JP3257610B2

JP3257610B2 - 小形ジェットエンジンの液体燃料燃焼促進装置

Info

Publication number: JP3257610B2
Application number: JP01086294A
Authority: JP
Inventors: 博保谷
Original assignee: 株式会社ソフィアプレシジョン
Priority date: 1994-02-02
Filing date: 1994-02-02
Publication date: 2002-02-18
Anticipated expiration: 2017-02-18
Also published as: JPH07213756A

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の液体燃料燃焼促進装置に関す
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７及び図８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
と空気導孔１１ａ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、７３は点火栓である。

【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】上記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】

【発明が解決しようとする課題】これは、燃料噴出孔３
２から液体燃料を噴霧しても、粒径の大きい霧状燃料は
燃焼室の外周部分に流れ、空気との混合が不十分で着火
しない。したがって小形ジェットエンジンの短い燃焼室
で広い運転領域にわたり連続して安定した燃焼が得られ
ない。

【００１８】本発明は、液体燃料を短い燃焼室で安定し
た燃焼が得られる小形ジェットエンジンの液体燃料燃焼
促進装置を提供することを目的としている。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、空気取
入部（１）と圧縮機部（３）と燃焼部（８）とタービン
部（２１）とジェットノズル部（２３）とを備え、前記
燃焼部（８）のケーシング（９）の内部にはそのケーシ
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）とその外側燃焼筒（１１）と共
に二重円筒状の１次燃焼室（１２）および２次燃焼室
（１３）を画成する内側燃焼筒（１４）とが設けられ、
前記外側燃焼筒（１１）には前記空気通路（１０）の空
気を前記１次および２次燃焼室（１２、１３）に導く複
数の空気導管（１９）と空気導入孔（１１ａ）とが設け
れらている小形ジェットエンジンの液体燃料燃焼促進装
置において、前記内部燃焼筒（１４）内で回転軸（１
５）を回転自在に支持する軸受（１７ａ、１７ｂ）を設
けた軸受ケース（１６）が設けられ、前記１次燃焼室
（１２）の前部内周には前記軸受ケース（１６）の外周
に開口する複数の液体燃料の噴霧孔（４８）が設けら
れ、前記１次燃焼室（１２）の後部外周には点火栓（７
３）が設けられ、その点火栓（７３）の上流側には中心
に孔部分（７５）を形成し外周に霧状燃料の通過を邪魔
する邪魔部分（７６）とを形成した輪状の火炎保持器
（７４）を設けてある。

【００２０】上記、邪魔部分を、複数の金属輪体で形成
している。

【００２１】また、邪魔部分を、金網体で形成してい
る。

【００２２】また、邪魔部分をパンチングメタルで形成
している。

【００２３】

【作用】上記のように構成された小形ジェットエンジン
の燃料燃焼促進装置においては、粒径の小さい霧状燃料
は、孔部分を通過して着火され、粒径の大きい霧状燃料
は、外周の邪魔部分で抵抗を受けて微粒化され、空気と
良く混合されて点火栓で着火される。したがって、邪魔
部分が加熱され、後続の霧状燃料の微粒化、ガス化が促
進され、安定した燃焼が得られる。

【００２４】

【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。なお、図１において図８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。

【００２５】図１において、小形ジェットエンジンＥの
１次燃焼室１２の前部内周には軸受ケース１６の外周に
開口する複数の液体燃料の噴霧孔４８が設けられ、後部
外周には点火栓７３が設けられている。その点火栓７３
の上流側（図示の例では前方の空気導管１９の上流側付
近）には、輪状の火炎保持器７４が設けられている。

【００２６】図２ないし図４をも参照し、火炎保持器７
４には、中心の孔部７５と、外周の邪魔部分７６とが形
成されている。この邪魔部分７６は、複数（図示の例で
は３個）の同心円状の金属輪体７７ａ、７７ｂ及び７７
ｃの複数箇所（図示の例では１０箇所）をからげ線７８
で結束して形成されている。

【００２７】次に作用を説明する。

【００２８】始動に際し、噴霧孔４８から噴射されたコ
ーン状の噴霧Ｍの粒径の小さい霧状燃料は流れＡのよう
に、空気導孔１１ａからの空気と混合され、孔部分７５
を通過して点火栓７３で着火される。

【００２９】他方、粒径の大きい霧状燃料は流れＢのよ
うに、外周部の邪魔部分７６に流れる。そして、金属輪
体７７ａ〜７７ｃの隙間を通過する際に抵抗を受け、微
粒化されて空気と良く混合され、点火栓７３により着火
される。すると、これらの着火により金属輪体７７ａ〜
７７ｃが加熱されて火炎が保持され、後続の霧状燃料の
微粒化、ガス化が促進され、良好な燃焼が得られる。

【００３０】図５は本発明の別の実施例を示し、火炎保
持器７４Ａを、孔部分７５Ａと、邪魔部分である輪状の
金網体７７Ａとで形成した例である。この実施例では、
更に、加工を容易にすることができる。

【００３１】図６も本発明の別の実施例を示し、火炎保
持器７４Ｂを、孔部分７５Ｂと、邪魔部分である輪状の
パンチングメタル７７Ｂとで形成した例である。この実
施例では、図５の実施例と同様に加工を容易にすること
ができる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、液
体燃料を用いた小形ジェットエンジンにおいて、火炎保
持器の邪魔部分により粒径の大きい霧状燃料の微粒化、
ガス化を促進して良好な燃焼が火炎保持器の附近（燃焼
室の前側）で安定して行われるため、２次燃焼室１３内
で、空気との混合が十分に行われて燃焼温度が下り、タ
ービンに入る燃焼ガスの温度を低くする。

【００３３】その他に、燃焼が始まると点火栓の作動を
止めても火炎保持器は赤熱しているため、十分に点火栓
の機能を代って行い燃焼が継続して安定化する。このよ
うにして短い燃焼室でエンジン始動時から最高出力時ま
での広い運転領域にわたり連続して安定した燃焼をさせ
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燃焼室の側断面図。

【図２】図１の火炎保持器を示す正面図。

【図３】図２の側面図。

【図４】図２の丸で囲む部分の拡大図。

【図５】本発明の別の実施例を示す正面図。

【図６】本発明の別の実施例を示す正面図。

【図７】従来の小形ジェットエンジンを示す側断面図。

【図８】図７の燃焼室を示す側断面図。

【符号の説明】

Ａ・・・粒径の小さい霧状燃料の流れＢ・・・粒径の大きい霧状燃料の流れＥ、Ｅ１・・・小形ジェットエンジン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１１ａ・・・空気導孔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・・・遮断弁２９ａ〜２９ｃ・・・燃料チューブ３０・・・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４８・・・噴霧孔７０、７１・・・ボルト７２・・・オイルシール７３・・・点火栓７４、７４Ａ、７４Ｂ・・・火炎保持器７５、７５Ａ、７５Ｂ・・・孔部分７６・・・邪魔部分７７ａ、７７ｂ、７７ｃ・・・金属輪体７７Ａ・・・金網体７７Ｂ・・・パンチングメタル７８・・・からげ線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A63H 25/00 F02C 3/24 F23R 3/18

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】空気取入部（１）と圧縮機部（３）と燃
焼部（８）とタービン部（２１）とジェットノズル部
（２３）とを備え、前記燃焼部（８）のケーシング
（９）の内部にはそのケーシング（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
その外側燃焼筒（１１）と共に二重円筒状の１次燃焼室
（１２）および２次燃焼室（１３）を画成する内側燃焼
筒（１４）とが設けられ、前記外側燃焼筒（１１）には
前記空気通路（１０）の空気を前記１次および２次燃焼
室（１２、１３）に導く複数の空気導管（１９）と空気
導入孔（１１ａ）とが設けれらている小形ジェットエン
ジンの液体燃料燃焼促進装置において、前記内部燃焼筒
（１４）内で回転軸（１５）を回転自在に支持する軸受
（１７ａ、１７ｂ）を設けた軸受ケース（１６）が設け
られ、前記１次燃焼室（１２）の前部内周には前記軸受
ケース（１６）の外周に開口する複数の液体燃料の噴霧
孔（４８）が設けられ、前記１次燃焼室（１２）の後部
外周には点火栓（７３）が設けられ、その点火栓（７
３）の上流側には中心に孔部分（７５）を形成し外周に
霧状燃料の通過を邪魔する邪魔部分（７６）とを形成し
た輪状の火炎保持器（７４）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燃焼促進装置。
【請求項２】邪魔部分（７６）を複数の金属輪体（７
７ａ、７７ｂ、７７ｃ）で形成したことを特徴とする請
求項１記載の小形ジェットエンジンの液体燃料燃焼促進
装置。
【請求項３】邪魔部分（７６）を金網体（７７Ａ）で
形成したことを特徴とする請求項１記載の小形ジェット
エンジンの液体燃料燃焼促進装置。
【請求項４】邪魔部分（７６）をパンチングメタル
（７７Ｂ）で形成したことを特徴とする請求項１記載の
小形ジェットエンジンの液体燃料燃焼促進装置。