JPH06330765A - Flame holding device of jet engine - Google Patents

Flame holding device of jet engine

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JPH06330765A
JPH06330765A JP11881993A JP11881993A JPH06330765A JP H06330765 A JPH06330765 A JP H06330765A JP 11881993 A JP11881993 A JP 11881993A JP 11881993 A JP11881993 A JP 11881993A JP H06330765 A JPH06330765 A JP H06330765A
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JP
Japan
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mixer
combustion
jet engine
flow
fuel
Prior art date
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Pending
Application number
JP11881993A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Kashiwagi
武 柏木
Masahiko Yamamoto
政彦 山本
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Filing date
Publication date
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Priority to JP11881993A priority Critical patent/JPH06330765A/en
Publication of JPH06330765A publication Critical patent/JPH06330765A/en
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  • Combustion Of Fluid Fuel (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve a thrust by improving a mixing property of fuel and air and providing effective combustion of the fuel in a flame holding device of a jet engine. CONSTITUTION:A mixer 23 formed into a corrugated tubular body having a plurality of irregular portions arranged in parallel to the axis of a combustion duct 6 and circumferentially is provided between a fuel nozzle 9 disposed in the combustion duct 6 through which air current passes and an ignition plug 10, while the irregular portions of the mixer 23 are formed so that the difference between the high and low portions is gradually increased toward the downstream of the axis of the combustion duct 6. Just in front of a confluence position of a combustion gas flow B generated in a combustor 4 and air current A flowing outside the combustion gas flow B are disposed so as to isolate the combustion gas flow B from air current A and the combustion gas flow B and air current A are alternately passed through the adjacent irregular portions of the mixer 23 to efficiently mix the combustion gas blow B with the air current A.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ジェットエンジンの保
炎装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flame holding device for a jet engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】機体に使用されるジェットエンジンとし
て、主として亜音速域において使用されるガスタービン
エンジンと、超音速域において使用されるラムジェット
エンジンとがある。
2. Description of the Related Art Jet engines used in airframes include gas turbine engines mainly used in the subsonic range and ramjet engines used in the supersonic range.

【0003】図4は、ガスタービンエンジン1の従来例
を示している。このガスタービンエンジン1は、空気を
取り入れるファン2と、取り入れられた空気を圧縮する
圧縮機3と、圧縮させられた空気に燃料を混合して燃焼
させる燃焼器4と、該燃焼器4によって発生させられた
燃焼ガスによって前記ファン2・圧縮機3を駆動する出
力タービン5とを具備し、燃焼ガスを排気管6を通して
後方に噴出することにより推力を得るようになってい
る。そして、排気管6内の燃焼ガスを再度燃焼させ燃焼
ガスの噴出速度を増加させることにより推力の向上を図
り得ることが知られており、この推力向上の方法とし
て、アフタバーナ7を排気管6内に配設することが行わ
れる。
FIG. 4 shows a conventional example of the gas turbine engine 1. This gas turbine engine 1 includes a fan 2 that takes in air, a compressor 3 that compresses the taken-in air, a combustor 4 that mixes fuel with the compressed air and burns the same, and a combustor 4 that generates the air. An output turbine 5 that drives the fan 2 and the compressor 3 by the generated combustion gas is provided, and thrust is obtained by ejecting the combustion gas rearward through the exhaust pipe 6. It is known that the thrust can be improved by re-combusting the combustion gas in the exhaust pipe 6 and increasing the jet speed of the combustion gas. As a method of improving the thrust, the afterburner 7 is installed in the exhaust pipe 6. It is carried out.

【0004】該アフタバーナ7は、前記出力タービン5
の下流に配される排気管6内に、例えば、三角形断面を
有する円環状の保炎器8を、一頂角を上流側に向けて複
数配設するとともに、該保炎器8の上流側に燃料ノズル
9を配し、該保炎器8の下流側に点火栓10を配設する
ことにより構成されている。燃焼ガスが保炎器8の周囲
を流通させられると、該保炎器8の後流に乱流域Xが形
成され、燃焼ガスと燃料との混合が促進されて点火栓1
0による着火性、保炎性が向上されることになる。
The afterburner 7 is used for the output turbine 5
A plurality of annular flame stabilizers 8 having, for example, a triangular cross section are arranged in the exhaust pipe 6 disposed downstream of the flame retainer 8 with their apex angles toward the upstream side, and the upstream side of the flame stabilizers 8 A fuel nozzle 9 and a spark plug 10 downstream of the flame stabilizer 8. When the combustion gas is circulated around the flame stabilizer 8, a turbulent flow region X is formed in the wake of the flame stabilizer 8, and the mixing of the combustion gas and the fuel is promoted, so that the spark plug 1
Ignition property and flame holding property by 0 will be improved.

【0005】一方、超音速で飛行する機体に使用される
ジェットエンジンとして注目されているラムジェットエ
ンジンは、空気がエンジン内に高速で流入する際のラム
圧力によって空気を圧縮するようになっている。したが
って、圧縮機が不要で構造が極めて簡単であり、しか
も、流入空気の速度が高まるほど、すなわち、機体の航
行速度が高くなるほど、その燃焼効率を向上することが
できるので、将来の超音速機用エンジンとして研究が進
められている。
On the other hand, a ramjet engine, which is attracting attention as a jet engine used in a supersonic aircraft, compresses air by the ram pressure when the air flows into the engine at a high speed. . Therefore, the compressor is not required and the structure is extremely simple. Further, as the inflowing air speed increases, that is, the navigation speed of the airframe increases, the combustion efficiency can be improved. Research is underway as an engine for automobiles.

【0006】ラムジェットエンジンに関する問題の1つ
として、燃焼ダクト内に流通させられる気流が超音速で
あるために、燃料ノズルから噴射される燃料と空気との
混合が難しく、着火性、保炎性が低いという点がある。
これを解決するために、図5に示すように、円筒状の燃
焼ダクト11内に配されるセンタボディ12の周囲に、
下流に向けて開口するV字またはU字状の縦断面を有す
る円環状のガッタ13(保炎器)を複数配設するととも
に、該ガッタ13の上流に燃料ノズル9、下流側に点火
栓10を配置したものが考案されている。そして、前記
ガッタ13の下流に、気流が亜音速で循環させられる再
循環域Yを形成することにより、該再循環域Yにおいて
燃料と空気との混合を実施し、該再循環域Yに点火栓1
0を配して燃焼状態を保持することができるようになっ
ている。
One of the problems associated with the ramjet engine is that the air flow in the combustion duct has a supersonic velocity, which makes it difficult to mix the fuel injected from the fuel nozzle with the air, resulting in ignitability and flame retention. Is low.
In order to solve this, as shown in FIG. 5, around the center body 12 arranged in the cylindrical combustion duct 11,
A plurality of annular gutters 13 (flame stabilizers) having a V-shaped or U-shaped vertical cross-section that opens toward the downstream side are arranged, and the fuel nozzle 9 is provided upstream of the gutter 13 and the spark plug 10 is provided downstream. It is devised to arrange. Then, by forming a recirculation zone Y in which the air flow is circulated at a subsonic speed downstream of the gutta 13, the fuel and air are mixed in the recirculation zone Y, and the recirculation zone Y is ignited. Stopper 1
By setting 0, the combustion state can be maintained.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記構成の
ガスタービンエンジン1であると、アフタバーナ7によ
る燃焼を促進するために、ファン2によって取り入れた
空気の一部を燃焼器4を通さずに直接排気管6内に導く
ことが行われる。しかしながら、この空気の流れA(フ
ァン流)は、燃焼ガスの流れB(コア流)に対して外方
に形成され、かつ、コア流Bと平行に流通させられるた
めに、保炎器8によって形成される乱流域がファン流A
とコア流Bとについてそれぞれ形成されるに過ぎず、該
ファン流Aとコア流Bとの相互の混合性を向上すること
が困難である。このため、燃焼ガスの酸素量を増大させ
ることができず、燃焼効率を向上することができないと
いう問題がある。
However, in the gas turbine engine 1 having the above structure, in order to promote the combustion by the afterburner 7, a part of the air taken in by the fan 2 is directly passed through the combustor 4 without passing through the combustor 4. It is guided into the exhaust pipe 6. However, this air flow A (fan flow) is formed outward with respect to the combustion gas flow B (core flow) and is circulated in parallel with the core flow B, so that the flame stabilizer 8 is used. The turbulent flow area formed is the fan flow A
And the core flow B, respectively, and it is difficult to improve the mutual mixing property of the fan flow A and the core flow B. Therefore, there is a problem that the amount of oxygen in the combustion gas cannot be increased and the combustion efficiency cannot be improved.

【0008】また、上記構成のラムジェットエンジン1
4であると、ガッタ13によって再循環域Yが形成され
るものの、その領域は極めて小さく、燃料と空気との混
合性、燃料の燃焼によって発生させられる推力の向上を
図ることが困難であるという問題点がある。
Further, the ramjet engine 1 having the above structure
When it is 4, although the recirculation region Y is formed by the gutta 13, the region is extremely small, and it is difficult to improve the mixing property of fuel and air and the thrust generated by the combustion of fuel. There is a problem.

【0009】本発明は、上述した事情に鑑みてなされた
ものであって、燃料と空気との混合性を向上し、燃料を
有効に燃焼させて高推力を得ることができるジェットエ
ンジンの保炎装置を提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and improves the mixing property of fuel and air and effectively burns the fuel to obtain high thrust in a jet engine. The purpose is to provide a device.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、次の3つの手段を提案している。第1の
手段は、気流を挿通させる燃焼ダクト内に、気流に乗せ
て燃料を噴射する燃料ノズルと、該燃料ノズルの下流に
間隔を空けて配され燃料と空気流との混合気流に着火さ
せる点火栓とを具備するジェットエンジンにおいて、前
記燃料ノズルと前記点火栓との間に、前記燃焼ダクトの
軸線と平行に配されその周方向に複数の凹凸部を並列し
て波板状筒体に形成されてなるミキサを設けるととも
に、該ミキサの凹凸部を、燃焼ダクトの軸線方向下流に
向けて高低差を漸次増大させるように形成したジェット
エンジンの保炎装置を提案している。第2の手段は、燃
焼ダクトが燃焼器の下流に配置されたジェットエンジン
において、ミキサが、燃焼器において発生させられた燃
焼ガス流とその外方に流通させられる空気流との合流位
置直前に該燃焼ガス流と空気流とを隔離するように配置
されているジェットエンジンの保炎装置を提案してい
る。第3の手段は、ミキサの凹凸部が、燃焼ダクトの軸
線方向に沿って軸線回りに一方向に漸次変位させられる
螺旋状に形成されているジェットエンジンの保炎装置を
提案している。
In order to achieve the above object, the present invention proposes the following three means. A first means is to ignite a fuel nozzle for injecting fuel on the air flow in a combustion duct through which the air flow is inserted, and for igniting a mixed air flow of the fuel and the air flow, which is arranged at a space downstream of the fuel nozzle. In a jet engine including a spark plug, a corrugated plate-shaped tubular body is arranged between the fuel nozzle and the spark plug in parallel with an axis of the combustion duct and has a plurality of concavo-convex portions arranged in parallel in a circumferential direction thereof. A flame holding device for a jet engine is proposed, in which the mixer formed is provided and the uneven portion of the mixer is formed so as to gradually increase the height difference toward the downstream in the axial direction of the combustion duct. The second means is, in a jet engine in which a combustion duct is arranged downstream of the combustor, immediately before a position where the mixer joins the flow of the combustion gas generated in the combustor and the flow of the air which flows outside thereof. It proposes a flame holding device for a jet engine arranged to separate the combustion gas flow and the air flow. A third means proposes a flame holding device for a jet engine in which the uneven portion of the mixer is formed in a spiral shape that is gradually displaced in one direction around the axis of the combustion duct.

【0011】[0011]

【作用】本発明の第1の手段に係るジェットエンジンの
保炎装置によれば、ミキサの周囲に気流が流通させられ
ると、該ミキサの内外に配される気流が、ミキサの表面
に沿って流通させられる。これらの気流はミキサ内外に
並列して形成された凹凸部に交互に流通させられる間
に、凹凸部の高低差の増大によって同一の半径方向位置
に流通させられることになる。そして、ミキサの下流に
おいて合流されることにより、気流が攪拌され、ミキサ
の上流において噴出された燃料との混合が促進されるこ
とになる。また、本発明の第2の手段に係るジェットエ
ンジンの保炎装置によれば、燃焼ガス流と空気流とがミ
キサの内外にそれぞれ流通させられ、隣り合う凹凸部に
交互に流通させられた後にミキサの下流において合流さ
せられる。これにより、燃焼ガス流と空気流との混合、
および、ミキサの上流において噴出された燃料と燃料ガ
ス流、空気流との混合が促進されることになる。また、
本発明の第3の手段に係るジェットエンジンの保炎装置
によれば、ミキサによって気流が攪拌され燃料と気流と
の混合が促進されるとともに、ミキサの凹凸部が螺旋状
に形成されていることによって、ミキサの後流に旋回流
が発生させられ、燃焼速度が向上させられることにな
る。
According to the flame holding device for a jet engine according to the first aspect of the present invention, when the airflow is circulated around the mixer, the airflow disposed inside and outside the mixer is distributed along the surface of the mixer. Distributed. While these airflows are alternately passed through the uneven portions formed inside and outside the mixer in parallel, the airflows are made to flow at the same radial position due to an increase in the height difference of the uneven portions. Then, by being merged at the downstream side of the mixer, the airflow is agitated, and the mixing with the fuel jetted at the upstream side of the mixer is promoted. Further, according to the flame holding device for a jet engine according to the second means of the present invention, after the combustion gas flow and the air flow are circulated in and out of the mixer, respectively, and after they are circulated alternately in the adjacent uneven portions, Combined downstream of the mixer. This allows mixing of the combustion gas stream with the air stream,
Also, the mixing of the injected fuel with the fuel gas flow and the air flow is promoted upstream of the mixer. Also,
According to the flame holding device for a jet engine according to the third means of the present invention, the mixer mixes the air flow with the air flow to promote the mixing of the fuel and the air flow, and the uneven portion of the mixer is formed in a spiral shape. As a result, a swirl flow is generated in the wake of the mixer, and the combustion speed is improved.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明に係るジェットエンジンの保炎
装置の第1実施例について、図1および図2を参照して
説明する。なお、本実施例において、図4に示す従来例
と共通する箇所に同一符号を付して説明を簡略化する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of a flame holding device for a jet engine according to the present invention will be described below with reference to FIGS. In this embodiment, the same parts as those of the conventional example shown in FIG.

【0013】本実施例は、ガスタービンエンジン20
(ジェットエンジン)に係るものであり、図1に示すよ
うに、空気を取り入れるファン2と、取り入れられた空
気の一部を圧縮する圧縮機3と、圧縮させられた空気に
燃料を混合して燃焼させる燃焼器4と、該燃焼器4によ
って発生させられた燃焼ガスによって前記ファン2・圧
縮機4を駆動する出力タービン5とを具備し、排気管6
(燃焼ダクト)内にアフタバーナ21が配設されている
点において図4に示す従来例と共通している。また、本
実施例のガスタービンエンジン20においても、ファン
2によって取り入れられた空気流が燃焼器4を挿通させ
られるコア流Bと、該コア流Bの半径方向外方の筒状流
路22を挿通させられるファン流Aとに分流され、排気
管6において合流される構造とされている。しかし、本
実施例のガスタービンエンジン20は、アフタバーナ2
1の構造において従来例と相違している。
This embodiment is a gas turbine engine 20.
(Jet engine), as shown in FIG. 1, a fan 2 for taking in air, a compressor 3 for compressing a part of the taken-in air, and a fuel mixed with the compressed air. An exhaust pipe 6 is provided with a combustor 4 for combustion, and an output turbine 5 for driving the fan 2 and the compressor 4 by the combustion gas generated by the combustor 4.
It is common to the conventional example shown in FIG. 4 in that the afterburner 21 is arranged in the (combustion duct). Also in the gas turbine engine 20 of the present embodiment, the core flow B through which the air flow taken in by the fan 2 is inserted through the combustor 4 and the tubular flow passage 22 radially outward of the core flow B are provided. The structure is such that it is branched into the fan flow A that is inserted and merged in the exhaust pipe 6. However, the gas turbine engine 20 of the present embodiment has the afterburner 2
The structure 1 is different from the conventional example.

【0014】本実施例のガスタービンエンジン20の保
炎装置において採用されているアフタバーナ21は、フ
ァン流Aを流通させる筒状流路22内壁22aの後端
に、該内壁22aの一部として筒状のミキサ23を配設
することにより構成されている。燃料ノズル9は、例え
ば、ミキサ23の上流に位置する筒状流路22内に配置
され、点火栓10は、ミキサ23の下流位置に配置され
ている。
The afterburner 21 employed in the flame holding device of the gas turbine engine 20 of the present embodiment has a tubular shape as a part of the inner wall 22a at the rear end of the inner wall 22a of the tubular passage 22 through which the fan flow A flows. It is configured by arranging the mixer 23 in the shape of a circle. The fuel nozzle 9 is arranged, for example, in the tubular flow path 22 located upstream of the mixer 23, and the spark plug 10 is arranged downstream of the mixer 23.

【0015】前記ミキサ23は、図2に示すように、排
気管6の半径方向内方に間隔を空けて同心に配される円
筒状部材であって、その壁面に周方向に間隔をおいて半
径方向内方に複数の突出部23a(凹凸部)を配設する
ことにより、その間に形成される凹部23b(凹凸部)
とともに全体として波板状筒体に形成されている。前記
突出部23aは、ミキサ23の上流側に配される端部か
ら長手方向下流に向かって突出高さを漸次増大させると
ともに、ミキサ23の軸心回りに一方向に漸次変位させ
られることにより螺旋状に捩られた形状に形成されてい
る。なお、図2において、符号23cは該ミキサ23を
排気管6に取り付けるためのフランジ部である。
As shown in FIG. 2, the mixer 23 is a cylindrical member which is arranged concentrically and radially inward of the exhaust pipe 6, and is circumferentially spaced on its wall surface. By arranging a plurality of projecting portions 23a (uneven portions) radially inward, a concave portion 23b (uneven portion) formed between them
Together with this, it is formed as a corrugated tubular body as a whole. The projecting portion 23a gradually increases in projecting height from the end portion arranged on the upstream side of the mixer 23 toward the downstream in the longitudinal direction, and is gradually displaced around the axial center of the mixer 23 in one direction to form a spiral. It is formed in a twisted shape. In FIG. 2, reference numeral 23c is a flange portion for attaching the mixer 23 to the exhaust pipe 6.

【0016】このように構成されたガスタービンエンジ
ン20の保炎装置の作用について説明すると、ファン2
によって取り入れられた気流が圧縮機3の上流において
ファン流Aとコア流Bとに分流され、ファン流Aは筒状
流路22に流通させられ、コア流Bは、圧縮機3に投入
される。圧縮機3によって圧縮されたコア流Bは、燃焼
器4において燃焼させられた後に出力タービン5を挿通
させられて排気管6内に噴出される。また、ファン流A
は、筒状流路22を挿通させられて直接排気管6内に噴
出される。
The operation of the flame holding device of the gas turbine engine 20 constructed as above will be described below.
The airflow taken in by is divided into a fan flow A and a core flow B upstream of the compressor 3, the fan flow A is circulated in the tubular flow path 22, and the core flow B is input to the compressor 3. . The core flow B compressed by the compressor 3 is combusted in the combustor 4, then passed through the output turbine 5, and ejected into the exhaust pipe 6. Also, fan style A
Is passed through the tubular flow path 22 and directly ejected into the exhaust pipe 6.

【0017】ここで、筒状流路22の後端に配されるミ
キサ23は、半径方向内方に複数の突出部23aを突出
させる波板状筒体に形成されているので、コア流Bはミ
キサ23の内面に沿って、ファン流Aはミキサ23の外
面に沿ってそれぞれ流通させられる間に、ミキサ23を
介して隣接する凹凸部23a・23b内に交互に流通さ
せられるようになり、ミキサ23の後端において合流さ
せられる。これにより、コア流Bとファン流Aとが効率
良く混合されることになる。コア流Bは、燃焼器4によ
って発生させられた高圧の燃焼ガスであって、少量の未
燃酸素を含有しており、ファン流Aは、未燃焼の空気流
であるため、該コア流Bとファン流Aとがミキサ23に
よって混合されることにより、酸素を多量に含んだ高圧
の混合気を合成することができ、その結果、排気管6内
の燃焼が促進されることになる。
Here, since the mixer 23 arranged at the rear end of the tubular flow path 22 is formed as a corrugated tubular body that projects a plurality of projecting portions 23a inward in the radial direction, the core flow B While flowing along the inner surface of the mixer 23 and the fan flow A along the outer surface of the mixer 23, the fan flow A is alternately flowed through the mixer 23 into the adjacent uneven portions 23a and 23b. They are merged at the rear end of the mixer 23. As a result, the core flow B and the fan flow A are efficiently mixed. The core flow B is a high-pressure combustion gas generated by the combustor 4 and contains a small amount of unburned oxygen, and the fan flow A is an unburned air flow. By mixing the fan flow A and the fan flow A by the mixer 23, a high-pressure air-fuel mixture containing a large amount of oxygen can be synthesized, and as a result, combustion in the exhaust pipe 6 is promoted.

【0018】また、ミキサ23が螺旋状に形成されてい
るために、ミキサ23を挿通させられたファン流Aおよ
びコア流Bは、旋回力を付与されて排気管6内で旋回さ
せられるので、燃焼速度が増大させられることになる。
これにより、所望の燃焼を実施するための排気管6の長
さを短縮することが可能となり、ジェットエンジン20
の軽量化を図ることができる。
Further, since the mixer 23 is formed in a spiral shape, the fan flow A and the core flow B, which are inserted through the mixer 23, are swirled in the exhaust pipe 6 by being given swirling force. The burning rate will be increased.
This makes it possible to reduce the length of the exhaust pipe 6 for performing desired combustion, and the jet engine 20
The weight can be reduced.

【0019】次に、本発明に係るジェットエンジンの保
炎装置の第2実施例について、図3を参照して説明す
る。本実施例のジェットエンジンの保炎装置は、図3に
示すように、超音速飛行に使用されるラムジェットエン
ジン30に使用されるものであって、長手方向に沿って
空気流を挿通させる円筒状の燃焼ダクト11内に、空気
流を分流するセンタボディ12と、空気流に乗せて燃料
を噴出する燃料ノズル9と、空気流を攪拌する前記第1
の実施例と同等のミキサ23と、攪拌されることにより
混合された燃料と空気との混合気に着火させる点火栓1
0とを配設することにより構成されている。
Next, a second embodiment of the flame holding device for a jet engine according to the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, the flame holding device for a jet engine according to the present embodiment is used for a ramjet engine 30 used for supersonic flight, and is a cylinder that allows an air flow to pass along the longitudinal direction. In a rectangular combustion duct 11, a center body 12 for diverting an air flow, a fuel nozzle 9 for ejecting fuel along with the air flow, and the first for agitating the air flow.
Mixer 23 equivalent to that of the above embodiment, and an ignition plug 1 for igniting a mixture of fuel and air mixed by being stirred
0 and 0 are provided.

【0020】このように構成されたラムジェットエンジ
ン30の保炎装置を使用すると、燃焼ダクト11内に形
成された空気流が燃焼ダクト11内に配されたミキサ2
3を挿通するときに、該ミキサ23の上流端において、
該ミキサ23の内外の気流(内部気流B・外部気流A)
に一旦分流されるとともに、ミキサ23の下流端におい
て再度合流されることになる。この場合にあって、ミキ
サ23の上流端によって分流された気流A・Bは、ミキ
サ23の内外面に沿って流通させられることになるが、
ミキサ23は、半径方向内方に突出する突出部23aに
よって波板形状に形成されているので、内部気流Bと外
部気流Aとは、ミキサ23を挟んで隣接する凹凸部23
a・23b内に交互に流通させられることになる。ま
た、ミキサ23は螺旋状に形成されているので、両気流
A・Bはともに旋回力を付与されて偏向されることにな
る。そして、両気流A・Bがミキサ23の下流端を通過
すると、内部気流Bと外部気流Aとを仕切っていた仕切
板としてのミキサ23が取り払われた状態となり、内部
気流Bと外部気流Aとが再度合流される。このとき、分
離されたことによって発生させられた流通速度・流通方
向の相違によって、両気流A・Bが相互に攪拌されるこ
とになる。
When the flame holding device of the ramjet engine 30 having the above-mentioned structure is used, the air flow formed in the combustion duct 11 is mixed in the mixer 2 arranged in the combustion duct 11.
3 is inserted at the upstream end of the mixer 23,
Airflow in and out of the mixer 23 (internal airflow B / external airflow A)
, And the flow is re-joined at the downstream end of the mixer 23. In this case, the airflows A and B divided by the upstream end of the mixer 23 are made to flow along the inner and outer surfaces of the mixer 23,
Since the mixer 23 is formed in a corrugated plate shape by the protruding portion 23a protruding inward in the radial direction, the internal airflow B and the external airflow A are adjacent to each other with the mixer 23 interposed therebetween.
It will be circulated alternately in a.23b. Further, since the mixer 23 is formed in a spiral shape, both air flows A and B are given a turning force and are deflected. When both air flows A and B pass through the downstream end of the mixer 23, the mixer 23 as a partition plate that separates the internal air flow B from the external air flow A is removed, and the internal air flow B and the external air flow A are separated from each other. Are joined again. At this time, the air flows A and B are agitated with each other due to the difference in the flow velocity and the flow direction generated by the separation.

【0021】これにより、ミキサ23の上流において噴
射され気流A・Bに乗せられた燃料は、ミキサ23によ
る気流の攪拌によって気流A・B内への混合性を向上さ
れ、ミキサ23の下流に配される点火栓10の作動によ
って効率良く燃焼させられることになる。また、旋回力
を付与された気流A・Bの燃焼はその燃焼速度が増大さ
せられるので、ミキサ23の下流の短距離において燃焼
を実施することができる。これにより、燃焼ダクト11
の長さを短縮して、エンジン30の軽量化を図ることが
できるという利点がある。
As a result, the fuel injected in the upstream of the mixer 23 and placed on the airflows A and B has improved mixability into the airflows A and B due to the stirring of the airflows by the mixer 23, and the fuel is distributed downstream of the mixer 23. By the operation of the spark plug 10, the combustion is efficiently performed. Further, since the combustion velocity of the airflows A and B to which the swirling force is applied is increased, the combustion can be performed in a short distance downstream of the mixer 23. Thereby, the combustion duct 11
There is an advantage that the length of the engine can be shortened and the weight of the engine 30 can be reduced.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上、詳述したように、本発明の第1の
手段に係るジェットエンジンの保炎装置は、気流を挿通
させる燃焼ダクト内に配される燃料ノズルと点火栓との
間に、燃焼ダクトの軸線と平行に配され周方向に複数の
凹凸部を並列して波板状筒体に形成されてなるミキサを
設けるとともに、ミキサの凹凸部を、燃焼ダクトの軸線
方向下流に向けて高低差を漸次増大させるように形成し
たので、以下の効果を奏する。 ミキサの内外に配される気流が、ミキサの長手方向
に流通する際に、ミキサを隔てて隣接する凹凸部内を流
通させられ、ミキサの下流において合流されることによ
り効率良く混合されるため、燃焼ダクト内における着火
性、保炎性を向上することができる。 その結果、燃料の燃焼による推力を効率良く引き出
し得て、高推力のジェットエンジンを構成することがで
きる。 また、第2の手段に係るジェットエンジンの保炎装置
は、燃焼ダクトが燃焼器の下流に配置されるジェットエ
ンジンにおいて、ミキサが、燃焼器において発生させら
れた燃焼ガス流とその外方に流通させられる空気流との
合流位置直前に燃焼ガス流と空気流とを隔離するように
配置されているので、ミキサの隣接する凹凸内に燃焼ガ
ス流と空気流とが流通させられて、ミキサの下流におい
て合流されることにより、燃焼ガス流と空気流とを効率
良く混合して燃焼ダクト内における着火性、保炎性を向
上することができるとともに、燃焼ガスの再燃焼を促進
することができるという効果を奏する。また、第3の手
段に係るジェットエンジンの保炎装置は、ミキサの凹凸
部が、燃焼ダクトの軸線方向に沿って軸線回りに一方向
に漸次変位させられる螺旋状に形成されているので、上
記効果に加えて、燃料の燃焼速度を増大させて燃焼ダク
トの短縮化を図り、ジェットエンジンの軽量化を図るこ
とができるという効果を奏する。
As described above in detail, the flame holding device for the jet engine according to the first means of the present invention is provided between the fuel nozzle and the spark plug arranged in the combustion duct through which the air flow is inserted. , Providing a mixer formed in a corrugated tubular body by arranging a plurality of uneven portions in parallel with the axis of the combustion duct in the circumferential direction, and directing the uneven portion of the mixer toward the downstream in the axial direction of the combustion duct. Since it is formed so that the height difference is gradually increased, the following effects are achieved. When the airflow arranged inside and outside the mixer flows in the longitudinal direction of the mixer, the airflow is circulated in the uneven portions adjacent to each other with the mixer in between, and is efficiently mixed by being merged in the downstream of the mixer. It is possible to improve the ignitability and flame retention in the duct. As a result, the thrust due to the combustion of fuel can be efficiently extracted, and a jet engine with high thrust can be constructed. In the jet engine flame holding device according to the second means, in the jet engine in which the combustion duct is arranged downstream of the combustor, the mixer distributes the combustion gas flow generated in the combustor and the outside thereof. Since the combustion gas flow and the air flow are arranged just before the confluence position with the air flow to be separated, the combustion gas flow and the air flow are circulated in the adjacent irregularities of the mixer, and By being merged in the downstream, the combustion gas flow and the air flow can be efficiently mixed to improve the ignitability and flame holding property in the combustion duct, and the re-combustion of the combustion gas can be promoted. Has the effect. Further, in the flame stabilizing device for a jet engine according to the third means, since the uneven portion of the mixer is formed in a spiral shape which is gradually displaced in one direction around the axial line of the combustion duct, In addition to the effect, there is an effect that the combustion speed of the fuel is increased to shorten the combustion duct and the weight of the jet engine can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例に係るジェットエンジンの
保炎装置を示す縦断面図である。
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing a flame holding device for a jet engine according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の保炎装置のミキサを示す斜視図である。2 is a perspective view showing a mixer of the flame holding device of FIG. 1. FIG.

【図3】本発明の第2実施例に係るラムジェットエンジ
ンの保炎装置を示す縦断面図である。
FIG. 3 is a vertical cross-sectional view showing a flame holding device for a ramjet engine according to a second embodiment of the present invention.

【図4】ジェットエンジンの保炎装置の第1の従来例と
してのガスタービンエンジンにおけるものを示す縦断面
図である。
FIG. 4 is a vertical sectional view showing a gas turbine engine as a first conventional example of a flame holding device for a jet engine.

【図5】ジェットエンジンの保炎装置の第2の従来例と
してのラムジェットエンジンにおけるものを示す縦断面
図である。
FIG. 5 is a vertical cross-sectional view showing a ramjet engine as a second conventional example of a flame holding device for a jet engine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 ファン 3 圧縮機 4 燃焼器 5 出力タービン 6 排気管(燃焼ダクト) 9 燃料ノズル 10 点火栓 11 燃焼ダクト 20 ガスタービンエンジン(ジェットエンジン) 21 アフタバーナ 22 筒状流路 22a 内壁 23 ミキサ 23a 突出部(凹凸部) 23b 凹部(凹凸部) 23c フランジ部 30 ラムジェットエンジン(ジェットエンジン) A ファン流(空気流) B コア流(燃焼ガス流) 2 Fan 3 Compressor 4 Combustor 5 Output Turbine 6 Exhaust Pipe (Combustion Duct) 9 Fuel Nozzle 10 Spark Plug 11 Combustion Duct 20 Gas Turbine Engine (Jet Engine) 21 Afterburner 22 Cylindrical Channel 22a Inner Wall 23 Mixer 23a Projection ( Concavo-convex portion 23b Recessed portion (concavo-convex portion) 23c Flange portion 30 Ramjet engine (jet engine) A Fan flow (air flow) B Core flow (combustion gas flow)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 気流を挿通させる燃焼ダクト内に、気流
に乗せて燃料を噴射する燃料ノズルと、該燃料ノズルの
下流に間隔を空けて配され燃料と空気流との混合気流に
着火させる点火栓とを具備するジェットエンジンにおい
て、前記燃料ノズルと前記点火栓との間に、前記燃焼ダ
クトの軸線と平行に配されその周方向に複数の凹凸部を
並列して波板状筒体に形成されてなるミキサを設けると
ともに、該ミキサの凹凸部を、燃焼ダクトの軸線方向下
流に向けて高低差を漸次増大させるように形成したこと
を特徴とするジェットエンジンの保炎装置。
1. A fuel nozzle for injecting fuel along with an air flow in a combustion duct through which the air flow is inserted, and ignition for igniting a mixed air flow of fuel and air flow, which is arranged downstream of the fuel nozzle with a gap. In a jet engine including a plug, between the fuel nozzle and the spark plug, a plurality of uneven portions are arranged in parallel with the axis of the combustion duct and arranged in the circumferential direction in a corrugated tubular body. A flame holding device for a jet engine, characterized in that the mixer having the above structure is provided, and the uneven portion of the mixer is formed so as to gradually increase the height difference toward the downstream in the axial direction of the combustion duct.
【請求項2】 燃焼ダクトが燃焼器の下流に配置された
ジェットエンジンにおいて、ミキサが、燃焼器において
発生させられた燃焼ガス流とその外方に流通させられる
空気流との合流位置直前に該燃焼ガス流と空気流とを隔
離するように配置されていることを特徴とする請求項1
記載のジェットエンジンの保炎装置。
2. A jet engine in which a combustion duct is arranged downstream of a combustor, wherein a mixer is provided immediately before a merging position of a combustion gas flow generated in the combustor and an air flow passed therethrough. 2. Arranged to separate the combustion gas stream and the air stream.
Flame retarding device for the jet engine described.
【請求項3】 ミキサの凹凸部が、燃焼ダクトの軸線方
向に沿って軸線回りに一方向に漸次変位させられる螺旋
状に形成されていることを特徴とする請求項1または請
求項2記載のジェットエンジンの保炎装置。
3. The mixer according to claim 1, wherein the uneven portion of the mixer is formed in a spiral shape that is gradually displaced in one direction around the axis of the combustion duct. Jet engine flame holding device.
JP11881993A 1993-05-20 1993-05-20 Flame holding device of jet engine Pending JPH06330765A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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