JP3332564B2 - Fuel bleeding device for carbon dioxide dynamic laser - Google Patents
Fuel bleeding device for carbon dioxide dynamic laserInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は液体燃料を用いた炭酸ガ
スダイナミックレーザの燃料ブリード装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel bleed apparatus for a carbon dioxide dynamic laser using a liquid fuel.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図４は従来の燃焼タイプの炭酸ガス（Ｃ
Ｏ2 ）ダイナミックレーザの構成図である。レーザ本体
１５は燃料を噴射する噴射器１１、燃焼室１２、ノズル
１３、本体内のミラー１４からなり、噴射器１１へは燃
料２０が燃料供給弁２１を通って配管２２を経由して供
給され、又酸化剤２３も酸化剤供給弁２４、配管２５を
経由して供給される。２６はパージガスで配管２２へは
パージ弁２６ａ、オリフィス２７ａを介して接続され、
配管２５へはパージ弁２６ｂ、オリフィス２７ｂを介し
て接続されている。FIG. 4 shows a conventional combustion type carbon dioxide (C).
FIG. 2 is a configuration diagram of an O 2 ) dynamic laser. The laser body 15 comprises an injector 11 for injecting fuel, a combustion chamber 12, a nozzle 13, and a mirror 14 in the body. Fuel 20 is supplied to the injector 11 through a fuel supply valve 21 via a pipe 22. The oxidizing agent 23 is also supplied via an oxidizing agent supply valve 24 and a pipe 25. A purge gas 26 is connected to the pipe 22 via a purge valve 26a and an orifice 27a.
The pipe 25 is connected via a purge valve 26b and an orifice 27b.
【０００３】このような構成の燃焼タイプのＣＯ2 ガス
ダイナミックレーザでは停止時には燃料供給弁２１、酸
化剤供給弁２４は停止するが、配管２２，２５及び噴射
器１１のマニホールド内に残留した燃料２０及び酸化剤
２３を排出するために、配管２２，２５内及び噴射器１
１のマニホールド内にパージガス（ＧＮ2 ）２６を供給
する。パージガス２６は、パージ弁２６ａ，２６ｂ及び
オリフィス２７ａ，２７ｂを制御してそれぞれ配管２
２，２５へ供給され、噴射器１１の噴射孔を通して燃焼
室１２内に排出していた。In the combustion type CO 2 gas dynamic laser having such a configuration, the fuel supply valve 21 and the oxidant supply valve 24 are stopped when the fuel is stopped, but the fuel 20 remaining in the pipes 22 and 25 and the manifold of the injector 11 is stopped. In order to discharge the oxidizer 23 and the inside of the pipes 22 and 25 and the injector 1
A purge gas (GN 2 ) 26 is supplied into one of the manifolds. The purge gas 26 controls the purge valves 26a and 26b and the orifices 27a and 27b, and
2, 25, and discharged into the combustion chamber 12 through the injection hole of the injector 11.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】レーザの燃料として図
４に示すＣＯ2 ガスダイナミックレーザのように液体燃
料を用いる場合は、停止時に燃料供給弁２１及び酸化剤
供給弁２４を閉じて燃料供給を停止しても、配管２２，
２５及び噴射器１１のマニホールド内は燃料及び酸化剤
で満たされたままであり、これをパージガス２６により
燃焼室１２内に噴射する従来の方法では、過渡的に混合
比が燃料過剰となり、大量のススが発生し、光学部品の
劣化を引き起こす。When a liquid fuel is used as the fuel for the laser, such as the CO 2 gas dynamic laser shown in FIG. 4, the fuel supply valve 21 and the oxidant supply valve 24 are closed when the fuel supply is stopped to supply the fuel. Even if stopped, piping 22,
25 and the manifold of the injector 11 remain filled with fuel and oxidant, and in the conventional method of injecting this into the combustion chamber 12 by the purge gas 26, the mixing ratio transiently becomes excessive in fuel, and a large amount of soot Occurs, causing deterioration of optical components.
【０００５】本発明はこのような問題点を解決するため
に、燃料停止時に配管及び噴射器マニホールド内の残留
燃料を安全にレーザ装置の外部に排出させ、スス、等の
発生を防止し、これによって起こる光学部品の劣化も防
止するような炭酸ガスダイナミックレーザの燃料ブリー
ド装置を提供することを目的としてなされたものであ
る。[0005] In order to solve such a problem, the present invention safely discharges the residual fuel in the piping and the injector manifold to the outside of the laser device when the fuel is stopped to prevent the occurrence of soot and the like. An object of the present invention is to provide a fuel bleed apparatus for a carbon dioxide gas dynamic laser that also prevents deterioration of optical components caused by the above.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】そのため、本発明では、
燃料供給ラインが接続した噴射器マニホールドにパージ
ガスを供給するラインを接続し、さらに燃料供給ライン
から分岐して残留する燃料を排出するライン及び燃料供
給弁を設け、燃料供給停止、パージガス供給のタイミン
グを適切に設定することにより、残留燃料を従来のよう
な燃焼室内ではなく外部のタンクに排出する構成とした
ものである。又、このような構成で、燃料供給弁の配置
を噴射マニホールドの近くとし、残留する燃料の排出ラ
インを噴射器マニホールドに接続して排出する燃料量を
少なくおさえるような構成も提供する。Therefore, in the present invention,
A line for supplying purge gas is connected to the injector manifold connected to the fuel supply line, and a line for discharging remaining fuel branched from the fuel supply line and a fuel supply valve are provided. By properly setting, the residual fuel is discharged to an external tank instead of the conventional combustion chamber. Further, with such a configuration, there is also provided a configuration in which the fuel supply valve is arranged near the injection manifold, and a discharge line for the remaining fuel is connected to the injector manifold to reduce the amount of discharged fuel.
【０００７】即ち、請求項１の発明として、燃料を燃料
供給弁を介して燃焼室の噴射器マニホールドに供給する
燃料供給ラインと、前記燃料供給弁の後に接続され、ブ
リード弁を介して分岐した配管及びタンクからなる燃料
排出ラインと、パージガス源からパージ弁及びオリフィ
スを介して前記噴射器マニホールドに接続し、パージガ
スを前記燃料排出ラインへ流すパージガス供給ラインと
を具備してなり、燃料の停止時に燃料を前記燃料供給弁
でカットし、前記燃料供給ラインの燃料供給弁以降の配
管内の残留燃料を前記燃焼室に噴き出すことなく前記パ
ージガスと共に前記タンク内へ排出することを特徴とす
る炭酸ガスダイナミックレーザの燃料ブリード装置を提
供する。That is, according to the first aspect of the present invention, a fuel supply line for supplying fuel to an injector manifold in a combustion chamber via a fuel supply valve is connected to the fuel supply valve and branched off via a bleed valve. A fuel discharge line comprising a pipe and a tank, and a purge gas supply line connected to the injector manifold from a purge gas source via a purge valve and an orifice to flow purge gas to the fuel discharge line. Carbon dioxide dynamics, wherein fuel is cut by the fuel supply valve, and residual fuel in a pipe after the fuel supply valve of the fuel supply line is discharged into the tank together with the purge gas without blowing out the fuel into the combustion chamber. A laser fuel bleed device is provided.
【０００８】又、請求項２の発明として、請求項１の発
明において、前記燃料供給弁は噴射器マニホールドの近
くに設けられると共に、前記ブリード弁を介して分岐す
る燃料排出ラインの配管は前記噴射器マニホールドに接
続してなることを特徴とする炭酸ガスダイナミックレー
ザの燃料ブリード装置も提供する。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the fuel supply valve is provided near an injector manifold, and a pipe of a fuel discharge line branched via the bleed valve is provided with the fuel injection valve. The present invention also provides a fuel bleed apparatus for a carbon dioxide dynamic laser, which is connected to a vessel manifold.
【０００９】[0009]
【作用】本発明はこのような手段により、その請求項１
の発明は、炭酸ガスダイナミックレーザにおいて燃料が
燃焼中は、燃料供給弁及び酸化剤を供給する弁も開の状
態で、燃料と共に酸化剤が噴射器に供給されている。こ
のとき、噴射器マニホールドへ向うパージガス供給ライ
ンのパージ弁及び燃料排出ラインに設けたブリード弁は
閉じた状態である。According to the present invention, there is provided the first aspect of the present invention.
According to the invention, in the carbon dioxide dynamic laser, when fuel is burning, the fuel supply valve and the valve for supplying the oxidant are also opened, and the oxidant is supplied to the injector together with the fuel. At this time, the purge valve of the purge gas supply line toward the injector manifold and the bleed valve provided in the fuel discharge line are in a closed state.
【００１０】この状態から、停止シーケンスに移行する
と、燃料供給弁が閉となり燃料供給が停止し、同時に燃
料排出ラインのブリード弁が開となり、その直後噴射器
マニホールドに接続のパージガス供給ラインのパージ弁
が開となって燃料供給ラインの配管中及び噴射器マニホ
ールド中に残留している燃料を逆流させ、燃料排出ライ
ンから外部のタンクへ排出する。このパージガス供給ラ
インにおいては、適切な大きさのオリフィスを設けてあ
るので、噴射器マニホールド内部の圧力を燃焼室圧力と
ほぼ同じ圧力に設定することができるため、このパージ
ガス送入により、燃焼室内へ残留燃料が排出されるのを
抑えることができると共に、燃焼室からの酸化剤ガスの
逆流も防ぐことができる。そのため、ススの発生を防止
し、ミラー等の光学部品の汚れもおさえることができ
る。From this state, when a transition is made to a stop sequence, the fuel supply valve is closed and the fuel supply is stopped, and at the same time, the bleed valve of the fuel discharge line is opened, and immediately thereafter, the purge valve of the purge gas supply line connected to the injector manifold is opened. Is opened, the fuel remaining in the fuel supply pipe and in the injector manifold flows backward, and is discharged from the fuel discharge line to an external tank. In the purge gas supply line, an orifice of an appropriate size is provided, so that the pressure inside the injector manifold can be set to substantially the same pressure as the combustion chamber pressure. The discharge of the residual fuel can be suppressed, and the backflow of the oxidizing gas from the combustion chamber can be prevented. Therefore, generation of soot can be prevented, and dirt on optical components such as a mirror can be suppressed.
【００１１】この一連の弁の作動は制御装置により、予
め設定したシーケンスに従って自動的に制御されるの
で、残留燃料を燃焼室へ噴き出すことなく運転をするこ
とができ、その結果、ススの発生を防止してレーザ装置
の光学部品の劣化を防ぐことになる。The operation of this series of valves is automatically controlled by the control device in accordance with a preset sequence, so that the operation can be performed without injecting the residual fuel into the combustion chamber. This prevents deterioration of the optical components of the laser device.
【００１２】更に、請求項２の発明においては、燃料供
給弁を噴射器マニホールドに近ずけて接続し、燃料供給
ラインも噴射器マニホールドに直接接続しているので、
請求項１の発明の作用・効果に加えて、更に、燃料供給
ラインの残留燃料も少なくおさえることができ、シーケ
ンスもその分、短縮できるものである。Further, according to the second aspect of the present invention, the fuel supply valve is connected close to the injector manifold, and the fuel supply line is also directly connected to the injector manifold.
In addition to the functions and effects of the first aspect of the invention, the residual fuel in the fuel supply line can be reduced, and the sequence can be shortened accordingly.
【００１３】[0013]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体
的に説明する。図１は本発明の第１実施例に係る炭酸ガ
スダイナミックレーザの燃料ブリード装置の構成図、図
２はそのシーケンス図である。図１においてレーザ本体
１５の符号１１乃至１４は図４に示す従来の構成と同じ
であるので詳しい説明は省略し、そのまま引用して説明
する。図１において、１は燃料供給弁で液体燃料７を配
管１６により噴射器１１の噴射器マニホールド１１ａに
供給するもの、２はブリード弁で配管１６より分岐した
配管１８と接続し、キャッチタンク６の入口部に配設さ
れている。３はパージ弁、４はオリフィスで、弁３ａは
チエック弁５、オリフィス４ａを介して噴射器１１のポ
ート１１ｂにパージガス９を供給し、弁３ｂは配管１７
を経由してパージガス９を同じくオリフィス４ｂを介し
て噴射器１１に供給している。８は酸化剤（Ｎ2 Ｏ）で
酸化剤供給弁１０を介し、配管１７を通り、噴射器１１
に供給される。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a fuel bleed device for a carbon dioxide dynamic laser according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sequence diagram thereof. In FIG. 1, reference numerals 11 to 14 of the laser main body 15 are the same as those of the conventional configuration shown in FIG. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a fuel supply valve which supplies liquid fuel 7 to an injector manifold 11a of an injector 11 via a pipe 16; 2 denotes a bleed valve connected to a pipe 18 branched from the pipe 16; It is located at the entrance. Reference numeral 3 denotes a purge valve, 4 denotes an orifice, and a valve 3a supplies a purge gas 9 to a port 11b of the injector 11 through a check valve 5 and an orifice 4a.
, The purge gas 9 is supplied to the injector 11 also through the orifice 4b. Reference numeral 8 denotes an oxidant (N 2 O) via an oxidant supply valve 10, a pipe 17,
Supplied to
【００１４】このような構成の第１実施例の作用を図２
に示すシーケンス図に基づいて説明する。まず、燃料を
ブリードさせて運転するが、燃焼中は供給弁１は開、ブ
リード弁２は閉、パージ弁３は閉の状態にある。（図２
の停止シーケンススタートＳより左側の状態）この時の
燃焼室１２内の圧力は定常燃焼の状態にあり、又、燃料
マニホールド圧力も定状燃焼の状態にある。FIG. 2 shows the operation of the first embodiment having such a structure.
This will be described based on the sequence diagram shown in FIG. First, the operation is performed by bleeding the fuel. During combustion, the supply valve 1 is open, the bleed valve 2 is closed, and the purge valve 3 is closed. (Figure 2
The state in the combustion chamber 12 at this time is in a state of steady combustion, and the fuel manifold pressure is also in a state of steady combustion.
【００１５】停止シーケンス開示により、供給弁１を閉
とした燃料供給を停止する。（図２の（ａ）のＳ点）こ
れとほぼ同時にブリード弁２を開とし、燃料供給ライン
の圧力が急減し、わずかにΔＴ（数１０ｍｓ）だけ遅れ
てパージ弁３を開とし、（図２の（ｂ），（ｃ）参照）
噴射器マニホールド１１ａ内及び配管１６内に残留して
いる燃料をパージガスと共にブリードライン１８を通し
て排出する。この間燃焼室１２には、残留酸化剤（Ｎ2
Ｏ）による残圧があるため、噴射器マニホールド１１ａ
の内圧がこれと同程度となるようにパージラインのオリ
フィス４のサイズを設定することでパージガスが燃焼室
１２への流出を防ぐことができ、さらに燃焼室の圧力も
同程度にして、燃焼室からの逆流も防止できる構成とな
っている（図２（ｃ），（ｄ），（ｅ）参照）。According to the stop sequence disclosure, the fuel supply with the supply valve 1 closed is stopped. (Point S in FIG. 2A) At about the same time, the bleed valve 2 is opened, the pressure in the fuel supply line is rapidly reduced, and the purge valve 3 is opened slightly after a delay of ΔT (several tens of ms). 2 (b), (c))
Fuel remaining in the injector manifold 11a and the pipe 16 is discharged through the bleed line 18 together with the purge gas. During this time, the residual oxidant (N 2
O), the injector manifold 11a
By setting the size of the orifice 4 of the purge line so that the internal pressure of the combustion chamber is substantially equal to this, the purge gas can be prevented from flowing out to the combustion chamber 12, and the pressure of the combustion chamber is also made substantially the same. 2 (c), 2 (d) and 2 (e).
【００１６】なお、前述の弁の作動は図示省略の制御装
置により制御されるもので、制御装置には図２に示すよ
うなタイミングで弁を開閉するシーケンスが組んであ
り、このシーケンスに基づいて作動するものである。The operation of the valve is controlled by a control device (not shown). The control device has a sequence of opening and closing the valve at the timing shown in FIG. 2, and based on this sequence. It works.
【００１７】次に、図３は本発明の第２実施例であり、
燃料供給弁１を噴射器マニホールド１１ａに極力近づ
け、燃料ブリードライン１８を噴射器マニホールド１１
ａに直接配置したものであり、その他は図１の第１実施
例と同じ構成で、そのシーケンスも第１実施例と同じで
ある。従って本第２実施例では第１実施例と同じ作用で
あり、説明は省略するが、本第２実施例の特徴は燃焼停
止後ブリードする燃料の量を非常に少なくおさえること
ができ、また停止シーケンスを短縮することができる。FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention.
Move the fuel supply valve 1 as close as possible to the injector manifold 11a, and connect the fuel bleed line 18 to the injector manifold 11a.
The other components are the same as those of the first embodiment shown in FIG. 1, and the sequence is the same as that of the first embodiment. Therefore, in the second embodiment, the operation is the same as that of the first embodiment, and the description is omitted. However, the feature of the second embodiment is that the amount of fuel bleeding after stopping the combustion can be extremely reduced, and Sequences can be shortened.
【００１８】以上、説明のように、本第１実施例におい
ては、ＣＯ2 ガスダイナミックレーザにブリード弁２を
設けることにより停止時に配管１６及び噴射器マニホー
ルド１１ａ内に残留する液体燃料７をキャッチタンク６
内に排出し、残留燃料が燃焼室１２に噴き出すのを防止
し、その結果、スス、等の発生がなくなり、ミラー１
４、等の光学部品の劣化を防止することができる。As described above, in the first embodiment, the bleed valve 2 is provided in the CO 2 gas dynamic laser so that the liquid fuel 7 remaining in the pipe 16 and the injector manifold 11a at the time of stoppage is caught by the catch tank. 6
To prevent the residual fuel from escaping into the combustion chamber 12 and, as a result, eliminating soot and the like.
The deterioration of the optical components such as 4 can be prevented.
【００１９】又、第２実施例のように燃料ブリードライ
ン１８を直接噴射器マニホールド１１ａに接続し、か
つ、燃料供給弁１を噴射器マニホールド１１ａに近づけ
ることにより、前述のように第１実施例の効果に加え
て、更に、燃料供給が停止後、ブリードする燃料量が少
なくおさえることができ、そのためのシーケンスも短縮
できるものである。Further, by connecting the fuel bleed line 18 directly to the injector manifold 11a and bringing the fuel supply valve 1 close to the injector manifold 11a as in the second embodiment, as described above, the first embodiment. In addition to the effects described above, the amount of fuel that bleeds after the fuel supply is stopped can be reduced, and the sequence for that can be shortened.
【００２０】[0020]
【発明の効果】以上、具体的に説明したように、本発明
によれば、炭酸ガスダイナミックレーザにブリード弁を
設けて燃焼停止後に配管内や噴射器マニホールド内に残
留する液体燃料を排出するようにしたので、残留燃料を
燃焼室に噴き出すことなくレーザ装置を運転することが
でき、その結果、ススの発生を防止し、レーザ装置の光
学部品の劣化を防ぐことができる。As described above, according to the present invention, the bleed valve is provided in the carbon dioxide dynamic laser to discharge the liquid fuel remaining in the pipe or the injector manifold after the combustion is stopped. Accordingly, the laser device can be operated without discharging the residual fuel into the combustion chamber, and as a result, the occurrence of soot and the deterioration of optical components of the laser device can be prevented.
【図１】本発明の第１実施例に係る炭酸ガスダイナミッ
クレーザの燃料ブリード装置の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a fuel bleed device for a carbon dioxide dynamic laser according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第１及び第２実施例に係るシーケンス
図である。FIG. 2 is a sequence diagram according to the first and second embodiments of the present invention.
【図３】本発明の第２実施例に係る炭酸ガスダイナミッ
クレーザの燃料ブリード装置の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of a fuel bleed device of a carbon dioxide dynamic laser according to a second embodiment of the present invention.
【図４】従来の炭酸ガスダイナミックレーザの燃料供給
系統の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a fuel supply system of a conventional carbon dioxide dynamic laser.
１ 燃料供給弁 ２ ブリード弁 ３ パージ弁 ４ オリフィス ６ キャッチタンク ７ 液体燃料 ８ 酸化剤 ９ パージガス １０ 酸化剤供給弁 １１ 噴射器 １２ 燃焼室 １３ ノズル Reference Signs List 1 fuel supply valve 2 bleed valve 3 purge valve 4 orifice 6 catch tank 7 liquid fuel 8 oxidant 9 purge gas 10 oxidant supply valve 11 injector 12 combustion chamber 13 nozzle
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−120483（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−80979（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−9549（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−270184（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−120060（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−109124（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 3/00 - 3/30 F23K 5/18 F23N 1/00,5/20 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-63-120483 (JP, A) JP-A-4-80979 (JP, A) JP-A-4-9549 (JP, A) JP-A-3-95 270184 (JP, A) JP 3-120060 (JP, U) JP 2 109124 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01S 3/00-3 / 30 F23K 5/18 F23N 1 / 00,5 / 20
Claims (2)
器マニホールドに供給する燃料供給ラインと、前記燃料
供給弁の後に接続され、ブリード弁を介して分岐した配
管及びタンクからなる燃料排出ラインと、パージガス源
からパージ弁及びオリフィスを介して前記噴射器マニホ
ールドに接続し、パージガスを前記燃料排出ラインへ流
すパージガス供給ラインとを具備してなり、燃料の停止
時に燃料を前記燃料供給弁でカットし、前記燃料供給ラ
インの燃料供給弁以降の配管内の残留燃料を前記燃焼室
に噴き出すことなく前記パージガスと共に前記タンク内
へ排出することを特徴とする炭酸ガスダイナミックレー
ザの燃料ブリード装置。1. A fuel supply line for supplying fuel to an injector manifold of a combustion chamber via a fuel supply valve, a fuel discharge line comprising a pipe and a tank connected after the fuel supply valve and branched via a bleed valve. And a purge gas supply line connected to the injector manifold from a purge gas source via a purge valve and an orifice, and for supplying a purge gas to the fuel discharge line.When the fuel is stopped, fuel is supplied to the fuel supply valve. A fuel bleed apparatus for a carbon dioxide gas dynamic laser, wherein the fuel is cut and discharged into a tank together with the purge gas without discharging residual fuel in a pipe after a fuel supply valve of the fuel supply line into the combustion chamber.
近くに設けられると共に、前記ブリード弁を介して分岐
する燃料排出ラインの配管は前記噴射器マニホールドに
接続してなることを特徴とする請求項１記載の炭酸ガス
ダイナミックレーザの燃料ブリード装置。2. The fuel supply valve is provided near an injector manifold, and a pipe of a fuel discharge line branched through the bleed valve is connected to the injector manifold. 2. A fuel bleed apparatus for a carbon dioxide dynamic laser according to claim 1.
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Citations (1)
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Patent Citations (1)
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