JP3109780B2 - Pilot burner - Google Patents
Pilot burnerInfo
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- JP3109780B2 JP3109780B2 JP05162580A JP16258093A JP3109780B2 JP 3109780 B2 JP3109780 B2 JP 3109780B2 JP 05162580 A JP05162580 A JP 05162580A JP 16258093 A JP16258093 A JP 16258093A JP 3109780 B2 JP3109780 B2 JP 3109780B2
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、主として液体燃料を用
いるラムジェットエンジンにおいて、燃焼器の着火始動
および保炎に用いられるパイロットバーナに関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pilot burner used for ignition start of a combustor and flame holding in a ramjet engine mainly using liquid fuel.
【0002】[0002]
【従来の技術】周知のようにラムジェットエンジンは、
1.5マッハ以上の超音速域で有効に推進力を発生す
る。このため、ラムジェットエンジンは、ロケット等の
ブースタエンジンで発進・加速し、ブースト飛翔の終了
とともに作動を開始する。2. Description of the Related Art As is well known, a ramjet engine is
Propulsion is generated effectively in the supersonic range of 1.5 Mach or higher. For this reason, the ramjet engine starts and accelerates with a booster engine such as a rocket, and starts operating when the boost flight ends.
【0003】また、固体推進薬をブースタとして使用す
るラムジェットエンジンには、燃焼器内に前記固体推進
薬を装填したIRR(Integral Rocket
Ramjet)方式と呼ばれるものがあり、このよう
なラムジェットエンジンは、ディフューザの空気取入口
にカバーを設けると共に、燃焼器に対するディフューザ
の開口部にポートカバーを設け、さらにジェットノズル
の内側にロケットノズルを設けた構成になっている。In a ramjet engine using a solid propellant as a booster, an IRR (Integral Rocket) in which the solid propellant is loaded in a combustor is provided.
In such a ramjet engine, a cover is provided at an air inlet of a diffuser, a port cover is provided at an opening of the diffuser to a combustor, and a rocket nozzle is provided inside a jet nozzle. It has a configuration provided.
【0004】上記のIRR方式のラムジェットエンジン
は、固体推進薬の燃焼終了後、空気取入口のカバーおよ
びポートカバーを外すのに続いて、ロケットノズルを離
脱させ、燃焼器内が大気圧の数倍程度の圧力となった状
態で、混合燃料の当量比、燃焼器内の空気流状態および
イグナイタの火炎などの条件が揃うと、燃焼器での着火
始動が可能になる。In the above-described IRR type ramjet engine, after the solid propellant has been burned, the rocket nozzle is detached after the cover of the air intake and the port cover are removed, and the inside of the combustor has the atmospheric pressure. If the conditions such as the equivalence ratio of the mixed fuel, the air flow state in the combustor, and the flame of the igniter are prepared in a state where the pressure is about twice, the ignition of the combustor can be started.
【0005】ところで、上記のようなラムジェットエン
ジンでは、ラムジェット作動に移行する際に着火始動が
困難になる要素として、(a)燃焼器内の空気流速が大
であること、(b)燃焼器内の空気温度が低いこと、
(c)燃焼器内の空気の静圧が低いこと、が挙げられ
る。[0005] In the ramjet engine as described above, factors that make it difficult to start ignition when shifting to ramjet operation include (a) a large air flow velocity in the combustor and (b) combustion. The air temperature inside the vessel is low,
(C) The static pressure of the air in the combustor is low.
【0006】また、上記のようなラムジェットエンジン
では、各カバーやロケットノズルが外れると、それまで
高圧であった燃焼器内の圧力が急速に低下し、数秒間で
外部大気圧に近い状態になり、このような燃焼器内の圧
力変化の過程において、始動可能な圧力範囲が時間にし
て数十ミリ秒という極めて短いものになっている。な
お、燃焼器内の圧力変化と時間経過とが大体一致するの
で、上記圧力範囲の上限圧力および下限圧力に達する時
間を予測することができる。Further, in the above-described ramjet engine, when each cover and the rocket nozzle come off, the pressure in the combustor, which had been high until then, rapidly decreases and becomes close to the external atmospheric pressure within a few seconds. In the course of such a pressure change in the combustor, the pressure range in which the engine can be started is extremely short, that is, several tens of milliseconds. Since the pressure change in the combustor and the passage of time substantially match, it is possible to predict the time to reach the upper limit pressure and the lower limit pressure of the above pressure range.
【0007】そこで、上記のラムジェットエンジンで
は、固体推進薬の燃焼終了後、始動可能な圧力範囲の上
限圧力になるまでに各カバーおよびロケットノズルを外
し、燃料噴射やイグナイタによる着火のタイミングを前
記圧力範囲に合わせるようにしていた。Therefore, in the above-described ramjet engine, after completion of the combustion of the solid propellant, each cover and the rocket nozzle are removed until the upper limit pressure of the startable pressure range is reached, and the timing of fuel injection and ignition by the igniter is adjusted as described above. The pressure range was adjusted.
【0008】このようなラムジェットエンジンは、例え
ば、1990年に原書房から発行された「ミサイル工学
事典」の第140頁〜第146頁に記載されている。Such a ramjet engine is described, for example, in "Encyclopedia of Missile Engineering", pages 140 to 146, published by Hara Shobo in 1990.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のラムジェットエンジンでは、例えば高々度で且つ大
迎角の姿勢で始動するような運用条件の場合、環境や該
ラムジェットエンジンに作用する力などの影響で、燃焼
器内の圧力変化がより著しいものとなって上記の圧力範
囲に対応する時間がさらに短くなり、正常なラムジェッ
ト作動を開始することが困難になる恐れがあった。However, in the above-described conventional ramjet engine, in the case of operating conditions such as starting at a high altitude and a large angle of attack, for example, the environment and the force acting on the ramjet engine are reduced. Due to the influence, the pressure change in the combustor may become more remarkable, and the time corresponding to the above pressure range may be further shortened, and it may be difficult to start the normal ramjet operation.
【0010】[0010]
【発明の目的】本発明は、上記したような従来の状況に
鑑みてなされたもので、ラムジェット作動に移行する際
の燃焼器内の温度を高めて、燃焼器内の空気流速や静圧
を変化させるとともに燃焼反応性を向上させることがで
き、確実な着火始動および継続燃焼を実現することがで
きるラムジェットエンジン用のパイロットバーナを提供
することを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional situation, and has been made to increase the temperature in a combustor at the time of transition to ramjet operation, thereby increasing the air flow rate and static pressure in the combustor. It is an object of the present invention to provide a pilot burner for a ramjet engine that can change combustion temperature and improve combustion reactivity, and can realize reliable ignition start and continuous combustion.
【0011】[0011]
【課題を解決しようとする手段】本発明に係わるパイロ
ットバーナは、ラムジェットエンジン用のパイロットバ
ーナであって、請求項1において、一端側の流入口をラ
ムジェットエンジンの空気導入側に向け且つ他端側の流
出口をラムジェットエンジンの燃焼器内に開口させた状
態で取付けられる燃焼空間形成用の外筒を備え、前記外
筒内の流入口寄りの位置に、前端部を曲面状にしたブラ
フボディを設けて、外筒とブラフボディとの間に環状流
路を形成すると共に、前記環状流路に、外筒の軸線に対
して捩れ角を有するブレードを該環状流路の円周方向に
所定の間隔で設け、前記ブラフボディの後端部に、パイ
ロット燃料の噴射ノズルを設けると共に、前記外筒に、
ブラフボディ後端側の燃焼空間に向けて火炎を噴射する
イグナイタを設けた構成としており、さらに、請求項2
において、前記ブラフボディの後端部に、パイロット燃
料と導入空気との混合流を接触燃焼させる触媒を設ける
と共に、前記外筒に、ブラフボディ後端側の燃焼空間に
向けた酸素の噴射ノズルを設けた構成としており、これ
らの構成を課題を解決するための手段としている。SUMMARY OF THE INVENTION A pilot burner according to the present invention is a pilot burner for a ramjet engine. An outer cylinder for forming a combustion space is mounted in a state in which an outlet on the end side is opened in a combustor of a ramjet engine, and a front end is curved at a position near the inlet in the outer cylinder. A bluff body is provided, an annular flow path is formed between the outer cylinder and the bluff body, and a blade having a twist angle with respect to the axis of the outer cylinder is provided in the annular flow path in a circumferential direction of the annular flow path. Are provided at predetermined intervals, and at the rear end of the bluff body, a pilot fuel injection nozzle is provided, and the outer cylinder is provided with:
An igniter for injecting a flame toward a combustion space at a rear end side of the bluff body is provided.
At the rear end of the bluff body, a catalyst for contactly burning a mixed flow of pilot fuel and introduced air is provided, and the outer cylinder is provided with an oxygen injection nozzle directed toward a combustion space on the rear end side of the bluff body. The configurations are provided, and these configurations are used as means for solving the problem.
【0012】[0012]
【発明の作用】本発明の請求項1に係わるパイロットバ
ーナでは、流入口から導入した空気を外筒とブラフボデ
ィとの間の環状流路で減速させると共に、環状流路に設
けたブレードによって旋回流にし、さらにブラフボディ
の後端側の燃焼空間に再循環流を発生させる。そして、
燃焼空間における再循環流域にブラフボディ後端部の噴
射ノズルからパイロット燃料を噴射してこれを拡散させ
ると共に、導入空気とパイロット燃料との混合気をイグ
ナイタによる着火で連続的に燃焼させ、その燃焼ガスを
流出口から噴射する。In the pilot burner according to the first aspect of the present invention, the air introduced from the inflow port is decelerated in the annular flow path between the outer cylinder and the bluff body, and is swirled by the blade provided in the annular flow path. And a recirculation flow is generated in the combustion space on the rear end side of the bluff body. And
Pilot fuel is injected from the injection nozzle at the rear end of the bluff body into the recirculation basin in the combustion space and diffused, and a mixture of introduced air and pilot fuel is continuously burned by ignition with an igniter, and the combustion is performed. Gas is injected from the outlet.
【0013】これにより、上記パイロットバーナは、流
出口から噴射する高温の燃焼ガスでラムジェットエンジ
ンの燃焼器に導入された空気を加熱し、さらに燃焼器内
における導入空気と主燃料の可燃性混合気に対する火源
となる。[0013] Thus, the pilot burner heats the air introduced into the combustor of the ramjet engine with the high-temperature combustion gas injected from the outlet, and further combustible mixes the introduced air with the main fuel in the combustor. It is a fire source for the chi.
【0014】また、本発明の請求項2に係わるパイロッ
トバーナでは、ブラフボディの後端部に設けた触媒によ
って、再循環流域での継続燃焼をより確実に安定化させ
るようにし、さらに、ブラフボディ後端側の燃焼空間に
向けた酸素の噴射ノズルを設けたことにより、空気温度
が極めて低い場合においてイグナイタによる着火時に酸
素を供給し、低温の空気中の窒素による燃焼ガスの温度
希釈を防いで、燃焼ガスの温度を高く保つようにする。[0014] In the pilot burner according to the second aspect of the present invention, the catalyst provided at the rear end of the bluff body stabilizes the continuous combustion in the recirculation flow region more reliably. By providing an oxygen injection nozzle toward the combustion space on the rear end side, oxygen is supplied at the time of ignition by the igniter when the air temperature is extremely low, and the dilution of combustion gas by nitrogen in low-temperature air is prevented. Try to keep the temperature of the combustion gas high.
【0015】[0015]
【実施例】以下、本発明の請求項1および請求項2に係
わるパイロットバーナの一実施例を説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the pilot burner according to the first and second aspects of the present invention will be described below.
【0016】この実施例のパイロットバーナBは、図1
に示すようなラムジェットエンジンRに取付けられる。
ラムジェットエンジンRは、側頭部から、液体の主燃料
を充填した燃料タンク52、燃焼器53およびジェット
ノズル54を備えると共に、側部には燃焼器53内に連
通する複数のディフューザ50を備え、さらに、前記デ
ィフューザ50のランプ部51に、該ディフューザ50
の空気取入口近傍から燃焼器53内に連通する斜めのバ
イパス55が設けてあって、このバイパス55内にパイ
ロットバーナBが取付けてある。The pilot burner B of this embodiment is similar to that of FIG.
Is attached to the ramjet engine R as shown in FIG.
The ramjet engine R includes a fuel tank 52 filled with liquid main fuel, a combustor 53, and a jet nozzle 54 from the side of the head, and a plurality of diffusers 50 communicating with the inside of the combustor 53 on the side. Further, the diffuser 50 is provided on the lamp portion 51 of the diffuser 50.
A diagonal bypass 55 communicating from the vicinity of the air intake into the combustor 53 is provided, and a pilot burner B is mounted in the bypass 55.
【0017】前記パイロットバーナBは、前記バイパス
55内において、一端側の流入口1をラムジェットエン
ジンRの空気導入側に向け且つ他端側の流出口2を燃焼
器53内に開口させた状態で取付けられる燃焼空間形成
用の外筒3を備えている。前記外筒3は、空気流方向に
おいて、流入口1から本体部分に至る間で直径が拡大さ
れると共に、本体部分から流出口2に至る間で直径が減
少する形態を成している。前記流入口1と流出口2との
面積比は、流入空気と流出ガスとの流量整合に留意して
設定されている。The pilot burner B has a state in which the inflow port 1 at one end is directed toward the air introduction side of the ramjet engine R and the outflow port 2 at the other end is opened into the combustor 53 in the bypass 55. And an outer cylinder 3 for forming a combustion space. The outer cylinder 3 is configured such that its diameter increases in the direction of air flow from the inlet 1 to the main body and decreases in diameter from the main body to the outlet 2. The area ratio between the inflow port 1 and the outflow port 2 is set in consideration of the flow rate matching between the inflow air and the outflow gas.
【0018】前記外筒3の内部には、その流入口1寄り
の位置に、前端部が半球状を成し且つ後端部が軸線に対
して直交する平面状を成すブラフボディ4が、該外筒3
と同軸線状に設けてあり、その後端側を燃焼空間5と
し、前記ブラフボディ4と外筒3との間に環状流路6を
形成している。Inside the outer cylinder 3, a bluff body 4 having a hemispherical front end and a flat rear end perpendicular to the axis is provided near the inflow port 1 thereof. Outer cylinder 3
The rear end side is a combustion space 5 and an annular flow path 6 is formed between the bluff body 4 and the outer cylinder 3.
【0019】また、前記環状流路6の後端部分には、外
筒3の軸線に対して捩れ角を有する複数のブレード7
が、該環状流路6の円周方向に所定の間隔で且つ同じ向
きにして設けてある。なお、この実施例のブレード7
は、滑らかに湾曲した形状になっている。A plurality of blades 7 having a twist angle with respect to the axis of the outer cylinder 3 are provided at the rear end of the annular flow path 6.
Are provided at predetermined intervals in the circumferential direction of the annular flow path 6 and in the same direction. In addition, the blade 7 of this embodiment
Has a smoothly curved shape.
【0020】前記ブラフボディ4の後端部には、中央に
パイロット燃料の噴射ノズル8が設けてあると共に、そ
の回りに白金製の網から成る保炎用の触媒9が設けてあ
る。前記パイロット燃料用噴射ノズル8は、ブラフボデ
ィ4内に形成した燃料流路10を介して、タンクやバル
ブ装置などで構成されるパイロット燃料供給源11に通
じている。At the rear end of the bluff body 4, a pilot fuel injection nozzle 8 is provided at the center, and a flame holding catalyst 9 made of a platinum net is provided therearound. The pilot fuel injection nozzle 8 communicates with a pilot fuel supply source 11 composed of a tank, a valve device, and the like via a fuel flow path 10 formed in the bluff body 4.
【0021】さらに前記外筒3には、燃焼空間5に向け
て火炎を噴射するイグナイタ12と、同燃焼空間5に向
けた酸素の噴射ノズル13が設けてある。前記イグナイ
タ12は、高温で大熱量の火炎を数秒間噴射し得るよう
に適宜の点火薬を装填したものであって、電気的に作動
する点火装置14に接続してある。また、前記酸素用噴
射ノズル13は、タンクやバルブ装置などで構成される
酸素供給源15に通じている。Further, the outer cylinder 3 is provided with an igniter 12 for injecting a flame toward the combustion space 5 and a nozzle 13 for injecting oxygen toward the combustion space 5. The igniter 12 is loaded with a suitable igniter so as to be able to inject a high-temperature, large-heat flame for several seconds, and is connected to an electrically operated ignition device 14. The oxygen injection nozzle 13 communicates with an oxygen supply source 15 including a tank, a valve device, and the like.
【0022】ここで、前記ラムロケットエンジンRは、
例えば図2に示すように、IRR方式のラムロケットエ
ンジンとして運用される。この場合、燃焼器53内に固
体推進薬56が装填され、ディフューザ50の空気取入
口をカバー57で閉塞すると共に、燃焼器53内に対す
るディフューザ50の開口部およびバイパス55の開口
部を共通のポートカバー58で閉塞し、さらに、ジェッ
トノズル54の内側にロケットノズル59が取付けてあ
る。Here, the ram rocket engine R is
For example, as shown in FIG. 2, it is operated as an IRR type ram rocket engine. In this case, the solid propellant 56 is loaded into the combustor 53, the air intake of the diffuser 50 is closed with the cover 57, and the opening of the diffuser 50 and the opening of the bypass 55 with respect to the inside of the combustor 53 are connected to a common port. A rocket nozzle 59 is mounted on the inside of the jet nozzle 54, closed by a cover 58.
【0023】上記構成のパイロットバーナBを備えたI
RR方式のラムジェットエンジンRは、固体推進薬56
に点火することによって発進・加速し、固体推進薬56
の燃焼終了とともに所定の速度に達したところで、各カ
バー57,58を外すのに続いてロケットノズル59を
離脱させる(図1に示す状態)。これにより、ディフュ
ーザ50およびパイロットバーナ1の外筒3に空気が流
入する。I equipped with the pilot burner B having the above configuration
The RR type ramjet engine R is a solid propellant 56
The vehicle starts and accelerates by igniting the solid propellant 56
When a predetermined speed is reached upon completion of the combustion, the rocket nozzle 59 is detached following the removal of the covers 57 and 58 (the state shown in FIG. 1). As a result, air flows into the diffuser 50 and the outer cylinder 3 of the pilot burner 1.
【0024】パイロットバーナBでは、流入口1から導
入した空気を外筒3とブラフボディ4との間の環状流路
6で減速(例えば10m/s程度)させ、その空気流を
環状流路6に設けた複数のブレード7によって旋回流に
し、さらにブラフボディ4の後端側の燃焼空間5に、図
1中に矢印で示す如く再循環流を発生させる。一方、デ
ィフューザ50に導入された空気は、減速し且つ圧縮さ
れて燃焼器53に送られる。In the pilot burner B, the air introduced from the inlet 1 is decelerated (for example, about 10 m / s) in the annular flow path 6 between the outer cylinder 3 and the bluff body 4 and the air flow is reduced. A plurality of blades 7 are provided to generate a swirling flow, and a recirculating flow is generated in the combustion space 5 on the rear end side of the bluff body 4 as shown by an arrow in FIG. On the other hand, the air introduced into the diffuser 50 is decelerated and compressed and sent to the combustor 53.
【0025】さらに、前記パイロットバーナBは、イグ
ナイタ12に点火することにより、燃焼空間5に生じた
再循環流域に火炎を噴射すると共に、同再循環流域に向
けてブラフボディ後端部の噴射ノズル8からパイロット
燃料を噴射する。Further, the pilot burner B ignites the igniter 12, thereby injecting a flame into a recirculation flow region generated in the combustion space 5, and an injection nozzle at the rear end of the bluff body toward the recirculation flow region. Pilot fuel is injected from 8.
【0026】このとき、図示しない制御器では、ディフ
ューザ50内における基準検査面の面積、動圧、静圧お
よび空気総温によってディフューザ50内の空気流量を
計算し、ディフューザ50の空気取入口とパイロットバ
ーナBの流入口1との面積比と、実験的に予め求められ
ている流量係数とから、パイロットバーナ1に流入する
空気流量を計算し、その空気流量に対して理論混合比と
なるパイロット燃料の流量を計算している。At this time, the controller (not shown) calculates the air flow rate in the diffuser 50 based on the area of the reference inspection surface in the diffuser 50, the dynamic pressure, the static pressure, and the total air temperature, and calculates the air intake of the diffuser 50 and the pilot. The flow rate of air flowing into the pilot burner 1 is calculated from the area ratio of the burner B to the inflow port 1 and the flow coefficient which is experimentally obtained in advance, and the pilot fuel having a stoichiometric mixture ratio with respect to the air flow rate is calculated. Is calculated.
【0027】パイロット燃料の供給系は、独立して常に
上記算出流量のパイロット燃料が送られるように計量制
御しており、これに基づいて、パイロット燃料供給源1
1は、パイロットバーナ1から噴射する燃焼ガスの温度
を充分に高めるために、外筒3内での燃料当量比がφ=
1となるようにパイロット燃料を供給する。The pilot fuel supply system is independently controlled so as to always supply the pilot fuel at the calculated flow rate. Based on this, the pilot fuel supply source 1 is controlled.
In order to sufficiently increase the temperature of the combustion gas injected from the pilot burner 1, the fuel equivalent ratio in the outer cylinder 3 is φ =
The pilot fuel is supplied so as to be 1.
【0028】このようにして、前記パイロットバーナB
では、ブレード7による旋回流を再循環流にし、この再
循環流にパイロット燃料を噴射することにより、前記パ
イロット燃料を充分に拡散させて効率の良い燃焼を行わ
せ、その燃焼ガスを流出口2から噴射する。この高温の
燃焼ガスは、ラムジェットエンジンRの燃焼器53内に
噴射されることとなり、ディフューザ50を通して燃焼
器53に導入された空気を予熱し、さらに燃焼器53内
における導入空気と主燃料の可燃性混合気に対する火源
となる。Thus, the pilot burner B
Then, the swirling flow generated by the blades 7 is converted into a recirculating flow, and pilot fuel is injected into the recirculating flow to sufficiently diffuse the pilot fuel and perform efficient combustion. Inject from This high-temperature combustion gas is injected into the combustor 53 of the ramjet engine R, preheats the air introduced into the combustor 53 through the diffuser 50, and furthermore, the introduced air and the main fuel in the combustor 53. Fire source for flammable mixtures.
【0029】ところで、上記したようなラムジェットエ
ンジンRでは、ラムジェット作動に移行する際に着火始
動が困難になる要素として、(a)燃焼器内の空気流速
が大であること、(b)燃焼器内の空気温度が低いこ
と、(c)燃焼器内の空気の静圧が低いこと、が挙げら
れているが、燃焼前の空気温度を高めると、その空気の
流速や静圧に影響を与えることが確認されており、例え
ば、燃焼前の空気温度300Kで燃焼が不安定になる混
合気であっても、1000Kではその数分の1の低圧で
も燃焼を継続する実測例がある。Incidentally, in the ramjet engine R as described above, factors that make it difficult to start ignition when shifting to ramjet operation include (a) a high air flow velocity in the combustor, and (b) It is mentioned that the air temperature in the combustor is low, and (c) the static pressure of the air in the combustor is low. However, if the air temperature before combustion is increased, the flow velocity and static pressure of the air are affected. It has been confirmed that, for example, even if the air-fuel mixture becomes unstable at an air temperature of 300 K before combustion, the combustion continues at a low pressure which is a fraction of that at 1000 K.
【0030】したがって、ラムジェットエンジンRは、
導入空気の状態が理想的な場合に比べて高速、低温およ
び低圧であっても、前記パイロットバーナBの燃焼ガス
による加熱の作用を受けて、導入空気と主燃料とを混合
させて連続的に燃焼させるラムジェット作動状態とな
る。Therefore, the ramjet engine R is
Even if the state of the introduced air is high speed, low temperature and low pressure compared to the ideal case, the introduced air and the main fuel are continuously mixed by being mixed with the pilot fuel by the action of heating by the combustion gas of the pilot burner B. The ramjet to be burned is activated.
【0031】また、パイロットバーナBは、例えば始動
が高々度において行われる都合により、導入空気の温度
が極めて低くなる場合には、低温の外筒3内を急速に加
熱して燃焼の安定化を図るために、イグナイタ12によ
る着火時に酸素用噴射ノズル13から燃焼空間5に向け
て短時間酸素を噴射し、低温の空気中の窒素による燃焼
ガスの温度希釈を防いで燃焼ガスの温度を高く保つよう
にする。When the temperature of the introduced air becomes extremely low, for example, due to the fact that the starting is performed at a high altitude, the pilot burner B rapidly heats the inside of the low temperature outer cylinder 3 to stabilize the combustion. Therefore, when the igniter 12 is ignited, oxygen is injected from the oxygen injection nozzle 13 toward the combustion space 5 for a short time to prevent the temperature of the combustion gas from being diluted by nitrogen in the low-temperature air, thereby keeping the temperature of the combustion gas high. To
【0032】さらに、前記パイロットバーナBは、触媒
9によりパイロット燃料と導入空気との混合流を接触燃
焼させることによって、再循環流域での継続燃焼をより
確実に安定化させるようにし、ラムジェット作動後も燃
焼ガスを噴射し続けてラムジェットエンジンRの保炎器
として機能する。Further, the pilot burner B stabilizes the continuous combustion in the recirculation flow region more reliably by causing the mixed flow of the pilot fuel and the introduced air to be contact-combusted by the catalyst 9, thereby enabling the ramjet operation. Thereafter, the combustion gas continues to be injected to function as a flame stabilizer of the ramjet engine R.
【0033】なお、上記のようなパイロットバーナBで
は、空気温度が極めて低い場合でも、継続燃焼に入れば
その燃焼が安定するので、着火時に使用される酸素はイ
グナイタが火炎を噴射する時間に相当する程度の量で充
分である。また、上記実施例では、ラムジェットエンジ
ンRにおけるランプ部51のバイパス55にパイロット
バーナ1を設けた例を示したが、このほか、図3に示す
ように、パイロットバーナ1をディフューザ50内に設
けるようにしても良く、いずれの場合も、上記のような
パイロットバーナBでは、外筒3内への空気流入量を、
燃焼器53に対する全空気流入量の10分の1ないし数
分の1とするのが良い。In the pilot burner B as described above, even if the air temperature is extremely low, the combustion is stabilized if the continuous combustion is started. Therefore, the oxygen used at the time of ignition corresponds to the time during which the igniter injects the flame. A sufficient amount is sufficient. Further, in the above-described embodiment, the example in which the pilot burner 1 is provided in the bypass 55 of the ramp portion 51 in the ramjet engine R is shown. In addition, as shown in FIG. 3, the pilot burner 1 is provided in the diffuser 50. In any case, in the pilot burner B as described above, the amount of air flowing into the outer cylinder 3 is
It is preferable that the total air flow into the combustor 53 be one tenth to one-seventh.
【0034】[0034]
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明のパイ
ロットバーナによれば、ラムジェットエンジンの運用条
件が高々度で且つ大迎角の姿勢で始動するような場合
や、ラムジェットエンジンの燃焼器内の空気が高速、低
温および低圧で着火困難な状態である場合においても、
確実に着火し且つ安定した燃焼継続を行って、パイロッ
ト燃料の燃焼により生じた燃焼ガスでラムジェット作動
に移行する際の燃焼器内の温度を高め、燃焼器内の空気
流速や静圧を変化させて燃焼反応性を向上させることが
でき、ラムジェット作動の確実性を著しく高めることが
できる。As described above, according to the pilot burner of the present invention, the ramjet engine can be started at a high altitude and at a large angle of attack when the operating condition of the ramjet engine is high. Even if the air inside is difficult to ignite at high speed, low temperature and low pressure,
Performs stable ignition and stable combustion, raises the temperature inside the combustor when transitioning to ramjet operation with the combustion gas generated by pilot fuel combustion, and changes the air flow rate and static pressure inside the combustor. As a result, the combustion reactivity can be improved, and the reliability of the ramjet operation can be significantly increased.
【図1】本発明の一実施例によるパイロットバーナをラ
ムジェットエンジンと共に説明する断面図である。FIG. 1 is a sectional view illustrating a pilot burner according to an embodiment of the present invention together with a ramjet engine.
【図2】図1に示すラムジェットエンジンをIRR方式
で運用する場合の構成を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration when the ramjet engine shown in FIG. 1 is operated by an IRR method.
【図3】図1に示すパイロットバーナをディフューザ内
に設けた場合を示すラムジェットエンジンの断面図であ
る。FIG. 3 is a cross-sectional view of a ramjet engine showing a case where the pilot burner shown in FIG. 1 is provided in a diffuser.
B パイロットバーナ R ラムジェットエンジン 1 流入口 2 流出口 3 外筒 4 ブラフボディ 5 燃焼空間 6 環状空間 7 ブレード 8 パイロット燃料用噴射ノズル 9 触媒 12 イグナイタ 13 酸素用噴射ノズル 53 燃焼器 B Pilot burner R Ram jet engine 1 Inlet 2 Outlet 3 Outer cylinder 4 Bluff body 5 Combustion space 6 Annular space 7 Blade 8 Pilot fuel injection nozzle 9 Catalyst 12 Igniter 13 Oxygen injection nozzle 53 Combustor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 船 木 功 水 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日 産自動車株式会社 内 (56)参考文献 特開 平1−244153(JP,A) 特開 昭50−76424(JP,A) 特公 昭34−3652(JP,B1) 特公 昭31−2252(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02K 7/10 F23R 3/12 F23R 3/20 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Isao Funaki Water Nissan Motor Co., Ltd. 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture (56) References JP-A-1-244153 (JP, A) JP-A Sho 50-76424 (JP, A) Japanese Patent Publication 34-3652 (JP, B1) Japanese Patent Publication 31-2252 (JP, B1) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F02K 7/10 F23R 3/12 F23R 3/20
Claims (2)
ナであって、一端側の流入口をラムジェットエンジンの
空気導入側に向け且つ他端側の流出口をラムジェットエ
ンジンの燃焼器内に開口させた状態で取付けられる燃焼
空間形成用の外筒を備え、前記外筒内の流入口寄りの位
置に、前端部を曲面状にしたブラフボディを設けて、外
筒とブラフボディとの間に環状流路を形成すると共に、
前記環状流路に、外筒の軸線に対して捩れ角を有するブ
レードを該環状流路の円周方向に所定の間隔で設け、前
記ブラフボディの後端部に、パイロット燃料の噴射ノズ
ルを設けると共に、前記外筒に、ブラフボディ後端側の
燃焼空間に向けて火炎を噴射するイグナイタを設けたこ
とを特徴とするパイロットバーナ。1. A pilot burner for a ramjet engine, wherein an inlet on one end is directed toward an air introduction side of the ramjet engine and an outlet on the other end is opened in a combustor of the ramjet engine. An outer cylinder for forming a combustion space mounted in a state, and a bluff body having a curved front end portion is provided at a position near the inlet in the outer cylinder, and an annular flow is provided between the outer cylinder and the bluff body. While forming a path,
In the annular flow path, blades having a twist angle with respect to the axis of the outer cylinder are provided at predetermined intervals in a circumferential direction of the annular flow path, and a pilot fuel injection nozzle is provided at a rear end of the bluff body. A pilot burner, wherein the outer cylinder is provided with an igniter for injecting a flame toward a combustion space at a rear end side of the bluff body.
て、前記ブラフボディの後端部に、パイロット燃料と導
入空気との混合流を接触燃焼させる触媒を設けると共
に、前記外筒に、ブラフボディ後端側の燃焼空間に向け
た酸素の噴射ノズルを設けたことを特徴とするパイロッ
トバーナ。2. A pilot burner according to claim 1, wherein a catalyst for contact-burning a mixed flow of pilot fuel and introduced air is provided at a rear end of said bluff body, and a bluff body rear end is provided on said outer cylinder. A pilot burner provided with an oxygen injection nozzle directed toward the combustion space on the side.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05162580A JP3109780B2 (en) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | Pilot burner |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05162580A JP3109780B2 (en) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | Pilot burner |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0719112A JPH0719112A (en) | 1995-01-20 |
| JP3109780B2 true JP3109780B2 (en) | 2000-11-20 |
Family
ID=15757295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05162580A Expired - Lifetime JP3109780B2 (en) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | Pilot burner |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3109780B2 (en) |
-
1993
- 1993-06-30 JP JP05162580A patent/JP3109780B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0719112A (en) | 1995-01-20 |
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