JPH01127067A - 噴霧ノズル - Google Patents

噴霧ノズル

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JPH01127067A
JPH01127067A JP63029000A JP2900088A JPH01127067A JP H01127067 A JPH01127067 A JP H01127067A JP 63029000 A JP63029000 A JP 63029000A JP 2900088 A JP2900088 A JP 2900088A JP H01127067 A JPH01127067 A JP H01127067A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、空気の供給下に液体燃料を霧化するための噴
霧ノズルに関する。
空気供給下に噴霧する場合、噴霧に必要なエネルギーは
専らまたは少なくとも主として噴霧用空気から取り出さ
れる。
噴霧は、引続き燃料を燃焼するために行なわれる。でき
るだけ微細な噴霧が求められる。
二 噴霧ノズルは、ガスタービンバーナのバーナーランスの
頭部に形成して、該バーナーを液体燃料の燃焼用にも構
成すべきである。殊に、該噴霧ノズルは、環状燃焼室に
配置された幾つかのバーナーランスを有するガスタービ
ンバーナーにおいて使用される。
〔従来の技術〕
著者レフエプウル（Ａｒｔｈｕｒ　Ｈ，Ｌｅｆｅｂｖｒ
ｅ　）によＩ）″フロブレス・エネルギｍ−コンパッシ
ョン・サイエンス（Ｆｒｏｇ、　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｃｏｍ
ｂｕｓｔ。
Ｓｃｉ、、　　”第６巻第２６６頁〜第２６１頁（Ｐｅ
ｒｇａｍｏｎ　Ｐｒｅｓｓ社発行、１９８０年）に発表
された論文”空気ブラスト噴霧（ＡｉｒｂｌａｓｔＡｔ
ｏｍｉ２．ａｔｉｏｎ　）″から、前切に挙げた形式の
種々の噴霧ノズルが公知である。
殊に環状燃焼室に配置されたバーナーランスヲ有スるガ
スタービンバーナーにおける使用には、公知の噴霧ノズ
ルはいずれも不適当である。
このことは、殊にその空間の噴霧特性に関して妥当であ
る。この噴霧特性は過度に強く集中的である。意図せる
範囲内で使用しうる噴霧ノズルは、同じ燃焼室の隣接す
るバーナーランス間の横方向点火を確実にするために、
著しく広く扇状に拡がった噴霧特性を有しなければなら
ない。他面において、火炎は広い噴霧特性にも拘らず、
燃料／空気の割合が極めて不十分になるまで燃料の供給
が減少した場合でも維持されなければならない。さらに
、噴霧ノズルは、できるだけ有害物の少ない燃焼に関し
て、できるだけ高い噴霧の質を有すべきである。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の課題は、上記の要件を満足する、空気の供給下
に液体燃料を噴霧するため噴霧ノズルを提供することで
ある。
〔課題を解決するための手段〕
この課題ならびに他の課題は、本発明によれば請求項１
の特徴を有する新しい噴霧ノズルによって解決される。
従って、本発明の噴霧ノズルは、なかんずく内室および
該室をジャケット状に取り囲む外室を有し、外室はそれ
ぞれ該室をカバーする幾つかの出口孔を備えている。空
気の一部のみが内室中へ流入し、ここで同様に内室中へ
流入する液体燃料の粗噴霧のほかに、大体において出口
孔に向って該燃料を均一に分配するのに使用される。空
気の他の部分は、内室のまわりを流れて外室を通り、内
室の出口孔から流出する粗噴霧された燃料に同心に混和
される。これにより、液体燃料が外室の出口孔の孔壁と
接触するのがることとなる。
本発明による噴霧ノズルを用いると火炎安定性の著しい
改善を達成することができた。火炎安定性は、噴霧ノズ
ルにより直接に影響される。
噴霧の質が良好であるほど、燃料滴はますます迅速に完
全に蒸発して火炎を維持する。
本発明による噴霧ノズルの有利な構成は、請求項２〜８
に記載されている。
本発明の他の特徴および利点は、殊に添付図面と関連せ
る下記の明細書の記載から明らかである。
〔実施例〕
図面に関して、第１図には内室１と外室２とを有する噴
霧ノズルが断面図で示されている。
外室２は内室１をジャケット状に取り囲んでいる。外室
はほぼ半球殻状形を有する。
内室１中へは中央燃料通路３およびこの燃料通路を同じ
軸４を有して取り囲む空気通路５が入口孔６ないしは７
により接続している。さらに、空気通路は結合孔８を介
して外室２と結合している。内室中への空気通路５の入
口孔７は、環状断面を有するか、または環状に分配され
た幾つかの入口孔によって形成される。同じことは、結
合孔８についても言える。
内室１は、入口孔６および７に相対する側に幾つかの出
口孔９，１０を備えている。４つの出口孔９および４つ
の出口孔１０が設けられている。出口孔９は、軸４と２
０°〜４５°の範囲内の角（Ｐｏｌａｒｗｉｎｋｅｌ　
）、とくに２５°の角を囲む。
出口孔１０は軸４と４５°〜７０°の角、とくに６５°
の角を囲む。
されている。
内室１の横断面はその出口孔９，１０に向って先細にな
っている。内室は、その入口孔６゜７からその出口孔９
，１０への方向に差当り円筒形で、次いで円錐台形であ
る。出口孔９゜１０は円錐台形部分から、しかも上記方
向ないしは軸４に関して同じ横断面でかつこの軸から一
致する間隔で出発する。従って、出口孔９゜１０は、内
室１中に、環状の孔列を形成する。
内室・１の出口孔９，１０は外室２に接続している。外
室は、相応に多数の出口孔１１．１２を有し、該出口孔
は内室の出口孔９，１０と重なっている。外室２の出口
孔１１．１２の横断面は、内室１の出口孔の横断面より
も太きい。
該横断面は、望ましくは内室１の出口孔９゜１０の横断
面の和に一致しかつ外室２の出口孔の方への開口の環状
横断面に一致する。最後に挙げた環状横断面はπ・Ｄ−
Ｗとなる。ここでＤは外室２の出口孔１１．１２の直径
を表わし、Ｗは出口孔９，１０におけるその径を表わす
。
外室２の出口孔１１．１２は外方へ円錐形に拡がってい
る。
記載した噴霧ノズルの作用法は次のとおりである： 燃料通路３により、液体燃料、たとえば油が僅かな過圧
下に供給される。燃料は入口孔６を通って内室１中へ流
入する。入口孔６の直径は、燃料通路３の直径の約１／
１ｏの大きさで、０−６ｍｍ〜約１．２龍の範囲内に選
択されている。０．６朋よりも著しく小さい直径は、入
口孔の閉塞危険の理由から不利である。
前記の直径、燃料通路３中での燃料の僅かな４圧ならび
に内室の入口孔６からその相対する壁までの内室１の長
さは、相対する壁のほぼ中央にあたる細い燃料の流れが
生じるように互いに調和されている。このため、内室１
の長さは、その入口孔・６の直径の約２０倍よりも大き
くてはならない。
液体燃料は、入口孔６に相対する壁に衝突する際に霧化
される。
空気通路５により噴霧用空気は、しかも同様に過圧下に
供給される。この過圧はたとえば、噴霧ノズルの周囲に
おける外圧の１．０５〜１．６倍、望ましくは１．２倍
である。噴霧用空気は、液体燃料の霧化に必要なエネル
ヤーの大部分を供給しなければならない。
空気通路５により供給される噴霧用空気の一部は、入口
孔７を通って内室１に入る。該空気はここで、上述した
ように、入口孔６，７に相対する壁に衝突することによ
り粗噴霧された燃料を内室の出口孔９，１０によって均
一に分配して駆出するのに役立つ。
ここではとくに燃料の個々の出口孔９，１０へのできる
だけ良好な均一分配が重要であり、さらになお最終的に
望ましい質での噴霧も重要であることが強調される。
とくに良好な噴霧は、内室１だけの出口孔９゜１０から
駆出することによっては全く達成できない。それという
のも燃料の一部は出口孔９゜１００壁を濡らして壁膜を
形成するからである。
所望の高い噴霧の質は外室２によってはじめて達成され
る。
空気通路５により供給される噴霧用空気の主要部は、結
合孔８を通って外室２に入り、この中で内室１のまわり
を流れる。内室１の出口孔９．１０と重なる外室の出口
孔１１．１２に、外室２を通って流れる噴霧用空気は同
心に、内室１の出口孔９，１０から出る燃料エーロゾル
を取り巻く。これは第２図に明らかである。この効果に
よって、内室１から出る燃料エーロゾルの燃料滴が出口
孔１１．１２の壁と接触するのが確実に阻止される。こ
れによって、噴霧の質の著しい改良が達成される。
噴霧用空気の主要部、とくに約７０〜８０％が外室２を
通って流れるようにするためには、外室の流動抵抗およ
び結合孔８の流動抵抗が適当な方法で内室１による流動
抵抗に比例して定められていなければならない。内室１
の出口孔９．１０の直径は、合計８つの出口孔の場合、
その入口孔６の直径よりも約１．３３倍大きくなければ
ならない。
外室２中でその出口孔１１．１２において最大の流速が
生じるのが有利である。従って、外室２の流動断面積は
ここで最小であるべきである。
さらに、外室２の出口孔１１．１２の間の流動断面積が
、これら出口孔と結合孔８との間よりも大きく構成する
のが有利である。これによって、内室１の出口孔９，１
０から出る燃料エーロゾルの均一な被覆が達成される。
このためとくに、第１図に点線で示した溝１３が、出口
孔９，１０ないしは１１．１２の間で、内室１を外室２
から分離する壁中に外室に面した側に設けられる。
出口孔９，１０ないしは１１．１２の４ＩＩｔＩ４に対
する角度を選択することによって、殊に出口孔９，１０
ないしは１１．１２を、異なる角度を有する２つのグル
ープ９，１１および１０゜１２に分けることによって、
ガスタービン燃焼室中での意図せる使用に関して最適の
空間的噴霧特性が達成される。出口孔１０．１２によっ
て、隣接する同種のバーナーに対する確実な横方向点火
が保証される。これと′は異なり、出口孔９，１１は軸
に対するその僅かな角度によって炎の安定性を、燃料／
空気の比が極めて不十分になるまで保証する。
最後に、たんに合計８つの出口孔９，１０ないしは１１
．１２の選択された数は、この数の場合には流動計の中
心に、その広がりを狭める負圧域が形成しえない限り有
利である。出口孔の間に、圧平衡のための十分な空間が
存在する。
【図面の簡単な説明】
第１図は内室および外室を有する本発明によよる噴霧ノ
ズルの断面図であり、第２図は外室の出口孔の範囲内で
の流動形式を示す略図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、空気供給下に液体燃料を噴霧するための噴霧ノズル
    において、該ノズルが内室（１）、これを取り囲むほぼ
    半球形の外室（２）、中央の燃料通路（３）および該通
    路を同じ軸（４）を有して取り囲む空気通路（５）を有
    し、中央の燃料通路（３）および空気通路 （５）は内室（１）の入口孔（６、７）中に開口し、さ
    らに空気通路（５）は少なくとも１つの結合孔（８）を
    介して外室（２）と結合しており、内室（１）はその入
    口孔（６、７）に相対して、外室（２）中へ開口する幾
    つかの出口孔（９、１０）を有し、外室（２）は相互に
    多数の、内室（１）の出口孔（９、１０）と重なる、外
    方へ通じる出口孔（１１、１２）を有することを特徴と
    する噴霧ノズル。 ２、内室（１）および外室（２）のそれぞれ４つの出口
    孔（９、１１ないしは１０、１２）の２つのグループが
    設けられていて、２つのグループの１つの出口孔（９、
    １１）は、燃料通路（３）ないしは空気通路（５）の軸
    （４）と２０°〜４５°の角を囲み、他のグループの出
    口孔（１０、１２）は上記の軸（４）と４５°〜７０°
    の角を囲むことを特徴とする請求項１記載の噴霧ノズル
    。 ３、外室（２）中へ開口する、内室（１）の出口孔（９
    、１０）が外室（２）の外方へ通じる出口孔（１１、１
    ２）よりも小さい横断面を有し、外室（２）の出口孔（
    １１、１２）は外方へ円錐形に拡がつていて、外室（２
    ）の出口孔（１１、１２）の最小横断面はそれぞれ、内
    室（１）の出口孔（９、１０）の横断面と、外室（２）
    の出口孔（１１、１２）への開口の環状横断面との和に
    一致することを特徴とする請求項１または２記載の噴霧
    ノズル。 ４、内室（１）および外室（２）の流動抵抗が、殊に流
    動技術的に有効な横断面を相互に適当に定めることによ
    り、空気通路（５）からの空気の約７０〜９０％が外室
    （２）を通つて流れ、これに応じて空気の僅か１０〜３
    ０％だけが内室（１）を通つて流れるように選択されて
    いることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１
    項記載の噴霧ノズル。５、内室（１）の横断面がその出
    口孔（９、１０）の方へ先細になり、内室（１）の出口
    孔（９、１０）はその中に環状の孔列を形成することを
    特徴とする請求項１から４までのいずれか１項記載の噴
    霧ノズル。 ６、外室（２）はその出口孔（１１、１２）にそれぞれ
    最小流動横断面を有し、その出口孔（１１、１２）の間
    に、これら出口孔と、空気通路（５）への結合孔との間
    よりも大きい流動断面を有することを特徴とする請求項
    １から５までのいずれか１項記載の噴霧ノズル。 ７、内室（１）中への燃料通路（３）の入口孔（６）の
    直径が最低０．６ｍｍ、最高１．２ｍｍであり、燃料通
    路（３）ないしは空気通路（５）の軸（４）の方向での
    内室（１）の長さは、内室（１）中への燃料通路（３）
    の入口孔（６）の直径よりも約２０倍大きく、内室（１
    ）の出口孔（９、１０）の直径は、合計８つの出口孔の
    場合、内室（１）中への燃料通路（３）の出口孔（６）
    の直径よりも約１．３３倍大きく、燃料通路（３）の直
    径は内室（１）中への入口孔（６）よりも約１０倍大き
    いことを特徴とする噴霧ノズル。８、空気通路（５）中
    で、その外側環境に対して少なくとも１．３バールの過
    圧に構成されていることを特徴とする請求項１から７ま
    でのいずれか１項記載の噴霧ノズル。
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