旋回流路を有する燃料ノズル及び燃料ノズルの製造方法
【課題】燃料ノズルを短時間にかつ低コストにて製造する方法、並びに旋回をもたらす配置構成の選択時の高い柔軟性に特色を有しかつ柔軟に使用可能である燃料ノズルを提供する。
【解決手段】ピン（３）の外周面（５）及び／又はスリーブ（２）の内周面（６）に少なくとも１つの旋回流路（４）を形成し、ピン（３）をスリーブ（２）内に固定して、ピン（３）の外周面（５，４５）をスリーブ（２）の内周面（６）に接合する燃料ノズル（１）の製造方法が提案されている。更に、外周面（５）を有するピン（３）と内周面（６）を有するスリーブ（２，２２，３２，４２）とを含み、ピン（３）がスリーブ（２）内に配置されている燃料ノズル（１）が開示されている。ピン（３）の外周面（５）及び／又はスリーブ（２）の内周面（６）が少なくとも１つの旋回流路（４）を備える。更に、本発明による燃料ノズル（１）を備えるバーナ（１０７）が開示されている。更に、本発明によるバーナ（１０７）を備えるガスタービン（１００）が開示されている。
【解決手段】ピン（３）の外周面（５）及び／又はスリーブ（２）の内周面（６）に少なくとも１つの旋回流路（４）を形成し、ピン（３）をスリーブ（２）内に固定して、ピン（３）の外周面（５，４５）をスリーブ（２）の内周面（６）に接合する燃料ノズル（１）の製造方法が提案されている。更に、外周面（５）を有するピン（３）と内周面（６）を有するスリーブ（２，２２，３２，４２）とを含み、ピン（３）がスリーブ（２）内に配置されている燃料ノズル（１）が開示されている。ピン（３）の外周面（５）及び／又はスリーブ（２）の内周面（６）が少なくとも１つの旋回流路（４）を備える。更に、本発明による燃料ノズル（１）を備えるバーナ（１０７）が開示されている。更に、本発明によるバーナ（１０７）を備えるガスタービン（１００）が開示されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、旋回流路を有する燃料ノズル及び燃料ノズルの製造方法に関する。更に、本発明はバーナ及びガスタービンに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関、特に２つの異なる燃料で作動させられる内燃機関の場合には、例えば燃料油の注入が旋回発生器を介して行なわれ、旋回発生器内で油が空気と混合される。油と空気との良好な混合のために、油が、注入のために使用されるノズル内において旋回運動をさせられる。したがって、従来、油ノズル内でのこの旋回発生は、僅かに互いにずらされた孔座標を有する多数の板から油ノズルを構成することによって行なわれている。個々の板を一緒にロウ付けすることによって、燃料の旋回発生のために利用される螺旋が生じる。もちろん、このようなノズルは構造的に高コストの構成を有する。なぜならば、孔が正確に位置決めされなければならないからである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、本発明の第１の課題は、燃料ノズルのための代わりの有利な製造方法を提供することにある。本発明の第２の課題は、代わりの有利な燃料ノズルを提供することにある。本発明の第３の課題は、有利なバーナを提供することにある。本発明の第４の課題は、有利なガスタービンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
第１の課題は請求項１による燃料ノズルの製造方法によって解決される。第２の課題は請求項６による燃料ノズルによって解決される。第３の課題は請求項１３によるバーナによって解決される。第４の課題は請求項１８によるガスタービンによって解決される。従属の請求項は本発明の他の有利な構成を開示する。
【０００５】
燃料ノズルの製造のための本発明による方法において、少なくとも１つの旋回流路をピンの外周面及び／又はスリーブの内周面に形成する。しかる後に、旋回流路を最終的に閉鎖することなしに、ピンの外周面とスリーブの内周面とを接合するように、ピンをスリーブ内に固定する。本発明による方法の助けにより、旋回を発生させる任意の構成を低コストでかつ柔軟に形成することができる。
【０００６】
旋回流路は、例えばピンの外周面及び／又はスリーブの内周面に、フライス削り、丸削り、立削り、食刻、焼結又は押出成形により形成することができる。ピン及び／又はスリーブを鋳型で鋳造し、旋回流路を鋳型によって決めることもできる。更に、ピンをスリーブ内にロウ付け又は圧力嵌めすることができる。
【０００７】
基本的には旋回を発生させる構成もしくは旋回流路は任意に成形して構成することができる。好ましくは旋回流路を螺旋状にピンの外周面及び／又はスリーブの内周面に形成するとよい。更に、少なくとも２つの旋回流路、特に３つの旋回流路を設けるならば有利である。例えば１つの旋回流路をピンの外周面に設け、他の１つの旋回流路をスリーブの内周面に設けることもできる。これらの両旋回流路を特に互いにずらして配置するとよい。
【０００８】
ピンの外周面もスリーブの内周面も基本的には任意に成形することができる。これらは、例えば円筒状に、円錐状に又は偏心的に成形することができる。これらのパラメータの変更並びに旋回流路の数によってノズルからの燃料の流出を適切に調整することができる。
【０００９】
本発明による燃料ノズルは外周面を有するピンと内周面を有するスリーブとを備える。ピンがスリーブ内に配置されている。ピンの外周面及び／又はスリーブの内周面が少なくとも１つの旋回流路を備える。本発明による燃料ノズルは、構造的に簡単な構成にて、ノズル内の燃料を旋回運動に変換することを可能にする。それによって燃料と空気との改善された混合が可能にされる。
【００１０】
旋回流路は、例えば螺旋状に形成されているとよい。ピンの外周面及び／又はスリーブの内周面は、特に円筒状に、円錐状に又は偏心的に形成することができる。これは、旋回を与える配置構成を選択する際に高い柔軟性を可能にする。更に燃料ノズルは、少なくとも２つの旋回流路、例えば３つの旋回流路を備えることができる。
【００１１】
更に、ピンが上端面を含み、スリーブが流出開口を含み、ピンがスリーブ内に次のように配置されているとよい。即ち、上端面が流出開口に対してスリーブの内部に向けて後退しているように配置されているとよい。それによって、上端面と流出開口との間においてスリーブ内に旋回室が形成される。旋回室内では、燃料の旋回運動の結果として燃料が空気と良好に混合される。
【００１２】
旋回室を形成するのに、流出開口に対して上端面を後退させる代わりに、上端面および流出開口を同一レベルに存在させ、燃料ノズル自体を先端キャップ部の外周面に対して後退させることもできる。換言するならば、同一レベルにある上端面と流出開口とを有する燃料ノズルが先端キャップ部内に沈められ、さもなければ先端キャップ部外周面の高さ位置に存在する流出開口が、それよりもバーナ中心軸線に近い高さ位置に配置されている。この場合に旋回室は、燃料ノズルの中心軸から見た半径方向において、先端キャップ部によって区画される。この場合に旋回室はスリーブの外部に、即ちスリーブの下流側にある。
【００１３】
勿論、ピンの上端面がスリーブの流出開口面に対して後退していて、かつスリーブの流出開口面が先端キャップ部の外周面に対して後退していてもよい。これによって、段状の旋回室が生じる。
【００１４】
他の有利な実施形態では、流出開口の面積がピンの上端面の面積よりも小さい。これは、流出開口に対して上端面が後退させられている場合に、スリーブの内部に旋回室をもたらす。この旋回室の通流横断面積は、通流方向に、したがって上端面から流出開口に向かう方向に、燃料ノズルの中心軸線に沿って縮小されている。旋回室の横断面積のこのような縮小によって、燃料−空気混合物の通流速度を高めることができ、このことが混合を促進する。旋回室の横断面積のこのような先細りないし縮小を行なうやり方は、直線状であっても、凹凸状に曲がっていてもよく、或いはそれ以外に任意であってよい。しかし、この先細り形状は燃料ノズルの中心軸線に対して対称的に形成することができる。
【００１５】
本発明による燃料ノズルは、基本的には任意の燃料に使用可能であるが、特に油ノズルとして構成するとよい。
【００１６】
本発明によるバーナは、上述の特徴を有する本発明による燃料ノズルを備える。本発明によるバーナは、本発明による燃料ノズルと同様の利点を有する。
【００１７】
更に、本発明によるバーナが先端キャップ部を含み、燃料ノズルが先端キャップ部内に配置されているとよい。先端キャップ部が、例えば先の尖った形状を有するとよい。更に先端キャップ部が中心軸線を有するとよい。加えて、燃料ノズルも中心軸線を含み、燃料ノズルが次のように先端キャップ部内に配置されているとよい。即ち燃料ノズルの中心軸線が先端キャップ部の中心軸線に対して４５°から９０°までの間の角度を有するように先端キャップ部内に配置されているとよい。それによって、燃焼室への燃料噴射に柔軟に影響を及ぼすことができる。
【００１８】
本発明によるガスタービンは本発明によるバーナを含み、上述の本発明によるバーナと同様の利点を有する。
【００１９】
ガスタービンは、典型的には、１つの圧縮機と、１つ以上のバーナと、１つの燃焼室と、１つのタービンとを備える。ガスタービンの運転中には圧縮機によって空気が圧縮される。圧縮機のタービン側の端部に供給される圧縮空気がバーナに案内され、そこで燃料と混合される。混合物がその際に作動媒体を形成して燃焼室において燃焼させられる。そこから作動媒体がタービンに向けて流れてタービンを駆動する。
【００２０】
以上のとおり、本発明による燃料ノズルは、例えば本発明による方法の助けにより短時間にかつ低コストで製造することができる。本発明による燃料ノズルは、旋回を与える配置構成の選択時における高い柔軟性に特色を有し、かつ柔軟に使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】ガスタービンを概略的に示す部分縦断面図である。
【図２】本発明によるバーナを概略的に示す断面図である。
【図３】本発明によるバーナの頭部を概略的に示す断面図である。
【図４】スリーブの断面を概略的に示す斜視図である。
【図５】ピンを概略的に示す斜視図である。
【図６】本発明による燃料ノズルの断面を概略的に示す斜視図である。
【図７】ピンの代替構成を概略的に示す斜視図である。
【図８】代替構成されたスリーブの断面を概略的に斜視図である。
【図９】ピンを概略的に示す斜視図である。
【図１０】代替構成された燃料ノズルの断面を概略的に示す斜視図である。
【図１１】他の本発明による燃料ノズルを概略的に示す断面図である。
【図１２】他の本発明による燃料ノズルを概略的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下において、添付図面を参照しながら実施例に基づいて本発明の更なる利点、特徴および特性を詳細に説明する。この場合に諸実施例の特徴は個別に存在してもよいし、或いは互いに組み合わせされて存在してもよい。
【００２３】
先ず、本発明の第１実施例を図１乃至７に基づいて詳細に説明する。
【００２４】
図１はガスタービン１００を部分縦断面図で例示する。
【００２５】
ガスタービン１００は、内部に、回転軸線１０２を中心に回転可能に支持された軸を備えたロータ１０３を有する。このロータは、タービンロータとも呼ばれる。
【００２６】
吸気ケーシング１０４と、圧縮機１０５と、同軸に配置された複数のバーナ１０７を備えた例えばトーラス状の燃焼室１１０、特に環状燃焼室１０６と、タービン１０８と、排気ケーシング１０９とがロータ１０３に沿って順に配置されている。
【００２７】
環状燃焼室１１０は、例えば環状の高温ガス通路１１１に連通している。そこでは、例えば４つの相前後して接続されたタービン段１１２がタービン１０８を構成している。
【００２８】
各タービン段１１２は、例えば２つの翼輪から構成されている。高温ガス通路１１１内には、作動媒体１１３の通流方向に見て、静翼列１１５に続いて、動翼１２０からなる翼列１２５が存在する。
【００２９】
静翼１３０がステータ１４３の内部ケーシング１３８に固定されているのに対して、翼列１２５の動翼１２０はタービン円板１３３によりロータ１０３に取り付けられている。
【００３０】
ロータ１０３には、発電機または作業機械（図示せず）が連結されている。
【００３１】
ガスタービン１００の運転中には、圧縮機１０５によって吸気ケーシング１０４を通して空気１３５が吸い込まれて圧縮される。圧縮機１０５のタービン側の端部に供給される圧縮空気はバーナ１０７へ案内され、そこで燃料と混合される。混合物は燃料室１１０内で燃焼されて作動媒体１１３を形成する。そこから作動媒体１１３は高温ガス通路１１１に沿って静翼１３０および動翼１２０を通流する。動翼１２０で作動媒体１１３が膨張して衝撃を伝達し、動翼１２０がロータ１０３を駆動し、ロータ１０３がロータ１０３に連結された作業機械を駆動する。
【００３２】
図２は本発明によるバーナ１０７の断面を部分的斜視図で概略的に示す。バーナ１０７は、一方では環状燃焼室１０６に接続して使用することができる。しかし、とりわけバーナ１０７は、いわゆる管状燃焼室に接続して使用される。この場合にガスタービン１００は、環状燃焼室１０６の代わりに、環状に配置された複数の管状燃焼室を有し、これらの管状燃焼室の流出側開口は環状の高温ガス通路１１１のタービン入口側に連通している。この場合に、特に、これらの管状燃焼室のそれぞれにおいて、多数の、例えば６又は８個のバーナ１０７が、管状燃焼室の流出側開口の向かい側の端部に、１つのパイロットバーナの周りにほぼ環状に配置されている。
【００３３】
バーナ１０７は円筒状の容器１２を備える。容器１２内には、バーナ１０７の中心軸線２７に沿って燃料通路１６を有する槍形部が配置されている。この槍形部は、燃焼室１１０に通じている側に、尖端状に形成された先端キャップ部１３を含み、この先端キャップ部１３は中心軸線２７に対して同心配置されている。先端キャップ部１３内には本発明による燃料ノズル１が配置されていて、この燃料ノズル１は燃料通路１６に連通している。
【００３４】
本発明によるバーナ１０７の容器１２内には槍形部の周りに旋回流形成翼１７が配置されている。旋回流形成翼１７は容器１２内において槍形部の周囲に沿って配置されている。旋回流形成翼１７によって、圧縮機空気流１５が、バーナ１０７における燃焼室１１０に通じている部分へ導かれる。その空気は旋回流形成翼１７によって旋回運動させられる。その際に生じる空気流の中に、燃料、例えば油が燃料ノズル１を通して噴射される。その際に生じる燃料−空気混合物が燃焼室１１０へ導かれる。
【００３５】
図３は先端キャップ部１３の断面を斜視図で概略的に示す。先端キャップ部１３の中心軸線が参照符号１８によって示されている。先端キャップ部１３は、燃焼室１１０に向かって円錐状に先の尖った形にされている。先端キャップ部１３は、複数の、この実施例では４つの燃料ノズル１を有する。燃料ノズル１は先端キャップ部１３の外周において燃料ノズルに対応した凹みの中に配置されている。燃料ノズル１の中心軸線が参照符号１９によって示されている。燃料ノズル１の中心軸線１９は、先端キャップ部１３の中心軸線１８に対して、４５°と９０°との間の角度２０を有する。燃料は、燃料通路１６を通して、参照符号２６によって示されている通流方向に沿って先端キャップ部１３内に流入する。燃料は、それから燃料ノズル１を通して矢印２５の方向に、旋回流形成翼１７から来る空気流の中に噴射される。
【００３６】
本発明による燃料ノズル１は、スリーブ２と、スリーブ２内に配置されたピン３とを備える。図４はスリーブ２の断面を斜視図で概略的に示す。スリーブ２は、この実施例では中空円筒の形を有する。スリーブ２の内周面が参照符号６によって示されている。
【００３７】
図５はピン３を斜視図で示す。ピン３はこの実施例では円筒の形を有する。円筒の外周面が参照符号５により示されている。ピン３の上端面が参照符号７により示されている。外周面５に沿って旋回流路４が溝の形で走っている。旋回流路４は、外周面５においてピン３の中心軸線２８の周りに螺旋状に旋回している。
【００３８】
図６は本発明による燃料ノズル１の断面を斜視図で概略的に示す。本発明による燃料ノズル１は、図４に示したスリーブ２と、図５に示したピン３とを備える。ピン３は、スリーブ２の内周面がピン３の外周面５とぴったり結合するようにスリーブ２内に配置されている。この結合ははめあい結合または圧力結合であってよい。ピン３は、スリーブ２内に例えばロウ付け又は圧力嵌めすることができる。
【００３９】
スリーブ２内にピン３を配置することによって、ピン３の中心軸線２８に対する半径方向において、スリーブ２の内周面６により旋回流路４が覆われるか、又は区画される。
【００４０】
スリーブ２は、燃料ノズル１から出た燃料の通流方向２５に流出開口８を有する。ピン３は、ピン３の上端面７がスリーブ２の流出開口８に対して後退した位置になるようにスリーブ２内に配置されている。この場合に旋回室９が形成される。旋回室９内において、燃料、本実施例では油と、空気との混合が行なわれる。更に、上記後退によって、ビーム状噴霧ではなくて膜状噴霧が可能となる。上端面７と流出開口８とが一直線に並んでいてもよい。
【００４１】
ピン３の代替実施例が図７に示されている。図７はピン２９を斜視図で概略的に示す。図５に示されたピン３と違って、ピン２９は、ピン２９の中心軸２８の周りに螺旋状に外周面５に沿って配置された３つの旋回流路４を含んでいる。これらの旋回流路４は周方向において互いにずらされて配置されている。この場合にそれぞれ隣接する旋回流路４同士は、例えばピン２９の周囲に沿って互いに１２０°の角度だけずらされて配置されているとよい。図７に示された変形に対する代替として、ピン３，２９が任意の他の個数の旋回流路４を含んでいてよい。
【００４２】
次に本発明の第２実施例を図８乃至１０に基づいて更に詳細に説明する。第１実施例の要素に対応する要素には同一の参照符号を付し、詳細を改めて説明することはしない。
【００４３】
図８はスリーブ２２の断面を斜視図で概略的に示す。スリーブ２２は、図４に示されたスリーブと違って、スリーブ２２の内周面６に沿って旋回流路２４が配置されていることによって特徴付けられている。旋回流路２４は、スリーブ２１の中心軸線に対して螺旋状にスリーブ２２の内周面６に沿って旋回している。
【００４４】
図９はピン２３を斜視図で概略的に示す。この実施例において使用されるピン２３は円筒の形を有し、図５に示されたピン３と違って旋回流路を持っていない。ピン２３は外周面５と上端面７を有する。
【００４５】
図１０は本発明による燃料ノズル２１の断面を斜視図で概略的に示す。燃料ノズル２１は、図８に示したスリーブ２２および図９に示したピン２３を備える。ピン２３は、ピン２３の外周面５とスリーブ２２の内周面６とがぴったり結合するようにスリーブ２２内に配置されている。この結合は基本的にはめあい結合または圧力結合とすることができる。スリーブ２２内にピン２３を配置することによって、旋回流路２４が中心軸線１９に向かって半径方向において覆われるか、又は区画される。
【００４６】
ここで使用されるスリーブ２２は、互いにずらされて配置された複数の旋回流路２４を勿論含んでいてもよい。３つの旋回流路２４の場合に、それぞれ隣接する旋回流路２４同士は、例えばピン２３の周囲に沿って互いに１２０°の角度だけずらされているとよい。
【００４７】
更にピン２３はスリーブ２２内に配置されていて、ピン２３の上端面７はスリーブ２２の流出開口８に対して後退させられている。それによってピン２３の上端面７と流出開口８との間に旋回室９が生じ、この旋回室９内で燃料が空気と混合される。
【００４８】
次に第３実施例を図１１に基づいて更に詳細に説明する。先行する実施例の要素に対応する要素には同一の参照符号を付し、それらの要素の詳細は改めて説明しない。
【００４９】
図１１は本発明による燃料ノズル３１を示し、この燃料ノズル３１は、第２実施例のスリーブ２２と第１実施例のピン３，２９との組み合わせである。燃料ノズル３１はスリーブ３２を含み、このスリーブ３２は内周面６に沿って１つの旋回流路を有する。この旋回流路２４は、図８及び１０と関連して説明した旋回流路２４と同じ特性を持つ。
【００５０】
スリーブ３２内にはピン３３が配置されている。ピン３３は、図５に関連して説明したピン３又は図７に関連して説明したピン２９と同じ特性を有する。ピン３３は１つの旋回流路４を備える。ピン３３はスリーブ３２内に配置されていて、旋回流路４がスリーブ３２の内周面６によって覆われ、かつ旋回流路２４がピン３３の外周面５によって覆われる。それによって、燃料ノズル３１内には２つの旋回流路が生じる。スリーブ３２の内部には、ピン３３の上端面７とスリーブ３２の流出開口８との間に旋回室９が存在する。
【００５１】
次に、第４実施例を図１２に基づいて詳細に説明する。先行する実施例の要素に対応する要素には同一の参照符号を付し、詳細を改めて説明することはしない。図１２は本発明による燃料ノズル４１の断面を概略的に示す。燃料ノズル４１はスリーブ４２及びピン４３を備える。ピン４３はスリーブ４２の内部に配置されている。先行する実施例とは違ってピン４３の外周面４５及びスリーブ４２の内周面４６が円錐台の外周面の形状を有する。これは、中心軸線２８に対するピン４３の半径が燃料の通流方向に向かって円錐状に増大していることを意味する。同様にスリーブ４２の内径も燃料の通流方向２５に向かって円錐状に増大している。
【００５２】
ピン４３は螺旋状に外周面４５に沿って走っている少なくとも１つの旋回流路４を有する。ピン４３の上端面７は、スリーブ４２内に、流出開口８に対して後退させられて配置されている。それによってスリーブ４２内に旋回室９が形成され、この旋回室９内において燃料が空気と混合される。図１２に示した実施例に対する代替として、少なくとも１つの旋回流路を、スリーブ４２だけが含んでいてもよいし、又はスリーブ４２と同様にピン４３も含んでいてもよい。
【００５３】
基本的には、本発明の全ての実施例及び代替変形例の枠内において、例えば直径、偏心度、円錐形状の変更によって、又は複数の旋回流路を通した多段の噴出によって、燃料の噴出を制御することができる。燃料は、特に油である。全ての実施例において、ピンをスリーブ内に、例えばロウ付け又は圧力嵌めすることができる。それぞれの旋回流路は種々の製造方法により製造することができる。例えば、フライス削り、丸削り、溝削り、食刻、焼結又は押出成形によって、ピン及び／又はスリーブのそれぞれの表面に旋回流路を形成することができる。更に、ピン及び／又はスリーブのそれぞれの表面は、鋳造によって発生させることができる。
【００５４】
原理的には、開示した全ての構成について、上端面７と流出開口８とが同一レベルにあってもよい。この場合に旋回室を形成するためには、燃料ノズル１，２１，３１，４１が、先端キャップ部１３の外周面に対して後退させられていることだけが必要である。
【００５５】
更に、図６、１０及び１１に示された燃料ノズル１，２１，３１の構成については、流出開口８の面積がピン３，２３，３３の上端面の面積よりも小さくてもよい。この場合にピン３，２３，３３はスリーブ２，２２，３２の上流側から挿入される。
【符号の説明】
【００５６】
１ 燃料ノズル
２ スリーブ
３ ピン
４ 旋回流路
５ 外周面
６ 内周面
７ 上端面
８ 流出開口
９ 旋回室
１２ 容器
１３ 先端キャップ部
１５ 圧縮機空気流
１６ 燃料通路
１７ 旋回流形成翼
１８ 中心軸線
１９ 中心軸線
２０ 角度
２１ 燃料ノズル
２２ スリーブ
２３ ピン
２４ 旋回流路
２５ 通流方向
２６ 通流方向
２７ 中心軸船
２８ 中心軸線
２９ ピン
３１ 燃料ノズル
３２ スリーブ
３３ ピン
４１ 燃料ノズル
４２ スリーブ
４３ ピン
４５ 外周面
４６ 内周面
１００ ガスタービン
１０２ 回転軸線
１０３ ロータ
１０４ 吸気ケーシング
１０５ 圧縮機
１０６ 燃焼室
１０７ バーナ
１０８ タービン
１０９ 排気ケーシング
１１０ 燃焼室
１１１ 高温ガス通路
１１２ タービン段
１１３ 作動媒体
１１５ 静翼列
１２０ 動翼
１２５ 動翼列
１３０ 静翼
１３３ タービン円板
１３５ 空気
１３８ 内部ケーシング
１４３ ステータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、旋回流路を有する燃料ノズル及び燃料ノズルの製造方法に関する。更に、本発明はバーナ及びガスタービンに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関、特に２つの異なる燃料で作動させられる内燃機関の場合には、例えば燃料油の注入が旋回発生器を介して行なわれ、旋回発生器内で油が空気と混合される。油と空気との良好な混合のために、油が、注入のために使用されるノズル内において旋回運動をさせられる。したがって、従来、油ノズル内でのこの旋回発生は、僅かに互いにずらされた孔座標を有する多数の板から油ノズルを構成することによって行なわれている。個々の板を一緒にロウ付けすることによって、燃料の旋回発生のために利用される螺旋が生じる。もちろん、このようなノズルは構造的に高コストの構成を有する。なぜならば、孔が正確に位置決めされなければならないからである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、本発明の第１の課題は、燃料ノズルのための代わりの有利な製造方法を提供することにある。本発明の第２の課題は、代わりの有利な燃料ノズルを提供することにある。本発明の第３の課題は、有利なバーナを提供することにある。本発明の第４の課題は、有利なガスタービンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
第１の課題は請求項１による燃料ノズルの製造方法によって解決される。第２の課題は請求項６による燃料ノズルによって解決される。第３の課題は請求項１３によるバーナによって解決される。第４の課題は請求項１８によるガスタービンによって解決される。従属の請求項は本発明の他の有利な構成を開示する。
【０００５】
燃料ノズルの製造のための本発明による方法において、少なくとも１つの旋回流路をピンの外周面及び／又はスリーブの内周面に形成する。しかる後に、旋回流路を最終的に閉鎖することなしに、ピンの外周面とスリーブの内周面とを接合するように、ピンをスリーブ内に固定する。本発明による方法の助けにより、旋回を発生させる任意の構成を低コストでかつ柔軟に形成することができる。
【０００６】
旋回流路は、例えばピンの外周面及び／又はスリーブの内周面に、フライス削り、丸削り、立削り、食刻、焼結又は押出成形により形成することができる。ピン及び／又はスリーブを鋳型で鋳造し、旋回流路を鋳型によって決めることもできる。更に、ピンをスリーブ内にロウ付け又は圧力嵌めすることができる。
【０００７】
基本的には旋回を発生させる構成もしくは旋回流路は任意に成形して構成することができる。好ましくは旋回流路を螺旋状にピンの外周面及び／又はスリーブの内周面に形成するとよい。更に、少なくとも２つの旋回流路、特に３つの旋回流路を設けるならば有利である。例えば１つの旋回流路をピンの外周面に設け、他の１つの旋回流路をスリーブの内周面に設けることもできる。これらの両旋回流路を特に互いにずらして配置するとよい。
【０００８】
ピンの外周面もスリーブの内周面も基本的には任意に成形することができる。これらは、例えば円筒状に、円錐状に又は偏心的に成形することができる。これらのパラメータの変更並びに旋回流路の数によってノズルからの燃料の流出を適切に調整することができる。
【０００９】
本発明による燃料ノズルは外周面を有するピンと内周面を有するスリーブとを備える。ピンがスリーブ内に配置されている。ピンの外周面及び／又はスリーブの内周面が少なくとも１つの旋回流路を備える。本発明による燃料ノズルは、構造的に簡単な構成にて、ノズル内の燃料を旋回運動に変換することを可能にする。それによって燃料と空気との改善された混合が可能にされる。
【００１０】
旋回流路は、例えば螺旋状に形成されているとよい。ピンの外周面及び／又はスリーブの内周面は、特に円筒状に、円錐状に又は偏心的に形成することができる。これは、旋回を与える配置構成を選択する際に高い柔軟性を可能にする。更に燃料ノズルは、少なくとも２つの旋回流路、例えば３つの旋回流路を備えることができる。
【００１１】
更に、ピンが上端面を含み、スリーブが流出開口を含み、ピンがスリーブ内に次のように配置されているとよい。即ち、上端面が流出開口に対してスリーブの内部に向けて後退しているように配置されているとよい。それによって、上端面と流出開口との間においてスリーブ内に旋回室が形成される。旋回室内では、燃料の旋回運動の結果として燃料が空気と良好に混合される。
【００１２】
旋回室を形成するのに、流出開口に対して上端面を後退させる代わりに、上端面および流出開口を同一レベルに存在させ、燃料ノズル自体を先端キャップ部の外周面に対して後退させることもできる。換言するならば、同一レベルにある上端面と流出開口とを有する燃料ノズルが先端キャップ部内に沈められ、さもなければ先端キャップ部外周面の高さ位置に存在する流出開口が、それよりもバーナ中心軸線に近い高さ位置に配置されている。この場合に旋回室は、燃料ノズルの中心軸から見た半径方向において、先端キャップ部によって区画される。この場合に旋回室はスリーブの外部に、即ちスリーブの下流側にある。
【００１３】
勿論、ピンの上端面がスリーブの流出開口面に対して後退していて、かつスリーブの流出開口面が先端キャップ部の外周面に対して後退していてもよい。これによって、段状の旋回室が生じる。
【００１４】
他の有利な実施形態では、流出開口の面積がピンの上端面の面積よりも小さい。これは、流出開口に対して上端面が後退させられている場合に、スリーブの内部に旋回室をもたらす。この旋回室の通流横断面積は、通流方向に、したがって上端面から流出開口に向かう方向に、燃料ノズルの中心軸線に沿って縮小されている。旋回室の横断面積のこのような縮小によって、燃料−空気混合物の通流速度を高めることができ、このことが混合を促進する。旋回室の横断面積のこのような先細りないし縮小を行なうやり方は、直線状であっても、凹凸状に曲がっていてもよく、或いはそれ以外に任意であってよい。しかし、この先細り形状は燃料ノズルの中心軸線に対して対称的に形成することができる。
【００１５】
本発明による燃料ノズルは、基本的には任意の燃料に使用可能であるが、特に油ノズルとして構成するとよい。
【００１６】
本発明によるバーナは、上述の特徴を有する本発明による燃料ノズルを備える。本発明によるバーナは、本発明による燃料ノズルと同様の利点を有する。
【００１７】
更に、本発明によるバーナが先端キャップ部を含み、燃料ノズルが先端キャップ部内に配置されているとよい。先端キャップ部が、例えば先の尖った形状を有するとよい。更に先端キャップ部が中心軸線を有するとよい。加えて、燃料ノズルも中心軸線を含み、燃料ノズルが次のように先端キャップ部内に配置されているとよい。即ち燃料ノズルの中心軸線が先端キャップ部の中心軸線に対して４５°から９０°までの間の角度を有するように先端キャップ部内に配置されているとよい。それによって、燃焼室への燃料噴射に柔軟に影響を及ぼすことができる。
【００１８】
本発明によるガスタービンは本発明によるバーナを含み、上述の本発明によるバーナと同様の利点を有する。
【００１９】
ガスタービンは、典型的には、１つの圧縮機と、１つ以上のバーナと、１つの燃焼室と、１つのタービンとを備える。ガスタービンの運転中には圧縮機によって空気が圧縮される。圧縮機のタービン側の端部に供給される圧縮空気がバーナに案内され、そこで燃料と混合される。混合物がその際に作動媒体を形成して燃焼室において燃焼させられる。そこから作動媒体がタービンに向けて流れてタービンを駆動する。
【００２０】
以上のとおり、本発明による燃料ノズルは、例えば本発明による方法の助けにより短時間にかつ低コストで製造することができる。本発明による燃料ノズルは、旋回を与える配置構成の選択時における高い柔軟性に特色を有し、かつ柔軟に使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】ガスタービンを概略的に示す部分縦断面図である。
【図２】本発明によるバーナを概略的に示す断面図である。
【図３】本発明によるバーナの頭部を概略的に示す断面図である。
【図４】スリーブの断面を概略的に示す斜視図である。
【図５】ピンを概略的に示す斜視図である。
【図６】本発明による燃料ノズルの断面を概略的に示す斜視図である。
【図７】ピンの代替構成を概略的に示す斜視図である。
【図８】代替構成されたスリーブの断面を概略的に斜視図である。
【図９】ピンを概略的に示す斜視図である。
【図１０】代替構成された燃料ノズルの断面を概略的に示す斜視図である。
【図１１】他の本発明による燃料ノズルを概略的に示す断面図である。
【図１２】他の本発明による燃料ノズルを概略的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下において、添付図面を参照しながら実施例に基づいて本発明の更なる利点、特徴および特性を詳細に説明する。この場合に諸実施例の特徴は個別に存在してもよいし、或いは互いに組み合わせされて存在してもよい。
【００２３】
先ず、本発明の第１実施例を図１乃至７に基づいて詳細に説明する。
【００２４】
図１はガスタービン１００を部分縦断面図で例示する。
【００２５】
ガスタービン１００は、内部に、回転軸線１０２を中心に回転可能に支持された軸を備えたロータ１０３を有する。このロータは、タービンロータとも呼ばれる。
【００２６】
吸気ケーシング１０４と、圧縮機１０５と、同軸に配置された複数のバーナ１０７を備えた例えばトーラス状の燃焼室１１０、特に環状燃焼室１０６と、タービン１０８と、排気ケーシング１０９とがロータ１０３に沿って順に配置されている。
【００２７】
環状燃焼室１１０は、例えば環状の高温ガス通路１１１に連通している。そこでは、例えば４つの相前後して接続されたタービン段１１２がタービン１０８を構成している。
【００２８】
各タービン段１１２は、例えば２つの翼輪から構成されている。高温ガス通路１１１内には、作動媒体１１３の通流方向に見て、静翼列１１５に続いて、動翼１２０からなる翼列１２５が存在する。
【００２９】
静翼１３０がステータ１４３の内部ケーシング１３８に固定されているのに対して、翼列１２５の動翼１２０はタービン円板１３３によりロータ１０３に取り付けられている。
【００３０】
ロータ１０３には、発電機または作業機械（図示せず）が連結されている。
【００３１】
ガスタービン１００の運転中には、圧縮機１０５によって吸気ケーシング１０４を通して空気１３５が吸い込まれて圧縮される。圧縮機１０５のタービン側の端部に供給される圧縮空気はバーナ１０７へ案内され、そこで燃料と混合される。混合物は燃料室１１０内で燃焼されて作動媒体１１３を形成する。そこから作動媒体１１３は高温ガス通路１１１に沿って静翼１３０および動翼１２０を通流する。動翼１２０で作動媒体１１３が膨張して衝撃を伝達し、動翼１２０がロータ１０３を駆動し、ロータ１０３がロータ１０３に連結された作業機械を駆動する。
【００３２】
図２は本発明によるバーナ１０７の断面を部分的斜視図で概略的に示す。バーナ１０７は、一方では環状燃焼室１０６に接続して使用することができる。しかし、とりわけバーナ１０７は、いわゆる管状燃焼室に接続して使用される。この場合にガスタービン１００は、環状燃焼室１０６の代わりに、環状に配置された複数の管状燃焼室を有し、これらの管状燃焼室の流出側開口は環状の高温ガス通路１１１のタービン入口側に連通している。この場合に、特に、これらの管状燃焼室のそれぞれにおいて、多数の、例えば６又は８個のバーナ１０７が、管状燃焼室の流出側開口の向かい側の端部に、１つのパイロットバーナの周りにほぼ環状に配置されている。
【００３３】
バーナ１０７は円筒状の容器１２を備える。容器１２内には、バーナ１０７の中心軸線２７に沿って燃料通路１６を有する槍形部が配置されている。この槍形部は、燃焼室１１０に通じている側に、尖端状に形成された先端キャップ部１３を含み、この先端キャップ部１３は中心軸線２７に対して同心配置されている。先端キャップ部１３内には本発明による燃料ノズル１が配置されていて、この燃料ノズル１は燃料通路１６に連通している。
【００３４】
本発明によるバーナ１０７の容器１２内には槍形部の周りに旋回流形成翼１７が配置されている。旋回流形成翼１７は容器１２内において槍形部の周囲に沿って配置されている。旋回流形成翼１７によって、圧縮機空気流１５が、バーナ１０７における燃焼室１１０に通じている部分へ導かれる。その空気は旋回流形成翼１７によって旋回運動させられる。その際に生じる空気流の中に、燃料、例えば油が燃料ノズル１を通して噴射される。その際に生じる燃料−空気混合物が燃焼室１１０へ導かれる。
【００３５】
図３は先端キャップ部１３の断面を斜視図で概略的に示す。先端キャップ部１３の中心軸線が参照符号１８によって示されている。先端キャップ部１３は、燃焼室１１０に向かって円錐状に先の尖った形にされている。先端キャップ部１３は、複数の、この実施例では４つの燃料ノズル１を有する。燃料ノズル１は先端キャップ部１３の外周において燃料ノズルに対応した凹みの中に配置されている。燃料ノズル１の中心軸線が参照符号１９によって示されている。燃料ノズル１の中心軸線１９は、先端キャップ部１３の中心軸線１８に対して、４５°と９０°との間の角度２０を有する。燃料は、燃料通路１６を通して、参照符号２６によって示されている通流方向に沿って先端キャップ部１３内に流入する。燃料は、それから燃料ノズル１を通して矢印２５の方向に、旋回流形成翼１７から来る空気流の中に噴射される。
【００３６】
本発明による燃料ノズル１は、スリーブ２と、スリーブ２内に配置されたピン３とを備える。図４はスリーブ２の断面を斜視図で概略的に示す。スリーブ２は、この実施例では中空円筒の形を有する。スリーブ２の内周面が参照符号６によって示されている。
【００３７】
図５はピン３を斜視図で示す。ピン３はこの実施例では円筒の形を有する。円筒の外周面が参照符号５により示されている。ピン３の上端面が参照符号７により示されている。外周面５に沿って旋回流路４が溝の形で走っている。旋回流路４は、外周面５においてピン３の中心軸線２８の周りに螺旋状に旋回している。
【００３８】
図６は本発明による燃料ノズル１の断面を斜視図で概略的に示す。本発明による燃料ノズル１は、図４に示したスリーブ２と、図５に示したピン３とを備える。ピン３は、スリーブ２の内周面がピン３の外周面５とぴったり結合するようにスリーブ２内に配置されている。この結合ははめあい結合または圧力結合であってよい。ピン３は、スリーブ２内に例えばロウ付け又は圧力嵌めすることができる。
【００３９】
スリーブ２内にピン３を配置することによって、ピン３の中心軸線２８に対する半径方向において、スリーブ２の内周面６により旋回流路４が覆われるか、又は区画される。
【００４０】
スリーブ２は、燃料ノズル１から出た燃料の通流方向２５に流出開口８を有する。ピン３は、ピン３の上端面７がスリーブ２の流出開口８に対して後退した位置になるようにスリーブ２内に配置されている。この場合に旋回室９が形成される。旋回室９内において、燃料、本実施例では油と、空気との混合が行なわれる。更に、上記後退によって、ビーム状噴霧ではなくて膜状噴霧が可能となる。上端面７と流出開口８とが一直線に並んでいてもよい。
【００４１】
ピン３の代替実施例が図７に示されている。図７はピン２９を斜視図で概略的に示す。図５に示されたピン３と違って、ピン２９は、ピン２９の中心軸２８の周りに螺旋状に外周面５に沿って配置された３つの旋回流路４を含んでいる。これらの旋回流路４は周方向において互いにずらされて配置されている。この場合にそれぞれ隣接する旋回流路４同士は、例えばピン２９の周囲に沿って互いに１２０°の角度だけずらされて配置されているとよい。図７に示された変形に対する代替として、ピン３，２９が任意の他の個数の旋回流路４を含んでいてよい。
【００４２】
次に本発明の第２実施例を図８乃至１０に基づいて更に詳細に説明する。第１実施例の要素に対応する要素には同一の参照符号を付し、詳細を改めて説明することはしない。
【００４３】
図８はスリーブ２２の断面を斜視図で概略的に示す。スリーブ２２は、図４に示されたスリーブと違って、スリーブ２２の内周面６に沿って旋回流路２４が配置されていることによって特徴付けられている。旋回流路２４は、スリーブ２１の中心軸線に対して螺旋状にスリーブ２２の内周面６に沿って旋回している。
【００４４】
図９はピン２３を斜視図で概略的に示す。この実施例において使用されるピン２３は円筒の形を有し、図５に示されたピン３と違って旋回流路を持っていない。ピン２３は外周面５と上端面７を有する。
【００４５】
図１０は本発明による燃料ノズル２１の断面を斜視図で概略的に示す。燃料ノズル２１は、図８に示したスリーブ２２および図９に示したピン２３を備える。ピン２３は、ピン２３の外周面５とスリーブ２２の内周面６とがぴったり結合するようにスリーブ２２内に配置されている。この結合は基本的にはめあい結合または圧力結合とすることができる。スリーブ２２内にピン２３を配置することによって、旋回流路２４が中心軸線１９に向かって半径方向において覆われるか、又は区画される。
【００４６】
ここで使用されるスリーブ２２は、互いにずらされて配置された複数の旋回流路２４を勿論含んでいてもよい。３つの旋回流路２４の場合に、それぞれ隣接する旋回流路２４同士は、例えばピン２３の周囲に沿って互いに１２０°の角度だけずらされているとよい。
【００４７】
更にピン２３はスリーブ２２内に配置されていて、ピン２３の上端面７はスリーブ２２の流出開口８に対して後退させられている。それによってピン２３の上端面７と流出開口８との間に旋回室９が生じ、この旋回室９内で燃料が空気と混合される。
【００４８】
次に第３実施例を図１１に基づいて更に詳細に説明する。先行する実施例の要素に対応する要素には同一の参照符号を付し、それらの要素の詳細は改めて説明しない。
【００４９】
図１１は本発明による燃料ノズル３１を示し、この燃料ノズル３１は、第２実施例のスリーブ２２と第１実施例のピン３，２９との組み合わせである。燃料ノズル３１はスリーブ３２を含み、このスリーブ３２は内周面６に沿って１つの旋回流路を有する。この旋回流路２４は、図８及び１０と関連して説明した旋回流路２４と同じ特性を持つ。
【００５０】
スリーブ３２内にはピン３３が配置されている。ピン３３は、図５に関連して説明したピン３又は図７に関連して説明したピン２９と同じ特性を有する。ピン３３は１つの旋回流路４を備える。ピン３３はスリーブ３２内に配置されていて、旋回流路４がスリーブ３２の内周面６によって覆われ、かつ旋回流路２４がピン３３の外周面５によって覆われる。それによって、燃料ノズル３１内には２つの旋回流路が生じる。スリーブ３２の内部には、ピン３３の上端面７とスリーブ３２の流出開口８との間に旋回室９が存在する。
【００５１】
次に、第４実施例を図１２に基づいて詳細に説明する。先行する実施例の要素に対応する要素には同一の参照符号を付し、詳細を改めて説明することはしない。図１２は本発明による燃料ノズル４１の断面を概略的に示す。燃料ノズル４１はスリーブ４２及びピン４３を備える。ピン４３はスリーブ４２の内部に配置されている。先行する実施例とは違ってピン４３の外周面４５及びスリーブ４２の内周面４６が円錐台の外周面の形状を有する。これは、中心軸線２８に対するピン４３の半径が燃料の通流方向に向かって円錐状に増大していることを意味する。同様にスリーブ４２の内径も燃料の通流方向２５に向かって円錐状に増大している。
【００５２】
ピン４３は螺旋状に外周面４５に沿って走っている少なくとも１つの旋回流路４を有する。ピン４３の上端面７は、スリーブ４２内に、流出開口８に対して後退させられて配置されている。それによってスリーブ４２内に旋回室９が形成され、この旋回室９内において燃料が空気と混合される。図１２に示した実施例に対する代替として、少なくとも１つの旋回流路を、スリーブ４２だけが含んでいてもよいし、又はスリーブ４２と同様にピン４３も含んでいてもよい。
【００５３】
基本的には、本発明の全ての実施例及び代替変形例の枠内において、例えば直径、偏心度、円錐形状の変更によって、又は複数の旋回流路を通した多段の噴出によって、燃料の噴出を制御することができる。燃料は、特に油である。全ての実施例において、ピンをスリーブ内に、例えばロウ付け又は圧力嵌めすることができる。それぞれの旋回流路は種々の製造方法により製造することができる。例えば、フライス削り、丸削り、溝削り、食刻、焼結又は押出成形によって、ピン及び／又はスリーブのそれぞれの表面に旋回流路を形成することができる。更に、ピン及び／又はスリーブのそれぞれの表面は、鋳造によって発生させることができる。
【００５４】
原理的には、開示した全ての構成について、上端面７と流出開口８とが同一レベルにあってもよい。この場合に旋回室を形成するためには、燃料ノズル１，２１，３１，４１が、先端キャップ部１３の外周面に対して後退させられていることだけが必要である。
【００５５】
更に、図６、１０及び１１に示された燃料ノズル１，２１，３１の構成については、流出開口８の面積がピン３，２３，３３の上端面の面積よりも小さくてもよい。この場合にピン３，２３，３３はスリーブ２，２２，３２の上流側から挿入される。
【符号の説明】
【００５６】
１ 燃料ノズル
２ スリーブ
３ ピン
４ 旋回流路
５ 外周面
６ 内周面
７ 上端面
８ 流出開口
９ 旋回室
１２ 容器
１３ 先端キャップ部
１５ 圧縮機空気流
１６ 燃料通路
１７ 旋回流形成翼
１８ 中心軸線
１９ 中心軸線
２０ 角度
２１ 燃料ノズル
２２ スリーブ
２３ ピン
２４ 旋回流路
２５ 通流方向
２６ 通流方向
２７ 中心軸船
２８ 中心軸線
２９ ピン
３１ 燃料ノズル
３２ スリーブ
３３ ピン
４１ 燃料ノズル
４２ スリーブ
４３ ピン
４５ 外周面
４６ 内周面
１００ ガスタービン
１０２ 回転軸線
１０３ ロータ
１０４ 吸気ケーシング
１０５ 圧縮機
１０６ 燃焼室
１０７ バーナ
１０８ タービン
１０９ 排気ケーシング
１１０ 燃焼室
１１１ 高温ガス通路
１１２ タービン段
１１３ 作動媒体
１１５ 静翼列
１２０ 動翼
１２５ 動翼列
１３０ 静翼
１３３ タービン円板
１３５ 空気
１３８ 内部ケーシング
１４３ ステータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピン（３，２３，２９，３３，４３）の外周面（５，４５）及び／又はスリーブ（２，２２，３２，４２）の内周面（６，４６）に少なくとも１つの旋回流路（４，２４）を形成し、前記ピン（３，２３，２９，３３，４３）の外周面（５，４５）と前記スリーブ（２，２２，３２，４２）の内周面（６，４６）とを接合するように、前記スリーブ（２，２２，３２，４２）内に前記ピン（３，２３，２９，３３，４３）を固定する燃料ノズル（１，２１，３１，４１）の製造方法。
【請求項２】
ピン（３，２３，２９，３３，４３）の外周面（５，４５）及び／又はスリーブ（２，２２，３２，４２）の内周面（６，４６）に、フライス削り、丸削り、溝削り、食刻、焼結又は押出成形により、前記旋回流路（４，２４）を形成する請求項１記載の方法。
【請求項３】
ピン（３，２３，２９，３３，４３）及び／又はスリーブ（２，２２，３２，４２）を鋳型で鋳造し、前記旋回流路（４，２４）を鋳型によって決める請求項１記載の方法。
【請求項４】
ピン（３，２３，２９，３３，４３）をスリーブ（２，２２，３２，４２）内にロウ付け又は圧力嵌めする請求項１乃至３の１つに記載の方法。
【請求項５】
ピン（３，２３，２９，３３，４３）の外周面（５，４５）及び／又はスリーブ（２，２２，３２，４２）の内周面（６，４６）に、前記旋回流路（４，２４）を螺旋状に形成する請求項１乃至４の１つに記載の方法。
【請求項６】
燃料ノズル（１，２１，３１，４１）が外周面（５，４５）を有するピン（３，２３，２９，３３，４３）と内周面（６，４６）を有するスリーブ（２，２２，３２，４２）とを有し、前記ピン（３，２３，２９，３３，４３）が前記スリーブ（２，２２，３２，４２）内に配置されていて、前記ピン（３，２３，２９，３３，４３）の外周面（５，４５）及び／又はスリーブ（２，２２，３２，４２）の内周面（６，４６）が少なくとも１つの旋回流路（４，２４）を備える燃料ノズル（１，２１，３１，４１）。
【請求項７】
旋回流路（４，２４）が螺旋状に形成されている請求項６記載の燃料ノズル（１，２１，３１，４１）。
【請求項８】
ピン（３，２３，２９，３３，４３）の外周面（５，４５）及び／又はスリーブ（２，２２，３２，４２）の内周面（６，４６）が円筒状に、円錐状に又は偏心的に形成されている請求項６又は７記載の燃料ノズル（１，２１，３１，４１）。
【請求項９】
燃料ノズル（１，２１，３１，４１）が少なくとも２つの旋回流路（４，２４）を備える請求項６乃至８の１つに記載の燃料ノズル（１，２１，３１，４１）。
【請求項１０】
ピン（３，２３，２９，３３，４３）が上端面（７）を有し、スリーブ（２，２２，３２，４２）が流出開口（８）を有し、前記ピン（３，２３，２９，３３，４３）が前記スリーブ（２，２２，３２，４２）内に配置されていて、前記上端面（７）が前記流出開口（８）に対してスリーブ（２，２２，３２，４２）の内部に向けて後退させられている請求項６乃至９の１つに記載の燃料ノズル（１，２１，３１，４１）。
【請求項１１】
流出開口（８）の面積がピン（３，２３，２９，３３）の上端面（７）の面積よりも小さい請求項６乃至１０の１つに記載の燃料ノズル（１，２１，３１，４１）。
【請求項１２】
燃料ノズル（１，２１，３１，４１）が油ノズルとして構成されている請求項６乃至１１の１つに記載の燃料ノズル（１，２１，３１，４１）。
【請求項１３】
請求項６乃至１１の１つに記載の少なくとも１つの燃料ノズル（１，２１，３１，４１）を備えるバーナ（１０７）。
【請求項１４】
円筒状の容器（１２）を有するバーナ（１０７）であって、当該容器（１２）が、その内部中央に配置された燃料通路（１６）を有する槍形部を備え、この槍形部が、放射状に配置された旋回流形成翼（１７）を介して当該容器に支持され、燃焼室に通じている側に先端キャップ部（１３）が配置されており、１つ又は複数の燃料ノズル（１，２１，３１，４１）が、好ましくは旋回流形成翼（１７）の下流側において、先端キャップ部（１３）内に配置されていて、かつ流体技術的に燃料通路（１６）に接続されている請求項１３記載のバーナ（１０７）。
【請求項１５】
先端キャップ部が中心軸線（１８）を有し、前記燃料ノズルが中心軸線（１９）を有し、前記燃料ノズル（１，２１，３１，４１）が先端キャップ部（１３）内に配置されていて、前記燃料ノズルの中心軸線（１９）が先端キャップ部の中心軸線（１８）に対して４５°から９０°の間の角度を有する請求項１４記載のバーナ（１０７）。
【請求項１６】
請求項６ないし１２の１つに記載の燃料ノズルを備え、前記スリーブ（２，２２，３２，４２）が流出開口（８）を含み、前記流出開口（８）が先端キャップ部（１３）の外周面に対して後退させられている請求項１４乃至１５の１つに記載のバーナ（１０７）。
【請求項１７】
中央のパイロットバーナの周りに環状に配置された請求項１３乃至１６の１つに記載の複数のバーナ（１０７）を備えた燃焼装置。
【請求項１８】
請求項１３乃至１６の１つに記載の少なくとも１つのバーナ（１０７）を備えるか、又は管状燃焼室ごとに請求項１７記載の１つの燃焼装置を備えるガスタービン（１００）。
【請求項１】
ピン（３，２３，２９，３３，４３）の外周面（５，４５）及び／又はスリーブ（２，２２，３２，４２）の内周面（６，４６）に少なくとも１つの旋回流路（４，２４）を形成し、前記ピン（３，２３，２９，３３，４３）の外周面（５，４５）と前記スリーブ（２，２２，３２，４２）の内周面（６，４６）とを接合するように、前記スリーブ（２，２２，３２，４２）内に前記ピン（３，２３，２９，３３，４３）を固定する燃料ノズル（１，２１，３１，４１）の製造方法。
【請求項２】
ピン（３，２３，２９，３３，４３）の外周面（５，４５）及び／又はスリーブ（２，２２，３２，４２）の内周面（６，４６）に、フライス削り、丸削り、溝削り、食刻、焼結又は押出成形により、前記旋回流路（４，２４）を形成する請求項１記載の方法。
【請求項３】
ピン（３，２３，２９，３３，４３）及び／又はスリーブ（２，２２，３２，４２）を鋳型で鋳造し、前記旋回流路（４，２４）を鋳型によって決める請求項１記載の方法。
【請求項４】
ピン（３，２３，２９，３３，４３）をスリーブ（２，２２，３２，４２）内にロウ付け又は圧力嵌めする請求項１乃至３の１つに記載の方法。
【請求項５】
ピン（３，２３，２９，３３，４３）の外周面（５，４５）及び／又はスリーブ（２，２２，３２，４２）の内周面（６，４６）に、前記旋回流路（４，２４）を螺旋状に形成する請求項１乃至４の１つに記載の方法。
【請求項６】
燃料ノズル（１，２１，３１，４１）が外周面（５，４５）を有するピン（３，２３，２９，３３，４３）と内周面（６，４６）を有するスリーブ（２，２２，３２，４２）とを有し、前記ピン（３，２３，２９，３３，４３）が前記スリーブ（２，２２，３２，４２）内に配置されていて、前記ピン（３，２３，２９，３３，４３）の外周面（５，４５）及び／又はスリーブ（２，２２，３２，４２）の内周面（６，４６）が少なくとも１つの旋回流路（４，２４）を備える燃料ノズル（１，２１，３１，４１）。
【請求項７】
旋回流路（４，２４）が螺旋状に形成されている請求項６記載の燃料ノズル（１，２１，３１，４１）。
【請求項８】
ピン（３，２３，２９，３３，４３）の外周面（５，４５）及び／又はスリーブ（２，２２，３２，４２）の内周面（６，４６）が円筒状に、円錐状に又は偏心的に形成されている請求項６又は７記載の燃料ノズル（１，２１，３１，４１）。
【請求項９】
燃料ノズル（１，２１，３１，４１）が少なくとも２つの旋回流路（４，２４）を備える請求項６乃至８の１つに記載の燃料ノズル（１，２１，３１，４１）。
【請求項１０】
ピン（３，２３，２９，３３，４３）が上端面（７）を有し、スリーブ（２，２２，３２，４２）が流出開口（８）を有し、前記ピン（３，２３，２９，３３，４３）が前記スリーブ（２，２２，３２，４２）内に配置されていて、前記上端面（７）が前記流出開口（８）に対してスリーブ（２，２２，３２，４２）の内部に向けて後退させられている請求項６乃至９の１つに記載の燃料ノズル（１，２１，３１，４１）。
【請求項１１】
流出開口（８）の面積がピン（３，２３，２９，３３）の上端面（７）の面積よりも小さい請求項６乃至１０の１つに記載の燃料ノズル（１，２１，３１，４１）。
【請求項１２】
燃料ノズル（１，２１，３１，４１）が油ノズルとして構成されている請求項６乃至１１の１つに記載の燃料ノズル（１，２１，３１，４１）。
【請求項１３】
請求項６乃至１１の１つに記載の少なくとも１つの燃料ノズル（１，２１，３１，４１）を備えるバーナ（１０７）。
【請求項１４】
円筒状の容器（１２）を有するバーナ（１０７）であって、当該容器（１２）が、その内部中央に配置された燃料通路（１６）を有する槍形部を備え、この槍形部が、放射状に配置された旋回流形成翼（１７）を介して当該容器に支持され、燃焼室に通じている側に先端キャップ部（１３）が配置されており、１つ又は複数の燃料ノズル（１，２１，３１，４１）が、好ましくは旋回流形成翼（１７）の下流側において、先端キャップ部（１３）内に配置されていて、かつ流体技術的に燃料通路（１６）に接続されている請求項１３記載のバーナ（１０７）。
【請求項１５】
先端キャップ部が中心軸線（１８）を有し、前記燃料ノズルが中心軸線（１９）を有し、前記燃料ノズル（１，２１，３１，４１）が先端キャップ部（１３）内に配置されていて、前記燃料ノズルの中心軸線（１９）が先端キャップ部の中心軸線（１８）に対して４５°から９０°の間の角度を有する請求項１４記載のバーナ（１０７）。
【請求項１６】
請求項６ないし１２の１つに記載の燃料ノズルを備え、前記スリーブ（２，２２，３２，４２）が流出開口（８）を含み、前記流出開口（８）が先端キャップ部（１３）の外周面に対して後退させられている請求項１４乃至１５の１つに記載のバーナ（１０７）。
【請求項１７】
中央のパイロットバーナの周りに環状に配置された請求項１３乃至１６の１つに記載の複数のバーナ（１０７）を備えた燃焼装置。
【請求項１８】
請求項１３乃至１６の１つに記載の少なくとも１つのバーナ（１０７）を備えるか、又は管状燃焼室ごとに請求項１７記載の１つの燃焼装置を備えるガスタービン（１００）。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公表番号】特表２０１１−５１１２４３（Ｐ２０１１−５１１２４３Ａ）
【公表日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５４３３９８（Ｐ２０１０−５４３３９８）
【出願日】平成２０年１１月７日（２００８．１１．７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００８／０６５１３５
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０９５１００
【国際公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【出願人】（３９００３９４１３）シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト (2,104)
【氏名又は名称原語表記】Ｓｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ
【住所又は居所原語表記】Ｗｉｔｔｅｌｓｂａｃｈｅｒｐｌａｔｚ ２， Ｄ−８０３３３ Ｍｕｅｎｃｈｅｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【公表日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月７日（２００８．１１．７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００８／０６５１３５
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０９５１００
【国際公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【出願人】（３９００３９４１３）シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト (2,104)
【氏名又は名称原語表記】Ｓｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ
【住所又は居所原語表記】Ｗｉｔｔｅｌｓｂａｃｈｅｒｐｌａｔｚ ２， Ｄ−８０３３３ Ｍｕｅｎｃｈｅｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ
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