JP3192864B2 - 微粒燃料噴射ノズル - Google Patents
微粒燃料噴射ノズルInfo
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- JP3192864B2 JP3192864B2 JP06096094A JP6096094A JP3192864B2 JP 3192864 B2 JP3192864 B2 JP 3192864B2 JP 06096094 A JP06096094 A JP 06096094A JP 6096094 A JP6096094 A JP 6096094A JP 3192864 B2 JP3192864 B2 JP 3192864B2
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- fuel injection
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はガスタービンエンジンの
燃料を噴射する微粒燃料噴射ノズルに関する。
燃料を噴射する微粒燃料噴射ノズルに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の微粒燃料噴射ノズルを図６乃至図
８により説明する。図６は気流微粒化噴射弁方式ノズル
を示す概略断面図である。空気３６の気流に沿って燃料
管３１からの燃料３２を流し、燃料液膜３３を作り、燃
料を微粒化するノズルである。
８により説明する。図６は気流微粒化噴射弁方式ノズル
を示す概略断面図である。空気３６の気流に沿って燃料
管３１からの燃料３２を流し、燃料液膜３３を作り、燃
料を微粒化するノズルである。
【０００３】図７は圧力噴射弁／スワーラ方式ノズルを
示す概略断面図である。燃料４２は燃料管４１から高圧
で噴霧され、燃料液膜４３が形成され、更に空気４６の
スワーラ流で燃料を微粒化するノズルである。
示す概略断面図である。燃料４２は燃料管４１から高圧
で噴霧され、燃料液膜４３が形成され、更に空気４６の
スワーラ流で燃料を微粒化するノズルである。
【０００４】図８は蒸発管方式ノズルの概略断面図を示
す。空気５６は、高温の蒸発管５３と空気筒５４に流れ
ており、燃料５２が燃料管５１から高温の蒸発管５３に
噴射され、この中で微粒化及び気化されるノズルであ
る。
す。空気５６は、高温の蒸発管５３と空気筒５４に流れ
ており、燃料５２が燃料管５１から高温の蒸発管５３に
噴射され、この中で微粒化及び気化されるノズルであ
る。
【０００５】超音波振動子を使用し、液体を微粒化（霧
化）する装置は、超音波吸入器等、であるが、ガスター
ビン、等の燃料ノズルに適用された例はない。
化）する装置は、超音波吸入器等、であるが、ガスター
ビン、等の燃料ノズルに適用された例はない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前述の従来の微粒燃料
噴射ノズルでは、燃料流量の変化時、つまりエンジン推
力を変化させる時、液滴径が一定にならず気化が燃料流
量によって異なるため、不安定な燃焼となる。また、従
来のノズルでは、液滴径が積極的にコントロールされて
おらず、径が大きい。
噴射ノズルでは、燃料流量の変化時、つまりエンジン推
力を変化させる時、液滴径が一定にならず気化が燃料流
量によって異なるため、不安定な燃焼となる。また、従
来のノズルでは、液滴径が積極的にコントロールされて
おらず、径が大きい。
【０００７】本発明では、超音波振動子を用いて燃料を
微粒化して燃料流量が変化しても液滴径が小さく、安定
している微粒噴射ノズルを提供するものである。
微粒化して燃料流量が変化しても液滴径が小さく、安定
している微粒噴射ノズルを提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】そのため、本発明は、燃
料管の先に円錐形状部材を設け、燃料を円錐状に放射さ
せて円筒状の振動板に導き内周面に衝突させて微粒化す
る。振動板は燃料を下流へ効率良く流れるように先細の
円筒形状とし、更に超音波振動子を設け、振動板を振動
する構成とする。
料管の先に円錐形状部材を設け、燃料を円錐状に放射さ
せて円筒状の振動板に導き内周面に衝突させて微粒化す
る。振動板は燃料を下流へ効率良く流れるように先細の
円筒形状とし、更に超音波振動子を設け、振動板を振動
する構成とする。
【０００９】即ち、本発明は、燃料をノズル本体内に導
く燃料管と、同燃料管の先端に取付けられ、燃料を同燃
料管から円錐状に放射させて前記ノズル本体内へ導く円
錐形部材と、前記ノズル本体内で燃料噴射方向に向かっ
て細くなる円筒形状で、前記円錐形部材から導かれる燃
料を衝突させて微粒化して進行方向に導く振動板と、同
振動板を振動させるため、前記ノズル本体と前記振動板
の間に放射状の振動子もしくは、ＰＺＴセラミックス振
動子を超音波振動子として具備してなることを特徴とす
る微粒燃料噴射ノズルを提供する。
く燃料管と、同燃料管の先端に取付けられ、燃料を同燃
料管から円錐状に放射させて前記ノズル本体内へ導く円
錐形部材と、前記ノズル本体内で燃料噴射方向に向かっ
て細くなる円筒形状で、前記円錐形部材から導かれる燃
料を衝突させて微粒化して進行方向に導く振動板と、同
振動板を振動させるため、前記ノズル本体と前記振動板
の間に放射状の振動子もしくは、ＰＺＴセラミックス振
動子を超音波振動子として具備してなることを特徴とす
る微粒燃料噴射ノズルを提供する。
【００１０】
【作用】本発明はこのような手段により、燃料は燃料管
からノズル本体内に導かれ、先端の円錐形部材で円錐状
に放射され、円筒状の振動板の内壁に衝突する。この振
動板は超音波振動子で振動しているので、燃料の液滴は
振動板にぶつかり微細化する。更に、振動板は超音波振
動が与えられているので液滴の分解を助け、均一な液滴
径の燃料として微粒化させる。微粒化した燃料は振動板
が先細の円筒形状であるので効率良くノズル本体の下流
へ流れ、微粒化し、安定した燃料の液滴径を得ることが
できる。
からノズル本体内に導かれ、先端の円錐形部材で円錐状
に放射され、円筒状の振動板の内壁に衝突する。この振
動板は超音波振動子で振動しているので、燃料の液滴は
振動板にぶつかり微細化する。更に、振動板は超音波振
動が与えられているので液滴の分解を助け、均一な液滴
径の燃料として微粒化させる。微粒化した燃料は振動板
が先細の円筒形状であるので効率良くノズル本体の下流
へ流れ、微粒化し、安定した燃料の液滴径を得ることが
できる。
【００１１】又、超音波振動子の振動周波数は燃料流量
に応じて最適の周波数を選定して振動板を振動できるの
で、燃料流量が変化しても、流量に応じて安定した液滴
径を得ることができ、そのため安定した高負荷燃焼が可
能となり、未燃物が減少するようになる。
に応じて最適の周波数を選定して振動板を振動できるの
で、燃料流量が変化しても、流量に応じて安定した液滴
径を得ることができ、そのため安定した高負荷燃焼が可
能となり、未燃物が減少するようになる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体
的に説明する。図１は本発明の第１実施例に係る微粒燃
料噴射ノズルの断面図でノズル部分を断面で示した図で
ある。図２は図１におけるＡ−Ａ断面図、図３はＢ−Ｂ
断面図である。これらの図において、１は燃料管で燃料
２が内部を通って導かれる。３は円錐コーン部品で支持
材８で図２に示すように燃料管３の端部に取付けられて
いる。４は振動板で先端部になる程先が細くなる円筒状
の形状である。５は後述する微粒化された燃料、６はノ
ズル流入空気、７は燃料／空気混合領域（着火、火災領
域）、９はノズルの本体、１０は超音波振動子で、図３
に示すように本体９の内面と振動板４との間に複数個放
射状に取付けられ、振動板４を円周方向より振動するも
のである。
的に説明する。図１は本発明の第１実施例に係る微粒燃
料噴射ノズルの断面図でノズル部分を断面で示した図で
ある。図２は図１におけるＡ−Ａ断面図、図３はＢ−Ｂ
断面図である。これらの図において、１は燃料管で燃料
２が内部を通って導かれる。３は円錐コーン部品で支持
材８で図２に示すように燃料管３の端部に取付けられて
いる。４は振動板で先端部になる程先が細くなる円筒状
の形状である。５は後述する微粒化された燃料、６はノ
ズル流入空気、７は燃料／空気混合領域（着火、火災領
域）、９はノズルの本体、１０は超音波振動子で、図３
に示すように本体９の内面と振動板４との間に複数個放
射状に取付けられ、振動板４を円周方向より振動するも
のである。
【００１３】次に、このような構成での作用を説明す
る。燃料管１を通って来た燃料２は、円錐コーン部品３
によって円錐状に放射される。放射された燃料２は、振
動板４の周面に当たり、微粒化される。微粒化された燃
料５は、振動板４が先細の円筒形状であるのでノズル流
入空気６により、効率良く下流へ運ばれ、燃料気化さ
れ、コントロールされた燃料／空気混合比の領域７で通
常の着火方法により火災が形成される。
る。燃料管１を通って来た燃料２は、円錐コーン部品３
によって円錐状に放射される。放射された燃料２は、振
動板４の周面に当たり、微粒化される。微粒化された燃
料５は、振動板４が先細の円筒形状であるのでノズル流
入空気６により、効率良く下流へ運ばれ、燃料気化さ
れ、コントロールされた燃料／空気混合比の領域７で通
常の着火方法により火災が形成される。
【００１４】振動板４は、先端部へ向かって細くなる円
錐形状で本体９の間に磁気ひずみ効果を用いた超音波振
動子１０が接続されており、この振動板４が振動するこ
とにより、放射状に振動する。この振動している円錐状
の振動板に燃料２の液滴がぶつかり、液滴を高周波の振
動で分解して微粒化させる。なお、燃料流量に応じて振
動板の周波数を変え、最適の周波数で安定化した液滴の
径を得ることができる。
錐形状で本体９の間に磁気ひずみ効果を用いた超音波振
動子１０が接続されており、この振動板４が振動するこ
とにより、放射状に振動する。この振動している円錐状
の振動板に燃料２の液滴がぶつかり、液滴を高周波の振
動で分解して微粒化させる。なお、燃料流量に応じて振
動板の周波数を変え、最適の周波数で安定化した液滴の
径を得ることができる。
【００１５】このように燃料が微粒化され、均一で安定
した粒径を得ることができるので、燃料流量が変化して
も安定した高負荷燃焼が可能になり未燃物も減少するも
のである。
した粒径を得ることができるので、燃料流量が変化して
も安定した高負荷燃焼が可能になり未燃物も減少するも
のである。
【００１６】図４は本発明の第２実施例に係る微粒燃料
噴射ノズルの断面図を示す。第１実施例と異なる所は、
超音波振動子に円筒状のＰＺＴ（ジルコン・チタン酸
鉛）セラミックス１１を用いたものであり、その他の構
成は図１に示す第１実施例と同じであるので説明は省略
する。
噴射ノズルの断面図を示す。第１実施例と異なる所は、
超音波振動子に円筒状のＰＺＴ（ジルコン・チタン酸
鉛）セラミックス１１を用いたものであり、その他の構
成は図１に示す第１実施例と同じであるので説明は省略
する。
【００１７】図５は図４におけるＣ−Ｃ断面図であり、
振動板４は本体９の周面に取付けられたＰＺＴセラミッ
クス１１の超音波振動子で接続され、振動が与えられる
構成を示している。
振動板４は本体９の周面に取付けられたＰＺＴセラミッ
クス１１の超音波振動子で接続され、振動が与えられる
構成を示している。
【００１８】本第２実施例の作用は前述の第１実施例と
同じであり、同様の効果も奏するので説明は省略する。
同じであり、同様の効果も奏するので説明は省略する。
【００１９】
【発明の効果】以上、具体的に説明したように、本発明
においては、ノズル本体内に円錐形部材を設けて燃料を
円錐状に放射し、先細の円筒形状の振動板の内壁面に衝
突させると共に、超音波振動子を設けて振動板を振動し
て燃料液滴を微粒化するようにしたので、燃料の微粒化
が均一化され、安定した粒径となることにより、燃料流
量が変化しても安定した高負荷燃焼が可能になり、未燃
物（ＣＯ、すす等）が減少するものである。
においては、ノズル本体内に円錐形部材を設けて燃料を
円錐状に放射し、先細の円筒形状の振動板の内壁面に衝
突させると共に、超音波振動子を設けて振動板を振動し
て燃料液滴を微粒化するようにしたので、燃料の微粒化
が均一化され、安定した粒径となることにより、燃料流
量が変化しても安定した高負荷燃焼が可能になり、未燃
物（ＣＯ、すす等）が減少するものである。
【図１】本発明の第１実施例に係る微粒燃料噴射ノズル
の断面図である。
の断面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図４】本発明の第２実施例に係る微粒燃料噴射ノズル
の断面図である。
の断面図である。
【図５】図４のＣ−Ｃ断面図である。
【図６】従来の気流微粒化噴射弁方式ノズルの概略断面
図である。
図である。
【図７】従来の圧力噴射弁／スワーラ方式ノズルの概略
断面図である。
断面図である。
【図８】従来の蒸発管方式ノズルの概略断面図である。
１ 燃料管 ２ 燃料 ３ 円錐コーン部品 ４ 振動板 ５ 微粒化された燃料 ６ ノズル流入空気 ７ 燃料／空気混合領域 ８ 支持材 ９ ノズル本体 １０ 超音波振動子 １１ ＰＺＴセラミックス振動子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F23R 3/28 F02C 7/232 F02M 27/08 F23D 11/34
Claims (1)
- 【請求項１】 燃料をノズル本体内に導く燃料管と、同
燃料管の先端に取付けられ、燃料を同燃料管から円錐状
に放射させて前記ノズル本体内へ導く円錐形部材と、前
記ノズル本体内で燃料噴射方向に向かって細くなる円筒
形状で、前記円錐形部材から導かれる燃料を衝突させて
微粒化して進行方向に導く振動板と、同振動板を振動さ
せるため、前記ノズル本体と前記振動板の間に放射状の
振動子もしくは、ＰＺＴセラミックス振動子を超音波振
動子として具備してなることを特徴とする微粒燃料噴射
ノズル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06096094A JP3192864B2 (ja) | 1994-03-30 | 1994-03-30 | 微粒燃料噴射ノズル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06096094A JP3192864B2 (ja) | 1994-03-30 | 1994-03-30 | 微粒燃料噴射ノズル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07269866A JPH07269866A (ja) | 1995-10-20 |
| JP3192864B2 true JP3192864B2 (ja) | 2001-07-30 |
Family
ID=13157490
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06096094A Expired - Fee Related JP3192864B2 (ja) | 1994-03-30 | 1994-03-30 | 微粒燃料噴射ノズル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3192864B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103615741A (zh) * | 2013-11-12 | 2014-03-05 | 清华大学 | 利用发汗与冲击冷却对超燃发动机喷注支板的热防护方法 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10185196A (ja) * | 1996-12-19 | 1998-07-14 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | ガスタービン燃焼器における液体燃料の予蒸発予混合構造 |
| GB9814100D0 (en) * | 1998-07-01 | 1998-08-26 | Emarsson Kristjsn Bjorn | Fuel-air mixture apparatus |
| CN103775262B (zh) * | 2013-05-24 | 2016-06-08 | 王淼 | 燃油发动机高效传质装置 |
| CN105443276A (zh) * | 2014-09-02 | 2016-03-30 | 王淼 | 燃油发动机高效传质装置 |
| CN110105997B (zh) * | 2019-03-28 | 2023-07-14 | 万荣金坦能源科技有限公司 | 一种液态燃料膨化裂变终端及其裂变方法 |
| CN110105999B (zh) * | 2019-03-28 | 2023-07-07 | 万荣金坦能源科技有限公司 | 一种可制冷的液态燃料膨化裂变器及裂变方法 |
| CN110105998B (zh) * | 2019-03-28 | 2023-07-14 | 万荣金坦能源科技有限公司 | 一种液态燃料膨化裂变器及其裂变方法 |
| CN110105996B (zh) * | 2019-03-28 | 2023-07-11 | 万荣金坦能源科技有限公司 | 一种可制冷的液态燃料膨化裂变器及其裂变方法 |
| CN110102243B (zh) * | 2019-03-28 | 2023-05-23 | 万荣金坦能源科技有限公司 | 一种液态燃料膨化裂变气液转换系统及其裂变方法 |
-
1994
- 1994-03-30 JP JP06096094A patent/JP3192864B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103615741A (zh) * | 2013-11-12 | 2014-03-05 | 清华大学 | 利用发汗与冲击冷却对超燃发动机喷注支板的热防护方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07269866A (ja) | 1995-10-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20010424 |
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