JPH09222205A - 燃料噴射装置およびその操作方法 - Google Patents
燃料噴射装置およびその操作方法Info
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- JPH09222205A JPH09222205A JP8338969A JP33896996A JPH09222205A JP H09222205 A JPH09222205 A JP H09222205A JP 8338969 A JP8338969 A JP 8338969A JP 33896996 A JP33896996 A JP 33896996A JP H09222205 A JPH09222205 A JP H09222205A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D17/00—Burners for combustion conjointly or alternatively of gaseous or liquid or pulverulent fuel
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C7/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/20—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone
- F23D14/22—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone with separate air and gas feed ducts, e.g. with ducts running parallel or crossing each other
- F23D14/24—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone with separate air and gas feed ducts, e.g. with ducts running parallel or crossing each other at least one of the fluids being submitted to a swirling motion
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 燃料の搭載を豊富にし燃焼の効率を上げる燃
料噴射装置を得る。 【解決手段】 液体燃料の燃焼器具のための燃料噴射装
置は、気流の流れのための導管３１を有し、液体燃料の
ハウジング１５への流れのための導管５６は、燃料充填
室２５と合体し、燃料充填室２５は、実質的にまっすぐ
な配置における少なくとも１個の注入口オリフィス２２
と少なくとも１個の注出口オリフィス３４を有する。注
入口オリフィス２２は導管３１に接続され、これにより
使用に際して気流中の空気は、充填室外の燃料を注出口
オリフィスを経由して圧入するために充填室へと流れ
る。気流は第２の気流を構成し、第１の気流が使用中と
なる。第１の気流は、燃料充填室外に圧入された燃料を
受け取るために、導管１０内のハウジングの周りおよび
向こうを流れる。
料噴射装置を得る。 【解決手段】 液体燃料の燃焼器具のための燃料噴射装
置は、気流の流れのための導管３１を有し、液体燃料の
ハウジング１５への流れのための導管５６は、燃料充填
室２５と合体し、燃料充填室２５は、実質的にまっすぐ
な配置における少なくとも１個の注入口オリフィス２２
と少なくとも１個の注出口オリフィス３４を有する。注
入口オリフィス２２は導管３１に接続され、これにより
使用に際して気流中の空気は、充填室外の燃料を注出口
オリフィスを経由して圧入するために充填室へと流れ
る。気流は第２の気流を構成し、第１の気流が使用中と
なる。第１の気流は、燃料充填室外に圧入された燃料を
受け取るために、導管１０内のハウジングの周りおよび
向こうを流れる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料噴射装置およ
びその操作方法に関する。「噴射装置」の用語は、混合
装置を含むことが意図されている。その混合装置では液
体燃料と空気とが、燃焼器具、例えばタービン、エンジ
ン、バーナー等内で燃焼されるための混合物を形成する
ために混合される。また従って、この用語は特にキャブ
レータおよびバーナーミキサー装置をも含む。本発明
は、特にガス燃料のリーンバーン燃焼器装置に適してい
る。
びその操作方法に関する。「噴射装置」の用語は、混合
装置を含むことが意図されている。その混合装置では液
体燃料と空気とが、燃焼器具、例えばタービン、エンジ
ン、バーナー等内で燃焼されるための混合物を形成する
ために混合される。また従って、この用語は特にキャブ
レータおよびバーナーミキサー装置をも含む。本発明
は、特にガス燃料のリーンバーン燃焼器装置に適してい
る。
【０００２】
【従来の技術】図５は従来型の、環状の気流導管１０の
内部に位置づけられる室を明確にするハウジングを有す
る、燃料噴射装置を示している。ハウジング１は、側壁
２、３と端壁４により明確にされ、液体燃料充填部５と
して作用する。充填部５には液体燃料が循環部の導管６
を経て供給される。導管６は環状の導管１０により囲ま
れている。ハウジング１は、燃料がその間を導管６から
充填部５へ流れるのに適した相互接続とともに、燃料導
管６から外の方に放射状に拡張する燃料ポストの形態を
特に取り得るということが理解されるべきである。ま
た、一般にこのようなポストが複数個、導管６の周りに
配置され得る。二者択一の関係で、ハウジング１は、燃
料導管６の周りを全部または部分的に取り囲むように拡
張する環状または半環状の形態となり得る。いずれにし
てもハウジング１は、複数個の放射状および／または円
周状に間隔のある孔７または孔７の列とともに形成され
ている。その孔７を通って燃料の噴射は気流１１へと通
過する。気流１１は充填部５を取り囲む導管１０を通っ
て流れ、また、ハウジング１の周りおよびハウジング１
を過ぎて通過する。これにより燃料が気流１１へと載せ
られる。導管１０は従来、気流を旋回させるためのブレ
ード８を有する。燃料と空気は、燃焼可能な混合物を形
成するために空気がハウジング１から下流に動くにつれ
一緒に混合される。この燃焼可能な混合物は、燃焼室１
４内で燃焼される。
内部に位置づけられる室を明確にするハウジングを有す
る、燃料噴射装置を示している。ハウジング１は、側壁
２、３と端壁４により明確にされ、液体燃料充填部５と
して作用する。充填部５には液体燃料が循環部の導管６
を経て供給される。導管６は環状の導管１０により囲ま
れている。ハウジング１は、燃料がその間を導管６から
充填部５へ流れるのに適した相互接続とともに、燃料導
管６から外の方に放射状に拡張する燃料ポストの形態を
特に取り得るということが理解されるべきである。ま
た、一般にこのようなポストが複数個、導管６の周りに
配置され得る。二者択一の関係で、ハウジング１は、燃
料導管６の周りを全部または部分的に取り囲むように拡
張する環状または半環状の形態となり得る。いずれにし
てもハウジング１は、複数個の放射状および／または円
周状に間隔のある孔７または孔７の列とともに形成され
ている。その孔７を通って燃料の噴射は気流１１へと通
過する。気流１１は充填部５を取り囲む導管１０を通っ
て流れ、また、ハウジング１の周りおよびハウジング１
を過ぎて通過する。これにより燃料が気流１１へと載せ
られる。導管１０は従来、気流を旋回させるためのブレ
ード８を有する。燃料と空気は、燃焼可能な混合物を形
成するために空気がハウジング１から下流に動くにつれ
一緒に混合される。この燃焼可能な混合物は、燃焼室１
４内で燃焼される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の装置
は、多くの不利益を被っている。燃料と空気の配分の統
一を確実にするために、大量の孔７がなければならず、
またこのため各孔の面積は小さくなり得る。このこと
は、製造技術が精密な公差を伴うことを意味するととも
に、使用中は、この孔が堆積物の蓄積のために塞がれる
傾向があることをも意味する。このように塞がれた孔で
は、燃料の搭載が乏しくなり、また、燃料の燃焼の能率
が上がらない結果となる。さらに、小さい孔は燃料の気
流への浸透を限定し、従って、燃料／空気混合過程の効
率を制限する。
は、多くの不利益を被っている。燃料と空気の配分の統
一を確実にするために、大量の孔７がなければならず、
またこのため各孔の面積は小さくなり得る。このこと
は、製造技術が精密な公差を伴うことを意味するととも
に、使用中は、この孔が堆積物の蓄積のために塞がれる
傾向があることをも意味する。このように塞がれた孔で
は、燃料の搭載が乏しくなり、また、燃料の燃焼の能率
が上がらない結果となる。さらに、小さい孔は燃料の気
流への浸透を限定し、従って、燃料／空気混合過程の効
率を制限する。
【０００４】本発明は、上記の欠点を克服する燃料噴射
装置を提供することを目的とする。
装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は第１の形態によ
れば、液体燃料の燃焼器具のための燃料噴射装置が提供
される。この燃焼器具は、各前記導管内の第１および第
２の気流を供給するための第１および第２の導管、およ
び、液体燃料をハウジングへ流すための第３の導管に接
続された給気手段を有する。前記ハウジングは、実質的
にまっすぐな配置における少なくとも１対のオリフィス
を有する燃料充填室に合体し、また、前記オリフィスは
注入口オリフィスと注出口オリフィスにより構成され
る。また、注入口オリフィスは、第２の導管に接続され
ている。この第２の導管により、使用中の、第２の気流
中の空気は、充填室外の燃料を注出口オリフィス経由で
前記第１の導管へと圧入するために、充填室へと流れ
る。第１の導管では前記燃料が、前記第１の気流に載せ
られる。
れば、液体燃料の燃焼器具のための燃料噴射装置が提供
される。この燃焼器具は、各前記導管内の第１および第
２の気流を供給するための第１および第２の導管、およ
び、液体燃料をハウジングへ流すための第３の導管に接
続された給気手段を有する。前記ハウジングは、実質的
にまっすぐな配置における少なくとも１対のオリフィス
を有する燃料充填室に合体し、また、前記オリフィスは
注入口オリフィスと注出口オリフィスにより構成され
る。また、注入口オリフィスは、第２の導管に接続され
ている。この第２の導管により、使用中の、第２の気流
中の空気は、充填室外の燃料を注出口オリフィス経由で
前記第１の導管へと圧入するために、充填室へと流れ
る。第１の導管では前記燃料が、前記第１の気流に載せ
られる。
【０００６】好ましい実施例において、給気手段により
供給された空気のうち、第２の気流へ注がれるよりも高
い割合の空気が第１の気流へ注がれる。例えば、給気手
段により供給された空気のうち約８０％が第１の気流
へ、約２０％が第２の気流へ注がれる。
供給された空気のうち、第２の気流へ注がれるよりも高
い割合の空気が第１の気流へ注がれる。例えば、給気手
段により供給された空気のうち約８０％が第１の気流
へ、約２０％が第２の気流へ注がれる。
【０００７】第１の導管は環状の形態であり、第２の導
管を取り囲んでもよい。また、第２の導管はバリアによ
り第３の導管から分離されてもよい。
管を取り囲んでもよい。また、第２の導管はバリアによ
り第３の導管から分離されてもよい。
【０００８】さらに、バリアはハウジング内のバリアを
拡張したものでもよい。ハウジングバリアは注入口オリ
フィスとともに形成されている。
拡張したものでもよい。ハウジングバリアは注入口オリ
フィスとともに形成されている。
【０００９】ハウジングは、少なくとも一部分は、第２
の導管における側壁と端壁との間で明確にされ得る。ま
たは、壁から放射状に拡張したポストの形態を取り得
る。または、第１の導管を第２の導管から分かつ壁か
ら、第１の気流の経路へと放射状に拡張したポストの形
態を取り得る。または、第１の導管を第２の導管から分
かつ壁から、放射状に拡張した環状あるいは半環状の形
態を取り得る。
の導管における側壁と端壁との間で明確にされ得る。ま
たは、壁から放射状に拡張したポストの形態を取り得
る。または、第１の導管を第２の導管から分かつ壁か
ら、第１の気流の経路へと放射状に拡張したポストの形
態を取り得る。または、第１の導管を第２の導管から分
かつ壁から、放射状に拡張した環状あるいは半環状の形
態を取り得る。
【００１０】この、または各注出口オリフィスは、燃料
が、第１の気流の流れる方向に従って第１の気流へと圧
入されるように配置され得る。または代わりに、燃料
が、第１の気流の流れる方向に対して斜めに第１の気流
へと圧入されるように配置され得る。
が、第１の気流の流れる方向に従って第１の気流へと圧
入されるように配置され得る。または代わりに、燃料
が、第１の気流の流れる方向に対して斜めに第１の気流
へと圧入されるように配置され得る。
【００１１】好ましい実施例において、燃料充填室は、
１個の燃料を受け取るための第１の燃料室を構成する。
また、使用中の、第２の燃料を受け取るための第２の燃
料充填室が供給される。また、第２の燃料充填室は少な
くとも１個のオリフィスにより第２の導管に接続され得
る。第２の導管では、第２の燃料が第１の燃料充填室へ
と流れ得る。
１個の燃料を受け取るための第１の燃料室を構成する。
また、使用中の、第２の燃料を受け取るための第２の燃
料充填室が供給される。また、第２の燃料充填室は少な
くとも１個のオリフィスにより第２の導管に接続され得
る。第２の導管では、第２の燃料が第１の燃料充填室へ
と流れ得る。
【００１２】１個の燃料と次の燃料とは発熱量が相違し
得る。また、制御手段は燃焼器具の作動状態に対する応
答における２個の燃料の流れを制御するために提供され
る。
得る。また、制御手段は燃焼器具の作動状態に対する応
答における２個の燃料の流れを制御するために提供され
る。
【００１３】本発明のさらなる形態によれば、液体燃料
の燃焼器具のための燃料噴射装置が提供される。これ
は、気流の流れのための第１の導管と、第１の燃料が第
１の燃料充填室へ流れるための第２の導管を有する。第
１の燃料充填室は、実質的にまっすぐな配置における少
なくとも１対のオリフィスを有する。前記オリフィスは
注入口オリフィスと注出口オリフィスにより構成され
る。注入口オリフィスは、第１の導管に接続されてい
る。この配置はまた、第２の燃料が第２の燃料充填室へ
流れるための第３の導管を有している。第２の燃料充填
室は、第１の燃料充填室における前記注出口オリフィス
とともに実質的にまっすぐな配置における少なくとも１
個の注出口オリフィスを有する。
の燃焼器具のための燃料噴射装置が提供される。これ
は、気流の流れのための第１の導管と、第１の燃料が第
１の燃料充填室へ流れるための第２の導管を有する。第
１の燃料充填室は、実質的にまっすぐな配置における少
なくとも１対のオリフィスを有する。前記オリフィスは
注入口オリフィスと注出口オリフィスにより構成され
る。注入口オリフィスは、第１の導管に接続されてい
る。この配置はまた、第２の燃料が第２の燃料充填室へ
流れるための第３の導管を有している。第２の燃料充填
室は、第１の燃料充填室における前記注出口オリフィス
とともに実質的にまっすぐな配置における少なくとも１
個の注出口オリフィスを有する。
【００１４】第２の燃料は第２の燃料充填室から、ま
た、第１の導管を経由して第１の燃料充填室へと流れ得
る。
た、第１の導管を経由して第１の燃料充填室へと流れ得
る。
【００１５】第１の燃料と第２の燃料とで異なる発熱比
率を有するのが好ましい。また、制御手段は燃焼器具の
作動状態に対する応答における２個の燃料の流れを制御
するために提供される。
率を有するのが好ましい。また、制御手段は燃焼器具の
作動状態に対する応答における２個の燃料の流れを制御
するために提供される。
【００１６】上記の装置において、燃料充填室または第
１の燃料充填室における、この、または各注出口オリフ
ィスは、この、または各注入口オリフィスの断面積より
も大きくなり得る。
１の燃料充填室における、この、または各注出口オリフ
ィスは、この、または各注入口オリフィスの断面積より
も大きくなり得る。
【００１７】本発明のさらなる形態によれば、液体燃料
噴射装置の操作方法が提供される。これによれば、気流
中の空気は、液体燃料を包含する燃料充填室へ、前記燃
料充填室の少なくとも１個の注入口オリフィスを経由し
て流されている。また、前記燃料は、前記第１の充填室
からの空気の前記流れにより、前記燃料充填室の少なく
とも１個の注出口オリフィスを経由してさらなる気流へ
と圧入される。
噴射装置の操作方法が提供される。これによれば、気流
中の空気は、液体燃料を包含する燃料充填室へ、前記燃
料充填室の少なくとも１個の注入口オリフィスを経由し
て流されている。また、前記燃料は、前記第１の充填室
からの空気の前記流れにより、前記燃料充填室の少なく
とも１個の注出口オリフィスを経由してさらなる気流へ
と圧入される。
【００１８】このような方法が、前記液体燃料の前記燃
料充填室への流れを分断するさらなる工程を有すること
が好ましい。また、さらなる液体燃料がさらなる燃料充
填室へ流れるようにし、前記さらなる液体燃料が前記さ
らなる燃料充填室から前記燃料充填室の少なくとも１個
の注出口オリフィスを経由して前記気流に通過するよう
にし、前記さらなる液体燃料と前記気流からの空気が、
前記燃料充填室の少なくとも１個の注出口オリフィスを
経由して前記燃料充填室へと通過するようにし、また、
前記燃料充填室を離れるようにする。
料充填室への流れを分断するさらなる工程を有すること
が好ましい。また、さらなる液体燃料がさらなる燃料充
填室へ流れるようにし、前記さらなる液体燃料が前記さ
らなる燃料充填室から前記燃料充填室の少なくとも１個
の注出口オリフィスを経由して前記気流に通過するよう
にし、前記さらなる液体燃料と前記気流からの空気が、
前記燃料充填室の少なくとも１個の注出口オリフィスを
経由して前記燃料充填室へと通過するようにし、また、
前記燃料充填室を離れるようにする。
【００１９】さらに、前記さらなる液体燃料充填室にお
ける前記さらなる燃料の圧力が前記気流の圧力よりも大
きいことが好ましく、これにより、前記気流からの空気
が前記燃料充填室へと通過することが多大に防止され
る。
ける前記さらなる燃料の圧力が前記気流の圧力よりも大
きいことが好ましく、これにより、前記気流からの空気
が前記燃料充填室へと通過することが多大に防止され
る。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明の実施例について、添付図
面を参照して以下に記載する。
面を参照して以下に記載する。
【００２１】図１の装置は、第１の環状の導管１０内を
流れる第１の気流２９を図示する。この導管１０は、ハ
ウジング２６から気流へ圧入された燃料の完全な混合を
促進するために、気流２９を旋回させる旋回羽根８と合
体している。気流２９における空気は、給気手段（図示
なし）により旋回羽根８の上流に供給される。しかし、
この給気手段はまた、第２の環状部導管３１内を流れる
第２の気流３０のための空気をも供給する。環状部導管
３１は、環状導管１０により囲まれている。２個の導管
は壁２１により分離され、環状導管３１の内壁は、燃料
供給手段３５へと燃料を供給する円周部燃料導管５６の
壁５５により明確にされる。給気手段により供給される
空気の総量のうち一定の割合が第１の気流２９へ送られ
ること、また、一定の割合が第２の気流３０へ送られる
ことは明らかとなり得る。すなわち、常に、例えば、給
気手段により供給された空気の一定の割合が冷却のため
に使用されるような場合は必ずしもはないが、この２個
の割合が、給気手段により供給される空気の１００％
と、総じてなるのが標準的な場合である。図１の実施例
において、給気手段により供給された空気のうち実質８
０％が第１の気流を形成するために第１の導管１０に流
れ、残りの割合、すなわち実質２０％が第２の気流を形
成するために第２の導管３１に流れることが特に予見さ
れる。
流れる第１の気流２９を図示する。この導管１０は、ハ
ウジング２６から気流へ圧入された燃料の完全な混合を
促進するために、気流２９を旋回させる旋回羽根８と合
体している。気流２９における空気は、給気手段（図示
なし）により旋回羽根８の上流に供給される。しかし、
この給気手段はまた、第２の環状部導管３１内を流れる
第２の気流３０のための空気をも供給する。環状部導管
３１は、環状導管１０により囲まれている。２個の導管
は壁２１により分離され、環状導管３１の内壁は、燃料
供給手段３５へと燃料を供給する円周部燃料導管５６の
壁５５により明確にされる。給気手段により供給される
空気の総量のうち一定の割合が第１の気流２９へ送られ
ること、また、一定の割合が第２の気流３０へ送られる
ことは明らかとなり得る。すなわち、常に、例えば、給
気手段により供給された空気の一定の割合が冷却のため
に使用されるような場合は必ずしもはないが、この２個
の割合が、給気手段により供給される空気の１００％
と、総じてなるのが標準的な場合である。図１の実施例
において、給気手段により供給された空気のうち実質８
０％が第１の気流を形成するために第１の導管１０に流
れ、残りの割合、すなわち実質２０％が第２の気流を形
成するために第２の導管３１に流れることが特に予見さ
れる。
【００２２】ハウジング１５は、壁２１から放射状に、
また、導管１０を放射状に横切って拡張している。ま
た、ハウジング１５は、平らな端壁１８とともに直立の
シリンダまたはポストの形態を取り得、あるいは、壁２
１の円周部分の周りに拡張した形態で半環状的であり得
るし、あるいは環状的形態であり得る。
また、導管１０を放射状に横切って拡張している。ま
た、ハウジング１５は、平らな端壁１８とともに直立の
シリンダまたはポストの形態を取り得、あるいは、壁２
１の円周部分の周りに拡張した形態で半環状的であり得
るし、あるいは環状的形態であり得る。
【００２３】いずれにしても、ハウジング１５は壁２１
から実質、直角に拡張し、端壁１８により内部接続して
いる２個の側壁１６、１７を有している。
から実質、直角に拡張し、端壁１８により内部接続して
いる２個の側壁１６、１７を有している。
【００２４】バリア１９は、壁５５を横断するように形
成され、ハウジング１５の側壁１６、１７の間に拡張し
ている。また、バリア１９は、ハウジング１５における
空気室２４および燃料充填室２５を明確にするように作
動する。すなわち、バリアは、下記の如き目的のため、
複数個のオリフィス２２で形成されている。バリア１９
は、導管３１を横切るバリアを形成するため、壁２１を
抜け、導管３１へと通過する。導管３１は、第２の気流
３０の空気を、バリア１９の一方の面、すなわち示され
ているように左面に向いている、ハウジング１５におけ
る空気室２４へと注ぐように作動する。
成され、ハウジング１５の側壁１６、１７の間に拡張し
ている。また、バリア１９は、ハウジング１５における
空気室２４および燃料充填室２５を明確にするように作
動する。すなわち、バリアは、下記の如き目的のため、
複数個のオリフィス２２で形成されている。バリア１９
は、導管３１を横切るバリアを形成するため、壁２１を
抜け、導管３１へと通過する。導管３１は、第２の気流
３０の空気を、バリア１９の一方の面、すなわち示され
ているように左面に向いている、ハウジング１５におけ
る空気室２４へと注ぐように作動する。
【００２５】バリア１９の右面に向く燃料充填室２５
は、燃料供給手段３５から液体燃料を受け取る。示され
ているように、燃料供給手段３５は、バリア１９の右面
に向かう導管５６からの延長として表示されている。し
かし、どの装置も、それがバリア１９のそれぞれ反対面
における空気室２４、２５への空気と燃料の供給を伴う
ことが考えられる。
は、燃料供給手段３５から液体燃料を受け取る。示され
ているように、燃料供給手段３５は、バリア１９の右面
に向かう導管５６からの延長として表示されている。し
かし、どの装置も、それがバリア１９のそれぞれ反対面
における空気室２４、２５への空気と燃料の供給を伴う
ことが考えられる。
【００２６】上記のように、バリア１９は複数個のオリ
フィス２２を有する。このオリフィス２２は、その壁テ
ーパーが燃料充填室２５へ向かうジェットオリフィスと
して形成される。燃料充填室２５の右側の壁を構成する
側壁１７もまたオリフィス３４とともに供給される。各
オリフィス３４は、各オリフィス２２とともに実質的に
まっすぐに配置されている。しかし、オリフィス２２
は、オリフィス３４よりも直径が小さい。
フィス２２を有する。このオリフィス２２は、その壁テ
ーパーが燃料充填室２５へ向かうジェットオリフィスと
して形成される。燃料充填室２５の右側の壁を構成する
側壁１７もまたオリフィス３４とともに供給される。各
オリフィス３４は、各オリフィス２２とともに実質的に
まっすぐに配置されている。しかし、オリフィス２２
は、オリフィス３４よりも直径が小さい。
【００２７】導管３１への給気手段からの圧力下におい
て供給された空気は、バリア１９を用いて空気室２４へ
と注がれるように流れる。また、それゆえ、オリフィス
２２を経由して、オリフィス３４を経由して燃料を、ハ
ウジング１５の周りを流れる第１の気流２９へ圧入する
ために燃料充填室２５に注がれる。
て供給された空気は、バリア１９を用いて空気室２４へ
と注がれるように流れる。また、それゆえ、オリフィス
２２を経由して、オリフィス３４を経由して燃料を、ハ
ウジング１５の周りを流れる第１の気流２９へ圧入する
ために燃料充填室２５に注がれる。
【００２８】燃料は燃焼室１４で燃焼するための燃焼可
能な混合物を提供するために、第１気流の中で空気と混
合され得る。このような混合は、旋回羽根８による第１
の気流の回転運動により助けられるものである。
能な混合物を提供するために、第１気流の中で空気と混
合され得る。このような混合は、旋回羽根８による第１
の気流の回転運動により助けられるものである。
【００２９】第２の気流からの空気もまた、ハウジング
１５の下流の燃料／空気混合物の一部となるために、オ
リフィス３４を経由して充填室から流れ出ることができ
るのが理解されなければならない。従って、給気手段に
より供給された全ての空気が導管１０と導管３１に流れ
るような、通常の装置においては、ハウジング１５の下
流の混合物は、供給された空気の全てを含有し得る。こ
のようにして、制御された偏向性のある混合物が得られ
る（図５を参照）。
１５の下流の燃料／空気混合物の一部となるために、オ
リフィス３４を経由して充填室から流れ出ることができ
るのが理解されなければならない。従って、給気手段に
より供給された全ての空気が導管１０と導管３１に流れ
るような、通常の装置においては、ハウジング１５の下
流の混合物は、供給された空気の全てを含有し得る。こ
のようにして、制御された偏向性のある混合物が得られ
る（図５を参照）。
【００３０】室２５内の燃料とともに室２４へ圧入され
る空気の混合前のものは、ほとんど無いか、または全く
無い、ということが認識されるべきである。むしろ、室
２４内部の空気の作用は、燃料をオリフィス３４へと押
し流すジェットポンプの作用である。
る空気の混合前のものは、ほとんど無いか、または全く
無い、ということが認識されるべきである。むしろ、室
２４内部の空気の作用は、燃料をオリフィス３４へと押
し流すジェットポンプの作用である。
【００３１】図１に見られるように、オリフィス３４
は、燃料が、導管１０に沿う、すなわち導管１０の軸と
平行な流れの軸の方向で気流２９へと圧入されるように
配置される。燃料が流れの方向とは異なる気流へと注が
れるために、燃料オリフィスが別な方法で配置され得
る、ということが銘記される。図２は、ハウジング１５
が、オリフィス３４ａが配置されている、円筒形のポス
トの形状にある場合の使用に適した配置を示す。これは
燃料が流れの方向に対して直角の気流へと圧入されるた
めである。実際問題として、このことは、ポスト１５の
下流での空気と燃料との混合の高い効率性を確実とす
る。
は、燃料が、導管１０に沿う、すなわち導管１０の軸と
平行な流れの軸の方向で気流２９へと圧入されるように
配置される。燃料が流れの方向とは異なる気流へと注が
れるために、燃料オリフィスが別な方法で配置され得
る、ということが銘記される。図２は、ハウジング１５
が、オリフィス３４ａが配置されている、円筒形のポス
トの形状にある場合の使用に適した配置を示す。これは
燃料が流れの方向に対して直角の気流へと圧入されるた
めである。実際問題として、このことは、ポスト１５の
下流での空気と燃料との混合の高い効率性を確実とす
る。
【００３２】明らかに、オリフィスのこの位置づけは、
必要な配列を確保するために、バリア１９と空気ジェッ
トオリフィス２２の適切な配置を必要とする。
必要な配列を確保するために、バリア１９と空気ジェッ
トオリフィス２２の適切な配置を必要とする。
【００３３】他の実施例も可能である。例えば、燃料と
空気充填室とオリフィス２２、３４の好ましい配置によ
り、燃料が、気流２９へと横断する、ポストの反対面か
ら噴出される。また、バリア１９とオリフィス２２、３
４は、第１の気流２９に対して９０度より小さい角度で
流出させるように位置づけられ得る。
空気充填室とオリフィス２２、３４の好ましい配置によ
り、燃料が、気流２９へと横断する、ポストの反対面か
ら噴出される。また、バリア１９とオリフィス２２、３
４は、第１の気流２９に対して９０度より小さい角度で
流出させるように位置づけられ得る。
【００３４】前記のように構成され配置された燃料噴出
をともない、また、そこでは燃料が上流側の空気により
オリフィスへと圧入され、または押し流される。燃料オ
リフィス３４は従来の噴出装置の横断面よりも大きい面
積を有するように構成され得る。これにより、オリフィ
スが塞がれることが多大に防止され得る。さらに、燃料
／空気ジェットは、流れのより大きい容積測定の結果、
第１の気流２９へと浸透し、従って、燃料の配分が増
し、その後の混合を改善する。
をともない、また、そこでは燃料が上流側の空気により
オリフィスへと圧入され、または押し流される。燃料オ
リフィス３４は従来の噴出装置の横断面よりも大きい面
積を有するように構成され得る。これにより、オリフィ
スが塞がれることが多大に防止され得る。さらに、燃料
／空気ジェットは、流れのより大きい容積測定の結果、
第１の気流２９へと浸透し、従って、燃料の配分が増
し、その後の混合を改善する。
【００３５】図３により示される他の実施例において、
環状または半環状の形態の燃料充填室４１を明確にす
る、燃料充填室のハウジング４０は、第２の気流導管４
２の円周部分の壁２１と、壁２１に取り付けられた（例
えば合体した）壁４３と、導管４２の端壁４４との部分
により形成される。燃料は、導管４２を通って拡張する
導管４５を経由して燃料充填室４１へ供給される。
環状または半環状の形態の燃料充填室４１を明確にす
る、燃料充填室のハウジング４０は、第２の気流導管４
２の円周部分の壁２１と、壁２１に取り付けられた（例
えば合体した）壁４３と、導管４２の端壁４４との部分
により形成される。燃料は、導管４２を通って拡張する
導管４５を経由して燃料充填室４１へ供給される。
【００３６】空気は壁４３内の少なくとも１個のオリフ
ィス４６を経由して充填室へ入る。また、燃料を、壁２
１内の少なくとも１個のオリフィス４７を通り抜けさせ
第１の気流２９へと圧入する。オリフィス４６、４７は
本質的にまっすぐな配列にある。
ィス４６を経由して充填室へ入る。また、燃料を、壁２
１内の少なくとも１個のオリフィス４７を通り抜けさせ
第１の気流２９へと圧入する。オリフィス４６、４７は
本質的にまっすぐな配列にある。
【００３７】図４の実施例は、図３の効果的な変更であ
る装置を含むものであるが、ある燃料の型から他の燃料
の型への変更を認める（例えば、高発熱型から低発熱型
へまたはその逆に低発熱型から高発熱型へ、のよう
に）。これは、操作上の要求、例えば、エンジンが作動
するような仕事量の状態次第である。図に見られるよう
に、充填室４１は高発熱量を有する燃料を導管４５を通
して受け取る。（相対的に）低発熱量の燃料は、導管６
１によりさらなる燃料充填室６２へと供給される。導管
６１は、第２の気流導管４２を通って軸状に拡張してい
る円周導管として見られる。充填室６２は、オリフィス
４６、それゆえオリフィス４７とともにある実質的にま
っすぐな配列の中のオリフィス６３を有する。高発熱量
の燃料を燃焼する必要がある状態下で装置が作動してい
る場合、第２の気流３０における空気は、図３の実施例
におけるように、燃料を充填室４１からオリフィス４７
を通って第１の気流２９へと圧入する。しかしながら、
作動状態が低発熱量の燃料を燃焼することを要求する場
合、導管４５における高発熱量の燃料の流れは最初は分
離され、その後、低発熱量の燃料が導管６１を抜け燃料
充填部６２へと流れさせられる。燃料は、充填室６２か
らオリフィス６３を経由して第２の気流へ、それから燃
料充填室４１へ、また、オリフィス４７を経由して第１
の気流へと噴出する。低発熱量の燃料が（作動上の必要
に応じて）増加するにつれ、その流れは第２の気流（燃
料充填室内の圧力における中間の圧力での気流）の流れ
を分断するように作動し得ることを認識すべきである。
それは、燃料要求の最大値においてオリフィス４６を通
る第２の気流がなくなり得るためである。低発熱量の燃
料から高発熱量の燃料への変更において、オリフィス４
６を通る空気の流れが再開する。
る装置を含むものであるが、ある燃料の型から他の燃料
の型への変更を認める（例えば、高発熱型から低発熱型
へまたはその逆に低発熱型から高発熱型へ、のよう
に）。これは、操作上の要求、例えば、エンジンが作動
するような仕事量の状態次第である。図に見られるよう
に、充填室４１は高発熱量を有する燃料を導管４５を通
して受け取る。（相対的に）低発熱量の燃料は、導管６
１によりさらなる燃料充填室６２へと供給される。導管
６１は、第２の気流導管４２を通って軸状に拡張してい
る円周導管として見られる。充填室６２は、オリフィス
４６、それゆえオリフィス４７とともにある実質的にま
っすぐな配列の中のオリフィス６３を有する。高発熱量
の燃料を燃焼する必要がある状態下で装置が作動してい
る場合、第２の気流３０における空気は、図３の実施例
におけるように、燃料を充填室４１からオリフィス４７
を通って第１の気流２９へと圧入する。しかしながら、
作動状態が低発熱量の燃料を燃焼することを要求する場
合、導管４５における高発熱量の燃料の流れは最初は分
離され、その後、低発熱量の燃料が導管６１を抜け燃料
充填部６２へと流れさせられる。燃料は、充填室６２か
らオリフィス６３を経由して第２の気流へ、それから燃
料充填室４１へ、また、オリフィス４７を経由して第１
の気流へと噴出する。低発熱量の燃料が（作動上の必要
に応じて）増加するにつれ、その流れは第２の気流（燃
料充填室内の圧力における中間の圧力での気流）の流れ
を分断するように作動し得ることを認識すべきである。
それは、燃料要求の最大値においてオリフィス４６を通
る第２の気流がなくなり得るためである。低発熱量の燃
料から高発熱量の燃料への変更において、オリフィス４
６を通る空気の流れが再開する。
【００３８】明らかに、作動状態（例えば、タービン、
エンジンまたはバーナーの仕事量および／または速度の
状態）に良く反応する好ましい制御手段が、ある燃料か
ら他の燃料への変更を制御するために提供される。
エンジンまたはバーナーの仕事量および／または速度の
状態）に良く反応する好ましい制御手段が、ある燃料か
ら他の燃料への変更を制御するために提供される。
【００３９】本発明における他の多くの実施例が可能で
あり、付加された請求項の範囲内での、空気導管、燃料
導管、また、充填室の様々な配置を利用できる。
あり、付加された請求項の範囲内での、空気導管、燃料
導管、また、充填室の様々な配置を利用できる。
【００４０】通常は、提供されるオリフィスの外面は、
ぎざぎざが流れの割合に影響しないように、滑らかに作
られる。
ぎざぎざが流れの割合に影響しないように、滑らかに作
られる。
【００４１】さらに、充填部ハウジング内の空気と燃料
のためのオリフィスの形態と配置は、特有の環境と特有
の使用燃料に適するように選択される。特に、個々のオ
リフィスの直径と形態、および、付近の空気と燃料のオ
リフィスの間の距離は、これらの要素を考慮して選択さ
れ得る。さらに、ハウジングは、このような方法、すな
わちオリフィスの大きさおよび／または間隔の調節の程
度が、燃料の型、作動の圧力等における変化を、例えば
代替可能なノズルを利用することにより認めることが可
能であるような方法で、構成され装備され得る。
のためのオリフィスの形態と配置は、特有の環境と特有
の使用燃料に適するように選択される。特に、個々のオ
リフィスの直径と形態、および、付近の空気と燃料のオ
リフィスの間の距離は、これらの要素を考慮して選択さ
れ得る。さらに、ハウジングは、このような方法、すな
わちオリフィスの大きさおよび／または間隔の調節の程
度が、燃料の型、作動の圧力等における変化を、例えば
代替可能なノズルを利用することにより認めることが可
能であるような方法で、構成され装備され得る。
【００４２】
【発明の効果】前記の本発明の様々な実施例で、環状導
管１０内のブレードまたは羽根の使用が気流２９に旋回
を与え、またそれゆえ混合を増進することが当然と思わ
れてきたにもかかわらず、本発明に係る燃料噴射装置は
この構成を不要にし得ることが認識されるべきである。
管１０内のブレードまたは羽根の使用が気流２９に旋回
を与え、またそれゆえ混合を増進することが当然と思わ
れてきたにもかかわらず、本発明に係る燃料噴射装置は
この構成を不要にし得ることが認識されるべきである。
【図１】本発明に係る燃料噴射装置の一実施例を示す図
である。
である。
【図２】図１における実施例の変更例を示す図である。
【図３】他の実施例を示す図である。
【図４】異なる発熱量を伴う２個の異なる燃料を使用す
るための他の実施例を示す図である。
るための他の実施例を示す図である。
【図５】従来の燃料噴射装置を示す図である。
１ ハウジング ２、３ 側壁 ４ 端壁 ５ 液体燃料充填部 ６ 燃料導管 ７ 孔 ８ 旋回羽根 １０ 環状気流導管 １１ 気流 １４ 燃焼室 １５ ハウジング １６、１７ 側壁 １８ 端壁 １９ バリア ２１ 壁 ２２ 空気ジェットオリフィス ２４ 空気室 ２５ 燃料充填室 ２６ ハウジング ２９、３０ 気流 ３１ 環状導管 ３４、３４ａ オリフィス ４０ ハウジング ４１ 燃料充填室 ４２ 気流導管 ４３ 壁 ４４ 端壁 ４５ 導管 ４６、４７ オリフィス ５５ 壁 ５６ 円周部燃料導管 ６１ 導管 ６２ 燃料充填室 ６３ オリフィス
Claims (25)
- 【請求項１】 第１および第２の各導管内の第１および
第２の気流の前記供給のための前記第１および第２の導
管および、液体燃料のハウジングへの前記流れのための
第３の導管に接続された給気手段を有し、 前記ハウジングは実質的にまっすぐな配置における少な
くとも１対のオリフィスを有する燃料充填室に合体し、 前記オリフィスは注入口オリフィスと注出口オリフィス
により構成され、 前記注入口オリフィスは第２の導管に接続され、 前記第２の導管により、使用中の、前記第２の気流中の
空気は前記充填室外の燃料を前記注出口オリフィス経由
で前記第１の導管へと圧入するために前記充填室へと流
れ、 前記第１の導管では、前記燃料が前記第１の気流に載せ
られることを特徴とする液体燃料の燃焼器具のための燃
料噴射装置。 - 【請求項２】 前記給気手段により供給された前記空気
のうち、前記第２の気流へ注がれる空気よりもより高い
割合の空気が前記第１の気流へ注がれることを特徴とす
る請求項１記載の燃料噴射装置。 - 【請求項３】 前記給気手段により供給された前記空気
のうち約８０％が前記第１の気流へ注がれ、前記給気手
段により供給された前記空気のうち約２０％が前記第２
の気流へ供給されることを特徴とする請求項１または２
記載の燃料噴射装置。 - 【請求項４】 前記第１の導管は環状形であり、前記第
２の導管を囲んでいることを特徴とする請求項１から３
のいずれかに記載の燃料噴射装置。 - 【請求項５】 前記第２の導管はバリアにより前記第３
の導管から分離されていることを特徴とする請求項１か
ら４のいずれかに記載の燃料噴射装置。 - 【請求項６】 前記バリアは前記ハウジング内のバリア
の拡張であり、前記ハウジングのバリアは前記注入口オ
リフィスで形成されていることを特徴とする請求項５記
載の燃料噴射装置。 - 【請求項７】 前記ハウジングは少なくとも一部分は前
記第２の導管の側壁と端壁の間で境界を定められること
を特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の燃料噴
射装置。 - 【請求項８】 前記ハウジングは壁から放射状に拡張し
たポストの前記形態をとることを特徴とする請求項１か
ら６のいずれかに記載の燃料噴射装置。 - 【請求項９】 前記ハウジングは前記第１の導管を前記
第２の導管から分かつ壁から前記第１の気流の前記経路
へと放射状に拡張したポストの前記形態をとることを特
徴とする請求項１から６のいずれかに記載の燃料噴射装
置。 - 【請求項１０】 前記ハウジングは前記第１の導管を前
記第２の導管から分かつ壁から放射状に拡張した環状ま
たは半環状の形態であることを特徴とする請求項１から
６のいずれかに記載の燃料噴射装置。 - 【請求項１１】 前記または各注出口オリフィスは、燃
料が前記第１の気流の流れの前記方向に従って前記第１
の気流に圧入されるように配置されることを特徴とする
請求項９記載の燃料噴射装置。 - 【請求項１２】 前記または各注出口オリフィスは、燃
料が前記第１の気流の流れの前記方向に対してある角度
をなして前記第１の気流に圧入されるように配置される
ことを特徴とする請求項９記載の燃料噴射装置。 - 【請求項１３】 前記燃料充填室は、１個の燃料の前記
受け取りのための第１の燃料室を有し、第２の燃料の前
記受け取りのための第２の燃料充填室が提供されること
を特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の燃料噴
射装置。 - 【請求項１４】 前記第２の燃料充填室は、少なくとも
１個のオリフィスにより前記第２の導管に接続され、こ
れにより前記第２の燃料は前記第１の燃料充填室へ流れ
ることを特徴とする請求項１３記載の燃料噴射装置。 - 【請求項１５】 前記第１の燃料と前記第２の燃料は、
異なる発熱量であることを特徴とする請求項１３または
１４記載の燃料噴射装置。 - 【請求項１６】 制御手段は、前記燃焼器具の作動状態
に対する反応における前記２個の燃料の前記流れを制御
するために提供されることを特徴とする請求項１３から
１５のいずれかに記載の燃料噴射装置。 - 【請求項１７】 気流の前記流れのための第１の導管
と、第１の燃料の第１の燃料充填室への前記流れのため
の第２の導管を有し、 前記第１の燃料充填室は、実質的にまっすぐな配置にお
ける少なくとも１対のオリフィスを有し、 前記オリフィスは注入口オリフィスと注出口オリフィス
により構成され、 前記注入口オリフィスは前記第１の導管に接続され、 前記装置はまた、第２の燃料の第２の燃料充填室への前
記流れのための第３の導管を有し、 前記第２の燃料充填室は、前記第１の燃料充填室におけ
る前記注出口オリフィスとともに実質的にまっすぐな配
置における少なくとも１個の注出口オリフィスを有する
ことを特徴とする液体燃料の燃焼器具のための燃料噴射
装置。 - 【請求項１８】 前記第２の燃料は、前記第２の燃料充
填室から前記第１の導管を経由して前記第１の燃料充填
室へ流れることを特徴とする請求項１７記載の燃料噴射
装置。 - 【請求項１９】 前記第１の燃料と前記第２の燃料は、
異なる発熱比率を有することを特徴とする請求項１７ま
たは１８記載の燃料噴射装置。 - 【請求項２０】 制御手段は、前記燃焼器具の作動状態
に対する反応における前記２個の燃料の前記流れを制御
するために提供されることを特徴とする請求項１７から
１９のいずれかに記載の燃料噴射装置。 - 【請求項２１】 前記燃料充填室または前記第１の燃料
充填室における前記または各注出口オリフィスは、前記
燃料充填室または前記第１の燃料充填室における前記ま
たは各注入口オリフィスの断面積よりも大きい断面積で
あることを特徴とする請求項１から２０のいずれかに記
載の燃料噴射装置。 - 【請求項２２】 請求項１から２１のいずれかに記載の
燃料噴射装置に合体することを特徴とするガスタービ
ン。 - 【請求項２３】 気流中の空気は、液体燃料を包含する
燃料充填室へ、前記燃料充填室の少なくとも１個の注入
口オリフィスを経由して流され、 前記燃料は、前記第１の充填室からの空気の前記流れに
より、前記燃料充填室の少なくとも１個の注出口オリフ
ィスを経由してさらなる気流へ圧入されることを特徴と
する液体燃料噴射装置の操作方法。 - 【請求項２４】 前記液体燃料の前記燃料充填室への前
記流れを分断する前記さらなる工程を有し、 さらなる液体燃料がさらなる燃料充填室へ流れるように
し、 前記さらなる液体燃料が前記さらなる燃料充填室から前
記燃料充填室の少なくとも１個の注出口オリフィスを経
由して前記気流に通過するようにし、 前記さらなる液体燃料と前記気流からの空気が、前記燃
料充填室の少なくとも１個の注出口オリフィスを経由し
て前記燃料充填室へと通過するようにし、前記燃料充填
室を離れるようにすることを特徴とする請求項２３記載
の液体燃料噴射装置の操作方法。 - 【請求項２５】 前記さらなる液体燃料充填室における
前記さらなる燃料の圧力は前記気流の圧力よりも大き
く、 前記気流からの空気の前記燃料充填室への通過が多大に
防止されることを特徴とする請求項２４記載の液体燃料
噴射装置の操作方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9524959A GB2307980B (en) | 1995-12-06 | 1995-12-06 | A fuel injector arrangement; a method of operating a fuel injector arrangement |
| GB9524959.5 | 1995-12-06 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09222205A true JPH09222205A (ja) | 1997-08-26 |
| JP3899383B2 JP3899383B2 (ja) | 2007-03-28 |
Family
ID=10785010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33896996A Expired - Lifetime JP3899383B2 (ja) | 1995-12-06 | 1996-12-04 | 燃料噴射装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6095791A (ja) |
| EP (1) | EP0778443B1 (ja) |
| JP (1) | JP3899383B2 (ja) |
| DE (1) | DE69618914T2 (ja) |
| GB (1) | GB2307980B (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006090326A (ja) * | 2004-09-23 | 2006-04-06 | Snecma | 空気／燃料混合体をターボ機械燃焼室内に噴射する空気機械式システム用の発泡噴射機 |
| JP2008185254A (ja) * | 2007-01-30 | 2008-08-14 | General Electric Co <Ge> | 同軸燃料−空気通路を有する逆流噴射機構 |
| US8789375B2 (en) | 2006-01-03 | 2014-07-29 | General Electric Company | Gas turbine combustor having counterflow injection mechanism and method of use |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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