JPH0587653B2 - - Google Patents
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- JPH0587653B2 JPH0587653B2 JP63255047A JP25504788A JPH0587653B2 JP H0587653 B2 JPH0587653 B2 JP H0587653B2 JP 63255047 A JP63255047 A JP 63255047A JP 25504788 A JP25504788 A JP 25504788A JP H0587653 B2 JPH0587653 B2 JP H0587653B2
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- Japan
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- fuel
- air
- fuel nozzle
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- feed pipe
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
- F23D11/005—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space with combinations of different spraying or vaporising means
- F23D11/007—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space with combinations of different spraying or vaporising means combination of means covered by sub-groups F23D11/10 and F23D11/24
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
- B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
- B05B7/08—Spray pistols; Apparatus for discharge with separate outlet orifices, e.g. to form parallel jets, i.e. the axis of the jets being parallel, to form intersecting jets, i.e. the axis of the jets converging but not necessarily intersecting at a point
- B05B7/0807—Spray pistols; Apparatus for discharge with separate outlet orifices, e.g. to form parallel jets, i.e. the axis of the jets being parallel, to form intersecting jets, i.e. the axis of the jets converging but not necessarily intersecting at a point to form intersecting jets
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
- F23D11/24—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space by pressurisation of the fuel before a nozzle through which it is sprayed by a substantial pressure reduction into a space
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D2211/00—Thermal dilatation prevention or compensation
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Nozzles For Spraying Of Liquid Fuel (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Spray-Type Burners (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
発明の背景
発明の分野
本発明はガスタービンエンジン用燃料ノズル組
立体に関し、特に、燃料給送管と、該燃料給送管
を囲んで間に環状の空気通路を画成する空気給送
管とを有すると共に、この空気通路の汚染を防止
するために該空気給送管及び燃料給送管が滑動可
能に係合しているようなガスタービンエンジン用
燃料ノズル組立体に関するものである。
立体に関し、特に、燃料給送管と、該燃料給送管
を囲んで間に環状の空気通路を画成する空気給送
管とを有すると共に、この空気通路の汚染を防止
するために該空気給送管及び燃料給送管が滑動可
能に係合しているようなガスタービンエンジン用
燃料ノズル組立体に関するものである。
先行技術の説明
燃焼室へ空気と燃料の双方を別々に給送できる
典型的な燃料ノズル組立体は、一般に、一端で支
持され、他端に円錐面の燃料ノズル先端部が取り
付けられている燃料給送管と、同じ一端側で支持
されると共に、環状の空気通路を画成するように
離間した関係で燃料給送管を囲む空気給送管とを
備えている。空気給送管の自由端には渦キヤツプ
が螺着されると共に、この渦キヤツプにある円錐
形の開口が燃料ノズル先端部の円錐面に封止状態
で係合するように、締め付けられている。また、
渦キヤツプはその中心の回りに等角度で離間した
複数の小孔を備えていて、空気通路からの霧化空
気を、外側に拡散する円錐形パターンで燃料ノズ
ル先端部から出る燃料に対して収束する方向に指
向させるようになつている。
典型的な燃料ノズル組立体は、一般に、一端で支
持され、他端に円錐面の燃料ノズル先端部が取り
付けられている燃料給送管と、同じ一端側で支持
されると共に、環状の空気通路を画成するように
離間した関係で燃料給送管を囲む空気給送管とを
備えている。空気給送管の自由端には渦キヤツプ
が螺着されると共に、この渦キヤツプにある円錐
形の開口が燃料ノズル先端部の円錐面に封止状態
で係合するように、締め付けられている。また、
渦キヤツプはその中心の回りに等角度で離間した
複数の小孔を備えていて、空気通路からの霧化空
気を、外側に拡散する円錐形パターンで燃料ノズ
ル先端部から出る燃料に対して収束する方向に指
向させるようになつている。
燃料ノズル組立体から給送される空気は、燃料
を霧化するためにガスタービンエンジンの点火時
にのみ主に使用されるので、予知可能であり、し
かも霧化した燃料と空気の混合物を火災クロスオ
ーバ管及び火花点火器の一方又は双方のほぼ近く
へ運ぶ霧化空気パターンを与えることが重要であ
る。
を霧化するためにガスタービンエンジンの点火時
にのみ主に使用されるので、予知可能であり、し
かも霧化した燃料と空気の混合物を火災クロスオ
ーバ管及び火花点火器の一方又は双方のほぼ近く
へ運ぶ霧化空気パターンを与えることが重要であ
る。
燃料ノズル先端部は燃料を外側に拡散するほぼ
円錐形のパターンで噴射する。しかし、燃料の流
量が少ない間は、燃料の圧力噴霧が少なく、空気
が渦キヤツプを介して導入され、燃料ノズルによ
つて噴射された燃料を更に霧化する。このような
仕方で円錐形のパターンが変わり、４ケ所で放射
状に突出するこぶ状噴霧パターンになる。この追
加的な霧化は、タービンにおいて燃焼プロセスを
伝播させるためにタービンへ燃料及び空気の混合
物を適切に給送することを確実にすべく燃料及び
空気の混合物の良好な分配を確保するため、及び
未燃焼の燃料放出物の量を減少させるため、燃料
が燃料ノズルを介して導入される時に同燃料の霧
化を良くするよう、着火燃焼中に必要である。着
火燃焼が完了した後、霧化空気は遮断され、燃料
のみが燃料ノズルを介して給送され燃焼プロセス
を継続する。
円錐形のパターンで噴射する。しかし、燃料の流
量が少ない間は、燃料の圧力噴霧が少なく、空気
が渦キヤツプを介して導入され、燃料ノズルによ
つて噴射された燃料を更に霧化する。このような
仕方で円錐形のパターンが変わり、４ケ所で放射
状に突出するこぶ状噴霧パターンになる。この追
加的な霧化は、タービンにおいて燃焼プロセスを
伝播させるためにタービンへ燃料及び空気の混合
物を適切に給送することを確実にすべく燃料及び
空気の混合物の良好な分配を確保するため、及び
未燃焼の燃料放出物の量を減少させるため、燃料
が燃料ノズルを介して導入される時に同燃料の霧
化を良くするよう、着火燃焼中に必要である。着
火燃焼が完了した後、霧化空気は遮断され、燃料
のみが燃料ノズルを介して給送され燃焼プロセス
を継続する。
空気流が霧化中に望まれるこぶ状噴霧パターン
となるように燃料の流れを確実に噴霧するように
空気流は、燃料を案内する燃料ノズル先端部に開
口と同一の幾何学的配向を有する複数の孔を通つ
て流れる。しかし、燃料噴霧及び空気噴霧に同様
の流れ特性を与えることは、霧化した燃料の噴霧
を希望のこぶ状噴霧パターンとするために不必要
であることが分かつた。
となるように燃料の流れを確実に噴霧するように
空気流は、燃料を案内する燃料ノズル先端部に開
口と同一の幾何学的配向を有する複数の孔を通つ
て流れる。しかし、燃料噴霧及び空気噴霧に同様
の流れ特性を与えることは、霧化した燃料の噴霧
を希望のこぶ状噴霧パターンとするために不必要
であることが分かつた。
上述の先行技術の装置においては、円錐シール
が一旦形成されると、利用し得るもののうちで最
上の気密シールをもたらすので、円錐面が使用さ
れている。しかし、円錐シールを高品質の気密シ
ールとするためには、燃料ノズル先端部に渦キヤ
ツプを係合させる前にこの円錐形の燃料ノズル先
端部に微粉砕ペーストを付ける必要があつた。ま
た、もつと重大なことには、かかるシール境界面
を得るために円錐形の燃料ノズル先端部及び渦キ
ヤツプを用いると、空気給送管が軸方向に膨張す
る間に、燃料ノズル及び渦キヤツプの境界面に隙
間が形成されることになる。これは、希望の霧化
燃料噴霧特性とする燃料ノズル組立体の性能に重
大な低下をもたらす。加うるに、上述の隙間に異
物が形成され、これが燃料ノズル組立体の性能を
更に低下させることになる。また、先行技術の装
置では、空気給送通路に付着物が溜まつて同空気
給送通路が詰まり易く、そしてかかる付着物を除
去するため空気給送通路にアクセスできない。燃
料給送管と渦キヤツプとの間に円錐係合を有する
先行技術の燃料ノズルの一例は、本出願人の米国
特許第4154056号明細書に開示されている。
が一旦形成されると、利用し得るもののうちで最
上の気密シールをもたらすので、円錐面が使用さ
れている。しかし、円錐シールを高品質の気密シ
ールとするためには、燃料ノズル先端部に渦キヤ
ツプを係合させる前にこの円錐形の燃料ノズル先
端部に微粉砕ペーストを付ける必要があつた。ま
た、もつと重大なことには、かかるシール境界面
を得るために円錐形の燃料ノズル先端部及び渦キ
ヤツプを用いると、空気給送管が軸方向に膨張す
る間に、燃料ノズル及び渦キヤツプの境界面に隙
間が形成されることになる。これは、希望の霧化
燃料噴霧特性とする燃料ノズル組立体の性能に重
大な低下をもたらす。加うるに、上述の隙間に異
物が形成され、これが燃料ノズル組立体の性能を
更に低下させることになる。また、先行技術の装
置では、空気給送通路に付着物が溜まつて同空気
給送通路が詰まり易く、そしてかかる付着物を除
去するため空気給送通路にアクセスできない。燃
料給送管と渦キヤツプとの間に円錐係合を有する
先行技術の燃料ノズルの一例は、本出願人の米国
特許第4154056号明細書に開示されている。
先行技術の装置で確認された問題の原因は、燃
料給送管を通つて流れる燃料の温度が一般に華氏
で約100゜であるという事実にさかのぼる。しか
し、燃料給送管と空気給送管との間のスペースに
おける空気の温度は華氏で約600゜に達しうる。そ
のために生ずる燃料給送管と空気給送管との間の
温度差によつて、燃料給送管及び空気給送管の軸
方向の膨張量に屡々変化が生じて、燃料ノズル先
端部及び空気給送管の間の円錐シールが破れ、か
くして、上述した２つの間のシール境界面に前述
した隙間が生じる。この隙間は、そこを流れる空
気からの異物、或は折々起こる燃焼器からの逆流
によつて生ずる炭素付着物が溜まる領域となつ
て、該隙間を再シールする妨げとなる。空気給送
管自体も異物で詰まる可能性がある。停止中、円
錐シール境界面が燃料ノズル先端部からの燃料油
により汚染されるかも知れない。
料給送管を通つて流れる燃料の温度が一般に華氏
で約100゜であるという事実にさかのぼる。しか
し、燃料給送管と空気給送管との間のスペースに
おける空気の温度は華氏で約600゜に達しうる。そ
のために生ずる燃料給送管と空気給送管との間の
温度差によつて、燃料給送管及び空気給送管の軸
方向の膨張量に屡々変化が生じて、燃料ノズル先
端部及び空気給送管の間の円錐シールが破れ、か
くして、上述した２つの間のシール境界面に前述
した隙間が生じる。この隙間は、そこを流れる空
気からの異物、或は折々起こる燃焼器からの逆流
によつて生ずる炭素付着物が溜まる領域となつ
て、該隙間を再シールする妨げとなる。空気給送
管自体も異物で詰まる可能性がある。停止中、円
錐シール境界面が燃料ノズル先端部からの燃料油
により汚染されるかも知れない。
従つて、空気給送管と燃料ノズル先端部との間
のいかなる隙間も霧化空気の分配に有害な影響を
与える空気漏洩路となるので、不安定で予測の付
かない着火特性をもたらす予測不能の燃料・空気
パターンが存在する結果となる。空気通路の汚染
が激しくなれば、霧化空気の流れが完全に遮断さ
れ、着火を妨げる。
のいかなる隙間も霧化空気の分配に有害な影響を
与える空気漏洩路となるので、不安定で予測の付
かない着火特性をもたらす予測不能の燃料・空気
パターンが存在する結果となる。空気通路の汚染
が激しくなれば、霧化空気の流れが完全に遮断さ
れ、着火を妨げる。
更に、先行技術の燃料ノズル組立体がガスター
ビンエンジンの燃焼室に一旦組み込まれ装着され
ると、空気給送通路を機械的に清掃して異物を除
去することが非常に難しくなるので、シール境界
面に漏洩を生じさせるか、空気給送管に詰まりを
生じさせるかも知れない。
ビンエンジンの燃焼室に一旦組み込まれ装着され
ると、空気給送通路を機械的に清掃して異物を除
去することが非常に難しくなるので、シール境界
面に漏洩を生じさせるか、空気給送管に詰まりを
生じさせるかも知れない。
発明の概要
本発明ほ目的は、空気給送管の軸方向の膨張
中、燃料ノズル先端部と渦キヤツプとの間に一定
のシール境界面を維持する、ガスタービンエンジ
ン用の燃料ノズル組立体を提供することである。
中、燃料ノズル先端部と渦キヤツプとの間に一定
のシール境界面を維持する、ガスタービンエンジ
ン用の燃料ノズル組立体を提供することである。
本発明の別の目的は、空気給送管の軸方向の膨
張中、燃料ノズル先端部と渦キヤツプとの境界面
に炭素付着物が溜まるのを防止する、ガスタービ
ンエンジン用の燃料ノズル組立体を提供すること
である。
張中、燃料ノズル先端部と渦キヤツプとの境界面
に炭素付着物が溜まるのを防止する、ガスタービ
ンエンジン用の燃料ノズル組立体を提供すること
である。
本発明の更に別の目的は、空気給送管の汚染を
最少にする、ガスタービンエンジン用等の燃料ノ
ズル組立体を提供することである。
最少にする、ガスタービンエンジン用等の燃料ノ
ズル組立体を提供することである。
また、本発明は、燃料ノズル先端部に微粉砕ペ
ーストを与えることなく燃料ノズル先端部と渦キ
ヤツプとの間に気密のシール境界面を形成するこ
とも目的としている。
ーストを与えることなく燃料ノズル先端部と渦キ
ヤツプとの間に気密のシール境界面を形成するこ
とも目的としている。
最後に、本発明のその他の目的は、空気通路に
清掃のためアクセスできるように空気給送管が容
易に取り外し可能である、燃料ノズル組立体を提
供することである。
清掃のためアクセスできるように空気給送管が容
易に取り外し可能である、燃料ノズル組立体を提
供することである。
これ等の目的を達成するため、本発明による
と、ガスタービンエンジン用燃料ノズル組立体
は、一端に燃料ノズルを有し、反対側の他端に燃
料入口手段（燃料入口端）を有する燃料給送管
と、前記燃料入口手段の近くで前記燃料給送管に
取着された支持フランジと、環状の空気室を画成
すべく、前記燃料給送管に対して離間した関係で
該燃料給送管の一部を取り囲むと共に前記支持フ
ランジから軸方向に延びる空気給送管と、前記燃
料給送管の前記一端にある前記燃料ノズルに係合
すると共に、前記燃料ノズルを受け入れるための
開口を内部に有する係合手段（渦キヤツプ）とを
備え、前記燃料ノズル及び前記係合手段は、それ
等の間に、前記燃料給送管に対する前記空気給送
管の軸方向膨張中、分離状態を維持し気密のシー
ル境界面を形成するように相互に補完する寸法の
円筒形状を有している。
と、ガスタービンエンジン用燃料ノズル組立体
は、一端に燃料ノズルを有し、反対側の他端に燃
料入口手段（燃料入口端）を有する燃料給送管
と、前記燃料入口手段の近くで前記燃料給送管に
取着された支持フランジと、環状の空気室を画成
すべく、前記燃料給送管に対して離間した関係で
該燃料給送管の一部を取り囲むと共に前記支持フ
ランジから軸方向に延びる空気給送管と、前記燃
料給送管の前記一端にある前記燃料ノズルに係合
すると共に、前記燃料ノズルを受け入れるための
開口を内部に有する係合手段（渦キヤツプ）とを
備え、前記燃料ノズル及び前記係合手段は、それ
等の間に、前記燃料給送管に対する前記空気給送
管の軸方向膨張中、分離状態を維持し気密のシー
ル境界面を形成するように相互に補完する寸法の
円筒形状を有している。
上述の構成を有する本発明によると、空気給送
管は、燃料給送管を取り囲むように、該燃料給送
管の支持フランジから軸方向に延びているので、
燃料給送管及び空気給送管間の環状の空気室（霧
化空気通路）に清掃のため容易にアクセス可能で
ある。また、燃料ノズル及び係合手段（渦キヤツ
プ）は、それ等の間に、燃料給送管に対する空気
給送管の軸方向膨張中、分離状態を維持し気密の
シール境界面を形成するように相互に補完する寸
法の円筒形状を有しているので、即ち燃料ノズル
は係合手段（渦キヤツプ）と滑動可能に係合して
いるので、空気給送管及び燃料給送管を通つて流
れる空気及び燃料間の極端な温度差によつて空気
給送管及び燃料給送管に生ずる軸方向の膨張の変
動がある時に、空気給送管と燃料給送管との間の
離間関係が維持され、先行技術において燃料ノズ
ル及び渦キヤツプの境界面に観察されていた隙間
発生の現象が起きない。そのため、霧化空気通路
に容易にアクセス可能であることと相俟つて、燃
料ノズル先端部と渦キヤツプとの境界面に炭素付
着物が溜まつたり、空気給送管が汚染したり、燃
料ノズル先端部に微粉砕ペーストが付着したりす
ることがなくなる。
管は、燃料給送管を取り囲むように、該燃料給送
管の支持フランジから軸方向に延びているので、
燃料給送管及び空気給送管間の環状の空気室（霧
化空気通路）に清掃のため容易にアクセス可能で
ある。また、燃料ノズル及び係合手段（渦キヤツ
プ）は、それ等の間に、燃料給送管に対する空気
給送管の軸方向膨張中、分離状態を維持し気密の
シール境界面を形成するように相互に補完する寸
法の円筒形状を有しているので、即ち燃料ノズル
は係合手段（渦キヤツプ）と滑動可能に係合して
いるので、空気給送管及び燃料給送管を通つて流
れる空気及び燃料間の極端な温度差によつて空気
給送管及び燃料給送管に生ずる軸方向の膨張の変
動がある時に、空気給送管と燃料給送管との間の
離間関係が維持され、先行技術において燃料ノズ
ル及び渦キヤツプの境界面に観察されていた隙間
発生の現象が起きない。そのため、霧化空気通路
に容易にアクセス可能であることと相俟つて、燃
料ノズル先端部と渦キヤツプとの境界面に炭素付
着物が溜まつたり、空気給送管が汚染したり、燃
料ノズル先端部に微粉砕ペーストが付着したりす
ることがなくなる。
添付図面に示された実施例に関する以下の詳細
な説明にてらして考察することにより、本発明は
更に良く理解され、また、その利点及び使用態様
が容易に明らかとなろう。
な説明にてらして考察することにより、本発明は
更に良く理解され、また、その利点及び使用態様
が容易に明らかとなろう。
好適な実施例の説明
第１ａ図及び第１ｂ図を参照すると、典型的な
先行技術の燃料ノズル組立体１０の端部が図示さ
れている。この燃料ノズル組立体１０は、内側の
燃料給送管１２と、それを囲む外側の空気給送管
１４とを含んでいる。空気給送管１４は燃料給送
管１２と同軸であると共に実質的に同一空間を占
めている。燃料給送管１２は軸方向の開口を有す
る給送端１３を含んでおり、この開口において、
燃料ノズル先端部１５が燃料給送管１２に螺着さ
れている。燃料ノズル先端部１５は空気給送管１
４に係合する円錐面１６を有する。空気給送管１
４は、燃料給送管１２と共に軸方向に同軸に延び
て、共通の軸方向範囲全体に亙つて、燃料給送管
１２の外壁と空気給送管１４の内壁との間に環状
の空気通路１８を画成している。空気給送管１４
の端部２０は外径が小さくなつており、そこに渦
キヤツプ２２を受容するためにねじが切られてい
る。
先行技術の燃料ノズル組立体１０の端部が図示さ
れている。この燃料ノズル組立体１０は、内側の
燃料給送管１２と、それを囲む外側の空気給送管
１４とを含んでいる。空気給送管１４は燃料給送
管１２と同軸であると共に実質的に同一空間を占
めている。燃料給送管１２は軸方向の開口を有す
る給送端１３を含んでおり、この開口において、
燃料ノズル先端部１５が燃料給送管１２に螺着さ
れている。燃料ノズル先端部１５は空気給送管１
４に係合する円錐面１６を有する。空気給送管１
４は、燃料給送管１２と共に軸方向に同軸に延び
て、共通の軸方向範囲全体に亙つて、燃料給送管
１２の外壁と空気給送管１４の内壁との間に環状
の空気通路１８を画成している。空気給送管１４
の端部２０は外径が小さくなつており、そこに渦
キヤツプ２２を受容するためにねじが切られてい
る。
渦キヤツプ２２は中央に位置する開口２４を有
するこの中央の開口２４は、テーパの付いた円錐
面２６を画成するように形成されている。更に、
渦キヤツプ２２は、霧化空気を燃料ノズル先端部
１５からの燃料と交差させ霧化すべく収束方向に
指向させるために、同渦キヤツプ２２の周りに等
間隔で形成された複数の小孔２８を有する。テー
パの付いた円錐面は燃料ノズル先端部１５の円錐
面１６のテーパに一致する大きさに形成されてい
るので、渦キヤツプ２２が空気給送管１４に締め
付けられると、燃料ノズル先端部１５が開口２４
内に延入し、適切に締め付けられた時に、円錐面
１６及び２６間にシールされた係合状態を与え
る。
するこの中央の開口２４は、テーパの付いた円錐
面２６を画成するように形成されている。更に、
渦キヤツプ２２は、霧化空気を燃料ノズル先端部
１５からの燃料と交差させ霧化すべく収束方向に
指向させるために、同渦キヤツプ２２の周りに等
間隔で形成された複数の小孔２８を有する。テー
パの付いた円錐面は燃料ノズル先端部１５の円錐
面１６のテーパに一致する大きさに形成されてい
るので、渦キヤツプ２２が空気給送管１４に締め
付けられると、燃料ノズル先端部１５が開口２４
内に延入し、適切に締め付けられた時に、円錐面
１６及び２６間にシールされた係合状態を与え
る。
第１ａ図は、通常の温度状態にある時、即ち燃
料給送管１２内を流れる燃料と空気給送管１４内
を流れる空気との間に極端な温度差がない時の先
行技術の燃料ノズル組立体１０を示している。第
１ａ図に明確に示したように、双方の給送管の間
に温度差がない場合、燃料給送管１２及び空気給
送管１４は、燃料ノズル先端部１５と円錐面２６
との境界でシールされる。従つて、境界には隙間
は存在せず、また、空気通路１８の汚染が起こる
ことはない。燃料の空気霧化により希望のこぶ状
噴霧パターンになる。
料給送管１２内を流れる燃料と空気給送管１４内
を流れる空気との間に極端な温度差がない時の先
行技術の燃料ノズル組立体１０を示している。第
１ａ図に明確に示したように、双方の給送管の間
に温度差がない場合、燃料給送管１２及び空気給
送管１４は、燃料ノズル先端部１５と円錐面２６
との境界でシールされる。従つて、境界には隙間
は存在せず、また、空気通路１８の汚染が起こる
ことはない。燃料の空気霧化により希望のこぶ状
噴霧パターンになる。
第１ｂ図に戻ると、ガスタービン運転中の極端
な熱的状態によつて生ずる空気給送管に軸方向の
膨張が生じている時の燃料ノズル組立体１０を示
している。通常のガスタービン運転中には、圧縮
機からの燃焼空気が空気給送管１４を取り囲んで
おり、この燃焼空気は約600〜700〓（約316〜371
℃）の温度を有する。しかし、燃料は約100〓
（約38℃）の温度を一般に有し、燃料給送管１２
を空気給送管１４よりももつと低い温度に保持し
ている。そのため、空気給送管が軸方向に膨張す
る程度は燃料給送管の膨張量よりも大きいので、
円錐面１６及び２６の間に隙間１９が生ずる。典
型的には、円錐面１６及び２６の間の隙間２９は
0.030in（0.762mm）程に達することがある。空気流
中の異物或はこの隙間内への燃焼生成物の逆流の
ため、粒状物が溜まつて隙間２９を詰まらせるよ
うになり、そのため、タービンの点火完了後の給
送管間の極端な温度差がなくなつた時に隙間が閉
じることを妨げる。従つて、次にタービンを点火
する前に、給送管間に温度差がなくても既に隙間
が存在することになる。この隙間からの空気の漏
れは霧化空気流の放出に悪影響を及ぼし、燃料ノ
ズル組立体の噴霧パターンを変化させて、燃焼室
の着火反応を変えてしまう。
な熱的状態によつて生ずる空気給送管に軸方向の
膨張が生じている時の燃料ノズル組立体１０を示
している。通常のガスタービン運転中には、圧縮
機からの燃焼空気が空気給送管１４を取り囲んで
おり、この燃焼空気は約600〜700〓（約316〜371
℃）の温度を有する。しかし、燃料は約100〓
（約38℃）の温度を一般に有し、燃料給送管１２
を空気給送管１４よりももつと低い温度に保持し
ている。そのため、空気給送管が軸方向に膨張す
る程度は燃料給送管の膨張量よりも大きいので、
円錐面１６及び２６の間に隙間１９が生ずる。典
型的には、円錐面１６及び２６の間の隙間２９は
0.030in（0.762mm）程に達することがある。空気流
中の異物或はこの隙間内への燃焼生成物の逆流の
ため、粒状物が溜まつて隙間２９を詰まらせるよ
うになり、そのため、タービンの点火完了後の給
送管間の極端な温度差がなくなつた時に隙間が閉
じることを妨げる。従つて、次にタービンを点火
する前に、給送管間に温度差がなくても既に隙間
が存在することになる。この隙間からの空気の漏
れは霧化空気流の放出に悪影響を及ぼし、燃料ノ
ズル組立体の噴霧パターンを変化させて、燃焼室
の着火反応を変えてしまう。
第２図を参照すると、本発明の燃料ノズル組立
体３０が示されている。この燃料ノズル組立体３
０は、内側の燃料給送管３２と、一端で支持フラ
ンジ３６から軸方向に延びる外側の空気給送管３
４とを有する。空気給送管３４は、燃料給送管３
２と同軸であり且つ実質的に同一の空間を占め
る。
体３０が示されている。この燃料ノズル組立体３
０は、内側の燃料給送管３２と、一端で支持フラ
ンジ３６から軸方向に延びる外側の空気給送管３
４とを有する。空気給送管３４は、燃料給送管３
２と同軸であり且つ実質的に同一の空間を占め
る。
燃料給送管をガスタービンエンジンに装着する
支持フランジ３６は、燃料給送管３２から半径方
向の外方に延びている。また、支持フランジ３６
は、空気給送管３４近くにある上側及び下側の肉
厚軸方向延長部３７と、該軸方向延長部３７に結
合する上側及び下側の肉薄軸方向延長部３８とを
有する。支持フランジ３６の下側の肉薄軸方向延
長部３８はボルト孔４０を備えている。また、支
持フランジ３６は、空気配管を受け入れためにね
じが切られた、半径方向に延びる霧化空気入口３
９を含んでいる。
支持フランジ３６は、燃料給送管３２から半径方
向の外方に延びている。また、支持フランジ３６
は、空気給送管３４近くにある上側及び下側の肉
厚軸方向延長部３７と、該軸方向延長部３７に結
合する上側及び下側の肉薄軸方向延長部３８とを
有する。支持フランジ３６の下側の肉薄軸方向延
長部３８はボルト孔４０を備えている。また、支
持フランジ３６は、空気配管を受け入れためにね
じが切られた、半径方向に延びる霧化空気入口３
９を含んでいる。
また空気給送管３４は支持フランジ３６の半径
方向外方に延びる延長部と同程度半径方向外方に
延びている。空気給送管３４の半径方向延長部
は、燃料給送管３２に結合する上側及び下側の肉
厚軸方向延長部４２と、これ等の延長部４２に結
合する上側及び下側の肉薄軸方向延長部４３とを
有する。下側の軸方向延長部４３はボルト孔４４
を備えている。
方向外方に延びる延長部と同程度半径方向外方に
延びている。空気給送管３４の半径方向延長部
は、燃料給送管３２に結合する上側及び下側の肉
厚軸方向延長部４２と、これ等の延長部４２に結
合する上側及び下側の肉薄軸方向延長部４３とを
有する。下側の軸方向延長部４３はボルト孔４４
を備えている。
空気給送管３４は、燃料給送管３２と一緒に軸
方向に同軸に延び、燃料給送管３２の外壁と空気
給送管３４の内壁との間に環状の軸方向空気通路
（空気室）５８を画成している。空気給送管３４
の端部４９は、雌ねじが切られた渦キヤツプ（係
合手段）６２を受け入れるためにねじが切られた
小径部を有する。
方向に同軸に延び、燃料給送管３２の外壁と空気
給送管３４の内壁との間に環状の軸方向空気通路
（空気室）５８を画成している。空気給送管３４
の端部４９は、雌ねじが切られた渦キヤツプ（係
合手段）６２を受け入れるためにねじが切られた
小径部を有する。
空気給送管３４を支持フランジ３６に取り付け
たい時には、支持フランジ３６及び空気給送管３
４の下側の薄肉軸方向延長部３８，４３をそれぞ
れ整列させる。下側の薄肉軸方向延長部３８，４
３を整列させることは、燃料給送管３２及び空気
給送管３４の適切な整列という更なる利点をもた
らす。次に、ボルト４６をボルト孔４０，４４に
挿入して支持フランジ３６に取着し、空気給送管
３４を支持フランジ３６に固定する。清掃のため
環状の空気通路５８はアクセスしたい場合には、
ボルト４６を除去し、空気給送管３４を支持フラ
ンジ３６から取り外し、空気通路５８を画成して
いる空気給送管及び燃料給送管の壁面を露出させ
る。
たい時には、支持フランジ３６及び空気給送管３
４の下側の薄肉軸方向延長部３８，４３をそれぞ
れ整列させる。下側の薄肉軸方向延長部３８，４
３を整列させることは、燃料給送管３２及び空気
給送管３４の適切な整列という更なる利点をもた
らす。次に、ボルト４６をボルト孔４０，４４に
挿入して支持フランジ３６に取着し、空気給送管
３４を支持フランジ３６に固定する。清掃のため
環状の空気通路５８はアクセスしたい場合には、
ボルト４６を除去し、空気給送管３４を支持フラ
ンジ３６から取り外し、空気通路５８を画成して
いる空気給送管及び燃料給送管の壁面を露出させ
る。
燃料給送管３２は軸方向の開口を有し、その各
端には雌ねじが切られている。燃料配管（図示せ
ず）は燃料入口端（燃料入口手段）６０に結合さ
れるのが一般的である。燃料給送管３２の給送端
４８は、同燃料給送管３２に螺着された燃料ノズ
ル先端部（燃料ノズル）５０で終端している。燃
料ノズル先端部５０は、この燃料ノズル先端部５
０を給送端４８に取着するためにねじが切られた
スカート部５２と、六角形のフランジ状部５４
と、渦キヤツプ６２に係合する円筒面５６とを有
する。六角形のフランジ状部５４とスカート部５
２との間にはシール用ワツシヤ５３が挿入されて
いて、燃料油が燃料給送管３２から漏れて環状の
空気通路５８を汚すのを防止している。
端には雌ねじが切られている。燃料配管（図示せ
ず）は燃料入口端（燃料入口手段）６０に結合さ
れるのが一般的である。燃料給送管３２の給送端
４８は、同燃料給送管３２に螺着された燃料ノズ
ル先端部（燃料ノズル）５０で終端している。燃
料ノズル先端部５０は、この燃料ノズル先端部５
０を給送端４８に取着するためにねじが切られた
スカート部５２と、六角形のフランジ状部５４
と、渦キヤツプ６２に係合する円筒面５６とを有
する。六角形のフランジ状部５４とスカート部５
２との間にはシール用ワツシヤ５３が挿入されて
いて、燃料油が燃料給送管３２から漏れて環状の
空気通路５８を汚すのを防止している。
渦キヤツプ６２は、雌ねじが切られたスカート
部６４と、円筒面６８を有する中央の開口６６と
を含んでいる。また、渦キヤツプ６２は、霧化空
気を所定の収束方向に指向させて燃料ノズル先端
部５０から出た燃料を霧化するために、同渦キヤ
ツプ６０の中心の回りに等間隔で形成された複数
の小孔６９を有する。円筒面６８は燃料ノズル先
端部５０の円筒面５６を受ける大きさに形成され
ているので、渦キヤツプ６２が空気給送管３４上
で締め付けられると、燃料ノズル先端部５０が開
口６６内に延入し、円筒面５６が円筒面６８に係
合するようになつている。渦キヤツプ６２はその
位置に、スカート部５２と空気給送管３４の結合
部との間にあるロツクリング６３によつて、保持
される。渦キヤツプ６２を締め付けている間、ロ
ツクリング６３が変形して、対峙する空気給送管
３４及びスカート部５２の一部に係合し、両者間
の相対回転を防止するようになつている。
部６４と、円筒面６８を有する中央の開口６６と
を含んでいる。また、渦キヤツプ６２は、霧化空
気を所定の収束方向に指向させて燃料ノズル先端
部５０から出た燃料を霧化するために、同渦キヤ
ツプ６０の中心の回りに等間隔で形成された複数
の小孔６９を有する。円筒面６８は燃料ノズル先
端部５０の円筒面５６を受ける大きさに形成され
ているので、渦キヤツプ６２が空気給送管３４上
で締め付けられると、燃料ノズル先端部５０が開
口６６内に延入し、円筒面５６が円筒面６８に係
合するようになつている。渦キヤツプ６２はその
位置に、スカート部５２と空気給送管３４の結合
部との間にあるロツクリング６３によつて、保持
される。渦キヤツプ６２を締め付けている間、ロ
ツクリング６３が変形して、対峙する空気給送管
３４及びスカート部５２の一部に係合し、両者間
の相対回転を防止するようになつている。
第３ａ図は、通常の温度条件下にある時、即ち
燃料給送管３２内を流れる燃料と空気給送管３４
内を流れる空気との間に極端な温度差がない時の
本発明の燃料ノズル組立体３０を示している。第
３ａ図に明らかに示したように、燃料給送管及び
空気給送管の間に温度差がない場合、これ等の給
送管は円筒形の燃料ノズル先端部５０と円筒面６
８との境界面で封止もしくはシールされる。境界
面には隙間がなく、また、空気通路５８の汚染も
起こらない。燃料スプレーの空気霧化により希望
のこぶ状噴霧パターンが得られる。
燃料給送管３２内を流れる燃料と空気給送管３４
内を流れる空気との間に極端な温度差がない時の
本発明の燃料ノズル組立体３０を示している。第
３ａ図に明らかに示したように、燃料給送管及び
空気給送管の間に温度差がない場合、これ等の給
送管は円筒形の燃料ノズル先端部５０と円筒面６
８との境界面で封止もしくはシールされる。境界
面には隙間がなく、また、空気通路５８の汚染も
起こらない。燃料スプレーの空気霧化により希望
のこぶ状噴霧パターンが得られる。
第３ｂ図においては、本発明の燃料ノズル組立
体が、運転中の厳しい温度条件によつて空気給送
管に軸方向の膨張を生じている時の状態で示され
ている。空気給送管３４は燃料給送管３２よりも
軸方向に大きく延びている。空気給送管３４が膨
張する時に、渦キヤツプ６２の円筒面６８は燃料
ノズル先端部５０の円筒面５６に沿つて滑動す
る。円筒面５６は、燃料ノズル組立体の厳しい運
転状態中に空気給送管３４が最大の軸方向膨張を
示す際に、円筒面６８は円筒面５６に接触し続け
るような大きさに形成されている。円筒面６８及
び５６の係合が維持されるので、それ等の半径方
向離隔距離は一定に留どまつており、隙間は生じ
ない。円筒面６８及び５６の相互補完的な形状寸
法のため、燃料給送管及び空気給送管の共通軸に
関して一定の半径方向境界面が与えられ、２つの
給送管が相対的な軸方向運転をする時のそれ等の
間の半径方向分離が防止される。円筒面６８及ぼ
５６の軸方向の長さは十分に長いので、相対的な
軸方向運転による隙間の発生を防止する。
体が、運転中の厳しい温度条件によつて空気給送
管に軸方向の膨張を生じている時の状態で示され
ている。空気給送管３４は燃料給送管３２よりも
軸方向に大きく延びている。空気給送管３４が膨
張する時に、渦キヤツプ６２の円筒面６８は燃料
ノズル先端部５０の円筒面５６に沿つて滑動す
る。円筒面５６は、燃料ノズル組立体の厳しい運
転状態中に空気給送管３４が最大の軸方向膨張を
示す際に、円筒面６８は円筒面５６に接触し続け
るような大きさに形成されている。円筒面６８及
び５６の係合が維持されるので、それ等の半径方
向離隔距離は一定に留どまつており、隙間は生じ
ない。円筒面６８及び５６の相互補完的な形状寸
法のため、燃料給送管及び空気給送管の共通軸に
関して一定の半径方向境界面が与えられ、２つの
給送管が相対的な軸方向運転をする時のそれ等の
間の半径方向分離が防止される。円筒面６８及ぼ
５６の軸方向の長さは十分に長いので、相対的な
軸方向運転による隙間の発生を防止する。
第１ａ図は、通常の運転条件下にある従来の典
型的な燃料ノズル組立体の給送管端部の軸方向断
面図、第１ｂ図は、高温度条件により軸方向に膨
張が生じている時の従来の燃料ノズル組立体の給
送管端部の軸方向断面図、第２図は、本発明の燃
料ノズル組立体の軸方向断面図、第３ａ図は、通
常の運転条件下にある第２図の燃料ノズル組立体
の給送管端部の軸方向断面図、第３ｂ図は、高温
度条件により軸方向に膨張が生じている時の第２
図の燃料ノズル組立体の給送管端部の軸方向断面
図である。 ３０……燃料ノズル組立体、３２……燃料給送
管、３４……空気給送管、３６……支持フラン
ジ、５０……燃料ノズル（燃料ノズル先端部）、
５８……環状の空気室（空気通路）、６０……燃
料入口手段（燃料入口端）、６２……係合手段
（渦キヤツプ）、６６……開口。
型的な燃料ノズル組立体の給送管端部の軸方向断
面図、第１ｂ図は、高温度条件により軸方向に膨
張が生じている時の従来の燃料ノズル組立体の給
送管端部の軸方向断面図、第２図は、本発明の燃
料ノズル組立体の軸方向断面図、第３ａ図は、通
常の運転条件下にある第２図の燃料ノズル組立体
の給送管端部の軸方向断面図、第３ｂ図は、高温
度条件により軸方向に膨張が生じている時の第２
図の燃料ノズル組立体の給送管端部の軸方向断面
図である。 ３０……燃料ノズル組立体、３２……燃料給送
管、３４……空気給送管、３６……支持フラン
ジ、５０……燃料ノズル（燃料ノズル先端部）、
５８……環状の空気室（空気通路）、６０……燃
料入口手段（燃料入口端）、６２……係合手段
（渦キヤツプ）、６６……開口。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 一端に燃料ノズルを有し、反対側の他端に燃
料入口手段を有する燃料給送管と、 前記燃料入口手段の近くで前記燃料給送管に取
着された支持フランジと、 環状の空気室を画成すべく、前記燃料給送管に
対して離間した関係で該燃料給送管の一部を取り
囲むと共に前記支持フランジから軸方向に延びる
空気給送管と、 前記燃料給送管の前記一端にある前記燃料ノズ
ルに係合すると共に、前記燃料ノズルを受け入れ
るための開口を内部に有する係合手段とを備え、 前記燃料ノズル及び前記係合手段は、それ等の
間に、前記燃料給送管に対する前記空気給送管の
軸方向膨張中、分離状態を維持し気密のシール境
界面を形成するように相互に補完する寸法の円筒
形状を有している、 ガスタービンエンジン用燃料ノズル組立体。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US111,891 | 1987-10-13 | ||
| US07/111,891 US4850196A (en) | 1987-10-13 | 1987-10-13 | Fuel nozzle assembly for a gas turbine engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01130015A JPH01130015A (ja) | 1989-05-23 |
| JPH0587653B2 true JPH0587653B2 (ja) | 1993-12-17 |
Family
ID=22340992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63255047A Granted JPH01130015A (ja) | 1987-10-13 | 1988-10-12 | ガスタービンエンジン用燃料ノズル組立体 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4850196A (ja) |
| JP (1) | JPH01130015A (ja) |
| CA (1) | CA1282968C (ja) |
| DE (1) | DE3833277A1 (ja) |
| FR (1) | FR2621650B1 (ja) |
| GB (1) | GB2210964B (ja) |
| IT (1) | IT1225427B (ja) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5140807A (en) * | 1988-12-12 | 1992-08-25 | Sundstrand Corporation | Air blast tube impingement fuel injector for a gas turbine engine |
| US5222357A (en) * | 1992-01-21 | 1993-06-29 | Westinghouse Electric Corp. | Gas turbine dual fuel nozzle |
| US5247790A (en) * | 1992-09-18 | 1993-09-28 | Westinghouse Electric Corp. | Gas turbine fuel nozzle with replaceable cap |
| US5415000A (en) * | 1994-06-13 | 1995-05-16 | Westinghouse Electric Corporation | Low NOx combustor retro-fit system for gas turbines |
| US5685139A (en) * | 1996-03-29 | 1997-11-11 | General Electric Company | Diffusion-premix nozzle for a gas turbine combustor and related method |
| US5873237A (en) * | 1997-01-24 | 1999-02-23 | Westinghouse Electric Corporation | Atomizing dual fuel nozzle for a combustion turbine |
| US6786046B2 (en) | 2002-09-11 | 2004-09-07 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Dual-mode nozzle assembly with passive tip cooling |
| US6698207B1 (en) | 2002-09-11 | 2004-03-02 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Flame-holding, single-mode nozzle assembly with tip cooling |
| US7290394B2 (en) * | 2002-11-21 | 2007-11-06 | Parker-Hannifin Corporation | Fuel injector flexible feed with moveable nozzle tip |
| DE10314941A1 (de) * | 2003-04-02 | 2004-10-14 | Alstom Technology Ltd | Brennstoffinjektionseinrichtung für Gasturbinenbrenner |
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| US20110314831A1 (en) * | 2010-06-23 | 2011-12-29 | Abou-Jaoude Khalil F | Secondary water injection for diffusion combustion systems |
| US20120048971A1 (en) * | 2010-08-30 | 2012-03-01 | General Electric Company | Multipurpose gas turbine combustor secondary fuel nozzle flange |
| US20140033721A1 (en) * | 2012-08-03 | 2014-02-06 | Elias Marquez | Fuel nozzle assembly and methods of assembling same |
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| KR101657535B1 (ko) * | 2015-05-21 | 2016-09-19 | 두산중공업 주식회사 | 버닝 저감 연료공급노즐. |
| JP6754595B2 (ja) * | 2016-03-30 | 2020-09-16 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | ガスタービン |
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| US4154056A (en) * | 1977-09-06 | 1979-05-15 | Westinghouse Electric Corp. | Fuel nozzle assembly for a gas turbine engine |
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| FR2471480A1 (fr) * | 1979-12-13 | 1981-06-19 | Snecma | Dispositif d'injection pour chambre a combustion de moteur a turbine |
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-
1987
- 1987-10-13 US US07/111,891 patent/US4850196A/en not_active Expired - Fee Related
-
1988
- 1988-09-30 CA CA000579027A patent/CA1282968C/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-09-30 DE DE3833277A patent/DE3833277A1/de not_active Withdrawn
- 1988-10-05 GB GB8823360A patent/GB2210964B/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-10-12 JP JP63255047A patent/JPH01130015A/ja active Granted
- 1988-10-12 IT IT8841691A patent/IT1225427B/it active
- 1988-10-12 FR FR8813447A patent/FR2621650B1/fr not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01130015A (ja) | 1989-05-23 |
| IT8841691A0 (it) | 1988-10-12 |
| US4850196A (en) | 1989-07-25 |
| IT1225427B (it) | 1990-11-13 |
| GB8823360D0 (en) | 1988-11-09 |
| GB2210964A (en) | 1989-06-21 |
| CA1282968C (en) | 1991-04-16 |
| FR2621650A1 (fr) | 1989-04-14 |
| GB2210964B (en) | 1991-06-05 |
| DE3833277A1 (de) | 1989-04-27 |
| FR2621650B1 (fr) | 1994-05-06 |
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