JPH10159551A - Engine with catalyst and gas turbine - Google Patents

Engine with catalyst and gas turbine

Info

Publication number
JPH10159551A
JPH10159551A JP8316200A JP31620096A JPH10159551A JP H10159551 A JPH10159551 A JP H10159551A JP 8316200 A JP8316200 A JP 8316200A JP 31620096 A JP31620096 A JP 31620096A JP H10159551 A JPH10159551 A JP H10159551A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
turbine
waste gas
catalyst
engine
entire surface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP8316200A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3924826B2 (en
Inventor
Joshi Shinohara
譲司 篠原
Shiro Yajima
史朗 矢嶋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IHI Corp filed Critical IHI Corp
Priority to JP31620096A priority Critical patent/JP3924826B2/en
Publication of JPH10159551A publication Critical patent/JPH10159551A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3924826B2 publication Critical patent/JP3924826B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Catalysts (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an engine with catalyst and gas turbine in which a catalytic treatment device separate from the engine or the gas turbine is unnecessitated and a concentration control of waste gas components such as NOx and CO in exhaust gas is easily performed also at the time of a maximum output. SOLUTION: This engine is constituted to burn mixed air of compressed air compressed by a compressor and fuel supplied from a fuel injection valve in a combustor at the poststage of the compressor and to revolve a turbine with the combustion gas. In this case, a waste gas decomposition catalytic layer C is formed to decompose/reduce waste gas components such as NOx and CO in combustion gas, on the full surfaces of a turbine stator blade 13 and a turbine rotor blade 14 at the poststage of the combustor or the full surfaces of the turbine stator blade 13 and the turbine rotor blade 14 and the full surface of the inside of a casing of the turbine.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、航空機用のジェッ
トエンジンおよびガスタービンに係り、特に、NOX
COなどといった廃ガス成分を低減する触媒付エンジン
およびガスタービンに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a jet engine and gas turbine aircraft, in particular, it relates to a catalyst with an engine and a gas turbine to reduce the waste gas components such as NO X and CO.

【0002】[0002]

【従来の技術】航空機エンジン(ジェットエンジン)や
ガスタービンにおいては、排ガス中のNOX やCOなど
の廃ガス成分を低減させるために、圧縮空気と燃料との
混合気を燃焼器で燃焼させることによって発生する燃焼
ガス中の廃ガス成分自体がなるべく発生しないように稀
薄燃料を用いたり、廃ガス成分を含んだ燃焼ガスを別途
に設けた触媒処理装置に通したりしている。
BACKGROUND OF THE INVENTION In aircraft engines (jet engine) and a gas turbine, in order to reduce the waste gas components such as NO X and CO in exhaust gas, causing the mixture of the compressed air and fuel is combusted in the combustor In order to minimize the generation of the waste gas component itself in the combustion gas generated as a result, a lean fuel is used, or the combustion gas containing the waste gas component is passed through a separately provided catalyst treatment device.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、航空機
エンジンでは、軽量であることが必然的に望まれるため
に触媒処理装置を別途に設けることはできず、燃焼条件
を変えることによって燃焼ガス中のNOX やCOなどの
廃ガス成分を低減しているが、最高出力を優先する場合
などにおいては、NOX やCOなどの廃ガス成分の数値
(濃度)制御をすることは難しい。また、地上ガスター
ビンなどでは、燃焼ガスを触媒処理装置に通すことによ
って排ガス中のNOX やCOなどの廃ガス成分を低減し
ているが、出力低下の原因になったりするため、これを
防ぐための後処理が大がかりとなり、コスト上昇の原因
となっている。
However, in an aircraft engine, a catalyst treatment device cannot be separately provided because it is inevitably desired to be light in weight, and the NO. Although the waste gas components such as X and CO are reduced, it is difficult to control the numerical value (concentration) of the waste gas components such as NO X and CO when the highest output is prioritized. Further, like in the ground gas turbine, although reduced waste gas components such as NO X and CO in the exhaust gas by passing the combustion gas to the catalyst apparatus, to or causing the output reduction, prevent this Therefore, the post-processing becomes large and causes an increase in cost.

【0004】そこで本発明は、上記課題を解決し、エン
ジンまたはガスタービンと別途な触媒処理装置を必要と
せず、かつ、最高出力時においても排ガス中のNOX
COなどの廃ガス成分の濃度制御が容易な触媒付エンジ
ンおよびガスタービンを提供することにある。
Accordingly, the present invention solves the above-mentioned problems, does not require a catalyst treatment apparatus separate from an engine or a gas turbine, and has a high concentration of waste gas components such as NO X and CO in exhaust gas even at the maximum output. An object of the present invention is to provide a catalyst-equipped engine and a gas turbine that can be easily controlled.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項1の発明は、圧縮機で圧縮した圧縮空気と燃料
噴射弁から供給される燃料との混合気を該圧縮機の後段
の燃焼器で燃焼させ、その燃焼ガスでタービンを回転さ
せる航空機エンジンにおいて、上記燃焼器の後段のター
ビン静翼とタービン動翼の全面、または、タービン静
翼、タービン動翼およびタービンのケーシング内側全面
に、上記燃焼ガス中のNOX やCOなどの廃ガス成分を
分解・低減すべく廃ガス分解触媒層を形成したものであ
る。
According to a first aspect of the present invention, an air-fuel mixture of compressed air compressed by a compressor and fuel supplied from a fuel injection valve is provided at a subsequent stage of the compressor. In an aircraft engine that burns in a combustor and rotates a turbine with the combustion gas, the entire surface of the turbine vanes and turbine blades at the subsequent stage of the combustor, or the entire surface of the turbine vanes, turbine blades, and the inside of the casing of the turbine. it is obtained by forming a waste gas decomposition catalyst layer in order to decompose and reduce the waste gas components such as NO X and CO in the combustion gases.

【0006】請求項2の発明は、上記NOX の分解・低
減を行う上記廃ガス分解触媒層が、バナジウム、コバル
ト、鉄、ロジウム、ルテニウムから選択される一種また
は二種以上の混合物でなる請求項1記載の触媒付エンジ
ンである。
[0006] The invention according to claim 2, wherein the said waste gas decomposing catalyst layer for decomposing and reducing the NO X is vanadium, cobalt, iron, rhodium, consisting of one or a mixture of two or more selected from ruthenium Item 2. A catalyst-equipped engine according to Item 1.

【0007】請求項3の発明は、上記COの分解・低減
を行う上記廃ガス分解触媒層が、白金またはパラジウ
ム、あるいはそれらの混合物でなる請求項1記載の触媒
付エンジンである。
The invention according to claim 3 is the catalyst-equipped engine according to claim 1, wherein the waste gas decomposition catalyst layer for decomposing and reducing the CO is made of platinum, palladium, or a mixture thereof.

【0008】請求項4の発明は、ジルコニアなどの担体
に廃ガス分解触媒を担持させて触媒粉を形成し、その触
媒粉を上記タービン静翼と上記タービン動翼の全面およ
び上記タービンケーシング内側全面にプラズマ溶射し
て、上記廃ガス分解触媒層を形成する請求項1乃至請求
項3記載の触媒付エンジンである。
According to a fourth aspect of the present invention, a catalyst powder is formed by supporting a waste gas decomposition catalyst on a carrier such as zirconia, and the catalyst powder is applied to the entire surface of the turbine stationary blade and the turbine rotor blade and the entire inner surface of the turbine casing. The catalyst-equipped engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the waste gas decomposition catalyst layer is formed by plasma spraying the catalyst.

【0009】請求項5の発明は、燃焼ガスでタービンを
回転させるガスタービンにおいて、タービン静翼とター
ビン動翼の全面、または、タービン静翼とタービン動翼
の全面およびタービンのケーシング内側全面に、上記燃
焼ガス中のNOX やCOなどの廃ガス成分を分解・低減
すべく廃ガス分解触媒層を形成したものである。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a gas turbine for rotating a turbine with combustion gas, wherein the entire surface of the turbine stationary blade and the turbine moving blade, or the entire surface of the turbine stationary blade and the turbine moving blade and the entire inner surface of the turbine casing are provided. A waste gas decomposition catalyst layer is formed to decompose and reduce waste gas components such as NO X and CO in the combustion gas.

【0010】以上の構成によれば、圧縮機で圧縮した圧
縮空気と燃料噴射弁から供給される燃料との混合気を該
圧縮機の後段の燃焼器で燃焼させ、その燃焼ガスでター
ビンを回転させる航空機エンジンにおいて、上記燃焼器
の後段のタービン静翼とタービン動翼の全面、または、
タービン静翼とタービン動翼の全面およびタービンケー
シング内側全面に、上記燃焼ガス中のNOX やCOなど
の廃ガス成分を分解・低減すべく廃ガス分解触媒層を形
成したため、エンジンまたはガスタービンと別途な触媒
処理装置を必要とせず、かつ、最高出力時においても排
ガス中のNOXやCOなどの廃ガス成分の濃度制御が容
易な触媒付エンジンおよびガスタービンを得ることがで
きる。
According to the above construction, a mixture of the compressed air compressed by the compressor and the fuel supplied from the fuel injection valve is burned in the combustor at the subsequent stage of the compressor, and the combustion gas rotates the turbine. In the aircraft engine to be driven, the entire surface of the turbine vanes and turbine blades at the subsequent stage of the combustor, or
The turbine vanes and turbine blades of the entire surface and the turbine casing entire inner surface, because the formation of the waste gas decomposing catalyst layer in order to decompose and reduce the waste gas components such as NO X and CO in the combustion gas, an engine or a gas turbine It is possible to obtain an engine and a gas turbine with a catalyst that do not require a separate catalyst treatment device and that can easily control the concentration of waste gas components such as NO X and CO in exhaust gas even at the time of maximum output.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below.

【0012】本発明の触媒付エンジンの横断面図の一例
を図2に示す。また、図2における要部拡大図を図3に
示す。
FIG. 2 shows an example of a cross-sectional view of a catalyst-equipped engine of the present invention. FIG. 3 is an enlarged view of a main part in FIG.

【0013】図2および図3に示すように、本発明の触
媒付エンジン1は、入口案内翼7、圧縮機3、燃焼器
4、タービン5、軸15で構成される。入口案内翼7、
圧縮機3、タービン5は、軸15を介して連結されてい
る。
As shown in FIGS. 2 and 3, the engine 1 with a catalyst according to the present invention comprises an inlet guide vane 7, a compressor 3, a combustor 4, a turbine 5, and a shaft 15. Entrance guide wing 7,
The compressor 3 and the turbine 5 are connected via a shaft 15.

【0014】空気A1 を取り入れるためにケーシング3
aの先端部(図中の左端部)に形成された空気取入口8
に入口案内翼7を設け、その入口案内翼7に接続して軸
15を設ける。
The casing 3 for taking in the air A 1
air inlet 8 formed at the tip (the left end in the figure)
Is provided with an inlet guide vane 7, and a shaft 15 is provided in connection with the inlet guide vane 7.

【0015】空気取入口8から導入された空気A1 を圧
縮して圧縮空気A2 とする圧縮機3は、ケーシング3
a、内側ケーシング3b、軸15、圧縮機動翼9、およ
び圧縮機静翼10で構成され、入口案内翼7の後流側
(図中の右側)に接続されている。
The compressor 3 which compresses the air A 1 introduced from the air inlet 8 into compressed air A 2 comprises a casing 3
a, an inner casing 3b, a shaft 15, a compressor rotor blade 9, and a compressor stationary blade 10, which are connected to the downstream side (right side in the figure) of the inlet guide blade 7.

【0016】軸15を囲繞するように内側ケーシング3
bを設け、その内側ケーシング3bを囲繞するようにケ
ーシング3aを設ける。軸15に接続して、複数枚の圧
縮動翼9を円周方向に沿って放射状に、かつ、長手方向
に亘って多段(図中では7段)に設ける。各圧縮動翼9
の先端部は、内側ケーシング3bを貫通すると共に、回
転自在である。ケーシング3aの内側に、複数枚の圧縮
静翼10を円周方向に沿って放射状に、かつ、長手方向
に亘って多段(図中では6段)に設ける。各圧縮動翼9
と各圧縮静翼10とは、圧縮機3の長手方向に沿って交
互に配されている。
The inner casing 3 surrounds the shaft 15.
b, and a casing 3a is provided so as to surround the inner casing 3b. Connected to the shaft 15, a plurality of compression blades 9 are provided radially along the circumferential direction and in multiple stages (seven stages in the figure) along the longitudinal direction. Each compressed rotor blade 9
Has a penetrating inner casing 3b and is rotatable. Inside the casing 3a, a plurality of compression stationary blades 10 are provided radially along the circumferential direction and in multiple stages (six in the figure) over the longitudinal direction. Each compressed rotor blade 9
The compression vanes 10 are alternately arranged along the longitudinal direction of the compressor 3.

【0017】圧縮機3から供給される圧縮空気A2 に燃
料Fを噴射して燃焼させる燃焼器4は、軸15の周囲を
囲繞するように設けられ、圧縮機3の後流側(図中の右
側)に接続されている。燃焼器4は、燃焼器4内部に燃
料Fを噴射するための燃料噴射弁11を備えている。
A combustor 4 for injecting the fuel F into the compressed air A 2 supplied from the compressor 3 and burning the fuel F is provided so as to surround the periphery of the shaft 15. To the right). The combustor 4 includes a fuel injection valve 11 for injecting the fuel F into the combustor 4.

【0018】燃焼器4で発生する燃焼ガスG1 でタービ
ン動翼14を回転させるタービン5は、ケーシング5
a、内側ケーシング5b、軸15、タービン静翼13、
タービン動翼14で構成され、燃焼器4の後流側(図中
の右側)に、タービンノズル12を介して接続されてい
る。
The turbine 5 to rotate the turbine blades 14 in the combustion gas G 1 generated by the combustor 4, the casing 5
a, inner casing 5b, shaft 15, turbine vane 13,
The turbine rotor 14 is connected to a downstream side (right side in the figure) of the combustor 4 via a turbine nozzle 12.

【0019】軸15を囲繞するように内側ケーシング5
bを設け、その内側ケーシング5bを囲繞するようにケ
ーシング5aを設ける。軸15に接続して、複数枚のタ
ービン動翼(例えば、インコネル718、IN600な
ど)14を円周方向に沿って放射状に、かつ、長手方向
に亘って多段(図中では3段)に設ける。各タービン動
翼14の先端部は、内側ケーシング5bを貫通すると共
に、回転自在である。ケーシング5aの内側に、複数枚
のタービン静翼(例えば、インコネル718、IN60
0など)13を円周方向に沿って放射状に、かつ、長手
方向に亘って多段(図中では2段)に設ける。各タービ
ン動翼14と各タービン静翼13とは、タービン5の長
手方向に沿って交互に配されている。軸15の端部(図
中の右端部)には、コーン16が接続されており、ター
ビン5のケーシング5aの後端部(図中の右端部)に
は、排ガスG2 を排出するためのジェットノズル6が形
成されている。
The inner casing 5 surrounds the shaft 15.
b, and a casing 5a is provided so as to surround the inner casing 5b. Connected to the shaft 15, a plurality of turbine blades (for example, Inconel 718, IN600, etc.) 14 are provided radially along the circumferential direction and in multiple stages (three stages in the figure) along the longitudinal direction. . The tip of each turbine blade 14 penetrates the inner casing 5b and is rotatable. A plurality of turbine vanes (for example, Inconel 718, IN60) are provided inside the casing 5a.
0) 13 are provided radially along the circumferential direction and in multiple stages (two stages in the figure) over the longitudinal direction. Each turbine rotor blade 14 and each turbine stationary blade 13 are alternately arranged along the longitudinal direction of the turbine 5. A cone 16 is connected to an end (right end in the figure) of the shaft 15, and a rear end (right end in the figure) of the casing 5 a of the turbine 5 is for discharging exhaust gas G 2. A jet nozzle 6 is formed.

【0020】本発明の触媒付きエンジンのタービン部の
透視斜視図を図1に示す。
FIG. 1 is a perspective view of a turbine section of an engine with a catalyst according to the present invention.

【0021】図1に示すように、タービン動翼14とタ
ービン静翼13の全面、または、タービン動翼14とタ
ービン静翼13の全面およびタービン5のケーシング5
a内側全面には、燃焼ガスG1 中のNOX やCOなどの
廃ガス成分を分解・低減する廃ガス分解触媒層Cが形成
されている。
As shown in FIG. 1, the entire surface of the turbine moving blade 14 and the turbine stationary blade 13, or the entire surface of the turbine moving blade 14 and the turbine stationary blade 13 and the casing 5 of the turbine 5.
The a entire inner surface, a waste gas decomposing catalyst layer C to decompose and reduce the waste gas components such as NO X and CO in the combustion gas G 1 is formed.

【0022】NOX の分解・低減を行う廃ガス分解触媒
層Cは、バナジウム、コバルト、鉄、ロジウム、ルテニ
ウムから選択される一種または二種以上の混合物から構
成され、COの分解・低減を行う上記廃ガス分解触媒層
Cは、白金またはパラジウム、あるいはそれらの混合物
から構成される。
The waste gas decomposition catalyst layer C for decomposing and reducing NO X is composed of one or a mixture of two or more selected from vanadium, cobalt, iron, rhodium and ruthenium, and decomposes and reduces CO. The waste gas decomposition catalyst layer C is made of platinum or palladium, or a mixture thereof.

【0023】廃ガス分解触媒層Cは、空気中の微細粒に
よるエロージョンによって摩耗する分だけコーティング
(付着)されていればよく、定期的に行われるオーバー
ホールまで存在していれば十分であるため、膜厚は数μ
m〜数十μm程度で十分である。
The waste gas decomposition catalyst layer C only needs to be coated (adhered) to the extent that it is worn by erosion due to fine particles in the air, and it is sufficient if there is even an overhaul that is performed periodically. The film thickness is several μ
About m to several tens μm is sufficient.

【0024】燃焼ガスG1 中のNOX やCOなどの廃ガ
ス成分には、それぞれ除去に最適な温度があり、NOX
については約600〜1,200℃、COについては約
400℃以上である。このため、廃ガス分解触媒層Cの
形成の際にはタービン5内部の温度分布を考慮する必要
があり、NOX 用の廃ガス分解触媒はCO用の廃ガス分
解触媒よりもタービン5の上流側(図中の左側)に形成
した方が好ましい。
[0024] The waste gas components such as NO X and CO in the combustion gas G 1, there is an optimum temperature to remove each, NO X
Is about 600-1,200 ° C., and about 400 ° C. or more for CO. Therefore, during the formation of the waste gas decomposing catalyst layer C must take into account the temperature distribution inside the turbine 5, a waste gas decomposition catalyst for NO X is upstream of the turbine 5 than the waste gas decomposition catalyst for CO It is preferable to form it on the side (left side in the figure).

【0025】本発明における廃ガス分解触媒層Cのコー
ティング(形成)はプラズマ溶射で行うのが好ましい
が、特にこれに限定するものではなく、蒸着、PVD、
CVD、塗布・焼付け(ゾルゲル法)などであってもよ
いことは言うまでもない。
The coating (forming) of the waste gas decomposition catalyst layer C in the present invention is preferably performed by plasma spraying, but is not particularly limited thereto.
It goes without saying that CVD, coating and baking (sol-gel method) may be used.

【0026】次に、本発明の作用を説明する。Next, the operation of the present invention will be described.

【0027】触媒付エンジン1の前方の入口案内翼7を
始動させ、空気取入口8から圧縮機3内部に空気A1
導入する。入口案内翼7が回転することによって、入口
案内翼7に接続された軸15が回転する。圧縮機3内部
に導入された空気A1 は、軸15と共に回転する圧縮機
動翼9と圧縮機静翼10により圧縮されて圧縮空気A2
となる。
The inlet guide vanes 7 in front of the catalyzed engine 1 are started, and air A 1 is introduced into the compressor 3 from the air intake 8. As the entrance guide vanes 7 rotate, the shaft 15 connected to the entrance guide vanes 7 rotates. The air A 1 introduced into the compressor 3 is compressed by the compressor rotor blades 9 and the compressor vanes 10 rotating together with the shaft 15 and compressed air A 2.
Becomes

【0028】圧縮空気A2 は、燃焼器4内部に送給され
ると共に、燃料噴射弁11から供給される燃料Fと混合
されて混合気(図示せず)となる。この混合気を燃焼さ
せて燃焼ガスG1 とし、タービンノズル12を介してタ
ービン5に送給する。
The compressed air A 2 is supplied into the combustor 4 and mixed with the fuel F supplied from the fuel injection valve 11 to form an air-fuel mixture (not shown). This air-fuel mixture is burned to produce a combustion gas G 1 , which is supplied to the turbine 5 via the turbine nozzle 12.

【0029】この燃焼ガスG1 をタービン動翼14に当
てることによって軸15を回転させ、軸15に接続され
た入口案内翼7を回転させ、新たな空気A1 を圧縮機3
内部に次々に導入する。その後、燃焼ガスG1 を、ジェ
ットノズル6から排ガスG2として排出する。
The combustion gas G 1 is applied to the turbine rotor blades 14 to rotate the shaft 15, rotate the inlet guide vanes 7 connected to the shaft 15, and supply new air A 1 to the compressor 3.
Introduce one after another inside. Thereafter, the combustion gas G 1, is discharged from the jet nozzle 6 as an exhaust gas G 2.

【0030】タービン5内部において、タービン5の回
転効率を向上させるために、燃焼ガスG1 はタービン動
翼14およびタービン静翼13によって整流されてい
る。すなわち、燃焼ガスG1 は、タービン動翼14とタ
ービン静翼13とで形成される流路(図示せず)に沿っ
て流れるように制御されており、燃焼ガスG1 とタービ
ン動翼14およびタービン静翼13との接触はもともと
良好である。
Inside the turbine 5, the combustion gas G 1 is rectified by a turbine rotor blade 14 and a turbine stationary blade 13 in order to improve the rotation efficiency of the turbine 5. That is, the combustion gas G 1 is controlled so as to flow along a flow path (not shown) formed by the turbine rotor blades 14 and the turbine stationary blades 13, and the combustion gas G 1 , the turbine rotor blades 14 and The contact with the turbine vane 13 is originally good.

【0031】この燃焼ガスG1 とタービン動翼14およ
びタービン静翼13との良好な接触性を活かすべく、タ
ービン動翼14とタービン静翼13の全面、または、タ
ービン動翼14とタービン静翼13の全面およびタービ
ン5のケーシング5a内側全面に廃ガス分解触媒層Cを
形成し、これによって燃焼ガスG1 中のNOX やCOな
どの廃ガス成分を分解・低減する。
In order to make good use of the good contact between the combustion gas G 1 and the turbine rotor blades 14 and the turbine stator blades 13, the entire surfaces of the turbine rotor blades 14 and the turbine stator blades 13 or the turbine rotor blades 14 and the turbine stator blades 13 are used. the casing 5a entire inner surface of the entire surface and the turbine 5 of 13 to form a waste gas decomposition catalyst layer C, thereby decomposing and reducing waste gas components such as NO X and CO in the combustion gas G 1.

【0032】すなわち、遮熱コーティング材の担体(例
えば、ジルコニアなど)に、バナジウム、コバルト、
鉄、ロジウム、ルテニウム、白金、またはパラジウムな
どの廃ガス分解触媒を担持させて多孔質の触媒粉を形成
し、この多孔質触媒粉を、組立て前のタービン動翼14
とタービン静翼13の全面、または、タービン動翼14
とタービン静翼13の全面およびタービン5のケーシン
グ5a内側全面にプラズマ溶射する。これによって、遮
熱と燃焼ガスG1 中のNOX やCOなどの廃ガス成分の
除去とを同時に行うことのできる廃ガス分解触媒層Cを
形成することができる。
That is, vanadium, cobalt, and the like (eg, zirconia)
A porous catalyst powder is formed by supporting a waste gas decomposition catalyst such as iron, rhodium, ruthenium, platinum, or palladium, and this porous catalyst powder is mixed with the turbine blade 14 before assembly.
And the entire surface of the turbine stationary blade 13 or the turbine rotor blade 14
Then, plasma spraying is performed on the entire surface of the turbine vane 13 and the entire inner surface of the casing 5 a of the turbine 5. This makes it possible to form a waste gas decomposition catalyst layer C that can simultaneously perform heat shielding and removal of waste gas components such as NO X and CO in the combustion gas G 1 .

【0033】ここで、空気A1 を効率的に導入すべく表
面滑らかにコーティングされた圧縮機動翼9および圧縮
機静翼10と異なり、タービン静翼13とタービン動翼
14との表面全面には、膜厚約100〜200μmの遮
熱コーティング(Zr、M−CrAlY(M−クラリ)
など)が施されており、タービン静翼13およびタービ
ン動翼14の表面状態は粗くなっている。このため、タ
ービン静翼13およびタービン動翼14の表面状態(平
滑性)はあまりシビアでなく、廃ガス分解触媒層Cが燃
焼ガスG1 の流れに影響を与えるということは殆どな
い。
[0033] Here, unlike the surface smooth coated compressor rotor blades 9 and the compressor stator blades 10 in order to introduce air A 1 efficiently, on the entire surface of the turbine stator blades 13 and turbine blades 14 , Thermal barrier coating with a thickness of about 100-200 μm (Zr, M-CrAlY (M-Clary)
And the like, and the surface condition of the turbine stationary blade 13 and the turbine rotor blade 14 is rough. Therefore, the surface state (smoothness) of the turbine stator blades 13 and turbine rotor blades 14 is not very severe, the waste gas decomposing catalyst layer C there is little that affect the flow of combustion gases G 1.

【0034】次に、本発明の他の実施の形態を説明す
る。
Next, another embodiment of the present invention will be described.

【0035】本発明においては、廃ガス分解触媒層Cを
タービン静翼13とタービン動翼14の全面およびター
ビン5のケーシング5a内側全面に形成したものについ
て述べたが、廃ガス分解触媒層Cの形成がタービン静翼
13とタービン動翼14のみであってもよいことは言う
までもなく、これによって、廃ガス分解触媒の使用量を
抑えることができると共に、製造コストを抑えることが
できる。
In the present invention, the waste gas cracking catalyst layer C is formed on the entire surface of the turbine stationary blades 13 and the turbine blades 14 and on the entire inner surface of the casing 5a of the turbine 5. Needless to say, the formation may be performed only by the turbine stationary blades 13 and the turbine rotor blades 14, whereby the amount of the waste gas decomposition catalyst used can be reduced, and the production cost can be reduced.

【0036】また、本発明においては、NOX 用の廃ガ
ス分解触媒層CとCO用の廃ガス分解触媒層Cとを別々
に形成しているが、NOX 用の廃ガス分解触媒とCO用
の廃ガス分解触媒とを混合すると共に、担体に一緒に担
持させて触媒粉を形成し、その触媒粉を組立て前のター
ビン静翼13、タービン動翼14、またはタービン5の
ケーシング5a内側などに一様にプラズマ溶射してもよ
い。これによって、遮熱と燃焼ガスG1 中の廃ガス成分
の除去とを同時に行うことのできる廃ガス分解触媒層C
を一回の工程で形成することができ、製造時間・製造工
程を大幅に短縮することができる。
[0036] In the present invention, although the waste gas decomposition catalyst layer C for waste gas decomposition catalyst layer C and CO for NO X formed separately, the waste gas decomposition catalyst for NO X and CO A catalyst powder is formed by mixing the catalyst powder with a waste gas cracking catalyst for use and supporting it together with a carrier to form the catalyst powder. May be uniformly applied by plasma spraying. As a result, the waste gas decomposition catalyst layer C capable of simultaneously performing heat shielding and removing waste gas components in the combustion gas G 1.
Can be formed in a single step, and the manufacturing time and manufacturing steps can be significantly reduced.

【0037】さらに、本発明においては、廃ガス分解触
媒層Cを触媒付きエンジン1に適用したものについて述
べたが、廃ガス分解触媒層Cをガスタービン(図示せ
ず)に適用してもよいことは言うまでもない。これによ
って、燃焼ガスG1 を触媒処理装置(図示せず)に通し
て排ガスG2 中のNOX やCOなどの廃ガス成分を低減
していた時と比べて、出力低下が少なくて済む。このた
め、出力低下を防ぐための後処理が大掛かりとなること
はなく、コスト上昇を抑えることができる。
Further, in the present invention, the waste gas cracking catalyst layer C is applied to the engine 1 with a catalyst, but the waste gas cracking catalyst layer C may be applied to a gas turbine (not shown). Needless to say. Thus, compared to when the combustion gas G 1 was passed through the catalytic treatment device (not shown) to reduce the waste gas components such as NO X and CO in the exhaust gas G 2, it requires less output decreases. For this reason, the post-processing for preventing the output from decreasing does not become large-scale, and the increase in cost can be suppressed.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、エンジン
またはガスタービンの内側表面に廃ガス分解触媒層を形
成しているため、エンジンまたはガスタービンと別途な
触媒処理装置を必要とせず、最高出力時においても排ガ
ス中のNOX やCOなどの廃ガス成分の濃度制御が容易
であり、かつ、燃焼ガス中の廃ガス成分の分解・低減を
行うことができると共に、高温の燃焼ガスの遮熱を行う
ことができるという優れた効果を発揮する。
In summary, according to the present invention, since a waste gas decomposition catalyst layer is formed on the inner surface of an engine or a gas turbine, a catalyst treatment device separate from the engine or the gas turbine is not required, and the maximum output is achieved. also is easy density control of the waste gas components such as NO X and CO in the exhaust gas at the time, and it is possible to perform the decomposition and reduction of the waste gas components in the combustion gas, the thermal barrier of the hot combustion gases Can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の触媒付きエンジンのタービン部の透視
斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view of a turbine section of an engine with a catalyst according to the present invention.

【図2】本発明の触媒付エンジンの横断面の一例を示す
図である。
FIG. 2 is a view showing an example of a cross section of the engine with a catalyst of the present invention.

【図3】図2における要部拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of a main part in FIG. 2;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 触媒付エンジン 3 圧縮機 4 燃焼器 5 タービン 5a ケーシング 11 燃料噴射弁 13 タービン静翼 14 タービン動翼 A1 空気 A2 圧縮空気 F 燃料 G1 燃焼ガス G2 排ガス C 廃ガス分解触媒層With 1 catalytic engine 3 compressor 4 combustor 5 turbine 5a casing 11 fuel injection valve 13 turbine vane 14 turbine blade A 1 air A 2 compressed air F fuel G 1 combustion gas G 2 exhaust C waste gas decomposition catalyst layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B01J 23/46 311 F01D 9/02 ZAB 23/745 101 23/75 F01N 3/10 ZABZ F01D 5/14 ZAB F02C 7/00 E 9/02 ZAB C 101 ZABF F01N 3/10 ZAB 9/00 ZABA F02C 7/00 B01D 53/36 ZAB 102D ZAB 103B 9/00 ZAB B01J 23/74 301A 311A ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI B01J 23/46 311 F01D 9/02 ZAB 23/745 101 23/75 F01N 3/10 ZABZ F01D 5/14 ZAB F02C 7/00 E 9/02 ZAB C 101 ZABF F01N 3/10 ZAB 9/00 ZABA F02C 7/00 B01D 53/36 ZAB 102D ZAB 103B 9/00 ZAB B01J 23/74 301A 311A

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧縮機で圧縮した圧縮空気と燃料噴射弁
から供給される燃料との混合気を該圧縮機の後段の燃焼
器で燃焼させ、その燃焼ガスでタービンを回転させる航
空機エンジンにおいて、上記燃焼器の後段のタービン静
翼とタービン動翼の全面、または、タービン静翼とター
ビン動翼の全面およびタービンのケーシング内側全面
に、上記燃焼ガス中のNOX やCOなどの廃ガス成分を
分解・低減すべく廃ガス分解触媒層を形成したことを特
徴とする触媒付エンジン。
1. An aircraft engine in which a mixture of compressed air compressed by a compressor and fuel supplied from a fuel injection valve is burned in a combustor at a subsequent stage of the compressor, and the combustion gas rotates a turbine. the combustor downstream of the turbine vanes and turbine blades of the entire surface, or, the turbine vanes and turbine blades of the entire surface and the casing inner entire surface of the turbine, the waste gas components such as NO X and CO in the combustion gas An engine with a catalyst characterized by forming a waste gas decomposition catalyst layer to decompose and reduce it.
【請求項2】 上記NOX の分解・低減を行う上記廃ガ
ス分解触媒層が、バナジウム、コバルト、鉄、ロジウ
ム、ルテニウムから選択される一種または二種以上の混
合物でなる請求項1記載の触媒付エンジン。
2. The catalyst according to claim 1, wherein the waste gas decomposition catalyst layer for decomposing / reducing NO x comprises one or a mixture of two or more selected from vanadium, cobalt, iron, rhodium and ruthenium. With engine.
【請求項3】 上記COの分解・低減を行う上記廃ガス
分解触媒層が、白金またはパラジウム、あるいはそれら
の混合物でなる請求項1記載の触媒付エンジン。
3. The engine with a catalyst according to claim 1, wherein the waste gas decomposition catalyst layer for decomposing and reducing the CO is made of platinum, palladium, or a mixture thereof.
【請求項4】 ジルコニアなどの担体に廃ガス分解触媒
を担持させて触媒粉を形成し、その触媒粉を上記タービ
ン静翼と上記タービン動翼の全面および上記タービンケ
ーシング内側全面にプラズマ溶射して、上記廃ガス分解
触媒層を形成する請求項1乃至請求項3記載の触媒付エ
ンジン。
4. A catalyst, such as zirconia, having a waste gas decomposition catalyst supported thereon to form a catalyst powder, and the catalyst powder is subjected to plasma spraying on the entire surfaces of the turbine stationary blade and the turbine rotor blade and on the entire inner surface of the turbine casing. The catalyst-equipped engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the waste gas decomposition catalyst layer is formed.
【請求項5】 燃焼ガスでタービンを回転させるガスタ
ービンにおいて、タービン静翼とタービン動翼の全面、
または、タービン静翼とタービン動翼の全面およびター
ビンのケーシング内側全面に、上記燃焼ガス中のNOX
やCOなどの廃ガス成分を分解・低減すべく廃ガス分解
触媒層を形成したことを特徴とする触媒付ガスタービ
ン。
5. A gas turbine for rotating a turbine with combustion gas, wherein the entire surface of a turbine stationary blade and a turbine rotor blade is provided.
Or, the turbine vanes and turbine blades of the entire surface and the casing inner entire surface of the turbine, NO X in the combustion gases
A gas turbine with a catalyst, comprising a waste gas decomposition catalyst layer formed to decompose and reduce waste gas components such as CO and CO.
JP31620096A 1996-11-27 1996-11-27 Engine with catalyst Expired - Fee Related JP3924826B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31620096A JP3924826B2 (en) 1996-11-27 1996-11-27 Engine with catalyst

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31620096A JP3924826B2 (en) 1996-11-27 1996-11-27 Engine with catalyst

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10159551A true JPH10159551A (en) 1998-06-16
JP3924826B2 JP3924826B2 (en) 2007-06-06

Family

ID=18074418

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP31620096A Expired - Fee Related JP3924826B2 (en) 1996-11-27 1996-11-27 Engine with catalyst

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3924826B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005005027A1 (en) * 2003-07-14 2005-01-20 Alpps Fuel Cell Systems Gmbh METHOD FOR THE CATALYTIC REDUCTION OF NOx IN EXHAUST GASES OF A THERMAL ENGINE AND A DEVICE FOR CARRYING OUT SAID METHOD
US20220299205A1 (en) * 2021-03-22 2022-09-22 Raytheon Technologies Corporation Turboexpander inter-stage heating and nh3 cracking
CN115121114A (en) * 2022-05-07 2022-09-30 华能山东发电有限公司众泰电厂 Boiler denitration inlet flue structure capable of sufficiently promoting mixing
GB2616062A (en) * 2022-02-28 2023-08-30 Airbus Operations Ltd Aircraft engine for nitrogen oxide reduction

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005005027A1 (en) * 2003-07-14 2005-01-20 Alpps Fuel Cell Systems Gmbh METHOD FOR THE CATALYTIC REDUCTION OF NOx IN EXHAUST GASES OF A THERMAL ENGINE AND A DEVICE FOR CARRYING OUT SAID METHOD
US20220299205A1 (en) * 2021-03-22 2022-09-22 Raytheon Technologies Corporation Turboexpander inter-stage heating and nh3 cracking
US11629858B2 (en) * 2021-03-22 2023-04-18 Raytheon Technologies Corporation Turboexpander inter-stage heating and NH3 cracking
GB2616062A (en) * 2022-02-28 2023-08-30 Airbus Operations Ltd Aircraft engine for nitrogen oxide reduction
GB2616062B (en) * 2022-02-28 2024-07-17 Airbus Operations Ltd Aircraft engine for nitrogen oxide reduction
CN115121114A (en) * 2022-05-07 2022-09-30 华能山东发电有限公司众泰电厂 Boiler denitration inlet flue structure capable of sufficiently promoting mixing

Also Published As

Publication number Publication date
JP3924826B2 (en) 2007-06-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5355668A (en) Catalyst-bearing component of gas turbine engine
US6659715B2 (en) Axial compressor and method of cleaning an axial compressor
US20050172611A1 (en) Sinuous chevron exhaust nozzle
US20050214107A1 (en) Methods and apparatus for operating gas turbine engines
JP2001207862A (en) Method and device for purging turbine wheel cavity
JP4997018B2 (en) Pilot mixer for a gas turbine engine combustor mixer assembly having a primary fuel injector and a plurality of secondary fuel injection ports
EP1435492A2 (en) High temperature turbine nozzle and process for manufacturing
US11371701B1 (en) Combustor for a gas turbine engine
US20120003084A1 (en) Flow discouraging systems and gas turbine engines
JP5286291B2 (en) Systems and methods using catalytic reactor coatings
CN103672970B (en) Use the system and method for catalytic reactor coatings
US9097183B2 (en) Rayleigh-Taylor assisted combustion and combustors adapted to exploit Rayleigh-Taylor instability for increasing combustion rates therein
JPS63254304A (en) Method of burning fuel
US20120167572A1 (en) Gas turbine engine and diffuser
JPH10159551A (en) Engine with catalyst and gas turbine
US20170241273A1 (en) System and Method for Simultaneously Depositing Multiple Coatings on a Turbine Blade of a Gas Turbine Engine
JPH06193461A (en) Gas turbine group
EP4008961B1 (en) Gas turbine engine combustor with improved aerodynamics
EP4008960B1 (en) Lean burn combustor
JPH10231704A (en) Oozing cooling turbine shroud
US20170211404A1 (en) Blade outer air seal having surface layer with pockets
US4930306A (en) Reducing carbon buildup in a turbine engine
JPH05256406A (en) Catalyst combustor
JPH05256165A (en) Catalytic burner
US11994294B2 (en) Combustor liner

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20061017

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061214

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070206

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070219

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100309

Year of fee payment: 3

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100309

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110309

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120309

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120309

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130309

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130309

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140309

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees