JPH05501900A

JPH05501900A - gas generator

Info

Publication number: JPH05501900A
Application number: JP2514776A
Authority: JP
Inventors: ケッカー、マッチー
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-11-07
Filing date: 1990-11-06
Publication date: 1993-04-08
Also published as: FI86465C; WO1991006754A1; FI86465B; FI895299A0; EP0500584A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】ガス発生器本発明は振動するガスがガスの圧力および速度の節、すなわち、ノードを形成する円形の室に構成された複数個の振動室を有するガス発生器に関する。[Detailed description of the invention] gas generator The present invention allows the vibrating gas to form nodes of gas pressure and velocity. The present invention relates to a gas generator having a plurality of vibration chambers configured into circular chambers.

この技術の現在の発達水準は例えば米国特許第２．６７５゜６７５号および第３．００８．２９４号明細書に開示されているようにジェットエンジンを包含するものと考えることができる。また、フィンランド特許出願第８７４９１８号明細書には、この技術の現在の水準を表わすガス共振装置が開示されている。振動の原理により作動するこの型式の従来技術のガス発生器においては、ガスを送入するために、耐用年数が短く、しかも流れに対する抵抗を生ずるようなガス圧力で作動するフラップ弁が使用されている。これらの弁はガス振動の原理をさらに広範囲に適用することを妨害してきた。本発明の目的は、これらの既知の不利点をなくした新規の型式のガス発生器を提供することにある。本発明によるガス発生器は、振動室と共に、該振動室に対して回転する弁ブロックを設けられ、該弁ブロックの媒介により振動室中への新鮮な混合物が導入されるように構成されていることを特徴としている。The current level of development of this technology is e.g. ．． 008.294, including jet engines. It can be thought of as a thing. Also, Finnish Patent Application No. 874918 The book discloses a gas resonator device that represents the current state of the art. of vibration In prior art gas generators of this type, which operate on this principle, the gas is In order to An actuated flap valve is used. These valves further extend the principle of gas oscillation. It has prevented it from being applied to the range. The purpose of the present invention is to overcome these known disadvantages. The object of the present invention is to provide a new type of gas generator. Gas generation according to the invention The device is provided with a vibration chamber and a valve block that rotates with respect to the vibration chamber, and the valve block rotates with respect to the vibration chamber. The arrangement is such that fresh mixture is introduced into the vibration chamber through the medium of the lock. It is characterized by

このガス発生器においては、慣用のピストンエンジンのピストンがガスカラムと置き換えられている。作動室内のガスの振動は、隣接した作動室の振動の段階差が作動室の角度差と同じ大きさになるように段階的になっている。したがって、種々のガス振動の段階は作動室のグループの異なる室内で均一であるように思われる。この回転弁は、常に、ガス圧力が低いこの室またはこれらの室中に新鮮なガスを導入する。これは慣用のピストンエンジンの吸込行程に匹敵する。この弁が回転しながら同じ圧力を有する作動室中に連続して開口しているので、供給管から作動室中へのガスの流れは連続しており、したがって損失が比較的に少ない。これはエンジンの効率の観点から有利である。室内で振動するガスカラムはその終りに送入された新鮮なガスを所定の圧縮圧力まで圧縮し、そしてこの圧力において、ガスが隣接した室により送入された小量の高温のガスの作用に自然着火する。In this gas generator, the piston of a conventional piston engine is connected to the gas column. has been replaced. The vibration of the gas in the working chamber is caused by the difference in the level of vibration between adjacent working chambers. The difference in angle is the same as the difference in angle between the working chambers. therefore, The stages of the various gas oscillations seem to be uniform in different chambers of the working chamber group. It will be done. This rotary valve always ensures that there is fresh air in this or these chambers where the gas pressure is low. Introduce gas. This is comparable to the suction stroke of a conventional piston engine. this valve The supply pipe opens continuously into the working chamber with the same pressure while rotating. The flow of gas into the working chamber is continuous and therefore losses are relatively low. . This is advantageous from the point of view of engine efficiency. A gas column vibrating indoors is The fresh gas injected at the end of is compressed to a predetermined compression pressure, and to this pressure The gas ignites spontaneously due to the action of a small amount of hot gas introduced by an adjacent chamber. do.

新鮮なガスと燃料の混合物が圧力ピーク時に燃焼せしめられ、そして圧縮されるので、燃焼ガスは良好な熱効率において振動の強さをかなり増大させる。この強い振動の一部分により低圧の間に新鮮な混合物が吸引され、このようにしてガス発生器の作動が連続して行われる。A mixture of fresh gas and fuel is combusted at pressure peaks and compressed. Therefore, the combustion gas significantly increases the vibration intensity at good thermal efficiency. This strength The fresh mixture is sucked in during the low pressure by a portion of the vibration, and in this way the gas Generator operation is continuous.

本発明の一実施例は、弁ブロックが円形の室内で回転する弁ブロックであり、該弁ブロックがその外周において振動室中に開口する吸気スロットおよび排気スロットを有し、それにより燃焼したガス混合物もまた同じ弁ブロックにより制御されることを特徴としている。このような弁により、振動室からのガスの排出をエンジンの作動および効率の点から最も有利なように制御することができる。回転弁の開口部が常にガスの圧力および速度が同じである同じ「作動行程」で新しい振動室と連続して係合するので、振動室からタービン中への一定のガスの流れが得られる。One embodiment of the invention is a valve block that rotates within a circular chamber; The valve block has an intake slot and an exhaust slot that open into the vibration chamber at its outer periphery. the combusted gas mixture is also controlled by the same valve block. It is characterized by being Such a valve prevents the exhaust of gas from the vibration chamber. It can be controlled in the most advantageous manner in terms of engine operation and efficiency. rotate The valve opening is always new on the same "working stroke" where the gas pressure and velocity are the same. Continuous engagement with the vibrating chamber ensures a constant flow of gas from the vibrating chamber into the turbine. can get.

本発明の別の一実施例は、振動室が細長い円錐形にひろがる管状の、すなわち、扇形の室であり、そして弁ブロックの吸込スロットおよび排出スロットが振動室の狭い端部に開口していることを特徴とする請求の範囲には、さらに、ガス発生器に関する別の実施例を開示しである。Another embodiment of the invention provides that the vibration chamber is tubular, extending into an elongated conical shape, i.e. It is a sector-shaped chamber, and the suction and discharge slots of the valve block are vibrating chambers. The claims further include: opening at the narrow end of the gas generating device; Another embodiment of the device is disclosed.

本発明によるガス発生器の利点は以下の事項を含む。Advantages of the gas generator according to the invention include the following.

−このガス発生器には潤滑油を供給する必要がなく、恒久的に潤滑される小数のローラ接触軸受のみが必要である。- This gas generator does not need to be supplied with lubricating oil, with only a small number of permanently lubricated Only roller contact bearings are required.

一燃料についてオクタン価を設定する必要がなく、したがって大気中に鉛が排出されない。There is no need to set an octane rating for one fuel, and therefore no lead is emitted into the atmosphere. Not done.

−燃焼速度が高く、そして燃焼温度を過剰空気により制御することができ、したがって、効率と排気ガスの純度とを良好に折裏させることができるので、過度の量の窒素化合物が形成されない。- Burning rate is high and combustion temperature can be controlled by excess air, Therefore, it is possible to achieve a good balance between efficiency and purity of exhaust gas, so that excessive No amount of nitrogen compounds are formed.

−このガス発生器が自動車に使用される場合に、タービンのトルク特性が良好であるために、動力伝達装置を簡素化することができる。-When this gas generator is used in an automobile, the torque characteristics of the turbine are good. Therefore, the power transmission device can be simplified.

一補助装置と共にガス発生器／タービン歯車の組合わせはピストンエンジンにおける同様な組合わせよりも軽量にすることができる。この場合には、自動車の構造をさらに軽量化することができる。The gas generator/turbine gear combination along with auxiliary equipment is used in piston engines. It can be lighter than similar combinations. In this case, the structure of the car The structure can be further reduced in weight.

一摩耗部分の数が少ないので、保守手入れの必要が少ない。- Since there are fewer wearing parts, there is less need for maintenance.

一構造が簡単であり、機械加工すべき部品の数が少ないので、製造コストが低い。Low manufacturing costs due to simple structure and fewer parts to be machined .

一高圧力で周期的に燃焼が起こりかつ過剰空気が小量であるので、効率が同等の出力の現在使用されているガスタービンエンジンの効率よりも高い。- Combustion occurs periodically at higher pressures and with a smaller amount of excess air, resulting in similar efficiency. The efficiency of output is higher than that of currently used gas turbine engines.

−この装置では、高価でありかつ保守を必要とする再生装置または同様な装置を必要としない。- This equipment does not require the use of expensive and maintenance-requiring regeneration equipment or similar equipment. do not need.

一部分負荷状態においてすらも効率が良い。Efficiency is high even under partially loaded conditions.

本発明の一実施例を添付図面について以下に説明する。An embodiment of the invention will now be described with reference to the accompanying drawings.

図１はガス発生器の長手方向の横断面図。FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view of the gas generator.

図２は図１を■−■線で裁った断面を示した図。FIG. 2 is a cross-sectional view of FIG. 1 taken along the line ■-■.

図３は図１をｍ−ｍ線で裁った断面を示した図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of FIG. 1 taken along line mm.

このガス発生器は、円形に配列された複数個の振動室１０を有するシリンダフレーム１により構成され、そしてそれと共に振動室１０の内側には回転弁ブロック２が配置されており、回転弁ブロック２により振動室中への新鮮な混合物が導入されるように構成されている。弁ブロック２の外周には、燃焼したガス混合物が同じ弁ブロックにより制御されるように振動室１０中に開口する吸込スロット６および排出スロット７が設けられている。This gas generator includes a cylinder frame having a plurality of vibration chambers 10 arranged in a circular manner. The vibrating chamber 10 includes a rotary valve block. 2 is arranged and the rotary valve block 2 introduces fresh mixture into the vibration chamber. is configured to be The combusted gas mixture is placed around the outer periphery of the valve block 2. Suction slot 6 opening into the vibration chamber 10 so as to be controlled by the same valve block and an ejection slot 7 are provided.

振動室１０は細長い円錐形に広がる扇形の室である。弁ブロック２の吸気スロット６および排気スロット７は振動室１０の狭い端部中に開口している。弁ブロック２は回転子軸１８およびクラッチ１７を介して３段エンジン４と連結されている。３段エンジン４により、弁ブロック２を始動中に回転させることができる。The vibration chamber 10 is a fan-shaped chamber that expands into an elongated conical shape. Intake slot of valve block 2 The vent 6 and the exhaust slot 7 open into the narrow end of the vibration chamber 10. valve block The engine 2 is connected to the third-stage engine 4 via a rotor shaft 18 and a clutch 17. Ru. The three-stage engine 4 allows the valve block 2 to rotate during startup.

また、３段エンジン４は、ガス発生器のブレーキとして作用しかつ発電機の役目をする。回転子軸１８は推力軸受２０および自由軸受２１により支持されている。排気スロット７はラバルノズルの形状を有しかつガスタービン３と直接に係合されている。振動室１０により形成された円形の内側の中央部は流入する新鮮な混合物が吸気フレーム５から弁ブロック２まで導かれる導管を構成している。燃料は吸気スロット６の真後の位置において弁ブロック２に形成された燃料ノズル２４を経て噴射される。燃料の着火は燃料噴射位置の後方の弁ブロック２に設けられた点火器２５により点火される。図２の矢印は弁ブロック２が時計回りに回転する状態を示す。符号８は振動室の吸気開口部を示し、室１６中に吸気される。吸気開口部８の上方には排気開口部９が設けられており、矢印で示すように室１５内の排気が行われる。図２はさらに燃料注入１１、燃料の気化１２、燃料の点火１３および燃焼１４を示す。点火発生器２７から、点火器２５の導線２３が中心部を通して導かれている。燃料ポンプ２８もまた中心部を経て燃料ノズル２４まで導かれている。振動室１０と共に、温度計３２、圧力計３１およびパルス計が装着されており、これらのすべての計器はガス発生器の速度制御装置′ｉｆ、２９と接続され、それにより弁ブロック２がガスの振動と同期して回転するようにガス発生器の速度を温度および圧力の変動に基づいて制御することができるようになっている。新鮮なガスがガス発生器の吸気フレーム５を介して弁ブロック２に流入し、そしてさらに吸気開口部８を経て振動室１６中に流入する。振動するガスはガスの圧力および速度の節を形成し、その場合には、高圧の間の圧力節中に燃焼したガス混合物は振動を維持し、−動の作用により、低圧の間に振動室中に連続運転を維持する新鮮なガスが流入する。燃焼ガスは弁ブロック２の排気スロットを介してタービン３に流入し、タービン３によりガス発生器の動力が得られる。In addition, the three-stage engine 4 acts as a brake for the gas generator and also serves as a generator. do. The rotor shaft 18 is supported by a thrust bearing 20 and a free bearing 21 . The exhaust slot 7 has the shape of a Laval nozzle and engages directly with the gas turbine 3 has been done. The center part of the circular inner side formed by the vibration chamber 10 is filled with incoming fresh water. The mixture constitutes a conduit leading from the intake frame 5 to the valve block 2. Burning The fuel nozzle is formed in the valve block 2 at a position directly behind the intake slot 6. It is injected through 24. Ignition of the fuel is provided in the valve block 2 behind the fuel injection position. It is ignited by the igniter 25. The arrow in Figure 2 indicates that valve block 2 is rotated clockwise. Indicates the state of rotation. Reference numeral 8 indicates an intake opening of the vibration chamber, through which air is drawn into the chamber 16. . An exhaust opening 9 is provided above the intake opening 8, and the exhaust opening 9 is provided above the intake opening 8. 15 is evacuated. FIG. 2 further shows fuel injection 11, fuel vaporization 12, and fuel injection 11. Ignition 13 and combustion 14 are shown. The conductor 23 of the igniter 25 is connected from the ignition generator 27. guided through the center. The fuel pump 28 also connects to the fuel nozzle 2 through the center. It is led up to 4. Along with the vibration chamber 10, a thermometer 32, a pressure gauge 31 and a pulse All these gauges are connected to the gas generator speed controller'if , 29 so that the valve block 2 rotates in synchronization with the vibration of the gas. The speed of the sea urchin gas generator can be controlled based on temperature and pressure fluctuations It looks like this. Fresh gas passes through the intake frame 5 of the gas generator to the valve block. 2 and further flows into the vibration chamber 16 via the intake opening 8. vibration gases that form gas pressure and velocity nodes, in which case the pressure between the high pressure The gas mixture combusted during the nodes remains oscillating, and due to the action of the oscillations, it oscillates during low pressures. Fresh gas flows into the chamber to maintain continuous operation. The combustion gas is discharged from valve block 2. The gas flows into the turbine 3 through the gas slot, and the turbine 3 powers the gas generator. can get.

本発明は上記の略図で例示した実施例に限定されるものではなく、以下に述べる請求の範囲内で変更することができる。したがって、振動室はあたかも二つの部分からなるように両端において集合する管状または扇形の部分に構成し、それにより二つの長手方向において複動する型式に構成することができる。排気スロット７は吸気開口部８と向き合う端部で振動室１０に開口するかまたは両端の中間の位置で開口するように構成することができる。The invention is not limited to the embodiment illustrated schematically above, but is described below. Changes may be made within the scope of the claims. Therefore, the vibration chamber appears to be two parts. It consists of a tubular or sector-shaped section converging at both ends so that the Therefore, it is possible to construct a double-acting type in two longitudinal directions. exhaust slot The opening 7 opens into the vibration chamber 10 at the end facing the intake opening 8, or opens into the vibration chamber 10 at the end facing the intake opening 8, or at the center between both ends. It can be configured to open at the position.

補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の８）平成４年５月７日Submission of translation of written amendment (Article 184-8 of the Patent Law) May 7, 1992

Claims

[Claims]

(1) Form of a circular vibration chamber in which the vibrating gas forms nodes of gas pressure and velocity In a gas generator having a plurality of vibration chambers (10) configured in A valve block (2) is provided which rotates with respect to the vibration chamber together with the vibration chamber (1). 0) characterized in that the introduction of fresh mixture into it takes place via a valve block gas generator.

(2) In the gas generator according to claim 1, the valve block (2) has a circular vibration shape. It is a block that rotates within the movement chamber, and there is a combustion chamber on the outer periphery or side of the valve block (2). The oscillating gas mixture is also controlled by the same valve block in the vibrating chamber (10). be provided with an intake slot (6) and an exhaust slot (7) that are open to the A gas generator featuring:

(3) In the gas generator according to claim 1 or 2, the vibration chamber (10) is narrow. It is a tubular or fan-shaped chamber extending into a long conical shape and is connected to the intake valve block (2). A gas generator characterized in that the lot (6) opens at the narrow end of the vibration chamber.

(4) In the gas generator according to any one of claims 1 to 3, the valve The block (2) is connected to an electric motor (4), for example a three-stage motor, and the electric motor (4) is connected to the electric motor (4). ) allows the valve block to rotate during starting, and the motor generates gas. It is characterized by acting as a braking device for generators and therefore also as a generator. gas generator.

(5) In the gas generator according to any one of claims 1 to 4, The air slot (7) has the shape of a Laval nozzle, and the exhaust slot (7) has the shape of a Laval nozzle. A gas generator characterized in that it is directly connected to a bottle (3).

(6) In the gas generator according to any one of claims 1 to 5, the vibration The circular inner center of the moving chamber (10) allows fresh mixture to flow into the valve block (2) A gas generator comprising a conduit leading to.

(7) In the gas generator according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the fuel is injected through the fuel supply pipe (24) of the valve block (2). gas generator.

(8) In the gas generator according to any one of claims 1 to 7, Ignition of the fuel takes place with the help of an igniter (25) in the valve block (2) behind the fuel injection location. A gas generator characterized in that:

(9) In the gas generator according to any one of claims 1 to 8, the vibration A pressure gauge (31) is installed in connection with the moving chamber, and the rotation speed of the valve block (2) is measured. The pressure gauge (31) measures the gas generation so that the gas can be controlled based on the vibration of the gas. A gas generator characterized in that it is connected to a speed control device (29) for the gas generator.

(10) In the gas generator according to any one of claims 1 to 9, A thermometer (32) is installed in connection with the vibration chamber, and the rotation speed of the valve block (2) is measured. A thermometer (32) is connected to the gas source so that the temperature can be controlled based on the temperature of the gas. A gas generator characterized in that it is connected to a gas generator speed control device (29).

(11) In the gas generator according to claim 1 or 2, the vibration chamber may be A tubular or sector-shaped part that comes together at both ends so that it consists of two parts. , and rotary valves are provided at both ends of the vibration chamber, so that the vibration chamber is A gas generator characterized by double acting in both directions.