JP3084988B2 - ラム燃焼器 - Google Patents
ラム燃焼器Info
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- JP3084988B2 JP3084988B2 JP04339315A JP33931592A JP3084988B2 JP 3084988 B2 JP3084988 B2 JP 3084988B2 JP 04339315 A JP04339315 A JP 04339315A JP 33931592 A JP33931592 A JP 33931592A JP 3084988 B2 JP3084988 B2 JP 3084988B2
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- combustion
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- Pressure-Spray And Ultrasonic-Wave- Spray Burners (AREA)
Description
のである。
巡航する機体に使用するエンジンとして、ラムジェット
エンジンの開発が行われている。該ラムジェットエンジ
ンは、ガスタービンエンジンのように空気圧縮機を持た
ず、空気の圧縮は、該空気がエンジン内に高速で流入す
る際のラム圧力で賄うようになっている。したがって、
圧縮機を駆動するタービンも不要で、構造が極めて簡単
であり、しかも、流入空気の速度が高まるほど、すなわ
ち、機体の航行速度が高くなるほど、その燃焼効率を向
上することができるので、将来の超音速航空機用エンジ
ンとして研究が進められている。
ラム燃焼器としては、図3に示す構造のものが提案され
ている。このラム燃焼器1は、円筒状の燃焼器ダクト2
内に、径寸法の異なる中空円環状の燃料ノズル3を複数
(図3に示す例では2個)半径方向に間隔を空けて同心
に配設するとともに、各燃料ノズル3の下流位置に間隔
を空けて該燃料ノズル3と略同径の環状のフレームホル
ダ4(保炎器)をそれぞれ配設し、該フレームホルダ4
の近傍に燃焼器ダクト2の内面に突出状態の点火栓5を
配することにより構成されている。これら燃料ノズル3
およびフレームホルダ4は、それぞれ燃焼器ダクト2の
内面に片持ち梁状に形成され周方向に複数配設される支
持梁6に支持されている。
する複数の噴出孔3aが設けられており、燃焼器ダクト
2の外部に配される燃料供給源(図示略)から供給され
る燃料を該噴出孔3aから燃焼器ダクト2内に噴出する
ようになっている。また、前記フレームホルダ4は、そ
の横断面が下流に向かって開口するV字状に形成されて
おり、その後流に気流の乱れを発生させるようになって
いる。
と、機体が超音速巡航状態にあるときには、燃焼ノズル
3から噴射された燃料が燃焼器ダクト2内に取り込まれ
た気流Gに乗って下流方向に流されるとともに、フレー
ムホルダ4の後流において、該気流G内に攪拌される。
特に、機体が高超音速で飛行しているときには、燃焼器
ダクト2に取り込まれる気流Gは、ラム圧力を利用する
ことによって、高温かつ低速状態に圧縮されているた
め、点火栓5の作動によって点火され易く、しかも、フ
レームホルダ4の後流において燃焼状態を維持すること
ができ、高い燃焼効率を得ることができるという利点を
有する。
航行速度が低超音速の状態であると、燃焼器ダクト2内
の気流Gが十分に圧縮されず、高速状態とされるため、
点火栓5の作動によっても点火が実施され難く、また、
フレームホルダ4の後流における燃焼状態も保持され難
い状態となるという不都合がある。したがって、低超音
速飛行時における燃焼効率が低下して、燃費が悪化する
という問題点があった。
ものであって、広い速度範囲に亘って、燃焼器ダクト内
の良好な燃焼状態を達成するラム燃焼器を提供すること
を目的としている。
に、本発明は、円筒状の燃焼器ダクトの内部に、周方向
に間隔を空けて複数配設され燃焼器ダクト内に形成され
る気流の一部を取り入れるための複数の空気取入口を備
えた燃焼室と、該燃焼室の間隔位置に配置され隣接する
燃焼室を連通する伝播管と、各燃焼室内部に燃料をそれ
ぞれ噴射する燃焼室用燃料ノズルと、該燃焼器用燃料ノ
ズルの下流位置に配される燃焼室用点火栓と、各燃焼室
の外面に斜め後方に向かってそれぞれ配される梁状の保
炎器と、該保炎器の上流位置に配され下流のそれぞれの
保炎器に向けて燃料を噴射する中空円環状の保炎器用燃
料ノズルとを設けてなるラム燃焼器を提案している。
ダクト内に形成されている気流の一部を複数の空気取入
口から取り入れることにより、燃焼器ダクト内の気流が
高流速であっても、該燃焼室内には、低流速の気流が形
成される。そして、燃焼室用燃料ノズルからそれぞれ燃
料を供給して該気流に混合させ燃焼室用点火栓によって
点火させることにより、燃焼室内における燃焼が実施さ
れる。燃焼室には、その内部空間を連通する伝播管が配
設されているので、隣接する燃焼室内に火炎が伝播さ
れ、混合気の十分な燃焼が行われるとともに、燃焼室用
点火栓の数を減少させることが可能となる。また、機体
の航行速度が高超音速となったときには、燃焼器ダクト
内の気流が十分高温かつ低速度状態とされるので、燃焼
室の外面に設けられた保炎器に向けて保炎器用燃料ノズ
ルから燃料をそれぞれ噴出することにより、保炎器の後
流において燃焼状態が保持されることになる。
ついて、図1および図2を参照して説明する。これら各
図において、符号10はラム燃焼器、11は燃焼器ダク
ト、12は燃焼室、13は燃料ノズル(燃焼器用燃料ノ
ズル)、14は点火栓(燃焼器用点火栓)、15は伝播
管、16は保炎器、17は燃料ノズル(保炎器用燃料ノ
ズル)、18は点火栓である。
焼器ダクト11内に、該燃焼器ダクト11の内面に対し
て半径方向に間隔を空けかつ周方向に相互に間隔をおい
て配設される複数の燃焼室12を有している。該燃焼室
12は、燃焼器ダクト11より十分に小さい径寸法を有
し燃焼器ダクト11の長手方向に沿って配される円筒状
のライナ12aの上流端に、該上流端を閉塞状態とする
半球状のキャップ12bを設けてなる。該キャップ12
bには、複数の空気取入口12cが配設されており、燃
焼器ダクト11内に形成される気流Gの一部を取り入れ
ることができるようになっている。また、キャップ12
bの前端部には、燃焼器ダクト11の外部に配される燃
料供給源(図示略)から供給される燃料を燃焼室12内
に噴出する燃料ノズル13(燃焼室用燃料ノズル)が連
通状態に配設されている。さらに、該燃焼室12の側壁
であるライナ12aには、該ライナ12aを貫通して燃
焼室12内部に先端を突出状態に配される点火栓14
(燃焼室用点火栓)が設けられている。
12との間に配される伝播管15によって数珠つなぎに
連結されている。該伝播管15は、隣接する燃焼室12
の内部空間を連通する管状部材であって、一の燃焼室1
2で発生させられた火炎を該燃焼室12に隣接する燃焼
室12へ伝播させる役割を有している。
の保炎器16が配設されている。該保炎器16は、V字
状断面を有する部材であって、その頂点を上流側に向
け、かつ、その先端を燃焼器ダクト11の半径方向内方
および半径方向外方に向けて、それぞれ片持ち梁状に形
成されている。また、燃焼室12の半径方向外方にあっ
ては、燃焼室12外面に取り付けられる保炎器16の周
方向間隔が広くなるため、前記伝播管15の外面にも保
炎器16を配設し、燃焼室12の半径方向外方における
保炎器16の相互間隔を小さくするように配慮されてい
る。
燃料ノズル17(保炎器用燃料ノズル)が配設されてい
る。該燃料ノズル17は、同心円状に形成される2個の
円環状部材であって、その下流側側面に複数の燃料噴出
孔17aを有しており、前記燃焼室12の半径方向内方
および外方に配される保炎器16の列の上流にそれぞれ
配置されて、該保炎器16に向けて燃料を噴出するよう
になっている。また、保炎器16には、該燃料ノズル1
7から噴出される燃料と燃焼器ダクト11を流通する空
気とを混合した気流Gに点火する点火栓18が配設され
ている。
動様式について、以下に説明する。機体の航行速度がマ
ッハ数2程度の低超音速状態である場合には、燃焼器ダ
クト11内に取り入れられる空気の圧縮が十分に行われ
ないために高速の気流Gが発生している。この気流G内
に配される燃焼室12内には、該燃焼室12の上流端に
設けられた空気取入口12cから気流Gの一部の空気が
取り入れられ、燃焼器ダクト11内の気流Gよりも低速
で、かつ、攪拌された気流Gが発生されている。
3から各燃焼室12内のみに燃料を噴射して、燃焼室1
2内に発生している攪拌された気流G内に燃料を混合
し、該燃焼室12に配設された点火栓14を作動させる
ことにより、燃焼室12内において火炎を発生させる。
このようにして発生させられた火炎は、燃焼器ダクト1
1を流通する気流Gによって消されることなく、燃焼室
12内において安定して燃焼し続けることができるの
で、低超音速状態における燃焼効率を向上させることが
できることになる。
られた火炎は、伝播管15を通じて隣接する燃焼室12
内に燃え移り、該隣接する燃焼室12内の混合気体に点
火されることになる。これにより、全ての燃焼室12に
点火栓14を設ける必要がなく、かつ、良好な燃焼状態
を維持することができる。
数5程度の高超音速状態となった場合には、前記燃焼室
12内への燃料の供給を停止し、これに代えて、燃料ノ
ズル17から燃料を噴出する。この場合にあって、機体
の航行速度が十分に高いため、燃焼器ダクト11内に流
入する空気はラム圧力によって十分に圧縮され、高温か
つ低速状態となっている。このため、該燃焼器ダクト1
1内の各燃焼室12の外面に配設された保炎器16の下
流位置においては、該保炎器16によって十分に攪乱さ
れた後流域が形成されており、点火栓18の作動によっ
て発生させられる火炎が該後流域において燃焼状態に保
持されることになる。
よれば、機体の航行速度が低く、燃焼器ダクト11内に
取り入れられる空気が十分に圧縮されない状態、すなわ
ち、気流Gが高速状態にある場合には、該気流Gの一部
を取り入れる燃焼室12において火炎を燃焼状態に保持
することにより、燃焼効率を向上させることができる。
また、機体の航行速度が高く、燃焼器ダクト11に取り
入れられる空気が十分に圧縮されている状態、すなわ
ち、気流Gが低速かつ高温状態の場合には、該気流Gを
そのまま利用して保炎器16の後流に火炎の燃焼状態を
維持することができる。そして、このように、機体の航
行速度に応じて、燃焼状態を切り替えることにより、広
い航行速度範囲において良好な燃焼状態を実現すること
ができ、燃焼効率の向上による燃費の低減を図ることが
できるという効果を奏するものである。また、燃焼器ダ
クト11内に、該燃焼器ダクト11よりも十分に径寸法
の小さい燃焼室12を複数配設するようにしたことによ
り、該燃焼器ダクト11内の圧力損失の増大を回避する
ことができる。
は、以下の技術を採用することができる。 燃焼室12のキャップ12bに空気取入口12cを
設けることとしたが、これとともに、旋回羽根を設け燃
焼室12内に旋回流を発生させること。 燃焼室12における燃焼と、該燃焼室12の外部に
おける燃焼とを切り替えて実施することとしたが、これ
に代えて、両方同時に燃焼させる遷移的な状態をその切
り替えの途中に実施すること。 上記方法により、燃焼室12外部における燃焼に使
用する点火栓18を省略すること。 燃焼室12の数を任意に設定すること。 保炎器16をV字状断面の梁としたが、これに代え
て、その後流において気流を攪乱することができる任意
の断面形状とすること。
燃焼器は、燃焼器ダクトの内部に、周方向に間隔を空け
て複数配設され複数の空気取入口を備えた燃焼室と、そ
の間隔位置に配置され隣接する燃焼室の内部空間を連通
する伝播管と、燃焼室用燃料ノズルと、その下流位置に
配される燃焼室用点火栓と、燃焼室の外面から燃焼器ダ
クトの半径方向に斜め後方に向かってそれぞれ配される
梁状の保炎器と、その上流位置に配され下流のそれぞれ
の保炎器に向けて燃料を噴射する保炎器用燃料ノズルと
を設けてなるので、以下の効果を奏する。 燃焼器ダ
クト内の気流が高速である場合に、その一部を取り込む
燃焼室内において燃焼を実施することにより、低航行速
度において良好な燃焼状態を実現することができる。
燃焼器ダクト内の気流が低速である場合に、燃焼室外
部に配した保炎器の後流において燃焼状態を保持するこ
とにより、高い航行速度によって発生しているラム圧力
を利用して燃焼効率を向上することができる。 上記
燃焼状態を適宜切り替えることにより、広い航行速度範
囲に亘って燃焼効率を向上し、燃費の低減を図ることが
できる。
図である。
縦断面図である。
である。
Claims (1)
- 【請求項1】 円筒状の燃焼器ダクトの内部に、周方向
に間隔を空けて複数配設され燃焼器ダクト内に形成され
る気流の一部を取り入れるための複数の空気取入口を備
えた燃焼室と、該燃焼室の間隔位置に配置され隣接する
燃焼室を連通する伝播管と、各燃焼室内部に燃料をそれ
ぞれ噴射する燃焼室用燃料ノズルと、該燃焼器用燃料ノ
ズルの下流位置に配される燃焼室用点火栓と、各燃焼室
の外面に斜め後方に向かってそれぞれ配される梁状の保
炎器と、該保炎器の上流位置に配され下流のそれぞれの
保炎器に向けて燃料を噴射する中空円環状の保炎器用燃
料ノズルとを設けてなることを特徴とするラム燃焼器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04339315A JP3084988B2 (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | ラム燃焼器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04339315A JP3084988B2 (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | ラム燃焼器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06185412A JPH06185412A (ja) | 1994-07-05 |
JP3084988B2 true JP3084988B2 (ja) | 2000-09-04 |
Family
ID=18326297
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04339315A Expired - Lifetime JP3084988B2 (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | ラム燃焼器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3084988B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1194566C (zh) * | 2002-11-13 | 2005-03-23 | 大唐移动通信设备有限公司 | 一种组建时分双工的自组织移动通信***的方法 |
-
1992
- 1992-12-18 JP JP04339315A patent/JP3084988B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06185412A (ja) | 1994-07-05 |
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