JP3029196B2 - ガスタービン用霧化二重燃料ノズル - Google Patents
ガスタービン用霧化二重燃料ノズルInfo
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- JP3029196B2 JP3029196B2 JP10011367A JP1136798A JP3029196B2 JP 3029196 B2 JP3029196 B2 JP 3029196B2 JP 10011367 A JP10011367 A JP 10011367A JP 1136798 A JP1136798 A JP 1136798A JP 3029196 B2 JP3029196 B2 JP 3029196B2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
- F23D11/10—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour
- F23D11/106—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour medium and fuel meeting at the burner outlet
- F23D11/107—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour medium and fuel meeting at the burner outlet at least one of both being subjected to a swirling motion
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D17/00—Burners for combustion conjointly or alternatively of gaseous or liquid or pulverulent fuel
- F23D17/002—Burners for combustion conjointly or alternatively of gaseous or liquid or pulverulent fuel gaseous or liquid fuel
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D2206/00—Burners for specific applications
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Nozzles For Spraying Of Liquid Fuel (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービン用の
二重燃料ノズルに関し、特に、高温霧化空気を用いる二
重燃料ノズルに関するものである。
二重燃料ノズルに関し、特に、高温霧化空気を用いる二
重燃料ノズルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービンの燃焼部で用いられている
二重燃料ノズルは当該技術分野において良く知られてい
る。該二重燃料ノズルは、ガスタービンの運転効率を改
善し且つ燃焼ガスタービンの起動信頼性を改善する目的
で液体燃料を霧化し噴射するのに用いられる。液体燃料
の霧化により、液体燃料は微粒子に砕かれて、ノズルに
よる混合気の噴射後に、燃焼することができるスプレー
を形成する。
二重燃料ノズルは当該技術分野において良く知られてい
る。該二重燃料ノズルは、ガスタービンの運転効率を改
善し且つ燃焼ガスタービンの起動信頼性を改善する目的
で液体燃料を霧化し噴射するのに用いられる。液体燃料
の霧化により、液体燃料は微粒子に砕かれて、ノズルに
よる混合気の噴射後に、燃焼することができるスプレー
を形成する。
【０００３】二重燃料ノズルにおいては、燃焼器を起動
するための液体燃料流と関連して高温の霧化空気が用い
られる。比較的高温及び高圧の液体燃料は、指向された
霧化空気流を受けながらノズルを介して噴出される。霧
化空気が液体燃料に衝突すると、液体燃料は比較的小さ
い粒子に破砕され、その結果、ガスタービンの燃焼器部
で容易に燃焼する可燃性のスプレーが形成される。
するための液体燃料流と関連して高温の霧化空気が用い
られる。比較的高温及び高圧の液体燃料は、指向された
霧化空気流を受けながらノズルを介して噴出される。霧
化空気が液体燃料に衝突すると、液体燃料は比較的小さ
い粒子に破砕され、その結果、ガスタービンの燃焼器部
で容易に燃焼する可燃性のスプレーが形成される。
【０００４】図１には、ガスタービン２２に結合された
従来の二重燃料ノズル組立体２０が示してある。この従
来の二重燃料ノズル組立体は、概略的に、ノズル本体２
４と、スペーサーカラー２６と、一体の霧化空気／液体
燃料供給部材２８とから構成されている。ノズル本体２
４及び一体の霧化空気／液体燃料供給部材２８は、それ
らの間に設けられたスペーサーカラー２６により結合さ
れている。
従来の二重燃料ノズル組立体２０が示してある。この従
来の二重燃料ノズル組立体は、概略的に、ノズル本体２
４と、スペーサーカラー２６と、一体の霧化空気／液体
燃料供給部材２８とから構成されている。ノズル本体２
４及び一体の霧化空気／液体燃料供給部材２８は、それ
らの間に設けられたスペーサーカラー２６により結合さ
れている。
【０００５】ノズル本体部分２４は、フランジ部３０と
ガス供給部分３２とを備える。フランジ部３０は、ガス
タービン２２に取り付けられるようになっている。ノズ
ル本体部分２４には、中心に位置する内孔３４が形成さ
れている。この内孔３４は、フランジ部３０から延び、
ガス供給部分３２を貫通して、一体の霧化空気／液体燃
料供給部材２８を受けるようになっている。
ガス供給部分３２とを備える。フランジ部３０は、ガス
タービン２２に取り付けられるようになっている。ノズ
ル本体部分２４には、中心に位置する内孔３４が形成さ
れている。この内孔３４は、フランジ部３０から延び、
ガス供給部分３２を貫通して、一体の霧化空気／液体燃
料供給部材２８を受けるようになっている。
【０００６】図２を参照するに、この図には、従来の一
体の霧化空気／液体燃料供給部材２８が更に詳細に示し
てある。図から明らかなように、上記一体の霧化空気／
液体燃料供給部材２８は、入口端部３６と吐出端部３８
とを有する。一体の霧化空気／液体燃料供給部材２８
は、ノズルフランジ部４０と、外壁４２と、内壁４４
と、液体燃料管４６と、ノズルチップ４８と、重ね継手
５０と、スワール・キャップ（swirl cap)５２とから構
成される。更に、ノズルフランジ部４０には、霧化空気
供給通路５４が形成されている。
体の霧化空気／液体燃料供給部材２８が更に詳細に示し
てある。図から明らかなように、上記一体の霧化空気／
液体燃料供給部材２８は、入口端部３６と吐出端部３８
とを有する。一体の霧化空気／液体燃料供給部材２８
は、ノズルフランジ部４０と、外壁４２と、内壁４４
と、液体燃料管４６と、ノズルチップ４８と、重ね継手
５０と、スワール・キャップ（swirl cap)５２とから構
成される。更に、ノズルフランジ部４０には、霧化空気
供給通路５４が形成されている。
【０００７】一体の霧化空気／液体燃料供給部材２８の
外壁４２は、内壁４４の周囲に同心関係で配置されてい
る。従って、外壁４２は内壁４４から離間しており、そ
れにより、霧化空気流路５６が形成され、この霧化空気
流路５６は、霧化空気供給通路５４と流れ連通関係にあ
る。吐出端部３８近傍の外壁４２の円錐状の端部分６０
は、スワール・キャップ５２を確りと固定して受けるよ
うになっている。
外壁４２は、内壁４４の周囲に同心関係で配置されてい
る。従って、外壁４２は内壁４４から離間しており、そ
れにより、霧化空気流路５６が形成され、この霧化空気
流路５６は、霧化空気供給通路５４と流れ連通関係にあ
る。吐出端部３８近傍の外壁４２の円錐状の端部分６０
は、スワール・キャップ５２を確りと固定して受けるよ
うになっている。
【０００８】内壁４４は、液体燃料管４６を受けるため
の孔６２を画成している。吐出端部３８に近接する内壁
４４の部分は、ノズルチップ４８を固定して受けるよう
になっている。該ノズルチップ４８は、重ね継手５０を
介在してスワール・キャップ５２に隣接し座着される。
の孔６２を画成している。吐出端部３８に近接する内壁
４４の部分は、ノズルチップ４８を固定して受けるよう
になっている。該ノズルチップ４８は、重ね継手５０を
介在してスワール・キャップ５２に隣接し座着される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】タービンを、比較的濃
い燃料で起動する場合には、約３７．８℃（１００°
Ｆ）の温度を有する燃焼用空気が、一体の霧化空気／液
体燃料供給部材２８の外壁４２を包囲する。その場合、
霧化空気／液体燃料供給部材２８の内壁は、約９３℃
（２００°Ｆ）の温度を有する液体燃料の流れに露出さ
れる。これら温度間の差で、ノズルチップ４８は、軸方
向に膨張して重ね継手５０とスワール・キャップ５２内
に侵入し、この侵入が管の軸方向の相当の範囲に亙る場
合には、重ね継手５０が喪失し、スワール・キャップ５
２に損傷が生じ得る。
い燃料で起動する場合には、約３７．８℃（１００°
Ｆ）の温度を有する燃焼用空気が、一体の霧化空気／液
体燃料供給部材２８の外壁４２を包囲する。その場合、
霧化空気／液体燃料供給部材２８の内壁は、約９３℃
（２００°Ｆ）の温度を有する液体燃料の流れに露出さ
れる。これら温度間の差で、ノズルチップ４８は、軸方
向に膨張して重ね継手５０とスワール・キャップ５２内
に侵入し、この侵入が管の軸方向の相当の範囲に亙る場
合には、重ね継手５０が喪失し、スワール・キャップ５
２に損傷が生じ得る。
【００１０】従って、高度の健全性を有するノズル組立
体を実現するのが望ましい。
体を実現するのが望ましい。
【００１１】従来の二重燃料ノズル組立体２０で用いら
れている一体の霧化空気／液体燃料供給部材２８は分解
することができないために、必要に応じ、ノズルチップ
４８もまたスワール・キャップ５２を交換したり修理す
ることができない。従って、修理が可能である二重燃料
ノズルを実現するのが望ましい。
れている一体の霧化空気／液体燃料供給部材２８は分解
することができないために、必要に応じ、ノズルチップ
４８もまたスワール・キャップ５２を交換したり修理す
ることができない。従って、修理が可能である二重燃料
ノズルを実現するのが望ましい。
【００１２】二重燃料ノズル２０の動作中に起こり得る
別の問題は、液体燃料の残留物がノズルチップ或いは液
体燃料流路５８内に残存して長期間に亙り熱に曝される
と、ノズルチップ４８が詰まってしまうという問題であ
る。残留物もしくは残渣が或る期間に亙って熱を受ける
と、該残渣は膠着物、カーボン及びワニスのような付着
物を形成する。これら付着物は最終的にノズルチップ４
８のオリフィスを詰まらせ、それによりノズルチップ４
８を流れる燃料流量が制限もしくは抑制されてしまう。
このような燃料流量の抑制が一旦生ずると、ノズルチッ
プ４８を交換或いは修理することができない。と言うの
は、一体構造の霧化空気／液体燃料供給部材２８を分解
して詰まりが生じた領域に接近することができないから
である。
別の問題は、液体燃料の残留物がノズルチップ或いは液
体燃料流路５８内に残存して長期間に亙り熱に曝される
と、ノズルチップ４８が詰まってしまうという問題であ
る。残留物もしくは残渣が或る期間に亙って熱を受ける
と、該残渣は膠着物、カーボン及びワニスのような付着
物を形成する。これら付着物は最終的にノズルチップ４
８のオリフィスを詰まらせ、それによりノズルチップ４
８を流れる燃料流量が制限もしくは抑制されてしまう。
このような燃料流量の抑制が一旦生ずると、ノズルチッ
プ４８を交換或いは修理することができない。と言うの
は、一体構造の霧化空気／液体燃料供給部材２８を分解
して詰まりが生じた領域に接近することができないから
である。
【００１３】従って、保守が比較的容易である二重燃料
ノズルを得るのが望ましい。
ノズルを得るのが望ましい。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、燃焼ガスター
ビンのための噴霧用二重燃料ノズルを提供するものであ
る。この二重燃料ノズルは、霧化空気円筒体と共に確り
と取り付けられるようになっているスワール・キャップ
を備える。また、本発明は、液体燃料管を着脱自在に取
り付けるようになっているノズルチップを提供するもの
である。
ビンのための噴霧用二重燃料ノズルを提供するものであ
る。この二重燃料ノズルは、霧化空気円筒体と共に確り
と取り付けられるようになっているスワール・キャップ
を備える。また、本発明は、液体燃料管を着脱自在に取
り付けるようになっているノズルチップを提供するもの
である。
【００１５】独立の霧化空気円筒体が提供される。この
霧化空気円筒体は、入口端部と反対側の吐出端部とを有
する外壁、及び上記入口端部近傍に形成されたフランジ
部を備える。該フランジ部は、液体燃料管と共にガスタ
ービンに確りと固定して連結されるようになっている。
上記外壁及びフランジ部は、上記入口端部から実質的に
下流側に上記吐出端部まで延在する受け部を画成する。
該受け部は、液体燃料管及びノズルチップを着脱可能に
受けるようになっている。スワール・キャップは、霧化
空気円筒体の吐出端部近傍に固定して取り付けられる。
霧化空気円筒体は、入口端部と反対側の吐出端部とを有
する外壁、及び上記入口端部近傍に形成されたフランジ
部を備える。該フランジ部は、液体燃料管と共にガスタ
ービンに確りと固定して連結されるようになっている。
上記外壁及びフランジ部は、上記入口端部から実質的に
下流側に上記吐出端部まで延在する受け部を画成する。
該受け部は、液体燃料管及びノズルチップを着脱可能に
受けるようになっている。スワール・キャップは、霧化
空気円筒体の吐出端部近傍に固定して取り付けられる。
【００１６】更に、入口端部及び吐出端部を有する独立
のもしくは別個の液体燃料管が設けられる。上記吐出端
部は、ノズルチップを着脱可能に受けるようになってい
る。液体燃料管は外壁と入口端部近傍にフランジ部とを
備える。上記外壁及びフランジ部は、上記フランジ部近
傍の入口端部から実質的に吐出端部へと下流側に延在す
る液体燃料流路を画成する。ノズルチップは、実質的
に、フランジ部の下流側にて吐出端部近傍に着脱可能に
取り付けられる。フランジ部には更に、霧化空気供給通
路が形成される。
のもしくは別個の液体燃料管が設けられる。上記吐出端
部は、ノズルチップを着脱可能に受けるようになってい
る。液体燃料管は外壁と入口端部近傍にフランジ部とを
備える。上記外壁及びフランジ部は、上記フランジ部近
傍の入口端部から実質的に吐出端部へと下流側に延在す
る液体燃料流路を画成する。ノズルチップは、実質的
に、フランジ部の下流側にて吐出端部近傍に着脱可能に
取り付けられる。フランジ部には更に、霧化空気供給通
路が形成される。
【００１７】上記独立の液体燃料管及びノズルチップ
は、上記独立の霧化空気円筒体の受け部内に着脱可能に
配置されて、上記霧化空気円筒体の内壁と液体燃料管の
外壁との間に霧化空気流路を画成し、該霧化空気流路
は、上記液体燃料管のフランジ部に形成された霧化空気
供給通路と流体連通関係にある。また、上記霧化空気円
筒体の受け部は、互いに異なる直径の少なくとも２つの
内径部を含み、上記液体燃料管は、上記フランジ部の下
流側で上記吐出端部の近傍に設けられていて、霧化空気
流が上記霧化空気流路を通って流れることができるよう
に液体燃料管を上記霧化空気円筒体の受け部内に且つ上
記少なくとも２つの内径部のうちの一方に隣接して位置
する状態に維持する複数個の位置決めピンを備えてい
る。
は、上記独立の霧化空気円筒体の受け部内に着脱可能に
配置されて、上記霧化空気円筒体の内壁と液体燃料管の
外壁との間に霧化空気流路を画成し、該霧化空気流路
は、上記液体燃料管のフランジ部に形成された霧化空気
供給通路と流体連通関係にある。また、上記霧化空気円
筒体の受け部は、互いに異なる直径の少なくとも２つの
内径部を含み、上記液体燃料管は、上記フランジ部の下
流側で上記吐出端部の近傍に設けられていて、霧化空気
流が上記霧化空気流路を通って流れることができるよう
に液体燃料管を上記霧化空気円筒体の受け部内に且つ上
記少なくとも２つの内径部のうちの一方に隣接して位置
する状態に維持する複数個の位置決めピンを備えてい
る。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照し、本発明の好
適な実施の形態に関し詳細に説明する。図３を参照する
に、この図には、本発明の１つの実施の形態における二
重燃料ノズル組立体７０が、燃焼ガスタービン２２の燃
焼器と連通した状態で横断面図で示してある。該二重燃
料ノズル組立体７０は、本体部分７２と、独立に設けら
れた霧化空気円筒体７４と、独立に設けられた液体燃料
管７６と、ノズルチップ７８と、シール８０と、スワー
ル・キャップ８２とから構成される。霧化空気円筒体７
４及び液体燃料管７６は、着脱可能に相互結合されて、
それらの間に霧化空気通路８４が形成されている。シー
ル８０は、霧化空気円筒体７４と液体燃料管７６との間
に設けられて、汚染物及び（又は）ガスが霧化空気円筒
体７４及び液体燃料管７６間を流れるのを阻止する。好
適には、上記シール８０はパーマテックス化合物（perm
atex compound)から形成するのが有利である。霧化空気
を供給するために、霧化空気通路８４と流体連通関係で
空気供給通路８６が設けられている。また、液体燃料管
７６と流体連通関係で、液体もしくは油燃料供給組立体
（図示せず）が設けられている。
適な実施の形態に関し詳細に説明する。図３を参照する
に、この図には、本発明の１つの実施の形態における二
重燃料ノズル組立体７０が、燃焼ガスタービン２２の燃
焼器と連通した状態で横断面図で示してある。該二重燃
料ノズル組立体７０は、本体部分７２と、独立に設けら
れた霧化空気円筒体７４と、独立に設けられた液体燃料
管７６と、ノズルチップ７８と、シール８０と、スワー
ル・キャップ８２とから構成される。霧化空気円筒体７
４及び液体燃料管７６は、着脱可能に相互結合されて、
それらの間に霧化空気通路８４が形成されている。シー
ル８０は、霧化空気円筒体７４と液体燃料管７６との間
に設けられて、汚染物及び（又は）ガスが霧化空気円筒
体７４及び液体燃料管７６間を流れるのを阻止する。好
適には、上記シール８０はパーマテックス化合物（perm
atex compound)から形成するのが有利である。霧化空気
を供給するために、霧化空気通路８４と流体連通関係で
空気供給通路８６が設けられている。また、液体燃料管
７６と流体連通関係で、液体もしくは油燃料供給組立体
（図示せず）が設けられている。
【００１９】本体部分７２は、フランジ部８８と気体燃
料供給組立体９０とから構成される。フランジ部８８
は、例えばボルトのような固定部材９２によりガスター
ビン２２に確りと固定して取り付けられるようになって
いる。気体燃料供給組立体９０は、燃焼器２２に気体燃
料を供給するために設けられている。本体部分７２に
は、中心に位置する中心孔９４が形成されており、この
中心孔９４はフランジ部８８から気体供給組立体９０を
貫通して延在する。本体部分の孔９４は、入口端部６８
と、反対側の吐出端部９８とを有する。孔９４は、霧化
空気円筒体７４、液体燃料管７６、ノズルチップ７８及
びスワール・キャップ８２を受けるようになっている。
なお、孔９４は、上記構成要素を同心関係で受けるよう
に形成するのが好ましい。
料供給組立体９０とから構成される。フランジ部８８
は、例えばボルトのような固定部材９２によりガスター
ビン２２に確りと固定して取り付けられるようになって
いる。気体燃料供給組立体９０は、燃焼器２２に気体燃
料を供給するために設けられている。本体部分７２に
は、中心に位置する中心孔９４が形成されており、この
中心孔９４はフランジ部８８から気体供給組立体９０を
貫通して延在する。本体部分の孔９４は、入口端部６８
と、反対側の吐出端部９８とを有する。孔９４は、霧化
空気円筒体７４、液体燃料管７６、ノズルチップ７８及
びスワール・キャップ８２を受けるようになっている。
なお、孔９４は、上記構成要素を同心関係で受けるよう
に形成するのが好ましい。
【００２０】霧化空気円筒体７４は、入口端部１００及
びその反対側の吐出端部１０２を有する外壁９６を備え
ている。フランジ部１０４が、入口端部１００に近接し
て形成されており、液体燃料管７６と共に本体部分７２
に確りと固定的に結合されるようになっている。外壁９
６及びフランジ部１０４は、外壁の入口端部１００から
実質的に下流側に吐出端部１０２へと延在する受け部１
０５を画成している。該受け部１０５は、入口端部１０
７及び吐出端部１０９に開口を形成している。なお、該
受け部１０５は、液体燃料管７６を同心関係で受け、該
液体燃料管７６が吐出端部の開口１０９を貫通して延び
ることができるように形成するのが望ましい。空気円筒
体の受け部１０５は、液体燃料管７６及びノズルチップ
７８を離間関係で受けて、霧化空気流路８４を画成する
ようになっている。
びその反対側の吐出端部１０２を有する外壁９６を備え
ている。フランジ部１０４が、入口端部１００に近接し
て形成されており、液体燃料管７６と共に本体部分７２
に確りと固定的に結合されるようになっている。外壁９
６及びフランジ部１０４は、外壁の入口端部１００から
実質的に下流側に吐出端部１０２へと延在する受け部１
０５を画成している。該受け部１０５は、入口端部１０
７及び吐出端部１０９に開口を形成している。なお、該
受け部１０５は、液体燃料管７６を同心関係で受け、該
液体燃料管７６が吐出端部の開口１０９を貫通して延び
ることができるように形成するのが望ましい。空気円筒
体の受け部１０５は、液体燃料管７６及びノズルチップ
７８を離間関係で受けて、霧化空気流路８４を画成する
ようになっている。
【００２１】霧化空気円筒体の吐出端部近傍で該円筒体
の外壁９６の端部分１１１は、スワール・キャップ８２
を確りと受けようになっている。該スワール・キャップ
８２はその位置で溶接により固定するのが有利である。
該スワール・キャップ８２は、吐出端部１１４及びノズ
ルチップ７８の近傍で液体燃料管の円錐状の端部１１５
の部分を隣接して受けるようになっている。霧化空気円
筒体７４及びスワール・キャップ８２に関しては追って
詳細に説明する。
の外壁９６の端部分１１１は、スワール・キャップ８２
を確りと受けようになっている。該スワール・キャップ
８２はその位置で溶接により固定するのが有利である。
該スワール・キャップ８２は、吐出端部１１４及びノズ
ルチップ７８の近傍で液体燃料管の円錐状の端部１１５
の部分を隣接して受けるようになっている。霧化空気円
筒体７４及びスワール・キャップ８２に関しては追って
詳細に説明する。
【００２２】液体燃料管７６は外壁１０６及びフランジ
部１０８を有する。外壁１０６及びフランジ部１０８
は、液体燃料流路１１０を画成している。該液体燃料流
路１１０は、フランジ部１０８の近傍に入口端部１１２
を有すると共にフランジ部１０８より相当下流側に吐出
端部１１４を有している。該液体燃料流路１１０は、外
壁１０６及びフランジ部１０８を同心的に貫通して延在
するのが好ましい。更に、フランジ部１０８には、霧化
空気流路８４と流体連通関係となるように適応された霧
化空気供給通路８６が形成されいる。
部１０８を有する。外壁１０６及びフランジ部１０８
は、液体燃料流路１１０を画成している。該液体燃料流
路１１０は、フランジ部１０８の近傍に入口端部１１２
を有すると共にフランジ部１０８より相当下流側に吐出
端部１１４を有している。該液体燃料流路１１０は、外
壁１０６及びフランジ部１０８を同心的に貫通して延在
するのが好ましい。更に、フランジ部１０８には、霧化
空気流路８４と流体連通関係となるように適応された霧
化空気供給通路８６が形成されいる。
【００２３】円錐状端部１１５の上流側で吐出端部１１
４の近傍に位置する液体燃料管の部分には、複数個の位
置決めピン１１８が形成されている。これら位置決めピ
ンは、半径方向に等間隔で配設された４個のピンとする
のが有利である。該位置決めピン１１８は、霧化空気円
筒体受け部１０５内に液体燃料管７６を位置決めする目
的で設けられている。位置決めピンの下流側に位置する
液体燃料管の円錐状端部１１５は、ノズルチップ７８を
着脱自在に受けるようになっている。これと関連し、該
円錐状端部１１５には、上記ノズルチップ７８を着脱自
在に受けるためにねじを形成するのが有利である。ノズ
ルチップ７８は、霧化空気円筒体の吐出端部開口１０９
を貫通し、スワール・キャップ８２の円錐状開口８３に
近接する箇所まで突出している。なお、当該技術分野で
通常の知識を有する者は、ノズルチップ７８の機能に関
して知り得る立場にあることを注記しておく。請求項1
に記載の二重燃料ノズル。
４の近傍に位置する液体燃料管の部分には、複数個の位
置決めピン１１８が形成されている。これら位置決めピ
ンは、半径方向に等間隔で配設された４個のピンとする
のが有利である。該位置決めピン１１８は、霧化空気円
筒体受け部１０５内に液体燃料管７６を位置決めする目
的で設けられている。位置決めピンの下流側に位置する
液体燃料管の円錐状端部１１５は、ノズルチップ７８を
着脱自在に受けるようになっている。これと関連し、該
円錐状端部１１５には、上記ノズルチップ７８を着脱自
在に受けるためにねじを形成するのが有利である。ノズ
ルチップ７８は、霧化空気円筒体の吐出端部開口１０９
を貫通し、スワール・キャップ８２の円錐状開口８３に
近接する箇所まで突出している。なお、当該技術分野で
通常の知識を有する者は、ノズルチップ７８の機能に関
して知り得る立場にあることを注記しておく。請求項1
に記載の二重燃料ノズル。
【００２４】図３を参照するに、霧化空気円筒体７４、
スワール・キャップ８２及び液体燃料管７６が一層詳細
に示してある。外壁９６及びフランジ部１０４によって
画成される霧化空気円筒体の受け部１０５は、図示のよ
うに、入口端部１００と吐出端部１０２との間に延在す
る。霧化空気円筒体の入口端部１００には、段付き溝
（凹部）１２２が形成されており、この溝１２２は、液
体燃料管７６を霧化空気円筒体の受け部１０５内に配置
した場合に、該液体燃料管の突出する段付き面部分１２
４と緊密に係合する。
スワール・キャップ８２及び液体燃料管７６が一層詳細
に示してある。外壁９６及びフランジ部１０４によって
画成される霧化空気円筒体の受け部１０５は、図示のよ
うに、入口端部１００と吐出端部１０２との間に延在す
る。霧化空気円筒体の入口端部１００には、段付き溝
（凹部）１２２が形成されており、この溝１２２は、液
体燃料管７６を霧化空気円筒体の受け部１０５内に配置
した場合に、該液体燃料管の突出する段付き面部分１２
４と緊密に係合する。
【００２５】霧化空気円筒体の受け部１０５は、位置決
めピン１１８及びノズルチップ７８が貫通し霧化空気の
流れが該受け部を通流することを可能にするほど大きな
直径を有するのが有利である。また、該受け部１０５
は、異なった寸法の複数個の同心関係にある内径部１２
６、１２８を備えるのが有利である。更に好ましくは、
２つの同心関係にある径部を設け、そのうち大きい方の
内径部１２６は、上記複数個の液体ノズル位置決めピン
１１８を当接関係で受けて所望の位置に維持し霧化空気
が通流することを可能にするようになっている。また小
さい方の内径部１２８は、ノズルチップ７８が該径部を
貫通することが可能なように充分に大きな直径を有す
る。
めピン１１８及びノズルチップ７８が貫通し霧化空気の
流れが該受け部を通流することを可能にするほど大きな
直径を有するのが有利である。また、該受け部１０５
は、異なった寸法の複数個の同心関係にある内径部１２
６、１２８を備えるのが有利である。更に好ましくは、
２つの同心関係にある径部を設け、そのうち大きい方の
内径部１２６は、上記複数個の液体ノズル位置決めピン
１１８を当接関係で受けて所望の位置に維持し霧化空気
が通流することを可能にするようになっている。また小
さい方の内径部１２８は、ノズルチップ７８が該径部を
貫通することが可能なように充分に大きな直径を有す
る。
【００２６】液体燃料管の外壁１０６及びフランジ部１
０８は、液体燃料流路１１０を画成する。フランジ部１
０８により画成される霧化空気供給通路８６が図に示さ
れている。また、突出する段付き面部分１２４も明示し
てある。更に位置決めピン１１８は、図示のように、吐
出端部１０２近傍で液体燃料管の外壁１０６の外面に配
設されている。吐出端部１０２は、スワール・キャップ
の円錐状開口８３に隣接して位置するように適応された
全体的に円錐状の端部１１５を形成している。
０８は、液体燃料流路１１０を画成する。フランジ部１
０８により画成される霧化空気供給通路８６が図に示さ
れている。また、突出する段付き面部分１２４も明示し
てある。更に位置決めピン１１８は、図示のように、吐
出端部１０２近傍で液体燃料管の外壁１０６の外面に配
設されている。吐出端部１０２は、スワール・キャップ
の円錐状開口８３に隣接して位置するように適応された
全体的に円錐状の端部１１５を形成している。
【００２７】スワール・キャップ８２は、円錐状の支持
開口８３を備えており、該開口８３内には、液体燃料管
７６の円錐状端部１１５が隣接して配置される。霧化空
気吐出通路１３２が、霧化空気を、液体燃料管７６から
噴出される液体燃料に向けて指向するためにスワール・
キャップ８２に形成されている。なお、当該技術分野で
通常の知識を有する者は、このスワール・キャップ８２
の機能に関しては知り得る立場にあることを注記する。
開口８３を備えており、該開口８３内には、液体燃料管
７６の円錐状端部１１５が隣接して配置される。霧化空
気吐出通路１３２が、霧化空気を、液体燃料管７６から
噴出される液体燃料に向けて指向するためにスワール・
キャップ８２に形成されている。なお、当該技術分野で
通常の知識を有する者は、このスワール・キャップ８２
の機能に関しては知り得る立場にあることを注記する。
【００２８】図５を参照するに、この図には、ノズルチ
ップ７８並びに該ノズルチップ７８近傍の液体燃料管の
下流側の円錐状の端部１１５が、スワール・キャップ８
２に隣接して配置された状態で詳細に示してある。該ス
ワール・キャップ８２とノズルチップ７８との間には隙
間１３４が設けられており、この隙間内には、熱を受け
た場合に、ノズルチップ及びスワール・キャップが膨出
することができるようになっている。また、隙間１３４
は、ノズルチップ及び（又は）スワール・キャップで填
隙され、ノズルチップ及びスワール・キャップの何れか
が膨張して他方の領域に侵入することはない。
ップ７８並びに該ノズルチップ７８近傍の液体燃料管の
下流側の円錐状の端部１１５が、スワール・キャップ８
２に隣接して配置された状態で詳細に示してある。該ス
ワール・キャップ８２とノズルチップ７８との間には隙
間１３４が設けられており、この隙間内には、熱を受け
た場合に、ノズルチップ及びスワール・キャップが膨出
することができるようになっている。また、隙間１３４
は、ノズルチップ及び（又は）スワール・キャップで填
隙され、ノズルチップ及びスワール・キャップの何れか
が膨張して他方の領域に侵入することはない。
【００２９】動作において、本発明による霧化二重燃料
ノズル組立体７０は、燃焼ガスタービンに着脱自在に連
結されるようなっている。霧化空気円筒体の受け部１０
５は、液体燃料管７６及びノズルチップ７８を着脱可能
に受ける。液体燃料管７６は、位置決めピン１１８及び
固定部材９２により動作位置に維持される。更に、位置
決めピン１１８及び固定部材９２により、ノズルチップ
７８は、スワール・キャップ８２に接触することなく該
スワール・キャップ８２に隣接した位置に留どまること
が確保される。ノズルチップ７８及びスワール・キャッ
プ８２はその間に隙間１３４を介在して配置され、該隙
間１３４はノズルチップ７８及びスワール・キャップ８
２双方に対して、何れか一方が膨張して他方の領域に侵
入することなく、膨張し得る領域を提供する。
ノズル組立体７０は、燃焼ガスタービンに着脱自在に連
結されるようなっている。霧化空気円筒体の受け部１０
５は、液体燃料管７６及びノズルチップ７８を着脱可能
に受ける。液体燃料管７６は、位置決めピン１１８及び
固定部材９２により動作位置に維持される。更に、位置
決めピン１１８及び固定部材９２により、ノズルチップ
７８は、スワール・キャップ８２に接触することなく該
スワール・キャップ８２に隣接した位置に留どまること
が確保される。ノズルチップ７８及びスワール・キャッ
プ８２はその間に隙間１３４を介在して配置され、該隙
間１３４はノズルチップ７８及びスワール・キャップ８
２双方に対して、何れか一方が膨張して他方の領域に侵
入することなく、膨張し得る領域を提供する。
【００３０】ノズルチップ７８、液体燃料流れ通路１１
０又はスワール・キャップ８２の吐出通路１３２に流れ
を阻害するものが存在することが判明した場合には、固
定部材９２を取り外して、然る後に液体燃料管７６及び
ノズルチップ７８を霧化空気円筒体の受け部１０５から
取り外し、阻害物を除去する。ノズルチップ７８は、該
ノズルチップを先ず液体燃料管の円錐状端部１１５から
取り外して阻害物を除去することにより清浄化すること
ができる。同時にまた、スワール・キャップの吐出通路
１３２をも清浄化することが可能である。
０又はスワール・キャップ８２の吐出通路１３２に流れ
を阻害するものが存在することが判明した場合には、固
定部材９２を取り外して、然る後に液体燃料管７６及び
ノズルチップ７８を霧化空気円筒体の受け部１０５から
取り外し、阻害物を除去する。ノズルチップ７８は、該
ノズルチップを先ず液体燃料管の円錐状端部１１５から
取り外して阻害物を除去することにより清浄化すること
ができる。同時にまた、スワール・キャップの吐出通路
１３２をも清浄化することが可能である。
【００３１】以上、燃焼ガスタービン用の特定の二重燃
料ノズルと関連して本発明を説明したが、本発明は、他
の形式の燃焼ガスタービンにも適用可能である。従っ
て、本発明は、その精神又はその本質的属性から逸脱す
ることなく他の特定の形態で具現することが可能であ
り、上に述べた実施形態に限定されるものではないこと
を付記する。
料ノズルと関連して本発明を説明したが、本発明は、他
の形式の燃焼ガスタービンにも適用可能である。従っ
て、本発明は、その精神又はその本質的属性から逸脱す
ることなく他の特定の形態で具現することが可能であ
り、上に述べた実施形態に限定されるものではないこと
を付記する。
【００３２】また、当業者は、上述の説明が単に例示的
であり、本発明を決して限定する意図のないことを認識
するであろう。従って、本発明は、添付請求項だけでな
く、下記の項目に記載の概念もその保護の対象とするこ
とができる。 （ａ） 前記スワール・キャップが前記霧化空気円筒体
に溶接されている請求項１に記載の二重燃料ノズル。 （ｂ） 前記霧化空気円筒体の前記受け部は、前記液体
燃料管を同心位置関係で受けるように形成されている請
求項１に記載の二重燃料ノズル。
であり、本発明を決して限定する意図のないことを認識
するであろう。従って、本発明は、添付請求項だけでな
く、下記の項目に記載の概念もその保護の対象とするこ
とができる。 （ａ） 前記スワール・キャップが前記霧化空気円筒体
に溶接されている請求項１に記載の二重燃料ノズル。 （ｂ） 前記霧化空気円筒体の前記受け部は、前記液体
燃料管を同心位置関係で受けるように形成されている請
求項１に記載の二重燃料ノズル。
【図面の簡単な説明】
【図１】 燃焼ガスタービンに取り付けられた従来の二
重燃料ノズルを関連部分と共に示す断面図である。
重燃料ノズルを関連部分と共に示す断面図である。
【図２】 図１に示した従来の二重燃料ノズル自体の断
面図である。
面図である。
【図３】 燃焼ガスタービンに取り付けられた状態で示
す本発明の好適な実施形態による二重燃料ノズルの断面
図である。
す本発明の好適な実施形態による二重燃料ノズルの断面
図である。
【図４】 図３に示した二重燃料ノズルの展開図であ
る。
る。
【図５】 図３に示した二重燃料ノズルの部分図であ
る。
る。
２２…ガスタービン、７０…二重燃料ノズル組立体（二
重燃料ノズル）、７４…霧化空気円筒体、７６…液体燃
料管、７８…ノズルチップ、８２…スワール・キャッ
プ、８４…霧化空気流路、８６…霧化空気供給通路、９
６…霧化空気円筒体の外壁、１００…霧化空気円筒体の
入口端部，１０２…霧化空気円筒体の吐出端部，１０４
…霧化空気円筒体のフランジ部、１０５…霧化空気円筒
体の受け部、１０６…液体燃料管の外壁、１０８…液体
燃料管のフランジ部、１１０…液体燃料流路、１１２…
液体燃料管の入口端部、１１４…液体燃料管の吐出端
部、１２６，１２８…内径部、１３２…霧化用吐出通
路、１３４…隙間。
重燃料ノズル）、７４…霧化空気円筒体、７６…液体燃
料管、７８…ノズルチップ、８２…スワール・キャッ
プ、８４…霧化空気流路、８６…霧化空気供給通路、９
６…霧化空気円筒体の外壁、１００…霧化空気円筒体の
入口端部，１０２…霧化空気円筒体の吐出端部，１０４
…霧化空気円筒体のフランジ部、１０５…霧化空気円筒
体の受け部、１０６…液体燃料管の外壁、１０８…液体
燃料管のフランジ部、１１０…液体燃料流路、１１２…
液体燃料管の入口端部、１１４…液体燃料管の吐出端
部、１２６，１２８…内径部、１３２…霧化用吐出通
路、１３４…隙間。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン・スティーブン・ドントリッチ アメリカ合衆国、フロリダ州、レイク・ メリー、ハックスフォード・コート 522 (56)参考文献 特開 平１−130015（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−248638（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−49410（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F23R 3/28 F02C 7/232
Claims (1)
- 【請求項１】 燃焼ガスタービン用の二重燃料ノズルに
おいて、スワール・キャップが固定して取り付けられる
ように適応された霧化空気円筒体と、ノズルチップが着
脱可能に取り付けられるように適応された液体燃料管と
を含み、前記霧化空気円筒体は、独立した要素として構
成されていて、入口端部及び反対側の吐出端部並びに該
入口端部近傍に形成されたフランジ部を備え、該フラン
ジ部は、前記液体燃料管を前記ガスタービンに固定的に
連結するように適応され、前記霧化空気円筒体の外壁及
び前記フランジ部は、前記入口端部から下流側に実質的
に前記吐出端部まで延在する受け部を画成し、該受け部
は前記液体燃料管及び前記ノズルチップを着脱可能に受
けるように適応され、前記スワール・キャップは前記霧
化空気円筒体の前記吐出端部近傍に固定的に取り付けら
れ、前記液体燃料管は、独立した要素として構成され
て、入口端部及び吐出端部を有し、該吐出端部は前記ノ
ズルチップを着脱可能に受けるように適応され、更に前
記液体燃料管は外壁及び前記入口端部近傍にフランジ部
を備え、前記外壁及び前記フランジ部は、前記フランジ
部近傍の前記入口端部から実質的に前記吐出管腔まで下
流側に延在する液体燃料流路を画成し、前記ノズルチッ
プは前記フランジ部の下流側で実質的に前記吐出端部近
傍に着脱自在に取り付けられ、前記フランジ部には更に
霧化空気供給通路が形成され、前記独立の液体燃料管及
びノズルチップは前記独立の霧化空気円筒体の前記受け
部内に着脱可能に配置されて、前記霧化空気円筒体の内
壁と前記液体燃料管の前記外壁との間に、前記液体燃料
管のフランジ部に形成された前記霧化空気供給通路と流
体連通関係になるように霧化空気流路が形成され、前記
霧化空気円筒体の前記受け部は、互いに異なる直径の少
なくとも２つの内径部を含み、前記液体燃料管は、前記
フランジ部の下流側で前記吐出端部の近傍に設けられて
いて、霧化空気流が前記霧化空気流路を通って流れるこ
とができるように前記液体燃料管を前記霧化空気円筒体
の前記受け部内に且つ前記少なくとも２つの内径部のう
ちの一方に隣接して位置する状態に維持する複数個の位
置決めピンを備えていることを特徴とする二重燃料ノズ
ル。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/789215 | 1997-01-24 | ||
| US08/789,215 US5873237A (en) | 1997-01-24 | 1997-01-24 | Atomizing dual fuel nozzle for a combustion turbine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10205757A JPH10205757A (ja) | 1998-08-04 |
| JP3029196B2 true JP3029196B2 (ja) | 2000-04-04 |
Family
ID=25146937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10011367A Expired - Lifetime JP3029196B2 (ja) | 1997-01-24 | 1998-01-23 | ガスタービン用霧化二重燃料ノズル |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5873237A (ja) |
| EP (1) | EP0954719A1 (ja) |
| JP (1) | JP3029196B2 (ja) |
| CA (1) | CA2278481A1 (ja) |
| WO (1) | WO1998033012A1 (ja) |
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1998
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