JPH0835617A - 流体の噴流混合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】流体中に他の流体を噴出として供給し、均一な
混合流体を得ることを目的とし、具体的にボイラ，ガス
タービン燃焼器の低ＮＯｘ化燃焼技術に効果的なもので
ある。 【構成】主流によって曲げられ潰される噴流の変形を利
用するために、主流と噴流との為す角が、３０〜１５０
度の場合、噴流開口部が混合ダクトと或る角度（＋１０
〜８０度，−１０〜８０度）を設けるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主流のガス流に他のガ
スを効率良く混合させる噴流混合に関するものであり、
例えばボイラで燃焼空気に排ガスを混合させ、燃焼空気
の酸素分圧を低下させて低ＮＯｘ燃焼を行わせたり、又
ガスタービン燃焼器で多量の燃焼空気中にガス燃料を予
め混合して、火炎温度を均一化させて低ＮＯｘ燃焼を行
わせる等に利用される。この他にも主流のガス流に他の
ガスを混合させる場合や流体中に液体を混合させる場合
にも利用できるものである。

【０００２】

【従来の技術】噴流を利用した流体混合方法のうち、代
表的なボイラの排ガス混合，ガスタービン燃焼器の燃料
予混合について説明する。例えば、特開平5−212258 号
公報に示される。この従来技術は、例えばボイラで燃焼
空気を導く煙風道内にボイラで発生した排気ガスの１部
を混合して燃焼空気中の酸素分圧を低下させ、低ＮＯｘ
燃焼を行わせたり、又ボイラ出口系に設けられる排煙脱
硝装置に於いて、ボイラ起動時に節炭器をバイパスした
高温の排ガスと節炭器出口を通過した排ガスを混合させ
て脱硝反応に最適な温度に調節するなどの目的に利用さ
れている。

【０００３】本従来技術では、煙風道のベンド部におい
て、内側コーナ部と外側コーナ部とを結ぶ線上に支流ガ
スの吹出し孔を有する主流ガス流路の絞り構造体である
ガスフォイル又は支流ガスの吹出しノズルを有するガス
注入管を、主流ガスダクトの幅方向に少なくとも１個設
置する。必要に応じてガスフォイル若しくはガス注入管
の間の主流ガス流路部に、主流ガスの整流板を設けたも
のである。このような構成における主流ガスの絞り部の
流速，流路幅，ガス吹出し孔より流出する支流ガスの流
速，ガス吹出し孔の開口面積の関係については、何等説
明が為されていない。

【０００４】次に他の従来技術の例として、ガスタービ
ン燃焼器の燃焼空気とガス燃料の予混合については、例
えば、特開平4−270821号公報に示される。特開平5−50
6302号公報，特開昭62−502137号公報に示される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来技術の第１の問題
点は、合流ガスダクトの長さが、煙風道の配置上、支流
ガスの拡散に必要な距離が充分確保出来ない場合は、よ
り多くの整流板により、主流ガスの通路分割数を増加さ
せ、ガス吹出し孔の数を増加させる必要があるが、通路
分割数の増加により、構造が複雑化することである。

【０００６】従来技術の第２の問題点は、支流ガスのガ
ス吹出し孔からの流出が単純な直交に近い流れの為、合
成ガスの良好な混合が得られる支流ガス量の範囲が狭い
ことである。一方、従来技術の第３の問題点は、予混合
用燃料ノズルから供給される２段予混合用燃料の分散が
充分でなく、局所的に燃料濃度の濃い部分が出来、その
部分の火炎温度が、高くなり、結果的にＮＯｘの発生量
が多くなることである。

【０００７】従来技術の第４の問題点は、２段予混合用
空気の流れが反転した後で、２段予混合用燃料を供給す
るために、２段予混合用空気の偏流、更に予混合用燃料
ノズルの影響により、混合直前の２段予混合用空気の流
量分布が複雑であり、その流量分布に対応して２段予混
合用燃料を供給することは、事実上不可能に近く、試行
錯誤的な実験に頼らざるを得ないことである。以上のよ
うに、主流ガス或いは２段予混合用空気と支流ガス或い
は２段予混合用燃料の拡散混合方法には幾つかの問題を
有していた。

【０００８】本発明の第１の目的は、支流ガスの主流ガ
スへの供給方向を改善することにより拡散に必要な距離
の短縮化を図り、合成ガスダクトの長さが短い場合に
も、均質な混合状態を確保することである。

【０００９】本発明の第２の目的は、支流ガスの主流ガ
スへの供給方向を改善することにより、良好な混合が得
られる支流ガスの流量範囲を拡大することである。これ
は、２段予混合用燃料の２段予混合用空気への拡散に対
しても全く同様である。

【００１０】本発明の第３の目的は、与えられた予混合
部１５５の混合距離内において、更に均質な混合を得る
ことである。本発明の第４の目的は、２段予混合用空気
の偏流が少なく且つ予混合用燃料ノズルの影響を受けな
い構造とし、２段予混合用空気の流量分布に対応した予
混合用燃料を供給し、良好な予混合状態を得ることであ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明では、主流ガスに
対して噴流の混合を良好にする為に、主流ガスの流れ方
向と或る角度を設けて噴流を供給した場合、主流ガスに
よって混合する噴流の軌道が曲げられ、やがて主流ガス
の流れ方向になり拡散するが、このときの噴流軌道上に
各断面における噴流の拡散形状に着目したものである。
通常、一般に行われている主流ガスと噴流との為す角
は、直交に近い状態が多いが、局所的に見れば直交して
いない状態の場合もある。現実的に噴流が主流ガスとの
為す角は、３０〜１５０度程度の範囲が適用可能領域と
考えられる。一方、公知のように、主流ガスによって噴
流の軌道が曲げられる場合、噴流断面形状は主流によっ
て押しつぶされ、噴流の方向に対して横方向に拡がる性
質を有している。本発明では、主流ガスによって噴流が
押しつぶされ、噴流の方向に対して横方向に拡がる性質
を利用して、主流ガスと噴流との混合を改善する手段を
提供するものである。本発明は、主流の通路断面形状が
環状ダクトを構成し、外側の環状ダクト壁面上に設ける
１個又は複数個の噴流開口部において、外側の環状ダク
ト壁面に垂直な方向に対する角度βが、１０°＜β＜８
０°又は、−１０°＜β＜−８０°となるように噴流開
口部を傾斜して設けたことを特徴とする。

【００１２】本発明は、主流の通路断面形状が環状ダク
トを構成し、内側の環状ダクト壁面及び外側の環状ダク
ト壁面上に各々設ける１個又は複数個の噴流開口部にお
いて、内側及び外側の環状ダクト壁面に各々垂直な方向
に対する角度βが、各々10°＜β＜８０°又は、−１０
°＜β＜−８０°となるように噴流開口部を傾斜して設
けたことを特徴とする。

【００１３】本発明は、主流の通路方向が半径方向（輻
流方向）となる内向き又は外向きの流れとなる円板形ダ
クトを構成し、片側の円板上に設ける１個又は複数個の
噴流開口部において、円板面に対する角度γが、１０°
＜γ＜８０°又は、−１０°＜γ＜−８０°となるよう
に噴流開口部を傾斜して設けたことを特徴とする。

【００１４】本発明は、主流の通路方向が半径方向（輻
流方向）となる内向き又は外向きの流れとなる円板形ダ
クトを構成し、互いに対向する円板面上に１個又は複数
個の噴流開口部において、各々の円板面に対する角度γ
が、１０°＜γ＜８０°又は、−１０°＜γ＜−８０°
となるように噴流開口部を傾斜して設けたことを特徴と
する。

【００１５】本発明は、主流の流体の流れ方向に対し、
噴流の噴出方向との為す角が直交する流れ場において、
主流の通路断面形状が長方形ダクト(正方形ダクトを含
む)の一辺に、１個又は複数個の噴流開口部を設け、噴
流開口部を有するダクト壁面に垂直な方向に対する角度
αが、１０°＜α＜８０°又は、−１０°＜α＜−80°
となるように、噴流開口部を傾斜して設けたことを特徴
とする。

【００１６】流れ場において長方形ダクトの対向する両
面に、１個又は複数個の噴流開口部を設け、各々の噴流
開口部を有するダクト壁面に垂直な方向に対する角度α
が、１０°＜α＜８０°又は、−１０°＜α＜−８０°
となるように噴流開口部を傾斜して設けたことを特徴と
する。

【００１７】本発明は、主流の通路断面形状が円筒形ダ
クトにおいて、その円筒壁上に１個又は複数個の噴流開
口部を設け、円筒形ダクトに垂直な方向に対する角度β
が、１０°＜β＜８０°又は、−１０°＜β＜−８０°
となるように噴流開口部を傾斜して設けたことを特徴と
する。

【００１８】本発明は、主流の通路断面形状が環状ダク
トを構成し、内側の環状ダクト壁面上に設ける１個又は
複数個の噴流開口部において、内側の環状ダクト壁面に
垂直な方向に対する角度βが、１０°＜β＜８０°又
は、−１０°＜β＜−８０°となるように噴流開口部を
傾斜して設けたことを特徴とする。

【００１９】本発明は、主流の通路断面形状が環状ダク
トを構成し、外側の環状ダクト壁面上に設ける１個又は
複数個の噴流開口部において、外側の環状ダクト壁面に
垂直な方向に対する角度βが、１０°＜β＜８０°又
は、−１０°＜β＜−８０°となるように噴流開口部を
傾斜して設けたことを特徴とする。

【００２０】本発明は、主流の通路断面形状が環状ダク
トを構成し、内側の環状ダクト壁面及び外側の環状ダク
ト壁面上に各々設ける１個又は複数個の噴流開口部にお
いて、内側及び外側の環状ダクト壁面に各々垂直な方向
に対する角度βが各々１０°＜β＜８０°又は、−１０
°＜β＜−８０°となるように噴流開口部を傾斜して設
けたことを特徴とする。

【００２１】本発明は、主流の通路方向が半径方向（輻
流方向）となる内向き又は外向きの流れとなる円板形ダ
クトを構成し、片側の円板上に設ける１個又は複数個の
噴流開口部において、円板面に対する角度γが、１０°
＜γ＜８０°又は、−１０°＜γ＜−８０°となるよう
に噴流開口部を傾斜して設けたことを特徴とする。

【００２２】本発明は、主流の通路方向が半径方向（輻
流方向）となる内向き又は外向きの流れとなる円板形ダ
クトを構成し、互いに対向する円板面上に１個又は複数
個の噴流開口部において、各々の円板面に対する角度γ
が、１０°＜γ＜８０°又は、−１０°＜γ＜−８０°
となるように噴流開口部を傾斜して設けたことを特徴と
する。

【００２３】本発明は、主流の流体の流れ方向に対し、
噴流の噴出方向との為す角ζが、９０°＜ζ＜１５０°
の逆流の流れ場において、主流の通路断面形状が長方状
ダクト（正方形ダクトを含む）の一辺に、１個又は複数
個の噴流開口部を設け、噴流開口部を有するダクト壁面
に垂直な方向に対する角度αが、１０°＜α＜80°又
は、−１０°＜α＜−８０°となるように噴流開口部を
傾斜して設けたことを特徴とする。

【００２４】本発明は、長方形ダクトの対向する両面
に、１個又は複数個の噴流開口部を設け、各々の噴流開
口部を有するダクト壁面に垂直な方向に対する角度α
が、10°＜α＜８０°又は、−１０°＜α＜−８０°と
なるように噴流開口部を傾斜して設けたことを特徴とす
る。

【００２５】本発明は、主流の通路断面形状が円筒形ダ
クトにおいて、円筒壁上に１個又は複数個の噴流開口部
を設け、円筒形ダクトに垂直な方向に対する角度βが、
10°＜β＜８０°又は、−１０°＜β＜−８０°となる
ように噴流開口部を傾斜して設けたことを特徴とする。

【００２６】本発明は、主流の通路断面形状が環状ダク
トを構成し、内側の環状ダクト壁面上に設ける１個又は
複数個の噴流開口部において、内側の環状ダクト壁面に
垂直な方向に対する角度βが、１０°＜β＜８０°又
は、−１０°＜β＜−８０°となるように噴流開口部を
傾斜して設けたことを特徴とする。

【００２７】本発明は、主流の通路断面形状が環状ダク
トを構成し、外側の環状ダクト壁面上に設ける１個又は
複数個の噴流開口部において、外側の環状ダクト壁面に
垂直な方向に対する角度βが、１０°＜β＜８０°又
は、−１０°＜β＜−８０°となるように噴流開口部を
傾斜して設けたことを特徴とする。

【００２８】本発明は、主流の通路断面形状が環状ダク
トを構成し、内側の環状ダクト壁面及び外側の環状ダク
ト壁面上に各々設ける１個又は複数個の噴流開口部にお
いて、内側及び外側の環状ダクト壁面に各々垂直な方向
に対する角度βが各々１０°＜β＜８０°又は、−１０
°＜β＜−８０°となるように噴流開口部を傾斜して設
けたことを特徴とする。

【００２９】本発明は、主流の通路方向が半径方向（輻
流方向）となる内向き又は外向きの流れとなる円板形ダ
クトを構成し、片側の円板上に設ける１個又は複数個の
噴流開口部において、円板面に対する角度γが、１０°
＜γ＜８０°又は、−１０°＜γ＜−８０°となるよう
に噴流開口部を傾斜して設けたことを特徴とする。

【００３０】本発明は、主流の通路方向が半径方向（輻
流方向）となる内向き又は外向きの流れとなる円板形ダ
クトを構成し、互いに対向する円板面上に１個又は複数
個の噴流開口部において、各々の円板面に対する角度γ
が、１０°＜γ＜８０°又は、−１０°＜γ＜−８０°
となるように噴流開口部を傾斜して設けたことを特徴と
する。

【００３１】本発明は、噴流開口部において、各壁面上
に設ける噴流開口部が突起又は、陥没した部分に設けら
れた場合は、各断面における噴流分布の形状即ち、通路
高さ方向に対する噴流の中心の断面に対する投影軸との
為す角が、１０°〜８０°又は、−１０°〜−８０°と
なるように噴流開口部を傾斜して設けたことを特徴とす
る。

【００３２】本発明は、主流の流体の流れ方向に対し、
噴流の噴出方向との為す角ζが、３０°＜ζ＜９０°の
順流の円筒状の流れ場において、主径方向に対して噴流
開口部断面上に投影される噴流の中心軸との為す角が、
１０°〜８０°又は、−１０°〜−８０°となるように
１個又は複数個の噴料開口部を傾斜して設けたことを特
徴とする。

【００３３】本発明は、主流の流体の流れ方向に対し、
噴流の噴出方向との為す角が直交する円筒状の流れ場に
おいて、半径方向に対して噴流開口部断面上に投影され
る噴流の中心軸との為す角が、１０°〜８０°又は、−
１０°〜−８０°となるように、１個又は複数個の噴流
開口部を傾斜して設けたことを特徴とする。

【００３４】本発明は、主流の流体の流れ方向に対し、
噴流の噴出方向との為す角ζが、９０°＜ζ＜１５０°
の逆流の円筒状の流れ場において、半径方向に対して噴
流開口部断面上に投影される噴流の中心軸との為す角
が、１０°〜８０°又は、−１０°〜−８０°となるよ
うに１個又は複数個の噴流開口部を傾斜して設けたこと
を特徴とする。

【００３５】

【作用】本発明の詳細を説明する前に、主流ガスと直交
する噴流に対して、その噴流の拡散状況、即ち作用につ
いて説明する。上述のように主流ガス流れ方向と或る角
度を持った噴流でも類似の拡散状況となるが、ここでは
最も典型的な角度として直交する場合を例にとって説明
する。

【００３６】図１は、混合ダクト２内を図示のように主
流ガス１が流れており、これに対して噴流ガスダクト３
より噴流開口部４から噴流が図示のように主流ガス１に
直交して供給された状況を示している。この状態におい
て、噴流開口部４を起点とし、主流ガス流れ方向１１を
ｘ軸、噴流流れ方向１０をｙ軸とする。更に噴流中心軸
６に沿って軸をζ軸とする。これまでの研究によれば、
噴流外側境界５を与える式は、

【００３７】

【数１】

【００３８】ここで、ｙ₀ ：噴流のｙ軸方向外側境界距
離 ｄ：噴流開口部直径 α：主流ガス速度に対する噴流ガス速度の比 噴流中心軸６（ξ軸）を与える式は、

【００３９】

【数２】

【００４０】ここで、ｙ₀ ：噴流のｙ軸方向中心距離 噴流内側境界７を与える式は、

【００４１】

【数３】

【００４２】ここで、ｙ_i ：噴流のｙ軸方向内側境界距
離 式（１）〜（３）によって噴流の流れ状況を知ることが
できる。図２は、図１のＤ−Ｄ断面を示したものであ
る。この位置は、図１より明らかなように、噴流開口部
４より後流の地点であるが、噴流の分布１３の状況を示
したものである。図で噴流開口部４の横方向をｚ軸（ｘ
軸，ｙ軸の直交する軸１２）とする。この噴流の分布１
３のｙ軸上において、図１に示した噴流外側境界５，噴
流内側境界７は、図示のような位置となる。図から明ら
かなように、噴流開口部４より噴出する噴流は、ｙ軸方
向の拡がりに比べてｚ軸方向の拡がりが大きい特徴があ
る。すなわち、主流ガス１と噴流の速度が与えられた
時、噴流開口部４の直径ｄ，噴流開口部４間のピッチ
ｐ，混合ダクト２の高さＨとの間に最適な分散が得られ
る条件が決定されることになる。すなわち、ピッチｐが
狭い場合には、隣りの噴流と干渉し、局所的に噴流の濃
度分布の濃い処が発生するし、又、混合ダクト２の高さ
Ｈが大きい場合には、噴流自体が、対向壁に到達しない
ので、混合ダクト２の後流において、噴流の分散が悪く
なることを示唆するものである。図３は、噴流の拡散に
ついて、これまでに行われた実験結果を示すものであ
る。ここで図上より、ξ／ｄとして噴流のその時点にお
ける断面の発達状況を示している。図上の３断面の斜線
部は、いわゆるポテンシャルコアと言われるもので、主
流ガス１が全く混合していない領域を示すものである。
このように、噴流の中心軸(ξ軸)に沿って、主流ガス１
の影響を受けて、噴流断面の発達は、肝臓形となること
が知られている。図４は、円筒形ダクト１４内に、円形
噴流ダクト１６を挿入し、環状空間１５を形成した具体
例を示したものである。円形噴流ダクト１６上には、複
数個（図示では１２個）の噴流開口部４を設け、放射状
すなわちＲ方向に噴流を設定した場合を示す。主流ガス
１は、紙面に垂直に流れるものとしている。噴流開口部
４より後流における噴流の分布１３は、図２と同じよう
に、図示の形状となることが判る。したがって、円筒形
ダクト１４の壁近傍或いは円形噴流ダクト１６の壁近傍
には、噴流が仲々拡散しないことが判る。

【００４３】本発明では、このような噴流の性質を利用
して良好な拡散混合を行わせる方法に関するものであ
り、具体的には、図２〜図４で示されるｚ方向又はθ方
向の噴流の拡がり特性を利用することに関するものであ
る。

【００４４】

【実施例】以下、本発明について、図面を用いて詳細に
説明する。図５は長方形のダクトの一辺に、複数個の噴
流開口部４を噴口面１９に対して傾斜させて設けた具体
例を示す。図左に座標軸を示している。主流ガス流れ方
向１７は、図示のように紙面に垂直に紙面に向って流れ
ている。つまり、図２と同位置における断面を示してい
る。図から判るように、噴流は、ｙ軸に対してα度だけ
右に回転したｙ′軸が噴流の流れ方向としている。これ
により、噴流開口部４よりｘ軸方向に或る距離後流にお
ける噴流の分布１３を図示のようになる。つまり、噴流
軸をα度回転させることによって噴流のｚ方向の拡がり
が大きい為に、図示ｚ′軸方向に噴流が拡がることにな
る。これは、混合ダクト２をベースに考えると図２に比
べてｙ軸方向への拡がりが増加することになる。角度α
を増加させることにより、このｙ軸方向の噴流の拡がり
が増加するので、混合ダクト２のｙ軸方向の噴流の拡散
が大幅に改善されることになる。図５の具体例では主流
ガス流れ方向１７と噴流との為す角は直交として、ｙ軸
とｚ軸をαだけ回転させており、噴口面１９に対する噴
流開口部４が（９０−α）度だけ傾斜させている。噴流
と主流ガス流れ方向１７は、本発明では直交に限定して
いないが、現実的に噴流開口部の傾斜製作限界，噴流自
体の貫通距離，ダクト高さＨと流れの条件より決定すべ
きものである。一方、混合ダクト２の横方向は、噴流開
口部４のピッチｐを変えることにより、隣接した噴流の
分布１３との干渉を防止し、均一な拡散を行うことがで
きる。図５の例では、図示のピッチの１／２位が混合ダ
クト２の横方向の拡散に対して良好な混合状態を与える
ものと考えられる。図では、理解しやすいように、ピッ
チを大きくして噴流の分布の干渉を避けて示している。
角度αの効果を期待するには、αが１０〜８０度位が良
く、混合ダクト２の高さ方向との関係もあるが、４５〜
６０度程度が、現実的に最適な角度である。角度αが２
０度以下の場合は、本発明による効果が少なく、逆に角
度８０度以上では噴流開口部４の製作が困難となるから
である。

【００４５】図６は、本発明による環状通路に対する具
体例であり、図４と同位置に於ける噴流の分布１３の状
況を示したものである。図４では、噴口面１９に垂直に
噴流開口部４を設けているが、本発明による図６では、
法線方向Ｒ軸にβ度だけ傾斜したＲ′軸に噴流開口部４
を設けている。主流ガス流れ方向１７は、紙面に垂直で
下向きに流れている。したがって主流ガス１と噴流は、
図４と同じく直交しているが、噴口面１９に対して傾斜
した噴流を環状空間１５に噴出させている。このような
状態で、噴流開口部４より後流の位置に於ける噴流の分
布１３は、図示のように拡散することになる。つまり、
図４の場合と比較すれば明らかなように、円形噴流ダク
ト１６の壁面や円筒形ダクト１４の壁面近傍に噴流が拡
散するようになり、環状空間１５への噴流の分散が均一
化されることになる。図６では、理解しやすいように、
隣接する噴流の分布１３を示すために、噴流開口部４の
数を減少して示しているが、最も良好な噴流の拡散の為
には、隣接した噴流の分布１３が、重複もせず且つ図示
のように離れることもないように噴流開口部４の数を選
定することである。つまり、環状空間１５の全域に噴流
の分布１３を均一に分散させることが、重要となる。主
流ガス１，噴流の流れ条件を考慮し、円筒形ダクト１４
と円形噴流ダクト１６で構成される環状空間の大きさよ
り、最適な噴流開口部４の直径ｄ，隣接した噴流開口部
４間のピッチ，角度βを選定することができる。尚、図
６では、環状空間１５の内側に複数個の噴流開口部４を
設けた具体例で説明したが、複数個の噴流開口部４を外
側に設けたり、更に内側と外側の両方に設けた場合も本
発明に含まれる。

【００４６】図７〜図９は、本発明による他の具体例を
示す。図７は、主流ガス１が、構造中心軸２５に対して
内向きの流れの場合もある。内向きの主流ガス１の流れ
方向に対し、噴流開口部４を図示のように構造中心軸に
平行で且つ噴口面１９に対して垂直でない或る角度γと
した場合である。当然のことながら、主流ガス１の流れ
方向が、図示と反対に外向き流であっても、噴流開口部
４が対向円板側に設けた場合や、両側に噴流開口部４を
設けた場合も本発明が適用できるものである。噴流ガス
ダクト３から供給される噴流ガスは、噴流開口部４より
噴出し、図示のような噴流２３となる。噴流開口部４
は、破線で示されるように、噴口面１９に垂直でなく、
噴流円板２２のθ方向に角度γだけ傾いて設けている。
この状況を図８に示している。図８は、図７のＥ−Ｅ断
面視図を示したもので、図示のようなノズルリング２６
上に、噴流開口部４が設けられているが、噴口面１９に
対して垂直でなく或る角度γを設けている状況が理解で
きる。図７において、噴流開口部４が設けてあるノズル
リング２６やそれに対向して対向円板２１に設けた突起
は、主流ガス１を整流する役目をもたせているが、これ
は絞り部と全く同じ役目である。本発明と直接的な関係
ではないが、主流ガス１を整流して噴流を噴出させた
後、急拡大された流路により後流での乱流拡散を促進さ
せるのに有効と考える為である。この意味では、図示の
ような混合出口ダクト２４により、混合ダクトが曲った
形状とすることにより、混合出口ダクト内に、いわゆる
２次流れを誘起して乱流拡散を促進させることが同様に
期待できる。これらは、噴流混合装置の構成によって決
まる乱流拡散効果であり、本発明と直接的に関係ではな
い。つまり、前記のノズルリング２６やそれに対向して
設けた対向円板上の突起がなくても、又混合出口ダクト
２４が図示のようでない場合も、本発明が適用できるも
のである。

【００４７】図９は、図７のＦ視図の半径ρ₁ 上の展開
図を示したものである。図７では表示できなかった角度
γが示されている。つまり、噴口面１９に対して噴流開
口部４が角度γとすることにより、噴流の分布１３が図
示のようになる。噴流の分布１３は、対向円板２１側と
噴流円板２２側に拡がり、又噴流開口部４間のピッチを
最適化することによって半径ρ₁ 上で、より均質の噴流
の拡散を得ることができるものである。図７〜図９の具
体例では、主流ガス１と噴流開口部４からの噴流の為す
角が直交した例を示したが、この角は３０〜１５０度の
範囲であれば良く、本発明に含まれるものである。以
上、各々の流れの場について、本発明の内容を説明した
が、以下、ガスタービン用燃焼器への適用した具体例に
ついて説明する。

【００４８】図１０は、ガスタービン燃焼器の具体的な
断面を示す図である。先ず動作について説明すると、圧
縮機（図示せず）より供給される圧縮空気２８は、ディ
フューザ２９で減速された後、空気溜３０に供給され
る。この供給された圧縮空気２８の１部は、３段予混合
用空気３１として、２段予混合用空気絞り部３７が通
り、予混合通路３２内に於いて、２段予混合用燃料３４
と混合した後、予混合ガス出口３３より２段燃焼室４３
に供給され、燃焼を行うものである。一方、或る部分負
荷以下の燃焼は、１段燃料４７を１段燃料ノズルより１
段燃焼室４２に供給して行わせ、上記２段燃焼室４３で
の燃焼を或る負荷より行わせて定格負荷とするものであ
る。燃焼順序は、１段燃焼室４２で燃焼し、次いで或る
負荷より２段燃焼室４３で燃焼する。前記のように、２
段燃焼室４３には、火炎温度の均一化を図り、低ＮＯｘ
燃焼を行う為に、２段予混合用燃料３４は、予混合通路
３２内に於いて、２段予混合用空気３１と予混合された
後、燃焼するが、１段燃焼室４２の火炎により着火させ
る必要がある。しかし、２段予混合用空気３１で希釈す
る結果、単位体積当りの発熱量が１／２０〜１／３０に
低下するので着火が困難となる。そこで、着火時に可動
リング４９により２段予混合用空気３１の流量を低下さ
せて着火させるようになっている。発生した高温高圧ガ
スは、１段静翼４４を通り、高温高圧ガス４５としてタ
ービン部に送られ、動力を得るものである。図１１は、
図１０のＧ部詳細図を示すものであり、２段予混合用空
気３１と２段予混合用燃料噴流４６が本発明による噴流
混合の状態となる。この構成は、図７〜図９で示したも
のと類似している。予混合通路３２での混合を決める技
術的なポイントは、２段予混合ノズル３６より供給され
る２段予混合用燃料噴流４６の初期における分散状態で
あり、前述までに示した本発明の方法によって、２段予
混合用空気絞り部３７の極く近くの後流において均質な
分散を行わせることが重要となる。予混合ガス出口３３
より均質な予混合ガス供給して低ＮＯｘ燃焼が達成され
たものである。本発明の内容は、図１０，図１１では判
り易く説明が出来ないので、図１１のＨ−Ｈ断面の展開
図により説明する。図１２は、その展開図であり、２段
予混合用空気絞り部３７の極く近くの後流の燃料分散状
態を示している。噴口面１９に対して噴流開口部４が角
度γだけ回転させることにより、噴流の分布１３は図の
ようになり、噴流開口部４の間のピッチを最適化させる
ことにより図のように通路全体に分配することができ
る。このように、２段予混合用空気絞り部３７の極く近
い後流における２段予混合用燃料３４の分散が図示のよ
うな状態であれば、ベンド部５０によって生じる２次渦
や予混合通路３２での拡散によって、より均質な予混合
ガスを２段燃焼室４３に供給することができ、低ＮＯｘ
燃焼を行わせることが出来る。

【００４９】さて、噴流開口部４のピッチに対して噴流
横幅との比をとり、濃度の偏差との関係について説明す
る。実験は、図１１に示すような予混合通路３２を用
い、角度γ＝６０゜として予混合ガス出口３３に於ける
燃料濃度の偏差を図１２に示した。実験は、噴流開口部
４から噴出する速度を変え、２段予混合用空気３１を一
定として行ったものである。図１２から明らかなよう
に、噴流横幅が、噴流開口部４のピッチに対して大きく
なり、隣接する噴流の分布１３との干渉度が大きくなる
につれて、予混合ガス出口３３に於ける燃料濃度の均質
度が低下することが判った。本発明により、隣接する噴
流の分布１３との干渉を抑制し、流路幅全体に燃料を分
散させることにより、均質度の高い予混合ガスを得るこ
とができる。図１４は、予混合化を２重に実施したガス
タービン燃焼器の具体例を示す。即ち、１段予混合用燃
料５１は、１段予混合ノズル５２より噴出され１段燃料
流５８として１段予混合部６１に供給される。一方、空
気溜３０に供給された圧縮空気２８の１部は、１段予混
合用空気５３となり、１段予混合部６１に供給され、こ
こで前記１段燃料流５８と予混合し、１段スワラ５６を
通り、１段予混合ガス出口６２より燃焼室５７に供給さ
れ燃焼する。２段の予混合通路３２は、前記図１０，図
１１で説明したので省略する。このように、予混合化を
２重に実施する燃焼器では、燃焼の裕度幅、すなわち最
適な燃焼幅が狭くなる欠点が生じるので、本具体例で
は、起動用燃料５４を燃焼器軸芯上に配置された起動用
バーナ５５により燃焼幅を拡大する必要が生じる。さ
て、本具体例の本発明の適用部分は、前記２段予混合ノ
ズル３６から噴出した２段燃料流５９と２段予混合用空
気３１との予混合過程ともう１つは１段予混合ノズル５
２から噴出した１段燃料流５８と１段予混合用空気５３
との予混合過程に適用されている。いずれも、２段予混
合ノズル３６および１段予混合ノズル５２の面に垂直で
なく、図１１および図１２で示されるように角度γを設
けて、隣接する２段燃料流５９や１段燃料流５８との干
渉を出来るだけ避けると共に図３に示した横風を受ける
噴流の断面の発達特性を利用して２段予混合用空気絞り
部３７や１段予混合空気絞り部６３、更に予混合通路３
２や１段予混合部６１の幅又は高さ方向に燃料の分散を
拡大させることができる。いずれも、２段予混合ノズル
３６や１段予混合ノズル５２より噴出された２段燃料流
５９や１段燃料流５８の極く初期の混合過程に於いて、
この横風を受ける噴流の断面の発達特性を利用して燃料
を出来るだけ広く均一に分散させることにより、予混合
ガス出口３３や１段予混合ガス出口６２に於ける燃料濃
度分布の均質化を達成させることができるものである。

【００５０】図１５は、１段予混合用空気５３が、環状
直進流となる１段予混合部６１に、１段予混合用燃料５
１を内側壁より噴流として１段燃料流Ｂ６０のように供
給し、予混合させる他のガスタービン燃焼器への本発明
の他の具体例を示したものである。本発明による１段燃
料流Ｂ６０の１段予混合用空気５３との予混合は、図６
に示すように、１段予混合部６１の断面上に於いて角度
βだけ傾けて燃料ノズル噴口を設けることである。これ
により、隣接する噴流の分布１３との干渉を防止すると
共に横風を受ける噴流の発達特性を利用して、燃料が噴
出された極く初期の段階において、内周，外周側へ幅広
く１段予混合用燃料５１を分散させることである。これ
により、その後の１段予混合部６１での拡散が更に進む
ので、１段予混合ガス出口６２より、燃料濃度分布が均
質な予混合ガスを燃焼室５７に供給することができる。
要するに、本発明では、横風を受ける噴流の発達特性を
利用して、噴流（ここでは燃料）の極く初期において均
一に１段予混合部６１の断面上に広く分散させ且つ隣接
する噴流の分布１３との干渉を防止する方法を提案する
ものである。以上は、燃料ノズル噴口を内周上に設けた
具体例であるが、外周側に設ける場合もあり、又１段予
混合部６１の半径方向の距離が大きく、横風を受ける噴
流の貫通距離が相対的に小さい場合には、内周と外周の
両側に燃料ノズル噴口を設ける場合もある。又、本具体
例では、二重に構成された予混合通路のうち、１段目に
設けた場合で説明したが、２段目に設けても良いし、更
に１段目と２段目に適用する場合もある。又、２段以上
の多段化構造や更に燃焼室５３への予混合ガスの供給
を、複数個のバーナに分け、その各々に対して１段予混
合部６１を構成したマルチ方式などに応用する場合もあ
る。本発明は、上記いずれの場合に対しても、横風を受
ける噴流の断面の発達、つまり断面形状の変形特性を利
用したものであり、これまで燃料と空気の予混合させる
ガスタービン燃焼器に具体例を絞って説明したものであ
り、他の噴流を利用した気体と気体の混合、例えば、公
知例に示したものに対しても適用できるものである。

【００５１】次に、本発明の他の具体例について説明す
る。図１６は、従来技術で示したものに関し、特に拡散
燃焼を行うＪ部に本発明を適用した具体例を示すもので
ある。前記、予混合ガスを燃焼室に供給して燃焼させる
予混合燃焼と異なり、拡散燃焼では、燃料を直接燃焼室
に供給して、拡散しながら燃焼を行わせるものである。
拡散燃焼の場合は、燃焼の安定性，燃焼する領域が広く
従来から実用化されているが、局所的に火炎温度が高く
なり、発生するＮＯｘ（窒素酸化物）の量が多く欠点が
あった。しかし、局所的な高温火炎の領域を小さくする
ことにより、ＮＯｘの生成量を低減することが出来る。
要は、燃焼室内の燃料の分散を初期の段階で強化するこ
とにより、発生するＮＯｘ量を低減することができるも
のである。さて、従来技術で説明したものＪ部は、複数
個の１段燃料ノズルにより構成され、その先端のノズル
噴口より１段燃料を供給していた。特に、噴射方向は、
噴角が７０〜１８０度であるが、本発明と異なり燃料ノ
ズルの投影面上では、いずれも放射方向である。このた
めに燃料の噴流の拡がりが、周方向が主体となるため
に、１段燃焼室の断面上への燃料分散が充分でなく、高
温火炎領域が広くなりＮＯｘの発生量が多い欠点があっ
た。図１６について説明すると、燃焼空気の１部は、外
部開口８０より外側開口空気６８が、燃焼室７４に供給
される。同時に燃焼空気の他の１部は、内側開口８１よ
り内側開口空気６９が、燃焼室７４に供給される。これ
らは、燃焼室頭部板７１と燃料ノズルリング６６とで構
成された開口より燃焼室７４内に供給される燃焼空気で
あるが、この他、ノズルリング内筒空気開口７８および
内筒空気開口７９を通して、内筒空気７０が内筒内部に
供給され、内筒壁７３上に設けられた開口部を介して燃
焼室７４に供給される。又、燃焼空気の他の１部は、燃
焼室壁７２の開口部より燃焼室７４内に供給される。こ
れらの内筒壁７３や燃焼室壁７２は図示のように壁の冷
却として用いられるが、場合により燃焼室７４内に直接
供給される燃焼空気開口が設けられることがある。内筒
壁７３を設けることにより、燃焼室７４の上流において
環状空気とし、燃料と燃焼空気の拡散を促進させている
が、燃料室頭部板７１より流入する燃焼空気に対応した
燃料分配を行わせる必要がある。一方、ガス燃料６４
は、燃料マニホルド６５に供給され、燃料ノズルリング
６６の先端に設けたノズル噴口６７より、噴角ψ（通
常、ψは６０〜１２０度が良く用いられる）が設定さ
れ、燃焼室壁７２および内筒壁７３で構成される環状空
気に噴出させ、燃料の分散を図っている。しかし、外側
燃料流７５や外側燃料流７６のように、外側開口空気６
８や内側開口空気６９によって図示した破線のような軌
跡となる。すでに述べたように、横風を受けた場合、こ
の噴流は、燃焼室７４の各断面に関して周方向の拡がり
が、大きい特性（図３参照）があり、隣接する噴流の分
散と干渉が起こり易く又、半径方向への分散が悪くな
る。本発明は、このような横方向に拡がる噴流の特性を
利用するために、ノズル噴口６７を燃料ノズルリング６
６の先端で構成される平面上に垂直でなく成る角度を設
けることを提案するものである。この状況を図１７に示
す。図１７は、図１６のＫ視図を示すものであり、図１
６の噴角ψを持たせ、更に外向きのノズル噴口６７に対
し半径方向にδの角度を設けている。内向きのノズル噴
口６７に対して同様にεの角度を設ける。これらのδ，
εの角度は、発達した噴流の断面が互いに干渉すること
なく半径方向に拡散するような流れ条件、更に燃焼室壁
７２，内筒壁７３の関係より得られるものである。図１
７では、外向きのノズル噴口６７が２４個、δ≒４５
度，内向きのノズル噴口６７が１６個，ε≒４５度の噴
流（ガス燃料）の場合を示している。外向きのノズル噴
口６７の方向と内向きのノズル噴口６７がθ方向に対し
て同方向を示したが反対方向、つまり左廻りと右廻りと
しても良い。又、図示では燃料ノズルリング６６が一体
化された具体例を示しているが、複数個に分割した構成
であっても良いことが判る。図１７のように外向きのノ
ズル噴口６７に対してα角度傾斜させ、内向きのノズル
噴口６７に対してε角度傾斜させて全体として左廻りに
燃料を噴出させた場合、各噴流の分布は、図１８の状態
となる。図１８は、図１６のＭ−Ｍ断面視図を示したも
のであり、各々外側燃料流７５，内側燃料流７６の個々
の噴流の分布１３を示している。図示のように、燃料の
分散が、環状の燃焼室７４の全域に対して均一に行われ
ていることを示している。内側燃料流７６の分布は、や
や重複しているが、角度εとノズル噴口６７の数、更に
流れの条件を最適化することによって重複を避けること
が可能である。つまり、図１７の内向きのノズル噴口６
７の数を減じれば、各噴流の分布１３の重複を簡単に回
避できることが理解できる。このように、ノズルリング
ＰＣＤを境にして、外向きと内向きのノズル噴口６７を
設けた場合は、図示のような噴流の分布１３の集合とな
るが、図１７で内側燃料流７６を右廻りとすれば、外向
きの噴流の分布と同じ方向となるものである。以上は、
燃料ノズルリング６６に外向きと内向きにノズル噴口６
７を設けた具体例を示したが、環状の燃焼室７４の寸法
によっては、つまり燃焼室幅が噴流の分布１３の拡がり
に対して図１７より狭い場合は、外向き又は内向きだけ
のノズル噴口６７が適用されることになる。このよう
に、片側だけの場合、燃料ノズルリング６６の位置は、
外向きの噴流では内筒壁７３側に、内向きの噴流では燃
焼室壁７２側に寄せて設ける必要がある。要するに、横
風を受ける噴流の均一な分散に関し、噴流の横方向に拡
がる特性を利用し、噴流の初期段階において、燃焼室７
４の断面上に均一な分散を行わせることが、本発明のポ
イントである。

【００５２】

【発明の効果】主流の流体中に他の流体を効率良く混合
させる場合、特に他の流体を噴流として供給し混合させ
ることは、構造的にも単純であり、良く利用されてい
る。本発明では、ボイラ，ガスタービン燃焼器を具体例
として、ガス流体を主体に説明したが、流体が液体でも
差支えない。しかし、他の流体を複数個の噴流に分割し
て混合を行う場合には、主流に対する噴流の貫通距離が
浅くなり、結果的に混合効率が低下することが生じる。
特に、従来技術の第１の問題点として示したように、噴
流として供給する他の流体の位置的な問題、すなわち、
噴流供給後の混合ダクトの長さが短い場合が代表的な例
である。上述のように主流に或る角度（現実的には、３
０〜１５０度）を有して噴流を供給すると、主流によっ
て押潰される結果、横方向に大きく拡がる特性を利用し
て、主流と噴流の初期の状態に於いて主流に広く分散さ
せることが本発明の要点である。つまり、混合ダクトの
長さを短縮できるものである。

【００５３】本発明の第２の効果について述べる。
（２）に示されるように、噴流のｙ軸方向への貫通距離
ｙ_c は、噴流開口部直径ｄを一定とした場合、主流ガス
と噴流速度の比（α）によって決定される。速度比αが
大きい場合、噴流のｙ軸方向への貫通距離ｙ_c が大きく
なる。しかし、本発明では、図５に示すように、噴流開
口部をαだけ傾斜させることにより、 （１）貫通距離がｙ′＝ｙ_ccosαとなり、速度比（α）
の影響が緩和される。 （２）噴流の横方向への拡散により、ｙ方向への拡散が
改善される。

【００５４】つまり、速度比の影響が緩和され、且つｙ
方向への拡散が改善されるので噴流の主流に対する混合
が良くなるものである。つまり、良好な混合が得られる
噴流の流量が、より広い範囲に亘り確保することができ
るものである。

【００５５】次に、噴流をガス燃料とし、主流が空気の
場合、つまり燃焼を行わせることを考えて見たい。燃焼
によって生じるＮＯｘは、前記のように、局所的に火炎
温度の高い領域の有無、更にはその領域の大きさ（滞溜
時間と考えても良い）によって変化する。先で予混合燃
焼について考えると、燃焼室内へ供給される予混合ガス
の濃度の均一度によって発生するＮＯｘ量が変化する。
理想的には、燃料ガスの分子が、空気中の分子と完全に
均一な混合気では、燃料量と空気量の比率によってＮＯ
ｘ発生量が決定され、その比率における最少のＮＯｘ量
が決定される。しかし、現実的に分子拡散状態を望むこ
とは、機器の制限があり困難なことである。予混合ガス
に燃料の濃度が高いと、その部分の火炎温度が高くな
り、発生するＮＯｘ量は、増加することになる。一方、
拡散燃焼では燃料ガスを直接的に燃焼室に供給して燃焼
させるので、火炎中の燃料濃度の高い部分が生じ、その
部分の火炎温度が高く発生するＮＯｘ量が多くなる。予
混合燃焼に比べて拡散燃焼では、上述の理由で、ＮＯｘ
量が多く発生するが、ＮＯｘ生成量は、火炎温度だけで
なく反応時間によっても変化する。つまり、拡散燃焼に
於いても、燃料ガスの分散を迅速にし、且つ与えられた
空気量を有効に利用することによって発生するＮＯｘ量
を低減させることが出来るものである。拡散燃焼の低Ｎ
Ｏｘ化の手段として、火炎の分割化は、その代表的な技
術として知られているが、結局の処、これも又燃料ガス
の早期分散と空気量を有効に利用して火炎の高温部を小
さくしているものである。前述のように、本発明は、主
流によって押潰される噴流の横方向の拡がり特性を利用
するものであり、予混合燃焼のみならず拡散燃焼に対し
ても火炎の均一化、発生するＮＯｘ量を抑制する上で、
大きな効果があるものである。これが、本発明による第
３の効果である。

【００５６】次に、従来技術に示したように、２段予混
合用空気を反転して利用する場合、反転後の２段予混合
用空気の流れに偏流が生じ、加えて予混合用燃料ノズル
によって２段予混合用空気の流量に大きな差を生じ、流
量分布の不均一性が増大する。このような流れ場に、燃
料の噴流を設けると、局所的に空気流量と燃料流量のア
ンバランスが大きくなり、結果的に均一な濃度分布を有
する予混合ガスを得ることが困難となるものである。

【００５７】本発明では、図１１，図１４，図１５の具
体例に示すように、出来るだけ空気側（主流）の偏流が
生じにくい位置において噴流の分散，混合を行った後、
偏流を生じる構成としており、このような場合には、偏
流によって生じる２次流れが、空気と燃料の混合を一層
助長することになり、結果的に予混合ガス出口３３にお
いて燃料濃度の均一な予混合ガスを得ることが出来るも
のである。これが本発明による第４の効果である。以上
のように、本発明は、気体と気体，液体と液体の混合
が、噴流を用いる場合、均一な混合体を得る上で、極め
て効果的であり、ガス燃焼の場合は、ＮＯｘの発生を抑
制する上で極めて効果のあるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】主流ガスに直交するように配置された噴流の主
流ガス流に平行な断面の説明図。

【図２】図１のＤ−Ｄ断面で主流ガス流に直角な断面上
の噴流の横方向拡がりを説明する。

【図３】図１の噴流中心軸（ξ軸）に沿う噴流断面の発
達状況を説明する図。

【図４】円筒形ダクトで主流ガスが環状流路で、ダクト
中心より外向き噴流を設けたとき、噴流開口部より或る
距離後流の噴流断面の発達状況を説明する図。

【図５】本発明による主流ガス流れに直角な長方形のダ
クト断面上において噴流が、角度αだけ右廻りに傾斜さ
せｙ′軸方向に噴出したとき、噴流開口部より後流の噴
流断面の発達状況を示す図。

【図６】本発明による主流ガス流れが、環状空間を流れ
る場合の断面に、内側の円形噴流ダクトに、図示のよう
に噴流開口部をβだけ右廻りに傾斜しＲ′軸方向に噴流
を設けたとき、噴流開口部より後流の断面上における噴
流の発達状況を示す図。

【図７】主流ガスが、軸芯に向う流れに対応して、噴流
開口部を設ける本発明による具体例を示す図。

【図８】図７のＥ−Ｅ断面視図で、噴流開口部が接線方
向に傾斜した本発明による具体例を示す図。

【図９】図７のＦ視図で、本発明による噴流開口部の場
合の半径ρ₁ 上の噴流断面の発達状況を示す展開図。

【図１０】部分的（２段目のみ）に予混合燃焼用適用し
たガスタービン燃焼器に本発明を適用した具体例を示す
図。

【図１１】図１０のＧ部詳細図。

【図１２】図１１のＨ−Ｈ断面上における噴流断面の発
達を示すもので、噴流開口部が角度γだけ傾斜して設け
た本発明による噴流の分布状況を示す図。

【図１３】噴流開口部間のピッチに対して噴流横幅が及
ぼす濃度標準偏差への影響を示す実験データを示す図。

【図１４】２段予混合燃焼を用いたガスタービン燃焼器
に本発明を適用した具体例を示す断面図。

【図１５】２段予混合燃焼を用いたガスタービン燃焼器
に本発明を適用した他の具体例を示す断面図。

【図１６】ガスタービン燃焼器のＪ部の拡散燃焼部に本
発明を適用した具体例を示す断面図。

【図１７】図１６のＫ視図を示し、特に本発明による噴
流開口部より供給される噴流の方向を示す図。

【図１８】図１６のＭ−Ｍ断面上における図１７のよう
に噴流を設けたときの各噴流断面図の発達状況を示す
図。

【符号の説明】

１…主流ガス、２…混合ダクト、３…噴流ガスダクト、
４…噴流開口部、５…噴流外側境界、６…噴流中心軸
（ξ軸）、７…噴流内側境界、８…混合領域、９…噴流
ガス、１０…噴流流れ方向（ｙ軸）、１１…主流ガス流
れ方向（ｘ軸）、１２…ｘ軸とｙ軸に直交する方向（ｚ
軸）、１３…噴流の分布、１４…円筒形ダクト、１５…
環状空間、１６…円形噴流ダクト、１７…主流ガス流れ
方向、１８…１段燃料ノズル、１９…噴口面、２０…噴
口対向面、２１…対向円板、２３…噴流円板、２４…混
合出口ダクト、２５…構造中心軸、２６…ノズルリン
グ、２７…絞り部、２８…圧縮空気、２９…ディフュー
ザ、３０…空気溜、３１…２段予混合用空気、３２…予
混合通路、３３…予混合ガス出口、３４…２段予混合用
燃料、３５…２段予混合用燃料室、３６…２段予混合ノ
ズル、３７…２段予混合用空気絞り部、３８…内筒、３
９…１段燃焼室壁、４０…２段燃焼室壁、４１…接続
筒、４２…１段燃焼室、４３…２段燃焼室、４４…１段
静翼、４５…高温高圧ガス、４６…２段予混合用燃料噴
流、４７…１段燃料、４８…１段燃料ノズル、４９…可
動リング、５０…ベンド部、５１…１段予混合用燃料、
５２…１段予混合ノズル、５３…１段予混合用空気、５
４…起動用燃料、５５…起動用バーナ、５６…１段スワ
ラ、５７…燃焼室、５８…１段燃料流、５９…２段燃料
流、６０…１段燃料流Ｂ、６１…１段予混合部、６２…
１段予混合ガス出口、６３…１段予混合用空気絞り部、
６４…ガス燃料、６５…燃料マニホルド、６６…燃料ノ
ズルリング、６７…ノズル噴口、６８…外側開口空気、
６９…内側開口空気、７０…内筒空気、７１…燃焼室頭
部板、７２…燃焼室壁、７３…内筒壁、７４…燃焼室、
７５…外側燃料流、７６…内側燃料流、７７…頭部プレ
ート、７８…ノズルリング内筒空気開口、７９…内筒空
気開口、８０…外側開口、８１…内側開口、８２…ノズ
ルリングＰＣＤ。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】主流の流体の流れ方向と噴流の噴出方向と
   に交差角を持たせ流体の噴流混合を行う方法において、
   主流が流れる通路断面において、噴流が主流によって横
   方向に拡散する特性を利用するために、通路断面の高さ
   方向に対して、右又は左に噴流を傾斜させて供給する流
   体の噴流混合方法。
2. 【請求項２】主流の流体の流れ方向に対し、噴流の噴出
   方向との為す角ζが、３０°＜ζ＜９０°の順流の流れ
   場における流体の噴流混合方法において、主流の通路断
   面形状が長方形ダクト（正方形ダクトを含む）一辺に、
   １個又は複数個の噴流開口部を設け、噴流開口部を有す
   るダクト壁面に垂直な方向に対する角度αが、１０°＜
   α＜８０°又は、−１０°＜α＜−８０°となるように
   噴流開口部を傾斜して設けたことを特徴とする流体の噴
   流混合方法。
3. 【請求項３】請求項２において、長方形ダクトの対向す
   る両面に、１個又は複数個の噴流開口部を設け、各々の
   噴流開口部を有するダクト壁面に垂直な方向に対する角
   度αが、１０°＜α＜８０°又は、−１０°＜α＜−８
   ０°となるように噴流開口部を傾斜して設けたことを特
   徴とする流体の噴流混合方法。
4. 【請求項４】請求項２において、主流の通路断面形状が
   円筒形ダクトであって、その円筒壁上に１個又は複数個
   の噴流開口部を設け、円筒形ダクトに垂直な方向に対す
   る角度βが、１０°＜β＜８０°又は、−１０°＜β＜
   −８０°となるように噴流開口部を傾斜して設けたこと
   を特徴とする流体の噴流混合方法。
5. 【請求項５】請求項２において、主流の通路断面形状が
   環状ダクトを構成し、内側の環状ダクト壁面上に設ける
   １個又は複数個の噴流開口部において、内側の環状ダク
   ト壁面に垂直な方向に対する角度βが、１０°＜β＜８
   ０°又は、−１０°＜β＜−８０°となるように噴流開
   口部を傾斜して設けたことを特徴とする流体の噴流混合
   方法。