JPH11159757A - ガスタービンバーナ用の複合式圧力噴霧ノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各負荷条件に対する液体の噴霧特性の適合を
改善し、つまり全負荷範囲にわたって良好な予混合を実
現できるような、ガスタービンバーナ用の複合式圧力噴
霧ノズルを提供する。 【解決手段】 霧化すべき少なくとも１種の液体１４用
の少なくとも２つの別個の供給通路７，１２を備えたノ
ズル本体１から成り、しかも第１供給通路７が少なくと
も部分的に第２供給通路１２によって包囲されると共
に、下流側で１つの噴出オリフィス１１を介して外室５
と連通しており、かつ前記の第２供給通路１２も前記外
室５に接続されている形式のガスタービンバーナ用の複
合式圧力噴霧ノズルにおいて、第２供給通路１２が、前
記外室５へ通じる少なくとも２つの噴出オリフィス１３
を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、請求項１に発明の
上位概念として規定した通り、霧化すべき少なくとも１
種の液体用の少なくとも２つの別個の供給通路を備えた
ノズル本体から成り、しかも第１供給通路が少なくとも
部分的に第２供給通路によって包囲されると共に、下流
側で１つの噴出オリフィスを介して外室と連通してお
り、かつ前記の第２供給通路も前記外室に接続されてい
る形式の、ガスタービンバーナ用の液体燃料で運転され
る複合式圧力噴霧ノズルに関する。

【０００２】

【従来の技術】低公害を期して例えば極軽質の燃料オイ
ルのような液体燃料を燃焼させるためには、燃料霧滴を
完全に気化すること並びに着火面に達する前に燃料蒸気
と燃焼空気とを予混合することが必要である。比較的高
い燃料濃度を有する小さなゾーンはすでに反応ゾーンに
おいて高い温度を生ぜしめ、従って熱的な窒素酸化物の
強度の生成を惹起する。燃料の希薄な予混合火炎の欠点
は、火炎温度が消火限界に著しく近いことである。低負
荷で、従って比較的低い火炎温度で更に安定したバーナ
運転を実現するためには、火炎安定化ゾーンの企図的な
増大化が必要である。従ってバーナと噴霧ノズルとによ
って、ガスタービンの広い運転範囲をカバーするという
問題が現存している。

【０００３】燃焼空気内における燃料の良好な分布のた
めの必要条件であるところの、燃焼空気内への燃料スプ
レーの侵入深さは就中、燃焼空気の運動量（インパル
ス）流と燃料の運動量流との比によって左右される。こ
の比は運転条件に伴って、つまり燃料質量流の変動、燃
料圧の変動並びにバーナ空気の温度と圧力の変動の結果
として、変化する。燃料の気化時間は実質的に、霧化特
性、燃料と空気との相対速度並びに温度及び圧力のよう
な周辺限界条件に関連している。種々異なった負荷状態
のための周辺限界条件がガスタービンプロセスによって
規定されているのに対して、霧化特性と相対速度は主と
して噴霧ノズルによって決定される。従来慣用のガスタ
ービンバーナでは、変動する周辺条件を補償するため
に、スピル弁制御式回旋流（スワール）噴霧器又は二段
式回旋流噴霧器が使用される。しかしながら回旋流ノズ
ルの場合、噴入方向を意のままに変化することはできな
いので、この公知の噴霧ノズルは、霧化特性及び燃料運
動量をその都度その都度の負荷条件に対して大雑把に適
合させることしかできない。

【０００４】欧州特許出願公開第０７１１９５３号明細
書に開示された高圧噴霧ノズルによって改良が施されて
いるが、この場合、高圧噴霧ノズルの噴出オリフィスは
高い空気速度ゾーンに方位づけられており、かつバーナ
軸線に対する燃料スプレーの角度は少なくとも、バーナ
円錐角の１／２に等しい。すでにその名称が表している
ように、欧州特許第０３２１８０９号明細書に基づいて
公知になっているダブルコーン形バーナのために特に適
している圧力噴霧ノズルを稼働させるためには高圧が必
要である。この稼働のためには液体燃料は１００バール
以上の圧力で供給されねばならないが、その結果、燃料
系の設計に多額の経費が必要になる。そればかりでなく
噴入方向並びにジェット流プロフィールを変化させるこ
とは同じく不可能である。

【０００５】ドイツ連邦共和国特許第８６２５９９号明
細書に基づいて複合式の二段形もしくは多段形回旋流噴
霧器が公知になってはいるが、該回旋流噴霧器は、ガス
タービンバーナにとって不適当な運動量挙動を有してい
る。結果する回旋流スプレーと相俟って、著しく微細な
霧化が得られはするが、燃焼空気内に燃料霧滴を申し分
無く分布させて良好な予混合を得るには燃料運動量が過
度に低い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記公知技術の欠点を
回避しようとする本発明の課題は、各負荷条件に対する
液体の噴霧特性の適合を改善し、つまり全負荷範囲にわ
たって良好な予混合を実現できるような、ガスタービン
バーナ用の複合式圧力噴霧ノズルを提供することであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明の構成手段は、請求項１に発明の上位概念とし
て記載した、少なくとも１種の霧化すべき液体のために
少なくとも２つの別個の供給通路を有し、しかも第１供
給通路が少なくとも部分的に第２供給通路によって包囲
されると共に下流側で１つの噴出オリフィスを介して外
室と連通し、かつ前記第２供給通路も同じく外室と接続
されている形式のガスタービンバーナ用の液体燃料で運
転される複合式圧力噴霧ノズルにおいて、第２供給通路
が、外室へ通じる少なくとも２つの噴出オリフィスを有
している点にある。

【０００８】

【発明の効果】本発明の構成手段によって複合式圧力噴
霧ノズルは、単一のセンターノズルを有する多穴形絞り
ノズル（Mehrloch-Blendenduese）として構成されてお
り、該多穴形絞りノズルは、液体燃料の微細霧化に加え
て高い燃料運動量を保証する。このようにして液体燃料
の迅速な気化並びに燃料スプレーと燃焼空気との良好な
予混合が達成されるので、本発明の圧力噴霧ノズルは特
にガスタービンバーナのためにも適している。その上
に、僅かな所要スペースの、比較的単純に構成された圧
力噴霧ノズルが提供され、しかも該圧力噴霧ノズルの二
段性は、第２供給通路の複数の噴出オリフィスを付加的
に設けることだけによって実現される。

【０００９】従来技術たるドイツ連邦共和国特許第８６
２５９９号明細書に基づいて公知になっている１つの環
状通路を介しての液体燃料の円環状噴霧方式に対比し
て、本発明の複数の噴出オリフィスによって、比較的狭
い円錐噴霧体を伴う複数の別個の燃料スプレーが発生さ
れる。しかもこの燃料スプレーは、１つの円環状の燃料
スプレーよりも著しく高い運動量を有しており、かつそ
の上に、燃焼空気に対する液体燃料のより大きな相対速
度を有している。それ故に本発明の解決手段によって予
混合の改善が達成される。絞りノズルとセンターノズル
との間の燃料分配が具体的な運転状況に対応している場
合、該圧力噴霧ノズルによって、燃焼空気内への液体燃
料の所期のような混入が可能になると共に、液体燃料が
必要とされる燃焼空気内への侵入深さに対する燃料運動
量の適合も可能になる。センターノズルを介して、つま
り第１供給通路を通して圧力噴霧ノズルには、部分負荷
運転時にガスタービンの所要燃料量に相当するような液
体燃料質量流が供給される。

【００１０】第２供給通路の噴出オリフィスは、ノズル
本体の周面に均等配分して配置されているのが特に有利
である。この配置構成は、反応ゾーンにおける均等な燃
料濃度を保証し、従って著しい窒素酸化物の生成を防止
する。

【００１１】第１供給通路は第１の管の内部に、また第
２供給通路は第２の管の内部に形成されている。前記の
両管は互いに同心的に配置されて下流側では遮蔽蓋によ
って外室に対して遮蔽されており、しかも前記遮蔽蓋並
びに前記第１の管が一体に構成されている。これによっ
て圧力噴霧ノズルは、第２の管を前記遮蔽蓋に当接する
まで第１の管に被せ嵌めることによって、比較的簡便に
組立てることができる。この被せ嵌めに続いて第２の管
と遮蔽蓋は例えば溶接によって互いに固着接合される。

【００１２】第２供給通路の噴出オリフィスの直ぐ上流
側に乱流室が形成されているのが有利である。多穴形絞
りノズルに乱流室を付加的に関係づけることによって液
体燃料の霧化作用が改善される。該乱流室は隔壁によっ
て第２供給通路から仕切られている。前記隔壁内には少
なくとも２つの乱流発生オリフィスが、前記第２供給通
路に対して偏心的に配設されている。乱流室内へ液体燃
料をこのように非対称的に導入することによって、より
高い乱流が得られ、ひいては液体燃料の霧化作用が更に
改善される。

【００１３】乱流発生オリフィスは、第２供給通路の噴
出オリフィスに対してずらして配設されているのが特に
有利である。その場合、乱流発生オリフィス及び噴出オ
リフィスが夫々４つずつ設けられている場合には、前記
ずれは有利に約４５゜であり、従って乱流発生オリフィ
スは、その都度互いに隣り合った２つの噴出オリフィス
間の丁度真中に配置される。これによって、より強力に
して小スケールの乱流構造が生じ、つまり著しく微細な
燃料スプレーが生じる。

【００１４】付加的な乱流室を備えるように構成された
圧力噴霧ノズルは、同じく比較的簡便に組立てることが
できる。この簡便な組立のために前記遮蔽蓋と前記第１
の管と隔壁が一体に構成されているので、これらの構成
部分は一緒に、いわばインサート体として、第２の管内
へ挿嵌することができる。最後に第２の管と遮蔽蓋及び
隔壁とは例えば溶接によって互いに固着接合される。

【００１５】単一のセンターノズルに関する変化態様と
して、第１供給通路と噴出オリフィスとの間に１つの回
旋流室又は１つの乱流室が形成されている。前者の場
合、つまり回旋流ノズルを使用する場合には、比較的広
い円錐噴霧体を伴う回旋流スプレーが発生されるので、
部分負荷運転時にもバーナの中心に高い燃料濃度が得ら
れると共に燃料の充分な気化が得られる。これによって
ガスタービンの部分負荷範囲においても安定したバーナ
運転が可能になる。これに対して乱流ノズルをセンター
ノズルとして使用する場合は、液体燃料の一様な良好な
霧化と共に、より狭いスプレー角度が実現される。こう
してバーナ中心の燃料濃度は一層高められ、これによっ
て部分負荷時のバーナ運転は付加的に安定化される。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に図面に基づいて本発明による
複合式圧力噴霧ノズルの若干の実施例を詳説する。但し
図面には、本発明を理解する上で重要な構成要素だけが
図示されているにすぎない。例えば、圧力噴霧ノズルを
収容するガスタービンバーナは図示されていない。また
作業媒体の流動方向は矢印で表されている。

【００１７】圧力噴霧ノズルを収容しているガスタービ
ンバーナ（図示せず）は、例えば欧州特許第０３２１８
０９号明細書に基づいて公知になっているような二重円
錐形バーナとして構成されている。該圧力噴霧ノズルは
原理的には勿論また別のガスタービンバーナ、例えば欧
州特許出願公開第０７０４６５７号明細書に基づいて公
知になっている、回旋流（スワール）発生器とこれに接
続する混合区とから成るバーナのためにも適している。
圧力噴霧ノズルは、互いに同心的に配置された２本の管
２，３を備えたノズル本体１を有し、前記の両管は下流
側で１つの円錐形の遮蔽蓋４によって外室５に対して遮
蔽される。この場合、圧力噴霧ノズルの前記外室５はガ
スタービンバーナの内室を同時に形成している。ノズル
本体１は縦軸線６を有し、該縦軸線はガスタービンバー
ナの縦軸線（図示せず）と合致している。

【００１８】第１（つまり内位）の管２は第１（内位）
供給通路７を包囲しており、該第１供給通路の下流側に
は回旋流（スワール）室８が接続している。該回旋流室
８は外周側を内位の管２によって、下流側を遮蔽蓋４に
よって、また上流側をインサート体９によって画成され
ている（図１）。回旋流室８は、インサート体９内に接
線方向に配置された回旋流発生通路１０（図２）を介し
て第１（内位）供給通路７と連通し、噴出オリフィス１
１を介して外室５と連通している。噴出オリフィス１１
はノズル本体１の縦軸線６に沿って配置されている。第
２（つまり外位）の管３は、第１（内位）の管２よりも
大きな直径を有しているので、第２の管３と第１の管２
との間には、環状室として形成された第２（外位）供給
通路１２が配置されている。第２供給通路１２は、遮蔽
蓋４内に穿設されている４つの噴出オリフィス１３を介
して矢張り外室５と接続されている。前記噴出オリフィ
ス１３はノズル本体１の全周にわたって均等に配分され
ており（図３）、かつ図示を省いたバーナの回旋流発生
器の伴流内へ噴入するように方位づけられている。正確
な方位づけは、ガスタービンの限界条件に関連してい
る。なお念のために付記しておくが、噴出オリフィス１
３の数は４つに固定されている訳ではいないが、均等な
燃料配分を得ようとする限り、少なくとも２つの噴出オ
リフィス１３は存在していなければならない。このよう
に構成された圧力噴霧ノズルは、円錐形状を有する回旋
流発生器のために特に適している。

【００１９】ノズル本体１の遮蔽蓋４並びに第１（内
位）の管２は一体的に形成されている。この構成の結
果、第２（外位）の管３を閉鎖蓋４に当接するまで第１
（内位）の管２に被せ嵌めることによって、圧力噴霧ノ
ズル全体は比較的簡便に組立てられる。これに続いて第
２（外位）の管３と閉鎖蓋４が互いに溶接される。

【００２０】ガスタービンバーナの運転時に圧力噴霧ノ
ズルには、霧化すべき液体１４として液体燃料、例えば
燃料オイルが供給される。ガスタービンの具体的な運転
状況に関連して、すなわち該ガスタービンが全負荷で運
転されるか、それとも部分負荷で運転されるかに応じ
て、ガスタービンバーナへの液体燃料１４の供給は、圧
力噴霧ノズルの第２（外位）供給通路１２を介してか、
それとも圧力噴霧ノズルの第１（内位）供給通路７を介
して行われる。従ってノズル本体１は２種のノズル、す
なわち外側の多穴形絞りノズルと中央の回旋流ノズルと
を有している。

【００２１】部分負荷運転時には液体燃料１４はノズル
本体１の第１（内位）供給通路７内へ導入され、そこか
ら回旋流発生通路１０を介して回旋されつつ回旋流室８
内へ達する。次いで液体燃料１４は噴出オリフィス１１
を介して外室５内へ噴入され、その場合、回旋流ノズル
は、比較的広い円錐噴霧体１６を伴う回旋流スプレー１
５を発生する（図４）。従って部分負荷運転時にもバー
ナの中心において高い燃料濃度が得られると共に、燃料
の充分な気化が達成される。これによってガスタービン
の部分負荷範囲においても安定したバーナ運転が可能に
なる。

【００２２】図示の実施例では液体燃料１４の中央集中
的な供給は、中心に配置されていて完全に第２（外位）
供給通路１２によって包囲された第１（内位）供給通路
７を介して行われる。だが第１（内位）供給通路７を偏
心配置しかつ／又は部分的にしか第２（外位）供給通路
１２によって包囲せず、従って液体燃料１４を中央集中
的にではなく、しかし同じ作用効果をもって回旋流ノズ
ルに到達させることも勿論可能である（図示せず）。

【００２３】優れた噴霧特性と、燃焼空気内への高い噴
流侵入深さとを得るためには、噴射圧は最高１００バー
ルでなければならない。液体燃料１４の最大質量流は、
ガスタービンのカバーすべき負荷範囲に応じて選ばれ、
かつ常態では全負荷運転時の質量流の５０％より少な
い。従ってガスタービンバーナはガスタービンの部分負
荷時においても予混合運転で稼働することができる。

【００２４】これに対して全負荷運転時には液体燃料１
４は、ノズル本体１の第２（外位）供給通路１２内へ導
入され、該供給通路の噴出オリフィス１３を介して外室
５内へ達する。このようにして多穴形絞りノズルは、噴
出オリフィス１３の数に相当する複数の燃料スプレー１
７を発生し、これらの燃料スプレーは夫々比較的狭い円
錐噴霧体１８を有している（図１）。別個の燃料スプレ
ー１７は高い運動量を有するばかりでなく、燃焼空気に
対する液体燃料１４の大きな相対速度を有している。そ
れ故に多穴形絞りノズルによって液体燃料１４の良好な
霧化が行われる。その上に液体燃料１４は、燃焼空気内
への高い侵入深さを達成し、ひいては混入特性が著しく
改善される。こうして全負荷運転における液体燃料１４
の侵入深さが改善されるにも拘わらず、部分負荷運転時
に、燃料オイルの霧滴のバーナ内壁被着に起因した問題
が生じることはない。それというのは部分負荷運転時に
はセンターの回旋流ノズルへの切換えが行われるからで
ある。

【００２５】このように稼働方式が相応の液体供給系に
よって可変であることに基づいて本発明の圧力噴霧ノズ
ルは、具体的な運転状況に応じて著しく異なるところ
の、燃料スプレー１５，１７に課される要求に適応する
ことができる。図５には、圧力噴霧ノズルへの液体供給
系の１可能態様が概略的に図示されている。霧化すべき
液体燃料１４はポンプ１９を介して燃料導管２０から圧
力容器２１内へ圧送される。スピル弁２２は圧送予圧を
設定するために使用される。ポンプ１９と圧力容器２１
との間で燃料導管２０内には遮断弁２３が配置されてい
る。圧力容器２１を起点として２本の導管２４，２５が
延びており、しかも液体燃料１４を導管２４は第２供給
通路１２に、つまり多穴形絞りノズルに供給し、導管２
５は第１供給通路７、つまり旋回流ノズルに連通してい
る。導管２４，２５内には夫々１つの制御弁２６，２７
が配置されており、各制御弁は、夫々供給される液量の
調節を行なう。必要に応じて両制御弁２６，２７を開弁
しておくことも可能であり、従ってこの場合、両方のノ
ズルは稼働状態にある。両ノズル間は滑り切換えが可能
である。図５に略示したようにこの燃料供給系を介し
て、例えば１つのガスタービーン・コンバスターの複数
のバーナーに液体燃料１４を供給することが可能であ
る。図示の回路装置によって得られる利点は、２つの別
個のノズルから成る圧力噴霧ノズルを調節するために
は、ただ２つの制御弁２６及び２７、つまり各ノズル当
りただ１つの制御弁２６又は２７しか必要としないこと
である。勿論いずれの場合にも水−オイル乳状混濁液を
燃料として使用し、これによってＮＯｘエミッションの
更なる低下が可能になる。

【００２６】図６には択一的な可能態様としての液体供
給系が図示されている。圧力噴霧ノズルには第１供給導
管２８を介して、霧化すべき第１液体２９として水が供
給され、第２供給導管３０を介して、霧化すべき第２液
体３１としての液体燃料（燃料オイル）が供給される。
第１及び第２供給導管２８，３０内には夫々１つのポン
プ１９′が配置され、かつ各ポンプの下流側には夫々１
つの遮断弁２３′が配置されており、該遮断弁によって
前記第１及び第２供給導管２８，３０を選択的に閉止す
ることが可能である。霧化すべき第１及び第２液体２
９，３１の質量流は、各供給導管内に配置された夫々１
つの制御弁２６′，２７′によって調節される。図６に
略示したようにこの液体供給系を介して、例えば１つの
ガスタービン・コンバスターの複数のバーナに液体燃料
３１もしくは水２９が供給される場合、始動時もしくは
部分負荷時には、燃料オイル３１だけを多穴形絞りノズ
ルを介して霧化することによって圧力噴霧ノズルを稼働
することが可能である。高負荷運転時もしくは全負荷運
転時にはガスタービンバーナに第１供給導管２８を介し
て水２９が供給される。ガスタービンバーナの内室（図
示せず）内への噴入時に、水２９の霧滴と燃料オイル３
１の霧滴との混合が生じ、これによってＮＯｘエミッシ
ョンの更なる低下が得られる。又この場合も、ガスター
ビン運転のためには、圧力噴霧ノズルのノズル当り夫々
ただ１つの制御弁２６′，２７′しか必要とせず、かつ
液体燃料３１のためには全体としてただ１本の供給導管
３０しか必要としないという利点が得られる。

【００２７】本発明のように構成された圧力噴霧ノズル
を装備したガスタービンバーナは、複数種の液体燃料３
１によっても、１種の液体燃料３１と水２９とによって
も、１種の液体燃料３１だけによっても、或いは液体燃
料と水との混合剤によっても運転することができ、それ
故に比較的大きな使用スペクトルを許容し、かつ運転条
件の変化に適合することができる。多穴形絞りノズルの
稼働時には、該多穴形絞りノズルを通って導かれる液体
１４，３１が常時、センターの回旋流ノズルをめぐって
環流している。それ故に例えば負荷損失の場合に行われ
るような、全負荷運転から部分負荷運転への切換え動作
時に回旋流ノズルを冷却する必要がないので、迅速な負
荷変換が保証される。

【００２８】図７に示した次の実施例では第２（外位）
供給通路１２の噴出オリフィス１３の直ぐ上流側に乱流
室３２が形成されている。該乱流室３２は、隔壁３３に
よって前記第２（外位）供給通路１２から仕切られる。
隔壁３３内には、第２供給通路１２に対して偏心的に４
つの乱流発生オリフィス３４が形成されている（図
７）。第２（外位）供給通路１２に付加的な乱流室３２
を備えた圧力噴霧ノズルを使用する場合、液体燃料１４
は噴出オリフィス１３を介して高乱流噴出ジェット流と
してガスタービンバーナの内室へ噴入させられ、次いで
該内室で微細な燃料スプレー１７に崩壊する。これによ
ってガスタービンバーナの予混合を更に改善することが
可能である。

【００２９】図８と図９を対比すれば容易に判るように
乱流発生オリフィス３４は、液体燃料１４の主流動方向
で見て、第２（外位）供給通路１２の噴出オリフィス１
３に対して角度４５゜ずらして配置されている。これに
よって各乱流発生オリフィス３４は、互いに隣り合った
２つの噴出オリフィス１３の丁度中間に配置されてい
る。この手段によって液体燃料１４の乱流構造は一方で
はより強大なスケールになり、他方では小さなスケール
になる。それ故に多穴形絞りノズルから、乱流の迅速に
崩壊する自由ジェット流が噴出する。勿論また噴出オリ
フィス１３の数及び乱流発生オリフィス３４の数を夫々
４つ以外の数に選ぶことも可能であり、その場合は前記
角度はそれ相応に変化する。

【００３０】ノズル本体１の遮蔽蓋４、第１（内位）の
管２及び隔壁３３は一体に構成されている（図７）。こ
の一体構成に基づいて、第２（外位）の管３を、遮蔽蓋
４に当接するまで第１（内位）の管２に被せ嵌めること
によって、該圧力噴霧ノズルも比較的簡便に組立てるこ
とが可能になる。この装嵌に続いて第２の管３は遮蔽蓋
４並びに隔壁３３と溶接される。

【００３１】別の実施例によれば第２（外位）供給通路
１２の噴出オリフィス１３は半径方向の噴出方向３５を
有している（図１０及び図１１）。これは殊に軸方向の
回旋流発生器のために適している。特に圧力噴霧ノズル
の流れが軸平行の場合は、燃焼空気への燃料スプレー１
７の侵入深さが著しく深くなり、ひいてはガスタービン
バーナの予混合が付加的に改善される。

【００３２】図１２に示した実施例によれば回旋流発生
通路１０の構成とは択一的にインサート体９内に複数の
乱流通路３６が配置されている。該乱流通路３６は乱流
室３７へ開口し、該乱流室自体は噴出オリフィス１１を
介して外室５と連通している。多穴形絞りノズルとセン
ターの乱流のズルとから成るこの圧力噴霧ノズルの部分
負荷運転時には、特に狭い円錐噴霧体３９を伴う迅速に
崩壊する燃料スプレー３８が発生する。これによってガ
スタービンの部分負荷運転時にもバーナセンターにおけ
る燃料濃度を一層高めることが可能である。

【００３３】勿論また圧力噴霧ノズルを、インサート体
９無しに構成して、第１供給通路７を遮蔽蓋４まで直接
到達させることも可能である（図１３）。この場合、す
でに述べた実施例のセンターノズルの機能に実質的に類
似した機能を有する、所要スペースの僅かな、特に単純
なセンターノズルが生じる。

【００３４】図１４に示した、やはりインサート体９無
しで済ます別の実施例では、第１（内位）の管２の内部
にかつ該管に対して同心的に第３の管４０が配置されて
おり、この第３の管は噴出オリフィス１１の上流側で終
わりかつ第１（内位）供給通路７を内蔵している。前記
の第１の管２と第３の管４０とは互いに隔てられている
ので、両管の間には、空気通路として構成された自由空
間４１が生じる。該空気通路４１は、第３の管４０の下
流側で拡張されて１つの混合室４２を形成しており、該
混合室内へ第１供給通路７が開口している（図１４）。
このセンターノズルの稼働時には、図示を省いた供給導
管と空気通路４１とを介して空気４３が導かれてくる。
混合室４２内で空気４３は液体燃料１４に衝突し、これ
によって該液体燃料は、空気の支援を受けつつ圧力噴霧
ノズルの外室５内へ、つまりガスタービンバーナの内室
へ噴入されることになる。従って実際の燃料通過量には
無関係に所要の噴霧特性が得られ、このことは部分負荷
運転時に格別有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】全負荷運転時における燃料スプレーの図示を含
む圧力噴霧ノズルの部分縦断面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面線に沿った圧力噴霧ノズ
ルの横断面図である。

【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面線に沿った圧力噴霧
ノズルの横断面図である。

【図４】部分負荷運転時における燃料スプレーの図示を
含む圧力噴霧ノズルの図１相当縦断面図である。

【図５】各液体燃料（燃料オイル）を霧化する圧力噴霧
ノズルへの液体供給系の概略的な構成図である。

【図６】異種の液体（燃料オイル、水）を霧化する圧力
噴霧ノズルへの液体供給系の概略的な構成図である。

【図７】外位の供給通路内に乱流室を有する圧力噴霧ノ
ズルの部分縦断面図である。

【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面線に沿った圧力
噴霧ノズルの横断面図である。

【図９】図７のＩＸ−ＩＸ断面線に沿った圧力噴霧ノズ
ルの横断面図である。

【図１０】外位の供給通路に複数の半径方向噴出オリフ
ィスを有する圧力噴霧ノズルの部分縦断面図である。

【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ断面線に沿った圧力噴霧
ノズルの横断面図である。

【図１２】部分負荷運転時における燃料スプレーの図示
を含む別の実施例による圧力噴霧ノズルの部分縦断面図
である。

【図１３】更に異なった実施例による圧力噴霧ノズルの
部分縦断面図である。

【図１４】部分負荷運転時における燃料スプレーの図示
を含む更に別の実施例による圧力噴霧ノズルの部分縦断
面図である。

【符号の説明】

１ ノズル本体、 ２ 第１（内位）の管、 ３ 第２
（外位）の管、 ４遮蔽蓋、 ５ 外室、 ６ ノズル
本体の縦軸線、 ７ 第１（内位）供給通路、 ８ 回
旋流室、 ９ インサート体、 １０ 回旋流発生通
路、 １１ 第１供給通路の噴出オリフィス、 １２
環状室を形成する第２（外位）供給通路、 １３ 第２
供給通路の噴出オリフィス、 １４ 霧化すべき液体つ
まり液体燃料（燃料オイル）、 １５ 回旋流スプレー
もしくは燃料スプレー、 １６回旋流スプレーの円錐噴
霧体、 １７ 燃料スプレー、 １８ 燃料スプレーの
円錐噴霧体、 １９；１９′ ポンプ、 ２０ 燃料導
管、 ２１ 圧力容器、２２ スピル弁、 ２３；２
３′ 遮断弁、 ２４，２５ 導管、 ２６，２７；２
６′，２７′ 制御弁、 ２８ 第１供給導管、 ２９
霧化すべき第１液体としての水、 ３０ 第２供給導
管、 ３１ 霧化すべき第２液体としての液体燃料（燃
料オイル）、 ３２ 乱流室、 ３３ 隔壁、 ３４
乱流発生オリフィス、 ３５ 半径方向の噴出方向、
３６ 乱流通路、 ３７ 乱流室、３８ 燃料スプレ
ー、 ３９ 円錐噴霧体、 ４０ 第３の管、 ４１
空気通路としての自由空間、 ４２ 混合室、 ４３
空気

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ペーター ヤンゾーン ドイツ連邦共和国 キュッサベルク アカ ーツィエンヴェーク ５ (72)発明者 クリスティアン シュタインバッハ スイス国 ノイエンホーフ クリューツリ ベルクヴェーク 14

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 霧化すべき少なくとも１種の液体（１
   ４，２９，３１）用の少なくとも２つの別個の供給通路
   （７，１２）を備えたノズル本体（１）から成り、しか
   も第１供給通路（７）が少なくとも部分的に第２供給通
   路（１２）によって包囲されると共に、下流側で１つの
   噴出オリフィス（１１）を介して外室（５）と連通して
   おり、かつ前記の第２供給通路（１２）も前記外室
   （５）に接続されている形式のガスタービンバーナ用の
   複合式圧力噴霧ノズルにおいて、第２供給通路（１２）
   が、前記外室（５）へ通じる少なくとも２つの噴出オリ
   フィス（１３）を有していることを特徴とする、ガスタ
   ービンバーナ用の複合式圧力噴霧ノズル。
2. 【請求項２】 第２供給通路（１２）の噴出オリフィス
   （１３）が、ノズル本体（１）の周面に均等配分して配
   置されている、請求項１記載の複合式圧力噴霧ノズル。
3. 【請求項３】 第１供給通路（７）が第１の管（２）の
   内部に、第２供給通路（１２）が第２の管（３）の内部
   に形成されており、前記の両管（２，３）が互いに同心
   的に配置されて下流側では遮蔽蓋（４）によって外室
   （５）に対して遮蔽されており、しかも前記遮蔽蓋
   （４）並びに前記第１の管（２）が一体に構成されてい
   る、請求項１又は２記載の複合式圧力噴霧ノズル。
4. 【請求項４】 第２供給通路（１２）の噴出オリフィス
   （１３）の直ぐ上流側に乱流室（３２）が形成されてい
   る、請求項１又は２記載の複合式圧力噴霧ノズル。
5. 【請求項５】 乱流室（３２）が隔壁（３３）によって
   第２供給通路（１２）から仕切られており、かつ前記隔
   壁（３３）内に少なくとも２つの乱流発生オリフィス
   （３４）が配設されている、請求項４記載の複合式圧力
   噴霧ノズル。
6. 【請求項６】 乱流発生オリフィス（３４）が第２供給
   通路（１２）に対して偏心的に隔壁（３３）内に形成さ
   れている、請求項５記載の複合式圧力噴霧ノズル。
7. 【請求項７】 乱流発生オリフィス（３４）が、第２供
   給通路（１２）の噴出オリフィス（１３）に対してずら
   して配設されている、請求項６記載の複合式圧力噴霧ノ
   ズル。
8. 【請求項８】 乱流発生オリフィス（３４）の夫々１つ
   が、その都度互いに隣り合った２つの噴出オリフィス
   （１３）間の丁度真中に配置されている、請求項７記載
   の複合式圧力噴霧ノズル。
9. 【請求項９】 第１供給通路（７）が第１の管（２）の
   内部に、第２供給通路（１２）が第２の管（３）の内部
   に形成されており、前記の両管（２，３）が互いに同心
   的に配置されて下流側では遮蔽蓋（４）によって外室
   （５）に対して遮蔽されており、しかも前記遮蔽蓋
   （４）と前記第１の管（２）と隔壁（３３）が一体に構
   成されている、請求項４から８までのいずれか１項記載
   の複合式圧力噴霧ノズル。
10. 【請求項１０】 第１供給通路（７）と噴出オリフィス
    （１１）との間に１つの回旋流室（８）又は１つの乱流
    室（３７）が形成されている、請求項１から９までのい
    ずれか１項記載の複合式圧力噴霧ノズル。