JPH07305849A - 予混合管 - Google Patents
予混合管Info
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- JPH07305849A JPH07305849A JP6099398A JP9939894A JPH07305849A JP H07305849 A JPH07305849 A JP H07305849A JP 6099398 A JP6099398 A JP 6099398A JP 9939894 A JP9939894 A JP 9939894A JP H07305849 A JPH07305849 A JP H07305849A
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- air
- combustion chamber
- tube
- inner cylinder
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 逆火、自己着火を防止する。
【構成】 内筒18の前端には燃料噴射弁11と空気取
入口が設けられ、後端が燃焼室25に連通しており、外
筒19は内筒18の外周面に沿って所定の間隔を有して
設けられ、複数の開口22を有し、後端で燃焼室25の
隔壁板23に結合し燃焼室25に連通した構成とする。
入口が設けられ、後端が燃焼室25に連通しており、外
筒19は内筒18の外周面に沿って所定の間隔を有して
設けられ、複数の開口22を有し、後端で燃焼室25の
隔壁板23に結合し燃焼室25に連通した構成とする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガスタービンやジェッ
トエンジンに用いられる空気と燃料を予混合して燃焼器
に供給する予混合管に係わり、詳しくは逆火、自着火を
防止する予混合管に関する。
トエンジンに用いられる空気と燃料を予混合して燃焼器
に供給する予混合管に係わり、詳しくは逆火、自着火を
防止する予混合管に関する。
【0002】
【従来の技術】ガスタービンやジェットエンジンの燃焼
装置では、燃焼器と燃料噴射ノズルとの間に予混合器を
配設し、燃焼器に供給される燃料の蒸発および空気との
混合を促進し、良好な燃焼を得るようにしている。この
ような予混合方式の場合、希薄燃焼が可能でありNOx
(窒素酸化物)等の排出量を大幅に低減することが可能
となる。
装置では、燃焼器と燃料噴射ノズルとの間に予混合器を
配設し、燃焼器に供給される燃料の蒸発および空気との
混合を促進し、良好な燃焼を得るようにしている。この
ような予混合方式の場合、希薄燃焼が可能でありNOx
(窒素酸化物)等の排出量を大幅に低減することが可能
となる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
予混合方式の燃焼器にあっては、予混合管によって良好
な混合気が生成されるが、予混合管内の混合気の流速が
火炎伝播速度よりも遅くなると逆火を招き、また予混合
管内での混合気の滞留時間が着火遅れ時間よりも長くな
ると自己着火を起こすという問題がある。しかし、予混
合管の管壁付近では混合気の粘性により境界層が形成さ
れるため、混合気が管壁に近いほど低速となり火炎伝播
速度よりも遅くなることは避けられない。また、混合気
が予混合管内を流れる際に旋回流が強いと、軸方向の逆
向きの圧力勾配が強くなって予混合管内中心軸付近の流
速が遅くなるか、もしくは逆流を生じるようになり、逆
火や自己着火を起こす危険が生じる。一方混合気の温度
が高いほど火炎伝播速度は速くまた着火遅れ時間は短か
い。従って燃焼器に対し再生式ガスタービンなどのよう
に熱交換器により加熱した空気を供給する場合、または
ジェットエンジンなどのように高温高圧の空気を供給す
る場合、予混合方式を適用すると、予混合管内の温度は
かなりの高温となり、例えばジェットエンジンの場合5
00℃以上となるため逆火や自己着火を起こす危険が高
い。
予混合方式の燃焼器にあっては、予混合管によって良好
な混合気が生成されるが、予混合管内の混合気の流速が
火炎伝播速度よりも遅くなると逆火を招き、また予混合
管内での混合気の滞留時間が着火遅れ時間よりも長くな
ると自己着火を起こすという問題がある。しかし、予混
合管の管壁付近では混合気の粘性により境界層が形成さ
れるため、混合気が管壁に近いほど低速となり火炎伝播
速度よりも遅くなることは避けられない。また、混合気
が予混合管内を流れる際に旋回流が強いと、軸方向の逆
向きの圧力勾配が強くなって予混合管内中心軸付近の流
速が遅くなるか、もしくは逆流を生じるようになり、逆
火や自己着火を起こす危険が生じる。一方混合気の温度
が高いほど火炎伝播速度は速くまた着火遅れ時間は短か
い。従って燃焼器に対し再生式ガスタービンなどのよう
に熱交換器により加熱した空気を供給する場合、または
ジェットエンジンなどのように高温高圧の空気を供給す
る場合、予混合方式を適用すると、予混合管内の温度は
かなりの高温となり、例えばジェットエンジンの場合5
00℃以上となるため逆火や自己着火を起こす危険が高
い。
【0004】実公平3−7738号、実公平4−589
9号公報には上述の逆火、自己着火を防止するため、予
混合管の外面に多数の小孔を設け、予混合管の管壁付近
に形成される境界層に外側の空気を流入して境界層内の
燃料と空気との混合比を極めて希薄にすることにより逆
火、自己着火を抑える技術が開示されている。図6はこ
の方法を説明する図で、1は燃焼筒、9は燃焼筒に接続
する予混合管である。予混合管9の先端には二重の空気
ノズル3,4と旋回器5,6とが設けられており、旋回
器5の中心に燃料噴射ノズル2が設けられている。予混
合管9と燃焼筒1との間には、保炎器7が設けられその
回りに旋回器8が配設されている。予混合管9には多数
の小孔10が設けられ外側の空気が流入する。
9号公報には上述の逆火、自己着火を防止するため、予
混合管の外面に多数の小孔を設け、予混合管の管壁付近
に形成される境界層に外側の空気を流入して境界層内の
燃料と空気との混合比を極めて希薄にすることにより逆
火、自己着火を抑える技術が開示されている。図6はこ
の方法を説明する図で、1は燃焼筒、9は燃焼筒に接続
する予混合管である。予混合管9の先端には二重の空気
ノズル3,4と旋回器5,6とが設けられており、旋回
器5の中心に燃料噴射ノズル2が設けられている。予混
合管9と燃焼筒1との間には、保炎器7が設けられその
回りに旋回器8が配設されている。予混合管9には多数
の小孔10が設けられ外側の空気が流入する。
【0005】これら公報に開示された技術の場合、予混
合管9の外側から流入する空気によって管壁を流れる混
合気を極めて希薄にすることにより逆火、自己着火を防
止しているが、このため予混合管を出た後の燃焼領域内
でも空燃比(空気と燃料との比)分布は不均一となって
いたため、NOx排出量の低減と燃焼効率や燃焼安定性
等の他の燃焼諸性能との両立が困難となっていた。ま
た、旋回器5,6により混合気を旋回させているので、
予混合管中央部に逆流が発生したり、流速が遅くなるた
めここにおいて逆火や自己着火が発生し易いという問題
点があった。
合管9の外側から流入する空気によって管壁を流れる混
合気を極めて希薄にすることにより逆火、自己着火を防
止しているが、このため予混合管を出た後の燃焼領域内
でも空燃比(空気と燃料との比)分布は不均一となって
いたため、NOx排出量の低減と燃焼効率や燃焼安定性
等の他の燃焼諸性能との両立が困難となっていた。ま
た、旋回器5,6により混合気を旋回させているので、
予混合管中央部に逆流が発生したり、流速が遅くなるた
めここにおいて逆火や自己着火が発生し易いという問題
点があった。
【0006】本発明は上述の問題点に鑑みてなされたも
ので、燃焼領域内での混合気の不均一を少なくして逆
火、自己着火を防止する予混合管を提供することを目的
とする。
ので、燃焼領域内での混合気の不均一を少なくして逆
火、自己着火を防止する予混合管を提供することを目的
とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、前端に設けられた燃料噴射弁より噴射される燃料を
前端より取り入れた空気と混合し、後端に連通した燃焼
室に供給する内筒と、該内筒の外周面に沿って所定の間
隔を有して設けられ複数の開口を有し、後端で燃焼室隔
壁板に結合し燃焼室に連通する外筒とを備えたものであ
る。
め、前端に設けられた燃料噴射弁より噴射される燃料を
前端より取り入れた空気と混合し、後端に連通した燃焼
室に供給する内筒と、該内筒の外周面に沿って所定の間
隔を有して設けられ複数の開口を有し、後端で燃焼室隔
壁板に結合し燃焼室に連通する外筒とを備えたものであ
る。
【0008】また、前記内筒の後端は前記外筒端より燃
焼室側へ突出しており、該内筒後端外周に前記隔壁板に
沿って、かつ間隙を有して遮熱板を設けて流路を形成し
外筒の開口より流入する空気を燃焼室隔壁に沿って流れ
るようにしたものである。
焼室側へ突出しており、該内筒後端外周に前記隔壁板に
沿って、かつ間隙を有して遮熱板を設けて流路を形成し
外筒の開口より流入する空気を燃焼室隔壁に沿って流れ
るようにしたものである。
【0009】また、前記内筒の前端内面に前記燃料噴射
弁を支持し、吸入空気を燃焼室に向けて軸方向に整流す
る支柱を設けたものである。
弁を支持し、吸入空気を燃焼室に向けて軸方向に整流す
る支柱を設けたものである。
【0010】
【作用】内筒内およびこれと連通する燃焼室内は、外筒
の外側より圧力が低い。外筒と内筒の間の空間は後端で
燃焼室に連通しているため外筒の外側の空気より圧力が
低く、これにより外筒の外側より開口を通して空気が流
入し、内筒に衝突して内筒を冷却する。燃焼反応が開始
もしくは維持されるためには燃焼反応による発熱速度が
伝熱による周囲への熱損失速度を上回るか、あるいは釣
り合う必要があるが、上述の内筒の衝突冷却により逆
火、自己着火が発生する可能性のある内筒内壁近傍での
熱損失速度は高まるので、このような冷却をしない場合
よりも当該領域での燃焼は困難となる。即ち内筒の衝突
冷却により、内筒の消炎作用を強め消炎距離を長くする
ことで逆火、自己着火を抑制する。また内筒内に従来例
のように外面より空気を流入せず、内筒の衝突冷却に用
いた空気を遮熱板と隔壁板の間を通してから燃焼室の内
壁に沿って排出するので、混合気は内筒内ひいては燃焼
領域で不均一になることはない。なお、内筒内を流れる
空気と、外筒の外側を流れる空気の温度は通常は同じで
あるが、内筒内壁近傍の流速の遅い部分に逆火や自己着
火が発生しつつある時、そこの温度は流入する空気の温
度より高くなるので、外筒の開口より吸入された空気に
よって冷却される。
の外側より圧力が低い。外筒と内筒の間の空間は後端で
燃焼室に連通しているため外筒の外側の空気より圧力が
低く、これにより外筒の外側より開口を通して空気が流
入し、内筒に衝突して内筒を冷却する。燃焼反応が開始
もしくは維持されるためには燃焼反応による発熱速度が
伝熱による周囲への熱損失速度を上回るか、あるいは釣
り合う必要があるが、上述の内筒の衝突冷却により逆
火、自己着火が発生する可能性のある内筒内壁近傍での
熱損失速度は高まるので、このような冷却をしない場合
よりも当該領域での燃焼は困難となる。即ち内筒の衝突
冷却により、内筒の消炎作用を強め消炎距離を長くする
ことで逆火、自己着火を抑制する。また内筒内に従来例
のように外面より空気を流入せず、内筒の衝突冷却に用
いた空気を遮熱板と隔壁板の間を通してから燃焼室の内
壁に沿って排出するので、混合気は内筒内ひいては燃焼
領域で不均一になることはない。なお、内筒内を流れる
空気と、外筒の外側を流れる空気の温度は通常は同じで
あるが、内筒内壁近傍の流速の遅い部分に逆火や自己着
火が発生しつつある時、そこの温度は流入する空気の温
度より高くなるので、外筒の開口より吸入された空気に
よって冷却される。
【0011】また、内筒の前端の空気取入口に燃料噴射
弁の支柱を設け、この形状により取り入れた空気は燃焼
室に向かって軸方向へ直線的に流れるので、循環流など
による遅い流れの場所は発生しない。これにより内筒の
壁面近傍以外では逆火、自己着火の発生するおそれは少
なく、この壁面近傍は上述したように冷却されているの
で、逆火、自己着火のおそれ少ない。
弁の支柱を設け、この形状により取り入れた空気は燃焼
室に向かって軸方向へ直線的に流れるので、循環流など
による遅い流れの場所は発生しない。これにより内筒の
壁面近傍以外では逆火、自己着火の発生するおそれは少
なく、この壁面近傍は上述したように冷却されているの
で、逆火、自己着火のおそれ少ない。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1は本発明の実施例の構成図である。図
2は図1のX−X矢視図である。図3は図1のY−Y断
面で燃料噴射弁を支える支柱の断面図である。図1〜3
において、予混合管21の前端に燃料噴射弁11が設け
られ、後端は燃焼室25に連通している。燃料噴射弁1
1は、空気流入口13を有する内部ボデー12と、内部
ボデー12の後部外面との間に環状の燃料流路14を形
成する同軸の外部ボデー16よりなり、外部ボデー16
の内外周は先細りになって後端へ伸び、後端部に周方向
へ所定の間隔を置いて切り欠き15を有している。外部
ボデー16に同軸に配置され、外部ボデー16の後部外
周部に対して所定の間隔を保持し、後部外周部との間に
環状の空気流路17を形成し、下流にゆくに従い縮径
し、所定の位置から筒状となる内筒18と、この内筒1
8の表面に沿って所定の間隔を有して同軸上に設けら
れ、多数の小孔22を有する外筒19とから予混合管2
1は構成される。外部ボデー16の後部外周と内筒18
の先端内面には円周上に支柱20が所定のピッチで設け
られ、外部ボデー16を内筒18で支持している。支柱
20は流入空気が燃焼室25へ向かって軸方向に流れる
よう図3に示す断面形状となっている。外筒19の後端
外周は燃焼室25の隔壁板23と結合している。内筒1
8後端は外筒19後端よりも燃焼室25へ突出してお
り、その外周に隔壁板23に沿って、かつ間隔を設けて
遮熱板24が取付けられ、隔壁板23と共に流路を形成
し、外筒19の小孔22より流入する空気を燃焼室25
の隔壁に沿って流す。これにより予混合管21のインピ
ンジ冷却に用いた空気は燃焼室隔壁26に沿って流れる
ので、燃焼域は均質な混合気となる。
て説明する。図1は本発明の実施例の構成図である。図
2は図1のX−X矢視図である。図3は図1のY−Y断
面で燃料噴射弁を支える支柱の断面図である。図1〜3
において、予混合管21の前端に燃料噴射弁11が設け
られ、後端は燃焼室25に連通している。燃料噴射弁1
1は、空気流入口13を有する内部ボデー12と、内部
ボデー12の後部外面との間に環状の燃料流路14を形
成する同軸の外部ボデー16よりなり、外部ボデー16
の内外周は先細りになって後端へ伸び、後端部に周方向
へ所定の間隔を置いて切り欠き15を有している。外部
ボデー16に同軸に配置され、外部ボデー16の後部外
周部に対して所定の間隔を保持し、後部外周部との間に
環状の空気流路17を形成し、下流にゆくに従い縮径
し、所定の位置から筒状となる内筒18と、この内筒1
8の表面に沿って所定の間隔を有して同軸上に設けら
れ、多数の小孔22を有する外筒19とから予混合管2
1は構成される。外部ボデー16の後部外周と内筒18
の先端内面には円周上に支柱20が所定のピッチで設け
られ、外部ボデー16を内筒18で支持している。支柱
20は流入空気が燃焼室25へ向かって軸方向に流れる
よう図3に示す断面形状となっている。外筒19の後端
外周は燃焼室25の隔壁板23と結合している。内筒1
8後端は外筒19後端よりも燃焼室25へ突出してお
り、その外周に隔壁板23に沿って、かつ間隔を設けて
遮熱板24が取付けられ、隔壁板23と共に流路を形成
し、外筒19の小孔22より流入する空気を燃焼室25
の隔壁に沿って流す。これにより予混合管21のインピ
ンジ冷却に用いた空気は燃焼室隔壁26に沿って流れる
ので、燃焼域は均質な混合気となる。
【0013】図4は予混合管21の外筒19に設けられ
た多数の小孔22の作用を説明する図である。内筒18
と外筒19で構成される中空円筒の空間は燃焼室25と
連通している。内筒18は先端に設けられた燃料噴射弁
11の空気流入口13および空気流路17を通って空気
が外部より内筒18内に流入する際に起こる圧力損失の
ため外部より圧力が低くなっており、燃焼室25も同様
に外筒外側より圧力が低くなっている。これにより中空
円筒内の圧力は外筒19の外側より低くなり、外筒19
の外側の空気が多数の小孔22から流入し、内筒18外
面に衝突し、内筒18を冷却する。この冷却効果は、外
筒19がない状態で内筒18の表面に沿って空気が軸方
向に流れる場合よりも大きい。
た多数の小孔22の作用を説明する図である。内筒18
と外筒19で構成される中空円筒の空間は燃焼室25と
連通している。内筒18は先端に設けられた燃料噴射弁
11の空気流入口13および空気流路17を通って空気
が外部より内筒18内に流入する際に起こる圧力損失の
ため外部より圧力が低くなっており、燃焼室25も同様
に外筒外側より圧力が低くなっている。これにより中空
円筒内の圧力は外筒19の外側より低くなり、外筒19
の外側の空気が多数の小孔22から流入し、内筒18外
面に衝突し、内筒18を冷却する。この冷却効果は、外
筒19がない状態で内筒18の表面に沿って空気が軸方
向に流れる場合よりも大きい。
【0014】図4において、各寸法の一例を説明する。
矢印は空気の流れ方向を示す。dは小孔22の直径を示
し、xは周方向のピッチ、yは軸方向(矢印方向)のピ
ッチ、zは内筒18と外筒19との間隔をしめす。次の
ような値の場合良好な冷却効果が得られる。 d=0.6〜1.0mm x/d=4〜8 y/d=5〜15 z≒2mm
矢印は空気の流れ方向を示す。dは小孔22の直径を示
し、xは周方向のピッチ、yは軸方向(矢印方向)のピ
ッチ、zは内筒18と外筒19との間隔をしめす。次の
ような値の場合良好な冷却効果が得られる。 d=0.6〜1.0mm x/d=4〜8 y/d=5〜15 z≒2mm
【0015】図5は内筒18の表面に沿って空気を流す
フィルム冷却方法と多数の小孔から空気を流入させ、内
筒18の表面に衝突させるインピンジ(Impinge)冷却方
法の冷却効果を示すものである。縦軸は高温ガスにさら
されている壁をある所定温度まで冷却するために必要な
冷却空気流量のパーセントを表したものでBをフィルム
冷却方法とし、これを100%とした場合、Aのインピ
ンジ冷却方法では80%の流量で同じ効果が得られるこ
とを示す。
フィルム冷却方法と多数の小孔から空気を流入させ、内
筒18の表面に衝突させるインピンジ(Impinge)冷却方
法の冷却効果を示すものである。縦軸は高温ガスにさら
されている壁をある所定温度まで冷却するために必要な
冷却空気流量のパーセントを表したものでBをフィルム
冷却方法とし、これを100%とした場合、Aのインピ
ンジ冷却方法では80%の流量で同じ効果が得られるこ
とを示す。
【0016】予混合管21の内筒18と多数の小孔22
を有する外筒19はこのようなインピンジ冷却効果を生
じるよう構成されている。通常は内筒18の内部を流れ
る混合気と外筒19の小孔22より流入する空気とはほ
ぼ同じ温度であるが、内筒内壁の流速の遅い境界層に燃
焼室25からの火炎が伝播して逆火が発生するとこの部
分の温度は急激に上昇しようとするが、インピンジ冷却
による熱損失のため燃焼速度は低下し燃焼反応は抑制さ
れ、ついには消炎される。
を有する外筒19はこのようなインピンジ冷却効果を生
じるよう構成されている。通常は内筒18の内部を流れ
る混合気と外筒19の小孔22より流入する空気とはほ
ぼ同じ温度であるが、内筒内壁の流速の遅い境界層に燃
焼室25からの火炎が伝播して逆火が発生するとこの部
分の温度は急激に上昇しようとするが、インピンジ冷却
による熱損失のため燃焼速度は低下し燃焼反応は抑制さ
れ、ついには消炎される。
【0017】内筒18の先端には燃料噴射弁11が内筒
18の内周上に一定のピッチで設けられた支柱20によ
って支持されており、支柱20は図3に示したように、
予混合管21の軸に対し平行に配設しているので、流入
した空気は燃焼室25に向かって軸方向に流れてゆく。
これに対し、従来のものは図6に示すように旋回器5,
6を設けて流れを旋回させるようになっている。このた
め、予混合管中央部で逆流が発生し、もしくはこの部分
の流速が遅くなるため、ここに逆火や自己着火が生じる
可能性があるが、本発明では、このような旋回器は用い
ておらず、内筒18の内壁近傍以外は流速の遅くなると
ころは発生しないため、内壁近傍以外で逆火や自己着火
の発生する領域は存在しない。また、本実施例では逆
火、自己着火防止のため予混合管21内のインピンジ冷
却に使用した空気を図1に示すように隔壁板23と遮熱
板24の間を通じて燃焼室壁に沿って排出するので図6
に示した従来例のように逆火、自己着火防止のため予混
合管の管壁より外側の空気を取り込んで管壁近傍の空燃
比(空気と燃料との比)を希薄にしたために燃焼領域で
は空燃比分布が不均一になるという不具合も発生しな
い。
18の内周上に一定のピッチで設けられた支柱20によ
って支持されており、支柱20は図3に示したように、
予混合管21の軸に対し平行に配設しているので、流入
した空気は燃焼室25に向かって軸方向に流れてゆく。
これに対し、従来のものは図6に示すように旋回器5,
6を設けて流れを旋回させるようになっている。このた
め、予混合管中央部で逆流が発生し、もしくはこの部分
の流速が遅くなるため、ここに逆火や自己着火が生じる
可能性があるが、本発明では、このような旋回器は用い
ておらず、内筒18の内壁近傍以外は流速の遅くなると
ころは発生しないため、内壁近傍以外で逆火や自己着火
の発生する領域は存在しない。また、本実施例では逆
火、自己着火防止のため予混合管21内のインピンジ冷
却に使用した空気を図1に示すように隔壁板23と遮熱
板24の間を通じて燃焼室壁に沿って排出するので図6
に示した従来例のように逆火、自己着火防止のため予混
合管の管壁より外側の空気を取り込んで管壁近傍の空燃
比(空気と燃料との比)を希薄にしたために燃焼領域で
は空燃比分布が不均一になるという不具合も発生しな
い。
【0018】予混合管21を用いて予混合予蒸発する燃
焼方法は、低NOx化が主眼であり、このためには希薄
(当量比を約0.6)燃焼させなければならず、従来型
の燃焼器よりも多量の空気を燃焼用に用いなければなら
ない。このためさらに逆火、自己着火防止用空気を確保
しようとすると燃焼室25内壁冷却用の空気量が不足す
る可能性もあるが、本発明では予混合管21でインピン
ジ冷却に使用した空気を図1に示したように内壁のフィ
ルム冷却に再利用しているので問題ない。また、予混合
管内壁冷却用空気を予混合管内に導入していないので、
航空機用、産業用等使用目的によって異なる燃焼器設計
条件、従って燃焼器入口温度、入口圧力が変わって、必
要とする予混合管内壁冷却用空気流量が変わっても、予
混合管内筒18内の空燃比(空気と燃料との比)分布に
は影響を与えない。これにより、設計にあたっては内筒
18の出口で空燃比分布をフラットにする燃料噴射弁1
1をまず設計しておき、後に燃焼器入口条件に応じて予
混合管内壁冷却用空気流量(インピンジ冷却空気流量)
をインピンジ孔の径や数を変えて調整すればよい。
焼方法は、低NOx化が主眼であり、このためには希薄
(当量比を約0.6)燃焼させなければならず、従来型
の燃焼器よりも多量の空気を燃焼用に用いなければなら
ない。このためさらに逆火、自己着火防止用空気を確保
しようとすると燃焼室25内壁冷却用の空気量が不足す
る可能性もあるが、本発明では予混合管21でインピン
ジ冷却に使用した空気を図1に示したように内壁のフィ
ルム冷却に再利用しているので問題ない。また、予混合
管内壁冷却用空気を予混合管内に導入していないので、
航空機用、産業用等使用目的によって異なる燃焼器設計
条件、従って燃焼器入口温度、入口圧力が変わって、必
要とする予混合管内壁冷却用空気流量が変わっても、予
混合管内筒18内の空燃比(空気と燃料との比)分布に
は影響を与えない。これにより、設計にあたっては内筒
18の出口で空燃比分布をフラットにする燃料噴射弁1
1をまず設計しておき、後に燃焼器入口条件に応じて予
混合管内壁冷却用空気流量(インピンジ冷却空気流量)
をインピンジ孔の径や数を変えて調整すればよい。
【0019】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、内筒に複数の開口を有する外筒を同軸上に設けてイ
ンピンジ冷却効果によって内筒を冷却しているので、内
筒内壁の低流速領域に発生し易い逆火や自己着火を抑制
することができる。また、内筒内の流れを軸方向に直線
的に整流しているので、循環流などによる流速の遅い領
域は発生せず、そのような流速の遅い領域に発生する逆
火や自己着火の恐れが少ない。また従来のように予混合
管の管壁より逆火、自己着火防止用空気を管内に吸入し
ていないので燃焼領域で燃料と空気の混合比が不均一と
なることも少ない。
は、内筒に複数の開口を有する外筒を同軸上に設けてイ
ンピンジ冷却効果によって内筒を冷却しているので、内
筒内壁の低流速領域に発生し易い逆火や自己着火を抑制
することができる。また、内筒内の流れを軸方向に直線
的に整流しているので、循環流などによる流速の遅い領
域は発生せず、そのような流速の遅い領域に発生する逆
火や自己着火の恐れが少ない。また従来のように予混合
管の管壁より逆火、自己着火防止用空気を管内に吸入し
ていないので燃焼領域で燃料と空気の混合比が不均一と
なることも少ない。
【図1】本実施例の予混合管の構成を示す縦断面図であ
る。
る。
【図2】図1のX−X矢視図である。
【図3】予混合管と燃料噴射ノズルを結合する支柱の断
面図で図1のY−Y矢視図である。
面図で図1のY−Y矢視図である。
【図4】本実施例のインピンジ冷却方法を説明する図で
ある。
ある。
【図5】フィルム冷却方法とインピンジ冷却方法の効果
を比較した図である。
を比較した図である。
【図6】従来例を説明する図である。
11 燃料噴射弁 12 内部ボデー 13 空気流入口 14 燃料流路 15 切り欠き 16 外部ボデー 17 空気流路 18 内筒 19 外筒 20 支柱 21 予混合管 22 小孔(開口) 23 隔壁板 24 遮熱板 25 燃焼室 26 燃焼室隔壁
Claims (3)
- 【請求項1】 前端に設けられた燃料噴射弁より噴射さ
れる燃料を前端より取り入れた空気と混合し、後端に連
通した燃焼室に供給する内筒と、該内筒の外周面に沿っ
て所定の間隔を有して設けられ複数の開口を有し、後端
で燃焼室隔壁板に結合し燃焼室に連通する外筒とを備え
たことを特徴とする予混合管。 - 【請求項2】 前記内筒の後端は前記外筒端より燃焼室
側へ突出しており、該内筒後端外周に前記隔壁板に沿っ
て、かつ間隙を有して遮熱板を設けて流路を形成し外筒
の開口より流入する空気を燃焼室隔壁に沿って流れるよ
うにしたことを特徴とする請求項1記載の予混合管。 - 【請求項3】 前記内筒の前端内面に前記燃料噴射弁を
支持し、吸入空気を燃焼室に向けて軸方向に整流する支
柱が設けられていることを特徴とする請求項1または2
記載の予混合管。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6099398A JPH07305849A (ja) | 1994-05-13 | 1994-05-13 | 予混合管 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6099398A JPH07305849A (ja) | 1994-05-13 | 1994-05-13 | 予混合管 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07305849A true JPH07305849A (ja) | 1995-11-21 |
Family
ID=14246397
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6099398A Pending JPH07305849A (ja) | 1994-05-13 | 1994-05-13 | 予混合管 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07305849A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007508515A (ja) * | 2003-10-13 | 2007-04-05 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 燃料の燃焼方法と装置 |
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JP2009198054A (ja) * | 2008-02-20 | 2009-09-03 | Niigata Power Systems Co Ltd | ガスタービン燃焼器 |
JP2012247083A (ja) * | 2011-05-25 | 2012-12-13 | Niigata Power Systems Co Ltd | ガスタービン燃焼器 |
US8943834B2 (en) | 2012-11-20 | 2015-02-03 | Niigata Power Systems Co., Ltd. | Pre-mixing injector with bladeless swirler |
JP2015087091A (ja) * | 2013-11-01 | 2015-05-07 | 新潟原動機株式会社 | ガスタービン燃焼器 |
CN112066100A (zh) * | 2020-08-28 | 2020-12-11 | 李宛芸 | 一种涡轮式石油管道 |
-
1994
- 1994-05-13 JP JP6099398A patent/JPH07305849A/ja active Pending
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CN112066100B (zh) * | 2020-08-28 | 2024-03-12 | 李宛芸 | 一种涡轮式石油管道 |
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