JP3064222B2 - デュアル燃料ノズル - Google Patents
デュアル燃料ノズルInfo
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Description
器に適用されるデュアル燃料ノズルの改良に関する。
デュアル燃料焚き予混合燃焼器の一例を示す縦断側面
図、図7は従来のデュアル燃料ノズルの一例を示す縦断
側面図である。
アル燃料ノズルであって、燃焼器(1)の前部円周上に
配置されている。(11)は円筒状予混ノズルであっ
て、デュアル燃料ノズル(2a)を取囲んで設けられ、
複数の旋回羽根(12)を有する。(13)は環状予混
ノズルであって、円筒状予混ノズル(11)の下流に隣
接し、燃焼器(1)の内周に沿って形成されている。
(2a)は軸心部から順に液体燃料流路(4a),気体
燃料流路(5a),液体燃料微粒化用空気流路(6)の
三重管で構成されている。気体燃料は、旋回羽根(1
2)の直後のデュアル燃料ノズル(2a)側面に開口す
る気体燃料噴出孔(8a)から円筒状予混ノズル(1
1)内に、矢印のように放射状に噴射され、旋回羽根
(12)により旋回を与えられた空気流と混合して、下
流の環状予混ノズル(13)へと流れて行く。液体燃料
流路(4a)を経て供給された液体燃料は、デュアル燃
料ノズル(2a)の先端部において、液体燃料微粒化用
空気流路(6)を経て来た空気流の噴出を受けて霧化さ
れ、液体燃料噴出孔(7a)(7b)から環状予混ノズ
ル(13)の出口部に噴霧される。そして前記気体燃料
と空気との混合流により更に細かく均一化され、こうし
て微細液体燃料と気体燃料とが充分に予混合されて、低
NOx で完全燃焼する。
ぞれ単独で燃焼させることもある。
ュアル燃料ノズルには次のような解決すべき課題があっ
た。
粒化空気用と3通りの流路が設けられるので、構造が複
雑であり製作が困難である。
0℃,中間壁および外壁温度が約400℃と大きな温度
差を生じる。また気体燃料供給時にも、内壁温度が約3
0℃,中間壁温度が約250℃,そして外壁温度が約4
00℃と各々の間に温度差を生じる。したがって、これ
ら温度差による熱応力、あるいは熱膨張差を回避するた
め、狭い空間にベローなどを設ける必要があるが、非常
に困難である。
液体燃料出口部は二重構造とする必要があるが、この二
重孔の軸心を合わせることが非常に困難である。
課題を解決するために、次の1),2),3)のような
デュアル燃料ノズルを提案するものである。
体燃料流路と、同液体燃料流路に連通し上記棒状体の先
端部に軸心から傾斜して明けられた複数の液体燃料噴出
孔と、上記液体燃料流路の周囲に複数配置され上記棒状
体の長手方向に沿って明けられた気体燃料流路と、それ
ら気体燃料流路にそれぞれ連通し上記棒状体の長手方向
中央部の側面に放射状に開口する気体燃料噴出孔とを備
えたことを特徴とするデュアル燃料ノズル。
燃料噴出孔の流路断面積の総和よりも流路断面積の小さ
いオリフィスが上記液体燃料流路内に設けられたことを
特徴とするデュアル燃料ノズル。
て、上記棒状体を軸心方向に見たとき、上記液体燃料噴
出孔が円周方向の一部の角度範囲にのみ開口しているこ
とを特徴とする記載のデュアル燃料ノズル。
従来のような多重管を採用せず、1本の液体燃料流路と
それを取囲む複数の気体燃料流路とを、棒状体の長手方
向に沿ってそれぞれ独立に明けるとともに、液体燃料微
粒化用に空気を用いないので、構造が簡単で工作が容易
であるばかりでなく、熱伝導が効果的になされ、温度が
均一化して、熱変形やクラックの発生が防止される。
は、液体燃料噴出孔の流路断面積を大きくとっても、そ
れら液体燃料噴出孔の流路断面積の総和よりも流路断面
積の小さいオリフィスが液体燃料流路内に設けられてい
るので、複数のデュアル燃料ノズル相互間に流量のアン
バランスが生じ難い。したがって、液体燃料噴出孔から
噴出する液体燃料の流速を低くして、周囲の空気流によ
り燃料を微粒化することができるので、微粒化用の空気
流路をデュアル燃料ノズル内に設けなくてもすむ。
は、デュアル燃料ノズルを軸方向から見たとき液体燃料
噴出孔を円周方向に均一に開口させず、そのデュアル燃
料ノズルの配置場所に応じて所定角度範囲にのみ開口さ
せることができるので、重力の影響で下方に噴出する流
量が他よりも多くなるのを防ぐことができる。
るデュアル燃料ノズルを示す縦断側面図、図2は図1の
II−II矢視背面図、図3は図1の III−III 矢視横断面
図、図4は図1のIV−IV矢視正面図である。また図5は
本実施形態のデュアル燃料ノズル複数の配置例を示す正
面図である。
状体(3)の軸心に沿って明けられた液体燃料流路,
(7)は同液体燃料流路(4)に連通し上記棒状体
(3)の先端部に軸心から傾斜して明けられた複数の液
体燃料噴出孔である。(5)は上記液体燃料流路(4)
の周囲に複数(図示例では4)配置され上記棒状体
(3)の長手方向に沿って明けられた気体燃料流路であ
る。(8)はそれら気体燃料流路(5)にそれぞれ連通
し上記棒状体(3)の長手方向中央部の側面に放射状に
開口する気体燃料噴出孔である。本実施形態ではまた、
上記液体燃料噴出孔(7)の流路断面積の総和よりも流
路断面積の小さいオリフィス(9)が上記液体燃料流路
(4)内に設けられている。そして上記棒状体(3)を
軸心方向に見たとき、上記液体燃料噴出孔(7)は円周
方向の一部の角度範囲(図4に示す例では上部180°
の範囲)にのみ開口している。
(2)は、前記図6に示されるように燃焼器(1)の前
部円周上に配置されるが、軸心方向に見たときの液体燃
料噴出孔(7)の開口範囲が、図5に斜線部(10)で
示されるとおり、すべて燃焼器(1)の外周側になるよ
うに取付けられる。
燃料流路(5)を経由して気体燃料噴出孔(8)から旋
回羽根(12)の直後の円筒状予混ノズル(11)内に
放射状に噴射され、旋回羽根(12)により旋回を与え
られた空気流と混合して、下流の環状予混ノズル(1
3)へと流れて行く。液体燃料は、液体燃料流路(4)
を経て液体燃料噴出孔(7)から環状予混ノズル(1
3)の出口部に噴射され、上記気体燃料と空気とが混合
した高速気流により霧化される。こうして微細液体燃料
と気体燃料と空気とが充分に予混合され、図示しない点
火装置で点火されて燃焼する。
は、従来のような多重管とせず、中実構造の棒状体
(3)を基本として、1本の液体燃料流路(4)とそれ
を取囲む複数の気体燃料流路(5)とを、棒状体(3)
の長手方向に沿ってそれぞれ独立に明けている。また液
体燃料の微粒化用に加圧空気等を用いないので、その空
気流路を設ける必要がない。したがって構造が簡単で工
作が容易であるばかりでなく、熱伝導が効果的になさ
れ、温度が均一化して、熱変形やクラックの発生が防止
される。
料の微粒化用に加圧空気等を用いないので、従来のもの
と同等の微粒化特性を得るためには、液体燃料噴出孔
(7)の流路断面積を大きくとり、噴出流速を低くし
て、周囲の高速気流によって微粒化を計る必要がある。
そうすると、このようなデュアル燃料ノズル(2)を複
数個設けたときに、各ノズル間に流量のアンバランスを
生じる可能性がある。しかし本実施形態では、液体燃料
噴出孔(7)の流路断面積の総和よりも流路断面積の小
さいオリフィス(9)が液体燃料流路(4)内に設けら
れているので、液体燃料噴出孔(7)の流路断面積を大
きくとっても、複数のデュアル燃料ノズル(2)相互間
に流量のアンバランスが生じ難い。
合、もし液体燃料噴出孔(7)が棒状体(3)の横断面
の周方向に均一に設けられていたとすると、液体燃料は
重力の影響を受けて、下部の孔から多量に噴出し、上部
の孔から噴出する量が少なくなる。本実施形態では上記
のとおり、液体燃料噴出孔(7)が上記棒状体(3)横
断面の円周方向の一部の角度範囲(図4に示す例では上
部180°の範囲)にのみ開口しているので、その角度
範囲が上下左右どの部分にあろうと、液体燃料はその角
度範囲にのみ集中して噴出する。そして、そのようなデ
ュアル燃料ノズル(2)が複数、図5に示されるとお
り、上記開口角度範囲がすべて燃焼器(1)の外周側に
くるように取付けられるので、液体燃料は燃焼器(1)
の軸心から放射状に、すなわち周方向に均等に噴出する
ことになる。
て液体燃料噴出孔(7)を設ける上記角度範囲として
は、各ノズルにおいて、燃焼器(1)の軸心とノズル軸
心を通る直線と、ノズル外周との2か所の交点のうち外
方の点を基準として、ノズル軸心との成す角度が±45
°〜±135°の範囲,好ましくは±90°付近がよ
い。
であり、また製作コストを低減できる。
が100℃以下と小さくなるので、ノズルが熱変形した
り、あるいはノズルにクラックが入るようなことがな
い。
来のものに遜色がない。
ち、各ノズルへの供給される燃料流量を均一にすること
ができ、また燃焼器全体の周方向の燃料分布も均一にで
きる。
料ノズルを示す縦断側面図である。
配置例を示す正面図である。
ル燃料焚き予混合燃焼器の一例を示す縦断側面図であ
る。
縦断側面図である。
流路 (7),(7a),(7b) 液体燃料噴出孔 (8),(8a) 気体燃料噴出孔 (9) オリフィス (10) 開口範囲 (11) 円筒状予混ノズル (12) 旋回羽根 (13) 環状予混ノズル
Claims (3)
- 【請求項1】 棒状体の軸心に沿って明けられた液体燃
料流路と、同液体燃料流路に連通し、上記棒状体の先端
部に軸心から傾斜して明けられた複数の液体燃料噴出孔
と、上記液体燃料流路の周囲に複数配置され上記棒状体
の長手方向に沿って明けられた気体燃料流路と、それら
気体燃料流路にそれぞれ連通し上記棒状体の長手方向中
央部の側面に放射状に開口する気体燃料噴出孔とを備え
たことを特徴とするデュアル燃料ノズル。 - 【請求項2】 上記液体燃料噴出孔の流路断面積の総和
よりも流路断面積の小さいオリフィスが上記液体燃料流
路内に設けられたことを特徴とする請求項1の記載のデ
ュアル燃料ノズル。 - 【請求項3】 上記棒状体を軸心方向に見たとき、上記
液体燃料噴出孔が円周方向の一部の角度範囲にのみ開口
していることを特徴とする請求項1または請求項2記載
のデュアル燃料ノズル。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7257594A JP3064222B2 (ja) | 1995-10-04 | 1995-10-04 | デュアル燃料ノズル |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7257594A JP3064222B2 (ja) | 1995-10-04 | 1995-10-04 | デュアル燃料ノズル |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09101009A JPH09101009A (ja) | 1997-04-15 |
JP3064222B2 true JP3064222B2 (ja) | 2000-07-12 |
Family
ID=17308444
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7257594A Expired - Lifetime JP3064222B2 (ja) | 1995-10-04 | 1995-10-04 | デュアル燃料ノズル |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3064222B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1242201C (zh) | 2001-07-10 | 2006-02-15 | 三菱重工业株式会社 | 预混合喷嘴、燃烧器及燃气轮机 |
JP6611341B2 (ja) * | 2016-03-30 | 2019-11-27 | 三菱重工業株式会社 | 燃焼器、及びガスタービン |
-
1995
- 1995-10-04 JP JP7257594A patent/JP3064222B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH09101009A (ja) | 1997-04-15 |
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