JP3062579B2 - Mass transport device and reaction promoting device using longitudinal vortex - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、第１物質と第２物質と
を効率よく混合しまたは反応させるのに好適な縦渦を用
いた物質輸送装置および反応促進装置さらにスクラムジ
ェットエンジンに関する。 The present invention relates to relates to the first material and the second material efficiently mixed or material transport apparatus and a reaction promoting device further scramjet engine using suitable longitudinal vortexes to react.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、高速領域での燃料と酸化剤の混合
手段としては、物体の表面を物理的に加工して強制的に
剥離渦を作り、その後流中にみられる混合層を利用する
方法があった。例えば、升谷他４名による「スクラムジ
ェット−マッハ４〜２５を目指して−、日本航空宇宙学
会誌、第３５巻第４００号」に記載されているように、
ケルビン−ヘルムホルツ型不安定渦の結果発生する混合
層を利用する方法があった。2. Description of the Related Art Conventionally, as a means for mixing a fuel and an oxidizing agent in a high-speed region, a surface of an object is physically worked to forcibly form a separation vortex, and a mixed layer found in a subsequent flow is used. There was a way. For example, as described in "Scramjet-Aiming for Mach 4 to 25-by Masuya and four others, Journal of the Japan Society for Aeronautics and Astronautics, Vol. 35, No. 400,"
There has been a method using a mixed layer generated as a result of Kelvin-Helmholtz type unstable vortex .

【０００３】図１２は、従来技術によるスクラムジェッ
トエンジンの燃料混合法を示している。１は酸化剤を含
む流れが供給される方向、３は燃料噴出ストラットとな
る混合器本体、５は燃料噴出口、８は燃料の流出方向、
１０はチャンバ、１５はケルビン−ヘルムホルツ型不安
定渦である。以上の構成によると、酸化剤を含む流れが
図の矢印１の方向から供給されると同時に、図の紙面垂
直方向に設置されチャンバ１０に接続された燃料供給管
(図示せず)を通して供給された燃料は、混合器本体３の
内部に設けられた中空状のチャンバ１０内に流れ込み、
このチャンバ１０と外気とが連通している燃料噴出口５
から酸化剤を含む気流中に噴出されることによって、そ
の下流にケルビン−ヘルムホルツ型不安定渦１５が形成
される。この渦１５の巻き込み運動によって燃料と酸化
剤を含む気流が混合される。FIG. 12 shows a fuel mixing method for a scramjet engine according to the prior art. 1 is a direction in which a flow containing an oxidant is supplied, 3 is a mixer body serving as a fuel injection strut , 5 is a fuel injection port , 8 is a fuel outflow direction,
10 is a chamber, 15 is a Kelvin-Helmholtz type unstable vortex. According to the above configuration, at the same time as the flow containing the oxidizing agent is supplied from the direction of arrow 1 in the figure, the fuel supply pipe installed in the direction perpendicular to the plane of the drawing and connected to the chamber 10 is connected.
Fuel (not shown) flows into a hollow chamber 10 provided inside the mixer body 3,
Fuel outlet 5 in which the chamber 10 communicates with the outside air
The Kelvin-Helmholtz type unstable vortex 15 is formed downstream of the vortex by jetting into the air flow containing the oxidizing agent. The entrainment movement of the vortex 15 mixes the airflow containing the fuel and the oxidant.

【０００４】この他に、河合他５名による「超音速燃焼
器における空力混合の基礎研究、第１８回ガスタービン
定期講演会講演論文集」に記載されているように、壁面
上から燃料を音速ジェットで噴出させることにより生成
されるせん断層中で酸化剤と混合させる方法がある。[0004] In addition, as described in "Basic Research on Aerodynamic Mixing in Supersonic Combustors, Proceedings of the 18th Gas Turbine Regular Lectures" by Kawai et al. There is a method of mixing with an oxidizing agent in a shear layer generated by jetting with a jet.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、二流体間の速度差に基づくせん断力を利用して渦を
発生させ、燃料と酸化剤を混合するようにしていた。そ
のため、発生する渦により混合されるが、混合状態が乱
流混合であるため気流の乱れ強さが増加してしまい、燃
焼器に適用した場合、火炎を安定して保持することが困
難になる。In the above prior art, a vortex is generated by utilizing a shearing force based on a speed difference between two fluids to mix a fuel and an oxidant. For this reason, mixing is caused by the generated vortex. However, since the mixing state is turbulent mixing, the turbulence intensity of the airflow increases, and when applied to a combustor, it becomes difficult to hold the flame stably. .

【０００６】この渦構造を作る過程で大きなエネルギ損
失が生じ、摩擦抵抗並びに圧力抵抗が増加し、燃焼器全
体の効率が低下する。さらに、超音速空気流に対して燃
料を平行に噴出する場合、上述のように速度差により渦
が発生するが、超音速流中でのせん断層の発達が小さい
ため、十分には混合されない。一方、燃料を垂直に噴出
する場合では、流れの干渉によって衝撃波が発生するの
で抵抗が増大し、かつ流れ場を大きく乱し、燃焼器の性
能を著しく低下させる。In the process of forming the vortex structure, a large energy loss occurs, the frictional resistance and the pressure resistance increase, and the efficiency of the entire combustor decreases. Furthermore, when fuel is injected in parallel to the supersonic airflow, vortices are generated due to the velocity difference as described above, but the development of the shear layer in the supersonic flow is small.
Therefore, they are not sufficiently mixed. Meanwhile, fuel is injected vertically
In this case, the shock wave is generated by the interference of the flow, so that the resistance increases, and the flow field is greatly disturbed, so that the performance of the combustor is significantly reduced.

【０００７】本発明の目的は、境界層の流れ場自身が有
している性質を利用することによって、燃料と酸化剤を
効率よく混合でき、かつ構造が簡単な縦渦を用いた物質
輸送装置および反応促進装置さらにスクラムジェットエ
ンジンを提供することである。 An object of the present invention is to utilize a property of the flow field itself of the boundary layer to efficiently mix a fuel and an oxidant, and to use a material transport device using a vertical vortex whose structure is simple. And a scramjet engine .

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、第１物質を含む気流中に設けられ境界層
に縦渦を発生させる縦渦発生手段と、この縦渦発生手段
により発生した縦渦領域に第１物質と混合して輸送され
る第２物質を供給する物質供給手段とを備え、前記縦渦
発生手段が、翼形状体であって、その前縁を気流の上流
側にかつ後縁を下流側に位置させるとともに前縁の長手
方向を気流方向と直交する方向に対して傾斜させて設け
られ、前記第２物質を供給する物質供給手段が、縦渦発
生手段本体の内部に設けられた中空状のチャンバと、こ
のチャンバ内に第２物質を導入する導入管と、このチャ
ンバ内の第２物質と気流とが接触するように縦渦発生手
段本体表面に気流方向とほぼ平行に形成されたスリット
とを備える縦渦を用いた物質輸送装置を提案する。 The present invention achieves the above object.
A boundary layer provided in an air stream containing the first substance to form
Comprising a longitudinal vortex generating means for generating longitudinal vortices, and material supply means for supplying a second material that is transported by mixing a first material longitudinal vortices region generated by the vertical vortexes generating means, said longitudinal vortex
The generating means is a wing-shaped body, and its leading edge is located upstream of the airflow.
Side and the trailing edge on the downstream side and the length of the leading edge
The direction is inclined with respect to the direction perpendicular to the airflow direction.
Wherein the substance supply means for supplying the second substance comprises a vertical vortex
A hollow chamber provided inside the raw means main body;
An introduction pipe for introducing the second substance into the chamber of
Vertical vortex generator so that the second substance in the chamber contacts the airflow.
A slit formed on the surface of the step body almost parallel to the airflow direction
Suggest mass transport apparatus using the longitudinal vortex with and.

【０００９】本発明は、また、第１物質を含む気流中に
設けられ境界層に縦渦を発生させる縦渦発生手段と、こ
の縦渦発生手段により発生した縦渦領域に第１物質と混
合して輸送される第２物質を供給する物質供給手段とを
備え、前記縦渦発生手段が、円柱形状体であって、その
軸方向を気流方向と直交する方向に対して傾斜させて設
けられ、前記第２物質を供給する物質供給手段が、縦渦
発生手段本体の内部に設けられた中空状のチャンバと、
このチャンバ内に第２物質を導入する導入管と、このチ
ャンバ内の第２物質と気流とが接触するように縦渦発生
手段本体表面に気流方向とほぼ平行に形成されたスリッ
トとを備える縦渦を用いた物質輸送装置を提案する。 [0009] The present invention also relates to a method for producing an air stream containing a first substance.
A vertical vortex generating means for generating a vertical vortex in the boundary layer;
Mixed with the first substance in the vertical vortex region generated by the vertical vortex generating means
Substance supply means for supplying the second substance transported together.
The vertical vortex generating means is a cylindrical body,
The axial direction is inclined with respect to the direction orthogonal to the airflow direction.
And the substance supply means for supplying the second substance is a vertical vortex.
A hollow chamber provided inside the generating means main body,
An introduction pipe for introducing a second substance into the chamber;
A longitudinal vortex is generated so that the second substance in the chamber and the air flow come into contact.
A slit formed almost parallel to the airflow direction on the main body surface
Suggest mass transport apparatus using the longitudinal vortex and a and.

【００１０】本発明は、さらに、第１物質を含む気流中
に設けられ境界層に縦渦を発生させる縦渦発生手段と、
この縦渦発生手段により発生した縦渦領域に第１物質と
混合して輸送される第２物質を供給する物質供給手段と
を備え、前記縦渦発生手段が、翼形状であってその前縁
を気流の上流側にかつ後縁を下流側に位置させるとと も
に前縁の長手方向を気流方向と直交する方向に対して傾
斜させて設けた圧力印加体と、この圧力印加体と接近し
て略平行に配設され当該圧力印加体から圧力を印加され
てその表面に縦渦を発生する平板とからなり、前記第２
物質を供給する物質供給手段が、縦渦発生手段本体の内
部に設けられた中空状のチャンバと、このチャンバ内に
第２物質を導入する導入管と、このチャンバ内の第２物
質と気流とが接触するように縦渦発生手段本体表面に気
流方向とほぼ平行に形成されたスリットとを備える縦渦
を用いた物質輸送装置を提案する。 [0010] The present invention further relates to a method for producing an air stream containing a first substance.
A vertical vortex generating means provided in the boundary layer to generate a vertical vortex in the boundary layer;
The first material is added to the vertical vortex region generated by the vertical vortex generating means.
Substance supply means for supplying a second substance that is mixed and transported;
Wherein the longitudinal vortex generating means has a wing shape and a leading edge thereof.
When a is positioned on the downstream side and the trailing edge on the upstream side of the air flow and also
The longitudinal direction of the leading edge to the direction perpendicular to the airflow direction.
A pressure applying body provided at an angle and approaching the pressure applying body
The pressure is applied from the pressure applying body
And a flat plate that generates a vertical vortex on the surface thereof,
The substance supply means for supplying the substance is inside the longitudinal vortex generating means main body.
And a hollow chamber provided in the
An introduction pipe for introducing a second substance, and a second substance in the chamber.
Air is applied to the surface of the vertical vortex generator so that the air quality
A mass transport device using a longitudinal vortex with a slit formed substantially parallel to the flow direction is proposed.

【００１１】本発明は、また、第１物質を含む気流中に
設けられ境界層に縦渦を発生させる縦渦発生手段と、こ
の縦渦発生手段により発生した縦渦領域に第１物質と混
合して輸送される第２物質を供給する物質供給手段とを
備え、前記縦渦発生手段が、気流方向に凹面形状である
一対の凹面板をその凹面側を向き合わせて気流方向に対
して対称になるように配置するとともに、両凹面板の先
端縁の長手方向を気流方向と直交する方向に対して傾斜
させて設けられ、前記第２物質を供給する物質供給手段
が、縦渦発生手段本体の内部に設けられた中空状のチャ
ンバと、このチャンバ内に第２物質を導入する導入管
と、このチャンバ内の第２物質と気流とが接触するよう
に縦渦発生手段本体表面に気流方向とほぼ平行に形成さ
れたスリットとを備える縦渦を用いた物質輸送装置を提
案する。 [0011] The present invention also relates to a method for producing an air stream containing a first substance.
A vertical vortex generating means for generating a vertical vortex in the boundary layer;
Mixed with the first substance in the vertical vortex region generated by the vertical vortex generating means
Substance supply means for supplying the second substance transported together.
Wherein the longitudinal vortex generating means has a concave shape in the airflow direction.
A pair of concave plates face each other with their concave sides facing each other in the airflow direction.
And symmetrically arranged, and the tip of the biconcave plate
The longitudinal direction of the edge is inclined with respect to the direction perpendicular to the airflow direction
Material supply means provided to supply the second substance
Is a hollow chamber provided inside the longitudinal vortex generating means main body.
And a supply pipe for introducing a second substance into the chamber.
So that the second substance in the chamber comes into contact with the airflow.
Formed on the surface of the vertical vortex generating means almost parallel to the airflow direction.
The Hisage mass transport apparatus using the longitudinal vortex and a slit
Plan.

【００１２】本発明は、さらに、第１物質を含む気流中
に設けられ境界層に縦渦を発生させる縦渦発生手段と、
この縦渦発生手段により発生した縦渦領域に第１物質と
混合して輸送される第２物質を供給する物質供給手段と
を備え、前記縦渦発生手段が、気流方向に凸面形状であ
る一対の凸面板をその凸面側を向き合わせて気流方向に
対して対称になるように配置するとともに、両凸面板の
先端縁の長手方向を気流方向と直交する方向に対して傾
斜させて設けられ、前記第２物質を供給する物質供給手
段が、縦渦発生手段本体の内部に設けられた中空状のチ
ャンバと、このチャンバ内に第２物質を導入する導入管
と、このチャンバ内の第２物質と気流とが接触するよう
に縦渦発生手段本体表面に気流方向とほぼ平行に形成さ
れたスリットとを備える縦渦を用いた物質輸送装置を提
案する。 [0012] The present invention further relates to an airflow containing a first substance.
A vertical vortex generating means provided in the boundary layer to generate a vertical vortex in the boundary layer;
The first material is added to the vertical vortex region generated by the vertical vortex generating means.
Substance supply means for supplying a second substance that is mixed and transported;
Wherein the longitudinal vortex generating means has a convex shape in the airflow direction.
With the convex sides facing each other in the airflow direction.
To be symmetrical with respect to
Tilt the longitudinal direction of the leading edge to the direction perpendicular to the airflow direction.
A substance supplier that is provided at an angle and supplies the second substance
The step is a hollow chip provided inside the vertical vortex generating means main body.
Chamber and an inlet tube for introducing a second substance into the chamber
So that the second substance in the chamber comes into contact with the airflow.
Formed on the surface of the vertical vortex generating means almost parallel to the airflow direction.
The Hisage mass transport apparatus using the longitudinal vortex and a slit
Plan.

【００１３】本発明は、酸化剤を含む気流中に燃料を供
給する燃料供給手段と、供給された燃料と酸化剤とを混
合する混合手段とを備え、混合された燃料を燃焼させる
スクラムジェットエンジンにおいて、前記混合手段が、
いずれかの縦渦発生手段であり、燃焼供給手段が、前記
縦渦発生手段と対応する物質供給手段であるスクラムジ
ェットエンジンを提案する。 According to the present invention, a fuel is supplied to an air stream containing an oxidizing agent.
Fuel supply means to supply the fuel and the oxidizer.
And mixing means for combusting the mixed fuel.
In the scramjet engine, the mixing means includes:
Any longitudinal vortex generating means, wherein the combustion supply means is
Scramge as material supply means corresponding to longitudinal vortex generating means
We propose a jet engine.

【００１４】本発明は、上記目的を達成するために、第
１物質を含む気流中に設けられ境界層に縦渦を発生させ
る縦渦発生手段と、この縦渦発生手段により発生した縦
渦領域に第１物質と反応する第２物質を供給する物質供
給手段とを備え、前記縦渦発生手段が、翼形状体であっ
て、その前縁を気流の上流側にかつ後縁を下流側に位置
させるとともに、前縁の長手方向を気流方向と直交する
方向に対して傾斜させて設けられ、前記第２物質を供給
する物質供給手段が、縦渦発生手段本体の内部に設けら
れた中空状のチャンバと、このチャンバ内に第２物質を
導入する導入管と、このチャンバ内の第２物質と気流と
が接触するように縦渦発生手段本体表面に気流方向とほ
ぼ平行に形成されたスリットとを備える縦渦を用いた反
応促進装置を提案する。 According to the present invention, in order to achieve the above object , a vertical vortex is generated in a boundary layer provided in an airflow containing a first substance.
A vertical vortex generating means that, a material supply means for supplying a second material which reacts with the first substance in the longitudinal vortices region generated by the vertical vortexes generating means, said longitudinal vortex generating means, there by wing-shaped body
With its leading edge upstream of the airflow and its trailing edge downstream.
And the longitudinal direction of the leading edge is orthogonal to the airflow direction
The second substance is supplied while being inclined with respect to a direction.
Material supply means is provided inside the longitudinal vortex generation means main body.
Hollow chamber and a second substance in the chamber.
The introduction pipe to be introduced, the second substance and the airflow in this chamber.
The airflow direction and the airflow direction should be
A reaction accelerating device using a vertical vortex having a slit formed in a substantially parallel manner is proposed.

【００１５】本発明は、また、第１物質を含む気流中に
設けられ境界層に縦渦を発生させる縦渦発生手段と、こ
の縦渦発生手段により発生した縦渦領域に第１物質と反
応する第２物質を供給する物質供給手段とを備え、前記
縦渦発生手段が、円柱形状体であって、その軸方向を気
流方向と直交する方向に対して傾斜させて設けられ、前
記第２物質を供給する物質供給手段が、縦渦発生手段本
体の内部に設けられた中空状のチャンバと、このチャン
バ内に第２物質を導入する導入管と、このチャンバ内の
第２物質と気流とが接触するように縦渦発生手段本体表
面に気流方向とほぼ平行に形成されたスリットとを備え
る縦渦を用いた反応促進装置を提案する。 [0015] The present invention also relates to a method for producing an air stream containing a first substance.
A vertical vortex generating means for generating a vertical vortex in the boundary layer;
The first substance reacts with the vertical vortex region generated by the vertical vortex generating means.
Substance supply means for supplying a corresponding second substance,
The vertical vortex generating means is a cylindrical body, and its axial direction is
Installed at an angle to the direction perpendicular to the flow direction,
The substance supply means for supplying the second substance is a longitudinal vortex generating means.
A hollow chamber inside the body and this chamber
An introduction pipe for introducing the second substance into the chamber,
A longitudinal vortex generating means main body table so that the second substance and the air flow are in contact with each other.
Surface with a slit formed almost parallel to the airflow direction
Suggest reaction promoting device using that vertical vortex.

【００１６】本発明は、さらに、第１物質を含む気流中
に設けられ境界層に縦渦を発生させ る縦渦発生手段と、
この縦渦発生手段により発生した縦渦領域に第１物質と
反応する第２物質を供給する物質供給手段とを備え、前
記縦渦発生手段が、翼形状であってその前縁を気流の上
流側にかつ後縁を下流側に位置させるとともに前縁の長
手方向を気流方向と直交する方向に対して傾斜させて設
けた圧力印加体と、この圧力印加体と接近して略平行に
配設され当該圧力印加体から圧力を印加されてその表面
に縦渦を発生する平板とからなり、前記第２物質を供給
する物質供給手段が、縦渦発生手段本体の内部に設けら
れた中空状のチャンバと、このチャンバ内に第２物質を
導入する導入管と、このチャンバ内の第２物質と気流と
が接触するように縦渦発生手段本体表面に気流方向とほ
ぼ平行に形成されたスリットとを備える縦渦を用いた反
応促進装置を提案する。 [0016] The present invention further relates to a method for producing an air stream containing a first substance.
A vertical vortex generating means Ru generate longitudinal vortices to provided the boundary layer,
The first material is added to the vertical vortex region generated by the vertical vortex generating means.
A substance supply means for supplying a second substance to be reacted;
The vertical vortex generating means is wing-shaped and its leading edge is above the airflow.
With the trailing edge located downstream on the flow side and the leading edge length
The hand direction is inclined with respect to the direction perpendicular to the airflow direction.
The pressure applying body is close to and parallel to the pressure applying body.
The pressure is applied from the pressure applying body and the surface is
And a flat plate that generates vertical vortices to supply the second substance
Material supply means is provided inside the longitudinal vortex generation means main body.
Hollow chamber and a second substance in the chamber.
The introduction pipe to be introduced, the second substance and the airflow in this chamber.
The airflow direction and the airflow direction should be
A reaction accelerating device using a vertical vortex having a slit formed in a substantially parallel manner is proposed.

【００１７】本発明は、第１物質を含む気流中に設けら
れ境界層に縦渦を発生させる縦渦発生手段と、この縦渦
発生手段により発生した縦渦領域に第１物質と反応する
第２物質を供給する物質供給手段とを備え、前記縦渦発
生手段が、気流方向に凹面形状である一対の凹面板をそ
の凹面側を向き合わせて気流方向に対して対称になるよ
うに配置するとともに、両凹面板の先端縁の長手方向を
気流方向と直交する方向に対して傾斜させて設けられ、
前記第２物質を供給する物質供給手段が、縦渦発生手段
本体の内部に設けられた中空状のチャンバと、このチャ
ンバ内に第２物質を導入する導入管と、このチャンバ内
の第２物質と気流とが接触するように縦渦発生手段本体
表面に気流方向とほぼ平行に形成されたスリットとを備
える縦渦を用いた反応促進装置を提案する。 According to the present invention, there is provided an electronic device comprising:
Vertical vortex generating means for generating a vertical vortex in the boundary layer, and this vertical vortex
Reacts with the first substance in the vertical vortex region generated by the generating means
Substance supply means for supplying a second substance,
The generating means includes a pair of concave plates having a concave shape in the airflow direction.
Facing the concave side of, it will be symmetric with respect to the airflow direction
And the longitudinal direction of the leading edge of the double concave plate
It is provided to be inclined with respect to the direction perpendicular to the airflow direction,
The substance supply means for supplying the second substance is a longitudinal vortex generating means
A hollow chamber provided inside the main body and this chamber
An introduction tube for introducing the second substance into the chamber,
Longitudinal vortex generating means main body such that the second substance and the air flow come into contact with each other
A slit is formed on the surface almost parallel to the airflow direction.
Suggest reaction promoting device using the obtain longitudinal vortices.

【００１８】本発明は、上記目的を達成するために、第
１物質を含む気流の乱流遷移領域で境界層内に現れ気流
の流れ方向にほぼ沿った軸を持ち同方向に回転する縦渦
を発生させる縦渦発生手段と、縦渦の発生領域に第２物
質を壁面からしみ出させる物質供給手段とを備え、第１
物質と第２物質とを混合して輸送する物質輸送装置を提
案する。 The present invention has been made in order to achieve the above object.
A turbulent transition region of an air flow containing one substance that appears in the boundary layer
Vertical vortex rotating in the same direction with an axis almost along the flow direction
Vertical vortex generating means for generating air, and a second object in a vertical vortex generating area
Material supply means for extruding the substance from the wall surface;
A substance transport device for mixing and transporting a substance and a second substance is provided.
Plan.

【００１９】本発明は、また、第１物質を含む気流中に
第２物質を噴出する物質供給手段と 、気流と第２物質と
が混合した混合気流に、当該混合気流の乱流遷移領域で
境界層内に現れ気流の流れ方向にほぼ沿った軸を持ち同
方向に回転する縦渦を発生させる縦渦発生手段とを備
え、第１物質と第２物質とを混合して輸送する物質輸送
装置を提案する。 [0019] The present invention also relates to a method for producing an air stream containing a first substance.
A substance supply means for ejecting the second substance;
In the turbulent transition region of the mixture
Appears in the boundary layer and has an axis substantially along the flow direction of the airflow.
Vertical vortex generating means for generating a vertical vortex rotating in the direction.
For transporting a mixture of the first substance and the second substance
Suggest a device.

【００２０】本発明は、さらに、第１物質を含む気流の
乱流遷移領域で境界層内に現れ気流の流れ方向にほぼ沿
った軸を持ち同方向に回転する縦渦を発生させる縦渦発
生手段と、縦渦の発生領域に第２物質を壁面からしみ出
させる物質供給手段とを備え、第１物質と第２物質とを
反応させる反応促進装置を提案する。 [0020] The present invention further provides a method for producing an air stream containing a first substance.
Appears in the boundary layer in the turbulent transition region and almost follows the flow direction of the airflow.
Vertical vortex that generates a vertical vortex with the same axis and rotating in the same direction
Extrusion of the second substance from the wall into the generation means and the vertical vortex generation area
Substance supply means for causing the first substance and the second substance to
A reaction promoting device for reacting is proposed.

【００２１】本発明は、第１物質を含む気流中に第２物
質を噴出する物質供給手段と、気流と第２物質とが混合
した混合気流に、当該混合気流の乱流遷移領域で境界層
内に現れ気流の流れ方向にほぼ沿った軸を持ち同方向に
回転する縦渦を発生させる縦渦発生手段とを備え、第１
物質と前記第２物質とを反応させる反応促進装置を提案
する。 According to the present invention, the second substance is contained in an air stream containing the first substance.
Material supply means for ejecting the substance, and the airflow and the second substance are mixed
Boundary layer in the turbulent transition region of the mixture
In the direction of the air flow
A vertical vortex generating means for generating a rotating vertical vortex;
Proposal of a reaction promoting device for reacting a substance with the second substance
I do.

【００２２】[0022]

【作用】 本発明においては、エネルギ損失を抑え、しか
も十分に混合するために、二流体間の速度差により作ら
れるせん断層を利用するのではなく、混合器表面上を流
れる流体の境界層内に現れる縦渦を利用する。上記縦渦
を発生させるための手段として、酸化剤等の第１物質を
含む気流中に翼や円柱等の流線型物体または凹面板を、
その前縁の長手方向を気流方向と直交する方向に対して
傾けて後退角をつけた状態で配置するか、後退翼上の流
れ方向の圧力分布を平板上に印加することによって、こ
れら流線型物体、凹面板、平板の表面上に縦渦が発生す
る。この縦渦の発生領域においては、境界層内の乱れ強
さは層流の場合に比べてほとんど増加しないので、物体
壁面より縦渦領域に燃料等の第２物質がしみ出るように
供給されれば、流れ場自身が有する性質、つまり渦の巻
き込み運動により第１物質と第２物質が混合するため、
混合によるエネルギ損失がほとんど無く、乱れの増加を
抑えつつ両物質を十分に混合できる。 According to the present invention, suppressing energy loss, yet in order to mix thoroughly, two rather than utilizing a shear layer made by the speed difference between the fluids, boundary layer of fluid flowing through the mixer over the surface to use the longitudinal vortices that appear in. As means for generating the longitudinal vortex, a streamlined object such as a wing or a cylinder or a concave plate is placed in an airflow containing a first substance such as an oxidant,
These streamlined objects can be arranged by tilting the longitudinal direction of the leading edge with respect to the direction orthogonal to the airflow direction and placing it at a swept angle, or by applying a pressure distribution in the flow direction on the swept wing to a flat plate. Vertical vortices are generated on the surfaces of concave plates and flat plates. In the region where the vertical vortex is generated, the turbulence intensity in the boundary layer hardly increases compared to the case of the laminar flow. Therefore, the second material such as fuel is supplied to the vertical vortex region from the body wall so as to seep out. For example, the first material and the second material are mixed by the property of the flow field itself, that is, the vortex entrainment,
There is almost no energy loss due to mixing, and both substances can be sufficiently mixed while suppressing an increase in turbulence .

【００２３】酸化剤等の第１物質を含む気流中に翼や円
柱等の流線型物体に後退角をつけて、すなわち気流方向
と直交する方向に対してその前縁を傾斜させて配置する
と、３次元境界層特有の縦渦が、流れ方向にほぼ沿った
軸をもち、同方向に回転する渦として形成される。この
縦渦発生のメカニズムを簡単に説明すると、気流の流れ
によりその流れ方向に生ずる速度場のベクトルと前記流
線型物体を気流中に前記後退角をつけて介在させること
により生ずるそれと異なる方向に変化する圧力場の存在
により発生する。 [0023] with a sweep angle streamlined object such as wings and cylinders in air flow containing a first substance such as an oxidizing agent, that is, arranged to be inclined with its front edge with respect to the direction perpendicular to the air flow direction, 3 Longitudinal vortices peculiar to the dimensional boundary layer are formed as vortices having an axis substantially along the flow direction and rotating in the same direction. The mechanism of the generation of this longitudinal vortex will be briefly described. The vector of the velocity field generated in the flow direction by the flow of the air current changes in a direction different from that generated by interposing the streamlined object in the air flow at the sweepback angle. Existence of pressure field
Caused by

【００２４】境界層内の縦渦の発生から崩壊に至る過程
の説明図を、一部に渦断面構造１９を付記して図１３に
示す。縦渦は、流線型物体の表面１４の翼幅方向に規則
的に並んで発生する。図１３に示すように渦は下流に向
かって次第に成長し、縦渦のみ発生している縦渦領域１
６では、最終的に渦巻の先端は約１.５回転に達する。
その後、縦渦の渦面に位相速度をもつ二次的な渦が発生
する領域１７が現れ、最終的には乱流領域１８を形成す
る。前記領域１６および１７では縦渦が発生しているの
で流体混合に利用できる。なお、流線型物体の後退角、
前後方向と気流方向との傾き角である迎え角および流線
型形状、第１物質を含む気流の速度を適当な値に選択す
れば、縦渦の発生領域は調節できるので、用途に合った
使い方が可能である。FIG. 13 is an explanatory view of the process from the generation to the collapse of the longitudinal vortex in the boundary layer, with the vortex cross-sectional structure 19 being partially added. The longitudinal vortices are generated regularly along the width of the surface 14 of the streamlined object. As shown in FIG. 13, the vortex gradually grows downstream, and the vertical vortex region 1 in which only the vertical vortex is generated.
At 6, the tip of the spiral eventually reaches about 1.5 revolutions.
Thereafter, a region 17 where a secondary vortex having a phase velocity is generated appears on the vortex surface of the vertical vortex, and finally a turbulent flow region 18 is formed. Since vertical vortices are generated in the regions 16 and 17, they can be used for fluid mixing. The sweep angle of the streamlined object,
If the angle of attack and the streamline shape, which are the inclination angle between the front-rear direction and the airflow direction, and the velocity of the airflow containing the first substance are selected to appropriate values, the generation region of the vertical vortex can be adjusted. It can be used according to the purpose.

【００２５】第１物質を含む気流中に後退角をつけた状
態で配置された流線型物体の表面上に、予め設けられた
孔から燃料をしみ出させることにより、上記縦渦領域１
６の渦運動により燃料を取り込みながら境界層内の縦渦
で第１物質と第２物質が効率よく混合される。一方、同
様に第１物質を含む流れに対して斜めに配置された流線
型物体の上流に配置された第２物質の噴出ノズルから第
２物質を噴出することにより、第１物質を含む流れと第
２物質がある程度混合された状態で流線型物体の表面上
に到達し、縦渦の発生範囲で渦運動により両者がさらに
混合促進され十分に混合される。縦渦のような組織構造
は乱流状態より２倍近く混合がよくなる。第１物質と第
２物質とが互いに反応する物質同士であれば、十分な混
合によりその反応が促進される。The longitudinal vortex region 1 is formed by extruding fuel from a hole provided in advance on the surface of a streamlined object arranged at a sweep angle in an airflow containing the first substance.
Longitudinal vortex in the boundary layer while taking in fuel by vortex motion of 6
Thus, the first substance and the second substance are efficiently mixed. On the other hand, by ejecting the second substance from the ejection nozzle of the second substance similarly arranged upstream of the streamlined object obliquely arranged with respect to the flow containing the first substance, the flow containing the first substance and the second substance are ejected. The two substances reach the surface of the streamlined object in a state of being mixed to some extent, and the two are further mixed and promoted to be sufficiently mixed by the vortex motion in the vertical vortex generation range. Tissue structures such as longitudinal vortices are nearly twice as good as turbulent. If the first substance and the second substance react with each other, the reaction is promoted by sufficient mixing.

【００２６】これらの場合、渦運動を利用して混合させ
るが、従来の乱流混合と違う点は、Y. Kohama らによる
「 Humidity Enclosure Process Enhanced by Streamwi
seVortices Developing over the Sea Surface, Proc.
The 2nd KSME-JSME FluidEng. Conf. Vol.2, Korea (19
90), 226.」に記載されているように、図１３の縦渦の
み発生している領域１６では境界層内の乱れ強さがほと
んど増加せずに混合率が増加する(図１４参照)ので、燃
焼器に適用した場合、火炎を安定して保持することが期
待できる。上記縦渦領域１６では乱れ強さがほとんど増
加しないことと、燃焼器の基本形状が抵抗の少ない流線
型形状であるために、抵抗増加を誘発することは少な
い。In these cases, mixing is performed using vortex motion.
However, the difference from conventional turbulent mixing is that the Humidity Enclosure Process Enhanced by Streamwi
seVortices Developing over the Sea Surface, Proc.
The 2nd KSME-JSME FluidEng. Conf.Vol.2, Korea (19
90), 226. ", the mixing ratio increases in the region 16 where only the vertical vortex is generated in FIG. 13 with little increase in the turbulence intensity in the boundary layer (see FIG. 14). Therefore, when applied to a combustor, it can be expected that the flame is stably maintained. Since the turbulence intensity hardly increases in the vertical vortex region 16 and the basic shape of the combustor is a streamlined shape with low resistance, the resistance is unlikely to increase.

【００２７】一方、平板と翼形状の物体とを併用しても
前述したような効果を生じる。平板と、負圧面側を当該
平板に向けた断面形状が翼型の圧力印加体を、当該平板
面から垂直方向に、ある有限な高さを隔てて配置する
と、翼が配置されている側の平板外表面上にも縦渦が発
生する。これは、翼の負圧面側の圧力分布がそのままそ
の真下に配置されている平板の表面上に印加されるの
で、前述の第１物質を含む気流中に単独翼を後退角をつ
けて配置した場合と同様な効果が得られる。平板上の縦
渦の発生から崩壊に至る過程は、前述の説明と同様であ
る。On the other hand, the above-described effects can be obtained even when a flat plate and a wing-shaped object are used together. A flat plate, the cross-sectional shape toward the <br/> flat plate pressure application of the airfoil a suction side, in a vertical direction from the flat plate surface, placing at a certain finite height, wings are arranged Longitudinal vortices also occur on the outer surface of the flat plate on the side where the vortex is formed. This is because the pressure distribution on the negative pressure side of the blade is applied as it is on the surface of the flat plate disposed directly below the blade, so that the single blade is disposed with a swept angle in the airflow containing the first material described above. The same effect as in the case is obtained. The process from the generation of vertical vortices on a flat plate to the collapse is the same as described above.

【００２８】したがって、本手段によっても縦渦のみ発
生している領域を利用して混合できる。すなわち、この
平板上流に配置された噴出ノズルから第２物質を噴出す
るかまたは予め平板の翼側の表面上に設けられた孔から
平板外表面に第２物質をしみ出させることにより、前述
の手段と同様な混合機構で、平板の翼側外表面に発生し
ている境界層内の縦渦で、渦運動により第２物質を取り
込みながら第１物質と第２物質が効率よく混合される。
第１物質を含む気流の方向に対して、平板の真上に配置
された圧力印加体の後退角、迎え角、圧力印加体の流れ
方向の断面形状、第１物質を含む気流の速度を適当な値
に選択すれば、縦渦の発生領域は調節できる。本手段に
よっても、前記手段と同様な効果が得られる。Therefore, also according to this means, mixing can be performed by utilizing the region where only the vertical vortex is generated . That is, by ejecting the second substance from the ejection nozzle arranged upstream of the flat plate, or by extruding the second substance to the outer surface of the flat plate from a hole previously provided on the wing side surface of the flat plate, the above-described means is achieved. With the same mixing mechanism as described above, the first material and the second material are efficiently mixed while taking in the second material by the vortex motion in the vertical vortex in the boundary layer generated on the outer surface on the blade side of the flat plate.
With respect to the direction of the airflow containing the first substance, the receding angle, the angle of attack, the cross-sectional shape of the pressure application body in the flow direction of the pressure application body, and the velocity of the airflow containing the first substance are appropriately set. By selecting an appropriate value, the generation region of the vertical vortex can be adjusted. According to this means, the same effect as the above means can be obtained.

【００２９】[0029]

【実施例】以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明
する。図１は、本発明に係る物質輸送装置である燃料混
合輸送器の実施例を示す図である。図２は、図１のII−
II断面を示す図である。１は第１物質である酸化剤を含
む流れが供給される方向、３は縦渦発生手段となる混合
器本体である。この混合器本体３は図２に示すような対
称翼型の断面形状であり、その前縁の長手方向を予め流
れの方向１に対して傾けて後退角αをつけて設けてあ
る。５は予め縦渦が発生する範囲で渦軸に沿ってあけら
れたスリット状の孔または多孔質状の孔で構成された第
２物質である燃料の噴出口、６は燃料供給管、７は燃料
の流入方向、８は燃料の流出方向、１０はチャンバ、１
１は流路を形成する側壁である。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a view showing an embodiment of a fuel mixing and transporting device which is a substance transporting device according to the present invention . FIG. 2 is a cross-sectional view of FIG.
It is a figure which shows II section. Reference numeral 1 denotes a direction in which a flow containing an oxidant as a first substance is supplied, and reference numeral 3 denotes a mixer body serving as a vertical vortex generating means. The mixer main body 3 has a symmetrical blade-shaped cross-sectional shape as shown in FIG. 2, and is provided such that the longitudinal direction of the leading edge thereof is inclined with respect to the flow direction 1 in advance so as to have a receding angle α. Reference numeral 5 denotes a fuel injection port, which is a second substance composed of a slit-shaped hole or a porous hole formed in advance in a range in which a vertical vortex is generated along a vortex axis, 6 denotes a fuel supply pipe, and 7 denotes a fuel supply pipe. 8 is the fuel inflow direction, 8 is the fuel outflow direction, 10 is the chamber, 1
1 is a side wall forming a flow path.

【００３０】矢印１の方向から供給された酸化剤を含む
気流が、２枚の側壁１１に囲まれた流路内に供給され、
側壁１１に両側から挟まれた混合器本体３が後退角αだ
け傾けて配置されると、混合器本体３の前縁付近から中
央部付近にかけての翼の両側外表面上に縦渦が発生す
る。一方、燃料供給管６を通して矢印７の方向から供給
された燃料は、混合器本体３の内部に設けられた、図２
に示す中空状のチャンバ１０内に流れ込み、このチャン
バ１０と外気が連通しているスリット状の燃料噴出口５
から混合器本体３の両側外表面に噴出することにより、
その表面上に発生している縦渦の渦層内にしみ出る。こ
の結果、酸化剤を含む流れが縦渦の渦運動によって、燃
料噴出口５から渦層内に噴出された燃料を取り込みなが
ら効率よく混合される。そして、十分に混合された燃料
と酸化剤を含む気流が下流に送られる。したがって、燃
焼反応させた場合、流れ場が均一な濃度成分を有してい
るので、ヒートスポット（Heat spot）等が生じにく
く、未燃カーボンやサーマルＮＯx等の大気汚染の主因
となる物質が発生しにくい燃焼器を提供することが可能
となる。An air flow containing an oxidizing agent supplied from the direction of arrow 1 is supplied into a flow path surrounded by two side walls 11,
When the mixer body 3 sandwiched from both sides by the side wall 11 is disposed at an inclination of the receding angle α, longitudinal vortices are generated on the outer surfaces on both sides of the blade from near the leading edge to near the center of the mixer body 3. . On the other hand, the fuel supplied from the direction of arrow 7 through the fuel supply pipe 6 is provided inside the mixer body 3 as shown in FIG.
And a slit-shaped fuel outlet 5 which flows into a hollow chamber 10 shown in FIG.
By jetting on both the outer surface of the mixer body 3,
It oozes into the vortex layer of the vertical vortex that is generated on the surface. As a result, the flow containing the oxidant is efficiently mixed while taking in the fuel jetted from the fuel jet port 5 into the vortex layer by the vortex motion of the vertical vortex. Then, an air stream containing the fuel and the oxidant that are sufficiently mixed is sent downstream. Therefore , when the combustion reaction is performed, since the flow field has a uniform concentration component, heat spots and the like are hardly generated, and substances that are the main causes of air pollution such as unburned carbon and thermal NOx are generated. It becomes possible to provide a combustor which is difficult to perform.

【００３１】本発明は、剥離渦発生のために乱れを誘発
するような特別な物理的な加工を必要としなくても、対
称翼型である混合器本体３を流れに対して角度αだけ傾
けて配置させることにより、流れをあまり乱さずに縦渦
（領域１６）が発生するので、混合によるエネルギ損失
を抑え、図１４に示すように十分に混合できる。したが
って、燃焼器に適用した場合、安定した火炎を得ること
が期待できる。According to the present invention , the mixer body 3 having a symmetrical wing shape can be inclined by an angle α with respect to the flow without requiring any special physical processing to induce turbulence due to generation of a separation vortex. By arranging them vertically, a vertical vortex (region 16) is generated without disturbing the flow much, so that energy loss due to mixing is suppressed and sufficient mixing can be performed as shown in FIG. Therefore, when applied to a combustor, a stable flame can be expected.

【００３２】図１の実施例では、混合器本体３の断面形
状は対称翼型としたが、非対称翼型でも本実施例と同様
な効果が得られる。非対称翼を使用する場合は、翼の負
圧面を利用した方が効果的である。スリット状の燃料噴
出口５を気流方向１と平行ではなく、約７度程度傾けて
縦渦の方向とほぼ一致させると、一層混合効率が向上す
る。翼形状体の前縁から後縁に向かう線と気流方向との
なす角である迎え角を負の約４度程度にすると、縦渦の
発生領域を大きくできる。一方、円柱等の流線型物体を
酸化剤を含む気流中に後退角をつけて配置した場合で
も、本実施例と同様な効果が得られる。側壁１１が無い
場合についても、本実施例と同様な効果が得られる。な
お、後退角αは４５度付近のとき、発生する渦が強く混
合が最もよく促進されるが、要求される仕様に応じて鋭
角となる範囲で適宜選択できる。通常は、４０〜６０度
の範囲が特に効果的である。さらに、冷たい燃料をしみ
出させる場合には、縦渦の渦運動により上記の混合効果
と併せて、混合器の壁面を外側から冷却することが可能
である。本発明に係る構成を用いれば、酸化剤を含む気
流が超音速の場合でも音速以下の場合でも同様な効果が
得られる。In the embodiment shown in FIG. 1, the mixer body 3 has a symmetrical blade shape in cross section. However, the same effect as in this embodiment can be obtained with an asymmetrical blade shape. When using an asymmetric blade, it is more effective to use the suction surface of the blade. If the slit-shaped fuel injection port 5 is not parallel to the airflow direction 1 but is inclined about 7 degrees so as to substantially coincide with the direction of the vertical vortex, the mixing efficiency is further improved. When the angle of attack, which is the angle formed between the line from the leading edge to the trailing edge of the wing-shaped body and the airflow direction, is set to about negative 4 degrees, the longitudinal vortex generation area can be increased. On the other hand, even when a streamlined object such as a cylinder is disposed at a receding angle in an airflow containing an oxidizing agent, the same effect as in the present embodiment can be obtained. Even when there is no side wall 11, the same effect as that of the present embodiment can be obtained. What
When the receding angle α is around 45 degrees, the generated vortex is strong and the mixing is promoted best, but it can be appropriately selected within the range of an acute angle according to the required specifications . Usually, a range of 40 to 60 degrees is particularly effective. Furthermore, when extruding cold fuel, it is possible to cool the wall surface of the mixer from the outside together with the mixing effect by the vortex motion of the vertical vortex. When the configuration according to the present invention is used, the same effect can be obtained regardless of whether the airflow containing the oxidizing agent is supersonic or subsonic.

【００３３】次に本発明に係る他の実施例を図３によっ
て説明する。１は酸化剤を含む流れが供給される方向、
３は混合器本体で、流れの方向に対して後退角βをつけ
て配置してある平板形状の平板混合器である。１３は平
板面の鉛直上方に、ある有限な高さを隔てて配置され、
かつ平板混合器３と同様に流れの方向に対して後退角α
で配置され、断面形状が翼型の圧力印加体である。本実
施例では両後退角αとβを等しくしたが、平板混合器３
の後退角βは零度であってもよい。５は平板混合器３の
表面上に予め縦渦が発生する範囲で渦軸に沿ってあけら
れたスリット状の孔または多孔質状の孔で構成された燃
料噴出口、６は混合器３に燃料を輸送するための燃料供
給管、７は燃料の流入方向、１０はチャンバ、１１は側
壁、１２は上下壁である。Next, another embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. 1 is the direction in which the stream containing the oxidant is supplied,
3 is a mixer body, a flat plate mixer flat plate shape is disposed with a sweep angle β to the direction of flow. 13 is disposed vertically above the flat plate surface at a certain finite height,
And the swept angle α with respect to the direction of the flow as in the case of the flat plate mixer 3.
In is disposed, the cross-sectional shape is a pressure application of the airfoil. In the present embodiment, both the receding angles α and β are equal, but the flat plate mixer 3
May be zero degrees. Numeral 5 denotes a fuel injection port constituted by a slit-shaped hole or a porous hole formed along a vortex axis in a range where a vertical vortex is generated in advance on the surface of the flat plate mixer 3. A fuel supply pipe for transporting fuel, 7 is a fuel inflow direction, 10 is a chamber, 11 is a side wall, and 12 is an upper and lower wall.

【００３４】酸化剤を含む流れがそれぞれ側壁１１と上
下壁１２によって囲まれた流路内に矢印１の方向から供
給され、平板混合器３と圧力印加体１３がある適当な間
隔を保ち、かつ圧力印加体１３が後退角αをつけた状態
で配置されると、翼型等の流線型物体を酸化剤を含む気
流中に単独で後退角αをつけて配置した場合と同様な圧
力分布が平板混合器３の表面上に印加されるので、平板
混合器３の翼側外表面上に縦渦が生成される。ここで、
圧力印加体１３と上下壁１２の間の流路、および混合器
本体３と上下壁１２の間の流路は、上下壁１２上に発達
した境界層が圧力印加体１３および混合器本体３の表面
上に乗らないように除去するために設けられた。一方、
燃料供給管６を通して矢印７の方向から供給された燃料
は、混合器本体３の内部に設けられた中空状のチャンバ
１０内に流れ込み、このチャンバ１０と外気が連通して
いる燃料噴出口５から翼が配置されている側の平板混合
器３の外表面上に燃料を噴出することにより、その表面
上に発生している縦渦の渦層内にしみ出る。この結果、
酸化剤を含む流れが縦渦の渦運動によって、燃料噴出口
５から噴出された燃料を取り込みながら効率よく混合さ
れる。そして、十分に混合された燃料と酸化剤を含む気
流が下流に放出される。したがって、図１の実施例と同
様に、大気汚染の主因となる物質が発生しにくい燃焼器
を提供できる。 A flow containing an oxidizing agent is supplied into the flow path surrounded by the side walls 11 and the upper and lower walls 12 from the direction of the arrow 1, and the flat plate mixer 3 and the pressure applying body 13 are kept at an appropriate distance, and When the pressure applying body 13 is arranged with the sweepback angle α, a pressure distribution similar to that when a streamlined body such as an airfoil is arranged alone with the sweepback angle α in an airflow containing an oxidizing agent has a flat plate shape. Since it is applied on the surface of the mixer 3, a vertical vortex is generated on the outer surface on the blade side of the plate mixer 3. here,
Flow path between the pressure application member 13 and the upper and lower walls 12, and the mixer flow path between the body 3 and the upper and lower walls 12, the boundary layer that developed on the upper and lower walls 12 of the pressure application member 13 and the mixer body 3 It is provided for removal so as not to get on the surface. on the other hand,
The fuel supplied from the direction of arrow 7 through the fuel supply pipe 6 flows into the hollow chamber 10 provided inside the mixer body 3, the chamber 10 and the outside air in communication
By jetting the fuel from the fuel jet port 5 onto the outer surface of the flat plate mixer 3 on the side where the blades are arranged, the fuel oozes into the vortex layer of the vertical vortex generated on the surface. As a result,
The flow containing the oxidant is efficiently mixed while taking in the fuel jetted from the fuel jet port 5 by the vortex motion of the vertical vortex. Then, an airflow containing the fuel and the oxidant that are sufficiently mixed is discharged downstream. Therefore , as in the embodiment of FIG. 1, it is possible to provide a combustor in which a substance causing air pollution is less likely to be generated .

【００３５】本発明の特徴は、構造が簡単な平板形状の
混合器本体３と流れ方向の断面形状が翼型の圧力印加体
１３を組み合わせて用いることによって、平板形状の混
合器本体３の表面上に縦渦を発生させ、燃料混合器に利
用することである。したがって、圧力印加体１３を独立
に設けるのではなく、壁１２自体に翼形状の凸面を直接
設けて形成することもできる。本実施例も、流れをあま
り乱さずに渦が発生するので、混合によるエネルギ損失
を抑え図１４に示すように十分に混合できる。 The features of the present invention, by using the direction of the cross section flows <br/> mixer body 3 of the structure simple flat shape by combining a pressure application member 13 of the airfoil, mixing the plate-shaped < A longitudinal vortex is generated on the surface of the mixer main body 3 and is used for a fuel mixer. Therefore , instead of independently providing the pressure applying body 13, the wing-shaped convex surface can be directly provided on the wall 12 itself. In this embodiment as well, a vortex is generated without disturbing the flow much, so that the energy loss due to mixing is suppressed and sufficient mixing can be achieved as shown in FIG.

【００３６】側壁１１および上下壁１２が無い場合につ
いても、本実施例と同様な効果が得られる。スリット状
の燃料噴出口５を気流方向１と平行ではなく、約７度程
度傾けて縦渦の方向とほぼ一致させると、一層混合効率
が向上する。翼形状体の前縁から後縁に向かう線と気流
方向とのなす角である迎え角を負の約４度程度にする
と、縦渦の発生領域を大きくできる。なお、後退角αは
４５度付近のとき、発生する渦が強く混合が最もよく促
進されるが、要求される仕様に応じて鋭角となる範囲で
適宜選択できる。通常は、４０〜６０度の範囲が特に効
果的である。さらに、冷たい燃料をしみ出させる場合に
は、縦渦の渦運動により上記の混合効果と併せて、混合
器の壁面を外側から冷却することが可能である。本発明
による構成を用いれば、酸化剤を含む気流が超音速の場
合でも音速以下の場合でも同様な効果が得られる。Even when there is no side wall 11 and upper and lower walls 12, the same effect as in this embodiment can be obtained. If the slit-shaped fuel injection port 5 is not parallel to the airflow direction 1 but is inclined about 7 degrees so as to substantially coincide with the direction of the vertical vortex, the mixing efficiency is further improved. When the angle of attack, which is the angle formed between the line from the leading edge to the trailing edge of the wing-shaped body and the airflow direction, is set to about negative 4 degrees, the longitudinal vortex generation area can be increased. Note that when the receding angle α is around 45 degrees, the generated vortex is strong and mixing is promoted best, but it can be appropriately selected within the range of an acute angle according to the required specifications . Usually, a range of 40 to 60 degrees is particularly effective. Furthermore, when extruding cold fuel, it is possible to cool the wall surface of the mixer from the outside together with the mixing effect by the vortex motion of the vertical vortex. With the configuration according to the present invention, the same effect can be obtained regardless of whether the airflow containing the oxidizing agent is supersonic or subsonic.

【００３７】燃料電池の反応面での水素と酸素の活性化
や、イオン交換膜上での流体とイオンとの撹拌等に上記
構成の縦渦領域を利用すればその反応を効率的に促進で
きる。 If the vertical vortex region having the above-mentioned structure is used for activating hydrogen and oxygen on the reaction surface of the fuel cell and stirring fluid and ions on the ion exchange membrane, the reaction can be efficiently promoted.
Wear.

【００３８】次に本発明による他の実施例を図４によっ
て説明する。１は酸化剤を含む流れが供給される方向、
３は混合器本体で、流れ方向に凹面形状である一対の凹
面板であり、予め流れの方向に対して後退角αをつけて
配置してある。５は予め縦渦が発生する範囲で渦軸に沿
ってあけられたスリット状の孔または多孔質状の孔で構
成された燃料噴出口、６は本体１に燃料を輸送するため
の燃料供給管、７は燃料の流入方向、１０はチャンバ、
１１は側壁、１２は上下壁である。Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1 is the direction in which the stream containing the oxidant is supplied,
Reference numeral 3 denotes a mixer body, which is a pair of concave plates having a concave shape in the flow direction, which are arranged in advance with a receding angle α with respect to the flow direction. Reference numeral 5 denotes a fuel outlet formed of a slit-shaped hole or a porous hole formed in advance in a range where a vertical vortex is generated along a vortex axis, and 6 denotes a fuel supply pipe for transporting fuel to the main body 1. , 7 is a fuel inflow direction, 10 is a chamber,
11 is a side wall, 12 is an upper and lower wall.

【００３９】凹面板を、酸化剤を含む気流中に後退角α
をつけて配置すると、この凹面板の凹面側の表面上には
縦渦が発生する。ここで、縦渦の発生から崩壊に至る過
程は、図１の実施例の場合と同様である。したがって、
本発明においても縦渦のみ発生している領域を利用して
混合できる。したがって、酸化剤を含む流れがそれぞれ
側壁１１と上下壁１２によって囲まれた流路内に矢印１
の方向から供給され、２つの混合器本体３が凹面側を向
き合わせて流れの方向に対して対称に、かつ双方とも後
退角αをつけた状態で配置されると、混合器本体３の凹
面側の表面上には縦渦が生成される。The concave plate is set in a stream of air containing an oxidizing agent by a receding angle α.
When a vortex is disposed, a vertical vortex is generated on the concave surface of the concave plate. Here, the process from the generation of the vertical vortex to the collapse is the same as in the embodiment of FIG. Therefore,
Also in the present invention, utilizing the area where only vertical vortices are generated
Can be mixed. Accordingly, the flow containing the oxidizing agent flows in the flow path surrounded by the side wall 11 and the upper and lower walls 12 respectively, as indicated by arrows 1.
And the two mixer bodies 3 are arranged symmetrically with respect to the flow direction with the concave sides facing each other and with both set at the receding angle α, the concave surfaces of the mixer bodies 3 A longitudinal vortex is created on the side surface.

【００４０】ここで、混合器本体３と上下壁１２の間の
流路、および混合器本体３と上下壁１２の間の流路は、
上下壁１２上に発達した境界層が混合器本体３の表面上
に乗らないように除去するために設けられた。一方、燃
料供給管６を通して矢印７の方向から供給された燃料は
混合器本体３の内部に設けられた中空状のチャンバ１０
内に流れ込み、このチャンバ１０と外気が連通している
燃料噴出口５から混合器本体３の凹面側の外表面に噴出
することにより、その表面上に発生している縦渦の渦層
内にしみ出る。この結果、酸化剤を含む流れが縦渦の渦
運動によって、燃料噴出口５から噴出された燃料を取り
込みながら効率よく混合される。そして、十分に混合さ
れた燃料と酸化剤を含む気流が下流に放出される。した
がって、図１の実施例と同様に、大気汚染の主因となる
物質が発生しにくい燃焼器を提供できる。 The flow path between the mixer body 3 and the upper and lower walls 12 and the flow path between the mixer body 3 and the upper and lower walls 12 are as follows.
The boundary layer developed on the upper and lower walls 12 is provided so as to be removed so as not to be on the surface of the mixer body 3. On the other hand, the fuel supplied from the direction of arrow 7 through the fuel supply pipe 6 is supplied to the hollow chamber 10 provided inside the mixer body 3.
The fuel flows into the inside of the mixer 10, and the chamber 10 and the outside air communicate with each other. The fuel is ejected from the fuel outlet 5 to the outer surface on the concave side of the mixer body 3 so that the longitudinal vortex generated on the surface is removed. Seeps into the vortex layer. As a result, the flow containing the oxidizing agent is efficiently mixed while taking in the fuel jetted from the fuel jet port 5 by the vortex motion of the vertical vortex. Then, an airflow containing the fuel and the oxidant that are sufficiently mixed is discharged downstream. Therefore, as in the embodiment of FIG. 1, it is possible to provide a combustor in which a substance causing air pollution is less likely to be generated .

【００４１】凹面板の曲率および後退角、酸化剤を含む
気流の速度を適当な値に選択すれば、縦渦の発生領域は
調節できる。スリット状の燃料噴出口５を気流方向１と
平行ではなく、約７度程度傾けて縦渦の方向とほぼ一致
させると、一層混合効率が向上する。なお、後退角αは
４５度付近のとき、発生する渦が強く混合が最もよく促
進されるが、要求される仕様に応じて鋭角となる範囲で
適宜選択できる。通常は、４０〜６０度の範囲が特に効
果的である。本発明も、流れをあまり乱さずに渦が発生
するので、混合によるエネルギ損失を抑え、図１４に示
すように十分に混合できる。側壁１１および上下壁１２
が無い場合についても、本実施例と同様な効果が得られ
る。The longitudinal vortex generation region can be adjusted by selecting appropriate values for the curvature and the sweep angle of the concave plate, and the velocity of the air flow containing the oxidizing agent. If the slit-shaped fuel injection port 5 is not parallel to the airflow direction 1 but is inclined about 7 degrees so as to substantially coincide with the direction of the vertical vortex, the mixing efficiency is further improved. Note that when the receding angle α is around 45 degrees, the generated vortex is strong and mixing is promoted best, but it can be appropriately selected within the range of an acute angle according to the required specifications . Usually, a range of 40 to 60 degrees is particularly effective. In the present invention as well, since vortices are generated without disturbing the flow much, energy loss due to mixing is suppressed, and sufficient mixing can be achieved as shown in FIG. Side wall 11 and upper and lower walls 12
Even when there is no, the same effect as in the present embodiment can be obtained.

【００４２】後退角αが零度の場合でも縦渦が生成され
るが、縦渦の形態は図１３に示したような一方向のみの
縦渦ではなく、ゲルトラー渦と呼ばれる、渦の回転方向
がマッシュルーム状に異方向に回転する渦である。この
場合も、ゲルトラー渦の巻き込み運動により本実施例と
同様な効果が得られる。さらに、冷たい燃料をしみ出さ
せる場合には、縦渦またはゲルトラー渦の渦運動により
上記の混合効果と併せて、混合器内部に複雑な冷却構造
を設けなくとも、混合器の壁面を外側から冷却すること
が可能である。本発明による構成を用いれば、酸化剤を
含む気流が超音速の場合でも音速以下の場合でも同様な
効果が得られる。Even when the sweepback angle α is zero degree, a vertical vortex is generated. However, the vertical vortex is not formed in only one direction as shown in FIG. It is a vortex that rotates in different directions like a mushroom. Also in this case, the same effect as in the present embodiment can be obtained by the swirling motion of the Gertler vortex. Furthermore, when extruding cold fuel, the vortex motion of the vertical vortex or Göller vortex combines the above-mentioned mixing effect and cools the wall of the mixer from outside without providing a complicated cooling structure inside the mixer. It is possible to With the configuration according to the present invention, the same effect can be obtained regardless of whether the airflow containing the oxidizing agent is supersonic or subsonic.

【００４３】図４では一対の凹面板３の凹面側を向き合
わせて配置したが、逆の凸面側を向き合わせて配置して
もよい。この場合凸面側の表面に、図１に示した翼形状
体と同様の縦渦が発生するので、スリット状の燃料噴出
口をこの部分に設ける。なお、凹面側にも同様の燃料噴
出口を設ければ凹面側に発生する渦も利用できる。 In FIG. 4, the concave surfaces of the pair of concave plates 3 are arranged facing each other, but they may be arranged with their opposite convex surfaces facing each other. In this case, since a vertical vortex similar to that of the wing-shaped body shown in FIG. 1 is generated on the surface on the convex side, a slit-shaped fuel ejection port is provided in this portion. If a similar fuel injection port is provided on the concave side, vortices generated on the concave side can also be used.

【００４４】次に本発明による他の実施例を図５および
図６によって説明する。図５は、本発明に係る物質輸送
装置である燃料混合輸送器の実施例を示す図である。図
６は、図５のVI−VI断面を示す図である。１は酸化剤を
含む流れが供給される方向、３は混合器本体で、図６に
示すような対称翼型である断面形状をしており、予め流
れの方向に対して後退角αをつけて配置してある。５は
混合器本体３のよどみ点より若干下流にずれた位置に対
称翼の前縁線に平行に設けられたスリット状の燃料噴出
口、６は燃料供給管、７は燃料の流入方向、８は燃料の
流出方向、１０はチャンバ、１１は側壁である。Next, another embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6. FIG. FIG. 5 is a diagram showing an embodiment of a fuel mixing transporter which is a substance transporting device according to the present invention . FIG. 6 is a view showing a section taken along line VI-VI of FIG. 1 the direction in which the stream containing an oxidizing agent is supplied, 3 in the mixer body, has a cross-sectional shape is symmetrical airfoil as shown in FIG. 6, with a receding angle α relative to the direction of advance flow It is arranged. Reference numeral 5 denotes a slit-shaped fuel injection port provided at a position slightly downstream from the stagnation point of the mixer body 3 in parallel with the leading edge line of the symmetrical blade, 6 denotes a fuel supply pipe, 7 denotes a fuel inflow direction, 8 Is a fuel outflow direction, 10 is a chamber, and 11 is a side wall.

【００４５】矢印１の方向から供給された酸化剤を含む
気流が、２枚の側壁１１に囲まれた流路内に供給され、
側壁１１に両側から挟まれた混合器本体３が後退角αだ
け傾けて配置されると、混合器本体３の前縁付近から中
央部付近にかけての両側の表面上に縦渦が発生する。一
方、燃料供給管６を通して矢印７の方向から供給された
燃料は混合器本体３の内部に設けられた図６に示す中空
状のチャンバ１０内に流れ込み、このチャンバ１０と外
気が連通している燃料噴出口５から混合器本体３の両側
外表面にしみ出る。燃料の供給圧は、よどみ点での圧力
でよい。燃料噴出口位置での混合器本体３の表面上の境
界層は層流であるので、その下流に形成される縦渦に到
達する前に、ある程度酸化剤を含む気流と混合される。
この結果、縦渦の発生範囲で上記渦運動により両者がさ
らに混合促進され、十分に混合された気体が下流に放出
される。したがって、図１の実施例と同様に、大気汚染
の主因となる物質が発生しにくい燃焼器を提供できる。 An air flow containing an oxidizing agent supplied from the direction of arrow 1 is supplied into a flow path surrounded by two side walls 11,
When the mixer body 3 sandwiched between the side walls 11 from both sides is disposed at an inclination of the receding angle α, longitudinal vortices are generated on the surfaces on both sides from near the front edge of the mixer body 3 to near the center. On the other hand, the fuel supplied from the direction of arrow 7 through the fuel supply pipe 6 flows into a hollow chamber 10 shown in FIG. 6 provided inside the mixer main body 3, and the chamber 10 communicates with the outside air . The fuel spills out from both sides of the outer surface of the mixer body 3 from the fuel outlet 5. The fuel supply pressure may be the pressure at the stagnation point. Since the boundary layer on the surface of the mixer body 3 at the fuel outlet position is a laminar flow, it is mixed with a gas flow containing an oxidizing agent to some extent before reaching the longitudinal vortex formed downstream thereof.
As a result, the mixing is further promoted by the vortex motion in the generation range of the vertical vortex, and a sufficiently mixed gas is discharged downstream. Therefore, as in the embodiment of FIG. 1, it is possible to provide a combustor in which a substance causing air pollution is less likely to be generated .

【００４６】本実施例も、剥離渦発生のために乱れを誘
発するような特別な物理的な加工を必要としなくても、
対称翼型の混合器本体３を流れに対して後退角αだけ傾
けて配置させることにより、流れをあまり乱さずに渦が
発生するので、混合によるエネルギ損失を抑え、図１４
に示すように十分に混合できる。したがって、燃焼器に
適用した場合、安定した火炎を得ることが期待できる。In this embodiment, even if there is no need for special physical processing for inducing turbulence due to generation of a separation vortex,
By placing inclined by receding angle α mixer body 3 symmetric airfoil with respect to the flow, since vortices occur without disturbing the flow too much, reducing the energy loss due to mixing, 14
Can be sufficiently mixed as shown in FIG. Therefore, when applied to a combustor, a stable flame can be expected.

【００４７】図６の実施例では、混合器本体３の断面形
状は対称翼型としたが、非対称翼型でも本実施例と同様
な効果が得られる。非対称翼を使用する場合は、翼の負
圧面を利用した方が効果的である。対称翼を円柱等の流
線型物体に変えて、本実施例と同様によどみ点近傍に燃
料が噴出するスリットを設けて酸化剤を含む気流中に後
退角をつけて配置した場合でも、本実施例と同様な効果
が得られる。翼形状体の前縁から後縁に向かう線と気流
方向とのなす角である迎え角を負の約４度程度にする
と、縦渦の発生領域を大きくできる。 In the embodiment of FIG. 6, the cross-sectional shape of the mixer body 3 is a symmetrical blade, but the same effect as in the present embodiment can be obtained with an asymmetrical blade. When using an asymmetric blade, it is more effective to use the suction surface of the blade. Even if the symmetrical wing is changed to a streamlined object such as a cylinder, a slit for ejecting fuel is provided near the stagnation point in the same manner as in the present embodiment, and even if it is arranged with a sweepback angle in an air flow containing an oxidizing agent, the present embodiment The same effect can be obtained. When the angle of attack, which is the angle formed between the line from the leading edge to the trailing edge of the wing-shaped body and the airflow direction, is set to about negative 4 degrees, the longitudinal vortex generation area can be increased.

【００４８】一方、円柱等の流線型物体を酸化剤を含む
気流中に後退角をつけて配置した場合でも、本実施例と
同様な効果が得られる。なお、後退角αは４５度付近の
とき、発生する渦が強く混合が最もよく促進されるが、
要求される仕様に応じて鋭角となる範囲で適宜選択でき
る。通常は、４０〜６０度の範囲が特に効果的である。
側壁１１が無い場合についても、本実施例と同様な効果
が得られる。さらに、冷たい燃料をしみ出させる場合に
は、縦渦の渦運動により上記の混合効果と併せて、混合
器の壁面を外側から冷却することが可能である。本発明
による機器の構成を用いれば、酸化剤を含む気流が超音
速の場合でも音速以下の場合でも同様な効果が得られ
る。On the other hand, even when a streamlined object such as a cylinder is disposed at a receding angle in an airflow containing an oxidizing agent, the same effect as in this embodiment can be obtained. Note that when the receding angle α is around 45 degrees, the generated vortex is strong and mixing is promoted best,
Can be appropriately selected within the range of acute angle according to required specifications
You. Usually, a range of 40 to 60 degrees is particularly effective.
Even when there is no side wall 11, the same effect as that of the present embodiment can be obtained. Furthermore, when extruding cold fuel, it is possible to cool the wall surface of the mixer from the outside together with the mixing effect by the vortex motion of the vertical vortex. By using the configuration of the device according to the present invention, the same effect can be obtained regardless of whether the airflow containing the oxidant is supersonic or subsonic.

【００４９】次に本発明による他の実施例を図７によっ
て説明する。同図において、図１の実施例と同一符号
は、同一部材を示す。本実施例の図１の実施例との相違
点は、第２物質を供給する物質供給手段の構造であり、
酸化剤を含む流れが矢印１の方向から供給される中で、
図７内に示したVII−VII線断面の形状が対称翼型であり
混合器本体３の上流の同一平面上に配置された燃料噴出
ノズル４から燃料が下流に向かって噴出されることであ
る。この燃料噴出ノズルの燃料噴出口は円形またはスリ
ット状、角状等である。Next, another embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In the figure, the same reference numerals as in the embodiment of FIG.
Indicates the same member . The difference of this embodiment from the embodiment of FIG. 1 is the structure of the substance supply means for supplying the second substance.
While the stream containing the oxidant is supplied from the direction of arrow 1,
Fuel from the fuel injection nozzle 4 the shape of the line VII-VII cross section is disposed on the same plane of the upstream and <br/> mixer body 3 symmetric airfoil shown in Fig within 7 is ejected toward the downstream Is Rukoto. The fuel ejection port of the fuel ejection nozzle is circular, slit-shaped, angular, or the like.

【００５０】酸化剤を含む流れが２枚の側壁１１に囲ま
れた流路内に矢印１の方向に供給され、側壁１１に両側
から挟まれた混合器本体３が後退角αだけ傾けて配置さ
れると、本体３の前縁付近から中央部付近にかけての表
面上に縦渦が発生する。一方、燃料の供給方法は、酸化
剤を含む流れが矢印１の方向から供給される中で、翼の
上流に配置された燃料噴出ノズル４から燃料が下流に向
かって噴出されることである。このため、翼の表面を何
ら加工せずに、そのまま酸化剤を含む気流中に後退角α
をつけて配置すればよい。後退角αは図１の実施例と同
様の角度である。その結果、酸化剤を含む流れと燃料が
ある程度混合された状態で翼の表面上に到達し、縦渦の
発生範囲で上記渦運動により両者がさらに混合促進さ
れ、十分に混合された気体が下流に放出される。したが
って、図１の実施例と同様に、大気汚染の主因となる物
質が発生しにくい燃焼器を提供できる。 A flow containing an oxidizing agent is supplied into the flow path surrounded by the two side walls 11 in the direction of arrow 1, and the mixer body 3 sandwiched from both sides by the side walls 11 is arranged at an angle of receding angle α. Then, a vertical vortex is generated on the surface from near the front edge of the main body 3 to near the center. On the other hand, the fuel supply method is that fuel is ejected downstream from a fuel ejection nozzle 4 arranged upstream of the blade while a flow containing an oxidant is supplied in the direction of arrow 1. For this reason, the swept angle α is directly applied to the airflow containing the oxidizing agent without any processing of the blade surface.
It should just be placed with The receding angle α is the same angle as in the embodiment of FIG. As a result, the flow containing the oxidant and the fuel reach the surface of the wing in a state where they are mixed to some extent. It is released to. Therefore, as in the embodiment of FIG. 1, it is possible to provide a combustor in which a substance causing air pollution is less likely to be generated .

【００５１】本発明は、剥離渦発生のために乱れを誘発
するような特別な物理的な加工を必要としなくても、対
称翼型の混合器本体３を流れに対して後退角αだけ傾け
て配置させることにより、流れをあまり乱さずに渦が発
生するので、混合によるエネルギ損失を抑え図１４に示
すように十分に混合できる。したがって、燃焼器に適用
した場合、安定した火炎を得ることが期待できる。混合
器本体３の断面形状は本実施例では対称翼型としたが、
非対称翼型でも本実施例と同様な効果が得られる。非対
称翼を使用する場合は、翼の負圧面を利用した方が効果
的である。翼形状体の前縁から後縁に向かう線と気流方
向とのなす角である迎え角を負の約４度程度にすると、
縦渦の発生領域を大きくできる。一方、円柱等の流線型
物体を酸化剤を含む気流中に後退角をつけて配置した場
合でも、本実施例と同様な効果が得られる。側壁１１が
無い場合についても、本実施例と同様な効果が得られ
る。本発明による構成を用いれば、酸化剤を含む気流が
超音速の場合でも音速以下の場合でも同様な効果が得ら
れる。According to the present invention, the mixer body 3 of the symmetrical wing type is inclined by the swept angle α with respect to the flow without requiring any special physical processing to induce turbulence due to generation of the separation vortex. Since the vortex is generated without disturbing the flow so much, the energy loss due to mixing is suppressed, and sufficient mixing can be performed as shown in FIG. Therefore, when applied to a combustor, a stable flame can be expected. Although the cross-sectional shape of the mixer body 3 is a symmetrical blade in this embodiment,
The same effect as that of the present embodiment can be obtained with an asymmetric airfoil. When using an asymmetric blade, it is more effective to use the suction surface of the blade. When the angle of attack, which is the angle between the line from the leading edge to the trailing edge of the wing-shaped body and the airflow direction, is set to about negative 4 degrees,
The generation region of the vertical vortex can be enlarged. On the other hand, even when a streamlined object such as a cylinder is disposed at a receding angle in an airflow containing an oxidizing agent, the same effect as in the present embodiment can be obtained. Even when there is no side wall 11, the same effect as that of the present embodiment can be obtained. With the configuration according to the present invention, the same effect can be obtained regardless of whether the airflow containing the oxidizing agent is supersonic or subsonic.

【００５２】次に本発明による他の実施例を図８によっ
て説明する。同図において、図３の実施例と同一符号
は、同一部材を示す。本実施例の図３の実施例との相違
点は、第２物質を供給する物質供給手段の構造であり、
酸化剤を含む流れが矢印１の方向から供給される中で、
平板形状であり混合器本体３の上流の同一平面上に配置
された燃料噴出ノズル４から燃料が下流に向かって噴出
されることである。この燃料噴出ノズルはその燃料噴出
口が円形またはスリット状、角状等である。このため、
平板３の表面を何ら加工せずに、そのまま酸化剤を含む
気流中に配置すればよい。その結果、酸化剤を含む流れ
と燃料がある程度混合された状態で平板３の表面上に到
達し、縦渦の発生範囲で前記渦運動により両者がさらに
混合促進され、十分に混合された気体が下流に放出され
る。したがって、図１の実施例と同様に、大気汚染の主
因となる物質が発生しにくい燃焼器を提供できる。 Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the figure, the same reference numerals as in the embodiment of FIG.
Indicates the same member . This embodiment differs from the embodiment of FIG. 3 in the structure of the substance supply means for supplying the second substance.
While the stream containing the oxidant is supplied from the direction of arrow 1,
The fuel is ejected downstream from a fuel ejection nozzle 4 which has a flat plate shape and is arranged on the same plane upstream of the mixer body 3. The fuel ejection nozzle has a circular or slit-like or square-like fuel ejection port. For this reason,
The flat plate 3 may be placed in an air stream containing an oxidizing agent without any processing. As a result, the stream containing the oxidant and the fuel reach the surface of the flat plate 3 in a state where they are mixed to some extent, and the two are further promoted by the vortex motion in the generation range of the vertical vortex, whereby a sufficiently mixed gas is formed. It is released downstream. Therefore, as in the embodiment of FIG. 1, it is possible to provide a combustor in which a substance causing air pollution is less likely to be generated .

【００５３】本発明の特徴も、構造が簡単な平板形状の
混合器本体３と流れ方向の断面形状が翼型の圧力印加体
１３を組み合わせて用いることによって、平板形状の混
合器本体３の表面上に縦渦を発生させ、燃料混合輸送器
に利用することである。したがって、圧力印加体１３を
独立に設けるのではなく、壁１２自体に翼形状の凸面を
直接設けて形成することもできる。本実施例も、流れを
あまり乱さずに渦が発生するので、混合によるエネルギ
損失を抑え図１４に示すように十分に混合できる。側壁
１１および上下壁１２が無い場合についても、本実施例
と同様な効果が得られる。翼形状体の前縁から後縁に向
かう線と気流方向とのなす角である迎え角を負の約４度
程度にすると、縦渦の発生領域を大きくできる。なお、
後退角αは４５度付近のとき、発生する渦が強く混合が
最もよく促進されるが、要求される仕様に応じて鋭角と
なる範囲で適宜選択できる。通常は、４０〜６０度の範
囲が特に効果的である。さらに、冷たい燃料をしみ出さ
せる場合には、縦渦の渦運動により上記の混合効果と併
せて、混合器の壁面を外側から冷却することが可能であ
る。本発明による構成を用いれば、酸化剤を含む気流が
超音速の場合でも音速以下の場合でも同様な効果が得ら
れる。[0053] Features of the present invention also, by using the cross-sectional shape of the flow direction and <br/> mixer body 3 of the structure simple flat shape by combining a pressure application member 13 of the airfoil, mixer plate shape A longitudinal vortex is generated on the surface of the main body 3 and is used for a fuel mixing transporter. Therefore, instead of independently providing the pressure applying body 13, the wing-shaped convex surface can be directly provided on the wall 12 itself. In this embodiment as well, a vortex is generated without disturbing the flow much, so that the energy loss due to mixing is suppressed and sufficient mixing can be achieved as shown in FIG. Even when the side wall 11 and the upper and lower walls 12 are not provided, the same effect as in the present embodiment can be obtained. When the angle of attack, which is the angle formed between the line from the leading edge to the trailing edge of the wing-shaped body and the airflow direction, is set to about negative 4 degrees, the longitudinal vortex generation area can be increased. In addition,
When the receding angle α is around 45 degrees, the generated vortex is strong and the mixing is promoted best, but it can be appropriately selected within the range of an acute angle according to the required specification . Usually, a range of 40 to 60 degrees is particularly effective. Furthermore, when extruding cold fuel, it is possible to cool the wall surface of the mixer from the outside together with the mixing effect by the vortex motion of the vertical vortex. With the configuration according to the present invention, the same effect can be obtained regardless of whether the airflow containing the oxidizing agent is supersonic or subsonic.

【００５４】次に本発明による他の実施例を図９によっ
て説明する。同図において、図４の実施例と同一符号
は、同一部材を示す。本実施例の図４の実施例との相違
点は、第２物質を供給する物質供給手段の構造であり、
酸化剤を含む流れが矢印１の方向から供給される中で、
混合器本体３の上流に配置された２本の燃料噴出ノズル
４から燃料が下流に向かって噴出されることである。こ
の燃料噴出ノズルはその燃料噴出口が円形またはスリッ
ト状、角形等である。このため、混合器本体３の表面を
何ら加工せずに、そのまま酸化剤を含む気流中に後退角
αをつけて配置すればよい。後退角αは図４の実施例と
同様の角度である。その結果、酸化剤を含む流れと燃料
がある程度混合された状態で混合器本体３の凹面側の表
面上に到達し、縦渦の発生範囲で上記渦運動により両者
がさらに混合促進され、十分に混合された気体が下流に
放出される。したがって、図１の実施例と同様に、大気
汚染の主因となる物質が発生しにくい燃焼器を提供でき
る。 Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the figure, the same reference numerals as in the embodiment of FIG.
Indicates the same member . This embodiment differs from the embodiment of FIG. 4 in the structure of the substance supply means for supplying the second substance.
While the stream containing the oxidant is supplied from the direction of arrow 1,
This means that fuel is ejected downstream from two fuel ejection nozzles 4 arranged upstream of the mixer body 3. The fuel ejection nozzle has a circular or slit-shaped or square-shaped fuel ejection port. For this reason, the surface of the mixer body 3 may be disposed without any processing on the airflow containing the oxidizing agent at the receding angle α. The receding angle α is the same angle as in the embodiment of FIG. As a result, the flow containing the oxidizing agent and the fuel reach the concave surface of the mixer body 3 in a state of being mixed to some extent, and the mixing is further promoted by the above-mentioned vortex motion in the generation range of the vertical vortex, and The mixed gas is discharged downstream. Therefore, as in the embodiment of FIG. 1, it is possible to provide a combustor in which a substance causing air pollution is hardly generated.
You.

【００５５】凹面板の曲率および後退角、酸化剤を含む
気流の速度を適当な値に選択すれば、縦渦の発生領域は
調節できる。本発明も、流れをあまり乱さずに渦が発生
するので、混合によるエネルギ損失を抑え、図１４に示
すように十分に混合できる。側壁１１および上下壁１２
が無い場合についても、本実施例と同様な効果が得られ
る。If the curvature and the sweep angle of the concave plate and the speed of the air flow containing the oxidizing agent are selected to appropriate values, the region where the vertical vortex is generated can be adjusted. In the present invention as well, since vortices are generated without disturbing the flow much, energy loss due to mixing is suppressed, and sufficient mixing can be achieved as shown in FIG. Side wall 11 and upper and lower walls 12
Even when there is no, the same effect as in the present embodiment can be obtained.

【００５６】後退角αが零度の場合でも縦渦が生成され
るが、縦渦の形態は図１３に示したような一方向のみの
縦渦ではなく、ゲルトラー渦と呼ばれる、渦の回転方向
がマッシュルーム状に異方向に回転する渦である。この
場合も、ゲルトラー渦の巻き込み運動により本実施例と
同様な効果が得られる。さらに、冷たい燃料をしみ出さ
せる場合には、縦渦またはゲルトラー渦の渦運動により
上記の混合効果と併せて、混合器内部に複雑な冷却構造
を設けなくとも、混合器の壁面を外側から冷却すること
が可能である。本発明による構成を用いれば、酸化剤を
含む気流が超音速の場合でも音速以下の場合でも同様な
効果が得られる。Although the vertical vortex is generated even when the sweepback angle α is zero degrees, the vertical vortex is not formed in only one direction as shown in FIG. It is a vortex that rotates in different directions like a mushroom. Also in this case, the same effect as in the present embodiment can be obtained by the swirling motion of the Gertler vortex. Furthermore, when extruding cold fuel, the vortex motion of the vertical vortex or Göller vortex combines the above-mentioned mixing effect and cools the wall of the mixer from outside without providing a complicated cooling structure inside the mixer. It is possible to With the configuration according to the present invention, the same effect can be obtained regardless of whether the airflow containing the oxidizing agent is supersonic or subsonic.

【００５７】図９では一対の凹面板３の凹面側を向き合
わせて配置したが、逆の凸面側を向き合わせて配置して
もよい。この場合凸面側の表面に、図１に示した翼形状
体と同様の縦渦が発生するので、図９の実施例と同様に
燃料噴出ノズルを上流に配置する。なお、凹面側に発生
する渦も利用できる。 In FIG. 9, the concave surfaces of the pair of concave plates 3 are arranged facing each other, but they may be arranged with the opposite convex surfaces facing each other. In this case, a vertical vortex similar to that of the wing-shaped body shown in FIG. 1 is generated on the surface on the convex side, so the fuel ejection nozzle is arranged upstream as in the embodiment of FIG. Note that a vortex generated on the concave surface side can also be used.

【００５８】次に本発明による他の実施例を図１０、図
１１によって説明する。図１０は、本実施例に係るスク
ラムジェットエンジンの全体構造を示している。図１１
には図１０のXI−XI断面を示しており、前記実施例の中
で採用した燃料混合輸送器を複数組み合わせ、スクラム
ジェットエンジンに適用した場合の実施例である。１は
酸化剤を含む流れが供給される方向、２ａは空気取り入
れ口、２ｂは燃焼室、２ｃはノズル、２ｄはカウルであ
る。空気取り入れ部分の断面が凹面形状である側壁１１
と、この側壁１１に挟まれ断面形状が対称翼型および平
板形状である燃料噴出ストラットの役目を果たす混合器
本体３が、予め流れの方向に対して後退角αをつけて傾
けて配置してある。そして、上記側壁１１の凹面側に、
上記対称翼型および平板形状の各混合器３の両側面に、
予め渦が発生する範囲で渦軸に沿ってあけられたスリッ
ト状の孔または多孔質状の孔で構成された燃料噴出口５
が設けられている。６は燃料供給管、７は燃料の流入方
向、８は燃料の流出方向、１０はチャンバである。Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 10 shows the overall structure of the scramjet engine according to the present embodiment. FIG.
FIG. 10 shows a cross section taken along the line XI-XI of FIG. 10 and shows an embodiment in which a plurality of fuel-mixed transporters used in the above embodiment are combined and applied to a scramjet engine. 1 is a direction in which the flow containing the oxidant is supplied, 2a is an air intake, 2b is a combustion chamber, 2c is a nozzle, and 2d is a cowl. Side wall 11 in which the cross section of the air intake portion is concave
The mixer body 3, which is sandwiched between the side walls 11 and serves as a fuel jet strut having a symmetrical wing shape and a flat plate shape in cross section , is provided with a sweep angle α in advance with respect to the flow direction. It is arranged at an angle. Then, on the concave side of the side wall 11,
On both sides of each of the symmetrical and flat mixers 3,
A fuel injection port 5 constituted by a slit-shaped hole or a porous hole formed in advance in a range in which a vortex is generated along the vortex axis.
Is provided. 6 is a fuel supply pipe, 7 is a fuel inflow direction, 8 is a fuel outflow direction, and 10 is a chamber.

【００５９】矢印１の方向から供給された酸化剤を含む
超音速の流れは、空気取り入れ口２ａでラム圧縮された
後、超音速状態で燃焼室２ｂに入り、このとき側壁１１
の凹面側面上，対称翼型，平板形状の各混合器本体３の
前縁付近から中央部付近にかけて、両側の表面上に縦渦
が発生する。なお、本実施例では対称翼型の混合器本体
３はそれ自体の表面に縦渦を発生するとともに、隣接す
る平板形状の混合器本体３の表面に縦渦が発生するよう
に圧力を印加する圧力印加体として機能している。一
方、図１１の紙面に垂直方向に設置されチャンバ１０に
接続する燃料供給管(図示せず)を通して供給された燃料
は、側壁１１の凹面部および各混合器本体３の内部に設
けられた中空状のチャンバ１０内に流れ込み、このチャ
ンバ１０と外気が連通している燃料噴出口５から凹面側
の外表面および混合器本体３の両側外表面に噴出するこ
とにより、その表面上に発生している縦渦の渦層内にし
み出る。この結果、酸化剤を含む流れが縦渦の渦運動に
よって、燃料噴出口５から渦層内に噴出された燃料を取
り込みながら効率よく混合される。そして、十分に混合
された燃料と酸化剤を含む気流が燃焼室２ｂに送られ
る。The supersonic flow containing the oxidant supplied from the direction of arrow 1 is compressed by the ram in the air intake 2a and then enters the combustion chamber 2b in a supersonic state.
On the concave side, symmetrical aerofoil, from the vicinity of the front edge of the mixer body 3 of the flat plate shape toward the vicinity of the center portion, longitudinal vortex is generated on both surfaces. The mixing body 3 symmetric airfoil in this example is applied with generating longitudinal vortices on the surface itself, the pressure, as longitudinal vortices on the surface of the mixer body 3 of the adjacent flat plate occurs It functions as a pressure applying body. On the other hand, the fuel supplied through a fuel supply pipe (not shown) installed in a direction perpendicular to the paper surface of FIG. 11 and connected to the chamber 10 is supplied to the hollow portion provided in the concave portion of the side wall 11 and each mixer body 3. flows into Jo of chamber 10, by the chamber 10 and the outside air is ejected on both outer surfaces of the outer surface and the mixer body 3 on the concave surface side from the fuel ejection port 5 are communicated, occurring on the surface Seeps into the vortex layer of the vertical vortex. As a result, the flow containing the oxidant is efficiently mixed while taking in the fuel jetted from the fuel jet port 5 into the vortex layer by the vortex motion of the vertical vortex. Then, an airflow containing the fuel and the oxidant that are sufficiently mixed is sent to the combustion chamber 2b.

【００６０】本発明は、剥離渦発生のために乱れを誘発
するような特別な物理的な加工を必要としなくても、凹
面壁、対称翼および平板という簡単な構成物を流れに対
して後退角αだけ傾けて配置させることにより、流れを
あまり乱さずに渦が発生するので、混合によるエネルギ
損失を抑え図１４に示すように十分に混合できる。した
がって、スクラムジェットエンジンとして、安定した火
炎を得ることが期待できる。The present invention allows simple structures such as concave walls, symmetrical wings and flat plates to retreat to a flow without the need for special physical processing to induce turbulence due to separation vortex generation. By arranging it at an angle α, a vortex is generated without disturbing the flow much, so that energy loss due to mixing can be suppressed and sufficient mixing can be achieved as shown in FIG. Therefore, a stable flame can be expected as a scramjet engine.

【００６１】本実施例では燃料噴出ストラットである混
合器本体３は対称翼と平板を２組向かい合わせて配置し
たが、図の２つの対称翼の間に数本の対称翼形状の燃料
噴出ストラットを配置しても同様な効果が得られる。な
お、後退角αが４５度付近のとき、発生する渦が強く混
合が最もよく促進される。さらに、縦渦の発生領域で
は、特に壁面に設けられた孔から冷たい燃料をしみ出さ
せる場合には、渦運動により上記の混合効果と併せて、
混合器の壁面を外側から冷却することが可能である。[0061] mixer body 3 in this embodiment is a fuel injection strut is arranged symmetrical wings and flat two pairs face each other, the fuel of several symmetrical airfoil shape between the two symmetrical wings of Figure
The same effect can be obtained even if the ejection struts are arranged. When the receding angle α is around 45 degrees, the generated vortex is strong and the mixing is promoted best. Furthermore, in the region where the vertical vortex is generated, especially when cold fuel is exuded from the hole provided on the wall surface, the vortex motion causes the above mixing effect,
It is possible to cool the walls of the mixer from outside.

【００６２】[0062]

【発明の効果】本発明によれば、縦渦すなわち速度境界
層の流れ場自身が有している性質を利用するため、第１
物質と第２物質の混合を促進させる手段として特別な物
理的加工が必要ではない。利用する境界層でみられる縦
渦領域では、気流の乱れの増加によるエネルギ損失が少
なく十分に混合できるという効果がある。一方、コンデ
ィションを適切に制御することにより、流れ方向に渦構
造を長く持続させることができるため、燃料と酸化剤を
十分混合することが可能である。したがって、燃焼反応
をさせた場合、流れ場が均一な濃度分布を有しているの
で、ヒートスポット（Heat spot）が生じにくく、未燃
カーボンやサーマルＮＯx等の大気汚染の主因となる物
質が発生しにくい燃焼器や安定した火炎のスクラムジェ
ットエンジンを提供できる。 According to the present invention, a longitudinal vortex or velocity boundary is provided.
To take advantage of the properties of the bed flow field itself,
No special physical processing is required as a means of promoting the mixing of the substance and the second substance. In the vertical vortex region seen in the boundary layer used, there is an effect that the energy loss due to the increase in the turbulence of the air flow is small and the mixing can be sufficiently performed . On the other hand, by properly controlling the condition, the vortex structure can be maintained for a long time in the flow direction, so that the fuel and the oxidant can be sufficiently mixed. Therefore, when a combustion reaction is caused, the flow field has a uniform concentration distribution, so that a heat spot (heat spot) is hardly generated, and substances that are the main causes of air pollution such as unburned carbon and thermal NOx are generated. It is possible to provide a combustor that is difficult to perform and a scramjet engine with a stable flame .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の一実施例を示す要部平面図である。FIG. 1 is a plan view of a main part showing an embodiment of the present invention.

【図２】図１のII−II線断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG.

【図３】本発明の他の実施例を示す概略斜視図である。FIG. 3 is a schematic perspective view showing another embodiment of the present invention.

【図４】本発明の他の実施例を示す概略斜視図である。FIG. 4 is a schematic perspective view showing another embodiment of the present invention.

【図５】本発明の他の実施例を示す要部平面図である。FIG. 5 is a main part plan view showing another embodiment of the present invention.

【図６】図５のVI−VI線断面図である。FIG. 6 is a sectional view taken along line VI-VI of FIG. 5;

【図７】本発明の他の実施例を示す要部平面図である。FIG. 7 is a plan view of a main part showing another embodiment of the present invention.

【図８】本発明の他の実施例を示す概略斜視図である。FIG. 8 is a schematic perspective view showing another embodiment of the present invention.

【図９】本発明の他の実施例を示す概略斜視図である。FIG. 9 is a schematic perspective view showing another embodiment of the present invention.

【図１０】本発明の他の実施例を示す概略側面図であ
る。FIG. 10 is a schematic side view showing another embodiment of the present invention.

【図１１】図１０のXI−XI線断面図である。11 is a sectional view taken along line XI-XI in FIG.

【図１２】本発明の従来例を示す断面図である。FIG. 12 is a sectional view showing a conventional example of the present invention.

【図１３】縦渦の発生から崩壊に至る過程を示す説明図
である。FIG. 13 is an explanatory diagram showing a process from generation to collapse of a vertical vortex.

【図１４】境界層内の乱れ強さおよび混合率を示す説明
図である。FIG. 14 is an explanatory diagram showing turbulence intensity and mixing ratio in a boundary layer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 酸化剤を含む流れの供給方向 ２ａ 空気取り入れ口 ２ｂ 燃焼室 ２ｃ ノズル ２ｄ カウル ３ 混合器本体 ４ 燃料噴出装置 ５ 燃料噴出口 ６ 燃料供給管 ７ 燃料の流入方向 ８ 燃料の流出方向 １０ チャンバ １１ 側壁 １２ 上下壁 １３ 圧力印加体 １４ 混合器表面 １６ 縦渦発生範囲 １７ 二次的に発生する渦の発生範囲 １８ 乱流領域 １９ 縦渦の断面図 α 後退角 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Supply direction of flow containing oxidant 2a Air intake 2b Combustion chamber 2c Nozzle 2d Cowl 3 Mixer body 4 Fuel ejection device 5 Fuel ejection port 6 Fuel supply pipe 7 Fuel inflow direction 8 Fuel outflow direction 10 Chamber 11 Side wall 12 Upper and lower walls 13 Pressure applying body 14 Mixer surface 16 Vertical vortex generation range 17 Secondary vortex generation range 18 Turbulence region 19 Cross section of vertical vortex α Sweep angle

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中野 晋 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所 機械研究所内 (72)発明者 小濱 泰昭 宮城県仙台市太白区羽黒台37番10号 (56)参考文献 特開 平２−164696（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−112656（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−240437（ＪＰ，Ａ) 米国特許3921391（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02K 7/14 F02C 7/04 B64D 33/02 F23R 3/12 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Susumu Nakano 502, Kandachi-cho, Tsuchiura-shi, Ibaraki Pref. Machinery Research Laboratory, Hitachi, Ltd. References JP-A-2-164696 (JP, A) JP-A-2-112656 (JP, A) JP-A-5-240437 (JP, A) US Pat. No. 3,921,391 (US, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. ⁷ , DB name) F02K 7/14 F02C 7/04 B64D 33/02 F23R 3/12

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 第１物質を含む気流中に設けられ境界層
に縦渦を発生させる縦渦発生手段と、この縦渦発生手段
により発生した縦渦領域に前記第１物質と混合して輸送
される第２物質を供給する物質供給手段とを備え、 前記縦渦発生手段が、翼形状体であって、その前縁を気
流の上流側にかつ後縁を下流側に位置させるとともに前
縁の長手方向を気流方向と直交する方向に対して傾斜さ
せて設けられ、 前記第２物質を供給する物質供給手段が、前記縦渦発生
手段本体の内部に設けられた中空状のチャンバと、この
チャンバ内に第２物質を導入する導入管と、このチャン
バ内の第２物質と前記気流とが接触するように前記縦渦
発生手段本体表面に気流方向とほぼ平行に形成されたス
リットとを備えた ことを特徴とする縦渦を用いた物質輸
送装置。1. A boundary layer provided in an air flow containing a first substance.
Comprising a longitudinal vortex generating means for generating longitudinal vortices, and material supply means for supplying a second material that is transported and mixed with the first substance in the longitudinal vortices region generated by the vertical vortexes generating means, the longitudinal The vortex generating means is a wing-shaped body, and its leading edge is
The upstream and downstream edges of the flow
The longitudinal direction of the edge is inclined with respect to the direction perpendicular to the airflow direction.
Material supply means for supplying the second substance is provided with the longitudinal vortex generation.
A hollow chamber provided inside the means body,
An introduction pipe for introducing the second substance into the chamber,
The vertical vortex so that the second substance in the chamber comes into contact with the airflow.
A switch formed substantially parallel to the airflow direction on the surface of the generator main body
A material transport device using a vertical vortex, comprising a lit. 【請求項２】 第１物質を含む気流中に設けられ境界層
に縦渦を発生させる縦渦発生手段と、この縦渦発生手段
により発生した縦渦領域に前記第１物質と混合して輸送
される第２物質を供給する物質供給手段とを備え、 前記縦渦発生手段が、円柱形状体であって、その軸方向
を気流方向と直交する方向に対して傾斜させて設けら
れ、 前記第２物質を供給する物質供給手段が、前記縦渦発生
手段本体の内部に設けられた中空状のチャンバと、この
チャンバ内に第２物質を導入する導入管と、このチャン
バ内の第２物質と前記気流とが接触するように前記縦渦
発生手段本体表面に気流方向とほぼ平行に形成されたス
リットとを備えた ことを特徴とする縦渦を用いた物質輸
送装置。2. A boundary layer provided in an air flow containing a first substance.
Vertical vortex generating means for generating vertical vortices in the air, and the vertical vortex generating means
Mixed with the first substance and transported to the vertical vortex region generated by
Material supply means for supplying a second material to be provided, wherein the longitudinal vortex generating means is a cylindrical body, and has an axial direction.
Is inclined with respect to the direction perpendicular to the airflow direction.
Is the substance supply means for supplying the second material, the longitudinal vortex generated
A hollow chamber provided inside the means body,
An introduction pipe for introducing the second substance into the chamber,
The vertical vortex so that the second substance in the chamber comes into contact with the airflow.
A switch formed substantially parallel to the airflow direction on the surface of the generator main body
A material transport device using a vertical vortex, comprising a lit. 【請求項３】 第１物質を含む気流中に設けられ境界層
に縦渦を発生させる縦渦発生手段と、この縦渦発生手段
により発生した縦渦領域に前記第１物質と混合して輸送
される第２物質を供給する物質供給手段とを備え、 前記縦渦発生手段が、翼形状であってその前縁を気流の
上流側にかつ後縁を下流側に位置させるとともに前縁の
長手方向を気流方向と直交する方向に対して傾 斜させて
設けた圧力印加体と、この圧力印加体と接近して略平行
に配設され当該圧力印加体から圧力を印加されてその表
面に縦渦を発生する平板とからなり、 前記第２物質を供給する物質供給手段が、前記縦渦発生
手段本体の内部に設けられた中空状のチャンバと、この
チャンバ内に第２物質を導入する導入管と、このチャン
バ内の第２物質と前記気流とが接触するように前記縦渦
発生手段本体表面に気流方向とほぼ平行に形成されたス
リットとを備えた ことを特徴とする縦渦を用いた物質輸
送装置。3. A boundary layer provided in an air flow containing a first substance.
Vertical vortex generating means for generating vertical vortices in the air, and the vertical vortex generating means
Mixed with the first substance and transported to the vertical vortex region generated by
Material supply means for supplying a second material to be provided, wherein the longitudinal vortex generating means has a wing shape and has a leading edge of an air current.
Position the upstream edge and the trailing edge downstream, and
And a longitudinal on an angle with respect to the direction orthogonal to the air flow direction
Provided pressure applying body and close to and parallel to this pressure applying body
The pressure is applied from the pressure applying body and the table
A material supply means for supplying the second substance , wherein the material supply means comprises a flat plate that generates a vertical vortex on the surface.
A hollow chamber provided inside the means body,
An introduction pipe for introducing the second substance into the chamber,
The vertical vortex so that the second substance in the chamber comes into contact with the airflow.
A switch formed substantially parallel to the airflow direction on the surface of the generator main body
A material transport device using a vertical vortex, comprising a lit. 【請求項４】 第１物質を含む気流中に設けられ境界層
に縦渦を発生させる縦渦発生手段と、この縦渦発生手段
により発生した縦渦領域に前記第１物質と混合して輸送
される第２物質を供給する物質供給手段とを備え、 前記縦渦発生手段が、気流方向に凹面形状である一対の
凹面板をその凹面側を向き合わせて気流方向に対して対
称になるように配置するとともに、両凹面板の先端縁の
長手方向を気流方向と直交する方向に対して傾斜させて
設けられ、 前記第２物質を供給する物質供給手段が、前記縦渦発生
手段本体の内部に設けられた中空状のチャンバと、この
チャンバ内に第２物質を導入する導入管と、このチャン
バ内の第２物質と前記気流とが接触するように前記縦渦
発生手段本体表面に気流方向とほぼ平行に形成されたス
リットとを備えた ことを特徴とする縦渦を用いた物質輸
送装置。4. A boundary layer provided in an air flow containing a first substance.
Vertical vortex generating means for generating vertical vortices in the air, and the vertical vortex generating means
Mixed with the first substance and transported to the vertical vortex region generated by
Material supply means for supplying a second material to be provided, wherein the longitudinal vortex generating means has a pair of concave surfaces in the airflow direction.
With the concave plate facing the concave side,
And the front edge of the double concave plate
Incline the longitudinal direction to the direction perpendicular to the airflow direction
Provided, the second material supplied material supply means, said longitudinal vortex generator
A hollow chamber provided inside the means body,
An introduction pipe for introducing the second substance into the chamber,
The vertical vortex so that the second substance in the chamber comes into contact with the airflow.
A switch formed substantially parallel to the airflow direction on the surface of the generator main body
A material transport device using a vertical vortex, comprising a lit. 【請求項５】 第１物質を含む気流中に設けられ境界層
に縦渦を発生させる縦渦発生手段と、この縦渦発生手段
により発生した縦渦領域に前記第１物質と混合して輸送
される第２物質を供給する物質供給手段とを備え、 前記縦渦発生手段が、気流方向に凸面形状である一対の
凸面板をその凸面側を向き合わせて気流方向に対して対
称になるように配置するとともに、両凸面板の先端縁の
長手方向を気流方向と直交する方向に対して傾斜させて
設けられ、 前記第２物質を供給する物質供給手段が、前記縦渦発生
手段本体の内部に設けられた中空状のチャンバと、この
チャンバ内に第２物質を導入する導入管と、このチャン
バ内の第２物質と前記気流とが接触するように前記縦渦
発生手段本体表面に気流方向とほぼ平行に形成されたス
リットとを備えた ことを特徴とする縦渦を用いた物質輸
送装置。5. A boundary layer provided in an air flow containing a first substance.
Vertical vortex generating means for generating vertical vortices in the air, and the vertical vortex generating means
Mixed with the first substance and transported to the vertical vortex region generated by
Material supply means for supplying a second material to be provided, wherein the longitudinal vortex generating means has a pair of convex shapes in the airflow direction.
With the convex plate facing the convex side,
And the front edge of the biconvex plate
Incline the longitudinal direction to the direction perpendicular to the airflow direction
Provided, the second material supplied material supply means, said longitudinal vortex generator
A hollow chamber provided inside the means body,
An introduction pipe for introducing the second substance into the chamber,
The vertical vortex so that the second substance in the chamber comes into contact with the airflow.
A switch formed substantially parallel to the airflow direction on the surface of the generator main body
A material transport device using a vertical vortex, comprising a lit. 【請求項６】 酸化剤を含む気流中に燃料を供給する燃
料供給手段と、供給された燃料と酸化剤とを混合する混
合手段とを備え、混合された燃料を燃焼させるスクラム
ジェットエンジンにおいて、 前記混合手段が、請求項１ないし５のいずれかに一項に
記載の縦渦発生手段であり、 前記燃焼供給手段が、前記縦渦発生手段と対応する物質
供給手段であることを特徴とするスクラムジェットエン
ジン。 6. A fuel for supplying fuel into an air stream containing an oxidizing agent.
Mixing means for mixing the supplied fuel with the oxidant.
Scram for burning mixed fuel
In a jet engine, the mixing means is any one of claims 1 to 5.
The vertical vortex generating means according to claim 1, wherein said combustion supply means is a substance corresponding to said vertical vortex generating means.
Scramjet engine characterized by being a supply means
gin. 【請求項７】 第１物質を含む気流中に設けられ境界層
に縦渦を発生させる縦渦発生手段と、この縦渦発生手段
により発生した縦渦領域に前記第１物質と反応する第２
物質を供給する物質供給手段とを備え、 前記縦渦発生手段が、翼形状体であって、その前縁を気
流の上流側にかつ後縁を下流側に位置させるとともに、
前縁の長手方向を気流方向と直交する方向に対して傾斜
させて設けられ、 前記第２物質を供給する物質供給手段が、前記縦渦発生
手段本体の内部に設けられた中空状のチャンバと、この
チャンバ内に第２物質を導入する導入管と、このチャン
バ内の第２物質と前記気流とが接触するように前記縦渦
発生手段本体表面に気流方向とほぼ平行に形成されたス
リットとを備えた ことを特徴とする縦渦を用いた反応促
進装置。7. A boundary layer provided in an air flow containing a first substance
A vertical vortex generating means for generating a vertical vortex, and a second vortex region generated by the vertical vortex generating means reacting with the first substance in a vertical vortex region.
Material supply means for supplying a substance , wherein the longitudinal vortex generating means is a wing-shaped body, and its leading edge is
With the upstream edge of the flow and the trailing edge located downstream,
The longitudinal direction of the leading edge is inclined with respect to the direction perpendicular to the airflow direction
The substance supply means for supplying the second substance is provided with the longitudinal vortex generation.
A hollow chamber provided inside the means body,
An introduction pipe for introducing the second substance into the chamber,
The vertical vortex so that the second substance in the chamber comes into contact with the airflow.
A switch formed substantially parallel to the airflow direction on the surface of the generator main body
A reaction promoting device using a vertical vortex, comprising a lit. 【請求項８】 第１物質を含む気流中に設けられ境界層
に縦渦を発生させる縦渦発生手段と、この縦渦発生手段
により発生した縦渦領域に前記第１物質と反応する第２
物質を供給する物質供給手段とを備え、 前記縦渦発生手段が、円柱形状体であって、その軸方向
を気流方向と直交する方向に対して傾斜させて設けら
れ、 前記第２物質を供給する物質供給手段が、前記縦渦発生
手段本体の内部に設けられた中空状のチャンバと、この
チャンバ内に第２物質を導入する導入管と、このチャン
バ内の第２物質と前記気流とが接触するように前記縦渦
発生手段本体表面に気流方向とほぼ平行に形成されたス
リットとを備えた ことを特徴とする縦渦を用いた反応促
進装置。8. A boundary layer provided in an air flow containing a first substance.
Vertical vortex generating means for generating vertical vortices in the air, and the vertical vortex generating means
Reacting with the first substance in the longitudinal vortex region generated by the second
Substance supply means for supplying a substance, wherein the longitudinal vortex generating means is a cylindrical body, and has an axial direction
Is inclined with respect to the direction perpendicular to the airflow direction.
Is the substance supply means for supplying the second material, the longitudinal vortex generated
A hollow chamber provided inside the means body,
An introduction pipe for introducing the second substance into the chamber,
The vertical vortex so that the second substance in the chamber comes into contact with the airflow.
A switch formed substantially parallel to the airflow direction on the surface of the generator main body
A reaction promoting device using a vertical vortex, comprising a lit. 【請求項９】 第１物質を含む気流中に設けられ境界層
に縦渦を発生させる縦渦発生手段と、この縦渦発生手段
により発生した縦渦領域に前記第１物質と反応する第２
物質を供給する物質供給手段とを備え、 前記縦渦発生手段が、翼形状であってその前縁を気流の
上流側にかつ後縁を下流側に位置させるとともに前縁の
長手方向を気流方向と直交する方向に対して傾斜させて
設けた圧力印加体と、この圧力印加体と接近して略平行
に配設され当該圧力印加体から圧力を印加されてその表
面に縦渦を発生する平板とからなり、 前記第２物質を供給する物質供給手段が、前記縦渦発生
手段本体の内部に設けられた中空状のチャンバと、この
チャンバ内に第２物質を導入する導入管と、このチャン
バ内の第２物質と前記気流とが接触するように前記縦渦
発生手段本体表面に気流方向とほぼ平行に形成されたス
リットとを備えた ことを特徴とする縦渦を用いた反応促
進装置。9. A boundary layer provided in an air flow containing a first substance.
Vertical vortex generating means for generating vertical vortices in the air, and the vertical vortex generating means
Reacting with the first substance in the longitudinal vortex region generated by the second
Material supply means for supplying a substance, wherein the longitudinal vortex generating means has a wing shape and a leading edge of the air flow.
Position the upstream edge and the trailing edge downstream, and
Incline the longitudinal direction to the direction perpendicular to the airflow direction
Provided pressure applying body and close to and parallel to this pressure applying body
The pressure is applied from the pressure applying body and the table
A material supply means for supplying the second substance , wherein the material supply means comprises a flat plate that generates a vertical vortex on the surface.
A hollow chamber provided inside the means body,
An introduction pipe for introducing the second substance into the chamber,
The vertical vortex so that the second substance in the chamber comes into contact with the airflow.
A switch formed substantially parallel to the airflow direction on the surface of the generator main body
A reaction promoting device using a vertical vortex, comprising a lit. 【請求項１０】 第１物質を含む気流中に設けられ境界
層に縦渦を発生させる縦渦発生手段と、この縦渦発生手
段により発生した縦渦領域に前記第１物質と反応する第
２物質を供給する物質供給手段とを備え、 前記縦渦発生手段が、気流方向に凹面形状である一対の
凹面板をその凹面側を向き合わせて気流方向に対して対
称になるように配置するとともに、両凹面板の先端縁の
長手方向を気流方向と直交する方向に対して傾斜させて
設けられ、 前記第２物質を供給する物質供給手段が、前記縦渦発生
手段本体の内部に設けられた中空状のチャンバと、この
チャンバ内に第２物質を導入する導入管と、このチャン
バ内の第２物質と前記気流とが接触するように前記縦渦
発生手段本体表面に気流方向とほぼ平行に形成されたス
リットとを備えた ことを特徴とする縦渦を用いた反応促
進装置。10. A boundary provided in an air flow containing a first substance.
Means for generating a vertical vortex in the layer,
In the longitudinal vortex region generated by the step, the first reacting with the first substance
Material supply means for supplying two substances, wherein the longitudinal vortex generating means has a pair of concave surfaces in the airflow direction.
With the concave plate facing the concave side,
And the front edge of the double concave plate
Incline the longitudinal direction to the direction perpendicular to the airflow direction
Provided, the second material supplied material supply means, said longitudinal vortex generator
A hollow chamber provided inside the means body,
An introduction pipe for introducing the second substance into the chamber,
The vertical vortex so that the second substance in the chamber comes into contact with the airflow.
A switch formed substantially parallel to the airflow direction on the surface of the generator main body
A reaction promoting device using a vertical vortex, comprising a lit. 【請求項１１】 第１物質を含む気流の乱流遷移領域で
境界層内に現れ前記気流の流れ方向にほぼ沿った軸を持
ち同方向に回転する縦渦を発生させる縦渦発生手段と、
前記縦渦の発生領域に第２物質を壁面からしみ出させる
物質供給手段とを備え、前記第１物質と前記第２物質と
を混合して輸送する物質輸送装置。 11. A turbulent transition region of an air flow containing a first substance.
Appears in the boundary layer and has an axis approximately along the flow direction of the airflow
A vertical vortex generating means for generating a vertical vortex rotating in the same direction,
The second substance is exuded from the wall surface in the region where the vertical vortex is generated.
Substance supply means, wherein the first substance and the second substance
Material transport device that mixes and transports. 【請求項１２】 第１物質を含む気流中に第２物質を噴
出する物質供給手段と、前記気流と前記第２物質とが混
合した混合気流に、当該混合気流の乱流遷移 領域で境界
層内に現れ前記気流の流れ方向にほぼ沿った軸を持ち同
方向に回転する縦渦を発生させる縦渦発生手段とを備
え、前記第１物質と前記第２物質とを混合して輸送する
物質輸送装置。 12. A second substance is injected into an air stream containing the first substance.
Material supply means for discharging the gas stream and the second substance.
The mixed airflow is bounded by the turbulent transition region of the airflow.
Appears in the bed and has an axis substantially along the flow direction of the airflow.
Vertical vortex generating means for generating a vertical vortex rotating in the direction.
And mixing and transporting the first substance and the second substance.
Mass transport equipment. 【請求項１３】 第１物質を含む気流の乱流遷移領域で
境界層内に現れ前記気流の流れ方向にほぼ沿った軸を持
ち同方向に回転する縦渦を発生させる縦渦発生手段と、
前記縦渦の発生領域に第２物質を壁面からしみ出させる
物質供給手段とを備え、前記第１物質と前記第２物質と
を反応させる反応促進装置。 13. A turbulent transition region of an airflow containing a first substance.
Appears in the boundary layer and has an axis approximately along the flow direction of the airflow
A vertical vortex generating means for generating a vertical vortex rotating in the same direction,
The second substance is exuded from the wall surface in the region where the vertical vortex is generated.
Substance supply means, wherein the first substance and the second substance
A reaction promoting device for reacting 【請求項１４】 第１物質を含む気流中に第２物質を噴
出する物質供給手段と、前記気流と前記第２物質とが混
合した混合気流に、当該混合気流の乱流遷移領域で境界
層内に現れ前記気流の流れ方向にほぼ沿った軸を持ち同
方向に回転する縦渦を発生させる縦渦発生手段とを備
え、前記第１物質と前記第２物質とを反応させる反応促
進装置。 14. A second substance is injected into an air stream containing the first substance.
Material supply means for discharging the gas stream and the second substance.
The mixed airflow is bounded by the turbulent transition region of the airflow.
Appears in the bed and has an axis substantially along the flow direction of the airflow.
Vertical vortex generating means for generating a vertical vortex rotating in the direction.
For promoting a reaction between the first substance and the second substance.
Hex device.