JP3160358B2 - 煙道未燃ガス処理設備 - Google Patents
煙道未燃ガス処理設備Info
- Publication number
- JP3160358B2 JP3160358B2 JP10117292A JP10117292A JP3160358B2 JP 3160358 B2 JP3160358 B2 JP 3160358B2 JP 10117292 A JP10117292 A JP 10117292A JP 10117292 A JP10117292 A JP 10117292A JP 3160358 B2 JP3160358 B2 JP 3160358B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flue
- gas
- unburned
- unburned gas
- combustion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F41—WEAPONS
- F41F—APPARATUS FOR LAUNCHING PROJECTILES OR MISSILES FROM BARRELS, e.g. CANNONS; LAUNCHERS FOR ROCKETS OR TORPEDOES; HARPOON GUNS
- F41F3/00—Rocket or torpedo launchers
- F41F3/04—Rocket or torpedo launchers for rockets
- F41F3/0413—Means for exhaust gas disposal, e.g. exhaust deflectors, gas evacuation systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ロケット打ち上げ設
備、詳しくはロケットの噴射する未燃ガスの処理手段を
備えた煙道未燃ガス処理設備に関する。
備、詳しくはロケットの噴射する未燃ガスの処理手段を
備えた煙道未燃ガス処理設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】地上のロケット打ち上げ設備からロケッ
トを打ち上げる際、ロケットエンジンから未燃ガス（水
素）を含む多量のガスが下方に噴射される。これらガス
のうち、未燃ガスは大気中の空気（酸素）と混合して爆
燃等を起す危険があり、速かに処理する必要がある。
トを打ち上げる際、ロケットエンジンから未燃ガス（水
素）を含む多量のガスが下方に噴射される。これらガス
のうち、未燃ガスは大気中の空気（酸素）と混合して爆
燃等を起す危険があり、速かに処理する必要がある。
【０００３】従来、この処理方式には煙道内燃焼方式と
水蒸気噴射方式の二つの方式があった。
水蒸気噴射方式の二つの方式があった。
【０００４】図２は煙道内燃焼方式の模式的側断面図を
示すもので、ロケット本体を省略して示すエンジンノズ
ル１の下方には地面下に煙道３が設けられ、エンジンノ
ズル１の排出した燃焼ガスをエンジンノズル１の位置か
ら離れた位置へ導いて大気中へ排出するよう構成されて
おり、煙道３の適所には未燃ガスに着火するための点火
トーチ２が複数設けられ、エンジンノズル１から噴射さ
れたガスのうちの未燃ガス即ち未燃水素４に着火して連
続的に燃焼させ処理するものである。
示すもので、ロケット本体を省略して示すエンジンノズ
ル１の下方には地面下に煙道３が設けられ、エンジンノ
ズル１の排出した燃焼ガスをエンジンノズル１の位置か
ら離れた位置へ導いて大気中へ排出するよう構成されて
おり、煙道３の適所には未燃ガスに着火するための点火
トーチ２が複数設けられ、エンジンノズル１から噴射さ
れたガスのうちの未燃ガス即ち未燃水素４に着火して連
続的に燃焼させ処理するものである。
【０００５】図３は水蒸気噴射方式の模式的側断面図を
示すもので、エンジンノズル１より排出された未燃水素
４は煙道３の入口で水蒸気ノズル５により水蒸気あるい
は飽和水を噴射され、着火、燃焼を生じない水蒸気濃度
に高められる。因みに水素は水蒸気濃度５５％以上では
着火、燃焼しない。
示すもので、エンジンノズル１より排出された未燃水素
４は煙道３の入口で水蒸気ノズル５により水蒸気あるい
は飽和水を噴射され、着火、燃焼を生じない水蒸気濃度
に高められる。因みに水素は水蒸気濃度５５％以上では
着火、燃焼しない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の未燃ガスの
処理方式には解決すべき次の課題があった。
処理方式には解決すべき次の課題があった。
【０００７】即ち、煙道内燃焼方式では未燃ガスの放出
量が増加すると酸素の不足により、燃焼が維持できなく
なり、処理不能となることや燃焼時の膨脹により高温の
燃焼ガスが煙道出口にスムーズに排気されずに機体側に
逆流すること等の問題があった。
量が増加すると酸素の不足により、燃焼が維持できなく
なり、処理不能となることや燃焼時の膨脹により高温の
燃焼ガスが煙道出口にスムーズに排気されずに機体側に
逆流すること等の問題があった。
【０００８】また、水蒸気噴射方式では水配管、ボイラ
等の設備が大規模となることや通常の打ち上げ準備の他
に、水蒸気系統の準備が必要となりスケジュールに影響
を与える可能性が大きいこと等の問題があった。
等の設備が大規模となることや通常の打ち上げ準備の他
に、水蒸気系統の準備が必要となりスケジュールに影響
を与える可能性が大きいこと等の問題があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題の解決
手段として、エンジンノズルから未燃ガスと共に下方に
噴射される燃焼ガスを噴射位置から離隔した他場所へ誘
導排出する煙道を備えたロケット打ち上げ用の煙道未燃
ガス処理設備において、上記未燃ガスが噴射される煙道
入口近傍に設けられ、上記未燃ガスを火炎で点火する点
火トーチと、前記煙道入口近傍に設けられ、点火した上
記未燃ガスの燃焼維持に必要な大気を煙道内にむかって
随伴させるガスを噴射する噴射ノズルとを具備してなる
ことを特徴とする煙道未燃ガス処理設備を提供しようと
するものである。
手段として、エンジンノズルから未燃ガスと共に下方に
噴射される燃焼ガスを噴射位置から離隔した他場所へ誘
導排出する煙道を備えたロケット打ち上げ用の煙道未燃
ガス処理設備において、上記未燃ガスが噴射される煙道
入口近傍に設けられ、上記未燃ガスを火炎で点火する点
火トーチと、前記煙道入口近傍に設けられ、点火した上
記未燃ガスの燃焼維持に必要な大気を煙道内にむかって
随伴させるガスを噴射する噴射ノズルとを具備してなる
ことを特徴とする煙道未燃ガス処理設備を提供しようと
するものである。
【００１０】
【作用】本発明は上記のように構成されるので次の作用
を有する。
を有する。
【００１１】即ち、煙道入口近傍に点火トーチを備える
ので、エンジンノズルの噴射した未燃ガスを確実に着火
燃焼させて未燃ガスの空気との混合比が爆発限界に達す
るのを防止する。
ので、エンジンノズルの噴射した未燃ガスを確実に着火
燃焼させて未燃ガスの空気との混合比が爆発限界に達す
るのを防止する。
【００１２】また、煙道入口に煙道内にむかってガスの
噴射ノズルを設けるのでこれからたとえばGN2等を噴射
すれば大気が煙道内に随伴され、未燃ガスの燃焼を維持
する。これにより未燃ガスが煙道内で酸欠となって燃焼
をストップし、煙道出口へ排気されたとき、再び大気と
混合して爆発を引起す危険がなくなる。
噴射ノズルを設けるのでこれからたとえばGN2等を噴射
すれば大気が煙道内に随伴され、未燃ガスの燃焼を維持
する。これにより未燃ガスが煙道内で酸欠となって燃焼
をストップし、煙道出口へ排気されたとき、再び大気と
混合して爆発を引起す危険がなくなる。
【００１３】また、噴射ノズルのガス噴射による噴流に
より、燃焼ガスをスムーズにエンジンノズルから離隔し
た場所に設けられた煙道出口に排気するために必要な運
動量を付加する。煙道内には未燃ガスの燃焼維持に必要
とする大気が充分に供給され、未燃ガスの完全燃焼が促
進されるとともに、エンジンノズル周辺の未燃ガス、着
火した火炎、若しくは燃焼ガスをエンジンノズルの近傍
から速やかに排除できるので安全性を高めることが出来
る。
より、燃焼ガスをスムーズにエンジンノズルから離隔し
た場所に設けられた煙道出口に排気するために必要な運
動量を付加する。煙道内には未燃ガスの燃焼維持に必要
とする大気が充分に供給され、未燃ガスの完全燃焼が促
進されるとともに、エンジンノズル周辺の未燃ガス、着
火した火炎、若しくは燃焼ガスをエンジンノズルの近傍
から速やかに排除できるので安全性を高めることが出来
る。
【００１４】
【実施例】本発明の一実施例を図１により説明する。な
お、従来例と同様の構成部材には同符号を付し、説明を
省略する。
お、従来例と同様の構成部材には同符号を付し、説明を
省略する。
【００１５】図１において、点火トーチ２はエンジンノ
ズル１の上下方向の中心線に対し、下方にむかって３０
°の姿勢を保ち対向して２個設けられている。その能力
は火炎長さ３ｍの位置で１０００℃以上である。６は噴
射ノズルで煙道３の入口に多数個が内向きの斜め下方に
むかって配設されている。この噴射ノズル６はロケット
発射時、大量のＧＮ2 を８０kg／sec の能力で噴出し、
空気を煙道３内へ随伴させ、エンジンノズル１の排出す
る未燃水素４の完全燃焼に必要な空気を供給する。
ズル１の上下方向の中心線に対し、下方にむかって３０
°の姿勢を保ち対向して２個設けられている。その能力
は火炎長さ３ｍの位置で１０００℃以上である。６は噴
射ノズルで煙道３の入口に多数個が内向きの斜め下方に
むかって配設されている。この噴射ノズル６はロケット
発射時、大量のＧＮ2 を８０kg／sec の能力で噴出し、
空気を煙道３内へ随伴させ、エンジンノズル１の排出す
る未燃水素４の完全燃焼に必要な空気を供給する。
【００１６】次に上記構成の作用について説明する。
【００１７】ロケット発射のためロケットエンジンが点
火され、エンジンノズル１から未燃水素４を含んだ燃焼
ガスが排出されると点火トーチ２によって直ちに未燃水
素４は着火され燃焼される。それと同時に噴射ノズル６
からはＧＮ2 が噴射され、そのエジェクタ効果により、
燃焼を続ける未燃水素４に対し、大気、即ち空気が煙道
３入口の外周から流入し、混然となって煙道３を通って
その出口へと流れてゆく。従って、煙道３内にあっても
未燃水素４は空気の不足を来たすことなく完全燃焼し、
無害のガスとなる。因みに水素はよく知られているよう
に空気と共に燃焼すればＨ2 Ｏとなり、単に大気中に水
蒸気を生じるのみであるから公害等を引起す懸念は全く
ない。
火され、エンジンノズル１から未燃水素４を含んだ燃焼
ガスが排出されると点火トーチ２によって直ちに未燃水
素４は着火され燃焼される。それと同時に噴射ノズル６
からはＧＮ2 が噴射され、そのエジェクタ効果により、
燃焼を続ける未燃水素４に対し、大気、即ち空気が煙道
３入口の外周から流入し、混然となって煙道３を通って
その出口へと流れてゆく。従って、煙道３内にあっても
未燃水素４は空気の不足を来たすことなく完全燃焼し、
無害のガスとなる。因みに水素はよく知られているよう
に空気と共に燃焼すればＨ2 Ｏとなり、単に大気中に水
蒸気を生じるのみであるから公害等を引起す懸念は全く
ない。
【００１８】なお、噴射ノズル６から噴射されＧＮ2の
噴流は、煙道３内を通過する燃焼ガスの運動エネルギー
を増加させて、煙道３内の排気の、エンジンノズル１の
配置された位置から離隔した場所への流出を促進し、さ
らに、エンジンノズル１の近傍における未燃ガス、着火
した火炎、若しくは燃焼ガスをスムーズに煙道３内に流
入させ、エンジンノズル近傍での滞留をなくし、エンジ
ンノズル１周辺の安全性を高めるという効果をも有す
る。
噴流は、煙道３内を通過する燃焼ガスの運動エネルギー
を増加させて、煙道３内の排気の、エンジンノズル１の
配置された位置から離隔した場所への流出を促進し、さ
らに、エンジンノズル１の近傍における未燃ガス、着火
した火炎、若しくは燃焼ガスをスムーズに煙道３内に流
入させ、エンジンノズル近傍での滞留をなくし、エンジ
ンノズル１周辺の安全性を高めるという効果をも有す
る。
【００１９】本実施例ではロケットの推進剤に液体水素
を用いる例で説明したが、対象は液体水素使用のロケッ
トに限定されるものではなく、従って未燃ガスも水素に
限定されるものではない。
を用いる例で説明したが、対象は液体水素使用のロケッ
トに限定されるものではなく、従って未燃ガスも水素に
限定されるものではない。
【００２０】以上の通り本実施例によれば点火トーチ２
によってエンジンノズル１の噴射する燃焼ガス中の未燃
水素４に点火し、かつ、噴射ノズル６によってＧＮ2 を
噴射、大量の大気を煙道３内に随伴させるので、未燃水
素４が完全に燃焼するため、未燃のまま空気と混合して
爆発限界に達することがないという利点がある。
によってエンジンノズル１の噴射する燃焼ガス中の未燃
水素４に点火し、かつ、噴射ノズル６によってＧＮ2 を
噴射、大量の大気を煙道３内に随伴させるので、未燃水
素４が完全に燃焼するため、未燃のまま空気と混合して
爆発限界に達することがないという利点がある。
【００２１】
【発明の効果】本発明は上記のように構成されるので次
の効果を有する。 (1) 噴射ノズルのガス噴流による同伴空気により、未燃
ガスの完全燃焼に必要十分な空気が煙道内に供給される
ため、未燃ガスが煙道内及びその出口等で空気と混合し
て爆発に至ることがなくなる。 (2) 噴射ノズルのガス噴流による運動量付加により、燃
焼ガスがスムーズに煙道出口に向って排気される。 (3) 煙道入口近傍に点火トーチを設けるので未燃ガスへ
の点火、燃焼が確実になる。 (4) 噴射ノズルからの噴射流体としてＧＮ2 を選択すれ
ば、通常ロケット打ち上げ設備には、必ず付帯されて設
置されている高圧ＧＮ2 供給設備を高圧ガスの供給源と
して使用できるので低コストで噴流を得られる。
の効果を有する。 (1) 噴射ノズルのガス噴流による同伴空気により、未燃
ガスの完全燃焼に必要十分な空気が煙道内に供給される
ため、未燃ガスが煙道内及びその出口等で空気と混合し
て爆発に至ることがなくなる。 (2) 噴射ノズルのガス噴流による運動量付加により、燃
焼ガスがスムーズに煙道出口に向って排気される。 (3) 煙道入口近傍に点火トーチを設けるので未燃ガスへ
の点火、燃焼が確実になる。 (4) 噴射ノズルからの噴射流体としてＧＮ2 を選択すれ
ば、通常ロケット打ち上げ設備には、必ず付帯されて設
置されている高圧ＧＮ2 供給設備を高圧ガスの供給源と
して使用できるので低コストで噴流を得られる。
【図１】本発明の一実施例の側断面図、
【図２】従来例の側断面図、
【図３】別の従来例の側断面図である。
１ エンジンノズル ２ 点火トーチ ３ 煙道 ４ 未燃水素 ６ 噴射ノズル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−192700（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−197998（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−155200（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−194197（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B64G 5/00 F41A 13/06 F41F 3/077
Claims (1)
- 【請求項１】 エンジンノズルから未燃ガスと共に下方
に噴射される燃焼ガスを噴射位置から離隔した他場所へ
誘導排出する煙道を備えたロケット打ち上げ用の煙道未
燃ガス処理設備において、上記未燃ガスが噴射される煙
道入口近傍に設けられ、上記未燃ガスを火炎で点火する
点火トーチと、前記煙道入口近傍に設けられ上記点火ト
ーチの点火した未燃ガスの燃焼維持に必要な大気を煙道
内にむかって随伴させるガスを噴射する噴射ノズルとを
具備してなることを特徴とする煙道未燃ガス処理設備。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10117292A JP3160358B2 (ja) | 1992-04-21 | 1992-04-21 | 煙道未燃ガス処理設備 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10117292A JP3160358B2 (ja) | 1992-04-21 | 1992-04-21 | 煙道未燃ガス処理設備 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05294299A JPH05294299A (ja) | 1993-11-09 |
| JP3160358B2 true JP3160358B2 (ja) | 2001-04-25 |
Family
ID=14293597
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10117292A Expired - Lifetime JP3160358B2 (ja) | 1992-04-21 | 1992-04-21 | 煙道未燃ガス処理設備 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3160358B2 (ja) |
-
1992
- 1992-04-21 JP JP10117292A patent/JP3160358B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05294299A (ja) | 1993-11-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20010116 |
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