本发明专利技术提供兼得喷雾流体的微粒化的促进以及喷雾流体的微粒化所使用的喷雾用介质的使用量的减少、加压力的减少的喷雾喷嘴。喷雾喷嘴具有：使喷雾流体以及喷雾用介质混合的混合室、向上述混合室供给上述喷雾流体的喷雾流体流路、向上述混合室供给上述喷雾用介质的喷雾用介质流路以及将在上述混合室混合的上述喷雾流体与上述喷雾用介质的混合流体向外部喷雾的出口孔，该喷雾喷嘴的特征在于，上述喷雾用介质流路具备向上述混合室供给上述喷雾用介质的第一喷雾用介质供给孔以及向上述混合室的比上述第一喷雾用介质供给孔更靠下游侧供给上述喷雾用介质的第二喷雾用介质供给孔，上述第二喷雾用介质供给孔向上述出口孔的附近供给上述喷雾用介质。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及喷雾喷嘴以及具备了喷雾喷嘴的燃烧装置，特别是涉及使用气体(喷雾用介质)对液体燃料(喷雾流体)进行微粒化的二流体喷雾方式的喷雾喷嘴以及具备了该喷雾喷嘴的燃烧装置。
技术介绍
在燃气轮机的燃烧器等燃烧装置中，要求有能够应对多种燃料的所谓的燃料的多样化与燃烧废气中的未燃烧部分、氮氧化物(NOx)的减少之类的较高环境性能的兼得。相对于燃料的多样化，一部分的燃气轮机使用所谓的双燃料燃烧器，该双燃料燃烧器根据燃料的供给状况，除了天然气所代表的燃料气体之外，还使用轻油、A重油等液体燃料。在双燃料燃烧器中，即使气体燃料与液体燃料的一方的燃料的供给迟延，也能够使用另一方的燃料来运转。相对于较高的环境性能，在为燃气轮机的燃烧器的情况下，主要要求因燃烧而被排出的氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)、煤尘的减少。氮氧化物(NOx)的减少能够减少空气中的氮气被高温氧化而产生的热NOx，这被重视。热NOx的减少应用在使过度的空气与燃料预先混合后使其燃烧的稀薄预混燃烧方式较有效。稀薄预混燃烧方式供给比燃料的完全燃烧所需的空气量更多的空气，使燃料与空气在燃烧前混合，从而均匀地以低温燃烧，进而抑制热NOx的生成。在使用液体燃料时，在为燃气轮机的燃烧器的情况下，也优选为了NOx的减少，而应用上述的稀薄预混燃烧方式。在为液体燃料的情况下，为了稀薄预混燃烧，需要在燃烧前使液体状的燃料成分预先气化而与空气混合。此时，若使液体燃料微粒化，则液体燃料的单位重量的表面积增加，从而容易气化。在应用于其他的燃烧装置的情况下，若也使液体燃料微粒化，则单位重量的表面积增加，从而燃烧反应变快，进而从燃烧时的余烬产生的CO、未燃部分减
少。因此，液体燃料的微粒化促进相对于NOx、CO、未燃部分的减少称为重要的项目之一。在一个使液体燃料微粒化的喷雾喷嘴，存在与作为喷雾流体的液体燃料一同供给作为用于微粒化的喷雾用介质的空气、蒸气，使两者混合从而微粒化的二流体喷雾方式。通常，二流体喷雾方式与使喷雾流体单独地微粒化的一流体喷雾方式相比，通过大容量的喷雾的微粒化性能较高。另外，即使液体燃料的供给量变化，也通过对喷雾用介质的供给量进行调整，而能够减少微粒化性能的变化。因此，通常使用在燃烧负荷变化的燃气轮机燃烧器等燃烧装置中。在二流体喷雾方式的喷雾喷嘴(以下，仅记载为喷雾喷嘴)中，要求提高微粒化性能，并且减少喷雾流体的供给压力、喷雾用介质的使用量、供给压力，减少喷雾所需的能量使用量。因此，喷雾所需的能量使用量较少，能够以高效率微粒化的喷雾喷嘴的研究正在进展。在日本特开昭62-186112号公报(专利文献1)公开了使喷雾流体与喷雾用介质在设置于喷雾喷嘴的流路内的空间(内部混合室)混合，使混合后的混合流体从多个出口孔喷出的所谓的内部混合方式的喷雾喷嘴的例子。该喷雾喷嘴在内部混合室使喷雾流体与喷雾用介质混合来微粒化。另外，混合流体从出口孔以高速喷出，从而与周围的气体产生速度差，进而在混合流体中的喷雾流体作用有剪切力而微粒化。在日本特开平9-239299号公报(专利文献2)公开了使喷雾流体与喷雾用介质的混合流体对置地流动，在出口孔附近使混合流体碰撞，从而促进微粒化的方法的喷雾喷嘴的例子。在专利文献2所记载的喷雾喷嘴中，混合流体从出口孔呈扇状喷出，因此根据其喷雾形状也称为扇形喷雾(Fan spray)式。该喷雾喷嘴相对于专利文献1的喷雾喷嘴，在出口孔附近使混合流体碰撞，从而喷雾流体与喷雾用介质的混合进展。另外，在从出口孔喷出时，也呈扇型喷出，因此具有与周围的气体的边界面较多的特征。在日本特开平4-254109号公报(专利文献3)公开了在内部的中央设置喷射喷雾流体的孔与位于其下游的两级节流部的喷雾喷嘴的例子。从两级节流部的上游侧供给喷雾用介质，利用节流部使喷雾流体与喷雾用介质混合。将喷雾流体以高速供给至节流部，从而也能够使用喷雾流体的较高的动量对喷雾用介
质进行吸引。通过该喷雾用介质的吸引效果，能够减少喷雾用介质的供给压力。另外，从喷雾流体的外周侧混合喷雾用介质，使其通过节流部，从而能够缩小从出口孔喷出的混合流体的喷出角度。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开昭62-186112号公报专利文献2：日本特开平9-239299号公报专利文献3：日本特开平4-254109号公报上述专利文献1所公开的喷雾喷嘴使喷雾流体与喷雾用介质在内部混合室混合，使两者的混合流体从多个出口孔喷出。微粒化主要取决于内部混合室内的混合以及与混合流体从出口孔以高速喷出时的周围的气体的速度差带来的剪切力。但是，若混合流体的流速在内部混合室降低，则微粒化的喷雾流体因喷雾流体的表面张力而结合，从而生成粗大粒子。特别地，若喷雾流体与内部混合室的壁面碰撞，则在壁面产生液膜，而与喷雾用介质分离。液膜在壁面附近的流速较高的情况下因剪切力而从壁面分离，虽与喷雾用介质再次混合，但在壁面附近的流速较低的情况下，液膜长大。在该液膜到达出口孔而向喷雾喷嘴的外部被释放的情况下，虽因出口孔处的较高的流速而成为液滴，但由于与喷雾用介质的混合为进展，所以液滴的粒子直径较大。因此，与在出口孔的中央部流经的混合流体相比，存在从出口孔的周围部分喷出的混合流体中的喷雾流体的粒子直径增大的情况。另外，上述专利文献1、2所公开的喷雾喷嘴使喷雾流体与喷雾用介质在喷雾喷嘴内混合，因此需要将两者的供给压力形成恒定范围。作为液体的喷雾流体通常密度较高，从而提高供给压力时的体积变化较小。另一方面，作为气体的喷雾用介质通常密度较低，从而提高供给压力时的体积变化较大。因此，提高喷雾用介质的供给压力时的能量使用量与喷雾流体相比较大。通常，若提高喷雾流体与喷雾用介质的供给压力，则微粒化性能提高，但从能量使用量的减少方面来看，喷雾用介质的供给压力受到制约。另外，上述专利文献3所公开的二流体喷雾喷嘴在节流部的上游侧，使喷雾用介质从喷雾流体的周围混合，因此喷雾流体难以附着于喷雾喷嘴的隔壁。
因此，能够抑制在壁面产生液膜而引起的粗大粒子的生成。但是，需要相对于喷雾流体的喷出孔将节流部设置于喷出孔的轴线上。由于存在节流部的配置方面的制约，所以不适合大容量的喷雾喷嘴。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种抑制在内部混合室的壁面附近形成的液膜到达喷雾喷嘴的出口孔，从而提高喷雾喷嘴的微粒化性能的喷雾喷嘴以及具备了该喷雾喷嘴的燃烧装置。另外，本专利技术的其他的目的在于提供一种喷雾流体的内部混合室内的分散进展，从而适于与喷雾用介质的混合的喷雾喷嘴以及具备了该喷雾喷嘴的燃烧装置。此外，上述的喷雾喷嘴是将喷雾流体供给至内部混合室的供给孔与供混合流体从内部混合室向外部喷出的出口孔的配置方面的制约较少且适于大容量的喷雾喷嘴的喷雾方式。为了解决上述课题，本专利技术为一种喷雾喷嘴，其具有：混合室，其使喷雾流体以及喷雾用介质混合；喷雾流体流路，其向上述混合室供给上述喷雾流体；喷雾用介质流路，其向上述混合室供给上述喷雾用介质；以及出口孔，其将在上述混合室混合的上述喷雾流体与上述喷雾用介质的混合流体向外部喷雾，该喷雾喷嘴的特征在于，上述喷雾用介质流路具备：第一喷雾用介质供给孔，其向上述混合室供给上述喷雾用介质；以及第二喷雾用介质供给孔，其向上述混合室的比上述本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种喷雾喷嘴，其具有：混合室，其使喷雾流体以及喷雾用介质混合；喷雾流体流路，其向所述混合室供给所述喷雾流体；喷雾用介质流路，其向所述混合室供给所述喷雾用介质；以及出口孔，其将在所述混合室混合的所述喷雾流体与所述喷雾用介质的混合流体向外部喷雾，所述喷雾喷嘴的特征在于，所述喷雾用介质流路具备：第一喷雾用介质供给孔，其向所述混合室供给所述喷雾用介质；以及第二喷雾用介质供给孔，其向所述混合室的比所述第一喷雾用介质供给孔更靠下游侧供给所述喷雾用介质，所述第二喷雾用介质供给孔向所述出口孔的附近供给所述喷雾用介质。
【技术特征摘要】
2015.02.05 JP 2015-0212481.一种喷雾喷嘴，其具有：混合室，其使喷雾流体以及喷雾用介质混合；喷雾流体流路，其向所述混合室供给所述喷雾流体；喷雾用介质流路，其向所述混合室供给所述喷雾用介质；以及出口孔，其将在所述混合室混合的所述喷雾流体与所述喷雾用介质的混合流体向外部喷雾，所述喷雾喷嘴的特征在于，所述喷雾用介质流路具备：第一喷雾用介质供给孔，其向所述混合室供给所述喷雾用介质；以及第二喷雾用介质供给孔，其向所述混合室的比所述第一喷雾用介质供给孔更靠下游侧供给所述喷雾用介质，所述第二喷雾用介质供给孔向所述出口孔的附近供给所述喷雾用介质。2.根据权利要求1所述的喷雾喷嘴，其特征在于，所述第二喷雾用介质供给孔设置于所述混合室的下游端与侧壁的接合部附近。3.根据权利要求1所述的喷雾喷嘴，其特征在于，所述喷雾流体流路在该喷雾流体流路的上游侧具有使所述喷雾流体对置地流经的至少两个系统以上的多个流路，在该喷雾流体流路的下游侧设置有对置地流经的所述多个流路的合流部。4.根据权利要求1所述的喷雾喷嘴，其特征在于，所述喷雾流体流路至少设置有两个以上从该喷雾流体流路向所述混合室供给喷雾流体的喷雾流体供给孔。5.根据权利要求1所述的喷雾喷嘴，其特征在于，所述喷雾用介质流路至少设置有两个以上从该喷雾用介质流路向所述混合室供给喷雾用介质的喷雾用介质供给孔。6.根据权利要求1所述的喷雾喷嘴，其特征在于，所述出口孔在所述混合室的下游端至少设置有两个以上。7.根据权利要求3所述的喷雾喷嘴，其特征在于，具有使所述喷雾流体对置地流经的流路相互正交...
【专利技术属性】
技术研发人员：冈崎洋文，折井明仁，
申请(专利权)人：三菱日立电力系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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