JP5896443B2 - Fuel nozzle - Google Patents
Fuel nozzle Download PDFInfo
- Publication number
- JP5896443B2 JP5896443B2 JP2009135645A JP2009135645A JP5896443B2 JP 5896443 B2 JP5896443 B2 JP 5896443B2 JP 2009135645 A JP2009135645 A JP 2009135645A JP 2009135645 A JP2009135645 A JP 2009135645A JP 5896443 B2 JP5896443 B2 JP 5896443B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- flow path
- fuel injection
- flare
- air
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims description 139
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 52
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 52
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 8
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 7
- 239000010408 film Substances 0.000 description 30
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 29
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 19
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 7
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 6
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 3
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 3
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 2
- 238000009841 combustion method Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Spray-Type Burners (AREA)
- Nozzles For Spraying Of Liquid Fuel (AREA)
Description
本発明は、航空機用ジェットエンジンの燃焼器に用いる燃料ノズルに関する。 The present invention relates to a fuel nozzle used in a combustor of an aircraft jet engine.
航空機用ジェットエンジンの燃焼器は、アイドル状態や離陸や巡航などの様々な出力レベルにわたって作動するものであるが、そのいずれの段階においても燃料消費と排気中の有害物質を減らすような設計が求められる。従来の航空機用ジェットエンジンの燃焼器では窒素酸化物(NOx)削減のための技術として拡散燃焼によるリッチ・クエンチ・リーン燃焼方式(RQL燃焼方式)等が用いられている。RQL燃焼方式とは、当量比が1近くの燃焼でNOxが多く生成されることから、燃焼器の上流部で燃料過濃(当量比>1)で燃焼させ、その後、急速に空気を導入することによって燃料希薄(当量比<1)で燃焼させることによりNOxを低く抑えて燃焼させる方式である。 Aircraft jet engine combustors operate over various power levels such as idle, takeoff and cruise, but at any stage they must be designed to reduce fuel consumption and harmful substances in the exhaust. It is done. In a conventional aircraft jet engine combustor, as a technique for reducing nitrogen oxides (NOx), a rich quench lean combustion system (RQL combustion system) by diffusion combustion or the like is used. In the RQL combustion method, a large amount of NOx is generated by combustion with an equivalence ratio close to 1, so that combustion is performed in a fuel rich (equivalence ratio> 1) upstream of the combustor and then air is rapidly introduced In this way, combustion is performed with a lean fuel (equivalence ratio <1) to suppress NOx to a low level.
排気中の有害物質を減らして適当な耐久性を有する改良された燃焼器を提供することを目的として、特許文献1にはRQL燃焼方式の低エミッション燃焼器が提示されている。この燃焼器は図6に示されるように、航空機用ターボファンエンジン中の環状のケーシング112の内部に配置された単一環状の燃焼器110である。燃焼器は、長手方向つまり軸方向の中心軸線114に対して軸対称であり、加圧された空気116を圧縮機(図示せず)から受け、その空気は燃料118と混合され点火されて、高温の燃焼ガス120を発生し、その燃焼ガスは燃焼器から高圧タービンノズル122を含む従来のタービン段中に排出される。燃焼器は、半径方向外側及び内側の環状の燃焼器ライナ124,126を含み、環状の燃焼器ライナ124,126はその前方端で環状のドーム128と接合され、その後方端で半径方向に間隔を置いて配置され、環状の燃焼器出口130を画定する。円周方向に間隔を置いて配置された複数の燃料ノズルが、ドームを貫いて適切に装着される。燃料ノズルは従来の燃料噴射器132及び協働する空気旋回翼つまり旋回カップ134により構成される。各旋回カップは、それぞれの燃料噴射器を同軸に受けるためにドームに適切に取り付けられ、そして燃焼器内部で燃焼される燃料と空気の混合気を発生するために、空気を旋回させて噴射器からの燃料と混合するように構成されたものである。
For the purpose of providing an improved combustor having appropriate durability by reducing harmful substances in exhaust gas,
本発明者らの環境適応エンジンチームでは現在「航空エンジン環境技術研究開発(TechCLEAN)」の一環として、航空機用エンジンの窒素酸化物排出値を国際民間航空機関(ICAO)のCAEP4基準値の20%以下に低減することを目標として、先進的な燃焼技術の研究開発を進めているところである。今後、燃費削減のために高圧力比化が進むことは必至で前述したRQL燃焼方式ではNOxや煙の排出が急激に増加する傾向にある。この問題を解決するためにパイロット燃料噴射部として拡散燃焼方式、メイン燃料噴射部として予混合燃焼方式を用いるステージング型燃料ノズルの研究開発が盛んに行われている。このステージング型燃料ノズルとは、パイロット燃料噴射部の作動で生じた燃焼によりエンジンのアイドル等の低負荷運転を行うと共に、中負荷から高負荷で作動するメイン燃料噴射部で形成される予混合気を安定に燃焼させるための口火として用いることにより、排気中のNOxの低減や燃焼効率の向上を可能とするものである。 As part of the Aero Engine Environmental Technology Research and Development (TechCLEAN), our environment-adapted engine team is currently reducing the nitrogen oxide emission value of aircraft engines to 20% of the CAEP4 standard value of the International Civil Aviation Organization (ICAO). Research and development of advanced combustion technology is being promoted with the goal of reducing the following. In the future, it is inevitable that the pressure ratio will increase in order to reduce fuel consumption. In the RQL combustion method described above, NOx and smoke emissions tend to increase rapidly. In order to solve this problem, research and development of a staging type fuel nozzle that uses a diffusion combustion system as a pilot fuel injection section and a premixed combustion system as a main fuel injection section has been actively conducted. The staging type fuel nozzle is a premixed gas formed by a main fuel injection unit that operates at a low load such as an engine idle by a combustion generated by the operation of the pilot fuel injection unit and operates at a medium load to a high load. By using it as a spark for stably burning, NOx in the exhaust gas can be reduced and combustion efficiency can be improved.
ステージング型燃料ノズルでは、ガスタービンエンジンの耐久性の悪化を防止しながら、公害物質の生成をより効果的に抑制する燃料噴射装置を提供することを目的とした発明が特許文献2に提示されている。この内容は、図5に示されるように、パイロット燃料噴射部1とメイン燃料噴射部10とを備える燃料噴射装置であって、前記パイロット燃料噴射部1は、インナ燃料チャンバ形成体111と、該インナ燃料チャンバ形成体111を囲んで配設されるインナ油膜形成体13と、インナ空気流路113と、前記インナ油膜形成体13を囲んでインナ空気流路の外周を形成するインナーウォール114を有し、前記インナ燃料チャンバ形成体111のインナ燃料チャンバ111aから前記インナ油膜形成体13内面に噴射された燃料が、同インナ油膜形成体13内面上を油膜とされて下流側に送られてその下流側先端13aからフィルム状で放出され、このフィルム状で放出された燃料がインナ空気流路113の空気流により微粒化されて燃焼領域に送気されるというものである。
しかし、ステージング型燃料ノズルでは、エンジンの低負荷時においてパイロット燃料のみを噴射するため、メイン噴射部を通って燃焼器に流れ込む空気との混合により燃焼効率が低下する傾向にある。これを軽減するため、円錐形状の窪み(以下、フレア)を設け、ここにパイロット火炎を形成することが行われているが、噴射された燃料がフレア表面に付着して微粒化が悪化し、燃焼効率の低下、煙の発生、希薄限界の悪化を招くという欠点がある。
In the staging type fuel nozzle,
However, since the staging type fuel nozzle injects only the pilot fuel when the engine is under a low load, the combustion efficiency tends to decrease due to mixing with air flowing into the combustor through the main injection portion. In order to reduce this, a conical depression (hereinafter referred to as flare) is provided and a pilot flame is formed here, but the injected fuel adheres to the flare surface and atomization worsens, There are disadvantages in that the combustion efficiency is reduced, smoke is generated, and the lean limit is deteriorated.
本発明の課題は、上記の問題すなわち、(1)ステージング型燃料ノズルのパイロットフレアヘの燃料の付着による燃焼効率の低下、煙の発生、希薄限界の悪化の問題、(2)パイロット燃料噴射部の燃料と空気の混合気とメイン燃料噴射部を通過した空気の混合による燃焼効率の低下の問題を解決した燃料ノズルを提供することにある。 The problems of the present invention are as follows: (1) problems of deterioration of combustion efficiency due to fuel adhering to the pilot flare of the staging type fuel nozzle, generation of smoke, deterioration of the lean limit, (2) pilot fuel injection section It is an object of the present invention to provide a fuel nozzle that solves the problem of reduction in combustion efficiency due to the mixture of the fuel and air and the air that has passed through the main fuel injection section.
本発明の燃料ノズルは、燃料噴射部を環状に囲む気体流路は、燃料噴射位置近傍であって、スワーラ下流にある流路面積縮小部の下流側端部に形成された喉部と、該喉部下流側に喉部に続く流路面積拡大部(フレア)とで形成され、燃料噴射位置近傍において前記の喉部とフレア間が急激に流路面積の拡大する段部形態の窪み形状となって、該窪み領域で再循環気流を形成させることによりフレア壁面への燃料付着を防止する機能を備えたことを特徴とする。
また、本発明の燃料ノズルは、上記構成に加え、より好ましい形態としてフレア領域に外部から空気が導入される流路が設けられる構成を採用する。
また、本発明の燃料ノズルは、燃料噴射部を環状に囲む気体流路はインナーウォールで形成され、その周りにメイン燃料噴射部を有するステージング型であるものを提示する。
さらに、本発明のステージング型燃料ノズルは、全圧の高い領域であるパイロット及びメインのスワーラの上流から空気をフレア裏面に導くと共に、メイン流路出口近くの内壁から噴出させる流路を形成する形態を提示する。
In the fuel nozzle of the present invention, the gas flow path surrounding the fuel injection section in an annular shape is in the vicinity of the fuel injection position, and at the downstream end of the flow path area reduction section downstream of the swirler, A step-shaped recess shape that is formed with a flow passage area enlargement portion (flare) following the throat portion on the downstream side of the throat portion, and between the throat portion and the flare in the vicinity of the fuel injection position abruptly increases the flow passage area. Thus, it has a function of preventing the fuel from adhering to the flare wall surface by forming a recirculation airflow in the depression region.
In addition to the above-described configuration, the fuel nozzle of the present invention employs a configuration in which a flow path through which air is introduced from the outside is provided in the flare region as a more preferable form.
In addition, the fuel nozzle of the present invention is of a staging type in which the gas flow path surrounding the fuel injection section in an annular shape is formed by an inner wall and the main fuel injection section is provided around the gas flow path.
Furthermore, the staging type fuel nozzle of the present invention forms a flow path that guides air from the upstream of the pilot and main swirler, which is a high total pressure region, to the back surface of the flare and ejects from the inner wall near the main flow path outlet. Present.
本発明の燃料ノズルは、燃料噴射部を環状に囲む気体流路が、喉部と、該喉部下流側のフレアとで形成され、前記の喉部とフレア間が急激に流路面積の拡大する窪み形状となって、該窪み領域で再循環気流を形成させるものであるから、この領域に発生する再循環気流によって、噴射部から噴霧された燃料が気体流路の壁面に付着することを効果的に防止する機能を備える。
また、急激に流路面積の拡大する窪み形状が段部形態とされた本発明の燃料ノズルは、流れの剥離が起こり、窪み領域で再循環気流を発生させる。この再循環気流は前記の急激に流路面積の拡大する窪み形状と同様に、噴射部から噴霧された燃料が気体流路の壁面に付着することを効果的に防止する。
また、上記構成に加え、より好ましい形態としてフレア領域に外部から空気が導入される流路が設けられる構成を採用した本発明の燃料ノズルは、窪みの表面への煤等の付着や、急激な空気流量の減少があった場合等の窪みでの火炎生成の防止にも有効である。
In the fuel nozzle of the present invention, a gas flow path surrounding the fuel injection section is formed by a throat part and a flare downstream of the throat part, and the area between the throat part and the flare is rapidly expanded. Since the recirculation airflow is formed in the depression region, the fuel sprayed from the injection unit is attached to the wall surface of the gas flow path by the recirculation airflow generated in the depression region. Equipped with a function to prevent effectively.
Further, in the fuel nozzle of the present invention in which the depression shape whose flow area is suddenly enlarged is a stepped form, separation of the flow occurs, and a recirculation airflow is generated in the depression region. This recirculation airflow effectively prevents the fuel sprayed from the injection part from adhering to the wall surface of the gas flow path, similarly to the above-described hollow shape in which the flow path area rapidly increases.
Further, in addition to the above-described configuration, the fuel nozzle of the present invention adopting a configuration in which a flow path through which air is introduced from the outside is provided in the flare region as a more preferable form is attached to the surface of the recess, It is also effective in preventing the generation of flames in the depression when there is a decrease in the air flow rate.
また、燃料噴射部を環状に囲む気体流路はインナーウォールで形成され、その周りにメイン燃料噴射部を有するステージング型である本発明の燃料ノズルは、パイロットフレアヘの付着による燃焼効率の低下、煙の発生、希薄限界の悪化を効果的に防止することができるだけでなく、メイン燃料が停止しているときには、メイン空気流路からは空気のみが噴出していて火炎が存在しないので、パイロット燃料がこれに混入すると燃焼せずに下流に流されてしまうため、燃焼効率が低下するという現象が生じるが、この構成を採用したことにより、フレアに付着した燃料が十分に微粒化されないためにメイン空気と混合して燃焼せずに燃焼器から排出されることによる燃焼効率の低下の問題を解決することができる。
さらに、全圧の高い領域であるパイロット及びメインのスワーラの上流から空気をフレア裏面に導くと共に、メイン流路出口近くの内壁から噴出させる流路を形成する形態を備えた本発明のステージング型燃料ノズルは、この空気流によって火炎に直接触れるパイロットフレアや保炎器を冷却し、焼損しないようにするために重要であると共に、メイン燃料の流路の内側内壁へ付着した燃料の微粒化や空気との混合を促進する効果をもつ。
In addition, the gas flow passage that surrounds the fuel injection portion in an annular shape is formed of an inner wall, and the fuel nozzle of the present invention that is a staging type having the main fuel injection portion around it has a reduction in combustion efficiency due to adhesion to the pilot flare, Not only can smoke and deterioration of the lean limit be effectively prevented, but when the main fuel is stopped, only air is ejected from the main air flow path and there is no flame. If this is mixed, it will flow downstream without burning, causing a phenomenon that the combustion efficiency is reduced.However, by adopting this configuration, the fuel adhering to the flare is not sufficiently atomized. It is possible to solve the problem of reduction in combustion efficiency due to being discharged from the combustor without being mixed with air and combusted.
Furthermore, the staging type fuel of the present invention is provided with a configuration in which air is led from the upstream of the pilot and main swirler, which is a high total pressure region, to the back surface of the flare, and a flow path is formed from the inner wall near the main flow path outlet. The nozzle is important for cooling the pilot flare and flame holder that are in direct contact with the flame by this air flow, so that they do not burn out, as well as atomization of fuel adhering to the inner inner wall of the main fuel flow path and air Has the effect of promoting mixing with.
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。図1は本発明に係る燃料ノズルの全体構造を示した図であって、この燃料ノズルはパイロット燃料噴射部1とメイン燃料噴射部10を備えたステージング燃焼方式の燃料ノズルである。図の右方向(下流側)に燃焼室が配置され燃焼器として構成されるものである。本発明の課題であるステージング型燃料ノズルのパイロットフレアヘの燃料の付着による燃焼効率の低下、煙の発生、希薄限界の悪化の問題を解決する技術を説明する前に、燃料ノズルとしての動作について予め説明する。まず、パイロット燃料噴射を図2を参照しながら説明すると、パイロット燃料は図1のパイロット燃料供給管11から供給され、流路12を通してインナ油膜形成体13の内面に送り出される。流路12には第1の旋回器14aと第2の旋回器14bが配置されているので、パイロット燃料は旋回流となっていて、旋回器14bの下流で遠心力によってインナ油膜形成体13の内面に液膜が形成される。一方、中央の第1空気流路15にはスワーラ16が配置されているのでここに供給される空気も回転力が付与され、旋回流となって右方向に進行する。空気流路の開口部15aに至り、この旋回空気流はインナ油膜形成体13の内面に向けて流路を広げることとなるが、この空気流はインナ油膜形成体13の内面に液膜状となって送られてくる前記パイロット燃料を更に遠心力で薄膜化させる機能を果たす。この薄膜化されたパイロット燃料は、インナ油膜形成体13の先端部に至り、今度はインナ油膜形成体13の外側に配置されている第2の空気流路17を通して送られてくる第2の空気流と接触することとなる。この第2の空気流路17にはスワーラ18が配置されているのでここに供給される空気も回転力が付与されている。したがって、前記薄膜化されたパイロット燃料はインナ油膜形成体13の先端部において内側の第1の空気流と外側から第2の空気流とによって挟まれた形態で両側の旋回流によって微粒化され、右方向に飛散される。以上が本発明におけるパイロット燃料噴射動作である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. FIG. 1 is a diagram showing the overall structure of a fuel nozzle according to the present invention. This fuel nozzle is a staging combustion type fuel nozzle having a pilot
次に、本発明におけるメイン燃料噴射動作を図3を参照しながら説明する。メイン燃料は図1のメイン燃料供給管21から供給され、噴射口22からアウタ油膜形成体23の内面に向けて噴出される。アウタ油膜形成体23の内側には第3の空気流路24が形成されており、噴射口22より上流側にスワーラ25が配置されているので、この第3の空気流路24を流れる空気流は回転力が付与されて図面の右方向へ送られる。アウタ油膜形成体23の内面に向けて噴出されたメイン燃料はこの旋回空気流の遠心力を受け、アウタ油膜形成体23の内面において液膜状に押し広げられながら右方向に送られる。この液膜化されたメイン燃料は、アウタ油膜形成体23の先端部に至り、今度はアウタ油膜形成体23の外側に配置されている第4の空気流路26を通して送られてくる第4の空気流と接触することとなる。この第4の空気流路26にはスワーラ27が配置されているのでここに供給される空気も回転力が付与されている。したがって、前記液膜化されたメイン燃料はインナ油膜形成体13の先端部において内側の第3の空気流と外側から第4の空気流とによって挟まれた形態で両側の旋回流によって微粒化され、右方向に飛散される。以上が本発明におけるメイン燃料噴射動作である。
Next, the main fuel injection operation in the present invention will be described with reference to FIG. The main fuel is supplied from the main
さて、いよいよ本発明の着目課題であるステージング型燃料ノズルのパイロットフレアヘの燃料の付着による燃焼効率の低下、煙の発生、希薄限界の悪化の問題について説明する。燃料ノズルを航空機用ジェットエンジンの燃焼器に用いる場合、エンジンの低負荷時にはパイロット燃料噴射部のみで燃料の噴射を行い、拡散燃焼を行う。パイロット燃料噴射部下流にはパイロット火炎の安定性のためにフレア(流路面積拡大部)を設けることが行われているが、そのフレア表面に噴霧されたパイロット燃料が付着してしまい、燃焼効率低下、煙の生成、希薄限界の悪化を招くという現象が起こる。本発明は噴霧されたパイロット燃料がフレア表面に付着してしまうことを防止するための構成を提示する。 Now, the problems of reduction in combustion efficiency, generation of smoke, and deterioration of the lean limit due to the fuel adhering to the pilot flare of the staging type fuel nozzle, which are the subject of the present invention, will be described. When a fuel nozzle is used in a combustor of an aircraft jet engine, fuel is injected only by a pilot fuel injection unit when the engine is under a low load, and diffusion combustion is performed. A flare (flow passage area enlargement part) is provided downstream of the pilot fuel injection part for the stability of the pilot flame, but the sprayed pilot fuel adheres to the flare surface, resulting in combustion efficiency. Phenomena occur that lead to lowering, generation of smoke, and deterioration of the lean limit. The present invention presents a configuration for preventing sprayed pilot fuel from adhering to the flare surface.
本発明の燃料ノズルは、薄膜化されたパイロット燃料を内側の第1の空気流と外側から第2の空気流とによって挟まれた形態で両側の旋回流によって微粒化して噴霧するパイロット燃料噴射部におけるインナ油膜形成体13の先端部で、図4に部分拡大して示すようにインナ油膜形成体13の先端部を環状に囲む気体流路2を、喉部4と、該喉部下流側のフレア5とで形成するのであるが、前記の喉部4とフレア5間が急激に流路面積の拡大する段差形態とする。それによってその段差の下流側に窪み領域6が形成されるようにする。第2の空気流路17を流れる空気流のうち外側壁面に近い空気流は喉部4まで該壁面に沿って滑らかに流れるが、段差部分で壁面から強制的に剥離させられる。その結果、窪み領域6において図に示すような渦流が発生し、該窪み領域6で再循環気流を形成させるものとなる。安定した再循環気流を生成することで噴霧されたパイロット燃料がフレア5の表面に付着することを大きく軽減することが出来る。
また、図に示した本発明の実施形態では、全圧の高い領域であるパイロット及びメインのスワーラの上流から空気をフレア裏面に導くと共に、メイン流路出口近くの内壁から噴出させる冷却用空気流路8を形成する形態を提示する。更に、この冷却用空気流路8から窪み領域6を連通させる流路9を設ける。冷却用空気流路8の気圧は窪み領域6の気圧より高いため自然に冷却用空気流路8から窪み領域6へ空気が流入されるが、この空気は前記の窪みの表面への煤等の付着や、急激な空気流量の減少があった場合等の窪みでの火炎生成の防止に有効である。
なお、ここに示した実施形態はパイロット燃料噴射部を環状に囲む気体流路はインナーウォールで形成され、その周りにメイン燃料噴射部を有するステージング型のものであるが、本発明の燃料ノズルは、必ずしもステージング型燃料ノズルに限定されない一般燃料ノズルにおいてもフレア面に燃料が付着しないという作用効果において有効である。
A fuel nozzle according to the present invention is a pilot fuel injection unit that atomizes and sprays a thinned pilot fuel by a swirling flow on both sides in a form sandwiched between a first air flow inside and a second air flow from the outside. 4, the
Further, in the embodiment of the present invention shown in the figure, the cooling air flow that guides air from the upstream side of the pilot and main swirler, which is a region having a high total pressure, to the back surface of the flare and ejects it from the inner wall near the main channel outlet. A form for forming the path 8 is presented. Further, a flow path 9 is provided for communicating the recessed area 6 from the cooling air flow path 8. Since the air pressure in the cooling air flow path 8 is higher than the air pressure in the recessed area 6, air naturally flows from the cooling air flow path 8 into the recessed area 6. This is effective for preventing the formation of a flame in a dent when there is adhesion or a sudden decrease in the air flow rate.
In the embodiment shown here, the gas flow passage surrounding the pilot fuel injection portion in an annular shape is a staging type having an inner wall and a main fuel injection portion around the gas flow passage. Even a general fuel nozzle that is not necessarily limited to a staging type fuel nozzle is effective in the effect that fuel does not adhere to the flare surface.
また、同軸のパイロット燃料噴射部、メイン燃料噴射部を持つ上記の実施形態の燃料ノズルでは、パイロットフレア後端とメイン流路の間に後方ステップ保炎器7を設ける構成が採用されていることにより、パイロット燃料噴射部の中心部に形成される再循環流に加えて、火炎の周囲でも保炎を行い、メイン噴射部を通過してきた空気と混合する前に燃焼させることで燃焼効率を向上することができると共に、メイン燃料噴射時にはメインの予混合気にパイロット火炎やパイロット火炎によって生成された高温の既燃ガスを確実に接触させることができる。また、圧力の高い位置(パイロット燃料噴射部及びメイン燃料噴射部のスワーラの上流)より空気を導き、パイロットのフレア5、後方ステップ保炎器7を裏面より冷却し、メイン流路出口近くの内側の壁からフィルム状に噴出する構造を設けたことにより、火炎に直接触れるパイロットフレアや保炎器を冷却し、焼損しないようにする重要な機能を果たすと共に、メイン燃料の流路の内側内壁へ付着した燃料の微粒化や空気との混合を促進するという作用効果をもつものである。
Further, in the fuel nozzle of the above embodiment having the coaxial pilot fuel injection part and the main fuel injection part, a configuration in which the rear
液体燃料を用いる連続燃焼を行うガスタービン燃焼器、ボイラー等に適用可能である。また、液体の微粒化と気体との混合を行う装置に適用可能である。 The present invention is applicable to gas turbine combustors, boilers, etc. that perform continuous combustion using liquid fuel. Further, the present invention can be applied to an apparatus that performs atomization of liquid and mixing with gas.
1 パイロット燃料噴射部 2 気体流路
4 喉部 5 フレア
6 窪み領域 7 後方ステップ保炎器
8 冷却用空気通路 9 連通流路
10 メイン燃料噴射部 11 パイロット燃料供給管
12 流路 13 インナ油膜形成体
14a 第1の旋回器 14b 第2の旋回器
15 第1の空気流路 16 スワーラ
17 第2の空気流路 18 スワーラ
21 メイン燃料供給管 22 噴射口
23 アウタ油膜形成体 24 第3の空気流路
25 スワーラ 26 第4の空気流路
27 スワーラ
DESCRIPTION OF
10 Main
12
15 First
17 Second
21 Main
23 outer oil film former 24 third air flow path
25
27 Swirler
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009135645A JP5896443B2 (en) | 2009-06-05 | 2009-06-05 | Fuel nozzle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009135645A JP5896443B2 (en) | 2009-06-05 | 2009-06-05 | Fuel nozzle |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010281513A JP2010281513A (en) | 2010-12-16 |
JP5896443B2 true JP5896443B2 (en) | 2016-03-30 |
Family
ID=43538411
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009135645A Active JP5896443B2 (en) | 2009-06-05 | 2009-06-05 | Fuel nozzle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5896443B2 (en) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5931468B2 (en) * | 2012-01-25 | 2016-06-08 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | Gas turbine combustor |
US9347669B2 (en) * | 2012-10-01 | 2016-05-24 | Alstom Technology Ltd. | Variable length combustor dome extension for improved operability |
CN105716113B (en) * | 2016-02-06 | 2019-03-12 | 中国科学院工程热物理研究所 | Bispin premix burner |
CN109056085A (en) * | 2018-08-01 | 2018-12-21 | 南通纺织丝绸产业技术研究院 | Melt-blowing nozzles structure |
GB201909168D0 (en) * | 2019-06-26 | 2019-08-07 | Rolls Royce Plc | Fuel injector |
CN112413587A (en) * | 2020-12-11 | 2021-02-26 | 上海铂纳森环境科技有限公司 | Double-venturi flue gas internal circulation low-nitrogen combustion device and combustion method |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4728176B2 (en) * | 2005-06-24 | 2011-07-20 | 株式会社日立製作所 | Burner, gas turbine combustor and burner cooling method |
FR2911667B1 (en) * | 2007-01-23 | 2009-10-02 | Snecma Sa | FUEL INJECTION SYSTEM WITH DOUBLE INJECTOR. |
JP4364911B2 (en) * | 2007-02-15 | 2009-11-18 | 川崎重工業株式会社 | Gas turbine engine combustor |
JP4719704B2 (en) * | 2007-03-09 | 2011-07-06 | 株式会社日立製作所 | Gas turbine combustor |
-
2009
- 2009-06-05 JP JP2009135645A patent/JP5896443B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010281513A (en) | 2010-12-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5472863B2 (en) | Staging fuel nozzle | |
EP2481982B2 (en) | Mixer assembly for a gas turbine engine | |
EP2481987B1 (en) | Mixer assembly for a gas turbine engine | |
JP4364911B2 (en) | Gas turbine engine combustor | |
EP2530382B1 (en) | Fuel injector | |
US8726668B2 (en) | Fuel atomization dual orifice fuel nozzle | |
JP5773342B2 (en) | Fuel injection device | |
JP5930731B2 (en) | Combustor for gas turbine engine and method for operating gas turbine engine combustor | |
US10718524B2 (en) | Mixer assembly for a gas turbine engine | |
JP6196868B2 (en) | Fuel nozzle and its assembly method | |
US8429914B2 (en) | Fuel injection system | |
EP2481985B1 (en) | Fuel injector assembly | |
JP2010249504A (en) | Dual orifice pilot fuel injector | |
GB2486545A (en) | Aerodynamically enhanced fuel nozzle with rounded and straight sections | |
JP5896443B2 (en) | Fuel nozzle | |
JP4086767B2 (en) | Method and apparatus for reducing combustor emissions | |
EP1835231A1 (en) | Burner in particular for a gas turbine combustor, and method of operating a burner | |
JP3944609B2 (en) | Fuel nozzle | |
JP4400314B2 (en) | Gas turbine combustor and fuel supply method for gas turbine combustor | |
JP2008031847A (en) | Gas turbine combustor, its operating method, and modification method of gas turbine combustor | |
JP5372814B2 (en) | Gas turbine combustor and operation method | |
JP4861910B2 (en) | Diffusion combustion type gas turbine combustor | |
JPS59173633A (en) | Gas turbine combustor | |
JP2723488B2 (en) | Afterburner for aircraft engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120531 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130425 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130508 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130701 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140115 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140307 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140716 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140912 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20141008 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20141224 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20150106 |
|
A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20150213 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150930 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160225 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5896443 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |