特許 7434858 保炎装置及びエンジン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-13

(45)【発行日】2024-02-21

(54)【発明の名称】保炎装置及びエンジン

(51)【国際特許分類】

   F23R 3/18 20060101AFI20240214BHJP

   F02C 7/264 20060101ALI20240214BHJP

   F23Q 13/00 20060101ALI20240214BHJP

   B05B 12/08 20060101ALN20240214BHJP

   B05B 1/14 20060101ALN20240214BHJP

【ＦＩ】

F23R3/18

F02C7/264

F23Q13/00 D

B05B12/08

B05B1/14 Z

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019219463

(22)【出願日】2019-12-04

(65)【公開番号】P2021089101

(43)【公開日】2021-06-10

【審査請求日】2022-08-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100175802

【弁理士】

【氏名又は名称】寺本 光生

(74)【代理人】

【識別番号】100169764

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 雄一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100167553

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 久典

(72)【発明者】

【氏名】長尾 隆央

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 光紀

【審査官】藤原 弘

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－２３１９６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０２３７９８９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許第０５７５６９２４（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開平０８－０６８３７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００６／００１６１６９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００４－２６３６９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１１７５３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／０２５２９４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００８－２５８４４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－００１９５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５５１５６８１（ＵＳ，Ａ）

【文献】米国特許第０９５４８５８５（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】特表２０１６－５１１３８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０４３０２９３３（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１１７５３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５８－１３３４８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５９－１００９２５（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２３Ｒ ３／１８

Ｆ０２Ｃ ７／２６４

Ｆ２３Ｑ １３／００

Ｂ０５Ｂ １２／０８

Ｂ０５Ｂ １／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ターボファンエンジンの再熱器の燃焼場に形成された火炎にレーザ光を照射するレーザ照射器を備え、
当該レーザ照射器は、前記レーザ光を所定の角度ピッチで前記再熱器に複数形成された複数ヶ所の前記火炎に集光させる複数の集光光学系を備え、
前記集光光学系は、燃料噴射ノズルにより近い位置とより遠い位置とにレーザパルスを集光させ、
前記より遠い位置における前記レーザ光の集光位置は、前記燃料噴射ノズルが前記燃焼場に噴射する燃料の噴射中心に対して、前記より近い位置における前記レーザ光の集光位置よりも遠いことを特徴とする保炎装置。

【請求項2】

前記集光光学系は、複数ヶ所の前記火炎毎に設けられることを特徴とする請求項１に記載の保炎装置。

【請求項3】

前記レーザ光は、所定の時間間隔で繰り返すレーザパルスであることを特徴とする請求項１または２に記載の保炎装置。

【請求項4】

前記レーザ照射器は、物体の表面にレーザ光を集光させることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の保炎装置。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか一項に記載の保炎装置を備えることを特徴とするエンジン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、保炎装置及びエンジンに関する。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１には、ターボファンエンジンのアフターバーナが開示されている。このアフターバーナは、保炎器（保炎板）を設けることにより、アフターバーナにおける火炎の吹き消えを抑制している。この保炎器（保炎板）は、燃料噴射ノズルの下流側に設けられた「くの字」状の耐熱合金製部材であり、前段のタービンから供給される高速の排気ガス中に局所的な低速領域を形成し、この低速領域において火炎を保持（保炎）するものである。なお、ターボファンエンジンでは、アフターバーナだけではなく、主燃焼器にも保炎器（保炎板）が設けられており、前段のコンプレッサから供給される圧縮空気による火炎の吹き消えを抑制している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第２０１５／１７８４７７号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、上記背景技術における保炎器（保炎板）は、燃焼ガスの流れに対して抵抗として作用するものであり、保炎性能の副産物として燃焼ガスの流速を低減させ得るものである。すなわち、従来の保炎器（保炎板）は、保炎機能の代償としてアフターバーナや主燃焼器の本来的機能を阻害するものである。

【0005】

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、燃焼ガスの流速低減作用を従来よりも緩和することが可能な保炎装置を提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、本発明では、保炎装置に係る第１の解決手段として、燃焼場に形成された火炎にレーザ光を照射するレーザ照射器を備え、当該レーザ照射器は、前記レーザ光を前記火炎に集光させる集光光学系を備える、という手段を採用する。

【0007】

本発明では、保炎装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記火炎が前記燃焼場の複数ヶ所に形成される場合、前記レーザ照射器は、複数ヶ所の前記火炎に前記レーザ光をそれぞれ照射する、という手段を採用する。

【0008】

本発明では、保炎装置に係る第３の解決手段として、上記第２の解決手段において、前記集光光学系は、複数ヶ所の前記火炎毎に設けられる、という手段を採用する。

【0009】

本発明では、保炎装置に係る第４の解決手段として、上記第１～第３のいずれかの解決手段において、前記レーザ光は、所定の時間間隔で繰り返すレーザパルスである、という手段を採用する。

【0010】

本発明では、保炎装置に係る第５の解決手段として、上記第１～第４のいずれかの解決手段において、前記レーザ照射器は、物体の表面にレーザ光を集光させる、という手段を採用する。

【0011】

本発明では、保炎装置に係る第６の解決手段として、上記第１～第５のいずれかの解決手段において、前記燃焼場はターボファンエンジンの燃焼器である、という手段を採用する。

【0012】

本発明では、保炎装置に係る第７の解決手段として、上記第１～第５のいずれかの解決手段において、前記燃焼場はターボファンエンジンの再熱器である、という手段を採用する。

【0013】

本発明では、エンジンに係る解決手段として、第１～第７のいずれかの解決手段に係る保炎装置を備える、という手段を採用する。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、燃焼ガスの流速低減作用を従来よりも緩和することが可能なレーザ保炎装置を提供することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施形態に係るターボファンエンジンの構成を示す断面図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る保炎装置の構成を示す模式図である。

【図3】本発明の一実施形態の第１変形例に係る保炎装置の構成を示す模式図である。

【図4】本発明の一実施形態の第２変形例に係る保炎装置の構成を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
最初に図１及び図２を参照して、本実施形態に係るターボファンエンジンＡ及び保炎装置Ｂ、Ｃの構成について説明する。

【0017】

このターボファンエンジンＡは、軸Ｌを中心とする略回転対称形状を有しており、ケーシング１、ファン２、低圧圧縮機３、高圧圧縮機４、燃焼器５、高圧タービン６、低圧タービン７、シャフト８、再熱器９（アフターバーナ）、排気ノズル１０及びライナ１１を備えている。

【0018】

ケーシング１は、ファン２、低圧圧縮機３、高圧圧縮機４、燃焼器５、高圧タービン６、低圧タービン７、シャフト８及び再熱器９を収容する円筒部材である。このケーシング１は、前側の開口が内部に空気を取り込むためのインテーク１ａであり、後側に排気ノズル１０が設けられている。

【0019】

このようなケーシング１は、内部にケーシング１の半径方向内側に設けられる流路であるコア流路１ｂと、半径方向外側に設けられる流路であるバイパス流路１ｃとが形成されている。コア流路１ｂ及びバイパス流路１ｃは、図１に示すように、ファン２の下流側においてケーシング１の内部が半径方向に区画されることにより設けられている。

【0020】

コア流路１ｂは、燃焼器５に空気を案内すると共に燃焼器５から排出される燃焼ガスを高圧タービン６及び低圧タービン７を介して再熱器９に向けて案内する流路である。バイパス流路１ｃは、ファン２から圧送される空気を、低圧圧縮機３、高圧圧縮機４、燃焼器５、高圧タービン６及び低圧タービン７をバイパスして再熱器９に向けて案内する流路である。

【0021】

ファン２は、ケーシング１の内部における最も上流側に配置されている。このファン２は、シャフト８の後述する低圧軸８ａに固定される動翼からなる動翼列と、ケーシング１に固定される静翼からなる静翼例が複数段に交互に配列されてなる。このようなファン２は、シャフト８の回転に伴って動翼が回転され、インテーク１ａから取り込まれた空気を下流側に圧送する。

【0022】

低圧圧縮機３は、コア流路１ｂにおいて最も上流側に配置されている。この低圧圧縮機３は、シャフト８の低圧軸８ａに固定される動翼からなる動翼列と、ケーシング１に固定される静翼からなる静翼列が複数段に交互に配列されてなる。このような低圧圧縮機３は、シャフト８の回転に伴って動翼が回転され、コア流路１ｂに取り込まれた空気を静翼で整流しつつ動翼で圧縮する。

【0023】

高圧圧縮機４は、コア流路１ｂにおいて低圧圧縮機３の下流に配置されている。この高圧圧縮機４は、シャフト８の後述する高圧軸８ｂに固定される動翼からなる動翼列と、ケーシング１に固定される静翼からなる静翼列が複数段に交互に配列されてなる。このような高圧圧縮機４は、シャフト８の回転に伴って動翼が回転され、低圧圧縮機３で圧縮された空気を静翼で整流しつつ動翼でさらに圧縮する。

【0024】

燃焼器５は、コア流路１ｂにおいて高圧圧縮機４の下流に配置されている。この燃焼器５は、不図示の燃料ノズル及び着火装置を備えており、高圧圧縮機４で生成された圧縮空気と燃料とからなる混合気を燃焼することによって燃焼ガスを生成する。

【0025】

このような燃焼器５は、図２（ａ）に示すように、燃焼器ライナ５ａ、複数の燃料噴射ノズル５ｂ及び複数のレーザ照射器５ｃを備えている。燃焼器ライナ５ａは、複数の耐熱金属プレートで構成された略円環状（ドーナツ状）の容器であり、内部空間が略円環状（ドーナツ状）の燃焼場である。この燃焼器ライナ５ａ内には、高圧圧縮機４で生成された圧縮空気が酸化剤として流入する。なお、本実施形態で用いる「燃焼場」という用語は、燃焼現象が発生している空間という意味である。

【0026】

複数の燃料噴射ノズル５ｂは、このような燃焼器ライナ５ａの上流側に設けられており、燃焼器ライナ５ａ内の下流側に向けて燃料を噴射する。これら燃料噴射ノズル５ｂは、略円環状（ドーナツ状）の燃焼器５について、周方向に所定の角度ピッチで設けられている。なお、本実施形態では、４５度の角度ピッチで８つの燃料噴射ノズル５ｂが設けられている。

【0027】

ここで、各燃料噴射ノズル５ｂから燃焼器ライナ５ａ内に噴射された燃料は、上記酸化剤（圧縮空気）の存在下で燃料することにより、各々に火炎を形成する。すなわち、本実施形態では、略円環状（ドーナツ状）の燃焼器ライナ５ａの内部に４５度の角度ピッチで、つまり燃焼場の８ヶ所（複数ヶ所）に火炎が各々形成される。

【0028】

複数のレーザ照射器５ｃは、集光光学系を備え、所定の時間間隔で繰り返すパルス状のレーザ光（レーザパルス）を燃料あるいは火炎に向けて集光かつ照射するものである。レーザ照射器５ｃは、各々にレーザ発振器と集光光学系とを備え、レーザ発振器が発生させたレーザパルスを凸レンズ等からなる集光光学系で集光させて燃料あるいは火炎に照射する。このような複数のレーザ照射器５ｃは、各燃料噴射ノズル５ｂから噴射された燃料への着火、また各火炎に対する保炎（火炎の維持）を行う。

【0029】

これらレーザ照射器５ｃは、燃料噴射ノズル５ｂに対応して複数設けられている。すなわち、本実施形態では、略円環状（ドーナツ状）の燃焼器５について、４５度の角度ピッチで８つのレーザ照射器５ｃが設けられている。このようなレーザ照射器５ｃの集合体は、本実施形態における保炎装置Ｂを構成している。

【0030】

高圧タービン６は、コア流路１ｂにおいて燃焼器５の下流に配置されている。この高圧タービン６は、シャフト８の高圧軸８ｂに固定される動翼からなる動翼列と、ケーシング１に固定される静翼からなる静翼列とが複数段に交互に配列されてなる。このような高圧タービン６は、燃焼器５で生成された燃焼ガスを静翼で整流しつつ動翼で受けることによって動翼が回転し、これによってシャフト８の高圧軸８ｂを回転させる。

【0031】

低圧タービン７は、コア流路１ｂにおいて高圧タービン６の下流に配置されている。この低圧タービン７は、シャフト８の低圧軸８ａに固定される動翼からなる動翼列と、ケーシング１に固定される静翼からなる静翼列とが複数段に交互に配列されてなる。このような低圧タービン７は、高圧タービン６を通過した燃焼ガスを静翼で整流しつつ動翼で受けることによって動翼が回転し、これによってシャフト８の低圧軸８ａを回転させる。

【0032】

シャフト８は、半径方向内側の低圧軸８ａと、半径方向外側の高圧軸８ｂとを備え、これらの低圧軸８ａと高圧軸８ｂとが個別に同軸回転可能な二重軸構造を有している。低圧軸８ａには、低圧タービン７の動翼、低圧圧縮機３の動翼及びファン２の動翼が固定されている。このような低圧軸８ａは、低圧タービン７の動翼が燃焼ガスを受けて回転されることによって生成される回転動力を低圧圧縮機３の動翼と及びファン２の動翼に伝達し、これらの低圧圧縮機３の動翼と及びファン２の動翼を回転させる。

【0033】

高圧軸８ｂには、高圧タービン６の動翼と、高圧圧縮機４の動翼とが固定されている。このような高圧軸８ｂは、高圧タービン６の動翼が燃焼ガスを受けて回転されることによって生成される回転動力を高圧圧縮機４の動翼に伝達し、この高圧圧縮機４の動翼を回転させる。

【0034】

再熱器９は、低圧タービン７の下流に配置されている。この再熱器９は、低圧タービン７を通過した燃焼ガス、及び、バイパス流路１ｃを通過した空気の混合気に含まれる酸素を用いて燃料を再燃焼させることにより推力を増強させるものであり、複数の燃料噴射ノズル９ａ及び複数のレーザ照射器９ｂ等を備えている。

【0035】

複数の燃料噴射ノズル９ａは、ケーシング１の下流側に向けて燃料を噴射する。すなわち、複数の燃料噴射ノズル９ａは、低圧タービン７の排気に対して新たな燃料を供給する。これら燃料噴射ノズル９ａは、略円環状のケーシング１について、周方向に所定の角度ピッチで設けられている。

【0036】

なお、本実施形態では、４５度の角度ピッチで８つの燃料噴射ノズル９ａが設けられている。このような燃料噴射ノズル９ａの下流側近傍領域は、燃料が燃焼する燃焼場である。すなわち、本実施形態では、再熱器９の燃焼場における８ヶ所（複数ヶ所）に火炎が各々形成される。

【0037】

複数のレーザ照射器９ｂは、集光光学系を備え、所定の時間間隔で繰り返すパルス状のレーザ光（レーザパルス）を燃料あるいは火炎に向けて集光かつ照射するものである。レーザ照射器９ｂは、各々にレーザ発振器と集光光学系とを備え、レーザ発振器が発生させたレーザパルスを凸レンズ等からなる集光光学系で集光させて燃料あるいは火炎に照射する。このような複数のレーザ照射器９ｂは、各燃料噴射ノズル９ａから噴射された燃料への着火、また各火炎に対する保炎（火炎の維持）を行う。

【0038】

これらレーザ照射器９ｂは、燃料噴射ノズル９ａに対応して複数設けられている。すなわち、本実施形態では、図２（ｂ）に示すように、略円環状のケーシング１に対して４５度の角度ピッチで８つのレーザ照射器９ｂが設けられている。このようなレーザ照射器９ｂの集合体は、本実施形態における保炎装置Ｃを構成している。

【0039】

排気ノズル１０は、ケーシング１の下流側の端部に設けられており、コア流路１ｂから排気される燃焼ガスと、バイパス流路１ｃから排気される空気流とを後方に噴射する。ライナ１１は、再熱器９内に設けられた円筒状の隔壁であり、バイパス流路１ｃから燃料が混合されずかつ圧縮されていない低温の空気が流れる流路を形成する。

【0040】

次に、本実施形態に係るターボファンエンジンＡ及び保炎装置Ｂ、Ｃの動作について詳しく説明する。

【0041】

このターボファンエンジンＡでは、ファン２の駆動によってケーシング１のインテーク１ａを通じて外部から空気が取り込まれ、取り込まれた空気がコア流路１ｂと、バイパス流路１ｃとに分配される。コア流路１ｂを流れる空気は、低圧圧縮機３及び高圧圧縮機４によって圧縮されてから燃焼器５に供給される。

【0042】

そして、燃焼器５では、燃料が高圧圧縮機４で生成された圧縮空気を酸化剤として燃焼することによって火炎が形成され、同時に燃焼ガスが生成される。この燃焼ガスは、コア流路１ｂ、高圧タービン６、低圧タービン７、再熱器９の順で流れ、最終的に排気ノズル１０から噴出される。

【0043】

また、バイパス流路１ｃを流れる空気は、低圧圧縮機３、高圧圧縮機４、燃焼器５、高圧タービン６及び低圧タービン７をバイパスして流れ、再熱器９を経由した後に排気ノズル１０から燃焼ガスと共に噴射される。このように排気ノズル１０から燃焼ガス及びバイパス流路１ｃを流れる空気が排気ノズル１０から噴出されることによって推力が得られる。

【0044】

ここで、コア流路１ｂを流れる燃焼ガスが高圧タービン６を通過するときに、高圧タービン６の動翼が回転駆動されて回転動力が生成される。この回転動力がシャフト８の高圧軸８ｂを通じて高圧圧縮機４に伝達され、これによって高圧圧縮機４の動翼が回転する。また、コア流路１ｂを流れる燃焼ガスが低圧タービン７を通過するときに、低圧タービン７の動翼が回転駆動されて回転動力が生成される。

【0045】

また、大きな推力が必要な場合には、再熱器９で高圧タービン６及び低圧タービン７を通過した燃焼ガスに対して燃料を供給して再燃焼させることにより、新たな燃焼ガスがケーシング１内で生成される。この新たな燃焼ガスが排気ノズル１０から噴出されることによって推力の増強が図られる。

【0046】

本実施形態に係るターボファンエンジンＡの全体的な動作は以上の通りであるが、本実施形態に係る保炎装置Ｂ、Ｃは、このようなターボファンエンジンＡの全体的な動作に対して以下のように動作する。

【0047】

すなわち、燃焼器５に備えられた保炎装置Ｂは、ターボファンエンジンＡの始動時においては燃料噴射ノズル５ｂから噴射される燃料に対して所定の時間間隔（パルス周期Ｔ１）のレーザパルスを照射することによって着火させる。すなわち、保炎装置Ｂは、各レーザ照射器５ｃから各燃料噴射ノズル５ｂから噴射された燃料にレーザパルスを各々集光させて照射することにより、燃料及び圧縮空気の一部を局所的に加熱して高温プラズマを発生させる。

【0048】

そして、この高温プラズマによって燃料と圧縮空気とが燃焼状態となり火炎が生成される。このような高温プラズマは、燃料噴射ノズル５ｂ毎つまりレーザ照射器５ｃ毎に生成されるので、燃焼器５内では合計８ヶ所で燃料への着火つまり火炎の生成が行われる。

【0049】

また、このような着火後の定常運転状態において、保炎装置Ｂは、各レーザ照射器５ｃから各燃料噴射ノズル５ｂの燃料にレーザパルスを各々集光させて照射することにより、火炎の保持（保炎）を行う。すなわち、保炎装置Ｂは、各レーザ照射器５ｃからレーザパルスをパルス周期Ｔ１で照射することにより、当該パルス周期Ｔ１で高温プラズマを生成させて火炎の保持（保炎）を行う。

【0050】

ここで、上記パルス周期Ｔ１は、ターボファンエンジンＡの動作状態、燃料の性状及び／あるいは圧縮空気（酸化剤）の圧縮度等の燃焼条件を考慮することにより最適設定される。すなわち、上記パルス周期Ｔ１としては、燃焼条件をパラメータとした予備実験等により、保炎性能を最大化する時間間隔が設定される。

【0051】

一方、再熱器９に備えられた保炎装置Ｃは、再熱器９の始動時においては燃料噴射ノズル９ａから噴射される燃料に対して所定の時間間隔（パルス周期Ｔ２）のレーザパルスを照射することによって着火させる。すなわち、保炎装置Ｃは、各レーザ照射器９ｂから各燃料噴射ノズル９ｂから噴射された燃料にレーザパルスを各々集光させて照射することにより、燃料及び圧縮空気の一部を局所的に加熱して高温プラズマを発生させる。

【0052】

そして、この高温プラズマによって燃料と圧縮空気とが燃焼状態となり火炎が生成される。このような高温プラズマは、燃料噴射ノズル９ａ毎つまりレーザ照射器９ｂ毎に生成されるので、再熱器９では合計８ヶ所で燃料への着火つまり火炎の生成が行われる。

【0053】

また、このような着火後の定常運転状態において、保炎装置Ｃは、各レーザ照射器９ｂから各燃料噴射ノズル９ａの燃料にレーザパルスを各々集光させて照射することにより、火炎の保持（保炎）を行う。すなわち、保炎装置Ｃは、各レーザ照射器９ｂからレーザパルスをパルス周期Ｔ２で照射することにより、当該パルス周期Ｔ２で高温プラズマを生成させて火炎の保持（保炎）を行う。

【0054】

ここで、上記パルス周期Ｔ２は、上述した保炎装置Ｂにおけるパルス周期Ｔ１と同様に、ターボファンエンジンＡの動作状態、燃料の性状及び／あるいは圧縮空気（酸化剤）の圧縮度等の燃焼条件を考慮することにより最適設定される。すなわち、パルス周期Ｔ２については、再熱器９における燃焼条件をパラメータとした予備実験等により、再熱器９における保炎性能を最大化するように設定される。

【0055】

本実施形態によれば、保炎装置Ｂ、Ｃがレーザ光を用いて保炎を行うものなので、つまり保炎装置Ｂ、ＣがターボファンエンジンＡで生成される燃焼ガスに対して減速作用を及ぼすものではないので、燃焼ガスの流速低減作用を従来よりも緩和することが可能である。

【0056】

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態では、燃料と圧縮空気とが存在する気中にレーザパルスを集光させたが、本発明はこれに限定されない。例えば所定のターゲット（物体）にレーザパルスを集光させてもよい。すなわち、本実施形態の第１変形例に係るターボファンエンジンＡ１は、図３に示すように、上述した燃焼器５に代えて燃焼器５Ａを備え、また上述した再熱器９に代えて再熱器９Ａを備える。

【0057】

燃焼器５Ａは、上述したレーザ照射器５ｃに代えてレーザ照射器５ｄを備えるものである。このレーザ照射器５ｄは、燃料噴射ノズル５ｂの先端部を上記ターゲットとしてレーザパルスを集光させて照射する。このようなレーザ照射器５ｄを備える保炎装置Ｂ１は、ターゲット（物体）の表面に高温プラズマが発生するので、上述した保炎装置Ｂよりも保炎性能の向上が見込まれる。

【0058】

再熱器９Ａは、新たな構成要素として突起物９ｃを備え、また上述したレーザ照射器９ｂに代えてレーザ照射器９ｄを備える。突起物９ｃは、燃料噴射ノズル９ａの下流側に位置し、ケーシング１の内面から中心に向けて所定高さまで突出する部位である。このような突起物９ｃは、燃料噴射ノズル９ａ毎に設けられており、燃料噴射ノズル９ａから噴射された燃料に曝されている

【0059】

レーザ照射器９ｄは、このような突起物９ｃをターゲットとしてレーザパルスを集光させて照射する。このようなレーザ照射器９ｄを備える保炎装置Ｃ１は、ターゲット（物体）である突起物９ｃの表面に高温プラズマが発生するので、上述した保炎装置Ｂよりも保炎性能の向上が見込まれる。

【0060】

（２）上記実施形態では、燃焼器５における各燃料噴射ノズル５ｂ及び再熱器９における各燃料噴射ノズル９ａについて、燃料と圧縮空気とが存在する気中の１ヶ所（１点）にのみレーザパルスを集光させたが、本発明はこれに限定されない。すなわち、レーザパルスを複数ヶ所に集光させてもよい。例えば、本実施形態の第２変形例に係るターボファンエンジンＡ２は、図４に示すように、上述した燃焼器５に代えて燃焼器５Ｂを備え、また上述した再熱器９に代えて再熱器９Ｂを備える。

【0061】

燃焼器５Ｂは、上述したレーザ照射器５ｃに代えて２つのレーザ照射器５ｅ、５ｆを備えるものである。一方のレーザ照射器５ｅは、燃料と圧縮空気とが存在する気中において燃料噴射ノズル５ｂにより近い位置にレーザパルスを集光させて照射する。他方のレーザ照射器５ｆは、燃料と圧縮空気とが存在する気中において燃料噴射ノズル５ｂにより遠い位置にレーザパルスを集光させて照射する。

【0062】

このような２つのレーザ照射器５ｅ、５ｆを備える保炎装置Ｂ２は、各々の燃料噴射ノズル５ｂから噴射される燃料について２箇所にレーザパルスを集光させて照射するので、２箇所に高温プラズマが発生させることが可能である。したがって、この保炎装置Ｂ２によれば、上述した保炎装置Ｂよりも保炎性能の向上が見込まれる。

【0063】

再熱器９Ｂは、上述したレーザ照射器９ｂに代えて２つのレーザ照射器９ｅ、９ｆを備えるものである。一方のレーザ照射器９ｅは、燃料と圧縮空気とが存在する気中において燃料噴射ノズル９ａにより近い位置にレーザパルスを集光させて照射する。他方のレーザ照射器９ｆは、燃料と圧縮空気とが存在する気中において燃料噴射ノズル９ａにより遠い位置にレーザパルスを集光させて照射する。

【0064】

このような２つのレーザ照射器９ｅ、９ｆを備える保炎装置Ｃ２によれば、各々の燃料噴射ノズル９ａから噴射される燃料について２箇所にレーザパルスを集光させて照射するので、２箇所に高温プラズマが発生させることが可能である。したがって、この保炎装置Ｃ２によれば、上述した保炎装置Ｃよりも保炎性能の向上が見込まれる。

【0065】

（３）上記実施形態では、ターボファンエンジンＡに本発明に係る保炎装置を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、本願発明に係る保炎装置は、様々な形態のエンジンに適用可能である。例えば、ラムジェットエンジンやスクラムジェットエンジンに適用することが考えられる。

【0066】

（４）上記実施形態では、レーザ光としてレーザパルスを用いた場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。特に着火の場合には、レーザパルスに代えて連続レーザ光を採用してもよい。

【符号の説明】

【0067】

Ａ、Ａ１、Ａ２ ターボファンエンジン
Ｂ、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ、Ｃ１、Ｃ２ 保炎装置
１ ケーシング
１ａ インテーク
１ｂ コア流路
１ｃ バイパス流路
２ ファン
３ 低圧圧縮機
４ 高圧圧縮機
５ 燃焼器
５ａ 燃焼器ライナ
５ｂ 燃料噴射ノズル
５ｃ～５ｆ レーザ照射器
６ 高圧タービン
７ 低圧タービン
８ シャフト
８ａ 低圧軸
８ｂ 高圧軸
９ 再熱器
９ａ 燃料噴射ノズル
９ｂ、９ｄ～９ｆ レーザ照射器
９ｃ 突起物
１０ 排気ノズル
１１ ライナ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】