(57)【要約】本発明は、ガスタービンエンジン（１０）における燃料ノズル（３０）の燃料分配器（３６）を含み、該燃料分配器は、互いに密封接触するように構成された内側管状胴体の外面（５４）および外側管状胴体の内面（４０）をそれぞれ有する内側管状胴体（４６）および外側管状胴体（３８）と、内面および外面（４０、５４）の少なくとも一方に画定されかつ燃料入口（６２）と流体連通する少なくとも二つの螺旋形燃料通路（５６）と、各螺旋形燃料通路（５６）用の通路出口ポート（５８）と、を有する。本発明は、また、燃料ノズル（３０）において燃料を分配する方法を含み、該方法は、燃料出口ポート（５８）をそれぞれ有する少なくとも二つの螺旋形通路（５６）を燃料ノズル（３０）に設けるステップと、螺旋形通路（５６）と流体連通関係にある燃料入口キャビティ（６０）を設けるステップと、燃料入口キャビティ（６０）、螺旋形通路（５６）、および燃料出口ポート（５８）に燃料を流すステップと、を含む。
2007517181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンエンジンにおける燃料ノズルのための燃料分配器であって、前記燃料分配器は、
入口端部および出口端部をそれぞれ有する一対の同心の管状胴体であって、互いに密封接触するように適合された内側胴体外面および外側胴体内面をそれぞれ有する内側胴体および外側胴体を備える一対の管状の胴体と、
燃料を供給するように適合されるとともに前記内面および前記外面の少なくとも一方に画定され、前記入口端部に位置する燃料入口とそれぞれ流体連通する少なくとも二つの螺旋形燃料通路と、
前記出口端部に位置するとともに、各螺旋形燃料通路用の通路出口ポートである通路出口ポートと、
を有することを特徴とする燃料ノズル用燃料分配器。
【請求項２】
前記燃料ノズルが、前記螺旋形燃料通路を通って供給されて前記通路出口ポートから流出する燃料に旋回をもたらすことを特徴とする請求項１記載の燃料分配器。
【請求項３】
前記螺旋形燃料通路が、前記外面に画定され、前記内面が、連続した壁部であることを特徴とする請求項１記載の燃料分配器。
【請求項４】
少なくとも前記外面の前記出口端部が、円錐台形であり、前記通路出口ポートが、前記出口端部における前記螺旋形燃料通路と前記外面との交わりによって画定されることを特徴とする請求項３記載の燃料分配器。
【請求項５】
前記外側胴体と前記内側胴体とがプレスばめされることを特徴とする請求項１記載の燃料分配器。
【請求項６】
前記内側および外側胴体が、前記出口端部において環状の旋回室を画定し、前記円錐台形の面が前記旋回室の一つの壁部を形成し、環状の膜化リップが、前記燃料を円錐形の膜にするための環状の出口スロットを画定するように前記内面の前記出口端部に設けられることを特徴とする請求項４記載の燃料分配器。
【請求項７】
前記内側の管状胴体が、前記外側胴体内に焼きばめされることを特徴とする請求項１記載の燃料分配器。
【請求項８】
前記内側の管状胴体は、前記入口端部から前記出口端部に空気を供給するように適合された内側円筒形通路をさらに有することを特徴とする請求項１記載の燃料分配器。
【請求項９】
前記外側胴体が、空気旋回開口部を有する環状のディスクを含むことを特徴とする請求項１記載の燃料分配器。
【請求項１０】
少なくとも一つの通路が、通路の長さにわたって変化する深さを有することを特徴とする請求項１記載の燃料分配器。
【請求項１１】
前記深さが、連続的に変化することを特徴とする請求項１０記載の燃料分配器。
【請求項１２】
前記変化する深さが、前記燃料ノズルの流れ抵抗を調整するために前記燃料ノズルに流れの均衡をもたらすことを特徴とする請求項１０記載の燃料分配器。
【請求項１３】
少なくとも三つの螺旋形燃料通路が設けられることを特徴とする請求項１記載の燃料分配器。
【請求項１４】
前記螺旋形燃料通路が、互いに螺旋状に平行であることを特徴とする請求項１３記載の燃料分配器。
【請求項１５】
ガスタービンエンジンの燃焼器の燃焼室内に燃料膜をもたらす燃料分配器であって、前記燃料分配器は、
前記燃料を受けるための燃料入口手段と、
燃料膜化手段を有する燃料出口手段と、
前記燃料入口手段および前記燃料出口手段と流体連通するとともに前記燃料を供給するための少なくとも二つの螺旋形導管手段と、
を有することを特徴とする燃料分配器。
【請求項１６】
前記燃料分配器は、前記燃料出口手段から流出する前記燃料に旋回をもたらすことを特徴とする請求項１５記載の燃料分配器。
【請求項１７】
前記螺旋形の導管手段は、第一および第二の同心の胴体によってそれぞれ画定された第一および第二の円筒形表面の協働によりもたらされ、前記第一の円筒形表面は、螺旋形の溝手段を含み、前記第二の円筒形表面は、連続した壁部であることを特徴とする請求項１５記載の燃料分配器。
【請求項１８】
前記第一および第二の円筒形表面が密封接触するように、前記第一の胴体が前記第二の胴体内に焼きばめされることを特徴とする請求項１７記載の燃料分配器。
【請求項１９】
前記第一および第二の胴体の少なくとも一方が、前記燃焼室に空気を供給するための通路手段をさらに有することを特徴とする請求項１７記載の燃料分配器。
【請求項２０】
ガスタービンエンジンの燃焼器アッセンブリの燃料ノズルにおいて燃料を分配する方法であって、前記方法は、
ａ）通路出口ポートとそれぞれ流体連通した状態で少なくとも二つの螺旋形通路を前記燃料ノズルに設けるステップと、
ｂ）前記螺旋形通路と流体連通する燃料入口キャビティを設けるステップと、
ｃ）前記燃料入口キャビティに燃料を流すステップと、
ｄ）前記螺旋形通路を通して燃料を流すステップと、
ｅ）前記通路出口ポートを通して燃料を流すステップと、
を含むことを特徴とする燃料分配方法。
【請求項２１】
ステップｅ）において、前記通路出口ポートから流出する前記燃料が、旋回運動を有していることを特徴とする請求項２０記載の燃料分配方法。
【請求項２２】
ステップａ）において、前記燃料分配器の前記螺旋形通路は、第一の円筒形表面と第二の円筒形表面との協働によってもたらされ、前記第一の円筒形表面が、螺旋形の溝を含み、前記第二の円筒形表面が、連続的であることを特徴とする請求項２０記載の燃料分配方法。
【請求項２３】
前記第一の円筒形表面は、第一の胴体の外面であり、前記第二の円筒形表面は、第二の胴体の内面であり、ステップａ）において、前記第一の胴体を前記第二の胴体内に同心に嵌合することによって前記第一および第二の表面の協働が得られることを特徴とする請求項２２記載の燃料分配方法。
【請求項２４】
前記第一の胴体が、前記第二の胴体内に焼きばめされることを特徴とする請求項２３記載の燃料分配方法。
【請求項２５】
前記第二の胴体が、空気旋回装置を有する環状のディスクを含むことを特徴とする請求項２３記載の燃料分配方法。
【請求項２６】
ステップａ）は、前記螺旋形燃料通路間において所望の燃料分配を得るように、少なくとも一つの螺旋形燃料通路の寸法を決めることをさらに含むことを特徴とする請求項２０記載の燃料分配方法。
【請求項２７】
ステップａ）は、所望のノズル流れ抵抗を得るように、少なくとも一つの螺旋形燃料通路の寸法を決めることをさらに含むことを特徴とする請求項２０記載の燃料分配方法。
【請求項２８】
ステップａ）は、ステップｄ）の間に所望の熱伝達を得るように、前記螺旋形燃料通路の長さを選択することをさらに含むことを特徴とする請求項２０記載の燃料分配方法。
【請求項２９】
ステップａ）は、ステップｄ）の間に所望の燃料圧力損失をもたらすように、前記螺旋形燃料通路の寸法を決めることをさらに含むことを特徴とする請求項２０記載の燃料分配方法。
【請求項３０】
ステップａ）は、ステップｄ）の間に所望の燃料流速を得るように、前記螺旋形燃料通路の寸法を決めることをさらに含むことを特徴とする請求項２０記載の燃料分配方法。
【請求項３１】
ガスタービンエンジンの燃焼器アッセンブリにおいて燃料を旋回させるように適合された燃料分配器を製造する方法であって、前記方法は、
ａ）細長い円筒形部材を設けるステップと、
ｂ）前記細長い円筒形部材の外面に沿って少なくとも二つの螺旋形の溝を形成するステップと、
ｃ）前記細長い円筒形部材の一つの端部を円錐台形の表面が該端部に生じるように形成し、前記螺旋形の溝が前記円錐台形の表面と交じわる場所において通路出口ポートが形成されるようにするステップと、
ｄ）螺旋形の溝を有する前記外面と管状部材の連続した内面との協働により、燃料を連通するように適合された独立の螺旋形通路が形成されるように、前記細長い円筒形部材を前記管状の部材内にはめ込むステップと、
を含むことを特徴とする燃料分配器を製造する方法。
【請求項３２】
ステップａ）において、前記円筒形部材が、該円筒型部材と同心の円筒形の穴を含むことを特徴とする請求項３１記載の方法。
【請求項３３】
ステップｄ）において、前記細長い円筒形部材が、前記管状部材内に焼きばめされることを特徴とする請求項３１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービンエンジンに関し、より具体的には、ガスタービンエンジン用の燃料ノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンの燃料ノズルは、通常、均一な燃料膜を生じさせるために、燃料をいくつかの均等な流れに分割する燃料分配器を有する。また、燃料分配器は、良好な燃料噴霧分布を得るために燃料流を旋回させる機能を有する。
【０００３】
燃料分配器は、通常、円周方向に間隔を隔てた複数の小さな計量孔またはスロットを有する密封されたディスクエレメントを有する。ディスクは、通常、燃料を送るように適応された円筒形の通路に取り付けられる。小さな計量孔は、これを通る燃料に旋回を与えるために、軸方向および円周方向の方向性を与えて穿孔される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような形態により、いくつかの問題が生じてしまう。問題の一つとして、このような小さな寸法の穴を一様に穿孔することは困難であることが挙げられる。計量孔の寸法の同一性が十分に実現されないと、燃料の膜が均一でなくなり、それにより、噴霧の品質が低下してしまう。加えて、このような小さな寸法の孔は、汚染や詰まりを起こしやすい。
【０００５】
従来技術の他の問題としては、高温の空気から低温の壁部への外熱伝達に起因して、計量孔の上流の通路が、隣接する壁を通じて大量の熱入力に曝されることが挙げられる。これにより、コークスの生成および孔の詰まりが生じ得る。
【０００６】
また、計量孔の抵抗は、所望のノズル抵抗値を達成するのに不十分であることが多く、これを補償するためにノズル入口に調整オリフィスが必要となることが多い。
【０００７】
最後に、ディスクは、通常、計量されない燃料が計量孔の周りから漏れないようにロウ付けにより密封される。これは製造上の危険を伴う。なぜならば、ロウが計量孔内入り込み、ロウが固まった後、孔を塞いでしまう可能性があるからである。
【０００８】
したがって、先行技術の上述の問題を克服するように改良された燃料分配器が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
したがって本発明の目的は改良された燃料分配器を提供することである。
【００１０】
本発明によれば、ガスタービンエンジンの燃料ノズル用の燃料分配器が提供される。燃料分配器は、入口端部および出口端部をそれぞれ有する一対の同心の管状胴体部であって、互いに密封接触するように適合された外側胴体の内面および内側胴体の外面をそれぞれ有する内側胴体および外側胴体を備えた一対の管状胴体部と、燃料を送るのに適合するとともに内面および外面のうち少なくとも一方に画定され、入口端部に位置する燃料入口とそれぞれ流体連通する少なくとも二つの螺旋形燃料通路と、出口端部に位置するとともに螺旋形燃料通路用の通路出口ポートと、を備える。
【００１１】
また本発明によれば、ガスタービンエンジンの燃焼器の燃焼室内に燃料膜をもたらす燃料分配器が提供され、燃料分配器は、燃料を受ける燃料入口手段と、燃料膜化手段を含む燃料出口手段と、燃料を送るための少なくとも二つの螺旋形導管手段と、を有し、螺旋形導管手段は、燃料入口手段および燃料出口手段と流体連通関係にある。
【００１２】
さらに本発明によれば、ガスタービンエンジンの燃焼器アッセンブリの燃料ノズルにおいて燃料を分配する方法が提供され、該方法は、通路出口ポートとそれぞれ流体連通した状態で少なくとも二つの螺旋形通路を前記燃料ノズルに設けるステップと、前記螺旋形通路と流体連通する燃料入口キャビティを設けるステップと、燃料入口キャビティに燃料を流すステップと、前記螺旋形通路を通して燃料を流すステップと、前記通路出口ポートを通して燃料を流すステップと、を含む。
【００１３】
また本発明によれば、ガスタービンエンジンの燃焼器アッセンブリにおいて燃料を旋回させるように適合された燃料分配器の製造方法が提供され、該方法は、細長い円筒形部材を設けるステップと、前記細長い円筒形部材の外面に沿って少なくとも二つの螺旋形の溝を形成するステップと、前記細長い円筒形部材の一つの端部を円錐台形の表面が該端部に生じるように形成して、前記螺旋形の溝が円錐台形の表面と交じわる場所に通路出口ポートが形成されるようにするステップと、管状部材の連続した内面と螺旋形の溝を有する前記外面との協働により、燃料を連通するように適合された独立の螺旋形通路が形成されるように、前記細長い円筒形部材を管状の部材内にはめ込むステップと、を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、好ましくは亜音速飛行に用いられる形式のガスタービンエンジン１０を示しており、該エンジンは、概ね直列の流れ連通関係で、内部を通流する外気を推進させるファン１２と、空気を加圧する多段型圧縮機１４と、圧縮空気を燃料と混合し点火して高温燃焼ガスの環状流を生じさせる燃焼器１６と、燃焼ガスからエネルギーを抽出するタービン１８と、を有する。
【００１５】
図２を参照すると、燃焼器部１６が示されている。燃焼器部１６は、環状のケーシング２０と、タービン部１８と同心であるとともに燃焼室２３を画定する環状の燃焼器チューブ２２と、を備える。タービン部１８は、ブレード２６を備える通常のローター２４と、ブレード２６の上流のステータベーン２８と、を備える。
【００１６】
燃料ノズル３０は環状の燃焼器チューブ２２の軸方向端部に配設されて図示されている。燃料ノズル３０は、通常の燃料配管に接続される管継手３２を含む。複数の燃料ノズル３０が燃焼室の壁に配置されてよく、該ノズルは円周方向に間隔を隔てていてもよい。本明細書の目的に添って、一つの燃料ノズル３０について説明する。
【００１７】
図３および図４を参照すると、本発明の好ましい実施例による燃料ノズル３０が示されている。燃料ノズル３０は、空気旋回器３４および燃料分配器３６を有する。また、燃料ノズルは、旋回を与えられた燃料を燃料分配器３６から受け燃料膜を生じさせる機能を備えた燃料膜化リップ３７を有する。
【００１８】
空気旋回器３４は、燃料分配器３６を受けるように適合された中央の孔を画定する内面４０を備えた管状胴体部３８を有する。また、空気旋回器３４は、外部空気旋回手段を有するが、これは出願人に対して２０００年７月４日に発行された米国特許第６，０８２，１１３号（参考文献として本出願に組み込まれる）に記載されるものなどの当業界で公知の燃料噴射器の外部空気旋回手段と同様の形式である。好ましくは、外部空気旋回手段は円周方向に間隔を隔てた複数の孔４４を有する円錐台形の空気旋回リング４２を備える。各々の孔４４の軸は、内部を通過する空気を旋回させることができるように、軸方向および円周方向の成分を有する。
【００１９】
燃料膜化リップ３７は、空気旋回器の内面４０と円錐台形のリング４２とが交わる部分（接合部）に配設されている。
【００２０】
燃料分配器３６は、円錐台形の端部４８を有する管状の胴体部４６を備える。管状胴体４６は、中央の円筒形の空気通路５２を画定する内面５０を含む。管状胴体４６は、また、複数の螺旋形の溝５６を有する外面５４を含む。好ましい実施例では、三つの螺旋形の溝５６が外面５４に画定され、該溝は互いに螺旋状に平行である。すなわち、溝は軸線に沿って連続する三つの溝がそれぞれ第一、第二、第三の螺旋形の溝に属するように組み合わさっている。燃料分配器３６が空気旋回器３４に嵌合すると、各螺旋形溝５６により閉鎖された螺旋形通路が画定されるように、空気旋回器３４の内面４０が燃料分配器３６の外面５４と協働する。各々の螺旋形通路は、燃料入口６２から燃料を受ける入口燃料キャビティ６０と流体連通関係にある。図５から最もよくわかるように、円錐台形の端部４８の面と、各々の螺旋形の溝５６の端部との交じわりにより、通路出口ポート５８が形成される。通路出口ポート５８の形状が、燃料分配器３６の円錐台形の端部４８と燃料膜化リップ３７との間に画定された燃料旋回室５９内における燃料の旋回の一因となる。
【００２１】
螺旋形の溝５６および円錐台形の端部４８は、好ましくは通常の旋削加工により形成される。燃料分配器３６は、好ましくは空気旋回器３４に内に焼きばめされる。焼きばめにより、螺旋形の溝５６がロウ付けを必要とせずに密封された燃料通路を画定できるように、空気旋回器３４の内面４０と燃料分配器３６の外面５４との協働が許容される。
【００２２】
各通路の始まりにおける（すなわち燃料入口６０の近傍における）圧力低下を低減し、各通路の端部における（すなわち円錐台形の端部４８の近傍における）圧力低下を増加させるために、円錐台形の端部４８に向かって螺旋形の溝５６の深さを徐々に浅くすることが考えられる。同様の燃料膜化を得るために、先行技術の計量孔によるものと同様の出口流面積を有するように通路出口ポート５８を設計してもよい。
【００２３】
また、空気旋回器３４の内面４０に螺旋形の溝を画定し、燃料分配器３６の外面５４を連続的にして、該外面５４との協働により閉鎖された螺旋形通路を得ることも考えられる。あるいは、空気旋回器の内面４０と燃料分配器の外面５４との両方に螺旋形の溝を画定して螺旋形通路を形成してもよい。
【００２４】
運転中は、加圧された燃料が燃料入口６０に流入して、燃料入口キャビティ６２が充たされる。燃料の圧力により、螺旋形の溝５６によって画定された螺旋形通路に燃料が押し流される。各々の螺旋形通路中の燃料は、対応する通路出口ポート５８から流出する。螺旋形通路を通る燃料の螺旋形の動きおよび通路出口ポート５８の形状により、燃料分配器３６から流出して燃料旋回室５９に流入する燃料が旋回する。次いで旋回する燃料は、標準の燃料ノズルにおける場合と同様に、燃料膜化リップ３７によって画定された開口部を通って旋回室５９から旋回して流出する燃料と、中心の空気通路５２から流出する空気との相互作用によって燃料の膜となる。次いで燃料の膜は、空気旋回器３４の円錐台形リング４２の孔４４からの旋回空気との接触により霧化される。また、出口ポート５８から流出する燃料が燃料膜となることなく旋回空気によって直接に霧化されるように、燃料膜化リップ３７を排除してもよい。
【００２５】
本発明により、先行技術に対していくつかの改良点がもたらされる。ノズルの流れ抵抗が、計量孔を横切るのではなく、通路の長さにわたって分布するため、抵抗が均一になり、結果としてより正確な燃料の分割がもたらされる。また、螺旋形の溝５６が標準の旋削加工により形成されるため、螺旋形の溝が高い寸法精度で得られるとともに、小さな計量孔をドリル加工するよりも作業が安価となる。通常の旋削加工で通路を形成することにより、螺旋形通路のピッチの関数である通路の長さを選択すること、および通路の深さが一定または通路の長さにわたって可変であっても、通路の深さを選択することが容易となる。したがって、内部を流過する燃料の圧力損失を調整するように通路の深さおよび長さを選択することができ、この圧力損失分布により、燃料流にいくつかの効果がもたらされる。あるノズルの総圧力損失を調整することにより、燃焼器の他のノズルに対して抵抗が調整される。これにより、従来の調整オリフィスを要することなく、種々のノズル間の流れを均衡にすることができるため、製造コストが減少する。また、同一のノズルの各通路間で抵抗、したがって燃料流量を均衡にするように、個々の通路の圧力損失を設定してもよい。また、通路の長さにより、内部を通流する燃料の熱伝達率に大きな影響が及ぶ。螺旋形通路は、直線の通路よりもはるかに長いため、螺旋通路に沿ってより多くの熱伝達がもたらされるという利点を有する。これにより、ノズル先端の熱伝達が低減され、付加的な熱遮蔽の必要性がなくなるため、製造原価が低減する。最後に、所望の燃料速度を得るように、各通路の深さを選択してもよい。通路がより小さければ燃料の流速がより速くなるため、従来の通路より小さい螺旋形燃料通路により、より速い燃料流速がもたらされ、これにより、通路壁におけるコークスの堆積が減少する。
【００２６】
上述の実施例は例示的な意図によるものである。したがって、当業者であれば、上記の記載が例示的なものに過ぎず、各種の変更形態および修正形態が本発明の主旨から逸脱することなく考案され得ることを理解するであろう。例えば、任意の深さおよび断面の溝を用いてもよく、また全ての溝が同一でなくてもよい。任意の数の溝を設けてもよく、任意の適当な製造法によって溝を設けてもよい。記載された溝と同様の効果を有する他の装置を設けてもよい。本発明の分配器を単独で用いてもよく、また、先行技術またはその他の分配および／または旋回装置と組み合わせて用いてもよい。したがって、本発明は、添付の請求項の範囲の範囲内にあるこのような全ての変更形態、修正形態および変形形態を包含するように意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、本発明の実施例を例示するガスタービンエンジンの部分的な断面を示す側面図である。
【図２】図２は、本発明の実施例を例示するガスタービンエンジンの燃焼器の概略的な側断面図である。
【図３】図３は、本発明の好ましい実施例による燃料ノズルの側断面図である。
【図４】図４は、図３の燃料ノズルの部分的な側断面図である。
【図５】図５は、図３の燃料ノズルの燃料分配器の正面図である。
【図１】
2007517181.tif 000003
【図２】
2007517181.tif 000004
【図３】
2007517181.tif 000005
【図４】
2007517181.tif 000006
【図５】
2007517181.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成17年10月21日(2005.10.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンエンジンにおける燃料ノズルのための燃料分配器であって、前記燃料分配器は、
長手方向の軸を画定するとともに、入口端部および出口端部をそれぞれ有する一対の同心の管状胴体であって、互いに密封接触するように適合された内側胴体外面および外側胴体内面をそれぞれ有する内側胴体および外側胴体を備える一対の管状の胴体と、
燃料を供給するように適合されるとともに前記内面および前記外面の少なくとも一方に画定された少なくとも二つの螺旋形燃料通路であって、各螺旋形燃料通路が、前記長手方向の軸の周囲にいくつかの回転部分を画定し、燃料だけが前記少なくとも二つの螺旋形燃料通路を通って流れるように、各螺旋形燃料通路が、前記入口端部に位置する燃料入口と単独で流体連通する少なくとも二つの螺旋形燃料通路と、
前記出口端部に位置するとともに、各螺旋形燃料通路用の通路出口ポートである通路出口ポートと、
を有することを特徴とする燃料ノズル用燃料分配器。
【請求項２】
前記燃料ノズルが、前記螺旋形燃料通路を通って供給されて前記通路出口ポートから流出する燃料に旋回をもたらすことを特徴とする請求項１記載の燃料分配器。
【請求項３】
前記螺旋形燃料通路が、前記外面に画定され、前記内面が、連続した壁部であることを特徴とする請求項１記載の燃料分配器。
【請求項４】
少なくとも前記外面の前記出口端部が、円錐台形であり、前記通路出口ポートが、前記出口端部における前記螺旋形燃料通路と前記外面との交わりによって画定されることを特徴とする請求項３記載の燃料分配器。
【請求項５】
前記外側胴体と前記内側胴体とがプレスばめされることを特徴とする請求項１記載の燃料分配器。
【請求項６】
前記内側および外側胴体が、前記出口端部において環状の旋回室を画定し、前記円錐台形の面が前記旋回室の一つの壁部を形成し、環状の膜化リップが、前記燃料を円錐形の膜にするための環状の出口スロットを画定するように前記内面の前記出口端部に設けられることを特徴とする請求項４記載の燃料分配器。
【請求項７】
前記内側の管状胴体が、前記外側胴体内に焼きばめされることを特徴とする請求項１記載の燃料分配器。
【請求項８】
前記内側の管状胴体は、前記入口端部から前記出口端部に空気を供給するように適合された内側円筒形通路をさらに有することを特徴とする請求項１記載の燃料分配器。
【請求項９】
前記外側胴体が、空気旋回開口部を有する環状のディスクを含むことを特徴とする請求項１記載の燃料分配器。
【請求項１０】
少なくとも一つの通路が、通路の長さにわたって変化する深さを有することを特徴とする請求項１記載の燃料分配器。
【請求項１１】
前記深さが、連続的に変化することを特徴とする請求項１０記載の燃料分配器。
【請求項１２】
前記変化する深さが、前記燃料ノズルの流れ抵抗を調整するために前記燃料ノズルに流れの均衡をもたらすことを特徴とする請求項１０記載の燃料分配器。
【請求項１３】
少なくとも三つの螺旋形燃料通路が設けられることを特徴とする請求項１記載の燃料分配器。
【請求項１４】
前記螺旋形燃料通路が、互いに螺旋状に平行であることを特徴とする請求項１３記載の燃料分配器。
【請求項１５】
ガスタービンエンジンの燃焼器の燃焼室内に燃料膜をもたらす燃料分配器であって、前記燃料分配器は、
前記燃料を受けるための燃料入口手段と、
燃料膜化手段を有する燃料出口手段と、
前記燃料入口手段および前記燃料出口手段と流体連通するとともに前記燃料を供給するための少なくとも二つの螺旋形導管手段と、
を有することを特徴とする燃料分配器。
【請求項１６】
前記燃料分配器は、前記燃料出口手段から流出する前記燃料に旋回をもたらすことを特徴とする請求項１５記載の燃料分配器。
【請求項１７】
前記螺旋形の導管手段は、第一および第二の同心の胴体によってそれぞれ画定された第一および第二の円筒形表面の協働によりもたらされ、前記第一の円筒形表面は、螺旋形の溝手段を含み、前記第二の円筒形表面は、連続した壁部であることを特徴とする請求項１５記載の燃料分配器。
【請求項１８】
前記第一および第二の円筒形表面が密封接触するように、前記第一の胴体が前記第二の胴体内に焼きばめされることを特徴とする請求項１７記載の燃料分配器。
【請求項１９】
前記第一および第二の胴体の少なくとも一方が、前記燃焼室に空気を供給するための通路手段をさらに有することを特徴とする請求項１７記載の燃料分配器。
【請求項２０】
ガスタービンエンジンの燃焼器アッセンブリの燃料ノズルにおいて燃料を分配する方法であって、前記方法は、
ａ）前記燃料ノズルの長さに沿って複数の完全な回転部分を画定する螺旋形通路の各々を、通路出口ポートとそれぞれ流体連通した状態で少なくとも二つの螺旋形通路を前記燃料ノズルに設けるステップと、
ｂ）前記螺旋形通路と流体連通する燃料入口キャビティを設けるステップと、
ｃ）前記燃料入口キャビティに燃料を流すステップと、
ｄ）燃料だけが前記螺旋形通路を通って循環する前記螺旋形通路を通して燃料を流すステップと、
ｅ）前記通路出口ポートを通して燃料を流すステップと、
を含むことを特徴とする燃料分配方法。
【請求項２１】
ステップｅ）において、前記通路出口ポートから流出する前記燃料が、旋回運動を有していることを特徴とする請求項２０記載の燃料分配方法。
【請求項２２】
ステップａ）において、前記燃料分配器の前記螺旋形通路は、第一の円筒形表面と第二の円筒形表面との協働によってもたらされ、前記第一の円筒形表面が、螺旋形の溝を含み、前記第二の円筒形表面が、連続的であることを特徴とする請求項２０記載の燃料分配方法。
【請求項２３】
前記第一の円筒形表面は、第一の胴体の外面であり、前記第二の円筒形表面は、第二の胴体の内面であり、ステップａ）において、前記第一の胴体を前記第二の胴体内に同心に嵌合することによって前記第一および第二の表面の協働が得られることを特徴とする請求項２２記載の燃料分配方法。
【請求項２４】
前記第一の胴体が、前記第二の胴体内に焼きばめされることを特徴とする請求項２３記載の燃料分配方法。
【請求項２５】
前記第二の胴体が、空気旋回装置を有する環状のディスクを含むことを特徴とする請求項２３記載の燃料分配方法。
【請求項２６】
ステップａ）は、前記螺旋形燃料通路間において所望の燃料分配を得るように、少なくとも一つの螺旋形燃料通路の寸法を決めることをさらに含むことを特徴とする請求項２０記載の燃料分配方法。
【請求項２７】
ステップａ）は、所望のノズル流れ抵抗を得るように、少なくとも一つの螺旋形燃料通路の寸法を決めることをさらに含むことを特徴とする請求項２０記載の燃料分配方法。
【請求項２８】
ステップａ）は、ステップｄ）の間に所望の熱伝達を得るように、前記螺旋形燃料通路の長さを選択することをさらに含むことを特徴とする請求項２０記載の燃料分配方法。
【請求項２９】
ステップａ）は、ステップｄ）の間に所望の燃料圧力損失をもたらすように、前記螺旋形燃料通路の寸法を決めることをさらに含むことを特徴とする請求項２０記載の燃料分配方法。
【請求項３０】
ステップａ）は、ステップｄ）の間に所望の燃料流速を得るように、前記螺旋形燃料通路の寸法を決めることをさらに含むことを特徴とする請求項２０記載の燃料分配方法。
【請求項３１】
ガスタービンエンジンの燃焼器アッセンブリにおいて燃料を旋回させるように適合された燃料分配器を製造する方法であって、前記方法は、
ａ）細長い円筒形部材を設けるステップと、
ｂ）前記細長い円筒形部材の外面に沿って少なくとも二つの螺旋形の溝を形成するステップと、
ｃ）前記細長い円筒形部材の一つの端部を円錐台形の表面が該端部に生じるように形成し、前記螺旋形の溝が前記円錐台形の表面と交じわる場所において通路出口ポートが形成されるようにするステップと、
ｄ）螺旋形の溝を有する前記外面と管状部材の連続した内面との協働により、燃料を連通するように適合された独立の螺旋形通路が形成されるように、前記細長い円筒形部材を前記管状の部材内にはめ込むステップと、
を含むことを特徴とする燃料分配器を製造する方法。
【請求項３２】
ステップａ）において、前記円筒形部材が、該円筒型部材と同心の円筒形の穴を含むことを特徴とする請求項３１記載の方法。
【請求項３３】
ステップｄ）において、前記細長い円筒形部材が、前記管状部材内に焼きばめされることを特徴とする請求項３１記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
空気旋回器３４は、燃料分配器３６を受けるように適合された中央の孔を画定する内面４０を備えた管状胴体部３８を有する。また、空気旋回器３４は、外部空気旋回手段を有するが、これは出願人に対して２０００年７月４日に発行された米国特許第６，０８２，１１３号に記載されるものなどの当業界で公知の燃料噴射器の外部空気旋回手段と同様の形式である。好ましくは、外部空気旋回手段は円周方向に間隔を隔てた複数の孔４４を有する円錐台形の空気旋回リング４２を備える。各々の孔４４の軸は、内部を通過する空気を旋回させることができるように、軸方向および円周方向の成分を有する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
上述の実施例は例示的な意図によるものである。したがって、当業者であれば、上記の記載が例示的なものに過ぎず、各種の変更形態および修正形態が考案され得ることを理解するであろう。例えば、任意の深さおよび断面の溝を用いてもよく、また全ての溝が同一でなくてもよい。任意の数の溝を設けてもよく、任意の適当な製造法によって溝を設けてもよい。記載された溝と同様の効果を有する他の装置を設けてもよい。本発明の分配器を単独で用いてもよく、また、先行技術またはその他の分配および／または旋回装置と組み合わせて用いてもよい。したがって、本発明は、添付の請求項の範囲の範囲内にあるこのような全ての変更形態、修正形態および変形形態を包含するように意図されている。
【国際調査報告】
2007517181.tif 000008
2007517181.tif 000009
2007517181.tif 000010