JP2965246B2 - アフターバーナ用燃料供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はアフターバーナ用の
燃料供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ジェットエンジンには、アフタ
ーバーナ装置を備えたものがある。アフターバーナ装置
は、大推力が必要な場合に用いられるものであって、燃
焼室の下流側に燃料噴射用の噴射バルブとその下流側に
保炎筒とを備え、タービンから出た燃焼ガスを再燃焼さ
せるものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記したよ
うにアフターバーナ装置は、離陸時あるいは亜音速から
超音速への加速といった大推力が必要な場合にのみ用い
られるものであり、常時使用するものではない。したが
って、アフターバーナ装置を使用しない、アイドリング
からドライマックスまでの領域では、アフターバーナ用
の燃料供給装置には燃料が流れない。このため、噴射バ
ルブが配される箇所は排気管内の略中央部分であって高
温の排気流にさらされる関係上、燃料に含まれるカーボ
ン分が炭化し、噴射バルブのノズルを閉塞させてしまう
（以下、コーキングと呼ぶ）おそれがあった。

【０００４】このような噴射バルブの目詰まりを防止す
るために、噴射バルブにつながる分流バルブからの配管
に残存する燃料を全て排出することも行われているが、
この場合、再度配管内に燃料を満たす際にある程度の時
間を要するため、アフターバーナ装置着火の際時間遅れ
が生じる不具合がある。

【０００５】さらに、このような時間遅れを防止するた
めに、最初速やかに配管に燃料を満たし、それに引き続
いて少量の着火燃料を流すことも考えられているが、こ
の方法であると、システムが複雑であり信頼性が乏し
い。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、着火時の時間遅れが極めて少なく、信頼性が高く、
しかも、噴射バルブのコーキング発生を防止できるアフ
ターバーナ用燃料供給装置を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】係る目的を達成するため
に、請求項１記載の発明では、燃料供給ラインから供給
される燃料が、計量バルブ、スロットリングバルブ、分
流バルブを経てアフターバーナ用の噴射バルブに導か
れ、そこから再燃焼用として噴射されるアフターバーナ
用燃料供給装置において、前記分流バルブを前記噴射バ
ルブの近傍に配置し、前記燃料供給ラインとは別に循環
用の燃料を分流バルブ側へ供給する燃料供給管を設ける
とともに、分流バルブに燃料タンク側へ戻る燃料戻り管
を設けて分流バルブを経由する燃料循環流路を形成し、
しかも、該燃料循環流路に、通常は開となって、前記燃
料循環流路の燃料供給管及び燃料戻り管をそれぞれ連通
状態にするが、アフターバーナ装置を使用するときにの
み閉となって前記燃料供給流路の燃料供給管と燃料戻り
管とをともに閉塞するサーキュレーションバルブを介装
したことを特徴とする。

【０００８】請求項２記載の発明では、前記サーキュレ
ーションバルブを前記スロットリングバルブと一体的に
設けたことを特徴とする。

【０００９】請求項３記載の発明では、前記燃料戻り管
の前記分流バルブと前記サーキュレーションバルブとの
間に、燃料の戻り方向の流れのみを許容する逆止バルブ
を介装したことを特徴とする。

【００１０】

【作用】請求項１記載の発明によれば、分流バルブを前
記噴射バルブの近傍に配置したので、コーキングの発生
を防止すべく、分流バルブから噴射バルブの間に残る燃
料を全てパージ（排出）したところで、そのパージ量は
少なく、したがって、再度それらに燃料を満たすときの
時間は極めて短い時間で足り、このため、アフターバー
ナ装置着火時の時間遅れはほとんど生じない。

【００１１】また、分流バルブを噴射バルブの近傍に配
置したので、分流バルブは熱せられやすくなるものの、
アイドルリングからドライマックス領域までの間では、
サーキュレーションバルブを「開」状態とし、燃料循環
流路に燃料を流して燃料によって分流バルブを冷却させ
ることができるので、分流バルブの温度上昇を押さえる
ことができる。

【００１２】請求項２記載の発明では、サーキュレーシ
ョンバルブをスロットリングバルブと一体的に設けてい
るので、システム全体の簡素化並びに小型軽量化が図れ
る。また、スロットリングバルブから延びる燃料供給側
の燃料供給管を分流バルブの燃料循環流路として利用す
る場合に配管接続が容易になる。

【００１３】請求項３記載の発明では、燃料戻り管の分
流バルブとサーキュレーションバルブとの間に、燃料の
戻り方向の流れのみを許容する逆止バルブを介装してい
るので、アフターバーナ装置作動時において燃料戻り管
を介し燃料の逆流を防止することができ、装置の信頼性
を高めることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面を参照して説明する。図１は、本発明にかかるアフタ
ーバーナ用燃料供給装置の概略構成を示す。図中符号１
は図示しない燃料ポンプから延びる燃料供給ライン、２
は計量バルブ、３は差圧感知バルブ、４はスロットリン
グバルブである。スロットリングバルブ４からは燃料供
給管５が延びており、その先端には複数の分流バルブ
６，…が接続されている。分流バルブ６は図示しない噴
射バルブの近傍に配置されていて、分流バルブ６と噴射
バルブとは燃料供給管８によって接続されている。

【００１５】前記分流バルブ６からは燃料タンク側へ戻
る燃料戻り管１０が設けられ、該燃料戻り管１０には燃
料の戻り方向の流れのみを許容する逆止バルブ１０ａが
介装されている。前記スロットルリングバルブ４にはサ
ーキュレーションバルブ１１が一体に形成され、このサ
ーキュレーションバルブ１１に前記燃料戻り管１０が接
続されている。また、サーキュレーションバルブ１１か
ら延びる燃料供給管１２は、前記スロットリングバルブ
４から延びる燃料供給管５に合流している。燃料供給管
１２の合流箇所には逆止バルブ１２ａが介装されてい
る。前記燃料供給管１２，５、並びに燃料戻り管１０
は、分流バルブ６を経由する燃料循環流路１３を形成す
る。

【００１６】前記サーキュレーションバルブ１１におい
て、ポート１１ａには前記燃料供給管１２が接続され、
ポート１１ｂには燃料タンクに通じる低圧側の燃料戻り
管１６が接続され、ポート１１ｃには循環用燃料を供給
する高圧側の燃料供給管１７が接続され、ポート１１ｄ
には前記燃料戻り管１０が接続されている。サーキュレ
ーションバルブ１１にはスプール１１ｅが内蔵され、こ
のスプール１１ｅが通常は左方に移動して「開」状態と
なり、燃料供給管１７と１２とを連通させるとともに燃
料戻り管１０と１６とを連通させているが、アフターバ
ーナ装置を作動させるときにはスプール１１ｅが図に示
すように右方へ移動し、「閉」状態となって燃料循環流
路１４を閉塞するようになっている。

【００１７】次に、上記構成のアフターバーナ用燃料供
給装置の作用について説明する。大推力が必要となって
アフターバーナ装置を作動させる場合には、サーキュレ
ーションバルブが「閉」状態になって燃料循環流路１４
を閉塞する。したがって、この場合には、図示しない噴
射バルブが開かれると、燃料供給ライン１から計量バル
ブ２、ストッロリングバルブ４を経て供給される燃料
が、図中実線矢印で示すように、前記燃料供給管５、分
流バルブ６並びに燃料供給管８を通り、噴射バルブから
排気管内の中央部分の高温排気流中に向けて噴射され
る。この結果、燃料の再燃焼が行われ、大推力が得られ
る。

【００１８】一方、通常の運転時のようにアフターバー
ナ装置を停止させる場合には、噴射バルブを閉じる一
方、図示しないパージバルブを開いて分流バルブ６と噴
射バルブとをつなぐ燃料供給管８に残存する燃料をパー
ジ（排出）し、噴射バルブのコーキングを防ぐ。これと
同時に、スプール１１ｅを図に示す位置から左方へ移動
させ、サーキュレーションバルブ１１を「開」状態にす
る。これにより、燃料供給管１７と１２とが連通すると
ともに燃料戻り管１０と１６とが連通する。そして、高
圧側の燃料供給管１７から供給される燃料は、図中破線
矢印で示すように、燃料供給管１２，５を経て分流バル
ブ６に至り、そこから燃料戻り管１０を経てサーキュレ
ーションバルブへ戻り、そこからさらに燃料戻り管１６
を経てタンク側へ戻る。このように燃料循環流路に燃料
を流し、燃料によって分流バルブを冷却させることがで
きるので、噴射バルブの近傍に配置した、熱せられやす
い条件下の分流バルブの温度上昇を押さえることができ
る。

【００１９】なお、前記実施例では、ジェットエンジン
のアフターバーナ装置を例にとって説明したが、ラムジ
ェトエンジンで用いられるフュエルインジェクタ装置に
も本発明を適用できるのは言うまでもない。

【００２０】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、分流バル
ブを前記噴射バルブの近傍に配置したので、コーキング
の発生を防止すべく、分流バルブから噴射バルブの間に
残る燃料を全てパージ（排出）したところで、そのパー
ジ量は少なく、このため、アフターバーナ装置着火時の
時間遅れはほとんど生じない。すなわち、コーキングの
発生防止とアフターバーナ装置着火時の時間遅れをなく
こととを同時に満足することができる。また、分流バル
ブを噴射バルブの近傍に配置したので、アイドルリング
からドライマックス領域までのアフターバーナ装置休止
時では、サーキュレーションバルブを「開」状態とし、
燃料循環流路に燃料を流して燃料によって分流バルブを
冷却させることができるので、分流バルブの温度上昇を
押さえることができる。

【００２１】請求項２記載の発明では、サーキュレーシ
ョンバルブをスロットリングバルブと一体的に設けてい
るので、システム全体の簡素化並びに小型軽量化が図
れ、また、スロットリングバルブから延びる燃料供給側
の燃料供給管を分流バルブの燃料循環流路として利用す
る場合に配管接続が容易になる。

【００２２】請求項３記載の発明では、燃料戻り管の分
流バルブとサーキュレーションバルブとの間に、燃料の
戻り方向の流れのみを許容する逆止バルブを介装してい
るので、アフターバーナ装置作動時において燃料戻り管
を介し燃料の逆流を防止することができ、装置の信頼性
を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すアフターバーナ用燃料
供給装置の概略図である。

【符号の説明】

１ 燃料供給ライン ２ 計量バルブ ３ 差圧感知バルブ ４ サーキュレーションバルブ ５ 燃料供給管 ６ 分流バルブ １０ 燃料戻り管 １０ａ 逆止バルブ １２ 燃料供給管 １４ 燃料循環流路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−279732（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−217725（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02K 3/10

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料供給ライン（１）から供給される燃
   料が、計量バルブ（２）、スロットリングバルブ
   （４）、分流バルブ（６）を経てアフターバーナ用の噴
   射バルブに導かれ、そこから再燃焼用として噴射される
   アフターバーナ用燃料供給装置において、 前記分流バルブを前記噴射バルブの近傍に配置し、前記
   燃料供給ラインとは別に循環用の燃料を分流バルブ側へ
   供給する燃料供給管（１７，１２）を設けるとともに、
   分流バルブに燃料タンク側へ戻る燃料戻り管（１０，１
   ６）を設けて分流バルブを経由する燃料循環流路（１
   ４）を形成し、しかも、該燃料循環流路に、通常は開と
   なって、前記燃料循環流路の燃料供給管（１７，１２）
   及び燃料戻り管（１０，１６）をそれぞれ連通状態にす
   るが、アフターバーナ装置を使用するときにのみ閉とな
   って前記燃料供給流路の燃料供給管と燃料戻り管とをと
   もに閉塞するサーキュレーションバルブ（１１）を介装
   したことを特徴とするアフターバーナ用燃料供給装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のアフターバーナ用燃料供
   給装置において、 前記サーキュレーションバルブを前記スロットリングバ
   ルブと一体的に設けたことを特徴とするアフターバーナ
   用燃料供給装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載のアフターバーナ
   用燃料供給装置において、 前記燃料戻り管の前記分流バルブと前記サーキュレーシ
   ョンバルブとの間に、燃料の戻り方向の流れのみを許容
   する逆止バルブ（１０ａ）を介装したことを特徴とする
   アフターバーナ用燃料供給装置。