JPH01182530A - 旋回器及び燃料噴射器 - Google Patents

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】 発明の背景 この発明は全般的にガスタービン機関の燃焼器に対する
改良された旋回器及び燃料噴射器、更に具体的に云えば
、動作範囲を拡げる様に、燃焼器内の１次及び２次再循
環区域を独立に支援する改良された旋回器及び燃料噴射
器に関する。

空気と燃料を混合して、ガスタービンで燃焼が起り得る
安定な再循環区域を設定する装置は、従来周知であり、
いろいろの形式のものがある。航空機用機関に使われる
ガスタービン燃焼器は、機関の動力出力を調節する為に
、燃料の合計流量を変える時、燃料対空気比のある範囲
にわたって動作する必要がある。燃料の流量が少ない時
は、安定な燃焼の為に燃料対空気比が濃いことが望まれ
、これに対して燃料流量が大きい時は、発煙を少なくす
る為に、燃料対空気比が薄いことが望まれる。

典型的な旋回器−燃料噴射器集成体は、空気旋回器の集
成体の中１己配置された中心の燃料噴射器を用い、この
空気旋回器が、ガスタービン燃焼器の入口端で、ガスタ
ービン圧縮機からの加圧空気を受取る。圧力噴霧形吹付
はノズルから空気流の中に噴霧燃料を吹付けるか、又は
空気吹付は形噴霧器から供給し、燃料の噴霧化が大部分
、高速空気流によって行なわれる様にする。

今日の高温ガスタービン燃焼器、特に航空機用機関に使
われるものでは、機関の減速過渡状態の時の炎の消滅と
、目に見える煙の生成によって課せられる動力の高い方
の限界の間で、燃料対空気比の動作範囲は可能な最大に
することが望まれる。

この動作範囲を拡げる為に従来使われていた方式は、可
変形状燃焼器、２重環状燃焼器、及び選択的な燃料の給
送、即ち動力が低い時に選ばれた燃料ノズルにだけ燃料
を供給することを含む。

可変形状燃焼器は、コスト及び重量が増加し、燃焼器の
形状を変える為に必要な複雑な機械的な構成の信頼性が
低下すると云う欠点がある。

２重環状燃焼器は環状の２列の旋回器を用い、内側及び
外側の列にある噴射ノズルからの燃料の流れを独立に変
える。この構成は、それが比較的複雑であることによる
欠点がある。

選択的な給送では、旋回器は１列に配置され、この為燃
料の給送を受けるノズルと、選択的に燃料を給送し／給
送しないノズルとが交互になる。

この設計は、機関の運転時間の内、液体炭化水素燃料を
燃焼する部分の間、締切られたノズルに望ましくないカ
ーボンの堆積がしばしば起る。

従って、この発明の目的は、ガスタービン機関の燃焼器
に対する旋回器−燃料噴射器として、燃料対空気比が変
化する時のガスタービンの動作範囲を拡げる様な新規で
改良された旋回器−燃料噴射器を提供することである。

この発明の別の目的は、ガスタービン燃焼器の１次及び
２次再循環区域に、中心の燃料噴射器から別々に燃料を
給送する改良された旋回器及び燃料噴射器を提供するこ
とである。

この発明の別の目的は、動作範囲を拡げると共に、航空
機用ガスタービン機関の現存の形状に適用し得る形状を
持つ改良された旋回器及び燃料噴射器を提供することで
ある。

この発明の別の目的は、ガスタービン燃焼器で２種モー
ドの燃料噴射を行なうのに適した改良された同心環状形
旋回器及び燃料噴射器を提供することである。

発明の要約 簡単に云うと、この発明は、その入口端に圧縮空気が供
給され、ガスタービンの動力が低い時は、燃料流量制御
手段が１次の流れを供給し、ガスタービンの動力が高い
時は１次及び２次の両方の流れを供給する様な燃料源を
持つ形式のガスタービン燃焼器に対する改良された旋回
器及び燃料噴射器を提供する。燃焼ライナの入口に空気
を案内する環状流れ方向ぎめ手段が、１つ又は更に多く
の燃料マニホルドを持つ中心に配置された燃料噴射器本
体を有する。燃料噴射器本体の下流側の端にある燃料噴
霧ノズルが燃料マニホルドに接続される。燃料噴射器本
体と環状流れ方向ぎめ手段の間にある管状部材が、空気
流を内側及び外側環体に分割する。１次空気旋回手段及
び２次空気旋回手段が、夫々内側及び外側環体の入口に
配置され、夫々１次再循環区域及び２次再循環区域に対
して分離された空気流を供給する。

１実施例では、第２の燃料マニホルドに接続された複数
個の導管手段が、１次空気旋回手段の中を外向きに伸び
、２次空気旋回手段より下流側で第２の環体に２次燃料
の流れを通す。

別の実施例では、１次及び２次の流れが燃料マニホルド
で組合され、その運動量を利用して、外側環体に対する
実質的な滴の分散を伴わずに、内側環体を通過する。

この発明に特有と考えられる新規な特徴は特許請求の範
囲に記載しであるが、この発明の好ましい実施例、及び
その他の目的及び利点は、以下図面について詳しく説明
する所から具体的に理解されよう。

詳しい説明 第１図及び第２図について説明すると、航空機用ガスタ
ービン機関を運転する場合の１例としてのガスタービン
燃焼器が示されており、機関の他の部分は普通のもので
あって、図面には示してない。図面に示したガスタービ
ンの部分は、外側ケーシング１０及び内側ケーシング１
２を含み上流側の入口１４が圧縮機（図面に示してない
）からの圧縮空気を供給して、全体を１６で示したガス
タービン燃焼器内での燃料の燃焼を支援する。第１図及
び第２図に示す場合、ガスタービン燃焼器１６は環状で
あるが、この発明では、環状或いは缶−環状の何れの形
式も用いることが出来ることを承知されたい。外側環状
ライナ１８、内側環状ライナ２０及び環状ドーム２２の
間に環状燃焼室２４が構成される。入口２８を持つ流れ
分割延長部２６が、通路１４からの空気流を外側空気通
路３０及び内側空気通路３２に分割する。３４に示す様
な適当な開口が、通路３０．３２からの冷却空気を供給
して、ライナを冷却することは周知の通りである。使用
済み燃焼生成物が、燃焼室２４の下流側の端からタービ
ン羽根（図面に示してない）へと吐出され、圧縮機を回
転させ、推力を発生する。

燃料噴射器の１つを３６で全一体的に示しであるが、そ
れがドーム２２に沿って円周方向に相隔たる多数の開口
３８の各々に設けられている。各々の噴射器３６が、外
側ケーシング１０のフランジ付きフィッティングから持
込まれる。各々の噴射器３６は、普通の燃料源及び制御
装置４３に接続された１次燃料管４０及び２次燃料管４
２から供給を受ける。制御装置４３は合計燃料流量を調
整すると共に、１次及び２次燃料管４０．４２の間での
燃料の分割を調整するのに役立つ。合計燃料流量が選ば
れた最大限界及び最小限界の間の所望の動力出力に従っ
て制御され、これに対して、１次及び２次の間の流量の
分割は、圧力調整弁により、又は機関の流量を感知して
、燃料対空気比を直接的に制御する制御装置によって制
御することが出来る。こ＼では、燃焼を支援する為に、
十分に高い燃料対空気比で１次燃料の流れが常に存在し
、動力レベルが高くなった時、１次燃料の流れとは離れ
た位置で、２次燃料の流れを「段階」的に変え又は追加
する様な形式の制御装置を考えている。この段階的な変
化は、ガスタービンの最大動力の時でも、発煙の限界と
なる燃料対空気比より低くなる様な点まで進む。この制
御をこの明細書では２種モードの燃料制御と呼ぶ。

ドーム２２の円周方向に相隔たる入口３８の各々には、
朝顔形の略矩形のじゃま板４４が配置されており、その
形が第２図に一番よく示されている。じゃま板４４を使
って、ドーム構造２２を室２４内の燃焼の炎から保護す
る。

旋回集成体４５が各々の燃料噴射器３６に付設されてい
て、それを併せたものが旋回器及び燃料噴射器、即ち、
旋回器−噴射器４７を構成する。

旋回器４５が胴部４６を持ち、これは両端が開放してい
て、燃焼室２４に対する燃焼用空気の環状流れ方向ぎめ
手段として作用し、各々のじゃま板４４の中心にある丸
孔の中に配置されている。胴部４６の中心軸線に沿って
、噴射器３６の燃料噴射器本体４８が同軸に配置されて
いるが、第１図及び第２図では、簡単にした形でしか示
してない。

管状部材５０が同軸に配置され、燃料噴射器本体４８及
び環状流れ方向ぎめ手段４６の間で隔たっていて、外側
環体５２及び内側環体５４を構成する。外側環体５２は
更にベンチュリ管５６によって分割されている。

ベンチュリ管５６は幾つかの作用がある。これは炎保持
面となり、炎がそれから空間内で固定される。更に、ベ
ンチュリの出口が、燃焼器内の再循環する空気流の源で
あるから、これは炎が燃料噴射器の上流側へ伝搬するの
を止める。空気吹付は形噴霧器では、ベンチュリが燃料
の滴を分断する２次源にもなる。普通は、噴霧器毎にこ
の様な面は１つしか設けてない。然し、２つの別々の再
循環区域を使うこの発明の１実施例では、別の面を設け
る。その為、管状部材５０及びベンチュリ管５６の両方
がこう云う面となる。

１次空気旋回手段５８が内側環体５４内に配置され、２
次空気旋回手段６０が外側環体５２内に配置される。１
次燃料の流れが、燃料管４０から燃料噴霧ノズル６２に
供給され、２次燃料の流れが燃料管４２から、１次空気
旋回手段５８を通抜ける導管手段６４を介して、２次空
気旋回手段６０より下流側で外側環体５２に供給される
。管状部材５０は下流側の端６６を持ち、これはノズル
６２を越えて下流側に伸びる。環状流れ方向ぎめ手段４
６の下流側の端６８は、管状部材の下流側の端６６より
下流側に伸びる。

次に第３図の拡大断面図について、好ましい実施例の旋
回器及び燃料噴射器４７を詳しく説明する。燃料噴射器
本体４８は４つの同軸部材とし製造するのが便利であり
、密実な心部材７０を持つと共に、内側円筒形部材７２
を持ち、これが心部材７０と共に、縦方向環状通路７６
を介して管４０に接続される環状１次燃料マニホルド７
４を構成する。圧力噴霧ノズルの末端部材８０に終端す
る中間の円筒形部材７８が、部材７２と共に２次燃料マ
ニホルド８２を構成し、このマニホルドが縦方向通路８
４によって２次燃料管４２に接続される。外側の円筒形
熱遮蔽体８６が部材７８から隔たっていて、入口９０を
持つ絶縁用保温すき間８８を構成する。複数個の燃料通
路を含む燃料計量円板９２が、１次マニホルド７４から
の１次燃料を、圧力噴霧ノズル６２内の末端部材８ｏの
出口９４に供給する。

１次空気旋回手段５８は、燃料噴射器本体４８の外側円
筒７６と管状部材５０の間に接続された、円周方向に相
隔たる複数個の中空の不動の旋回ベーン９６で構成され
ていて、内側環体５４に入る空気に旋回作用を加える様
になっている。旋回ベーン９６は半径方向外向きに下流
側に勾配がついていて、この発明の旋回器及び燃料噴射
器４７が現存のガスタービンの形状と合う様にすること
が好ましい。管状部材５０の下流側の端６６が、ノズル
６２の末端を越えて下流側に伸び、１次再循環区域９８
を構成し、これが予定の比で、１次旋回ベーン９６から
の空気と共に、１次燃料管４０からの燃料を受取って、
１次再循環区域９８に局部的に濃い炎保持混合物を作る
。旋回手段５８及び保持円板９２の寸法は、１次区域９
８の燃料対空気比が、ガスタービンが出会う様な最も低
い燃料対空気比の状態でも、安定な燃焼を支援するのに
十分な位に高い状態にとＶまる様にする。

２次空気旋回手段６０が、円周方向に相隔たる複数個の
不動のベーン１００で構成され、これらのベーンは外側
環体５２に入る空気に旋回作用を加える様な向きになっ
ている。導管手段６４を介してマニホルド８２から段階
的な２次燃料の流れが供給される。この導管手段は、夫
々の１次旋回ベーン９６の中心を通る適当に熱遮蔽され
た管で構成することが好ましい。

ｉ３ａ図はこの様な１つのベーン９６の断面ヲ示す。導
管６４が、ベーンの中を縦方向に伸びる孔１０２の中で
隔たった管で構成されている。適当な空間１０４が燃料
導管６４を絶縁して、詰まり並びに高温によるコークス
化を少なくするのに役立つ。第３図に戻って説明すると
、下流側に勾配のついた導管６４の出口が、２次空気旋
回手段６０より下流側で、外側環体５２に吐出し、こう
して２次燃料を空気の吹付けによって噴霧化する。

２次燃料と２次空気の混合物が、別個に供給を受ける２
次再循環区域１０６を設定する。この区域は１次再循環
区域９８を取巻いている。

第４図には、圧力による噴霧化ではなく、空気の吹付け
によって１次燃料の噴霧化を行なう変形の燃料噴射器本
体が示されている。１次及び２次燃料管４０，４２、管
状部材５０．ベーン９６を持つ１次空気旋回手段５８．
１次燃料導管手段６４及びその他の旋回の部材及び流れ
を案内する手段は、図面に示してないが、前に説明した
ものと同じである。全体を１０８で示した変形の燃料噴
射器本体は、同軸の５個の円筒形部材で構成されている
。朝顔形表板１１２がそれに対して垂直に配置されてい
る第１の中心管１１０が、旋回用挿着体１１４を持って
いる。この挿着体は１次燃焼用空気を供給するものでは
なく、（第１図の）空気入口から通された冷却用空気を
表板１１２の上に掃引する。第２の円筒形部材１１６が
管１１０に取付けられていて、それと同心に隔たって、
熱遮蔽用の空間１１８を作る。第３の円筒形部材１２０
が部材１１６と共に１次燃料マニホルド１２２を構成し
、これが縦方向通路１２４及び室１２６を介して管４０
に接続される。半径方向の向きの空気の吹付けによる噴
霧化ポート１２８が、燃料マニホルド１２２から内側環
体５４に開口している。

第４の円筒形部材１３０が部材１２０と共に同様な２次
燃料マニホルド１３２を構成し、このマニホルドは２次
燃料管５２から供給を受け、前と同じく２次燃料導管手
段６４に供給する。最後に、前に第３図の遮蔽体８６に
ついて述べたのと同様に、第５の又は熱遮蔽用の円筒１
３４が設けられている。

前と同じく、９８に示す様に、管状部材５０の中に１次
再循環区域が設定され、それを取巻く２次再循環区域が
１０６に示されている。

導管手段６４がその中を通抜ける別の形の１次空気旋回
手段５８が第５図に端面図で示されている。円周方向に
相隔たる旋回ベーン９６を使う代りに、第５図では円周
方向に相隔たる旋回孔１３８を持つ旋回リング１３６を
用いており、旋回孔１３８は空気に対して旋回作用を加
える様に、軸方向及び接線方向の向きになっている。旋
回リング１３６が内側開口１４０を持ち、これが燃料噴
射器本体４８（図面に示してない）にはまると共に、外
周１４２が５０に示す様な管状部材（図面に示してない
）の中にはまる。旋回リング１３６に穿けた又は成形し
た半径方向通路により、複数個の半径方向の向きの導管
手段１４４が構成される。これらが（第３図のマニホル
ド８２と同様な）燃料噴射器内の２次燃料マニホルドに
接続され、２次空気旋回手段６０より下流側で外側環体
５２に開口して、前と同じく、２次燃料を空気の吹付け
によって噴霧化する。

動作 この発明は同じ環状であるが、中心の１個の燃料噴射器
から届く様にした２つの安定な再循環区域を達成する。

各々の噴射器には、常に１次燃料の流れが存在して、１
次燃料ノズル６２を冷却すると共に、第３図に示す圧力
による噴霧化形でも、或いは第４図に示す空気の吹付け
による噴霧化形でも、燃料通路内にカーボンが沈積しな
い様にする。２次再循環区域１０６が１次再循環区域９
８から分離されていて、従って１次空気旋回手段（５８
，１３６）を通って、２次空気旋回手段６０より下流側
で外側空気環体５２に入る導管（６４，１４４）に２次
燃料の流れを段階的に通すことにより、独立に供給を受
けることが出来る。

運動量による段階的な制御を使う実施例第６図、第７図
及び第８図には、１次燃料の流れ及び段階的な２次燃料
の流れを組合せたこの発明の別の実施例が示されている
。２つの別々のマニホルド々・ら内側及び外側の旋回空
気環体の中に燃料を物理的に噴射する代りに、１次及び
２次燃料の流れが組合され、燃料及び空気の運動を利用
して、段階的に制御する。

第６図について説明すると、別の実施例の旋回器及び燃
料噴射器１４Ｂの一部分が、外側環状燃焼器ライナ１５
０及び内側環状燃焼器ライナ１５２の間に構成された入
口１４８の中に取付けた状態が示されている。前と同じ
く、入口１４８内に配置されたじゃま板１５４が環状流
れ方向ぎめ手段（又は胴部）１５６を支持する。流れ方
向ぎめ手段１５６の中心軸線に沿って、燃料噴射器本体
１５８が中心に配置されている。燃料噴射器本体１５８
は半径方向に伸びる中心燃料マニホルド１６０を持ち、
これが内部縦方向通路１６２を介して１個の燃料管１６
４に接続される。燃料管１６４が、前に説明した燃料流
量制御手段４３と同様であってよい適当な２種モード燃
料制御器１６５に接続される。然し、今の場合、１次燃
料の流れ及び２次燃料の流れが分割されて別々に調整さ
れるのではなく、組合されて、選ばれた最大及び最小の
限界の間の所望の動力出力に従って制御される。管１６
４を通る燃料の合計流量が、最小値から最大値まで変化
し、ガスタービン燃焼器の所望の動力出力に従って適当
に制御される。１個の管１６４を使うことは、配管の複
雑さを少なくする点で利点があると共に、動力が低い時
に運転を停止する２次供給管に於ける燃料のコークス化
の惧れをなくす。

前と同じく、管状部材１６６が、燃料噴射器本体１５８
と環状流れ方向ぎめ手段１５６の間に隔たって、互いに
同軸に配置されている。１次空気旋回器１６８が内側環
体１７０に空気を供給し、１次再循環区域１７２に於け
る燃焼用の空気を供給する。２次空気旋回器１７４及び
補助空気旋回器１７６が、外側環体１７８に旋回空気を
供給する様に配置されている。旋回器１７４，１７６は
同じ方向又は反射層りに空気を旋回するものであってよ
い。外側環体１７８が、第１図乃至第３図に示したベン
チュリ５６に相当する環状分流器１８０によって分割さ
れる。この分流器が、これがら説明する様に、衝突する
燃料ジェットに対する境膜面として作用する。

中心の燃料噴射器本体１５８が、燃料マニホルド１６０
と連通ずる半径方向の向きの複数個の通路１８２を持つ
燃料ノズル１８１により、空気吹付は形噴霧化ノズルと
して作用する様に構成されている。通路１８２が燃料ノ
ズル本体に沿って円周方向に相隔たっていると共に、管
状部材１６６にある円周方向に相隔たった多数の開口１
８４と半径方向に整合していて、開口１−８４が、対応
する通路１８２の上に半径方向に来る様になっている。

更に、通路１８２か旋回器１６８に入る空気ジェットと
整合して、「平面ジェット」噴霧化器の配列を作る。同
様に、開口１８４が旋回器１７４に入る空気ジェットと
整合している。

ガスタービンの低動力状態で１次燃料の流れが供給され
る時、燃料管１６４、マニホルド１６０に入り、半径方
向の向きの空気吹付は通路１８２から放出される燃料の
質量流量は、１次旋回器１６８に入る空気に対し、燃料
の半径方向外向きの運動量が、旋回器１６８からの空気
の軸方向の運動量に較べて、それが開口１８４に達する
様にするには不十分になる様に選ばれる。こう云う状態
では、１次燃料が内側環体１７０内で噴霧化され、かな
り濃い燃料−空気混合物による安定な燃焼が出来る様に
、１次再循環区域１７２に供給する。

この動作モードでは、通路１８４を連結して環体１７８
に達する燃料は、あるとしても極く僅かである。

第７図には、第６図と全く同じ構造が示されており、第
６図について示して説明°したのと同じ参照数字を用い
ている。然し、この場合、１次及び２次燃料の両方が１
個の燃料管１６４を介して燃料噴射器本体１５８に入る
（これらが第１図乃至第５図について前に説明した様に
、別個の流れとしてではなく、１つの流れとして組合さ
れる）。

半径方向を向く通路１８２を出て行く組合せの燃料の半
径方向外向きの運動口及び質量流量は、略全部の燃料が
、内側環体１７０にわたる実質的な滴の分散を伴わずに
、ジェットとして、管状部材１６６の整合した開口１８
４を通過し、２次旋回器１７４より下流側で外側環体１
７８に入る様に選ばれている。空気流によって燃料が噴
霧化され、この噴霧化が、燃料ジェットが境膜面、即ち
、分流器１８０の内面に衝突することによって助けられ
る。噴霧化された燃料が２次旋回器１７４及び補助旋回
器１７６からの空気と混合され、参照数字１８６で示し
た２次再循環区域に供給する。略全部の燃料が外側環体
１７８に入るが、比較的少量が管状部材１６６の内面に
衝突することがある。

こう云う状態では、燃料の流量は２次及び１次再循環区
域１８６，１７２の両方で、かなり薄い、十分に分布し
た燃焼用混合物が得られ、ガスタービンの高動力状態で
発煙を少なくする様に選ばれる。更に、燃料の流量は、
燃料の予定の一部分が１次燃料として内側環体１７０に
流れ、燃料の残りの部分が２次燃料として外側環体１７
８に流れる様に選ぶことも出来る。

燃料ノズル１８１、管状部材１６６（その開口１８４を
含む）及び１次旋回器１６８は予め選ばれた形でその寸
法を定めて、燃料の選ばれた質量流量及び運動量に応じ
て、上に述べた様に燃料が内側環体１７０又は外側環体
１７８に入る様にする。

第６図及び第７図に示す旋回器及び燃料噴射器１４６は
、燃料の「運動量による段階的な制御」と呼ぶこの発明
の別の実施例の動作原理を略図で示すのみである。これ
は、装置に入る空気の運動量に対する燃料の運動量が、
段階動作、即ち、高動力状態及び低動力状態に於ける少
なくとも２つの別異のモードでの２種モード旋回器及び
燃料噴射器１４６の動作を達成するのに役立つからであ
る。

運動量による段階動作を達成する為の燃料噴射器本体１
８７の実際的な構成が、第８図に拡大断面図で示されて
いる。第６図及び第７図に使われたものと同じ参照数字
として、燃料管１６４．１次旋回器１６８、開口１８４
を持つ管状部材１６６及び２次空気旋回器１７４がある
。

燃料噴射器本体１８７の細部を見れば、内側熱遮蔽管１
８８が朝顔形表部材１９０及び冷却空気回転部材１９２
を持つことが判る。内側熱遮蔽管１８８の周りに隔たっ
て、相次いで内側円筒形部材１９４、外側円筒形部材１
９６及び外側熱遮蔽管１９８が配置されている。内側及
び外側円筒形部材１９４，１９６の間に縦方向燃料通路
２００が構成され、その１端が燃料管１６４と連通し、
他端が燃料マニホルド２０２と連通ずる。燃料マニホル
ド２０２は環状であり、円周方向に相隔たる半径方向の
向きの複数個のノズル２０４と連通している。ノズルは
、管状部材１６６にある開口１８４と半径方向に整合し
て、それと向い合っており、第６図及び第７図の通路１
８２に相当する。

燃料ジェットの軌跡が完全には半径方向ではないから、
燃料ノズル２０４が開口１８４から軸方向及び円周方向
にずれていてもよい。然し、開口１８４が高動力状態で
は、ノズル２０４から出る燃料ジェットと整合する。

内側及び外側熱遮蔽管１８８，１９８が夫々内側及び外
側の円筒形部材１９４，１９６から、絶縁体として作用
する環状空隙通路２０６，２０８によって半径方向に隔
てられていることにも注意されたい。

この発明の好ましい実施例と考えられるものを説明した
が、以上の説明から、当業者にはこの他の変更が考えら
れよう。従って、特許請求の範囲は、この発明の範囲内
に含まれるこの様な全ての変更を包括するものであるこ
とを承知されたい。

例えば、２次空気旋回手段が、好ましくは円周方向に隔
たるベーンで構成されるものとして示したが、第５図に
示した別の形式の１次旋回器と同様に、旋回リング内に
ある環状の１列又は更に多くの列の接線方向の向きのポ
ートに置換えてもよい。

空気旋回手段の特定の形式、又は一方の環体に対する他
方の環体の旋回方向は、従来公知の考えに従って選ぶこ
とが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は旋回器及び燃料噴射器を含むガスタービン機関
の燃焼器の１例の簡略断面図、第２図は第１図の線■−
■で切ったガスタービン燃焼器の一部分の端面図、 第３図はこの発明の１形式の旋回器及び燃料噴射器の拡
大断面図、 第３ａ図は第３図の線Ａ−Ａで１次空気旋回器の１個の
ベーンを通る様に切って、燃料噴射器本体の一部分に向
って半径方向内側を見た図、第４図はこの発明の別の形
式の旋回器及び燃料噴射器の一部分の拡大断面図、 第５図はこの発明の更に別の形の１次空気旋回器の端面
図、 第６図は運動量による段階動作を利用した変形の旋回器
及び燃料噴射器を含むガスタービン機関の１例の燃焼器
の上流側の端の簡略断面図で、ガスタービンの低動力状
態を示しである。 第７図は第６図と同じ旋回器及び燃料噴射器の、ガスタ
ービンの高動力状態に於ける状態を示す図、第８図は第
６図及び第７図に示す変形に使う旋回器及び燃料噴射器
の変形の一部分の拡大側面断面図である。 主な符号の説明 １４：空気入口 １６：燃焼器 ２２：環状ドーム ３６：燃料噴射器 ４３：燃料流量制御装置 ４５：旋回集成体 ４６：胴部（環状流れ方向ぎめ手段） ４８：燃料噴射器本体 ５０；管状部材 ５２：外側環体 ５４：内側環体 ５８：１次空気旋回手段 ６０：２次空気旋回手段 ６２：燃料噴霧ノズル ６４：導管手段 ９８：１次再循環区域 １０δ：２次再循環区域

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、その上流側の入口端に空気を供給する手段、燃料源
   、及び燃料流量制御手段を持つ形式のガスタービン燃焼
   器に対する旋回器及び燃料噴射器に於て、前記入口端に
   取付けられた環状流れ方向ぎめ手段と、該環状流れ方向
   ぎめ手段の中心に配置されていて、前記燃料源に接続さ
   れ、前記燃料流量制御手段に応答して、ガスタービンの
   低い動力では１次燃料の流れを供給すると共に、ガスタ
   ービンの高い動力の時は１次及び２次の両方の燃料の流
   れを供給する燃料噴射器本体と、該燃料噴射器本体及び
   前記環状流れ方向ぎめ手段の間に隔たっていて、それら
   と互いに同軸に配置されていて、それらと共に内側環体
   及び外側環体を構成し、１次及び２次再循環区域に対す
   る空気流を夫々前記内側及び外側環体から分離する管状
   部材と、夫々前記内側及び外側環体に入る空気を旋回さ
   せる様に構成されていて、旋回する空気流を前記１次及
   び２次再循環区域に夫々供給する１次空気旋回手段及び
   ２次空気旋回手段と、前記燃料噴射器本体の中に配置さ
   れていて、前記燃料流量制御手段に応答する燃料ノズル
   手段とを有し、該燃料ノズル手段はガスタービンの動力
   が低い状態の間、１次燃料を前記内側環体に流れさせる
   と共に、ガスタービンの高い動力状態の間は、前記２次
   燃料を実質的に滴の分散を実質的に伴わずに、前記２次
   空気旋回手段より下流側の外側環体へ流れさせて、前記
   ２次再循環区域に於ける燃焼を支援する旋回器及び燃料
   噴射器。 ２、前記燃料源が１次源及び２次源を有し、更に、前記
   ２次源に接続された導管手段を有し、該導管手段は前記
   燃料噴射器本体から前記１次空気旋回手段を通って、前
   記２次空気旋回手段より下流側で前記外側環体に開口す
   る請求項１記載の旋回器及び燃料噴射器。 ３、前記導管手段が前記燃料噴射器本体から略半径方向
   外向きに伸びていて、前記２次源からの燃料の空気の吹
   付けによる噴霧化を行なう様に構成されている請求項２
   記載の旋回器及び燃料噴射器。 ４、前記燃料ノズル手段が前記１次源に接続された圧力
   噴霧形である請求項２記載の旋回器及び燃料噴射器。 ５、前記燃料ノズル手段が前記１次源に接続された空気
   吹付け噴霧形である請求項２記載の旋回器及び燃料噴射
   器。 ６、前記燃料ノズル手段が、１次再循環区域に於ける安
   定な燃焼を支え、且つ前記燃料噴射器本体を冷却する様
   に設計された、予め選ばれた最小流量を前記１次源から
   受取る請求項２記載の旋回器及び燃料噴射器。 ７、前記燃料噴射器本体が、絶縁空間によってそれから
   隔てられて、該本体を取巻く熱遮蔽部材を有する請求項
   ２記載の旋回器及び燃料噴射器。 ８、前記１次空気旋回手段が円周方向に相隔たる略半径
   方向の複数個のベーンで構成され、前記導管手段が選ば
   れたベーンを縦方向に通る管で構成されている請求項２
   記載の旋回器及び燃料噴射器。 ９、前記選ばれたベーンが縦方向の孔を構成し、前記管
   がベーン内の縦方向の孔の内側で隔たっていて、該管内
   の燃料の熱遮蔽を行なう請求項８記載の旋回器及び燃料
   噴射器。 １０、その上流側の入口端に空気を供給する手段、及び
   燃料の流れの１次源並びに独立の段である燃料の流れの
   ２次源を制御する２種モード形燃料制御装置を持つ形式
   のガスタービン燃焼器に対する旋回器及び燃料噴射器に
   於て、前記燃焼器の入口端に取付けられていて、その内
   部に空気を供給する環状流れ方向ぎめ手段と、該環状流
   れ方向ぎめ手段の中に同軸に配置されていて、夫々燃料
   の流れの１次源及び２次源に接続された１次及び２次燃
   料マニホルドを構成する燃料噴射器本体と、該燃料噴射
   器本体の下流側の端に設けられていて、前記１次燃料マ
   ニホルドに接続された１次燃料ノズルと、前記燃料噴射
   器本体及び前記環状流れ方向ぎめ手段の間に隔たって、
   それらと互いに同軸に配置されていて、外側環体及び内
   側環体を構成し、下流側の端が前記１次燃料ノズルより
   下流側で終端して、該ノズルと共に１次再循環区域を構
   成する管状部材とを有し、前記環状流れ方向ぎめ手段は
   前記管状部材より下流側で終端する下流側の端を持って
   いて、該管状部材と共に外側環体から空気が供給される
   ２次再循環区域を構成しており、更に、前記外側環体の
   入口に配置されていて、前記２次再循環区域に入る空気
   を旋回させる２次空気旋回手段と、前記内側環体の入口
   に配置されていて、前記１次再循環区域に入る空気を旋
   回させる１次空気旋回手段と、前記燃料噴射器本体から
   前記１次空気旋回手段を通って外向きに伸び、前記２次
   空気旋回手段より下流側で前記外側環体に開口し、その
   内側端が前記２次燃料マニホルドに接続されていて、そ
   の外側端で空気の吹付けによる燃料の噴霧化を行なう様
   に構成された複数個の導管手段とを有する旋回器及び燃
   料噴射器。 １１、前記管状部材が円周方向に相隔たる複数個の開口
   を持ち、前記燃料ノズル手段が、ガスタービンの動力が
   高い時、円周方向に相隔たる、半径方向の向きの複数個
   の燃料のジェットを半径方向外向きに夫々の管状部材の
   開口を通して、前記２次空気旋回手段より下流側で前記
   外側環体に差向ける様に構成されている請求項１記載の
   旋回器及び燃料噴射器。 １２、前記燃料ノズル手段が、前記燃料噴射器本体にあ
   る半径方向通路に接続された燃料マニホルドを持ち、該
   半径方向通路が前記燃料源からの燃料を空気の吹付けに
   よって噴霧化する様に構成されている請求項１１記載の
   旋回器及び燃料噴射器。 １３、前記燃料ノズル手段が前記燃料源から、前記１次
   再循環区域に於ける安定な燃焼を支援し、且つ燃料噴射
   器本体を冷却する様に設計された、予め選ばれた最小流
   量を受取る請求項１１記載の旋回器及び燃料噴射器。 １４、前記燃料噴射器本体が、絶縁性の環状空間によっ
   て隔てられた少なくとも１つの管状熱遮蔽部材を備えて
   いる請求項１１記載の旋回器及び燃料噴射器。 １５、前記外側環体に、燃料ジェットが衝突する為の境
   膜面として作用する環状分流器を設けた請求項１１記載
   の旋回器及び燃料噴射器。 １６、前記外側環体に入る空気に旋回作用を持たせる前
   記２次空気旋回手段と関連する補助空気旋回器を有する
   請求項１５記載の旋回器及び燃料噴射器。 １７、その上流側の入口端に空気を供給する手段、及び
   燃料の流れの１次源及び燃料の流れの２次源を制御する
   燃料制御装置を持つ形式のガスタービン燃焼器に対する
   旋回器及び燃料噴射器に於て、前記燃焼器の入口端に取
   付けられていて、その内部に空気を供給する環状流れ方
   向ぎめ手段と、該環状流れ方向ぎめ手段の中に同軸に配
   置されていて、燃料の流れの１次源及び２次源の両方を
   受取る様に接続された燃料マニホルドを構成する燃料噴
   射器本体と、該燃料噴射器本体の下流側の端に設けられ
   ていて、前記燃料マニホルドに接続され、半径方向の向
   きの燃料ジェットを供給する様に、燃料マニホルドに接
   続された、円周方向に相隔たる半径方向の向きの複数個
   の通路を有する燃料ノズルと、前記燃料噴射器本体及び
   前記環状流れ方向ぎめ手段の間に隔たって、それらと互
   いに同軸に配置されていて、内側環体及び外側環体を構
   成し、下流側の端が前記１次燃料ノズルより下流側で終
   端して、該ノズルと共に１次再循環区域を構成し、前記
   ノズルの半径方向通路と整合した、円周方向に相隔たる
   複数個の開口を持つ管状部材と、前記外側環体に設けら
   れていて、前記燃料ジェットに対する境膜面として作用
   すると共に、前記外側環体から空気が供給された２次再
   循環区域に燃料を差向ける様に配置された環状分流器と
   、前記外側環体の入口に配置されていて、前記２次再循
   環区域に入る空気を旋回させる２次空気旋回手段及び補
   助空気旋回手段と、前記内側環体の入口に配置されてい
   て、前記１次再循環区域に入る空気を旋回させる１次空
   気旋回手段とを有し、前記燃料ノズル、管状部材及び１
   次空気旋回手段の寸法は、運動量及び質量流量の小さい
   燃料ジェットが前記内側環体内で噴霧化されて前記１次
   再循環区域に供給を行ない、運動量及び質量流量の大き
   い燃料ジェットが前記管状部材の開口を通過して前記外
   側環体内で前記分流器に当たり、外側環体内で噴霧化さ
   れて前記２次再循環区域に供給を行なう様になっている
   旋回器及び燃料噴射器。