JP2010281513A - 燃料ノズル - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の燃料ノズルは、燃料噴射部を環状に囲む気体流路が、喉部と、該喉部下流側に流路面積拡大部とで形成され、前記の喉部とフレア間が急激に流路面積の拡大する段部形態のような窪み形状となって、該窪み領域で再循環気流を形成させるものとする。
【選択図】図1
Description
しかし、ステージング型燃料ノズルでは、エンジンの低負荷時においてパイロット燃料のみを噴射するため、メイン噴射部を通って燃焼器に流れ込む空気との混合により燃焼効率が低下する傾向にある。これを軽減するため、円錐形状の窪み(以下、フレア)を設け、ここにパイロット火炎を形成することが行われているが、噴射された燃料がフレア表面に付着して微粒化が悪化し、燃焼効率の低下、煙の発生、希薄限界の悪化を招くという欠点がある。
また、本発明の燃料ノズルは、急激に流路面積の拡大する窪み形状が段部形態とされたものを採用する。
また、本発明の燃料ノズルは、上記構成に加え、より好ましい形態としてフレア領域に外部から空気が導入される流路が設けられる構成を採用する。
また、本発明の燃料ノズルは、燃料噴射部を環状に囲む気体流路はインナーウォールで形成され、その周りにメイン燃料噴射部を有するステージング型であるものを提示する。
さらに、本発明のステージング型燃料ノズルは、全圧の高い領域であるパイロット及びメインのスワーラの上流から空気をフレア裏面に導くと共に、メイン流路出口近くの内壁から噴出させる流路を形成する形態を提示する。
また、急激に流路面積の拡大する窪み形状が段部形態とされた本発明の燃料ノズルは、流れの剥離が起こり、窪み領域で再循環気流を発生させる。この再循環気流は前記の急激に流路面積の拡大する窪み形状と同様に、噴射部から噴霧された燃料が気体流路の壁面に付着することを効果的に防止する。
また、上記構成に加え、より好ましい形態としてフレア領域に外部から空気が導入される流路が設けられる構成を採用した本発明の燃料ノズルは、窪みの表面への煤等の付着や、急激な空気流量の減少があった場合等の窪みでの火炎生成の防止にも有効である。
さらに、全圧の高い領域であるパイロット及びメインのスワーラの上流から空気をフレア裏面に導くと共に、メイン流路出口近くの内壁から噴出させる流路を形成する形態を備えた本発明のステージング型燃料ノズルは、この空気流によって火炎に直接触れるパイロットフレアや保炎器を冷却し、焼損しないようにするために重要であると共に、メイン燃料の流路の内側内壁へ付着した燃料の微粒化や空気との混合を促進する効果をもつ。
また、図に示した本発明の実施形態では、全圧の高い領域であるパイロット及びメインのスワーラの上流から空気をフレア裏面に導くと共に、メイン流路出口近くの内壁から噴出させる冷却用空気流路8を形成する形態を提示する。更に、この冷却用空気流路8から窪み領域6を連通させる流路9を設ける。冷却用空気流路8の気圧は窪み領域6の気圧より高いため自然に冷却用空気流路8から窪み領域6へ空気が流入されるが、この空気は前記の窪みの表面への煤等の付着や、急激な空気流量の減少があった場合等の窪みでの火炎生成の防止に有効である。
なお、ここに示した実施形態はパイロット燃料噴射部を環状に囲む気体流路はインナーウォールで形成され、その周りにメイン燃料噴射部を有するステージング型のものであるが、本発明の燃料ノズルは、必ずしもステージング型燃料ノズルに限定されない一般燃料ノズルにおいてもフレア面に燃料が付着しないという作用効果において有効である。
4 喉部 5 フレア
6 窪み領域 7 後方ステップ保炎器
8 冷却用空気通路 9 連通流路
10 メイン燃料噴射部 11 パイロット燃料供給管
12 流路 13 インナ油膜形成体
14a 第1の旋回器 14b 第2の旋回器
15 第1の空気流路 16 スワーラ
17 第2の空気流路 18 スワーラ
21 メイン燃料供給管 22 噴射口
23 アウタ油膜形成体 24 第3の空気流路
25 スワーラ 26 第4の空気流路
27 スワーラ
Claims (5)
- 燃料噴射部を環状に囲む気体流路は、喉部と、該喉部下流側に流路面積拡大部(フレア)とで形成され、前記の喉部とフレア間が急激に流路面積の拡大する窪み形状となって、該窪み領域で再循環気流を形成させることによりフレア壁面への燃料付着を防止する機能を備えたことを特徴とする燃料ノズル。
- 急激に流路面積の拡大する窪み形状が段部形態とされたものである請求項1に記載の燃料ノズル。
- フレア領域に外部から空気が導入される流路が設けられた請求項1または請求項2の燃料ノズル。
- 燃料噴射部を環状に囲む気体流路はインナーウォールで形成され、その周りにメイン燃料噴射部を有するステージング型である請求項1から3のいずれかに記載された燃料ノズル。
- 全圧の高い領域であるパイロット及びメインのスワーラの上流から空気をフレア裏面に導くと共に、メイン流路出口近くの内壁から噴出させる流路を形成し、該流路を流れる空気でフレアを冷却する機能を備えたことを特徴とする請求項4に記載の燃料ノズル。
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