燃焼室
シリンダーヘッドと上死点時のピストンとで形成される空間。バルブ配置や数、点火プラグの位置、ピストン上面のかたちなど多くの要素により、その形状は異なる。これらの要素はエンジンの諸性能や特性に大きな影響を与える。ガソリンエンジンの燃焼室には、ウエッジ型(楔形)、バスタブ形(湯舟形)、半球形、多球形、ぺントルーフ形(屋根形)などがある。ロータリーエンジンでは、ロータリーピストンとハウジングで区画される空間がもっとも小さくなるところが、レシプロエンジンの燃焼室に相当する。
燃焼室
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2024/07/11 03:10 UTC 版)
燃焼室（ねんしょうしつ）は、燃料が燃焼する空間であり、熱機関においては燃焼（酸化）により熱エネルギーを発生する部位である。
注釈
- ^ なお現行のHEMIエンジンは完全な半球形ではなくなっている。
- ^ DOHCの場合は3本の吸気バルブ・2本の排気バルブ（=5バルブ）も混在する。またSOHCの場合は2本の吸気バルブ・1本の排気バルブ（=3バルブ）も混在する。
- ^ ポート噴射式も単室式の一種であるが、一般的には直接噴射式にはポート噴射式を含まない。
出典
- ^ 「勝利のエンジン５０選」カール・ルドヴィクセン著 二玄社 2004年11月10日発行 167ページ
- ^ a b F1の燃焼技術「プレチャンバー」をまさかマセラティが出してくるとは！新3.0ℓV6ターボエンジンのプレチャンバー技術を読み解いてみる - MotorFan・2020年7月3日
- ^ プレチャンバーも開発の焦点に。“燃費ターボ”NREは最新かつ最後の大技か【スーパーGT驚愕メカ大全／最終回】 - オートスポーツ・2020年7月9日
- ^ 日本特殊陶業、副燃焼室付き「プレチャンバープラグ」公開 - Car Watch・2023年10月26日
- ^ “6BB1”. 日本の自動車技術330選. 自動車技術会. 2020年7月21日閲覧。
- ^ 杉原邦彦、田中利明、佐々木正博、上田隆正 (1988年5月5日). “（4）副噴口付き渦室式ディーゼル機関の開発” (PDF). 昭和62年度 日本機械学会賞（技術賞）. 日本機械学会. 2024年7月11日閲覧。
- ^ 杉原邦彦、田中利明、佐々木正博、上田隆正「副噴口付き渦室式ディーゼル機関の開発」『日本機械学會誌』第91巻第834号、1988年5月5日、414-415頁、NAID 110002474402。 - 昭和62年度 日本機械学会賞（技術賞）
燃焼室
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2021/08/12 15:07 UTC 版)
詳細は「燃焼器」を参照 空気の流れから見て圧縮機とディフューザーの後に位置している燃焼室 (Combustion Chamber) の役割は、取り込んだ空気流に熱エネルギーを与えることであり、燃料噴射による火炎を維持しながら適度の流入空気を取り込んで、空気と燃料をすばやく混合して燃焼させ、後に続くタービンや排気ノズルに高温ガスを送り出すことである。燃焼室は、入って来る空気と出て行く燃焼ガスの流れの方向が同じの直流型燃焼室と入って来る空気と出て行く燃焼ガスの流れの方向が逆の逆流型燃焼室があり、前者は中・大型エンジンで使用され、後者は燃焼室をタービン部の外周に置いたリヴァースフロー型燃焼室 (Reverse flow type combustion chamber) と呼ばれており、圧縮機とタービンに遠心式圧縮機とラジアル・タービンを使用した小型エンジンとターボシャフトエンジンで使用されている。 燃焼室にはいくつか異なる形状が存在するが基本的には入れ子状の構造をしており、燃焼室の外形を構成する燃料室ケーシング、燃焼室の内側に円形に配置された燃料室ライナ (Liner)、燃料室ライナの内側に設置され燃料を送り噴射霧化する燃料ノズル、燃料室ライナ内の燃料と空気との混合気に点火させて燃焼させる点火栓で構成されている。燃料室ライナは多数の孔が開けられており、燃焼前の空気の層流で冷却されるように配置されている。なお、始動時に使用される点火栓は燃料噴射ノズルに近い4時と8時付近の2か所に設けられることが多い。 燃料にはジェット燃料が使用され、その主体であるケロシンの理想的な空燃比は15対1であるが、実際に燃焼室の燃料室ライナに送り込まれる空気流量の全量と噴射される燃料の総空燃比（重量比）は40 - 120:1程度である。これでは、コアエンジン部分に取り込まれた空気のすべてを燃料と均質に混合すれば希薄すぎて燃焼できない。そのため、燃焼室ライナの前部では、燃料噴射ノズルの周囲のオリフィスの機能を持った旋回案内羽根（Swirler, スワラー） から、14 - 18:1程度の混合比になるように空気流量の25%程だけが燃焼室ライナで囲われた燃焼領域に取り込まれ、これは一次空気と呼んで区別される。残りの空気流量の75%程は二次空気と呼ばれ、燃焼室ライナの内部冷却と燃焼ガスの希釈、一次空気で完全燃焼しなかった燃料の二次燃焼に利用される。 燃焼室は燃焼領域と混合・冷却領域に分けられており、燃焼室ライナの前部にある燃料噴射ノズルの周囲の旋回案内羽根により旋回渦（スワール）を形成することで、空気の流入速度の減少と火焔伝播速度の増加を図り、空気と燃料は混ざり合い燃焼することで燃焼領域を形成する。燃焼室ライナの冷却も兼ねた二次空気が、燃焼室ライナの孔からその後部にある燃焼領域の下流側に流入することで、混合・冷却領域を形成する。流入する二次空気の流れがその上流である燃焼領域内に環状渦を作り、これが火炎を持続させる効果を生む。混合・冷却領域では空燃比（重量比）が40 - 120:1となり、一次空気で燃焼しきれなかった燃料まで燃焼されると共に二次空気による希釈により出口温度を、後部にあるタービンのタービンノズルやブレードが部分的な高熱で損傷を受けないように許容する温度まで均一に下げる。燃焼直後の燃焼領域のガスは1,600 - 2,000℃程になるが、二次空気と混合希釈される混合・冷却領域で冷却されタービン入口直前では800 - 1,000℃前後まで低下する。 燃焼室直前の圧縮空気の流速は100 - 200m/sであるが、燃焼室ライナはその流れから火炎を保護し、部分的に10 - 20m/s程度に減速された燃焼領域を作り出す。燃焼室ケーシングと燃焼室ライナの間および燃焼室ライナに設けられた孔には空気が流れ、燃焼領域に流れる空気量が調節されるとともに高温に晒されるライナが冷却される。 燃料コントロール装置によって高圧に加圧され、なおかつ調整された燃料はノズルから噴射されて霧状にされる。始動時は圧縮空気の流れの中で、ノズル近くに位置する点火栓の電気火花によって霧状の燃料に点火される。一次空気の持っていた軸方向での運動量は旋回案内羽根によって旋回運動に変換され、燃料ノズルから噴射される霧状の燃料との混合とその初期燃焼に必要な時間だけ旋回しながら燃焼領域の前部を形成する。最初に点火栓によって点火された後は、火炎は自ら燃焼領域内で維持するため、電気火花は始動時だけ放たれる。 エンジンの停止時に燃料が燃焼室内に残留することで、次回の始動時に燃料過多となってホット・スタートや燃焼室の焼損の可能性があるため、底部にドレンバルブを設けてドレンタンクへ残留燃料を排出するようになっている。
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