(57)【要約】  内管の端部のパイロットノズルであって、液体燃料を内管から燃焼器の燃焼室内に噴出するパイロットノズル、パイロットノズルと同軸であり、円筒部と円錐台部を含むディフレクタ、内管と同軸であり、ディフレクタの円筒部の周りに延びる端部を有する中央管であって、パージ空気通路が中央管と内管の間にあり、パージ空気通路の出口がディフレクタの円錐台部に対向している中央管、および環状開放端を有し、中央管と外管の間の燃料通路から液体燃料を受けるジェットノズルであって、ディフレクタの円錐台部に向けられた出口を有するノズル通路の環状アレイを含み、該ノズル通路は円錐台部の外縁の半径方向内向きであるジェットノズルを含む、ガスタービンの燃焼器用の液体燃料ノズルアッセンブリ。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンの燃焼器（１４）用の液体燃料ノズルアッセンブリ（２４）であって、
内管（５０）の端部のパイロットノズル（５４）であって、前記内管（５０）から前記燃焼器（１４）の燃焼室（２６）に液体燃料（２０）を噴出する、パイロットノズル（５４）、
前記パイロットノズル（５４）と同軸であり、円筒部（９３）と円錐台部（１１０、１１４）を含む、ディフレクタ（４８）、
前記内管（５０）と同軸であり、前記ディフレクタ（４８）の前記円筒部（９３）の周りに延びる端部を有する中央管（６０）であって、前記中央管（６０）と前記内管（５０）との間にパージ空気通路（５８）があり、前記パージ空気通路（５８）の出口が前記ディフレクタ（４８）の前記円錐台部（１１０、１１４）に対向している、中央管（６０）、および
前記中央管（６０）と外管（６４）の間の燃料通路（６２）から液体燃料（１２４）を受ける環状開放端を有するジェットノズル（８４）であって、前記ディフレクタ（４８）の前記円錐台部（１１４）に向けられた出口を有するノズル通路（８６）の環状アレイを含み、前記ノズル通路（８６）は、前記円錐台部（１１４）の外縁（９２）の半径方向内向きである、ジェットノズル（８４）を備える、液体燃料ノズルアッセンブリ（２４）。
【請求項２】
前記ディフレクタ（４８）が、前記円筒部（９３）の内向きに延びる第２円錐台部（１１０）を含み、環状空気通路（１０８）が前記第２円錐台部（１１０）と前記パイロットノズル（５４）の先細ノーズの間に形成されている、請求項１に記載の燃料ノズルアッセンブリ（２４）。
【請求項３】
エアブラスト空気（６８）の環状通路（６６）をさらに含み、前記環状通路（６６）の出口がエアブラスト空気（６８）を前記ディフレクタ（４８）の縁に対して向ける、請求項１または２に記載の燃料ノズルアッセンブリ（２４）。
【請求項４】
前記ジェットノズル（８４）の前記ノズル通路（８６）が、前記内管（５０）の軸に対し５度〜２５度のヨー角度に向けられている、請求項１から３のいずれか一項に記載の燃料ノズルアッセンブリ（２４）。
【請求項５】
前記ディフレクタ（４８）の前記円錐台部（１１０、１１４）の表面が、燃料との親和性が低い組成物でコーティングされている、請求項１から４のいずれか一項に記載の燃料ノズルアッセンブリ（２４）。
【請求項６】
前記外管（６４）の中空端部領域内に形成された空隙（９０）をさらに備え、前記空隙（９０）は前記外管（６４）の端部の燃焼ゾーンに対し開放されており、前記ジェットノズル（８４）とディフレクタ（４８）の端部が前記空隙（９０）内にある、請求項１から５のいずれか一項に記載の燃料ノズルアッセンブリ（２４）。
【請求項７】
前記ディフレクタ（４８）の外縁（９２）が前記空隙（９０）の下流にある、請求項６に記載の燃料ノズルアッセンブリ（２４）。
【請求項８】
ガスタービン用の燃料ノズルアッセンブリ（２４）であって、
液体燃料内管（５０）の端部のパイロットノズル（５４）、
前記内管（５０）と同軸であり前記内管（５０）の周りに伸びる中央管（６０）であって、前記中央管（６０）と前記内管（５０）の間にパージ空気（１１２、１２２）の環状通路（５８）がある、中央管（６０）、
円筒部（９３）と、前記円筒部（９３）から外向きに伸びる円錐台部（１１０、１１４）を含むディフレクタ（４８）であって、前記円筒部（９３）は、前記パイロットノズル（５４）の外側環状表面に嵌まり、前記パイロットノズル（５４）と同軸であり、前記円筒部（９３）の外表面（８８）から前記円筒部（９３）と前記パイロットノズル（５４）の間に形成された内側環状ダクトにパージ空気（１１２）を送る開口を含み、
パージ空気（１１２、１２２）の前記環状通路（５８）は、前記中央管（６０）と前記ディフレクタ（４８）の前記円筒部の前記外表面の間に延び、前記環状通路（５８）の前記出口は前記ディフレクタ（４８）の前記円筒部（９３）と前記円錐台部（１１０、１１４）の接合部に隣接している、ディフレクタ（４８）、および
前記中央管（６０）と外管（６４）の間の燃料通路（６２）から液体燃料（１２４）を受けるようにされた環状開放端を有するジェットノズル（８４）であって、前記ディフレクタ（４８）の前記円錐台部（１１４）と揃った出口を有するノズル通路（８６）の環状アレイを含み、前記ノズル通路（８６）は前記円錐台部（１１４）の外縁（９２）の半径方向内向きである、ジェットノズル（８４）を備える、液体燃料ノズルアッセンブリ（２４）。
【請求項９】
前記ディフレクタ（４８）が、前記円筒部（９３）の内向きに延びる第２円錐台部（１１０）を含み、環状空気通路が前記第２円錐台部（１１０）と前記パイロットノズル（５４）の先細ノーズの間に形成されている、請求項８に記載の燃料ノズルアッセンブリ（２４）。
【請求項１０】
エアブラスト空気（６８）の環状通路（６６）をさらに含み、前記環状通路（６６）の出口が、エアブラスト空気（６８）を前記ディフレクタ（４８）の縁に対して向けられるように揃えられている、請求項８または９に記載の燃料ノズルアッセンブリ（２４）。
【請求項１１】
前記ジェットノズル（８４）内の前記ノズル通路（８６）が、前記内管（５０）の軸に対し５度〜２５度のヨー角度に向けられている、請求項８から１０のいずれか一項に記載の燃料ノズルアッセンブリ（２４）。
【請求項１２】
前記ディフレクタ（４８）の前記円錐台部（１１０、１１４）の表面が、燃料との親和性が低い組成物でコーティングされている、請求項８から１１のいずれか一項に記載の燃料ノズルアッセンブリ（２４）。
【請求項１３】
前記外管（６４）の中空端部領域内に形成された空隙（９０）をさらに備え、前記空隙（９０）は前記外管（６４）の端部の燃焼ゾーンに対し開放されており、前記ジェットノズル（８４）とディフレクタ（４８）の端部が前記空隙（９０）内にある、請求項８から１２のいずれか一項に記載の燃料ノズルアッセンブリ（２４）。
【請求項１４】
前記ディフレクションの前記円錐台部（１１０、１１４）の淵が前記空隙（９０）の下流にある、請求項１３に記載の燃料ノズルアッセンブリ（２４）。
【請求項１５】
ガスタービンの燃焼器（１４）内の燃料ノズルアッセンブリ（２４）により噴出されている液体燃料（２０、１０２、１２４）を微粒化する方法であって、
ディフレクタ（４８）の外表面に沿って、前記燃料ノズルアッセンブリ（２４）の噴出端部からパージ空気（１１２、１２２）を噴出することであって、前記ディフレクタ（４８）は、円筒部（９３）と、前記円筒部（９３）の外向きに延びる円錐台部（１１４）を有し、前記外表面（８８）は、前記噴出されているパージ空気（１１２、１２２）に対向する前記円錐台部（１１０、１１４）の表面を少なくとも含み、
前記液体燃料（２０、１０２、１２４）を前記ディフレクタ（４８）の前記外表面（８８）上に噴出することであって、前記液体燃料（２０、１０２、１２４）は前記外表面（８８）上に膜を形成し、前記外表面（８８）を流れる前記パージ空気（１１２、１２２）が前記液体燃料（２０、１０２、１２４）を前記外表面（８８）上で移動させ、
前記液体燃料膜が前記円錐台部（１１０、１１４）の縁（９２）を越えて流れるときに前記液体燃料（２０、１０２、１２４）が微粒化され：
エアブラスト空気（６８）を前記円錐台部（１１０、１１４）の縁に向けて前記液体燃料（１０２、１２４）の微粒化を増強すること、および
前記液体燃料（２０、１０２、１２４）、エアブラスト空気（６８）およびパージ空気（１１２、１２２）を前記燃料ノズルアッセンブリ（２４）の下流の燃焼ゾーンで燃焼させることを含む、方法。
【請求項１６】
前記液体燃料（２０、１０２、１２４）を前記ディフレクタ（４８）の前記外表面（８８）上に噴出することが、前記燃料ノズルアッセンブリ（２４）に含まれる管の中空端部領域の空隙（９０）内で生じ、前記空隙（９０）は前記燃焼ゾーンに対し開放されている、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記縁（９２）から前記液体燃料膜を吐出することをさらに含み、前記縁（９２）は前記空隙（９０）の下流にある、請求項１６または１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記外表面（８８）上に噴出された前記液体燃料（２０、１０２、１２４）が、前記ディフレクタ（４８）の軸の周りで渦を巻く動きを有して噴出され、前記パージ空気（１１２、１２２）が、前記液体燃料（２０、１０２、１２４）の前記渦流と同じ回転方向で渦を巻く動きを有して前記ディフレクション上に噴出される、請求項１５から１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記パージ空気（１１２、１２２）を、前記ディフレクタ（４８）の前記外表面（８８）を流れる第１流と、前記燃料ノズルアッセンブリ（２４）の軸と揃ったパイロットノズル（５４）から噴出されている前記液体燃料（２０、１０２、１２４）に向けられる第２流とに分けることをさらに含む、請求項１５から１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記液体燃料（２０、１０２、１２４）を噴出することが、前記液体燃料（２０、１０２、１２４）に渦を巻く動きを与え、前記外表面（８８）に沿って前記パージ空気（１１２、１２２）を噴出することが、前記液体燃料（２０、１０２、１２４）の前記渦を巻く動きと同じ回転方向の渦を巻く動きを前記パージ空気（１１２、１２２）に与える、請求項１５から１９のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービン内の燃料燃焼に関し、具体的にはガスタービン内の燃焼器用液体燃料ノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービン燃焼器は、大量の燃料と圧縮空気を混合し、得られた混合物を燃焼させて燃焼ガスを生成し、タービンを駆動する。従来の産業用ガスタービン用燃焼器は、典型的には、内部で空気と燃料が混合されて燃焼が生じる筒形燃焼「カン」の環状アレイを含む。圧縮機、たとえば軸流圧縮機からの圧縮空気は燃焼器内に流入する。
【０００３】
燃料は、各カン内に延びる燃料ノズルアッセンブリを通じて注入される。燃料ノズルアッセンブリは、液体燃料を燃焼させるように構成され得る。これらの燃料ノズルアッセンブリは、典型的には、定量の燃料をカンの燃焼室内に噴霧する液体微粒化ノズルを含む。燃料ノズルアッセンブリは、１対の同軸微粒化ノズルから燃料を噴出し得る。ノズルから噴出されるときに燃料は混合され、燃料の微粒化が補助され得る。
【０００４】
液体燃料の燃料ノズルアッセンブリは、複雑な機械的デバイスになりがちである。燃料やパージガスの比較的少ない通路とオリフィスを有し、機械的に単純で、耐久性があり比較的制御しやすい燃料ノズルアッセンブリが長年必要とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１１／１０４３０４号パンフレット
【発明の概要】
【０００６】
液体燃料を噴出するノズルのすぐ下流の円錐ディフレクタ上に燃料膜を生成する新規の液体燃料ノズルアッセンブリが考案されている。パージ空気は、ディフレクタの表面上で該膜を移動させるのを補助する。膜は、ディフレクタの縁を越えて流れると、ばらばらになって液滴になり微粒化される。燃料がばらばらになり微粒化することは、ディフレクタの縁に向けられるエアブラスト空気による剪断と、ディフレクタのすぐ下流の空気力学的失速により増強される。燃料膜と、パージ空気とエアブラスト空気の相互作用により、液体燃料微粒化の質と、燃料燃焼の安定性が向上する。
【０００７】
ガスタービンの燃焼器用の液体燃料ノズルアッセンブリが考案され本明細書で開示されており、該液体燃料ノズルアッセンブリは、内管の端部のパイロットノズルであって、液体燃料を内管から燃焼器の燃焼室内に噴出するパイロットノズル；パイロットノズルと同軸であり、円筒部と円錐台部を含むディフレクタ；内管と同軸であり、ディフレクタの円筒部の周りに延びる端部を有する中央管であって、パージ空気通路が中央管と内管の間にあり、パージ空気通路の出口がディフレクタの円錐台部に対向している中央管、および環状開放端を有し、中央管と外管の間の燃料通路から液体燃料を受けるジェットノズルであって、ディフレクタの円錐台部に向けられた出口を有するノズル通路の環状アレイを含み、該ノズル通路は円錐台部の外縁の半径方向内向きである、ジェットノズルを含む。
【０００８】
ガスタービン用の燃料ノズルアッセンブリが考案され本明細書で開示されており、該アッセンブリは、液体燃料センター管の端部のパイロットノズル；センター管と同軸でありその周りに延びる中央管であって、中央管とセンター管の間にパージ空気の環状通路がある、中央管；円筒部と、円筒部から外向きに延びる円錐台部を含むディフレクタであって、円筒部はパイロットノズルの外側環状表面に嵌まり、パイロットノズルと同軸であり、円筒部の外表面から円筒部とパイロットノズルの間に形成された内側環状ダクトにパージ空気を送る開口を含む円筒部である、ディフレクタであり；パージ空気の環状通路は中央管とディフレクタの円筒部の外表面の間まで延び、環状通路の出口はディフレクタの円筒部と円錐台部の間の接合部に隣接しており；および中央管と外管の間の燃料通路から液体燃料を受けるように構成された環状開放端を有するジェットノズルであって、ディフレクタの円錐台部と揃う出口を有するノズル通路の環状アレイを含み、該ノズル通路は円錐台部の外縁の半径方向内向きである、ジェットノズルを備える。
【０００９】
ガスタービンの燃焼器内の燃料ノズルアッセンブリにより噴出されている液体燃料を微粒化する方法が考案され本明細書で開示されており、該方法は、ディフレクタの外表面に沿って燃料ノズルアッセンブリの噴出端部からパージ空気を噴出することであって、ディフレクタは円筒部と、円筒部から外向きに延びる円錐台部を有し、外表面は噴出されるパージ空気に対向する円錐台部の表面を少なくとも含み；液体燃料をディフレクタの外表面に噴出することであって、液体燃料は外表面上に膜を形成し、外表面を流れるパージ空気が外表面上で液体燃料を移動させ；液体燃料の膜が円錐台部の縁を越えて流れるとき、液体燃料が微粒化され；エアブラスト空気を円錐台部の縁に向けて液体燃料の微粒化を増強すること、および液体燃料、エアブラスト空気およびパージ空気を燃料ノズルアッセンブリの下流の燃焼ゾーンで燃焼させることを含む。
【００１０】
本発明の構造、操作および特徴を以下にさらに記載し、添付の図面に示す。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】産業用ガスタービンの従来の燃焼器の断面図である。
【図２】産業用ガスタービンの燃焼カンの端部筐体に取り付けられた燃料ノズルアッセンブリの断面図である。
【図３】図２に示される燃料ノズルアッセンブリの出口領域断面図である。
【図４】燃料ノズルアッセンブリに取り付けられたパイロットノズルおよびディフレクタを断面で示す側面図である。
【図５】燃料ノズルアッセンブリの構成要素であるジェットノズルの断面の側面図である。
【図６】燃料ノズルアッセンブリの構成要素であるディフレクタの断面の斜視図である。
【図７】燃料ノズルアッセンブリ側部の断面図であり、パイロットノズルとディフレクタに関する。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、軸流タービン１２、燃焼器１４の環状アレイおよび軸流圧縮機１６を含む軸流エンジン１０を部分断面で示す側面図である。作動流体１８、たとえば大気は圧縮機により圧縮され、各燃焼器１４に送られる。各燃焼器の端部は、液体燃料２０とパージ空気２２、たとえば大気を圧力下で燃焼器に送達するマニホールドに連結されている。燃料とパージガスは、各燃焼室の燃料ノズルアッセンブリ２４を通って流れ、圧力下の作動流体と混ざり、各燃焼器の燃焼室２６内で燃焼する。圧縮ガス２８は、燃焼室から燃焼室とタービン間のダクト３０を通ってタービンの駆動バケット（ブレード）３２に流れ、ガスタービンのシャフトを回転させる。シャフトが回転すると軸流圧縮機１６が駆動され、ガスタービンから有用な出力パワーが伝達される。
【００１３】
各燃焼器１４は、外側筒形筐体３４を有する。圧縮機からの圧縮空気、たとえば作動流体１８は、筒形スリーブ３６と筒形燃焼ライナー３８の間に形成された燃焼器内の環状ダクト４０を通って流れる。燃焼室２６は燃焼器の中空ライナー内にある。圧縮空気は燃焼ゾーンを圧縮ガスの流れとは逆流方向に流れる。
【００１４】
端部カバー４２は、各燃焼器のダクト３０とは反対側の端部の高温圧縮ガス用の蓋である。端部カバーは、液体燃料２０と受動パージ空気２２を各燃焼器に供給するマニホールドに対し連結器４４を支持している。端部カバー４２は、液体燃料２０とパージ空気２２を燃料ノズルアッセンブリ２４に向ける通路を含む。
【００１５】
図２は、ガスタービン内の燃焼カンの端部カバー４２に取り付けられた燃料ノズルアッセンブリ２４の断面図である。燃料ノズルアッセンブリは、端部カバー４２の前面に嵌まる取付けフランジ４６に装着される。円錐基部４９は、液体燃料とパージ空気が中を流れる一式の同軸の管を支持する。内管５０は液体燃料または液体燃料エマルジョン（本明細書ではまとめて液体燃料と呼ばれる）の概ね真っ直ぐな通路を形成する。液体燃料エマルジョンの例は、水とディーゼル燃料の混合エマルジョンなどのディーゼルエマルジョンである。液体燃料２０は連結器を通じて内管の流入口５２に供給され、管を通り、燃料ノズルアッセンブリ前部のパイロットノズル５４から噴出される。
【００１６】
パージ空気２２は圧力下で連結器を通って燃料ノズルアッセンブリに流れ、内管５０と同軸の環状パージ空気通路５８に入る。パージ空気通路５８は内管５０と内管と同軸の中央管６０の間に画定されている。
【００１７】
液体燃料は、内管を通って流れるのに加えて第２燃料通路６２を通って流れる。第２燃料通路６２は、中央管６０と外管６４に画定される環状通路である。第２燃料通路および第１燃料通路は、液体燃料を燃料ノズルアッセンブリの前（噴出）端の二重燃料ノズル構造に送る。第１燃料ノズルは燃料ノズルアッセンブリの中心軸のパイロットノズル５４である。第２燃料ノズルは第２燃料通路６２の噴出端のジェットノズル８４である。パイロットノズル５４とジェットノズル８４は液体燃料を燃料ノズルアッセンブリの前端部から噴出する。
【００１８】
パイロットノズルとジェットノズルから液体燃料が噴出するとき、パージ空気通路５８から噴出されるパージ空気と混ざり、液体燃料の微粒化が補助される。微粒化液体燃料と空気は燃料ノズルアッセンブリ端部の下流で、燃料とパージ空気の混合物が燃焼器の燃焼ゾーンに入るとき、燃焼する。
【００１９】
エアブラスト空気６８は燃料ノズルから噴出されている燃料の微粒化を補助し、燃焼と圧縮ガスとの混合のために追加の空気を提供する。エアブラスト空気通路６６は、燃料とパージ空気を燃焼ゾーンに輸送する管５０、６０、６４と同軸である。エアブラスト空気通路６６は、エアブラスト空気６８を燃料ノズルアッセンブリの噴出端に向ける環状通路であり得る。エアブラスト空気通路は複数の環状通路に分けられ得る。エアブラスト空気通路を分ける管内の空気ポート６９（図３）は、拡散空気がこれらの管の間および内部を通って流れられるようにする。
【００２０】
空気管７０は管５０、６０、６４を囲み得、これらの管の噴出端よりわずかに下流まで延びる。空気管は、環状ダクト４０（図１）から流れる圧縮空気７６を燃焼室２６に隣接する噴出端７８に向ける。空気管７０は、環状ダクト４０から空気管に流れる空気を回転させる、燃料ノズルアッセンブリの軸に平行な環状変向案内羽根７２を含み得る。空気管７０は、管を通って流れる圧縮空気を渦流回転させるスワラー７４を含み得る。
【００２１】
図３は、燃料ノズルアッセンブリ２４の出口領域の断面図である。内管５０を通って流れる液体燃料は、パイロットノズル５４の出口オリフィス８０を通過しそこから噴出される。出口オリフィス８０は、燃料ノズルアッセンブリの軸と同軸であり得る。パイロットノズルは、内管５０の端部に装着される。パイロットノズルは、先端に中心ノズルを有する円錐ノーズを有する略筒形であり得る。パイロットノズルから噴出された液体燃料は、燃料ノズルアッセンブリ端部下流の燃焼室２６に向けて流れる。パイロットノズルは、燃料が中心ノズルを通って流れるときに燃料に渦流を与えるチャネルまたは羽根１０４（図４）を有し得る。渦流は、出口オリフィス８０から噴霧された燃料をノズルの中心線から放射状に円錐状の噴霧パターンで拡散させるのを補助する。
【００２２】
第２燃料通路６２を通って流れる液体燃料は、外管６４に装着された環状ジェットノズル８４を通じて噴出する。環状ジェットノズルは、第２燃料通路６２からディフレクタ４８の外表面８８へと液体燃料が通って流れるノズル通路８６の円状アレイを含み得る。
【００２３】
ノズル通路８６の断面は円形であり得る。ノズル通路は、センター管の軸に対し５〜２５度のヨー角度に向き得る。ノズル通路のヨー角度は、ジェットノズルから流れる燃料に渦流を与える。ジェットノズルからの渦流の方向は、中心ノズルから噴出され燃料の渦流および燃料ノズルアッセンブリが空気の流れ、たとえばパージ空気や主燃焼空気に与える渦流と同じ回転方向であり得る。
【００２４】
液体燃料は、ノズル通路８６により噴出されてディフレクタ４８の円錐台部１１４の外表面８８に燃料が膜を形成する。燃料膜はディフレクタの外表面８８を流れ、ディフレクタの外周円端縁を流れ落ちる。縁９２から燃料は微粒化され、燃焼室に入る。
【００２５】
パージ空気通路５８を通って流れるパージ空気は、ディフレクタの円筒部９３により分けられる。ディフレクタは、パージ空気の第１流をディフレクタの円錐台部１１４の外表面８８に向ける。外表面８８を流れるパージ空気は、燃料膜が外表面８８上を移動し縁９２から流れ落ちるのを補助する。
【００２６】
ディフレクタの円筒部９３は、パージ空気の第２流をパイロットノズルの外円錐表面に沿って出口オリフィス８０の噴出領域に向ける。第２流は、パージ空気通路５８から円筒部内に配置された開口９６を通ってディフレクタの内表面とパイロットノズルの外表面の間に形成された環状通路１０８（図４）に流れ込む。第２流は、パイロットノズルから噴出された燃料噴霧液と混ざって燃料の微粒化を補助し、ディフレクタ４８を冷却する。
【００２７】
エアブラスト空気は、外筒管９４端部に形成された円錐台空隙９０内にエアブラスト空気を噴出するノズル８２を通じて流れる。エアブラスト空気のノズル８２は、燃料ノズルアッセンブリの軸に対し傾き、エアブラスト空気が空隙に入るときに渦流を与え得る。パイロットノズル５４、ディフレクタ４８およびジェットノズル８４は、空隙９０内にあってもよい。ディフレクタの外縁９２は、外管の端部と揃っていてよい。
【００２８】
図４は、燃料ノズルアッセンブリ２４の前部に取り付けられたパイロットノズル５４、ディフレクタ４８およびジェットノズル８４の断面図である。この図は、パイロットノズル、ディフレクタおよびジェットノズルの空間的関係ならびにディフレクタ上のパージ空気の流れ、出口オリフィス８０を通る液体燃料の流れ、およびジェットノズルを通ってディフレクタの外表面８８を通る液体燃料の流れを示す。
【００２９】
パイロットノズルは内管５０の端部に装着され、液体燃料噴霧液を内管５０の中心軸に沿って噴出する。パイロットノズル５４は、内管の端部に嵌められ得、蝋接１００により管に対し固定される。液体燃料１０２は、内管を通って流れ、スワラー１０４を通りパイロットノズルの出口オリフィス８０を出る。
【００３０】
パイロットノズル５４の外筒表面は、ディフレクタの円筒部９３端部の環状内表面１０６を支持する。パージ空気の通路１０８がパイロットノズルの外筒表面と環状内表面１０６の間に形成される。パージ空気通路５８からのパージ空気はディフレクタの円筒部内の開口９６の環状アレイを通って通路１０８に達する。環状通路１０８は半径方向内向きに曲がり、パイロットノズルの円錐ノーズ部分とディフレクタの円錐台部１１０に沿う。パージ空気１１２は、通路１０８の端部から、液体燃料が流出する出口オリフィス８０の出口に向かって流れる。パージ空気は、出口オリフィス８０から出て行く液体燃料に向かって全方向（３６０度）から流れ得る。パージ空気１１２が燃料に吹き付けることで、出口オリフィス８０から噴出されている液体燃料の微粒化を補助する。
【００３１】
パージ空気通路５８を通って流れるパージ空気は、ディフレクタの円筒部９３の外表面とジェットノズルの円筒部１１８の間に形成された通路１１６も通って流れる。円筒部１１８は、中央管の端部から軸方向に延びる。円筒部１１８の後端部は、中央管の段付き端部に嵌まる環状段を有する端部１１９（図５）を含み得る。円筒部の前端部では、内表面は、半径方向内向きに延び、ディフレクタの円筒部９３の外表面に当接するリブ１２０を含み得る。リブ１２０は、円筒部１１８の前部を支持する。リブは、中央管６０の軸に平行であっても該軸に対し傾斜していてもよい。リブの傾斜は、空気がジェットノズルを出てディフレクタの円錐台部１１４の外表面８８に沿って流れるときにパージ空気１２２に渦流を与えるのに利用され得る。パージ空気の渦流の方向は、ジェットノズル８４の傾斜のついた穴８６を通じて噴出されている液体燃料に与えられる渦流と同方向、たとえば共点の渦流であり得る。
【００３２】
パージ空気が通路１１６から流れるとき、パージ空気１２２は、ディフレクタの外向きに延びる円錐台部１１４の外表面８８を流れる。外表面８８を流れるパージ空気１２２は、やはり外表面８８を流れている液体燃料１２４の膜を移動させるのを補助する。パージ空気１２２は、燃料とディフレクタの外表面８８の間に空気層の壁を形成し得る。パージ空気１２２は、液体燃料１２４の膜をディフレクタの円錐台部１１４の外表面８８に沿って半径方向外向きに輸送するのを補助する。パージ空気１２２は、ディフレクタの円錐台部１１４の外周円縁９２に向かう液体燃料１２４の膜の流れを促進し得る。
【００３３】
燃料の膜とパージ空気が縁９２を越えて流れると、燃料と空気は燃料ノズルアッセンブリの表面を離れ、図１に示す燃焼室２６に入る。燃料が縁９２を越えて流れるとき、燃料は、渦流となって燃料の微粒化を補助し得るパージ空気により、微粒化され液滴１２６になる。さらに、エアブラスト空気通路６６から流れて燃料ノズルアッセンブリの端部の空隙９０を通るエアブラスト空気６８がディフレクタの縁９２に吹き付ける。吹き付けるエアブラスト空気６８は、ディフレクタの縁９２から燃料膜を剪断することで液体燃料の微粒化を補助する。
【００３４】
ディフレクタの縁９２を越えて流れる燃料の液滴は、ディフレクタの円錐台部１１４のすぐ下流で失速または停滞している流体の流れに流入し得る。この空気力学的に失速し停滞した空気のゾーンは、燃料を急速かつ効率的に燃焼させるのを補助する。
【００３５】
図５は、ジェットノズル８４の断面の斜視図である。ジェットノズルは、中央管６０の開放端に取り付けるための段１１９が付いた円筒部１１８を含む。ジェットノズルの前部で、リブ１２０は、断面台形であり得、それぞれがディフレクタの円筒部９３の外表面に当接する平坦な表面を有し得る。リブの間には、パージ空気がジェットノズルの端部を越えてディフレクタの円錐外表面８８を流れるのを可能にするチャネル１２７がある。リブとチャネルは、傾斜して、ジェットノズルを通って流れるパージ空気に渦流を与え得る。ジェットノズルからの空気流通路の寸法を決定するのにリブの高さとチャネルの幅が使用され得る。
【００３６】
ジェットノズルの部分的に円錐台形のノーズ１２８は、円筒部１１８の前部分と重なる。ノーズの開放端は、外管６４の端部に取り付けられる。ノーズの開放端は、外管の端部の段と係合するリップ１３０を形成する段を有し得る。ノーズは、前部環状面１３２に向けて半径方向内向きに先細になり得る。該面に燃料穴８６が開けられ、液体燃料がジェットノズルからディフレクタの外表面８８へと流れるのを可能にしている。ジェットノズルの円筒部１１８と重なった円錐台部１２８との間に形成された環状空隙１３２は、第２燃料通路６２と穴８６の間に延びる液体燃料通路を提供する。
【００３７】
穴８６は、管５０、６０および６４の軸に対し傾斜していてもよく、その角度はジェットノズルの環状内向表面のチャネル１２７の角度に相当し得る。燃料穴８６とチャネル１２７の傾斜角は、たとえば１０度から４５度の間で統一され得る。
【００３８】
図６は、ディフレクタ４８の断面の斜視図であり、該断面はディフレクタの軸方向の断面である。ディフレクタは、ステンレス鋼などの金属またはセラミクスで形成され得る。ディフレクタは、機械加工または鋳造により形成され得る。
【００３９】
ディフレクタの円筒部９３は、パイロットノズル５４の外表面に嵌まる突起した段１３２を含む環状内表面１０６を含み得る。段１３２の高さも、図４に示すパージ空気通路１０８の幅を決定するのに使用され得る。
【００４０】
ディフレクタの円筒部９３内の開口９６の環状アレイは、パージ空気をパージ空気通路１０８内に向ける。開口は、軸からの半径方向線に対し、たとえば１５度〜４５度の角度であり得る。開口の角度は、ノズルを通り通路１０８へと流れるパージ空気に渦流を与えるように設定され得る。
【００４１】
ディフレクタの前部は、外向きに延びる円錐台部１１４と内向きに延びる円錐台部１１０を含む。外向きに延びる円錐台部１１４の縁９２は、断面が比較的薄い円形であり得る。
【００４２】
内向き円錐台部１１０は、図４のパイロットノズル５４のノーズのテーパに沿う角度で内向きに先細であり得る。内向き円錐台部１１０前部の環状開口１３４は、パイロットノズルのノーズが該開口を通って延びるのに十分な大きさであり得る。環状開口１３４は、パイロットノズルの出口オリフィス８０と揃っているか、または図４に示すように出口オリフィスから軸方向に引っ込んでいてよい。
【００４３】
図７は、燃料ノズルアッセンブリ側部の断面図であり、該図はパイロットノズル５４、ディフレクタ４８およびジェットノズル８４に関する。外向円錐台部１１４の外表面８８は、燃料または炭素との親和性が低いコーティングで覆われ得る。低親和性コーティングは、穴８６から流出する液体燃料１２４がディフレクタの外表面８８に付着しにくくする。燃料は外表面８８に膜を形成し、膜は表面を自由に流れてディフレクタの端部９２から流れ落ちる。パージ空気１２２の流れはディフレクタの外表面８８に空気膜を形成し、同様に燃料が外表面８８に付着しないように補助する。
【００４４】
これまで本発明を現時点でもっとも実用的かつ好ましい実施形態と考えられるものに関し記載してきたが、本発明は開示の実施形態に制限されるものではなく、むしろ、添付の特許請求の範囲の精神と範囲に含まれる様々な変形および相当する改変を包含するものとする。
【符号の説明】
【００４５】
１０  軸流エンジン
１２  軸流タービン
１４  燃焼器
１６  軸流圧縮機
１８  作動流体
２０、１０２、１２４  液体燃料
２２、１１２、１２２  パージ空気
２４  燃料ノズルアッセンブリ
２６  燃焼室
２８  圧縮ガス
３０  ダクト
３４  外側筒形筐体
３６  筒形スリーブ
３８  筒形燃焼ライナー
４０  環状ダクト
４２  端部カバー
４４  連結器
４６  取付けフランジ
４８  ディフレクタ
４９  円錐基部
５０  内管
５２  流入口
５４  パイロットノズル
５８  パージ空気通路
６０  中央管
６２  第２燃焼通路
６４  外管
６６  エアブラスト空気通路
６８  エアブラスト空気
６９  空気ポート
７０  空気管
７２  環状変向案内羽根７２
７４  スワラー
７６  圧縮空気
７８  噴出端
８０  出口オリフィス
８２  ノズル
８４  ジェットノズル
８６  ノズル通路、穴、燃料穴
８８  外表面
９０  空隙
９２  外縁、縁、端部、外周円縁
９３  ディフレクタの円筒部
９６  開口
１００  蝋接
１０４  羽根、スワラー
１０６  環状内表面
１０８  環状通路、パージ空気通路、通路
１１０  ディフレクタの内向き円錐台部
１１４  ディフレクタの外向き円錐台部
１１６  通路
１１９  端部、段
１１８  ジェットノズルの円筒部
１２０  リブ
１２６  液滴
１２７  チャネル
１２８  円錐台部、ノーズ
１３０  リップ
１３２  前部環状面、環状空隙、段
１３４  環状開口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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