JP2598875B2 - 小形ジェットエンジンの液体燃料噴霧装置 - Google Patents

小形ジェットエンジンの液体燃料噴霧装置

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/36—Details, e.g. burner cooling means, noise reduction means
    • F23D11/38—Nozzles; Cleaning devices therefor
    • F23D11/383—Nozzles; Cleaning devices therefor with swirl means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply

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  • Combustion & Propulsion (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nozzles For Spraying Of Liquid Fuel (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、特に模型飛行機用、教
材用に使用される原理及び構造が実用の航空機用と同様
な小形ジェットエンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】かかる小形ジェットエンジンは公知であ
る（例えばフランス特許８８１１７６６号）。
【０００３】これを図４及び図５を参照して説明する。
【０００４】全体を符号Ｅ１で示す小形ジェットエンジ
ンには、前方から順に空気取入部１、圧縮機部３、燃焼
部８、タービン部２１及びジェットノズル部２３が設け
られている。
【０００５】前記空気取入部１は、後方に縮径するコー
ン状部２で形成されている。
【０００６】前記圧縮機部３のケーシング４の内部に
は、後記輻流タービン２２及び回転軸１５で回転される
遠心圧縮機５と、ケーシング４と共に空気通路６を画成
するガイドリング７とが設けられており、そのガイドリ
ング７は、円周配分の例えば８個の取付部７ａ及びボル
ト７０によりケーシング４に取付けられている。
【０００７】前記燃焼部８のケーシング９の内部には、
ケーシング９と共に二重円筒状の空気通路１０を画成す
る外側燃焼筒１１と、外側燃焼筒１１と共に二重円筒状
の１次燃焼室１２及び２次燃焼室１３を画成する内側燃
焼筒１４とが設けられている。また、内側燃焼筒１４の
内部には、回転軸１５が軸受ケース１６Ａに前後の軸受
１７ａ、１７ｂを介して高速回転自在に支持されてい
る。この軸受ケース１６Ａは、例えば３本のボルト７１
でガイドリング７に固設され、そのガイドリング７と回
転軸１５との間には、オイルシール７２が介装されてい
る。なお、外側燃焼筒１１には、空気通路１０の空気を
１次、２次燃焼室１２、１３に導く複数の空気導管１９
と図示しない複数の空気導孔とが設けられ、２次燃焼室
１３には、案内翼２０が設けられている。また、図中の
符号１８は後方の軸受１７ｂにプレロードを付与するコ
イルスプリングである。
【０００８】前記タービン部２１には、２次燃焼室１３
の燃焼室ガスで駆動される輻流タービン２２が設けら
れ、回転軸１５により遠心圧縮機５に連結されている。
【０００９】前記ジェットノズル部２３は、後方に拡径
するコーン状の前部筒２４と、その前部筒２４に嵌着さ
れ後方に縮径するコーン状の後部筒２５とからなり、両
筒２４、２５の嵌着部には、環状の燃料加熱部２６が形
成されている。
【００１０】他方、液化プロパンガスを貯留する燃料タ
ンク２７が設けられ、遮断弁２８、燃料チューブ２９
ａ、２９ｂ、燃料加熱部２６及び燃料チューブ２９ｃを
介して燃料調整ニードル弁３０に接続されている。そし
て、この燃料調整ニードル弁３０は、燃料供給パイプ３
１を介し軸受ケース１６Ａ内に形成された環状通路３１
ａを介し１次燃焼室１２の内側燃焼筒１４の前部に開口
する複数の燃料噴出孔３２に接続されている。
【００１１】その燃料噴出孔３２は、環状通路３１ａか
ら円周等配に放射状に設けられたストレート孔で形成さ
れている。
【００１２】このように構成され、空気取入部１から導
かれた空気は、遠心圧縮機５で圧縮され空気通路１０か
ら１次燃焼室１２に導かれる。
【００１３】他方、遮断弁２８を開くと、燃料タンク２
７のプロパンガスは、蒸気圧により燃料チューブ２９
ａ、２９ｂを経て燃料加熱部２６で気化が促進され、燃
料チューブ２９ｃ、燃料調整ニードル弁３０、燃料供給
パイプ３１及び燃料通路３１ａを介して燃料噴出孔３２
から１次燃焼室１２に噴出される。
【００１４】１次燃焼室１２において、プロパンガスは
空気と混合されて燃焼し、更に、２次燃焼室１３で燃焼
が促進され、高温、高圧のガスとなって輻流タービン２
２を駆動し、遠心圧縮機５を回転させる。そして、ター
ビン２２を駆動後の多量の余剰ガスは、ジェットノズル
部２３より後方に噴出して推力を発生させる。
【００１５】
【考案が解決しようとする課題】従来の小形ジェットエ
ンジンＥ１は、プロパンガスを燃料としているので、安
全保証の点で好ましくない。
【００１６】これに対し液体燃料（例えば現在航空機用
ジェットエンジンに使用されているジェット燃料ＪＰ−
４）を使用するのが好ましい。しかし、液体燃料を小形
ジェットエンジンＥ１の小さい燃焼室１２、１３で空気
と混合して燃焼させるのは極めて難しい。
【００１７】本発明は、液体燃料を小さい燃焼室で好適
に燃焼させることができる小形ジェットエンジンの液体
燃料噴霧装置を提供することを目的としている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、環状の
液体燃料供給通路と、該液体燃料供給通路から半径方向
外方に向けて円周等配に形成された複数の放射状孔と、
該放射状孔に密嵌され周面にスパライル状溝が刻設され
た旋回誘導金具と、該旋回誘導金具に連続して前記放射
状孔に密嵌され半径方向外方に縮径するコーン状孔及び
該コーン状孔に連続するストレート孔が形成された燃料
誘導金具と、該燃料誘導金具に外接され前記ストレート
孔に連続する噴霧孔及び該噴霧孔に連続する半球面状凹
部が形成された外側リングとを設けている。
【００１９】
【作用】上記のように構成された小形ジェットエンジン
の液体燃料噴霧装置において、圧送された液体燃料は、
旋回誘導金具のスパイラル状溝で旋回力が付与され燃料
誘導金具のコーン状孔で旋回力が強められ、ストレート
孔を経て外側リングの噴霧孔で圧縮され半球面状凹部で
急激に拡散される際に、微粒化されてコーン状に燃焼室
に噴射される。その結果、燃焼室において空気と充分に
混合されて好適な燃焼が行われる。
【００２０】
【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。
【００２１】なお、これらの図面において、図４及び図
５に対応する部分については、同じ符号を付して重複説
明を省略する。
【００２２】図１ないし図３において、小形ジェットエ
ンジンＥの軸受ケース１６には、燃料供給パイプ４０に
接続され、軸受１７ａ側に延びる半径方向通路４０ａ及
び軸方向通路４０ｂと、その通路４０ａに連続する環状
通路４０ｃ（図２参照）とが形成されている。
【００２３】この環状通路４０ｃから半径方向外方に向
けて複数（例えば１０個）の放射状孔４１が円周等配に
形成されている。この放射状孔４１には、旋回誘導金具
４２と燃料誘導金具４４とから連続して密嵌され、半径
方向外方は、軸受ケース１６側から１次燃焼室１２側に
延びる外側抜け止めリング４７で係止され、半径方向内
方は、内側抜け止めリング５０で係止されている。
【００２４】前記旋回誘導金具４２の周面には、スパラ
イル状溝４３が刻設されている。
【００２５】前記燃料誘導金具４４には、半径方向外方
に縮径するコーン状孔４５と、そのコーン状孔４５に連
続するストレート孔４６とが形成されている。
【００２６】前記外側抜け止めリング４７には、ストレ
ート孔４６に連続する噴霧孔４８と、その噴霧孔４８に
連続する半球面状凹部４９とが形成されている。
【００２７】他方、燃料調整ニードル弁５１には、液体
燃料チューブ５２を介して遮断弁５３の出口側が接続さ
れている。この遮断弁５３の入口側には、口金５４を介
して全体を符号５５で示す液体燃料タンクが固設されて
いる。
【００２８】その液体燃料タンク５５のタンク本体５６
の内部には、例えばゴム又は樹脂材等の可撓性材で形成
された袋体いわゆるブラダー５７が収められ、本体５６
及びブラダー５７は、口金５４に嵌着されており、ブラ
ダー５７の内部はチューブ５２に連通されている。その
ブラダー５７の内部には、液体燃料（例えばジェット燃
料ＪＰ−４）Ｆが充填されている。そして、タンク本体
５６とブラダー５７との間には、空室５８が画成され、
この空室５８は、連通管５９と遮断弁６０とを介して遮
断弁６０に不活性ガスである例えば炭酸ガスボンベ６１
に着脱自在に接続されている。なお、炭酸ガスボンベ６
１には、８気圧の炭酸ガスが充填されている。
【００２９】次に、作用について説明する。
【００３０】運転に際し、遮断弁６０、５３を開くと、
炭酸ガスが空室５８に流入しブラダー５７を収縮して液
体燃料Ｆをチューブ５２、ニードル弁５１から軸方向通
路４０ａに圧送する。その燃料Ｆは環状通路４０ｃから
スパイラル状溝４３に流れて旋回力が付与され、コーン
状孔４５で旋回力が強められる。そして、ストレート孔
４６を経て噴霧孔４８で圧縮され、半球面状凹部４９で
急激に拡散される際に、微粒化されてコーン状の噴霧Ｍ
となって１次燃焼室１２に噴射される。したがって、１
次燃焼室１２において主として軸方向に流れる空気と充
分に混合され、好適な燃焼が行われる。
【００３１】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、液体燃料を小形ジェットエンジンの小さい
燃焼室で好適に燃焼させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す小形ジェットエンジン
の半部を断面で示した側面図。
【図２】放射状孔回りを示す側断面図。
【図３】図２のＡ−Ａ線矢視断面図。
【図４】従来の小形ジェットエンジンを示す図１に相当
する図面。
【図５】図４の燃料噴出口回りを示す側断面図。
【符号の説明】
Ｅ、Ｅ１・・・小形ジェットエンジン Ｆ・・・液体燃料 Ｍ・・・コーン状の噴霧 １・・・空気取入部 ２・・・コーン状部 ３・・・圧縮機部 ４・・・ケーシング ５・・・遠心圧縮機 ６・・・空気通路 ７・・・ガイドリング ７ａ・・・取付部 ８・・・燃焼部 ９・・・ケーシング １０・・・空気通路 １１・・・外側燃焼筒 １２・・・１次燃焼室 １３・・・２次燃焼室 １４・・・内側燃焼筒 １５・・・回転軸 １６、１６Ａ・・・軸受ケース １７ａ、１７ｂ・・・軸受 １８・・・コイルスプリング １９・・・空気導管 ２０・・・案内翼 ２１・・・タービン部 ２２・・・輻流タービン ２３・・・ノズルジェット部 ２４・・・前部筒 ２５・・・後部筒 ２６・・・燃料加熱部 ２７・・・燃料タンク ２８、５３、６０・・・遮断弁 ２９ａ〜２９ｃ・・・燃料チューブ ３０、５１・・・燃料調整ニードル弁 ３１・・・燃料供給パイプ ３１ａ・・・環状通路 ３２・・・燃料噴出孔 ４０ａ・・・半径方向通路 ４０ｂ・・・軸方向通路 ４０ｃ・・・環状通路 ４１・・・放射状孔 ４２・・・旋回誘導金具 ４３・・・スパライル状溝 ４４・・・燃料誘導金具 ４５・・・コーン状孔 ４６・・・ストレート孔 ４７・・・外側抜け止めリング ４８・・・噴霧孔 ４９・・・半球面状凹部 ５０・・・内側抜け止めリング ５２・・・液体燃料チューブ ５４・・・口金 ５５・・・液体燃料タンク ５６・・・タンク本体 ５７・・・ブラダー ５８・・・空室 ５９・・・連通管 ６１・・・炭酸ガスボンベ ７０、７１・・・ボルト ７２・・・オイルシール

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 環状の液体燃料供給通路と、該液体燃料
    供給通路から半径方向外方に向けて円周等配に形成され
    た複数の放射状孔と、該放射状孔に密嵌され周面にスパ
    ライル状溝が刻設された旋回誘導金具と、該旋回誘導金
    具に連続して前記放射状孔に密嵌され半径方向外方に縮
    径するコーン状孔及び該コーン状孔に連続するストレー
    ト孔が形成された燃料誘導金具と、該燃料誘導金具に外
    接され前記ストレート孔に連続する噴霧孔及び該噴霧孔
    に連続する半球面状凹部が形成された外側リングとを設
    けたことを特徴とする小形ジェットエンジンの液体燃料
    噴霧装置。
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