JPH0473502A - ガスタービン用燃焼器の空気可変機構 - Google Patents

ガスタービン用燃焼器の空気可変機構

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JPH0473502A
JPH0473502A JP18186890A JP18186890A JPH0473502A JP H0473502 A JPH0473502 A JP H0473502A JP 18186890 A JP18186890 A JP 18186890A JP 18186890 A JP18186890 A JP 18186890A JP H0473502 A JPH0473502 A JP H0473502A
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Masashi Sasaki
佐々木 正史
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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】 産業上の利用分野 この発明は、車両用ガスタービンエンジン等のガスター
ビンに用いられる燃焼器、特に燃料噴射ノズル近傍の予
蒸発用空間へ連通ずる空気通路の通路面積を可変とした
空気可変機構に関する。
従来の技術 ガスタービンから排出されるNOXの低減を図るために
、燃料噴射ノズルの近傍に予蒸発用の空間を設けるとと
もに、ここに流入する空気量を負荷に応じて調節し、広
い負荷範囲に亙って主たる燃焼域の実質空燃比を一定も
しくは狭い範囲内に保つよノうにしたガスタービン用燃
焼器が従来から提案されている。
第5図は、−例としてSAEベーパー820175に記
載の燃焼器を示しており、燃焼室31を画成する略円筒
状燃焼器本体32の一端に、燃料噴射ノズル33が取り
付けられているとともに、この燃料噴射ノズル33の前
面に、予混合および予蒸発を図る予蒸発用空間34が設
けられている。
そして、この予蒸発用空間34を囲むように、空気調節
スリーブ35が配設されている。
上記空気調節スリーブ35は、詳しくは、第6図〜第8
図に示すように、多数のスワラ−ベーン36aが立設さ
れた固定側スリーブ36と、上記スワラ−ベーン36a
の外周に嵌合する円筒壁37aを有し、かつ該円筒壁3
7aに多数の開口部37bが切欠形成された可動側スリ
ーブ37とから構成されており、上記可動側スリーブ3
7がギヤ38を介して図示せぬアクチュエータにより所
定角度範囲内で回転するようになっている。
つまり、上記スワラ−ベーン36a間の多数の空気通路
39の実質的な開口面積が、上記可動側スリーブ37を
回転させることで適宜に調節可能となっている。
発明が解決しようとする課題 上記の構成においては、各空気通路39をスワラ−ベー
ン36aの外周側から内周側へ向かって空気が流れるこ
とになるが、この空気の流れの上流側となるスワラ−ベ
ーン36a外周側で、円筒壁37λにより通路開口面積
が絞られるので、各空気通路39の流入直後に剥離等の
乱れが生じ易い。従って、スワラ−ベーン36aにより
生成されるスワールの強さや流量係数が、絞りの量によ
って不安定に変化する、という不具合があった。
課題を解決するための手段 そこで、この発明は、燃料噴射ノズルの近傍に予蒸発用
空間を備えたガスタービン用燃焼器において、上記予蒸
発用空間の外周を囲むように、環状の固定側ブロックリ
ングと可動側ブロックリングとを互いに対向して配置す
るとともに、上記可動側ブロックリングを一定角度回転
可能に構成し、かつ一方のブロックリングに、略放射状
に多数の第1突起片を設け、他方のブロックリングには
、上記第1突起片の一方の側面および外周面を覆う略り
字形の第2突起片を同じく略放射状に設け、上記第1突
起片の他方の側面と上記第2突起片との間に、内周出口
側がスロート部となった多数の空気通路を形成したこと
を特徴としている。
作用 上記構成では、固定側ブロックリングと可動側ブロック
リングとを組み合わせることにより、略放射状に多数の
空気通路が形成される。この空気通路には、ブロックリ
ングの外周側から内周側へ向かって空気が流れるが、可
動側ブロックリングを回転させると、第1突起片と第2
突起片との間に形成される各空気通路の通路断面積が絞
られる。
ここで、内周出口側が通路断面積の最も小さなスロート
部となっているため、通路断面積を絞った状態でも剥離
等の乱れが生じにくい。
実施例 以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。
第1図は、この発明に係るガスタービン用燃焼器の要部
を示す断面図であって、略円筒状をなすケーシングlの
内周側に断熱材2が配設されているとともに、ケーシン
グ1一端を閉塞するようにエンドプレート3が取り付け
られている。上記エンドプレート3の中心部には、燃料
噴射ノズル4が取り付けられており、かっこの燃料噴射
ノズル4を囲むようにバッフル筒5がボルト6によって
取り付けられている。
またケーノング1の内側中心部には、予蒸発用空間7を
形成するための予蒸発管8が上記燃料噴射ノズル4と同
軸状に配置されている。この予蒸発管8の下流側は、図
示せぬ燃焼空間に連通している。そして、断熱材2と予
蒸発管8との間の空間は、燃焼用空気を導入するための
空気通路9となっている。
また上記予蒸発管8の基端がフランジ状に拡開しており
、ここに環状の固定側ブロックリング10が一体に形成
されている。上記固定側ブロックリング10は、詳しく
は、予蒸発管8の軸線と直交するように延びた円形のフ
ランジ部11と、該フランジ部11のフランジ面に多数
略放射状に形成された第2突起片+2(第3図参照)と
から構成されている。
一方、バッフル筒5の外周には、環状の可動側ブロック
リング13が回転可能に嵌合している。
この可動側ブロックリング13は、上記固定側ブロック
リング10と対向するフランジ部I4を有し、かつその
フランジ面には、上記第2突起片I2と組み合わされる
第1突起片15が多数略放射状に形成されている。
上記可動側ブロックリング13の基端側の円筒部13a
は、比較的厚肉に形成されており、第2図に示すように
、その3箇所にスプリング収容孔I6が凹設されている
とともに、コイルスプリング17が圧縮状態で配設され
ている。このコイルスプリング17によって、可動側ブ
ロックリング13が常時固定側ブロックリング10へ向
けて押さえ付けられており、ひいては予蒸発管8全体が
図示せぬ下流側端部との間で支持されている。そして、
可動側ブロックリング13と固定側ブロックリング10
との間には、ルーバ18の外周縁が挾持固定されている
。尚、上記エンドプレート3に当接するコイルスプリン
グ17の一端には、可動側ブロックリング13の円滑な
回転を損なうことのないように、カーボン等の固体潤滑
材料からなるチップ19が介装されている。
また、上記可動側ブロックリング13の円筒部13aの
三箇所には、ボルトからなるピボット20が設けられて
おり、ここに第2図に示すようにプッシュプルロッド2
1の一端が連結されている。
上記のプッシュプルロッド21の他端は図示せぬアクチ
ュエータに連係しており、これによって可動側ブロック
リング13が所定角度だけ回動するようになっている。
第3図および第4図は、第1突起片15と第2突起片1
2の詳細を示すもので、可動側ブロックリング13に設
けられる第1突起片15は、個々には細長い扇形をなし
、かつスワラとして機能するように半径方向に対しそれ
ぞれ僅かに傾いて形成されている。また固定側ブロック
リング10に設けられる第2突起片12は、個々には、
上記第1突起片15の一方の側面15aおよび外周面1
5bを覆う略I7字形をなしており、やはり半径方向に
対しそれぞれ僅かに傾いて形成されている。
従って、上記第1突起片15と第2突起片12とが組み
合わさった状態では、第3図に示すように、第1突起片
15と略相似形の細長い扇形をなし、第1突起片15の
他方の側面15cと第2突起片12の側面12aとの間
に多数の空気通路22が形成される。この空気通路22
は、やはり半径方向に対し一定角度αだけ傾いており、
外周側から内周側へ向かう空気流によって予蒸発管8内
に旋回流が生成される。また上記空気通路22は、個々
には細長い扇形をなしており、内周出口側が最も通路断
面積の小さなスロート部22aとなっている。
そして、固定側ブロックリング10に対し可動側ブロッ
クリング13が回動すると、第4図に示すように、第1
突起片15と第2突起片12との間に形成される空気通
路22が狭められ、流入する空気量が抑制される。尚、
第4図は、可動側ブロックリング13を最大角度θだけ
回動させて通路断面積を最小にした状態を示す。
ここで、上記構成では、空気通路22の通路断面積が全
体的に狭められ、かつ内周出口側がスロート部22aと
なった基本的形状が変化することはない。従って、この
ように通路断面積を絞った状態でも、各空気通路22内
の空気の流れは非常に整ったものとなり、局部的に絞る
ことによる剥離や乱流等の生成が抑制される。そのため
、不要な損失が生じないとともに、予蒸発管8内で生成
される旋回流の強さを非常に安定したものにすることが
できる。
尚、第1突起片J5と第2突起片12とが離れることに
より生しる間隙23(第4図参照)は、空気の入口側と
なる外周側で第2突起片12の外周壁により閉塞される
ので、何ら支障はない。
発明の効果 以上の説明で明らかなように、この発明に係るガスター
ビン用燃焼器の空気可変機構によれば、固定側ブロック
リングと可動側ブロックリングとを組み合わせて形成さ
れる多数の空気通路の内周出口側がスロート部となり、
かつ可動側ブロックリングの回動に伴って各空気通路が
全体として狭められるので、空気流の剥離や乱れを防止
でき、予蒸発用空間に生成される旋回流の強さを非常に
安定したものにすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に係るガスタービン用燃焼器の要部を
示す断面図、第2図はその■−■線に沿った断面図、第
3図は同じく■−■線に沿った断面図、第4図は空気通
路を絞った状態を示す第3図と同様の断面図、第5図は
従来のガスタービン用燃焼器の一例を示す断面図、第6
図は従来の空気調節用の固定側スリーブを示す断面図、
第7図は同じく平面図、第8図は従来の可動側スリーブ
を示す断面図である。 4・・・燃料噴射ノズル、8・・・予蒸発管、IO・・
・固定側ブロックリング、12・・・第2突起片、13
・・・可動側ブロックリング、15・・・第1突起片、
17・・・コイルスプリング、22・・・空気通路。 戸宸り十噴身1ノス゛1し 予茶ヂン営 第 図 第 図 5a 第 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)燃料噴射ノズルの近傍に予蒸発用空間を備えたガ
    スタービン用燃焼器において、上記予蒸発用空間の外周
    を囲むように、環状の固定側ブロックリングと可動側ブ
    ロックリングとを互いに対向して配置するとともに、上
    記可動側ブロックリングを一定角度回転可能に構成し、
    かつ一方のブロックリングに、略放射状に多数の第1突
    起片を設け、他方のブロックリングには、上記第1突起
    片の一方の側面および外周面を覆う略L字形の第2突起
    片を同じく略放射状に設け、上記第1突起片の他方の側
    面と上記第2突起片との間に、内周出口側がスロート部
    となった多数の空気通路を形成したことを特徴とするガ
    スタービン用燃焼器の空気可変機構。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116164310A (zh) * 2021-11-25 2023-05-26 哈尔滨工业大学 一种可调开合式燃气轮机燃烧室头部分配结构

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JPS5656531A (en) * 1979-09-28 1981-05-18 Gen Motors Corp Preevaporizing low discharge combustion assembly
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CN116164310B (zh) * 2021-11-25 2024-06-11 哈尔滨工业大学 一种可调开合式燃气轮机燃烧室头部分配结构

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