JPS5916682Y2 - ガスタ−ビン燃焼器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はガスタービン燃焼器、詳しくはガスタービン燃
焼器における燃料噴射弁の改良に関する。

航空機用ジェットエンジン或は陸用、舶用ガスタービン
エンジン等に適用されるガスタービン燃焼器からの排出
ガスに対する問題は、近年種々の排ガス規制法が制定さ
れたため、それを満足すべく多くの研究開発が行われて
いる。

しかしガスタービン燃焼器としての運転性能を損わずに
低ＮＯｘ、低Ｃ中１低ＣＯを満足することは非常に難し
い問題である。

一般に、ガスタービンエンジンは最大出力時に最高の燃
焼効率が得られるように設計されている。

それゆえ設計点以外の運転状態、即ちアイドル時や低出
力時においては燃焼効率が低くＣＯ及びＣＨの排出も多
い。

エンジンの出力状態が設計点に近ずくと燃焼効率が高く
なり、ＣＯ及びＣＨの排出も少くなるがＮＯｘ及びスモ
ークが増大する。

このように生成特性の異なる各種排出物質を同時に減少
させる燃焼方式として希薄予混合燃焼方式が考えられ、
いくつか開発が行われている。

又燃焼蒸発方式も考えられているが、該方式にあっては
蒸発器の性能、構造、信頼性等の問題があり実用化され
ていないのが現状である。

第１図は一般のガスタービン燃焼器の概略切断側面図を
示すもので、１は燃焼室であり、燃焼器外筒であるケー
シング２と該ケーシング２内に配設された燃焼器内筒で
ある孔３付ライナ４により形成されている。

又該燃焼室１の上流側（図において左側）には燃料予混
合噴射弁５が取付けられ、該噴射弁５より噴射された予
混合気が図示しない着火装置により燃焼し該燃焼ガスが
下流側へ送られるようになっている。

ところが、従来の燃料噴射弁５は第２図に示す如き構成
であるため良好な予混合気が得られなかった。

即ち、従来の噴射弁５は、外筒６内に一端部をコーン状
に形成された内筒７が配設されており、該内筒７には燃
料供給管８及び該供給管８と連通せる燃料噴射管９が設
けられ、該噴射管９から燃料を内筒７のコーン状部に噴
射せしめて衝突させることにより上流から送給される空
気と相俟って霧化させ予混合気を作り出し、該予混合気
を燃焼室１へ送り込むようにしていた。

しかし、内筒７のコーン状部に衝突しても霧化しきれな
かった燃料は、内筒７の外壁部に沿い燃焼室１内に送り
込まれてしまった。

尚図中１０は予混合気を旋回させるためのスワーラであ
る。

本考案は上記実情に鑑みなしたもので、一端部に燃料噴
射管を取付けた内筒と該内筒を収納せる外筒とを有し、
前記燃料噴射管取付は位置より適宜離間した位置の内、
外筒壁面に、所要のリング状突起を対向して設け、両突
起間の隙間により締り機構を形成してなる燃料噴射弁を
備えたことを特徴とするものである。

以下図面を参照しつつ本考案の実施例を説明する。

第３図に示す如く、内筒７の燃料噴射管９取付は位置よ
り空気送給方向下流側へ適宜離した位置に周方向に沿う
（リング状）突起１１を設けるとともに、外筒６の前記
突起１１と対向する内側位置に周方向に沿う突起１２を
設け、該突起１２．１１間にて所要の隙間を形成するこ
とにより締り機構を構成する。

上記構成において、今、燃料噴射管９より内筒７の外壁
部へ向は燃料を噴射せしめると、その一部は内筒７に衝
突した際飛散し上流より送給された空気と相俟って霧化
され予混合気となり、そのまま突起１１．１２間、スワ
ーラ１０を通過して燃焼室１内へ送り込まれようとする
。

一方、霧化されなかった燃料は上流より送給された空気
の流れにより内筒７の外壁部に沿い突起１１部に到達す
る。

又、該突起１１に対向する外筒６の内側部位にも突起１
２が設けであるため、該突起１２．１１間にて締り作用
が働くとともに、突起１１．１２の背後に空気の渦がで
きるため霧化されなかった燃料と空気とは均質に霧化さ
れ、既に霧化された燃料とともに予混合気となってスワ
ーラ１０を通過し燃焼室１内に送り込まれる。

尚空気流速が速いほど霧化特性がよい。

このように、燃料噴射管９より内筒７への噴射衝突時に
霧化されなかった燃料を突起１１．１２を通過させるこ
とにより霧化させることができ、良好な予混合気として
燃焼室１へ送り込むことができる。

第４図に示すものは本考案の応用例であり、内筒７の内
部に圧力噴射弁１３を組込んだものである。

このようにすると、希薄予混合燃焼時に起りがちな火炎
の吹飛びを、圧力噴射弁１３から燃料を噴射させた際該
噴射流背後にてきるリサーキュレーションゾーン（Ｒｅ
ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ Ｚｏｎｅ） １４内で燃焼さ
せ、この領域を高温にすることによって防止することが
できる。

又圧力噴射弁１３側に予混合噴射弁５側との燃料配分を
適当に選定することによって、非常に広い範囲にわたっ
て良好な燃焼を維持することができる。

以上の実施例においては同一部分は同一符号にて示しで
ある。

尚、上記実施例では燃料噴射管を内筒の外側へ向けて位
置せしめたが、外筒の内側へ向けて位置せしめるように
してもよく、その他本考案の要旨を逸脱しない限り種々
変更を加え得ることは勿論である。

斜上のように本考案によれば、 （ｉ）燃料噴射管取付は位置より適宜離間した位置の内
、外筒壁面に、リング状突起を対向して設け、両突起間
の隙間により締り機構を形成したので、筒壁面衝突時に
霧化できなかった燃料をも霧化でき、広い範囲に亙って
良質な予混合気を得ることができ、高燃焼効率、低ＮＯ
ｘ、低スモーク化が図れる。

（ｉｉ）構造が簡単で小型である。

（ｉｉｉ）圧力噴射弁を組込めば、希薄予混合燃焼時に
起りがちな火炎の吹飛びを簡単に防止することができ、
又圧力噴射弁側と予混合噴射弁側の燃料配分を適当に選
定することによって、非常に広い範囲に互って良好な燃
焼を維持することが可能となる。

等の優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図はガスタービン燃焼器の切断側面図、第２図は従
来の燃料噴射弁の切断側面図、第３図は本考案における
燃料噴射弁の切断側面図、第４図は本考案の応用例図で
ある。 ５・・・・・・燃料噴射弁、６・・・・・・外筒、７・
・・・・・内筒、９・・・・・・燃料噴射管、１１．１
２・・・・・・突起。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 一端部に燃料噴射管を取付けた内筒と該内筒を収納せる
   外筒とを有し、前記燃料噴射管取付は位置より適宜離間
   した位置の内、外筒壁面に、所要のリング状突起を対向
   して設け、両突起間の隙間により締り機構を形成してな
   る燃料噴射弁を備えたことを特徴とするガスタービン燃
   焼器。