JP2002520568A - 多孔性のスリーブを有する点火器 - Google Patents
多孔性のスリーブを有する点火器Info
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- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
- F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
- F23R3/30—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply comprising fuel prevapourising devices
- F23R3/32—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply comprising fuel prevapourising devices being tubular
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
- F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
- F23R3/34—Feeding into different combustion zones
- F23R3/343—Pilot flames, i.e. fuel nozzles or injectors using only a very small proportion of the total fuel to insure continuous combustion
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Abstract
(57)【要約】
ガスタービンエンジンの燃焼器用の点火器は、点火器先端部の先に延びる管状部材を含み、この管状部材は、多孔性のセラミックまたは耐熱性ニッケル合金である。燃料は、管状材料の多孔性材料を通して、毛管作用によって管状部材のボアに供給され、多孔性の管状部材からボアへと空気が通過する。
Description
【０００１】
本発明は、点火装置に関し、特に、点火装置用の噴射器に関する。
【０００２】
特定の状況において、従来の航空機エンジンの点火装置を使用した場合に、信
頼性のある点火が得られないことが分かっている。特に困難なのは、大きいフロ
ーナンバーまたはエアブラストの燃料噴射器を使用して、小型エンジンを非常に
低速で点火することである。小型エンジンでは、エンジンの起動時に燃焼器圧力
を充分に降下させることができないので、主燃料噴射器による燃料の霧化が不充
分となる。
頼性のある点火が得られないことが分かっている。特に困難なのは、大きいフロ
ーナンバーまたはエアブラストの燃料噴射器を使用して、小型エンジンを非常に
低速で点火することである。小型エンジンでは、エンジンの起動時に燃焼器圧力
を充分に降下させることができないので、主燃料噴射器による燃料の霧化が不充
分となる。
【０００３】 フローナンバーが大きい噴射器は、全出力時に最適の性能が得られるような寸
法となっている。起動モードにおける燃料の流れは、起動モード時の流量では噴
射器を加圧するのに不充分なために燃料の霧化が不充分となり、結果として点火
が困難となる。
法となっている。起動モードにおける燃料の流れは、起動モード時の流量では噴
射器を加圧するのに不充分なために燃料の霧化が不充分となり、結果として点火
が困難となる。
【０００４】 このような低速条件で燃料流量を増加した場合には、いわゆるホットスタート
が起こるおそれがある。上述の問題を解決するために、一次噴射器として知られ
ている非常に圧力の小さいアトマイザが比較的大きい二次噴射器とともに使用さ
れる。これらの一次噴射器の大きさが小さいことによって、低速でより大きな燃
料圧力が生じ、燃料の霧化がより良好になる。
が起こるおそれがある。上述の問題を解決するために、一次噴射器として知られ
ている非常に圧力の小さいアトマイザが比較的大きい二次噴射器とともに使用さ
れる。これらの一次噴射器の大きさが小さいことによって、低速でより大きな燃
料圧力が生じ、燃料の霧化がより良好になる。
【０００５】 これらの小さい一次噴射器の難点は、そのオリフィスの寸法が非常に小さいた
めに詰まりやすいことである。これにより、現場でより多くの整備が必要となる
。更に、二次燃料マニホルドと燃料流デバイダバルブによって、装置が更に複雑
になるとともにコストが高くなる。高高度や燃焼器のフレームアウトが起こりや
すい条件では、一次噴射器が燃焼室に燃料を噴射するように連続的に動作するこ
とが必要となり、これにより、実際には、二次燃料噴射器から燃料が分流され、
二次噴射器の冷却が阻害されてしまう。
めに詰まりやすいことである。これにより、現場でより多くの整備が必要となる
。更に、二次燃料マニホルドと燃料流デバイダバルブによって、装置が更に複雑
になるとともにコストが高くなる。高高度や燃焼器のフレームアウトが起こりや
すい条件では、一次噴射器が燃焼室に燃料を噴射するように連続的に動作するこ
とが必要となり、これにより、実際には、二次燃料噴射器から燃料が分流され、
二次噴射器の冷却が阻害されてしまう。
【０００６】 いわゆるトーチ点火器は、点火器に近接する小さい一次噴射器を使用し、数多
くの小さい噴射器の必要性をなくしている。しかし、これらの一次噴射器は、そ
のオリフィスの寸法が非常に小さいために、なお詰まるおそれを有している。ま
た、噴射器を低温に維持するためには、エンジンサイクル全体に亘って動作させ
る必要がある。
くの小さい噴射器の必要性をなくしている。しかし、これらの一次噴射器は、そ
のオリフィスの寸法が非常に小さいために、なお詰まるおそれを有している。ま
た、噴射器を低温に維持するためには、エンジンサイクル全体に亘って動作させ
る必要がある。
【０００７】 トーチ点火器によって、特に低速のエンジン起動時における点火に関していく
つかの問題を解決することができるが、その空気流量及び燃焼器の圧力降下がか
なり大きいことにより、高高度においてフレームアウトの後に再点火する必要が
ある場合には、まだ性能に難点を有する。
つかの問題を解決することができるが、その空気流量及び燃焼器の圧力降下がか
なり大きいことにより、高高度においてフレームアウトの後に再点火する必要が
ある場合には、まだ性能に難点を有する。
【０００８】
本発明の目的は、低速のエンジン起動時や高高度などの燃料流量が低い条件に
おいて、噴射器を点火することができる点火装置を提供することである。
おいて、噴射器を点火することができる点火装置を提供することである。
【０００９】 本発明の他の目的は、小さいオリフィスを有する噴射器の必要性をなくすこと
である。
である。
【００１０】 本発明の更に他の目的は、可燃性の混合気が供給されるとすぐに燃焼が起こる
連続的でかつ制御可能な供給源を提供することである。
連続的でかつ制御可能な供給源を提供することである。
【００１１】 本発明のまた他の目的は、管路内に小さいオリフィスや小さい静止点がないた
めに、炭素の堆積やコーキングが生じるおそれが小さくなる、点火器のための改
善された燃料分配システムを提供することである。
めに、炭素の堆積やコーキングが生じるおそれが小さくなる、点火器のための改
善された燃料分配システムを提供することである。
【００１２】 本発明の構成は、燃焼器の点火器と共に使用するための燃料及び空気の分配手
段を含む。この分配手段は、ボアを有する管状部材を含み、このボアの第１の端
部は、点火器先端部が第１の端部においてボアの内部に位置するように点火器の
近傍にあり、第２の端部は、燃焼器内に突出しており、管状部材は、高温耐性を
有する材料から選択された多孔性材料であり、液体燃料が毛管作用によって保持
されるとともに装置のボアに向かって分配されるように液体燃料と空気が管状の
多孔性装置に供給され、これにより、液体燃料が蒸発して空気と共に霧化された
混合物を形成する。
段を含む。この分配手段は、ボアを有する管状部材を含み、このボアの第１の端
部は、点火器先端部が第１の端部においてボアの内部に位置するように点火器の
近傍にあり、第２の端部は、燃焼器内に突出しており、管状部材は、高温耐性を
有する材料から選択された多孔性材料であり、液体燃料が毛管作用によって保持
されるとともに装置のボアに向かって分配されるように液体燃料と空気が管状の
多孔性装置に供給され、これにより、液体燃料が蒸発して空気と共に霧化された
混合物を形成する。
【００１３】 本発明のより詳細な実施例では、点火器は、１９９６年１２月２４日にデゥー
レイに付与された、米国特許第５，５８７，６３０号に開示されたタイプのプラ
ズマ点火器である。
レイに付与された、米国特許第５，５８７，６３０号に開示されたタイプのプラ
ズマ点火器である。
【００１４】 本発明の他の実施例では、多孔性の管状部材に燃料を供給する管路は、比較的
大きいボア管路であり、コーキングのおそれが減少する。
大きいボア管路であり、コーキングのおそれが減少する。
【００１５】 本発明の更に他の実施例では、管状の多孔性部材は、円状のシリンダであり、
シリンダの多孔度は、１インチ当たりの孔が６０〜２００の範囲である。
シリンダの多孔度は、１インチ当たりの孔が６０〜２００の範囲である。
【００１６】 また、管状の装置は、球状または円錐台形とすることもできる。
【００１７】 燃焼室の点火器に霧化燃料を分配する本発明の方法は、第１の端部が、点火器
先端部が第１の端部においてボアの内部に位置するように点火器の近傍にあり、
かつ第２の端部が、燃焼器内に突出しているボアを有する管状部材を配置するス
テップを含み、このステップは、高温耐性を有する多孔性材料から管状部材を選
択し、液体燃料が毛管作用によって保持されるとともに装置のボアに向かって分
配されるように管状の多孔性部材に液体燃料を供給し、管状の多孔性部材に空気
を通過させて液体燃料を運ぶとともに燃料を蒸発させて、空気と共に霧化された
混合物を形成することを特徴とする。
先端部が第１の端部においてボアの内部に位置するように点火器の近傍にあり、
かつ第２の端部が、燃焼器内に突出しているボアを有する管状部材を配置するス
テップを含み、このステップは、高温耐性を有する多孔性材料から管状部材を選
択し、液体燃料が毛管作用によって保持されるとともに装置のボアに向かって分
配されるように管状の多孔性部材に液体燃料を供給し、管状の多孔性部材に空気
を通過させて液体燃料を運ぶとともに燃料を蒸発させて、空気と共に霧化された
混合物を形成することを特徴とする。
【００１８】 従って、管状の多孔性材料は、点火器先端部が管状の装置のボアの内部に丁度
位置するように燃焼器に設置され、液体燃料が多孔性の管状部材に供給される。
燃料は、毛管作用によって多孔性部材を浸すが、多孔性の管状部材に更に供給さ
れる加圧空気によって、燃料が管状の装置のボア部分に運ばれると同時に霧化さ
れる。
位置するように燃焼器に設置され、液体燃料が多孔性の管状部材に供給される。
燃料は、毛管作用によって多孔性部材を浸すが、多孔性の管状部材に更に供給さ
れる加圧空気によって、燃料が管状の装置のボア部分に運ばれると同時に霧化さ
れる。
【００１９】 本発明の利点は、低い起動速度及び高高度条件において純粋なエアブラスト噴
射器が使用可能なことである。
射器が使用可能なことである。
【００２０】 本発明の他の利点は、燃焼器内の条件から独立して、制御された流量の燃料及
び空気が供給される燃焼キャビティが形成されることである。
び空気が供給される燃焼キャビティが形成されることである。
【００２１】 更に、多孔性の管を通る空気流によって、プラズマ点火器を冷却することがで
きる。
きる。
【００２２】 フローナンバーとは、燃料の質量流量を、この流量が流れるようにするための
ノズルに亘る圧力降下の二乗で割った値として定義される。フローナンバーが小
さければ小さいほど、特定の燃料流量が流れるようにするために必要な圧力降下
が大きくなる。これは、ノズルのオリフィス寸法の尺度である。小さいフローナ
ンバーは、０．５〜１．５の範囲であり、大きいフローナンバーは、１０よりも
大きい。
ノズルに亘る圧力降下の二乗で割った値として定義される。フローナンバーが小
さければ小さいほど、特定の燃料流量が流れるようにするために必要な圧力降下
が大きくなる。これは、ノズルのオリフィス寸法の尺度である。小さいフローナ
ンバーは、０．５〜１．５の範囲であり、大きいフローナンバーは、１０よりも
大きい。
【００２３】
図１を参照すると、燃焼器１３に取り付けられたトーチ点火器１０が概略的に
示されている。実際には、図１において、トーチ点火器は、ハウジング１６内の
管状部材１８によって定まるキャビティと軸方向に整列したプラズマ点火器１２
を含む。燃料噴射器３４が、トーチ点火器の隣りに概略的に示されている。
示されている。実際には、図１において、トーチ点火器は、ハウジング１６内の
管状部材１８によって定まるキャビティと軸方向に整列したプラズマ点火器１２
を含む。燃料噴射器３４が、トーチ点火器の隣りに概略的に示されている。
【００２４】 次に図２を参照すると、プラズマ点火器１２が概略的に示されている。しかし
、所望のプラズマ点火器は、１９９６年１２月２４日にケビン エイ．デゥーレ
イに付与された、本出願人が有する米国特許第５，５８７，６３０号によるもの
である。この特許では、プラズマ点火器１２は、点火器先端部で点火器間隙に亘
って連続的なガス状のプラズマアークを提供する。
、所望のプラズマ点火器は、１９９６年１２月２４日にケビン エイ．デゥーレ
イに付与された、本出願人が有する米国特許第５，５８７，６３０号によるもの
である。この特許では、プラズマ点火器１２は、点火器先端部で点火器間隙に亘
って連続的なガス状のプラズマアークを提供する。
【００２５】 管状の多孔性部材１８は、本実施例では、シリンダ形状を有する。多孔性のシ
リンダ１８は、内側面２２によって定まる軸方向のボア２０を画定する。このシ
リンダは、凹んだ外側面２４を有する。シリンダ１８は、燃焼器壁１４の外側に
取り付けられたハウジング１６内に固定されている。ボア２０は、燃焼器壁１４
において出口開口部２０ａを画定する。
リンダ１８は、内側面２２によって定まる軸方向のボア２０を画定する。このシ
リンダは、凹んだ外側面２４を有する。シリンダ１８は、燃焼器壁１４の外側に
取り付けられたハウジング１６内に固定されている。ボア２０は、燃焼器壁１４
において出口開口部２０ａを画定する。
【００２６】 シリンダ１８は、高温耐性を有する多孔性のセラミックまたは金属材料で形成
されている。セラミック製のシリンダ形管１８は、耐熱性炭化ケイ素である。金
属製の管の場合には、Ｉｎｃｏ ７１８（商標）を使用することができる。耐熱
性ニッケル合金は、一般に検討される。多孔性材料の所望の範囲は、１インチ当
たりの孔が１００〜２００である。多孔度が最大のものは、１インチ当たりの孔
が６０の材料である。毛管作用を増大させるために、シリンダの内側面２２に近
づくに従って密度を増加することもできる。
されている。セラミック製のシリンダ形管１８は、耐熱性炭化ケイ素である。金
属製の管の場合には、Ｉｎｃｏ ７１８（商標）を使用することができる。耐熱
性ニッケル合金は、一般に検討される。多孔性材料の所望の範囲は、１インチ当
たりの孔が１００〜２００である。多孔度が最大のものは、１インチ当たりの孔
が６０の材料である。毛管作用を増大させるために、シリンダの内側面２２に近
づくに従って密度を増加することもできる。
【００２７】 シリンダ１８は、最大４インチ、最小２インチの長さである。所望のシリンダ
は、１／２インチ以下の内径を有し、２インチの軸方向全長、及び１インチ以下
の外径を有する。図２，図３を参照すると、（凹んだ）外径を有するシリンダが
示されており、ボア２０の内径は、Ｄ、長さは、Ｌである。凹んだシリンダ壁の
厚みは、ｔである。従って、Ｌ／Ｄは、３〜８、望ましくは４であり、ｄ／Ｄは
、０．５より小さく、望ましくは０．５であり、また、ｔ／ｄは、１である。
は、１／２インチ以下の内径を有し、２インチの軸方向全長、及び１インチ以下
の外径を有する。図２，図３を参照すると、（凹んだ）外径を有するシリンダが
示されており、ボア２０の内径は、Ｄ、長さは、Ｌである。凹んだシリンダ壁の
厚みは、ｔである。従って、Ｌ／Ｄは、３〜８、望ましくは４であり、ｄ／Ｄは
、０．５より小さく、望ましくは０．５であり、また、ｔ／ｄは、１である。
【００２８】 入口３０から、管状のシリンダ１８に液体燃料を供給することができる。燃料
は、毛管作用によって管状のシリンダ１８の壁内に吸収される。エンジンからの
加圧Ｐ３空気が開口部３２を通ってハウジング１６に流入可能であり、管状のシ
リンダ１８の壁を通過してボア２０によって形成されるキャビティ内に入るとと
もに、燃料を運び、かつ壁の多孔性材料を通して霧化させる。
は、毛管作用によって管状のシリンダ１８の壁内に吸収される。エンジンからの
加圧Ｐ３空気が開口部３２を通ってハウジング１６に流入可能であり、管状のシ
リンダ１８の壁を通過してボア２０によって形成されるキャビティ内に入るとと
もに、燃料を運び、かつ壁の多孔性材料を通して霧化させる。
【００２９】 よって、霧化させるために混合気を旋回させる必要がなく、多孔性材料を通過
するときに自然に霧化される。従って、凹んだ外側壁２４とハウジング１６によ
って形成されるプレナムに流入する空気は、管状のシリンダ１８の多孔性の壁を
通って浸透し、空気が多孔性材料を通って移動するにつれて捕らえた気化燃料を
含む状態でキャビティ内に低速で流出する。
するときに自然に霧化される。従って、凹んだ外側壁２４とハウジング１６によ
って形成されるプレナムに流入する空気は、管状のシリンダ１８の多孔性の壁を
通って浸透し、空気が多孔性材料を通って移動するにつれて捕らえた気化燃料を
含む状態でキャビティ内に低速で流出する。
【００３０】 プラズマ点火器１２は、管状のシリンダ１８の端部２０ｂでハウジング１６内
に設けられている。プラズマ点火器１２は、ボア２０によって形成されるキャビ
ティ内で混合気を点火する強力な局部熱源を提供する。膨張する燃焼ガスは、燃
焼室１３内に流出し、プラズマ点火器だけによって得られる熱源よりもかなり大
きな噴射器３４の点火用の熱源となる。このような装置は、燃料圧力がかなり低
い状態において、純粋なエアブラスト燃料噴射器を点火することができる。
に設けられている。プラズマ点火器１２は、ボア２０によって形成されるキャビ
ティ内で混合気を点火する強力な局部熱源を提供する。膨張する燃焼ガスは、燃
焼室１３内に流出し、プラズマ点火器だけによって得られる熱源よりもかなり大
きな噴射器３４の点火用の熱源となる。このような装置は、燃料圧力がかなり低
い状態において、純粋なエアブラスト燃料噴射器を点火することができる。
【００３１】 連続的なプラズマ点火器が所望であるが、上述の装置は、従来の間欠的な点火
器を使用した場合でも点火に成功することができる。
器を使用した場合でも点火に成功することができる。
【００３２】 キャビティ内のガスからの熱が内側面２２に加わると、燃料の蒸発速度が加速
する。面２２からの蒸発によって、空気流が多孔性材料を通って浸透し続けるの
と同時に、毛管作用によって多孔性の壁から面２２により多くの燃料が吸引され
る。燃料と空気が予混合される傾向があり、プラズマ供給源が停止された後でも
燃焼し続けて燃料が切れると消える、連続的な青炎となる。
する。面２２からの蒸発によって、空気流が多孔性材料を通って浸透し続けるの
と同時に、毛管作用によって多孔性の壁から面２２により多くの燃料が吸引され
る。燃料と空気が予混合される傾向があり、プラズマ供給源が停止された後でも
燃焼し続けて燃料が切れると消える、連続的な青炎となる。
【００３３】 管状のシリンダ１８を通る連続的な空気流は、炎があるにもかかわらず多孔性
の材料を低温に維持する。空気の温度が上昇するのに従って、残りの燃料が蒸発
し、残りのサイクルにおいて管が完全に乾いた状態となる。点火器の局部位置に
おける連続的な空気流は、燃焼室の過酷な条件から点火器を保護するのに貢献す
る。また、空気流量が低いことによって、主燃焼ガス流路の大きな中断が防止さ
れる。
の材料を低温に維持する。空気の温度が上昇するのに従って、残りの燃料が蒸発
し、残りのサイクルにおいて管が完全に乾いた状態となる。点火器の局部位置に
おける連続的な空気流は、燃焼室の過酷な条件から点火器を保護するのに貢献す
る。また、空気流量が低いことによって、主燃焼ガス流路の大きな中断が防止さ
れる。
【００３４】 円錐形のキャビティ２６が、円錐形の壁２８によってハウジングの基部に形成
されているとともにボア２０の端部２０ｂで終端となっており、点火器が液体燃
料内に沈むのを防止するために設けられている。キャビティ２６内に接線方向に
噴射される空気が、基部の外に燃料を噴き出す。旋回動作は、ボア２０によって
形成される再循環領域内に蒸気を引き寄せると同時に、液体燃料をプラズマ面か
ら離れて維持するのを助ける。これにより、点火及びこの領域における炎の安定
化が促進される。外部の補助的な空気供給源からの空気が、基部のキャビティに
おける処理を制御するために好ましい。
されているとともにボア２０の端部２０ｂで終端となっており、点火器が液体燃
料内に沈むのを防止するために設けられている。キャビティ２６内に接線方向に
噴射される空気が、基部の外に燃料を噴き出す。旋回動作は、ボア２０によって
形成される再循環領域内に蒸気を引き寄せると同時に、液体燃料をプラズマ面か
ら離れて維持するのを助ける。これにより、点火及びこの領域における炎の安定
化が促進される。外部の補助的な空気供給源からの空気が、基部のキャビティに
おける処理を制御するために好ましい。
【００３５】 図４ａ，図４ｂは、点火器の性能を最大化するために用いることができる種々
の構成をより詳細に示している。例えば、図４ａでは、空気及び燃料が、点火器
中央電極４０の表面の下で噴射されるとともに、ボア２０内でかつ点火電極の上
に再循環領域Ｚを形成するように旋回される。プラズマは、電極１２のケース４
２と中央電極４０との間で生じる。
の構成をより詳細に示している。例えば、図４ａでは、空気及び燃料が、点火器
中央電極４０の表面の下で噴射されるとともに、ボア２０内でかつ点火電極の上
に再循環領域Ｚを形成するように旋回される。プラズマは、電極１２のケース４
２と中央電極４０との間で生じる。
【００３６】 図４ｂの参照符号は、図４ａ相当部に対応しているが、１００を足したもので
ある。この実施例では、基部によって形成される開口部１４４が減少しており、
これによりステップ１４２が形成されている。この場合には、空気及び燃料は、
開口部１４４を通してボア１２０によって定まる再循環領域に流入する。よって
、旋回及び混合は、上述のように形成されたステップ１４２上で生じる。プラズ
マは、電極ディスクと基部の壁１２８との間で確認される。
ある。この実施例では、基部によって形成される開口部１４４が減少しており、
これによりステップ１４２が形成されている。この場合には、空気及び燃料は、
開口部１４４を通してボア１２０によって定まる再循環領域に流入する。よって
、旋回及び混合は、上述のように形成されたステップ１４２上で生じる。プラズ
マは、電極ディスクと基部の壁１２８との間で確認される。
【００３７】 多孔性材料内に発達する毛管圧力は、孔の寸法によって制御される。孔の寸法
が小さければ小さいほど毛管圧力が高くなる。毛管圧力は、多孔性材料を通る空
気の流量を制御するとともに、点火手順において生じる燃料供給量を決定する。
一般的に、毛管圧力は、起動手順において燃焼器に亘る圧力降下とほぼ同様であ
る。これにより、点火前に空気の流れを制限することが助けられるとともに、点
火後に空気がより自由に流れることが可能となる。
が小さければ小さいほど毛管圧力が高くなる。毛管圧力は、多孔性材料を通る空
気の流量を制御するとともに、点火手順において生じる燃料供給量を決定する。
一般的に、毛管圧力は、起動手順において燃焼器に亘る圧力降下とほぼ同様であ
る。これにより、点火前に空気の流れを制限することが助けられるとともに、点
火後に空気がより自由に流れることが可能となる。
【００３８】 起動時において燃料を迅速に供給するために、多孔性材料に燃料チャネルをあ
けることも可能である。燃料は、これらのチャネルを通して流れて、多孔性の壁
全体を急速に飽和させる。別の改善点は、より広い範囲に亘ってより速い点火を
促進するために、多孔性材料を熱してこの材料に含まれる燃料を予熱することで
ある。更に、燃焼反応を高めるために触媒表面材料を使用することもできる。
けることも可能である。燃料は、これらのチャネルを通して流れて、多孔性の壁
全体を急速に飽和させる。別の改善点は、より広い範囲に亘ってより速い点火を
促進するために、多孔性材料を熱してこの材料に含まれる燃料を予熱することで
ある。更に、燃焼反応を高めるために触媒表面材料を使用することもできる。
【図１】 本発明を含むガスタービンエンジンの燃焼器の部分的な軸方向断面図である。
【図２】 本発明に係るトーチ点火器の拡大した軸方向断面図である。
【図３】 図２の３−３線に沿った径方向断面図である。
【図４ａ】 プラズマ電極の詳細を示す図２のトーチ点火器の説明図である。
【図４ｂ】 異なるプラズマ電極の構成を示す点火器の他の実施例の説明図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年７月１４日（２０００．７．１４）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２６】 シリンダ１８は、高温耐性を有する多孔性のセラミックまたは金属材料で形成
されている。セラミック製のシリンダ形管１８は、耐熱性炭化ケイ素である。金
属製の管の場合には、Ｉｎｃｏ ７１８（商標）を使用することができる。耐熱
性ニッケル合金は、一般に検討される。多孔性材料の所望の範囲は、１インチ当
たりの孔が１００〜２００（１ｃｍ当たりの孔が３９．３７〜７８．７４）であ
る。多孔度が最大のものは、１インチ当たりの孔が６０（１ｃｍ当たりの孔が２
３．６）の材料である。毛管作用を増大させるために、シリンダの内側面２２に
近づくに従って密度を増加することもできる。
されている。セラミック製のシリンダ形管１８は、耐熱性炭化ケイ素である。金
属製の管の場合には、Ｉｎｃｏ ７１８（商標）を使用することができる。耐熱
性ニッケル合金は、一般に検討される。多孔性材料の所望の範囲は、１インチ当
たりの孔が１００〜２００（１ｃｍ当たりの孔が３９．３７〜７８．７４）であ
る。多孔度が最大のものは、１インチ当たりの孔が６０（１ｃｍ当たりの孔が２
３．６）の材料である。毛管作用を増大させるために、シリンダの内側面２２に
近づくに従って密度を増加することもできる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２７】 シリンダ１８は、最大４インチ（１０．１６ｃｍ）、最小２インチ（５．０８
ｃｍ）の長さである。所望のシリンダは、１／２インチ（１．２７ｃｍ）以下の
内径を有し、２インチ（５．０８ｃｍ）の軸方向全長、及び１インチ（２．５４
ｃｍ）以下の外径を有する。図２，図３を参照すると、（凹んだ）外径を有する
シリンダが示されており、ボア２０の内径は、Ｄ、長さは、Ｌである。凹んだシ
リンダ壁の厚みは、ｔである。従って、Ｌ／Ｄは、３〜８、望ましくは４であり
、ｄ／Ｄは、０．５より小さく、望ましくは０．５であり、また、ｔ／ｄは、１
である。
ｃｍ）の長さである。所望のシリンダは、１／２インチ（１．２７ｃｍ）以下の
内径を有し、２インチ（５．０８ｃｍ）の軸方向全長、及び１インチ（２．５４
ｃｍ）以下の外径を有する。図２，図３を参照すると、（凹んだ）外径を有する
シリンダが示されており、ボア２０の内径は、Ｄ、長さは、Ｌである。凹んだシ
リンダ壁の厚みは、ｔである。従って、Ｌ／Ｄは、３〜８、望ましくは４であり
、ｄ／Ｄは、０．５より小さく、望ましくは０．５であり、また、ｔ／ｄは、１
である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】
Claims (13)
- 【請求項１】 ガスタービンエンジンの燃焼器用の点火器であって、燃料及び
空気の分配手段が、ボアを有する管状部材を含み、該ボアの第１の端部は、点火
器先端部が該ボアの該第１の端部に位置するように前記点火器の近傍にあり、第
２の端部は、前記燃焼器内に突出している点火器において、 前記管状部材は、高温耐性を有する材料から選択された多孔性材料であり、液
体燃料が毛管作用によって保持されるとともに前記管状部材の前記ボアに向かっ
て分配されるように、多孔性の該管状部材に液体燃料及び空気を供給することが
でき、これにより、この液体燃料は蒸発して空気と共に霧化混合物を形成するこ
とを特徴とする点火器。 - 【請求項２】 多孔性の前記管状部材は、１インチ当たりの孔が６０〜２００
の範囲の多孔度を有していることを特徴とする請求項１記載の点火器。 - 【請求項３】 １インチ当たりの孔が１００〜２００の範囲であることを特徴
とする請求項２記載の点火器。 - 【請求項４】 前記管状部材の材料は、耐熱性セラミック及び耐熱性ニッケル
合金から選択されることを特徴とする請求項１記載の点火器。 - 【請求項５】 前記材料は、炭化ケイ素から形成されたセラミックであること
を特徴とする請求項４記載の点火器。 - 【請求項６】 前記ニッケル合金は、Ｉｎｃｏ ７１８（商標）であることを
特徴とする請求項４記載の点火器。 - 【請求項７】 Ｌ／Ｄが３〜８であり、ｄ／Ｄは、０．５よりも小さく、ｔ／
ｄは、１であり、ここでは、Ｌは、前記管状部材の軸方向長さであり、Ｄは、該
管状部材の外径であり、ｄは、該管状部材の内径であり、ｔは、該管状部材の径
方向の厚みであることを特徴とする請求項１記載の点火器。 - 【請求項８】 Ｌ／Ｄが４であり、ｄ／Ｄが０．５であることを特徴とする請
求項７記載の点火器。 - 【請求項９】 前記管状部材の前記軸方向長さは、２〜４インチであり、前記
ボアの内径は、０．５インチ以下であることを特徴とする請求項７記載の点火器
。 - 【請求項１０】 前記点火器は、連続的なガス状プラズマ点火器であることを
特徴とする請求項１記載の点火器。 - 【請求項１１】 前記管状部材は、前記燃焼器の外部壁を貫通して取り付けら
れているとともに管状の装置のボアと一致する開口部を該燃焼器壁とともに画定
しており、前記点火器は、連続的なガス状プラズマ点火器を含み、この点火器は
、ハウジングの他方端に取り付けられているとともに、前記管状部材の下流で該
ハウジング内に形成された円錐形のキャビティ内で前記ボアと軸方向に整列して
おり、前記円錐形のキャビティは、前記ボアから液体燃料を収集するために連続
的なガス状プラズマ点火器と、該円錐形のキャビティ内で空気の循環を提供する
補助空気手段と、を囲んでいることを特徴とする請求項１記載の点火器。 - 【請求項１２】 前記ハウジングは、頂部に開口部を有する円錐形のキャビテ
ィを画定する壁を含み、該円錐形のキャビティは、プラズマ電極である前記点火
器先端部を囲んでおり、前記開口部は、前記管状部材の前記ボアの直径よりも小
さい直径を有しており、これにより、前記開口部の下流に前記ボアの前記第１の
端部と一致するステップが形成され、該ステップにおいて燃料及び空気の再循環
領域が提供されることを特徴とする請求項１０記載の点火器。 - 【請求項１３】 霧化燃料を燃焼室の点火器に分配する方法であって、ボアを
有する管状部材を配置するステップを含み、該ボアの第１の端部は、点火器先端
部が該第１の端部において該ボアの内部に位置するように点火器の近傍に設けら
れ、第２の端部は、前記燃焼器内に突出して設けられる方法において、 高温耐性を有する多孔性材料から前記管状部材を選択し、液体燃料が毛管作用
によって保持されるとともに装置の前記ボアに向かって分配されるように多孔性
の前記管状部材に液体燃料を供給し、多孔性の前記管状部材に空気を通過させる
ことによって液体燃料を運ぶとともに蒸発させて、空気と共に霧化混合物を形成
することを特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/112,193 | 1998-07-09 | ||
| US09/112,193 US6182436B1 (en) | 1998-07-09 | 1998-07-09 | Porus material torch igniter |
| PCT/CA1999/000610 WO2000003182A1 (en) | 1998-07-09 | 1999-07-06 | Igniter with porous sleeve |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002520568A true JP2002520568A (ja) | 2002-07-09 |
Family
ID=22342575
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000559381A Pending JP2002520568A (ja) | 1998-07-09 | 1999-07-06 | 多孔性のスリーブを有する点火器 |
Country Status (6)
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|---|---|
| US (1) | US6182436B1 (ja) |
| EP (1) | EP1095228B1 (ja) |
| JP (1) | JP2002520568A (ja) |
| CA (1) | CA2335355C (ja) |
| DE (1) | DE69914487T2 (ja) |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2017500472A (ja) * | 2013-11-27 | 2017-01-05 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 流体ロックとパージ装置とを有する燃料ノズル |
| US10190774B2 (en) | 2013-12-23 | 2019-01-29 | General Electric Company | Fuel nozzle with flexible support structures |
| US10451282B2 (en) | 2013-12-23 | 2019-10-22 | General Electric Company | Fuel nozzle structure for air assist injection |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6453660B1 (en) * | 2001-01-18 | 2002-09-24 | General Electric Company | Combustor mixer having plasma generating nozzle |
| AU2003256855A1 (en) * | 2002-08-05 | 2004-02-23 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Porous burner for gas turbine applications |
| US7047722B2 (en) * | 2002-10-02 | 2006-05-23 | Claudio Filippone | Small scale hybrid engine (SSHE) utilizing fossil fuels |
| US7127899B2 (en) * | 2004-02-26 | 2006-10-31 | United Technologies Corporation | Non-swirl dry low NOx (DLN) combustor |
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| CN106796031B (zh) | 2014-08-18 | 2022-07-08 | 伍德沃德有限公司 | 火炬式点火器 |
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| CN112555820A (zh) * | 2019-09-26 | 2021-03-26 | 安士英 | 电弧加热喷火器 |
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| SE329230B (ja) * | 1968-04-18 | 1970-10-05 | Bahco Ab | |
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| DE2821160A1 (de) | 1978-05-13 | 1979-11-15 | Fritz Prof Dr Ing Eisfeld | Verdampfungsbrennkammer |
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1998
- 1998-07-09 US US09/112,193 patent/US6182436B1/en not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-07-06 EP EP99928954A patent/EP1095228B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-07-06 WO PCT/CA1999/000610 patent/WO2000003182A1/en active IP Right Grant
- 1999-07-06 DE DE69914487T patent/DE69914487T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1999-07-06 JP JP2000559381A patent/JP2002520568A/ja active Pending
- 1999-07-06 CA CA002335355A patent/CA2335355C/en not_active Expired - Fee Related
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| EP1095228A1 (en) | 2001-05-02 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060315 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080617 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20081111 |