JP2002039012A - パルスデトネーションエンジン用多孔微細管燃料酸化剤供給プレート - Google Patents
パルスデトネーションエンジン用多孔微細管燃料酸化剤供給プレートInfo
- Publication number
- JP2002039012A JP2002039012A JP2000258181A JP2000258181A JP2002039012A JP 2002039012 A JP2002039012 A JP 2002039012A JP 2000258181 A JP2000258181 A JP 2000258181A JP 2000258181 A JP2000258181 A JP 2000258181A JP 2002039012 A JP2002039012 A JP 2002039012A
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- JP
- Japan
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- fuel
- oxidizing agent
- detonation
- oxidant
- engine
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- Pending
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- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】パルスデトネーションエンジンでは、燃料酸化
剤供給バルブの作動周波数が、装置の限界を規定すると
いう問題があった。また、バルブを使用せずにデトネー
ション波を着火させた場合、燃料や酸化剤が流入してく
る方向に、デトネーション波が伝播してしまい、効率を
著しく悪化させたり、既燃ガスの排気過程において燃料
と酸化剤を燃焼させずに排気してしまうという問題があ
った。さらに、相対的な速度が超音速である燃料と酸化
剤の混合は不十分になりやすく、そのためデトネーショ
ン波が発生しないという問題があった。 【解決手段】燃料と酸化剤とを噴射する装置として、混
合促進のための複雑な形状を有する微細で多数の孔から
別々に燃料と酸化剤を噴射することを特徴とし、デトネ
ーション波の後方圧力を推力として受けるプレートとし
て機能する、多孔微細管燃料酸化剤供給プレートを提供
した。
剤供給バルブの作動周波数が、装置の限界を規定すると
いう問題があった。また、バルブを使用せずにデトネー
ション波を着火させた場合、燃料や酸化剤が流入してく
る方向に、デトネーション波が伝播してしまい、効率を
著しく悪化させたり、既燃ガスの排気過程において燃料
と酸化剤を燃焼させずに排気してしまうという問題があ
った。さらに、相対的な速度が超音速である燃料と酸化
剤の混合は不十分になりやすく、そのためデトネーショ
ン波が発生しないという問題があった。 【解決手段】燃料と酸化剤とを噴射する装置として、混
合促進のための複雑な形状を有する微細で多数の孔から
別々に燃料と酸化剤を噴射することを特徴とし、デトネ
ーション波の後方圧力を推力として受けるプレートとし
て機能する、多孔微細管燃料酸化剤供給プレートを提供
した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、航空用エンジンと
して開発されているパルスデトネーションエンジン内に
燃料と酸化剤を供給する噴射器及び、エンジン内に発生
するデトネーションによる高圧を受け推力に変換するプ
レートに関するものである。
して開発されているパルスデトネーションエンジン内に
燃料と酸化剤を供給する噴射器及び、エンジン内に発生
するデトネーションによる高圧を受け推力に変換するプ
レートに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】パルスデトネーションエンジンでは燃料
と酸化剤はデトネーション管内に噴射器で噴射され、そ
の後バルブを閉じてデトネーション波を発生させ、その
背後の高い圧力で推力を得ていた。
と酸化剤はデトネーション管内に噴射器で噴射され、そ
の後バルブを閉じてデトネーション波を発生させ、その
背後の高い圧力で推力を得ていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】そのため、エンジン出
力を高めるためには高周波数で作動するバルブ装置が必
要不可欠であり、バルブの作動周波数が、装置の限界を
規定するという問題があった。また、バルブを使用せず
にデトネーション波を着火させた場合、燃料や酸化剤が
流入してくる方向に、すなわち逆向きにデトネーション
波が伝播してしまい、効率を著しく悪化させるという問
題があった。また、バルブを使用せずにデトネーション
波を着火させた場合、燃焼ガスの排気過程において、燃
料と酸化剤とを燃焼させずに排気してしまうという問題
があった。さらに、相対的な速度が超音速である燃料と
酸化剤の混合は不十分になりやすく、そのためデトネー
ション波が発生しないという問題があった。
力を高めるためには高周波数で作動するバルブ装置が必
要不可欠であり、バルブの作動周波数が、装置の限界を
規定するという問題があった。また、バルブを使用せず
にデトネーション波を着火させた場合、燃料や酸化剤が
流入してくる方向に、すなわち逆向きにデトネーション
波が伝播してしまい、効率を著しく悪化させるという問
題があった。また、バルブを使用せずにデトネーション
波を着火させた場合、燃焼ガスの排気過程において、燃
料と酸化剤とを燃焼させずに排気してしまうという問題
があった。さらに、相対的な速度が超音速である燃料と
酸化剤の混合は不十分になりやすく、そのためデトネー
ション波が発生しないという問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、燃料と酸化剤
を供給する細管を、互い違いに配置した多孔微細管燃料
酸化剤供給プレートを提供することによって、上記課題
を解決するものである。
を供給する細管を、互い違いに配置した多孔微細管燃料
酸化剤供給プレートを提供することによって、上記課題
を解決するものである。
【０００５】
【実施例】パルスデトネーションエンジン用多孔微細管
燃料酸化剤供給プレート１は、図１に示すように、デト
ネーション管２にフランジ構造で取り付けられ、燃料用
多孔噴射ノズル３と酸化剤用多孔噴射ノズル４、微細管
５、継手６が設けられている。多孔噴射ノズル３、４
は、図２で示すように、円形、三角形、花びら状等の混
合の促進をはかる断面を持っていて、燃料用多孔噴射ノ
ズル３と酸化剤用多孔噴射ノズル４は交互に並んでい
る。
燃料酸化剤供給プレート１は、図１に示すように、デト
ネーション管２にフランジ構造で取り付けられ、燃料用
多孔噴射ノズル３と酸化剤用多孔噴射ノズル４、微細管
５、継手６が設けられている。多孔噴射ノズル３、４
は、図２で示すように、円形、三角形、花びら状等の混
合の促進をはかる断面を持っていて、燃料用多孔噴射ノ
ズル３と酸化剤用多孔噴射ノズル４は交互に並んでい
る。
【０００６】燃料と酸化剤は、燃料供給源７と酸化剤供
給源８から流量計９、１０を通って継手６に供給され
る。
給源８から流量計９、１０を通って継手６に供給され
る。
【０００７】供給された燃料と酸化剤は、微細管５を通
って、多数の燃料用多孔噴射ノズル３と多数の酸化剤用
多孔噴射ノズル４に達し、デトネーション管２内に噴射
される。噴射された燃料と酸化剤は、デトネーション管
２内に充満しながら混合される。このとき、多孔噴射ノ
ズル３、４の直径と配置間隔は、デトネーション管２内
で十分な混合がすみやかに達成されるよう十分小さく製
作される。
って、多数の燃料用多孔噴射ノズル３と多数の酸化剤用
多孔噴射ノズル４に達し、デトネーション管２内に噴射
される。噴射された燃料と酸化剤は、デトネーション管
２内に充満しながら混合される。このとき、多孔噴射ノ
ズル３、４の直径と配置間隔は、デトネーション管２内
で十分な混合がすみやかに達成されるよう十分小さく製
作される。
【０００８】デトネーション管内に充満した燃料と酸化
剤との混合気を着火器１１で点火する。この時、着火器
１１は、燃料と酸化剤との混合気の混合度が高い、デト
ネーション管の出口１２付近に配置される。
剤との混合気を着火器１１で点火する。この時、着火器
１１は、燃料と酸化剤との混合気の混合度が高い、デト
ネーション管の出口１２付近に配置される。
【０００９】デトネーション波は着火器１１によってデ
トネーション管出口１２付近で開始され、デトネーショ
ン管２内を多孔微細管燃料酸化剤供給プレート１に向け
て伝播する。このように、デトネーション管出口１２か
ら、デトネーション波を開始すると、仮に多孔噴射ノズ
ル３、４の直後で燃料と酸化剤の混合が不十分で、デト
ネーション波が、燃焼の伴わない衝撃波や、衝撃波誘起
燃焼に遷移したとしても、デトネーション波後方の気体
が、多孔微細管燃料酸化剤供給プレート１へ向かう速度
ベクトルを有するので、デトネーション波後方の気体の
運動エネルギーを、十分な推力へと変換できる。
トネーション管出口１２付近で開始され、デトネーショ
ン管２内を多孔微細管燃料酸化剤供給プレート１に向け
て伝播する。このように、デトネーション管出口１２か
ら、デトネーション波を開始すると、仮に多孔噴射ノズ
ル３、４の直後で燃料と酸化剤の混合が不十分で、デト
ネーション波が、燃焼の伴わない衝撃波や、衝撃波誘起
燃焼に遷移したとしても、デトネーション波後方の気体
が、多孔微細管燃料酸化剤供給プレート１へ向かう速度
ベクトルを有するので、デトネーション波後方の気体の
運動エネルギーを、十分な推力へと変換できる。
【００１０】燃料用多孔噴射ノズル３と酸化剤用多孔噴
射ノズル４内では燃料と酸化剤の混合は行われないの
で、デトネーション波は、燃焼を伴わない強い衝撃波と
して伝播する。強い衝撃波の大部分は底板１３で反射
し、推力を生み出す。一部の衝撃波のみ、微細管内に伝
播するが、管径が十分小さいことによる散逸効果によっ
て、衝撃波は急激に減衰することとなり、燃料供給源７
と酸化剤供給源８まで伝播することはない。
射ノズル４内では燃料と酸化剤の混合は行われないの
で、デトネーション波は、燃焼を伴わない強い衝撃波と
して伝播する。強い衝撃波の大部分は底板１３で反射
し、推力を生み出す。一部の衝撃波のみ、微細管内に伝
播するが、管径が十分小さいことによる散逸効果によっ
て、衝撃波は急激に減衰することとなり、燃料供給源７
と酸化剤供給源８まで伝播することはない。
【００１１】デトネーション波は多孔微細管燃料酸化剤
供給プレート１に衝突して反射した後、再び衝撃波とし
てデトネーション管出口１２に向けて伝播し、デトネー
ション管２外部へと伝播していく。その後、デトネーシ
ョン管出口１２から、希薄波がデトネーション管２内に
伝播することで、デトネーション管２の内部圧力が下が
り、燃焼ガスの排気が行われる。この排気過程でも、燃
料の噴射は続いているが、多孔噴射ノズル３、４は多孔
微細管燃料酸化剤供給プレート１一面に配置されている
ので、燃料、酸化剤の混合気と既燃ガスとは接触不連続
面を挟み混合されにくい状態となっている。
供給プレート１に衝突して反射した後、再び衝撃波とし
てデトネーション管出口１２に向けて伝播し、デトネー
ション管２外部へと伝播していく。その後、デトネーシ
ョン管出口１２から、希薄波がデトネーション管２内に
伝播することで、デトネーション管２の内部圧力が下が
り、燃焼ガスの排気が行われる。この排気過程でも、燃
料の噴射は続いているが、多孔噴射ノズル３、４は多孔
微細管燃料酸化剤供給プレート１一面に配置されている
ので、燃料、酸化剤の混合気と既燃ガスとは接触不連続
面を挟み混合されにくい状態となっている。
【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、パルスデトネーションエンジンのデトネーション
管において、バルブを使用することなく、逆向きのデト
ネーション波の伝播を防いで効率が悪化することなく、
一面に配置された多孔噴射ノズル３、４によって接触不
連続面を形成し無益に燃料と酸化剤を排出することな
く、交互に配置された微小な直径の多孔噴射ノズル３、
４によって酸化剤の混合を十分に行うことができる。
れば、パルスデトネーションエンジンのデトネーション
管において、バルブを使用することなく、逆向きのデト
ネーション波の伝播を防いで効率が悪化することなく、
一面に配置された多孔噴射ノズル３、４によって接触不
連続面を形成し無益に燃料と酸化剤を排出することな
く、交互に配置された微小な直径の多孔噴射ノズル３、
４によって酸化剤の混合を十分に行うことができる。
【図１】パルスデトネーションエンジン用多孔微細管燃
料酸化剤供給プレートの実施例を示す縦断面図である。
料酸化剤供給プレートの実施例を示す縦断面図である。
【図２】多孔微細管燃料酸化剤供給プレートにおける多
孔微細管部分を示す横断面図である。
孔微細管部分を示す横断面図である。
１・・・・・・多孔微細管燃料酸化剤供給プレート ２・・・・・・デトネーション管 ３・・・・・・燃料用多孔噴射ノズル ４・・・・・・酸化剤用多孔噴射ノズル ５・・・・・・微細管 １１・・・・・着火器 １２・・・・・デトネーション管出口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 500402645 松尾 亜紀子 神奈川県川崎市中原区小杉町１丁目529番 ツリーベル武蔵小杉203号 (72)発明者 笠原 次郎 北海道室蘭市水元町38番８−302号 (72)発明者 新井 隆景 北海道登別市新生町４丁目50番51号 (72)発明者 永田 晴紀 北海道札幌市中央区南24条西14丁目１番38 号 (72)発明者 松尾 亜紀子 神奈川県川崎市中原区小杉町１丁目529番 ツリーベル武蔵小杉203号
Claims (2)
- 【請求項１】パルスデトネーションエンジンのデトネー
ション管内に燃料と酸化剤とを噴射する装置で、燃料と
酸化剤を別々に多数の微細な孔から噴射することを特徴
とし、デトネーション波の後方圧力を推力として受ける
プレートとして機能する多孔微細管燃料酸化剤供給プレ
ート。 - 【請求項２】混合促進のための複雑な形状を有する多数
の微細な孔から噴射することを特徴とする、請求項１記
載の多孔微細管燃料酸化剤供給プレート。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000258181A JP2002039012A (ja) | 2000-07-24 | 2000-07-24 | パルスデトネーションエンジン用多孔微細管燃料酸化剤供給プレート |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000258181A JP2002039012A (ja) | 2000-07-24 | 2000-07-24 | パルスデトネーションエンジン用多孔微細管燃料酸化剤供給プレート |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002039012A true JP2002039012A (ja) | 2002-02-06 |
Family
ID=18746528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000258181A Pending JP2002039012A (ja) | 2000-07-24 | 2000-07-24 | パルスデトネーションエンジン用多孔微細管燃料酸化剤供給プレート |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002039012A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2372540A (en) * | 2001-01-09 | 2002-08-28 | Gen Electric | Magnetohydrodynamic flow control for pulse detonation engines |
-
2000
- 2000-07-24 JP JP2000258181A patent/JP2002039012A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2372540A (en) * | 2001-01-09 | 2002-08-28 | Gen Electric | Magnetohydrodynamic flow control for pulse detonation engines |
| US6484492B2 (en) | 2001-01-09 | 2002-11-26 | General Electric Company | Magnetohydrodynamic flow control for pulse detonation engines |
| GB2372540B (en) * | 2001-01-09 | 2004-09-15 | Gen Electric | Magnetohydrodynamic flow control for pulse detonation engines |
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