JPH06190257A - 気体−液体混合装置 - Google Patents
気体−液体混合装置Info
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- JPH06190257A JPH06190257A JP5217834A JP21783493A JPH06190257A JP H06190257 A JPH06190257 A JP H06190257A JP 5217834 A JP5217834 A JP 5217834A JP 21783493 A JP21783493 A JP 21783493A JP H06190257 A JPH06190257 A JP H06190257A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C7/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply
- F23C7/02—Disposition of air supply not passing through burner
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
- B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
- B05B7/06—Spray pistols; Apparatus for discharge with at least one outlet orifice surrounding another approximately in the same plane
- B05B7/062—Spray pistols; Apparatus for discharge with at least one outlet orifice surrounding another approximately in the same plane with only one liquid outlet and at least one gas outlet
- B05B7/065—Spray pistols; Apparatus for discharge with at least one outlet orifice surrounding another approximately in the same plane with only one liquid outlet and at least one gas outlet an inner gas outlet being surrounded by an annular adjacent liquid outlet
-
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- B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
- B05B7/08—Spray pistols; Apparatus for discharge with separate outlet orifices, e.g. to form parallel jets, i.e. the axis of the jets being parallel, to form intersecting jets, i.e. the axis of the jets converging but not necessarily intersecting at a point
- B05B7/0807—Spray pistols; Apparatus for discharge with separate outlet orifices, e.g. to form parallel jets, i.e. the axis of the jets being parallel, to form intersecting jets, i.e. the axis of the jets converging but not necessarily intersecting at a point to form intersecting jets
- B05B7/0861—Spray pistols; Apparatus for discharge with separate outlet orifices, e.g. to form parallel jets, i.e. the axis of the jets being parallel, to form intersecting jets, i.e. the axis of the jets converging but not necessarily intersecting at a point to form intersecting jets with one single jet constituted by a liquid or a mixture containing a liquid and several gas jets
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
- F23D11/10—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour
- F23D11/106—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour medium and fuel meeting at the burner outlet
- F23D11/107—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour medium and fuel meeting at the burner outlet at least one of both being subjected to a swirling motion
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 気体流内に実質的に均質な液体の分散をなす
ための液体の流れと気体の流れとを迅速に混合させるた
めの装置を提供する。 【構成】 衝突噴射混合装置４０は、円錐状の燃料流５
０を供給する中央噴霧器４２と、噴霧吐出口７０の下流
に離間した相互作用域６４において円錐状燃料スプレー
５０と合流する複数の交差する気体噴流６２，６６を供
給する手段５６，５８とを有する。
ための液体の流れと気体の流れとを迅速に混合させるた
めの装置を提供する。 【構成】 衝突噴射混合装置４０は、円錐状の燃料流５
０を供給する中央噴霧器４２と、噴霧吐出口７０の下流
に離間した相互作用域６４において円錐状燃料スプレー
５０と合流する複数の交差する気体噴流６２，６６を供
給する手段５６，５８とを有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液体の流れと気体の流
れとを迅速に混ぜ合わせるための装置に関する。
れとを迅速に混ぜ合わせるための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】液体の流れと気体の流れとを混ぜ合わせ
るための装置もしくはノズルが知られている。このよう
な混合装置は、種々の液体と気体とを組み合わせるが、
どれも気体成分を介して液体成分の均一な分散を生成す
るという共通の目的を有する。
るための装置もしくはノズルが知られている。このよう
な混合装置は、種々の液体と気体とを組み合わせるが、
どれも気体成分を介して液体成分の均一な分散を生成す
るという共通の目的を有する。
【０００３】混合物の迅速な均一性を得ることが特に重
要である特別な応用技術のひとつには、ガスタービンエ
ンジン等の燃焼部がある。ガスタービンエンジン燃焼室
内では、液体燃料が空気と反応し、エンジンの下流ター
ビン部に流入する流体を作用させる上昇した温度が生成
される。ガスタービンエンジンの燃焼部の容量は、大き
さ及び重量制限により制限される。燃焼物がタービン部
に入る前に燃焼反応が実質的に完了する必要があるた
め、燃焼室設計者は、燃焼反応開始前に液体燃料と空気
とを混合する速度を増加させるよう長い間努めてきた。
要である特別な応用技術のひとつには、ガスタービンエ
ンジン等の燃焼部がある。ガスタービンエンジン燃焼室
内では、液体燃料が空気と反応し、エンジンの下流ター
ビン部に流入する流体を作用させる上昇した温度が生成
される。ガスタービンエンジンの燃焼部の容量は、大き
さ及び重量制限により制限される。燃焼物がタービン部
に入る前に燃焼反応が実質的に完了する必要があるた
め、燃焼室設計者は、燃焼反応開始前に液体燃料と空気
とを混合する速度を増加させるよう長い間努めてきた。
【０００４】燃料及び空気の混合を強化する認知された
方法は、剪断及び乱流等を増加させることである。従来
の技術では、剪断は、燃料を注入した空気を旋回するこ
とにより発生する。
方法は、剪断及び乱流等を増加させることである。従来
の技術では、剪断は、燃料を注入した空気を旋回するこ
とにより発生する。
【０００５】近年では、環境問題が注目され、設計者に
よりガスタービンエンジンによる汚染物質の発生を減少
させるため様々な方法が検討されている。汚染物質のひ
とつである亜鉛化窒素は、燃焼反応の開始前に液体燃料
と燃焼空気とを良く混合し、均一な分散により最良にコ
ントロールされる。燃焼域内の混合化学量論のポケット
もしくは非均一変化を回避することにより、燃焼室設計
者は、亜鉛化窒素の汚染物質を発生させるレベル以下に
最高燃焼温度を制御する。
よりガスタービンエンジンによる汚染物質の発生を減少
させるため様々な方法が検討されている。汚染物質のひ
とつである亜鉛化窒素は、燃焼反応の開始前に液体燃料
と燃焼空気とを良く混合し、均一な分散により最良にコ
ントロールされる。燃焼域内の混合化学量論のポケット
もしくは非均一変化を回避することにより、燃焼室設計
者は、亜鉛化窒素の汚染物質を発生させるレベル以下に
最高燃焼温度を制御する。
【０００６】図３を参照すると、従来の半径方向に旋回
する混合装置１０の断面図が示されている。従来の旋回
混合装置１０は、中心線１４に沿って中央主要気流を吐
出するための軸上中央気流通路１６を有する中心線１４
に沿って配された噴霧器１２と、周囲環状燃料導管１８
と、同心の外環主要気流通路２０とを有する。導管１８
を流通する液体燃料は、中央通路１６から流出する中央
主要気流と、環状通路２０から流出する周囲環状主要気
流とがぶつかるところの噴霧ノズル２２へ流出される。
通路１６，２０内の主要気流と燃料通路１８から吐出さ
れた燃料との組み合わせは、例えばガスタービンエンジ
ン（図示せず）の燃焼域２６へ入る燃料液滴２４の円錐
状のスプレーである。
する混合装置１０の断面図が示されている。従来の旋回
混合装置１０は、中心線１４に沿って中央主要気流を吐
出するための軸上中央気流通路１６を有する中心線１４
に沿って配された噴霧器１２と、周囲環状燃料導管１８
と、同心の外環主要気流通路２０とを有する。導管１８
を流通する液体燃料は、中央通路１６から流出する中央
主要気流と、環状通路２０から流出する周囲環状主要気
流とがぶつかるところの噴霧ノズル２２へ流出される。
通路１６，２０内の主要気流と燃料通路１８から吐出さ
れた燃料との組み合わせは、例えばガスタービンエンジ
ン（図示せず）の燃焼域２６へ入る燃料液滴２４の円錐
状のスプレーである。
【０００７】当業者は周知であるように、ガスタービン
エンジン内の燃料の燃焼は、混合気の点火前に燃料と空
気との混合比率を注意深く制御することが要求される。
混合装置１０内の通路１６及び２０を介して供給された
空気は、通路１８を出る液体燃料の流れを分散するよう
作用するが、吐出された燃料２４の燃焼を開始させ、安
定させるには十分でない。しかしながら、補助空気の流
れが、同心の補助気流通路３０を介して燃焼域２６へ入
る。従来技術による旋回混合装置は、旋回翼板３２を用
いることにより補助空気２８の大型旋回要素の導入によ
り補助空気２８と燃料液滴吐出２４との混合を強化す
る。
エンジン内の燃料の燃焼は、混合気の点火前に燃料と空
気との混合比率を注意深く制御することが要求される。
混合装置１０内の通路１６及び２０を介して供給された
空気は、通路１８を出る液体燃料の流れを分散するよう
作用するが、吐出された燃料２４の燃焼を開始させ、安
定させるには十分でない。しかしながら、補助空気の流
れが、同心の補助気流通路３０を介して燃焼域２６へ入
る。従来技術による旋回混合装置は、旋回翼板３２を用
いることにより補助空気２８の大型旋回要素の導入によ
り補助空気２８と燃料液滴吐出２４との混合を強化す
る。
【０００８】図４の仮想線で示される旋回翼板３２は、
補助気流通路３０の吐出に乱流を増加する補助気流２８
へ接線速度を与える。従来の混合装置１０内の乱流を増
加させるのに有効な一方、この高収集の旋回は、燃焼域
２６内の燃料と空気混合気との集中の変化を生じる可能
性がある。
補助気流通路３０の吐出に乱流を増加する補助気流２８
へ接線速度を与える。従来の混合装置１０内の乱流を増
加させるのに有効な一方、この高収集の旋回は、燃焼域
２６内の燃料と空気混合気との集中の変化を生じる可能
性がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように、従来における燃料と空気との混合の集中の変
化は、亜鉛化窒素のような不要な汚染物質の発生を増加
させる。旋回補助気流は、ある状況下において、中心線
１４から外に出されるであろう重い液体燃料液滴を引き
起こすことにより非均質を増加するよう作用し、そのよ
うにして領域２６内に燃料過多の及び過少の混合気の局
所的範囲を生じてしまう。
たように、従来における燃料と空気との混合の集中の変
化は、亜鉛化窒素のような不要な汚染物質の発生を増加
させる。旋回補助気流は、ある状況下において、中心線
１４から外に出されるであろう重い液体燃料液滴を引き
起こすことにより非均質を増加するよう作用し、そのよ
うにして領域２６内に燃料過多の及び過少の混合気の局
所的範囲を生じてしまう。
【００１０】本発明の技術的課題は、気体流内に実質的
に均質な液体の分散を行うための液体の流れと気体の流
れとを迅速に混合させる混合装置を提供することであ
る。
に均質な液体の分散を行うための液体の流れと気体の流
れとを迅速に混合させる混合装置を提供することであ
る。
【００１１】また、本発明の更なる技術的課題は、液体
流の分散を強化する一方、従来技術において旋回流によ
り内在的に生成される遠心分離を防ぐ混合装置を提供す
ることである。
流の分散を強化する一方、従来技術において旋回流によ
り内在的に生成される遠心分離を防ぐ混合装置を提供す
ることである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、中心線
を有し、下流に拡散する円錐状スプレーとして混合域に
液体を吐出する手段と、混合域へ気体の流れの第一部分
を吐出するものであり、中心線の周囲に配され液体吐出
手段を取り囲む複数の第一吐出口を有し、複数の第一吐
出口の各々は液体吐出手段から下流に離間したトロイダ
ル相互作用域を有する円錐状スプレー内に、対応する気
体の第一噴流を吐出するよう向けられている第一気体吐
出手段と、混合域へ空気の流れの第二部分を吐出する第
二手段であり、中心線の周囲に配され液体吐出手段と第
一気体吐出手段の両方を取り囲む複数の第二吐出口を有
し、複数の第二吐出口の各々はトロイダル相互作用域を
有する円錐状スプレー内に気体の第二噴流を吐出するよ
う向けられている第二空気吐出手段とを有する液体の流
れと気体の流れとを混合する装置が得られる。
を有し、下流に拡散する円錐状スプレーとして混合域に
液体を吐出する手段と、混合域へ気体の流れの第一部分
を吐出するものであり、中心線の周囲に配され液体吐出
手段を取り囲む複数の第一吐出口を有し、複数の第一吐
出口の各々は液体吐出手段から下流に離間したトロイダ
ル相互作用域を有する円錐状スプレー内に、対応する気
体の第一噴流を吐出するよう向けられている第一気体吐
出手段と、混合域へ空気の流れの第二部分を吐出する第
二手段であり、中心線の周囲に配され液体吐出手段と第
一気体吐出手段の両方を取り囲む複数の第二吐出口を有
し、複数の第二吐出口の各々はトロイダル相互作用域を
有する円錐状スプレー内に気体の第二噴流を吐出するよ
う向けられている第二空気吐出手段とを有する液体の流
れと気体の流れとを混合する装置が得られる。
【００１３】また、本発明によれば、複数の第一気体噴
流の各々の流れ中心線と複数の第二気体噴流の各々の対
応する流れ中心線とが相互作用域において鋭角で交差し
てなる装置が得られる。
流の各々の流れ中心線と複数の第二気体噴流の各々の対
応する流れ中心線とが相互作用域において鋭角で交差し
てなる装置が得られる。
【００１４】すなわち、本発明は、気体フロー内に実質
的に均一な液体の分散をなすための液体の流れと気体の
流れとを迅速に混合させるための装置を提供する。その
装置は、多数の交わる気体噴流と液体流により液体吐出
に隣接した最大量の乱流を生成する。
的に均一な液体の分散をなすための液体の流れと気体の
流れとを迅速に混合させるための装置を提供する。その
装置は、多数の交わる気体噴流と液体流により液体吐出
に隣接した最大量の乱流を生成する。
【００１５】本発明による気体噴流と液体流は、角度を
なして交差し、混合された液体と気流の全体の旋回の必
要なく激しい局所的渦巻き運動を発生させる。その局所
的渦巻き運動は、液体流の分散を強化する一方、従来技
術の全体の旋回流により内在的に生成される遠心分離を
防ぐ。
なして交差し、混合された液体と気流の全体の旋回の必
要なく激しい局所的渦巻き運動を発生させる。その局所
的渦巻き運動は、液体流の分散を強化する一方、従来技
術の全体の旋回流により内在的に生成される遠心分離を
防ぐ。
【００１６】本発明の実施例によれば、中央液体吐出ノ
ズルは、装置の中心線に沿って拡大直径の下流を有する
液体の円錐スプレーを供給する。中心線の周囲に配され
液体吐出ノズルを取り囲む複数の第一気体吐出口は、中
心線と平行に流れトロイダル相互作用域内で液体スプレ
ー円錐と交じる複数の気体噴流を供給する。本発明の装
置は、複数の気体噴流の半径方向に外側に配され複数の
第一気体噴流からの気体の流れに対して鋭角で相互作用
域内に複数の第二気体噴流を吐出するよう角度をもった
複数の第二気体吐出口を有する。
ズルは、装置の中心線に沿って拡大直径の下流を有する
液体の円錐スプレーを供給する。中心線の周囲に配され
液体吐出ノズルを取り囲む複数の第一気体吐出口は、中
心線と平行に流れトロイダル相互作用域内で液体スプレ
ー円錐と交じる複数の気体噴流を供給する。本発明の装
置は、複数の気体噴流の半径方向に外側に配され複数の
第一気体噴流からの気体の流れに対して鋭角で相互作用
域内に複数の第二気体噴流を吐出するよう角度をもった
複数の第二気体吐出口を有する。
【００１７】本発明による交差する気体噴流と液体スプ
レー円錐は、吐出された液体と空気の迅速な混合を生
じ、混合装置から短距離内に液体と気流の実質的に均質
な混合気を生じる。燃料−空気混合気内には旋回がない
かもしくはわずかしかないので液体燃料は、気体相から
遠心分離されない。こうして出来た混合気は、従来の混
合装置よりも均質性を成し得る。
レー円錐は、吐出された液体と空気の迅速な混合を生
じ、混合装置から短距離内に液体と気流の実質的に均質
な混合気を生じる。燃料−空気混合気内には旋回がない
かもしくはわずかしかないので液体燃料は、気体相から
遠心分離されない。こうして出来た混合気は、従来の混
合装置よりも均質性を成し得る。
【００１８】
【実施例】次に本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。
る。
【００１９】図１は、本発明による衝突噴射混合装置４
０を図示している。混合装置４０は、環状導管４４内に
液体燃料の流れを受け、中央主要流導管４６から出る中
央主要空気の流れと環状導管４８から出る主要空気の環
状周囲の流れとにより、燃料を噴射する中央噴霧器４２
を有する。従来技術に示すとおり、導管４４，４６及び
４８から出る燃料と主要空気との相互作用により、分散
され噴射された液体燃料の円錐状のスプレーを引き起こ
す。本発明の実施例４０は、従来技術に示すとおり、安
定し良好に噴射された円錐状スプレー５０を提供するた
め、中央及び周囲主要気流通路４６，４８内に配された
旋回伝達装置５２，５４を有する。図１及び図２の実施
例には、空気噴射型の噴霧器が示されているが、液体吐
出手段４２は、円錐状スプレー５０を吐出できる種々の
液体噴射ノズルのひとつにすぎないことが当業者におい
て理解されるであろう。
０を図示している。混合装置４０は、環状導管４４内に
液体燃料の流れを受け、中央主要流導管４６から出る中
央主要空気の流れと環状導管４８から出る主要空気の環
状周囲の流れとにより、燃料を噴射する中央噴霧器４２
を有する。従来技術に示すとおり、導管４４，４６及び
４８から出る燃料と主要空気との相互作用により、分散
され噴射された液体燃料の円錐状のスプレーを引き起こ
す。本発明の実施例４０は、従来技術に示すとおり、安
定し良好に噴射された円錐状スプレー５０を提供するた
め、中央及び周囲主要気流通路４６，４８内に配された
旋回伝達装置５２，５４を有する。図１及び図２の実施
例には、空気噴射型の噴霧器が示されているが、液体吐
出手段４２は、円錐状スプレー５０を吐出できる種々の
液体噴射ノズルのひとつにすぎないことが当業者におい
て理解されるであろう。
【００２０】本発明による混合装置４０は、吐出口５６
及び５８の形状内に補助気流吐出手段を有する。複数の
第一吐出口５６は、噴霧器４２の円周に配され、配列さ
れて噴霧器の中心線６０に平行に空気噴流を吐出する。
複数の第一補助気流吐出口は、噴霧吐出口７０の下流と
離間したトロイダル相互作用域６４内で円錐状燃料スプ
レー５０と交わる補助空気の噴流を吐出する。補助空気
のその他の部分は、中心線６０の回りの円周に配され第
一補助気流通路５６を囲む複数の第二吐出口５８から吐
出される。外周補助気流通路５８は、それぞれ第二補助
空気噴流６６を吐出する。各第二補助空気噴流６６は、
円錐燃料スプレー５０及びトロイダル相互作用域内の第
一補助空気噴流６２に衝突する。
及び５８の形状内に補助気流吐出手段を有する。複数の
第一吐出口５６は、噴霧器４２の円周に配され、配列さ
れて噴霧器の中心線６０に平行に空気噴流を吐出する。
複数の第一補助気流吐出口は、噴霧吐出口７０の下流と
離間したトロイダル相互作用域６４内で円錐状燃料スプ
レー５０と交わる補助空気の噴流を吐出する。補助空気
のその他の部分は、中心線６０の回りの円周に配され第
一補助気流通路５６を囲む複数の第二吐出口５８から吐
出される。外周補助気流通路５８は、それぞれ第二補助
空気噴流６６を吐出する。各第二補助空気噴流６６は、
円錐燃料スプレー５０及びトロイダル相互作用域内の第
一補助空気噴流６２に衝突する。
【００２１】このようにして、本発明による実施例４０
の相互作用域６４は、燃料５０の流れと第一及び第二補
助空気噴流６２，６６とが互いに衝突する円錐容積を呈
する。相互作用域６４内に起こる激しい乱流混合は迅速
に燃料液滴５０と気流６２，６６とを分散させ混じり合
わせる。これにより、燃焼域１２６へ入る前に均質の燃
料空気混合気が生成される。当業者により理解されるよ
うに、第二空気噴流６２，６６により、燃料と空気との
混合気全体に与えられる共有旋回は存在しないので、従
来の混合装置に起こるとされていたような燃料液滴を混
合装置中心線６０から外に促進する遠心力要素は生じな
い。
の相互作用域６４は、燃料５０の流れと第一及び第二補
助空気噴流６２，６６とが互いに衝突する円錐容積を呈
する。相互作用域６４内に起こる激しい乱流混合は迅速
に燃料液滴５０と気流６２，６６とを分散させ混じり合
わせる。これにより、燃焼域１２６へ入る前に均質の燃
料空気混合気が生成される。当業者により理解されるよ
うに、第二空気噴流６２，６６により、燃料と空気との
混合気全体に与えられる共有旋回は存在しないので、従
来の混合装置に起こるとされていたような燃料液滴を混
合装置中心線６０から外に促進する遠心力要素は生じな
い。
【００２２】外側補助気流通路５８は、外周に分配さ
れ、円形断面を有する対の通路５８Ａ，５８Ｂとして、
図２に図示されている。トロイダル相互作用域６４にお
いて、第一補助空気噴流６２が同時に衝突する時、ひと
つの通路が補助空気の第二部分を円錐状燃料スプレー内
へ吐出する限りそのようなひとつの通路は等しく有効で
あるということが実験を通して認められた。
れ、円形断面を有する対の通路５８Ａ，５８Ｂとして、
図２に図示されている。トロイダル相互作用域６４にお
いて、第一補助空気噴流６２が同時に衝突する時、ひと
つの通路が補助空気の第二部分を円錐状燃料スプレー内
へ吐出する限りそのようなひとつの通路は等しく有効で
あるということが実験を通して認められた。
【００２３】実施例、特に図２に最も鮮明に示された二
重通路５８Ａ，５８Ｂは、ひとつのドリルもしくは他の
切断部が周囲ハウジング本体７２内の通路５８Ａ，５８
Ｂに設けられるよう用いられる旋削器である。
重通路５８Ａ，５８Ｂは、ひとつのドリルもしくは他の
切断部が周囲ハウジング本体７２内の通路５８Ａ，５８
Ｂに設けられるよう用いられる旋削器である。
【００２４】本発明による衝突噴射混合装置４０の改善
された性能は、図５乃至図８に図示されている。図５
は、混合装置４０内の噴霧器の直接の下流点における軸
方向、接線方向及び半径方向の乱流グラフを示してい
る。図５から分かるように、乱流グラフは、３つの計ら
れた方向に比較的均等に半径方向に分散されている。こ
れは、従来の旋回ノズル１０内の相当する点で計られた
図６内の乱流グラフと対比される。図６には、半径置換
を伴う大きな変化が示されている。
された性能は、図５乃至図８に図示されている。図５
は、混合装置４０内の噴霧器の直接の下流点における軸
方向、接線方向及び半径方向の乱流グラフを示してい
る。図５から分かるように、乱流グラフは、３つの計ら
れた方向に比較的均等に半径方向に分散されている。こ
れは、従来の旋回ノズル１０内の相当する点で計られた
図６内の乱流グラフと対比される。図６には、半径置換
を伴う大きな変化が示されている。
【００２５】図７は、本発明による混合装置４０の中心
線６０からの半径置換に関して空気及び燃料容量の均等
な分散を図示している。見て分かる通り、燃料分散７６
は、空気分散曲線７８と比較的接して並んでいる。図７
は、従来の混合装置１０の燃料と空気の同分散を示して
いる図８と対比される。図８においては、空気分散８０
は、燃料曲線８２から広く離れて示されている。
線６０からの半径置換に関して空気及び燃料容量の均等
な分散を図示している。見て分かる通り、燃料分散７６
は、空気分散曲線７８と比較的接して並んでいる。図７
は、従来の混合装置１０の燃料と空気の同分散を示して
いる図８と対比される。図８においては、空気分散８０
は、燃料曲線８２から広く離れて示されている。
【００２６】
【発明の効果】以上の説明から、本発明によれば、気体
噴流と液体流は、角度をなして交差し、混合された液体
と気流の全体の旋回の必要なく激しい局所的渦巻き運動
を発生させ、液体流の分散を強化する一方、従来技術の
全体の旋回流により内在的に生成される遠心分離を防ぐ
ことができる。また、燃料−空気混合気内には旋回がな
いか又はわずかしかないので、液体燃料は、気体相から
遠心分離されず、こうして出来た混合気は、従来の混合
装置よりも均質性を成し得る。
噴流と液体流は、角度をなして交差し、混合された液体
と気流の全体の旋回の必要なく激しい局所的渦巻き運動
を発生させ、液体流の分散を強化する一方、従来技術の
全体の旋回流により内在的に生成される遠心分離を防ぐ
ことができる。また、燃料−空気混合気内には旋回がな
いか又はわずかしかないので、液体燃料は、気体相から
遠心分離されず、こうして出来た混合気は、従来の混合
装置よりも均質性を成し得る。
【図１】本発明による混合装置の断面図である。
【図２】図１の混合装置の平面図である。
【図３】従来の旋回混合装置の断面図である。
【図４】図３の混合装置の平面図である。
【図５】本発明による混合装置の半径に対する乱流グラ
フである。
フである。
【図６】従来の混合装置の半径に対する乱流グラフであ
る。
る。
【図７】本発明による混合装置の燃料及び空気質量流量
分散の表である。
分散の表である。
【図８】従来の混合装置の燃料及び空気質量流量分散の
表である。
表である。
１０…従来の旋回混合装置 １２…噴霧器 １４…中心線 １６…中央気流通路 １８…周囲環状燃料導管 ２０…外環主要気流通路 ２２…噴霧ノズル ２４…燃焼液滴 ２６…燃焼域 ３２…旋回翼板 ２８…補助気流 ４０…衝突噴射混合装置 ４２…中央噴霧器 ４４…環状導管 ４６…中央主要流導管 ４８…環状導管 ５０…燃料液滴 ５２…旋回伝達装置 ５４…旋回伝達装置 ５８…外側補助気流通路 ５８Ａ…通路 ５８Ｂ…通路 ６０…中心線 ６２…第一補助空気噴流 ６４…相互作用域 ６６…第二補助空気噴流 ７０…噴霧吐出口 ７２…ハウジング本体 ７６…燃料分散 ７８…空気分散曲線 ８０…空気分散 ８２…燃料曲線 １２６…燃焼域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ブルース ヴィー．ジョンソン アメリカ合衆国，コネチカット，マンチェ スター，ハミルトン ドライブ 46
Claims (2)
- 【請求項１】 中心線を有し、下流に拡散する円錐状ス
プレーとして混合域に液体を吐出する手段と、 前記混合域へ気体の流れの第一部分を吐出するものであ
り、前記中心線の周囲に配され前記液体吐出手段を取り
囲み、複数の第一吐出口を有し、前記複数の第一吐出口
の各々は前記液体吐出手段から下流に離間したトロイダ
ル相互作用域を伴い前記円錐状スプレー内に、対応する
気体の第一噴流を吐出するよう向けられている第一気体
吐出手段と、 前記混合域へ空気の流れの第二部分を吐出するものであ
り、前記中心線の周囲に配され、液体吐出手段と前記第
一気体吐出手段の両方を取り囲む複数の第二吐出口を有
し、前記複数の第二吐出口の各々は前記トロイダル相互
作用域を有する前記円錐状スプレー内に気体の第二噴流
を吐出するよう向けられている第二空気吐出手段とを有
することを特徴とする液体の流れと気体の流れとを混合
する装置。 - 【請求項２】 前記複数の第一気体噴流の各々の流れ中
心線と前記複数の第二気体噴流の各々の対応する流れ中
心線とは、前記相互作用域において鋭角で交差してなる
ことを特徴とする請求項１記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/939,275 US5256352A (en) | 1992-09-02 | 1992-09-02 | Air-liquid mixer |
| US939,275 | 1992-09-02 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06190257A true JPH06190257A (ja) | 1994-07-12 |
| JP3497532B2 JP3497532B2 (ja) | 2004-02-16 |
Family
ID=25472869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21783493A Expired - Lifetime JP3497532B2 (ja) | 1992-09-02 | 1993-09-02 | 気体−液体混合装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5256352A (ja) |
| EP (1) | EP0585907B1 (ja) |
| JP (1) | JP3497532B2 (ja) |
| DE (1) | DE69327690T2 (ja) |
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1992
- 1992-09-02 US US07/939,275 patent/US5256352A/en not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-09-01 DE DE69327690T patent/DE69327690T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1993-09-01 EP EP93113996A patent/EP0585907B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-09-02 JP JP21783493A patent/JP3497532B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
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| JP3497532B2 (ja) | 2004-02-16 |
| EP0585907B1 (en) | 2000-01-26 |
| US5256352A (en) | 1993-10-26 |
| DE69327690D1 (de) | 2000-03-02 |
| EP0585907A1 (en) | 1994-03-09 |
| DE69327690T2 (de) | 2000-08-31 |
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