JP2017524087A - 改良型燃料噴射アーキテクチャ - Google Patents
改良型燃料噴射アーキテクチャ Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017524087A JP2017524087A JP2016568607A JP2016568607A JP2017524087A JP 2017524087 A JP2017524087 A JP 2017524087A JP 2016568607 A JP2016568607 A JP 2016568607A JP 2016568607 A JP2016568607 A JP 2016568607A JP 2017524087 A JP2017524087 A JP 2017524087A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- manifold
- flow
- architecture
- injection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C9/00—Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
- F02C9/26—Control of fuel supply
- F02C9/263—Control of fuel supply by means of fuel metering valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/22—Fuel supply systems
- F02C7/228—Dividing fuel between various burners
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C9/00—Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
- F02C9/26—Control of fuel supply
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
- F23K5/00—Feeding or distributing other fuel to combustion apparatus
- F23K5/02—Liquid fuel
- F23K5/06—Liquid fuel from a central source to a plurality of burners
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
- F23K5/00—Feeding or distributing other fuel to combustion apparatus
- F23K5/02—Liquid fuel
- F23K5/14—Details thereof
- F23K5/16—Safety devices
-
- 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
- F23R3/346—Feeding into different combustion zones for staged combustion
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2240/00—Components
- F05D2240/35—Combustors or associated equipment
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
- F23K2203/00—Feeding arrangements
- F23K2203/10—Supply line fittings
- F23K2203/105—Flow splitting devices to feed a plurality of burners
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
本発明は、タービンエンジンの燃料噴射アーキテクチャにおいて、燃料流を少なくとも1つの関連付けられた噴射機に分給するのにそれぞれが適している2つの燃料噴射マニホルド(30A、30B)と、少なくとも両方の噴射マニホルド(30A、30B)に供給されるべき総燃料流(Q)を配分するのに適した主燃料配分装置(32)と、主燃料配分装置(32)と噴射マニホルド(30A、30B)との間に位置付けられ、総燃料流の少なくとも一部を両方のマニホルドに分配するのに適した分配配分装置(31)とを含む燃料噴射アーキテクチャに関する。このアーキテクチャは、第1マニホルド内で過剰な燃料圧力が生じた場合に流れを第1マニホルド(30A、30B)から第2マニホルド(30B、30A)に放出するのに適したバイパス弁(35)も含むことを特徴とする。本発明は、前記アーキテクチャを含むタービンエンジンの燃焼アセンブリにも関する。
Description
本発明は、タービンエンジンの燃料噴射アーキテクチャとそのようなアーキテクチャを備える燃焼アセンブリとに関する。
図1を参照すると、燃料噴射アーキテクチャは、従来通り少なくとも2つの燃料噴射マニホルド10A、10Bを備え、各マニホルドは燃料流を1つまたはいくつかの燃料噴射機(図示せず)に分給することができる。
所与の噴射マニホルドに関連付けられた噴射機は、それらの特徴、特にそれらの通過性またはそれらの噴射技術などに従って分類される。
各噴射マニホルドには、主燃料計12によって流出される総燃料流Qの分流である燃料流QA、QBが供給される。主燃料計12は、アーキテクチャが構成された航空機の燃料タンクRから発する燃料源からのこの流れを測定する。アーキテクチャは従来通りエンジン上に搭載され、流れはタンクから1つまたはいくつかのポンプ(図示せず)によって抜出される。実際、各マニホルドの最大許容流量QAMax、QBMaxは一般的に、主燃料計12から流出される最大総燃料流量QMax未満である。
各噴射マニホルドで分給される総流の分流に関して述べると、それは主燃料計12とマニホルド10A、10Bとの間に位置決めされた分配計11によって設定される。
このように分配計は、所定の分配則に従って、2つ以上のマニホルドに総燃料流を分給する。
図1の例では、アーキテクチャは2つの燃料噴射マニホルドを備えるのみであり、分配計は、総流を両マニホルドに、QA+QB=Qとなるような2つの計測流量QAとQBを分給する。
図2aでは、主燃料計12に送られた総流量設定値に応じた、マニホルド10Aと10Bの間の例示的な燃料分配則が示される。
この非制限的な例では、マニホルド10AQAMaxの最大許容流量以下であることが好ましい閾値QS未満の総流量について、その流量の全てがマニホルドAを優先するためにこのマニホルドに分給される(例えば、マニホルドAに関連付けられるタイプの噴射機の使用を促進するために)。したがって以下の関係式が得られる。0<Q<QSについて、QA=Q、QB=0
総流量が閾値流量以下であると、分配計は流れをマニホルドAとBに分給する(図の点O11)。すると以下の関係式が得られる。QS<Q<QMaxでQA<QAMaxかつ0<QB<QBMax、Q=QMaxでQB=QBMax
各噴射マニホルドでは、噴射マニホルドAとBの終端部同士の間の圧力差は流量と共に極めて大幅に増大する。これは圧力差が典型的には以下の関係式に関係するからである。
上流圧力−下流圧力=マニホルドAでKa’*Qa2、
上流圧力−下流圧力=マニホルドBでKb’*Qb2、
Ka’とKb’は、所与の比重の流体についての、マニホルドおよび噴射機の通過性に応じた定数である。
総流量が閾値流量以下であると、分配計は流れをマニホルドAとBに分給する(図の点O11)。すると以下の関係式が得られる。QS<Q<QMaxでQA<QAMaxかつ0<QB<QBMax、Q=QMaxでQB=QBMax
各噴射マニホルドでは、噴射マニホルドAとBの終端部同士の間の圧力差は流量と共に極めて大幅に増大する。これは圧力差が典型的には以下の関係式に関係するからである。
上流圧力−下流圧力=マニホルドAでKa’*Qa2、
上流圧力−下流圧力=マニホルドBでKb’*Qb2、
Ka’とKb’は、所与の比重の流体についての、マニホルドおよび噴射機の通過性に応じた定数である。
計測システムは、典型的には各マニホルドの最大流量に対応する最大可能噴射圧力で動作することが可能であるように設計される。
ここで、分配計11の動作に異常が起こって、規定された流量分配則がもはや見られなくなる場合がある。例えば、分配計が、総流Qの100%をマニホルドAに向けて流出する位置でブロックされている場合ある。この場合、マニホルドAの流量QAは最大流量QAMaxよりも大きくなっている場合がある。
この場合、マニホルドAで圧力上昇が起こり、それが分配計11へ、次いで主燃料計へと伝えられる。主燃料計は典型的には、過剰圧力弁13などの過剰圧力に対する保護用装置に関連付けられる。主燃料計12内で過剰圧力が生じた場合には、流量を計測システムの上流に送り返すことによって弁13が開口する。すると主燃料計12から出る流れが縮小され、そのことがマニホルドによって生成された圧力を低下させる。すると主流量分配則はもはや見られない。
図2bに、主燃料計12に送られた総流量設定値に応じた、噴射マニホルドへの効果的な流分配が示される。
分配計11が通常は流れの一部を噴射マニホルドBに向けて分配するべきである閾値QSを、制御総流が超過すると、この流れの全てがマニホルドAに向けて送られ、そのことがこのマニホルド内で過剰圧力を引き起こし、それが主燃料計12まで上昇し、過剰圧力弁13の開口O13を引き起こしてこのマニホルドの流量を縮小する。
したがって、分配計11の誤動作は、噴射機に流出された総流が主燃料計に送られた総流量設定値未満であることを意味するということが確定される。この縮小流はタービンエンジンの動力喪失を誘起する。
したがって、分配計の誤動作が生じた場合でもタービンエンジンの動力を維持することを可能にするシステムが求められている。
本発明の目的は、分配計の誤動作が生じた場合でもタービンエンジンの動力を維持することを可能にするタービンエンジンの燃料噴射アーキテクチャを提起することである。
この点で、本発明の目的は、タービンエンジンの燃料噴射アーキテクチャにおいて、
‐燃料流を少なくとも1つの関連付けられた噴射機に分給するようにそれぞれが適合された2つの燃料噴射マニホルドと、
‐少なくとも両方の噴射マニホルドに流出されるべき総燃料流を計測するように適合された主燃料計と、
‐主燃料計と噴射マニホルドとの間に位置決めされ、総燃料流の少なくとも一部を両方のマニホルドに分給するように適合された分配計と、を備える燃料噴射アーキテクチャであって、
第1マニホルド内で燃料の過剰圧力が生じた場合に流れを第1マニホルドから第2マニホルドに放出するように適合されたバイパス弁をさらに備えることを特徴とする燃料噴射アーキテクチャである。
‐燃料流を少なくとも1つの関連付けられた噴射機に分給するようにそれぞれが適合された2つの燃料噴射マニホルドと、
‐少なくとも両方の噴射マニホルドに流出されるべき総燃料流を計測するように適合された主燃料計と、
‐主燃料計と噴射マニホルドとの間に位置決めされ、総燃料流の少なくとも一部を両方のマニホルドに分給するように適合された分配計と、を備える燃料噴射アーキテクチャであって、
第1マニホルド内で燃料の過剰圧力が生じた場合に流れを第1マニホルドから第2マニホルドに放出するように適合されたバイパス弁をさらに備えることを特徴とする燃料噴射アーキテクチャである。
有利に、しかし任意選択で、本発明によるアーキテクチャは以下の特徴、即ち
‐アーキテクチャは、第2マニホルド内で燃料の過剰圧力が生じた場合に第2マニホルドから第1マニホルドに流れを放出するように適合された第2バイパス弁をさらに備えること、
‐分配計は、所定の閾値流量未満の流量では前記流れの全てが第1噴射マニホルドに流出されるという分配則に従って、総燃料流量の一部を両方のマニホルドに分配するように適合されること、
‐第1マニホルド内の圧力が、閾値流量のマニホルド内の流れで到達される圧力以上になると、第1バイパス弁は燃料流を第1から第2マニホルドに放出すること、
‐バイパス弁が流体機械式の過剰圧力弁であること、
‐バイパス弁が電気機械式であること、
‐アーキテクチャが、両方のマニホルドの間の圧力差と、タービンエンジンの回転速度と、大気圧と、タービンエンジンの1つまたはいくつかの圧縮機段の出力口の空気圧と、タービンエンジンの低圧ポンプの出力口の燃料圧力と、タービンエンジンの高圧ポンプの入力口の燃料圧力と、主燃料計の実際の位置と、分配計の実際の位置とを含む一群中の少なくとも1つのパラメータに従って弁を制御するように適合された処理ユニットをさらに備えること、
‐アーキテクチャは第1と第2マニホルドそれぞれに圧力センサを、または第1と第2マニホルドの間の圧力差を測定するように適合された差圧センサをさらに備え、処理ユニットは前記圧力差に従って弁を制御するように適合されること、
‐アーキテクチャは、主燃料計と分配計との間で過剰圧力が生じた場合に、流れを燃料流に対して主燃料計の上流側に向けて放出するように適合された、主燃料計に関連付けられた過剰圧力弁をさらに備えること、のうちの少なくとも1つをさらに備えることができる。
‐アーキテクチャは、第2マニホルド内で燃料の過剰圧力が生じた場合に第2マニホルドから第1マニホルドに流れを放出するように適合された第2バイパス弁をさらに備えること、
‐分配計は、所定の閾値流量未満の流量では前記流れの全てが第1噴射マニホルドに流出されるという分配則に従って、総燃料流量の一部を両方のマニホルドに分配するように適合されること、
‐第1マニホルド内の圧力が、閾値流量のマニホルド内の流れで到達される圧力以上になると、第1バイパス弁は燃料流を第1から第2マニホルドに放出すること、
‐バイパス弁が流体機械式の過剰圧力弁であること、
‐バイパス弁が電気機械式であること、
‐アーキテクチャが、両方のマニホルドの間の圧力差と、タービンエンジンの回転速度と、大気圧と、タービンエンジンの1つまたはいくつかの圧縮機段の出力口の空気圧と、タービンエンジンの低圧ポンプの出力口の燃料圧力と、タービンエンジンの高圧ポンプの入力口の燃料圧力と、主燃料計の実際の位置と、分配計の実際の位置とを含む一群中の少なくとも1つのパラメータに従って弁を制御するように適合された処理ユニットをさらに備えること、
‐アーキテクチャは第1と第2マニホルドそれぞれに圧力センサを、または第1と第2マニホルドの間の圧力差を測定するように適合された差圧センサをさらに備え、処理ユニットは前記圧力差に従って弁を制御するように適合されること、
‐アーキテクチャは、主燃料計と分配計との間で過剰圧力が生じた場合に、流れを燃料流に対して主燃料計の上流側に向けて放出するように適合された、主燃料計に関連付けられた過剰圧力弁をさらに備えること、のうちの少なくとも1つをさらに備えることができる。
本発明の目的は、タービンエンジンの燃料燃焼アセンブリにおいて、
‐燃料タンクと、
‐主燃料計がタンク内の総流から試料採取する、先行提示による燃料アーキテクチャと、
‐燃料燃焼室と、
‐噴射マニホルドのいずれか1つによってそれぞれ供給され、燃料を燃焼室内に噴射するように適合された複数の燃料噴射機と、を備える燃料燃焼アセンブリでもある。
‐燃料タンクと、
‐主燃料計がタンク内の総流から試料採取する、先行提示による燃料アーキテクチャと、
‐燃料燃焼室と、
‐噴射マニホルドのいずれか1つによってそれぞれ供給され、燃料を燃焼室内に噴射するように適合された複数の燃料噴射機と、を備える燃料燃焼アセンブリでもある。
最後に、本発明は先行提示による燃焼アセンブリを備えたタービンエンジンに関する。
流れを一方のマニホルドから他方に放出するバイパス弁が存在することは、分配計の故障に関連した第1マニホルド内の過剰圧力が生じた場合にも、同じように流れが両方のマニホルドに分配されることができることを保証することを可能にする。そのことは、主燃料計によって計測される総流と等しい、燃焼室内への噴射総流を達成することを可能にする。
このように両方のマニホルドの間の分配が不良である場合も、タービンエンジンの動力は保たれる。
非制限的な例としてここに与えられた添付図面を参照して以下に続く詳しい説明を読めば、本発明の他の特徴、目的、および利点が明らかになる。
図5aを参照すると、図5bで詳しく示された燃焼アセンブリ2を備えたタービンエンジン1の実施例が示されている。
燃焼アセンブリ2は、燃料燃焼室20、ならびに燃料燃焼室内へと開口してタービンエンジンを駆動するのに必要な燃料流を噴射する複数の噴射機21A、21B(図5b)を備える。
燃焼アセンブリは、燃料タンクRと、タービンエンジンの適切な動作に求められる流れ分配によって噴射機に燃料を供給する燃料噴射アーキテクチャ3とをさらに備える。
燃料噴射アーキテクチャ3について、図3aから図3cを参照して以下により詳しく説明がなされる。
燃料噴射アーキテクチャ3は主燃料計32を備える。主燃料計32は、タンクRから燃料(燃料はタンクから試料採取され、図示されない1つまたはいくつかのポンプによってメータに送られる)を受け取るように、かつ噴射機に分給されるべき総流Qを受け取るように適合される。
アーキテクチャ3は、少なくとも2つの燃料噴射マニホルド30A、30Bをさらに備える。それらのうちの2つが図3aおよび図3bに具体的に示され、一例として第3マニホルド30Cも図3cに示される。
各燃料噴射マニホルド30A、30B、30Cは燃料流QA、QB、QCを1つまたはいくつかの噴射機(図3aから図3bに示さず)に流出する。噴射機は、同じマニホルドに関連付けられる全ての噴射機が燃焼室の必要に対応した噴射を保証するように、それらの特徴、例えばそれらの通過性またはそれらの噴射技術によって所定のマニホルドに関連付けられる。
このように、非制限的な例として、タービンエンジンは、点火プラグに関連付けられた、燃焼室内の燃焼を開始することを可能にする起動用噴射機のアセンブリと、より大きな通過性を有する、燃焼が開始された後に燃焼室内の燃焼を持続することを目的とした主噴射機のアセンブリとを備えることができる。
この実施例によると、第1燃料噴射マニホルド30Aは全ての起動用噴射機に燃料流を分給することができ、第2噴射マニホルド30Bは全ての主噴射機に燃料流を分給することができる。
しかしながら、この実施例は決して制限的なものではなく、噴射マニホルドを備えた噴射機アセンブリの他の関連物も提供されることができる。
噴射アーキテクチャは分配計31をさらに備え、それは主燃料計32と噴射マニホルド30A、30Bとの間、即ち燃料流に対して主燃料計の下流で、前記燃料流に対して噴射マニホルドの上流に位置決めされる。主燃料計によって計測された総流Qは分配計によって2つの流れQAとQBへと分配され、それぞれがマニホルド30Aと30Bに流出される。
分配計に誤動作が生じた場合、タービンエンジンの動力損失を回避するために、アーキテクチャ3は、両方のマニホルド30Aと30Bを一緒に連結させる少なくとも1つのバイパス弁35をさらに備える。
図3aに示された第1実施形態によると、アーキテクチャは単一のバイパス弁35を備える。バイパス弁35は、第1マニホルド内に過剰圧力が生じた場合に第1マニホルドから第2マニホルドに流れを放出するように適合され、それによって第1マニホルド内の圧力を制限して過剰圧力を制限することを可能にする。
弁の動作方向は、通常分配計31によって使用される分配則に従って有利に選択される。これはこの分配則が、どのマニホルドが燃料の噴射に好ましいのか、したがって分配計の誤動作が生じた場合に、どのマニホルドか過剰圧力状態となる最大の確率を有するかを決定することによる。
このように、先に図2aを参照してここに与えられた例を再度取り上げることが可能である。この非制限的な例では、流れが所定の閾値QSに達するまで流れQの全てがこのマニホルドに向けて送られるという意味で、分配計31はマニホルド30Aを優先している。他の分配則も企図されることができ、その場合例えば分配計は、一方のマニホルドで流れが所与の閾値に到達する前に、流れを両方のマニホルドに分割する。
分配計が故障して、例えばその位置を修正できない場合、早急に過剰圧力状態を発見されることができるのはマニホルド30Aである。これは、それに対応する噴射機21Aの全体的通過性が、最大許容圧力を超過せずにそれらが受け取る流れの全てを噴射することを許容しないことによる。
この場合、バイパス弁35は、マニホルド30Bに過剰圧力が生じた場合にマニホルド30Aをマニホルド30Bに向けて放出するように有利に位置決めされる。
弁35は、マニホルド30A内の流れがこのマニホルド内で圧力を引き起こしてマニホルド30Aとマニホルド30Bの間の圧力差が所定の閾値を超えると開口する。これに対応する流量はQthresholdとして示される。この閾値は、最大総流量QMax未満かつマニホルドの最大流量QAMax以上であるように選択されることが好ましい。
バイパス弁35によるマニホルド30Aとマニホルド30Bへの流れの分配が図4に示される。このように、分配計31が故障しても、総流が両方のマニホルドに分配されるが燃焼室内へと噴射されるべき最大総流量QMaxに到達することができ、それによってタービンエンジンの動力を保つことを可能にすることが確定される。
図4でより具体的に述べると、総制御流が弁35の開口O35に対応する閾値流Qthresholdに到達すると、弁35は開口して流れの一部をマニホルドBに向けて分配する。
追加の安全対策として、噴射アーキテクチャは、主燃料計32に関連付けられた過剰圧力弁33も備えることができる。これは、特に主燃料計32と分配計31との間で燃料の過剰圧力が生じた場合に、過剰流を前記燃料計の上流側に向けて送り返すことを可能にする。この場合、弁35を開口する閾値は、弁35が弁33の前に開口するように有利に選択される。即ち図4で見られるように、弁35の開口は、過剰圧力弁33の開口O33を引き起こす場合がある圧力に対応するマニホルドA内の流れレベルに到達する前に起こる。
図3bを参照すると、2つのバイパス弁35、35’を備える代替的実施形態が示される。2つのバイパス弁は両方の噴射マニホルド30A、30Bの間に位置決めおよび交互配列される。即ち一方の弁は、マニホルド30A内で過剰圧力が生じた場合に燃料流をマニホルド30Aからマニホルド30Bに放出するように適合され、別の弁35’は、マニホルド30B内で過剰圧力が生じた場合に燃料流をマニホルド30Bからマニホルド30Aに放出するように適合される。この段落では、「マニホルド内の過剰圧力」とは、該当するマニホルドと他のマニホルドとの間の所定閾値を超過した圧力差を意味する。
この構成は、分配計31のあらゆる種類の誤動作を克服することを可能にする。メータが優先的に例えばマニホルド30Aに供給していて、それがマニホルド30Bにしか供給しない位置で阻止されたままとなるようなあまり発生しそうにない場合でさえそうである。
この場合、第2バイパス弁35’が、流れをマニホルド30Aに向けて放出することを許容し、したがってタービンエンジンの動力レベルを維持するための燃焼室内の充分な総流量を保つ。
図3bで示されるように、バイパス弁(複数)35’は有利に流体機械式弁、即ち動作が純粋に機械式である弁であり、このように専ら、圧力差が所定の閾値に到達すると開口する移動要素に及ぼされた圧力差によって、引き起こす。
2つのバイパス弁35、35’が存在するが、それらの一方しか存在しないときにも適用可能な事例である図3cに示された代替的実施形態によれば、使用される弁の全てまたは一部が電気機械式であることができる。そうすると考え得る噴射アーキテクチャは、マニホルド30A、30Bにそれぞれが位置決めされた、各マニホルド内の燃料圧力を測定するように適合された圧力センサ36と、センサおよび弁に連結され、センサによって提供された圧力値に従って各弁の開口を制御するように構成された処理ユニット36とを備える。
代替方法として、アーキテクチャは、圧力センサではなく、マニホルド間の圧力差を直接測定するように適合された差圧センサを備えることができ、処理ユニットはこの圧力差から弁の開口を制御する。
代替方法として、処理ユニット37は、圧力差と共に任意選択で集められた他のパラメータから弁の開口を制御することができ、これらのパラメータは以下の一群、即ち、タービンエンジンの1つまたはいくつかの回転速度、タービンエンジンの外側の大気圧、タービンエンジンの1つまたはいくつかの圧縮機段の出力口の空気圧、タービンエンジンの低圧ポンプの出力口の燃料圧力、タービンエンジンの高圧ポンプの入力口の燃料圧力、主燃料計の実際の位置、分配計の実際の位置、の中から有利に選択される。他の代替形態によると、処理ユニットはエンジン制御に関連した他の信号を使用することができ、エンジンを制御するシステムに統合されることもできる。
非限定的な例として、図3aの弁と図3bの弁とは流体機械式弁であり、図3cの弁は電気機械式弁である。
噴射アーキテクチャが複数の燃料噴射マニホルドを備える場合、噴射アーキテクチャは、各段で上流の流れを2つの副流へと分配する1つまたはいくつかの他の分配計31’を備えることができる。上流の流れは2つの噴射マニホルド、または2つの分配計、さらにまたは分配計と噴射マニホルド、のいずれかに分配される。
複数のマニホルドを備えた構成の一例が図3dに示される。ここでは分配計31が総流Qを噴射マニホルド30Aと第2分配計31’とに分給し、第2分配計は受け取った分流を噴射マニホルド30Bと30Cとに分給する。
この場合、アーキテクチャ3は、本明細書で先に説明されたように各メータの分配則に応じて、1つまたはいくつかの分配計の下流に1つまたはいくつかのバイパス弁35を備えることができる。図3dでは、第1分配計31の下流に単一のバイパス弁35が示される。
したがって、ここに提起されたアーキテクチャは、タービンエンジンの動力を維持しながら燃料噴射マニホルド内の起こり得る過剰圧力を抑制することを可能にする。
Claims (10)
- タービンエンジンの燃料噴射アーキテクチャ(3)において、
‐燃料流を少なくとも1つの関連付けられた噴射機(21A、21B)に分給するようにそれぞれが適合された2つの燃料噴射マニホルド(30A、30B)と、
‐少なくとも両方の噴射マニホルド(30A、30B)に流出されるべき総燃料流(Q)を計測するように適合された主燃料計(32)と、
‐主燃料計(32)と噴射マニホルド(30A、30B)との間に位置決めされ、総燃料流の少なくとも一部を両方のマニホルドに分給するように適合された分配計(31)と、を備える燃料噴射アーキテクチャ(3)であって、
第1マニホルド内で燃料の過剰圧力が生じた場合に流れを第1マニホルド(30A、30B)から第2マニホルド(30B、30A)に放出するように適合されたバイパス弁(35)と、第2マニホルド内で燃料の過剰圧力が生じた場合に流れを第2マニホルド(30B、30A)から第1マニホルド(30A、30B)に放出するように適合された第2バイパス弁(35’)とをさらに備えることを特徴とする燃料噴射アーキテクチャ(3)。 - 分配計(31)は、所定の閾値流量(QS)未満の流量では前記流れの全てが第1噴射マニホルドに流出されるという分配則に従って、総燃料流量の一部を両方のマニホルドに分配するように適合される、請求項1に記載の燃料噴射アーキテクチャ(3)。
- 第1マニホルド内の圧力が、閾値流量のマニホルド内の流れで到達される圧力以上になると、第1バイパス弁(35)は、燃料流を第1から第2マニホルドに放出する、請求項2に記載の燃料噴射アーキテクチャ(3)。
- バイパス弁が流体機械式過剰圧力弁である、請求項1から3の一項に記載の燃料噴射アーキテクチャ(3)。
- バイパス弁が電気機械式である、請求項1から3の一項に記載の燃料噴射アーキテクチャ(3)。
- 両方のマニホルドの間の圧力差と、タービンエンジンの回転速度と、大気圧と、タービンエンジンの1つまたはいくつかの圧縮機段の出力口の空気圧と、タービンエンジンの低圧ポンプの出力口の燃料圧力と、タービンエンジンの高圧ポンプの入力口の燃料圧力と、主燃料計の実際の位置と、分配計の実際の位置とを含む一群中の少なくとも1つのパラメータに従って弁を制御するように適合された処理ユニット(37)をさらに備える、請求項5に記載の燃料噴射アーキテクチャ(3)。
- 第1と第2マニホルドそれぞれに圧力センサ(36)を、または第1と第2マニホルドの間の圧力差を測定するように適合された差圧センサをさらに備え、処理ユニット(37)は前記圧力差に従って弁を制御するように適合される、請求項6に記載の燃料噴射アーキテクチャ(3)。
- 主燃料計(32)と分配計(31)との間で過剰圧力が生じた場合に、流れを燃料流に対して主燃料計(32)の上流側に向けて放出するように適合された、主燃料計(32)に関連付けられた過剰圧力弁(33)をさらに備える、請求項1から7の一項に記載の燃料噴射アーキテクチャ(3)。
- タービンエンジンの燃料燃焼アセンブリ(2)において、
‐燃料タンク(R)と、
‐主燃料計がタンク内の総流から試料採取する、請求項1から8の一項に記載の燃料アーキテクチャ(3)と、
‐燃料燃焼室(20)と、
‐噴射マニホルドのいずれか1つによってそれぞれ供給され、燃料を燃焼室(20)内に噴射するように適合された複数の燃料噴射機(21A、21B)と、を備える燃料燃焼アセンブリ(2)。 - 請求項9に記載の燃焼アセンブリ(2)を備えるタービンエンジン(1)。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1454472A FR3021073B1 (fr) | 2014-05-19 | 2014-05-19 | Architecture d'injection de carburant amelioree. |
FR1454472 | 2014-05-19 | ||
PCT/FR2015/051282 WO2015177442A1 (fr) | 2014-05-19 | 2015-05-18 | Architecture d'injection de carburant améliorée |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017524087A true JP2017524087A (ja) | 2017-08-24 |
Family
ID=52003884
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016568607A Pending JP2017524087A (ja) | 2014-05-19 | 2015-05-18 | 改良型燃料噴射アーキテクチャ |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20170096946A1 (ja) |
EP (1) | EP3146268A1 (ja) |
JP (1) | JP2017524087A (ja) |
KR (1) | KR20170007446A (ja) |
CN (1) | CN106460672A (ja) |
CA (1) | CA2948278A1 (ja) |
FR (1) | FR3021073B1 (ja) |
RU (1) | RU2016149624A (ja) |
WO (1) | WO2015177442A1 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10815893B2 (en) * | 2018-01-04 | 2020-10-27 | Woodward, Inc. | Combustor assembly with primary and auxiliary injector fuel control |
US20210025333A1 (en) * | 2019-07-24 | 2021-01-28 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Fuel delivery system and method |
US11555456B2 (en) | 2019-07-24 | 2023-01-17 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Fuel delivery system and method |
FR3114617B1 (fr) | 2020-09-25 | 2022-09-30 | Safran Aircraft Engines | Clapet de surpression et circuit de carburant pour une turbomachine d’aeronef |
CN114704387B (zh) * | 2022-05-10 | 2023-04-25 | 南京国电南自维美德自动化有限公司 | 一种燃气轮机燃料控制方法 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4337616A (en) * | 1980-04-14 | 1982-07-06 | General Motors Corporation | Fuel air ratio controlled fuel splitter |
US4449359A (en) * | 1981-06-26 | 1984-05-22 | United Technologies Corporation | Automatic vent for fuel control |
FR2528950A1 (fr) * | 1982-06-18 | 1983-12-23 | Alsthom Atlantique | Dispositif de dosage et de repartition de liquide combustible sous pression entre plusieurs bruleurs |
CN1020206C (zh) * | 1988-11-28 | 1993-03-31 | 通用电气公司 | 燃气轮机燃烧室用的气体燃料分流装置 |
US5167122A (en) * | 1991-04-30 | 1992-12-01 | Sundstrand Corporation | Fuel system for a turbo machine |
DE59710054D1 (de) * | 1997-11-10 | 2003-06-12 | Alstom Switzerland Ltd | Verfahren zur Überwachung des Versorgungssystems einer Gasturbine mit Mehrbrennersystem sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
US6145294A (en) * | 1998-04-09 | 2000-11-14 | General Electric Co. | Liquid fuel and water injection purge system for a gas turbine |
SE521293C2 (sv) * | 2001-02-06 | 2003-10-21 | Volvo Aero Corp | Förfarande och anordning för tillförsel av bränsle till en brännkammare |
EP1524423A1 (de) * | 2003-10-13 | 2005-04-20 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichung zum Ausgleichen von Schwankungen der Brennstoffzusammensetzung in einer Gasturbinenanlage |
JP4959523B2 (ja) * | 2007-11-29 | 2012-06-27 | 株式会社日立製作所 | 燃焼装置,燃焼装置の改造方法及び燃焼装置の燃料噴射方法 |
FR2996288B1 (fr) * | 2012-10-01 | 2014-09-12 | Turbomeca | Injecteur a double circuit de chambre de combustion de turbomachine. |
US9353691B2 (en) * | 2012-12-18 | 2016-05-31 | General Electric Company | Fuel routing system of a gas turbine engine and method of routing fuel |
-
2014
- 2014-05-19 FR FR1454472A patent/FR3021073B1/fr active Active
-
2015
- 2015-05-18 KR KR1020167035387A patent/KR20170007446A/ko unknown
- 2015-05-18 CA CA2948278A patent/CA2948278A1/fr not_active Abandoned
- 2015-05-18 RU RU2016149624A patent/RU2016149624A/ru not_active Application Discontinuation
- 2015-05-18 JP JP2016568607A patent/JP2017524087A/ja active Pending
- 2015-05-18 CN CN201580024680.3A patent/CN106460672A/zh active Pending
- 2015-05-18 WO PCT/FR2015/051282 patent/WO2015177442A1/fr active Application Filing
- 2015-05-18 EP EP15732771.9A patent/EP3146268A1/fr not_active Withdrawn
- 2015-05-18 US US15/311,820 patent/US20170096946A1/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2015177442A1 (fr) | 2015-11-26 |
CN106460672A (zh) | 2017-02-22 |
EP3146268A1 (fr) | 2017-03-29 |
KR20170007446A (ko) | 2017-01-18 |
RU2016149624A (ru) | 2018-06-20 |
US20170096946A1 (en) | 2017-04-06 |
CA2948278A1 (fr) | 2015-11-26 |
FR3021073A1 (fr) | 2015-11-20 |
FR3021073B1 (fr) | 2019-06-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2017524087A (ja) | 改良型燃料噴射アーキテクチャ | |
US9121349B2 (en) | Fuel system | |
SE437407B (sv) | System for att tillfora gasbrensle till forbrenningsrummet i en gasturbinmotor | |
US8590310B2 (en) | Passive equilization flow divider valve | |
KR20120029445A (ko) | 내연 기관용 연료 시스템 | |
US10450961B2 (en) | Windmill bypass with shutoff signal | |
US20180163636A1 (en) | Fuel supply system | |
US20150192073A1 (en) | Engine fuel control system | |
CN102203400B (zh) | 用于运行内燃机的喷射设备的方法和装置 | |
EP3215733A1 (en) | Fuel delivery system | |
RU2664900C1 (ru) | Многоколлекторное устройство подачи топлива в камеру сгорания газотурбинного двигателя | |
US9394857B2 (en) | Fuel system and corresponding method | |
US20020174647A1 (en) | Fuel metering unit with two integrated outlet ports | |
US8511414B2 (en) | Fuel system | |
US2837148A (en) | Fuel metering valve | |
CN106246424B (zh) | 高压油泵、发动机燃油系统及发动机 | |
EP2925997A1 (en) | Systems and methods to regulate a pressure in a fuel delivery system | |
JP6412138B2 (ja) | ハイブリッド燃料噴射装置 | |
CN110714839A (zh) | 一种多油路航空发动机停车控制系统 | |
US6810671B2 (en) | Method for the fuel supply and a fuel supply system for aircraft equipped with at least one aero gas turbine | |
US3115923A (en) | Fuel control systems for internal combustion erngines | |
US9016261B2 (en) | Pressure relief device of an injection system and method for pressure relief of an injection system | |
RU2487259C1 (ru) | Устройство для управления газотурбинным двигателем | |
RU2619518C1 (ru) | Система подачи топлива в камеру сгорания газотурбинного двигателя | |
JPH07259688A (ja) | 直接噴射式ディーゼルエンジン用燃料噴射装置 |