JPH07224722A - ラム燃焼装置 - Google Patents

ラム燃焼装置

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JPH07224722A
JPH07224722A JP1874794A JP1874794A JPH07224722A JP H07224722 A JPH07224722 A JP H07224722A JP 1874794 A JP1874794 A JP 1874794A JP 1874794 A JP1874794 A JP 1874794A JP H07224722 A JPH07224722 A JP H07224722A
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JP
Japan
Prior art keywords
fuel
main
flame stabilizer
type flame
combustor
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP1874794A
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English (en)
Inventor
Takeshi Kashiwagi
武 柏木
Koji Tokunaga
幸二 徳永
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ラム燃焼装置に係り、広い飛行マッハ数の範
囲において、燃料と空気との混合性を向上させて燃焼効
率を高める。 【構成】 主燃焼器型保炎器10の外側にスプレーリン
グ21を配し、主燃焼器型保炎器10の温度を温度セン
サ30で検知して、高マッハ数飛行により吹き消え現象
が生じて温度低下が発生している場合には、燃料調節手
段28により主燃料ノズル12への燃料供給量の抑制と
スプレーリング21への燃料供給量の増加とを行なう。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ラム燃焼装置に係り、
特に、ラムジェットエンジンを広い飛行マッハ数範囲に
おいて高い燃焼効率で作動させる技術に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】ラムジェットエンジンは、ガスタービン
エンジンのような空気圧縮機を有していないものの、燃
焼器ダクト内に高速で流入する空気をラム圧を利用して
圧縮するようにしており、構造が単純であり、かつ、機
体の航行速度が大きくなるほど燃焼効率を向上させるこ
とができると考えられ、例えばマッハ数2.5〜5の航
行速度の超音速航空機や宇宙往還機への適用が研究され
ている。
【0003】図2は、ラムジェットエンジンの概略構造
を示すもので、符号1はデイフューザ、2は燃焼器ダク
ト、3は燃焼室、4はジェットノズル、5は燃焼装置
(ラム燃焼装置)である。そして、燃焼装置5として、
図3に示すもの等が提案されている。
【0004】図3例の燃焼装置5は、円筒状の燃焼器ダ
クト2の燃焼室3に、中空半球状の主燃焼器型保炎器1
0を配するとともに、主燃焼器型保炎器10の下流側外
周に、ガッタ型保炎器11を周方向に間隔を空けて配
し、主燃焼器型保炎器10に燃料ノズル12を接続した
構成で、主燃焼器型保炎器10及びガッタ型保炎器11
の部分は、複数の片持ち梁状の支持梁9によって支持さ
れている。そして、燃料供給系13の作動時に燃料ノズ
ル12から燃料を噴射して、点火栓8で点火するととも
に、主燃焼器型保炎器10の形状に基づいて保炎を行な
いながら、ガッタ型保炎器11のV字状断面により乱れ
の多い低流速域を発生させて、燃焼炎と空気との混合に
よる完全燃焼を図るようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、燃焼装置5が
上記構造である場合には、マッハ数が大きい(例えばマ
ッハ数M3)超音速航行状態で、燃料ノズル12からの
燃料供給量の増加に、主燃焼器型保炎器10の内部に空
気導入孔10aから導入する空気量の増加が追従できな
くなり、主燃焼器型保炎器10の内部が燃料過濃な状態
となって、火炎の一部に吹き消え現象が生じて燃焼効率
が低下してしまうことが考えられる。
【0006】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
で、マッハ数が大きい状態における主燃焼器型保炎器内
部の火炎の吹き消え現象の発生を検知してこれを抑制す
ることにより、広い飛行マッハ数範囲の燃焼効率を向上
させることができるラム燃焼装置を提供することを目的
とするものである。
【0007】
【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、ラムジェットエンジンの燃焼器ダクトの
内部に搭載されるラム燃焼装置であって、燃焼器ダクト
の気流中に配され主燃料ノズルから噴射させた燃料の燃
焼を行なう主燃焼器型保炎器と、該主燃焼器型保炎器の
外側に配され燃焼器ダクトの気流と主燃焼器型保炎器の
燃焼炎とを混合させるガッタ型保炎器と、該ガッタ型保
炎器の上流の離間位置に主燃焼器型保炎器の回りを囲ん
だ状態に配され高マッハ数飛行時に燃料を噴射させるス
プレーリングと、主燃料ノズル及びスプレーリングに接
続され主燃料ノズルへの燃料供給量を抑制してスプレー
リングへの燃料供給量を増加させる燃料調節手段と、主
燃焼器型保炎器に設けられた温度センサと、該温度セン
サからの情報により燃料調節手段を制御する制御装置と
を具備することを特徴としている。
【0008】
【作用】本発明にあっては、低マッハ数飛行時に、主燃
料ノズルから燃料噴射が行なわれて、主燃焼器型保炎器
が燃焼状態とされ、その燃焼炎は、ガッタ型保炎器で発
生させた乱れに基づく燃焼炎と空気との混合により、完
全燃焼が図られる。高マッハ数飛行時には、主燃焼器型
保炎器による燃焼に、スプレーリングからの燃焼噴出に
よる燃焼が付加される。このとき、制御装置が、温度セ
ンサからの情報により主燃焼器型保炎器の温度を検出
し、該温度から主燃焼器型保炎器内の燃焼状態を推定し
て、吹き消え現象が生じて温度低下が発生した場合に
は、燃料調節手段により主燃料ノズルへの燃料供給量の
抑制とスプレーリングへの燃料供給量の増加とを行な
う。
【0009】
【実施例】図1は、本発明に係るラム燃焼装置の一実施
例を示すものである。
【0010】本実施例のラム燃焼装置20にあっては、
燃焼器ダクト2の内壁に支持梁9によって支持された状
態に例えば燃焼器ダクト2の周方向に間隔を空けて複数
配される主燃焼器型保炎器10と、該主燃焼器型保炎器
10の下流開口部の近傍位置に周方向に間隔を空けて複
数配されるガッタ型保炎器11と、主燃焼器型保炎器1
0接続される主燃料ノズル12と、該ガッタ型保炎器1
1の上流の離間位置に主燃焼器型保炎器10の回りを囲
んだ状態に同心円状に配され下流に向けた複数の噴出孔
21aを有するスプレーリング21とを有している。
【0011】ここで、図1において符号22で示すもの
は、燃料タンクであり、該燃料タンク22には、流路2
3及び該流路23が分岐された各分岐流路24,25を
介して、主燃料ノズル12及びスプレーリング21が燃
料供給可能に接続されている。
【0012】流路23上には、主燃料ノズル12及びス
プレーリング21に向けて燃料を吐出させる燃料ポンプ
27が設けられており、またスプレーリング21側の分
岐流路24には、該分岐流路24を通過する燃料流量を
調節することにより、該分岐流路24と他の分岐流路2
5との燃料流量比すなわちスプレーリング21と主燃料
ノズル12との燃料配分比を調節する、燃料調節手段で
ある燃料調節バルブ28が設けられている。この燃料調
節バルブ28は、制御装置29に接続されており、該制
御装置29の駆動信号でそのバルブ開度が調節されるよ
うになっている。
【0013】ここで、この制御装置29は、通常、飛行
マッハ数の維持に必要とする燃料供給量を算出するとと
もに、主燃料ノズル12及びスプレーリング21への燃
料配分比を飛行マッハ数に応じて設定して、これらに応
じて燃料ポンプ27の吐出量及び燃料調節バルブ28の
開度を制御するようになっている。
【0014】そして、本実施例においては、主燃焼器型
保炎器10の壁部には、該壁部の温度を検知して該温度
に応じた信号を出力する、熱電対等の温度センサ30が
取り付けられている。この温度センサ30は、制御装置
29に接続されており、検知した温度信号を該制御装置
29に出力するようになっている。
【0015】このように構成されているラム燃焼装置2
0において、マッハ数が例えば2.5以下の低マッハ数
飛行時にあっては、主燃焼器型保炎器10のみに燃料を
供給して燃焼させることが行なわれる。
【0016】つまり、制御装置29が、飛行マッハ数に
対応して、燃焼器ダクト2の空気挿通量及び空気導入孔
10aによる主燃焼器型保炎器10の内部への空気取り
入れ量等により主燃焼器型保炎器10の内部の燃料濃度
を算出し、該燃料濃度に応じた燃料供給量を燃料ポンプ
27で吐出させるとともに、燃料調節バルブ28を閉じ
て分岐流路24を遮断し燃料供給量の全量を分岐流路2
5を介して主燃料ノズル12から噴射させる。このよう
にして、主燃料ノズル12から噴射された燃料に点火栓
8で点火して、主燃焼器型保炎器10に供給した燃料の
みを燃焼させることが行なわれ、この燃焼炎は、ガッタ
型保炎器11で発生させた乱れに基づいて空気との混合
化が促進されるとともに、完全燃焼状態に導かれる。
【0017】マッハ数が例えば2.5以上の高マッハ数
飛行時にあっては、飛行マッハ数に応じて、燃料調節バ
ルブ28を所定開度に開くことにより、主燃焼器型保炎
器10による燃焼に、スプレーリング21からの燃焼噴
出による燃焼が付加される。
【0018】つまり、マッハ数に応じて、燃焼器ダクト
2の空気挿通量、主燃焼器型保炎器10の内部への空気
取り入れ量等により、主燃焼器型保炎器10への燃料供
給量を算出するとともにスプレーリング21に供給すべ
き燃料供給量を算出し、これらの合計燃料供給量と燃料
配分比を算出して、燃料ポンプ27の吐出量と燃料調節
バルブ28の開度を調節する。これにより、主燃料ノズ
ル12及びスプレーリング21にそれぞれの配分比の燃
料供給を行なって燃焼させる。このようにして、主燃焼
器型保炎器10の作動による火炎Faの形成と、スプレ
ーリング21の作動による火炎Fbの形成とを行なう
と、主燃焼器型保炎器10の下流及びガッタ型保炎器1
1の下流にそれぞれ形成される火炎Fa,Fbが相互に
干渉し合って未燃燃料と空気(酸素)との混合促進がな
され、完全燃焼状態となり、かつ全体の火炎が短くな
る。
【0019】ここで、本実施例において、制御装置29
は、高マッハ数飛行時に、温度センサ30からの温度信
号を受けて主燃焼器型保炎器10内の温度を検知してお
り、該検知温度を、マッハ数に応じた燃焼器ダクト2の
空気挿通量、主燃焼器型保炎器10の内部への空気取り
入れ量及び主燃焼器型保炎器10への燃料供給量等から
推定算出される、吹き消え現象の無い燃焼状態での主燃
焼器型保炎器10の計算上の温度と比較する。そして、
実際に温度センサ30で検知された温度が、計算上の温
度より所定の許容範囲を越えて低ければ、主燃焼器型保
炎器10内が燃料過濃状態で火炎の一部に吹き消え現象
を生じていると判定して、これらの温度差に応じて温度
差が大きい程大きくなるように、燃料調節バルブ28の
開度を大きくする。これにより、主燃料ノズル12への
燃料供給量の抑制とスプレーリング21への燃料供給量
の増加が行われることになる。そして、主燃料ノズル1
2への燃料供給量の抑制を行うことにより、主燃焼器型
保炎器10における燃料過濃状態による吹き消え現象を
無くして、上記温度差を所定の許容範囲内に入れること
になる。
【0020】このように、本実施例においては、高マッ
ハ数飛行により吹き消え現象が生じて主燃焼器型保炎器
10に温度低下が発生した場合には、これを温度センサ
30で実際に検知して、燃料調節バルブ28により主燃
料ノズル12への燃料供給量の抑制とスプレーリング2
1への燃料供給量の増加とを行なうことになる。したが
って、高マッハ数飛行時における完全燃焼性を促進させ
て、広い飛行マッハ数範囲の燃焼効率を向上させること
ができる。
【0021】なお、上記実施例においては、燃料調節手
段である燃料調節バルブ28をスプレーリング21側の
分岐流路24に設けるものを例にとり説明したが、勿
論、他の分岐流路25に設けたり、分岐流路24,25
の双方に設けたりすることが可能である。
【0022】
【発明の効果】本発明に係るラム燃焼装置によれば、制
御装置が、温度センサからの情報により主燃焼器型保炎
器の温度を検出し、該温度から主燃焼器型保炎器内の燃
焼状態を推定して、高マッハ数飛行により吹き消え現象
が生じて温度低下が発生している場合には、燃料調節手
段により主燃料ノズルへの燃料供給量の抑制とスプレー
リングへの燃料供給量の増加とを行なうことになる。し
たがって、マッハ数飛行時における完全燃焼性を促進さ
せて、広い飛行マッハ数範囲の燃焼効率を向上させるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るラム燃焼装置の一実施例を示すブ
ロック図を併記した正断面図である。
【図2】ラムジェットエンジンの概略構造を示す正断面
図である。
【図3】ラム燃焼装置の従来構造例を示す正断面図であ
る。
【符号の説明】
2 燃焼器ダクト 10 主燃焼器型保炎器 11 ガッタ型保炎器 12 主燃料ノズル 20 ラム燃焼装置 21 スプレーリング 28 燃料調節バルブ(燃料調節手段) 29 制御装置 30 温度センサ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ラムジェットエンジンの燃焼器ダクトの
    内部に搭載されるラム燃焼装置であって、燃焼器ダクト
    の気流中に配され主燃料ノズルから噴射させた燃料の燃
    焼を行なう主燃焼器型保炎器と、該主燃焼器型保炎器の
    外側に配され燃焼器ダクトの気流と主燃焼器型保炎器の
    燃焼炎とを混合させるガッタ型保炎器と、該ガッタ型保
    炎器の上流の離間位置に主燃焼器型保炎器の回りを囲ん
    だ状態に配され高マッハ数飛行時に燃料を噴射させるス
    プレーリングと、主燃料ノズル及びスプレーリングに接
    続され主燃料ノズルへの燃料供給量を抑制してスプレー
    リングへの燃料供給量を増加させる燃料調節手段と、主
    燃焼器型保炎器に設けられた温度センサと、該温度セン
    サからの情報により燃料調節手段を制御する制御装置と
    を具備することを特徴とするラム燃焼装置。
JP1874794A 1994-02-15 1994-02-15 ラム燃焼装置 Withdrawn JPH07224722A (ja)

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Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20010508