JPH1073029A - 低公害燃焼装置 - Google Patents
低公害燃焼装置Info
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- JPH1073029A JPH1073029A JP23010296A JP23010296A JPH1073029A JP H1073029 A JPH1073029 A JP H1073029A JP 23010296 A JP23010296 A JP 23010296A JP 23010296 A JP23010296 A JP 23010296A JP H1073029 A JPH1073029 A JP H1073029A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガスタービンエンジン及びラムジェットエン
ジン等の排気ガス中の公害物質の生成・放出を防ぐ。更
に、オゾン層の再形成・保護を可能にする。 【解決手段】 燃焼器又は排気ダクトに高周波高電圧放
電電極を設けた。放電によって流路を流れる空気又は燃
焼ガス中の酸素をオゾン化し、燃料又は燃焼ガスと完全
燃焼させて、排気ガス中の公害物質のであるＨＣ，Ｃ
Ｏ，ＮＯの生成・放出を防ぐ。高空飛行時には、燃焼に
必要な量以上の余分のオゾンを生成・放出することによ
りオゾン層の再形成・保護を可能にする。これらよっ
て、エンジン排気による公害を防止する。
ジン等の排気ガス中の公害物質の生成・放出を防ぐ。更
に、オゾン層の再形成・保護を可能にする。 【解決手段】 燃焼器又は排気ダクトに高周波高電圧放
電電極を設けた。放電によって流路を流れる空気又は燃
焼ガス中の酸素をオゾン化し、燃料又は燃焼ガスと完全
燃焼させて、排気ガス中の公害物質のであるＨＣ，Ｃ
Ｏ，ＮＯの生成・放出を防ぐ。高空飛行時には、燃焼に
必要な量以上の余分のオゾンを生成・放出することによ
りオゾン層の再形成・保護を可能にする。これらよっ
て、エンジン排気による公害を防止する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として航空機用
ガスタービンエンジン及びラムジェットエンジンに適用
される低公害燃焼装置に関するものである。また本発明
は発電用、船舶用、機械駆動用、コジェネ用等のガスタ
ービン、ディーゼルエンジン、およびガソリンエンジン
にも適用することができる。
ガスタービンエンジン及びラムジェットエンジンに適用
される低公害燃焼装置に関するものである。また本発明
は発電用、船舶用、機械駆動用、コジェネ用等のガスタ
ービン、ディーゼルエンジン、およびガソリンエンジン
にも適用することができる。
【０００２】
【従来の技術】図７〜図９は航空機用ガスタービンエン
ジンに用いられている従来の低公害燃焼器の各種の例を
示したものである。図７は２段燃焼式低公害燃焼器の縦
断面図である。図において、燃焼器は予燃焼域２５と主
燃焼域２７の２段に分けられ、低出力時は予燃焼域ノズ
ル２４から燃料を噴出し、予燃焼域２５と主燃焼域２７
で燃焼し、ＨＣ、ＣＯを完全燃焼させる。高出力時には
主燃焼域ノズル２６からも燃料を噴出し、主燃焼域２７
で希薄燃焼し、ＮＯ生成を抑制する。
ジンに用いられている従来の低公害燃焼器の各種の例を
示したものである。図７は２段燃焼式低公害燃焼器の縦
断面図である。図において、燃焼器は予燃焼域２５と主
燃焼域２７の２段に分けられ、低出力時は予燃焼域ノズ
ル２４から燃料を噴出し、予燃焼域２５と主燃焼域２７
で燃焼し、ＨＣ、ＣＯを完全燃焼させる。高出力時には
主燃焼域ノズル２６からも燃料を噴出し、主燃焼域２７
で希薄燃焼し、ＮＯ生成を抑制する。
【０００３】図８は従来の２段燃焼式低公害燃焼器の他
の例の縦断面図である。燃焼器は予燃焼域２９と主燃焼
域３１の２段に分けられ、低出力時は予燃焼域燃料ノズ
ル２８から燃料を噴出し予燃焼域２９で燃焼させ、Ｈ
Ｃ、ＣＯを完全燃焼させる。高出力時には主燃焼域ノズ
ル３０からも燃料を噴出し、主燃焼域３１で希薄燃焼し
てＮＯ等の生成を抑制する。
の例の縦断面図である。燃焼器は予燃焼域２９と主燃焼
域３１の２段に分けられ、低出力時は予燃焼域燃料ノズ
ル２８から燃料を噴出し予燃焼域２９で燃焼させ、Ｈ
Ｃ、ＣＯを完全燃焼させる。高出力時には主燃焼域ノズ
ル３０からも燃料を噴出し、主燃焼域３１で希薄燃焼し
てＮＯ等の生成を抑制する。
【０００４】図９は従来の水噴射式低公害燃焼器の縦断
面図である。この燃焼器では、水噴射式燃料ノズル３２
から水（又は蒸気）と燃料を燃焼室３３に噴出し、高出
力時の燃焼温度を下げてＮＯの生成を抑制する。
面図である。この燃焼器では、水噴射式燃料ノズル３２
から水（又は蒸気）と燃料を燃焼室３３に噴出し、高出
力時の燃焼温度を下げてＮＯの生成を抑制する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の低公害燃焼器は
２段燃焼式または水噴射式であったため、構造および制
御が複雑であり、また、燃焼温度を上げるにはＮＯｘ対
策として限界があることが問題であった。さらに、高空
を飛行する場合に放出されるＮＯがオゾン層を破壊する
一因とされている。
２段燃焼式または水噴射式であったため、構造および制
御が複雑であり、また、燃焼温度を上げるにはＮＯｘ対
策として限界があることが問題であった。さらに、高空
を飛行する場合に放出されるＮＯがオゾン層を破壊する
一因とされている。
【０００６】本発明は構造簡単で、かつ燃焼温度を高め
て十分なＮＯｘ対策を行うことができ、さらにオゾン層
の再形成にも役立つ低公害燃焼装置を提供しようとする
ものである。
て十分なＮＯｘ対策を行うことができ、さらにオゾン層
の再形成にも役立つ低公害燃焼装置を提供しようとする
ものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
したものであり、ガスタービンエンジン及びラムジェッ
トエンジン等に適用される低公害燃焼装置であって、燃
焼器又は排気ダクトに放電によって流路を流れる空気又
は燃焼ガス中の酸素をオゾン化する高周波高電圧放電電
極を設けたことを特徴とする低公害燃焼装置に関するも
のである。
したものであり、ガスタービンエンジン及びラムジェッ
トエンジン等に適用される低公害燃焼装置であって、燃
焼器又は排気ダクトに放電によって流路を流れる空気又
は燃焼ガス中の酸素をオゾン化する高周波高電圧放電電
極を設けたことを特徴とする低公害燃焼装置に関するも
のである。
【０００８】本発明の低公害燃焼装置において、燃焼器
に高周波高電圧放電電極を設けたものにおいては、同電
極によって、放電によって流路を流れる空気又は燃焼ガ
ス中の酸素をオゾン化し、燃焼器内で燃料又は燃焼ガス
と完全燃焼させて、公害物質のであるＨＣ，ＣＯ，ＮＯ
の生成を防ぐ。また、排気ダクトに高周波高電圧放電電
極を設けたものにおいては、同電極によって、排気ガス
の残留酸素をオゾン化し、未燃焼ガスと再反応させ完全
燃焼させる。こうによって、低出力時のＨＣ，ＣＯ、高
出力時のＮＯの生成放出を防ぐ。
に高周波高電圧放電電極を設けたものにおいては、同電
極によって、放電によって流路を流れる空気又は燃焼ガ
ス中の酸素をオゾン化し、燃焼器内で燃料又は燃焼ガス
と完全燃焼させて、公害物質のであるＨＣ，ＣＯ，ＮＯ
の生成を防ぐ。また、排気ダクトに高周波高電圧放電電
極を設けたものにおいては、同電極によって、排気ガス
の残留酸素をオゾン化し、未燃焼ガスと再反応させ完全
燃焼させる。こうによって、低出力時のＨＣ，ＣＯ、高
出力時のＮＯの生成放出を防ぐ。
【０００９】更に、高空飛行時には、燃焼に必要な量以
上の余分のオゾンを生成・放出させ、これによりオゾン
層の再形成・保護を可能にし、公害を防止する。
上の余分のオゾンを生成・放出させ、これによりオゾン
層の再形成・保護を可能にし、公害を防止する。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の第１形態に
係る低公害燃焼器を装備した航空機用ガスタービンエン
ジンの縦断面図である。図において、４はエンジン、３
４はタービン、３５は圧縮機、５は燃焼器ケース、２は
燃焼器ライナ、３は燃料ノズル、６は圧縮機出口空気、
１は燃焼器ケース５の入口端に設けられた高周波高電圧
放電電極（以下「電極」と略称する）である。電極１は
圧縮機出口空気６をオゾン化するためのものである。
係る低公害燃焼器を装備した航空機用ガスタービンエン
ジンの縦断面図である。図において、４はエンジン、３
４はタービン、３５は圧縮機、５は燃焼器ケース、２は
燃焼器ライナ、３は燃料ノズル、６は圧縮機出口空気、
１は燃焼器ケース５の入口端に設けられた高周波高電圧
放電電極（以下「電極」と略称する）である。電極１は
圧縮機出口空気６をオゾン化するためのものである。
【００１１】図２は上記実施形態の燃焼器２の詳細縦断
面図である。図において、電極１は燃焼器ケース５の入
口端に取り付けられ、圧縮機出口空気６をオゾン化す
る。オゾンを含む一次空気７は燃焼器ライナ２に流入
し、燃料ノズル３から噴出する燃料９と燃焼室８内で反
応し、燃焼ガス１０となり、燃焼器出口ガス１１となっ
てタービン３４に流入する。オゾンは酸化作用が強く、
燃料と完全燃焼して低出力時のＨＣ、ＣＯの生成を防ぐ
とともに、高出力時のＮＯ生成を抑制する。
面図である。図において、電極１は燃焼器ケース５の入
口端に取り付けられ、圧縮機出口空気６をオゾン化す
る。オゾンを含む一次空気７は燃焼器ライナ２に流入
し、燃料ノズル３から噴出する燃料９と燃焼室８内で反
応し、燃焼ガス１０となり、燃焼器出口ガス１１となっ
てタービン３４に流入する。オゾンは酸化作用が強く、
燃料と完全燃焼して低出力時のＨＣ、ＣＯの生成を防ぐ
とともに、高出力時のＮＯ生成を抑制する。
【００１２】図３は本発明の実施の第２形態に係る航空
機用ガスタービンエンジンの燃焼器の縦断面図である。
本燃焼器においては、電極１２は燃焼器ケース５の長手
方向中央部に取付けられている。これによって燃焼器ラ
イナ２の外側を流れる一次空気１３はオゾン化され、二
次空気１４となる。オゾンを含む二次空気１４は燃焼器
ライナ２から流入し、燃焼ガス１０と反応する。オゾン
は噴射された燃料９と完全燃焼して低出力時のＨＣ、Ｃ
Ｏの生成を防ぐとともに、高出力時のＮＯの生成を抑制
する。
機用ガスタービンエンジンの燃焼器の縦断面図である。
本燃焼器においては、電極１２は燃焼器ケース５の長手
方向中央部に取付けられている。これによって燃焼器ラ
イナ２の外側を流れる一次空気１３はオゾン化され、二
次空気１４となる。オゾンを含む二次空気１４は燃焼器
ライナ２から流入し、燃焼ガス１０と反応する。オゾン
は噴射された燃料９と完全燃焼して低出力時のＨＣ、Ｃ
Ｏの生成を防ぐとともに、高出力時のＮＯの生成を抑制
する。
【００１３】図４は本発明の実施の第３形態に係る航空
機用ガスタービンエンジンの燃焼器の縦断面図である。
本燃焼器においては、電極１５は燃焼器ライナ２に取付
けられ一次空気７、燃焼ガス１０、および二次空気１４
の酸素をオゾン化する。オゾンは噴射された燃料９およ
び燃焼ガス１０と完全燃焼して低出力時のＨＣ、ＣＯの
生成を防ぐとともに、高出力時のＮＯ生成を抑制する。
機用ガスタービンエンジンの燃焼器の縦断面図である。
本燃焼器においては、電極１５は燃焼器ライナ２に取付
けられ一次空気７、燃焼ガス１０、および二次空気１４
の酸素をオゾン化する。オゾンは噴射された燃料９およ
び燃焼ガス１０と完全燃焼して低出力時のＨＣ、ＣＯの
生成を防ぐとともに、高出力時のＮＯ生成を抑制する。
【００１４】図５は本発明の実施の第４形態に係る航空
機用ガスタービンエンジンの縦断面図である。本燃焼器
においては電極１６は排気ダクト１７に取付けられ、タ
ービン出口ガス１８中の酸素をオゾン化し、低出力時の
未燃ＨＣ、ＣＯと再反応してこれらの放出を防ぐととも
に、高空飛行時に生成したＮＯを酸化し、ＮＯ2 として
エンジン排気ガス１９を無害化し、オゾン層のＯ3 との
反応を抑える。
機用ガスタービンエンジンの縦断面図である。本燃焼器
においては電極１６は排気ダクト１７に取付けられ、タ
ービン出口ガス１８中の酸素をオゾン化し、低出力時の
未燃ＨＣ、ＣＯと再反応してこれらの放出を防ぐととも
に、高空飛行時に生成したＮＯを酸化し、ＮＯ2 として
エンジン排気ガス１９を無害化し、オゾン層のＯ3 との
反応を抑える。
【００１５】図６は本発明の実施の第５形態に係るラム
ジェットエンジンの縦断面図である。本実施形態は、ラ
ムジェットエンジン２０のラム燃焼器２１のダクト部分
に電極２２を取り付け、ラム燃焼ガス２３の酸素をオゾ
ン化し、高空飛行時に生成したＮＯをオゾンにより酸化
してＮＯ2 としてオゾン層のＯ3 との反応を抑える。
ジェットエンジンの縦断面図である。本実施形態は、ラ
ムジェットエンジン２０のラム燃焼器２１のダクト部分
に電極２２を取り付け、ラム燃焼ガス２３の酸素をオゾ
ン化し、高空飛行時に生成したＮＯをオゾンにより酸化
してＮＯ2 としてオゾン層のＯ3 との反応を抑える。
【００１６】以上に述べた第１〜第５の各実施形態にお
いては、いずれも高空飛行時には、燃焼ガスと反応する
に必要なオゾンの量を超える量のオゾンを生成し、エン
ジン外に放出することによって、近年減少しつつあるオ
ゾン層の再形成を行うものである。
いては、いずれも高空飛行時には、燃焼ガスと反応する
に必要なオゾンの量を超える量のオゾンを生成し、エン
ジン外に放出することによって、近年減少しつつあるオ
ゾン層の再形成を行うものである。
【００１７】上記各実施形態の特徴の対比は次の通りで
ある。第１実施形態は、圧縮機出口で空気をオゾン化す
るもので、燃焼室８に入り直接燃料９と反応する一次空
気７と、燃焼ガス１０を希釈する二次空気１４の両方を
オゾン化する。したがってオゾン化した空気は、一次空
気、二次空気の二手に分かれるので、燃焼器全域での低
公害化を図る。最も高いガス温度でガスとオゾンが反応
する。第２実施形態は、二次空気１４をオゾン化するも
ので、燃焼ガス１０の希釈領域のみでの低公害化を図
る。ここでは第１実施形態のものより低いガス温度でガ
スとオゾンが反応する。第３実施形態は、一次空気、二
次空気だけでなく、燃焼ガス中の残留酸素をオゾン化す
るもので、第１，第２実施形態とは異なる。第４実施形
態は、エンジン出口において燃焼ガス中の残留酸素をオ
ゾン化するもので、タービンを通過したあとであるた
め、第１〜３実施形態よりさらにガス温度が低い領域で
ガスとオゾンが反応する。第５実施形態は、ラムジェッ
トエンジンに適用するもので、第１〜４実施形態のター
ボジェットエンジンとは異なる。燃焼温度はターボジェ
ットエンジンより高い。
ある。第１実施形態は、圧縮機出口で空気をオゾン化す
るもので、燃焼室８に入り直接燃料９と反応する一次空
気７と、燃焼ガス１０を希釈する二次空気１４の両方を
オゾン化する。したがってオゾン化した空気は、一次空
気、二次空気の二手に分かれるので、燃焼器全域での低
公害化を図る。最も高いガス温度でガスとオゾンが反応
する。第２実施形態は、二次空気１４をオゾン化するも
ので、燃焼ガス１０の希釈領域のみでの低公害化を図
る。ここでは第１実施形態のものより低いガス温度でガ
スとオゾンが反応する。第３実施形態は、一次空気、二
次空気だけでなく、燃焼ガス中の残留酸素をオゾン化す
るもので、第１，第２実施形態とは異なる。第４実施形
態は、エンジン出口において燃焼ガス中の残留酸素をオ
ゾン化するもので、タービンを通過したあとであるた
め、第１〜３実施形態よりさらにガス温度が低い領域で
ガスとオゾンが反応する。第５実施形態は、ラムジェッ
トエンジンに適用するもので、第１〜４実施形態のター
ボジェットエンジンとは異なる。燃焼温度はターボジェ
ットエンジンより高い。
【００１８】
【発明の効果】本発明の、ガスタービンエンジン及びラ
ムジェットエンジン等に適用される低公害燃焼装置にお
いては、燃焼器又は排気ダクトに放電によって流路を流
れる空気又は燃焼ガス中の酸素をオゾン化する高周波高
電圧放電電極を設けてあるので、流路を流れる空気又は
燃焼ガス中の酸素をオゾン化し、燃料又は燃焼ガスと完
全燃焼させて、排気ガス中の公害物質のであるＨＣ，Ｃ
Ｏ，ＮＯの生成を防ぐことができる。高空飛行時には、
燃焼に必要な量以上の余分のオゾンを生成・放出するこ
とによりオゾン層の再形成・保護を可能にすることがで
きる。これによって、エンジン排気による公害を防止す
ることができる。
ムジェットエンジン等に適用される低公害燃焼装置にお
いては、燃焼器又は排気ダクトに放電によって流路を流
れる空気又は燃焼ガス中の酸素をオゾン化する高周波高
電圧放電電極を設けてあるので、流路を流れる空気又は
燃焼ガス中の酸素をオゾン化し、燃料又は燃焼ガスと完
全燃焼させて、排気ガス中の公害物質のであるＨＣ，Ｃ
Ｏ，ＮＯの生成を防ぐことができる。高空飛行時には、
燃焼に必要な量以上の余分のオゾンを生成・放出するこ
とによりオゾン層の再形成・保護を可能にすることがで
きる。これによって、エンジン排気による公害を防止す
ることができる。
【図１】本発明の実施の第１形態に係る低公害燃焼装置
を装備した航空機用ガスタービンエンジンの縦断面図。
を装備した航空機用ガスタービンエンジンの縦断面図。
【図２】上記実施形態における燃焼器の詳細縦断面図。
【図３】本発明の実施の第２形態に係る航空機用ガスタ
ービンエンジンの燃焼器の縦断面図。
ービンエンジンの燃焼器の縦断面図。
【図４】本発明の実施の第３形態に係る航空機用ガスタ
ービンエンジンの燃焼器の縦断面図。
ービンエンジンの燃焼器の縦断面図。
【図５】本発明の実施の第４形態に係る航空機用ガスタ
ービンエンジンの縦断面図。
ービンエンジンの縦断面図。
【図６】本発明の実施の第５形態に係るラムジェットエ
ンジンの縦断面図。
ンジンの縦断面図。
【図７】航空機用ガスタービンエンジンに用いられる従
来の低公害燃焼器（２段燃焼式）の縦断面図。
来の低公害燃焼器（２段燃焼式）の縦断面図。
【図８】航空機用ガスタービンエンジンに用いられる従
来の低公害燃焼器（２段燃焼式）の他の例の縦断面図。
来の低公害燃焼器（２段燃焼式）の他の例の縦断面図。
【図９】航空機用ガスタービンエンジンに用いられる従
来の低公害燃焼器（水噴射式）の縦断面図。
来の低公害燃焼器（水噴射式）の縦断面図。
１ 高周波高電圧放電電極 ２ 燃焼器ライナ ３ 燃料ノズル ４ エンジン ５ 燃焼器ケース ６ 圧縮機出口空気 ７ 一次空気 ８ 燃焼室 ９ 燃料 １０ 燃焼ガス １１ 燃焼器出口ガス １２ 高周波高電圧放電電極 １３ 一次空気 １４ 二次空気 １５ 高周波高電圧放電電極 １６ 高周波高電圧放電電極 １７ 排気ダクト １８ タービン出口ガス １９ エンジン排気ガス ２０ ラムジェットエンジン ２１ ラム燃焼器 ２２ 高周波高電圧放電電極 ２３ ラム燃焼ガス ２４ 予燃焼域燃料ノズル ２５ 予燃焼域 ２６ 主燃焼域燃料ノズル ２７ 主燃焼域 ２８ 予燃焼域燃料ノズル ２９ 予燃焼域 ３０ 主燃焼域燃料ノズル ３１ 主燃焼域 ３２ 水噴射式燃料ノズル ３３ 燃焼室 ３４ タービン ３５ 圧縮機
Claims (1)
- 【請求項１】 ガスタービンエンジン及びラムジェット
エンジン等に適用される低公害燃焼装置であって、燃焼
器又は排気ダクトに放電によって流路を流れる空気又は
燃焼ガス中の酸素をオゾン化する高周波高電圧放電電極
を設けたことを特徴とする低公害燃焼装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23010296A JP3739864B2 (ja) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | 低公害燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23010296A JP3739864B2 (ja) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | 低公害燃焼装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1073029A true JPH1073029A (ja) | 1998-03-17 |
| JP3739864B2 JP3739864B2 (ja) | 2006-01-25 |
Family
ID=16902594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23010296A Expired - Fee Related JP3739864B2 (ja) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | 低公害燃焼装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3739864B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2323034A1 (es) * | 2007-06-18 | 2009-07-03 | Futur Investment Partners S.A | Turbopropulsor. |
| ES2370308A1 (es) * | 2008-12-31 | 2011-12-14 | Futur Investment Partners, S.A. | Motor aeronáutico. |
-
1996
- 1996-08-30 JP JP23010296A patent/JP3739864B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2323034A1 (es) * | 2007-06-18 | 2009-07-03 | Futur Investment Partners S.A | Turbopropulsor. |
| ES2323034B1 (es) * | 2007-06-18 | 2010-04-23 | Futur Investment Partners S.A | Turbopropulsor. |
| ES2370308A1 (es) * | 2008-12-31 | 2011-12-14 | Futur Investment Partners, S.A. | Motor aeronáutico. |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3739864B2 (ja) | 2006-01-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
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