JP4124296B2 - ガスタービンバーナ用の複合式圧力噴霧ノズル - Google Patents
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- F23D11/38—Nozzles; Cleaning devices therefor
- F23D11/383—Nozzles; Cleaning devices therefor with swirl means
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項1に発明の上位概念として規定した通り、霧化すべき少なくとも1種の液体用の少なくとも2つの別個の供給通路を備えたノズル本体から成り、しかも第1供給通路が少なくとも部分的に第2供給通路によって包囲されると共に、下流側で1つの噴出オリフィスを介して外室と連通しており、かつ前記の第2供給通路も前記外室に接続されている形式の、ガスタービンバーナ用の液体燃料で運転される複合式圧力噴霧ノズルに関する。
【0002】
【従来の技術】
低公害を期して例えば極軽質の燃料オイルのような液体燃料を燃焼させるためには、燃料霧滴を完全に気化すること並びに着火面に達する前に燃料蒸気と燃焼空気とを予混合することが必要である。比較的高い燃料濃度を有する小さなゾーンはすでに反応ゾーンにおいて高い温度を生ぜしめ、従って熱的な窒素酸化物の強度の生成を惹起する。燃料の希薄な予混合火炎の欠点は、火炎温度が消火限界に著しく近いことである。低負荷で、従って比較的低い火炎温度で更に安定したバーナ運転を実現するためには、火炎安定化ゾーンの企図的な増大化が必要である。従ってバーナと噴霧ノズルとによって、ガスタービンの広い運転範囲をカバーするという問題が現存している。
【0003】
燃焼空気内における燃料の良好な分布のための必要条件であるところの、燃焼空気内への燃料スプレーの侵入深さは就中、燃焼空気の運動量(インパルス)流と燃料の運動量流との比によって左右される。この比は運転条件に伴って、つまり燃料質量流の変動、燃料圧の変動並びにバーナ空気の温度と圧力の変動の結果として、変化する。燃料の気化時間は実質的に、霧化特性、燃料と空気との相対速度並びに温度及び圧力のような周辺限界条件に関連している。種々異なった負荷状態のための周辺限界条件がガスタービンプロセスによって規定されているのに対して、霧化特性と相対速度は主として噴霧ノズルによって決定される。従来慣用のガスタービンバーナでは、変動する周辺条件を補償するために、スピル弁制御式回旋流(スワール)噴霧器又は二段式回旋流噴霧器が使用される。しかしながら回旋流ノズルの場合、噴入方向を意のままに変化することはできないので、この公知の噴霧ノズルは、霧化特性及び燃料運動量をその都度その都度の負荷条件に対して大雑把に適合させることしかできない。
【0004】
欧州特許出願公開第0711953号明細書に開示された高圧噴霧ノズルによって改良が施されているが、この場合、高圧噴霧ノズルの噴出オリフィスは高い空気速度ゾーンに方位づけられており、かつバーナ軸線に対する燃料スプレーの角度は少なくとも、バーナ円錐角の1/2に等しい。すでにその名称が表しているように、欧州特許第0321809号明細書に基づいて公知になっているダブルコーン形バーナのために特に適している圧力噴霧ノズルを稼働させるためには高圧が必要である。この稼働のためには液体燃料は100バール以上の圧力で供給されねばならないが、その結果、燃料系の設計に多額の経費が必要になる。そればかりでなく噴入方向並びにジェット流プロフィールを変化させることは同じく不可能である。
【0005】
ドイツ連邦共和国特許第862599号明細書に基づいて複合式の二段形もしくは多段形回旋流噴霧器が公知になってはいるが、該回旋流噴霧器は、ガスタービンバーナにとって不適当な運動量挙動を有している。結果する回旋流スプレーと相俟って、著しく微細な霧化が得られはするが、燃焼空気内に燃料霧滴を申し分無く分布させて良好な予混合を得るには燃料運動量が過度に低い。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
前記公知技術の欠点を回避しようとする本発明の課題は、各負荷条件に対する液体の噴霧特性の適合を改善し、つまり全負荷範囲にわたって良好な予混合を実現できるような、ガスタービンバーナ用の複合式圧力噴霧ノズルを提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための本発明の構成手段は、請求項1に発明の上位概念として記載した、少なくとも1種の霧化すべき液体のために少なくとも2つの別個の供給通路を有し、しかも第1供給通路が少なくとも部分的に第2供給通路によって包囲されると共に下流側で1つの噴出オリフィスを介して外室と連通し、かつ前記第2供給通路も同じく外室と接続されている形式のガスタービンバーナ用の液体燃料で運転される複合式圧力噴霧ノズルにおいて、第2供給通路が、外室へ通じる少なくとも2つの噴出オリフィスを有している点にある。
【0008】
【発明の効果】
本発明の構成手段によって複合式圧力噴霧ノズルは、単一のセンターノズルを有する多穴形絞りノズル(Mehrloch-Blendenduese)として構成されており、該多穴形絞りノズルは、液体燃料の微細霧化に加えて高い燃料運動量を保証する。このようにして液体燃料の迅速な気化並びに燃料スプレーと燃焼空気との良好な予混合が達成されるので、本発明の圧力噴霧ノズルは特にガスタービンバーナのためにも適している。その上に、僅かな所要スペースの、比較的単純に構成された圧力噴霧ノズルが提供され、しかも該圧力噴霧ノズルの二段性は、第2供給通路の複数の噴出オリフィスを付加的に設けることだけによって実現される。
【0009】
従来技術たるドイツ連邦共和国特許第862599号明細書に基づいて公知になっている1つの環状通路を介しての液体燃料の円環状噴霧方式に対比して、本発明の複数の噴出オリフィスによって、比較的狭い円錐噴霧体を伴う複数の別個の燃料スプレーが発生される。しかもこの燃料スプレーは、1つの円環状の燃料スプレーよりも著しく高い運動量を有しており、かつその上に、燃焼空気に対する液体燃料のより大きな相対速度を有している。それ故に本発明の解決手段によって予混合の改善が達成される。絞りノズルとセンターノズルとの間の燃料分配が具体的な運転状況に対応している場合、該圧力噴霧ノズルによって、燃焼空気内への液体燃料の所期のような混入が可能になると共に、液体燃料が必要とされる燃焼空気内への侵入深さに対する燃料運動量の適合も可能になる。センターノズルを介して、つまり第1供給通路を通して圧力噴霧ノズルには、部分負荷運転時にガスタービンの所要燃料量に相当するような液体燃料質量流が供給される。
【0010】
第2供給通路の噴出オリフィスは、ノズル本体の周面に均等配分して配置されているのが特に有利である。この配置構成は、反応ゾーンにおける均等な燃料濃度を保証し、従って著しい窒素酸化物の生成を防止する。
【0011】
第1供給通路は第1の管の内部に、また第2供給通路は第2の管の内部に形成されている。前記の両管は互いに同心的に配置されて下流側では遮蔽蓋によって外室に対して遮蔽されており、しかも前記遮蔽蓋並びに前記第1の管が一体に構成されている。これによって圧力噴霧ノズルは、第2の管を前記遮蔽蓋に当接するまで第1の管に被せ嵌めることによって、比較的簡便に組立てることができる。この被せ嵌めに続いて第2の管と遮蔽蓋は例えば溶接によって互いに固着接合される。
【0012】
第2供給通路の噴出オリフィスの直ぐ上流側に乱流室が形成されているのが有利である。多穴形絞りノズルに乱流室を付加的に関係づけることによって液体燃料の霧化作用が改善される。該乱流室は隔壁によって第2供給通路から仕切られている。前記隔壁内には少なくとも2つの乱流発生オリフィスが、前記第2供給通路に対して偏心的に配設されている。乱流室内へ液体燃料をこのように非対称的に導入することによって、より高い乱流が得られ、ひいては液体燃料の霧化作用が更に改善される。
【0013】
乱流発生オリフィスは、第2供給通路の噴出オリフィスに対してずらして配設されているのが特に有利である。その場合、乱流発生オリフィス及び噴出オリフィスが夫々4つずつ設けられている場合には、前記ずれは有利に約45゜であり、従って乱流発生オリフィスは、その都度互いに隣り合った2つの噴出オリフィス間の丁度真中に配置される。これによって、より強力にして小スケールの乱流構造が生じ、つまり著しく微細な燃料スプレーが生じる。
【0014】
付加的な乱流室を備えるように構成された圧力噴霧ノズルは、同じく比較的簡便に組立てることができる。この簡便な組立のために前記遮蔽蓋と前記第1の管と隔壁が一体に構成されているので、これらの構成部分は一緒に、いわばインサート体として、第2の管内へ挿嵌することができる。最後に第2の管と遮蔽蓋及び隔壁とは例えば溶接によって互いに固着接合される。
【0015】
単一のセンターノズルに関する変化態様として、第1供給通路と噴出オリフィスとの間に1つの回旋流室又は1つの乱流室が形成されている。前者の場合、つまり回旋流ノズルを使用する場合には、比較的広い円錐噴霧体を伴う回旋流スプレーが発生されるので、部分負荷運転時にもバーナの中心に高い燃料濃度が得られると共に燃料の充分な気化が得られる。これによってガスタービンの部分負荷範囲においても安定したバーナ運転が可能になる。これに対して乱流ノズルをセンターノズルとして使用する場合は、液体燃料の一様な良好な霧化と共に、より狭いスプレー角度が実現される。こうしてバーナ中心の燃料濃度は一層高められ、これによって部分負荷時のバーナ運転は付加的に安定化される。
【0016】
【発明の実施の形態】
次に図面に基づいて本発明による複合式圧力噴霧ノズルの若干の実施例を詳説する。但し図面には、本発明を理解する上で重要な構成要素だけが図示されているにすぎない。例えば、圧力噴霧ノズルを収容するガスタービンバーナは図示されていない。また作業媒体の流動方向は矢印で表されている。
【0017】
圧力噴霧ノズルを収容しているガスタービンバーナ(図示せず)は、例えば欧州特許第0321809号明細書に基づいて公知になっているような二重円錐形バーナとして構成されている。該圧力噴霧ノズルは原理的には勿論また別のガスタービンバーナ、例えば欧州特許出願公開第0704657号明細書に基づいて公知になっている、回旋流(スワール)発生器とこれに接続する混合区とから成るバーナのためにも適している。圧力噴霧ノズルは、互いに同心的に配置された2本の管2,3を備えたノズル本体1を有し、前記の両管は下流側で1つの円錐形の遮蔽蓋4によって外室5に対して遮蔽される。この場合、圧力噴霧ノズルの前記外室5はガスタービンバーナの内室を同時に形成している。ノズル本体1は縦軸線6を有し、該縦軸線はガスタービンバーナの縦軸線(図示せず)と合致している。
【0018】
第1(つまり内位)の管2は第1(内位)供給通路7を包囲しており、該第1供給通路の下流側には回旋流(スワール)室8が接続している。該回旋流室8は外周側を内位の管2によって、下流側を遮蔽蓋4によって、また上流側をインサート体9によって画成されている(図1)。回旋流室8は、インサート体9内に接線方向に配置された回旋流発生通路10(図2)を介して第1(内位)供給通路7と連通し、噴出オリフィス11を介して外室5と連通している。噴出オリフィス11はノズル本体1の縦軸線6に沿って配置されている。第2(つまり外位)の管3は、第1(内位)の管2よりも大きな直径を有しているので、第2の管3と第1の管2との間には、環状室として形成された第2(外位)供給通路12が配置されている。第2供給通路12は、遮蔽蓋4内に穿設されている4つの噴出オリフィス13を介して矢張り外室5と接続されている。前記噴出オリフィス13はノズル本体1の全周にわたって均等に配分されており(図3)、かつ図示を省いたバーナの回旋流発生器の伴流内へ噴入するように方位づけられている。正確な方位づけは、ガスタービンの限界条件に関連している。なお念のために付記しておくが、噴出オリフィス13の数は4つに固定されている訳ではいないが、均等な燃料配分を得ようとする限り、少なくとも2つの噴出オリフィス13は存在していなければならない。このように構成された圧力噴霧ノズルは、円錐形状を有する回旋流発生器のために特に適している。
【0019】
ノズル本体1の遮蔽蓋4並びに第1(内位)の管2は一体的に形成されている。この構成の結果、第2(外位)の管3を閉鎖蓋4に当接するまで第1(内位)の管2に被せ嵌めることによって、圧力噴霧ノズル全体は比較的簡便に組立てられる。これに続いて第2(外位)の管3と閉鎖蓋4が互いに溶接される。
【0020】
ガスタービンバーナの運転時に圧力噴霧ノズルには、霧化すべき液体14として液体燃料、例えば燃料オイルが供給される。ガスタービンの具体的な運転状況に関連して、すなわち該ガスタービンが全負荷で運転されるか、それとも部分負荷で運転されるかに応じて、ガスタービンバーナへの液体燃料14の供給は、圧力噴霧ノズルの第2(外位)供給通路12を介してか、それとも圧力噴霧ノズルの第1(内位)供給通路7を介して行われる。従ってノズル本体1は2種のノズル、すなわち外側の多穴形絞りノズルと中央の回旋流ノズルとを有している。
【0021】
部分負荷運転時には液体燃料14はノズル本体1の第1(内位)供給通路7内へ導入され、そこから回旋流発生通路10を介して回旋されつつ回旋流室8内へ達する。次いで液体燃料14は噴出オリフィス11を介して外室5内へ噴入され、その場合、回旋流ノズルは、比較的広い円錐噴霧体16を伴う回旋流スプレー15を発生する(図4)。従って部分負荷運転時にもバーナの中心において高い燃料濃度が得られると共に、燃料の充分な気化が達成される。これによってガスタービンの部分負荷範囲においても安定したバーナ運転が可能になる。
【0022】
図示の実施例では液体燃料14の中央集中的な供給は、中心に配置されていて完全に第2(外位)供給通路12によって包囲された第1(内位)供給通路7を介して行われる。だが第1(内位)供給通路7を偏心配置しかつ/又は部分的にしか第2(外位)供給通路12によって包囲せず、従って液体燃料14を中央集中的にではなく、しかし同じ作用効果をもって回旋流ノズルに到達させることも勿論可能である(図示せず)。
【0023】
優れた噴霧特性と、燃焼空気内への高い噴流侵入深さとを得るためには、噴射圧は最高100バールでなければならない。液体燃料14の最大質量流は、ガスタービンのカバーすべき負荷範囲に応じて選ばれ、かつ常態では全負荷運転時の質量流の50%より少ない。従ってガスタービンバーナはガスタービンの部分負荷時においても予混合運転で稼働することができる。
【0024】
これに対して全負荷運転時には液体燃料14は、ノズル本体1の第2(外位)供給通路12内へ導入され、該供給通路の噴出オリフィス13を介して外室5内へ達する。このようにして多穴形絞りノズルは、噴出オリフィス13の数に相当する複数の燃料スプレー17を発生し、これらの燃料スプレーは夫々比較的狭い円錐噴霧体18を有している(図1)。別個の燃料スプレー17は高い運動量を有するばかりでなく、燃焼空気に対する液体燃料14の大きな相対速度を有している。それ故に多穴形絞りノズルによって液体燃料14の良好な霧化が行われる。その上に液体燃料14は、燃焼空気内への高い侵入深さを達成し、ひいては混入特性が著しく改善される。こうして全負荷運転における液体燃料14の侵入深さが改善されるにも拘わらず、部分負荷運転時に、燃料オイルの霧滴のバーナ内壁被着に起因した問題が生じることはない。それというのは部分負荷運転時にはセンターの回旋流ノズルへの切換えが行われるからである。
【0025】
このように稼働方式が相応の液体供給系によって可変であることに基づいて本発明の圧力噴霧ノズルは、具体的な運転状況に応じて著しく異なるところの、燃料スプレー15,17に課される要求に適応することができる。図5には、圧力噴霧ノズルへの液体供給系の1可能態様が概略的に図示されている。霧化すべき液体燃料14はポンプ19を介して燃料導管20から圧力容器21内へ圧送される。スピル弁22は圧送予圧を設定するために使用される。ポンプ19と圧力容器21との間で燃料導管20内には遮断弁23が配置されている。圧力容器21を起点として2本の導管24,25が延びており、しかも液体燃料14を導管24は第2供給通路12に、つまり多穴形絞りノズルに供給し、導管25は第1供給通路7、つまり旋回流ノズルに連通している。導管24,25内には夫々1つの制御弁26,27が配置されており、各制御弁は、夫々供給される液量の調節を行なう。必要に応じて両制御弁26,27を開弁しておくことも可能であり、従ってこの場合、両方のノズルは稼働状態にある。両ノズル間は滑り切換えが可能である。図5に略示したようにこの燃料供給系を介して、例えば1つのガスタービーン・コンバスターの複数のバーナーに液体燃料14を供給することが可能である。図示の回路装置によって得られる利点は、2つの別個のノズルから成る圧力噴霧ノズルを調節するためには、ただ2つの制御弁26及び27、つまり各ノズル当りただ1つの制御弁26又は27しか必要としないことである。勿論いずれの場合にも水−オイル乳状混濁液を燃料として使用し、これによってNOxエミッションの更なる低下が可能になる。
【0026】
図6には択一的な可能態様としての液体供給系が図示されている。圧力噴霧ノズルには第1供給導管28を介して、霧化すべき第1液体29として水が供給され、第2供給導管30を介して、霧化すべき第2液体31としての液体燃料(燃料オイル)が供給される。第1及び第2供給導管28,30内には夫々1つのポンプ19′が配置され、かつ各ポンプの下流側には夫々1つの遮断弁23′が配置されており、該遮断弁によって前記第1及び第2供給導管28,30を選択的に閉止することが可能である。霧化すべき第1及び第2液体29,31の質量流は、各供給導管内に配置された夫々1つの制御弁26′,27′によって調節される。図6に略示したようにこの液体供給系を介して、例えば1つのガスタービン・コンバスターの複数のバーナに液体燃料31もしくは水29が供給される場合、始動時もしくは部分負荷時には、燃料オイル31だけを多穴形絞りノズルを介して霧化することによって圧力噴霧ノズルを稼働することが可能である。高負荷運転時もしくは全負荷運転時にはガスタービンバーナに第1供給導管28を介して水29が供給される。ガスタービンバーナの内室(図示せず)内への噴入時に、水29の霧滴と燃料オイル31の霧滴との混合が生じ、これによってNOxエミッションの更なる低下が得られる。又この場合も、ガスタービン運転のためには、圧力噴霧ノズルのノズル当り夫々ただ1つの制御弁26′,27′しか必要とせず、かつ液体燃料31のためには全体としてただ1本の供給導管30しか必要としないという利点が得られる。
【0027】
本発明のように構成された圧力噴霧ノズルを装備したガスタービンバーナは、複数種の液体燃料31によっても、1種の液体燃料31と水29とによっても、1種の液体燃料31だけによっても、或いは液体燃料と水との混合剤によっても運転することができ、それ故に比較的大きな使用スペクトルを許容し、かつ運転条件の変化に適合することができる。多穴形絞りノズルの稼働時には、該多穴形絞りノズルを通って導かれる液体14,31が常時、センターの回旋流ノズルをめぐって環流している。それ故に例えば負荷損失の場合に行われるような、全負荷運転から部分負荷運転への切換え動作時に回旋流ノズルを冷却する必要がないので、迅速な負荷変換が保証される。
【0028】
図7に示した次の実施例では第2(外位)供給通路12の噴出オリフィス13の直ぐ上流側に乱流室32が形成されている。該乱流室32は、隔壁33によって前記第2(外位)供給通路12から仕切られる。隔壁33内には、第2供給通路12に対して偏心的に4つの乱流発生オリフィス34が形成されている(図7)。第2(外位)供給通路12に付加的な乱流室32を備えた圧力噴霧ノズルを使用する場合、液体燃料14は噴出オリフィス13を介して高乱流噴出ジェット流としてガスタービンバーナの内室へ噴入させられ、次いで該内室で微細な燃料スプレー17に崩壊する。これによってガスタービンバーナの予混合を更に改善することが可能である。
【0029】
図8と図9を対比すれば容易に判るように乱流発生オリフィス34は、液体燃料14の主流動方向で見て、第2(外位)供給通路12の噴出オリフィス13に対して角度45゜ずらして配置されている。これによって各乱流発生オリフィス34は、互いに隣り合った2つの噴出オリフィス13の丁度中間に配置されている。この手段によって液体燃料14の乱流構造は一方ではより強大なスケールになり、他方では小さなスケールになる。それ故に多穴形絞りノズルから、乱流の迅速に崩壊する自由ジェット流が噴出する。勿論また噴出オリフィス13の数及び乱流発生オリフィス34の数を夫々4つ以外の数に選ぶことも可能であり、その場合は前記角度はそれ相応に変化する。
【0030】
ノズル本体1の遮蔽蓋4、第1(内位)の管2及び隔壁33は一体に構成されている(図7)。この一体構成に基づいて、第2(外位)の管3を、遮蔽蓋4に当接するまで第1(内位)の管2に被せ嵌めることによって、該圧力噴霧ノズルも比較的簡便に組立てることが可能になる。この装嵌に続いて第2の管3は遮蔽蓋4並びに隔壁33と溶接される。
【0031】
別の実施例によれば第2(外位)供給通路12の噴出オリフィス13は半径方向の噴出方向35を有している(図10及び図11)。これは殊に軸方向の回旋流発生器のために適している。特に圧力噴霧ノズルの流れが軸平行の場合は、燃焼空気への燃料スプレー17の侵入深さが著しく深くなり、ひいてはガスタービンバーナの予混合が付加的に改善される。
【0032】
図12に示した実施例によれば回旋流発生通路10の構成とは択一的にインサート体9内に複数の乱流通路36が配置されている。該乱流通路36は乱流室37へ開口し、該乱流室自体は噴出オリフィス11を介して外室5と連通している。多穴形絞りノズルとセンターの乱流のズルとから成るこの圧力噴霧ノズルの部分負荷運転時には、特に狭い円錐噴霧体39を伴う迅速に崩壊する燃料スプレー38が発生する。これによってガスタービンの部分負荷運転時にもバーナセンターにおける燃料濃度を一層高めることが可能である。
【0033】
勿論また圧力噴霧ノズルを、インサート体9無しに構成して、第1供給通路7を遮蔽蓋4まで直接到達させることも可能である(図13)。この場合、すでに述べた実施例のセンターノズルの機能に実質的に類似した機能を有する、所要スペースの僅かな、特に単純なセンターノズルが生じる。
【0034】
図14に示した、やはりインサート体9無しで済ます別の実施例では、第1(内位)の管2の内部にかつ該管に対して同心的に第3の管40が配置されており、この第3の管は噴出オリフィス11の上流側で終わりかつ第1(内位)供給通路7を内蔵している。前記の第1の管2と第3の管40とは互いに隔てられているので、両管の間には、空気通路として構成された自由空間41が生じる。該空気通路41は、第3の管40の下流側で拡張されて1つの混合室42を形成しており、該混合室内へ第1供給通路7が開口している(図14)。このセンターノズルの稼働時には、図示を省いた供給導管と空気通路41とを介して空気43が導かれてくる。混合室42内で空気43は液体燃料14に衝突し、これによって該液体燃料は、空気の支援を受けつつ圧力噴霧ノズルの外室5内へ、つまりガスタービンバーナの内室へ噴入されることになる。従って実際の燃料通過量には無関係に所要の噴霧特性が得られ、このことは部分負荷運転時に格別有利である。
【図面の簡単な説明】
【図1】全負荷運転時における燃料スプレーの図示を含む圧力噴霧ノズルの部分縦断面図である。
【図2】図1のII−II断面線に沿った圧力噴霧ノズルの横断面図である。
【図3】図1のIII−III断面線に沿った圧力噴霧ノズルの横断面図である。
【図4】部分負荷運転時における燃料スプレーの図示を含む圧力噴霧ノズルの図1相当縦断面図である。
【図5】各液体燃料(燃料オイル)を霧化する圧力噴霧ノズルへの液体供給系の概略的な構成図である。
【図6】異種の液体(燃料オイル、水)を霧化する圧力噴霧ノズルへの液体供給系の概略的な構成図である。
【図7】外位の供給通路内に乱流室を有する圧力噴霧ノズルの部分縦断面図である。
【図8】図7のVIII−VIII断面線に沿った圧力噴霧ノズルの横断面図である。
【図9】図7のIX−IX断面線に沿った圧力噴霧ノズルの横断面図である。
【図10】外位の供給通路に複数の半径方向噴出オリフィスを有する圧力噴霧ノズルの部分縦断面図である。
【図11】図10のXI−XI断面線に沿った圧力噴霧ノズルの横断面図である。
【図12】部分負荷運転時における燃料スプレーの図示を含む別の実施例による圧力噴霧ノズルの部分縦断面図である。
【図13】更に異なった実施例による圧力噴霧ノズルの部分縦断面図である。
【図14】部分負荷運転時における燃料スプレーの図示を含む更に別の実施例による圧力噴霧ノズルの部分縦断面図である。
【符号の説明】
1 ノズル本体、 2 第1(内位)の管、 3 第2(外位)の管、 4 遮蔽蓋、 5 外室、 6 ノズル本体の縦軸線、 7 第1(内位)供給通路、 8 回旋流室、 9 インサート体、 10 回旋流発生通路、 11 第1供給通路の噴出オリフィス、 12 環状室を形成する第2(外位)供給通路、 13 第2供給通路の噴出オリフィス、 14 霧化すべき液体つまり液体燃料(燃料オイル)、 15 回旋流スプレーもしくは燃料スプレー、 16 回旋流スプレーの円錐噴霧体、 17 燃料スプレー、 18 燃料スプレーの円錐噴霧体、 19;19′ ポンプ、 20 燃料導管、 21 圧力容器、22 スピル弁、 23;23′ 遮断弁、 24,25 導管、 26,27;26′,27′ 制御弁、 28 第1供給導管、 29 霧化すべき第1液体としての水、 30 第2供給導管、 31 霧化すべき第2液体としての液体燃料(燃料オイル)、 32 乱流室、 33 隔壁、 34 乱流発生オリフィス、 35 半径方向の噴出方向、 36 乱流通路、 37 乱流室、38 燃料スプレー、 39 円錐噴霧体、 40 第3の管、 41 空気通路としての自由空間、 42 混合室、 43 空気
Claims (8)
- ガスタービンバーナ用の複合式圧力噴霧ノズルであって、霧化すべき少なくとも1種の液体(14,29,31)用の少なくとも2つの別個の供給通路(7,12)を備えたノズル本体(1)から成り、しかも第1供給通路(7)が少なくとも部分的に第2供給通路(12)によって包囲されると共に、下流側で1つの噴出オリフィス(13)を介して外室(5)と連通しており、かつ前記の第2供給通路(12)も前記外室(5)に接続されており、前記の第2供給通路(12)が、前記外室(5)へ通じる少なくとも2つの噴出オリフィス(13)を有している形式のものにおいて、第2供給通路(12)内で噴出オリフィス(13)の上流側に隔壁(33)が配設されており、該隔壁(33)が、少なくとも2つの乱流発生オリフィス(34)を有しており、該乱流発生オリフィス(34)が、第2供給通路(12)の噴出オリフィス(13)に対してずらされて配設されていることを特徴とする、ガスタービンバーナ用の複合式圧力噴霧ノズル。
- 第2供給通路(12)の噴出オリフィス(13)が、ノズル本体(1)の周面に均等配分して配置されている、請求項1記載の複合式圧力噴霧ノズル。
- 第1供給通路(7)が第1の管(2)の内部に、第2供給通路(12)が第2の管(3)の内部に形成されており、前記の両管(2,3)が互いに同心的に配置されて下流側では遮蔽蓋(4)によって外室(5)に対して遮蔽されており、しかも前記遮蔽蓋(4)並びに前記第1の管(2)が一体に構成されている、請求項1又は2記載の複合式圧力噴霧ノズル。
- 第2供給通路(12)の噴出オリフィス(13)の直ぐ上流側に乱流室(32)が形成されている、請求項1又は2記載の複合式圧力噴霧ノズル。
- 乱流発生オリフィス(34)が第2供給通路(12)に対して偏心的に隔壁(33)内に形成されている、請求項1記載の複合式圧力噴霧ノズル。
- 乱流発生オリフィス(34)の夫々1つが、その都度互いに隣り合った2つの噴出オリフィス(13)間の丁度真中に配置されている、請求項1記載の複合式圧力噴霧ノズル。
- 第1供給通路(7)が第1の管(2)の内部に、第2供給通路(12)が第2の管(3)の内部に形成されており、前記の両管(2,3)が互いに同心的に配置されて下流側では遮蔽蓋(4)によって外室(5)に対して遮蔽されており、しかも前記遮蔽蓋(4)と前記第1の管(2)と隔壁(33)が一体に構成されている、請求項1から6までのいずれか1項記載の複合式圧力噴霧ノズル。
- 第1供給通路(7)と噴出オリフィス(11)との間に1つの回旋流室(8)又は1つの乱流室(37)が形成されている、請求項1から7までのいずれか1項記載の複合式圧力噴霧ノズル。
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