JPH0814566A - 自己制御型燃料ノズル及び燃料供給系 - Google Patents
自己制御型燃料ノズル及び燃料供給系Info
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- JPH0814566A JPH0814566A JP14314294A JP14314294A JPH0814566A JP H0814566 A JPH0814566 A JP H0814566A JP 14314294 A JP14314294 A JP 14314294A JP 14314294 A JP14314294 A JP 14314294A JP H0814566 A JPH0814566 A JP H0814566A
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- Japan
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- fuel
- pilot
- pressure
- fuel oil
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 パイロットノズルの前後動により、パイロッ
トとメインノズルの燃料油を自動的に制御できるように
した自己制御型燃料ノズル及び一系統の燃料供給管でメ
インとパイロット燃料油が同時に供給でき、しかも単一
の燃料流量調整弁の制御により負荷の変動に対応する燃
料油の供給ができるガスタービン燃焼器の燃料供給系の
提供。 【構成】 デュープレックスノズル１の中心線上を前後
動し、その先端部のパイロット噴射口５に連通する燃料
油路３，４を設けたパイロットノズル２、パイロットノ
ズル２の後方でデュープレックスノズルの内部を仕切
り、燃焼室１９に連通する径方向の圧力孔１２と軸方向
の燃料油通過孔１３が穿設された仕切金物１１、仕切金
物前面とパイロットノズル後端面の間に区画され、内部
が圧力孔１２に連通すると共に、バネ９を介装したバラ
ンス室７、先端部に設けたメイン噴射口１８を燃料油通
過孔１３に連通する通路１７からなるメインノズル１６
とで構成される。
トとメインノズルの燃料油を自動的に制御できるように
した自己制御型燃料ノズル及び一系統の燃料供給管でメ
インとパイロット燃料油が同時に供給でき、しかも単一
の燃料流量調整弁の制御により負荷の変動に対応する燃
料油の供給ができるガスタービン燃焼器の燃料供給系の
提供。 【構成】 デュープレックスノズル１の中心線上を前後
動し、その先端部のパイロット噴射口５に連通する燃料
油路３，４を設けたパイロットノズル２、パイロットノ
ズル２の後方でデュープレックスノズルの内部を仕切
り、燃焼室１９に連通する径方向の圧力孔１２と軸方向
の燃料油通過孔１３が穿設された仕切金物１１、仕切金
物前面とパイロットノズル後端面の間に区画され、内部
が圧力孔１２に連通すると共に、バネ９を介装したバラ
ンス室７、先端部に設けたメイン噴射口１８を燃料油通
過孔１３に連通する通路１７からなるメインノズル１６
とで構成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、燃焼室の圧力とパイロ
ットノズルに作用する油圧との差圧により、メインノズ
ルから吐出する燃料流量を制御する自己制御型燃料ノズ
ル、およびこれを設けたガスタービン燃焼器の燃料供給
系に関する。
ットノズルに作用する油圧との差圧により、メインノズ
ルから吐出する燃料流量を制御する自己制御型燃料ノズ
ル、およびこれを設けたガスタービン燃焼器の燃料供給
系に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃焼室内で油燃料油を燃焼させ、そのエ
ネルギーを動力として利用するガスタービンの燃焼器等
では、着火時、若しくはプラントの負荷の小さいときに
使用するパイロットノズルと、負荷の増大に応じてパイ
ロットノズルと共に使用する、メインノズルとを一体に
合体して形成した、デュープレックスノズル（圧力噴射
ノズル）が使用されている。
ネルギーを動力として利用するガスタービンの燃焼器等
では、着火時、若しくはプラントの負荷の小さいときに
使用するパイロットノズルと、負荷の増大に応じてパイ
ロットノズルと共に使用する、メインノズルとを一体に
合体して形成した、デュープレックスノズル（圧力噴射
ノズル）が使用されている。
【０００３】図５は、デュープレックスノズルの一例を
示すため、ガスタービン燃焼器に使用されているデュー
プレックスノズルの噴射口部を示す断面図である。デュ
ープレックスノズル本体０１の内部には、デュープレッ
クスノズル本体０１と同軸状に、パイロットノズル０２
が組込まれていて、パイロットノズル０２の軸方向に
は、パイロット燃料油の通路となる油路０３が穿設され
ている。また、デュープレックスノズル本体０１の内周
面とパイロットノズル０２の外周面とで形成する空間
は、メイン燃料油の通路０４が設けられ、メインノズル
０５が形成されている。
示すため、ガスタービン燃焼器に使用されているデュー
プレックスノズルの噴射口部を示す断面図である。デュ
ープレックスノズル本体０１の内部には、デュープレッ
クスノズル本体０１と同軸状に、パイロットノズル０２
が組込まれていて、パイロットノズル０２の軸方向に
は、パイロット燃料油の通路となる油路０３が穿設され
ている。また、デュープレックスノズル本体０１の内周
面とパイロットノズル０２の外周面とで形成する空間
は、メイン燃料油の通路０４が設けられ、メインノズル
０５が形成されている。
【０００４】次に、パイロットノズル０２、及びメイン
ノズル０５の運用について説明する。従来のガスタービ
ン燃焼器の燃料供給系の一例を示す、図６に示されるよ
うに、燃料ポンプ０１０により燃料タンク０１１から供
給される燃料油は、圧力調節弁０１２により所定の圧力
にされ、メイン燃料油の通路０４に連通する、メイン燃
料供給管０１５に介装されたメイン流量調節弁０１３、
およびパイロット燃料油の油路０３と連通する、パイロ
ット燃料供給管０１６に介装されたパイロット流量調節
弁０１４にそれぞれ供給される。
ノズル０５の運用について説明する。従来のガスタービ
ン燃焼器の燃料供給系の一例を示す、図６に示されるよ
うに、燃料ポンプ０１０により燃料タンク０１１から供
給される燃料油は、圧力調節弁０１２により所定の圧力
にされ、メイン燃料油の通路０４に連通する、メイン燃
料供給管０１５に介装されたメイン流量調節弁０１３、
およびパイロット燃料油の油路０３と連通する、パイロ
ット燃料供給管０１６に介装されたパイロット流量調節
弁０１４にそれぞれ供給される。
【０００５】そして、着火時には、主にパイロット流量
調節弁０１４を操作することにより、パイロットノズル
０２側にパイロット燃料油の供給を行う。これは、燃料
油の流量が少い着火時に、良好な噴射ができるように、
パイロットノズル０２は図５から判断されるように、メ
インノズル０５の噴射口０６に比べ、噴射口０７の開口
面積が小さくされ、良好な燃料を行うことができるから
である。
調節弁０１４を操作することにより、パイロットノズル
０２側にパイロット燃料油の供給を行う。これは、燃料
油の流量が少い着火時に、良好な噴射ができるように、
パイロットノズル０２は図５から判断されるように、メ
インノズル０５の噴射口０６に比べ、噴射口０７の開口
面積が小さくされ、良好な燃料を行うことができるから
である。
【０００６】また、ガスタービン負荷の増加に伴って、
パイロットノズル０２による燃焼だけでは対応できなく
なるため、パイロットノズル０２に加え、メインノズル
０５の燃焼を行うため、メイン流量調節弁０１３を操作
して、メイン燃料供給管０１５に流すメイン燃料油を徐
々に増加させ、メインノズル０５へのメイン燃料油の供
給を増加させるようにしている。
パイロットノズル０２による燃焼だけでは対応できなく
なるため、パイロットノズル０２に加え、メインノズル
０５の燃焼を行うため、メイン流量調節弁０１３を操作
して、メイン燃料供給管０１５に流すメイン燃料油を徐
々に増加させ、メインノズル０５へのメイン燃料油の供
給を増加させるようにしている。
【０００７】このように、ガスタービン燃焼器では、着
火からガスタービンの定格負荷まで、非常に広い範囲で
燃料流量を変化させる必要がある。
火からガスタービンの定格負荷まで、非常に広い範囲で
燃料流量を変化させる必要がある。
【０００８】そのため、メインノズル０５の噴射口０
６、パイロットノズル０２の噴射口０７の開口面積が一
定とされた、現状のデュープレックスノズルでは、少流
量域では、パイロットノズル０２の噴射口０７前圧力が
低くなり、燃料油が噴射される燃焼室内圧との差圧が小
さくなり、良好な噴射ができないばかりでなく、多流量
域では、燃料ポンプ０１０によって、高い供給圧力を確
保しなければ、良好な燃料噴射に必要な差圧がとれない
という問題がある。
６、パイロットノズル０２の噴射口０７の開口面積が一
定とされた、現状のデュープレックスノズルでは、少流
量域では、パイロットノズル０２の噴射口０７前圧力が
低くなり、燃料油が噴射される燃焼室内圧との差圧が小
さくなり、良好な噴射ができないばかりでなく、多流量
域では、燃料ポンプ０１０によって、高い供給圧力を確
保しなければ、良好な燃料噴射に必要な差圧がとれない
という問題がある。
【０００９】また、１つ、又は複数のパイロットノズル
０２と、１つ、又は複数のメインノズル０５に、それぞ
れ供給する燃料油を個別に制御する必要があるため、メ
イン燃料供給管０１５、およびパイロット燃料供給管０
１６の２系統の燃料供給管を必要とするとともに、各燃
料供給管０１５，０１６の燃料流量を制御する燃料流量
調節弁を、パイロット燃料油のパイロット流量調節弁０
１４と、メイン燃料油のメイン流量調節弁０１３の２つ
を必要とし、これらを個別に制御しなければならないと
いう問題点もある。
０２と、１つ、又は複数のメインノズル０５に、それぞ
れ供給する燃料油を個別に制御する必要があるため、メ
イン燃料供給管０１５、およびパイロット燃料供給管０
１６の２系統の燃料供給管を必要とするとともに、各燃
料供給管０１５，０１６の燃料流量を制御する燃料流量
調節弁を、パイロット燃料油のパイロット流量調節弁０
１４と、メイン燃料油のメイン流量調節弁０１３の２つ
を必要とし、これらを個別に制御しなければならないと
いう問題点もある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のデュ
ープレックスノズルによる、上述の欠点を解消するた
め、燃料負荷の小さい燃料油の少流量域でも、燃料負荷
が増大した燃料油の多流量域でも、燃焼室内圧に対応し
た燃料噴射ができ、良好な燃焼を行うことのできる自己
制御型燃料ノズルを提供することを課題とする。
ープレックスノズルによる、上述の欠点を解消するた
め、燃料負荷の小さい燃料油の少流量域でも、燃料負荷
が増大した燃料油の多流量域でも、燃焼室内圧に対応し
た燃料噴射ができ、良好な燃焼を行うことのできる自己
制御型燃料ノズルを提供することを課題とする。
【００１１】また、本発明は上記自己制御型燃料ノズル
からなる燃料ノズル群に、１系統の燃料供給管でメイン
燃料油、およびパイロット燃料油が同時に供給でき、し
かも、燃料供給管に介装した単一の燃料流量調節弁の制
御により、燃焼負荷の変動に対応するパイロットノズ
ル、およびメインノズルへの燃料油の供給ができる燃料
供給系を提供することを課題とする。
からなる燃料ノズル群に、１系統の燃料供給管でメイン
燃料油、およびパイロット燃料油が同時に供給でき、し
かも、燃料供給管に介装した単一の燃料流量調節弁の制
御により、燃焼負荷の変動に対応するパイロットノズ
ル、およびメインノズルへの燃料油の供給ができる燃料
供給系を提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】このため、本発明の自己
制御型燃料ノズルは次の手段とした。 （１）デュープレックスノズルの軸心上に収容され、軸
心に沿って前後動自在にされるとともに、先端中心部に
設けたパイロット噴射口に、パイロット燃料油を外周部
から導入して供給できる油路を、径方向、および軸方向
に穿設したパイロットノズルを設けた。 （２）パイロットノズルの後方に隣接して設けられ、燃
焼室とだけ連通させて区画されて、内部に、パイロット
ノズルに軸方向の押圧力を付与する弾性材を配設した、
バランス室を設けた。 （３）バランス室の後端に配設され、デュープレックス
ノズルの内部を横断して、仕切るとともに、燃焼室とバ
ランス室とを連通する圧力孔を径方向に、またデュープ
レックスノズル内周面とバランス室外周面との間に開口
する、燃料油通過孔を軸方向に、それぞれ穿設した仕切
金物を設けた。 （４）デュープレックスノズルの内周面とパイロットノ
ズルの外周縁との間に設けられ、先端部に設けたメイン
噴射口と、燃料油通過孔、パイロットノズルの油路、お
よびメイン噴射口とを連通する通路とを具えるととも
に、パイロットノズルの前後動により、メイン噴射口の
開口面積を変えることのできるメインノズルを設けた。
制御型燃料ノズルは次の手段とした。 （１）デュープレックスノズルの軸心上に収容され、軸
心に沿って前後動自在にされるとともに、先端中心部に
設けたパイロット噴射口に、パイロット燃料油を外周部
から導入して供給できる油路を、径方向、および軸方向
に穿設したパイロットノズルを設けた。 （２）パイロットノズルの後方に隣接して設けられ、燃
焼室とだけ連通させて区画されて、内部に、パイロット
ノズルに軸方向の押圧力を付与する弾性材を配設した、
バランス室を設けた。 （３）バランス室の後端に配設され、デュープレックス
ノズルの内部を横断して、仕切るとともに、燃焼室とバ
ランス室とを連通する圧力孔を径方向に、またデュープ
レックスノズル内周面とバランス室外周面との間に開口
する、燃料油通過孔を軸方向に、それぞれ穿設した仕切
金物を設けた。 （４）デュープレックスノズルの内周面とパイロットノ
ズルの外周縁との間に設けられ、先端部に設けたメイン
噴射口と、燃料油通過孔、パイロットノズルの油路、お
よびメイン噴射口とを連通する通路とを具えるととも
に、パイロットノズルの前後動により、メイン噴射口の
開口面積を変えることのできるメインノズルを設けた。
【００１３】また、本発明の燃料供給系は次の手段とし
た。 （５）前記（１）〜（４）の手段を具える自己制御型燃
料ノズルが、１つ以上設置されたガスタービン燃焼器の
燃料ノズル群を設けた。 （６）燃料ノズル群に連通し、単一管で燃料ノズル群の
パイロットノズル、およびメインノズルに、燃料油を同
時に供給できる燃料供給管を設けた。 （７）燃料供給管に介装され、燃料負荷に対応して、パ
イロットノズル、およびメインノズルに供給する燃料油
の流量を制御する、単一の流量調節弁を設けた。
た。 （５）前記（１）〜（４）の手段を具える自己制御型燃
料ノズルが、１つ以上設置されたガスタービン燃焼器の
燃料ノズル群を設けた。 （６）燃料ノズル群に連通し、単一管で燃料ノズル群の
パイロットノズル、およびメインノズルに、燃料油を同
時に供給できる燃料供給管を設けた。 （７）燃料供給管に介装され、燃料負荷に対応して、パ
イロットノズル、およびメインノズルに供給する燃料油
の流量を制御する、単一の流量調節弁を設けた。
【００１４】
【作用】本発明の自己制御型燃料ノズルは上述（１）〜
（４）の手段により、 （１）仕切金物の燃料油通過孔からパイロットノズルの
外周縁に設けた通路に流入する燃料油量が少い、着火時
から低負荷時の、いわゆる低流量時においては、油圧が
低く、後方に燃焼室の圧力と略同等の圧力になるバラン
ス室が画成されたパイロットノズルの軸方向に作用する
力は小さい。このため、パイロットノズルは、バランス
室に設けられた、弾性材によりメインノズルのメイン噴
射口を塞ぐ方向に付勢され、メイン噴射口を閉鎖し、パ
イロットノズルのみによる燃焼を行う。
（４）の手段により、 （１）仕切金物の燃料油通過孔からパイロットノズルの
外周縁に設けた通路に流入する燃料油量が少い、着火時
から低負荷時の、いわゆる低流量時においては、油圧が
低く、後方に燃焼室の圧力と略同等の圧力になるバラン
ス室が画成されたパイロットノズルの軸方向に作用する
力は小さい。このため、パイロットノズルは、バランス
室に設けられた、弾性材によりメインノズルのメイン噴
射口を塞ぐ方向に付勢され、メイン噴射口を閉鎖し、パ
イロットノズルのみによる燃焼を行う。
【００１５】また、燃焼負荷が上昇し、燃料油通過孔か
ら通路に流れ込む燃料油量が多くなると、燃焼室内の圧
力上昇よりも急激な通路内の燃料油の油圧上昇が起り、
後方が燃焼室の圧力と略同等の圧力になるパイロットノ
ズルは、油圧による押圧力で弾性材の付勢力に抗して後
方へ移動する。これにより、パイロットノズルで閉鎖さ
れていたメイン噴射口は、パイロットノズルの移動量に
応じて開口面積を拡大していき、燃焼負荷に応じたメイ
ンノズルの燃焼が行われる。
ら通路に流れ込む燃料油量が多くなると、燃焼室内の圧
力上昇よりも急激な通路内の燃料油の油圧上昇が起り、
後方が燃焼室の圧力と略同等の圧力になるパイロットノ
ズルは、油圧による押圧力で弾性材の付勢力に抗して後
方へ移動する。これにより、パイロットノズルで閉鎖さ
れていたメイン噴射口は、パイロットノズルの移動量に
応じて開口面積を拡大していき、燃焼負荷に応じたメイ
ンノズルの燃焼が行われる。
【００１６】このように、本発明の自己制御型燃料ノズ
ルは、燃料油の圧力と燃焼室内の圧力との差圧によるパ
イロットノズルの前後動によって、着火から定格負荷に
至る範囲にわたる燃料油量の変化に対応して、燃料ノズ
ル自身にてパイロットノズルとメインノズルのそれぞれ
へ供給する燃料油量を分配して、燃焼が行われるため良
好な燃焼が可能となる。
ルは、燃料油の圧力と燃焼室内の圧力との差圧によるパ
イロットノズルの前後動によって、着火から定格負荷に
至る範囲にわたる燃料油量の変化に対応して、燃料ノズ
ル自身にてパイロットノズルとメインノズルのそれぞれ
へ供給する燃料油量を分配して、燃焼が行われるため良
好な燃焼が可能となる。
【００１７】さらに、高負荷時においては，前述の通り
メイン噴射口の開口面積が拡大して，燃料油の圧力を高
くしなくても、多量の燃料油が供給できるので、燃料油
を高い供給圧力にする必要がない。
メイン噴射口の開口面積が拡大して，燃料油の圧力を高
くしなくても、多量の燃料油が供給できるので、燃料油
を高い供給圧力にする必要がない。
【００１８】また本発明の燃料供給系は、上述（５）〜
（７）の手段により、上記（１）に加え、 （２）単一の流量調節弁で、自己制御型燃料ノズルで構
成される燃料ノズル群へ、所定の値に調圧された燃料油
を、燃焼負荷に対応した流量に調整して供給するだけ
で、着火から定格負荷に至る広範囲にわたる良好な運転
が可能になる。
（７）の手段により、上記（１）に加え、 （２）単一の流量調節弁で、自己制御型燃料ノズルで構
成される燃料ノズル群へ、所定の値に調圧された燃料油
を、燃焼負荷に対応した流量に調整して供給するだけ
で、着火から定格負荷に至る広範囲にわたる良好な運転
が可能になる。
【００１９】これにより、燃料供給管を単一のものにで
きることと相挨って、設備コストの低減が達成できると
ともに、流量制御がきわめて容易になり、運転操作を容
易にできる。
きることと相挨って、設備コストの低減が達成できると
ともに、流量制御がきわめて容易になり、運転操作を容
易にできる。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の自己制御型燃料ノズル、およ
び燃料油供給系の一実施例を図面に基づき説明する。
び燃料油供給系の一実施例を図面に基づき説明する。
【００２１】図１は、本発明の自己制御型燃料ノズルの
一実施例を示す断面図、図２は、その作動状況を示す、
図１の先端部の断面図で、図２（Ａ）は低流量時を、図
２（Ｂ）は多流量時を示す図である。図１に示すよう
に、円筒形のデュープレックスノズル本体１の軸心部に
収容され、その先端部の軸方向に開口するパイロット噴
射口５と、その外周縁６とを連通する、径方向の油路
３、及び軸方向の油路４が穿設されたパイロットノズル
２が取付けられている。パイロットノズル２の後端部６
は、後述するバランス室７の自由端に設けた円筒状の鍔
材８の内面に固定され、バランス室７の前後方向の膨縮
により、図の左右側へ移動自在にされて、パイロットノ
ズル２を支持している。さらに、パイロットノズル２の
後方には、デュープレックスノズル本体１の内部を仕切
る仕切金物１１が配設されている。
一実施例を示す断面図、図２は、その作動状況を示す、
図１の先端部の断面図で、図２（Ａ）は低流量時を、図
２（Ｂ）は多流量時を示す図である。図１に示すよう
に、円筒形のデュープレックスノズル本体１の軸心部に
収容され、その先端部の軸方向に開口するパイロット噴
射口５と、その外周縁６とを連通する、径方向の油路
３、及び軸方向の油路４が穿設されたパイロットノズル
２が取付けられている。パイロットノズル２の後端部６
は、後述するバランス室７の自由端に設けた円筒状の鍔
材８の内面に固定され、バランス室７の前後方向の膨縮
により、図の左右側へ移動自在にされて、パイロットノ
ズル２を支持している。さらに、パイロットノズル２の
後方には、デュープレックスノズル本体１の内部を仕切
る仕切金物１１が配設されている。
【００２２】そして、仕切金物１１の前面とパイロット
ノズル２との間にはバランス室７が形成されている。バ
ランス室７は、後端が仕切金物１１の前面に固着され、
前端が自由端である前端に設けられた前記鍔材８の後端
面に固着されたベローズ１０で、パイロットノズル２の
後端面と仕切金物１１の前面との間に、ベローズ１０の
外側とを仕切る空間を画成している。ベローズ１０の内
部には、一端が仕切金物１１の前面に固着され、他端が
パイロットノズル２の後端面に固着され、パイロットノ
ズル２に、常時図の右側、すなわち前方へ押圧力を付与
する弾性体としての圧縮ばね９が取付けられている。ま
た、仕切金物１１には、径方向に圧力孔１２が穿設され
ている。この圧力孔１２は、一端が仕切金物１１の中央
部で、軸方向に仕切金物１１の前面まであけられた開口
１４を介して、前記圧力室７のベローズ１０の内部に連
通するとともに、他端はデュープレックスノズル本体１
に穿設された孔１５を経由して、デュープレックスノズ
ル本体１の外側、言葉を代えて言えば、燃焼室１９へ連
通している。また、仕切金物１１には、その外周縁部に
ベローズ１０の外側に開口する燃料油通過孔１３が軸方
向に穿設されている。
ノズル２との間にはバランス室７が形成されている。バ
ランス室７は、後端が仕切金物１１の前面に固着され、
前端が自由端である前端に設けられた前記鍔材８の後端
面に固着されたベローズ１０で、パイロットノズル２の
後端面と仕切金物１１の前面との間に、ベローズ１０の
外側とを仕切る空間を画成している。ベローズ１０の内
部には、一端が仕切金物１１の前面に固着され、他端が
パイロットノズル２の後端面に固着され、パイロットノ
ズル２に、常時図の右側、すなわち前方へ押圧力を付与
する弾性体としての圧縮ばね９が取付けられている。ま
た、仕切金物１１には、径方向に圧力孔１２が穿設され
ている。この圧力孔１２は、一端が仕切金物１１の中央
部で、軸方向に仕切金物１１の前面まであけられた開口
１４を介して、前記圧力室７のベローズ１０の内部に連
通するとともに、他端はデュープレックスノズル本体１
に穿設された孔１５を経由して、デュープレックスノズ
ル本体１の外側、言葉を代えて言えば、燃焼室１９へ連
通している。また、仕切金物１１には、その外周縁部に
ベローズ１０の外側に開口する燃料油通過孔１３が軸方
向に穿設されている。
【００２３】また、バランス室のベローズ１０の側面、
およびパイロットノズル２の外周縁６とデュープレック
スノズル本体１の内周面との間に形成された燃料油を通
過させる通路１７、およびデュープレックスノズル本体
１の先端部に設けたメイン噴射口１８からなるメインノ
ズル１６が設けられている。通路１７は、ベローズ１０
の外側に開口する燃料通過孔１３から流入する燃料油
を、パイロットノズル２の油路３に供給するとともに、
メイン噴射口１８へも供給する。また、メイン噴射口１
８はパイロットノズル２の先端部外縁に形成されたテー
パと同形状のテーパを設けた内周面形状にされている。
およびパイロットノズル２の外周縁６とデュープレック
スノズル本体１の内周面との間に形成された燃料油を通
過させる通路１７、およびデュープレックスノズル本体
１の先端部に設けたメイン噴射口１８からなるメインノ
ズル１６が設けられている。通路１７は、ベローズ１０
の外側に開口する燃料通過孔１３から流入する燃料油
を、パイロットノズル２の油路３に供給するとともに、
メイン噴射口１８へも供給する。また、メイン噴射口１
８はパイロットノズル２の先端部外縁に形成されたテー
パと同形状のテーパを設けた内周面形状にされている。
【００２４】このようにして、構成された本実施例の自
己制御型燃料ノズル２０に、図１の矢印Ｆで示すよう
に、燃料油が供給されると、着火から低負荷の間の少流
量時においては、パイロットノズル２を軸方向に作動さ
せる通路１７内における燃料油の圧力Ｐ1 は低く、仕切
金物１１の圧力孔１２を介して、パイロットノズル２の
後端に形成されたバランス室７内の圧力、すなわち燃焼
器１９内圧ＰC との差圧が小さいので、パイロットノズ
ル２は圧縮ばね９の力によって、図２（Ａ）に示すよう
に矢印ＰS の方向に押し出される。これにより、メイン
ノズル１６のメイン噴射口１８は、パイロットノズル２
の先端部外縁で閉止され、パイロットノズル２のパイロ
ット噴射口５から噴出される燃料油のみによる運転が行
われる。
己制御型燃料ノズル２０に、図１の矢印Ｆで示すよう
に、燃料油が供給されると、着火から低負荷の間の少流
量時においては、パイロットノズル２を軸方向に作動さ
せる通路１７内における燃料油の圧力Ｐ1 は低く、仕切
金物１１の圧力孔１２を介して、パイロットノズル２の
後端に形成されたバランス室７内の圧力、すなわち燃焼
器１９内圧ＰC との差圧が小さいので、パイロットノズ
ル２は圧縮ばね９の力によって、図２（Ａ）に示すよう
に矢印ＰS の方向に押し出される。これにより、メイン
ノズル１６のメイン噴射口１８は、パイロットノズル２
の先端部外縁で閉止され、パイロットノズル２のパイロ
ット噴射口５から噴出される燃料油のみによる運転が行
われる。
【００２５】また、負荷の増加とともに燃料油量が増加
すると、通路１７内における圧力Ｐ 1 は上昇し、燃焼器
１９内圧との差圧は大きくなり、圧縮ばね９の力に抗し
てパイロットノズル２を、図２（Ｂ）に示す矢印ＰS の
方向、つまり後方に押し戻し、パイロットノズル２の先
端部外縁で閉止していたメイン噴射口１８を開き、メイ
ンノズル６を作動状態にする。
すると、通路１７内における圧力Ｐ 1 は上昇し、燃焼器
１９内圧との差圧は大きくなり、圧縮ばね９の力に抗し
てパイロットノズル２を、図２（Ｂ）に示す矢印ＰS の
方向、つまり後方に押し戻し、パイロットノズル２の先
端部外縁で閉止していたメイン噴射口１８を開き、メイ
ンノズル６を作動状態にする。
【００２６】次に、図３は上述した自己制御型燃料ノズ
ル２０を具えた燃料供給系を示す概要図である。燃料室
１９の壁面に、前記した自己制御型燃料ノズル２０の１
つ、又は複数個からなる燃料ノズル群２１が配設されて
いる。この燃料ノズル群１に燃料油を供給するため、燃
料供給管２３が燃料タンク２４と、燃料ノズル群２１の
各自己制御型燃料ノズル２０のそれぞれに燃料油を分配
する燃料油マニホールド２２との間に１本敷設されてい
る。燃料供給管２３には、燃料油を移送させるための燃
料ポンプ２５、燃料油の圧力を調圧する圧力調節弁２
６、および燃焼室１９の燃焼負荷に対応する燃料油量に
燃料流量を制御する流量調節弁２７が介装されている。
ル２０を具えた燃料供給系を示す概要図である。燃料室
１９の壁面に、前記した自己制御型燃料ノズル２０の１
つ、又は複数個からなる燃料ノズル群２１が配設されて
いる。この燃料ノズル群１に燃料油を供給するため、燃
料供給管２３が燃料タンク２４と、燃料ノズル群２１の
各自己制御型燃料ノズル２０のそれぞれに燃料油を分配
する燃料油マニホールド２２との間に１本敷設されてい
る。燃料供給管２３には、燃料油を移送させるための燃
料ポンプ２５、燃料油の圧力を調圧する圧力調節弁２
６、および燃焼室１９の燃焼負荷に対応する燃料油量に
燃料流量を制御する流量調節弁２７が介装されている。
【００２７】そして、図４の横軸で示す燃料流量が、着
火から燃焼室負荷の変化に応じて、流量調節弁２７によ
って増加させられ、通路１７内に流入すると、通路１７
内における燃料油は、パイロット噴射口５から噴射で
は、追随できず通路１７内の圧力Ｐ1 が増加する。一
方、圧力Ｐ1 の増加につれて、パイロットノズル２にお
ける燃焼量も増大し、燃焼室１９内の圧力Ｐ2 は直線的
に増大する。但し、バネ力Ｐ3 は設定された値のままに
保持されている。
火から燃焼室負荷の変化に応じて、流量調節弁２７によ
って増加させられ、通路１７内に流入すると、通路１７
内における燃料油は、パイロット噴射口５から噴射で
は、追随できず通路１７内の圧力Ｐ1 が増加する。一
方、圧力Ｐ1 の増加につれて、パイロットノズル２にお
ける燃焼量も増大し、燃焼室１９内の圧力Ｐ2 は直線的
に増大する。但し、バネ力Ｐ3 は設定された値のままに
保持されている。
【００２８】そして、燃焼室１９内の圧力Ｐ2 、言葉を
代えていえば、パイロットノズル２の後端面に作用する
バランス室７内の圧力Ｐ2 とバネ力Ｐ3 の和より、通路
１７内の圧力Ｐ1 が小さい間、パイロットノズル２は圧
力Ｐ2 とバネ力Ｐ3 の合力により、前方へ押圧された状
態となっており、その先端部外縁でメイン噴射口１８を
閉鎖した状態で、パイロットノズル２のみによる燃焼が
行われる。次いで、Ｐ 2 ＋Ｐ3 がＰ1 と等しくなるＸ点
より、通路１７内に流入する燃料油量が大きくなると、
通路１７内における燃料油の圧力Ｐ1 により、パイロッ
トノズル２は後方へｌだけ移動する。
代えていえば、パイロットノズル２の後端面に作用する
バランス室７内の圧力Ｐ2 とバネ力Ｐ3 の和より、通路
１７内の圧力Ｐ1 が小さい間、パイロットノズル２は圧
力Ｐ2 とバネ力Ｐ3 の合力により、前方へ押圧された状
態となっており、その先端部外縁でメイン噴射口１８を
閉鎖した状態で、パイロットノズル２のみによる燃焼が
行われる。次いで、Ｐ 2 ＋Ｐ3 がＰ1 と等しくなるＸ点
より、通路１７内に流入する燃料油量が大きくなると、
通路１７内における燃料油の圧力Ｐ1 により、パイロッ
トノズル２は後方へｌだけ移動する。
【００２９】この移動により、パイロットノズル２の先
端部外縁と、メイン噴射口１８内周面の間に、開口面積
が生じ、メインノズル１６の燃焼が開始される。メイン
噴射口１８の開口面積の拡大は、パイロットノズル２の
後端部が固着されている、バランス室７の鍔材８の後端
が、仕切金物１１の前面に穿設されたストッパに係合す
るまで続く。このパイロットノズル２の後退限度ｌ
0 で、燃焼室１９の定負荷に必要な燃料油量Ｙとなる。
端部外縁と、メイン噴射口１８内周面の間に、開口面積
が生じ、メインノズル１６の燃焼が開始される。メイン
噴射口１８の開口面積の拡大は、パイロットノズル２の
後端部が固着されている、バランス室７の鍔材８の後端
が、仕切金物１１の前面に穿設されたストッパに係合す
るまで続く。このパイロットノズル２の後退限度ｌ
0 で、燃焼室１９の定負荷に必要な燃料油量Ｙとなる。
【００３０】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の自己制御型
燃料ノズルによれば、請求項１に示す構成により、パイ
ロットノズルに後退力を付勢する燃料油の圧力と燃焼器
内圧力との差圧により、メインノズルのメイン噴射口の
開口面積を可変にすることができるので、着火から定格
負荷にわたる広い範囲の燃料油量の変化に対応したパイ
ロットノズル、およびメインノズルによる良好な燃焼が
できる。また、付加的な効果として、燃焼器内の圧力分
布のバラツキに対しても、メインノズルは自己制御され
差圧をほぼ同等に保持する。従って、低差圧時の流量ア
ンバランスを解消するための、フローディバイダーが不
要となる。
燃料ノズルによれば、請求項１に示す構成により、パイ
ロットノズルに後退力を付勢する燃料油の圧力と燃焼器
内圧力との差圧により、メインノズルのメイン噴射口の
開口面積を可変にすることができるので、着火から定格
負荷にわたる広い範囲の燃料油量の変化に対応したパイ
ロットノズル、およびメインノズルによる良好な燃焼が
できる。また、付加的な効果として、燃焼器内の圧力分
布のバラツキに対しても、メインノズルは自己制御され
差圧をほぼ同等に保持する。従って、低差圧時の流量ア
ンバランスを解消するための、フローディバイダーが不
要となる。
【００３１】また、メインノズルの開口面積が可変であ
るので、多流量域での流量確保のための燃料油を高い供
給圧力にする必要がない。従って、燃料ポンプの必要揚
程を小さくすることができる。
るので、多流量域での流量確保のための燃料油を高い供
給圧力にする必要がない。従って、燃料ポンプの必要揚
程を小さくすることができる。
【００３２】さらに、本発明の燃料供給系によれば、請
求項２に示す構成により燃料系統の簡略化を図ることが
でき、設備コストの低減化が図れると共に、燃料油供給
のための制御が容易になる等、効果は大きいものがあ
る。
求項２に示す構成により燃料系統の簡略化を図ることが
でき、設備コストの低減化が図れると共に、燃料油供給
のための制御が容易になる等、効果は大きいものがあ
る。
【図１】本発明の自己制御型燃料ノズルの１実施例を示
す部分断面図。
す部分断面図。
【図２】図１に示す実施例の、さらに部分断面図で、図
２（Ａ）はメイン噴射口の閉鎖時を示す図、図２（Ｂ）
はメイン噴射口開放時を示す図。
２（Ａ）はメイン噴射口の閉鎖時を示す図、図２（Ｂ）
はメイン噴射口開放時を示す図。
【図３】本発明の燃料供給系を示す概要図。
【図４】図１に示す実施例の作動状態図を示す図。
【図５】従来のデュープレックスノズルを示す部分断面
図。
図。
【図６】従来の燃料供給系を示す概要図である。
１ デュープレックスノズル本体 ２ パイロットノズル ３ 径方向の油路 ４ 軸方向の油路 ５ パイロット噴射口 ６ パイロットノズルの外周縁 ７ バランス室 ８ 鍔材 ９ 弾性材としての圧縮ばね １０ ベローズ １１ 仕切金物 １２ 圧力孔 １３ 燃料油通過孔 １４ 開口 １５ 孔 １６ メインノズル １７ 通路 １８ メイン噴射口 １９ 燃焼室 ２０ 自己制御型燃料ノズル ２１ 燃料ノズル群 ２２ マニホールド ２３ 燃料供給管 ２４ 燃料タンク ２５ 燃料ポンプ ２６ 圧力調節弁 ２７ 流量調節弁
Claims (2)
- 【請求項１】 燃料室へパイロット燃料油、およびメイ
ン燃料油を、それぞれ個別に噴出させるノズルを合体し
て形成された、デュープレックスノズルを具える燃料ノ
ズルにおいて、前記デュープレックスノズルの軸心上に
前後動自在に収容され、先端部に設けたパイロット噴射
口に連通する油路を、径方向、および軸方向に穿設した
パイロットノズルと、前記パイロットノズルの後方に隣
接して区画され、内部に前記パイロットノズルを押圧す
る弾性体を収容したバランス室と、前記バランス室の後
方で前記デュープレックスノズルの内部を横断して配設
され、前記燃焼室と前記バランス室とを連通させる径方
向の圧力孔、および前記バランス室の外側に開口する軸
方向の燃料油通過孔を穿設した仕切金物と、前記パイロ
ットノズルの外周縁に配設され、前記油路、および燃料
油通過孔に連通する通路を具え、先端部に前記パイロッ
トノズルの先端部の出入により、開口面積が変動するメ
イン噴射口を設けたメインノズルとからなることを特徴
とする自己制御型油燃料ノズル。 - 【請求項２】 前記自己制御型油燃料ノズルを１つ、又
は複数個設けたガスタービン燃焼器の燃料ノズル群と、
単一の流量調節弁が介装され、前記燃料ノズル群に前記
燃焼室の負荷に応じて、パイロット燃料油、およびメイ
ン燃料油を同時に供給できる燃料供給管からなることを
特徴とする燃料供給系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14314294A JPH0814566A (ja) | 1994-06-24 | 1994-06-24 | 自己制御型燃料ノズル及び燃料供給系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14314294A JPH0814566A (ja) | 1994-06-24 | 1994-06-24 | 自己制御型燃料ノズル及び燃料供給系 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0814566A true JPH0814566A (ja) | 1996-01-19 |
Family
ID=15331917
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14314294A Withdrawn JPH0814566A (ja) | 1994-06-24 | 1994-06-24 | 自己制御型燃料ノズル及び燃料供給系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0814566A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009028475A1 (ja) * | 2007-08-29 | 2009-03-05 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | ガスタービン燃焼器 |
| JP2013227885A (ja) * | 2012-04-24 | 2013-11-07 | Niigata Power Systems Co Ltd | ガスタービン燃焼器 |
| JP2015127633A (ja) * | 2015-03-02 | 2015-07-09 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 燃料ノズル、これを備えた燃焼器及びガスタービン |
| CN111396925A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-07-10 | 西北工业大学 | 一种流量分配自调的双油路离心式燃油喷嘴 |
| CN113432149A (zh) * | 2021-06-30 | 2021-09-24 | 中国航发动力股份有限公司 | 一种燃油喷嘴改型的试验验证方法和系统 |
| CN114542347A (zh) * | 2022-02-27 | 2022-05-27 | 西北工业大学 | 一种可自动控制流量的新型燃油喷嘴 |
-
1994
- 1994-06-24 JP JP14314294A patent/JPH0814566A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009028475A1 (ja) * | 2007-08-29 | 2009-03-05 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | ガスタービン燃焼器 |
| JP2013227885A (ja) * | 2012-04-24 | 2013-11-07 | Niigata Power Systems Co Ltd | ガスタービン燃焼器 |
| JP2015127633A (ja) * | 2015-03-02 | 2015-07-09 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 燃料ノズル、これを備えた燃焼器及びガスタービン |
| CN111396925A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-07-10 | 西北工业大学 | 一种流量分配自调的双油路离心式燃油喷嘴 |
| CN113432149A (zh) * | 2021-06-30 | 2021-09-24 | 中国航发动力股份有限公司 | 一种燃油喷嘴改型的试验验证方法和系统 |
| CN114542347A (zh) * | 2022-02-27 | 2022-05-27 | 西北工业大学 | 一种可自动控制流量的新型燃油喷嘴 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010904 |