(57)【要約】【課題】エンジン運転中、燃料管に対する外側噴射器支持体の熱膨張による伸びを補償する装置を提供する。【解決手段】ガスタービン・エンジンのための燃料噴射器が開示される。燃料噴射器は燃料を受け入れる入口管継手１１２と、燃料をガスタービン・エンジンに供給するノズル１１６と、入口管継手１１２とノズル１１６との間に延在し、内部を貫く内部孔１２２を有する噴射器支持体１１４と、噴射器支持体１１４の内部孔１２２に配置される、燃料を入口管継手１１２からノズル１１６に分配する燃料管１２４とを備える。燃料管１２４は入口管継手１１２に動的に組み合わされる入口部と、ノズル１１６に固く連結される出口部とを備える。アダプタ１２８が燃料管１２４の入口部および入口管継手１１２の収容孔のいずれか一方に組み合わされる。【選択図】図４
2008116197.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービン・エンジンのための燃料噴射器であって、
ａ）  燃料を受け入れる入口端部と、
ｂ）  燃料を前記ガスタービン・エンジンに供給する出口端部と、
ｃ）  前記入口端部と前記出口端部との間に延在し、内部を貫く内部孔を有する噴射器支持体と、
ｄ）  前記噴射器支持体の前記内部孔に配置され、前記入口端部と組み合された入口部および前記出口端部と組み合わされた出口部を有する細長い燃料管と、
を備え、少なくとも１個の密封部材を保持するためアダプタ手段が前記燃料管の前記入口部および前記噴射器支持体と結ぶ前記入口端部の収容孔手段のいずれか一方に組み合わされる燃料噴射器。
【請求項２】
前記アダプタ手段が前記燃料管の前記入口部の外面に合わさせて形成される請求項１記載の燃料噴射器。
【請求項３】
前記アダプタ手段が前記燃料噴射器の前記入口端部の前記収容孔に合わせて形成される請求項１記載の燃料噴射器。
【請求項４】
環状密封部材が前記アダプタ手段に形成される環状の密封維持溝に保持される請求項１記載の燃料噴射器。
【請求項５】
前記環状密維持溝が軸方向に間隔を置いて配置される、環状の２個のフランジの間に形成される請求項１記載の燃料噴射器。
【請求項６】
前記各環状フランジが前記密封維持溝に隣接する環状の第１のフランジ部と前記第１のフランジ部から軸方向に間隔を置いて配置される環状の第２のフランジ部とを備える請求項５記載の燃料噴射器。
【請求項７】
さらに、前記各環状フランジの前記第１のフランジ部と前記第２のフランジ部との間に形成される溝を備える請求項６記載の燃料噴射器。
【請求項８】
前記各環状フランジの前記第１のフランジ部が前記環状フランジの前記第２のフランジ部よりも小さい直径を有する請求項６記載の燃料噴射器。
【請求項９】
環状リブが前記アダプタ手段の下側端部に組み合わされる請求項４記載の燃料噴射器。
【請求項１０】
前記環状密封部材の中線から前記環状リブの中線までの軸方向長さと前記収容孔手段の内径との比が約１．５よりも小さくない請求項９記載の燃料噴射器。
【請求項１１】
前記環状密封部材の中線から前記環状リブの中線までの軸方向長さと前記燃料管の前記入口部の外径との比が約１．５よりも小さくない請求項９記載の燃料噴射器。
【請求項１２】
前記噴射器支持体が前記燃料噴射器を前記ガスタービン・エンジンに装着する取付けフランジを備える請求項１記載の燃料噴射器。
【請求項１３】
前記入口管継手が前記噴射器支持体に取外し可能に連結される請求項１記載の燃料噴射器。
【請求項１４】
前記入口管継手が前記噴射器支持体に連結される請求項１記載の燃料噴射器。
【請求項１５】
ガスタービン・エンジンのための燃料噴射器であって、
ａ）  燃料を受け入れる入口管継手部と、
ｂ）  燃料を前記ガスタービン・エンジンに供給するノズル部と、
ｃ）  前記入口管継手部と前記ノズル部との間に延在し、内部を貫く内部孔を有する噴射器支持体と、
ｄ）  前記噴射器支持体の前記内部孔にあって、燃料を前記入口管継手部から前記ノズル部に分配する細長い燃料管と、
ここで、前記燃料管は前記燃料噴射器の前記入口管継手部と動的に組み合わされる入口部と、前記燃料噴射器の前記ノズル部に連結される出口部とを備えており、
ｅ）  前記燃料管の前記入口部と一体に形成された密封アダプタと、
ｆ）  前記燃料噴射器の前記入口管継手部に合わせて形成される熱遮蔽スリーブと、
を備える燃料噴射器。
【請求項１６】
前記密封アダプタに形成された環状の密封維持溝に密封要素が保持される請求項１５記載の燃料噴射器。
【請求項１７】
前記密封維持溝が軸方向に間隔を置いて配置される環状の２個のフランジの間に形成される請求項１６記載の燃料噴射器。
【請求項１８】
前記各環状フランジが前記密封維持溝に隣接する環状の第１のフランジ部と、前記第１のフランジ部から軸方向に間隔を置いて配置される環状の第２のフランジ部とを備える請求項１７記載の燃料噴射器。
【請求項１９】
さらに、前記各環状フランジの前記第１のフランジ部と前記第２のフランジ部との間に形成される溝を備える請求項１８記載の燃料噴射器。
【請求項２０】
前記各環状フランジの前記第１のフランジ部が前記環状フランジの前記第２のフランジ部よりも小さい直径を有する請求項１８記載の燃料噴射器。
【請求項２１】
環状リブが前記密封アダプタの下側端部に組み合わされる請求項１６記載の燃料噴射器。
【請求項２２】
前記環状密封要素の中線から前記環状リブの中線までの軸方向長さと前記収容孔の内径との比が約１．５よりも小さくない請求項２１記載の燃料噴射器。
【請求項２３】
前記密封アダプタが軸方向に間隔を置いて配置される２個の密封要素を保持するように構成される請求項２１記載の燃料噴射器。
【請求項２４】
ガスタービン・エンジンのための燃料噴射器であって、
ａ）  燃料を受け入れる入口管継手部と、
ｂ）  燃料を前記ガスタービン・エンジンに供給するノズル部と、
ｃ）  前記入口管継手部と前記ノズル部との間に延在し、内部を貫く内部孔を有する噴射器支持体と、
ｄ）  前記噴射器支持体の前記内部孔にあって、燃料を前記入口管継手部から前記ノズル部に分配する細長い燃料管と、
ここで、前記燃料管は前記燃料噴射器の前記入口管継手部と動的に組み合わされる入口部と、前記燃料噴射器の前記ノズル部に連結される出口部とを備えており、
ｅ）  前記燃料管の前記入口部に連結された密封アダプタと、
ｆ）  前記燃料噴射器の前記入口管継手部によって形成され、前記密封アダプタを動的に収容する収容孔と、
を備える燃料噴射器。
【請求項２５】
密封要素が前記密封アダプタに形成された環状の密封維持溝に保持される請求項２４記載の燃料噴射器。
【請求項２６】
前記環状密維持溝が軸方向に間隔を置いて配置される環状の２個のフランジの間に形成される請求項２５記載の燃料噴射器。
【請求項２７】
前記各環状フランジが前記密封維持溝に隣接する環状の第１のフランジ部と、前記第１のフランジ部から軸方向に間隔を置いて配置される環状の第２のフランジ部とを備える請求項２６記載の燃料噴射器。
【請求項２８】
さらに、前記各環状フランジの前記第１のフランジ部と前記第２のフランジ部との間に形成される溝を備える請求項２７記載の燃料噴射器。
【請求項２９】
前記各環状フランジの前記第１のフランジ部が前記環状フランジの前記第２のフランジ部よりも小さい直径を有する請求項２７記載の燃料噴射器。
【請求項３０】
環状リブが前記密封アダプタの下側端部に組み合わされる請求項２５記載の燃料噴射器。
【請求項３１】
前記環状密封要素の中線から前記環状リブの中線までの軸方向長さと前記収容孔の内径との比が約１．５よりも小さくない請求項３０記載の燃料噴射器。
【請求項３２】
前記入口管継手部が前記入口管継手部に取外し可能に連結される燃料入口管継手を有する請求項２４記載の燃料噴射器。
【請求項３３】
前記燃料入口管継手が前記入口管継手部にねじを刻設したナットによって連結される請求項３２記載の燃料噴射器。
【請求項３４】
前記燃料噴射器が第１タイプの燃料を受け入れる第１の燃料入口管継手と、第２タイプの燃料を受け入れる第２の燃料入口管継手とを有するデュアル燃料噴射器である請求項２４記載の燃料噴射器。
【請求項３５】
前記第１の燃料入口管継手が前記燃料管と流体連通し、前記第２の燃料入口管継手が前記噴射器支持体の前記内部孔と流体連通している請求項３４記載の燃料噴射器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は熱膨張によって生じる燃料噴射器構成部品の伸び差を補償するための装置、特にエンジン運転中、燃料噴射器支持体内に配置される燃料管に対する燃料噴射器支持体のの熱膨張による伸びを調整するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料噴射器はガスタービン・エンジンの重要な部品であり、エンジン性能を決定する上で重要な役割を果たす。典型的な燃料噴射器は一端に燃料を受け入れる入口管継手を備えた外側支持体と、他端に霧化燃料をガスタービンの燃焼室に供給する噴霧ノズルとを備える。この入口管継手は内部燃料管によって噴霧ノズルと連通している。
【０００３】
エンジン運転中には、燃料噴射器の外側支持体の周囲を高温の圧縮空気が取り囲み、圧縮空気よりもかなり低温を保って噴霧ノズルへの燃料が内部燃料管を通して運ばれる。２つの流体間の温度差によって外側噴射器支持体は燃料管よりも熱膨張する度合いが大きい。特に、外側噴射器支持体は燃料管と比べて熱膨張による伸びが大きくなる。
【０００４】
ある燃料噴射器では、燃料管は燃料入口管継手に隣接する一端で外側噴射器支持体に、そして他端で燃料噴霧ノズルに固く連結される。外側噴射器支持体と燃料管との間には熱膨張差があるため両者の結合部に高い応力集中が発生する。この応力集中はクラックの発生をもたらし、そのクラックの成長で最終的に結合部に燃料リークを生じ、噴射器の故障を引き起こす。
【０００５】
これらの問題の緩和に向けて多大の努力が傾けられた。たとえば外側噴射器支持体と燃料管とに生じる熱膨張の伸び差を吸収するため長期にわたりら旋またはコイル状に巻く部分を備える燃料管を組み込んだ噴射器を設計することが行われている。事実、たとえばヴデヴィアクに発行された米国特許第3,129,891号明細書、ゲブハルトらに発行された米国特許第4,258,544号明細書、ブラッドレイらに発行された米国特許第第4,649,950号明細書およびペルチェに発行された第6,276,141号明細書に記載されるように、従来技術はこうしたら旋状に巻く燃料管を開示する特許で満ちている。当業者はら旋状に巻く燃料管を形成することに伴い、特にペルチェの特許に開示されるような同心に２重に巻く燃料管を使用する場合に大きくコストが上昇することを容易に理解できる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は燃料噴射器部品の熱膨張差に起因する問題を軽減するためコストを下げるのに有利な解決策およびら旋燃料管を使用する従来技術を凌駕する改良をもたらす。特に、本発明は、エンジン運転中、燃料管に対する外側噴射器支持体の熱膨張による伸びを補償するための装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は燃料噴射器の燃料管のための動的密封装置を用いて従来技術の多くの不備を克服する、新規で、有用なガスタービン・エンジンのための燃料噴射器に向けられる。この新規な燃料射器は燃料源からの燃料を受け入れる入口管継手部と、燃料をガスタービン・エンジンに供給する出口ノズル部と、入口管継手部と出口ノズル部との間に延在し、内部を貫く内部孔を有する噴射器支持体と、噴射器支持体の内部孔に配置され、燃料を入口管継手部から出口ノズル部に分配する細長い燃料管とを備える。
【０００８】
燃料管は入口管継手部に動的に連結される入口部と、出口ノズル部に連結され、それ以外では固く結ばれる出口部とを有する。燃料管の入口部は少なくとも１個の動的密封部材を保持するアダプタを備えており、入口管継手部は燃料管に対する噴射器支持体の熱膨張による伸びを許容するアダプタを収容する、収容孔またはスリーブを形成している。本発明の一実施例では、密封アダプタは燃料管と一体に形成される。本発明の別の実施例では、密封アダプタは燃料管の入口部に連結される。
【０００９】
好ましくは、動的密封部材はＯ−リング形密封要素であり、アダプタの上側端部に組み合わされ、軸方向に間隔を置いて配置される２個のフランジ間に形成される環状の密封維持溝に保持される。アダプタの各フランジは環状密封維持溝に隣接する環状の第１のフランジ部と、第１のフランジ部から軸方向に間隔を置いて配置される環状の第２のフランジ部とを備える。好ましくは、密封状態を維持し続けるため各環状フランジの第１のフランジ部と第２のフランジ部との間に異物捕獲溝が形成される。
【００１０】
各環状フランジの第１のフランジ部は動的密封部材に隣接して環状フランジの第１のフランジと収容孔の内面との接触を防ぐ軸方向に延びる区域を形成するように、環状フランジの第２のフランジ部よりも小さい直径を有する。動的密封部材を保護するため収容孔の下側端部に遮熱域を形成するように、環状リブがアダプタの下側端部に組み合わされる。装置の完全性を保証するため密封部材の中線から環状リブの中線までの軸方向長さと収容孔の内径との寸法比は、好ましくは約１．５よりも小さくしない。
【００１１】
本発明の別の実施例では、入口管継手の収容孔には少なくとも１個の動的密封部材を保持する密封アダプタを形成し、密封アダプタ内部に燃料管の入口部を動的に収容する。この配置において、環状密封部材の中線から環状リブの中線までの軸方向長さと燃料管の入口部の外径との寸法比は、好ましくは約１．５よりも小さくしない。
【００１２】
本発明に係る装置のこれらの特徴、そして他の特徴は以下に説明される幾つかの図面に採り上げる、本発明の好ましい実施例の記述から当業者に容易に明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
類似した参照符号が本発明に係る動的密封装置の多様な実施例の類似する特徴または要素を表わす、図面を参照すると、図１に本発明の好ましい実施例に従って構成され、符号１００で指定された燃料噴射器が示される。
【００１４】
燃料噴射器１００は霧化燃料をガスタービン・エンジン１０の燃焼室に供給するように適応され、構成される。一般に、燃料噴射器１００は分配マニホールド（図示せず）からの燃料を受け入れる燃料入口管継手１１２を有する入口端部１１０と、この入口端部１１０から延在する細長い本体部または支持体１１４と、燃料を燃焼室１２に供給する噴霧ノズル１１６とを備える。燃料入口管継手１１２よりも下側の支持体１１４の上側端部にはねじ締結具１９または同様な手段で燃料噴射器１００をガスタービン・エンジン１０の外側ケーシング１４に固定する取付け用フランジ１１５が設けられる。
【００１５】
当業者は、エンジン運転中、燃料噴射器１００の支持体１１４が外側ケーシング１４および燃焼室１２を通過する高温の圧縮機空気で覆われることを容易に理解する。同時に、支持体１１４内部の燃料分配要素は燃料を圧縮機空気よりもはるかに低い温度で噴霧ノズル１１６に運ぶ。したがって、噴射器支持体１１４内部の燃料分配要素と比べて大きく熱膨張する。特に、噴射器支持体１１４は支持体内に収容される燃料分配要素よりも熱によってはるかに大きく伸びる。
【００１６】
図２ないし図４を参照すると、燃料噴射器１００の入口端部１１０は図１に示される燃料入口管継手１１２と、燃料噴射器１００の組み立て中、溶接部１１７（図４参照）に沿って入口端部１１０を支持体１１４の上側フランジ１１４ａに固く連結する係合フランジ１１８とを備える。入口端部１１０は、さらに図４に最もよく示されるように、燃料入口管継手１１２から噴霧ノズル１１６に流れる燃料量を調節するオリフィス１２１ａを形成した密封挿入体１２１を保持する、外方向に突出させた本体部１１９を備える。図３に最もよく示されるように、入口端部１１０はまた内部孔１２０ａを有する、遮熱体または遮熱スリーブ１２０を備える。遮熱スリーブ１２０は、図４に示されるように、動的密封装置１２５を収容するため支持体１１４の内部孔１２２に延びる。
【００１７】
図３を参照すると、動的密封装置１２５は支持体１１４の内部孔または空間１２２を貫いて延びる、細長い燃料管１２４の入口部１２４ａと動作可能に連結される。燃料管１２４は中心燃料通路１２７を形成している。燃料管１２４の出口部１２４ｂは、図４に最もよく示されるように、噴霧ノズル１１６の内部要素にろう付けされ、これ以外では連結される。燃料管１２４の出口部１２４ｂは、たとえばノズル１１６の燃料スワーラー要素に連結することができる。燃料管１２４の出口部１２４ｂは流体漏れを抑えるためノズル１１６に固く結ぶ接続部を有するので、支持体１１４に熱膨張による伸びが生じたとき、燃料管１２４に直接影響が及ぶ。この影響は燃料噴射器１００の入口端部１１０に対する燃料管１２４の熱膨張変位またはすべりとして現われ、入口端部１１０の遮熱スリーブ１２０の内部孔１２０ａに支持される動的密封装置１２５によって調整される。
【００１８】
図３を参照すると、燃料管１２４の入口部１２４ａはＯ−リング形密封要素１３０または類似する密封部材を支持する、一体に形成されるアダプタ１２８を形成している。この密封部材１３０はバイトン（Ｖｉｔｏｎ；登録商標）ペルフルオロカーボン、カルレッツ（Ｋａｌｒｅｚ；登録商標）、ＣＥＣ２６２２（登録商標）または類似する材料から形成される。好ましくは、密封要素１３０はアダプタ１２８の上側端部に組み合わされ、軸方向に間隔を置いて配置された２個の環状フランジ１３４、１３６の間にある、アダプタ１２８に刻む環状の密封維持溝１３２に保持される。密封要素１３０は耐用期間を延ばすために潤滑剤と共に密封維持溝１３２に装着してもよい。この密封要素１３０は係合フランジ１１８とフランジ部１１４ａとの間の溶接部１１７に沿って支持体１１４の上端から入口端部１１０を切り離して潤滑し、交換し、あるいは修理できることを予め見通す。図示は省略されるが、Ｏ−リング形密封要素１３０について耐用期間を延ばすために密封維持溝１３２を貫き、これ以外では密封維持溝１３２に近い箇所に冷却媒体を流す方法で冷却できることも予め見通す。
【００１９】
図５を参照すると、アダプタ１２８の各フランジ１３４、１３６は密封維持溝１３２に隣接する環状の第１のフランジ部１３４ａ、１３６ａと、第１のフランジ部１３４ａ、１３６ａから軸方向に間隔を置いて配置される環状の第２のフランジ部１３４ｂ、１３６ｂとを備える。好ましくは、互いに干渉する内部要素（たとえば、金属同士の接触によるかじりまたは摩耗）から発生する異物から密封要素１３０を保護するために環状フランジ１３４、１３６の第１のフランジ部１３４ａ、１３６ａと第２のフランジ部１３４ｂ、１３６ｂとの間に環状の異物捕獲溝１３４ｃ、１３６ｃが形成される。この異物捕獲溝１３４ｃ、１３６ｃがない場合、粒子状異物は密封要素１３０をすり減らし、または損傷し、緊密な流体密封を維持する能力を損ねる。
【００２０】
図６に最もよく示されるように、各フランジ１３４、１３６の第１のフランジ部１３４ａ、１３６ａは第２のフランジ１３４ｂ、１３６ｂよりも小さい直径を有する。この寸法差により間隙Ｇを生じることができ、各フランジ１３４、１３６の第１のフランジ部１３４ａ、１３６ａと遮熱スリーブ１２０の収容孔１２０ａの内面とを接触させない、動的密封要素１３０に隣接する区域を形成することが可能になる。これと対照的に、各環状フランジ１３４、１３６の第２のフランジ部１３４ｂ、１３６ｂの半径方向外面と遮熱スリーブ１２０の収容孔１２０ａの内面との間には面圧を伴って接触が生じる。好ましくは、収容孔１２０ａの内面とアダプタ１２８の第２のフランジ部１３４ｂ、１３６ｂの、少なくとも半径方向外面とはアダプタ・フランジ面と収容孔１２０ａとの金属同士の接触が滑らかであることを保証するように表面仕上げ（０．８μｍ（３２μｉｎ））を施す。最も好ましくは、このような用途のためにこの部分は機械的に可能な限り、滑らかにすべきである。
【００２１】
模範的実施例では、非接触区域が第２のフランジ部１３４ｂ、１３６ｂの直径よりも小さい、約０．０７６ｍｍ（０．００３ｉｎ）の直径を有する第１のフランジ部１３４ａ、１３６ａを設けることで生成する。当業者は上記の寸法関係が単に模範的な例を示すに過ぎず、本開示を限定する意図のないことを容易に理解する。いずれにしても、非接触区域は遮熱スリーブ１２０の内面に密封部材との間でこすり傷または他の人工形成物を生じる、接触が起こらないように、アダプタ１２８により生じる熱変位または移動量よりも大きくすべきである。
【００２２】
図５を参照すると、支持体１１４の内部孔１２２に吸入される高温の圧縮機空気で動的密封部材１３０が過熱状態に陥るのを防ぐため遮熱スリーブ１２０の収容孔１２０ａの下側端部に遮熱バリアを形成するように、アダプタ１２８の下側端部に先端を丸めた環状のリブ１３８が設けられる。この環状リブ１３８の半径寸法または丸めた面は支持体１１４の熱膨張による伸びで燃料管がすべるときに生じる摩擦力を軽減するように設計される。この点から、図５および図６に示されるように、Ｏ−リング形密封要素１３０から最も遠い位置にある第２のフランジ部１３４ｂ、１３６ｂの外面も、摩擦、摩耗およびこすり傷を最小にするため丸めて形成される。
【００２３】
続いて、図５を参照すると、動的密封装置１２５の構造的完全性を確実に保つためアダプタ１２８は寸法調整されたある長さを有する。特に、密封部材１３０の中線から環状リブ１３８の中線までの軸方向長さＬと遮熱スリーブ１２０の収容孔１２０ａの内径Ｄiとの寸法比は、好ましくは約１．５よりも小さくしない。結果として、アダプタ１２８が熱膨張で変位し、あるいはすべるとき、滑らかな収容孔１２０ａの内面を引っかき、またはこするような収容孔１２０ａと接してアダプタ１２８の第２のフランジ部１３４ｂ、１３６ｂを拘束してしまう可能性を減少することができる。この寸法関係を保つことにより動的密封装置の抵抗あるいは摩擦力を本質的に減少させることができる。
【００２４】
図６ａを参照すると、燃料管４２４の入口部４２４ａが表面仕上げ（０．８μｍ（３２μｉｎ））を施している一定の外径を有し、動的密封装置４２５が遮熱スリーブ４２０の収容孔４２０ａの内面に組み合わされる、本発明の別の実施例が示される。特に、環状密封部材４３０を収容する密封維持溝４３２と、収容孔と組み合わされるフランジ部４３４ａ、４３４ｂおよびフランジ部４３６ａ、４３６ｂとが収容孔４２０ａの内面に合わせて形成される。また、収容孔４２０ａに合わせて異物捕獲溝４３４ｃ、４３６ｃと、遮熱バリアを形成する丸めた環状リブ４３８とが同じ方向に倣い形成される。
【００２５】
図６ａに示されるように、動的密封装置４２５に環状フランジ４３４、４３６の第１のフランジ部４３４ａ、４３６ａと燃料管４２４の入口部４２４ａの外面との金属同士の接触を防ぐために動的密封部材４３０に隣接する区域を形成する間隙Ｇが設けられる。動的密封装置４２５の構造的完全性を保つため環状密封部材４３０の中線から環状リブ４３８の中線までの軸方向長さＬと燃料管４２４の入口部の外径Ｄoとの寸法比は、好ましくは約１．５よりも小さくしない。
【００２６】
図７および図８を参照すると、符号２５０で表わした本発明の動的密封装置の別の実施例が示される。この動的密封装置２５０は軸方向に間隔を置いて配置される２条の密封維持溝２３２ａ、２３２ｂにＯ−リング形密封要素２３０ａ、２３０ｂまたは類似する密封部材を支持する、燃料管２２４の入口部と一体に形成されるアダプタ２２８を備える。上側密封維持溝２３２ａは上側環状フランジ２３４と中間フランジ部２３５との間に形成される。下側密封維持溝２３２ｂは下側環状フランジ２３６と中間フランジ部２３５との間に形成される。
【００２７】
図８に最もよく示されるように、アダプタ２２８の上側環状フランジ２３４は密封維持溝２３２ａに隣接する環状の第１のフランジ部２３４ａと、第１のフランジ部２３４ａから軸方向に間隔を置いて配置される環状の第２のフランジ部２３４ｂとを備える。アダプタ２２８の下側環状フランジ２３６は密封維持溝２３２ｂに隣接する環状の第１のフランジ部２３６ａと、第１のフランジ部２３６ａから軸方向に間隔を置いて配置される環状の第２のフランジ部２３６ｂとを備える。
【００２８】
好ましくは、密封要素２３０ａ、２３０ｂを保護するため各環状フランジ２３４、２３６の第１のフランジ部２３４ａ、２３６ａと第２のフランジ部２３４ｂ、２３６ｂとの間に環状の異物捕獲溝２３４ｃ、２３６ｃが形成される。図８に最もよく示されるように、間隙Ｇを生成するため各環状フランジ２３４、２３６の第１のフランジ部２３４ａ、２３６ａおよび中間フランジ部２３５は第２のフランジ部２３４ｂ、２３６ｂよりも直径を小さくしている。この間隙Ｇにより第１のフランジ部２３４ａ、２３６ａおよび中間フランジ部２３５と遮熱スリーブ２２０の収容孔２２０ａの内面との接触を防ぐため動的密封部材２３０ａ、２３０ｂに隣接する区域を形成することができる。図７に示されるように、丸めた環状リブ２３８は熱膨張による損傷から動的密封部材２３０ａ、２３０ｂを保護するため遮熱スリーブ２２０の収容孔２２０ａの下側端部に遮熱バリアを形成するようにアダプタ２２８の下側端部に組み合わせる。遮熱スリーブ２２０の軸方向長さは（スリーブ１２０と比べて）Ｏ−リングのため長さが長くなる、アダプタ２２８を収容できるように寸法決めされることが理解される。
【００２９】
図９を参照すると、符号３００で表わす本発明の好ましい実施例に従って構成される別の燃料噴射器が示される。この燃料噴射器３００は液体または気体燃料のどちらかをガスタービン・エンジン１０の燃焼室１２に供給するように適応され、構成されるデュアル燃料噴射器である。一般に、燃料噴射器３００は液体燃料分配マニホールド（図示せず）からの液体燃料を受け入れる第１の燃料入口管継手３１２ａと、気体燃料分配マニホールド（図示せず）からの気体燃料を受け入れる第２の燃料入口管継手３１２ｂとを有する入口端部３１０を備える。この液体燃料は支持体３１４の内部孔３２２に配置された燃料管３２４を通って燃料噴射器３００の出口端に運ばれ（図１２参照）、これに対し、気体燃料は支持体１４の内部孔３２２を通って噴射器３００の出口端に運ばれる。典型的には、デュアル燃料噴射器は電力発生装置として使用されるガスタービンと共に使用される。燃料噴射器に使用される燃料タイプ（すなわち、液体または気体）は経済性および入手可能性によって決まる。
【００３０】
燃料噴射器３００は入口端部３１０から延びる細長い本体部または支持体３１４と液体または気体燃料を燃焼室１２に供給するデュアル燃料ノズル３１６とを備える。入口管継手３１２ｂは下方の支持体３１４の上端に燃料噴射器３００をねじ締結具１８または類似する手段でガスタービン・エンジン１０の外側ケーシング１４に固定する取付け用フランジ３１５が設けられる。
【００３１】
図１０および図１１を参照すると、燃料噴射器３００の入口端部３１０は入口端部３１０のねじ部３１０ａと螺合するように適応され、構成されるねじ孔３８０ａを有する取外し可能なロックナット３８０を備える。このロックナット３８０により燃料噴射器３００の入口端部３１０に収容されるアダプタ３２８に容易に近づくことかできる。したがって、燃料噴射器１００を使用する場合と同様に、Ｏ−リングまたは密封部材３３０は、もしも使用中のＯ−リングの摩耗が進むことがあれば、入口端部３１０を切り離すことなく、耐用期間または交換を延ばすために容易にＯ−リングに近づき、すべりをよくすることができる。当業者は動的密封装置３２５がガスタービン・エンジン１０のケーシングの外に配置され、Ｏ−リングまたは密封部材３３０が本発明の先に述べた実施例の密封装置と同じ高温の運転環境にならないことを容易に理解する。
【００３２】
動的密封装置に容易に近づくことができるように、図１に示される燃料噴射器のような単一の燃料回路を有する燃料噴射器が外側（すなわち、エンジン・ケーシングの外に付ける）動的密封装置および図１０に示される取外し可能な入口管継手と共に構成できることは予め見通す。この種の改良は本開示の範囲に含まれる。
【００３３】
動的密封装置の３２５のアダプタ３２８は燃料管３２４と連通する燃料通路３２８ｂと、燃料管３２４の入口部３２４ａにろう付けされ、これ以外では連結されるネック部３２８ａとを有する。図１２に最もよく示されるように、燃料管３２４の出口部３２４ｂは噴霧ノズル３１６の内部要素にろう付けされ、これ以外では連結される。
【００３４】
図１１と共に図１２を参照すると、アダプタ３２８が入口管継手３１２ａの内部孔３２０ａの一部と入口端部３１０の内部孔３２０ｂの一部とにより形成される収容孔３２０に収容されている。密封要素３３０はアダプタ３２８の上側端部に組み合わされる軸方向に間隔を置いて配置された２個の環状フランジ３３４、３３６の間に形成される密封維持溝３３２に保持される。
【００３５】
アダプタ３２８の各環状フランジ３３４、３３６は密封維持溝３３２に隣接する第１のフランジ部３３４ａ、３３６ａと第１のフランジ部３３４ａ、３３６ａから軸方向に間隔を置いて配置される環状の第２のフランジ部３３４ｂ、３３６ｂとを備える。好ましくは、環状の異物捕獲溝３３４ｃ、３３６ｃが各環状フランジ３３４、３３６に形成される。
【００３６】
図１４に最もよく示されるように、各環状フランジ３３４、３３６の第１のフランジ部３３４ａ、３３６ａは動的密封部材３３０に隣接する間隙Ｇを形成するように第２のフランジ部３３４ｂ、３３６ｂよりも直径を小さくしている。この間隙Ｇは各環状フランジ３３４、３３６の第１のフランジ部３３４ａ、３３６ａと入口管継手３１２ａの収容孔３２０ａの内面とを接触させない区域を生成する。これと対照的に、各環状フランジ１３４、１３６の第２のフランジ部３３４ｂ、３３６ｂの外面と入口管継手３１２ａの収容孔３２０ａの内面との間には面圧を伴って表面同士の接触が生じる。動的密封部材１３０が高温の圧縮機空気で過熱状態に陥るのを防ぐため入口端部３１０の収容孔３２０ｂの下側端部に遮熱バリアを形成するように、アダプタ３２８の下側端部に先端を丸めた環状のリブ３３８が設けられる。
【００３７】
アダプタ３２８は拘束状態に陥るのを防ぐため寸法を調整したある長さを有し、好ましくは、環状密封部材３３０の中線から環状リブ３３８の中線までの軸方向長さＬと収容孔３２０（３２０ａ、３２０ｂ）の内径Ｄiとの寸法比は約１．５よりも小さくしない。
【００３８】
図１３に最もよく示されるように、アダプタ３２８の内部孔３９２に収容される計量弁装置３９０が設けられる。一般に、計量弁装置３９０はＯ−リング形密封要素３９４ａ、３９４ｂを備えており、入口管継手３１２ａから燃料管３２４に向かう燃料量を調節するように適応され、構成される。
【００３９】
本発明の動的密封装置がここに説明された燃料噴射器だけでなく多様な噴射器に組み込んで使用できることは予め見通す。たとえば、この密封装置は２ないしそれ以上の同心燃料回路（たとえば、主燃料回路と１ないしそれ以上のパイロット燃料回路とを有する燃料回路）の間に装着する動的密封装置として使用することができる。さらに、密封装置は燃料回路−空気充填キャビティ間、燃料回路−気体充填キャビティ（たとえば、アルゴンガス・キャビティ）間、または燃料回路−排気キャビティ間に装着する動的密封装置として使用することができる。
【００４０】
本発明に係る装置および構造が示され、好ましい実施例を参照して説明されたが、当業者は添付の請求の範囲により定義されるような本発明の本質と範囲とから離れることなく、変更および／または変形がなし得ることを容易に理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１はノズルの上側端部が噴射器本体に溶接される、本発明による燃料噴射器の斜視図である。
【図２】図２は図３に示される動的Ｏ−リングの保守点検または交換を容易にするため取外し中のアダプタを示す、溶接線に沿って切断された図１の燃料噴射器の上側端部の斜視図である。
【図３】図３は燃料噴射器の入口端部に組み合わされる遮熱スリーブの収容孔から取外された密封アダプタの斜視図である。
【図４】図４は遮熱スリーブの収容孔に装着する燃料管と一体のアダプタの熱膨張変位を調整する、本発明の動的密封装置を示す、図１の燃料噴射器の部分断面図である。
【図５】図５は密封アダプタを示す、噴射器支持体の上側端部の拡大断面図である。
【図６】図６は密封アダプタの異物捕獲溝と非接触域とを示す、図５のアダプタの拡大断面図である。
【図６ａ】図６ａは環状フランジ面と異物捕獲溝とが遮熱スリーブの収容孔の内面に形成される、図５および図６に示される動的密封装置の代替的実施例の拡大断面図である。
【図７】図７は軸方向に間隔を置いて配置される２個のＯ−リング形密封要素を使用する、本発明のアダプタの他の実施例を示す、図１の噴射器支持体の上側端部の拡大断面図である。
【図８】図８はアダプタの異物捕獲溝と非接触区域とを示す、図７のアダプタの拡大部分断面図である。
【図９】図９は液体および気体燃料をガスタービン・エンジンに供給するデュアル燃料噴射器として構成される、本発明の好ましい実施例に従って構成された別の燃料噴射器の斜視図である。
【図１０】図１０は燃料管の入口端部に連結されたアダプタに容易に近づくため分解され、これ以外では取外された入口端部の構成部品を有する、図９に示されるデュアル燃料噴射器の入口端部の分解斜視図である。
【図１１】図１１は燃料管の端部から取外されたアダプタの分解斜視図である。
【図１２】図１２はアダプタが燃料管の端部に連結され、燃料噴射器の入口端部の収容孔に収容される、本発明の動的密封装置を示す、図９のデュアル燃料噴射器の部分断面図である。
【図１３】図１３は入口端部の収容孔に収容されたアダプタ構成部品を示す、図９のデュアル燃料噴射器の入口端部の拡大断面図である。
【図１４】図１４はアダプタの異物捕獲溝と非接触区域とを示す、図１０のアダプタの一部を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１００、３００…  燃料噴射器
１１０、３１０…  入口端部
１１２、３１２、３１２ａ、３１２ｂ…  入口管継手
１１４、３１４…  ノズル
１２０、２２０、４２０…  遮熱スリーブ
１２４、２２４、３２４、４２４…  燃料管
１２８、２２８、３２８…  アダプタ
１３０、２３０ａ、２３０ｂ、３３０、４３０…  密封部材
１３８、２３８、３３８、４３８…  環状リブ
【図１】
2008116197.tif 000003
【図２】
2008116197.tif 000004
【図３】
2008116197.tif 000005
【図４】
2008116197.tif 000006
【図５】
2008116197.tif 000007
【図６】
2008116197.tif 000008
【図６ａ】
2008116197.tif 000009
【図７】
2008116197.tif 000010
【図８】
2008116197.tif 000011
【図９】
2008116197.tif 000012
【図１０】
2008116197.tif 000013
【図１１】
2008116197.tif 000014
【図１２】
2008116197.tif 000015
【図１３】
2008116197.tif 000016
【図１４】
2008116197.tif 000017