JPS6236143B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガスタービンに特に有用な燃料噴射弁
組立体に関する。

従来のガスタービン用の広範囲で流量が変化す
る低圧（約７Kg／cm²）燃料システムにおける燃料
噴射弁は、点火時あるいはアイドリング中等の比
較的低圧の燃料供給状態では良好な霧化を行うこ
とができないという欠点がある。

本発明は、特に比較的低い燃料供給圧力におい
ても比較的多量の燃料すなわち比較的大径の燃料
孔で液体燃料を良好に霧化することができる燃料
噴射弁を提供することを目的とする。

更に本発明は、２種の燃料すなわち液体および
気体燃料を噴出可能な燃料弁を提供することを目
的とする。

本発明による燃料噴射弁組立体は、液体燃料を
供給する第１通路と少なくとも１の使用態様時に
空気を供給する第２通路と内方に向く環状縁部で
囲まれた出口に連通して空気を流通する第３通路
とを長手方向に延設した縦長の本体と、この本体
に形成されて第１通路に連通する複数のオリフイ
スからなる第１リングと、第２通路に連通する複
数のオリフイスからなる第２リングとを備え、前
記第１リングの各オリフイスが第２リングのオリ
フイスのそれぞれとほぼ整合して前記第２通路に
開口し、前記第２リングのオリフイスが前記第１
リングのオリフイスよりも大きい断面領域を有
し、第１、第２リングのオリフイスが本体の長手
方向軸線に耐して鋭角の軸線上に配設され、第２
リングのオリフイスから燃料と空気とが互いに混
合されてこの混合体がほぼ円錐状に噴出され、前
記第３通路に連通する出口をこの第２リングのオ
リフイスを介して噴出される燃料と空気の混合体
が流通することを特徴とする。

この燃料噴射弁組立体によると、液体燃料使用
時には、第１通路を介して供給された液体燃料が
第１リングを形成するオリフイスから噴出され、
更に、第２通路からの空気と共に第２リングを形
成するオリフイスから円錐状に噴出される。この
第２リングを形成するオリフイスから噴出された
燃料と空気との混合体は、第３通路に連通する出
口において、内方に向く環状縁部で向きを逸らさ
れた空気流により更に霧化が促進される。これに
より、燃料が更に良好に霧化され、燃料とと空気
の混合体が良好な円錐状となつて燃料噴射弁組立
体から噴出する。

上記オリフイスの全ては本体の長手方向軸線に
対して45゜の軸線上に配設されるのが好ましい。

本発明の実施例では、液体燃料および気体燃料
の使用時に第２通路が空気通路を形成し、本体の
上流側に設けた入口開口を介して空気が供給され
る。この実施例では、第３通路は本体に設けられ
て使用時に空気を通すのが好ましい。

第３通路は本体の内方に向く環状縁部に囲まれ
た出口内で終わるのが好ましく、この出口は第２
リングのオリフイスから噴出された燃料と空気と
の混合体を流通させるように配設されている。こ
の構造により、燃料と空気との混合体がより均一
に円錐状に噴出される。

本実施例の特に好ましい形態では、ガス供給通
路は第３通路に連通する。ガス供給通路は空気ス
ワラー装置の下流側の第３通路に開口するのが好
ましい。

以下、本発明の実施例について図面を参照して
詳細に説明する。

第１図および第２図には同様に空気スワラーで
形成されたリング内のフレームチユーブの中に配
設される燃料噴射弁が記載されており、この燃料
噴射弁は複数部材からなる縦長の本体２００を備
え、中空の支持アーム２０１に装着される。

この本体２００は支持アーム２０１に溶接され
た外胴部２０２を有する。この本体２００は更に
内胴部２０３とスリーブ部２０４とを有する。内
胴部２０３の一端はスリーブ部２０４の内端内に
密封嵌合され、このスリーブ部２０４により支え
られている。スリーブ部２０４はアーム２０１の
孔内に密封されて支持され、したがつてスリーブ
部２０４の入口開口すなわち開放端２０５は本体
２００の上流側に配置される。内胴部２０３内に
は液体燃料供給管２０６が配設される。この液体
燃料供給管２０６の上流側端部はスリーブ部２０
４内に一体に形成された直角ユニオン２０７内に
密封されて支持される。この液体燃料供給管２０
６の下流側端部にはスピゴツト２０８が設けられ
ており、このスピゴツト２０８は内胴部２０３に
係合して燃料供給管２０６を内胴部２０３内に同
心状に保持する。スピゴツト２０８を設けた側で
燃料供給管２０６には複数のオリフイス２０９
（１のみを示す）で第１リングが形成され、この
オリフイス２０９は本体２００の長手方向軸線に
対して鋭角（本実施例では45゜）に傾斜してい
る。

第１通路２１０は燃料供給管２０６内に設けら
れ、第１リングを形成するオリフイス２０９と、
管路２１１を介してポンプ（図示せず）から１の
使用態様時に液体燃料を供給される直角ユニオン
との間を連通する。管路２１１は支持アーム２０
１の長手方向に延設され、ユニオン２０７内に密
封係合する。

第２環状通路２１２は本体２００内において燃
料供給管２０６と内胴部２０３およびスリーブ部
２０４との間に形成される。この第２環状通路２
１２は空気通路であり、スリーブ部２０４の開放
端２０５に形成された入口を有する。第２環状通
路２１２の開放端２０５の反対側端部には複数の
オリフイス２１３（１のみを示す）により第２リ
ングが形成され、このオリフイスは第１リングの
オリフイス２０９と整合する。

第３通路２２３は外胴部２０２と内胴部２０３
との間に形成される。この第３通路２２３は上流
側より、外胴部２０２を貫通して形成された一連
の傾斜スロツト２１４を介して空気が供給され
る。これらの傾斜スロツト２１４については第２
図に詳細に示す。この傾斜スロツト２１４は接線
方向の成分を有するため、第３通路２２３に入る
空気に旋回能を与える。したがつて、第３通路に
沿つて流通する空気は螺旋状に旋回する。

外胴部２０２には内方に向く環状縁部２１５が
一体に設けられ、この環状縁部２１５は本体２０
０の不流側で出口２１６を限定する。環状縁部２
１５は通路２２３に面する半径方向内面と、外方
に広がつた切頭円錐状の外面とを有する。第２リ
ングのオリフイス２１３は出口２１６内に排出
し、これらオリフイスは縁部２１５の内周にほぼ
沿つて配列する。第３通路２２３の上流側端部は
環状部材２１７で限定され、この環状部材２１７
は通路２２３の軸線方向にスロツト２１４の下流
側まで延在するスリーブ部２１８を一体に有して
いる。このスリーブ部２１８は下流側端部で内方
に向く環状フランジ２１９を有する。このフラン
ジ２１９は内胴部２０３の周部に密に係合する
が、この内胴部２０３に対して摺動可能となつて
いる。フランジ２１９の上流側の直ぐ後側かつス
ロツト２１４の下流側において、スリーブ部２１
８にはこのスリーブ部を貫通した一連の傾斜スロ
ツト２２０がリング状に設けられている。これら
のスロツト２２０はスロツト２１４と反対方向に
傾斜している（第２図参照）。気体状の燃料の通
路２２１はスリーブ部２１８と内胴部２０３の
間、外胴部２０２とスリーブ部２０４の間および
支持アーム２０１を通つて延在する。この通路２
２１には外部ポンプ（図示せず）を介して気体状
燃料が供給される。

この燃料噴射弁の１の作動態様では気体燃料ポ
ンプは作動されず、したがつて通路２２１とスロ
ツト２２０は使用されない。噴射される液体燃料
は管路２１１を介して圧送され、ユニオン２０
７、供給管２０６を通り、第１リングのオリフイ
ス２０９を介して噴出される。同時に、空気は開
放端２０５から第２通路２１２を介して流れ、オ
リフイス２０９からの燃料と共にリング状に配列
された第２リングのオリフイス２１３から噴出さ
れ、これにより燃料と空気とが円錐状に噴出され
る。一方、更に空気は傾斜スロツト２１４を介し
て第３通路２２３を渦流となつて流れ、縁部２１
５の内面で半径方向内方に向きを反られた後、出
口２１６から噴出される。したがつて、この空気
流はオリフイス２１３から噴出された燃料と空気
との円錐状の噴流を引き寄せて円錐角を増加し、
これにより噴流をより均一としかつ液体燃料の霧
化を改善する。したがつて別個に加圧された空気
源を使用する必要がない。

燃料噴射弁の第２の使用態様では、液体燃料の
流通が停止され、気体燃料ポンプが作動され、こ
の気体燃料は通路２２１に沿つて流通し、スロツ
ト２２０を介してスロツト２１４の下流側で第３
通路２２３内に入る。スロツト２２０からの気体
燃料はこのスロツト２２０により旋回流とされて
通路２２３内の旋回空気流と混合し、オリフイス
２１３から噴出される第２通路２１２からの空気
と共に出口２１６から噴出される。

したがつて、気体燃料は出口２１６から噴出す
る前に通路２２３内で空気と完全に混合する。ス
ロツト２１４およびスロツト２２０との位置関係
により気体燃料と空気とが同じ方向に旋回され、
したがつて混合時における圧力損失は最少とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による燃料噴射弁の軸
線方向断面図、第２図は第１図のＢ−Ｂ線に沿う
説明図である。 ２００……本体、２１０……第１通路、２０２
……外胴部、２０３……内胴部、２０４……スリ
ーブ、２０１……支持アーム、２１０……第１通
路、２１１……燃料通路、２１２……第２通路、
２０９，２１３……オリフイス、２０５……入口
開口、２１４，２２０……スロツト、２１５……
環状縁部、２１６……出口、２２３……第３通
路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 液体燃料を供給する第１通路と少なくとも１
   の使用態様時に空気を供給する第２通路と内方に
   向く環状縁部で囲まれた出口に連通して空気を流
   通する第３通路とを長手方向に延設した縦長の本
   体と、この本体に形成されて第１通路に連通する
   複数のオリフイスからなる第１リングと、第２通
   路に連通する複数のオリフイスからなる第２リン
   グとを備え、前記第１リングの各オリフイスが第
   ２リングのオリフイスのそれぞれとほぼ整合して
   前記第２通路に開口し、前記第２リングのオリフ
   イスが前記第１リングのオリフイスよりも大きい
   断面領域を有し、第１、第２リングのオリフイス
   が本体の長手方向軸線に対して鋭角の軸線上に配
   設され、第２リングのオリフイスから燃料と空気
   とが互いに混合されてこの混合体がほぼ円錐状に
   噴出され、前記第３通路に連通する出口をこの第
   ２リングのオリフイスを介して噴出される燃料と
   空気の混合体が流通することを特徴とする燃料噴
   射弁組立体。 ２ 前記第３通路を介して噴出された空気流を螺
   旋状に旋回する手段が設けられている特許請求の
   範囲第１項記載の燃料噴射弁組立体。 ３ 前記第３通路の出口は、環状縁部で形成され
   た外方に拡大する截頭円錐状のオリフイスを形成
   する特許請求の範囲第１項記載の燃料弁組立体。 ４ 前記第２通路は液体燃料使用時に空気通路を
   形成し、本体の上流側端部に設けられた入口開口
   を介して空気が供給される特許請求の範囲第１項
   に記載の燃料噴射弁組立体。 ５ 前記第２通路は気体燃料使用時に気体燃料供
   給通路を形成し、前記第３通路が気体燃料供給通
   路に連通する特許請求の範囲第１項に記載の燃料
   噴射弁組立体。