(57)【要約】本発明は、燃料入口（８）と複数の燃料出口（１０）とを備えたチャンバ（７）を含み、チャンバ（７）の中に導入される燃料を燃料入口（８）を介してその出口（１０）に配給するためにチャンバ（７）の中に配列される燃料分配器（１８）をも含む燃料噴射器（１）であって、前記燃料分配器（１８）は、略回転対称的な分配器本体（１９）を含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料入口（８）と複数の燃料出口（１０）とを備えたチャンバ（７）を含み、チャンバ（７）の中に導入される燃料を燃料入口（８）を介してその出口（１０）に配給するためにチャンバ（７）の中に配列される燃料分配器（１８）をも含む燃料噴射器（２）において、燃料分配器（１８）は、略回転対称的な分配器本体（１９）を含むことを特徴とする、前記燃料噴射器。
【請求項２】
前記チャンバ（７）は少なくとも１つの側壁（１６）によって区切られ、該燃料分配器（１８）は、それに対して端部壁（２１）を形成する蓋または栓を規定することを特徴とする、請求項１に記載の燃料噴射器。
【請求項３】
燃料入口（８）は側壁（１６）を備え、また出口（１０）は端部壁（１７）を備えることを特徴とする、請求項２に記載の燃料噴射器。
【請求項４】
燃料出口（１０）は、燃料分配器（１８）によって形成されるかまたは燃料分配器（１８）がそれに対して取付けられる端部壁（２１）とは反対側にある端部壁（１７）を備えることを特徴とする、請求項３に記載の燃料噴射器。
【請求項５】
側壁（１６）を規定するシリンダ（１６）を含み、当該シリンダが略円形の内周を有することを特徴とする、請求項１から４のいずれか１つに記載の燃料噴射器。
【請求項６】
分配器本体（１９）は、シリンダ（１６）と同心的であることを特徴とする、請求項５に記載の燃料噴射器。
【請求項７】
分配器本体（１９）は、燃料入口（８）の前に配置され、燃料入口（８）をカバーすることを特徴とする、請求項１から６のいずれか１つに記載の燃料噴射器。
【請求項８】
分配器本体（１９）が工作物に旋回操作を施すことによって製造されることを特徴とする、請求項１から７のいずれか１つに記載の燃料噴射器を製造する方法。
【請求項９】
分配器本体（１９）は、旋回操作によってその最終的な形状にまで形成されることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
燃料分配器（１８）は、溶接またはロウ付けによって燃料噴射器（１）の隣接する側壁（１６）に取付けられることを特徴とする、請求項８または９に記載の方法。
【請求項１１】
請求項１から７のいずれか１つに記載の燃料噴射器（２）を含み、燃料噴射器（２）の燃料出口（１０）を介して燃焼室（５）の中に燃料を噴射することを特徴とする、燃焼室を含むエンジン。
【請求項１２】
ジェットエンジンであり、燃焼室（５）がアフターバーナー・チャンバであることを特徴とする、請求項１１に記載のエンジン。
【請求項１３】
燃料噴射器（１）の前記複数の出口（１０）に接続され、かつアフターバーナー・チャンバ（５）の中にまで延在する複数の燃料噴射管（１１）を含むことを特徴とする、請求項１２に記載のエンジン。
【請求項１４】
半径方向火炎ホルダ（１２）を含むジェットエンジンであり、燃料噴射管（１１）は、アフターバーナー内のガス流方向から見て半径方向火炎ホルダ（１２）の上流におけるアフターバーナー・チャンバ（５）の中にまで延在することを特徴とする、請求項１２から１３のいずれか１つに記載のジェットエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料入口と複数の燃料出口とを備えたチャンバを含み、チャンバの中に導入される燃料を燃料入口を介してその出口に配給するためにチャンバの中に配列される燃料分配器をも含む燃料噴射器に関する。
【０００２】
更に、本発明は、上記燃料噴射器を製造し、燃焼室と燃料噴射器のチャンバの出口を介して燃焼室の中に燃料を噴射する上記燃料噴射器とを含むエンジンをも製造する方法に関する。本発明によれば、燃料は、燃料噴射器の燃料出口を介して燃焼室（各燃焼室）の中に直接または間接に噴射され得ると理解されるべきである。
【０００３】
「燃料噴射器」は、広い意味で理解されるべきであり、ジェットエンジン技術において通常スプレーバーと呼ばれるものをも包含する。その場合、上記スプレーバーは、問題のエンジンのアフターバーナーの中に燃料を噴射するために設けられる。
【０００４】
「エンジン」は、１つ以上の燃焼室の中に液体または気体の状態で噴射される燃料をその操作のために使用し、燃料噴射器の出口を介して燃焼室または各燃焼室に正確に所定の量で燃料を配給する必要がある、任意のエンジンを包含しても良い。
【０００５】
しかしながら、本発明による特に重要な用途は、操作の間に燃料がその中に高い精度で噴射される必要があるアフターバーナーを装備されるジェットエンジンを包含する。それ故、本発明は、そのような好適な用途を具体例として参照して説明されるものとする。
【背景技術】
【０００６】
アフターバーナーを装備されるジェットエンジンのスプレーバー・ヘッドの中には、燃料が液体および／または気体の状態でスプレーバー・ヘッドの壁部分の中に設けられる燃料入口を介してその中に導入されるチャンバすなわち捕集器容積が設けられている。スプレーバー・ヘッドは、捕集器容積からの複数の燃料出口をも含むものであり、前記出口は、燃料入口とは違ったスプレーバー・ヘッドの他の壁部分の中に設けられている。捕集器容積の中では、入口を介して導入された燃料は、主として出口に対して所定の量で配給される。特殊な限定要素が、１つ以上の出口に対して燃料流量を個別に割り当てるために１つ以上の出口に設けられても良い。
【０００７】
先行技術によれば、捕集器容積は、シリンダとシリンダの対向端部に設けられる対向端部壁とによって区切られる。シリンダは、限定的な幅を備えた１つ以上の部分だけでなく、１つ以上の円錐台部分を含んでいても良い。典型的には、入口はシリンダ壁の中に配列され、出口は端部壁のうちの１つの中に設けられる。そのようなスプレーバー・ヘッドの幾何学的形状の場合には、捕集器容積の内部に設けられる所定の種類の燃料分配器がなければ、捕集器容積の内部に静圧の揺動が存在して、燃料出口を介して出て行く燃料においてそれに対応する速度の変動を生じることになり、それ自体が、出口を介する燃料流の正確な制御の必要性に関する欠陥であると判明している。
【０００８】
それ故、先行技術は、捕集器容積の内部に配列される燃料分配器すなわち燃料分配器本体の使用を提案している。先行技術によれば、燃料分配器は、１つ以上の分配器本体を含むものであり、それらは、好ましくはスプレーバー・ヘッドの壁のうちのいずれか１つと共に一体的に鋳造によって製造され、その後、当該壁が溶接またはロウ付けによって隣接する壁または各壁に取付けられる。
【発明の開示】
【０００９】
本発明の目的は、先行技術の燃料噴射器に比べて製造の観点から有利である燃料噴射器を提供することである。
【００１０】
より詳細に言えば、本発明の目的は、燃料噴射器に対して、先行技術に従った対応する燃料分配器よりも効果的に、それでもなおより容易に、或いはより安価に、今日の製造方法で製造することができる燃料分配器を提供することである。
【００１１】
本発明の目的は、燃料噴射器の捕集器チャンバの中に導入される液体および気体の燃料の十分な混合と、捕集器チャンバの出口に対する燃料の所定の配給とを保証し、燃料噴射器の捕集器チャンバの中における燃料速度の変動および燃料の波動的揺動の発生を抑制する、代替的な分配器本体の幾何学的形状を提供することでもある。
【００１２】
本発明の目的は、燃料分配器が略回転対称的な分配器本体を含むことを特徴とする、冒頭で定義された燃料噴射器によって達成される。回転対称は、略円形の外周を提示するものとして言及される。
【００１３】
本発明の１つの好適な実施例によれば、燃料噴射器チャンバは、少なくとも１つの側壁によって区切られ、前記燃料分配器が、それに対する端部壁を形成する蓋または栓を規定する。これらの特徴は、本発明に従った設計の製造に関連する利点を更に向上させる。
【００１４】
好ましくは、燃料入口は側壁の中に設けられ、その出口は端部壁の中に設けられる。
【００１５】
本発明によれば、燃料出口は、燃料分配器によって形成されるかまたは分配器本体がそれに対して取付けられる端部壁に対向する端部壁の中に設けられるべきである。
【００１６】
更に、本発明によれば、燃料噴射器は、側壁を規定するシリンダを含み、当該シリンダは、略円形の内周を有する。
【００１７】
更になお、製造と燃料流の両方の観点から、分配器本体は、シリンダと同心的であることが好ましい。
【００１８】
分配器本体は、燃料の前に配置されて燃料入口をカバーすべきであり、進入した燃料の流れを十分に割り当てて、捕集器チャンバの中における流れの波動的揺動を誘発するかもしれない流れパターンの如何なる不規則性をも回避する。この特徴に従って、分配器本体は、捕集器チャンバまでの燃料入口または各個の燃料入口の対応する長さおよび幅よりも長さ方向において長いだけでなくその幅方向においても幅広である。
【００１９】
本発明の目的は、先行技術に従った対応する燃料噴射器の製造方法に対して製造コスト節約の観点から有利である本発明に従った燃料噴射器の製造方法を提示することでもある。この目的は、分配器本体が工作物に旋回操作を施すことによって製造されることを特徴とする、本発明に従った燃料噴射器の製造方法によって達成される。ここでは、旋回操作による機械加工が、鋳造に比べて製造技術の観点から好都合であると見なされるのである。分配器本体の回転対称的な設計は、その好適な製造技術として旋回操作を促進する。
【００２０】
好ましくは、分配器本体は、旋回操作によってその最終的な形状にまで形成されるものであり、唯一の分配器本体の更なる成形作業は、その機能位置にそれを位置決めする前には実質的に何も必要とされないということが意味される。
【００２１】
進歩的な当該方法の１つの好適な実施例によれば、分配器本体は、溶接またはロウ付けによって燃料噴射器の隣接する側壁に取付けられる。好ましくは、その側壁は、燃料噴射器の好適な実施例に関して上述されたように、円形の内周を備えたシリンダによって形成される。その後、端部壁を規定する分配器部分の円形の外周が、シリンダの端部に差し込んで或いはそれに被せて容易に嵌め込まれ、それに対して取付けられ得るのである。
【００２２】
本発明の目的は、本発明に従って燃料噴射器の燃料出口を介して燃焼室の中に燃料を噴射する燃料噴射器を含むことを特徴とする、燃焼室を含むエンジンによって達成されるものでもある。燃焼室を備えた任意のモータすなわちエンジンは、本文において請求される保護の範囲内に包含されると理解されるべきである。モータ／エンジンは、１つ以上の燃焼室を含んでも良く、燃料噴射器の捕集器チャンバからの各出口は、例えばジェットエンジンのアフターバーナーにおけるスプレーバーの場合のように燃料を一様に配給するために、複数の噴射個所を介して燃料がその中に噴射される単一の燃焼室に通じていても良い。燃料は、複数の燃焼室に配給されても良く、結果として、１つ以上の出口が各燃焼室と連絡し或いはそれに通じることになり、様々な出口が様々な燃焼室に通じるのである。
【００２３】
１つの好適な実施例によれば、エンジンは、ジェットエンジンであり、燃焼室は、アフターバーナー・チャンバである。好ましくは、ジェットエンジンは、航空機の中に位置決めされる。
【００２４】
その場合、上記ジェットエンジンは、燃料噴射器の前記複数の出口に接続され、アフターバーナー・チャンバの中にまで延在する複数の燃料噴射管を含む。アフターバーナー・チャンバは、半径方向および長手方向を備えた流路を規定する。燃料噴射管は、外側半径方向位置からアフターバーナーの長手方向軸に向かって内側方向に案内されるものであり、それらは、前記軸の周りまたはアフターバーナー壁の周囲に角度を一様にして配分されるべきである。
【００２５】
上述の好適な実施例では、エンジンは、半径方向の火炎ホルダをも更に含み、燃料噴射管は、アフターバーナー内のガス流方向から見て半径方向火炎ホルダの上流においてアフターバーナー・チャンバの中にまで延在する。
【００２６】
本発明の更なる特徴および利点は、本発明の好適な実施例に関する後続の詳細な説明において提示されるものとする。
【００２７】
ここで、本発明の好適な実施例が、以下のような添付図面を例として参照して説明されるものとする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
図１は、図面ではそのうちの１つが示されている複数の燃料噴射器２を装備したジェットエンジン１を示している。当該エンジンは、ガスタービン部３およびアフターバーナー部４を含むものであり、ガスタービン部３は、エンジン１を通るガス流方向から見てアフターバーナー部４の上流に配列される。それらの燃料噴射器は、アフターバーナー４の内部すなわちアフターバーナー・チャンバ５の中に燃料を噴射する目的でアフターバーナー４の内周の周りに円形構成で配列される。ここでは、エンジン１は、前記円形構成において２４個の燃料噴射器２を含む。
【００２９】
ガスタービン部３は、本質的に周知である様式で配列される複数列のタービン翼６を含む。高温ガスは、タービン部３からアフターバーナー部４の中に放出される。
【００３０】
各燃料噴射器２は、燃料捕集器チャンバ７と、捕集器チャンバ７の中への燃料入口８と、燃料入口管９と、捕集器チャンバ７からの複数の燃料出口１０と、前記出口１０からアフターバーナー・チャンバ５の中に通じる複数の対応する出口管すなわち噴射管１１とを含む。ここでは、各燃料噴射器２は、４個の出口と４本の噴射管１１とを含む。しかしながら、各燃料噴射器２に対して２本または３本の噴射管１１だけを装備するか、或いは４本を越える上記管を装備することもまた企図されている。
【００３１】
エンジン１内のガス流方向から見て、燃料噴射器２の列に隣接しかつその下流において、半径方向火炎ホルダ１２が設けられている。火炎ホルダ１２は、ガス流の状態を調整し、より詳細にはアフターバーナー部４の中におけるその流速を低下させるという仕事を有するものであり、後者の中に噴射管１１を介して導入される燃料の最適な燃焼を許容する。火炎ホルダ１２は、ステーすなわちストラット１３の列を含むものであり、それらは、それぞれにアフターバーナー壁の内周に対する外周接続部１４から内側リング１５に向かって半径方向に延在する。１つの好適な実施例では、２本のストラットすなわちステー１３の間における各々の角度分弧の中に配置される２つの燃料噴射器２が存在する。
【００３２】
図３および図４を参照して、ここで、燃料噴射器２の更なる詳細な説明を提示する。
【００３３】
噴射器２の捕集器チャンバ７は、円形内周を備えた円筒形側壁１６と略平坦な円形端部壁１７とを有するカップ形状本体によって区切られる。側壁１６と端部壁１７の平面との間の角度は、９０°である。好ましくは、カップ形状本体１６，１７は、工作物をピン・フライス削りすることによって製造されてきた。カップ形状本体１６，１７は、１〜１．５ｃｍの幅と、例えば１〜５ｍｍ程度である実質的により小さな壁厚さとを有する。それは、金属または合金によって形成される。燃料入口８は側壁１６の中に設けられ、燃料出口１０は端部壁１７の中に設けられる。入口管９の中心軸は、カップ形状本体１６，１７の中心軸に向かって案内されるものであり、入口８を介して導入される燃料は、概ね捕集器チャンバ７の中心に向かう流れ方向を有する。
【００３４】
燃料噴射器２は、燃料分配器１８をも更に含むものであり、それは、上述の第１端部壁１７に対するチャンバ７の反対側の端部から捕集器チャンバ７の中に突出する。燃料分配器は、側壁１６の内径よりも小さい直径を有する燃料分配器本体１９を含むものであり、結果として、側壁１６と分配器本体１９との間に、入口８を介して導入された燃料が自由に流れる間隙が残されている。その間隙は、０．５ｍｍより大きく、好ましくは、問題の噴射器の場合にはほぼ１ｍｍである。分配器１８或いは少なくともその本体１９は、それがその全長にわたって略円形の外周を有するという点において、回転対称である。装着されるとき、それは、側壁１６を規定するシリンダと同軸的（回転軸および中心軸が一致する）であり、結果として、後者の中心に位置決めされる。
【００３５】
分配器本体１９は、第１端部壁１７から所定の間隔で終端するものであり、結果として、本体１９と端部壁１７との間に十分な間隙を残すことになり、出口１０から流出する燃料の十分かつ安定した流れを保証する。それにも関わらず、分配器本体１９は、側壁１６に向かって投影される場合に、それが入口８をカバーするような上記間隔まで第１端部壁１７に向かって延在するものであり、捕集器チャンバ７内の燃料ジェットの揺動を抑制する。その第１端部に向いている本体１９の自由端部は、丸められ、面取りされ、或いは斜めに切られるものであり、本体１９の自由端部は、円錐台２０を規定して、捕集器チャンバ７内の流れの状態を更に改善する。
【００３６】
分配器本体１９の自由端部の反対側では、燃料分配器１８は、第１端部壁１７が配置される端部とは反対側のその端部において円筒形側壁１６の内径と等しいかまたはそれより大きい直径を有する円形フランジ２１を提示する。フランジ２１は、第１端部壁１７とは反対側に配置される第２端部壁を規定する。フランジ２１および分配器本体１９は、唯一の同じ工作物を旋盤において旋回させることによって形成されるソリテールを規定する。当該フランジは、その後、好ましくは溶接によって側壁１６に対して取付けられる。結果として、捕集器チャンバ７は、第１端部壁１７および燃料分配器１８、更には円筒形側壁１６によっても規定される２つの対向端部壁によって区切られる。
【００３７】
この好適な実施例によれば、分配器本体１９は、円錐台部分２０と本体１９がフランジ２１に移行する滑らかな移行領域とを除けば、その全長にわたって概ね同じ直径を有するということが表明されるべきである。
【００３８】
分配器本体１９のお陰で、進入した燃料ジェットは、入口８からかなり短い間隔のうちに分散され、燃料の波動的揺動の発生が抑制され、捕集器チャンバ７および噴射器２から流出する燃料の質量流量が安定する。分配器１８の幾何学的形状特徴の更なる利点は、分配器が隣接する壁１６に取付けられるとき、入口８および出口１０に対する分配器本体１９の角度位置を調節することが不要になるということである。
【００３９】
本発明に関する以上の提示内容は、例としてなされたものであり、当業者にとっては、代替的な実施例が、当該説明および添付図面によって支持される添付の特許請求項において請求されるような保護の範囲を越えることなく自明になると理解されるべきである。
【００４０】
例えば、本発明は、捕集器チャンバ７内への唯一の入口８に限定されるものではなく、１つ以上の上記入口によって構成されることもまた可能である。
【００４１】
本発明によれば、アフターバーナー・チャンバの周りに配列される複数の燃料噴射器すなわちスプレーバーの各々は、上述のような種類の燃料分配器を設けられるべきものであると理解されるべきである。
【００４２】
その揺動抑制機能に加えて、分配器本体１９は、捕集器チャンバ７の中に導入される気体状および液体状の燃料の混合をそれが改善するという意味で混合器としても機能するということもまた理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】アフターバーナーと本発明に従った燃料噴射器とを装備したジェットエンジンの概略的な断面図である。
【図２】本発明に従った燃料噴射器と共に、図１に従ったジェットエンジンのアフターバーナーの一部を拡大して示す側面図である。
【図３】その他のエンジン部分から分離して示される本発明に従った燃料噴射器の一部を更に拡大して示す断面の側面図である。
【図４】図３において示された部分の斜視断面図である。
【図１】
2006502369.tif 000003
【図２】
2006502369.tif 000004
【図３】
2006502369.tif 000005
【図４】
2006502369.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成16年9月6日(2004.9.6)
【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】
燃料入口（８）と複数の燃料出口（１０）とを備えたチャンバ（７）を含み、チャンバ（７）の中に導入される燃料を燃料入口（８）を介してその出口（１０）に配給するためにチャンバ（７）の中に配列される燃料分配器（１８）をも含む燃料噴射器（２）であって、前記チャンバ（７）が、前記燃料入口（８）を備えた少なくとも１つの側壁（１６）と前記燃料出口（１０）を備えた第１端部壁（１７）とによって区切られる当該燃料噴射器において、燃料分配器（１８）は、略回転対称的な分配器本体（１９）を含み、それは、第１端部壁（１７）に向かって延在し、第１端部壁（１７）から所定の間隔で終端し、燃料入口（８）の前に配置されて、側壁（１６）に向かって投影されるとき燃料入口（８）をカバーすることを特徴とする、前記燃料噴射器。
【請求項２】
燃料分配器（１８）は、前記少なくとも１つの側壁（１６）に対して第２端部壁（２１）を形成する蓋または栓を規定することを特徴とする、請求項１に記載の燃料噴射器。
【請求項３】
第１端部壁（１７）は、燃料分配器（１８）によって形成されるかまたは燃料分配器（１８）がそれに対して取付けられる第２端部壁（２１）とは反対側にあることを特徴とする、請求項１または２に記載の燃料噴射器。
【請求項４】
側壁（１６）を規定するシリンダ（１６）を含み、当該シリンダが略円形の内周を有することを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の燃料噴射器。
【請求項５】
分配器本体（１９）は、シリンダ（１６）と同心的であることを特徴とする、請求項４に記載の燃料噴射器。
【請求項６】
分配器本体（１９）が工作物に旋回操作を施すことによって製造されることを特徴とする、請求項１から５のいずれか１つに記載の燃料噴射器を製造する方法。
【請求項７】
分配器本体（１９）は、旋回操作によってその最終的な形状にまで形成されることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
燃料分配器（１８）は、溶接またはロウ付けによって燃料噴射器（１）の隣接する側壁（１６）に取付けられることを特徴とする、請求項６または７に記載の方法。
【請求項９】
請求項１から５のいずれか１つに記載の燃料噴射器（２）を含み、燃料噴射器（２）の燃料出口（１０）を介して燃焼室（５）の中に燃料を噴射することを特徴とする、燃焼室を含むエンジン。
【請求項１０】
ジェットエンジンであり、燃焼室（５）がアフターバーナー・チャンバであることを特徴とする、請求項９に記載のエンジン。
【請求項１１】
燃料噴射器（１）の前記複数の出口（１０）に接続され、かつアフターバーナー・チャンバ（５）の中にまで延在する複数の燃料噴射管（１１）を含むことを特徴とする、請求項１０に記載のエンジン。
【請求項１２】
半径方向火炎ホルダ（１２）を含むジェットエンジンであり、燃料噴射管（１１）は、アフターバーナー内のガス流方向から見て半径方向火炎ホルダ（１２）の上流におけるアフターバーナー・チャンバ（５）の中にまで延在することを特徴とする、請求項１０または１１に記載のエンジン。
【国際調査報告】
2006502369.tif 000007
2006502369.tif 000008
2006502369.tif 000009