JPH04281103A - 燃料噴射弁 - Google Patents
燃料噴射弁Info
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- JPH04281103A JPH04281103A JP6789691A JP6789691A JPH04281103A JP H04281103 A JPH04281103 A JP H04281103A JP 6789691 A JP6789691 A JP 6789691A JP 6789691 A JP6789691 A JP 6789691A JP H04281103 A JPH04281103 A JP H04281103A
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- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 114
- 238000002347 injection Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 239000007924 injection Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 abstract description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 11
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 6
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
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- Gas Burners (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガスタービン等に用い
られる燃料噴射弁に関する。
られる燃料噴射弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービン等において、出力性能や排
気性能を改善するために、燃焼室に臨む噴射弁から燃料
を加圧空気と混合しながら噴射することが考えられてい
る。
気性能を改善するために、燃焼室に臨む噴射弁から燃料
を加圧空気と混合しながら噴射することが考えられてい
る。
【０００３】この種の燃料噴射弁として、従来例えば図
６に示すように、複数の混合噴口３１が開口するノズル
ケース３２の内部に混合室３３を画成し、混合室３３に
加圧空気Ａを導く空気通路３４とともに燃料を噴霧する
燃料ノズル３５を備えるものがある。
６に示すように、複数の混合噴口３１が開口するノズル
ケース３２の内部に混合室３３を画成し、混合室３３に
加圧空気Ａを導く空気通路３４とともに燃料を噴霧する
燃料ノズル３５を備えるものがある。
【０００４】これは、燃料ノズル３５から噴射される燃
料を対向壁３２ａに衝突させて液膜を形成し、この液膜
を空気流によりせん断しながら各混合噴口３１を通して
燃焼室に噴出させて、燃料の霧化および空気との混合を
促進するようになっている（実開昭６１−５３６３３号
公報、参照）。
料を対向壁３２ａに衝突させて液膜を形成し、この液膜
を空気流によりせん断しながら各混合噴口３１を通して
燃焼室に噴出させて、燃料の霧化および空気との混合を
促進するようになっている（実開昭６１−５３６３３号
公報、参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来装置にあっては、燃料流量が小さく燃料ノズル
３５から噴射される燃料噴流の勢力が小さい場合に、振
動あるいは重力を受けると、燃料噴流が対向壁３２ａに
対して大きく偏り、対向壁３２ａに均一な液膜を形成す
ることができず、各混合噴口３１を通して燃焼室に噴出
する燃料噴霧に大きなバラツキが生じる。
うな従来装置にあっては、燃料流量が小さく燃料ノズル
３５から噴射される燃料噴流の勢力が小さい場合に、振
動あるいは重力を受けると、燃料噴流が対向壁３２ａに
対して大きく偏り、対向壁３２ａに均一な液膜を形成す
ることができず、各混合噴口３１を通して燃焼室に噴出
する燃料噴霧に大きなバラツキが生じる。
【０００６】したがって、燃料ノズル３５から噴射され
る燃料ジェットの勢力により燃料の微粒化が十分に行え
る流量範囲が制限されるため、ターンダウン比（最大流
量と最小流量の比）が大きくとれず、自動車用ガスター
ビンのように大きなターンダウン比が要求される燃料噴
射弁としては使用できず、この点で改善の余地があった
。
る燃料ジェットの勢力により燃料の微粒化が十分に行え
る流量範囲が制限されるため、ターンダウン比（最大流
量と最小流量の比）が大きくとれず、自動車用ガスター
ビンのように大きなターンダウン比が要求される燃料噴
射弁としては使用できず、この点で改善の余地があった
。
【０００７】本発明は上記の点に着目し、幅広い燃料流
量領域に対応して燃料の微粒化および空気との混合を促
進する燃料噴射弁を提供することを目的とする。
量領域に対応して燃料の微粒化および空気との混合を促
進する燃料噴射弁を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、円筒形のノズ
ルケースの先端部に混合室を形成し、ノズルケースの内
部に同軸的に配置した燃料ノズルとその周囲に形成した
環状の空気通路とを前記混合室に臨ませ、かつ混合室で
空気と混合された燃料を噴出させる複数の混合噴口を設
けた燃料噴射弁において、前記燃料ノズルの噴口の開口
面積を燃料圧力に応じて拡大する弁手段を設ける。
ルケースの先端部に混合室を形成し、ノズルケースの内
部に同軸的に配置した燃料ノズルとその周囲に形成した
環状の空気通路とを前記混合室に臨ませ、かつ混合室で
空気と混合された燃料を噴出させる複数の混合噴口を設
けた燃料噴射弁において、前記燃料ノズルの噴口の開口
面積を燃料圧力に応じて拡大する弁手段を設ける。
【０００９】
【作用】上記構成に基づき、燃料ノズルから噴射される
燃料をノズルケースの内壁面に衝突させて液膜を形成し
、この液膜を空気流によりせん断しながら空気とともに
混合噴口を通して燃焼室に噴出させて、燃料の霧化およ
び空気との混合を促進する。
燃料をノズルケースの内壁面に衝突させて液膜を形成し
、この液膜を空気流によりせん断しながら空気とともに
混合噴口を通して燃焼室に噴出させて、燃料の霧化およ
び空気との混合を促進する。
【００１０】小燃料流量時、弁手段が噴口の開口面積を
絞ることにより、燃料ノズルからノズルケースの内壁面
に向けて噴射される燃料の勢力は十分に高められて、ノ
ズルケースの内壁面に形成される液膜は均一となり、重
力や振動等の影響を受けても一方向に大きく偏ることが
ない。したがって各混合噴口から空気と混合、撹はんし
ながら噴出する燃料は均一的な濃度で、等しく微粒化、
霧化が促進される。
絞ることにより、燃料ノズルからノズルケースの内壁面
に向けて噴射される燃料の勢力は十分に高められて、ノ
ズルケースの内壁面に形成される液膜は均一となり、重
力や振動等の影響を受けても一方向に大きく偏ることが
ない。したがって各混合噴口から空気と混合、撹はんし
ながら噴出する燃料は均一的な濃度で、等しく微粒化、
霧化が促進される。
【００１１】燃料流量が増大するのに伴って、弁手段が
噴口の開口面積を拡大することにより、燃料ノズルの噴
射圧が過度に上昇することを防止しながら、燃料の最大
噴射量が高められて、ターンダウン比を拡大することが
できる。
噴口の開口面積を拡大することにより、燃料ノズルの噴
射圧が過度に上昇することを防止しながら、燃料の最大
噴射量が高められて、ターンダウン比を拡大することが
できる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。
説明する。
【００１３】図１は本発明をガスタービンに備えられる
燃料噴射弁に適用したもので、円筒型のノズルケース２
の先端部には混合室３が形成され、この混合室３で空気
と混合した燃料を先端の混合噴口１０から図示しないガ
スタービンの燃焼室に噴出する。ノズルケース２の内部
には混合室３に臨ませて燃料ノズル５が配置され、この
燃料ノズル５の周囲には空気通路４が形成される。ノズ
ルケース２の円盤状対向壁２ａには複数の混合噴口１０
が放射状に等間隔で形成されている。
燃料噴射弁に適用したもので、円筒型のノズルケース２
の先端部には混合室３が形成され、この混合室３で空気
と混合した燃料を先端の混合噴口１０から図示しないガ
スタービンの燃焼室に噴出する。ノズルケース２の内部
には混合室３に臨ませて燃料ノズル５が配置され、この
燃料ノズル５の周囲には空気通路４が形成される。ノズ
ルケース２の円盤状対向壁２ａには複数の混合噴口１０
が放射状に等間隔で形成されている。
【００１４】燃料ノズル５は燃料筒５ａの外周から突出
する突起５ｂによりノズルケース２の中心に同軸的に支
持され、突起５ｂ間には空気通路４からの加圧空気Ａを
混合室３に導く噴口４ａが形成される。
する突起５ｂによりノズルケース２の中心に同軸的に支
持され、突起５ｂ間には空気通路４からの加圧空気Ａを
混合室３に導く噴口４ａが形成される。
【００１５】図２にも示すように、燃料ノズル５の噴口
６には、その開口面積を可変とする弁手段として、針弁
７と、この針弁７を閉弁方向に付勢するコイルスプリン
グ８が設けられる。
６には、その開口面積を可変とする弁手段として、針弁
７と、この針弁７を閉弁方向に付勢するコイルスプリン
グ８が設けられる。
【００１６】燃料筒５ａの内部には円柱型の支持体９が
介装され、この支持体９はその基端から突出する突起９
ａにより燃料筒５ａの中心に同軸的に支持され、その先
端に針弁７の軸部７ｂおよびコイルスプリング８を摺動
可能に挿入させるガイド穴９ｂが形成される。
介装され、この支持体９はその基端から突出する突起９
ａにより燃料筒５ａの中心に同軸的に支持され、その先
端に針弁７の軸部７ｂおよびコイルスプリング８を摺動
可能に挿入させるガイド穴９ｂが形成される。
【００１７】針弁７はその先端に円錐型の弁体部７ａを
有する一方、燃料筒５ａはその先端に同じく円錐型に絞
られるシート面５ｃを有し、両者の間に断面環状の噴口
６が画成される。
有する一方、燃料筒５ａはその先端に同じく円錐型に絞
られるシート面５ｃを有し、両者の間に断面環状の噴口
６が画成される。
【００１８】シート面５ｃには複数のストッパ１１が棒
状に所定の間隔で突出形成され、ストッパ１１の針弁７
が当接することにより、噴口６の最小開口面積が規制さ
れる。
状に所定の間隔で突出形成され、ストッパ１１の針弁７
が当接することにより、噴口６の最小開口面積が規制さ
れる。
【００１９】コイルスプリング８はその一端がガイド穴
９ｂの底部９ｃに着座し、他端が弁体部７ａと軸部７ｂ
間の段部７ｃに着座して、針弁７をストッパ１１に押し
付ける。針弁７は噴口６に導かれる圧力によりコイルス
プリング８を収縮させて摺動し、その基端面７ｄがガイ
ド穴９ｂの底面９ｃに当接することにより、噴口６の最
大開口面積が規制される。
９ｂの底部９ｃに着座し、他端が弁体部７ａと軸部７ｂ
間の段部７ｃに着座して、針弁７をストッパ１１に押し
付ける。針弁７は噴口６に導かれる圧力によりコイルス
プリング８を収縮させて摺動し、その基端面７ｄがガイ
ド穴９ｂの底面９ｃに当接することにより、噴口６の最
大開口面積が規制される。
【００２０】次に、作用について説明する。
【００２１】燃料ノズル５から混合室３に噴射される燃
料は、弁体２の対向壁２ａに衝突して液膜を形成し、対
向壁２ａに設けた複数の混合噴口１０に向けて均一的に
流れ込む。他方、混合室３には空気通路４の噴口４ａか
ら圧縮空気が送り込まれ、一部は燃料と混合しつつ、燃
料液膜を激しくせん断しながら混合噴口１０から噴出さ
せて、燃料の霧化および空気との混合を促進する。
料は、弁体２の対向壁２ａに衝突して液膜を形成し、対
向壁２ａに設けた複数の混合噴口１０に向けて均一的に
流れ込む。他方、混合室３には空気通路４の噴口４ａか
ら圧縮空気が送り込まれ、一部は燃料と混合しつつ、燃
料液膜を激しくせん断しながら混合噴口１０から噴出さ
せて、燃料の霧化および空気との混合を促進する。
【００２２】燃料ノズル５は噴口６に導かれる燃料圧力
が上昇するのにしたがって、針弁７がコイルスプリング
８を収縮させながら移動して、噴口６の開口面積を拡大
する。
が上昇するのにしたがって、針弁７がコイルスプリング
８を収縮させながら移動して、噴口６の開口面積を拡大
する。
【００２３】小燃料流量時、針弁７はコイルスプリング
８に付勢されてストッパ１１に当接し、噴口６の開口面
積を小さく絞る。これにより、燃料の噴射圧力を高めて
、燃料ノズル５から対向壁２ａに向かう燃料噴流の勢力
を強化して、重力や振動等の影響を受けても一方向に大
きく偏ることを防止する。したがって、対向壁２ａ上に
均一な液膜が形成され、各混合噴口１０から空気と混合
、撹はんしながら噴出する燃料は均一的な濃度で、等し
く微粒化、霧化が促進される。
８に付勢されてストッパ１１に当接し、噴口６の開口面
積を小さく絞る。これにより、燃料の噴射圧力を高めて
、燃料ノズル５から対向壁２ａに向かう燃料噴流の勢力
を強化して、重力や振動等の影響を受けても一方向に大
きく偏ることを防止する。したがって、対向壁２ａ上に
均一な液膜が形成され、各混合噴口１０から空気と混合
、撹はんしながら噴出する燃料は均一的な濃度で、等し
く微粒化、霧化が促進される。
【００２４】燃料流量が増大するのに伴って、針弁７は
コイルスプリング８を収縮させながら噴口６の開口面積
を拡大することにより、燃料ノズル５の噴射圧が過度に
上昇することを防止しながら、燃料の最大噴射量を高め
て、ターンダウン比を拡大することができる。
コイルスプリング８を収縮させながら噴口６の開口面積
を拡大することにより、燃料ノズル５の噴射圧が過度に
上昇することを防止しながら、燃料の最大噴射量を高め
て、ターンダウン比を拡大することができる。
【００２５】このため、低流量から高流量までの幅広い
燃料流量範囲で、常時良好な微粒化、霧化が確保され、
自動車用ガスタービンのように燃料流量の大きく変化す
るものでも、あらゆる運転領域で安定した燃焼を実現す
ることができる。
燃料流量範囲で、常時良好な微粒化、霧化が確保され、
自動車用ガスタービンのように燃料流量の大きく変化す
るものでも、あらゆる運転領域で安定した燃焼を実現す
ることができる。
【００２６】次に、図３，図４，図５にそれぞれ示す他
の実施例について説明する。
の実施例について説明する。
【００２７】燃料ノズル５の噴口６には、その開口面積
を可変とする弁手段として、複数の板バネ２１が設けら
れ、各板バネ２１の基端２１ｂは燃料ノズル５の燃料筒
５ａの内壁に固着され、その先端に２１ａにより燃料圧
力に応じて噴口６を円錐形に絞るようになっている。
を可変とする弁手段として、複数の板バネ２１が設けら
れ、各板バネ２１の基端２１ｂは燃料ノズル５の燃料筒
５ａの内壁に固着され、その先端に２１ａにより燃料圧
力に応じて噴口６を円錐形に絞るようになっている。
【００２８】小燃料流量時、図４に示すように、板バネ
２１は噴口６の開口径をｄと小さく絞り、燃料の噴射圧
力を高めて、燃料ノズル５から対向壁２ａに向かう燃料
噴流の勢力を強化する。これにより、対向壁２ａ上に均
一な液膜がを形成され、各混合噴口１０から空気と混合
、撹はんしながら噴出する燃料は均一的な濃度で、等し
く微粒化、霧化が促進される。
２１は噴口６の開口径をｄと小さく絞り、燃料の噴射圧
力を高めて、燃料ノズル５から対向壁２ａに向かう燃料
噴流の勢力を強化する。これにより、対向壁２ａ上に均
一な液膜がを形成され、各混合噴口１０から空気と混合
、撹はんしながら噴出する燃料は均一的な濃度で、等し
く微粒化、霧化が促進される。
【００２９】燃料流量が増大するのに伴って、図５に示
すように、板バネ２１は弾性変形しながら噴口６の開口
径をＤと拡大することにより、燃料ノズル５の噴射圧が
過度に上昇することを防止しながら、燃料の最大噴射量
を高めて、ターンダウン比を拡大することができる。
すように、板バネ２１は弾性変形しながら噴口６の開口
径をＤと拡大することにより、燃料ノズル５の噴射圧が
過度に上昇することを防止しながら、燃料の最大噴射量
を高めて、ターンダウン比を拡大することができる。
【００３０】燃料筒５ａの先端に円錐形に絞られるシー
ト面５ｃが形成され、板バネ２１が弾性変形してシート
面５ｃに当接することにより、噴口６の最大開口面積が
規制される。
ト面５ｃが形成され、板バネ２１が弾性変形してシート
面５ｃに当接することにより、噴口６の最大開口面積が
規制される。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、円筒形の
ノズルケースの先端部に混合室を形成し、ノズルケース
の内部に同軸的に配置した燃料ノズルとその周囲に形成
した環状の空気通路とを前記混合室に臨ませ、かつ混合
室で空気と混合された燃料を噴出させる複数の混合噴口
を設けた燃料噴射弁において、前記燃料ノズルの噴口の
開口面積を燃料圧力に応じて拡大する弁手段を設けたた
め、燃料噴霧が重力や振動等に影響されることが少なく
、燃料流量の広い範囲で各混合噴口の開口部に均一な液
膜を形成して噴射燃料の微粒化がはかれ、大きなターン
ダウン比が要求される自動車用ガスタービンの燃料噴射
弁として使用することが可能となる。
ノズルケースの先端部に混合室を形成し、ノズルケース
の内部に同軸的に配置した燃料ノズルとその周囲に形成
した環状の空気通路とを前記混合室に臨ませ、かつ混合
室で空気と混合された燃料を噴出させる複数の混合噴口
を設けた燃料噴射弁において、前記燃料ノズルの噴口の
開口面積を燃料圧力に応じて拡大する弁手段を設けたた
め、燃料噴霧が重力や振動等に影響されることが少なく
、燃料流量の広い範囲で各混合噴口の開口部に均一な液
膜を形成して噴射燃料の微粒化がはかれ、大きなターン
ダウン比が要求される自動車用ガスタービンの燃料噴射
弁として使用することが可能となる。
【図１】本発明の実施例を示す燃料噴射弁の断面図であ
る。
る。
【図２】同じく燃料ノズルの断面図である。
【図３】他の実施例を示す燃料噴射弁の断面図である。
【図４】同じく燃料小流量時の燃料ノズルの断面図であ
る。
る。
【図５】同じく燃料大流量時の燃料ノズルの断面図であ
る。
る。
【図６】従来例を示す燃料噴射弁の断面図である。
２ ノズルケース
２ａ 対向壁
３ 混合室
４ 空気通路
５ 燃料ノズル
６ 噴口
７ 針弁
８ コイルスプリング
１０ 混合噴口
１１ ストッパ
Claims (1)
- 【請求項１】 円筒形のノズルケースの先端部に混合
室を形成し、ノズルケースの内部に同軸的に配置した燃
料ノズルとその周囲に形成した環状の空気通路とを前記
混合室に臨ませ、かつ混合室で空気と混合された燃料を
噴出させる複数の混合噴口を設けた燃料噴射弁において
、前記燃料ノズルの噴口の開口面積を燃料圧力に応じて
拡大する弁手段を設けたことを特徴とする燃料噴射弁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6789691A JPH04281103A (ja) | 1991-03-07 | 1991-03-07 | 燃料噴射弁 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6789691A JPH04281103A (ja) | 1991-03-07 | 1991-03-07 | 燃料噴射弁 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04281103A true JPH04281103A (ja) | 1992-10-06 |
Family
ID=13358120
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6789691A Pending JPH04281103A (ja) | 1991-03-07 | 1991-03-07 | 燃料噴射弁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04281103A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010019434A (ja) * | 2008-07-08 | 2010-01-28 | Rinnai Corp | バーナ用ガスノズル装置 |
| CN102032575A (zh) * | 2009-09-30 | 2011-04-27 | 通用电气公司 | 用于燃气涡轮机喷嘴的装置和方法 |
| JP2013227885A (ja) * | 2012-04-24 | 2013-11-07 | Niigata Power Systems Co Ltd | ガスタービン燃焼器 |
| JP2016006377A (ja) * | 2015-09-24 | 2016-01-14 | 新潟原動機株式会社 | ガスタービン燃焼器 |
-
1991
- 1991-03-07 JP JP6789691A patent/JPH04281103A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010019434A (ja) * | 2008-07-08 | 2010-01-28 | Rinnai Corp | バーナ用ガスノズル装置 |
| CN102032575A (zh) * | 2009-09-30 | 2011-04-27 | 通用电气公司 | 用于燃气涡轮机喷嘴的装置和方法 |
| JP2013227885A (ja) * | 2012-04-24 | 2013-11-07 | Niigata Power Systems Co Ltd | ガスタービン燃焼器 |
| JP2016006377A (ja) * | 2015-09-24 | 2016-01-14 | 新潟原動機株式会社 | ガスタービン燃焼器 |
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