JP2012013007A - 超音速燃焼器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】空気が超音速で流れる空気流路15を備えた超音速燃焼器13において、空気流路15の途中に空気流路15の底面15aを窪ませて形成された保炎用キャビティ16と、保炎用キャビティ16内に着火燃料を噴射する着火燃料噴射器17と、着火燃料噴射器17から噴射された着火燃料を着火するスパークプラグ18と、保炎用キャビティ16の上流側で、空気流路15内に主燃料(炭化水素系燃料)を噴射する主燃料噴射器21とを備え構成とする。また、着火燃料噴射器17に代えて、個体燃料を保炎用キャビティ16に設置してもよい。
【選択図】図1
Description
なお、航空エンジンの超音速燃焼器が開示されている先行技術文献としては、次のものがある。
前記空気流路の途中に前記空気流路の底面を窪ませて形成された保炎用キャビティと、
前記保炎用キャビティ内に着火燃料を噴射する着火燃料噴射手段と、
前記着火燃料噴射手段から噴射された着火燃料を着火する着火燃料着火手段と、
前記保炎用キャビティの上流側で、前記空気流路内に前記主燃料を噴射する主燃料噴射手段とを備えたことを特徴する。
前記空気流路の途中に前記空気流路の底面を窪ませて形成された保炎用キャビティと、
前記保炎用キャビティ内に着火燃料として少なくとも1つ設けられた固体燃料と、
前記固体燃料を着火する着火燃料着火手段と、
前記保炎用キャビティの上流側で、前記空気流路内に前記主燃料を噴射する主燃料噴射手段とを備えたことを特徴する。
前記保炎用キャビティの下流側端面が、前記空気流路の空気流通方向に対して傾斜していることを特徴とする。
前記着火燃料噴射手段が、前記保炎用キャビティに設けられた少なくとも1つの着火燃料噴射器であることを特徴とする。
前記着火燃料噴射器が、前記保炎用キャビティの底面に複数配置されていることを特徴とする。
前記着火燃料噴射器が、前記保炎用キャビティの底面の中央部よりも上流側に設置されていることを特徴とする。
前記着火燃料噴射器が、前記保炎用キャビティの上流側端面に設置されていることを特徴とする。
前記着火燃料噴射器が、前記保炎用キャビティの上流側端面と、前記保炎用キャビティの底面とに設置されていることを特徴とする。
前記保炎用キャビティの底面に形成された凹部を有し、
前記着火燃料噴射器が、前記保炎用キャビティの底面と前記凹部の底面とに設置されていることを特徴とする。
前記着火燃料噴射器が、前記保炎用キャビティの底面に複数設置されており、
これら複数の着火燃料噴射器のうちの一部の着火燃料噴射器の噴射圧とその他の着火燃料噴射器の噴射圧とを異なる圧力に調整する噴射圧調整手段を備えたことを特徴とする。
図1(a)〜図1(c)に基づき、本発明の実施の形態例1に係る超音速燃焼器について説明する。
図2(a)及び図2(b)に基づき、本発明の実施の形態例2に係る超音速燃焼器について説明する。なお、上記実施の形態例1の超音速燃焼器13(図1(a)〜図1(c))と同様の部分には同一の符号を付し、重複する詳細な説明は省略する。
図3(a)及び図3(b)に基づき、本発明の実施の形態例3に係る超音速燃焼器について説明する。なお、上記実施の形態例1の超音速燃焼器13(図1(a)〜図1(c))と同様の部分には同一の符号を付し、重複する詳細な説明は省略する。
図4(a)及び図4(b)に基づき、本発明の実施の形態例4に係る超音速燃焼器について説明する。なお、上記実施の形態例1の超音速燃焼器13(図1(a)〜図1(c))と同様の部分には同一の符号を付し、重複する詳細な説明は省略する。
図5(a)及び図5(b)に基づき、本発明の実施の形態例5に係る超音速燃焼器について説明する。なお、上記実施の形態例1の超音速燃焼器13(図1(a)〜図1(c))と同様の部分には同一の符号を付し、重複する詳細な説明は省略する。
図6(a)及び図6(b)に基づき、本発明の実施の形態例6に係る超音速燃焼器について説明する。なお、上記実施の形態例1の超音速燃焼器13(図1(a)〜図1(c))と同様の部分には同一の符号を付し、重複する詳細な説明は省略する。
図7(a)〜図7(c)に基づき、本発明の実施の形態例7に係る超音速燃焼器について説明する。なお、上記実施の形態例1の超音速燃焼器13(図1(a)〜図1(c))と同様の部分には同一の符号を付し、重複する詳細な説明は省略する。
図8(a)〜図8(c)に基づき、本発明の実施の形態例8に係る超音速燃焼器について説明する。なお、上記実施の形態例1の超音速燃焼器13(図1(a)〜図1(c))と同様の部分には同一の符号を付し、重複する詳細な説明は省略する。
即ち、この場合には保炎用キャビティ16と、保炎用キャビティ16内に着火燃料として少なくとも1つ設けられた固体燃料と、前記固体燃料を着火するスパークプラグ18(着火燃料着火手段)と、保炎用キャビティ16の上流側で、空気流路15内に主燃料(炭化水素系燃料)を噴射する主燃料噴射器21(主燃料噴射手段)とを備えたことを特徴としたものになる。
従って、着火燃料噴射器17を用いた場合と同様の効果が得られる。即ち、主燃料噴射器21の設置位置(主燃料の噴射位置)の下流側に保炎用キャビティ16が設けられているため、保炎用キャビティ16で固体燃料(着火燃料)を燃焼させた後に主燃料を噴射させれば、空気流路15の空気流れとともに下流側に流れる主燃料に対して保炎用キャビティ16の開口部16fで固体燃料(着火燃料)の発熱量が供給(伝達)されることになり、また、主燃料の一部が保炎用キャビティ内に停滞し易い。このため、保炎用キャビティ16で燃焼している固体燃料(着火燃料)の発熱量が主燃料へ供給(伝達)され易く、固体燃料(着火燃料)による燃焼から主燃料による燃焼へスムーズに移行させることが可能である。従って、炭化水素系燃料を主燃料として用いても、着火及び保炎を確実に行うことができるため、着火燃料(水素+酸素)に要するタンクの容量や重量及びコストを低減することができる。
12 外気導入部
13 超音速燃焼器
14 拡大ノズル部
15 空気流路
15a 底面
16 保炎用キャビティ
16a 底面
16b 上流側端面
16c 下流側端面
16f 開口部
16g 凹部
16h 底面
17 着火燃料噴射器
17a 噴射口
17b ノズル
18 スパークプラグ
20 保炎域
21 主燃料噴射器
21a 噴射口
21b ノズル
31,41,51,61,71,81,91 超音速燃焼器
92,92a,92b,92c 水素供給ライン
93,93a,93b,93c 酸素供給ライン
94 水素タンク
95 酸素タンク
96a,96b,96c,97a,97b,97c 圧力調整弁
101 超音速燃焼器
102 空気流路
102a 底面
103 保炎用キャビティ
103a 底面
103b 上流側端面
103c 下流側端面
Claims (10)
- 空気が超音速で流れる空気流路を備えた超音速燃焼器において、
前記空気流路の途中に前記空気流路の底面を窪ませて形成された保炎用キャビティと、
前記保炎用キャビティ内に着火燃料を噴射する着火燃料噴射手段と、
前記着火燃料噴射手段から噴射された着火燃料を着火する着火燃料着火手段と、
前記保炎用キャビティの上流側で、前記空気流路内に前記主燃料を噴射する主燃料噴射手段とを備えたことを特徴する超音速燃焼器。 - 空気が超音速で流れる空気流路を備えた超音速燃焼器において、
前記空気流路の途中に前記空気流路の底面を窪ませて形成された保炎用キャビティと、
前記保炎用キャビティ内に着火燃料として少なくとも1つ設けられた個体燃料と、
前記個体燃料を着火する着火燃料着火手段と、
前記保炎用キャビティの上流側で、前記空気流路内に前記主燃料を噴射する主燃料噴射手段とを備えたことを特徴する超音速燃焼器。 - 請求項1又は2に記載の超音速燃焼器において、
前記保炎用キャビティの下流側端面が、前記空気流路の空気流通方向に対して傾斜していることを特徴とする超音速燃焼器。 - 請求項1に記載の超音速燃焼器において、
前記着火燃料噴射手段が、前記保炎用キャビティに設けられた少なくとも1つの着火燃料噴射器であることを特徴とする超音速燃焼器。 - 請求項4に記載の超音速燃焼器において、
前記着火燃料噴射器が、前記保炎用キャビティの底面に複数配置されていることを特徴とする超音速燃焼器。 - 請求項4に記載の超音速燃焼器において、
前記着火燃料噴射器は、前記保炎用キャビティの底面の中央部よりも上流側に設置されていることを特徴とする超音速燃焼器。 - 請求項4に記載の超音速燃焼器において、
前記着火燃料噴射器が、前記保炎用キャビティの上流側端面に設置されていることを特徴とする超音速燃焼器。 - 請求項4に記載の超音速燃焼器において、
前記着火燃料噴射器が、前記保炎用キャビティの上流側端面と、前記保炎用キャビティの底面とに設置されていることを特徴とする超音速燃焼器。 - 請求項4に記載の超音速燃焼器において、
前記保炎用キャビティの底面に形成された凹部を有し、
前記着火燃料噴射器が、前記保炎用キャビティの底面と前記凹部の底面とに設置されていることを特徴とする超音速燃焼器。 - 請求項4に記載の超音速燃焼器において、
前記着火燃料噴射器が、前記保炎用キャビティの底面に複数設置されており、
これら複数の着火燃料噴射器のうちの一部の着火燃料噴射器の噴射圧とその他の着火燃料噴射器の噴射圧とを異なる圧力に調整する噴射圧調整手段を備えたことを特徴とする超音速燃焼器。
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