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JPH0783436A - ガスタービンエンジンの燃焼器用燃料噴射器 - Google Patents

ガスタービンエンジンの燃焼器用燃料噴射器

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Publication number
JPH0783436A
JPH0783436A JP6143993A JP14399394A JPH0783436A JP H0783436 A JPH0783436 A JP H0783436A JP 6143993 A JP6143993 A JP 6143993A JP 14399394 A JP14399394 A JP 14399394A JP H0783436 A JPH0783436 A JP H0783436A
Authority
JP
Japan
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fuel
discharge orifice
passage
air
combustor
Prior art date
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Pending
Application number
JP6143993A
Other languages
English (en)
Inventor
Fei P Lee
ピー． リー フェイ
Theodore R Koblish
アール． コブリッシュ セオドア
Jerome R Bradley
アール． ブラッドレイ ジェローム
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TEXTRON FUEL SYSTEMS
Fuel Systems Textron Inc
Original Assignee
TEXTRON FUEL SYSTEMS
Fuel Systems Textron Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TEXTRON FUEL SYSTEMS, Fuel Systems Textron Inc filed Critical TEXTRON FUEL SYSTEMS
Publication of JPH0783436A publication Critical patent/JPH0783436A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B77/00—Component parts, details or accessories, not otherwise provided for
    • F02B77/04—Cleaning of, preventing corrosion or erosion in, or preventing unwanted deposits in, combustion engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/22—Fuel supply systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
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    • F02C7/22—Fuel supply systems
    • F02C7/232—Fuel valves; Draining valves or systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明の目的は、ガスタービンエンジンの
燃焼器用燃料噴射器に対する燃料供給が中断されると同
時に燃料噴射器の燃料通路内に滞留する燃料を、この滞
留燃料に掛かる生成空気圧の差によって燃焼器にパージ
させることにある。 【構成】 このため、この発明は、空気をガスタービン
エンジンの燃焼器に吐出する第１空気吐出オリフィスと
第２空気吐出オリフィスと、燃料を燃焼器に吐出する夫
々の第１燃料吐出オリフィスと第２燃料吐出オリフィス
を有する第１燃料通路手段と第２燃料通路手段と、を有
する噴射器本体を具備する、ガスタービンエンジンの燃
焼器用セルフパージ式燃料噴射器であり、第１燃料通路
と第２燃料通路は、第１燃料吐出オリフィスと第２燃料
吐出オリフィスの上流に連通され、第１空気吐出オリフ
ィスと第１燃料吐出オリフィスが第１燃料吐出オリフィ
スに空気圧を生成する関係を有する一方で、第２空気吐
出オリフィスと第２燃料吐出オリフィスが第２燃料吐出
オリフィスに異なる空気圧を生成する関係を有してい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ガスタービンエンジ
ンの燃料器用燃料噴射器に係り、特に燃料通路内に滞留
する燃料を、生成される圧力差によって燃焼器にパージ
し得るガスタービンエンジンの燃焼器用燃料噴射器に関
する。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービンエンジンにおいては、排気
ガスを減少させるとともに燃焼器の性能を向上させる試
みによって、低速回転（低出力）でエンジンを運転する
場合に１つ以上の燃料噴射器を使用するとともに比較的
高速回転（比較的高出力）でエンジンを運転する場合に
別の１つ以上の燃料噴射器を使用する段階式燃料システ
ムの使用が実現した。一般に、低速回転でエンジンを運
転する場合に使用される燃料噴射器は、先立ち燃料噴射
器又は１次燃料噴射器と呼称され、アイドリングから高
速度運転までの全エンジン運転継続期間に対して連続燃
料流をエンジン燃焼器に提供する。比較的高速回転でエ
ンジンを運転する場合に使用される燃料噴射器は、２次
噴射器又は主噴射器と呼称され、比較的高速のエンジン
回転速度（出力）が必要な場合に補充燃料流をオンデマ
ンド方式でエンジン燃焼器に提供する。従って、２次燃
料噴射器は、補充燃料流を必要としないエンジンのアイ
ドリングの間では機能せず、補充燃料流が必要な比較的
高速回転（出力）でエンジンを運転している間は機能す
る。
【０００３】ガスタービンエンジンの無段燃料システム
では、１９７２年８月１６日発行の米国特許第３，８６
４，１８６号と、１９７６年９月１４日発行の米国特許
第３，９８０，２３３号と、に記述されるエアブラスト
燃料噴射器が使用された。エアブラスト燃料噴射器は、
燃料吐出オリフィスの表面又はリップに形成される薄膜
の液体燃料を噴霧化するように設計されており、この噴
霧化は、燃料膜が燃料吐出オリフィスの表面から離脱す
ると同時に、この燃料膜に、エンジン圧縮器からエアブ
ラスト噴射器に供給される高速度の気流を指向させるこ
とによって行われる。
【０００４】このような噴射器としての本願出願人に譲
渡された１９９２年６月１９日提出の同時係属出願第０
７／９０１，４２４号には、弁を介して燃料噴射器の空
気吐出通路に連通される燃料パージ通路を含むととも
に、前記弁が、燃料噴射器に対する燃料流の中断と同時
にパージエアを空気吐出通路から燃料パージ通路と燃料
吐出通路とを介して提供して燃料通路内に滞留する燃料
をガスタービンエンジンの燃焼器にパージするように作
動することができる、セルフパージ式エアブラスト噴射
器が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来、ガス
タービンエンジンの段階式燃料システムに使用されるエ
アブラスト燃料噴射器においては、エアブラスト燃料噴
射器が、一定のエンジン運転継続時期（例えば、低速回
転のアイドリング等の低出力継続時期）の間は機能せず
残りのエンジン運転継続時期（例えば、高速回転で運
転）の間では機能するシステムの２次（又は主）噴射器
を含む場合、段階式燃料システムに前記エアブラスト燃
料噴射器を使用すると所謂コークス化問題を呈すること
がある。特に、２次（又は主）燃料噴射器が、低出力で
エンジンを運転している間、機能しないと、燃料が当該
噴射器の燃料吐出通路内に残留するので、この燃料が燃
焼器環境の高温によって、燃料吐出通路内の燃料がやが
て炭化（コークス化）されるまで加熱されて、炭素質の
付着物が燃料吐出通路内に堆積することがある。かかる
付着物によって、使用中のエアブラスト燃料噴射器の性
能が、噴射器の燃料流量と燃料の噴霧化が不十分になる
という点で悪影響を受けることがある。同様の付着物
が、燃料吐出通路／リップから吐出される燃料を噴霧す
るために高速度のコンプレッサ気流を使用する他の空気
噴霧式燃料噴射器の燃料通路内に堆積する不都合があ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、上
述の不都合を除去するために、第１に、空気をガスター
ビンエンジンの燃焼器に吐出する第１空気吐出オリフィ
スと第２空気吐出オリフィスと、燃料を前記燃焼器に吐
出する夫々の第１燃料吐出オリフィスと第２燃料吐出オ
リフィスを有する第１燃料通路手段と第２燃料通路手段
と、を有する噴射器本体手段を具備するとともに、前記
第１燃料通路と前記第２燃料通路が前記第１燃料吐出オ
リフィスと前記第２燃料吐出オリフィスの上流に連通さ
れ、前記第１空気吐出オリフィスと前記第１燃料吐出オ
リフィスが前記第１燃料吐出オリフィスに空気圧を生成
する関係を有する一方で、前記第２空気吐出オリフィス
と前記第２燃料吐出オリフィスが前記第２燃料吐出オリ
フィスに異なる空気圧を生成する関係を有するので、前
記第１燃料吐出オリフィスと前記第２燃料吐出オリフィ
スに対する燃料供給が中断される場合、前記第１燃料吐
出オリフィスと前記第２燃料吐出オリフィスの間の前記
第１燃料通路内と前記第２燃料通路内に滞留する燃料
が、この滞留燃料を前記燃焼器内に確実にパージする圧
力差を受けることを特徴とする。
【０００７】第２に、空気をガスタービンエンジンの燃
焼器に吐出する内部空気吐出オリフィスを備えた内部空
気通路と、前記内部空気通路に周設される第１燃料通路
であって、燃料を前記燃焼器に吐出する第１燃料吐出オ
リフィスを有する前記第１燃料通路と、前記第１燃料通
路に周設されるとともに中間空気吐出オリフィスを有す
る中間空気通路と、前記中間空気通路に周設される第２
燃料通路であって、燃料を前記燃焼器に吐出する第２燃
料吐出オリフィスを有する前記第２燃料通路と、を有す
る噴射器本体手段を具備するとともに、前記第１燃料通
路と前記第２燃料通路が、前記第１燃料吐出オリフィス
と前記第２燃料吐出オリフィスの上流に連通され、前記
内部空気吐出オリフィスと前記第１燃料吐出オリフィス
が前記第１燃料吐出オリフィスに空気圧を生成する関係
を有する一方で、前記中間空気吐出オリフィスと前記第
２燃料吐出オリフィスが前記第２燃料吐出オリフィスに
異なる空気圧を生成する関係を有するので、前記第１燃
料吐出オリフィスと前記第２燃料吐出オリフィスに対す
る燃料供給が中断される場合、前記第１燃料吐出オリフ
ィスと前記第２燃料吐出オリフィスの間の前記第１燃料
通路内と前記第２燃料通路内に滞留する燃料が、この滞
留燃料を前記燃焼器内に確実にパージする圧力差を受け
ることを特徴とする。
【０００８】
【作用】この発明の構成によれば、第１に、ガスタービ
ンエンジンの燃焼器用燃料噴射器に対する燃料供給が中
断されると同時に燃料噴射器の燃料通路内に滞留する燃
料が、この滞留燃料に掛かる生成空気圧の差によって燃
焼器にパージされる。
【０００９】第２に、ガスタービンエンジンの燃焼器用
燃料噴射器に対する燃料供給が中断されると同時に燃料
噴射器の燃料通路内に滞留する燃料が、極めて急速に燃
焼器にパージされて、このパージされた燃料が前記燃焼
器内で前記燃料噴射器の既存火炎領域によって点火され
る。
【００１０】
【実施例】以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細
且つ具体的に説明する。図１〜図３は、この発明の実施
例を示すものである。
【００１１】図１には、本発明の第１実施例によるセル
フパージ式エアブラスト燃料噴射器１０が図示されてい
る。この燃料噴射器１０は、従来の方法でエンジンハウ
ジング１１に締着される（例えば、ボルト締めされる）
ようにできているフランジ２０ａを有する管状の支持ハ
ウジング２０と、この支持ハウジング２０に締着される
とともに従来の方法でガスタービンエンジンの燃焼器壁
１２（部分的に図示）内の開口部に内設される噴射器チ
ップＴと、を含む。この図示される燃料噴射器１０は、
例えば米国特許第３，６８４，１８６号を参照願いたい
が、技術上周知の如く、燃料を噴霧するために加圧コン
プレッサ吐出空気（矢印Ａ参照）を利用する。
【００１２】この燃料噴射器１０は、燃料吸入口取付具
２２を有する管状の支持ハウジング２０を含むととも
に、この燃料吸入口取付具２２が、燃料導管２４（概略
的に図示）を介して燃料マニホールド２５に連通されて
いるのが図示されている。この燃料マニホールド２５
に、加圧燃料が燃料ポンプ２６（概略的に図示）から供
給される。この燃料噴射器１０と同一の複数の燃料噴射
器に、加圧燃料を、図１に図示される類似の燃料導管２
４を介して燃料マニホールド２５から供給することがで
きる。
【００１３】燃料吸入口取付具２２は、通路３２によっ
てハウジングチャンバ３０に連通されている。このハウ
ジングチャンバ３０には、燃料流を制御する燃料逆止／
燃料調量弁３４が内設されている。この燃料調量弁３４
は、管状の弁支持部材３６に載設されている。この弁支
持部材３６は、クリップ４０、バネ４２、及び有孔スク
リーン又は有孔スリーブ４４によって支持カップ３８に
弾設されている円周フランジ３６Ａを含む。実際、クリ
ップ４０、バネ４２、及び有孔スリーブ４４によって弁
支持部材３６と支持カップ３８がハウジングチャンバ３
０内の所定の位置に保持されている。
【００１４】燃料逆止／燃料調量弁３４は、クリップ５
２によってバルブステム３４Ａに保持されるキャップ５
０を含む。このキャップ５０と弁支持部材３６のフラン
ジ３６Ａとの間には、図示される如くバネ５４が介在さ
れており、燃料圧力が所定のバルブ開放圧力に達するま
で燃料逆止／燃料調量弁３４を閉止位置に付勢するよう
になっている。
【００１５】燃料逆止／燃料調量弁３４は、ハウジング
チャンバ３０の上部領域から燃料を吸入する中央穴３４
Ｂを含む。この中央穴３４Ｂには燃料フィルタ５６が内
設されており、燃料は、この燃料フィルタ５６を通って
流動した後に、半径方向に指向される拡周燃料通路３４
Ｃに達する。
【００１６】燃料通路３４Ｃの上流に図示される通路３
４Ｄは、バルブステム３４Ａと弁支持部材３６の間に区
画される環状チャンバ５８に連通されており、この環状
チャンバ５８は、調量始動燃料流を通路３６Ｂと通路３
８Ｂから燃料受けチャンバ６４に提供する。この燃料
は、燃料流量と、後述の燃料吐出リップ１３２ｃ、１６
２ｃの間に生成される空気圧の差の大きさと、に応じ
て、チューブ７０、７２の内の一方又は両方を通って流
れることができる。
【００１７】燃料逆止／燃料調量弁３４は、燃料圧力が
所定の開放圧力に達するまで、図１に図示される如く、
半径方向に指向される弁燃料通路３４Ｃが弁支持部材３
６の下端部３６Ｃによって閉塞されている閉止位置に保
持される。燃料圧力が所定の開放圧力に達すると、燃料
逆止／燃料調量弁３４は、バネ５４の付勢力に抗して弁
支持部材３６の下端部３６Ｃに対し下方に移動されて、
所定の制御調量燃料流スケジュールが得られるように燃
料通路３４Ｃを露出させる。
【００１８】弁３４で調量された燃料流は、支持カップ
３８によって区画される燃料受けチャンバ６４に収めら
れる。燃料チューブ又は燃料導管７０、７２によって、
この燃料は、噴射器チップＴに導通されて燃焼器チャン
バＣ（概略的に図示）に吐出されるようになっている。
当該燃料チューブ又は燃料導管７０、７２は、図示され
る如く、ろう付けによって支持カップ３８中に固着され
る夫々の上端部７０Ａ、７２Ａを含むので、当該開口端
部７０Ａ、７２Ａが支持カップ３８の燃料受けチャンバ
６４に連通している。こうして、燃料チューブ又は燃料
導管７０、７２は、燃料受けチャンバ６４を介して相互
連通されている。
【００１９】噴射器チップＴは、ろう付け又は類似の冶
金法によって組み付けられた複数の管状噴射器本体１０
０、１０２、１０４、１０６、及び１０８を含む。管状
噴射器本体１００と１０４は、ろう付け等によって、直
接、支持ハウジング２０に固着されている。残りの管状
噴射器本体１０２、１０６、及び１０８は、図１に図示
の如く、ろう付けによって管状噴射器本体１００、１０
４の内の一方に又は相互に固着されている。
【００２０】前記内部管状本体１００は、内側に円筒形
の内部給気チャンバ１２０を区画又は形成するととも
に、この内部給気チャンバ１２０は、エンジン圧縮器
（図示せず）に連通される加圧空気プレナムＰからコン
プレッサ吐出空気を吸入する拡大上流開口端部１２０ａ
を有する。この内部給気チャンバ１２０は、内部管状本
体１００の上流領域に内設される複数の拡周空気旋回羽
根１２１を介して加圧空気を吸入する。内部管状本体１
００は、下流の円錐台形の内部空気吐出チャンバ１２２
を含むとともに、この内部空気吐出チャンバ１２２は、
内部空気を燃焼器チャンバＣに吐出する空気吐出オリフ
ィス１２２ｃを区画している。この空気吐出オリフィス
１２２ｃは、図示される環状リップによって区画されて
いる。
【００２１】第１の中間管状本体１０２は、内部管状本
体１００の外周（即ち、外径方向）に周設されている。
この中間管状本体１０２は、ろう付け等によって管状本
体１００と１０４に固着されている。
【００２２】内部管状本体１００と中間管状本体１０２
の間には、上流開口部１３０ａを燃料チューブ又は燃料
導管７０に連通させている第１の環状内部燃料供給通路
１３０が区画されている。この内部燃料供給通路１３０
は、円錐台形の燃料吐出通路１３２に連通している。当
該燃料供給通路１３０、１３２の間には、複数の拡周燃
料旋回羽根１３１が介在されており、燃料に渦流を付与
するようになっている。この内部燃料吐出通路１３２
は、燃料を空気噴霧しやすい薄膜又は薄層として吐出す
る環状の下流燃料吐出オリフィス１３２ｃを含む。この
燃料吐出オリフィス１３２ｃは、図示される環状リップ
によって形成されている。
【００２３】第２の管状本体１０４は、中間管状本体ア
ゼンブリ１０２の外周の幅（半径）方向に周設されてお
り、前記プレナムＰから加圧空気を吸入する複数の拡周
吸気開口部１０２ａを含む（１つのみ図示）。当該中間
管状本体１０２、１０４の間には、複数の拡周拡径空気
旋回羽根１４１を内設する環状中間給気チャンバ１４０
が区画されている。この給気チャンバ１４０は、円錐台
形の空気吐出チャンバ１４２に連通している。
【００２４】この中間空気吐出チャンバ１４２は、燃料
噴霧化のために気流を吐出する環状の下流空気吐出オリ
フィス１４２ｃを含む。この空気吐出オリフィス１４２
ｃは、図示される環状リップによって区画されている。
【００２５】第３の中間管状本体１０６は、第２の中間
管状本体１０４の外周の幅（半径）方向に周設されてい
る。当該管状本体１０４、１０６の間には、燃料チュー
ブ又は燃料導管７２に連通するとともにこの燃料チュー
ブ又は燃料導管７２から燃料を吸入する環状燃料吸入通
路１５０が区画されている。この燃料吸入通路１５０
は、相互連結燃料通路１６３を介して円錐台形の燃料吐
出通路１６２に連通している。
【００２６】この中間燃料吐出通路１６２は、燃料噴霧
化のために燃料を吐出する環状の下流燃料吐出オリフィ
ス１６２ｃを含む。この燃料吐出オリフィス１６２ｃ
は、図示される環状リップによって区画されている。
【００２７】外部管状本体１０８は、中間管状本体アゼ
ンブリ１０６の外周の幅（半径）方向に周設されてお
り、前記プレナムＰから加圧空気を吸入する環状吸気開
口部１０６ａを含む。当該管状本体１０６、１０８の間
には、複数の拡周拡径空気旋回羽根１７１を内設する環
状外部給気チャンバ１７０が区画されている。この給気
チャンバ１７０は、円錐台形の空気吐出チャンバ１８２
に連通している。
【００２８】この外部空気吐出チャンバ１８２は、燃料
噴霧化のために気流を吐出する環状の下流空気吐出オリ
フィス１８２ｃを含む。この空気吐出オリフィス１８２
ｃは、図示される環状リップによって区画されている。
【００２９】空気吐出オリフィスと燃料吐出オリフィス
１２２ｃ、１３２ｃ、１４２ｃ、１６２ｃ、１８２ｃ
は、図１に示される如く、軸方向に且つ半径方向に設け
られているので、燃料吐出オリフィス１３２ｃ、１６２
ｃにおける吐出液体燃料の薄膜厚さを、空気吐出オリフ
ィス１２２ｃ、１４２ｃ、１８２ｃから吐出される空気
によって制御するとともに噴霧することができる。した
がって、オリフィス１３２ｃ、１６２ｃで吐出される各
々の燃料流のストリームは、内部空気と外部空気の両方
の噴霧流を受ける。
【００３０】燃料逆止／燃料調量弁３４が開放されてい
る噴射器１０の運転中、個々の噴霧燃料流のストリーム
は、噴射器チップＴから吐出されて、略半径方向に拡散
する燃料ストリームとして噴霧されるとともに、かかる
燃料ストリームは、内部気流、中間気流、及び外部気流
（係合する噴射器空気旋回羽根によって付与される時の
吐出オリフィス１２２ｃ、１４２ｃ、１８２ｃからの空
気）の空気渦流角度と、（燃料吐出オリフィス１３２
ｃ、１６２ｃから吐出される）第１燃料流と第２燃料流
の燃料渦流角度と、によって吐出チップＴ下流の燃焼器
内で順次併合又は混合されるだけでなく、前記吐出チャ
ンバ１２２、１３２、１４２、１６２、１８２の収束方
位と軸方向（長手方向）／半径方向（幅方向）の配向と
に従って吐出チップＴ下流の燃焼器内で順次併合又は混
合される。
【００３１】本発明によると、第１燃料通路１３０、１
３２と第２燃料通路１５０、１６２は、支持カップ３８
内に区画される共通の燃料受けチャンバ６４に連通する
燃料チューブ又は燃料導管７０、７２によって、夫々の
燃料吐出オリフィス１３２ｃ、１６２ｃの上流に連通し
ている。また、第１空気吐出オリフィス１２２ｃと第１
燃料吐出オリフィス１３２ｃが第１燃料吐出オリフィス
１３２ｃに空気圧を生成する関係を有する一方で、第２
空気吐出オリフィス１４２ｃと第２燃料吐出オリフィス
１６２ｃが第２燃料吐出オリフィス１６２ｃに異なる空
気圧を生成する別の関係を有するので、前記第１燃料吐
出オリフィスと前記第２燃料吐出オリフィスに対する燃
料供給が、例えば、燃料ポンプ２６の停止によって生じ
る燃料逆止／燃料調量弁３４の閉止によるエンジン停止
のために中断される場合、通路３６Ｂ、３８Ｂから燃料
受けチャンバ６４内の過渡燃料だけでなく、燃料受けチ
ャンバ６４と、第１燃料吐出オリフィス１３２ｃと第２
燃料吐出オリフィス１６２ｃの間の燃料通路１３０、１
３２及び１５０、１６２と、の中に滞留する燃料も、オ
リフィス１３２ｃに生成されるよりも低い空気圧を生成
させるオリフィス１６２ｃから燃焼器Ｃ内に燃料を確実
にパージできるだけの圧力差を受ける。例えば、弁３４
の閉止によって燃料流が中断されると同時に、比較的高
い（例えば、比較的正の）空気圧が第１燃料吐出オリフ
ィス１３２ｃに生成されるとともに、比較的低い（例え
ば比較的負の）空気圧が第２燃料吐出オリフィス１６２
ｃに生成されるので、燃料受けチャンバ６４内と、燃料
通路１３０、１３２及び１５０、１６２内と、の燃料
が、第１燃料吐出オリフィス１３２ｃから第２燃料吐出
オリフィス１６２ｃの方向にパージされて第２燃料吐出
オリフィス１６２ｃから燃焼器チャンバＣ内に吐出され
る（燃料パージ方向を図示する図２の矢印ＦＰ参照）。
実際、第１燃料吐出オリフィス１３２ｃが「フエルプッ
シャ」オリフィスになるとともに、第２燃料オリフィス
１６２ｃは「フエルプーラ」オリフィスになる。
【００３２】本発明を実施する場合、例示上、但しこれ
に限定されないが、第１空気吐出オリフィス１２２ｃと
第１燃料吐出オリフィス１３２ｃの関係は、第１燃料吐
出オリフィス１３２ｃと第２燃料吐出オリフィス１６２
ｃに異なる空気圧を生成すべく、第２空気吐出オリフィ
ス１４２ｃと第２燃料吐出オリフィス１６２ｃの関係と
相違させることができるので、これによって、前記第１
燃料吐出オリフィスと前記第２燃料吐出オリフィスに対
する燃料供給が燃料逆止／燃料調量弁３４の閉止によっ
て中断される場合、燃料受けチャンバ６４内と、第１燃
料吐出オリフィス１３２ｃと第２燃料吐出オリフィス１
６２ｃの間の燃料通路１３０、１３２及び１５０、１６
２内と、の燃料が、比較的低圧の第２燃料吐出オリフィ
ス１６２ｃから燃焼器Ｃ内に燃料を確実にパージするに
足る圧力差を受ける。例えば、燃料吐出オリフィス１３
２ｃの直径は、空気吐出オリフィス１２２ｃの直径より
小さく、一方、燃料吐出オリフィス１６２ｃの直径は、
空気吐出オリフィス１４２ｃの直径よりも大きい。特
に、燃料吐出オリフィス１３２ｃの半径は、空気吐出オ
リフィス１２２ｃの半径よりも小さい範囲、例えば、
０．００５インチ及至０．０２０インチの範囲内で選択
される一方、燃料吐出オリフィス１６２ｃの半径は、空
気吐出オリフィス１４２ｃの半径よりも大きな範囲、例
えば、０．００５インチ及至０．０１５インチの範囲内
で選択され、当該半径寸法は、比較的低圧の燃料吐出オ
リフィス１６２ｃを介して滞留燃料の所望のセルフパー
ジを行うように選択される。即ち、１２２ｃ、１３２ｃ
及び１４２ｃ、１６２ｃのオリフィスの直径は、オリフ
ィス１３２ｃに生成されるよりも低い空気圧をオリフィ
ス１６２ｃに生成するように選択されている。
【００３３】本発明は、これに限定されるものではな
く、例えば、許可された同時係属出願第０７／８８５，
４９９号、ここでは開示内容を引用に代える、に記載さ
れる如く、前記第１燃料吐出オリフィスと前記第２燃料
吐出オリフィスに対する燃料供給が中断される場合に第
１燃料吐出オリフィス１３２ｃと第２燃料吐出オリフィ
ス１６２ｃに異なる空気圧を生成させるべく、第１空気
吐出オリフィス１２２ｃと第１燃料吐出オリフィス１３
２ｃの間の関係と、第２空気吐出オリフィス１４２ｃと
第２燃料吐出オリフィス１６２ｃの間の関係と、を別の
関係に変えることによって実施することができる。燃料
パージに所要の差圧は、前述した許可済み同時係属出願
に記述の如く、フエルプッシャ／フエルプーラのオリフ
ィス１３２ｃ、１６２ｃ、フエルプッシャ／比較的低い
フエルプッシャのオリフィス１３２ｃ、１６２ｃ、又は
フエルプーラ／比較的低いフエルプーラのオリフィス１
３２ｃ、１６２ｃ、によって生成することができる。
【００３４】即ち、本発明においては、空気をガスター
ビンエンジンの燃焼器に吐出する第１空気吐出オリフィ
スと第２空気吐出オリフィスと、燃料を燃焼器に吐出す
る夫々の第１燃料吐出オリフィスと第２燃料吐出オリフ
ィスを有する第１燃料通路手段と第２燃料通路手段と、
を有する噴射器本体手段を含む、ガスタービンエンジン
の燃焼器用セルフパージ式燃料噴射器を意図するもので
ある。第１燃料通路と第２燃料通路は、第１燃料吐出オ
リフィスと第２燃料吐出オリフィスの上流に連通されて
いる。第１空気吐出オリフィスと第１燃料吐出オリフィ
スが第１燃料吐出オリフィスに空気圧を生成する関係を
有する一方で、第２空気吐出オリフィスと第２燃料吐出
オリフィスが第２燃料吐出オリフィスに異なる空気圧を
生成する別の関係を有するので、第１燃料吐出オリフィ
スと第２燃料吐出オリフィスに対する燃料供給が中断さ
れる場合、第１燃料吐出オリフィスと第２燃料吐出オリ
フィスの間の第１燃料通路内と第２燃料通路内に滞留す
る燃料が、この滞留燃料を前記燃焼器内に確実にパージ
する圧力差を受ける。そして、第１空気吐出オリフィス
と第１燃料吐出オリフィスが、内部空気吐出オリフィス
と、内部空気吐出オリフィスに周設される燃料吐出オリ
フィスと、を含み、第２空気吐出オリフィスと第２燃料
吐出オリフィスは、第１燃料吐出オリフィスに周設され
る中間空気吐出オリフィスと、中間空気吐出オリフィス
に周設される外部燃料吐出オリフィスと、を含む。
【００３５】図２は、本発明の第２実施例を示すもので
あり、この第２実施例では、類似の機能を、付与した類
似の参照数字で表示している。本実施例が図１の実施例
と異なる点は、複数のポート１７２’を有する燃料分散
弁１７３’であって、各々のポート１７２’が燃料導管
２４’（概略的に図示）によって個別の燃料噴射器（１
つ図示）に連結されている、前記燃料分散弁１７３’か
ら加圧燃料が燃料噴射器に供給されることである。この
燃料分散弁１７３’は、プラット・アンド・ウィットニ
・エアークラフト（Ｐｒａｔｔ ＆ Ｗｈｉｔｎｅｙ
Ａｉｒｃｒａｆｔ）製造のＶ２５００（商標）ガスター
ビンエンジンに使用される公知のタイプであり、米国特
許第４，６１４，２０２号と米国特許第４，５９０，７
６８号、ここでは開示内容を引用に代える、に記述され
ている。この燃料分散弁１７３’によって調量燃料流が
各々の燃料噴射器に提供される。この燃料分散弁１７
３’は、燃料ポンプ２６’から燃料を吸入する。
【００３６】各々の燃料噴射器に吸入される燃料は、こ
の燃料分散弁１７３’によって調量されるので、逆止弁
３５’のみが燃料噴射器ハウジング２０’の燃料受けチ
ャンバ３０’に内設されている。この逆止弁３５’は、
支持カップ３８’に支持されるとともに、この支持カッ
プ３８’は、有孔圧下スリーブ４４’とバネ４２’によ
って燃料受けチャンバ３０’内に保持されている。この
逆止弁３５’は、燃料圧力がバネ５４’に打ち勝って逆
止弁３５’を開放できるだけの高レベルに達するまでバ
ネ５４’によって付勢されて弁座３７’に密接している
バルブステム３５ａ’を含む。逆止弁３５’の開放と同
時に、燃料が燃料受けチャンバ３０’からフィルタ５
６’と弁座開口部３７ａ’を経て燃料受けチャンバ６
４’内に流入するとともに、次に、燃料チューブ又は燃
料導管７０’、７２’内に流入して、図１に基づいて上
述した噴射器チップＴと同一構造の噴射器チップＴ’に
達する。
【００３７】この燃料噴射器は、図１に基づいて上述し
た方法で、燃料受けチャンバ６４’の燃料と、第１燃料
吐出オリフィス１３２ｃ’と第２燃料吐出オリフィス１
６２ｃ’の間の燃料通路１３０’、１３２’及び１５
０’、１６２’の燃料を、比較的低い空気圧を生成させ
る前記オリフィス１３２ｃ’又は１６２ｃ’の内の１つ
から燃焼器Ｃ内にパージするように機能する。
【００３８】例えば、第１空気吐出オリフィス１２２
ｃ’と第１燃料吐出オリフィス１３２ｃ’の関係は、第
１燃料吐出オリフィス１３２ｃ’と第２燃料燃料吐出オ
リフィス１６２ｃ’に異なる空気圧を生成すべく、第２
空気吐出オリフィス１４２ｃ’と第２燃料吐出オリフィ
ス１６２ｃ’の関係と（例えば、上述の如く、オリフィ
ス１２２ｃ’、１３２ｃ’の各直径と、オリフィス１４
２ｃ’、１６２ｃ’の各直径と、を選択することによっ
て）相違させることができるので、前記第１燃料吐出オ
リフィスと前記第２燃料吐出オリフィスに対する燃料供
給が逆止弁３５’の閉止によって中断される場合、燃料
受けチャンバ６４’内と、第１燃料吐出オリフィス１３
２ｃ’と第２燃料吐出オリフィス１６２ｃ’の間の燃料
通路１３０’、１３２’及び１５０’、１６２’内と、
に滞留する燃料が、この滞留燃料を燃料吐出オリフィス
１３２ｃ’から比較的低い空気圧を有する燃料吐出オリ
フィス１６２ｃ’の方向に燃焼器Ｃ内に確実にパージで
きるだけの圧力差を受ける。
【００３９】即ち、第２実施例においては、第１燃料通
路と２燃料通路が、噴射器ハウジング手段内の燃料制御
弁の下流に連通されている。第１燃料通路と前記第２燃
料通路が、燃料制御弁の下流に設けられる共通のチャン
バで連通され、チャンバから燃料を吸入するようになっ
ていることが望ましい。
【００４０】更に、この発明のある特定の実施例では、
燃料噴射器が、空気を燃焼器に吐出する内部空気吐出オ
リフィスを備えた内部空気通路と、内部空気通路に周設
される第１燃料通路であって、燃料を前記燃焼器に吐出
する第１燃料吐出オリフィスを有する第１燃料通路と、
第１燃料通路に周設されるとともに中間空気吐出オリフ
ィスを有する中間空気通路と、中間空気通路に周設され
る第２燃料通路であって、燃料を燃焼器に吐出する第２
燃料吐出オリフィスを有する第２燃料通路と、を有する
噴射器本体手段を含む。第１燃料通路と第２燃料通路
は、第１燃料吐出オリフィスと第２燃料吐出オリフィス
の上流に連通されている。内部空気吐出オリフィスと第
１燃料吐出オリフィスが第１燃料吐出オリフィスに空気
圧を生成する関係を有する一方で、中間空気吐出オリフ
ィスと第２燃料吐出オリフィスが第２燃料吐出オリフィ
スに異なる空気圧を生成する別の関係を有するので、第
１燃料吐出オリフィスと第２燃料吐出オリフィスに対す
る燃料供給が中断される場合、第１燃料吐出オリフィス
と第２燃料吐出オリフィスの間の第１燃料通路内と第２
燃料通路内に滞留する燃料が、生成される圧力差によっ
て燃焼器内にパージされる。
【００４１】本発明によるセルフパージ式燃料噴射器の
長所は、各々の燃料噴射器が個別にセルフパージするの
で、したがって、各々の燃料噴射器を、ガスタービンエ
ンジンの燃焼器に燃料を提供する他の燃料噴射器と同一
にすることができることである。
【００４２】
【発明の効果】以上詳細に説明した如くこの発明によれ
ば、第１に、空気をガスタービンエンジンの燃焼器に吐
出する第１空気吐出オリフィスと第２空気吐出オリフィ
スと、燃料を前記燃焼器に吐出する夫々の第１燃料吐出
オリフィスと第２燃料吐出オリフィスを有する第１燃料
通路手段と第２燃料通路手段と、を有する噴射器本体手
段を具備するとともに、前記第１燃料通路と前記第２燃
料通路が前記第１燃料吐出オリフィスと前記第２燃料吐
出オリフィスの上流に連通され、前記第１空気吐出オリ
フィスと前記第１燃料吐出オリフィスが前記第１燃料吐
出オリフィスに空気圧を生成する関係を有する一方で、
前記第２空気吐出オリフィスと前記第２燃料吐出オリフ
ィスが前記第２燃料吐出オリフィスに異なる空気圧を生
成する関係を有するので、前記第１燃料吐出オリフィス
と前記第２燃料吐出オリフィスに対する燃料供給が中断
される場合、前記第１燃料吐出オリフィスと前記第２燃
料吐出オリフィスの間の前記第１燃料通路内と前記第２
燃料通路内に滞留する燃料が、この滞留燃料を前記燃焼
器内に確実にパージする圧力差を受けることにより、ガ
スタービンエンジンの燃焼器用燃料噴射器に対する燃料
供給が中断されると同時に燃料噴射器の燃料通路内に滞
留する燃料を、この滞留燃料に掛かる生成空気圧の差に
よって燃焼器にパージされ得る。
【００４３】第２に、空気をガスタービンエンジンの燃
焼器に吐出する内部空気吐出オリフィスを備えた内部空
気通路と、前記内部空気通路に周設される第１燃料通路
であって、燃料を前記燃焼器に吐出する第１燃料吐出オ
リフィスを有する前記第１燃料通路と、前記第１燃料通
路に周設されるとともに中間空気吐出オリフィスを有す
る中間空気通路と、前記中間空気通路に周設される第２
燃料通路であって、燃料を前記燃焼器に吐出する第２燃
料吐出オリフィスを有する前記第２燃料通路と、を有す
る噴射器本体手段を具備するとともに、前記第１燃料通
路と前記第２燃料通路が、前記第１燃料吐出オリフィス
と前記第２燃料吐出オリフィスの上流に連通され、前記
内部空気吐出オリフィスと前記第１燃料吐出オリフィス
が前記第１燃料吐出オリフィスに空気圧を生成する関係
を有する一方で、前記中間空気吐出オリフィスと前記第
２燃料吐出オリフィスが前記第２燃料吐出オリフィスに
異なる空気圧を生成する関係を有するので、前記第１燃
料吐出オリフィスと前記第２燃料吐出オリフィスに対す
る燃料供給が中断される場合、前記第１燃料吐出オリフ
ィスと前記第２燃料吐出オリフィスの間の前記第１燃料
通路内と前記第２燃料通路内に滞留する燃料が、この滞
留燃料を前記燃焼器内に確実にパージする圧力差を受け
ることにより、ガスタービンエンジンの燃焼器用燃料噴
射器に対する燃料供給が中断されると同時に燃料噴射器
の燃料通路内に滞留する燃料が、極めて急速に前記燃焼
器にパージされて、このパージされた燃料を燃焼器内で
燃料噴射器の既存火炎領域によって点火され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のセルフパージ式エアブラスト噴射器の
第１実施例の縦断面図である。
【図２】本発明の第１実施例による燃料パージ方向を図
示する、図１と同様の縦断面図である。
【図３】本発明のセルフパージ式エアブラスト噴射器の
第２実施例の縦断面図である。
【符号の説明】
１ 燃料噴射器 ２６ 燃料ポンプ １２２ 内部空気吐出チャンバ １２２ｃ 空気吐出オリフィス １３０ 燃料供給通路 １３２ｃ 燃料吐出オリフィス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 セオドア アール． コブリッシュ アメリカ合衆国 49423 ミシガン州 ホ ランド アップルトゥリー ドライヴ 559番地 (72)発明者 ジェローム アール． ブラッドレイ アメリカ合衆国 49424 ミシガン州 ホ ランド ティファニー リッジ ドライヴ 176番地

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 空気をガスタービンエンジンの燃焼器に
    吐出する第１空気吐出オリフィスと第２空気吐出オリフ
    ィスと、燃料を前記燃焼器に吐出する夫々の第１燃料吐
    出オリフィスと第２燃料吐出オリフィスを有する第１燃
    料通路手段と第２燃料通路手段と、を有する噴射器本体
    手段を具備するとともに、前記第１燃料通路と前記第２
    燃料通路が前記第１燃料吐出オリフィスと前記第２燃料
    吐出オリフィスの上流に連通され、前記第１空気吐出オ
    リフィスと前記第１燃料吐出オリフィスが前記第１燃料
    吐出オリフィスに空気圧を生成する関係を有する一方
    で、前記第２空気吐出オリフィスと前記第２燃料吐出オ
    リフィスが前記第２燃料吐出オリフィスに異なる空気圧
    を生成する関係を有するので、前記第１燃料吐出オリフ
    ィスと前記第２燃料吐出オリフィスに対する燃料供給が
    中断される場合、前記第１燃料吐出オリフィスと前記第
    ２燃料吐出オリフィスの間の前記第１燃料通路内と前記
    第２燃料通路内に滞留する燃料が、この滞留燃料を前記
    燃焼器内に確実にパージする圧力差を受けることを特徴
    とするガスタービンエンジンの燃焼器用燃料噴射器。
  2. 【請求項２】 前記第１空気吐出オリフィス手段と前記
    第１燃料吐出オリフィス手段が、内部空気吐出オリフィ
    スと、前記内部空気吐出オリフィスの外径方向に設けら
    れる燃料吐出オリフィスと、を具備することを特徴とす
    る請求項１に記載のガスタービンエンジンの燃焼器用燃
    料噴射器。
  3. 【請求項３】 前記第２空気吐出オリフィス手段と前記
    第２燃料吐出オリフィス手段が、前記第１燃料吐出オリ
    フィスの外径方向に設けられる中間空気吐出オリフィス
    と、前記中間空気吐出オリフィスの外径方向に設けられ
    る外部燃料吐出オリフィスと、を具備することを特徴と
    する請求項２に記載のガスタービンエンジンの燃焼器用
    燃料噴射器。
  4. 【請求項４】 前記第１燃料通路と前記第２燃料通路
    が、ハウジング手段内の燃料制御弁の下流に連通されて
    いることを特徴とする請求項１に記載のガスタービンエ
    ンジンの燃焼器用燃料噴射器。
  5. 【請求項５】 前記第１燃料通路と前記第２燃料通路
    が、燃料制御弁の下流に設けられる共通のチャンバで連
    通されて、燃料を前記チャンバから吸入するようになっ
    ていることを特徴とする請求項４に記載のガスタービン
    エンジンの燃焼器用燃料噴射器。
  6. 【請求項６】 空気をガスタービンエンジンの燃焼器に
    吐出する内部空気吐出オリフィスを備えた内部空気通路
    と、前記内部空気通路に周設される第１燃料通路であっ
    て、燃料を前記燃焼器に吐出する第１燃料吐出オリフィ
    スを有する前記第１燃料通路と、前記第１燃料通路に周
    設されるとともに中間空気吐出オリフィスを有する中間
    空気通路と、前記中間空気通路に周設される第２燃料通
    路であって、燃料を前記燃焼器に吐出する第２燃料吐出
    オリフィスを有する前記第２燃料通路と、を有する噴射
    器本体手段を具備するとともに、前記第１燃料通路と前
    記第２燃料通路が、前記第１燃料吐出オリフィスと前記
    第２燃料吐出オリフィスの上流に連通され、前記内部空
    気吐出オリフィスと前記第１燃料吐出オリフィスが前記
    第１燃料吐出オリフィスに空気圧を生成する関係を有す
    る一方で、前記中間空気吐出オリフィスと前記第２燃料
    吐出オリフィスが前記第２燃料吐出オリフィスに異なる
    空気圧を生成する関係を有するので、前記第１燃料吐出
    オリフィスと前記第２燃料吐出オリフィスに対する燃料
    供給が中断される場合、前記第１燃料吐出オリフィスと
    前記第２燃料吐出オリフィスの間の前記第１燃料通路内
    と前記第２燃料通路内に滞留する燃料が、この滞留燃料
    を前記燃焼器内に確実にパージする圧力差を受けること
    を特徴とするガスタービンエンジンの燃焼器用燃料噴射
    器。
  7. 【請求項７】 前記第１燃料通路と前記第２燃料通路
    が、ハウジング手段内の燃料制御弁の下流に連通されて
    いることを特徴とする請求項６に記載のガスタービンエ
    ンジンの燃焼器用燃料噴射器。
  8. 【請求項８】 前記第１燃料通路と前記第２燃料通路
    が、燃料制御弁の下流に設けられる共通のチャンバで連
    通されて、燃料を前記チャンバから吸入するようになっ
    ていることを特徴とする請求項７に記載のガスタービン
    エンジンの燃焼器用燃料噴射器。
JP6143993A 1993-09-10 1994-06-02 ガスタービンエンジンの燃焼器用燃料噴射器 Pending JPH0783436A (ja)

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US08/119431 1993-09-10
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