JPH09501486A - 燃料噴射装置及び該燃料噴射装置の運転方法 - Google Patents
燃料噴射装置及び該燃料噴射装置の運転方法Info
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- JPH09501486A JPH09501486A JP7505839A JP50583995A JPH09501486A JP H09501486 A JPH09501486 A JP H09501486A JP 7505839 A JP7505839 A JP 7505839A JP 50583995 A JP50583995 A JP 50583995A JP H09501486 A JPH09501486 A JP H09501486A
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- F23L7/00—Supplying non-combustible liquids or gases, other than air, to the fire, e.g. oxygen, steam
Abstract
Description
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.空気のための通路と、液体状流体のための通路と、気体状流体のための通路 と、軸を中心として周回りに延びているとともに、下流側に排出領域を有してな るエンジン用燃料噴射装置において、 前記軸を中心として渦流する第1の環状空気流を形成するとともに、この空気 流を前記排出領域に排出し、かつ、この空気流を第1の方向に向けるための手段 と、 前記軸を中心として渦流する第2の環状空気流を形成するとともに、この空気 流を前記排出領域へと排出して、前記第1の環状空気流に向かう第2の方向に向 け、かつ前記第2の空気流を少なくとも軸方向に流れる部分では、前記第1の環 状空気流の上方側径方向に離間させる手段と、 前記噴射装置を通過する前記2つの渦流空気流の間に前記液体状流体を流した 後に、前記噴射装置から前記排出領域へと排出するとともに、前記排出領域にお いて前記各渦流空気流の間に前記液体状流体を排出するための手段と、 前記空気流と気体状流体を、前記液体状流体又はこれとは別の前記空気流と混 合する前に、前記複数の空気流のうちの一つに前記気体状流体を流すための手段 を有してなり、 前記複数の流体のうちの一方は、適切な状態にある燃料であり、前記複数の流 体の他方は、適切な状態にある水であり、さらに、前記液体状流体を混合するに 先立って前記空気と前記気体状流体とを混合して燃料を均一に混合することを特 徴とするエンジン用燃料噴射装置。 2. 前記気体状流体は、燃料であることを特徴とする請求項1に記載の燃料噴 射装置。 3. 前記液体状流体は、少なくとも一部として燃料を含み、かつ前記気体状流 体はスチームとなった水であることを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射装置 。 4. 前記液体状流体は、燃料と水との混合物であることを特徴とする請求項3 に記載の燃料噴射装置。 5. 前記第2の環状空気流の径方向内側には、燃料前記第1の環状空気流が流 され、かつ複数の前記空気流のうちの一つに気体状流体を流すための手段は、ス チームを流す手段であるとともに、前記第1の(内側)空気流と連通しているこ とを特徴とする請求項3に記載の燃料噴射装置。 6. 上流端と、下流端と、内側空気チャンバと、前記内側空気チ ャンバを周方向に結合して延びている内側壁と、前記内側空気チャンバ内に配設 されるとともに、前記内側壁から径方向に離間して、その間に前記第1の空気流 のための環状通路を形成している中心体と、前記内側壁から径方向に離間して、 その間に第2の空気流のための第2の環状通路を形成している外側壁と、を有し てなり、該中心体の一部が前記外側壁に取り付けられている燃料噴射装置におい て、前記スチームを流すための手段は、前記外側壁に一部が取り付けられた周回 りに延びたスチームのための通路を有してなるとともに、前記燃料噴射装置の前 記上流端に周回りに離間した複数のダクトとを有し、前記複数のダクトは、前記 第1の空気流のための環状通路と、スチームのための前記環状通路とに連通して いることを特徴とする請求項5に記載の燃料噴射装置。 7. 前記第1の環状空気流は、前記第2の環状空気流の径方向内側に流されて おり、前記複数の空気流の内の一つに気体状流体を流すための手段は、スチーム を流すための手段となっているとともに、前記第2の(外側)空気流と連通して いることを特徴とする請求項3に記載の燃料噴射装置。 8. 前記第1の環状空気流の径方向外側に形成された前記第2の環状空気流と 、前記第2の環状空気流に結合する環状通路とを有している前記燃料噴射装置で あって、この環状通路は、気体状流体の供給源と連通した混合領域を有している とともに、前記混合領域の上流において空気に接線方向の速度成分を与える渦流 手段を備えて いることを特徴とする請求項8に記載の燃焼噴射装置。 9. 前記渦流手段は、複数の渦流ベーンを有していることを特徴とする請求項 8に記載の燃料噴射装置。 10. 前記通路は、混合領域の下流において加速領域を有し、この加速領域は 、面積が先細りとなっているとともに、燃料噴射装置軸に向かって傾けられてい ることを特徴とする請求項8に記載の燃料噴射装置。 11. 前記空気のための環状通路は、その一部が外側壁に結合されており、さ らに、周回りに離間した複数のオリフィスは、前記混合領域を前記気体状流体の 供給源と連通していることを特徴とする請求項10に記載の燃料噴射装置。 12. 前記複数のオリフィスは、気体状流体の流れ方向に対して垂直な方向に 測定して、その断面が曲線となっていることを特徴とする請求項11に記載の燃 料噴射装置。 13. 前記複数のオリフィスは、断面が円形とされていることを特徴とする請 求項12に記載の燃料噴射装置。 14. 前記複数のオリフィスは、周方向長さよりも軸方向長さの大きなスロッ トとされていることを特徴とする請求項11に記載の 燃料噴射装置。 15. 前記渦流手段と前記加速領域は、オリフィスの軸方向長さ以下の距離だ け前記オリフィスから径方向に離間されていることを特徴とする請求項11に記 載の燃料噴射装置。 16. 前記気体状流体供給源は、スチーム供給源であることを特徴とする請求 項11に記載の燃料噴射装置。 17. 前記気体状流体供給源は、燃料供給源であることを特徴とする請求項1 1に記載の燃料噴射装置。 18. 軸を中心として周回りに延びた液体状燃料のための通路と、軸を中心と して周回りに延びた気体状燃料の通路と、下流において排出領域を有してなるガ スタービンエンジン用燃料噴射装置において、 前記軸を中心として周回りに延び、内側に内側空気チャンバを形成している内 側壁と、上流位置からの空気を受け入れるために備えられた開口を有する上流端 を有するとともに、前記排出領域に空気を排出するための下流端とを備えた前記 内側空気チャンバと、 前記内側チャンバ内に配設され、軸方向に延びた外面と、前記内側壁から径方 向に離間して空気のための第1の環状通路を形成しかつ、径方向に延びて前記外 面に連結されて、下流側端面を形成して ガスの進入を防いでいる中心体と、前記内側壁の前記下流端から離間し、その間 にギャップCaが形成されて前記内側チャンバの内部、かつ前記中心体の下流で 急激膨張を行う領域を形成している前記下流側端面と、 前記第1の通路に配設され、この第1の通路を通過させることで前記空気に接 線方向の速度を与えるための手段と、 前記排出領域へと液体を排出させるための下流端を有する流体通路と、前記下 流端において、円錐形状を有し、前記エンジンの軸に向かって傾けられている外 側面を有するとともに前記内側壁から径方向に離間してそれらの間に液体のため の第2の環状通路を形成している第1の外側壁と、 前記第1の外壁から径方向に離間しその間に空気のための第3の環状通路を形 成した第2の外壁を有するケーシングと、上流位置からの空気を受け入れるため に備えられた開口を有する上流端を有するとともに、前記排出領域へと空気を排 出するための下流端とを備えた第3の通路と、下流端で前記第1の外側壁の外面 に面しかつ、円錐形状の内面を有した前記エンジンの軸に向かって傾けられてい る前記第2の外壁と、前記各壁のうちの少なくとも一つに近接するにつれその面 積が環状断面積値AiからAiの半分以下の環状断面積値Aeにまで減少してゆく とともに、前記排出領域に導入される前に前記流れを加速するための加速領域を 形成する第3の通路と、 前記内側壁の軸方向下流端位置に近い軸方向位置において、前記第3の通路に 配設され、前記第3の通路の加速領域から軸方向に上流側に離間して、加速領域 との間に混合領域を形成している上記第3の環状通路を通して前記空気に接線方 向の速度を与えるための手段と、 前記接線方向速度手段の軸方向下流、かつ前記加速領域の上流において前記第 3の通路の前記混合領域と連通し、気体を前記第3の通路に排出するとともに、 前記混合領域に径方向に向いた速度成分を有するガスを噴射させるようなサイズ とされている周方向に離間した複数のオリフィスとを有し、そのための各ホール は、その断面が直径dの円形を有しているとともに、前記渦流手段と加速領域と に近接しており、前記オリフィスから前記接線方向速度手段への距離Ltと、前 記オリフィスから前記加速領域との間の距離Laとは、それぞれ前記オリフィス の直径以下とされた第4の環状通路と、 前記第4の環状通路と連通されているとともに、気体供給源の少なくとも1つ と連通された第1の導管手段と、 前記第3の空気のための環状通路を横切って液体のための前記第2の環状通路 にまで延び、かつこの環状通路と連通するとともに前記液体供給源と連通した第 2の導管手段と、 前記第4の環状通路の前記オリフィスの複数の位置において、前記第3の環状 通路の空気へと噴射されるガスは、前記第3の環状混合領域の加速領域内で混合 され、その後、さらに、前記排出領域内へ前記空気−気体混合物を噴射する前に 、加速された流れが離間せずかつ再循環することを防止するような条件で前記通 路内において混合され、その流れの加速は、前記第3通路の断面積の減少と、前 記第3通路が前記ノズルの軸に向かって傾斜していることによって行われている ことを特徴とする燃料噴射装置。 19. 第4の環状通路は、気体状燃料の供給源と連通しており、かつ第2の環 状通路は、水の供給源と連通していることを特徴とする請求項18の記載の燃料 噴射装置。 20. 第4の環状通路は、気体状燃料の供給源と連通しており、かつ第2の環 状通路は、水の供給源と連通していることを特徴とする請求項18の記載の燃料 噴射装置。 21. 第4の環状通路は、気体状燃料の供給源と連通しており、かつ第2の環 状通路は、燃料の供給源と連通していることを特徴とする請求項18の記載の燃 料噴射装置。 22. 第4の環状通路は、スチームの供給源と連通しており、かつ第2の環状 通路は、水の供給源と連通していることを特徴とする請求項18の記載の燃料噴 射装置。 23. 第4の環状通路は、スチームの供給源と連通しており、かつ第2の環状 通路は、水と燃料の供給源と連通していることを特徴とする請求項18の記載の 燃料噴射装置。 24. 第4の環状通路は、スチームの供給源と連通しており、かつ第2の環状 通路は、燃料の供給源と連通していることを特徴とする請求項18の記載の燃料 噴射装置。 25. 空気のための通路と、液体状流体のための通路と、気体状流体の通路と 、軸を中心として周回りに延びているとともに、下流側において排出領域を有し てなるガスタービンエンジン用燃料噴射装置の運転方法において、 前記排出領域へと排出され、第1の方向に向けられているとともに、前記軸を 中心として渦流する第1の環状空気流を形成し、 前記排出領域へと排出され、前記第1の環状流の方向に向かう第2の方向に向 けられているとともに、少なくとも軸方向に延びている間には前記第1の環状空 気流の径方向上方側に離間し、かつ前記軸を中心として渦流する第2の環状空気 流を形成し、 前記噴射装置から前記排出領域へと排出される前に、前記液体状流体を前記2 つの渦流する流れの間に前記噴射装置を通過させて流 して、前記渦流する複数の流れの間において前記液体状流体を前記排出領域へと 排出し、 前記空気流と気体状流体とを前記液体状流体又は別の空気流と混合する前に、 前記複数の空気流のうちの一つに前記気体状流体を流す方法であって、 前記流体のうちの一つは、適切な状態にある燃料であるとともに、前記流体の うちの別の一つは適切な状態にある水であり、かつ前記空気と前記気体状燃料と の混合は、前記液体状流体を混合する前に行われて、燃焼のためのより均一な混 合物が得られるようにされている燃料噴射装置の運転方法。
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