JPS63150431A

JPS63150431A - ガスタービンエンジンの燃料噴射方法

Info

Publication number: JPS63150431A
Application number: JP29848186A
Authority: JP
Inventors: Toshio Kamimura; 敏夫神村
Original assignee: Teijin Seiki Co Ltd
Current assignee: Nabtesco Corp
Priority date: 1986-12-15
Filing date: 1986-12-15
Publication date: 1988-06-23
Anticipated expiration: 2010-12-18
Also published as: JPH07117214B2

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】この発明は、ガスタービンエンジンの燃料噴射ノズルに
関する。

従」Ｌの」Ｌ術従来のガスタービンエンジンの燃料噴射ノズルとしては
、例えば第９図に示すようなものが知られている。この
ものは、ノズルボディ　ｌと、ノズルボディ　ｌの先端
部に収納され燃焼室２に−・次燃料を噴射する一次噴射
口３を有する一次チツブ４と、ノズルボディ　ｌの先端
部に収納され、前記−法要射口３を囲むとともに燃焼室
２に二次燃料を噴射する二次噴射口　５を有する二次チ
シプ８と、ノズルボディ　ｌ内に設けられ一次、二次噴
射口３、５に燃料を供給する供給通路７、８と、を備え
たものである。そして、このものは−次、二次噴射口　
３，５から噴射された噴霧燃料を燃焼室２内で完全燃焼
させるため、−次、二次チップ４、８の周囲のノズルボ
ディ　ｌに、内部をエアが軸方向に通過するエア通路９
を設け、該エア通路３の出口開口１０から燃焼室２にエ
アを噴出して噴霧燃料をかき混ぜていた。

が　・　しようと　る４、　へしかしながら、このような噴射ノズルにあっては、噴霧
燃料がエアにかき混ぜられて燃焼室２内を不規則に浮遊
移動するため、一部の噴霧燃料が噴射ノズルの噴射口３
．５に接近して付着するのである。このようにして付着
した噴霧燃料は、噴射ノズルが燃焼熱によって高温に加
熱されているので、液体分が蒸発して炭化し、固体分の
みが残って強固に付着するようになる。そして、このよ
うな炭化物の付着は時間の経過とともに積層増大し、遂
には噴射口　３．５を塞ぐこともあるという問題点があ
る。

口　　　　　　　　　　　　　た　　のこのような問題
点は、ガスタービンエンジンの燃料噴射ノズルにおいて
、燃料噴射口の周囲のノズルボディに内部をエアが通過
するエア通路を設け、該エア通路中にエアを旋回させる
手段を設け、該エア通路の出口開口から円周方向に旋回
するエアを燃焼室に噴出して傘状のエアカーテンを形成
することにより解決することができる。

１」今、燃料噴射口から燃料が燃焼室にそれぞれ所定の拡散
形態をもって噴射されているとする。

このとき、エア通路内で旋回させられたエアは、燃料噴
射口の周囲に配置されたエア通路の出口開口から噴出す
る。ここで、噴出エアは旋回エネルギーを有しているの
で、燃焼室内で傘状に拡散し、噴霧燃料の周囲にエアカ
ーテンを形成する。

この結果、燃焼室内を浮遊移動している噴霧燃料は噴射
ノズルの噴射口への接近が阻止され、噴射ノズルに対す
る噴霧燃料の付着が防止される。

支廠１以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において、２１はガスタービンエンジンの燃料噴
射ノズルであり、この噴射ノズル２１は７ラング部２２
と円筒部２３とから構成されたサポート２４を有する。

２５はサポート２４内に遊嵌されたノズルケースであり
、このノズルケース２５はフランジ部２６と円筒部２７
とを有する。２８はボートブロックであり、このポート
ブロック２８内には軽油１重油等の燃料が送り込まれる
燃料通路２θが形成されている。前述したサポート２４
、ノズルケース２５、ポートブロック２８は全体として
ノズルボディ３０を構成する。前記ノズルボディ３０内
でその先端部にはノズルチップ４２が収納され、このノ
ズルチップ４２は一次チツブ４３と、この−次チツブ４
３の直前に配置された二次チップ４４と、からなる、前
記−次チツブ４３は、第１．２．３図に示すように、略
円錐状の一次渦巻室４５を有するとともに、一対の旋回
通路４Ｂを有する。一方、前記二次チップ４４は、第１
．４，５図に示すように、−次チツブ４３との間に一次
渦巻室４５を囲む二次渦巻室４９を有するとともに、一
対の旋回通路５０を有する。そして、これら旋回通路４
６．５０を通じて一次、二次渦巻室４５、４９に導かれ
た一次、二次燃料は接線方向の分力を有しているので、
−次、二次渦巻室４５．４９内で旋回するとともに、−
次渦巻室４５．４９の先端にそれぞれ設けられた一次、
二次噴射口４７．５１から燃焼室４８に向かって噴射さ
れる。また、前記−次チツブ４３には旋回通路５０に接
続された一対の通路５２が形成されている。前記ノズル
チップ４２より後方のノズルボディ３０内には、第１．
６，７図に示す供給ブロックＢ１が収納され、この供給
ブロック６１には一次供給路６２が形成され、この−次
供給路６２は前記旋回通路４Ｂに接続される。また、供
給ブロック６１には二次供給路Ｂ４が形成され、この二
次供給路６４は前記通路５２に接続される。第１〜７図
において、７１は一次チツブ４３に形成された貫通孔７
２、二次チップ４４に形成されたピン穴７３および供給
ブロック８１に形成されたビン穴７４に挿入されたピン
であり、このピン７１はノズルチップ゛４２と供給ブロ
ック８１との相対回転を阻止する。再び、第１図におい
て、供給ブロック６１より後方側のノズルボディ３０内
には内部に貫通した供給路７Ｂが形成されたシールロッ
ド７７が収納され、この供給路７６内にはこの供給路７
Ｂに流入した燃料の流量を制御するメータリングバルブ
７８が収納されている。７３はボートブロック２８とシ
ールロッド７７との間に介装されたスプリングであり、
このスプリング７９はシールロッド７７を先端に向かつ
て付勢し、シールロッド７７と供給ブロック６１と、お
よび供給プゴッりθｌと一次チツブ４３と、さらに、−
次チツブ４３と二次チップ４４とを互いに当接させてこ
れらの間からの燃料漏れを防止している。そして、前記
燃料通路２９からスプリング７９が設欝されたスプリン
グ室８０に流入した燃料は一次供給路６２に、また供給
路７６を介して二次供給路８４に分配供給される。前述
した燃料通路２９、−次、二次供給路８２．６４、供給
路７１３、スプリング室８０は全体として、−次、二次
噴射口４７．５１に旋回通路４６．５０、通路５２を介
して燃料を供給する供給通路８１を構成する。８２はサ
ポート２４とノズルケース２５との間に介装された断熱
材であり、この断熱材８２はフランジ部２２，２θ間に
位置するフランジ部８３を有する。そして、このフラン
ジ部８３および前記フランジ部２２．２６、ポートブロ
ック２８が複数のポルト８４によって共線めされること
により、サポート２４、ノズルケース２５、ポートブロ
ック２８、断熱材８２は互いに連結される。また、前記
断熱材８２は円筒部２３．２７間に僅かの間隙を保持し
ながら配置された円筒部８５を有し、この円筒部８５は
前記−次、二次チップ４３．４４および供給通路８１を
囲んでいる。この結果、これら−次、二次チップ４３．
４４、供給通路８１内を流れる燃料は周囲の熱から遮断
され、炭化等の悪影響を受けることはない、　９１はサ
ポート２４の先端部と断熱材８２の先端部との間に形成
された円筒状のエア通路であり、この結果、前記断熱材
８２はエア通路８１の内側で、ノズルボディ３ｏのエア
通路９１で囲まれている部分を囲むことになる。９２は
このエア通路９１におけるエア入口としての、区つ、エ
アを旋回させる手段としての入口開口であり、第１゜８
図に示すように、円筒部２３に複数個形成されるととも
に、該円筒部２３に対する接線と大略平行に延在してい
る。この結果、エア、通路９１内に供給された高温のエ
アは、該エア通路ａｌ内を先端に向かって螺旋状に移動
し、エア通路８１の先端に設けられた出口開口９３から
燃焼室４８に円周方向に旋回しながら噴出される。なお
、上述したメータリングバルブ７８は、シールロッド７
７に設けたポート　１００のエツジに着座可能なポール
状の弁本体１０１と、シールロッド７７内に摺動可能に
支持され弁本体ｌｏｔを受ける受は体１０２と、前記供
給ブロック６１に当接しているカラー１０３と、カラー
　１０３と受は体　１０２との間に介装され弁本゛体１
０１を受は体　！０２を介してポート！００に向かつて
付勢する設定スプリング１０４と、から構成されている
。そして、受は体　１０２とカラー　１０３との周面に
は燃料通路としてのスリント１０５、１０ｆｌが設けら
れている。

次に、この発明の一実施例の作用について説明する。

ガスタービンエンジンの作動中には、−次、二次燃料は
供給通路８１、旋回通路４Ｂ、、　５０を通じて一次、
二次渦巻室４５．４９に供給され、これら−次、二次渦
巻室４５．４９内において旋回するとともに、−次、二
次噴射口４７．５１から燃焼室４８に所定の拡散形態を
もって噴射される。一方、エア通路９１内には入口開口
９２からエアが供給されているが、この入口開口８２が
円筒部２３に対する接線と大略平行であるため、エアは
エア通路９１内を螺旋状に旋回しながら出口開口９３に
向かって移動する。

次に、エアはこの出口開口９３から燃焼室４８に噴出さ
れるが、このとき、エアは旋回エネルギーを保持してい
るので、その拡散形態は傘状となる。この結果、噴出後
のエアは一次、二次噴射口４７．５１を周囲から遮断す
るエアカーテンの役割を果し。

これにより、燃焼室４８内を浮遊移動している噴霧燃料
が一次、二次噴射口４７．５１に接近するのが阻止され
る。また、このエアはガスタービンエンジンを高能率で
作動させるために燃焼室４８に高温の酸素を供給するが
、このようにエアが高温であると、供給通路８１．−次
、二次チップ４３．４４内を流れる燃料を加熱し、その
一部を炭化させるおそれがある。しかしながら、この実
施例では、これら供給通路８１、−次、二次チップ４３
．４４を囲む部分のノズルボディ３０に断熱材８２を設
けているので。

前記燃料はエアおよび燃焼室４８の高温から保護される
。

なお、前述の実施例においては、入口開口９２を円筒部
２３に対する接線と大略平行にすることにより、エアを
エア通路９１内で螺旋状に通過させるようにしたが、こ
の発明においては、前記入口開口９２を円筒部２３に対
する法線と大略平行に延在させる一方、エア通路９１内
、例えばサポート２４の円筒部２３の内周または断熱材
８２の円筒部８５の外周にエアを案内するフィンを設け
、該フィンによりエアをエア通路内で案内し螺旋状に移
動させるようにしてもよい。

ｌ豆立亘】以上説明したように、この発明によれば、浮遊している
噴霧燃料が噴射ノズルの噴射口に接近するのを阻止する
ことができるので、長期間使用しても目詰まりが生じる
ことはない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す断面図１、第２図は
一次チツブの平面図、第３図は第２図のＩ−Ｉ矢視断面
図、第４図は二次チップの平面図、第５図は第４図のＨ
−Ｈ矢視断面図、第６図は供給ブロックの底面図、第７
図は第６図の■−■矢視断面図、第８図は第１図のＩＴ
−ＩＴ矢視断面図、第９図は従来の燃料噴射ノズルを示
す断面図である。３０・・・ノズルボディ　　４７．５１・・・燃料噴射
口４８・・・燃焼室　　　　　９１・・・エア通路９２
・・・旋回させる手段　９３・・・出口開口特許出願人
　　　帝人製機株式会社代理人　弁理士　多　１）敏　雄第１図第８図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ガスタービンエンジンの燃料噴射ノズルにおいて
、燃料噴射口の周囲のノズルボディに内部をエアが通過
するエア通路を設け、該エア通路中にエアを旋回させる
手段を設け、該エア通路の出口開口から円周方向に旋回
するエアを燃焼室に噴出して傘状のエアカーテンを形成
するようにしたことを特徴とするガスタービンエンジン
の燃料噴射ノズル。
（２）前記ノズルボディの前記エア通路で囲まれている
部分を囲む断熱材をエア通路の内側に設けた特許請求の
範囲第１項記載のガスタービンエンジンの燃料噴射ノズ
ル。