JP3095618B2 - 流体噴出装置 - Google Patents
流体噴出装置Info
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- JP3095618B2 JP3095618B2 JP06094789A JP9478994A JP3095618B2 JP 3095618 B2 JP3095618 B2 JP 3095618B2 JP 06094789 A JP06094789 A JP 06094789A JP 9478994 A JP9478994 A JP 9478994A JP 3095618 B2 JP3095618 B2 JP 3095618B2
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- Fire-Extinguishing By Fire Departments, And Fire-Extinguishing Equipment And Control Thereof (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、砂漠や農業地帯への降
水装置、山火事等の大規模火災に対する消火装置、高空
試験設備の蒸気エジェクタ等に適用することができる流
体噴出装置に関する。
水装置、山火事等の大規模火災に対する消火装置、高空
試験設備の蒸気エジェクタ等に適用することができる流
体噴出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４に従来の水ポンプによる水噴出装置
を示す。この水噴出装置では、水１５の噴出は水槽１
５′の水を給水ポンプ１による圧力のみによって行われ
る。図５に従来の高空試験設備に用いられる蒸気エジェ
クタを示す。この蒸気エジェクタでは、水１５が液酸液
水ロケットエンジンの燃焼室２２に噴射され、水蒸気２
１が前記燃焼室２２から空気２６内に噴出される。
を示す。この水噴出装置では、水１５の噴出は水槽１
５′の水を給水ポンプ１による圧力のみによって行われ
る。図５に従来の高空試験設備に用いられる蒸気エジェ
クタを示す。この蒸気エジェクタでは、水１５が液酸液
水ロケットエンジンの燃焼室２２に噴射され、水蒸気２
１が前記燃焼室２２から空気２６内に噴出される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の前記水噴出装置
では、水の噴出が給水ポンプによる圧力のみによって行
われるため、噴出速度が遅く到達距離が短い。また、水
の状態で噴出するため、雲になって気流によって運ばれ
るといったことも期待できない。従って、この水噴出装
置を消火装置として使用する場合、到達距離が短いた
め、山火事等の大規模の火災に対応することができな
い。
では、水の噴出が給水ポンプによる圧力のみによって行
われるため、噴出速度が遅く到達距離が短い。また、水
の状態で噴出するため、雲になって気流によって運ばれ
るといったことも期待できない。従って、この水噴出装
置を消火装置として使用する場合、到達距離が短いた
め、山火事等の大規模の火災に対応することができな
い。
【０００４】また、前記の従来のロケットエンジンに水
を吹き込むようにした高空試験設備用の蒸気エジェクタ
では、水を直接ロケットエンジンの燃焼室に吹き込んで
いる。この場合、水を燃焼室圧まで加圧する必要があ
り、また、燃焼室の温度が大きく下がるので高負荷燃焼
ができなくなる。
を吹き込むようにした高空試験設備用の蒸気エジェクタ
では、水を直接ロケットエンジンの燃焼室に吹き込んで
いる。この場合、水を燃焼室圧まで加圧する必要があ
り、また、燃焼室の温度が大きく下がるので高負荷燃焼
ができなくなる。
【０００５】本発明は、以上の問題点を解決することが
できる流体噴出装置を提供しようとするものである。
できる流体噴出装置を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の流体噴出装置
は、燃料と酸化剤とを予燃焼して燃料リッチの燃焼ガス
を発生する予燃焼室と前記燃料リッチの燃焼ガスを燃焼
する主燃焼室を備えたロケットエンジン、予燃焼室から
の燃料リッチの燃焼ガスで駆動される流体ポンプ、前記
流体ポンプから供給される圧力流体を前記予燃焼室から
の燃料リッチの燃焼ガスによって加熱する熱交換器、及
び前記熱交換器からの圧力流体を前記主燃焼室の燃焼ガ
ス内に噴出するマニホールドよりなることを特徴とす
る。
は、燃料と酸化剤とを予燃焼して燃料リッチの燃焼ガス
を発生する予燃焼室と前記燃料リッチの燃焼ガスを燃焼
する主燃焼室を備えたロケットエンジン、予燃焼室から
の燃料リッチの燃焼ガスで駆動される流体ポンプ、前記
流体ポンプから供給される圧力流体を前記予燃焼室から
の燃料リッチの燃焼ガスによって加熱する熱交換器、及
び前記熱交換器からの圧力流体を前記主燃焼室の燃焼ガ
ス内に噴出するマニホールドよりなることを特徴とす
る。
【０００７】
【作用】本発明では、予燃焼室で発生した燃料リッチの
燃焼ガスで駆動される流体ポンプからの圧力流体は、熱
交換器で燃料リッチの燃焼ガスと熱交換して昇温した
上、マニホールドから主燃焼室の燃焼ガス内に噴出され
て大流量の高速な流れとなる。流体が水の場合には大流
量の高速の水蒸気の流れが得られ、また流体が燃焼抑制
剤の場合には大流量の高速の燃焼抑制剤の流れが得られ
る。従って、消火装置、短期的な降水装置等として有効
な作用を奏することができる。
燃焼ガスで駆動される流体ポンプからの圧力流体は、熱
交換器で燃料リッチの燃焼ガスと熱交換して昇温した
上、マニホールドから主燃焼室の燃焼ガス内に噴出され
て大流量の高速な流れとなる。流体が水の場合には大流
量の高速の水蒸気の流れが得られ、また流体が燃焼抑制
剤の場合には大流量の高速の燃焼抑制剤の流れが得られ
る。従って、消火装置、短期的な降水装置等として有効
な作用を奏することができる。
【０００８】また、予燃焼室で発生した燃料リッチの燃
焼ガスは、熱交換器において前記流体と熱交換器として
温度を下げて主燃焼室に供給されるために、主燃焼室の
耐久性を向上させることができる。
焼ガスは、熱交換器において前記流体と熱交換器として
温度を下げて主燃焼室に供給されるために、主燃焼室の
耐久性を向上させることができる。
【０００９】
【実施例】本発明の第１の実施例を、図１及び図２によ
って説明する。２は、電気１４によって駆動される給水
ポンプ１から供給される水１５を電気１４によって分解
して酸化剤としての液体酸素１６と燃料としての液体水
素１７とする電気分解装置、３、４はそれぞれ前記液体
酸素１６、液体水素１７を貯蔵する液体酸素貯蔵タンク
と液体水素貯蔵タンクである。５は液体酸素貯蔵タンク
３から液体酸素を排出する液体酸素ターボポンプ、６は
液体水素貯蔵タンク４から液体水素を排出する液体水素
ターボポンプである。
って説明する。２は、電気１４によって駆動される給水
ポンプ１から供給される水１５を電気１４によって分解
して酸化剤としての液体酸素１６と燃料としての液体水
素１７とする電気分解装置、３、４はそれぞれ前記液体
酸素１６、液体水素１７を貯蔵する液体酸素貯蔵タンク
と液体水素貯蔵タンクである。５は液体酸素貯蔵タンク
３から液体酸素を排出する液体酸素ターボポンプ、６は
液体水素貯蔵タンク４から液体水素を排出する液体水素
ターボポンプである。
【００１０】７はロケットエンジンの予燃焼室、８はロ
ケットエンジンの主燃焼室であり、主燃焼室８には、燃
焼室８を冷却するための冷却溝９と主燃焼室８の下流側
の部分に配置された燃焼ガスの膨張ノズル１３が設けら
れている。
ケットエンジンの主燃焼室であり、主燃焼室８には、燃
焼室８を冷却するための冷却溝９と主燃焼室８の下流側
の部分に配置された燃焼ガスの膨張ノズル１３が設けら
れている。
【００１１】前記液体水素貯蔵タンク４内の液体水素１
７は、液体水素ターボポンプ６より前記冷却溝９を経て
前記予燃焼室７に供給されるようになっている。前記液
体酸素貯蔵タンク３内の液体酸素１６は、液体酸素ター
ボポンプ５より、その一部が前記予燃焼室７に、残部が
前記主燃焼室８に供給されるようになっている。
７は、液体水素ターボポンプ６より前記冷却溝９を経て
前記予燃焼室７に供給されるようになっている。前記液
体酸素貯蔵タンク３内の液体酸素１６は、液体酸素ター
ボポンプ５より、その一部が前記予燃焼室７に、残部が
前記主燃焼室８に供給されるようになっている。
【００１２】予燃焼室７内で液体酸素１６によって液体
水素１７が予燃焼して発生した水素リッチ燃焼ガス１８
は、前記液体水素ターボポンプ６と前記液体酸素ターボ
ポンプ５を駆動し、水１５を高圧水１９とする水ターボ
ポンプ１０を駆動した上、熱交換器１１を経て主燃焼室
８に供給されるようになっている。
水素１７が予燃焼して発生した水素リッチ燃焼ガス１８
は、前記液体水素ターボポンプ６と前記液体酸素ターボ
ポンプ５を駆動し、水１５を高圧水１９とする水ターボ
ポンプ１０を駆動した上、熱交換器１１を経て主燃焼室
８に供給されるようになっている。
【００１３】前記水ターボポンプ１０からの高圧水１９
は、熱交換器１１を経て主燃焼室８の下流側の部分の膨
張ノズル１３に設けられた水マニホールド１２から主燃
焼室８の燃焼ガス２０内に噴出されるようになってい
る。
は、熱交換器１１を経て主燃焼室８の下流側の部分の膨
張ノズル１３に設けられた水マニホールド１２から主燃
焼室８の燃焼ガス２０内に噴出されるようになってい
る。
【００１４】図２において、２４は、前記給水ポンプ
１、電気分解装置２、液体酸素貯蔵タンク３及び液体水
素貯蔵タンク４よりなる燃料製造・貯蔵設備であって、
地上に固定されている。２２は、図１において符号１〜
４以外の符号で示される部分よりなるロケットエンジン
であり、ジンバル２３を介して地上に取付けられてい
る。前記ロケットエンジン２２と燃料製造・貯蔵設備２
４には水槽１５′からの水１５が供給される。
１、電気分解装置２、液体酸素貯蔵タンク３及び液体水
素貯蔵タンク４よりなる燃料製造・貯蔵設備であって、
地上に固定されている。２２は、図１において符号１〜
４以外の符号で示される部分よりなるロケットエンジン
であり、ジンバル２３を介して地上に取付けられてい
る。前記ロケットエンジン２２と燃料製造・貯蔵設備２
４には水槽１５′からの水１５が供給される。
【００１５】以上のように構成された本実施例では、夜
間電力等を利用して水１５を電気分解して液体酸素１６
と液体水素１７が製造され、それぞれ液体酸素貯蔵タン
ク３と液体水素貯蔵タンク４に貯蔵される。
間電力等を利用して水１５を電気分解して液体酸素１６
と液体水素１７が製造され、それぞれ液体酸素貯蔵タン
ク３と液体水素貯蔵タンク４に貯蔵される。
【００１６】前記液体水素貯蔵タンク４に貯蔵された液
体水素１７は、液体水素ターボポンプ６によって主燃焼
室８の冷却溝９に供給され主燃焼室８を冷却した上予燃
焼室７に供給される。前記液体酸素貯蔵タンク３に貯蔵
された液体酸素１６は、液体酸素ターボポンプ５によっ
てその１部が予燃焼室７に残部が主燃焼室８に供給され
る。
体水素１７は、液体水素ターボポンプ６によって主燃焼
室８の冷却溝９に供給され主燃焼室８を冷却した上予燃
焼室７に供給される。前記液体酸素貯蔵タンク３に貯蔵
された液体酸素１６は、液体酸素ターボポンプ５によっ
てその１部が予燃焼室７に残部が主燃焼室８に供給され
る。
【００１７】予燃焼室７では、前記液体水素１７が前記
液体酸素１６によって燃焼し、水素リッチ燃焼ガス１８
が発生し、これが液体水素ターボポンプ６、液体酸素タ
ーボポンプ５及び水ターボポンプ１０を駆動して熱交換
器１１を経て主燃焼室８に供給され、同主燃焼室８に供
給される液体酸素１６の残部によって燃焼して高速の燃
焼ガス２０となる。
液体酸素１６によって燃焼し、水素リッチ燃焼ガス１８
が発生し、これが液体水素ターボポンプ６、液体酸素タ
ーボポンプ５及び水ターボポンプ１０を駆動して熱交換
器１１を経て主燃焼室８に供給され、同主燃焼室８に供
給される液体酸素１６の残部によって燃焼して高速の燃
焼ガス２０となる。
【００１８】前記水ターボポンプ１０より送り出された
高圧水１９は、熱交換器１１において水素リッチ燃焼ガ
ス１８と熱交換して昇温した上、水マニホールド１２よ
り主燃焼室８の燃焼ガス２０内に噴出され、水蒸気２１
となり、高速の燃焼ガス２０の運動量を受けて高速で噴
出される。
高圧水１９は、熱交換器１１において水素リッチ燃焼ガ
ス１８と熱交換して昇温した上、水マニホールド１２よ
り主燃焼室８の燃焼ガス２０内に噴出され、水蒸気２１
となり、高速の燃焼ガス２０の運動量を受けて高速で噴
出される。
【００１９】また、ジンバル２３によって、発生した水
蒸気２１を任意の方向へ向けることができる。
蒸気２１を任意の方向へ向けることができる。
【００２０】以上説明したように、本実施例では、予燃
焼室７で発生した水素リッチ燃焼ガス１８によって水タ
ーボポンプ１０が駆動されるために、大流量の高圧水１
９を供給することができる。またこの高圧水１９は熱交
換器１１で昇温されて蒸発しやすくなった上、主燃焼室
８の後流側の部分の水マニホールド１２から高速の燃焼
ガス２０内に噴出される。従って、水の噴射圧を高める
ことなく大量の高速度の水蒸気２１を得ることができ
る。しかも、この水蒸気２１の方向は、ジンバル２３に
よって任意の方向に選定することができる。
焼室７で発生した水素リッチ燃焼ガス１８によって水タ
ーボポンプ１０が駆動されるために、大流量の高圧水１
９を供給することができる。またこの高圧水１９は熱交
換器１１で昇温されて蒸発しやすくなった上、主燃焼室
８の後流側の部分の水マニホールド１２から高速の燃焼
ガス２０内に噴出される。従って、水の噴射圧を高める
ことなく大量の高速度の水蒸気２１を得ることができ
る。しかも、この水蒸気２１の方向は、ジンバル２３に
よって任意の方向に選定することができる。
【００２１】また、予燃焼室７で発生した水素リッチ燃
焼ガス１８は、熱交換器１１において水と熱交換して温
度を下げた上主燃焼室８に供給されるため、ロケットエ
ンジンの耐久性を向上させることができる。
焼ガス１８は、熱交換器１１において水と熱交換して温
度を下げた上主燃焼室８に供給されるため、ロケットエ
ンジンの耐久性を向上させることができる。
【００２２】本実施例では、以上の通り大量で高速な水
蒸気を任意の方向に噴出することができ、短期間の降水
装置、消火装置等に使用することができる。消火装置と
して用いる場合には、不活性ガスである水蒸気で火災現
場の空気を稀釈して酸素濃度を下げ消炎を行う「稀釈
法」の効果が得られ、かつ、水蒸気を高速で噴出するの
で大規模の火災に対応することができる。
蒸気を任意の方向に噴出することができ、短期間の降水
装置、消火装置等に使用することができる。消火装置と
して用いる場合には、不活性ガスである水蒸気で火災現
場の空気を稀釈して酸素濃度を下げ消炎を行う「稀釈
法」の効果が得られ、かつ、水蒸気を高速で噴出するの
で大規模の火災に対応することができる。
【００２３】なお、本実施例において、予燃焼室７と主
燃焼室８に供給される酸素と水素の全体の混合比は、未
燃ガスが出ない量論比とされている。
燃焼室８に供給される酸素と水素の全体の混合比は、未
燃ガスが出ない量論比とされている。
【００２４】本発明の第２の実施例を、図３によって説
明する。本実施例は、前記図１に示す装置をトラック等
の移動装置２５に設けたものであるが、本実施例では、
図１における給水ポンプ１と電気分解装置２を省略し、
液体酸素貯蔵タンク３と液体水素貯蔵タンク４を移動装
置２５に搭載し、また、図２に示すロケットエンジン２
２をジンバル２３を介して移動装置２５に搭載し、水槽
１５′からの水１５をロケットエンジン２２に供給する
ようにしている。
明する。本実施例は、前記図１に示す装置をトラック等
の移動装置２５に設けたものであるが、本実施例では、
図１における給水ポンプ１と電気分解装置２を省略し、
液体酸素貯蔵タンク３と液体水素貯蔵タンク４を移動装
置２５に搭載し、また、図２に示すロケットエンジン２
２をジンバル２３を介して移動装置２５に搭載し、水槽
１５′からの水１５をロケットエンジン２２に供給する
ようにしている。
【００２５】本実施例では、前記第１の実施例を移動可
能としたものに相当し、任意の場所に移動して水蒸気を
発生することができる。
能としたものに相当し、任意の場所に移動して水蒸気を
発生することができる。
【００２６】なお、前記第１及び第２の実施例では、マ
ニホールドから水を主燃焼室の燃焼ガス内に噴出するよ
うにしているが、ハロゲン等の消火抑制剤の流体をマニ
ホールドから噴出するようにすることもできる。
ニホールドから水を主燃焼室の燃焼ガス内に噴出するよ
うにしているが、ハロゲン等の消火抑制剤の流体をマニ
ホールドから噴出するようにすることもできる。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は予燃焼室
と主燃焼室を備えたロケットエンジンを利用して大流量
の高速の流体の流れを得ることができ、同流体の到達距
離を長くすることができ、消火装置、降水装置等に利用
して著しい効果を挙げることができる。また、予燃焼室
で発生した燃料リッチの燃焼ガスは、熱交換器において
前記流体と熱交換して温度を下げた上主燃焼室に供給さ
れるため、主燃焼室の耐久性を向上させることができ
る。
と主燃焼室を備えたロケットエンジンを利用して大流量
の高速の流体の流れを得ることができ、同流体の到達距
離を長くすることができ、消火装置、降水装置等に利用
して著しい効果を挙げることができる。また、予燃焼室
で発生した燃料リッチの燃焼ガスは、熱交換器において
前記流体と熱交換して温度を下げた上主燃焼室に供給さ
れるため、主燃焼室の耐久性を向上させることができ
る。
【図１】本発明の第１の実施例に係る流体噴出装置の要
部の構成図である。
部の構成図である。
【図２】前記実施例に係る流体噴出装置の全体図であ
る。
る。
【図３】本発明の第２の実施例に係る移動式流体噴出装
置の全体図である。
置の全体図である。
【図４】従来の水ポンプによる水噴出装置の説明図であ
る。
る。
【図５】従来の高空試験設備に用いられる蒸気エジェク
タの説明図である。
タの説明図である。
１ 給水ポンプ ２ 電気分解装置 ３ 液体酸素貯蔵タンク ４ 液体水素貯蔵タンク ５ 液体酸素ターボポンプ ６ 液体水素ターボポンプ ７ 予燃焼室 ８ 主燃焼室 ９ 冷却溝 １０ 水ターボポンプ １１ 熱交換器 １２ 水マニホールド １３ 膨張ノズル １４ 電気 １５ 水 １５′ 水槽 １６ 液体酸素 １７ 液体水素 １８ 水素リッチ燃焼ガス １９ 高圧水 ２０ 燃焼ガス ２１ 水蒸気 ２２ ロケットエンジン ２３ ジンバル ２４ 燃料製造・貯蔵設備 ２５ 移動装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A62C 35/58 F02K 11/00 F22B 1/18
Claims (1)
- 【請求項１】 燃料と酸化剤とを予燃焼して燃料リッチ
の燃焼ガスを発生する予燃焼室と前記燃料リッチの燃焼
ガスを燃焼する主燃焼室を備えたロケットエンジン、予
燃焼室からの燃料リッチの燃焼ガスで駆動される流体ポ
ンプ、前記流体ポンプから供給される圧力流体を前記予
燃焼室からの燃料リッチの燃焼ガスによって加熱する熱
交換器、及び前記熱交換器からの圧力流体を前記主燃焼
室の燃焼ガス内に噴出するマニホールドよりなることを
特徴とする流体噴出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06094789A JP3095618B2 (ja) | 1994-05-09 | 1994-05-09 | 流体噴出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06094789A JP3095618B2 (ja) | 1994-05-09 | 1994-05-09 | 流体噴出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07299157A JPH07299157A (ja) | 1995-11-14 |
| JP3095618B2 true JP3095618B2 (ja) | 2000-10-10 |
Family
ID=14119854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06094789A Expired - Fee Related JP3095618B2 (ja) | 1994-05-09 | 1994-05-09 | 流体噴出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3095618B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101664870B1 (ko) * | 2014-11-10 | 2016-10-13 | 한국수력원자력 주식회사 | 증기분무 소화설비 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101596659B1 (ko) * | 2014-09-11 | 2016-02-23 | 한국항공우주연구원 | 액체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 전추진제 다단연소사이클 액체로켓엔진 시스템 |
| US11181076B2 (en) * | 2016-03-03 | 2021-11-23 | Kevin Michael Weldon | Rocket engine bipropellant supply system including an electrolyzer |
| CN109883721A (zh) * | 2019-01-14 | 2019-06-14 | 北京星际荣耀空间科技有限公司 | 一种变工况燃气发生器低温试验系统及测试方法 |
| CN110966788B (zh) * | 2019-12-24 | 2021-07-20 | 山东省科学院能源研究所 | 一种基于液力射流的余热提质系统的余热利用方法 |
| JP7039095B1 (ja) * | 2021-06-17 | 2022-03-22 | 基輝 三森 | ロケットエンジン用水素噴射装置 |
-
1994
- 1994-05-09 JP JP06094789A patent/JP3095618B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101664870B1 (ko) * | 2014-11-10 | 2016-10-13 | 한국수력원자력 주식회사 | 증기분무 소화설비 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07299157A (ja) | 1995-11-14 |
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