JPH0762522B2 - ガスタ−ビンエンジンの複式燃料噴射ノズル - Google Patents

ガスタ−ビンエンジンの複式燃料噴射ノズル

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JPH0762522B2
JPH0762522B2 JP29848086A JP29848086A JPH0762522B2 JP H0762522 B2 JPH0762522 B2 JP H0762522B2 JP 29848086 A JP29848086 A JP 29848086A JP 29848086 A JP29848086 A JP 29848086A JP H0762522 B2 JPH0762522 B2 JP H0762522B2
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敏夫 神村
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帝人製機株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、ガスタービンエンジンの複式燃料噴射ノズ
ルに関する。
従来の技術 従来、ガスタービンエンジンの複式燃料噴射ノズルとし
ては、例えば第8図に示すようなものが知られている。
このものは、ノズルボディ1と、このノズルボディ1内
に収納されたノズルチップ2と、ノズルチップ2より後
方側のノズルボディ1内に収納されたブロック3と、を
備えている。前記ノズルチップ2は一次燃料を旋回させ
ながら燃焼室4に噴射する一次渦巻室5および該一次渦
巻室5に一次燃料を導く一次通路6を有する一次チップ
7と、二次燃料を旋回させながら燃焼室4に噴射する二
次渦巻室8および該二次渦巻室8に二次燃料を導く二次
通路9を有する二次チップ10と、から構成され、また、
前記ブロック3は前記一次通路6、二次通路9にそれぞ
れ接続された一次、二次供給路11、12を有している。そ
して、前記一次通路6、二次通路9は一次渦巻室5、二
次渦巻室8に均一に燃料を供給するため等角度離れて複
数本設けられているが、これら複数の一次通路6、二次
通路9に一次、二次燃料を分配供給するために、一次供
給路11、二次供給路12をブロック3の前面近傍に設けた
環状溝13、14にそれぞれ連通させている。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、前述したようなガスタービンエンジンの
複式燃料噴射ノズルにあっては、ブロック3の前面近傍
に環状溝13、14を形成しているが、これら環状溝13、14
間にはシールのためにある程度の間隔を設けなければな
らない。このため、一次通路6の接続される環状溝13の
直径は小さくならざるを得ず、この結果、この環状溝13
に一次通路6を介して接続される一次渦巻室5の直径も
小さなものとなってしまう。このように、一次渦巻室5
の直径が小さいと、一次燃料の噴射角を大きくできず、
噴射時における一次燃料の放射方向分力が小さくなるた
め、一次燃料が小流量となったとき、例えばアイドリン
グ時に霧化しなくなり、エンジン停止が発生するのであ
る。このようなエンジン停止を防止するには、低速回転
時においても一次燃料の供給量を所定量に維持すればよ
いが、このようにすると燃費が悪くなるという問題点が
ある。さらに、近年、燃料として安価な重質油を使用す
ることも考えられているが、このような重質油は霧化し
にくいので、重質油でも容易に霧化させることのできる
噴射ノズルが要望されている。
問題点を解決するための手段 このような問題点および要望は、ノズルボディと、ノズ
ルボディ内に収納され、一次燃料を旋回させながら燃焼
室に噴射する一次渦巻室および一次渦巻室を囲み二次燃
料を旋回させながら前記燃焼室に噴射する二次渦巻室を
有するとともに、一次、二次燃料を前記一次、二次渦巻
室にそれぞれ導く一次、二次通路を有するノズルチップ
と、ノズルチップより後方側のノズルボディ内に収納さ
れ、前記一次、二次通路にそれぞれ接続された一次、二
次供給路を有する供給ブロックと、を備えたガスタービ
ンエンジンの複式燃料噴射ノズルにおいて、前記ノズル
チップの後面に開口した一次、二次通路の接続ポートお
よび供給ブロックの前面に開口した一次、二次供給路の
接続ポートを略同一円上に互いに所定角度離して配置す
るとともに、ノズルチップと供給ブロックとの相対回転
を阻止する回転阻止手段を設けたガスタービンエンジン
の複式燃料噴射ノズルにより解決することができる。
作用 この発明においては、一次、二次通路の接続ポートおよ
び一次、二次供給路の接続ポートを略同一円上に互いに
所定角度離して配置しているので、一次渦巻室の直径を
大径である二次渦巻室の直径程度まで大きくすることが
でき、一次燃料の噴射角を大きくすることができる。こ
のため、一次渦巻室内において一次燃料の旋回エネルギ
ーが持続し、噴射時の放射方向分力が大きくなる。これ
により、一次燃料が小流量であっても容易に霧化し、燃
費が向上するとともに、一次燃料が重質油でも容易に霧
化させることができる。なお、ノズルチップおよび供給
ブロックが相対回転すると、一次通路と二次供給路と
が、また、二次通路と一次供給路とが接続するおそれが
あるため、この発明ではノズルチップと供給ブロックと
の相対回転を回転阻止手段によって阻止している。
実施例 以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第1図において、21はガスタービンエンジンの複式燃料
噴射ノズルであり、この噴射ノズル21はサポート22を有
する。23はサポート22内に挿入されたノズルケースであ
り、このノズルケース23はフランジ部24と円筒部25とを
有する。26はポートブロックであり、このポートブロッ
ク26内には軽油、重油等の燃料が送り込まれる燃料通路
27が形成されている。前述したサポート22、ノズルケー
ス23、ポートブロック26は全体としてノズルボディ28を
構成する。28はサポート22とノズルケース23との間に介
装された断熱材であり、この断熱材29のフランジ部30、
前記サポート22、ノズルケース23のフランジ部24および
サポートブロック26は複数のボルト31により共締めされ
て互いに連結されている。前記ノズルボディ28内でその
先端部にはノズルチップ42が収納され、このノズルチッ
プ42は一次チップ43と、この一次チップ43の直前に配置
された二次チップ44と、からなる。前記一次チップ43
は、第1、2、3図に示すように、前端に向かうに従い
先細りとなった略円錐状の一次渦巻室45をするととも
に、その後面に該一次渦巻室45に対する接線に沿って延
在する一対の一次通路としての旋回通路46を有する。前
記旋回通路46は互いに180度離れるとともに、その内端
側が一次渦巻室45に開口している。一方、前記二次チッ
プ44は、第1、4、5図に示すように、一次チップ43と
の間に一次渦巻室45を囲む二次渦巻室49を有するととも
に、その後面に二次渦巻室49に対する接線に沿って延在
する一対の旋回通路50を有する。この結果、これら旋回
通路46、50を通じて一次、二次渦巻室45、49に導かれた
一次、二次燃料は接線方向の分力を有しているので、一
次、二次渦巻室45、49内で旋回するとともに、一次、二
次渦巻室45、49の先端にそれぞれ設けられた一次、二次
噴射口47、51から燃焼室48に向かって噴射される。ま
た、前記一次チップ43には一端が一次チップ43の後面に
開口し他端が前記旋回通路50の外端に接続された一対の
通路52が形成されている。前述した旋回通路50、通路52
は全体として二次通路53を構成する。そして、前記旋回
通路46の外端および通路52の一端は後述する一次、二次
供給路に接続される探続ポート54、55となり、これら接
続ポート54、55は略同一円上に交互に配置され、互いに
90度だけ離れている。前記ノズルチップ42の後方のノズ
ルボディ28内には、第1、6、7図に示す供給ブロック
61が収納され、この供給ブロック61には一端が供給ブロ
ック61の外周に他端が供給ブロック61の前端に開口した
一次供給路路62が形成され、この一次供給路62の他端が
前記接続ポート54に接続される接続ポート63となる。そ
して、これら接続ポート63は接続ポート54と同数、即ち
一対形成されるとともに、接続ポート54と略同一の円上
に180度離れて配置される。また、供給ブロック61には
一端が供給ブロック61の後面に他端が供給ブロック61の
前面に開口する二次供給路64が形成され、この二次供給
路64の他端は前記接続ポート55に接続される接続ポート
65となる。そして、これら接続ポート65は接続ポート55
と同様、即ち一対形成されるとともに、接続ポート63と
略同一の円上に互いに180度離れて配置される。そし
て、これらの接続ポート63、65は接続ポート54、55と同
様に交互に位置し互いに90度離れている。第1〜7図に
おいて、71は一次チップ43に形成された貫通孔72、二次
チップ44に形成されたピン穴73および供給ブロック61に
形成されたピン穴74に挿入された回転阻止手段としての
ピンであり、このピン71はノズルチップ42と供給ブロッ
ク61との相対回転を阻止し、接続ポート54と接続ポート
65とが接続したり、また、接続ポート55と接続ポート63
とが接続するような事態を防止する。再び、第1図にお
いて、供給ブロック61より後方側のノズルボディ28内に
は内部に貫通した供給路86が形成されたシールロッド77
が収納され、この供給路76内にはこの供給路76に流入し
た燃料の流量を制御するメータリングバルブ78が収納さ
れている。79はポートブロック56とシールロッド77との
間に介装れたスプリングであり、このスプリング79はシ
ールロッド77を前方に向かって付勢し、シールロッド77
と供給ブロック61と、および供給ブロック61と一次チッ
プ43と、さらに、一次チップ43と二次チップ44とを互い
に当接させてこれらの間からの燃料漏れを防止してい
る。そして、前記燃料通路27からスプリング79が設置さ
れたスプリング室80に流入した燃料は一次供給路62に、
また供給路76を介して二次供給路64に分配供給される。
上述したメータリングバルブ78は、シールロッド77に設
けたポート81のエッジに着座可能なボール状の弁本体82
と、シールロッド77内に摺動可能に支持され弁本体82を
受ける受け体83と、前記供給ブロック61に当接している
カラー84と、カラー84と受け体83との間に介装され弁本
体82を受け体83を介してポート81に向かって付勢する設
定スプリング85と、から構成されている。そして、受け
体83とカラー84の周面には燃料通路としてのスリット8
6、87が設けられている。
次に、この発明の一実施例の作用について説明する。
ガスタービンエンジンの作動中には、一次燃料が一次供
給路62、旋回通路46を通じて一次渦巻室45に供給され、
また、二次燃料が二次供給路64、二次通路53を通じて二
次渦巻室49に供給され、この結果、一次、二次燃料はこ
れら一次渦巻室45、二次渦巻室49内において旋回すると
ともに、一次噴射口47、二次噴射口51から燃焼室48に所
定の拡散形態をもって噴射される。この際、これら一
次、二次燃料の燃焼に必要なエアはエア通路88から供給
される。次に、エンジンの回転数を低下させて、例えば
アイドリングを行なう場合には、一次渦巻室45に供給さ
れる一次燃料の量が少なくなるので、一次渦巻室45内で
の旋回エネルギーが低くなるが、この発明においては、
一次渦巻室45の直径を二次渦巻室49と同程度の大径にす
ることができ、この結果、一次燃料の噴射角を大きくで
きるので、前記旋回エネルギーを大きな値で持続させる
ことができる。これにより、噴射時における一次燃料の
放射方向分力が大きくなり、容易に一次燃料を霧化させ
ることができる。この結果、一次燃料の流量が低下して
もエンジン停止が発生するようなことはない。さらに、
一次、二次燃料が重質油でも前述と同様に容易に霧化さ
せることができるので、燃料に安価な重質油を使用する
ことができる。
なお、前述の実施例においては、ピン71によってノズル
チップ42と供給ブロック61との相対回転を阻止したが、
この発明においては、ノズルチップに突起あるいは凹み
を形成し、一方、供給ブロックに前記突起あるいは凹み
に嵌合する凹みあるいは突起を形成して相対回転を阻止
するようにしてもよく、また、ノズルケース内面に軸方
向溝を形成し、ノズルチップ、供給ブロック外周にこの
軸方向溝に嵌合する突条を形成して相対回転を阻止する
ようにしてもよい。
発明の効果 以上説明したように、この発明によれば、燃料が小流量
となっても、また、重質油であっても該燃料を容易に霧
化させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す断面図、第2図は一
次チップの平面図、第3図は第2図のI−I矢視断面
図、第4図は二次チップの平面図、第5図は第4図のII
−II矢視断面図、第6図は供給ブロックの底面図、第7
図は第6図のIII−III矢視断面図、第8図は従来の燃料
噴射ノズルを示す断面図である。 28……ノズルボディ、42……ノズルチップ 45……一次渦巻室、46……一次通路 48……燃焼室、49……二次渦巻室 53……二次通路、54、55……接続ポート 61……供給ブロック、62……一次供給路 63、65……接続ポート、64……二次供給路 71……回転阻止手段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ノズルボディと、ノズルボディ内に収納さ
    れ、一次燃料を旋回させながら燃焼室に噴射する一次渦
    巻室および一次渦巻室を囲み二次燃料を旋回させながら
    前記燃焼室に噴射する二次過巻室を有するとともに、一
    次、二次燃料を前記一次、二次渦巻室にそれぞれ導く一
    次、二次通路を有するノズルチップと、ノズルチップよ
    り後方側のノズルボディ内に収納され、前記一次、二次
    通路にそれぞれ接続された一次、二次供給路を有する供
    給ブロックと、を備えたガスタービンエンジンの複式燃
    料噴射ノズルにおいて、前記ノズルチップの後面に開口
    した一次、二次通路の接続ポートおよび供給ブロックの
    前面に開口した一次、二次供給路の接続ポートを略同一
    円上に互いに所定角度離して配置するとともに、ノズル
    チップと供給ブロックとの相対回転を阻止する回転阻止
    手段を設けたことを特徴とするガスタービンエンジンの
    複式燃料噴射ノズル。
JP29848086A 1986-12-15 1986-12-15 ガスタ−ビンエンジンの複式燃料噴射ノズル Expired - Lifetime JPH0762522B2 (ja)

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WO2011041049A3 (en) * 2009-09-30 2011-07-14 Woodward, Inc. Internally nested variable-area fuel nozzle
US9683739B2 (en) 2009-11-09 2017-06-20 Woodward, Inc. Variable-area fuel injector with improved circumferential spray uniformity

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