JPH07279759A - Ram combustion device - Google Patents

Ram combustion device

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JPH07279759A
JPH07279759A JP7115494A JP7115494A JPH07279759A JP H07279759 A JPH07279759 A JP H07279759A JP 7115494 A JP7115494 A JP 7115494A JP 7115494 A JP7115494 A JP 7115494A JP H07279759 A JPH07279759 A JP H07279759A
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JP
Japan
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fuel
fuel nozzle
type flame
flame stabilizer
main combustor
Prior art date
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JP7115494A
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Japanese (ja)
Inventor
Koji Tokunaga
幸二 徳永
Takeshi Kashiwagi
武 柏木
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To improve combustion efficiency in a wide flying Mach number range by adopting a main combustor type flame holder, arranging first fuel nozzle in the central position and second fuel nozzle on the side, respectively, and also arranging a swirler on the front end outer wall of the main combustor type flame holder. CONSTITUTION:A ram combustion device 20 has a plurality of main combustor type flame holder 10 on the inner wall of a combustor duct 2 in a condition of being supported by a supporting beam 9, for example, leaving a space in the circumferential direction of the combustor duct 2, and a plurality of gutter type flame holder 11 in the position nearby a downstream opening leaving a space in the circumferential direction. A fuel feeding first fuel nozzle 21 feeding fuel to the central position is arranged in the front end of the flame holder 10 and second fuel nozzle 22 on the side of the flame holder 10. In this case, the interior of the flame holder is prevented from becoming thick in fuel flowing condition by providing a swirler 23, which takes in a part of air flow into the interior of the flame holder 10 as swirling it, in the front end of the flame holder 10 on the outer wall around first fuel nozzle 21 in a piercing condition.

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、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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ram combustion device,
In particular, the present invention relates to a technique for operating a ramjet engine with high combustion efficiency in a wide flight Mach number range.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art Although a ramjet engine does not have an air compressor like a gas turbine engine, it is designed to compress the air flowing into a combustor duct at high speed by using ram pressure. It is thought that combustion efficiency can be improved as the structure is simple and the navigation speed of the airframe becomes higher. For example, it is applicable to supersonic aircraft and space vehicles with navigation speeds of Mach number 2.5 to 5. Being researched.

【0003】図3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
は、図4及び図5に示すものが提案されている。
FIG. 3 shows a schematic structure of a ramjet engine. Reference numeral 1 is a diffuser, 2 is a combustor duct, 3 is a combustion chamber, 4 is a jet nozzle, and 5 is a combustion device (ram combustion device). . Then, as the combustion device 5, those shown in FIGS. 4 and 5 have been proposed.

【0004】図4例の燃焼装置5は、円筒状の燃焼器ダ
クト2の内部に、燃料ノズル6を複数配するとともに、
各燃料ノズル6の下流位置に環状のフレームホルダ(保
炎器)7を配し、該フレームホルダ7の近傍に点火栓8
を配した構成で、燃料ノズル6及びフレームホルダ7
は、燃焼器ダクト2の内面に周方向に間隔を空けて配し
た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、燃料ノズル6の複数の噴出孔6aから、矢
印で示す気流Gに燃料を噴射して混合流とし、点火栓8
で混合流に点火するとともに、フレームホルダ7のV字
状断面によりその後流に乱れの多い低流速域を発生させ
て、燃焼状態を保持する保炎を行なうようにしている。
The combustion apparatus 5 of FIG. 4 has a plurality of fuel nozzles 6 arranged inside a cylindrical combustor duct 2.
An annular frame holder (flame stabilizer) 7 is arranged at a position downstream of each fuel nozzle 6, and a spark plug 8 is provided in the vicinity of the frame holder 7.
Fuel nozzle 6 and frame holder 7
Are supported on the inner surface of the combustor duct 2 by a plurality of cantilever-shaped support beams 9 arranged at intervals in the circumferential direction. Then, the fuel is injected from the plurality of ejection holes 6a of the fuel nozzle 6 into the air flow G indicated by the arrow to form a mixed flow, and the spark plug 8
In addition to igniting the mixed flow, the V-shaped cross section of the frame holder 7 generates a low flow velocity region in which there is much turbulence in the subsequent flow, and flame holding for maintaining a combustion state is performed.

【0005】この図4例の燃焼装置5では、高マッハ時
のように適性なラム圧による空気の圧縮が行なわれる
と、空気と燃料との混合流がフレームホルダ7の後方で
低速域となることに基づいて、燃焼状態の維持に加え
て、空気と燃料との混合攪拌が促進されて高い燃焼効率
を得ることができる。
In the combustion apparatus 5 shown in FIG. 4, when the air is compressed by an appropriate ram pressure as in the case of high Mach, the mixed flow of air and fuel becomes a low speed region behind the frame holder 7. Based on this, in addition to maintaining the combustion state, the mixing and stirring of air and fuel is promoted, and high combustion efficiency can be obtained.

【0006】一方、図5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10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。
On the other hand, in the combustion apparatus 5 of the example of FIG. 5, a hollow hemispherical main combustor type flame stabilizer 10 is arranged in the combustion chamber 3 of the cylindrical combustor duct 2 and the main combustor type flame stabilizer is provided. The main combustor type flame stabilizer is configured so that the gutta type flame stabilizers 11 are circumferentially spaced on the downstream side outer periphery of the chamber 10 and the fuel nozzle 12 is connected to the main combustor type flame stabilizer 10. The portions of 10 and the gutta-type flame stabilizer 11 are supported by a plurality of cantilever-shaped support beams 9. Then, when the fuel supply system 13 is operated, fuel is injected from the fuel nozzle 12 to be ignited by the spark plug 8 and, while performing flame holding based on the shape of the main combustor type flame stabilizer 10, while maintaining the gutta type flame holding flame. The V-shaped cross section of the vessel 11 is used to generate a low flow velocity region with a large amount of turbulence to achieve complete combustion by mixing the combustion flame and air.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、燃焼装置5が
図4例の構造である場合には、マッハ数が小さい低超音
速航行状態や亜音速航行状態で、ラム圧を利用して燃焼
器ダクト2の内部の気流を十分に圧縮することができ
ず、かつ空気温度の上昇が不十分なものとなるため、燃
焼効率が低下することや燃料の着火性に悪影響を及ぼす
ことが起こり易くなる。また、燃焼装置5が図5例の構
造である場合には、マッハ数が大きい超音速航行状態
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1
0の内部が燃料過濃な状態となって、火炎の吹き消え現
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。
However, when the combustion device 5 has the structure shown in FIG. 4, the combustor utilizing ram pressure is used in a low supersonic navigation state or a subsonic navigation state in which the Mach number is small. The airflow inside the duct 2 cannot be compressed sufficiently and the air temperature rises insufficiently, so that the combustion efficiency is lowered and the ignitability of fuel is adversely affected. . Further, in the case where the combustion device 5 has the structure of the example of FIG. 5, in the supersonic navigation state in which the Mach number is large, when the fuel supply amount from the fuel nozzle 12 is increased, the main combustor flame stabilizer 10 is provided with The increase in the amount of air introduced from the air introduction hole 10a cannot be followed, and the main combustor type flame stabilizer 1
It is conceivable that the inside of 0 will be in a fuel rich state and the phenomenon of flame blowout will occur and combustion efficiency will decrease.

【0008】本発明は、これらの課題に鑑みてなされた
もので、広い飛行マッハ数範囲の燃焼効率を向上させる
のに加えて、以下の目的を有するものである。 主燃焼器型保炎器の内部が燃料過濃状態となることを
防止して、広い飛行マッハ数範囲における燃焼効率を向
上させること。 主燃焼器型保炎器の内部における火炎の吹き消え現象
の発生を防止すること。 燃焼量の増大によりエンジンの高出力を達成するこ
と。
The present invention has been made in view of these problems, and has the following objects in addition to improving the combustion efficiency in a wide flight Mach number range. To prevent the inside of the main combustor type flame stabilizer from becoming fuel rich and improve the combustion efficiency in a wide flight Mach number range. Prevent the occurrence of the flame blowout phenomenon inside the main combustor type flame stabilizer. To achieve high engine output by increasing the amount of combustion.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】ラム燃焼装置として、燃
焼器ダクトの気流中に配され供給された燃料の燃焼を行
なう主燃焼器型保炎器と、該主燃焼器型保炎器の前端に
配され中心位置に燃料を供給する第1の燃料ノズルと、
主燃焼器型保炎器の側部に配され内周の近傍位置に燃料
を供給する第2の燃料ノズルと、主燃焼器型保炎器の前
端外壁に貫通状態に配され気流の一部を主燃焼器型保炎
器の内部に旋回させながら取り入れるスワーラとを具備
する構成が採用される。第1の燃料ノズルとスワーラと
の間には、第1の燃料ノズルの先端周囲を囲んだ状態に
気流隔離壁が配される。第2の燃料ノズルの燃料供給位
置が、スワーラよりも下流位置に設定され、第2の燃料
ノズルに、主燃焼器型保炎器の内部の複数箇所に燃料を
噴出する燃料噴出孔が配される。
As a ram combustion device, a main combustor type flame stabilizer arranged in the air flow of a combustor duct for burning the supplied fuel, and a front end of the main combustor type flame stabilizer. A first fuel nozzle that is disposed in the center and supplies fuel to a central position;
A second fuel nozzle, which is arranged on the side of the main combustor flame stabilizer and supplies fuel to a position near the inner circumference, and a part of the air flow which is arranged in a penetrating state on the outer wall of the front end of the main combustor flame stabilizer. Is adopted in the main combustor type flame stabilizer while being swirled. An airflow isolation wall is arranged between the first fuel nozzle and the swirler so as to surround the tip end of the first fuel nozzle. The fuel supply position of the second fuel nozzle is set to a position downstream of the swirler, and the second fuel nozzle is provided with fuel ejection holes for ejecting fuel at a plurality of locations inside the main combustor type flame stabilizer. It

【0010】[0010]

【作用】第1の燃料ノズルから、主燃焼器型保炎器の内
部中心に燃料が供給されて点火される。第2の燃料ノズ
ルから、主燃焼器型保炎器の内周の近傍位置に燃料が供
給されると、主燃焼器型保炎器の内部中心近傍の火炎に
より着火され、燃焼範囲が拡大する。燃焼器ダクト内部
の気流速度の増大とともに、スワーラを経由して気流の
一部が取り入れられることにより、主燃焼器型保炎器の
内部にガスの旋回流が生じて燃料と空気との混合が促進
する。第1の燃料ノズルから噴出される燃料と、スワー
ラを経由する空気とは、気流隔離壁により第1の燃料ノ
ズルの先端周囲まで隔離された状態で導かれる。このた
め、第1の燃料ノズル先端近傍の気流隔離壁で囲まれた
範囲における保炎性が向上する。第2の燃料ノズルによ
る燃料供給位置が、スワーラよりも下流位置であると、
スワーラによる旋回気流の利用により、主燃焼器型保炎
器の内部に燃料が分散され、そして、複数箇所の燃料噴
出孔から燃料を噴出させることにより、主燃焼器型保炎
器の内部の全域で、燃料及び空気の混合化がなされて完
全燃焼が図られ、主燃焼器型保炎器の内部における燃料
と空気との混合比が設定範囲内に保持されたまま、主燃
焼器型保炎器の燃焼量が増大する。
From the first fuel nozzle, fuel is supplied to the inner center of the main combustor type flame stabilizer and ignited. When the fuel is supplied from the second fuel nozzle to a position near the inner circumference of the main combustor type flame stabilizer, the fuel is ignited by the flame near the inner center of the main combustor type flame stabilizer and the combustion range is expanded. . As the air velocity in the combustor duct increases, a part of the air flow is taken in via the swirler, which creates a swirling flow of gas inside the main combustor type flame stabilizer and mixes the fuel and air. Facilitate. The fuel ejected from the first fuel nozzle and the air passing through the swirler are guided in a state of being isolated up to the periphery of the tip of the first fuel nozzle by the airflow isolation wall. Therefore, the flame holding property in the range surrounded by the airflow isolation wall near the tip of the first fuel nozzle is improved. When the fuel supply position by the second fuel nozzle is a position downstream of the swirler,
Fuel is dispersed inside the main combustor flame stabilizer by using the swirling airflow by the swirler, and the fuel is ejected from multiple fuel ejection holes, so that the entire area inside the main combustor flame stabilizer is released. , The fuel and air are mixed to achieve complete combustion, and the main combustor type flame stabilizer is maintained while the mixing ratio of the fuel and air inside the main combustor type flame stabilizer is maintained within the set range. The combustion amount of the vessel increases.

【0011】[0011]

【実施例】以下、図1及び図2に基づいて、本発明に係
るラム燃焼装置の一実施例について説明する。図1及び
図2において、符号20はラム燃焼装置、21は第1の
燃料ノズル、22は第2の燃料ノズル、23はスワー
ラ、24は気流隔離壁、25は燃料制御手段、26は燃
料制御部、27は点火用燃料供給手段、28は主燃焼用
燃料供給手段である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a ram combustion device according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2, reference numeral 20 is a ram combustion device, 21 is a first fuel nozzle, 22 is a second fuel nozzle, 23 is a swirler, 24 is an airflow separating wall, 25 is fuel control means, and 26 is fuel control. Reference numeral 27 is a fuel supply means for ignition, and 28 is a fuel supply means for main combustion.

【0012】該ラム燃焼装置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10の前端
(上流壁)に配され中心位置に燃料を供給する第1の燃
料ノズル21と、主燃焼器型保炎器10の側部に配され
スワーラ23の下流の近傍位置に燃料を供給する第2の
燃料ノズル22と、主燃焼器型保炎器10の前端でかつ
第1の燃料ノズル21の回りの外壁に貫通状態に配され
気流の一部を主燃焼器型保炎器10の内部に旋回させな
がら取り入れるスワーラ23と、第1の燃料ノズル21
及び第2の燃料ノズル22に接続される燃料制御手段2
5とを具備している。
In the ram combustor 20, a plurality of main combustor types are arranged, for example, in a state of being supported by the support beams 9 on the inner wall of the combustor duct 2 and spaced apart in the circumferential direction of the combustor duct 2. A flame stabilizer 10, a plurality of gutter type flame stabilizers 11 arranged circumferentially at a position near the downstream opening of the main combustor type flame stabilizer 10, and a main combustor type flame stabilizer 10 The first fuel nozzle 21 which is arranged at the front end (upstream wall) of the main fuel and which supplies fuel to the central position, and the fuel which is arranged on the side of the main combustor type flame stabilizer 10 and near the downstream of the swirler 23. The second fuel nozzle 22 and the front end of the main combustor type flame stabilizer 10 and the outer wall around the first fuel nozzle 21 are arranged in a penetrating state so that a part of the air flow is transferred to the main combustor type flame stabilizer 10. The swirler 23, which is swirled in while being swirled, and the first fuel nozzle 21
And fuel control means 2 connected to the second fuel nozzle 22
5 and.

【0013】前記第2の燃料ノズル22は、主燃焼用燃
料供給手段28からの燃料を主燃焼器型保炎器10の内
部に供給するための燃料供給管22aと、該燃料供給管
22aに接続され主燃焼器型保炎器10の側壁に配され
る燃料ヘッダ22bと、該燃料ヘッダ22bと主燃焼器
型保炎器10の内部とをスワーラ23の下流の近傍位置
で連通させる複数の燃料噴出孔22cとを有している。
The second fuel nozzle 22 has a fuel supply pipe 22a for supplying the fuel from the main combustion fuel supply means 28 to the inside of the main combustor type flame stabilizer 10, and the fuel supply pipe 22a. A plurality of fuel headers 22b connected to each other and arranged on the side wall of the main combustor type flame stabilizer 10 and a plurality of communicating the fuel header 22b and the inside of the main combustor type flame stabilizer 10 at a position near the downstream of the swirler 23. It has a fuel ejection hole 22c.

【0014】前記気流隔離壁24は、円筒状に形成さ
れ、第1の燃料ノズル21とスワーラ23との間に、第
1の燃料ノズル21の先端周囲を囲んだ状態に、第1の
燃料ノズル21の先端及びスワーラ23よりも下流まで
突出するように配される。そして、気流隔離壁24の内
部には、図1に示すように、点火栓8が配される。
The airflow separating wall 24 is formed in a cylindrical shape, and the first fuel nozzle 21 is surrounded by the first fuel nozzle 21 and the swirler 23 so as to surround the tip end of the first fuel nozzle 21. It is arranged so as to project further downstream than the tip of 21 and the swirler 23. Inside the airflow isolation wall 24, as shown in FIG. 1, the spark plug 8 is arranged.

【0015】そして、燃料制御手段25にあっては、点
火時または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、第1の燃料ノズル21及び第2の
燃料ノズル22への燃料配分比を点火モード及び飛行モ
ードのマッハ数に応じて設定するための燃料制御部26
と、第1の燃料ノズル21及び第2の燃料ノズル22と
の間に介在状態に配され、燃料制御部26の指令により
燃料配分比に応じた燃料供給を行なう点火用燃料供給手
段27及び主燃焼用燃料供給手段28とを有している。
In the fuel control means 25, the fuel supply amount required for ignition or maintaining the flight Mach number is calculated, and the fuel to the first fuel nozzle 21 and the second fuel nozzle 22 is fueled. Fuel control unit 26 for setting the distribution ratio according to the Mach number in the ignition mode and the flight mode
And the first fuel nozzle 21 and the second fuel nozzle 22 are interposed, and the ignition fuel supply means 27 and the main fuel supply means 27 for supplying fuel according to the fuel distribution ratio are instructed by the fuel controller 26. And a fuel supply means 28 for combustion.

【0016】このように構成されているラム燃焼装置2
0において、点火モードの選択がなされている場合に
は、第1の燃料ノズル21のみに燃料を供給して燃焼さ
せることが行なわれる。つまり、燃料制御部26が、点
火に必要な燃料供給量を算出し、点火用燃料供給手段2
7の作動により第1の燃料ノズル21から燃料を噴射
し、主燃焼器型保炎器10の内部において、特に気流隔
離壁24で囲まれた雰囲気の燃料濃度を高めた状態と
し、点火栓8を作動させることにより、主燃焼器型保炎
器10の内部中心に供給した燃料に点火し、以下燃焼状
態の継続を行なう。
The ram combustion device 2 configured as described above
At 0, when the ignition mode is selected, the fuel is supplied only to the first fuel nozzle 21 and burned. That is, the fuel control unit 26 calculates the fuel supply amount required for ignition, and the ignition fuel supply unit 2
The fuel is injected from the first fuel nozzle 21 by the operation of No. 7, and the fuel concentration is increased inside the main combustor type flame stabilizer 10, especially in the atmosphere surrounded by the airflow separating wall 24, and the spark plug 8 By activating, the fuel supplied to the inner center of the main combustor type flame stabilizer 10 is ignited, and the combustion state is continued.

【0017】飛行モードの選択がなされると、第1の燃
料ノズル21への燃料供給に、第2の燃料ノズル22へ
の燃料供給を付加した状態で、燃焼させることが行なわ
れる。第2の燃料ノズル22から、主燃焼器型保炎器1
0の内周の近傍位置に燃料が供給されると、主燃焼器型
保炎器10の内部中心近傍位置に形成されている気流隔
離壁24の下流の火炎により着火がなされ、燃焼範囲が
拡大して燃焼炎Fが燃焼室3の全域まで広がる。
When the flight mode is selected, combustion is performed with the fuel supply to the first fuel nozzle 21 and the fuel supply to the second fuel nozzle 22 added. From the second fuel nozzle 22, the main combustor type flame stabilizer 1
When the fuel is supplied to the position near the inner periphery of 0, the flame is ignited by the flame downstream of the airflow isolation wall 24 formed near the inner center of the main combustor type flame stabilizer 10, and the combustion range is expanded. Then, the combustion flame F spreads throughout the combustion chamber 3.

【0018】この際に、燃料制御部26により、飛行マ
ッハ数に対応する燃焼器ダクト2の空気挿通量、スワー
ラ23による主燃焼器型保炎器10の内部への空気取り
入れ量等の条件を加味した第1の燃料ノズル21及び第
2の燃料ノズル22への燃料供給量を算出し、燃焼炎F
を完全燃焼状態に導くように誘導する。
At this time, the fuel control unit 26 sets conditions such as the amount of air inserted into the combustor duct 2 corresponding to the flight Mach number, and the amount of air taken into the main combustor type flame stabilizer 10 by the swirler 23. The fuel supply amount to the first fuel nozzle 21 and the second fuel nozzle 22 is calculated, and the combustion flame F is calculated.
To induce a complete combustion state.

【0019】飛行マッハ数の上昇とともに燃焼器ダクト
2の内部の気流速度が増大するため、スワーラ23を経
由して主燃焼器型保炎器10の内部に取り入れられる空
気量がほぼ比例した状態で大きくなる。このため、主燃
焼器型保炎器10の内部における燃料供給量と空気供給
量との関係、空燃比を最適状態に調整することが可能に
なり、主燃焼器型保炎器10の内部の燃料過濃状態の発
生を抑制する。
Since the air velocity in the combustor duct 2 increases as the flight Mach number increases, the amount of air taken into the main combustor type flame stabilizer 10 via the swirler 23 is substantially proportional. growing. Therefore, it becomes possible to adjust the relationship between the fuel supply amount and the air supply amount inside the main combustor type flame stabilizer 10 and the air-fuel ratio to the optimum state, and the inside of the main combustor type flame stabilizer 10 can be adjusted. Suppress the occurrence of fuel rich condition.

【0020】主燃焼器型保炎器10の内部に取り入れら
れる空気は、図1に示すように、気流Gの一部をスワー
ラ23を経由させて取り込むことによってなされる。ス
ワーラ23の下流には、鎖線の矢印で示すように旋回渦
Aが生じ、第1の燃料ノズル21及び第2の燃料ノズル
22からの燃料を巻き込んだ状態として、燃料と空気と
の混合を促進させる。
The air taken into the main combustor type flame stabilizer 10 is made by taking in a part of the air flow G through the swirler 23 as shown in FIG. A swirl vortex A is generated downstream of the swirler 23 as shown by a chain line arrow, and the fuel from the first fuel nozzle 21 and the fuel from the second fuel nozzle 22 is entrained to promote mixing of the fuel and air. Let

【0021】また、主燃焼器型保炎器10に供給される
燃料は、第1の燃料ノズル21及び第2の燃料ノズル2
2を経由して行なわれるから、第1の燃料ノズル21に
よる主燃焼器型保炎器10の中心部への燃料供給に、第
2の燃料ノズル22による主燃焼器型保炎器10の内周
部への燃料供給が付加される。したがって、第2の燃料
ノズル22により噴射した燃料は、旋回渦Aの中心に生
じる破線で示す渦Bにより、主燃焼器型保炎器10の中
心部に送り込まれて混合促進が図られる。このように、
主燃焼器型保炎器10の内部においては、旋回渦Aにそ
の内外から燃料を送り込むことによる混合促進が図ら
れ、燃焼効率が向上する。
The fuel supplied to the main combustor type flame stabilizer 10 is the first fuel nozzle 21 and the second fuel nozzle 2.
2 is performed via the first fuel nozzle 21, the fuel is supplied to the central portion of the main combustor flame stabilizer 10 by the first fuel nozzle 21, and Fuel supply to the periphery is added. Therefore, the fuel injected from the second fuel nozzle 22 is sent to the central portion of the main combustor type flame stabilizer 10 by the vortex B shown by the broken line at the center of the swirling vortex A to promote mixing. in this way,
In the main combustor type flame stabilizer 10, mixing is promoted by sending fuel into the swirling vortex A from inside and outside, and combustion efficiency is improved.

【0022】第1の燃料ノズル21とスワーラ23との
間に、気流隔離壁24が配されていると、第1の燃料ノ
ズル21から噴射された燃料の燃焼炎は、少なくとも気
流隔離壁24の内部では旋回渦Aの影響を受けず、飛行
マッハ数の増減により空気量が変化した場合も、安定し
て燃焼が行なわれて保炎性が向上する。
When the airflow separating wall 24 is disposed between the first fuel nozzle 21 and the swirler 23, the combustion flame of the fuel injected from the first fuel nozzle 21 is at least in the airflow separating wall 24. Even if the amount of air changes due to an increase or decrease in the flight Mach number without being affected by the swirling vortex A inside, stable combustion is performed and flame holding performance is improved.

【0023】なお、主燃焼器型保炎器10の下流におい
て、主燃焼器型保炎器10及びガッタ型保炎器11の形
状に基づいて、燃焼器ダクト2の気流Gとさらに混合化
が図られることにより、完全燃焼状態の燃焼炎Fとな
る。
Further, downstream of the main combustor type flame stabilizer 10, further mixing with the air flow G of the combustor duct 2 is performed based on the shapes of the main combustor type flame stabilizer 10 and the gutta type flame stabilizer 11. As a result, the combustion flame F in the complete combustion state is obtained.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明に係るラム燃焼装置によれば、以
下のような優れた効果を奏する。 (1) 主燃焼器型保炎器を採用し、中心位置に燃料を
供給する第1の燃料ノズルを配し、側部に第2の燃料ノ
ズルを配するとともに、主燃焼器型保炎器の前端外壁に
スワーラを配する構成を採用することにより、主燃焼器
型保炎器の内部に飛行マッハ数に応じた空気の取り入れ
と燃料の燃焼とを行ない、燃料の燃焼量を増大させる際
に、主燃焼器型保炎器の内部が燃料過濃状態となること
を防止して、広い飛行マッハ数範囲における燃焼効率を
向上させることができる。 (2) 第1の燃料ノズルとスワーラとの間に気流隔離
壁を配して、主燃焼器型保炎器に取り入れた空気流と隔
離することにより、主燃焼器型保炎器の内部における火
炎の吹き消え現象の発生を防止することができる。 (3) 第2の燃料ノズルの燃料供給位置が、スワーラ
よりも下流位置に設定されることにより、スワーラによ
る旋回空気流に燃料を合流し混合性を向上させ、より一
層の燃料効率向上を図ることができる。 (4) 第2の燃料ノズルに、主燃焼器型保炎器の内部
の複数箇所に燃料を噴出する燃料噴出孔が配されことに
より、スワーラによる旋回空気流と周方向複数箇所から
の燃料供給を行なって燃料及び空気の均一な混合状態と
し、主燃焼器型保炎器による燃焼量を増大させて、エン
ジンの高出力を達成することができる。
The ram combustion apparatus according to the present invention has the following excellent effects. (1) A main combustor type flame stabilizer is adopted, a first fuel nozzle for supplying fuel is arranged at a central position, a second fuel nozzle is arranged on a side portion, and a main combustor type flame stabilizer is arranged. By adopting a configuration in which a swirler is arranged on the outer wall of the front end of the, the intake of air and the combustion of fuel according to the flight Mach number are performed inside the main combustor type flame stabilizer to increase the combustion amount of fuel. Moreover, it is possible to prevent the inside of the main combustor type flame stabilizer from being in a fuel rich state, and improve the combustion efficiency in a wide flight Mach number range. (2) By arranging an airflow isolation wall between the first fuel nozzle and the swirler to isolate it from the airflow taken into the main combustor type flame stabilizer, It is possible to prevent the phenomenon of blowing out the flame. (3) The fuel supply position of the second fuel nozzle is set to a position downstream of the swirler, so that the fuel joins the swirling air flow of the swirler to improve the mixing property and further improve the fuel efficiency. be able to. (4) The second fuel nozzle is provided with fuel injection holes for injecting fuel to a plurality of locations inside the main combustor type flame stabilizer, so that the swirling air flow by the swirler and the fuel supply from a plurality of locations in the circumferential direction are provided. Is performed to bring the fuel and air into a uniform mixed state, and the combustion amount by the main combustor type flame stabilizer is increased, so that a high output of the engine can be achieved.

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

【図1】本発明に係るラム燃焼装置の第1実施例を示す
ブロック図を併記した正断面図である。
FIG. 1 is a front sectional view including a block diagram showing a first embodiment of a ram combustion device according to the present invention.

【図2】図1におけるスワーラ近傍の横断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view near the swirler in FIG.

【図3】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。
FIG. 3 is a front sectional view showing a schematic structure of a ramjet engine.

【図4】ラム燃焼装置の従来構造例を示す正断面図であ
る。
FIG. 4 is a front sectional view showing a conventional structure example of a ram combustion device.

【図5】ラム燃焼装置の他の従来構造例を示す正断面図
である。
FIG. 5 is a front sectional view showing another example of the conventional structure of the ram combustion device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

G 気流 2 燃焼器ダクト 3 燃焼室 8 点火栓 9 支持梁 10 主燃焼器型保炎器 11 ガッタ型保炎器 20 ラム燃焼装置 21 第1の燃料ノズル 22 第2の燃料ノズル 22a 燃料供給管 22b 燃料ヘッダ 22c 燃料噴出孔 23 スワーラ 24 気流隔離壁 25 燃料制御手段 26 燃料制御部 27 点火用燃料供給手段 28 主燃焼用燃料供給手段 F 燃焼炎 A 旋回渦 B 渦 G Airflow 2 Combustor duct 3 Combustion chamber 8 Spark plug 9 Support beam 10 Main combustor type flame stabilizer 11 Gutta type flame stabilizer 20 Ram combustion device 21 First fuel nozzle 22 Second fuel nozzle 22a Fuel supply pipe 22b Fuel header 22c Fuel injection hole 23 Swirler 24 Airflow isolation wall 25 Fuel control means 26 Fuel control section 27 Fuel supply means for ignition 28 Fuel supply means for main combustion F Combustion flame A Swirling vortex B Vortex

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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
(2)の気流中に配され供給された燃料の燃焼を行なう
主燃焼器型保炎器(10)と、該主燃焼器型保炎器の前
端に配され中心位置に燃料を供給する第1の燃料ノズル
(21)と、主燃焼器型保炎器の側部に配され内周の近
傍位置に燃料を供給する第2の燃料ノズル(22)と、
主燃焼器型保炎器の前端外壁に貫通状態に配され気流の
一部を主燃焼器型保炎器の内部に旋回させながら取り入
れるスワーラ(23)とを具備することを特徴とするラ
ム燃焼装置。
1. A ram combustion device mounted inside a combustor duct of a ramjet engine, wherein the main combustor type protector is arranged in the air flow of the combustor duct (2) and burns the supplied fuel. A flamer (10), a first fuel nozzle (21) arranged at a front end of the main combustor type flame stabilizer to supply fuel to a central position, and arranged on a side portion of the main combustor type flame stabilizer. A second fuel nozzle (22) for supplying fuel to a position near the inner circumference;
A ram combustion characterized by comprising a swirler (23) which is arranged in a penetrating state on the outer wall of the front end of the main combustor type flame stabilizer and takes in a part of the airflow while swirling it inside the main combustor type flame stabilizer. apparatus.
【請求項2】 第1の燃料ノズル(21)とスワーラ
(23)との間に、第1の燃料ノズルの先端周囲を囲ん
だ状態に気流隔離壁(24)が配されることを特徴とす
る請求項1記載のラム燃焼装置。
2. An airflow isolation wall (24) is disposed between the first fuel nozzle (21) and the swirler (23) so as to surround the tip of the first fuel nozzle. The ram combustion device according to claim 1.
【請求項3】 第2の燃料ノズル(22)の燃料供給位
置が、スワーラ(23)よりも下流位置に設定されるこ
とを特徴とする請求項1または2記載のラム燃焼装置。
3. The ram combustion device according to claim 1, wherein the fuel supply position of the second fuel nozzle (22) is set at a position downstream of the swirler (23).
【請求項4】 第2の燃料ノズル(22)に、主燃焼器
型保炎器(10)の内部の複数箇所に燃料を噴出する燃
料噴出孔(22c)が配されることを特徴とする請求項
1、2または3記載のラム燃焼装置。
4. The second fuel nozzle (22) is provided with fuel ejection holes (22c) for ejecting fuel at a plurality of locations inside the main combustor type flame stabilizer (10). The ram combustion device according to claim 1, 2 or 3.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104110325A (en) * 2014-07-30 2014-10-22 清华大学 Combined cycle engine
CN115163438A (en) * 2022-06-20 2022-10-11 陈晓彬 Electromagnetic fluid and flame vortex hybrid power device

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