JPH0476022B2 - - Google Patents
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- JPH0476022B2 JPH0476022B2 JP62065497A JP6549787A JPH0476022B2 JP H0476022 B2 JPH0476022 B2 JP H0476022B2 JP 62065497 A JP62065497 A JP 62065497A JP 6549787 A JP6549787 A JP 6549787A JP H0476022 B2 JPH0476022 B2 JP H0476022B2
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- casing
- opening
- closing
- air
- chamber
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C7/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply
- F23C7/008—Flow control devices
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- 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
- F23R3/02—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
- F23R3/04—Air inlet arrangements
- F23R3/10—Air inlet arrangements for primary air
- F23R3/12—Air inlet arrangements for primary air inducing a vortex
- F23R3/14—Air inlet arrangements for primary air inducing a vortex by using swirl vanes
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- 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
- F23R3/02—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
- F23R3/26—Controlling the air flow
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2200/00—Mathematical features
- F05B2200/30—Mathematical features miscellaneous
- F05B2200/32—Mathematical features miscellaneous even
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
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- F05B2250/40—Movement of component
- F05B2250/41—Movement of component with one degree of freedom
- F05B2250/411—Movement of component with one degree of freedom in rotation
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)
- Rotary Pumps (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ガスタービンの燃焼室内に燃料及び
空気を噴射する装置に係わる。
空気を噴射する装置に係わる。
この技術分野では、最大負荷時における燃焼室
の性能（発煙、内壁の耐熱性、温度分布）及び減
速時の性能（効率、炎の安定性）間の妥協は、一
方では渦巻室を用いて、他方では燃焼室の底部と
燃焼室内外壁のオリフイスを用いてさまざまな状
態の一次燃焼領域に噴射される空気率を選択する
ことによつて得られることは公知である。
の性能（発煙、内壁の耐熱性、温度分布）及び減
速時の性能（効率、炎の安定性）間の妥協は、一
方では渦巻室を用いて、他方では燃焼室の底部と
燃焼室内外壁のオリフイスを用いてさまざまな状
態の一次燃焼領域に噴射される空気率を選択する
ことによつて得られることは公知である。
現在では、減速状態に最適化したモジユール、
及び満気状態に最適化したモジユールを備える燃
焼室の利用が公知である。しかし、これらの燃焼
室には多くの欠点がある。何故ならばその重量及
び外径寸法の他に、中間状態における調節の問題
が生じるからである。
及び満気状態に最適化したモジユールを備える燃
焼室の利用が公知である。しかし、これらの燃焼
室には多くの欠点がある。何故ならばその重量及
び外径寸法の他に、中間状態における調節の問題
が生じるからである。
これらの問題を解決するため、いわゆる「可変
幾何学式」燃焼室を実現することが提案された。
この種の燃焼室では、燃焼室の機能への継続した
最適化が得られるように、燃焼室の空気取入口を
多少とも絞るための可動フラツプを用いて状態の
関数としての空気流量を連続的に分配することが
要求される。従つて、仏国特許第2491139号及び
第2491140号は、一方は径方向外部渦巻室に、他
方は従来形噴射装置の軸方向渦巻室に適合させた
隔膜を開示しているが、但しこれらの装置には、
渦巻室入口への空気の案内不良、及び燃料室内部
における重大な後流の発生という不都合が伴う。
幾何学式」燃焼室を実現することが提案された。
この種の燃焼室では、燃焼室の機能への継続した
最適化が得られるように、燃焼室の空気取入口を
多少とも絞るための可動フラツプを用いて状態の
関数としての空気流量を連続的に分配することが
要求される。従つて、仏国特許第2491139号及び
第2491140号は、一方は径方向外部渦巻室に、他
方は従来形噴射装置の軸方向渦巻室に適合させた
隔膜を開示しているが、但しこれらの装置には、
渦巻室入口への空気の案内不良、及び燃料室内部
における重大な後流の発生という不都合が伴う。
また、本出願人の先願仏国特許第2357738号及
び第2391359号に開示ものの如く、中間椀状部材
を備えた空気力学的噴射器が開発された。この形
式の装置においては、噴射器及び燃焼室底部間
に、下流側方向に朝顔形に開き、小径の多数の孔
を開けた円錐台形部分を含む椀状部材が挿入され
ており、これらの小孔を通つて高圧空気が霧化さ
れて円錐形燃料ノズルに送られる。この椀状部材
は緊密混合を実現して噴射器の役割を完成して混
合気の組成に作用し、さらに減速状態において最
小の１次燃料領域の形成を可能にする。
び第2391359号に開示ものの如く、中間椀状部材
を備えた空気力学的噴射器が開発された。この形
式の装置においては、噴射器及び燃焼室底部間
に、下流側方向に朝顔形に開き、小径の多数の孔
を開けた円錐台形部分を含む椀状部材が挿入され
ており、これらの小孔を通つて高圧空気が霧化さ
れて円錐形燃料ノズルに送られる。この椀状部材
は緊密混合を実現して噴射器の役割を完成して混
合気の組成に作用し、さらに減速状態において最
小の１次燃料領域の形成を可能にする。
この形式の中間椀状部材付き空気力学的噴射器
は、外部渦巻室と椀状部材の開孔の空気取入口
に、燃焼室のすべての作動条件に対して椀状部材
出口に空気−燃料の混合気が豊富にあるように
し、このようにして減速時及び最大負荷時の間の
すべての中間状態においてもこの豊富な混合気が
得られるように出口流量を調節することを可能な
らしめる隔膜を備えることによつてすでに改良さ
れている。
は、外部渦巻室と椀状部材の開孔の空気取入口
に、燃焼室のすべての作動条件に対して椀状部材
出口に空気−燃料の混合気が豊富にあるように
し、このようにして減速時及び最大負荷時の間の
すべての中間状態においてもこの豊富な混合気が
得られるように出口流量を調節することを可能な
らしめる隔膜を備えることによつてすでに改良さ
れている。
本発明の目的は、排気ガスの低公害化を行いう
るガスタービンの燃焼室内に燃料及び空気を噴射
する装置を提供することにある。
るガスタービンの燃焼室内に燃料及び空気を噴射
する装置を提供することにある。
本発明によれば、前述の目的は、両端面部が
夫々開口部を有する円筒状のケーシングと、一端
が端面部の一方における開口部に連結されてお
り、他端がケーシングの外側に突出する第１の円
筒部材と、一端が端面部の他方における開口部に
連結されており、他端が第１の円筒部材の中に位
置する第２の円筒部材と、ケーシング及び第１の
円筒部材で規定される環状スペースをケーシング
の周方向に関して各スペースに仕切るべくケーシ
ング内に設けられており、ほぼ放射状に配列され
た少なくとも２つの羽根と、各スペースの１つに
空気を導入すべく端面部の他方に設けられた第１
の開口と、各スペースの他の一つに空気を導入す
べくケーシングの周側部に設けられた第２の開口
と、端面部の他方に同軸的にかつ回転自在に連結
されており、第１の開口を閉鎖する第１の閉鎖
部、及び第２の開口を閉鎖する第２の閉鎖部を有
する円板と、第２の円筒部材の中に設けられた燃
料噴射ノズルとを備え、第１の閉鎖部及び第２の
閉鎖部が、円板の任意の回転角において第１の閉
鎖部による第１の開口の閉鎖割合と第２の閉鎖部
による第２の開口の閉鎖割合との合計がほぼ一定
となるように配列されている、ガスタービンの燃
焼室内に燃料及び空気を噴射する装置によつて達
成される。
夫々開口部を有する円筒状のケーシングと、一端
が端面部の一方における開口部に連結されてお
り、他端がケーシングの外側に突出する第１の円
筒部材と、一端が端面部の他方における開口部に
連結されており、他端が第１の円筒部材の中に位
置する第２の円筒部材と、ケーシング及び第１の
円筒部材で規定される環状スペースをケーシング
の周方向に関して各スペースに仕切るべくケーシ
ング内に設けられており、ほぼ放射状に配列され
た少なくとも２つの羽根と、各スペースの１つに
空気を導入すべく端面部の他方に設けられた第１
の開口と、各スペースの他の一つに空気を導入す
べくケーシングの周側部に設けられた第２の開口
と、端面部の他方に同軸的にかつ回転自在に連結
されており、第１の開口を閉鎖する第１の閉鎖
部、及び第２の開口を閉鎖する第２の閉鎖部を有
する円板と、第２の円筒部材の中に設けられた燃
料噴射ノズルとを備え、第１の閉鎖部及び第２の
閉鎖部が、円板の任意の回転角において第１の閉
鎖部による第１の開口の閉鎖割合と第２の閉鎖部
による第２の開口の閉鎖割合との合計がほぼ一定
となるように配列されている、ガスタービンの燃
焼室内に燃料及び空気を噴射する装置によつて達
成される。
本発明の装置によれば、円板がケーシングの端
面部の他方に同軸的にかつ回転自在に設けられて
おり、この円板に設けられた第１の閉鎖部及び第
２の閉鎖部が、円板の任意の回転角において第１
の閉鎖部による第１の開口の閉鎖割合と第２の閉
鎖部による第２の開口の閉鎖割合との合計がほぼ
一定となるように配列されているが故に、ガスタ
ービンの減速状態においては、第１の開口の閉鎖
割合が増大すると共に第２の開口の閉鎖割合が減
少するように円板を回転させれば、空気の流れが
より大きな接線方向分力をもち、これにより、燃
焼の安定化を図り得ると共に一酸化炭素及び不燃
物の生成を減少させ得る。また、ガスタービンの
最大負荷時においては、第１の開口の閉鎖割合が
減少すると共に第２の開口の閉鎖割合が増大する
ように円板を回転させれば、空気の流れがより大
きな軸方向分力をもち、これにより、燃焼室内の
滞在時間を減らし得ると共に窒素酸化物の生成を
減少させ得る。
面部の他方に同軸的にかつ回転自在に設けられて
おり、この円板に設けられた第１の閉鎖部及び第
２の閉鎖部が、円板の任意の回転角において第１
の閉鎖部による第１の開口の閉鎖割合と第２の閉
鎖部による第２の開口の閉鎖割合との合計がほぼ
一定となるように配列されているが故に、ガスタ
ービンの減速状態においては、第１の開口の閉鎖
割合が増大すると共に第２の開口の閉鎖割合が減
少するように円板を回転させれば、空気の流れが
より大きな接線方向分力をもち、これにより、燃
焼の安定化を図り得ると共に一酸化炭素及び不燃
物の生成を減少させ得る。また、ガスタービンの
最大負荷時においては、第１の開口の閉鎖割合が
減少すると共に第２の開口の閉鎖割合が増大する
ように円板を回転させれば、空気の流れがより大
きな軸方向分力をもち、これにより、燃焼室内の
滞在時間を減らし得ると共に窒素酸化物の生成を
減少させ得る。
以下、本発明を図面に示す好ましい実施例を参
照しながら詳説する。
照しながら詳説する。
第１ａ図〜第７図を参照しながら、本発明の第
１の実施例を説明する。本実施例において、中央
燃料噴射器１は、円筒部２ａを含むと共に下流側
端が円錐台部２ｂになつた第２の円筒部材として
の中央スリーブ２の内部に配置されている。スリ
ーブ２は、中間椀形部材３の中央部を構成してい
る。椀形部材３は、下流側方向へつぼまつた円錐
台部３ｂと、第１の円筒部材としての椀状部材３
の内壁を形成する下流側の開いた円錐台部３ｃ
と、これらと同軸の円筒部３ａとによつて形成さ
れる。円筒部３ａは円筒部２ａを包囲している。
円筒部２ａ，３ａ及び円錐台部２ｂ，３ｂは、外
側渦巻室４のための空気取出し用軸方向及び求心
方向通路を形成する。渦巻室４については後に説
明する。
１の実施例を説明する。本実施例において、中央
燃料噴射器１は、円筒部２ａを含むと共に下流側
端が円錐台部２ｂになつた第２の円筒部材として
の中央スリーブ２の内部に配置されている。スリ
ーブ２は、中間椀形部材３の中央部を構成してい
る。椀形部材３は、下流側方向へつぼまつた円錐
台部３ｂと、第１の円筒部材としての椀状部材３
の内壁を形成する下流側の開いた円錐台部３ｃ
と、これらと同軸の円筒部３ａとによつて形成さ
れる。円筒部３ａは円筒部２ａを包囲している。
円筒部２ａ，３ａ及び円錐台部２ｂ，３ｂは、外
側渦巻室４のための空気取出し用軸方向及び求心
方向通路を形成する。渦巻室４については後に説
明する。
椀形部材３は円錐台部３ｃの半径方向延長部３
ｄによつて燃焼室６の上流端と一体な杯形部５に
衝止する。椀形部材３は、さらに円錐台部３ｃと
一体的な外側円筒形支え面８上にねじ締めされた
ナツト７によつて燃焼室６の上流端上に固定され
る。椀形部材３は、冷却空気が通過するオリフイ
ス１０があけられた円錐台部３ｃに当たる空気に
よつて冷却を行なうチヤンバ９を規定する。チヤ
ンバ９は、オリフイス９ａから空気の供給を受け
る。オリフイス１０を通過する空気は、噴射器１
から供給され円錐台部３ｃの内壁に沿つて円錐形
層状に流れる燃料の霧化を助長する。
ｄによつて燃焼室６の上流端と一体な杯形部５に
衝止する。椀形部材３は、さらに円錐台部３ｃと
一体的な外側円筒形支え面８上にねじ締めされた
ナツト７によつて燃焼室６の上流端上に固定され
る。椀形部材３は、冷却空気が通過するオリフイ
ス１０があけられた円錐台部３ｃに当たる空気に
よつて冷却を行なうチヤンバ９を規定する。チヤ
ンバ９は、オリフイス９ａから空気の供給を受け
る。オリフイス１０を通過する空気は、噴射器１
から供給され円錐台部３ｃの内壁に沿つて円錐形
層状に流れる燃料の霧化を助長する。
渦巻室４は、複数個の羽根１１（例えば図時の
実施例では12枚）から成り、羽根１１の間には羽
根１１と同数の通路が形成され、軸方向通路１２
は軸方向入口を有し、第１ｂ図に示すようにほぼ
軸方向に空気を通過させる。径方向通路１３は径
方向入口を有し、第１ｂ図に示すようにほぼ内側
半径方向に空気を通過させる。通路１２と通路１
３とは渦巻室４の周方向に沿つて交互に配列され
ている。さらに、渦巻室４の空気通路全体の出口
は中央スリーブ２及び椀状部材３の間に軸方向か
つ求心方向に規定される。
実施例では12枚）から成り、羽根１１の間には羽
根１１と同数の通路が形成され、軸方向通路１２
は軸方向入口を有し、第１ｂ図に示すようにほぼ
軸方向に空気を通過させる。径方向通路１３は径
方向入口を有し、第１ｂ図に示すようにほぼ内側
半径方向に空気を通過させる。通路１２と通路１
３とは渦巻室４の周方向に沿つて交互に配列され
ている。さらに、渦巻室４の空気通路全体の出口
は中央スリーブ２及び椀状部材３の間に軸方向か
つ求心方向に規定される。
渦巻室４を通過する空気噴流に接線方向分力を
与えるため、径方向通路１３及び軸方向通路１２
に対して２重角度調整がなされている。これは渦
巻室４の２つの変形例に従つて実現される。
与えるため、径方向通路１３及び軸方向通路１２
に対して２重角度調整がなされている。これは渦
巻室４の２つの変形例に従つて実現される。
以下、第４ａ図から第６図により、渦巻室４の
第１の変形例を説明する。
第１の変形例を説明する。
本変形例は、内周面４０１をもつ円筒形素材４
００から作られる（第４ａ図）。素材４００の下
側半分内（第４ａ図）に電極を用いた放電加工に
よつて12個の凹み４０２が加工される。凹み４０
２による通路が等流路断面をもつように羽根４０
４を内側に向かつて薄くするために、用いる電極
４０３は矩形断面をもつていてもよく（第４ａ図
及び第４ｂ図）、凹み４０２による通路が内側に
向かつて小さくなる流路断面をもつように羽根４
０４を均等厚さにするために、台形断面をもつて
いてもよい（第４ｄ図）。
００から作られる（第４ａ図）。素材４００の下
側半分内（第４ａ図）に電極を用いた放電加工に
よつて12個の凹み４０２が加工される。凹み４０
２による通路が等流路断面をもつように羽根４０
４を内側に向かつて薄くするために、用いる電極
４０３は矩形断面をもつていてもよく（第４ａ図
及び第４ｂ図）、凹み４０２による通路が内側に
向かつて小さくなる流路断面をもつように羽根４
０４を均等厚さにするために、台形断面をもつて
いてもよい（第４ｄ図）。
電極４０３は、ほぼ径方向に、但し素材４００
の母線に対して第１の鋭角度αだけ、かつ素材４
００の直径縦面に対して第２の鋭角度βだけ２重
の傾斜をつけて移動される。従つてそれぞれの羽
根４０４は角度α及びβに従つて２重の傾斜を所
有しており、角度αは軸方向入口をもつ通路１２
を通過する空気噴流に対して接線方向の分力を与
え、角度βは径方向入口をもつ通路１３を通過す
る空気噴流に対して接線方向の分力を与える。
の母線に対して第１の鋭角度αだけ、かつ素材４
００の直径縦面に対して第２の鋭角度βだけ２重
の傾斜をつけて移動される。従つてそれぞれの羽
根４０４は角度α及びβに従つて２重の傾斜を所
有しており、角度αは軸方向入口をもつ通路１２
を通過する空気噴流に対して接線方向の分力を与
え、角度βは径方向入口をもつ通路１３を通過す
る空気噴流に対して接線方向の分力を与える。
素材４００内にこのようにして形成された凹み
４０２は、一方では素材４００の内周面４０１及
び外周面４０５上に、他方では端面４０６上に通
じている。
４０２は、一方では素材４００の内周面４０１及
び外周面４０５上に、他方では端面４０６上に通
じている。
この第１工程により、素材４００は第５図に示
す形をとる。
す形をとる。
第２工程は素材４００の下側半分に対してケー
シングとしてのカバー５００（第６図及び第１ｂ
図）をはめ込むことである。カバー５００の円筒
形側壁５０１は、規則的な間隔で配列された６個
の開口５０２と、開口５０２と交互に配列されて
おり、素材４００内に予め加工されている６個の
凹み４０２を覆う６個の中実部５０３とを含んで
いる。カバー５００の環状底部５０６は、６個の
中実部５０４によつて距てられた６個の開口５０
５を含み、切欠き５０５は環状底部５０６の内側
半分上に位置し、角度βだけ傾斜した径方向縁部
をもつ。
シングとしてのカバー５００（第６図及び第１ｂ
図）をはめ込むことである。カバー５００の円筒
形側壁５０１は、規則的な間隔で配列された６個
の開口５０２と、開口５０２と交互に配列されて
おり、素材４００内に予め加工されている６個の
凹み４０２を覆う６個の中実部５０３とを含んで
いる。カバー５００の環状底部５０６は、６個の
中実部５０４によつて距てられた６個の開口５０
５を含み、切欠き５０５は環状底部５０６の内側
半分上に位置し、角度βだけ傾斜した径方向縁部
をもつ。
カバー５００の開口５０２は環状底部５０４の
開口５０５に対して１ピツチだけずらされてお
り、カバー５００が素材４００上に組立てられる
と、それぞれ軸方向通路１２と径方向通路１３と
が交互に配列された２重の渦巻室４が形成され
る。カバー５００は、先に旋盤によつて素材４０
０の上半分が切削された円筒形部材４０７（第１
ａ図）にろう付けされる。
開口５０５に対して１ピツチだけずらされてお
り、カバー５００が素材４００上に組立てられる
と、それぞれ軸方向通路１２と径方向通路１３と
が交互に配列された２重の渦巻室４が形成され
る。カバー５００は、先に旋盤によつて素材４０
０の上半分が切削された円筒形部材４０７（第１
ａ図）にろう付けされる。
第３の工程は、渦巻室４の円形噴射通路の円筒
部３ａを形成し、この通路に向かつて軸方向及び
求心方向の下流側通路を開口するため、素材４０
０の線影部分４０８，４０９を旋盤で切欠くこと
である（第６図）。
部３ａを形成し、この通路に向かつて軸方向及び
求心方向の下流側通路を開口するため、素材４０
０の線影部分４０８，４０９を旋盤で切欠くこと
である（第６図）。
以下、第７図を参照しながら、第２の変形具体
例を説明する。
例を説明する。
本変形例では、放電加工によつて素材４００の
外周上に規則的に分配された６個の凹み４０２だ
けを加工する。用いられる電極４０３は接線方向
分力を将来の径方向通路に与える素材の直径縦面
に対して鋭角度βだけずらしたほぼ径方向の移動
をする平行６面体あるいは台形断面をもつことが
できる。
外周上に規則的に分配された６個の凹み４０２だ
けを加工する。用いられる電極４０３は接線方向
分力を将来の径方向通路に与える素材の直径縦面
に対して鋭角度βだけずらしたほぼ径方向の移動
をする平行６面体あるいは台形断面をもつことが
できる。
次に、別の電極４０３の助けを借りて前面４０
６によつて求心方向通路間に存続する歯内に６つ
の軸方向通路を加工する。この電極４０３は素材
４００を覆う円筒の母線に対して鋭角度αに従つ
て配置されている。
６によつて求心方向通路間に存続する歯内に６つ
の軸方向通路を加工する。この電極４０３は素材
４００を覆う円筒の母線に対して鋭角度αに従つ
て配置されている。
従つて、軸方向通路１２に隣接する渦巻室４の
羽根の面は角度αだけ傾斜し、他方では径方向通
路１３に隣接するこれら同じ羽根の対向面は、そ
れぞれの通路内の流入空気に接線方向分力を与え
るため角度βだけ傾斜されている。
羽根の面は角度αだけ傾斜し、他方では径方向通
路１３に隣接するこれら同じ羽根の対向面は、そ
れぞれの通路内の流入空気に接線方向分力を与え
るため角度βだけ傾斜されている。
カバー４００の取付けと旋削による逃げ加工に
続く作業は、第１の変形例のそれと同様である。
続く作業は、第１の変形例のそれと同様である。
上に説明した２つの変形例から、通路１２と通
路１３が交互に配列された２重の渦巻室４を得る
ことができ、これらの通路はそれぞれ横切る流量
に接線方向の分力を与えるための適当な調整をも
つ。
路１３が交互に配列された２重の渦巻室４を得る
ことができ、これらの通路はそれぞれ横切る流量
に接線方向の分力を与えるための適当な調整をも
つ。
このように形成された渦巻室４上に、レバー１
４１によつて回転操作可能の円板としての隔膜１
４が配置され、渦巻室の通路１２及び通路１３の
入口をそれぞれ閉止するための閉鎖部１４２及び
１４３を含んでいる。
４１によつて回転操作可能の円板としての隔膜１
４が配置され、渦巻室の通路１２及び通路１３の
入口をそれぞれ閉止するための閉鎖部１４２及び
１４３を含んでいる。
第８図及び第９ａ図〜第９ｃ図に示す隔膜１４
の参考例では、閉鎖部１４２及び１４３は互いに
位置がずらされており、その結果、減速状態にお
いて（第９ａ図）、通路１２及び１３を同時に閉
じることができ、次に、隔膜１４の連続的回転に
よつて、それらを最大負荷状態（第９ｃ図）にお
いて同時に完全に開くまで徐々に開いていく（第
９ｂ図）。この種の変形例は、単に径方向のみの
従来形の渦巻室より小さな外径寸法の外側渦巻室
を実現することによつて、減速状態から最大負荷
状態へのほぼ化学量論的機能条件を達成すること
を可能ならしめる。従来形の渦巻室の直径は減速
時の条件において事実上の完全閉止を可能ならし
める隔膜を配置する必要があるために制限があ
る。
の参考例では、閉鎖部１４２及び１４３は互いに
位置がずらされており、その結果、減速状態にお
いて（第９ａ図）、通路１２及び１３を同時に閉
じることができ、次に、隔膜１４の連続的回転に
よつて、それらを最大負荷状態（第９ｃ図）にお
いて同時に完全に開くまで徐々に開いていく（第
９ｂ図）。この種の変形例は、単に径方向のみの
従来形の渦巻室より小さな外径寸法の外側渦巻室
を実現することによつて、減速状態から最大負荷
状態へのほぼ化学量論的機能条件を達成すること
を可能ならしめる。従来形の渦巻室の直径は減速
時の条件において事実上の完全閉止を可能ならし
める隔膜を配置する必要があるために制限があ
る。
第１０図及び第１１ａ図〜第１１ｃ図に示す隔
膜１４の実施例では、閉鎖部１４２′及び１４
３′は相互に位相を同じく配置されており、その
結果、隔膜１４の回転は減速状態（第１１ａ図）
において径方向通路１３を開き、軸方向通路１２
を閉じる。そのため、減速状態における燃焼室の
機能により容易になじみ、広口の外側渦巻室の円
錐形空気ノズルに都合がよく、従つて同様に広口
の円錐形燃料ノズルにも都合がよく、減速状態に
おいて一次燃焼領域内の燃料の滞在時間を増や
し、作動の安定性を向上させる。
膜１４の実施例では、閉鎖部１４２′及び１４
３′は相互に位相を同じく配置されており、その
結果、隔膜１４の回転は減速状態（第１１ａ図）
において径方向通路１３を開き、軸方向通路１２
を閉じる。そのため、減速状態における燃焼室の
機能により容易になじみ、広口の外側渦巻室の円
錐形空気ノズルに都合がよく、従つて同様に広口
の円錐形燃料ノズルにも都合がよく、減速状態に
おいて一次燃焼領域内の燃料の滞在時間を増や
し、作動の安定性を向上させる。
隔膜１４の回転によつて、減速状態から最大負
荷状態へ連続的に移行し（第１１ｂ図）、最大負
荷状態では通路１２が開き、通路１３が閉じる。
渦巻空気流量の軸方向分力が増し、このようにし
て燃焼室の一次燃焼領域内でより収縮された円錐
形燃料ノズルを形成し、さらに最大負荷状態にお
ける燃料供給が改良される。
荷状態へ連続的に移行し（第１１ｂ図）、最大負
荷状態では通路１２が開き、通路１３が閉じる。
渦巻空気流量の軸方向分力が増し、このようにし
て燃焼室の一次燃焼領域内でより収縮された円錐
形燃料ノズルを形成し、さらに最大負荷状態にお
ける燃料供給が改良される。
上に示した隔膜１４の実施例では、第２図に示
すように、案内用舌状部材１４４，１４５が通路
１２，１３の内側にはまるため隔膜１４上に径方
向に配置されることができる。舌状部材１４４，
１４５は通路１２，１３が開いいているときにそ
の側面に当接する。舌状部材１４４，１４５は隔
膜１４が通路１２，１３を閉じるときにその閉止
に協力し、さらに空気の案内機能に加えて、隔膜
１４が閉止位置に移るとき突発的な負荷損失を防
ぐ役割も果たす。
すように、案内用舌状部材１４４，１４５が通路
１２，１３の内側にはまるため隔膜１４上に径方
向に配置されることができる。舌状部材１４４，
１４５は通路１２，１３が開いいているときにそ
の側面に当接する。舌状部材１４４，１４５は隔
膜１４が通路１２，１３を閉じるときにその閉止
に協力し、さらに空気の案内機能に加えて、隔膜
１４が閉止位置に移るとき突発的な負荷損失を防
ぐ役割も果たす。
第１２図には、第１ｂ図の第１の実施例とは異
なる本発明の第２の実施例を示す。相違点は通路
１２及び１３を形成する渦巻室２の外径が減らさ
れていることと、隔膜１４が閉鎖部１４８によつ
て分離されたオリフイス１４７を含む径方向フラ
ンジ１４６を含んでおり（第１２図及び第１３
図）、閉鎖部１４８は椀状部材３への当接によつ
てチヤンバ９の空気取入用のオリフイス９ａの開
閉を行うことができる。
なる本発明の第２の実施例を示す。相違点は通路
１２及び１３を形成する渦巻室２の外径が減らさ
れていることと、隔膜１４が閉鎖部１４８によつ
て分離されたオリフイス１４７を含む径方向フラ
ンジ１４６を含んでおり（第１２図及び第１３
図）、閉鎖部１４８は椀状部材３への当接によつ
てチヤンバ９の空気取入用のオリフイス９ａの開
閉を行うことができる。
第１５図に示す隔膜１４の参考例では、閉鎖部
１４２，１４３及び１４８が、２つの通路１２，
１３とチヤンバ９が同時に開閉するようにして相
互に位相をずらされている。これに反して第１６
図に示す隔膜１４の実施例では、閉鎖部１４２，
１４３及び１４８は減速状態において通路１３及
びオリフイス９ａ，１０が開くと共に、通路１２
は閉じ、最大負荷状態では通路１２だけが開くよ
うに位相を合わせてある。
１４２，１４３及び１４８が、２つの通路１２，
１３とチヤンバ９が同時に開閉するようにして相
互に位相をずらされている。これに反して第１６
図に示す隔膜１４の実施例では、閉鎖部１４２，
１４３及び１４８は減速状態において通路１３及
びオリフイス９ａ，１０が開くと共に、通路１２
は閉じ、最大負荷状態では通路１２だけが開くよ
うに位相を合わせてある。
第１７図の本発明の第３の実施例は、燃料が加
圧されて送り込まれるために底板２１の付いた噴
射器２０に本発明の装置を適用した場合を示す。
この型式の噴射器では、燃料は通路２２及び２つ
の空気流間の環形噴射オリフイス２３を通つて噴
射され、空気流の一方は中央内側の径方向通路１
３から噴射され、他方は外側の軸方向通路１２か
ら噴射される。この適用例では、中央スリーブ２
は各通路１３に対応する開口２４を含んでおり、
これらの開口２４は噴射器２０の中央に通じ、底
板２１を冷却した後噴射器２０の軸内に排出す
る。従つて通路１３は径方向入口をもつ内側渦巻
室を構成し、他方では通路１２には前述の実施例
と同様に外側渦巻室を構成する。
圧されて送り込まれるために底板２１の付いた噴
射器２０に本発明の装置を適用した場合を示す。
この型式の噴射器では、燃料は通路２２及び２つ
の空気流間の環形噴射オリフイス２３を通つて噴
射され、空気流の一方は中央内側の径方向通路１
３から噴射され、他方は外側の軸方向通路１２か
ら噴射される。この適用例では、中央スリーブ２
は各通路１３に対応する開口２４を含んでおり、
これらの開口２４は噴射器２０の中央に通じ、底
板２１を冷却した後噴射器２０の軸内に排出す
る。従つて通路１３は径方向入口をもつ内側渦巻
室を構成し、他方では通路１２には前述の実施例
と同様に外側渦巻室を構成する。
第１８図には玉継手３１を備えるタイプの中央
噴射器３０に第１７図の実施例を適用した場合の
変形例を示す。玉継手３１はスリーブ２の内側へ
の位置決めを可能にし、スリーブ２は先に説明し
た径方向開口２４をも備えており、その結果、径
方向通路１３は噴射器３０の周囲にその気流を排
出し、さらに噴射点形オリフイスが通路１３をも
つ内側渦巻室の内部に燃料を噴射する。空気の軸
方向供給は軸方向通路１２によつて行なわれ、オ
リフイス３３を用いる軸方向及び求心方向の供給
によつて補助されることができる。
噴射器３０に第１７図の実施例を適用した場合の
変形例を示す。玉継手３１はスリーブ２の内側へ
の位置決めを可能にし、スリーブ２は先に説明し
た径方向開口２４をも備えており、その結果、径
方向通路１３は噴射器３０の周囲にその気流を排
出し、さらに噴射点形オリフイスが通路１３をも
つ内側渦巻室の内部に燃料を噴射する。空気の軸
方向供給は軸方向通路１２によつて行なわれ、オ
リフイス３３を用いる軸方向及び求心方向の供給
によつて補助されることができる。
第１７図及び第１８図の２つの場合において
は、隔膜１４は衝撃による冷却用円形チヤンバ９
への供給を可能ならしめる開口部１４７を明けた
径方向フランジ１４６を備えている。
は、隔膜１４は衝撃による冷却用円形チヤンバ９
への供給を可能ならしめる開口部１４７を明けた
径方向フランジ１４６を備えている。
第１７図及び第１８図に示す２つの噴射器に本
発明を適用すれば、使用条件の関数として内側渦
巻室の空気流量の調節を可能ならしめるという大
きな利点が得られる。
発明を適用すれば、使用条件の関数として内側渦
巻室の空気流量の調節を可能ならしめるという大
きな利点が得られる。
先の実施例の場合と同様に、第１７図及び第１
８図に示す椀状部材の隔膜１４は同位相の径方向
及び軸方向閉鎖部、又は位相をずらした閉鎖部を
含むことができる。しかしながら、減速状態に於
いて燃料の霧化に不可欠な一定の空気流量を保つ
必要を考慮して、同位相閉鎖部を含む変形例は径
方向通路１３をもつ内側渦巻室内に減速状態にお
いて空気流量を保つことができるから、いずれの
場合においても好ましいであろう。
８図に示す椀状部材の隔膜１４は同位相の径方向
及び軸方向閉鎖部、又は位相をずらした閉鎖部を
含むことができる。しかしながら、減速状態に於
いて燃料の霧化に不可欠な一定の空気流量を保つ
必要を考慮して、同位相閉鎖部を含む変形例は径
方向通路１３をもつ内側渦巻室内に減速状態にお
いて空気流量を保つことができるから、いずれの
場合においても好ましいであろう。
図示のすべての実施例において、燃料の霧化
は、ナツト７に明けられた絞られないオリフイス
９ｂによつて空気を連続供給される椀状部材３の
オリフイス１０ａの円形列によつて補助されるこ
とができ、オリフイス９ｂは椀状部材３の下流側
フランジ３ｄの通風をも可能にする。
は、ナツト７に明けられた絞られないオリフイス
９ｂによつて空気を連続供給される椀状部材３の
オリフイス１０ａの円形列によつて補助されるこ
とができ、オリフイス９ｂは椀状部材３の下流側
フランジ３ｄの通風をも可能にする。
さらに、軸方向通路１２及び径方向通路１３の
２つの角度α及びβは、燃料の噴射の霧化状態を
変化させ、さらに場合に応じて燃料の品質又は椀
状部材の冷却を最適化するようにして、実施され
たテストに応じて調節されることができる。
２つの角度α及びβは、燃料の噴射の霧化状態を
変化させ、さらに場合に応じて燃料の品質又は椀
状部材の冷却を最適化するようにして、実施され
たテストに応じて調節されることができる。
現実に減速状態においては、よりすぐれた燃焼
の安定性を得るようにして燃料層を著しく広げる
ことが有利であつて、これは、より大きな接線方
向分力をもち、かつ燃料の噴射を攪拌させる傾向
がある径方向通路１３を用いて得られ、これによ
つて一酸化炭素及び不燃物の生成を減少させるた
め滞在時間が増える。
の安定性を得るようにして燃料層を著しく広げる
ことが有利であつて、これは、より大きな接線方
向分力をもち、かつ燃料の噴射を攪拌させる傾向
がある径方向通路１３を用いて得られ、これによ
つて一酸化炭素及び不燃物の生成を減少させるた
め滞在時間が増える。
逆に最大負荷状態においては、軸方向燃焼がさ
らに大きく、反応速度がより迅速であり、軸方向
通路１２の使用によつて燃焼室内の滞在時間を減
らすと同時に窒素酸化物の発生を抑えることがで
きる。
らに大きく、反応速度がより迅速であり、軸方向
通路１２の使用によつて燃焼室内の滞在時間を減
らすと同時に窒素酸化物の発生を抑えることがで
きる。
従つて前述の実施例は排気ガスの低公害化を行
いうるガスタービンの燃焼室に特に適用される。
いうるガスタービンの燃焼室に特に適用される。
第１ａ図は本発明の第１実施例の拡大部分斜視
図、第１ｂ図は本発明の第１の実施例の軸方向断
面図、第２図は第１ｂ図の−線による断面
図、第３図は上流側からみた中央スリーブの端面
図、第４ａ図から第６図は渦巻室の第１の変形例
の説明図、第７図は渦巻室の第２の変形例の説明
図、第８図は隔膜の参考例の第１ｂ図の−線
による断面図、第９ａ図から第９ｃ図は上流側か
ら見た第８図の隔膜の参考例の、この隔膜と渦巻
室の減速状態（第９ａ図）と中間状態（第９ｂ
図）及び最大負荷状態（第９ｃ図）における相対
位置関係の説明図、第１０図は隔膜の実施例の第
１ｂ図の−線による断面図、第１１ａ図から
第１１ｃ図は上流側から見た第１０図の隔膜の実
施例に適用した第９ａ図から第９ｃ図と同様の説
明図、第１２図は本発明の第２の実施例の軸方向
断面図、第１３図は第１２図の装置の−線に
よる断面図、第１４図は第１２図の装置に適用し
た中央スリーブの説明図、第１５図及び第１６図
は第１２図の装置の隔膜の２つの変形例で、第１
５図は位相をずらした閉鎖部を備えたもの、第１
６図は位置を合わせた閉鎖部を備えたものの第１
２図の−線による断面図、第１７図は本発明
を適用した中央燃料噴射器の例の説明図、第１８
図は第１７図の装置を適用した玉継手及び点形噴
射オリフイスを備える燃料噴射器の例の説明図で
ある。 １……中央燃料噴射器、２……中央スリーブ、
３……中間椀形部材、４……渦巻室、６……燃焼
室、７……ナツト、９……チヤンバ、１０……オ
リフイス、１１……羽根、１２……軸方向通路、
１３……径方向通路。
図、第１ｂ図は本発明の第１の実施例の軸方向断
面図、第２図は第１ｂ図の−線による断面
図、第３図は上流側からみた中央スリーブの端面
図、第４ａ図から第６図は渦巻室の第１の変形例
の説明図、第７図は渦巻室の第２の変形例の説明
図、第８図は隔膜の参考例の第１ｂ図の−線
による断面図、第９ａ図から第９ｃ図は上流側か
ら見た第８図の隔膜の参考例の、この隔膜と渦巻
室の減速状態（第９ａ図）と中間状態（第９ｂ
図）及び最大負荷状態（第９ｃ図）における相対
位置関係の説明図、第１０図は隔膜の実施例の第
１ｂ図の−線による断面図、第１１ａ図から
第１１ｃ図は上流側から見た第１０図の隔膜の実
施例に適用した第９ａ図から第９ｃ図と同様の説
明図、第１２図は本発明の第２の実施例の軸方向
断面図、第１３図は第１２図の装置の−線に
よる断面図、第１４図は第１２図の装置に適用し
た中央スリーブの説明図、第１５図及び第１６図
は第１２図の装置の隔膜の２つの変形例で、第１
５図は位相をずらした閉鎖部を備えたもの、第１
６図は位置を合わせた閉鎖部を備えたものの第１
２図の−線による断面図、第１７図は本発明
を適用した中央燃料噴射器の例の説明図、第１８
図は第１７図の装置を適用した玉継手及び点形噴
射オリフイスを備える燃料噴射器の例の説明図で
ある。 １……中央燃料噴射器、２……中央スリーブ、
３……中間椀形部材、４……渦巻室、６……燃焼
室、７……ナツト、９……チヤンバ、１０……オ
リフイス、１１……羽根、１２……軸方向通路、
１３……径方向通路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 両端面部が夫々開口部を有する円筒状のケー
シングと、一端が前記端面部の一方における開口
部に連結されており、他端が前記ケーシングの外
側に突出する第１の円筒部材と、一端が前記端面
部の他方における開口部に連結されており、他端
が前記第１の円筒部材の中に位置する第２の円筒
部材と、前記ケーシング及び前記第１の円筒部材
で規定される環状スペースを前記ケーシングの周
方向に関して各スペースに仕切るべく前記ケーシ
ング内に設けられており、ほぼ放射状に配列され
た少なくとも２つの羽根と、前記各スペースの１
つに空気を導入すべく前記端面部の他方に設けら
れた第１の開口と、前記各スペースの他の一つに
空気を導入すべく前記ケーシングの周側部に設け
られた第２の開口と、前記端面部の他方に同軸的
にかつ回転自在に連結されており、前記第１の開
口を閉鎖する第１の閉鎖部、及び前記第２の開口
を閉鎖する第２の閉鎖部を有する円板と、前記第
２の円筒部材の中に設けられた燃料噴射ノズルと
を備え、前記第１の閉鎖部及び前記第２の閉鎖部
が、前記円板の任意の回転角において前記第１の
閉鎖部による前記第１の開口の閉鎖割合と前記第
２の閉鎖部による前記第２の開口の閉鎖割合との
合計がほぼ一定となるように配列されている、ガ
スタービンの燃焼室内に燃料及び空気を噴射する
装置。 ２ 前記羽根の夫々が、前記ケーシングの母線に
対して第１の鋭角だけ傾斜していると共に前記ケ
ーシングの直径方向に対して第２の鋭角だけ傾斜
している特許請求の範囲第１項に記載の装置。 ３ 前記羽根の１つが、前記ケーシングの母線に
対して第１の鋭角だけ傾斜しており、前記羽根の
１つに隣接する前記羽根の他の一つが前記ケーシ
ングの直径方向に対して第２の鋭角だけ傾斜して
いる特許請求の範囲第１項に記載の装置。 ４ 前記円板は、前記ケーシングの冷却チヤンバ
の空気と取入口のオリフイスを開閉する第３の閉
鎖部を有する特許請求の範囲第１項から第３項の
いずれか一項に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8603971 | 1986-03-20 | ||
| FR8603971A FR2596102B1 (fr) | 1986-03-20 | 1986-03-20 | Dispositif d'injection a vrille axialo-centripete |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62228630A JPS62228630A (ja) | 1987-10-07 |
| JPH0476022B2 true JPH0476022B2 (ja) | 1992-12-02 |
Family
ID=9333328
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62065497A Granted JPS62228630A (ja) | 1986-03-20 | 1987-03-19 | ガスタービンの燃焼室内に燃料及び空気を噴射する装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4754600A (ja) |
| EP (1) | EP0239462B1 (ja) |
| JP (1) | JPS62228630A (ja) |
| DE (1) | DE3764383D1 (ja) |
| FR (1) | FR2596102B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009047415A (ja) * | 2007-08-21 | 2009-03-05 | General Electric Co <Ge> | タービンエンジン燃料送給装置及びシステム |
Families Citing this family (38)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2601115B1 (fr) * | 1986-07-03 | 1988-09-02 | Snecma | Chambre de combustion annulaire comportant un moyen de commande unique des diaphragmes d'injecteurs |
| FR2639095B1 (fr) * | 1988-11-17 | 1990-12-21 | Snecma | Chambre de combustion de turbomachine a bols de prevaporisation montes flottants |
| FR2661714B1 (fr) * | 1990-05-03 | 1994-06-17 | Snecma | Dispositif d'alimentation en comburant d'une turbine a gaz. |
| DE4110507C2 (de) * | 1991-03-30 | 1994-04-07 | Mtu Muenchen Gmbh | Brenner für Gasturbinentriebwerke mit mindestens einer für die Zufuhr von Verbrennungsluft lastabhängig regulierbaren Dralleinrichtung |
| FR2676529B1 (fr) * | 1991-05-16 | 1994-11-25 | Snecma | Dispositif d'alimentation en comburant d'une turbine a gaz comprenant des diaphragmes de reglage du debit. |
| US5253478A (en) * | 1991-12-30 | 1993-10-19 | General Electric Company | Flame holding diverging centerbody cup construction for a dry low NOx combustor |
| DE4220060C2 (de) * | 1992-06-19 | 1996-10-17 | Mtu Muenchen Gmbh | Einrichtung zur Betätigung einer den Durchsatz von Verbrennungsluft steuernden Dralleinrichtung eines Brenners für Gasturbinentriebwerke |
| DE4228817C2 (de) * | 1992-08-29 | 1998-07-30 | Mtu Muenchen Gmbh | Brennkammer für Gasturbinentriebwerke |
| DE4228816C2 (de) * | 1992-08-29 | 1998-08-06 | Mtu Muenchen Gmbh | Brenner für Gasturbinentriebwerke |
| FR2704305B1 (fr) * | 1993-04-21 | 1995-06-02 | Snecma | Chambre de combustion comportant un système d'injection à géométrie variable. |
| US5431019A (en) * | 1993-04-22 | 1995-07-11 | Alliedsignal Inc. | Combustor for gas turbine engine |
| US5404711A (en) * | 1993-06-10 | 1995-04-11 | Solar Turbines Incorporated | Dual fuel injector nozzle for use with a gas turbine engine |
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| US5623827A (en) * | 1995-01-26 | 1997-04-29 | General Electric Company | Regenerative cooled dome assembly for a gas turbine engine combustor |
| DE19527269C5 (de) * | 1995-07-26 | 2006-07-27 | J. Eberspächer GmbH & Co. KG | Ansaugstutzen für die Verbrennungsluft eines Heizgerätes |
| FR2751731B1 (fr) * | 1996-07-25 | 1998-09-04 | Snecma | Ensemble bol-deflecteur pour chambre de combustion de turbomachine |
| FR2752917B1 (fr) * | 1996-09-05 | 1998-10-02 | Snecma | Systeme d'injection a degre d'homogeneisation avancee |
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| US6871488B2 (en) * | 2002-12-17 | 2005-03-29 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Natural gas fuel nozzle for gas turbine engine |
| US7695275B2 (en) * | 2004-06-02 | 2010-04-13 | Fuel Management, Inc. | Air:fluid distribution system and method |
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