JP4252513B2 - 低温プラズマ発生手段を有する空気/燃料噴射システム - Google Patents
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Description
12 ターボ機械燃焼室
14 チャンバ後部壁
16 ポート
18 環状デフレクタ
20、54、76 ブシュ
22、56、78 ボウル
22a 末広形壁
22b 円筒形壁
24、60 孔
25 環状カラー
25a、40 オリフィス
26 ベンチュリ
28、30、64、66、89、96 空気噴射手段
28、64 内側エア・スワーラ
30、66 外側エア・スワーラ
32 保持片
34 環状溝
36 支持リング
38 燃料噴射器
38、68、100 燃料噴射手段
41、51、73 中空筒形構造
42 電極
42、42’ 低温プラズマ発生手段
44 電気配線
46 AC電流発生器
48 制御手段
56 前混合ボウル
56a 末広下流壁
56b 先細り中間壁
56c 円筒形上流壁
58 第1のベンチュリ
62 第2のベンチュリ
80 環状保持リング
84 第1の筒形部分
86 第1の軸方向内部ボリューム
88、92 環状通路
89 空気供給オリフィス
90 第2の筒形部分
96 空気供給チャネル
98 燃料吸入口
100 燃料供給チャネル
Claims (14)
- 燃焼室(12)内への空気/燃料混合気の流れのための中空筒形構造(41、51、73)と、
中空筒形構造の上流端に配置された燃料噴射手段(38、68、100)と、
燃料噴射手段(38、68、100)の下流に配置された空気噴射手段(28、30、64、66、89、96)と、
を含む、ターボ機械燃焼室(12)内に空気/燃料混合気を噴射するためのシステム(10、50、72)であって、
空気/燃料混合気の流れの中に活性種を生成して、空気/燃料混合気の分子のプレフラグメンテーションを起こさせるように空気噴射手段(28、30、64、66、89、96)の下流に配置された低温プラズマ発生手段(42、42’)と、
ターボ機械の動作速度に依存して前記低温プラズマ発生手段(42、42’)を制御するための手段(48)と、
を更に含んでおり、
前記低温プラズマ発生手段は、AC電流発生器(46)に接続された少なくとも一対の電極(42、42’)であり、
前記AC電流発生器(46)が、2から50ナノ秒の持続時間の電気パルスを発することを特徴とする、システム(10、50、72)。 - 燃焼室(12)内への空気/燃料混合気の流れのための中空筒形構造(41、51、73)と、
中空筒形構造の上流端に配置された燃料噴射手段(38、68、100)と、
燃料噴射手段(38、68、100)の下流に配置された空気噴射手段(28、30、64、66、89、96)と、
を含む、ターボ機械燃焼室(12)内に空気/燃料混合気を噴射するためのシステム(10、50、72)であって、
空気/燃料混合気の流れの中に活性種を生成して、空気/燃料混合気の分子のプレフラグメンテーションを起こさせるように空気噴射手段(28、30、64、66、89、96)の下流に配置された低温プラズマ発生手段(42、42’)と、
ターボ機械の動作速度に依存して前記低温プラズマ発生手段(42、42’)を制御するための手段(48)と、
を更に含んでおり、
前記低温プラズマ発生手段は、AC電流発生器(46)に接続されたソレノイド巻き線であり、
前記AC電流発生器(46)は2から50ナノ秒の持続時間の電気パルスを発することを特徴とする、システム(10、50、72)。 - 中空筒形構造(41)の上流端に配置され、燃料がほぼ軸方向に中空筒形構造(41)内に噴射されることを可能にする燃料噴射器(38)と、燃料噴射器(38)の下流に配置され、空気がほぼ半径方向に前記中空筒形構造(41)内に噴射されることを可能にする内側エア・スワーラ(28)と、内側エア・スワーラ(28)の下流に配置され、空気がほぼ半径方向に前記中空筒形構造(41)内に噴射されることを可能にする外側エア・スワーラ(30)と、上流端が内側エア・スワーラ(28)と外側エア・スワーラ(30)との間に配置されたベンチュリ(26)と、外側エア・スワーラ(30)の下流に配置されたボウル(22)と、を含むことを特徴とする、請求項1または2に記載のシステム(10)。
- 前記低温プラズマ発生手段(42、42’)はベンチュリ(26)の下流端の周りに配置されることを特徴とする、請求項3に記載のシステム(10)。
- 前記低温プラズマ発生手段(42、42’)は、ボウル(22)の上流端の周りに配置されることを特徴とする、請求項3に記載のシステム(10)。
- 中空筒形構造(41)の上流端に配置され、燃料がほぼ軸方向に中空筒形構造(41)内に噴射されることを可能にする燃料噴射器(38)と、燃料噴射器(38)の下流に配置され、空気がほぼ半径方向に前記中空筒形構造(41)内に噴射されることを可能にする内側エア・スワーラ(28)と、内側エア・スワーラ(28)の下流に配置され、空気がほぼ半径方向に前記中空筒形構造(41)内に噴射されることを可能にする外側エア・スワーラ(30)と、上流端が内側エア・スワーラ(28)と外側エア・スワーラ(30)との間に配置されたベンチュリ(26)と、外側エア・スワーラ(30)の下流に配置されたボウル(22)と、を含み、
前記低温プラズマ発生手段(42、42’)はベンチュリ(26)の下流端の周りとボウル(22)の上流端の周りとに配置されることを特徴とする、請求項1に記載のシステム(10)。 - 中空筒形構造(51)の上流端に配置され、燃料がほぼ軸方向に中空筒形構造(51)内に噴射されることを可能にする燃料噴射器(68)と、燃料噴射器(68)の下流に配置され、空気がほぼ半径方向に前記中空筒形構造(51)内に噴射されることを可能にする内側エア・スワーラ(64)と、内側エア・スワーラ(64)の下流に配置され、空気がほぼ半径方向に前記中空筒形構造(51)内に噴射されることを可能にする外側エア・スワーラ(66)と、外側エア・スワーラ(66)の下流に配置された第1のベンチュリ(58)と、内側エア・スワーラ(64)と外側エア・スワーラ(66)との間に配置された第2のベンチュリ(62)と、第2のベンチュリ(62)の下流に配置された前混合ボウル(56)と、を含むことを特徴とする、請求項1または2に記載のシステム(50)。
- 前記低温プラズマ発生手段(42、42’)は前混合ボウル(56)の下流端の周りに配置されることを特徴とする、請求項7に記載のシステム(50)。
- 第1の筒形部分(84)と第2の筒形部分(90)との間に環状通路(92)を画定するように、第2の筒形部分(90)を取り囲む第1の筒形部分(84)を含む燃料噴射器(82)と、
環状保持リング(80)と前記燃料噴射器(82)との間に環状通路(88)を画定するように、燃料噴射器(80)の前記第1の筒形部分(84)を取り囲む環状保持リング(80)と、
前記環状保持リング(80)の下流延長部に配置されたボウル(78)と、
前記保持リング(80)と前記燃料噴射器(82)との間の環状通路(88)内に現れ、空気が燃料噴射器(82)の前記第1の筒形部分(84)の下流に噴射されることを可能にする、空気供給オリフィス(89)と、
燃料噴射器(82)の前記第2の筒形部分(90)の上流端に現れる空気供給チャネル(96)と、
前記第1の筒形部分(84)と第2の筒形部分(90)との間の環状通路(92)に現れ、燃料が第1の筒形部分(84)と第2の筒形部分(90)との間に噴射されることを可能にする燃料供給チャネル(100)と、
を含むことを特徴とする、請求項1または2に記載のシステム(72)。 - 前記低温プラズマ発生手段(42、42’)は、燃料噴射器(82)の前記第2の筒形部分(90)の下流端の周りに配置されることを特徴とする、請求項9に記載のシステム(72)。
- 前記低温プラズマ発生手段(42、42’)は、燃料噴射器(82)の前記第1の筒形部分(84)の下流端の周りに配置されることを特徴とする、請求項9に記載のシステム(72)。
- 第1の筒形部分(84)と第2の筒形部分(90)との間に環状通路(92)を画定するように、第2の筒形部分(90)を取り囲む第1の筒形部分(84)を含む燃料噴射器(82)と、
環状保持リング(80)と前記燃料噴射器(82)との間に環状通路(88)を画定するように、燃料噴射器(80)の前記第1の筒形部分(84)を取り囲む環状保持リング(80)と、
前記環状保持リング(80)の下流延長部に配置されたボウル(78)と、
前記保持リング(80)と前記燃料噴射器(82)との間の環状通路(88)内に現れ、空気が燃料噴射器(82)の前記第1の筒形部分(84)の下流に噴射されることを可能にする、空気供給オリフィス(89)と、
燃料噴射器(82)の前記第2の筒形部分(90)の上流端に現れる空気供給チャネル(96)と、
前記第1の筒形部分(84)と第2の筒形部分(90)との間の環状通路(92)に現れ、燃料が第1の筒形部分(84)と第2の筒形部分(90)との間に噴射されることを可能にする燃料供給チャネル(100)と、
を含み、
前記低温プラズマ発生手段(42、42’)は、燃料噴射器(82)の前記第1の筒形部分(84)の下流端の周りと、環状保持リング(80)の下流端の周りとに配置されることを特徴とする、請求項1に記載のシステム(72)。 - 前記一対の電極のそれぞれの電極(42、42’)は、一方が他方に関して半径方向に整列配置されることを特徴とする、請求項1に記載のシステム(10、50、72)。
- 前記一対の電極のそれぞれの電極(42、42’)は、一方が他方に関して半径方向にずれていることを特徴とする、請求項1に記載のシステム(10、50、72)。
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