ガスタービンやジェットエンジンなどの燃焼器の保炎

質問

燃焼器について図のような構造であると解釈しました。
そこで質問なのですが、どうして筒の穴から空気を取り入れることで炎が吹き消されなくなるのですか？
渦を作るためという情報を目にしましたが、筒の中でも圧縮空気が吹き荒れて燃焼どころではないのではと思いました。
風が一方向に吹き去るのではなく、同じ場所を循環するのであればどれだけ風が強くても炎は消えないのでしょうか？
燃焼器の質問というより保炎に関する質問になってしまいましたが、回答お願いします。

回答No.3

kagakusuki · ベストアンサー

霧化した燃料の微小な液滴と空気が混ざり合った混合気の中を炎が燃え広がって行く速度(火炎伝播速度)は、ガスタービンの内部を流れている気流の速度と比べると格段に遅いため、保炎のための工夫をせず、単純に混合気を作って火を点けただけでは、燃焼が行われている領域がどんどんと下流へと押し流されてしまい、エンジン内部で燃焼を継続する事が出来ません。(軽油やジェット燃料の場合のデータは存じませんが、ガソリンエンジンの燃焼室で圧縮された混合気の火炎伝播速度はおおよそ20～30m/s程度のようです)
　そこで渦を作ってやりますと、渦の中では気流が旋回していますから、高温の燃焼ガスの一部が暫くの間、渦の中で循環し続ける事になります。
　そこへ上流から新たな混合気が供給され、渦の内部で循環していた高温の燃焼ガスと接触しますので、新たに供給された混合気にも火が点く事になります。
　そうして火が点いて高温となった(元混合気の)ガスの一部が、新たに渦の中で循環する様になるため、燃焼を継続する事が可能となる訳です。

　渦が(押し流されたりはせずに)一定の場所に留まって継続するようになっている事で、燃焼済みの高温ガスと新たに供給される混合気が常に接触し続ける様になっている処がミソです。

お礼

渦を作るのには炎を留まらせて新たな混合気と触れさせるという意図があったのですか。
燃焼が同じ場所で循環しているならいくら風が強くても炎が消えないというのもよく分かりました。
ジェットエンジンというのは内部でせわしなく空気が吹いていると思っていましたが、燃える場所ではしっかりと留まるようにできていたんですね。
ガソリンエンジンの火炎伝播速度を例として挙げていただいたのもイメージしやすかったです。
回答ありがとうございました！

回答No.2

BASKETMM

ロウソクの火の場合。

ロウソクでは、ロウが気化した燃料と、空気中の酸素が適度の割合で、混合し、高い温度に保たれるので、燃焼が起こり、保たれます。

吹き消されるのはなぜでしょう。大量の空気が流れて、燃料と酸素の割合が崩れ、更に温度が下がるので、燃焼は保たれなくなります。

ジェットエンジンの場合。

燃料も空気も同時に大量に供給されるので、燃焼は保たれるのでしょう。温度も高く保たれるので、問題ありません。

以上、私の想像ですが、間違っていますか。

お礼

風で炎が消えるというのは燃えるものが遠くへ飛ばされてしまうということなんですね。
回答ありがとうございました。

回答No.1

7964

＞筒の中でも圧縮空気が吹き荒れて燃焼どころではないのではと思いました。
風が一方向に吹き去るのではなく、同じ場所を循環するのであれば・・・

ジェットエンジン内部は高温かつ高圧の状態です。油は直ぐに気化して、一瞬で燃焼します。

＞どれだけ風が強くても炎は消えないのでしょうか？

消えません！消える時は、燃料に水分が含まれ高度を飛行中に燃料の水分が氷結して送油不良を起こした時と、機種を上げすぎて（迎え角が大きすぎて）タービンブーレドから十分な空気を送り込めなくなった時、バードストライクにより一時側及び二時側タービンブレードが破損した時です。また、火山灰等により冷却用空気溝がつまりタービンが焼損した時。

ジェットエンジンはサラダ油でも飛べますよ。ただ、高度を飛行中に燃料の水分が氷結して送油不良を起こします。だから、ジェット燃料は、ただの灯油と同等ですが、水分が極めて少なく出来ています。

お礼

保炎によってよっぽどのことが無い限り炎は消えないんですね。
よく分かりました。