JPH06272618A - 超音速気流用の燃焼器 - Google Patents
超音速気流用の燃焼器Info
- Publication number
- JPH06272618A JPH06272618A JP6386893A JP6386893A JPH06272618A JP H06272618 A JPH06272618 A JP H06272618A JP 6386893 A JP6386893 A JP 6386893A JP 6386893 A JP6386893 A JP 6386893A JP H06272618 A JPH06272618 A JP H06272618A
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- JP
- Japan
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- combustor
- fuel supply
- fuel
- supersonic
- flow
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 着火が容易であり、火炎を安定に保持するこ
とができる、超音速空気流用の燃焼器を提供すること。 【構成】 燃料ストラット２の前縁部に鋭い先をもつ循
環流誘起体３を配置することによってその先端に斜め衝
撃波７が発生し、この斜め衝撃波、循環流誘起体及び燃
料ストラット前縁部の３つに囲まれた領域に循環流８が
形成される。衝撃波通過後の昇温昇圧した高温循環流８
中に燃料６を注入させると自己着火させることができ
る。上記循環流は定在的であるため、安定して火炎を保
持できる。また、衝撃波が燃料ストラットに直接付着し
ていないため、造波抵抗及びエネルギー損失を低減で
き、エンジンとしての始動性をよくすることができる。
とができる、超音速空気流用の燃焼器を提供すること。 【構成】 燃料ストラット２の前縁部に鋭い先をもつ循
環流誘起体３を配置することによってその先端に斜め衝
撃波７が発生し、この斜め衝撃波、循環流誘起体及び燃
料ストラット前縁部の３つに囲まれた領域に循環流８が
形成される。衝撃波通過後の昇温昇圧した高温循環流８
中に燃料６を注入させると自己着火させることができ
る。上記循環流は定在的であるため、安定して火炎を保
持できる。また、衝撃波が燃料ストラットに直接付着し
ていないため、造波抵抗及びエネルギー損失を低減で
き、エンジンとしての始動性をよくすることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超音速空気吸込み式エ
ンジンの燃焼器等の超音速気流用の燃焼器に関するもの
である。
ンジンの燃焼器等の超音速気流用の燃焼器に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来、超音速空気流中での燃料の着火方
法としては、特開平１−２８０６３９号公報に記載され
ているように、燃料ストラットにおいてその前縁部に気
流と平行かつ超音速空気流の上流に向かう燃料噴射口か
ら燃料を噴射させて、空気流前面に衝撃波をもつ亜音速
領域で衝撃波背後の温度上昇を利用して燃料を着火する
方法がある。
法としては、特開平１−２８０６３９号公報に記載され
ているように、燃料ストラットにおいてその前縁部に気
流と平行かつ超音速空気流の上流に向かう燃料噴射口か
ら燃料を噴射させて、空気流前面に衝撃波をもつ亜音速
領域で衝撃波背後の温度上昇を利用して燃料を着火する
方法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、離脱衝撃波と燃料ストラット前縁部の間で火炎が形
成されるが、この火炎の自由度が大きいため火炎が安定
に保持されるとは限らない問題があった。また、離脱衝
撃波が発生するために、燃料ストラット自体の抵抗が大
きくなり、エネルギー損失が大きいという問題があっ
た。よって従来の超音速気流用の燃焼器を超音速空気吸
込み式エンジンとして使用した場合、著しく始動性が悪
くなるという問題があった。
は、離脱衝撃波と燃料ストラット前縁部の間で火炎が形
成されるが、この火炎の自由度が大きいため火炎が安定
に保持されるとは限らない問題があった。また、離脱衝
撃波が発生するために、燃料ストラット自体の抵抗が大
きくなり、エネルギー損失が大きいという問題があっ
た。よって従来の超音速気流用の燃焼器を超音速空気吸
込み式エンジンとして使用した場合、著しく始動性が悪
くなるという問題があった。
【０００４】本発明の目的は、着火が容易であり、火炎
を安定に保持することができる超音速空気流用の燃焼器
を提供することにある。
を安定に保持することができる超音速空気流用の燃焼器
を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、超音速気流の流路と、この流路に設けられ該
流路内に燃料を供給する燃料供給体と、この燃料供給体
の前縁部分に設けられ前記超音速気流がその先端部分に
衝突してその先端部分から発生した衝撃波の下流領域で
あって前記燃料供給体の前縁付近に高温循環流を発生さ
せる循環流誘起体と、を備えた超音速気流用の燃焼器で
ある。
本発明は、超音速気流の流路と、この流路に設けられ該
流路内に燃料を供給する燃料供給体と、この燃料供給体
の前縁部分に設けられ前記超音速気流がその先端部分に
衝突してその先端部分から発生した衝撃波の下流領域で
あって前記燃料供給体の前縁付近に高温循環流を発生さ
せる循環流誘起体と、を備えた超音速気流用の燃焼器で
ある。
【０００６】また本発明は、超音速気流の流路と、この
流路に設けられ該流路内に燃料を供給する燃料供給体
と、この燃料供給体の前縁部分に設けられ前記超音速気
流がその先端部分に衝突してその先端部分から発生した
衝撃波と自らの壁面と前記燃料供給体とで囲まれた領域
に高温循環流を発生させる循環流誘起体と、を備えた超
音速気流用の燃焼器である。
流路に設けられ該流路内に燃料を供給する燃料供給体
と、この燃料供給体の前縁部分に設けられ前記超音速気
流がその先端部分に衝突してその先端部分から発生した
衝撃波と自らの壁面と前記燃料供給体とで囲まれた領域
に高温循環流を発生させる循環流誘起体と、を備えた超
音速気流用の燃焼器である。
【０００７】前記の超音速気流用の燃焼器において、循
環流誘起体は、先端が断面先細り形状の平板であるも
の、又は燃料供給体の外部露呈部分のほぼ全体が断面先
細り形状に形成されているものが挙げられる。また、燃
料供給体は、循環流誘起体の基部外側面との間に燃料噴
出口が形成されているものがよい。
環流誘起体は、先端が断面先細り形状の平板であるも
の、又は燃料供給体の外部露呈部分のほぼ全体が断面先
細り形状に形成されているものが挙げられる。また、燃
料供給体は、循環流誘起体の基部外側面との間に燃料噴
出口が形成されているものがよい。
【０００８】また前記の超音速気流用の燃焼器におい
て、循環流誘起体は、燃料供給体と一体に形成されてい
るものでもよい。ここで、燃料供給口は循環流誘起体の
側面に開口され該開口は循環流誘起体の内部を通って燃
料供給体に連通されているもの、又は循環流誘起体の先
端に開口され該開口は循環流誘起体の内部を通って燃料
供給体に連通されているものが挙げられる。また燃料と
して液体水素を用いたものがよい。
て、循環流誘起体は、燃料供給体と一体に形成されてい
るものでもよい。ここで、燃料供給口は循環流誘起体の
側面に開口され該開口は循環流誘起体の内部を通って燃
料供給体に連通されているもの、又は循環流誘起体の先
端に開口され該開口は循環流誘起体の内部を通って燃料
供給体に連通されているものが挙げられる。また燃料と
して液体水素を用いたものがよい。
【０００９】
【作用】上記構成の技術的手段によれば、燃料供給体の
前縁部に鋭い先をもつ循環流誘起体を配置することによ
って、その先端部に超音速気流が衝突する。そしてそこ
から斜め衝撃波が発生し、この斜め衝撃波、循環流誘起
体及び燃料供給体の前縁部の３つに囲まれた領域に高温
循環流が形成される。言い替えると、燃料供給体の前縁
付近に高温循環流が形成される。一般に、超音速流れが
衝撃波を通過すると、その流れは昇温昇圧されるから、
衝撃波背後に形成された循環流もまた高温状態となる。
この循環流中に燃料を注入させると自己着火させること
ができる。
前縁部に鋭い先をもつ循環流誘起体を配置することによ
って、その先端部に超音速気流が衝突する。そしてそこ
から斜め衝撃波が発生し、この斜め衝撃波、循環流誘起
体及び燃料供給体の前縁部の３つに囲まれた領域に高温
循環流が形成される。言い替えると、燃料供給体の前縁
付近に高温循環流が形成される。一般に、超音速流れが
衝撃波を通過すると、その流れは昇温昇圧されるから、
衝撃波背後に形成された循環流もまた高温状態となる。
この循環流中に燃料を注入させると自己着火させること
ができる。
【００１０】従来と違う点は、循環流誘起体によって安
定な循環流が形成されることである。衝撃波背後の高温
状態を利用するので空気と燃料がよく混合された状態で
容易に着火させることができ、しかも火炎を安定に保持
できる。また、鈍頭の燃料供給体のみを使用したときに
発生する離脱衝撃波よりも弱い斜め衝撃波が循環流誘起
体先端から発生するので、燃料供給体本体の造波抵抗が
軽減され、エネルギー損失が小さい。したがって超音速
空気吸込み式エンジンの燃焼器として使用した場合、エ
ンジンの始動性がよくなる。さらに、燃料に液体水素等
を用いると壁面冷却の効果も同時に得られる。
定な循環流が形成されることである。衝撃波背後の高温
状態を利用するので空気と燃料がよく混合された状態で
容易に着火させることができ、しかも火炎を安定に保持
できる。また、鈍頭の燃料供給体のみを使用したときに
発生する離脱衝撃波よりも弱い斜め衝撃波が循環流誘起
体先端から発生するので、燃料供給体本体の造波抵抗が
軽減され、エネルギー損失が小さい。したがって超音速
空気吸込み式エンジンの燃焼器として使用した場合、エ
ンジンの始動性がよくなる。さらに、燃料に液体水素等
を用いると壁面冷却の効果も同時に得られる。
【００１１】
【実施例】以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明を超音速空気吸込み式エンジンに適
用した場合の燃焼器の断面図、図２は図１のＡ部拡大断
面図である。１はエンジン本体で、該エンジン本体１の
内部に超音速空気流５の流路１０が設けられている。こ
の流路１０内に、燃料を供給する燃料ストラット２が配
設されている。そして鋭い先をもつ循環流誘起体３が燃
料ストラット２の前縁部分に設けられ前記超音速気流が
その先端部分に衝突するようになっている。循環流誘起
体３は、その基端部が燃料ストラット２の前縁部に設け
られると共に、その基端部と燃料ストラット２との間に
隙間状の燃料供給口９が開口され、この燃料供給口９を
通って燃料６が流路１０内に供給されるようになってい
る。４は燃料供給体２内のチャンバであり、前記燃料供
給口９と連通されている。
する。図１は本発明を超音速空気吸込み式エンジンに適
用した場合の燃焼器の断面図、図２は図１のＡ部拡大断
面図である。１はエンジン本体で、該エンジン本体１の
内部に超音速空気流５の流路１０が設けられている。こ
の流路１０内に、燃料を供給する燃料ストラット２が配
設されている。そして鋭い先をもつ循環流誘起体３が燃
料ストラット２の前縁部分に設けられ前記超音速気流が
その先端部分に衝突するようになっている。循環流誘起
体３は、その基端部が燃料ストラット２の前縁部に設け
られると共に、その基端部と燃料ストラット２との間に
隙間状の燃料供給口９が開口され、この燃料供給口９を
通って燃料６が流路１０内に供給されるようになってい
る。４は燃料供給体２内のチャンバであり、前記燃料供
給口９と連通されている。
【００１２】以上の構成によれば、図の左方向からエン
ジン本体１に取り入れられた超音速空気流５が鋭い先を
もつ循環流誘起体３に到達すると、その先端から斜め衝
撃波７が発生する。一方、燃料ストラット２内に設けら
れたチャンバ４内に供給された燃料６は、このチャンバ
４が空気流と同通するために設けられた流路を通って、
循環流誘起体３の表面に沿って流れることによって、衝
撃波背後の空気流中に噴出される（図２参照）。
ジン本体１に取り入れられた超音速空気流５が鋭い先を
もつ循環流誘起体３に到達すると、その先端から斜め衝
撃波７が発生する。一方、燃料ストラット２内に設けら
れたチャンバ４内に供給された燃料６は、このチャンバ
４が空気流と同通するために設けられた流路を通って、
循環流誘起体３の表面に沿って流れることによって、衝
撃波背後の空気流中に噴出される（図２参照）。
【００１３】噴出した燃料は、斜め衝撃波７と燃料スト
ラット２と循環流誘起体３に囲まれた領域内の循環流８
に供給され、ここで空気との予混合気を形成する。斜め
衝撃波７を通過した空気流は昇温昇圧されるので、形成
された循環流８も高温となり、自己着火が容易に行われ
る。上記循環流８は定在的であるため安定して火炎を保
持でき、かつ衝撃波７が燃料ストラット２に直接付着し
ていないため、造波抵抗及びエネルギー損失を低減で
き、エンジンとしての始動性をよくすることができる。
ラット２と循環流誘起体３に囲まれた領域内の循環流８
に供給され、ここで空気との予混合気を形成する。斜め
衝撃波７を通過した空気流は昇温昇圧されるので、形成
された循環流８も高温となり、自己着火が容易に行われ
る。上記循環流８は定在的であるため安定して火炎を保
持でき、かつ衝撃波７が燃料ストラット２に直接付着し
ていないため、造波抵抗及びエネルギー損失を低減で
き、エンジンとしての始動性をよくすることができる。
【００１４】燃料に液体水素等を用いると壁面冷却の効
果も同時に得られる。なお、本実施例は循環流誘起体３
の上下両側から燃料を噴出させたが片側からだけ噴出さ
せてもよい。また図２では循環流誘起体３は先の鋭い平
板形状としたが、図３に示すように燃料供給体２の外部
露呈部分のほぼ全体が断面先細り形状に形成されている
くさび形状としても同様な効果が得られる。
果も同時に得られる。なお、本実施例は循環流誘起体３
の上下両側から燃料を噴出させたが片側からだけ噴出さ
せてもよい。また図２では循環流誘起体３は先の鋭い平
板形状としたが、図３に示すように燃料供給体２の外部
露呈部分のほぼ全体が断面先細り形状に形成されている
くさび形状としても同様な効果が得られる。
【００１５】次に、本発明に係る他の実施例を図４及び
図５によって説明する。これらの図において、上記第１
実施例と同一符号は同一部材を示すものである。本実施
例の前記第１実施例との相違点は、循環流誘起体３は燃
料供給体２と一体に形成されており、燃料６が循環流誘
起体３の内部を通ってその壁面上から循環流８に噴出す
ることである。すなわち燃料供給口９は循環流誘起体３
の側面に開口され該開口は循環流誘起体３の内部を通っ
て燃料供給体２のチャンバ４に連通されている。このた
め、前記第１実施例と同様な作用があり、本発明は前記
第１実施例と同様な効果が期待できる。図４では循環流
誘起体３は先の鋭い平板としたが、図５に示すようにく
さび形状としても同様な効果が得られる。燃料の噴出方
向は、図面では壁面に垂直方向としたが、上流側あるい
は下流側に傾けて噴出してもよい。
図５によって説明する。これらの図において、上記第１
実施例と同一符号は同一部材を示すものである。本実施
例の前記第１実施例との相違点は、循環流誘起体３は燃
料供給体２と一体に形成されており、燃料６が循環流誘
起体３の内部を通ってその壁面上から循環流８に噴出す
ることである。すなわち燃料供給口９は循環流誘起体３
の側面に開口され該開口は循環流誘起体３の内部を通っ
て燃料供給体２のチャンバ４に連通されている。このた
め、前記第１実施例と同様な作用があり、本発明は前記
第１実施例と同様な効果が期待できる。図４では循環流
誘起体３は先の鋭い平板としたが、図５に示すようにく
さび形状としても同様な効果が得られる。燃料の噴出方
向は、図面では壁面に垂直方向としたが、上流側あるい
は下流側に傾けて噴出してもよい。
【００１６】次に、本発明に係る他の実施例を図６によ
って説明する。同図において、上記第１実施例と同一符
号は同一部材を示すものである。本実施例の前記第１実
施例との相違点は、循環流誘起体３は燃料供給体２と一
体に形成されており、燃料６が循環流誘起体３の内部を
通ってその先端から循環流８に噴出することである。す
なわち燃料供給口９は循環流誘起体３の先端に開口され
該開口は循環流誘起体３の内部をに通って燃料供給体２
のチャンバ４に連通されている。このため、前記第１実
施例と同様な作用があり、本発明は前記第１実施例と同
様な効果が期待できる。
って説明する。同図において、上記第１実施例と同一符
号は同一部材を示すものである。本実施例の前記第１実
施例との相違点は、循環流誘起体３は燃料供給体２と一
体に形成されており、燃料６が循環流誘起体３の内部を
通ってその先端から循環流８に噴出することである。す
なわち燃料供給口９は循環流誘起体３の先端に開口され
該開口は循環流誘起体３の内部をに通って燃料供給体２
のチャンバ４に連通されている。このため、前記第１実
施例と同様な作用があり、本発明は前記第１実施例と同
様な効果が期待できる。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、循環流誘起体を燃料供
給体の前縁部分に設け、前記超音速気流がその先端部分
に衝突してその先端部分から発生した斜め衝撃波の下流
領域であって前記燃料供給体の前縁付近に高温循環流を
発生させるようにしたので、超音速の空気と燃料が十分
混合された状態で容易に自己着火し、発生した火炎を安
定に保持できる。また前記衝撃波が燃料ストラットに直
接付着していないため造波抵抗が軽減され、エネルギー
損失が小さい。したがってエンジンとして使用した場
合、始動性がよくなるという効果がある。
給体の前縁部分に設け、前記超音速気流がその先端部分
に衝突してその先端部分から発生した斜め衝撃波の下流
領域であって前記燃料供給体の前縁付近に高温循環流を
発生させるようにしたので、超音速の空気と燃料が十分
混合された状態で容易に自己着火し、発生した火炎を安
定に保持できる。また前記衝撃波が燃料ストラットに直
接付着していないため造波抵抗が軽減され、エネルギー
損失が小さい。したがってエンジンとして使用した場
合、始動性がよくなるという効果がある。
【図１】本発明の一実施例に用いられる超音速空気吸込
み式エンジンの一部を表す断面図である。
み式エンジンの一部を表す断面図である。
【図２】図１の要部拡大断面である。
【図３】本発明の他の実施例を示す燃料ストラット前縁
部の断面図である。
部の断面図である。
【図４】本発明の他の実施例を示す燃料ストラット前縁
部の断面図である。
部の断面図である。
【図５】本発明の他の実施例を示す燃料ストラット前縁
部の断面図である。
部の断面図である。
【図６】本発明の他の実施例を示す燃料ストラット前縁
部の断面図である。
部の断面図である。
【符号の説明】 １ 超音速空気吸い込み式エンジン ２ 燃料ストラット ３ 循環流誘起体 ４ チャンバ ５ 超音速空気流 ６ 燃料 ７ 斜め衝撃波 ８ 高温循環流 ９ 燃料噴出口 １０ 流路
Claims (9)
- 【請求項１】 超音速気流の流路と、この流路に設けら
れ該流路内に燃料を供給する燃料供給体と、この燃料供
給体の前縁部分に設けられ前記超音速気流がその先端部
分に衝突してその先端部分から発生した衝撃波の下流領
域であって前記燃料供給体の前縁付近に高温循環流を発
生させる循環流誘起体と、を備えた超音速気流用の燃焼
器。 - 【請求項２】 超音速気流の流路と、この流路に設けら
れ該流路内に燃料を供給する燃料供給体と、この燃料供
給体の前縁部分に設けられ前記超音速気流がその先端部
分に衝突してその先端部分から発生した衝撃波と自らの
壁面と前記燃料供給体とで囲まれた領域に高温循環流を
発生させる循環流誘起体と、を備えた超音速気流用の燃
焼器。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載の超音速気流用の
燃焼器において、循環流誘起体は、先端が断面先細り形
状の平板であることを特徴とする超音速気流用の燃焼
器。 - 【請求項４】 請求項１又は２に記載の超音速気流用の
燃焼器において、循環流誘起体は、燃料供給体の外部露
呈部分のほぼ全体が断面先細り形状に形成されているこ
とを特徴とする超音速気流用の燃焼器。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載の超音速
気流用の燃焼器において、燃料供給体は、循環流誘起体
の基部外側面との間に燃料噴出口が形成されていること
を特徴とする超音速気流用の燃焼器。 - 【請求項６】 請求項１〜４のいずれかに記載の超音速
気流用の燃焼器において、循環流誘起体は燃料供給体と
一体に形成されていることを特徴とする超音速気流用の
燃焼器。 - 【請求項７】 請求項６に記載の超音速気流用の燃焼器
において、燃料供給口は循環流誘起体の側面に開口され
該開口は循環流誘起体の内部を通って燃料供給体に連通
されていることを特徴とする超音速気流用の燃焼器。 - 【請求項８】 請求項６に記載の超音速気流用の燃焼器
において、燃料供給口は循環流誘起体の先端に開口され
該開口は循環流誘起体の内部を通って燃料供給体に連通
されていることを特徴とする超音速気流用の燃焼器。 - 【請求項９】 請求項１〜８のいずれかに記載の超音速
気流用の燃焼器において、燃料は液体水素であることを
特徴とする超音速気流用の燃焼器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6386893A JPH06272618A (ja) | 1993-03-23 | 1993-03-23 | 超音速気流用の燃焼器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6386893A JPH06272618A (ja) | 1993-03-23 | 1993-03-23 | 超音速気流用の燃焼器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06272618A true JPH06272618A (ja) | 1994-09-27 |
Family
ID=13241720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6386893A Pending JPH06272618A (ja) | 1993-03-23 | 1993-03-23 | 超音速気流用の燃焼器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06272618A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8893504B2 (en) | 2010-10-01 | 2014-11-25 | Rolls-Royce Plc | Igniter |
| KR20220078881A (ko) * | 2020-12-04 | 2022-06-13 | 인하대학교 산학협력단 | 고압 수소 배관용 이음관 구조 |
-
1993
- 1993-03-23 JP JP6386893A patent/JPH06272618A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8893504B2 (en) | 2010-10-01 | 2014-11-25 | Rolls-Royce Plc | Igniter |
| EP2436982B1 (en) * | 2010-10-01 | 2017-07-26 | Rolls-Royce plc | Combustion chamber with igniter |
| KR20220078881A (ko) * | 2020-12-04 | 2022-06-13 | 인하대학교 산학협력단 | 고압 수소 배관용 이음관 구조 |
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