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JP2022104937A - Fluid injection device, gas turbine engine and method for manufacturing fluid injection device - Google Patents

Fluid injection device, gas turbine engine and method for manufacturing fluid injection device Download PDF

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JP2022104937A
JP2022104937A JP2022050385A JP2022050385A JP2022104937A JP 2022104937 A JP2022104937 A JP 2022104937A JP 2022050385 A JP2022050385 A JP 2022050385A JP 2022050385 A JP2022050385 A JP 2022050385A JP 2022104937 A JP2022104937 A JP 2022104937A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fluid injection device that can inject fluid properly with a small flow rate to a large flow rate while efficiently arranging a flow passage in a limited space, and to provide a gas turbine engine including a fluid injection device and a method for manufacturing a fluid injection device.
SOLUTION: A fluid injection device 10 includes at least two flow passages 20. Those at least two flow passages 20 are arranged side by side in an end part 26 into which fluid flows. The end part from which the fluid flow out is provided with one of the flow passages 20 (first flow passage 21) so as to surround the other at least one flow passage 20 (second flow passage 22).
SELECTED DRAWING: Figure 1
COPYRIGHT: (C)2022,JPO&INPIT

Description

本発明は、流体噴射装置、流体噴射装置を備えるガスタービンエンジン及び流体噴射装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a fluid injection device, a gas turbine engine including the fluid injection device, and a method for manufacturing the fluid injection device.

航空機用エンジンでは、エンジン着火からグランド・アイドリングを経て離陸(最大推力出力)に至る一連の過程において、必要とされる燃料の燃焼量が大きく変化し、燃料ノズルから噴射(吐出)させる燃料も小流量から大流量まで変えられる。 In aircraft engines, the amount of fuel required changes significantly in the series of processes from engine ignition to ground idling to takeoff (maximum thrust output), and the amount of fuel injected (discharged) from the fuel nozzle is also small. It can be changed from a flow rate to a large flow rate.

小流量から大流量までの範囲を1系統の油路でカバーしようとする場合、小流量の燃料をノズルから噴射させる際には燃料圧力が低圧で済むが、大流量の燃料をノズルから噴射させる場合には燃料圧力を高圧にする必要があり、エンジンに搭載される燃料ポンプの負担が非常に大きい。そのため航空機用エンジンに搭載されるノズルは一般的に2系統の独立した油路を持ち、小流量時には1系統目の油路にのみ燃料が流され、燃料流量を増やす場合には1系統目の油路だけではなく2系統目の油路にも燃料を流すことで、低い燃料圧力で大流量の燃料を流すことを可能にしている。 When trying to cover the range from a small flow rate to a large flow rate with one oil passage, the fuel pressure is low when injecting a small flow rate fuel from the nozzle, but a large flow rate fuel is injected from the nozzle. In some cases, it is necessary to increase the fuel pressure, which puts a heavy burden on the fuel pump mounted on the engine. Therefore, the nozzle mounted on an aircraft engine generally has two independent oil passages, fuel flows only to the first oil passage at a small flow rate, and the first system is used to increase the fuel flow rate. By flowing fuel not only in the oil passage but also in the second oil passage, it is possible to flow a large amount of fuel at a low fuel pressure.

また、一般に「燃料ノズルに対して燃料が流入する方向」と「燃料ノズルから燃料が噴射される方向」とは異なっている。そのため上述の2系統の油路を備える従来の燃料ノズルは、独立した2系統の油路の各々が途中で急な角度で折れ曲がる構造を有する。 Further, in general, the "direction in which fuel flows into the fuel nozzle" and the "direction in which fuel is injected from the fuel nozzle" are different. Therefore, the conventional fuel nozzle provided with the above-mentioned two oil passages has a structure in which each of the two independent oil passages bends at a steep angle in the middle.

例えば特許文献1は、ガスタービンエンジン用の燃料ノズル支持システムを開示する。
当該燃料ノズル支持システムは、細長いステムボディと、1次燃料流入口及び2次燃料流入口を有する流入側端部と、1次燃料流出口及び2次燃料流出口を有する流出側端部と、2次燃料流入口と2次燃料流出口とを連通させている同心状の長手方向2次燃料孔と、2次燃料孔の内部に配置されているとともに流入側端部及び流出側端部にシールされた状態で取り付けられており、1次燃料流入口と1次燃料流出口とを連通させている同心状の1次燃料管と、を備える。この燃料ノズル支持システムでは、特許文献1の図1(断面図)に示されるように、「1次燃料流入口から1次燃料流出口に至る1系統目の油路」及び「2次燃料流入口から2次燃料流出口に至る2系統目の油路」がそれぞれ途中で急な角度で折れ曲がっている。
For example, Patent Document 1 discloses a fuel nozzle support system for a gas turbine engine.
The fuel nozzle support system includes an elongated stem body, an inflow side end having a primary fuel inlet and a secondary fuel inlet, and an outflow side end having a primary fuel outlet and a secondary fuel outlet. Concentric longitudinal secondary fuel holes that communicate the secondary fuel inlet and the secondary fuel outlet, and are located inside the secondary fuel holes and at the inflow side end and the outflow side end. It is attached in a sealed state and includes concentric primary fuel pipes that communicate the primary fuel inlet and the primary fuel outlet. In this fuel nozzle support system, as shown in FIG. 1 (cross-sectional view) of Patent Document 1, "the first oil passage from the primary fuel inlet to the primary fuel outlet" and "secondary fuel flow". The "second oil passage from the inlet to the secondary fuel outlet" is bent at a steep angle on the way.

特表2003-515718号公報Special Table 2003-515718A

上述のように従来の燃料噴射用のノズルは流路が急な角度で屈曲しているため、圧力損失が比較的大きくなる。圧力損失を抑えた状態で大流量の燃料を噴射するには配管径を大きくすればよいが、この場合、燃料噴射ノズル自体のサイズが大きくなってしまう。仮に燃料噴射ノズル自体のサイズを大きくせずに配管径を大きくしようとすると、燃料噴射ノズル自体の強度が低下し、必要な強度を確保するのが難しくなる。 As described above, in the conventional nozzle for fuel injection, the flow path is bent at a steep angle, so that the pressure loss is relatively large. In order to inject a large flow rate of fuel while suppressing the pressure loss, the pipe diameter may be increased, but in this case, the size of the fuel injection nozzle itself becomes large. If an attempt is made to increase the pipe diameter without increasing the size of the fuel injection nozzle itself, the strength of the fuel injection nozzle itself will decrease, and it will be difficult to secure the required strength.

また、円形断面を有する深穴状の複数の油路が並列して配置される燃料噴射ノズルも考えられる。しかしながら、そのような油路構成を有する燃料噴射ノズルを小型に設ける場合には、各油路の断面積を大きくすることが難しく、各油路の圧力損失も大きい。 Further, a fuel injection nozzle in which a plurality of deep hole-shaped oil passages having a circular cross section are arranged in parallel is also conceivable. However, when the fuel injection nozzle having such an oil passage configuration is provided in a small size, it is difficult to increase the cross-sectional area of each oil passage, and the pressure loss of each oil passage is also large.

本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、限られたスペースにおいて流路を効率的に配置しつつ、小流量から大流量までの流体(例えば燃料等)を適切に噴射することができる流体噴射装置、そのような流体噴射装置を備えるガスタービンエンジン及びそのような流体噴射装置の製造方法を提供することを目的とする。また本発明は、良好な強度を有し且つ圧力損失が小さい流路を含む流体噴射装置、そのような流体噴射装置を備えるガスタービンエンジン及びそのような流体噴射装置の製造方法を提供することを他の目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to appropriately inject a fluid (for example, fuel, etc.) from a small flow rate to a large flow rate while efficiently arranging the flow path in a limited space. It is an object of the present invention to provide a capable fluid injection device, a gas turbine engine including such a fluid injection device, and a method for manufacturing such a fluid injection device. The present invention also provides a fluid injection device including a flow path having good strength and a small pressure loss, a gas turbine engine including such a fluid injection device, and a method for manufacturing such a fluid injection device. For other purposes.

本発明の一態様は、少なくとも2つの流路を備える流体噴射装置であって、少なくとも2つの流路は、それぞれ独立して、流体が流入する端部から流体が流出する端部まで、流路の壁面は滑らかに接続されており、流体が流入する端部では、並んで配置され、流体が流出する端部では、一の流路が他の少なくとも一つの流路を取り囲むように設けられている流体噴射装置に関する。 One aspect of the present invention is a fluid injection device including at least two flow paths, in which at least two flow paths are independently from the end where the fluid flows in to the end where the fluid flows out. The walls of the are smoothly connected, at the end where the fluid flows in, they are arranged side by side, and at the end where the fluid flows out, one flow path is provided so as to surround at least one other flow path. Regarding the fluid injection device.

少なくとも2つの流路の各々は、屈曲部を有し、一の流路は、少なくとも屈曲部において、上流側よりも断面径が大きく且つ他の少なくとも一つの流路を取り囲むように設けられていてもよい。 Each of the at least two channels has a bend, and one channel is provided at least at the bend so as to have a larger cross-sectional diameter than the upstream side and surround the other at least one channel. May be good.

少なくとも2つの流路は、第1流路及び第2流路を含み、第1流路及び第2流路は、屈曲部よりも上流側では、第1流路よりも第2流路の方が、流体が流出する端部に近接して配置され、屈曲部では、第1流路の断面径が上流側より大きく且つ第1流路が第2流路を取り囲み、屈曲部より下流側では、第1流路が第2流路を取り囲むように延在してもよい。 At least two flow paths include a first flow path and a second flow path, and the first flow path and the second flow path are on the upstream side of the bent portion and toward the second flow path rather than the first flow path. However, in the bent portion, the cross-sectional diameter of the first flow path is larger than that on the upstream side, the first flow path surrounds the second flow path, and the downstream side from the bent portion , The first flow path may extend so as to surround the second flow path.

少なくとも2つの流路は第1流路及び第2流路を含み、第1流路及び第2流路は、屈曲部よりも上流側では、第2流路よりも第1流路の方が、流体が流出する端部に近接して配置され、屈曲部では、第1流路の断面径が上流側より大きく且つ第1流路が第2流路を取り囲み、屈曲部より下流側では、第1流路が第2流路を取り囲むように延在してもよい。 At least two flow paths include a first flow path and a second flow path, and the first flow path and the second flow path have a first flow path on the upstream side of the bent portion and a second flow path rather than the second flow path. In the bent part, the cross-sectional diameter of the first flow path is larger than that on the upstream side and the first flow path surrounds the second flow path. The first flow path may extend so as to surround the second flow path.

第1流路の断面は、少なくとも屈曲部より下流側において、線対称の形状を有してもよい。 The cross section of the first flow path may have a line-symmetrical shape at least on the downstream side of the bent portion.

第1流路の断面は、少なくとも屈曲部より下流側において、円環状の形状を有してもよい。 The cross section of the first flow path may have an annular shape at least on the downstream side of the bent portion.

少なくとも2つの流路は、直線的に延在する第1流路及び第2流路を含んでもよい。 At least two channels may include a linearly extending first channel and a second channel.

第2流路を形成する壁部は、当該第2流路を形成する壁部よりも外側に配置される第1流路を形成する壁部に対し、保持部を介して接続されてもよい。 The wall portion forming the second flow path may be connected to the wall portion forming the first flow path arranged outside the wall portion forming the second flow path via the holding portion. ..

第2流路を形成する壁部は、2以上の保持部を介し、第1流路を形成する壁部に対して接続されてもよい。 The wall portion forming the second flow path may be connected to the wall portion forming the first flow path via two or more holding portions.

2以上の保持部は、断面幅が相互に異なる複数の保持部を含んでもよい。 The two or more holding portions may include a plurality of holding portions having different cross-sectional widths from each other.

保持部は、第2流路の断面幅よりも大きい断面幅を有する保持部を含んでもよい。 The holding portion may include a holding portion having a cross-sectional width larger than the cross-sectional width of the second flow path.

本発明の他の態様は、上記の流体噴射装置を備え、流体噴射装置の少なくとも2つの流路には流体燃料が流されるガスタービンエンジンに関する。 Another aspect of the present invention relates to a gas turbine engine provided with the above-mentioned fluid injection device and in which fluid fuel is flowed through at least two flow paths of the fluid injection device.

本発明の他の態様は、上記の流体噴射装置の三次元形状データを特定するステップと、三次元形状データを複数のスライスデータに変換するステップと、複数のスライスデータに基づいて積層造形法により流体噴射装置を造形するステップと、を含む流体噴射装置の製造方法に関する。 Another aspect of the present invention is a step of specifying the three-dimensional shape data of the above-mentioned fluid injection device, a step of converting the three-dimensional shape data into a plurality of slice data, and a laminated molding method based on the plurality of slice data. The present invention relates to a step of forming a fluid injection device and a method of manufacturing the fluid injection device including.

積層造形法は、インコネル、コバルトクロム、ニッケル合金、チタン合金及びステンレスのうちの少なくとも1つの粉末を用いてもよい。 In the laminated molding method, at least one powder of Inconel, cobalt chromium, nickel alloy, titanium alloy and stainless steel may be used.

粉末の平均粒子径は、20マイクロメートル以下であってもよい。 The average particle size of the powder may be 20 micrometers or less.

流体噴射装置が備える少なくとも2つの流路は、少なくとも一部において断面が変形する流路を含んでいてもよい。 At least two flow paths included in the fluid injection device may include a flow path whose cross section is deformed at least in part.

本発明によれば、流体噴射装置が備える少なくとも2つの流路のうちの一の流路が他の少なくとも一つの流路を取り囲むように設けられるため、限られたスペースに流路を効率的に配置しつつ、小流量から大流量までの流体を流体噴射装置から噴射することができる。また流体噴射装置が備える少なくとも2つの流路のうちの一の流路が他の少なくとも一つの流路を取り囲むように設けられることで、流体噴射装置の良好な強度を確保しつつ、圧力損失が小さい流路を実現することができる。そして本発明によれば、そのような流体噴射装置を備えるガスタービンエンジン及びそのような流体噴射装置の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, since one of at least two flow paths included in the fluid injection device is provided so as to surround the other at least one flow path, the flow path can be efficiently created in a limited space. While arranging, a fluid from a small flow rate to a large flow rate can be injected from the fluid injection device. Further, since one of the at least two flow paths provided in the fluid injection device is provided so as to surround the other at least one flow path, the pressure loss is reduced while ensuring the good strength of the fluid injection device. A small flow path can be realized. According to the present invention, it is possible to provide a gas turbine engine including such a fluid injection device and a method for manufacturing such a fluid injection device.

図1は、第1実施形態に係る流体噴射装置の縦断面図である。FIG. 1 is a vertical sectional view of the fluid injection device according to the first embodiment. 図2は、図1に示す流体噴射装置の斜視図であり、図1の断面線II-IIよりも先端側の部分を取り除いた状態を示す。FIG. 2 is a perspective view of the fluid injection device shown in FIG. 1, showing a state in which a portion on the tip side of the cross-sectional line II-II of FIG. 1 is removed. 図3は、図1に示す流体噴射装置の斜視図であり、図1の断面線III-IIIよりも先端側の部分を取り除いた状態を示す。FIG. 3 is a perspective view of the fluid injection device shown in FIG. 1, showing a state in which a portion on the tip side of the cross-sectional lines III-III of FIG. 1 is removed. 図4は、図1に示す流体噴射装置の斜視図であり、図1の断面線IV-IVよりも先端側の部分を取り除いた状態を示す。FIG. 4 is a perspective view of the fluid injection device shown in FIG. 1, showing a state in which a portion on the tip side of the cross-sectional line IV-IV of FIG. 1 is removed. 図5は、図1に示す流体噴射装置の斜視図であり、図1の断面線V-Vよりも先端側の部分を取り除いた状態を示す。FIG. 5 is a perspective view of the fluid injection device shown in FIG. 1, showing a state in which a portion on the tip side of the cross-sectional line VV of FIG. 1 is removed. 図6は、図1に示す流体噴射装置の斜視図であり、図1の断面線VI-VIよりも先端側の部分を取り除いた状態を示す。FIG. 6 is a perspective view of the fluid injection device shown in FIG. 1, showing a state in which a portion on the tip side of the cross-sectional line VI-VI of FIG. 1 is removed. 図7は、図1の矢印Aで示される方向から見た流体噴射装置の先端部(流体流出部)の拡大図である。FIG. 7 is an enlarged view of a tip portion (fluid outflow portion) of the fluid injection device as seen from the direction indicated by the arrow A in FIG. 図8は、他の例(比較例)に係る流体噴射装置の縦断面図である。FIG. 8 is a vertical sectional view of the fluid injection device according to another example (comparative example). 図9は、第2実施形態に係る流体噴射装置の縦断面図である。FIG. 9 is a vertical sectional view of the fluid injection device according to the second embodiment. 図10は、図9に示す流体噴射装置の斜視図であり、図9の断面線X-Xよりも先端側の部分を取り除いた状態を示す。FIG. 10 is a perspective view of the fluid injection device shown in FIG. 9, and shows a state in which a portion on the tip side of the cross-sectional line XX of FIG. 9 is removed. 図11は、図9に示す流体噴射装置の斜視図であり、図9の断面線XI-XIよりも先端側の部分を取り除いた状態を示す。11 is a perspective view of the fluid injection device shown in FIG. 9, and shows a state in which a portion on the tip side of the cross-sectional line XI-XI of FIG. 9 is removed. 図12は、ガスタービンエンジンの機能構成例を示すブロック図である。FIG. 12 is a block diagram showing a functional configuration example of a gas turbine engine. 図13は、流体噴射装置の製造方法の一例を示すフローチャートである。FIG. 13 is a flowchart showing an example of a method for manufacturing a fluid injection device. 図14は、積層造形法を説明するための図であって、造形過程における流体噴射装置の状態を示す斜視図である。FIG. 14 is a diagram for explaining the additive manufacturing method, and is a perspective view showing a state of the fluid injection device in the modeling process. 図15は、積層造形法を説明するための図であって、造形過程における流体噴射装置の状態を示す斜視図である。FIG. 15 is a diagram for explaining the additive manufacturing method, and is a perspective view showing a state of the fluid injection device in the modeling process. 図16は、積層造形法を説明するための図であって、造形過程における流体噴射装置の状態を示す斜視図である。FIG. 16 is a diagram for explaining the additive manufacturing method, and is a perspective view showing a state of the fluid injection device in the modeling process. 図17は、積層造形法を説明するための図であって、造形過程における流体噴射装置の状態を示す斜視図である。FIG. 17 is a diagram for explaining the additive manufacturing method, and is a perspective view showing a state of the fluid injection device in the modeling process. 図18は、積層造形法を説明するための図であって、造形過程における流体噴射装置の状態を示す斜視図である。FIG. 18 is a diagram for explaining the additive manufacturing method, and is a perspective view showing a state of the fluid injection device in the modeling process. 図19は、積層造形法を説明するための図であって、造形過程における流体噴射装置の状態を示す斜視図である。FIG. 19 is a diagram for explaining the additive manufacturing method, and is a perspective view showing a state of the fluid injection device in the modeling process. 図20は、積層造形法を説明するための図であって、造形過程における流体噴射装置の状態を示す斜視図である。FIG. 20 is a diagram for explaining the additive manufacturing method, and is a perspective view showing a state of the fluid injection device in the modeling process. 図21は、流体噴射装置が備える複数の流路(第1流路及び第2流路)の断面形状例を示す。FIG. 21 shows an example of the cross-sectional shape of a plurality of flow paths (first flow path and second flow path) included in the fluid injection device. 図22は、流体噴射装置が備える複数の流路(第1流路及び第2流路)の断面形状例を示す。FIG. 22 shows an example of the cross-sectional shape of a plurality of flow paths (first flow path and second flow path) included in the fluid injection device. 図23は、流体噴射装置が備える複数の流路(第1流路及び第2流路)の断面形状例を示す。FIG. 23 shows an example of the cross-sectional shape of a plurality of flow paths (first flow path and second flow path) included in the fluid injection device. 図24は、流体噴射装置が備える複数の流路(第1流路及び第2流路)の断面形状例を示す。FIG. 24 shows an example of the cross-sectional shape of a plurality of flow paths (first flow path and second flow path) included in the fluid injection device. 図25は、流体噴射装置が備える複数の流路(第1流路及び第2流路)の断面形状例を示す。FIG. 25 shows an example of the cross-sectional shape of a plurality of flow paths (first flow path and second flow path) included in the fluid injection device. 図26は、流体噴射装置が備える複数の流路(第1流路及び第2流路)の断面形状例を示す。FIG. 26 shows an example of the cross-sectional shape of a plurality of flow paths (first flow path and second flow path) included in the fluid injection device. 図27は、流体噴射装置が備える複数の流路(第1流路及び第2流路)の断面形状例を示す。FIG. 27 shows an example of the cross-sectional shape of a plurality of flow paths (first flow path and second flow path) included in the fluid injection device. 図28は、流体噴射装置が備える複数の流路(第1流路及び第2流路)の断面形状例を示す。FIG. 28 shows an example of the cross-sectional shape of a plurality of flow paths (first flow path and second flow path) included in the fluid injection device. 図29は、流体噴射装置が備える複数の流路(第1流路及び第2流路)の断面形状例を示す。FIG. 29 shows an example of the cross-sectional shape of a plurality of flow paths (first flow path and second flow path) included in the fluid injection device. 図30は、流体噴射装置が備える複数の流路(第1流路及び第2流路)の断面形状例を示す。FIG. 30 shows an example of the cross-sectional shape of a plurality of flow paths (first flow path and second flow path) included in the fluid injection device. 図31は、流体噴射装置が備える複数の流路(第1流路及び第2流路)の断面形状例を示す。FIG. 31 shows an example of the cross-sectional shape of a plurality of flow paths (first flow path and second flow path) included in the fluid injection device. 図32は、流体噴射装置が備える複数の流路(第1流路及び第2流路)の断面形状例を示す。FIG. 32 shows an example of the cross-sectional shape of a plurality of flow paths (first flow path and second flow path) included in the fluid injection device. 図33は、流体噴射装置が備える複数の流路(第1流路及び第2流路)の断面形状例を示す。FIG. 33 shows an example of the cross-sectional shape of a plurality of flow paths (first flow path and second flow path) included in the fluid injection device. 図34は、流体噴射装置が備える複数の流路(第1流路及び第2流路)の断面形状例を示す。FIG. 34 shows an example of the cross-sectional shape of a plurality of flow paths (first flow path and second flow path) included in the fluid injection device. 図35は、第1流路及び第2流路の下流側流路近傍を一部抜粋した流体噴射装置の縦断面図であり、第1流路壁部及び第2流路壁部の接続態様の一例を説明するための図である。FIG. 35 is a vertical cross-sectional view of the fluid injection device in which the vicinity of the downstream flow path of the first flow path and the second flow path is partially excerpted, and the connection mode of the first flow path wall portion and the second flow path wall portion. It is a figure for demonstrating an example. 図36は、第1流路及び第2流路の下流側流路近傍を一部抜粋した流体噴射装置の縦断面図であり、第1流路壁部及び第2流路壁部の接続態様の一例を説明するための図である。FIG. 36 is a vertical cross-sectional view of a fluid injection device in which the vicinity of the first flow path and the downstream side flow path of the second flow path is partially excerpted, and is a connection mode of the first flow path wall portion and the second flow path wall portion. It is a figure for demonstrating an example. 図37は、第1流路及び第2流路の下流側流路近傍を一部抜粋した流体噴射装置の縦断面図であり、第1流路壁部及び第2流路壁部の接続態様の一例を説明するための図である。FIG. 37 is a vertical cross-sectional view of the fluid injection device, which is a partial excerpt of the vicinity of the first flow path and the downstream side flow path of the second flow path, and is a connection mode of the first flow path wall portion and the second flow path wall portion. It is a figure for demonstrating an example. 図38は、図37の矢印Bから流体噴射装置(流体流出部)を見た図である。FIG. 38 is a view of the fluid injection device (fluid outflow portion) seen from the arrow B in FIG. 37. 図39は、流体噴射装置の一変形例を示す流体噴射装置の縦断面図であり、屈曲部を含まない流体噴射装置の一例を示す。FIG. 39 is a vertical cross-sectional view of the fluid injection device showing a modification of the fluid injection device, and shows an example of the fluid injection device not including a bent portion. 図40は、図39の矢印Cから流体噴射装置(流体流出部)を見た図である。FIG. 40 is a view of the fluid injection device (fluid outflow portion) seen from the arrow C in FIG. 39. 図41は、図39の断面線XLI-XLIに沿った流体噴射装置の横断面図である。FIG. 41 is a cross-sectional view of the fluid injection device along the cross-sectional line XLI-XLI of FIG. 39. 図42は、図39の断面線XLII-XLIIに沿った流体噴射装置の横断面図である。FIG. 42 is a cross-sectional view of the fluid injection device along the cross-sectional line XLII-XLII of FIG. 図43は、図39の断面線XLIII-XLIIIに沿った流体噴射装置の横断面図である。FIG. 43 is a cross-sectional view of the fluid injection device along the cross-sectional lines XLIII-XLIII of FIG.

図面を参照して本発明の複数の実施形態及び変形例について説明する。なお説明及び理解を容易にするため、各図面に示される要素には、縮尺及び縦横の寸法比等を実物のそれらから変更された又は誇張された要素が含まれており、各要素の形状、サイズ及びその他の形態は、図面間で必ずしも厳密には一致していない。 A plurality of embodiments and modifications of the present invention will be described with reference to the drawings. For ease of explanation and understanding, the elements shown in each drawing include elements whose scale and aspect ratio have been changed or exaggerated from those of the actual ones, and the shape of each element, The size and other forms do not always exactly match between the drawings.

以下に説明する本発明の各実施形態は、少なくとも2つの流路を備える流体噴射装置に関する。これらの流路は、その上流側では並んで設けられる一方で、下流側では一の流路が変形して他の少なくとも一つの流路を取り囲むようにして設けられる。これにより、流体噴射装置は、自身のサイズの大型化を効果的に抑制しつつ、少流量から大流量までの流体を適切に噴射することができる。なお「上流側」及び「下流側」は、流体(燃料)の流れ方向を基準としており、上流側から下流側に向かって流体は流れる。 Each embodiment of the invention described below relates to a fluid injection device comprising at least two channels. These flow paths are provided side by side on the upstream side thereof, while one flow path is deformed on the downstream side so as to surround at least one other flow path. As a result, the fluid injection device can appropriately inject a fluid from a small flow rate to a large flow rate while effectively suppressing an increase in the size of the fluid injection device. The "upstream side" and "downstream side" are based on the flow direction of the fluid (fuel), and the fluid flows from the upstream side to the downstream side.

以下では、一例として、相互に独立した2つの流路を備える流体噴射装置であって、液状の燃料(流体)を噴射する流体噴射装置(燃料噴射ノズル)について説明する。燃料油路(流路)の圧力損失を低減するために、独立した2系統の油路の各々は、それぞれの最大流量に応じた十分な断面積(流路面積)が確保されつつ、なだらかなカーブを描くように延在方向が変えられている。また製品自体の断面積を小さくするため、2系統の油路は、上流側では並列的に配置されるが、下流側では同心円状の横断面構造を有するように配置されている。とりわけ同心円状横断面構造の内側油路を形成する壁部と外側油路を形成する壁部とはリブ(保持部)を介して相互に連結され、或いは直接的に相互に接続されて一体的に設けられ、適切な油路強度が確保されている。なおこのようなリブは、燃料の流れを妨げないように、例えば、燃料の流れ方向に延在する板状の構造としつつ、厚みをできる限り薄くすることが好ましい。 Hereinafter, as an example, a fluid injection device (fuel injection nozzle) that is a fluid injection device having two mutually independent flow paths and injects liquid fuel (fluid) will be described. In order to reduce the pressure loss of the fuel oil passage (flow path), each of the two independent oil passages is gentle while ensuring a sufficient cross-sectional area (flow path area) according to the maximum flow rate of each. The extending direction is changed so as to draw a curve. Further, in order to reduce the cross-sectional area of the product itself, the two oil passages are arranged in parallel on the upstream side, but are arranged so as to have a concentric cross-sectional structure on the downstream side. In particular, the wall portion forming the inner oil passage and the wall portion forming the outer oil passage of the concentric cross-sectional structure are connected to each other via ribs (holding portions), or are directly connected to each other and integrated. The appropriate oil passage strength is ensured. It is preferable that such ribs have a plate-like structure extending in the fuel flow direction and have a thickness as thin as possible so as not to obstruct the flow of fuel.

以下、具体的な実施形態について説明する。 Hereinafter, specific embodiments will be described.

<第1実施形態>
図1は、第1実施形態に係る流体噴射装置10の縦断面図である。図2は、図1に示す流体噴射装置10の斜視図であり、図1の断面線II-IIよりも先端側の部分を取り除いた状態を示す。図3は、図1に示す流体噴射装置10の斜視図であり、図1の断面線III-IIIよりも先端側の部分を取り除いた状態を示す。図4は、図1に示す流体噴射装置10の斜視図であり、図1の断面線IV-IVよりも先端側の部分を取り除いた状態を示す。図5は、図1に示す流体噴射装置10の斜視図であり、図1の断面線V-Vよりも先端側の部分を取り除いた状態を示す。図6は、図1に示す流体噴射装置10の斜視図であり、図1の断面線VI-VIよりも先端側の部分を取り除いた状態を示す。図7は、図1の矢印Aで示される方向から見た流体噴射装置10の先端部(流体流出部27)の拡大図である。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a vertical sectional view of the fluid injection device 10 according to the first embodiment. FIG. 2 is a perspective view of the fluid injection device 10 shown in FIG. 1, and shows a state in which a portion on the tip side of the cross-sectional line II-II of FIG. 1 is removed. FIG. 3 is a perspective view of the fluid injection device 10 shown in FIG. 1, and shows a state in which a portion on the tip side of the cross-sectional lines III-III of FIG. 1 is removed. FIG. 4 is a perspective view of the fluid injection device 10 shown in FIG. 1, showing a state in which a portion on the tip side of the cross-sectional line IV-IV of FIG. 1 is removed. FIG. 5 is a perspective view of the fluid injection device 10 shown in FIG. 1, and shows a state in which a portion on the tip end side of the cross-sectional line VV of FIG. 1 is removed. FIG. 6 is a perspective view of the fluid injection device 10 shown in FIG. 1, and shows a state in which a portion on the tip end side of the cross-sectional line VI-VI of FIG. 1 is removed. FIG. 7 is an enlarged view of a tip portion (fluid outflow portion 27) of the fluid injection device 10 as viewed from the direction indicated by the arrow A in FIG.

本実施形態の流体噴射装置10は、2つの流路20(第1流路21及び第2流路22)を備え、第1流路21及び第2流路22は、流体噴射装置10の流体流入部26から流体流出部27まで流体噴射装置10を貫通する。流体流入部26は、流体噴射装置10のうち燃料(流体)が流入する端部である。流体流出部27は、流体噴射装置10のうち燃料が流出する(噴射される)端部である。 The fluid injection device 10 of the present embodiment includes two flow paths 20 (first flow path 21 and second flow path 22), and the first flow path 21 and the second flow path 22 are the fluid of the fluid injection device 10. It penetrates the fluid injection device 10 from the inflow section 26 to the fluid outflow section 27. The fluid inflow portion 26 is an end portion of the fluid injection device 10 into which fuel (fluid) flows. The fluid outflow portion 27 is an end portion of the fluid injection device 10 from which fuel flows out (injects).

第1流路21及び第2流路22は、流体流入部26では並んで配置され、流体流出部27では、一の流路(本実施形態では第1流路21)が他の流路(本実施形態では第2流路22)を取り囲むように設けられている。なお図示の例では、第1流路21の横断面のほぼ中央(中心)に第2流路22が配置されている。 The first flow path 21 and the second flow path 22 are arranged side by side in the fluid inflow section 26, and in the fluid outflow section 27, one flow path (the first flow path 21 in this embodiment) becomes another flow path (in this embodiment). In this embodiment, it is provided so as to surround the second flow path 22). In the illustrated example, the second flow path 22 is arranged substantially at the center (center) of the cross section of the first flow path 21.

第1流路21及び第2流路22の各々は屈曲部25を有する。第1流路21及び第2流路22のうち、屈曲部25よりも上流側の流路を上流側流路28と呼び、屈曲部25よりも下流側の流路を下流側流路29と呼ぶ。第1流路21及び第2流路22の各々の上流側流路28は流体流入部26において開口し、第1流路21及び第2流路22の各々の下流側流路29は流体流出部27において開口する。 Each of the first flow path 21 and the second flow path 22 has a bent portion 25. Of the first flow path 21 and the second flow path 22, the flow path on the upstream side of the bent portion 25 is referred to as the upstream side flow path 28, and the flow path on the downstream side of the bent portion 25 is referred to as the downstream side flow path 29. Call. Each upstream flow path 28 of the first flow path 21 and the second flow path 22 opens in the fluid inflow section 26, and each downstream flow path 29 of the first flow path 21 and the second flow path 22 flows out of the fluid. It opens in the portion 27.

第1流路21(一の流路)は、少なくとも屈曲部25において(本実施形態では屈曲部25及び下流側流路29において)、上流側の上流側流路28よりも断面径が大きく、且つ、第2流路22(他の少なくとも一つの流路)を取り囲むように設けられている。ここでいう第1流路21の断面径は、第1流路21を流れる燃料の流れ方向(すなわち第1流路21の延在方向)と垂直な方向の横断面における第1流路21の径である。この第1流路21の断面径は、第1流路21を形成する第1流路壁部31によって囲まれる領域の断面径であり、後述のリブ35(本実施形態では第1リブ35a、第2リブ35b及び第3リブ35c)によって第1流路21が仕切られている場合にも同様にして第1流路21の断面径を定めることができる。 The first flow path 21 (one flow path) has a larger cross-sectional diameter than the upstream upstream side flow path 28 at least in the bent portion 25 (in the bent portion 25 and the downstream side flow path 29 in this embodiment). Moreover, it is provided so as to surround the second flow path 22 (at least one other flow path). The cross-sectional diameter of the first flow path 21 referred to here is the cross-sectional diameter of the first flow path 21 in the direction perpendicular to the flow direction of the fuel flowing through the first flow path 21 (that is, the extending direction of the first flow path 21). The diameter. The cross-sectional diameter of the first flow path 21 is the cross-sectional diameter of the region surrounded by the first flow path wall portion 31 forming the first flow path 21, and is the rib 35 described later (the first rib 35a in this embodiment, When the first flow path 21 is partitioned by the second rib 35b and the third rib 35c), the cross-sectional diameter of the first flow path 21 can be determined in the same manner.

このように本実施形態の第1流路21及び第2流路22は、屈曲部25よりも上流側の上流側流路28では、第1流路21よりも第2流路22の方が、流体が流出する端部(すなわち流体流出部27)に近接して配置される。したがって流体流入部26における第1流路21及び第2流路22の開口位置についても、第1流路21の開口よりも第2流路22の開口の方が流体流出部27に近接して配置される。また屈曲部25では、第1流路21の断面径が上流側の上流側流路28より大きく、且つ、第1流路21が第2流路22を取り囲む。そして屈曲部25より下流側の下流側流路29では、第1流路21が第2流路22を取り囲むように、第1流路21及び第2流路22は延在する。 As described above, in the first flow path 21 and the second flow path 22 of the present embodiment, in the upstream side flow path 28 on the upstream side of the bent portion 25, the second flow path 22 is larger than the first flow path 21. , Placed close to the end of the fluid outflow (ie, the fluid outflow portion 27). Therefore, regarding the opening positions of the first flow path 21 and the second flow path 22 in the fluid inflow section 26, the opening of the second flow path 22 is closer to the fluid outflow section 27 than the opening of the first flow path 21. Be placed. Further, in the bent portion 25, the cross-sectional diameter of the first flow path 21 is larger than that of the upstream side flow path 28 on the upstream side, and the first flow path 21 surrounds the second flow path 22. Then, in the downstream flow path 29 on the downstream side of the bent portion 25, the first flow path 21 and the second flow path 22 extend so that the first flow path 21 surrounds the second flow path 22.

第1流路21及び第2流路22の横断面は、少なくとも屈曲部25より下流側において(本実施形態では、流体流入部26から流体流出部27に至る全ての位置において)、線対称の形状を有する。なおここでいう第1流路21及び第2流路22の横断面は、燃料の流れ方向(すなわち流路の延在方向)と垂直な方向の切断面である。図示の例では、第1流路21は、上流側流路28では円形断面を有し、屈曲部25から下流側流路29にわたって線対称の円環状(アニュラス状)の横断面を有する(図2~図6参照)。一方、第2流路22は、流体流入部26から流体流出部27に至る全ての位置において、円形断面を有する。 The cross sections of the first flow path 21 and the second flow path 22 are line-symmetrical at least on the downstream side of the bent portion 25 (in the present embodiment, at all positions from the fluid inflow portion 26 to the fluid outflow portion 27). Has a shape. The cross section of the first flow path 21 and the second flow path 22 referred to here is a cut surface in a direction perpendicular to the fuel flow direction (that is, the extending direction of the flow path). In the illustrated example, the first flow path 21 has a circular cross section in the upstream side flow path 28, and has a line-symmetrical annular (annular) cross section from the bent portion 25 to the downstream side flow path 29 (FIG. 2 to 6). On the other hand, the second flow path 22 has a circular cross section at all positions from the fluid inflow portion 26 to the fluid outflow portion 27.

第2流路22を形成する第2流路壁部32は、第2流路壁部32よりも外側に配置される「第1流路21を形成する第1流路壁部31」に対し、リブ35(保持部)を介して接続されている。より詳細には、2以上のリブ35(本実施形態では3つのリブ35(第1リブ35a、第2リブ35b及び第3リブ35c))を介し、第2流路壁部32は第1流路壁部31に対して接続される。これらの2以上のリブ35(第1リブ35a、第2リブ35b及び第3リブ35c)は、断面幅が相互に異なる複数のリブ35を含む。図2~図3に示す例では、第2リブ35b及び第3リブ35cはほぼ同じ断面幅を有するが、第1リブ35aは第2リブ35b及び第3リブ35cよりも大きな断面幅を有し、特に本例の第1リブ35aは、第2流路22の断面幅よりも大きい断面幅を有する。なお、ここでいう断面幅は、燃料の流れ方向と垂直な方向の横断面における長さ(例えば投影の最大長さ)に基づいて定められる。 The second flow path wall portion 32 forming the second flow path 22 is relative to the “first flow path wall portion 31 forming the first flow path 21” arranged outside the second flow path wall portion 32. , Are connected via a rib 35 (holding portion). More specifically, the second flow path wall portion 32 is the first stream via two or more ribs 35 (in this embodiment, three ribs 35 (first rib 35a, second rib 35b, and third rib 35c)). It is connected to the road wall portion 31. These two or more ribs 35 (first rib 35a, second rib 35b and third rib 35c) include a plurality of ribs 35 having different cross-sectional widths from each other. In the examples shown in FIGS. 2 to 3, the second rib 35b and the third rib 35c have substantially the same cross-sectional width, but the first rib 35a has a larger cross-sectional width than the second rib 35b and the third rib 35c. In particular, the first rib 35a of this example has a cross-sectional width larger than the cross-sectional width of the second flow path 22. The cross-sectional width referred to here is determined based on the length in the cross section in the direction perpendicular to the fuel flow direction (for example, the maximum length of the projection).

上述のように複数のリブ35が設けられる場合には、第1流路壁部31及び第2流路壁部32をバランス良く支持する観点から、これらの複数のリブ35が第1流路壁部31と第2流路壁部32との間で第2流路22の周囲方向に関して等間隔に及び/又は対称的(例えば線対称的又は回転対称的)に配置されることが好ましい。図2~図7に示す例では、「第1リブ35aと第2リブ35bとの間の第1流路21」、「第2リブ35bと第3リブ35cとの間の第1流路21」及び「第1リブ35aと第3リブ35cとの間の第1流路21」がほぼ同じ横断面形状を有する。 When a plurality of ribs 35 are provided as described above, these plurality of ribs 35 are used as the first flow path wall from the viewpoint of supporting the first flow path wall portion 31 and the second flow path wall portion 32 in a well-balanced manner. It is preferable that the portions 31 and the second flow path wall portion 32 are arranged at equal intervals and / or symmetrically (for example, line-symmetrical or rotationally symmetric) with respect to the peripheral direction of the second flow path 22. In the examples shown in FIGS. 2 to 7, "the first flow path 21 between the first rib 35a and the second rib 35b" and "the first flow path 21 between the second rib 35b and the third rib 35c". And "the first flow path 21 between the first rib 35a and the third rib 35c" have substantially the same cross-sectional shape.

図8は、他の例(比較例)に係る流体噴射装置10aの縦断面図である。図8に示す流体噴射装置10aでは、各流路20(第1流路21及び第2流路22)は、流体流入部26から流体流出部27に至るまで、相互に並列(平行)に延在する。本比較例の流体噴射装置10aでは、限られたスペースで第1流路21及び第2流路22の流路面積(断面積)を大きくすることが容易ではなく、第1流路21及び第2流路22の屈曲部25は非常に鋭い角度で湾曲する。そのため第1流路21及び第2流路22の屈曲部25における圧力損失は大きく、エネルギーロスが大きい。また本比較例の流体噴射装置10aの流路構成において、各流路20(第1流路21及び第2流路22)の強度を確保しつつ大きな流路面積を実現するには、流体噴射装置10a全体を大型化する必要があり、流体噴射装置10aの小型化が難しい。 FIG. 8 is a vertical sectional view of the fluid injection device 10a according to another example (comparative example). In the fluid injection device 10a shown in FIG. 8, each flow path 20 (first flow path 21 and second flow path 22) extends in parallel (parallel) with each other from the fluid inflow section 26 to the fluid outflow section 27. Exists. In the fluid injection device 10a of this comparative example, it is not easy to increase the flow path area (cross-sectional area) of the first flow path 21 and the second flow path 22 in a limited space, and the first flow path 21 and the first flow path 21 and the first flow path 22 are not easy to increase. The bent portion 25 of the two flow paths 22 bends at a very sharp angle. Therefore, the pressure loss in the bent portion 25 of the first flow path 21 and the second flow path 22 is large, and the energy loss is large. Further, in the flow path configuration of the fluid injection device 10a of this comparative example, in order to realize a large flow path area while ensuring the strength of each flow path 20 (first flow path 21 and second flow path 22), fluid injection is performed. It is necessary to increase the size of the entire device 10a, and it is difficult to reduce the size of the fluid injection device 10a.

一方、第1実施形態に係る流体噴射装置10は、上述のように以下の構造的特徴を有する。
a. 燃料流入部(流体流入部26)では、独立した2系統の燃料油路(第1流路21及び第2流路22)が並列的に設けられている。
b. 2系統の燃料油路(第1流路21及び第2流路22)は、それぞれなだらかなカーブを描きつつ延在方向を変え、燃料流出部(流体流出部27)では同心円状の横断面構造を有する。
c. 第1流路壁部31と第2流路壁部32との間にはリブ35(第1リブ35a、第2リブ35b及び第3リブ35c)が設けられ、当該リブ35によって各燃料油路(第1流路21及び第2流路22)の強度が確保されている。
On the other hand, the fluid injection device 10 according to the first embodiment has the following structural features as described above.
a. In the fuel inflow section (fluid inflow section 26), two independent fuel oil passages (first flow path 21 and second flow path 22) are provided in parallel.
b. The two fuel oil passages (first flow path 21 and second flow path 22) each change the extending direction while drawing a gentle curve, and the fuel outflow portion (fluid outflow portion 27) has a concentric cross-sectional structure. Has.
c. Ribs 35 (first rib 35a, second rib 35b, and third rib 35c) are provided between the first flow path wall portion 31 and the second flow path wall portion 32, and each fuel oil passage is provided by the rib 35. The strength of (first flow path 21 and second flow path 22) is secured.

これらの構造的特徴を有する第1実施形態に係る流体噴射装置10(図1~図7参照)によれば、第1流路21が第2流路22を取り囲むように設けられるため、流体噴射装置10全体の大型化を抑えつつ、第1流路21及び第2流路22の流路面積を比較的大きくすることができる。特に、屈曲部25において第1流路21が第2流路22を取り囲むようにすることで、十分な大きさの第1流路21及び第2流路22の横断面積(流路面積)を確保しつつ、屈曲部25における第1流路21及び第2流路22の曲がり具合を緩やかにする(すなわち曲率を小さくする)ことができる。これにより燃料は、圧力損失が小さい状態で、第1流路21及び第2流路22の屈曲部25をスムーズに流れることができる。さらに本実施形態では、屈曲部25よりも上流側では、第1流路21よりも第2流路22の方が流体流出部27に近接して配置されるため、屈曲部25において第1流路21の曲率を比較的小さくして第1流路21を緩やかに湾曲させることができる。その一方で、流体流入部26において第1流路21及び第2流路22を並列的に配置することで、外部から第1流路21及び第2流路22への燃料の導入を容易に行うことができる。またリブ(第1リブ35a、第2リブ35b及び第3リブ35c)によって、必要とされる強度を確保することができる。 According to the fluid injection device 10 (see FIGS. 1 to 7) according to the first embodiment having these structural features, since the first flow path 21 is provided so as to surround the second flow path 22, the fluid injection The flow path areas of the first flow path 21 and the second flow path 22 can be relatively large while suppressing the increase in size of the entire device 10. In particular, by making the first flow path 21 surround the second flow path 22 in the bent portion 25, a sufficiently large cross-sectional area (flow path area) of the first flow path 21 and the second flow path 22 can be obtained. While ensuring, the bending of the first flow path 21 and the second flow path 22 in the bent portion 25 can be made gentle (that is, the curvature can be reduced). As a result, the fuel can smoothly flow through the bent portion 25 of the first flow path 21 and the second flow path 22 in a state where the pressure loss is small. Further, in the present embodiment, on the upstream side of the bent portion 25, the second flow path 22 is arranged closer to the fluid outflow portion 27 than the first flow path 21, and therefore, the first flow in the bent portion 25. The curvature of the path 21 can be made relatively small so that the first flow path 21 can be gently curved. On the other hand, by arranging the first flow path 21 and the second flow path 22 in parallel in the fluid inflow section 26, it is easy to introduce fuel into the first flow path 21 and the second flow path 22 from the outside. It can be carried out. Further, the required strength can be secured by the ribs (first rib 35a, second rib 35b and third rib 35c).

以上説明したように本実施形態の流体噴射装置10によれば、限られたスペースにおいて各流路20(第1流路21及び第2流路22)を効率的に配置しつつ、小流量から大流量までの燃料を適切に噴射することができ、また良好な強度を確保しつつ圧力損失が小さい流路を実現することができる。 As described above, according to the fluid injection device 10 of the present embodiment, each flow path 20 (first flow path 21 and second flow path 22) is efficiently arranged in a limited space from a small flow rate. It is possible to appropriately inject fuel up to a large flow rate, and to realize a flow path with a small pressure loss while ensuring good strength.

なお第1実施形態に係る流体噴射装置10の構成は、図1~7に示す例に限定されず、種々の変形が可能である。そのような変形の具体例については、後述する。 The configuration of the fluid injection device 10 according to the first embodiment is not limited to the examples shown in FIGS. 1 to 7, and various modifications can be made. Specific examples of such deformation will be described later.

<第2実施形態>
図9は、第2実施形態に係る流体噴射装置10の縦断面図である。図10は、図9に示す流体噴射装置10の斜視図であり、図9の断面線X-Xよりも先端側の部分を取り除いた状態を示す。図11は、図9に示す流体噴射装置10の斜視図であり、図9の断面線XI-XIよりも先端側の部分を取り除いた状態を示す。
<Second Embodiment>
FIG. 9 is a vertical sectional view of the fluid injection device 10 according to the second embodiment. FIG. 10 is a perspective view of the fluid injection device 10 shown in FIG. 9, and shows a state in which a portion on the tip end side of the cross-sectional line XX of FIG. 9 is removed. 11 is a perspective view of the fluid injection device 10 shown in FIG. 9, and shows a state in which a portion on the tip side of the cross-sectional line XI-XI of FIG. 9 is removed.

本実施形態において、上述の第1実施形態と同一又は類似の要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。 In the present embodiment, the same or similar elements as those in the first embodiment described above are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

本実施形態に係る流体噴射装置10は、上述の第1実施形態に係る流体噴射装置10と外観上はほぼ同じ構成及び形状を有する。ただし、複数の流路20(第1流路21及び第2流路22)の構成が、本実施形態に係る流体噴射装置10と第1実施形態に係る流体噴射装置10との間で異なっている。 The fluid injection device 10 according to the present embodiment has substantially the same configuration and shape as the fluid injection device 10 according to the first embodiment described above in appearance. However, the configuration of the plurality of flow paths 20 (first flow path 21 and second flow path 22) is different between the fluid injection device 10 according to the present embodiment and the fluid injection device 10 according to the first embodiment. There is.

すなわち本実施形態の第1流路21及び第2流路22は、屈曲部25よりも上流側の上流側流路28では、第2流路22よりも第1流路21の方が、流体が流出する端部(すなわち流体流出部27)に近接して配置される。したがって流体流入部26における第1流路21及び第2流路22の開口位置についても、第2流路22の開口よりも第1流路21の開口の方が流体流出部27に近接して配置される。また屈曲部25では、第1流路21の断面径が上流側の上流側流路28より大きく、且つ、第1流路21が第2流路22を取り囲む。また屈曲部25より下流側の下流側流路29では、第1流路21が第2流路22を取り囲むように延在する。 That is, in the first flow path 21 and the second flow path 22 of the present embodiment, in the upstream side flow path 28 on the upstream side of the bent portion 25, the first flow path 21 is more fluid than the second flow path 22. Is placed in close proximity to the outflow end (ie, the fluid outflow portion 27). Therefore, regarding the opening positions of the first flow path 21 and the second flow path 22 in the fluid inflow section 26, the opening of the first flow path 21 is closer to the fluid outflow section 27 than the opening of the second flow path 22. Be placed. Further, in the bent portion 25, the cross-sectional diameter of the first flow path 21 is larger than that of the upstream side flow path 28 on the upstream side, and the first flow path 21 surrounds the second flow path 22. Further, in the downstream flow path 29 on the downstream side of the bent portion 25, the first flow path 21 extends so as to surround the second flow path 22.

なお本実施形態の流体噴射装置10も3つのリブ35(第1リブ35a、第2リブ35b及び第3リブ35c)を備え、これらのリブ35が第1流路壁部31と第2流路壁部32との間で第2流路22の周囲方向に関して第1実施形態と同様に等間隔且つ対称的に配置され、「第1リブ35aと第2リブ35bとの間の第1流路21」、「第2リブ35bと第3リブ35cとの間の第1流路21」及び「第1リブ35aと第3リブ35cとの間の第1流路21」がほぼ同じ横断面形状を有する。ただし本実施形態では、これらの3つのリブ35(第1リブ35a、第2リブ35b及び第3リブ35c)が相互に同じ断面幅及び断面形状を有し、各リブ35の断面幅は第2流路22の断面幅よりも小さい。 The fluid injection device 10 of the present embodiment also includes three ribs 35 (first rib 35a, second rib 35b, and third rib 35c), and these ribs 35 are the first flow path wall portion 31 and the second flow path. The second flow path 22 is arranged with respect to the wall portion 32 at equal intervals and symmetrically with respect to the peripheral direction as in the first embodiment, and "the first flow path between the first rib 35a and the second rib 35b". 21 ”,“ first flow path 21 between the second rib 35b and the third rib 35c ”and“ first flow path 21 between the first rib 35a and the third rib 35c ”have substantially the same cross-sectional shape. Has. However, in the present embodiment, these three ribs 35 (first rib 35a, second rib 35b, and third rib 35c) have the same cross-sectional width and cross-sectional shape, and each rib 35 has a second cross-sectional width. It is smaller than the cross-sectional width of the flow path 22.

この第2実施形態に係る流体噴射装置10によれば、第1実施形態の流体噴射装置10と同様に、第1流路21が第2流路22を取り囲むように設けられるため、流体噴射装置10全体の大型化を抑えつつ、第1流路21及び第2流路22の流路面積を比較的大きくすることができる。特に、屈曲部25において第1流路21が第2流路22を取り囲むようにすることで、十分な大きさの第1流路21及び第2流路22の横断面積(流路面積)を確保しつつ、屈曲部25における第1流路21及び第2流路22の曲がり具合を緩やかにして、圧力損失を小さくすることができる。また本実施形態によれば、リブ35をバランス良く配置することができる。 According to the fluid injection device 10 according to the second embodiment, as in the fluid injection device 10 of the first embodiment, the first flow path 21 is provided so as to surround the second flow path 22, so that the fluid injection device is provided. It is possible to make the flow path areas of the first flow path 21 and the second flow path 22 relatively large while suppressing the increase in size of the entire 10. In particular, by making the first flow path 21 surround the second flow path 22 in the bent portion 25, a sufficiently large cross-sectional area (flow path area) of the first flow path 21 and the second flow path 22 can be obtained. While ensuring the bending, the bending of the first flow path 21 and the second flow path 22 in the bent portion 25 can be made gentle, and the pressure loss can be reduced. Further, according to the present embodiment, the ribs 35 can be arranged in a well-balanced manner.

以上説明したように本実施形態の流体噴射装置10によっても、限られたスペースにおいて各流路20(第1流路21及び第2流路22)を効率的に配置しつつ、小流量から大流量までの燃料を適切に噴射することができ、また良好な強度を確保しつつ圧力損失が小さい流路を実現することができる。 As described above, even with the fluid injection device 10 of the present embodiment, each flow path 20 (first flow path 21 and second flow path 22) is efficiently arranged in a limited space, and the flow rate is small to large. It is possible to appropriately inject fuel up to the flow rate, and to realize a flow path with a small pressure loss while ensuring good strength.

なお第2実施形態に係る流体噴射装置10の構成は、図9~11に示す例に限定されず、種々の変形が可能である。そのような変形の具体例については、後述する。 The configuration of the fluid injection device 10 according to the second embodiment is not limited to the examples shown in FIGS. 9 to 11, and various modifications can be made. Specific examples of such deformation will be described later.

<流体噴射装置の適用分野>
上述のような本発明に係る流体噴射装置10は、例えば航空機用エンジンに好適に適用可能であり、ジェットエンジンの小型化及び軽量化に寄与しうる。ただし本発明に係る流体噴射装置10の適用範囲は特に限定されず、民間機及び戦闘機として利用される航空機のエンジンだけではなく、流体の噴射が必要とされる他の様々な装置にも応用可能である。したがって、例えば液体又は気体の物質を、小流量から大流量にわたって可変的に噴射することが求められる装置に対し、本発明は好適に応用可能である。
<Application field of fluid injection device>
The fluid injection device 10 according to the present invention as described above is suitably applicable to, for example, an aircraft engine, and can contribute to miniaturization and weight reduction of a jet engine. However, the scope of application of the fluid injection device 10 according to the present invention is not particularly limited, and it is applied not only to the engine of an aircraft used as a civilian aircraft and a fighter aircraft, but also to various other devices that require fluid injection. It is possible. Therefore, for example, the present invention can be suitably applied to an apparatus that is required to variably inject a liquid or gas substance from a small flow rate to a large flow rate.

以下では一例として、本発明に係る流体噴射装置10をガスタービンエンジンに適用するケースについて例示する。 In the following, as an example, a case where the fluid injection device 10 according to the present invention is applied to a gas turbine engine will be illustrated.

図12は、ガスタービンエンジン50の機能構成例を示すブロック図である。 FIG. 12 is a block diagram showing a functional configuration example of the gas turbine engine 50.

ガスタービンエンジン50は、燃焼器52に燃焼用の圧縮された空気を供給する空気供給装置51と、燃焼器52における燃料の燃焼により発生する高温高圧の燃焼ガスが送り込まれて回転されるタービン53とを備える。本発明に係る流体噴射装置10は、燃焼器52に燃料を送り込むデバイスとして好適に用いられうる。 The gas turbine engine 50 includes an air supply device 51 that supplies compressed air for combustion to the combustor 52, and a turbine 53 that is rotated by being fed with high-temperature and high-pressure combustion gas generated by combustion of fuel in the combustor 52. And prepare. The fluid injection device 10 according to the present invention can be suitably used as a device for feeding fuel to the combustor 52.

<流体噴射装置の製造方法>
上述のような本発明に係る流体噴射装置10は、例えばAM(Additive Manufacturing)装置によって簡単且つ高精度に製造可能である。ただし本発明に係る流体噴射装置の製造方法は特に限定されず、「AM装置による立体造形技術」以外の他の技術に基づいて流体噴射装置10が製造されてもよい。
<Manufacturing method of fluid injection device>
The fluid injection device 10 according to the present invention as described above can be easily and highly accurately manufactured by, for example, an AM (Additive Manufacturing) device. However, the method for manufacturing the fluid injection device according to the present invention is not particularly limited, and the fluid injection device 10 may be manufactured based on a technique other than the "three-dimensional modeling technique by the AM device".

以下では一例として、本発明に係る流体噴射装置10をAM装置(図示省略)によって製造するケースについて例示する。 In the following, as an example, a case where the fluid injection device 10 according to the present invention is manufactured by an AM device (not shown) will be illustrated.

図13は、流体噴射装置10の製造方法の一例を示すフローチャートである。本例の流体噴射装置10の製造方法は、上述の流体噴射装置10の三次元形状データを特定するステップ(図13のS11及びS12)と、三次元形状データを複数のスライスデータに変換するステップ(S13)と、複数のスライスデータに基づいて積層造形法により流体噴射装置10を造形するステップ(S14)と、を含む。ここでいう三次元形状データは、三次元構造体(流体噴射装置10)の形状を示すデータである。またスライスデータは、三次元構造体(流体噴射装置10)をスライスして得られる断面データであり、「三次元形状データを複数のスライスデータに変換するステップ(S13)」は、複数のスライスデータを三次元形状データから導出することができる任意の処理に基づいて実行可能である。上述の各ステップは、AM装置のコントローラー及び/又はAM装置を制御する制御デバイスのコントローラーの制御下で実行可能である。例えば、「三次元形状データの特定(S11及びS12参照)」及び「スライスデータの取得(S13参照)」を一又は複数のコントローラーによって行うことができる。 FIG. 13 is a flowchart showing an example of a manufacturing method of the fluid injection device 10. The method for manufacturing the fluid injection device 10 of this example includes a step of specifying the three-dimensional shape data of the above-mentioned fluid injection device 10 (S11 and S12 in FIG. 13) and a step of converting the three-dimensional shape data into a plurality of slice data. (S13) and a step (S14) of modeling the fluid injection device 10 by a laminated modeling method based on a plurality of slice data. The three-dimensional shape data referred to here is data indicating the shape of the three-dimensional structure (fluid injection device 10). The slice data is cross-sectional data obtained by slicing a three-dimensional structure (fluid injection device 10), and the "step of converting three-dimensional shape data into a plurality of slice data (S13)" is a plurality of slice data. Can be executed based on any processing that can be derived from the 3D shape data. Each of the above steps can be performed under the control of the controller of the AM device and / or the controller of the control device that controls the AM device. For example, "specification of three-dimensional shape data (see S11 and S12)" and "acquisition of slice data (see S13)" can be performed by one or more controllers.

なお、上述の各実施形態に係る流体噴射装置10が備える流路20(第1流路21及び第2流路22)は、少なくとも一部において横断面が変形しており、流体噴射装置10は比較的複雑な流路構成を有する。そのため本例の製造方法では、まず流体噴射装置10のうちの流路20(第1流路21及び第2流路22)の三次元形状データが特定され(S11)、その後に、流体噴射装置10のうちの他の要素の三次元形状データが特定される(S12)。 The flow path 20 (first flow path 21 and second flow path 22) included in the fluid injection device 10 according to each of the above-described embodiments has a deformed cross section at least in a part thereof, and the fluid injection device 10 has a deformed cross section. It has a relatively complicated flow path configuration. Therefore, in the manufacturing method of this example, first, the three-dimensional shape data of the flow path 20 (first flow path 21 and the second flow path 22) of the fluid injection device 10 is specified (S11), and then the fluid injection device. Three-dimensional shape data of other elements of 10 are specified (S12).

上述の積層造形法は、典型的には、金属の粉末をレーザーによって焼結することで層状の構造体を形成し、複数の層状の構造体を順次積み重ねることで所望の3次元構造体を作り出す技術である。このような積層造形法において用いられる金属粉末は特に限定されないが、典型的には、インコネル、コバルトクロム、ニッケル合金、チタン合金及びステンレスのうちの少なくとも1つの粉末を用いることができる。また積層造形法において用いられる粉末の平均粒子径は、20マイクロメートルから40マイクロメートル程度のものを使用でき、特に20マイクロメートル以下であることが好ましい。 The above-mentioned laminated molding method typically forms a layered structure by sintering a metal powder with a laser, and sequentially stacks a plurality of layered structures to produce a desired three-dimensional structure. It's a technology. The metal powder used in such a laminated molding method is not particularly limited, but typically at least one powder of Inconel, cobalt chromium, nickel alloy, titanium alloy and stainless steel can be used. Further, the average particle size of the powder used in the laminated molding method can be about 20 micrometers to 40 micrometers, and is particularly preferably 20 micrometers or less.

図14~図20は、積層造形法を説明するための図であって、造形過程における流体噴射装置10の状態を示す斜視図である。なお図14~図20に示す流体噴射装置10は、上述の第1実施形態の流体噴射装置10と同様の流路構成(第1流路21及び第2流路22)を有し、上流側流路28では第1流路21よりも第2流路22の方が流体流出部27に近接して配置され、屈曲部25及び下流側流路29では第1流路21が第2流路22を取り囲むように延在する。 14 to 20 are views for explaining the additive manufacturing method, and are perspective views showing a state of the fluid injection device 10 in the modeling process. The fluid injection device 10 shown in FIGS. 14 to 20 has the same flow path configuration (first flow path 21 and second flow path 22) as the fluid injection device 10 of the first embodiment described above, and is on the upstream side. In the flow path 28, the second flow path 22 is arranged closer to the fluid outflow portion 27 than the first flow path 21, and in the bent portion 25 and the downstream flow path 29, the first flow path 21 is the second flow path. It extends so as to surround 22.

なお図14~図20には図中の左側に示される部分から右側に示される部分に向かって徐々に流体噴射装置10が作られる例が示されているが、積層造形法による造形方向については特に限定されない。したがって例えば、図14~図20の図中の下側に示される部分から上側に示される部分に向かって、流体噴射装置10が徐々に作られてもよい。 Although FIGS. 14 to 20 show an example in which the fluid injection device 10 is gradually formed from the portion shown on the left side of the figure toward the portion shown on the right side, the modeling direction by the additive manufacturing method is shown. Not particularly limited. Therefore, for example, the fluid injection device 10 may be gradually formed from the lower portion shown in FIGS. 14 to 20 toward the upper portion.

上述の積層造形法によれば、層単位で徐々に流体噴射装置10が作られ、最終的には、所望の流路構成を有する流体噴射装置10を精度良く作ることができる。 According to the above-mentioned additive manufacturing method, the fluid injection device 10 is gradually made for each layer, and finally, the fluid injection device 10 having a desired flow path configuration can be made with high accuracy.

<変形例>
上述の流体噴射装置10の構成は一例に過ぎず、流体噴射装置10に対して種々の変形を加えることが可能である。以下に、具体的な変形例について説明する。
<Modification example>
The configuration of the fluid injection device 10 described above is only an example, and various modifications can be applied to the fluid injection device 10. A specific modification example will be described below.

<流路の横断面形状の変形例>
図21~図34は、流体噴射装置10が備える複数の流路20(第1流路21及び第2流路22)の断面形状例を示す。各流路20(第1流路21及び第2流路22)の断面形状は特に限定されず、各流路の断面形状は、円状(真円形状及び楕円形状を含む)、多角形状(三角形状、四角形状及び五角形状を含む)及びその他の形状とすることが可能である。また流路20間の相対的な位置関係も特に限定されず、例えば第1流路21の横断面のほぼ中央に第2流路22が配置されてもよいし、第1流路21の横断面の中央から外れた位置に第2流路22等の他の流路20が配置されてもよい。また流体噴射装置10が3以上の流路20を備えてもよい。また流体噴射装置10が備える複数の流路20は、相互に異なる断面形状を有していてもよいし、相互に同じ断面形状を持つ2以上の流路20を含んでいてもよい。
<Example of modification of the cross-sectional shape of the flow path>
21 to 34 show examples of cross-sectional shapes of a plurality of flow paths 20 (first flow path 21 and second flow path 22) included in the fluid injection device 10. The cross-sectional shape of each flow path 20 (first flow path 21 and second flow path 22) is not particularly limited, and the cross-sectional shape of each flow path is a circular shape (including a perfect circular shape and an elliptical shape) and a polygonal shape (including a perfect circular shape and an elliptical shape). (Including triangular, square and pentagonal shapes) and other shapes are possible. Further, the relative positional relationship between the flow paths 20 is not particularly limited, and for example, the second flow path 22 may be arranged substantially in the center of the cross section of the first flow path 21, or may cross the first flow path 21. Another flow path 20 such as the second flow path 22 may be arranged at a position off the center of the surface. Further, the fluid injection device 10 may include three or more flow paths 20. Further, the plurality of flow paths 20 included in the fluid injection device 10 may have different cross-sectional shapes from each other, or may include two or more flow paths 20 having the same cross-sectional shape to each other.

また第1流路21が他の流路(第2流路22等)を取り囲む態様も特に限定されず、他の流路の全周を第1流路21が取り囲んでもよいし、他の流路の周囲の一部のみを第1流路21が取り囲んでもよい。また第1流路21が他の流路(第2流路22等)を取り囲む態様は、屈曲部25及び屈曲部25よりも下流域(下流側流路29)にわたって同じであってもよいし、屈曲部25及び屈曲部25よりも下流域(下流側流路29)において複数の態様で第1流路21が他の流路(第2流路22等)を取り囲んでもよい。 Further, the mode in which the first flow path 21 surrounds another flow path (second flow path 22 or the like) is not particularly limited, and the first flow path 21 may surround the entire circumference of the other flow path, or another flow path. The first flow path 21 may surround only a part of the circumference of the road. Further, the mode in which the first flow path 21 surrounds another flow path (second flow path 22 or the like) may be the same over the bent portion 25 and the downstream region (downstream side flow path 29) from the bent portion 25. In a region downstream of the bent portion 25 and the bent portion 25 (downstream side flow path 29), the first flow path 21 may surround another flow path (second flow path 22 or the like) in a plurality of embodiments.

例えば図21に示す例では、第2流路22が「図中の横方向に長軸が設定される楕円形状」の横断面を有し、第1流路21が「図中の縦方向よりも横方向に長い円環形状」の横断面を有する。 For example, in the example shown in FIG. 21, the second flow path 22 has a cross section of "an elliptical shape in which the long axis is set in the horizontal direction in the figure", and the first flow path 21 is "from the vertical direction in the figure". Also has a laterally long annulus-shaped cross section.

図22に示す例では、第2流路22が「図中の縦方向に長軸が設定される楕円形状」の横断面を有し、第1流路21が「図中の横方向よりも縦方向に長い円環形状」の横断面を有する。 In the example shown in FIG. 22, the second flow path 22 has a cross section of "an elliptical shape in which the long axis is set in the vertical direction in the figure", and the first flow path 21 is "more than in the horizontal direction in the figure". It has a "long annulus shape in the vertical direction" cross section.

図23に示す例では、第2流路22が円形状(具体的には楕円形状)の横断面を有し、第1流路21が三角形の外形を持つ環形状の横断面を有する。 In the example shown in FIG. 23, the second flow path 22 has a circular (specifically, elliptical) cross section, and the first flow path 21 has a ring-shaped cross section having a triangular outer shape.

図24に示す例では、第2流路22が円形状(具体的には楕円形状)の横断面を有し、第1流路21が四角形の外形を持つ環形状の横断面を有する。 In the example shown in FIG. 24, the second flow path 22 has a circular (specifically, elliptical) cross section, and the first flow path 21 has a ring-shaped cross section having a rectangular outer shape.

図25に示す例では、第2流路22が円形状(具体的には楕円形状)の横断面を有し、第1流路21が五角形の外形を持つ環形状の横断面を有する。 In the example shown in FIG. 25, the second flow path 22 has a circular (specifically, elliptical) cross section, and the first flow path 21 has a ring-shaped cross section having a pentagonal outer shape.

なお第1流路壁部31と第2流路壁部32とは、リブ35を介して接続されてもよいし(図21~図25参照)、第1流路壁部31と第2流路壁部32とが直接的に接続されて一体的に構成されてもよい(図23参照)。 The first flow path wall portion 31 and the second flow path wall portion 32 may be connected via ribs 35 (see FIGS. 21 to 25), and the first flow path wall portion 31 and the second flow path may be connected. The road wall portion 32 may be directly connected and integrally configured (see FIG. 23).

図26に示す例では、第2流路22が円形状(具体的には真円形状)の横断面を有し、第1流路21が円環状の横断面を有し、第1流路壁部31と第2流路壁部32とがリブ35を介して接続されている。このリブ35の断面幅は、第2流路22の断面幅よりも大きく、且つ、第1流路21の断面幅よりも小さい。 In the example shown in FIG. 26, the second flow path 22 has a circular (specifically, perfect circular) cross section, the first flow path 21 has an annular cross section, and the first flow path has an annular cross section. The wall portion 31 and the second flow path wall portion 32 are connected via a rib 35. The cross-sectional width of the rib 35 is larger than the cross-sectional width of the second flow path 22 and smaller than the cross-sectional width of the first flow path 21.

図27に示す例では、第2流路22が円形状(具体的には真円形状)の横断面を有し、第1流路21が円環状の横断面を有し、第1流路壁部31と第2流路壁部32とが複数のリブ35(2個のリブ35)を介して接続されている。複数のリブ35(2個のリブ35)は、第2流路22を間に挟んで相互に対向する位置に配設され、相互に異なる断面形状を有する。本例では、一方のリブ35の断面幅が第2流路22の断面幅よりも大きく、他方のリブ35の断面幅が第2流路22の断面幅よりも小さい。 In the example shown in FIG. 27, the second flow path 22 has a circular (specifically, perfect circular) cross section, the first flow path 21 has an annular cross section, and the first flow path has an annular cross section. The wall portion 31 and the second flow path wall portion 32 are connected via a plurality of ribs 35 (two ribs 35). The plurality of ribs 35 (two ribs 35) are arranged at positions facing each other with the second flow path 22 interposed therebetween, and have different cross-sectional shapes from each other. In this example, the cross-sectional width of one rib 35 is larger than the cross-sectional width of the second flow path 22, and the cross-sectional width of the other rib 35 is smaller than the cross-sectional width of the second flow path 22.

図28に示す例では、第2流路22が円形状(具体的には真円形状)の横断面を有し、第1流路21が円環状の横断面を有し、第1流路壁部31と第2流路壁部32とが複数のリブ35(2個のリブ35)を介して接続されている。複数のリブ35(2個のリブ35)は、第2流路22を間に挟んで相互に対向する位置に配設され、相互に同じ断面形状を有する。本例では、各リブ35の断面幅は第1流路21及び第2流路22の断面幅よりも小さい。 In the example shown in FIG. 28, the second flow path 22 has a circular (specifically, perfect circular) cross section, the first flow path 21 has an annular cross section, and the first flow path has an annular cross section. The wall portion 31 and the second flow path wall portion 32 are connected via a plurality of ribs 35 (two ribs 35). The plurality of ribs 35 (two ribs 35) are arranged at positions facing each other with the second flow path 22 interposed therebetween, and have the same cross-sectional shape to each other. In this example, the cross-sectional width of each rib 35 is smaller than the cross-sectional width of the first flow path 21 and the second flow path 22.

図29に示す例では、第2流路22が円形状(具体的には真円形状)の横断面を有し、第1流路21が第2流路22の一部(図29に示す例では図中の下側)を覆うような横断面を有し、第1流路壁部31と第2流路壁部32とは直接的に接続されている。 In the example shown in FIG. 29, the second flow path 22 has a circular (specifically, perfect circular shape) cross section, and the first flow path 21 is a part of the second flow path 22 (shown in FIG. 29). In the example, it has a cross section that covers the lower side in the figure), and the first flow path wall portion 31 and the second flow path wall portion 32 are directly connected to each other.

図30に示す例では、3つの流路20が設けられている。すなわち、第2流路22及び第3流路23は並んで配置され、第1流路21は第2流路22及び第3流路23を取り囲むように設けられる。第2流路22及び第3流路23は円形状(具体的には真円形状)の横断面を有し、第1流路21は円環状の横断面を有する。本例では第2流路壁部32によって第2流路22及び第3流路23が形成され、第1流路壁部31と第2流路壁部32とはリブ35を介して接続されている。 In the example shown in FIG. 30, three flow paths 20 are provided. That is, the second flow path 22 and the third flow path 23 are arranged side by side, and the first flow path 21 is provided so as to surround the second flow path 22 and the third flow path 23. The second flow path 22 and the third flow path 23 have a circular (specifically, perfect circular) cross section, and the first flow path 21 has an annular cross section. In this example, the second flow path 22 and the third flow path 23 are formed by the second flow path wall portion 32, and the first flow path wall portion 31 and the second flow path wall portion 32 are connected via the rib 35. ing.

図31に示す例では、第1流路21の横断面の中心から外れた位置に第2流路22が設けられる。なお図示の例では、第1流路21及び第2流路22は円形状(具体的には真円形状)の横断面を有する。 In the example shown in FIG. 31, the second flow path 22 is provided at a position off the center of the cross section of the first flow path 21. In the illustrated example, the first flow path 21 and the second flow path 22 have a circular (specifically, perfect circular) cross section.

図32に示す例では、第1流路21、第2流路22、第1流路壁部31、第2流路壁部32及びリブ35が、図26に示す例と同様の断面形状を有するが、リブ35の位置が、図中の左側に設けられている。 In the example shown in FIG. 32, the first flow path 21, the second flow path 22, the first flow path wall portion 31, the second flow path wall portion 32, and the rib 35 have the same cross-sectional shape as the example shown in FIG. 26. However, the position of the rib 35 is provided on the left side in the drawing.

図33に示す例では、第1流路21、第2流路22、第1流路壁部31、第2流路壁部32及びリブ35が図26に示す例と同様の断面形状を有するが、リブ35の位置が、図中の下側に設けられている。 In the example shown in FIG. 33, the first flow path 21, the second flow path 22, the first flow path wall portion 31, the second flow path wall portion 32, and the rib 35 have the same cross-sectional shape as the example shown in FIG. 26. However, the position of the rib 35 is provided on the lower side in the drawing.

図34に示す例では、第2流路22が四角形状(具体的には正方形状)の横断面を有し、第1流路21が四角形の外形を持つ環形状の横断面を有し、第1流路壁部31と第2流路壁部32とがリブ35を介して接続されている。 In the example shown in FIG. 34, the second flow path 22 has a rectangular (specifically, square) cross section, and the first flow path 21 has a ring-shaped cross section having a rectangular outer shape. The first flow path wall portion 31 and the second flow path wall portion 32 are connected via a rib 35.

各流路20(第1流路21、第2流路22及び第3流路23)は、屈曲部25及び下流側流路29の少なくとも一部において、図21~図34のうちのいずれか1図面又は2図面以上に示す断面形状を有することが可能である。 Each flow path 20 (first flow path 21, second flow path 22 and third flow path 23) is any one of FIGS. 21 to 34 in at least a part of the bent portion 25 and the downstream side flow path 29. It is possible to have the cross-sectional shape shown in one drawing or two or more drawings.

<第1流路壁部31及び第2流路壁部32の接続態様に関する変形例>
図35は、第1流路21及び第2流路22の下流側流路29近傍を一部抜粋した流体噴射装置10の縦断面図であり、第1流路壁部31及び第2流路壁部32の接続態様の一例を説明するための図である。本例では、下流側流路29及び屈曲部25のうちの少なくとも下流側流路29の全域において、第2流路壁部32が第1流路壁部31に対して直接的に接続しており、第1流路壁部31及び第2流路壁部32は一体的に構成される。
<Modification example regarding the connection mode of the first flow path wall portion 31 and the second flow path wall portion 32>
FIG. 35 is a vertical cross-sectional view of the fluid injection device 10 in which the vicinity of the downstream flow path 29 of the first flow path 21 and the second flow path 22 is partially excerpted, and is a vertical cross-sectional view of the first flow path wall portion 31 and the second flow path. It is a figure for demonstrating an example of the connection mode of the wall part 32. In this example, the second flow path wall portion 32 is directly connected to the first flow path wall portion 31 in at least the entire area of the downstream side flow path 29 of the downstream side flow path 29 and the bent portion 25. The first flow path wall portion 31 and the second flow path wall portion 32 are integrally configured.

図36は、第1流路21及び第2流路22の下流側流路29近傍を一部抜粋した流体噴射装置10の縦断面図であり、第1流路壁部31及び第2流路壁部32の接続態様の一例を説明するための図である。本例では、下流側流路29及び屈曲部25のうちの少なくとも下流側流路29の全域において、流路20の延在方向(燃料の流れ方向)へ相互に離間して配置された複数のリブ35を介し、第2流路壁部32が第1流路壁部31に対して断続的に接続されている。 FIG. 36 is a vertical cross-sectional view of the fluid injection device 10 in which the vicinity of the downstream flow path 29 of the first flow path 21 and the second flow path 22 is partially excerpted, and is a vertical cross-sectional view of the first flow path wall portion 31 and the second flow path. It is a figure for demonstrating an example of the connection mode of the wall part 32. In this example, a plurality of flow paths 29 arranged apart from each other in the extending direction (fuel flow direction) of the flow path 20 in at least the entire area of the downstream side flow path 29 among the downstream side flow path 29 and the bent portion 25. The second flow path wall portion 32 is intermittently connected to the first flow path wall portion 31 via the rib 35.

図37は、第1流路21及び第2流路22の下流側流路29近傍を一部抜粋した流体噴射装置10の縦断面図であり、第1流路壁部31及び第2流路壁部32の接続態様の一例を説明するための図である。図38は、図37の矢印Bから流体噴射装置10(流体流出部27)を見た図である。本例では、下流側流路29及び屈曲部25のうちの少なくとも下流側流路29の全域において、複数のリブ35の各々が流路20の延在方向(燃料の流れ方向)へ延在し、当該複数のリブ35を介して第2流路壁部32が第1流路壁部31に対して連続的に接続されている。 FIG. 37 is a vertical cross-sectional view of the fluid injection device 10 in which the vicinity of the downstream flow path 29 of the first flow path 21 and the second flow path 22 is partially excerpted, and is a vertical cross-sectional view of the first flow path wall portion 31 and the second flow path. It is a figure for demonstrating an example of the connection mode of the wall part 32. FIG. 38 is a view of the fluid injection device 10 (fluid outflow portion 27) seen from the arrow B in FIG. 37. In this example, each of the plurality of ribs 35 extends in the extending direction (fuel flow direction) of the flow path 20 in at least the entire area of the downstream side flow path 29 of the downstream side flow path 29 and the bent portion 25. The second flow path wall portion 32 is continuously connected to the first flow path wall portion 31 via the plurality of ribs 35.

<屈曲部を含まない流路>
上述の各実施形態に係る流体噴射装置10では、各流路20(第1流路21、第2流路22及び第3流路23)が屈曲部25を有するが、各流路20は屈曲部25を有さなくてもよい。
<Flow path not including the bent part>
In the fluid injection device 10 according to each of the above-described embodiments, each flow path 20 (first flow path 21, second flow path 22 and third flow path 23) has a bent portion 25, but each flow path 20 is bent. It is not necessary to have the part 25.

図39は、流体噴射装置10の一変形例を示す流体噴射装置10の縦断面図であり、屈曲部を含まない流体噴射装置10の一例を示す。図40は、図39の矢印Cから流体噴射装置10(流体流出部27)を見た図である。図41は、図39の断面線XLI-XLIに沿った流体噴射装置10の横断面図である。図42は、図39の断面線XLII-XLIIに沿った流体噴射装置10の横断面図である。図43は、図39の断面線XLIII-XLIIIに沿った流体噴射装置10の横断面図である。 FIG. 39 is a vertical cross-sectional view of the fluid injection device 10 showing a modification of the fluid injection device 10, showing an example of the fluid injection device 10 not including a bent portion. FIG. 40 is a view of the fluid injection device 10 (fluid outflow portion 27) seen from the arrow C in FIG. 39. FIG. 41 is a cross-sectional view of the fluid injection device 10 along the cross-sectional line XLI-XLI of FIG. 39. FIG. 42 is a cross-sectional view of the fluid injection device 10 along the cross-sectional line XLII-XLII of FIG. 39. FIG. 43 is a cross-sectional view of the fluid injection device 10 along the cross-sectional lines XLIII-XLIII of FIG.

本例の流体噴射装置10では、第1流路21及び第2流路22が流体流入部26から流体流出部27まで直線的に延在する。本例においても、複数の流路20(第1流路21及び第2流路22)は、流体流入部26では並んで配置されるが、流体流入部26から流体流出部27に至る過程において、第1流路21が第2流路22を徐々に取り囲むように第1流路21の断面径が大きくなる(図41~図43参照)。そして流体流出部27では、第1流路21が第2流路22を取り囲み、リブ35を介して第1流路壁部31が第2流路壁部32に接続される(図40参照)。 In the fluid injection device 10 of this example, the first flow path 21 and the second flow path 22 extend linearly from the fluid inflow section 26 to the fluid outflow section 27. Also in this example, the plurality of flow paths 20 (first flow path 21 and second flow path 22) are arranged side by side in the fluid inflow section 26, but in the process from the fluid inflow section 26 to the fluid outflow section 27. , The cross-sectional diameter of the first flow path 21 is increased so that the first flow path 21 gradually surrounds the second flow path 22 (see FIGS. 41 to 43). In the fluid outflow portion 27, the first flow path 21 surrounds the second flow path 22, and the first flow path wall portion 31 is connected to the second flow path wall portion 32 via the rib 35 (see FIG. 40). ..

<代表的な態様及び作用効果>
以下に、上述の「流体噴射装置10」、「ガスタービンエンジン50」及び「流体噴射装置10の製造方法」の代表的な特徴及びその作用効果を態様毎に列挙するが、本発明は以下の態様に必ずしも則っている必要はなく、他の態様に基づいていてもよい。
<Typical aspects and effects>
The typical features of the above-mentioned "fluid injection device 10", "gas turbine engine 50" and "method for manufacturing the fluid injection device 10" and their effects are listed below for each aspect. It does not necessarily have to follow the embodiment, and may be based on other embodiments.

[第1の態様]
流体噴射装置10は、少なくとも2つの流路20(上述の各実施形態及び変形例では第1流路21及び第2流路22(及び第3流路23))を備え、少なくとも2つの流路20は、流体(燃料)が流入する端部(流体流入部26)では、並んで配置され、流体が流出する端部(流体流出部27)では、一の流路(第1流路21)が他の少なくとも一つの流路(第2流路22(及び第3流路23))を取り囲むように設けられている。
[First aspect]
The fluid injection device 10 includes at least two flow paths 20 (first flow path 21 and second flow path 22 (and third flow path 23) in each of the above-described embodiments and modifications), and at least two flow paths. 20 are arranged side by side at the end (fluid inflow portion 26) where the fluid (fuel) flows in, and one flow path (first flow path 21) at the end (fluid outflow portion 27) where the fluid flows out. Is provided so as to surround at least one other flow path (second flow path 22 (and third flow path 23)).

本態様によれば、流体噴射装置10は少なくとも2つの流路20を備え、これらの流路20は、その上流側では並んで設けられ、下流側では一の流路20(第1流路21)の断面が拡大等の変形をして当該一の流路20が他の少なくとも一つの流路(第2流路22及び第3流路23)を取り囲むように設けられる。このように下流側で一の流路20が他の少なくとも一つの流路20を取り囲むことで、「2以上の流路20が下流側でも並んで設けられる場合」に比べ、流体噴射装置10は、サイズを大きくすることなく、少流量から大流量までの流体を適切に噴射することができる。また他の少なくとも一つの流路20が一の流路20によって取り囲まれることで、他の少なくとも一つの流路20は外部からの影響を受けにくくなる。例えば、他の少なくとも一つの流路20(第2流路22及び第3流路23)を流れる流体は、流体噴射装置10の周囲の温度が変化しても、温度が変化(上昇及び下降)しにくく、流体の温度変動を緩和することができる。 According to this aspect, the fluid injection device 10 includes at least two flow paths 20, and these flow paths 20 are provided side by side on the upstream side thereof and one flow path 20 on the downstream side (first flow path 21). ) Is deformed by enlargement or the like, and the one flow path 20 is provided so as to surround at least one other flow path (second flow path 22 and third flow path 23). In this way, one flow path 20 surrounds at least one other flow path 20 on the downstream side, so that the fluid injection device 10 can be compared with "when two or more flow paths 20 are provided side by side on the downstream side". , It is possible to properly inject a fluid from a small flow rate to a large flow rate without increasing the size. Further, since the other at least one flow path 20 is surrounded by the one flow path 20, the other at least one flow path 20 is less likely to be affected by the outside. For example, the temperature of the fluid flowing through at least one other flow path 20 (second flow path 22 and third flow path 23) changes (rises and falls) even if the temperature around the fluid injection device 10 changes. It is difficult to do so, and the temperature fluctuation of the fluid can be mitigated.

なお、流路20は屈曲していてもよいし、屈曲していなくてもよい。また流路20の数は、典型的には2つであるが、3以上の流路が設けられていてもよい。また複数の流路20の配置も特に限定されず、下流方向を基準に複数の流路を左右に配置したり上下に配置したりできる。また一の流路20のうち、他の少なくとも一つの流路20を取り囲む部分の形態も特に限定されず、対称的な断面形状(例えば線対称の断面形状(円環断面形状、三角形の外形を持つ環断面形状、四角形の外形を持つ環断面形状、或いは多角形の外形を持つ環断面形状、等))を有していてもよいし、非対称的な断面形状を有していてもよい。 The flow path 20 may or may not be bent. The number of flow paths 20 is typically two, but three or more flow paths may be provided. Further, the arrangement of the plurality of flow paths 20 is not particularly limited, and the plurality of flow paths can be arranged horizontally or vertically with reference to the downstream direction. Further, the form of the portion of one flow path 20 that surrounds at least one other flow path 20 is not particularly limited, and a symmetric cross-sectional shape (for example, a line-symmetrical cross-sectional shape (annular cross-sectional shape, triangular outer shape) is used. It may have a ring cross-sectional shape having a ring cross-sectional shape, a ring cross-sectional shape having a rectangular outer shape, a ring cross-sectional shape having a polygonal outer shape, etc.)), or may have an asymmetric cross-sectional shape.

[第2の態様]
少なくとも2つの流路20の各々は、屈曲部25を有し、一の流路20(第1流路21)は、少なくとも屈曲部25において、上流側よりも断面径が大きく且つ他の少なくとも一つの流路(第2流路22(及び第3流路23))を取り囲むように設けられていてもよい。
[Second aspect]
Each of the at least two flow paths 20 has a bent portion 25, and one flow path 20 (first flow path 21) has a larger cross-sectional diameter than the upstream side and at least one other at least in the bent portion 25. It may be provided so as to surround one flow path (second flow path 22 (and third flow path 23)).

本態様によれば、各流路20はその途中で屈曲し、少なくとも当該屈曲部25において、一の流路20(第1流路21)の断面積が上流側よりも拡大した状態で、一の流路20(第1流路21)が他の少なくとも一つの流路(第2流路22(及び第3流路23))を取り囲むことができる。このように屈曲部25において一の流路20が他の少なくとも一つの流路20を取り囲むように拡大することで、一の流路20における圧力損失を大幅に低減できる。 According to this aspect, each flow path 20 is bent in the middle thereof, and at least in the bent portion 25, the cross-sectional area of one flow path 20 (first flow path 21) is larger than that on the upstream side. The flow path 20 (first flow path 21) can surround at least one other flow path (second flow path 22 (and third flow path 23)). By expanding the bent portion 25 so that one flow path 20 surrounds at least one other flow path 20, the pressure loss in one flow path 20 can be significantly reduced.

[第3の態様]
少なくとも2つの流路20は、第1流路21及び第2流路22を含み、第1流路21及び第2流路22は、屈曲部25よりも上流側では、第1流路21よりも第2流路22の方が、流体が流出する端部(流体流出部27)に近接して配置され、屈曲部25では、第1流路21の屈曲部25の断面径が上流側より大きく且つ第1流路21が第2流路22を取り囲み、屈曲部25より下流側では、第1流路21が第2流路22を取り囲むように延在してもよい。
[Third aspect]
At least two flow paths 20 include a first flow path 21 and a second flow path 22, and the first flow path 21 and the second flow path 22 are located upstream of the bent portion 25 from the first flow path 21. The second flow path 22 is arranged closer to the end where the fluid flows out (fluid outflow part 27), and in the bent part 25, the cross-sectional diameter of the bent part 25 of the first flow path 21 is larger than that on the upstream side. The first flow path 21 may be large and surround the second flow path 22, and the first flow path 21 may extend so as to surround the second flow path 22 on the downstream side of the bent portion 25.

本態様によれば、第1流路21及び第2流路22は上流側では並んで配置可能であり、一の流路(第1流路21)はその屈曲部25において、一の流路(第1流路21)の断面積を他の一つの流路(第2流路22)の断面積よりも大きくし、他の流路(第2流路22)を取り囲むように拡大できる。第1流路21及び第2流路22をこのように配置することで、流体噴射装置10全体のサイズを抑えつつ、屈曲部25における第1流路21の断面積を大きくすることが可能である。また相対的に断面積が大きい流路20の方が、相対的に断面積が小さい流路20よりも曲率を小さくでき、第1流路21及び第2流路22(特に第1流路21)の屈曲部25における圧力損失を効果的に低減できる。なお本態様では、下流方向を基準に複数の流路を上下に配置することができる。 According to this aspect, the first flow path 21 and the second flow path 22 can be arranged side by side on the upstream side, and one flow path (first flow path 21) is one flow path at the bent portion 25. The cross-sectional area of (first flow path 21) can be made larger than the cross-sectional area of another one flow path (second flow path 22), and can be expanded so as to surround the other flow path (second flow path 22). By arranging the first flow path 21 and the second flow path 22 in this way, it is possible to increase the cross-sectional area of the first flow path 21 in the bent portion 25 while suppressing the size of the entire fluid injection device 10. be. Further, the flow path 20 having a relatively large cross-sectional area can have a smaller curvature than the flow path 20 having a relatively small cross-sectional area, and the first flow path 21 and the second flow path 22 (particularly the first flow path 21) can be made smaller. ) Can effectively reduce the pressure loss at the bent portion 25. In this embodiment, a plurality of flow paths can be arranged vertically with reference to the downstream direction.

[第4の態様]
少なくとも2つの流路20は第1流路21及び第2流路22を含み、第1流路21及び第2流路22は、屈曲部25よりも上流側では、第2流路22よりも第1流路21の方が、流体が流出する端部(流体流出部27)に近接して配置され、屈曲部25では、第1流路21の断面径が上流側より大きく且つ第1流路21が第2流路22を取り囲み、屈曲部25より下流側では、第1流路21が第2流路22を取り囲むように延在してもよい。
[Fourth aspect]
At least two flow paths 20 include a first flow path 21 and a second flow path 22, and the first flow path 21 and the second flow path 22 are on the upstream side of the bent portion 25 and on the upstream side of the second flow path 22. The first flow path 21 is arranged closer to the end where the fluid flows out (fluid outflow part 27), and in the bent portion 25, the cross-sectional diameter of the first flow path 21 is larger than that on the upstream side and the first flow. The road 21 may extend so as to surround the second flow path 22, and the first flow path 21 may extend so as to surround the second flow path 22 on the downstream side of the bent portion 25.

本態様によれば、第1流路21及び第2流路22は上流側では並んで配置可能であり、一の流路(第1流路21)はその屈曲部25において、一の流路(第1流路21)の断面積を他の一つの流路(第2流路22)の断面積よりも大きくし、他の流路(第2流路22)を取り囲むように拡大できる。第1流路21及び第2流路22をこのように配置することで、流体噴射装置10全体のサイズを抑えつつ、屈曲部25における第1流路21の断面積を大きくすることが可能であり、第1流路21及び第2流路22(特に第1流路21)の屈曲部25における圧力損失を効果的に低減できる。 According to this aspect, the first flow path 21 and the second flow path 22 can be arranged side by side on the upstream side, and one flow path (first flow path 21) is one flow path at the bent portion 25. The cross-sectional area of (first flow path 21) can be made larger than the cross-sectional area of another one flow path (second flow path 22), and can be expanded so as to surround the other flow path (second flow path 22). By arranging the first flow path 21 and the second flow path 22 in this way, it is possible to increase the cross-sectional area of the first flow path 21 in the bent portion 25 while suppressing the size of the entire fluid injection device 10. Therefore, the pressure loss in the bent portion 25 of the first flow path 21 and the second flow path 22 (particularly the first flow path 21) can be effectively reduced.

[第5の態様]
第1流路21の断面は、少なくとも屈曲部25より下流側において、線対称の形状を有してもよい。
[Fifth aspect]
The cross section of the first flow path 21 may have a line-symmetrical shape at least on the downstream side of the bent portion 25.

本態様によれば、他の一つの流路(第2流路22)を線対称に取り囲むように一の流路(第1流路21)を設けることができる。ここでいう線対称は、例えば流路の上流側が向かう方向と一致する方向に関して線対称であるケースを含む。このような「他の一つの流路(第2流路22)を線対称に取り囲む一の流路(第1流路21)」の断面形状(線対称形状)は特に限定されず、例えば円環状、三角形状、四角形状或いは他の多角形状等としうる。本態様の構成を採用することで、上流からの流体が下流に向かって対称的に流れるため、流体の流れがスムーズになって圧力損失を効果的に低減できる。 According to this aspect, one flow path (first flow path 21) can be provided so as to surround the other one flow path (second flow path 22) line-symmetrically. The line symmetry referred to here includes, for example, a case where the line symmetry is line symmetry with respect to the direction corresponding to the direction toward which the upstream side of the flow path is headed. The cross-sectional shape (line-symmetrical shape) of such a "one flow path (first flow path 21) that surrounds the other one flow path (second flow path 22) in line symmetry" is not particularly limited, and is, for example, a circle. It can be annular, triangular, quadrangular or other polygonal. By adopting the configuration of this embodiment, the fluid from the upstream flows symmetrically toward the downstream, so that the fluid flow becomes smooth and the pressure loss can be effectively reduced.

[第6の態様]
第1流路21の断面は、少なくとも屈曲部25より下流側において、円環状の形状を有してもよい。
[Sixth aspect]
The cross section of the first flow path 21 may have an annular shape at least on the downstream side of the bent portion 25.

本態様によれば、他の一つの流路(第2流路22)を円環状に取り囲むように一の流路(第1流路21)を設けることができる。このように、各流路20に屈曲部25が設けられる場合であっても、下流方向を基準に流路20を上下に配置し、流路20同士の取り囲み構造を線対称(例えば第1流路21の断面形状を円環状の線対称)とすることで、第1流路21の下流側において角部をなくすことが可能であり、流体の流れがスムーズになって圧力損失を効果的に低減できる。 According to this aspect, one flow path (first flow path 21) can be provided so as to surround the other one flow path (second flow path 22) in an annular shape. In this way, even when the bent portion 25 is provided in each flow path 20, the flow paths 20 are arranged vertically with reference to the downstream direction, and the surrounding structure of the flow paths 20 is line-symmetrical (for example, the first flow). By making the cross-sectional shape of the path 21 an annular line symmetry), it is possible to eliminate the corners on the downstream side of the first flow path 21, and the fluid flow becomes smooth and the pressure loss is effectively reduced. Can be reduced.

[第7の態様]
少なくとも2つの流路20は、直線的に延在する第1流路21及び第2流路22を含んでもよい。
[7th aspect]
At least two flow paths 20 may include a linearly extending first flow path 21 and a second flow path 22.

本態様のように、第1流路21及び第2流路22が屈曲部を含まない場合にも本発明は適用可能であり、限られたスペースにおいて流路20を効率的に配置しつつ、小流量から大流量までの流体を噴射可能であり、良好な強度を有し且つ圧力損失が小さい流路20を含む流体噴射装置10を実現できる。 As in this embodiment, the present invention can be applied even when the first flow path 21 and the second flow path 22 do not include a bent portion, and while efficiently arranging the flow path 20 in a limited space, It is possible to realize a fluid injection device 10 including a flow path 20 capable of injecting a fluid from a small flow rate to a large flow rate, having good strength, and having a small pressure loss.

[第8の態様]
第2流路22を形成する壁部(第2流路壁部32)は、当該第2流路22を形成する壁部(第2流路壁部32)よりも外側に配置される第1流路21を形成する壁部(第1流路壁部31)に対し、保持部(リブ35)を介して接続されてもよい。
[Eighth aspect]
The wall portion forming the second flow path 22 (second flow path wall portion 32) is arranged outside the wall portion forming the second flow path 22 (second flow path wall portion 32). It may be connected to the wall portion (first flow path wall portion 31) forming the flow path 21 via a holding portion (rib 35).

本態様によれば、他の一つの流路(第2流路22)を、一の流路(第1流路21)を形成する第1流路壁部31の壁面(内壁面)に設けられた保持部(リブ35)によって強固に保持することができる。したがって流体噴射装置10に外力が加えられても、第2流路22は、第1流路21内において安定的に保持される。なお保持部の形態は特に限定されず、例えば、流体の流れ方向と垂直な方向に関する流路断面(断面視)を基準とした場合の上下左右のうちのいずれか一つ又は複数の位置に、流体の流れ方向に関して連続的(一体的)又は非連続的(断続的)に延在する1又は複数の保持部が設けられてもよい。 According to this aspect, another one flow path (second flow path 22) is provided on the wall surface (inner wall surface) of the first flow path wall portion 31 forming one flow path (first flow path 21). It can be firmly held by the holding portion (rib 35). Therefore, even if an external force is applied to the fluid injection device 10, the second flow path 22 is stably held in the first flow path 21. The form of the holding portion is not particularly limited, and for example, at one or more of the top, bottom, left, and right positions based on the flow path cross section (cross-sectional view) in the direction perpendicular to the flow direction of the fluid. One or more holdings may be provided that extend continuously (integrally) or discontinuously (intermittently) with respect to the flow direction of the fluid.

[第9の態様]
第2流路22を形成する壁部(第2流路壁部32)は、2以上の保持部(リブ35)を介し、第1流路21を形成する壁部(第1流路壁部31)に対して接続されてもよい。
[9th aspect]
The wall portion (second flow path wall portion 32) forming the second flow path 22 is the wall portion (first flow path wall portion) forming the first flow path 21 via two or more holding portions (ribs 35). It may be connected to 31).

本態様によれば、複数の保持部(リブ35)を設けることができ、第2流路22をバランス良く保持することができる。なお保持部の形態は特に限定されず、例えば、流体の流れ方向と垂直な方向に関する流路断面(断面視)を基準とした場合の上下左右のうちのいずれか一つ又は複数の位置に、流体の流れ方向に関して連続的(一体的)又は非連続的(断続的)に延在する複数の保持部が設けられてもよい。また複数の保持部は、相互に異なる断面幅(横断面におけるサイズ)を有していてもよいし、相互に同じ断面幅を有していてもよい。 According to this aspect, a plurality of holding portions (ribs 35) can be provided, and the second flow path 22 can be held in a well-balanced manner. The form of the holding portion is not particularly limited, and for example, at one or more of the top, bottom, left, and right positions based on the flow path cross section (cross-sectional view) in the direction perpendicular to the flow direction of the fluid. A plurality of holding portions may be provided that extend continuously (integrally) or discontinuously (intermittently) with respect to the flow direction of the fluid. Further, the plurality of holding portions may have different cross-sectional widths (sizes in the cross section), or may have the same cross-sectional widths as each other.

[第10の態様]
2以上の保持部(リブ35)は、断面幅が相互に異なる複数の保持部を含んでもよい。
[10th aspect]
The two or more holding portions (ribs 35) may include a plurality of holding portions having different cross-sectional widths from each other.

本態様によれば、少なくとも2つの保持部(リブ35)が設けられ、流路20の屈曲部25において一の保持部(リブ35)の断面幅を「他の少なくとも一つの流路20(第2流路22(及び第3流路23))」の断面幅よりも大きくし、他の保持部(リブ35)の断面幅を当該一の保持部の幅よりも小さくすることができる。このようにして、2以上の保持部のうち断面幅が相対的に大きい一の保持部によって強度が確保されるので、他の保持部の断面幅を小さくして当該他の保持部により確保される強度を弱くすることができる。これにより、流体噴射装置10の小型化を図ることができる。なお保持部の形態は特に限定されず、例えば、流体の流れ方向と垂直な方向に関する流路断面(断面視)を基準とした場合の上下左右のうちのいずれか一つ又は複数の位置に、流体の流れ方向に関して連続的(一体的)又は非連続的(断続的)に延在する複数の保持部が設けられてもよい。 According to this aspect, at least two holding portions (ribs 35) are provided, and the cross-sectional width of one holding portion (rib 35) in the bent portion 25 of the flow path 20 is set to "the other at least one flow path 20 (the first). The cross-sectional width of the two flow paths 22 (and the third flow path 23)) can be made larger than the cross-sectional width of the other holding portion (rib 35), and the cross-sectional width of the other holding portion (rib 35) can be made smaller than the width of the one holding portion. In this way, since the strength is secured by one holding portion having a relatively large cross-sectional width among the two or more holding portions, the cross-sectional width of the other holding portion is reduced and secured by the other holding portion. The strength can be weakened. This makes it possible to reduce the size of the fluid injection device 10. The form of the holding portion is not particularly limited, and for example, at one or more of the top, bottom, left, and right positions based on the flow path cross section (cross-sectional view) in the direction perpendicular to the flow direction of the fluid. A plurality of holding portions may be provided that extend continuously (integrally) or discontinuously (intermittently) with respect to the flow direction of the fluid.

[第11の態様]
保持部(リブ35)は、第2流路22の断面幅よりも大きい断面幅を有する保持部(リブ35)を含んでもよい。
[Eleventh aspect]
The holding portion (rib 35) may include a holding portion (rib 35) having a cross-sectional width larger than the cross-sectional width of the second flow path 22.

本態様によれば、屈曲部25において、保持部(リブ35)の断面幅を第2流路22の断面幅よりも大きくすることができる。このようにすることで、第2流路22を適切に位置決めしつつ、第1流路21に対する第2流路22の相対位置を安定的に定めることができる。なお保持部の形態は特に限定されず、例えば、流体の流れ方向と垂直な方向に関する流路断面(断面視)を基準とした場合の上下左右のうちのいずれか一つ又は複数の位置に、流体の流れ方向に関して連続的(一体的)又は非連続的(断続的)に延在する1又は複数の保持部が設けられてもよい。 According to this aspect, in the bent portion 25, the cross-sectional width of the holding portion (rib 35) can be made larger than the cross-sectional width of the second flow path 22. By doing so, it is possible to stably determine the relative position of the second flow path 22 with respect to the first flow path 21 while appropriately positioning the second flow path 22. The form of the holding portion is not particularly limited, and for example, at one or more of the top, bottom, left, and right positions based on the flow path cross section (cross-sectional view) in the direction perpendicular to the flow direction of the fluid. One or more holdings may be provided that extend continuously (integrally) or discontinuously (intermittently) with respect to the flow direction of the fluid.

[第12の態様]
ガスタービンエンジン50は、上記の流体噴射装置10を備え、流体噴射装置10の少なくとも2つの流路20には流体燃料が流される。
[Twelfth aspect]
The gas turbine engine 50 includes the above-mentioned fluid injection device 10, and fluid fuel is flowed through at least two flow paths 20 of the fluid injection device 10.

本態様によれば、流体噴射装置10の大型化を抑えつつ、少流量から大流量までの流体燃料を流体噴射装置10から適切に噴射することができる。したがって、小型化を効果的に図りつつ、流体燃料の様々な流量に柔軟に適応可能なガスタービンエンジン50を提供することができる。 According to this aspect, the fluid fuel from a small flow rate to a large flow rate can be appropriately injected from the fluid injection device 10 while suppressing the increase in size of the fluid injection device 10. Therefore, it is possible to provide a gas turbine engine 50 that can be flexibly adapted to various flow rates of fluid fuel while effectively reducing the size.

[第13の態様]
流体噴射装置10の製造方法は、上記の流体噴射装置10の三次元形状データを特定するステップと、三次元形状データを複数のスライスデータに変換するステップと、複数のスライスデータに基づいて積層造形法により流体噴射装置10を造形するステップと、を含む。
[13th aspect]
The method for manufacturing the fluid injection device 10 includes a step of specifying the three-dimensional shape data of the above-mentioned fluid injection device 10, a step of converting the three-dimensional shape data into a plurality of slice data, and a laminated modeling based on the plurality of slice data. Includes a step of modeling the fluid injection device 10 by the method.

本態様によれば、サイズの大型化を抑えつつ、少流量から大流量までの流体を適切に噴射することができる流体噴射装置10を容易且つ高精度に製造することができる。 According to this aspect, it is possible to easily and highly accurately manufacture a fluid injection device 10 capable of appropriately injecting a fluid from a small flow rate to a large flow rate while suppressing an increase in size.

[第14の態様]
積層造形法は、インコネル、コバルトクロム、ニッケル合金、チタン合金及びステンレスのうちの少なくとも一つの粉末を用いてもよい。
[14th aspect]
In the laminated molding method, at least one powder of Inconel, cobalt chromium, nickel alloy, titanium alloy and stainless steel may be used.

本態様によれば、高温耐性に優れた流体噴射装置10を製造することができる。 According to this aspect, the fluid injection device 10 having excellent high temperature resistance can be manufactured.

[第15の態様]
粉末の平均粒子径は、20マイクロメートル以下であってもよい。
[Fifteenth aspect]
The average particle size of the powder may be 20 micrometers or less.

本態様によれば、高温耐性に優れた流体噴射装置10を製造することができる。 According to this aspect, the fluid injection device 10 having excellent high temperature resistance can be manufactured.

[第16の態様]
流体噴射装置が備える少なくとも2つの流路は、少なくとも一部において断面が変形する流路を含んでいてもよい。
[16th aspect]
At least two flow paths included in the fluid injection device may include a flow path whose cross section is deformed at least in part.

本態様によれば、複雑な流路を含む流体噴射装置であっても、確実且つ高精度に流体噴射装置を製造することができる。 According to this aspect, even a fluid injection device including a complicated flow path can be manufactured reliably and with high accuracy.

本発明は、上述の実施形態及び変形例に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形が加えられた各種態様も含みうるものであり、本発明によって奏される効果も上述の事項に限定されない。したがって、本発明の技術的思想及び趣旨を逸脱しない範囲で、特許請求の範囲及び明細書に記載される各要素に対して種々の追加、変更及び部分的削除が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, but may include various embodiments to which various modifications that can be conceived by those skilled in the art are added, and the effects produced by the present invention are also described above. It is not limited to the matters of. Therefore, various additions, changes, and partial deletions can be made to the scope of claims and each element described in the specification without departing from the technical idea and purpose of the present invention.

10 流体噴射装置
10a 流体噴射装置
20 流路
21 第1流路
22 第2流路
23 第3流路
25 屈曲部
26 流体流入部
27 流体流出部
28 上流側流路
29 下流側流路
31 第1流路壁部
32 第2流路壁部
35 リブ
35a 第1リブ
35b 第2リブ
35c 第3リブ
50 ガスタービンエンジン
51 空気供給装置
52 燃焼器
53 タービン
10 Fluid injection device 10a Fluid injection device 20 Flow path 21 First flow path 22 Second flow path 23 Third flow path 25 Bending part 26 Fluid inflow part 27 Fluid outflow part 28 Upstream side flow path 29 Downstream side flow path 31 First Flow path wall portion 32 Second flow path wall portion 35 Rib 35a First rib 35b Second rib 35c Third rib 50 Gas turbine engine 51 Air supply device 52 Combustor 53 Turbine

Claims (16)

少なくとも2つの流路を備える流体噴射装置であって、
前記少なくとも2つの流路は、
それぞれ独立して、流体が流入する端部から前記流体が流出する端部まで、前記流路の壁面は滑らかに接続されており、
前記流体が流入する端部では、並んで配置され、
前記流体が流出する端部では、一の流路が他の少なくとも一つの流路を取り囲むように設けられている流体噴射装置。
A fluid injection device having at least two channels.
The at least two channels
Independently, the wall surface of the flow path is smoothly connected from the end where the fluid flows in to the end where the fluid flows out.
At the end where the fluid flows in, they are arranged side by side.
A fluid injection device in which one flow path surrounds at least one other flow path at the end where the fluid flows out.
前記少なくとも2つの流路の各々は、屈曲部を有し、
前記一の流路は、少なくとも前記屈曲部において、上流側よりも断面径が大きく且つ他の少なくとも一つの流路を取り囲むように設けられている請求項1に記載の流体噴射装置。
Each of the at least two channels has a bend and
The fluid injection device according to claim 1, wherein the one flow path has a cross-sectional diameter larger than that on the upstream side and is provided so as to surround at least one other flow path at least in the bent portion.
前記少なくとも2つの流路は、第1流路及び第2流路を含み、
前記第1流路及び前記第2流路は、
前記屈曲部よりも上流側では、前記第1流路よりも前記第2流路の方が、前記流体が流出する端部に近接して配置され、
前記屈曲部では、前記第1流路の断面径が上流側より大きく且つ前記第1流路が前記第2流路を取り囲み、
前記屈曲部より下流側では、前記第1流路が前記第2流路を取り囲むように延在する請求項2に記載の流体噴射装置。
The at least two channels include a first channel and a second channel.
The first flow path and the second flow path are
On the upstream side of the bent portion, the second flow path is arranged closer to the end where the fluid flows out than the first flow path.
In the bent portion, the cross-sectional diameter of the first flow path is larger than that on the upstream side, and the first flow path surrounds the second flow path.
The fluid injection device according to claim 2, wherein on the downstream side of the bent portion, the first flow path extends so as to surround the second flow path.
前記少なくとも2つの流路は第1流路及び第2流路を含み、
前記第1流路及び前記第2流路は、
前記屈曲部よりも上流側では、前記第2流路よりも前記第1流路の方が、前記流体が流出する端部に近接して配置され、
前記屈曲部では、前記第1流路の断面径が上流側より大きく且つ前記第1流路が前記第2流路を取り囲み、
前記屈曲部より下流側では、前記第1流路が前記第2流路を取り囲むように延在する請求項2に記載の流体噴射装置。
The at least two channels include a first channel and a second channel.
The first flow path and the second flow path are
On the upstream side of the bent portion, the first flow path is arranged closer to the end where the fluid flows out than the second flow path.
In the bent portion, the cross-sectional diameter of the first flow path is larger than that on the upstream side, and the first flow path surrounds the second flow path.
The fluid injection device according to claim 2, wherein on the downstream side of the bent portion, the first flow path extends so as to surround the second flow path.
前記第1流路の断面は、少なくとも前記屈曲部より下流側において、線対称の形状を有する請求項3又は4に記載の流体噴射装置。 The fluid injection device according to claim 3 or 4, wherein the cross section of the first flow path has a line-symmetrical shape at least on the downstream side of the bent portion. 前記第1流路の断面は、少なくとも前記屈曲部より下流側において、円環状の形状を有する請求項5に記載の流体噴射装置。 The fluid injection device according to claim 5, wherein the cross section of the first flow path has an annular shape at least on the downstream side of the bent portion. 前記少なくとも2つの流路は、直線的に延在する第1流路及び第2流路を含む請求項1に記載の流体噴射装置。 The fluid injection device according to claim 1, wherein the at least two flow paths include a linearly extending first flow path and a second flow path. 前記第2流路を形成する壁部は、当該第2流路を形成する壁部よりも外側に配置される前記第1流路を形成する壁部に対し、保持部を介して接続される請求項3~7のいずれか一項に記載の流体噴射装置。 The wall portion forming the second flow path is connected to the wall portion forming the first flow path arranged outside the wall portion forming the second flow path via a holding portion. The fluid injection device according to any one of claims 3 to 7. 前記第2流路を形成する壁部は、2以上の前記保持部を介し、前記第1流路を形成する壁部に対して接続される請求項8に記載の流体噴射装置。 The fluid injection device according to claim 8, wherein the wall portion forming the second flow path is connected to the wall portion forming the first flow path via two or more holding portions. 前記2以上の保持部は、断面幅が相互に異なる複数の保持部を含む請求項9に記載の流体噴射装置。 The fluid injection device according to claim 9, wherein the two or more holding portions include a plurality of holding portions having different cross-sectional widths from each other. 前記保持部は、前記第2流路の断面幅よりも大きい断面幅を有する保持部を含む請求項8~10のいずれか一項に記載の流体噴射装置。 The fluid injection device according to any one of claims 8 to 10, wherein the holding portion includes a holding portion having a cross-sectional width larger than the cross-sectional width of the second flow path. 請求項1~11のいずれか一項に記載の流体噴射装置を備え、
前記流体噴射装置の前記少なくとも2つの流路には流体燃料が流されるガスタービンエンジン。
The fluid injection device according to any one of claims 1 to 11 is provided.
A gas turbine engine in which fluid fuel is flowed through at least two channels of the fluid injection device.
請求項1~11のいずれか一項に記載の流体噴射装置の三次元形状データを特定するステップと、
前記三次元形状データを複数のスライスデータに変換するステップと、
前記複数のスライスデータに基づいて積層造形法により前記流体噴射装置を造形するステップと、を含む流体噴射装置の製造方法。
The step of specifying the three-dimensional shape data of the fluid injection device according to any one of claims 1 to 11.
The step of converting the three-dimensional shape data into a plurality of slice data,
A method for manufacturing a fluid injection device, which comprises a step of modeling the fluid injection device by a layered manufacturing method based on the plurality of slice data.
前記積層造形法は、インコネル、コバルトクロム、ニッケル合金、チタン合金及びステンレスのうちの少なくとも1つの粉末を用いる請求項13に記載の流体噴射装置の製造方法。 The method for manufacturing a fluid injection device according to claim 13, wherein the laminated molding method uses at least one powder of Inconel, cobalt chrome, nickel alloy, titanium alloy and stainless steel. 前記粉末の平均粒子径は、20マイクロメートル以下である請求項14に記載の流体噴射装置の製造方法。 The method for manufacturing a fluid injection device according to claim 14, wherein the average particle size of the powder is 20 micrometers or less. 前記流体噴射装置が備える前記少なくとも2つの流路は、少なくとも一部において断面が変形する流路を含む請求項13~15のいずれか一項に記載の流体噴射装置の製造方法。 The method for manufacturing a fluid injection device according to any one of claims 13 to 15, wherein the at least two flow paths included in the fluid injection device include a flow path whose cross section is deformed at least in a part.
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