JPH08213148A - 冷却空気制御装置付着火プラグ - Google Patents

冷却空気制御装置付着火プラグ

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JPH08213148A
JPH08213148A JP1896695A JP1896695A JPH08213148A JP H08213148 A JPH08213148 A JP H08213148A JP 1896695 A JP1896695 A JP 1896695A JP 1896695 A JP1896695 A JP 1896695A JP H08213148 A JPH08213148 A JP H08213148A
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JP
Japan
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sleeve
cylinder
piston
outer cylinder
cooling air
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JP1896695A
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English (en)
Inventor
Yasushi Nakada
靖 仲田
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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】 着火時の冷却空気量を制御して着火性能を向
上させる。 【構成】 陰極を形成する円筒状の外筒10の中心に陽
極11を設け、円筒内に絶縁材13充填し、外筒10表
面に空気取入口14を設け、絶縁材13内を通り着火プ
ラグ7の先端まで延びた空気流路15を有する着火プラ
グ7に対し、外筒10と嵌合し、空気取入口14を開閉
するスリーブ21と、スリーブ21の移動機構を備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ジェットエンジン、ガ
スタービンの燃焼器やアフターバーナ、ラムエンジンの
燃焼器に用いられる火花放電式プラグに係わり、特にプ
ラグの電極や絶縁材を冷却する冷却空気取入口を備えた
火花放電式の着火プラグに関する。
【0002】
【従来の技術】ジェットエンジンやガスタービンでは燃
焼室内に火花放電式着火プラグが設けられ、始動時に点
火して燃料と空気の混合ガスを燃焼させ始動する。始動
後、点火プラグは不要となるが、プラグの先端は燃焼室
内にあるため加熱され高温となるので、点火プラグの胴
部に空気取入口を設け、冷却空気を取り入れ電極や絶縁
材を冷却した後燃焼室に放出するようにしている。
【0003】このような一例として、図7にターボファ
ンジェットエンジンの断面図を示す。ターボファンジェ
ットエンジンは、先端に設けられたファン1、コンプレ
ッサ2、燃焼室3、コンプレッサ2と結合した第1ター
ビン4、ファン1と結合した第2タービン5、アフタバ
ーナ6を有し、燃焼器3、アフターバーナ6には火花放
電式の着火プラグ7が設けられている。ファン1で加圧
された空気はコンプレッサ2とアフターバーナ6に供給
され、コンプレッサ2でさらに加圧された空気は燃料と
混合されて燃焼器3に送られ、燃焼して、燃焼ガスとな
り、第1タービン4、第2タービン5を回転して、コン
プレッサ2、ファン1を回転させる。燃焼ガスはファン
1により供給される加圧空気と混合し、さらにアフター
バーナ6で燃料と混合して再燃焼し、燃焼排ガスとして
排出され推力を発生する。エンジン始動時に燃焼器3に
設けられた着火プラグ7より着火して燃焼を開始し、ア
フターバーナ6の始動時にアフターバーナ6に設けられ
た着火プラグ7により点火される。
【0004】図8は着火プラグ7の着火部構造を示す図
である。陰極を形成する円筒状の外筒10の中心先端に
陽極11が設けられ、陽極11に接続して中心電極12
が設けられている。外筒10の内部には絶縁材13が充
填され、陽極11,中心電極12を外筒10から絶縁す
ると共にこれらの電極11,12を固定している。外筒
10には空気取入口14が周囲に4個設けられ、空気流
路15が、着火プラグ7の先端まで設けられ、先端より
冷却空気を放出して着火プラグ7の先端を冷却し、外筒
10、陽極電極11、絶縁材13を加熱器3やアフター
バーナ6からの熱に対して保護している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】着火プラグ7は燃焼開
始時に燃料と空気の混合ガスに着火させた後は不要とな
る。しかし、燃焼ガスにより加熱されるので、着火プラ
グの電極や絶縁材を冷却するため冷却空気を着火開始よ
りエンジン停止時まで供給している。このため着火時、
この冷却空気によって着火プラグ先端の燃料と空気の混
合比が変化し、燃料が希薄となり着火性能が悪化してい
る。つまり着火時にも着火後の燃焼状態を想定した多量
の冷却空気が着火プラグから吹き出しているため、着火
しにくい状態で着火が行われている。これはジェットエ
ンジンの高空再着火という厳しい条件下では大きな問題
となっていた。
【0006】本発明は上述の問題点に鑑みてなされたも
ので、着火時の冷却空気量を制御することにより着火性
能を向上させる冷却空気制御装置を設けた着火プラグを
供給することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、陰極を形成する円筒状外筒と、該外筒内に絶縁材を
介して設けられ外筒先端で火花放電する陽極と、外筒側
面の空気取入口より外筒内を通り先端まで設けられた空
気流路と、外筒外周と嵌合し前記空気取入口上を摺動可
能なスリーブと、該スリーブを前記空気取入口の開放、
閉鎖を行うよう移動させる移動機構とを備えたものであ
る。
【0008】また、前記移動機構は、前記スリーブの外
面に設けられたピンと、一端に設けられた長穴で前記ピ
ンと取り合い、他端が回動自在に支持された回転軸に固
定された第1アームと、一端が前記回転軸に固定され、
他端にピン穴を有する第2アームと、該第2アームのピ
ン穴とロッド先端でピン結合し、シリンダ端部で回動自
在に支持された流体圧シリンダと、を備えたものであ
る。
【0009】また、前記移動機構は、前記スリーブに設
けられたピストンと、該ピストンと摺動自在に嵌合する
シリンダチューブと、該シリンダチューブに加圧流体を
供給する加圧装置とを備えたものである。
【0010】また、前記ピストンの一方の面を前記スリ
ーブの軸方向に附勢するばねを備え、前記ピストンの他
方の面は前記加圧装置より供給される流体によって加圧
されるようにしたものである。
【0011】
【作用】外筒の空気取入口上を摺動するスリーブを移動
機構により移動させることにより、空気取入口を閉鎖、
開放し、空気取入口より取り入れる冷却空気量を制御す
ることが可能となる。これにより着火時には冷却空気を
減少させ、あるいは遮断し、着火が確実に行われるよう
にし、着火後は空気取入口を全開として着火プラグ先端
の冷却を行う。これにより着火性能が向上し、信頼性が
向上する。
【0012】移動機構としては、スリーブの外面にピン
を設け、長穴を有する第1アームでこのピンと取り合
い、回転軸を第2アームを介して流体圧シリンダで回動
することにより、スリーブをその軸方向に移動して空気
取入口の開放、閉鎖を行うことができる。流体圧シリン
ダのストロークを制御すれば、空気取入口の面積制御も
できるので冷却空気の流量の制御もできる。
【0013】また、移動機構としてはスリーブにピスト
ンを設け、このピストンと摺動自在に嵌合するシリンダ
チューブとを備えて流体圧シリンダを構成し、加圧装置
より加圧流体を供給することによりピストンを移動さ
せ、これと一体のスリーブをその軸方向に移動すること
によって空気取入口の開閉を行うことができる。
【0014】また、このピストンの一方の面をスリーブ
の軸方向に附勢するばねを備え、他方の面は加圧装置よ
り供給される加圧流体により加圧することにより、ピス
トンとスリーブを往復動させ、空気取入口の開閉を行う
ことができる。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1は第1実施例の構成を示す断面図であ
る。なお,図7,図8で用いた符号と同一符号は同一の
ものを表す。以降の図面においても同様とする。燃焼器
3には、その前部に混合ガス供給装置16が設けられ、
燃料にコンプレッサ2で加圧された空気を混合して噴射
する。側部には着火プラグ7が設けられ、プラグ先端は
燃焼器3内に突出している。着火プラグ7は燃焼器3を
囲む燃焼器二重外壁17でプラグ先端側を支持され、エ
ンジン外筒18により頂部側を支持されている。
【0016】着火プラグ7の外筒10には空気取入口1
4が円周方向に等間隔に4個設けられており、コンプレ
ッサ2で加圧された空気を取り入れ、着火プラグ7の先
端の電極、絶縁材に冷却空気を供給するように構成され
ている。外筒10と嵌合し、空気取入口14上を摺動す
るスリーブ21が設けられ、このスリーブ21の外周を
摺動自在に支持する支持筒22が設けられている。支持
筒22の下端は燃焼器二重外壁17に設けられた取合金
具19と螺合し、上端は着火プラグ7の上部と螺合して
いる。スリーブ21を上下させ、空気取入口14の開,
閉を行う流体圧シリンダ23が燃焼器二重外壁17に取
り付けられた支持台24によってシリンダチューブ端を
回動自在に支持されている。流体圧シリンダ23は作動
流体として液体を用いる場合、燃料油を用いることもで
きる。なお、作動流体として空気を用いてもよい。
【0017】図2はスリーブ21,流体圧シリンダ23
近傍の詳細断面図、図3は図2のX−X矢視図である。
スリーブ21の上端には180°離れて2本のピン25
が設けられ、このピン25と取り合う長穴を両端に有
し、半円状の第1アーム26が半円の中央部で回転軸2
7に固定されている。回転軸27は支持筒22に回転自
在に支持されている。第1アーム26は図3に示すよう
に支持筒22内をくり抜いた空間内に設けられている。
回転軸27にはさらに第2アーム28の一端が固定さ
れ、第2アーム28の他端はピストンロッド29の先端
と回動自在に結合している。
【0018】次に動作について説明する。図2の状態で
ピストンロッド29を伸ばしてゆくと、第2アーム2
8、および第2アーム28と回転軸27を介して結合さ
れている第1アーム26は反時計回りに回動し、第1ア
ーム26の長穴を介してピン25は図2において下方向
へ押し下げられ、スリーブ21は下方に移動する。図4
はスリーブ21の移動により空気取入口14を閉鎖した
状態を示す。なお、スリーブ21の移動方向は図2を用
いて上下方向と説明したが、着火プラグ7が水平に配置
されていれば、スリーブ21は水平方向に移動するとい
うように、着火プラグ7の配置されている軸方向を往復
動する。なお、ピストンロッド29の移動量を制御する
と空気取入口14の開閉面積を調整して、取り入れる空
気量を制御することができる。
【0019】次に第2実施例を説明する。図5、図6は
第2実施例の断面図を示す。着火プラグ7の外筒10の
上端にはリング31が設けられ、このリング31の外径
より小さな外径を有するディスタンスピース32がリン
グ31上端と着火プラグ7の上部を接続している。空気
取入口14上を摺動し外筒10と嵌合するスリーブ30
が設けられ、スリーブ30の上端外周にはピストン33
が固着されている。このピストン33の外周と摺動自在
に嵌合すると共に、リング31外周と嵌合しており、さ
らに上端着火プラグ7の上部と螺合すると共に、下端で
取合金具19と螺合している支持筒22が設けられてい
る。支持筒22の下部先端には端板34が設けられ、外
筒10、スリーブ30、リング31、ピストン33、支
持筒22は空気シリンダを構成する。ピストン33と端
板34の間にはばね35が設けられピストン33をリン
グ31側へ付勢する。リング31の外周近傍には開口3
6が設けられ、加圧空気がピストン33に印加されるよ
うになっている。支持筒22の上部には加圧空気供給口
37が設けられ、弁38を介して供給された圧縮空気が
支持筒22とディスタンスピース32との間隙を通り、
リング31の開口36を経てピストン33を加圧する。
圧縮空気としては前述したターボファンジェットエンジ
ンのコンプレッサ2の圧縮空気を用いる。
【0020】次に動作について説明する。図5は空気取
入口14を閉鎖しない場合で、着火時以外の状態を示
す。この場合、弁38を閉として加圧空気を印加せず、
ピストン33はばね35によってリング31に押圧さ
れ、スリーブ30の下端は空気取入口14の上部に位置
し、閉鎖していない。図6は空気取入口14を閉鎖した
場合で、着火時の状態を示す。弁38を開として加圧空
気を印加し、ばね35に抗して加圧空気によりピストン
33を押し下げ、ピストン33と一体のスリーブ30を
押し下げて空気取入口14を閉鎖する。以上の説明は図
5,図6を用いて着火プラグ7が上下方向に設けられて
いる場合を説明したが、ピストン33およびスリーブ3
0は着火プラグ7が配置されている方向に往復動する。
【0021】以上の実施例では、スリーブ21、30を
着火プラグ7の軸方向に移動することにより空気取入口
14の開閉を行っているが、スリーブ21、30を空気
取入口14上に設定し、空気取入口14と重なるスリー
ブ21、30の位置に開口を設け、スリーブ21、30
を周方向に回動して、スリーブ21、30の開口を空気
取入口14と一致させることにより、開とし、両口を互
いにずらせることにより閉とすることもできる。
【0022】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は着火プラグの冷却空気取入口を開閉する機構を設ける
ことにより着火時には冷却空気量を減少または遮断し、
着火を確実に行うようにして着火性能を向上させ、着火
後は冷却空気を着火プラグに供給し、電極や絶縁材が高
温となるのを防止して寿命を長くする。航空機に用いら
れるジェットエンジンの燃焼器、再熱装置(アフターバ
ーナ)、ラムエンジンの燃焼器などの場合、高空着火性
能が向上することによりエンジンの作動範囲が拡大す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の構成を示す断面図であ
る。
【図2】第1実施例のスリーブ、流体圧シリンダ近傍の
断面図である。
【図3】図2のX−X矢視図である。
【図4】第1実施例でスリーブにより空気取入口を閉鎖
した状態を示す断面図である。
【図5】第2実施例のスリーブとその移動構成を示す断
面図である。
【図6】第2実施例でスリーブにより空気取入口を閉鎖
した状態を示す断面図である。
【図7】ターボファンジェットエンジンの構成と着火プ
ラグの取付位置を示す図である。
【図8】着火プラグの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
2 コンプレッサ 3 燃焼器 6 アフターバーナ 7 着火プラグ 10 外筒 11 陽極 12 中心電極 13 絶縁材 14 空気取入口 15 空気流路 16 混合ガス供給装置 17 燃焼器二重外壁 18 エンジン外筒 19 取合金具 21 スリーブ 22 支持筒(シリンダチューブ) 23 流体圧シリンダ 24 支持台 25 ピン 26 第1アーム 27 回転軸 28 第2アーム 29 ピストンロッド 30 スリーブ 31 リング 32 ディスタンスピース 33 ピストン 34 端板 35 ばね 36 開口 37 加圧空気供給口 38 弁(加圧装置)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 陰極を形成する円筒状外筒と、該外筒内
    に絶縁材を介して設けられ外筒先端で火花放電する陽極
    と、外筒側面の空気取入口より外筒内を通り先端まで設
    けられた空気流路と、外筒外周と嵌合し前記空気取入口
    上を摺動可能なスリーブと、該スリーブを前記空気取入
    口の開放、閉鎖を行うよう移動させる移動機構とを備え
    たことを特徴とする冷却空気制御装置付着火プラグ。
  2. 【請求項2】 前記移動機構は、前記スリーブの外面に
    設けられたピンと、一端に設けられた長穴で前記ピンと
    取り合い、他端が回動自在に支持された回転軸に固定さ
    れた第1アームと、一端が前記回転軸に固定され、他端
    にピン穴を有する第2アームと、該第2アームのピン穴
    とロッド先端でピン結合し、シリンダ端部で回動自在に
    支持された流体圧シリンダと、を備えたことを特徴とす
    る請求項1記載の冷却空気制御装置付着火プラグ。
  3. 【請求項3】 前記移動機構は、前記スリーブに設けら
    れたピストンと、該ピストンと摺動自在に嵌合するシリ
    ンダチューブと、該シリンダチューブに加圧流体を供給
    する加圧装置とを備えたことを特徴とする請求項1記載
    の冷却空気制御装置付着火プラグ。
  4. 【請求項4】 前記ピストンの一方の面を前記スリーブ
    の軸方向に附勢するばねを備え、前記ピストンの他方の
    面は前記加圧装置より供給される流体によって加圧され
    ることを特徴とする請求項3記載の冷却空気制御装置付
    着火プラグ。
JP1896695A 1995-02-07 1995-02-07 冷却空気制御装置付着火プラグ Pending JPH08213148A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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