JPS6287625A

JPS6287625A - コンプレツサ動力装置の燃焼室への燃料供給方法および燃料供給装置とこれを備えたガスタ−ビンエンジンのコンプレツサ動力装置

Info

Publication number: JPS6287625A
Application number: JP61233416A
Authority: JP
Inventors: フレデリツク　シー．　メイナード
Original assignee: Garrett Corp
Current assignee: Garrett Corp
Priority date: 1985-10-04
Filing date: 1986-10-02
Publication date: 1987-04-22
Also published as: US4682469A; IL80070A0; EP0217675A3; EP0217675A2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）氷見ｑはガスタービンエンジンのコンプレッサ動力装置
の燃料供給装置に係り、尚詳細にはコンプレッサ動力装
置の燃料量制御を行なう燃料供給装置に関する。

（従来の技術）ガスタービンエンジンは圧縮エヤを気圧作動機構等に供
給するいわゆるコンノ′１ノツサ動力ｉｆに多用されて
いる。従来のコンプレッサ動力装置において比較的高圧
の燃料ノズルを流れる燃％Ｌ　ｉｄコンプレッサ動力装
置の各作動パラメータの変化て応じノズルへの燃料導入
圧を変化さ忙るこ♂によ多制御されるよりに構成されて
いる。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながらこの従来の燃料置割＠を行なう燃料供給装
置においては構成が極めて複雑てあり５高価になってい
た。

従って本発明の主目的は構成が簡素化さｆシｊ］、低廉
な、タービンエンジンのコンプレッサ動力装置にの燃料
供給装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段）本発明によれば、空気・燃料噴出形のノズルのような比
較的低圧の燃料、・ズルを用いて１ンプ１７ツサ動力装
置の燃焼ライナ内（パＣ燃料が噴射可能（て設けられて
いて、燃料が実質的に一定圧でノズルに供給され、一方
散出量が可変の気圧作動機構等に供給する装置が具備さ
れる。

（作用）本発明においてはコンプレッサからのエヤの放出量が変
化することにより、燃焼ライナ内の圧力も変化し、これ
によってノズル間の燃料圧力差が変化せしめられる反面
、ノズルの燃料供給圧はそれほど変化されず、燃料差の
変化に伴い、ノズルを通過する燃料量が自動的に調整さ
れ得、且燃料供給装置に対し直接制御フィードバック構
成をとることなく、燃料供給装置の簡潔化が図られる。

（実施例）図面には外気を圧縮して得たエヤα３をエヤ利用装置（
図示せず）へ供給する本発明の一実施例によるガスター
ビンエンジン用のコンプレッサ動力装置αＱが示されて
いる。コンプレッサ動力装置αａには、コンプレッサα
→と、シャフト（ト）を介しコンプレッサと共に回転可
能に連結されたタービン叫と、ハウジング器およびノ）
ウジング（イ）内に配設された多孔の燃焼ライナ（ハ）
を有する燃焼重器とが包有されている。ハウジング部内
の燃焼ライナ（ハ）の外周部には充気室（１）が形成さ
れておシ、充気室（至）はハウジングのの入口部器を有
すると共に、圧縮エヤを放出するダクトｍを介し外部に
向って開放されている。当該ダクト（７）を介し、コン
プレッサ（１４）で圧縮されたエヤａ２がエヤ利用装置
へ後述の構成をもって供給され得る。

コンプレッサ動力装置００の作動中、外気はコンプレッ
サ０ぐ内に導入され圧縮されてノーウジング因の入口部
器を介し充気室（１）内へ送られる。充気室□□□に導
入されたエヤ（１３の一部はエヤ人口部（至）を経。

比較的低圧の空気圧をもって燃料を噴射するノズル■へ
送入される。ノズル■自体は周知の構成を有しておシ、
燃焼シイチ（ハ）の左端壁（至）に内向きに貫装されて
いる。上述の燃料を噴出する空気圧が「比較的低圧の」
とは燃料入口部の供給圧がコンプレッサ動力装置００の
作動中、燃焼ライ＋（ハ）内の気圧の約１３０％以下で
あることを指す。

充気室ｆｉＫ導入されるエヤａ２の残部は燃焼ライナ（
ハ）の多孔部内へ強制的に送入される。一方燃料は燃料
供給源（図示せず）からノズル■へ供給すれ、ノズル■
のエヤ入口部（至）から導入される圧縮エヤと混合され
て燃料とエヤの混合気（至）が作られ燃焼ライナ（ハ）
の内部へ噴出される。混合気（至）および燃焼ライナ（
財）に導入された圧縮エヤ（１２）は１周知の方法で燃
焼され加熱されて膨張されたガス（至）が生成され、ガ
ス（至）は燃焼室（イ）からハウジングの出口部（財）
を経てタービン（至）へ送られる。高温で膨張された排
気ガス（至）がタービン（至）内を通過することにより
、タービン頭が回動され、従ってシャフト（至）を介し
コンプレッサα弔が共に回動される。

一方充気室（至）Ｋ導入されたエヤａ２ｔ−燃焼室■か
ら所定量放出するため、ダクト（１）内に制御弁■が配
設されている。制御弁■には手動操作式のもの、あるい
はダクト■を介しエヤａ２を供給するエヤ利用装置と連
係されるような好適な制御装置により自動調整可能なも
ののいずれでも用い得る。

次に本発明によりノズル燃料量を制御する構成について
説明するに、燃料は燃料供給源から導管■を経てノズル
■へ導管■内に設けられた燃料ボ／ブ御を介し供給され
る。この燃料ポンプ（財）はギヤにより機械的にあるい
は電気的に好適に駆動される構成のものを用いることが
望ましい。

また本発明（おいては、従来の燃料供給装置と異なシ、
ノズル（財）へ供給される燃料の圧力が燃料のバイパス
導管−を介して実質的に一定にされ得るように構成され
る。即ちバイパス導管間の両端部が導管（ト）に対し燃
料ポンプ（財）の上流部および下流部において連結され
、且バイパス導管員、ノズル■への供給燃料圧を所定の
一定レベルに維持すべく設定されたバネ押し式の逆止め
弁のような圧力調整装置りが付設されてなる。

一部ノズル（ロ）を通過する燃料量は、導管■を介しノ
ズル■へ供給する燃料の圧力を変化させる構成をとらず
、単にノズル（ロ）間（ノズル■の入口部と出口部間）
の燃料圧力差を変えることにより調整される。この場合
ノズル鏝の燃料圧力差は、制御弁■を用いてダクト（７
）を流れるエヤａ巧の流量を調整することによ）変更さ
れ得る。即ちエヤａｚの流量を変えることによって、燃
焼ライナ（財）内の圧力が変化せしめられ、これにｔ＋
ｖノズル［有］における燃料圧力差が変わるから、ノズ
ル■を流れる燃料量が変化せしめられることになる。

しかしてエヤａ２の流量を調整すればノズル（至）から
噴出される燃料量が自動的に変化され得、この燃料量供
給装置において直接的に制御フィードバックをかける構
成等をとることが不要となることは理解されよう。従っ
て本発明によればノズル図の燃料量制御装置における構
成が大巾に簡素化される上、コンプレッサ動力装置α０
の作動中ダクト（１）を流れるエヤ（１２１の圧力も又
実質的に一定のレベルに自動的に維持され得る。

この場合上記の燃料量制御装置の効率はコンプレッサα
鴇、燃焼室（１）およびダクト（１）の各構成パラメー
タおよび動作パラメータを関連付け、燃料供給圧と燃焼
ライナ（ハ）の内部圧との絶対圧比を所定の範囲内に維
持することにより最大にされることが判明している。特
にこの絶対圧比を好ましくは約１．１〜１．５（この上
・下限値はほぼエヤ（１２の流量変化の最小値および最
大値に相当する）の範囲内に維持することが望ましい。

本発明において当該絶対圧比を所定の範囲に維持する構
成をとる場合、例えば制御弁■を全閉位置にし、ノズル
■への燃料供給圧を約４４　ｐｅｉａ　（約ａ、　１　
ｂ／ａｎ２）に、且燃焼シイチ（財）内の圧力を約３９
、Ｏｐｅｉａ　（約２−７　Ｋｐ／ｃｍ”　）にするこ
とによって、絶対圧比を約１．１３にできる。またコン
プレッサ動力装置（１０）が最大負荷状態にあるときは
、制御弁■を全開位置に置くと共に、燃焼ライナ［相］
内の圧力を約３４．０　ｐｓｉａ　（約２．４を／−２
）に低下し絶対圧比を約１．３に変化させることが最適
である。

更にコンプレッサ動力装置（１０）における無負荷状態
と最大負荷状態間で、放出するエヤ量を変化させ、燃料
量を約２５〜５０％の範囲で変化させることが望ましい
。図示の実施例では燃料、ライナ（ハ）内部の圧力が約
３９．０　ｐｓｉａ　（約２−７ｂ／ｃｍ２）から３４
．０　ｐｓｉａ　（約２．４９Ｚｃｒｎ業）へ変化する
とき、ノズル（至）の燃料量が約３０ボンド／分（約１
３．６４／分）から約４２．４ボンド／分（約１９．２
を７分）へ４０％強増加することになる。

本発明は図示の実施例に限定されるものではなく特許請
求の範囲の技術的思想に含まれるすべての設計変更を包
有することは理解されよう。

（発明の効果）上述のように構成された本発明によれば、燃料供給装置
に対し直接制御フィードバック構成をとることなく、燃
料供給装置の簡単化が図られるから顕著に低廉化を図る
ことができる等々の効果を達成できる。

上述の本発明の要旨を一部要約して記載すれば次の通り
になる。

（１）　　コンプレッサからの圧縮エヤと、燃料供給圧
および燃料圧差をもってノズルを介し圧縮燃料を導入す
る燃焼室と、コンプレッサからのエヤの一部を送出する
ダクトとを包有するガスタービンエンジン用のコンプレ
ッサ動力装置を駆動する方法において、ノズルへの燃料
供給圧を実質的に一定レベルに維持する工程と、ダクト
を流れるエヤ量を変化させて燃焼室内の圧力を変化させ
ると共にノズルの燃料圧力差を変化させるエヤ量変化工
程と、燃焼室内の圧力変化、ノズルの燃料圧力差の変化
を利用してノズルを流れる燃料を直接調整する工程とを
包有してなる方法。

（２）燃焼室内にノズルからの燃料を導入し、エヤ量変
化工程は燃焼ライナ内の圧力を変化することにより実行
し、ノズルへの燃料供給圧と燃焼ライナ内の圧力との絶
対圧比を約１．１〜約１．３の範囲内に維持する工程を
包有してなる上記第１項記載の方法。

（３）　　エヤ量変化工程はエヤ量を猪小レベルとポ。

大レベルとの間の範囲内で変化させノズルを流れる燃料
ｉ′ｆｃｉ小レベルと最小レベルより約５０壬高い最大
レベルとの間で変化させることにより実行してなる上記
第１項記載の方法。

【図面の簡単な説明】

Claims

【特許請求の範囲】

（１）燃料を実質的に一定圧で燃焼室内のノズルへ供給
する工程と、燃焼室内のエヤ圧を変化させることにより
ノズル間の燃料圧力差を変えノズルを流れる燃料量を変
化させるエヤ圧変化工程とを包有してなるエヤ供給源か
らの圧縮エヤを入力するコンプレッサ動力装置の燃焼室
へノズルを介し燃料を供給する方法。
（２）燃焼室の内部にはノズルから放出される燃料およ
びエヤを導入する燃焼ライナを具備し、エヤ圧変化工程
は燃焼ライナ内のエヤ圧を変え燃料供給圧と燃焼ライナ
内部の圧力との絶対圧比を所定の範囲内に維持すること
により実行してなる特許請求の範囲第１項記載の方法。
（３）絶対圧比の範囲を約１．１〜約１．３にしてなる
特許請求の範囲第２項記載の方法。
（４）エヤをコンプレッサから導入し、エヤ圧変化工程
にはコンプレッサからのエヤの放出量を変化する可変送
出工程が包有されてなる特許請求の範囲第１項記載の方
法。
（５）可変送出力工程はコンプレッサからのエヤを所定
の送出量の範囲で送出しノズルを流れる燃料量を最小レ
ベルと最小レベルより約５３％高い最大レベルとの間の
範囲で維持することにより実行してなる特許請求の範囲
第４項記載の方法。
（６）燃焼室の内部には充気室により囲繞される多孔の
燃焼ライナが配設され、ノズルが燃焼ライナ内へ燃料を
噴射可能に配設され、充気室の導入エヤがライナ内に送
入され、エヤ圧変化工程は燃焼ライナに導入するエヤ量
を変化するエヤ量変化工程により実行してなる特許請求
の範囲第１項記載の方法。
（７）エヤ量変化工程は充気室からエヤを放出すること
により実行してなる特許請求の範囲第６項記載の方法。
（８）燃料供給源から圧縮燃料を導入し燃焼室内の多孔
の燃焼ライナ内に噴射するノズルと、燃料を実質的に一
定圧でノズルへ供給する装置と、ノズルにおける燃料圧
力差を変化せしめて、ノズルへの供給燃料圧を実質的に
変えることなくノズル装置を通過する燃料量を調整する
燃料量調整装置とを備え、且燃焼室の内部において燃焼
ライナの外周部に、エヤ供給源から圧縮エヤが送られる
充気室が具備されてなるコンプレッサ動力装置の、燃料
を燃焼室へ供給する燃料供給装置。
（９）燃料量調整装置には燃焼ライナ内の圧力を変える
内部圧力変化装置が包有されてなる特許請求の範囲第８
項記載の燃料供給装置。
（１０）充気室はコンプレッサから圧縮されたエヤを導
入可能に設けられ、内部圧変化装置には圧縮されたエヤ
の放出量を可変の可変送出装置が包有されてなる特許請
求の範囲第９項記載の燃料供給装置。
（１１）可変送出装置には燃焼ライナと連通するダクト
とダクトを流れるエヤ量を調整する制御弁とが包有され
てなる特許請求の範囲第１０項記載の燃料供給装置。
（１２）ノズルに供給される燃料の圧力と燃焼ライナ内
の圧力との絶対圧差を所定の範囲内に維持する装置を備
えた特許請求の範囲第８項記載の燃料供給装置。
（１３）絶対圧差が約１．１〜約１．３にされてなる特
許請求の範囲第１２項記載の燃料供給装置。
（１４）エヤを導入し圧縮し送出する回動駆動可能なコ
ンプレッサと、コンプレッサと共に回転可能に連結され
たタービンと、コンプレッサから放出される圧縮エヤを
受容するようにコンプレッサに連通された充気室によつ
て囲繞される多孔の燃焼ライナを有し、且燃料および圧
縮エヤを導入し混合し燃焼して高温で膨張したガスをタ
ービンへ送出せしめタービンを回動させる燃焼装置と、
燃料供給源から圧縮燃料を導入し燃焼ライナ内に噴射す
るノズルと、燃料をノズルに実質的に一定圧で供給する
装置と、圧縮エヤの放出量を変化可能に設けられ、燃焼
ライナ内の圧力を変化することによりノズルからの燃料
量を調整する可変送出装置とを備えたガスタービンエン
ジンのコンプレッサ動力装置。
（１５）実質的に一定の燃料供給圧と燃焼ライナ内の圧
力との絶対圧比を約１．１〜約１．３の範囲内に維持す
る装置を備えた特許請求の範囲第１４項記載のコンプレ
ッサ動力装置。
（１６）ノズルが低圧の燃料噴射ノズルである特許請求
の範囲第１５項記載のコンプレッサ動力装置。
（１７）ノズルが空気噴出形の燃料ノズルである特許請
求の範囲第１６項記載のコンプレッサ動力装置。
（１８）可変送出装置には充気室と連通されるダクトと
ダクトを流れるエヤ量を変化させる制御弁とが包有され
てなる特許請求の範囲第１４項記載のコンプレッサ動力
装置。