０６ｋｇ／ｃｍ2（２ｐｓｉｇ）と０．２８１２ｋｇ／ｃｍ2（４ｐｓｉｇ）との間である時に最適に機能する。
【００４６】
図７は、概して参照数字２００で示している家庭用暖房適用に対するオイル・バーナ・システムの概略表現を示す。システム２００では、燃料ポンプ２２０が燃料タンク２２６から燃料を引き出し、低圧燃料を、フィルタ２２２および合流装置２２４を通してノズル１０の燃料供給管部材８０に供給する。補助ポンプ７１が、ノズル１０の第１管部材７０に比較的高圧の高速アシスト・エアを供給する。燃料およびアシスト・エアは、上述した燃料回路および空気回路を通ってノズル１０を横断する。著しく低流量の用途（たとえば、１．８９Ｌ／ｈ（０．５ＧＰＨ）未満の燃料流）では、燃料は非常に低い運動量で排出オリフィスを出て、そこでアシスト・エアと合流する。アシスト・エアは、燃料を捕捉し、細かく霧化した燃料の所望の円錐形噴霧を形成する。混合プロセス、燃焼または形成のために追加の空気が必要である場合、上述したように、モータ駆動ブロワ２１０がノズル１０にシステム空気を供給する。
【００４７】
本発明を、その特定の実施形態に関して説明したが、それにより構成または設計の詳細に対しいかなる限定も意図されておらず、本発明は、本明細書で開示するいかなる新規の特徴または特徴の新規の組合せをも企図し包含する、ということが理解されよう。
【符号の説明】
【００４８】
Ｕ  上流
Ｄ  下流
１０  ノズル
１２  中心軸
２０  ノズル本体
２２  上流端
２４  下流端
２５  内部室
２６  開口
２７  雌ねじ
２９  流れポート
３０  アダプタ部材
３２  雄ねじ
３３  Ｏ−リング
３５  Ｏ−リング
３６  流れポート
３８  空気入口
４０  空気キャップ
４２  間隙
４４  外周壁
４６  円錐台形面
５０  燃料分配器
５４  出口ポート
５６  入口ポート
５８  流路
６０  オリフィス・ディスク
６５  出口オリフィス
７０  第１管部材
７１  補助ポンプ
８０  第２管部材
８０  回転室
８５  混合室
８６  流路
８８  羽根要素
９０  側板
９２  羽根要素
１００  ＮＸ管アセンブリ
１１０  保炎筒
１１２  支持具
１１４  空気ポート
１２０  点火アセンブリ
１３０  空気ゲート
２００  オイル・バーナ・システム
２１０  モータ駆動送風器
２２０  燃料ポンプ
２２２  フィルタ
２２４  合流装置
２２６  燃料タンク
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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【図７】
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