JPS5845413A - ガスタ−ビン機関用燃料噴射装置 - Google Patents

ガスタ−ビン機関用燃料噴射装置

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JPS5845413A
JPS5845413A JP57131897A JP13189782A JPS5845413A JP S5845413 A JPS5845413 A JP S5845413A JP 57131897 A JP57131897 A JP 57131897A JP 13189782 A JP13189782 A JP 13189782A JP S5845413 A JPS5845413 A JP S5845413A
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    • F23D17/002—Burners for combustion conjointly or alternatively of gaseous or liquid or pulverulent fuel gaseous or liquid fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F23R3/36—Supply of different fuels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガスタービン機関用噴射装置に関し。
特に液体及び気体の両方の燃料を噴射でき、産業用ガス
タービンに使用する燃料噴射装置に関する。
本願発明は圧縮空気流と燃料流を受けるように構成され
た中央ダクトと、ダクトの下流端に隣接して位置し、ダ
クトと共に燃料と空気の混合物をほぼ半径方向に排出す
る環状口を形成する偏向部材と、中央ダクトの一部を囲
み、その上流端で空気流を受け、その下流端で空気を排
出するように構成され、中央ダクトから環状出口の上流
に位置している環状ダクトを形成するシュラウドを含む
英国特許第１４２７１４６号明細書に記載された型の燃
料噴射装置を基礎としている。この型の燃料噴射装置は
それが位置している燃焼室と関連して。
二つの隣接した反対方向に回るトロイド形渦を形成する
ように意図さねている。大半の燃料／空気混合物は最上
流の渦へ流れ、そこで点火され、そして燃焼燃料／空気
混合物は一部は燃料噴射装置からの流れにより、一部は
燃焼室へ流れる二次空気により導かれて、下流へ流れる
。各渦に於ける燃料／空゛気混合比が種々の機関作動条
件の成る幅内に維持される事が重要である。特に、上流
渦は燃料濃度が高い傾向でなければならなし・が、成る
条件下では上流渦は所望よりも燃料濃度が少なく。
下方渦は所望よりも燃料の薄さが少なく、噴射装置から
二つの渦巻への燃料の転移又はホエタ衡配分が発見され
ている。
本発明の目的は上流渦の空気／燃料の混合比が成る最小
レベルに又はその上に維持されて、Ｎ０ｘ（窒素酸化物
）排出量を許容レベルに保持できるような上記の型の燃
料噴射装置を提供する事である。又本発明の目的は広い
範囲の熱量値を有する液体及び気体燃料の両方に適用で
きる上記の型の燃料噴射装置を提供する事である。
本発明の更なる目的は偏向部材上の炭素付着を減するよ
うに構成された上記の型の燃料噴射装置を提供する事で
ある。
従って１本発明は開放上流端と下流端を有する中央ダク
トと、中央ダクトの下流端に隣接して位置した鎖部材を
含み、偏向部材と下流端で共に環状のほぼ半径方向に向
けられた出口を形成し。
更に中央ダクトを少なくとも部分的に囲んで、開放上流
及び下流端を有する環状ダクトを形成するシュラウド部
材を含み、下流端は環状のほぼ半径方向に向いた出口を
有し、中央ダクトと環状ダクトは具にエンジンのコンプ
レッサから圧搾空気の供給を受けるように構成さね、更
に燃料の流れを中央ダクトへ供給するように構成さねた
内側燃料ダクトと、燃料の流れを環状ダクトに供給する
ように設けられた外側燃料ダクトとを含むガスタービン
機関用双式燃料噴射装置を提供するものである。
好ましい構成に於て、内側燃料ダクトは気体燃料の流れ
を供給するように構成され、外側燃料ダクトは液体燃料
の流れを環状ダクトに供給されるように構成さね、る。
この構造で液体燃料に適用すると、燃料と空気の混合物
は環状ダクトの下流端に出口からほぼ半径方向に流れ出
て、空気の流れは中央ダクトの環状出口からほぼ半径方
向に生ずる。この空気の流れは液体燃料を最１流トロイ
ド形渦に保持しようとし、それによりその渦の空気／燃
料混合比を所望の価に維持しようとする。空気の半部方
向の流れは又偏向部材上に炭素が付着するのを妨げる。
内側及び外側燃料ダクトは中央及び環状ダクト及び偏向
部材から分離して、燃料ダクトをエンジンケーシングに
取付け、燃料噴射装置の残りを焔管のヘッドに取付けて
もよい。中央及び環状ダクト及び偏向部材について考慮
する必要がないので。
この構造はエンジンケーシング上の燃料ダクトの開口の
大きさを減らす事が可能である。
次に本発明の実施例を添付の図を参照して詳細に説明す
る。
図を参照し、ガスタービン機関１０は低圧カコンフレッ
サ１２．高圧カコンプレッサ１４．コンプレッサ１２を
駆動する低圧力タービン１６．及びコンプレッサ１４を
駆動する高圧力タービン１８を含む。コンプレッサ１２
からの供給空気の一部はバイパスダクト２０を通って流
れ、タービン１８からの排気と混合し、ノズル２２を通
して機関から排出される。従って排気ガスは動力タービ
ン（図示せず）を駆動するのに用いられ、動力タービン
は発電機又はポンプのような負荷を駆動する。
機関の燃焼装置２４は環状ケーシング２８内に位置し′
起多数の等間隔に配置１−だ焔管２６を含み。
各焔管は燃料噴射装置（第２図及び第３図）を有する。
機関は産業上の使用を意図するので、液体及び気体燃料
の両方に作動できる。
第２図及び第３図を参照して、燃料噴射装置３０は開放
上流端３４と下流端３６を有する中央ダクト３２を含む
。偏向部材３８がダクト３２の下流端３６に位置し、一
つ又−まそれ以上の腕４０によねダクトから支持される
。偏向部材３８はリップ３６土を有する下流端３６と共
に出口４２を形成し、出口から流れ出る空気又は燃料と
空気の齢物が焔管２６の周壁に対してほぼ半径方向に流
れる。
中央ダクト６２は一つ又はそれ以上のアーム４６により
シュラウド４４に取付けられ、シュラウドは焔管２６の
ベッド２６に取付けられる。シュラウドは少なくとも部
分的に中央ダクトを曲ミ、開双上流端５０と下流端５２
を有する環状ダクト４８３６ａと共に空気又は燃料及び
空気の混合物用環状出口５４を形成し、焔管２６の周壁
に対しほぼ半径方向に流す。
焔管２６は冷却空気が上流及び下流の両方向に流れるよ
うにする冷却り／グ６８と第２次空気導入ロア０を含む
。
燃料噴射装置６０と焔管２６は英国特許第１４２７１１
＜Ｓ号明細書に記載された構造と同様の原理で作動し１
反対廻りの二つのトロイド形渦７２．７４が焔管内に形
成される。シュラウド４４の上流端はフレアー状をなし
、肩４５を有し、そこから上流方向に流れようとする液
体燃料が圧搾空気の流れにより分離する事ができる。
燃料噴射装置６０が液体燃料で作動する時、液体燃料と
空気の混合物は環状ダクト４８を通って流動し、焔管へ
焔管の壁に対しほぼ半径方向に噴出し、同じく冷却リン
グ６８からの空気により導かられる上流渦７２の一部と
なる。同時に、圧搾空気の流れが中央ダクト３２と出口
４２を同じく焔管の壁１で対してほぼ半径方向に通過し
、二つの渦を江゛いに分離する。
上流渦の空気燃料混合比（ＡＰＲ）はＮＯｘの放出−を
許容レベルに保持するように、６／１から１０／ｌの幅
の、好ましくは７／１から８／ｌＩ７′１ＡＦＡの燃料
濃度が濃いように構成される。燃料は上流渦中で燃焼し
、未燃焼又は部分燃焼燃料を含む燃焼生成物が第２次空
気で導かれ　２２／１から２８／１の幅の、好ましくは
２５／　　のＡＰＲの燃料濃度の薄い下流渦に流ねる。
出口４２からの圧搾空気の流れは上流渦の燃料を保持し
て、若干の燃料が下流渦に移行する可能性に対抗して、
この領域に所望のＡＦＲを維持しようとし、それにより
上流渦は薄められ、下流渦は濃くなって、１ＮＯｘの排
出歓を少なくするよりもむしろ増進する。
同様に１．出口４２からの空気流は偏向部材上にカーボ
ンが付着するのを妨げようとする。この流れが燃焼生成
物を偏向部材と離して保とうとするからである。カーボ
ンが相当量付着されると、最終的にばらばらにこわれ、
エンジンの下流構成体を損傷するので、カーボン付着が
減少するの＆ま重要な事である。
気体燃料で作動する時、燃料は圧搾空気と共にダクト３
２へ流れ、混合物は出口４２を通して焔管に流れる一方
、圧搾空気の流れは環状ダクト４Ｂと出口５４を通って
、焔管へ流れる。この後者の空気流により渦７２は増強
するが、気体燃料の場合、渦への燃料の配置と分布はＮ
Ｏｘの生成に関１〜て液体燃料のように厳密ではな（・
。又気体燃料は一般にきれいに燃焼し、浮遊カーボンを
１殆んど生成しないので、気体燃料では特定の量は必要
な−（１゜ 燃料供給ダク）５６．６４はダク）３２．４８及び偏向
部材６８と無関係に示されており、エンジンケーシング
中より小さい燃料ダクト用の連子しの使用ができる。然
しなから、成る状況では、燃料タークトは噴射装置の残
りに取付けられるか又は一体形成している。例えば、噴
射装置が現存のエンシフ　Ｋ　後方嵌装すると、エンジ
ンの通孔は変更できない。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による燃料噴射の一実施例を含むガスタ
ービン機関を示す図、第２図は第１図に示した機関の焔
管の一つの一部と燃料噴射装置の拡大図式図、第６図は
第２図に示した燃料噴射装置の拡大図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 （１）ガスタービン機関用機関用材噴射装置であって、
    開放上流及び下流端を有する中央ダクトと、中央ダクト
    の下流端に隣接して位置した偏向部材を含み、偏向部材
    と該下流端が共に環状のほぼ半径方向に向いた出口を形
    成し、更に少なくとも部分的に中央ダクトを囲んで、開
    放上流端と下流端を有する環状ダクトを形成するシュラ
    ウドを含み。 該下流端は環状のほぼ半径方向に向いた出口を備え、中
    央ダクトと環状ダクトは燃料噴射装置の位置する機関の
    コンプレッサから玉押空気の供給を受けるように構成さ
    れ、更に中央ダクトに燃料の流れを供給するように構成
    された内側燃料ダクトと、環状ダクトに燃料の流れを供
    給するように構成された外側燃料ダクトとを含む装置。 （２、特許請求の範囲第１項記載の双成燃料噴射装置に
    於て、内側燃料ダクトが気体燃料を中央ダクトへ供給す
    るように構成され、外側燃料供給ダクトが液体燃料の流
    れを環状ダクトに供給するように構成されている装置。 （３）特許請求の範囲第２項記載の双成燃料噴射装置に
    於て、内側及び外側燃料ダクトは中央及び環状ダクトと
    協働すると共に、それと分離してし・る装置。 （４）特許請求の範囲第２項言ｅ載の双成燃料噴射装置
    に於て、内側燃料ダクトは環状ノズルに終端する円形断
    面ダクトを含み、外側燃料ダクトは多数の出口ノズルを
    支持するマニホルドと連通ずるダクトを含む装置。 （５）特許請求の範囲第１項記載の双成燃料噴射装置に
    於て、シュラウドがフレアー状上流端を有し。 フレアーが上流方向に流れようとする燃料を捕集するよ
    うに構成された肩を含む装置。
JP57131897A 1981-07-28 1982-07-28 ガスタ−ビン機関用燃料噴射装置 Expired JPS5950887B2 (ja)

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GB08123208A GB2102936B (en) 1981-07-28 1981-07-28 Fuel injector for gas turbine engines
GB8123208 1981-07-28

Publications (2)

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JPS5845413A true JPS5845413A (ja) 1983-03-16
JPS5950887B2 JPS5950887B2 (ja) 1984-12-11

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JP57131897A Expired JPS5950887B2 (ja) 1981-07-28 1982-07-28 ガスタ−ビン機関用燃料噴射装置

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JP (1) JPS5950887B2 (ja)
DE (1) DE3228025C2 (ja)
FR (1) FR2510665B1 (ja)
GB (1) GB2102936B (ja)

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