JP2015114098A - 予混合パイロットノズルを備える燃料噴射器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】中心胴体を通してガスタービンの燃焼域に予混合された燃料と空気を噴射するための装置は、予混合流路内で空気と燃料を予混合する空気供給および燃料供給と流体連通した複数の予混合流路を有する予混合パイロットノズルを備える燃料噴射器ノズルを含む。本装置は、能動的燃料供給制御か受動的燃料供給制御かのどちらかを有する。燃料は、従来的か、またはオイルカートリッジに内蔵された後装式回路としてのどちらかで本装置に供給され得る。燃料は、スウォズル燃料プレナムを予混合流路に接続する燃料チャネルを介して受動的に供給され得る。あるいは、燃料はオイルカートリッジから予混合流路に噴射され得る。
【選択図】図1
Description
12 燃料ノズルアセンブリ、ノズルアセンブリ、燃料ノズル
13 先端部ボリューム
14 燃料供給
16 燃焼器
18 タービン
20 排出出口
21 封
22 シャフト
23 空気取入口
24 圧縮器
25 ノズルフランジ
26 ディフューザ出口
27 エンドプレート
28 荷重
29 (後装式パイロットノズルのための)予混合パイロットフランジ、パイロットフランジ
30 (図6における)空気流、空気
31 (図6、11における燃料の流れ)予混合パイロット燃料、燃料
32 燃焼チャンバ反応域
33 軸方向中心線、中心対称軸
34 (図12、13、14における軸方向の)中心予混合軸、予混合軸
35 後装式の予混合パイロットシリンダ
36 燃料カートリッジ
37 中央燃料流路、オイルカートリッジ
38 軸方向に延びる周壁
40 空気入口
42 ノズル出口
43 副空気流路
44 中心胴体、外壁
45 燃料パイプ
46 環状燃料流路
47 旋回翼、翼
48 燃料予混合噴射リング(スウォズル)
49 燃料出口開口
50 半径方向外側の空気流路
51 中心胴体44の中空内部、内部流路
52 (燃料予混合噴射リング48への)半径方向の燃料流路
53 (予混合されたパイロットノズル60の)軸方向に延在する内部チャネル
54 (中心胴体44の中空内部51を画定する)内側筒壁
55 軸方向に延在する燃料導管
56 空気プレナム
57 半径方向の空気供給管、カーテン空気流路
58 上流エンドプレート
59 燃料入口管
60 予混合パイロットノズル
61 (予混合パイロットノズル60における)予混合流路
61a 給油口
61b 出口開口
62 一次燃料入口
62a 二次燃料入口
63 燃料プレナム
64 予混合管
65a 上流エンドプレート
65b 下流エンドプレート
67 (予混合パイロットノズル60の)入口
68 (予混合パイロットノズル60の)出口
Claims (20)
- ガスタービン機関用の燃料噴射器であって、
a.前記噴射器の外被を画定する軸方向に延びる周壁(38)であって、軸方向に延びる内部空洞を画定する内部表面を有する、周壁(38)と、
b.前記噴射器の前記内部空洞内に配置された中空の軸方向に延びる中心胴体(44)であって、前記中心胴体(44)が、上流端と、前記上流端の軸方向反対側に配置された下流端とによって画定され、前記中心胴体(44)が、外面と、前記外面の反対側を向く内面とによって画定され、前記内面は軸方向に延びる内部流路(51)を画定する、中心胴体(44)と、
c.前記中心胴体(44)の前記外面と前記周壁(38)の前記内部表面との間に配置された環状空間によって画定される一次空気流チャネルと、
d.前記一次空気流チャネル中を横切って円周方向に延在する複数の旋回翼(47)を含むスウォズルであって、前記旋回翼(47)のうちの少なくとも1つが、一端に入口を有し反対側の端に出口を有する少なくとも1つの燃料導管(55)を画定し、前記少なくとも1つの燃料導管(55)が、前記一次空気流チャネルと流体連通するように構成され、配置される、スウォズルと、
e.前記中心胴体(44)の前記下流端に接続された上流端を有する予混合パイロットノズル(60)であって、前記予混合パイロットノズル(60)が、前記予混合パイロットノズル(60)の前記上流端の軸方向反対側に配置された下流端を有し、前記予混合パイロットノズル(60)が、複数の軸方向に延びる中空予混合流路(61)を画定し、各予混合流路(61)が、前記中心胴体(44)の前記下流端の付近に配置され、かつ流体が前記中空予混合流路(61)内に流れ込むことを可能にする給油口(61a)を画定する上流端を有し、各予混合流(61)路が、前記予混合流路(61)の前記上流端の軸方向反対側に配置され、かつ前記予混合パイロットノズル(60)の前記下流端の付近に配置された下流端を有し、各予混合流路(61)の各下流端が、流体が前記中空予混合流路(61)から排出するのを可能にする出口開口(61b)を画定する、予混合パイロットノズル(60)と、
f.燃料の源に接続するように構成された上流端を有する燃料供給流路であって、前記中心胴体(44)の前記下流端に配置され、かつ前記複数の予混合流路(61)の前記上流端と流体接続された下流端を有する、燃料供給流路と、を備える、燃料噴射器。 - 前記中心胴体(44)が中心対称の軸方向中心線(33)を有し、各予混合流路(61)が、予混合軸(34)であって、それを中心としてその画定壁が同心円状に画定される、予混合軸(34)を有し、前記予混合流路(61)のうちの少なくとも1つは角度のある予混合流路(61)であり、その結果、前記少なくとも1つの角度のある予混合流路(61)の前記予混合軸(34)が、前記中心胴体(44)の前記中心対称の軸方向中心線(33)に対して鋭角に配置される、請求項1に記載の燃料噴射器。
- 各角度のある予混合流路(61)の前記鋭角が、各予混合流路(61)の前記出口開口(61b)から排出する燃料−空気混合の流れ方向に、前記中心胴体(44)の前記中心対称の軸方向中心線(33)に向かって移動する方向において半径方向内向きに向けられた成分を与えるように、構成され配置される、請求項2に記載の燃料噴射器。
- 前記スウォズルが、複数のカーテン空気供給孔をさらに画定し、各カーテン空気供給孔が、前記一次空気流チャネルと前記中心胴体(44)の前記内部流路(51)との間に流体連通を提供するように、構成され配置される、請求項1に記載の燃料噴射器。
- 各中空予混合流路(61)の前記給油口(61a)は、前記中心胴体(44)の前記内部流路(51)と流体連通する、請求項1に記載の燃料噴射器。
- 前記複数の予混合流路(61)の各々が別個の管によって画定される、請求項1に記載の燃料噴射器。
- 前記予混合パイロットノズル(60)が、固体金属材料によって画定され、前記複数の予混合流路(61)の各々が、前記金属材料を通る別個の穴によって画定される、請求項1に記載の燃料噴射器。
- 前記複数の予混合流路(61)の第1のセットの予混合流路(61)が、第1の環状の分類内に配列され、前記複数の予混合流路(61)の第2のセットの予混合流路(61)が、予混合流路(61)の前記第1の環状の分類に対して円周方向内向きに配置される第2の環状の分類内に配列される、請求項1に記載の燃料噴射器。
- 前記中心胴体(44)が中心対称の軸方向中心線(33)を有し、各予混合流路(61)が、予混合軸(34)であって、その回りをその画定壁が同心円状に画定される予混合軸(34)を有し、前記予混合流路(61)の少なくとも1つは角度のある予混合流路(61)であり、その結果、前記少なくとも1つの角度のある予混合流路(61)の前記予混合軸(34)が、前記中心胴体(44)の中心対称の軸方向中心線(33)に対して鋭角に配置される、請求項7に記載の燃料噴射器。
- 前記中心胴体(44)が、能動的に制御された燃料の供給が通って下流方向に流れる、中央燃料流路(37)を画定する燃料カートリッジを含む、請求項1に記載の燃料噴射器。
- 前記中心胴体(44)が中心対称の軸方向中心線(33)を有し、各予混合流路(61)が、予混合軸(34)であって、その回りをその画定壁が同心円状に画定される予混合軸(34)を有し、前記予混合流路(61)の少なくとも1つは角度のある予混合流路(61)であり、その結果、前記少なくとも1つの角度のある予混合流路(61)の前記予混合軸(34)が、前記中心胴体(44)の中心対称の軸方向中心線(33)に対して鋭角に配置される、請求項10に記載の燃料噴射器。
- 各角度のある予混合流路(61)の前記鋭角が、各予混合流路(61)の前記出口開口(61b)から排出する燃料−空気混合の流れ方向に、前記中心胴体(44)の前記中心対称の軸方向中心線(33)に向かって移動する方向において、半径方向内向きに向けられた成分を与えるように、構成され配置される、請求項11に記載の燃料噴射器。
- 前記中心胴体(44)の内部に配置され、能動的に制御された空気および/または燃料の供給が通って下流方向に流れることができる前記中心胴体(44)の中空内部を画定する内側筒壁をさらに備える、請求項1に記載の燃料噴射器。
- 前記中心胴体(44)が中心対称の軸方向中心線(33)を有し、各予混合流路(61)が、予混合軸(34)であって、その回りをその画定壁が同心円状に画定される予混合軸(34)を有し、前記予混合流路(61)の少なくとも1つは角度のある予混合流路(61)であり、その結果、前記少なくとも1つの角度のある予混合流路(61)の前記予混合軸(34)が、前記中心胴体(44)の中心対称の軸方向中心線(33)に対して鋭角に配置される、請求項13に記載の燃料噴射器。
- 各角度のある予混合流路(61)の前記鋭角が、各予混合流路(61)の前記出口開口(61b)から排出する燃料−空気混合の流れ方向に、前記中心胴体(44)の前記中心対称の軸方向中心線(33)に向かって移動する方向において、半径方向内向きに向けられた成分を与えるように、構成され配置される、請求項14に記載の燃料噴射器。
- 複数の半径方向の空気供給管(57)であって、各半径方向の空気供給管(57)が前記軸方向に延びる周壁を通して延在し、前記予混合流路(61)のうちの1つの前記給油口(61a)のうちの少なくとも1つと流体接続する、複数の半径方向の空気供給管(57)をさらに備える、請求項1に記載の燃料噴射器。
- 前記燃料供給流路が、少なくとも1つの軸方向に延在する燃料導管(55)を含み、前記少なくとも1つの軸方向に延在する燃料導管(55)が、前記スウォズルの少なくとも1つの燃料導管(55)と、少なくとも1つの予混合流路(61)との両方と流体連通するように構成され配置される、請求項1に記載の燃料噴射器。
- 前記中心胴体(44)の内部に配置され、能動的に制御された空気および/または燃料の供給が下流方向に通って流れることができる前記中心胴体(44)の中空内部を画定する内側筒壁をさらに備える、請求項17に記載の燃料噴射器。
- 複数の半径方向の空気供給管(57)であって、各半径方向の空気供給管(57)が前記軸方向に延びる周壁を通して延在し、前記予混合流路(61)のうちの1つの前記給油口(61a)のうちの少なくとも1つと流体接続する、複数の半径方向の空気供給管(57)をさらに備える、請求項17に記載の燃料噴射器。
- 前記中心胴体(44)が中心対称の軸方向中心線(33)を有し、各予混合流路(61)が、予混合軸(34)であって、その回りをその画定壁が同心円状に画定される予混合軸(34)を有し、前記予混合流路(61)の少なくとも1つは角度のある予混合流路(61)であり、その結果、前記少なくとも1つの角度のある予混合流路(61)の前記予混合軸(34)が、前記中心胴体(44)の中心対称の軸方向中心線(33)に対して鋭角に配置される、請求項17に記載の燃料噴射器。
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