JPH0220623Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本考案は、ガスタービンの燃焼器内へ液体燃料
を供給するノズルのうち、エアーアシストノズル
への空気供給法に関する考案である。

(ロ) 従来技術 従来から気体燃料のガスタービン機関におい
て、圧縮機より圧縮空気を導入して気体燃料と混
合し燃焼器に供給する技術は公知とされているの
である。

例えば特開昭57−41524号公報に記載の技術の
如くである。

(ハ) 考案が解決しようとする問題点 ガスタービンのうちで、航空用、産業用ガスタ
ービンにおいてはエアーアシストノズルとして渦
巻式圧力噴射弁が広く用いられている。

渦巻式圧力噴射弁はノズルの燃料吐出口の周囲
に圧縮空気により渦流を発生させ、これに液体燃
料を噴射することにより液体燃料の微粒化を図り
燃焼性能を向上させるものである。

そして、この渦流を発生する為の圧縮空気の流
れを得る為に、圧縮機の吐出圧が低い間はアシス
トエアーポンプにて圧縮空気を供給し、アイドリ
ング回転から最大出力までの広い範囲で確実な液
体燃料の微粒化を得ているのである。

本考案は、このアシストエアーポンプを小容量
のものにし、かつアシストエアーポンプの駆動装
置の負荷の軽減を図ろうとするものである。

(ニ) 問題を解決するための手段 本考案の目的は以上の如くであり、次に該目的
を達成する為の構成を説明すると。

アシストエアーポンプ９の吐出空気を、始動時
において切換えバルブ１０を介してエアーアシス
トノズル８に供給し、始動後は切換えバルブ１０
をガスタービン機関により駆動される圧縮機１の
圧縮空気通路側に切換えることにより、燃焼器７
内に噴出させる液体燃料の霧化を促進する構成に
おいて、前記アシストエアーポンプ９の空気吸入
側に、前記圧縮機１の圧縮空気通路側から延出し
たバイパス回路１５を、切換えバルブ１０を迂回
して接続したものである。

(ホ) 実施例 本考案の目的・構成と以上の如くであり、次に
添付の図面に示した実施例の構成を説明すると。

第１図はガスタービン機関の図面である。

第２図は本考案のエアーアシストノズルへの空
気供給法を示す図面、 第３図は従来のエアーアシストノズルへの空気
供給法を示す図面、 第４図は両者の比較を示す吐出圧−流量曲線で
ある。

第１図おいて、ガスタービン機関の構成と作用
を説明すると。一次圧縮機１にて外気を吸入・圧
縮し二次圧縮機２へ圧送する。

二次圧縮機にて更に圧緒空気を圧縮し、燃焼器
７へ送り込む、燃焼器７内で液体燃料と圧縮空気
を混合し爆発燃焼させ燃焼ガスタービン３へ導
く、燃焼ガスタービン３は燃焼ガスにより回転を
与えられ、一次・二次圧縮機１，２を駆動し、余
力がタービン軸１４にて軸出力となり減速装置４
から発電機５を駆動する。６は起動発電機であ
る。

このようなガスタービンのエアーアシストノズ
ルとして、渦巻式圧力噴射弁等を用いるとする
と、エアーアシストノズル８へ圧縮空気を送り、
燃料吐出口の周囲に渦流を発生させる必要がある
のである。

エアーアシストノズル８の中央部へは燃料ポン
プ１１により燃料が圧送されて来て、吐出口から
吐出されるのでその吐出口の周囲に渦流を発生さ
せることにより、燃料の微粒化とミスト化が図れ
るのである。

空気の渦流を発生させる為には、一定速度以上
の空気の流れが必要であり、エアーアシストノズ
ル８の空気吐出口の径が一定であるから、一定容
量以上の空気の流れが与えられれば渦流は発生さ
れるのである。

この一定容量以上の空気流を圧縮機の回転が低
い間において、エアーアシストノズル８へ与える
為に、ノズル差圧ΔP以上の圧力が必要であり、
従来は第３図の如くアシストエアーポンプ１９を
設けていたのである。

即ち、従来はモーター１２にて駆動されるアシ
ストエアーポンプ１９は大気より空気を吸入して
圧縮し、切換えバルブ１０を介してエアーアシス
トノズル８へ圧縮空気を供給していたのである。

そして、タービン機関の回転が上がり、圧縮機
１，２の吐出力（compresser discharge
pressure）即ちＣ，Ｄ，Ｐが上がり、或る一定圧
力以上になると圧縮機の吐出圧（Ｃ，Ｄ，Ｐ）の
みに切換える為に、切換バルブ１０に連結されて
いる。

該吐出圧（Ｃ，Ｄ，Ｐ）が上昇するとアシスト
エアーポンプ１９はこの高圧の中に空気を送り込
むことになる為に吐出量が減少するのである。

圧縮機吐出圧（Ｃ，Ｄ，Ｐ）に切換える一歩手
前まで、アシストエアーポンプ１９にて一定容量
の圧縮空気を吐出してやる為には、第４図の如く
（Ｃ，Ｄ，P′＋ΔP）だけの吐出圧において、容量
Ｑ１を吐出できる大容量のアシストエアーポンプ
１９が必要なのである。

この場合の（Ｃ，Ｄ，Ｐ）′は、アシストエア
ーポンプ１９が圧縮機の吐出空気に切換わる寸前
の圧縮機吐出圧であり、ΔPはノズルの吐出に必
要なノズル差圧である。

第４図のＡは、本考案のアシストエアーポンプ
の曲線、Ｂは従来のアシストエアーポンプの曲線
である。そして、圧縮機吐出圧（Ｃ，Ｄ，Ｐ）が
この（Ｃ，Ｄ，P′＋ΔP）を越えると、アシスト
エアーポンプ１９から空気を送り込めずポンプは
停止し、ノズルへは圧縮機吐出空気のみが送られ
るのである。

この（Ｃ，Ｄ，P′＋ΔP）以上の圧力では、ノ
ズル差圧ΔPが少なくとも燃焼機内のノズル部分
がデイフユーザー２０により囲まれている為に、
デイフユーザー２０の周囲を通過する（Ｃ，Ｄ，
Ｐ）よりも（Ｃ，Ｄ，Ｐ−ΔP）程度の低い圧力
となるので、過流を発生させる為に必要なノズル
差圧ΔPが得られ、圧縮空気流量が得られるので
ある。

しかし、（Ｃ，Ｄ，P′＋ΔP）の圧力以下ではデ
イフユーザー２０の効果が小さいので、ノズル８
の吐出口部分の圧力も（Ｃ，Ｄ，Ｐ）と略同じ圧
力に近くなり、ノズル差圧ΔPをアシストエアー
ノズルにより与えてやる必要があるのである。

このように必要なノズル差圧ΔPを、タービン
機関の回転数の低い間に与える為に、従来第３図
の如く大気圧から圧縮して得ていたので、アシス
トエアーポンプの吐出圧が（Ｃ，Ｄ，P′＋ΔP）
に至つた時には、確かに最抵必要容量のＱ１を送
つているのであるが、CDPがCDP′より低い場合
には、常に余分の流量の圧縮空気を送つているこ
とになるのである。

即ち起動初期においては、第４図示す如くＱ３
の余分の流量を送つていることとなるのである。

本考案は、この不具合いを失くすべく第２図の
如く、圧縮機の圧縮空気通路２１よりバイパス回
路１５を経て吸入し、該圧縮空気の圧力は回転の
低い所から高い所まで変化するが、常にそれに対
してΔPの圧力を与え、即ち（CDP＋ΔP）の圧力
とし、必要流量Ｑ１を得てエアーアシストノズル
の渦流を正常に構成できるようにしたものであ
る。

(ヘ) 考案の効果 本考案は以上の如く構成したので、次のような
効果を奏するものである。

第１に、ガスタービンの燃焼器内へ燃料を噴射
する際に、燃料の微粒化を図る為に、ノズルに渦
流空気を発生させるエアーアシストノズルにおい
て、該エアーアシストノズルへ圧縮空気を送るア
シストエアーポンプの空気吸入を、圧縮機の圧縮
空気通路より吸入したので、アシストエアーポン
プを小容量のポンプとすることができ、駆動モー
タを低馬力モーターとすることが出来たものであ
る。

第２に、圧縮機の低回転の時から常に同じ流量
Ｑ１の風量を送ることができるので、エアーアシ
ストノズル前面の過流が一定となり、燃料噴霧流
も一定のものとすることができ、燃焼状態をバラ
つきのないものとすることができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図はガスタービン機関の図面、第２図は本
考案のエアーアシストノズルへの空気供給法を示
す図面、第３図は従来のエアーアシストノズルへ
の空気供給法を示す図面、第４図は両者の比較を
示す吐出圧−流量曲線である。 １，２……圧縮機、７……燃焼器、８……エア
ーアシストノズル、９……アシストエアーポン
プ、１５……バイパス回路、２１……圧縮機の圧
縮空気通路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. アシストエアーポンプ９の吐出空気を、始動時
   において切換えバルブ１０を介してエアーアシス
   トノズル８に供給し、始動後は切換えバルブ１０
   をガスタービン機関により駆動される圧縮機１の
   圧縮空気通路側に切換えることにより、燃焼器７
   内に噴出させる液体燃料の霧化を促進する構成に
   おいて、前記アシストエアーポンプ９の空気吸入
   側に、前記圧縮機１の圧縮空気通路側から延出し
   たバイパス回路１５を、切換えバルブ１０を迂回
   して接続したことを特徴とするガスタービン機関
   用エアーアシストノズルの空気供給装置。