JPH08261464A - Turbulence-mixed fuel injection valve - Google Patents

Turbulence-mixed fuel injection valve

Info

Publication number
JPH08261464A
JPH08261464A JP6068595A JP6068595A JPH08261464A JP H08261464 A JPH08261464 A JP H08261464A JP 6068595 A JP6068595 A JP 6068595A JP 6068595 A JP6068595 A JP 6068595A JP H08261464 A JPH08261464 A JP H08261464A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
air
fuel injection
flow
injection valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6068595A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hidemi Fuji
秀実 藤
Jun Hosoi
潤 細井
Masahiro Okuyama
正博 奥山
Akihito Saito
昭仁 斎藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IHI Corp filed Critical IHI Corp
Priority to JP6068595A priority Critical patent/JPH08261464A/en
Publication of JPH08261464A publication Critical patent/JPH08261464A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE: To mix fuel and air evenly and prevent backfire and self-ignition. CONSTITUTION: Around the periphery of a fuel injection nozzle 1, by which fuel and air are mixed and injected, a shroud 4 is provided coaxially and with a clearance between the two. In this clearance a plurality of vanes 15 are disposed, which vanes cause vane-end eddies in a flow of air passed through the clearance. Into this clearance a flow of secondary air is supplied from the upstream side of the vanes 15.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はガスタービンやジェット
エンジンに用いられる低NOx(窒素酸化物)燃焼を行
う燃料噴射弁に係わり、さらに詳しくは逆火、自着火を
防止する乱流混合燃料噴射弁に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel injection valve for low NOx (nitrogen oxide) combustion used in a gas turbine or a jet engine, and more particularly to a turbulent mixed fuel injection for preventing flashback and self-ignition. Regarding the valve.

【0002】[0002]

【従来の技術】ガスタービンやジェットエンジンの燃焼
装置では、燃焼器と燃料噴射ノズルとの間に予混合管を
配置し、燃焼器に供給される燃料の蒸発および空気との
混合を促進し、希薄燃焼を可能とし、NOxの排出を大
幅に低減することができる。
2. Description of the Related Art In a gas turbine or jet engine combustion apparatus, a premixing pipe is arranged between a combustor and a fuel injection nozzle to promote evaporation of fuel supplied to the combustor and mixing with air. Lean combustion is possible, and NOx emissions can be significantly reduced.

【0003】図6はこのような低NOx燃焼を図ったガ
スタービン用燃料噴射弁を示す。図において燃料噴射ノ
ズル1は中心側に一次空気供給部2を有し、その周囲に
燃料供給部3を有する2重構造となっている。燃料噴射
ノズル1の外周には間隙を有して同軸状にシュラウド4
が設けられ、この間隙が二次空気供給部5を構成してい
る。この間隙には旋回器6が設けられ、二次空気を旋回
流とする。シュラウド4は先端が先細りとなり、予混合
管7に接続され、予混合管7内で燃料の蒸発と空気との
混合が促進される。
FIG. 6 shows a fuel injection valve for a gas turbine which achieves such low NOx combustion. In the figure, the fuel injection nozzle 1 has a double structure having a primary air supply part 2 on the center side and a fuel supply part 3 around it. A shroud 4 is coaxially formed with a gap on the outer periphery of the fuel injection nozzle 1.
Is provided, and this gap constitutes the secondary air supply unit 5. A swirler 6 is provided in this gap to make the secondary air a swirl flow. The shroud 4 has a tapered tip and is connected to the premixing pipe 7 to promote evaporation of fuel and mixing with air in the premixing pipe 7.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】図7は上述した燃料噴
射弁の動作を説明する図である。一次空気供給部2から
供給される空気と、燃料供給部3から噴射される燃料が
混合し、これに更に二次空気供給部5からの空気が混合
する。これにより燃料は空気と混合するが、必ずしも均
一な混合とならない。曲線Aは予混合管7の一断面にお
ける濃度分布を示す。両側と中央では濃度が低いが両側
と中央との間の濃度は高くなっている。このように燃料
濃度分布が不均一になるとNOx排出量が多くなるとい
う問題がある。
FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the above-mentioned fuel injection valve. The air supplied from the primary air supply unit 2 and the fuel injected from the fuel supply unit 3 are mixed, and the air supplied from the secondary air supply unit 5 is further mixed therewith. This causes the fuel to mix with the air, but not necessarily homogeneously. Curve A shows the concentration distribution in one cross section of the premixing tube 7. The concentration is low on both sides and the center, but the concentration between both sides and the center is high. When the fuel concentration distribution becomes non-uniform as described above, there is a problem that the NOx emission amount increases.

【0005】燃料と空気の混合と燃焼を促進するため、
旋回器6が用いられているが、これによって生じる旋回
流により予混合管7の軸心上では混合ガスの流速が遅
い。また予混合管7の管壁近傍も流速が遅い。また、流
れの遅い部分では逆火や自着火を引き起こす恐れがあ
る。逆火や自着火は燃焼器入口圧力、入口温度が高い程
発生し易く、この条件に適合する航空機用ジェットエン
ジンの場合特に問題となる。
To promote the mixing and combustion of fuel and air,
Although the swirler 6 is used, the swirling flow generated thereby causes the mixed gas to have a low flow velocity on the axial center of the premixing pipe 7. Further, the flow velocity is also slow near the pipe wall of the premixing pipe 7. In addition, there is a risk of flashback or self-ignition in the slow flow area. Flashback and self-ignition are more likely to occur as the combustor inlet pressure and inlet temperature are higher, which is a particular problem in the case of an aircraft jet engine that meets these conditions.

【0006】本発明は上述の問題点に鑑みてなされたも
ので、燃料と空気を均一に混合することを目的とする。
さらに逆火や自着火を防止することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to uniformly mix fuel and air.
Furthermore, it aims to prevent flashback and self-ignition.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1の発明では、燃料と空気を混合して噴射す
るノズルと、該ノズルの外周と間隙を有してかつ同軸状
に設けられたシュラウドと、該シュラウドと前記ノズル
外周との間隙に所定の長さの翼長を有し、間隙に流入す
る空気流と交差するように配置された複数の翼と、を備
える。
In order to achieve the above object, in the invention of claim 1, a nozzle for mixing and injecting fuel and air and a nozzle are provided coaxially with an outer circumference of the nozzle with a gap. And a plurality of blades having a blade length of a predetermined length in a gap between the shroud and the outer circumference of the nozzle and arranged so as to intersect with an air flow flowing into the gap.

【0008】請求項2の発明では、前記間隙に前記翼よ
り上流側から燃料を噴射する燃料供給装置が設けられて
いる。
According to the second aspect of the invention, a fuel supply device for injecting fuel from the upstream side of the blade is provided in the gap.

【0009】請求項3の発明では、前記翼を流入する空
気の流れ方向に複数段設けたものである。
According to a third aspect of the invention, a plurality of stages are provided in the blade in the flow direction of the inflowing air.

【0010】請求項4の発明では、前記ノズルの先細り
部と前記シュラウドとの間隙に前記翼を先細り形状に沿
って配置し空気の流れが先細り部に沿って流れるように
する。
According to the fourth aspect of the present invention, the blades are arranged along the tapered shape in the gap between the tapered portion of the nozzle and the shroud so that the air flows along the tapered portion.

【0011】[0011]

【作用】請求項1の発明では、ノズルから燃料と空気を
混合しながら噴射されるが、この周囲から翼端渦により
乱流となった空気を混合し、燃料と空気を均一に混合す
る。シュラウドとノズル外周との間隙に設けられた翼は
空気流に対して翼端より翼端渦を発生し、空気流を乱流
にし、燃料と空気との混合を促進し、均一に混合する。
従来用いられていた旋回流は予混合管7の中心の流れを
遅くし、逆火や自着火の原因となっていたが、翼端渦は
全体としては直進流を形成し、局部的には小さな渦流に
より燃料との混合を促進するので、燃料の均一な濃度分
布が得られ、流速が遅くなる部分や逆流が発生する部分
も生じないので、均一な濃度でかつ逆火や自着火を防止
する混合ガスが得られる。燃料流量に対して空気流量を
多くすれば低濃度の混合流となり低NOx燃焼が達成さ
れる。
According to the first aspect of the invention, the fuel and the air are injected from the nozzle while being mixed, but the air that has become a turbulent flow due to the tip vortex is mixed from around this, and the fuel and the air are uniformly mixed. The blade provided in the gap between the shroud and the outer circumference of the nozzle generates a blade tip vortex from the blade tip with respect to the air flow, makes the air flow turbulent, promotes mixing of fuel and air, and mixes uniformly.
The swirling flow used conventionally slows down the flow in the center of the premixing tube 7 and causes flashback and self-ignition, but the tip vortex forms a straight flow as a whole, and locally A small vortex flow promotes mixing with the fuel, so a uniform concentration distribution of the fuel can be obtained, and there is no part where the flow velocity slows or a part where backflow occurs, so uniform concentration and prevention of flashback and self-ignition A mixed gas is obtained. If the air flow rate is increased relative to the fuel flow rate, a low-concentration mixed flow is obtained, and low NOx combustion is achieved.

【0012】請求項2の発明では、燃料をシュラウドと
ノズル外周との間隙からも噴射することにより、さらに
均一な混合となる。これは噴射した燃料を翼端渦で直ち
に混合し、混合流の乱流渦となり、この乱流渦がノズル
から噴射される燃料と空気の混合流を攪拌するので、全
体として燃料と空気の均一な混合が得られる。
According to the second aspect of the present invention, the fuel is injected from the gap between the shroud and the outer circumference of the nozzle, so that more uniform mixing is achieved. This immediately mixes the injected fuel with the vortex at the tip of the blade, and becomes a turbulent vortex of the mixed flow, and this turbulent vortex agitates the mixed flow of the fuel and air injected from the nozzle, so that the fuel and air are uniformly A good mixture is obtained.

【0013】請求項3の発明では、翼を空気の流れ方向
に複数段設けることにより、翼端渦の発生量が多くなる
ので燃料と空気との均一な混合が更に促進される。
According to the third aspect of the invention, since the blades are provided in a plurality of stages in the air flow direction, the amount of blade tip vortices is increased, so that uniform mixing of fuel and air is further promoted.

【0014】請求項4の発明では、ノズル先端の先細り
部に沿って空気が流れるように翼を配置したので、翼は
翼端渦の発生による燃料と空気の均一な混合のみならず
整流作用も行う。
According to the fourth aspect of the invention, since the blades are arranged so that the air flows along the tapered portion at the tip of the nozzle, the blades not only have a uniform mixing of fuel and air due to the generation of blade tip vortices, but also have a rectifying function. To do.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1は第1実施例の縦断面図を示し、図2
は図1のX−X断面図である。燃料噴射ノズル1は円筒
形で先端に先細り部16を設け、燃料を空気に吹き込み
混合を容易にしており、中心に円筒状の一次空気供給部
2が設けられ、この一次空気供給部2には空気供給口1
1から一次空気が供給される。また後部には燃料管接続
部12が設けられ、図示しない燃料管が接続され燃料が
供給される。燃料管接続部12と連通して燃料噴射ノズ
ル1内に燃料供給部3が一次空気供給部2を囲んで設け
られ、一次空気供給部2より吐出される空気に周囲から
燃料を噴射して混合するようになっている。なお、燃料
供給部3の一部が分枝して二次燃料供給部13を構成
し、後述するシュラウド4内に燃料噴射ノズル1の外周
に設けた多数の開口より燃料を噴射する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a vertical sectional view of the first embodiment, and FIG.
2 is a sectional view taken along line XX of FIG. The fuel injection nozzle 1 is cylindrical and has a tapered portion 16 at its tip to blow fuel into air to facilitate mixing, and a cylindrical primary air supply portion 2 is provided at the center of the primary air supply portion 2. Air supply port 1
Primary air is supplied from 1. Further, a fuel pipe connecting portion 12 is provided at the rear portion, and a fuel pipe (not shown) is connected to supply fuel. A fuel supply unit 3 is provided in the fuel injection nozzle 1 so as to surround the primary air supply unit 2 in communication with the fuel pipe connection unit 12, and fuel is injected from the surroundings to the air discharged from the primary air supply unit 2 to mix the air. It is supposed to do. A part of the fuel supply unit 3 is branched to form the secondary fuel supply unit 13, and the fuel is injected into the shroud 4 described later from a large number of openings provided on the outer periphery of the fuel injection nozzle 1.

【0016】燃料噴射ノズル1と同軸状にノズル1と間
隙を有して円筒状のシュラウド4が設けられ、先端はノ
ズル1の先端に合わせ先細りとなり、予混合管7と接続
している。この間隙は二次空気供給部5を構成する。こ
の間隙内で二次燃料供給部13の開口近傍でこの下流側
に、ストラット14が設けられ、その両端はノズル1の
外周とシュラウド4の内周に固定されている。ストラッ
ト14はノズル1の外周に沿って均等に設けられる。図
1は8個の場合を示すが、これに限定せず、用途に応じ
た適正な数とする。各ストラット14には所定長さの翼
15が取り付けられている。ストラット14はその長さ
方向がシュラウド4の半径方向となるように配置されて
おり、翼15はこのストラット4に翼15の長さ方向が
直交して取り付けられている。これにより、二次空気供
給部5に流入する空気は翼端から生じる渦によって乱流
となる。なお、翼長は隣接する翼端が接触せず、翼端渦
の生成に支障とならない長さとする。また翼15を間隙
内に均一に配置することにより均一な翼端渦が得られ
る。
A cylindrical shroud 4 is provided coaxially with the fuel injection nozzle 1 and having a gap with the nozzle 1. The tip of the shroud 4 is tapered to match the tip of the nozzle 1 and is connected to the premixing pipe 7. This gap constitutes the secondary air supply unit 5. A strut 14 is provided in the gap in the vicinity of the opening of the secondary fuel supply unit 13 and on the downstream side, and both ends of the strut 14 are fixed to the outer circumference of the nozzle 1 and the inner circumference of the shroud 4. The struts 14 are evenly provided along the outer circumference of the nozzle 1. Although FIG. 1 shows a case of eight, the number is not limited to this, and the number is appropriate according to the application. A wing 15 having a predetermined length is attached to each strut 14. The struts 14 are arranged such that the lengthwise direction thereof is the radial direction of the shroud 4, and the blades 15 are attached to the struts 4 such that the lengthwise directions of the blades 15 are orthogonal to each other. As a result, the air flowing into the secondary air supply unit 5 becomes turbulent due to the vortices generated from the blade tips. The blade length is such that adjacent blade tips do not come into contact with each other and do not hinder the generation of blade tip vortices. Further, by uniformly disposing the blades 15 in the gap, uniform blade tip vortices can be obtained.

【0017】次に動作について説明する。図示しない圧
縮機により圧縮された空気が供給される。空気供給口1
1に入った空気は一次空気供給部2に入り、二次空気供
給部5には直接入る。燃料管接続部12から供給された
燃料は燃料供給部3に供給され一部は先端より噴射して
一次空気供給部2からの一次空気と混合して予混合管7
へ噴射される。また、燃料供給部3から分枝した二次燃
料供給部13からも燃料が噴射され、二次空気供給部5
の二次空気と混合して翼15を通過し、発生した翼端渦
によって均一に混合され、予混合管7に入る。予混合管
7内では一次空気と燃料の混合ガスを、翼端渦により混
合されている二次空気と燃料の混合ガスが外側から包み
込むようにして混合し、翼端渦により均一に混合され
る。従来のように旋回器を用いてないので、旋回流は発
生せず流速の遅い領域や逆流領域は発生せずほぼ直進流
となる。このため逆火や自着火の発生が防止できる。更
に均一に燃料が分布するので局部的な高濃度部は発生せ
ず、低NOx燃焼が可能となる。このように逆火、自着
火が起こり難いので、燃焼器入口圧力、入口温度の高い
航空機用ガスタービンへの使用に適している。
Next, the operation will be described. Air compressed by a compressor (not shown) is supplied. Air supply port 1
The air entering 1 enters the primary air supply unit 2 and directly enters the secondary air supply unit 5. The fuel supplied from the fuel pipe connection portion 12 is supplied to the fuel supply portion 3 and a part of the fuel is injected from the tip and mixed with the primary air from the primary air supply portion 2 to mix with the premixing pipe 7.
Is injected into. Further, fuel is also injected from the secondary fuel supply unit 13 branched from the fuel supply unit 3, and the secondary air supply unit 5
Of the secondary air, passes through the blade 15, is uniformly mixed by the generated blade tip vortex, and enters the premixing pipe 7. In the premixing pipe 7, the mixed gas of the primary air and the fuel is mixed so that the mixed gas of the secondary air and the fuel mixed by the blade tip vortex is wrapped from the outside, and is uniformly mixed by the blade tip vortex. . Since a swirler is not used as in the conventional case, a swirling flow is not generated, a region where the flow velocity is slow or a backflow region is not generated, and the flow is almost straight. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of flashback and self-ignition. Further, since the fuel is evenly distributed, a high concentration part is not locally generated, and low NOx combustion becomes possible. Since flashback and self-ignition are unlikely to occur in this way, it is suitable for use in a gas turbine for aircraft, which has high combustor inlet pressure and inlet temperature.

【0018】次に第2実施例を説明する。図3は第2実
施例の縦断面を示し、図4は図3のY−Y矢視図であ
る。本実施例と第1実施例の相違点は翼15を2段とし
て、これを燃料噴射ノズル1の先細り部16に設け、シ
ュラウド4の先細部17を翼15よりも後流においた点
である。翼15を空気の流れ方向に2段にすることによ
り翼端渦の発生量を多くし、燃料と空気の混合を更に均
一化する。また翼15を2段にすることで、二次空気流
が翼15から剥離することなくノズル1の先細り部16
に流れ込む。翼15が1段だと剥離を起こし易い。図4
では翼15は長さ方向に直線としたが、円弧状とするこ
とにより、よりよい整流効果とより強い翼端渦が得られ
る。なお本実施例でも第1実施例と同様、燃料の濃度が
均一となり、逆火、自着火が防止でき低NOx燃焼が可
能となる。
Next, a second embodiment will be described. FIG. 3 shows a longitudinal section of the second embodiment, and FIG. 4 is a view taken along the line YY of FIG. The difference between this embodiment and the first embodiment is that the blade 15 has two stages and is provided in the tapered portion 16 of the fuel injection nozzle 1, and the tapered portion 17 of the shroud 4 is placed downstream of the blade 15. . By forming the blades 15 in two stages in the air flow direction, the amount of blade tip vortices generated is increased, and the mixing of fuel and air is further homogenized. In addition, by forming the blades 15 in two stages, the secondary air flow does not separate from the blades 15 and the tapered portion 16 of the nozzle 1
Flow into. If the blade 15 has only one stage, separation is likely to occur. FIG.
In the above, the blades 15 are straight in the length direction, but by making them arcuate, a better rectifying effect and a stronger blade tip vortex can be obtained. In this embodiment, as in the first embodiment, the fuel concentration is uniform, flashback and self-ignition can be prevented, and low NOx combustion can be achieved.

【0019】低NOx燃焼するためには火炎温度を低く
する必要があり、このため、燃料の濃度を薄くし、かつ
均一にする。さらに燃料を蒸発させた状態で燃焼させる
必要がある。このため予混合管7により燃料と空気との
予混合と、燃料の予蒸発を行う。混合、蒸発が十分行わ
れぬ内に逆火や自着火により燃焼が生じると、NOx排
出量が増大したり、燃料噴射弁が焼損する危険があるの
で、逆火、自着火を防止する必要がある。このため本発
明は旋回流を発生させず、翼端渦により小さな渦を均一
に発生させ、均一に混合した直進流を生成している。し
かし、希薄な濃度では、燃焼の安定性が悪い。これに対
して、予混合管を配置せず、また旋回流を用いる方法は
NOx排出量が多いという点においては好ましくない
が、安定な燃焼を行う上では優れている。このため本発
明の燃料噴射弁は旋回器の付いた燃料噴射弁と共に用い
られると効果的となる。
In order to burn low NOx, it is necessary to lower the flame temperature, so that the fuel concentration is made thin and uniform. Further, it is necessary to burn the fuel in a vaporized state. Therefore, the premixing pipe 7 premixes the fuel and air and prevaporizes the fuel. If combustion occurs due to flashback or self-ignition without sufficient mixing and evaporation, NOx emissions may increase and the fuel injection valve may burn out. Therefore, it is necessary to prevent flashback and self-ignition. is there. Therefore, in the present invention, a swirling flow is not generated, a small vortex is uniformly generated by the blade tip vortex, and a linearly mixed flow that is uniformly mixed is generated. However, at a dilute concentration, combustion stability is poor. On the other hand, the method of using the swirling flow without arranging the premixing pipe is not preferable in that the NOx emission amount is large, but is excellent in performing stable combustion. Therefore, the fuel injection valve of the present invention is effective when used together with a fuel injection valve equipped with a swirler.

【0020】図5は本発明の燃料噴射弁の使用例を示す
図である。燃焼器20には旋回器を有する燃料噴射弁2
1とこれを囲むように本発明の燃料噴射弁22が設けら
れ、燃料とコンプレッサからの空気とを混合して燃焼さ
せ、燃焼ガスをタービンに供給する。低負荷では旋回器
付燃料噴射弁21のみで燃焼し、負荷が大きくなると本
発明の燃料噴射弁22を併用して燃焼を行う。これによ
り、旋回器付燃料噴射弁21による混合ガスにより常に
安定した燃焼を行い、この燃焼熱により本発明の燃料噴
射弁22からの混合ガスも安定した燃焼を持続すること
ができる。このように両噴射弁21,22の特徴を生か
すことにより全体として低NOx燃焼を安定して行うこ
とができる。
FIG. 5 is a diagram showing an example of use of the fuel injection valve of the present invention. The combustor 20 has a fuel injection valve 2 having a swirler.
1 and the fuel injection valve 22 of the present invention are provided so as to surround the same, and the fuel and the air from the compressor are mixed and burned, and the combustion gas is supplied to the turbine. When the load is low, combustion is performed only by the fuel injection valve 21 with a swirler, and when the load increases, the fuel injection valve 22 of the present invention is also used for combustion. As a result, stable combustion is always performed by the mixed gas from the swirler-equipped fuel injection valve 21, and the combustion gas also allows the mixed gas from the fuel injection valve 22 of the present invention to continue stable combustion. In this way, by utilizing the features of both the injection valves 21 and 22, low NOx combustion can be stably performed as a whole.

【0021】以上の実施例では二次燃料供給部13を設
け,二次空気供給部5内にも燃料を噴射したが、この燃
料噴射は必ずしも必要ではなく、燃料は一次空気への噴
射のみでもよい。また翼15は図2の断面図に示すよう
にシュラウド4の半径方向に対して直交した配置とした
が、直交とせず、交差していればよい。また、空気の二
次流路に翼を設けたが、一次流路に設けてもよい。
In the above embodiment, the secondary fuel supply unit 13 is provided and the fuel is also injected into the secondary air supply unit 5. However, this fuel injection is not always necessary, and the fuel may be injected only into the primary air. Good. Further, although the blades 15 are arranged orthogonally to the radial direction of the shroud 4 as shown in the sectional view of FIG. Further, although the blade is provided in the secondary flow path of air, it may be provided in the primary flow path.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は空気流内に一定の長さの翼を複数設け、翼端渦を発生
させることにより、燃料と空気の混合を促進するので、
均一な混合が得られ、これにより低NOx燃焼を達成で
きる。翼端渦の発生した流れは局部的に乱流を発生させ
混合を促進するが、全体的な流れは直進流なので、旋回
流のように予混合管の軸心上で流速が遅くなったり、逆
流が発生したりしないため、逆火や自着火を防止するこ
とができる。これにより燃焼器入口圧力、入口温度が高
く、逆火や自着火の起こりやすい航空機用ガスタービン
にも使用できる。
As is apparent from the above description, the present invention promotes mixing of fuel and air by providing a plurality of blades of a constant length in the air flow and generating blade tip vortices.
A homogeneous mixture is obtained, which allows low NOx combustion to be achieved. The flow generated by the blade tip vortex locally generates turbulence to promote mixing, but the overall flow is a straight flow, so the flow velocity becomes slow on the axis of the premixing tube like swirling flow, Since backflow does not occur, flashback and self-ignition can be prevented. As a result, the inlet pressure and inlet temperature of the combustor are high, and it can also be used in aircraft gas turbines that are prone to backfire and autoignition.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】第1実施例の縦断面図である。FIG. 1 is a vertical sectional view of a first embodiment.

【図2】図1のX−X断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line XX of FIG.

【図3】第2実施例の縦断面図である。FIG. 3 is a vertical sectional view of a second embodiment.

【図4】図3のY−Y矢視図である。FIG. 4 is a view as seen in the direction of arrows YY in FIG.

【図5】本発明の使用例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a usage example of the present invention.

【図6】従来の燃料噴射弁の構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a conventional fuel injection valve.

【図7】従来の燃料噴射弁の燃料濃度分布を示す図であ
る。
FIG. 7 is a diagram showing a fuel concentration distribution of a conventional fuel injection valve.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 燃料噴射ノズル(ノズル) 2 一次空気供給部 3 燃料供給部 4 シュラウド 5 二次空気供給部(空気供給手段) 6 旋回器 7 予混合管 11 空気供給口 12 燃料管接続部 13 二次燃料供給部(燃料供給装置) 14 ストラット 15 翼 16 ノズルの先細り部 17 シュラウドの先細り部 20 燃焼器 21 旋回器付燃料噴射弁 22 本発明の燃料噴射弁 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel injection nozzle (nozzle) 2 Primary air supply part 3 Fuel supply part 4 Shroud 5 Secondary air supply part (air supply means) 6 Swirler 7 Premixing pipe 11 Air supply port 12 Fuel pipe connection part 13 Secondary fuel supply Part (fuel supply device) 14 strut 15 blade 16 tapered portion of nozzle 17 tapered portion of shroud 20 combustor 21 fuel injection valve with swirler 22 fuel injection valve of the present invention

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斎藤 昭仁 東京都田無市本町4丁目21番1号 第1光 ビル 石川島ジェットサービス株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Akihito Saito 4-21-1, Honmachi, Tanashi City, Tokyo No. 1 Hikari Building Ishikawajima Jet Service Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 燃料と空気を混合して噴射するノズル
と、該ノズルの外周と間隙を有してかつ同軸状に設けら
れたシュラウドと、該シュラウドと前記ノズル外周との
間隙に所定の長さの翼長を有し、間隙に流入する空気流
と交差するように配置された複数の翼と、を備えたこと
を特徴とする乱流混合燃料噴射弁。
1. A nozzle for mixing and injecting fuel and air, a shroud having a gap with the outer circumference of the nozzle and provided coaxially, and a predetermined length in the gap between the shroud and the outer circumference of the nozzle. A turbulent mixed fuel injection valve having a plurality of blades each having a blade length of 10 mm and arranged so as to intersect an air flow flowing into the gap.
【請求項2】 前記間隙に前記翼より上流側から燃料を
噴射する燃料供給装置が設けられていることを特徴とす
る請求項1記載の乱流混合燃料噴射弁。
2. The turbulent mixed fuel injection valve according to claim 1, wherein a fuel supply device for injecting fuel from the upstream side of the blade is provided in the gap.
【請求項3】 前記翼を流入する空気の流れ方向に複数
段設けたことを特徴とする請求項1または2記載の乱流
混合燃料噴射弁。
3. The turbulent flow mixed fuel injection valve according to claim 1 or 2, wherein a plurality of stages are provided in a flow direction of air flowing into the blade.
【請求項4】 前記ノズル先端の先細り部と前記シュラ
ウドとの間隙に前記翼を先細り形状に沿って配置し空気
の流れが先細り部に沿って流れるようにしたことを特徴
とする請求項1ないし3のいずれかに記載の乱流混合燃
料噴射弁。
4. The blades are arranged along the tapered shape in the gap between the tapered portion at the tip of the nozzle and the shroud so that the flow of air flows along the tapered portion. 4. The turbulent mixed fuel injection valve according to any one of 3 above.
JP6068595A 1995-03-20 1995-03-20 Turbulence-mixed fuel injection valve Pending JPH08261464A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6068595A JPH08261464A (en) 1995-03-20 1995-03-20 Turbulence-mixed fuel injection valve

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6068595A JPH08261464A (en) 1995-03-20 1995-03-20 Turbulence-mixed fuel injection valve

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08261464A true JPH08261464A (en) 1996-10-11

Family

ID=13149418

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6068595A Pending JPH08261464A (en) 1995-03-20 1995-03-20 Turbulence-mixed fuel injection valve

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08261464A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003004231A (en) * 2001-05-31 2003-01-08 General Electric Co <Ge> Method for operating gas turbine engine, combustion device and mixer assembly
JP2007046886A (en) * 2005-08-11 2007-02-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Gas turbine combustor
WO2009067376A3 (en) * 2007-11-21 2009-09-03 Woodward Governor Company Split-flow pre-filming fuel nozzle

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003004231A (en) * 2001-05-31 2003-01-08 General Electric Co <Ge> Method for operating gas turbine engine, combustion device and mixer assembly
JP2007046886A (en) * 2005-08-11 2007-02-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Gas turbine combustor
WO2009067376A3 (en) * 2007-11-21 2009-09-03 Woodward Governor Company Split-flow pre-filming fuel nozzle
US8091805B2 (en) 2007-11-21 2012-01-10 Woodward, Inc. Split-flow pre-filming fuel nozzle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7171813B2 (en) Fuel injection nozzle for gas turbine combustor, gas turbine combustor, and gas turbine
US10415479B2 (en) Fuel/air mixing system for fuel nozzle
US9429324B2 (en) Fuel injector with radial and axial air inflow
JP4658471B2 (en) Method and apparatus for reducing combustor emissions in a gas turbine engine
US6481209B1 (en) Methods and apparatus for decreasing combustor emissions with swirl stabilized mixer
US7434401B2 (en) Fuel/air premixer for gas turbine combustor
US6540162B1 (en) Methods and apparatus for decreasing combustor emissions with spray bar assembly
US6631614B2 (en) Gas turbine combustor
EP0636835A2 (en) Swirl mixer for a combustor
JP2006300448A (en) Combustor for gas turbine
JPH07305848A (en) Reducing method of combustion instability in fuel nozzle-assembly, gas turbine device and low nox gas turbine device
JPH0587340A (en) Air-fuel mixer for gas turbine combustor
US6502399B2 (en) Three-dimensional swirler in a gas turbine combustor
JP4086767B2 (en) Method and apparatus for reducing combustor emissions
JP2009074706A (en) Gas turbine combustor
JP2002106845A (en) Multiple injection port combustor
US20040055308A1 (en) Burner apparatus for burning fuel and air
JPH06213450A (en) Fuel injection nozzle
JPH0828871A (en) Gas turbine combustion device
JPH07332621A (en) Swirl burner for gas turbine combustion device
JPH08261464A (en) Turbulence-mixed fuel injection valve
JP4477039B2 (en) Combustion device for gas turbine engine
JP2003194337A (en) Premixing unit for gas turbine combustor
JPH09170716A (en) Fuel premixing device and gas turbine combustion device
JP3132941B2 (en) Gas turbine premixed combustor