TOP > 国内特許検索 > 噴流混合装置

噴流混合装置 コモンズ

国内特許コード P020000282
整理番号 U2000P018
掲載日 2003年5月27日
出願番号 特願2000-142642
公開番号 特開2001-324132
登録番号 特許第3477513号
出願日 平成12年5月16日(2000.5.16)
公開日 平成13年11月22日(2001.11.22)
登録日 平成15年10月3日(2003.10.3)
発明者
  • 笠木 伸英
  • 鈴木 雄二
出願人
  • 学校法人東京大学
発明の名称 噴流混合装置 コモンズ
発明の概要 燃焼器に適用されて、燃焼の安定化、機器の高効率化および、排出ガス中の窒素酸化物等の低減をもたらし、併せて、振動燃焼を防止できる噴流混合装置を提供する。 流体を噴出する内外二重のノズル1 ,2を同軸に配設するとともに、外側ノズル2 の噴出口2aの近傍に、外側ノズル内の流体に擾乱を与えるアクチュエータ4 を配設する。この発明によれば、たとえば、燃焼器の運転条件等に応じてアクチュエータの作動を制御して、燃焼器内の流体流速、乱れ度、温度および濃度分布、燃焼反応領域等を操作することにより、燃焼の安定化、機器の高効率化をもたらすとともに、未燃炭化水素や窒化酸化物等の排出を有効に抑制し、併せて、振動燃焼の発生を有利に防止することができる。
従来技術、競合技術の概要 ガスタービン、ボイラその他で使用される燃焼器では、保炎に加えて、未燃炭化水素や窒素酸化物等の排出防止および、振動燃焼の防止等が重要な課題となっている。そこで従来は、図9 (a )に略線縦断面図で例示するように、燃料F を噴出する内側ノズル51と、空気A を噴出する外側ノズル52 とのそれぞれを内外二重に同軸配置するとともに、それらの両ノズル51 ,52 のそれぞれの噴出口51a ,52a を燃焼器本体53 に開口させたところにおいて、外側ノズル52 の内側に、噴出口52a に近接させて、空気A の旋回装置54 を配設し、この旋回装置54 を通過した旋回空気流をもって、燃料F と空気A との混合を促進することにより、または、図9 (b )に示すように、同様の構成の下に、内側ノズル51 の噴出口51a の直前に鈍頭物体55 を配設し、これをもって燃料F の逆流域を形成して、燃料F と空気A との混合を促進することで、燃料火炎の吹き消え等を防止することが一般に行われている。しかるに、これらの従来技術では、旋回装置54 や鈍頭物体55 による、空気流または燃料流の圧力損失が不可避であって、この圧力損失が機器全体の効率低下をもたらすという問題があり、また、内外の両ノズル51 ,52 の寸法や装置寸法が定格に合わせて設計されているため、それを外れた燃焼条件の下では、最適な燃焼状態を得ることが困難であるという問題があった。しかも、窒素酸化物の排出量を抑制するために、希薄予混合燃焼を採用した場合には、旋回装置54 や鈍頭物体55 の配設の有無にかかわらず、運転条件によって振動燃焼が生じ、この振動燃焼の抑制のためには、燃焼器の再設計が必須になるという問題もあった。
産業上の利用分野 この発明は、二重のノズルを経て噴出される流体の混合状態等を制御できる噴流混合装置.、微粉炭等を燃料とする各種の燃焼器に適用されて、燃料と空気との混合状態等を、燃焼器の運転条件等の変化に十分に対応させて、好適な混合燃焼を実現するものである。
特許請求の範囲 【請求項1】 流体を噴出するそれぞれのノズルを内外二重に配設するとともに、外側ノズルの噴出口の近傍に、周期的に作動されて、外側ノズル内の流体に擾乱を与え、外側ノズルを出た流体と内側ノズルを出た流体との混合を、渦の発生下で促進するアクチュエータを配設してなる噴流混合装置。
【請求項2】 前記アクチュエータを、噴出口の周りの複数個所に配設してなる請求項1に記載の噴流混合装置。
【請求項3】 前記アクチュエータを、電磁的に作動されて撓み変形されるフラップ型アクチュエータとしてなる請求項1もしくは2に記載の噴流混合装置。
【請求項4】 フラップ型アクチュエータを、基板上にコイルを配設することにより構成してなる請求項3に記載の噴流混合装置。
【請求項5】 フラップ型アクチュエータを、外側ノズルの軸線方向に延在させて配置するとともに、その一端部で外側ノズルの内面に取付け、この取付け端部の近傍で、フラップ型アクチュエータに、撓み剛性低減域を設けてなる請求項3もしくは4に記載の噴流混合装置。
【請求項6】 前記アクチュエータを、電圧の印加によって撓み変形されるフラップ型アクチュエータとしてなる請求項1もしくは2に記載の噴流混合装置。
【請求項7】 フラップ型アクチュエータを、基板上にピエゾ素子または電歪ポリマを配設することにより構成してなる請求項6に記載の噴流混合装置。
【請求項8】 前記アクチュエータを、外側ノズル内へ流体を吹き出すまたは、外側ノズル内の流体を吸い込む小孔により構成してなる請求項1もしくは2に記載の噴流混合装置。
【請求項9】 前記アクチュエータを、外側ノズル内で流路の拡縮をもたらす可撓膜体により構成してなる請求項1もしくは2に記載の噴流混合装置。
【請求項10】 可撓膜体を外側ノズルの全周にわたって連続させて配設してなる請求項9に記載の噴流混合装置。
【請求項11】 前記可撓膜体を、流体の給排によって膨縮変形される袋体の、流路への露出部分により形成してなる請求項9もしくは10に記載の噴流混合装置。
【請求項12】 前記アクチュエータを、外側ノズル内の流体の加熱もしくは冷却手段により構成してなる請求項1もしくは2に記載の噴流混合装置。
【請求項13】 内外両ノズルから噴出された流体の、速度、温度、圧力および濃度の少なくとも一の物理量を検知するセンサを設けるとともに、その検知結果に基づいてアクチュエータの作動をコントロールする制御手段を設けてなる請求項1~12のいずれかに記載の噴流混合装置。
産業区分
  • 加熱冷却
  • 高分子化合物
  • 混合分離
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

※ 画像をクリックすると拡大します。

12933_01SUM.gif
出願権利状態 権利存続中


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close
close