KR101590901B1 - Combined power generator using pulse detonation wave - Google Patents

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KR101590901B1
KR101590901B1 KR1020140067418A KR20140067418A KR101590901B1 KR 101590901 B1 KR101590901 B1 KR 101590901B1 KR 1020140067418 A KR1020140067418 A KR 1020140067418A KR 20140067418 A KR20140067418 A KR 20140067418A KR 101590901 B1 KR101590901 B1 KR 101590901B1
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손민
서찬우
구자예
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한국항공대학교산학협력단
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02K7/00—Plants in which the working fluid is used in a jet only, i.e. the plants not having a turbine or other engine driving a compressor or a ducted fan; Control thereof
    • F02K7/02—Plants in which the working fluid is used in a jet only, i.e. the plants not having a turbine or other engine driving a compressor or a ducted fan; Control thereof the jet being intermittent, i.e. pulse-jet
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R7/00—Intermittent or explosive combustion chambers

Abstract

본 발명은 케이싱(10); 상기 케이싱(10)의 내부에 동심상으로 설치되는 회전축(20); 상기 회전축(20)의 일부를 복수로 분할된 연소공간에 수용하도록 설치되는 주연소기(30); 상기 회전축(20)의 내부에서 데토네이션파를 생성하여 주연소기(30)에 전달하도록 설치되는 전데토네이터(40); 및 상기 주연소기(30)와 전데토네이터(40)에서 연소를 유발하는 연소수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 충분한 점화 에너지를 공급하여 압력상승 연소과정을 가지는 데토네이션파를 주연소기에서 빠르게 발생시키면서 터빈 및 압축기를 회전시켜 고효율의 동력을 얻는 효과가 있다.The present invention relates to a casing (10); A rotating shaft (20) installed concentrically inside the casing (10); A main combustor 30 installed to receive a part of the rotary shaft 20 in a plurality of divided combustion spaces; A deconator (40) installed to generate a detonation wave in the rotation shaft (20) and deliver it to the main combustor (30); And combustion means for causing combustion in the main combustor (30) and the deconater (40).
Accordingly, there is an effect that a sufficient efficiency of ignition energy is supplied to generate a detonation wave having a pressure rising combustion process in the main combustor, while rotating the turbine and the compressor to obtain a high-efficiency power.

Description

펄스 데토네이션파를 이용한 복합동력 발생기{Combined power generator using pulse detonation wave}[0001] Combined power generator using pulse detonation wave [

본 발명은 복합동력 발생기에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 극초음속의 데토네이션파를 압축기와 터빈을 가진 동력장치에 결합시켜 주요 산업분야에서 연소기로 사용시 높은 효율을 나타낼 수 있는 펄스 데토네이션파를 이용한 복합동력 발생기에 관한 것이다.The present invention relates to a hybrid power generator, and more particularly, to a hybrid power generator using a pulse detonation wave that can exhibit high efficiency when used as a combustor in a major industrial field by combining a hypersonic detonation wave with a power unit having a compressor and a turbine And more particularly to a hybrid power generator.

미국 등의 선진국은 물론 아시아권에서도 극초음속 추진기관에 대한 다양한 연구가 꾸준하게 진행되고 있다. 극초음속 공기흡입식 추진기관으로 대표적인 엔진에는 램제트엔진, 스크램제트 엔진이 있다. 그러나 이는 특정 마하수에 도달하기 전에는 구동하지 않아 별도의 추진기관을 필요로 하는 문제점이 있으므로 이를 개선하기 위한 노력이 진행되고 있다.Various researches on hypersonic propulsion systems have been conducted steadily in advanced countries as well as in Asia. Hypersonic air intake type propulsion engines include ramjet engine and scramjet engine. However, there is a problem that it requires a separate propulsion engine since it does not operate until reaching a specific Mach number, and efforts are being made to improve it.

일예로, 한국 등록특허공보 제1126861호는 로켓 엔진, 램제트 엔진 및 스크램제트 엔진을 적절히 조합하여 대기권 내에서의 극초음속 비행을 실현함으로써, 시스템의 경량화를 꾀할 수 있을 뿐만 아니라 비행중단에 의한 위험에 유연성을 갖는 효과를 기대한다.Korean Patent Registration No. 1126861, for example, discloses a system in which hypersonic flight in the atmosphere is realized by appropriately combining a rocket engine, a ramjet engine, and a scramjet engine so that the system can be lightened, We expect the effect to be flexible.

그러나, 속도 변화에 따라 이젝터 엔진모드, 램제트 엔진모드, 스크램제트 엔진모드를 순차적으로 전환하는 작동의 신뢰성에 대한 우려가 있다.However, there is a concern about the reliability of the operation of sequentially switching the ejector engine mode, the ramjet engine mode, and the scramjet engine mode according to the speed change.

또 다른 방안에 의하면 기존의 정상 연소파를 이용한 연소기를 대체할만한 기술로써 초음속 비정상 연소파인 데토네이션파를 이용한 연소기술이 세계적으로 주목을 받고 있다. 이에 데토네이션파를 이용한 다양한 형태의 연소기의 개발이 이루어지고 있다.According to another method, a combustion technology using a detonation wave, which is a supersonic unburned fuel, is attracting worldwide attention as an alternative technology to a conventional combustor using a normal combustion wave. Various types of combustors using detonation waves have been developed.

일예로, 미국 등록특허공보 제6666018호는 팬과 터빈을 지닌 터보팬 엔진의 펄스 데토네이션 시스템에 관한 것으로 코어 조립체에 혼합연료를 연소하기 위해 팬과 터빈의 사이에 위치하는 데토네이션 챔버를 포함하고 추력 발생을 위한 온도 및 압력 상승을 유발하여 넓은 속도 범위에서 효율적인 작동을 기대한다.For example, U.S. Patent No. 6,666,018 relates to a pulse detonation system of a turbofan engine with a fan and a turbine, and includes a detonation chamber positioned between the fan and the turbine for combusting the blended fuel in the core assembly And the temperature and pressure rise for the thrust generation are caused, so that efficient operation is expected in a wide speed range.

그러나, 이는 데토네이션 시스템이 엔진의 후방으로 배치되는 쇼크튜브 서브시스템 방식이고 밸브시스템에 기구적인 에어밸브를 포함하므로 주연소기에서의 빠른 천이를 위한 데토네이터 시스템으로 한계성을 보일 여지가 있다. However, this is a limit to the detonator system for fast transit in the main combustor, since the detonation system is a shock tube subsystem system arranged behind the engine and includes a mechanical air valve in the valve system.

1. 한국 등록특허공보 제1126861호 "극초음속 공기흡입식 복합사이클 엔진장치 및 그의 엔진모드" (공개일자 : 2012. 3. 7.)1. Korean Patent Registration No. 1126861 entitled "Hypersonic Hybrid Air Inhaled Combined Cycle Engine Device and Its Engine Mode" (Published on Mar. 7, 2012) 2. 미국 등록특허공보 제6666018호 "Combined cycle pulse detonation turbine engine" (공개일자 : 2003. 12. 23.)2. United States Patent No. 6666018 entitled " Combined cycle pulse detonation turbine engine "(published on December 23, 2003)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 주연소기에서 데토네이션 천이에 도달하는 시간을 단축시키기 위해 회전축에 위치한 전데토네이터를 이용하여 약한 데토네이션파를 발생시켜 주연소기에서의 천이과정에 필요한 충분한 점화 에너지를 공급하기 위한 펄스 데토네이션파를 이용한 복합동력 발생기를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a method of generating a weak detonation wave by using a deconator located on a rotation axis to shorten a time required for reaching a detonation transition in a main combustor, And to provide a complex power generator using a pulse detonation wave for supplying sufficient ignition energy required for a transition process.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 케이싱; 상기 케이싱의 내부에 동심상으로 설치되는 회전축; 상기 회전축의 일부를 복수로 분할된 연소공간에 수용하도록 설치되는 주연소기; 상기 회전축의 내부에서 데토네이션파를 생성하여 주연소기에 전달하도록 설치되는 전데토네이터; 및 상기 주연소기와 전데토네이터에서 연소를 유발하는 연소수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, A rotating shaft installed concentrically inside the casing; A main combustor installed to receive a part of the rotating shaft in a plurality of divided combustion spaces; A distributor provided to generate a detonation wave inside the rotation shaft and deliver it to the main combustor; And combustion means for generating combustion in the main combustor and the deodorizer.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 주연소기는 동일한 크기의 연소공간을 짝수로 구비하는 것을 특징으로 한다.According to the detailed configuration of the present invention, the main combustor is provided with an even number of combustion spaces of the same size.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 주연소기는 연료와 공기의 통과를 허용하면서 역화를 차단하도록 다공성의 주유체밸브를 구비하는 것을 특징으로 한다.According to a detailed configuration of the present invention, the main combustor is characterized by having a porous main fluid valve to block backfire while permitting passage of fuel and air.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 전데토네이터는 연료를 유입하는 보조연료포트, 공기를 유입하는 보조공기포트, 데토네이션파를 전달하는 연소파전달포트를 구비하는 것을 특징으로 한다.According to the detailed construction of the present invention, the ductator is provided with an auxiliary fuel port for introducing fuel, an auxiliary air port for introducing air, and a combustion wave delivery port for delivering a detonation wave.

이때, 상기 전데토네이터는 연료와 공기의 통과를 허용하면서 역화를 차단하도록 다공성의 보조유체밸브를 구비하는 것을 특징으로 한다.At this time, the ductor is provided with a porous auxiliary fluid valve to block backfire while permitting passage of fuel and air.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 연소수단은 분사관을 통하여 주연소기와 전데토네이터에 연료를 공급하고, 점화코일을 통하여 전데토네이터에 점화에너지를 인가하는 것을 특징으로 한다.According to the detailed construction of the present invention, the combustion means supplies fuel to the main combustor and the distributor through the spray pipe, and applies ignition energy to the charge burner through the ignition coil.

이때, 상기 연소수단은 대향된 위치에 배치된 주연소기의 2차점화포트를 통하여 전데토네이터의 데토네이션파를 동시에 공급하는 것을 특징으로 한다.At this time, the combustion means simultaneously supplies a detonation wave of the deodorizer through the secondary ignition port of the main combustor disposed at the opposed position.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 충분한 점화 에너지를 공급하여 압력상승 연소과정을 가지는 데토네이션파를 주연소기에서 빠르게 발생시키면서 터빈 및 압축기를 회전시켜 고효율의 동력을 얻는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to generate a detonation wave having a pressure rising combustion process by supplying sufficient ignition energy to the main combustor quickly, while rotating the turbine and the compressor to obtain a high efficiency power.

또한, 연소효율을 높인 동력장치로써 기존의 가스터빈을 사용하는 발전 및 에너지분야에 응용하여 고효율 연소기로써 사용될 수 있으며, 친환경 및 고성능 추진장치로써 국방 및 항공우주 추진 분야에도 응용될 수 있을 것으로 기대된다.It can be used as a high-efficiency combustor for application to power generation and energy fields using existing gas turbines as a power unit with increased combustion efficiency, and it is expected to be applicable to defense and aerospace propulsion fields as an environmentally friendly and high-performance propulsion device .

도 1은 본 발명에 따른 복합동력 발생기의 외형을 나타내는 사시도
도 2는 도 1의 복합동력 발생기를 우측에서 바라보는 전면도
도 3은 본 발명에 따른 복합동력 발생기를 종단하여 나타내는 단면도
도 4는 본 발명에 따른 복합동력 발생기를 절개하여 나타내는 사시도
도 5는 도 2의 A-A에 대한 단면 상태로 나타내는 구성도
도 6은 도 2의 B-B에 대한 단면 상태로 나타내는 구성도
도 7은 도 2의 C-C에 대한 단면 상태로 나타내는 구성도1 is a perspective view showing the outline of a composite power generator according to the present invention;
Fig. 2 is a front view of the hybrid power generator of Fig. 1 viewed from the right side
3 is a cross-sectional view showing a composite power generator according to the present invention,
Fig. 4 is a perspective view showing the composite power generator according to the present invention,
Fig. 5 is a diagram showing the state of the section AA in Fig. 2
Fig. 6 is a configuration diagram showing a sectional state of Fig. 2B; Fig.
Fig. 7 is a diagram showing a cross-sectional view of CC in Fig. 2

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 추진제의 점화로 발생한 펄스 데토네이션파를 이용한 복합동력 발생기에 관하여 제안한다. 연료는 수소나 메탄, 탄화수소 계열을 산화제로는 공기, 예컨대 공기-메탄(CH4)의 친환경 추진제 조합을 사용하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 추진제를 점화하여 연소를 유발하면 고효율 및 고성능을 지닌 비정상 초음속 연소파인 데토네이션파에 의한 고효율 연소를 통해 고추력을 얻게 된다.The present invention proposes a complex power generator using a pulse detonation wave generated by ignition of a propellant. The fuel may be, but is not necessarily limited to, a propellant combination of hydrogen or methane, a hydrocarbon-based oxidant such as air, e.g., air-methane (CH4). When the propellant is ignited to induce combustion, high-efficiency combustion by high-efficiency and high-performance unsteady supersonic combustion detonation wave is obtained.

본 발명에 따른 케이싱(10)은 원통형 구조로서 상류측(전방)과 하류측(후방)에 각각 콘형허브(11)를 지닌다. 콘형허브(11)는 다수의 지지대(13)를 개재하여 케이싱(10)의 중심에 지지된다. 상류측 콘형허브(11)의 후방으로 압축스테이터(15)가 설치되고, 하류측 콘형허브(11)의 전방으로 터빈스테이터(16)가 설치된다.The casing 10 according to the present invention is a cylindrical structure and has a conical hub 11 on the upstream side (front side) and the downstream side (rear side), respectively. The cone-shaped hub 11 is supported at the center of the casing 10 via a plurality of supports 13. A compression stator 15 is installed behind the upstream side cone type hub 11 and a turbine stator 16 is installed forward of the downstream side cone type hub 11. [

또, 본 발명에 따르면 상기 케이싱(10)의 내부에 동심상으로 회전축(20)이 설치되는 구조이다. 회전축(20)은 양단에서 허브베어링(12)을 개재하여 콘형허브(11)에 회전 가능하게 지지된다. 회전축(20)의 상류측에 형성된 압축로터(25)는 압축스테이터(15)에 수용되고, 하류측에 형성된 터빈로터(26)는 터빈스테이터(16)에 수용된다. 이에 따라, 회전축(20)이 회전되면 공기가 상류측에서 압축되고 하류측으로 배출되면서 회전축(20)의 회전력을 발생한다.According to the present invention, the rotary shaft 20 is installed concentrically inside the casing 10. The rotary shaft 20 is rotatably supported at both ends of the cone-shaped hub 11 via a hub bearing 12. [ The compression rotor 25 formed on the upstream side of the rotary shaft 20 is accommodated in the compression stator 15 and the turbine rotor 26 formed on the downstream side is accommodated in the turbine stator 16. Accordingly, when the rotary shaft 20 is rotated, the air is compressed on the upstream side and discharged to the downstream side, thereby generating the rotational force of the rotary shaft 20. [

또, 본 발명에 따르면 주연소기(30)가 상기 회전축(20)의 일부를 복수로 분할된 연소공간에 수용하도록 설치되는 구조이다. 도 2는 회전축(20)의 주변에 4개의 주연소기(30)를 배치한 상태를 예시한다. 각각의 주연소기(30)는 상류측으로 주공기포트(32)를 구비한다. 압축로터(25)에서 압축된 공기는 주공기포트(32)를 통하여 주연소기(30)로 유입된다. 연소용 연료는 후술하는 연료매니폴드(51)와 분사관(52)을 통하여 유입된다.According to the present invention, the main combustor 30 is provided so as to receive a part of the rotating shaft 20 in a plurality of divided combustion spaces. 2 illustrates a state in which four main combustors 30 are disposed around the rotating shaft 20. As shown in Fig. Each main combustor 30 has a main air port 32 on the upstream side. The compressed air from the compression rotor 25 flows into the main combustor 30 through the main air port 32. The fuel for combustion is introduced through the fuel manifold 51 and the injection pipe 52, which will be described later.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 주연소기(30)는 동일한 크기의 연소공간을 짝수로 구비하는 것을 특징으로 한다. 도 2를 참조하면 상하의 주연소기(30) 및 좌우의 주연소기(30)가 모두 동일한 크기이고 짝수로 배치된다. 케이싱(10)의 규격(직경)이 커지면 주연소기(30)는 6개, 8개 등으로 증설될 수 있다. 이는 주연소기(30)에서 전파하는 데토네이션파의 시간과 연료가 공급되는 시간을 고려하여 결정된다. 어느 경우에나 대향하는 주연소기(30)를 동시에 가동하면 항공기 등에서 추력의 안정성을 확보하는 측면에서 유리하다.According to the detailed configuration of the present invention, the main combustor 30 is provided with an even number of combustion spaces of the same size. 2, the upper and lower main combustors 30 and the left and right main combustors 30 are all the same size and arranged in an even number. When the size (diameter) of the casing 10 is increased, the number of main combustors 30 can be increased to six, eight, and so on. This is determined in consideration of the time of the detonation wave propagating in the main combustor 30 and the time when the fuel is supplied. In any case, when the main combustor 30 opposed to each other is operated at the same time, it is advantageous in terms of securing the stability of the thrust in an aircraft or the like.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 주연소기(30)는 연료와 공기의 통과를 허용하면서 역화를 차단하도록 다공성의 주유체밸브(35)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 주유체밸브(35)는 소결금속을 이용하여 다공을 형성한 구조로서 기계적 또는 전기적 동작이 필요 없는 형태이다. 주유체밸브(35)의 다공성은 연료와 공기를 통과시키지만 데토네이션파의 화염 통과는 차단한다. 즉, 주유체밸브(35)는 화염의 역화를 차단하여 데토네이션파를 단방향으로 전파시키는 역할과 데토네이션파의 순간적인 압력증가로 혼합가스의 공급을 차단하는 밸브역할을 한다. 이에 종래의 기계적 또는 전기적 밸브에 비하여 향상된 동작속도를 구현할 수 있다.According to the detailed configuration of the present invention, the main combustor 30 is characterized in that it has a porous main fluid valve 35 for blocking backfire while permitting passage of fuel and air. The main fluid valve 35 is a structure in which pores are formed by using sintered metal, and does not require mechanical or electrical operation. The porosity of the main fluid valve (35) passes fuel and air but blocks the flame passage of detonation waves. In other words, the main fluid valve 35 serves as a valve for blocking the backflow of the flame, propagating the detonation wave in one direction, and blocking the supply of the mixed gas due to an instantaneous pressure increase of the detonation wave. And thus an improved operation speed can be realized compared with a conventional mechanical or electrical valve.

또, 본 발명에 따르면 전데토네이터(40)가 상기 회전축(20)의 내부에서 데토네이션파를 생성하여 주연소기(30)에 전달하도록 설치되는 구조이다. 회전축(20)은 압축로터(25)와 터빈로터(26)의 중앙지점보다 상류측으로 치우친 영역에 중공구조의 전데토네이터(40)를 구비한다. 전데토네이터(40)는 주연소기(30)와 마찬가지로 압축로터(25)에서 압축된 공기를 받고 분사관(52)을 통하여 연료를 받는 외에 점화코일(56)을 통하여 점화에너지를 받아 데토네이션파를 발생한다.In addition, according to the present invention, a ductator (40) is installed to generate a detonation wave inside the rotary shaft (20) and deliver it to the main combustor (30). The rotating shaft 20 is provided with a hollow structure frontrunner 40 in a region biased upstream of the center point of the compression rotor 25 and the turbine rotor 26. Like the main combustor 30, the ductator 40 receives compressed air from the compression rotor 25 and receives fuel through the injection pipe 52. In addition to receiving ignition energy through the ignition coil 56, .

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 전데토네이터(40)는 연료를 유입하는 보조연료포트(41), 공기를 유입하는 보조공기포트(42), 데토네이션파를 전달하는 연소파전달포트(43)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 보조연료포트(41)는 분사관(52)에 연통하도록 일정 원주상에서 방사상으로 균일하게 형성된다. 보조공기포트(42)는 보조연료포트(41)의 상류측 원주상에서 방사상으로 균일하게 형성된다. 연소파전달포트(43)는 보조연료포트(41)의 하류측 원주상에 대향하는 2개소 위치에 형성된다.According to the detailed configuration of the present invention, the ductonator 40 includes an auxiliary fuel port 41 for introducing fuel, an auxiliary air port 42 for introducing air, a combustion wave transmitting port 43 for transmitting a detonation wave ). The auxiliary fuel port 41 is formed uniformly in a radial direction on a certain circumference so as to communicate with the injection pipe 52. The auxiliary air port 42 is formed radially uniformly on the upstream side circumference of the auxiliary fuel port 41. [ The combustion-wave delivery port 43 is formed at two positions opposed to the downstream side circumferential side of the auxiliary fuel port 41.

이때, 상기 전데토네이터(40)는 연료와 공기의 통과를 허용하면서 역화를 차단하도록 다공성의 보조유체밸브(45)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 보조유체밸브(45)는 전술한 주연소기(30)의 주유체밸브(35)와 동일하게 다공성의 소결금속으로 형성한다. 이에 보조유체밸브(45)는 연료와 공기를 통과시키지만 데토네이션파의 화염 통과는 차단한다.At this time, the conduitator 40 is characterized by having a porous auxiliary fluid valve 45 to block backfire while permitting passage of fuel and air. The auxiliary fluid valve 45 is formed of a porous sintered metal in the same manner as the main fluid valve 35 of the main combustor 30 described above. The auxiliary fluid valve 45 then passes fuel and air but blocks the flame passage of detonation waves.

또, 본 발명에 따르면 연소수단이 상기 주연소기(30)와 전데토네이터(40)에서 연소를 유발하는 구조이다. 연소수단은 케이싱(10)의 압축로터(25)로 유입되는 공기에 연료와 점화에너지를 부가하기 위해 케이싱(10)의 외주면에 연료매니폴드(51)와 전원링(54)을 구비한다. 연료매니폴드(51)는 후술하는 분사관(52)을 통하여 설정된 영역으로 연료를 공급한다. 전원링(54)은 고전압유도자석(55)을 통하여 설정된 영역의 점화코일(56)에 점화에너지를 공급한다.According to the present invention, the combustion means induces combustion in the main combustor (30) and the deconator (40). The combustion means is provided with a fuel manifold 51 and a power source ring 54 on the outer circumferential surface of the casing 10 to add fuel and ignition energy to the air flowing into the compression rotor 25 of the casing 10. [ The fuel manifold 51 supplies fuel to a predetermined region through a spraying tube 52 described later. The power ring 54 supplies ignition energy to the ignition coil 56 in the set region through the high voltage induction magnet 55. [

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 연소수단은 분사관(52)을 통하여 주연소기(30)와 전데토네이터(40)에 연료를 공급하고, 점화코일(56)을 통하여 전데토네이터(40)에 점화에너지를 인가하는 것을 특징으로 한다. 도 2를 참조하면 분사관(52)은 주연소기(30)와 동일한 수량으로 형성된다. 각각의 분사관(52)은 주공기포트(32)의 하류측으로 연료를 분사하는 동시에 보조연료포트(41)를 통하여 전데토네이터(40)에 연료를 분사한다. 점화코일(56)은 전데토네이터(40)의 내외면에 걸치도록 설치되고, 외측에 일정한 간격으로 설치된 고전압유도자석(55)과의 접촉을 단속하면서 점화에너지를 발생한다. 고전압유도자석(55)과 점화코일(56)은 마치 자동차의 배전기와 같은 원리를 채용할 수 있다.According to the detailed configuration of the present invention, the combustion means supplies fuel to the main combustor 30 and the distributor 40 through the spray pipe 52 and supplies the fuel to the distributor 40 through the ignition coil 56. [ And the ignition energy is applied. Referring to FIG. 2, the spray tube 52 is formed in the same quantity as the main combustor 30. Each injection pipe 52 injects fuel to the downstream side of the main air port 32 and injects fuel to the distributor 40 through the auxiliary fuel port 41. [ The ignition coils 56 are installed to extend over the inner and outer surfaces of the distributor 40 and generate ignition energy while interrupting contact with the high voltage induction magnets 55 provided at regular intervals on the outside. The high-voltage induction magnet 55 and the ignition coil 56 may adopt the same principle as an automobile distributor.

이때, 상기 연소수단은 대향된 위치에 배치된 주연소기(30)의 2차점화포트(33)를 통하여 전데토네이터(40)의 데토네이션파를 동시에 공급하는 것을 특징으로 한다. 주연소기(30)는 전데토네이터(40)에 데토네이션파를 받도록 각각의 2차점화포트(33)를 구비한다. 회전축(20)의 회전에 따라 2차점화포트(33)는 전데토네이터(40)의 연소파전달포트(43)와 일시적으로 연통된다.At this time, the combustion means simultaneously supplies detonation waves of the deodorizer (40) through the secondary ignition port (33) of the main combustor (30) disposed at the opposed positions. The main combustor 30 is provided with a respective secondary ignition port 33 for receiving detonation waves at the front ignitor 40. The secondary ignition port 33 is temporarily communicated with the combustion wave transmitting port 43 of the frontrunner 40 in accordance with the rotation of the rotary shaft 20. [

작동에 있어서, 전데토네이터(40)에 연료와 공기가 충진된 상태에서 점화되면서 초음속 데토네이션파가 고속으로 주기적으로 발생되고, 발생된 연소파가 연소파전달포트(43)와 2차점화포트(33)를 통하여 대향하는 주연소기(30)로 전파되고, 해당 주연소기(30)에서 연료와 공기가 충진된 상태에서 재데토네이션파를 생성하고, 높은 압력의 초음속 연소가스가 터빈로터(26)를 거쳐 추력을 발생하는 동시에 회전축(20)의 회전력도 발생시킨다. In operation, supersonic detonation waves are periodically generated at a high speed while ignition is carried out with fuel and air being filled in the ductator 40, and the generated combustion waves are generated in the combustion ignition port 43 and the secondary ignition port And the high-pressure supersonic combustion gas is supplied to the turbine rotor 26 (26) through the main combustor (30). The main combustor (30) To generate a thrust, and at the same time to generate a rotational force of the rotating shaft 20.

예를 들어, 도 2와 같이 4개의 주연소기(30)가 구성된 경우 상하 2개의 주연소기(30)가 도 6처럼 흡입ㆍ압축 행정이면 좌우 2개의 주연소기(30)는 폭발ㆍ배기 행정을 진행한다.For example, when four main combustors 30 are configured as shown in FIG. 2, when the upper and lower main combustors 30 are in the suction / compression stroke as shown in FIG. 6, the two main combustors 30 on the left and right sides perform the explosion / do.

이와 같이 본 발명의 복합동력 발생기는 연소가스에 의한 터빈로터(26)의 구동과 연소에 필요한 공기공급을 위한 압축로터(25)의 구동을 고속으로 반복하는 사이클을 이룬다.As described above, the hybrid power generator of the present invention has a cycle of repeating the driving of the turbine rotor 26 by the combustion gas and the driving of the compression rotor 25 for supplying air necessary for combustion at a high speed.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It is therefore intended that such variations and modifications fall within the scope of the appended claims.

10: 케이싱 11: 콘형허브
15, 16: 스테이터 20: 회전축
25, 26: 로터 30: 주연소기
31: 주연료포트 32: 주공기포트
33: 2차점화포트 35: 주유체밸브
40: 전데토네이터 41: 보조연료포트
42: 보조공기포트 43: 연소파전달포트
45: 보조유체밸브 51: 연료매니폴드
52: 분사관 54: 전원링
55:고전압유도자석 56: 점화코일10: Casing 11: Cone type hub
15, 16: stator 20:
25, 26: rotor 30: main combustor
31: main fuel port 32: main air port
33: secondary ignition port 35: main fluid valve
40: the whole tanker 41: the auxiliary fuel port
42: auxiliary air port 43:
45: auxiliary fluid valve 51: fuel manifold
52: jetting tube 54: power ring
55: high-voltage induction magnet 56: ignition coil

Claims (7)

케이싱(10);
상기 케이싱(10)의 내부에 동심상으로 설치되는 회전축(20);
상기 회전축(20)의 일부를 복수로 분할된 연소공간에 수용하도록 설치되는 주연소기(30);
상기 회전축(20)의 내부에서 데토네이션파를 생성하여 주연소기(30)에 전달하도록 설치되는 전데토네이터(40); 및
상기 주연소기(30)와 전데토네이터(40)에서 연소를 유발하는 연소수단;을 포함하여 이루어지고,
상기 주연소기(30)는 연료와 공기의 통과를 허용하면서 역화를 차단하도록 다공성의 주유체밸브(35)를 구비하는 것을 특징으로 하는 펄스 데토네이션파를 이용한 복합동력 발생기.A casing (10);
A rotating shaft (20) installed concentrically inside the casing (10);
A main combustor 30 installed to receive a part of the rotary shaft 20 in a plurality of divided combustion spaces;
A deconator (40) installed to generate a detonation wave in the rotation shaft (20) and deliver it to the main combustor (30); And
And combustion means for causing combustion in the main combustor (30) and the ductator (40)
Wherein the main combustor (30) comprises a porous primary fluid valve (35) to block backfire while allowing passage of fuel and air. 청구항 1에 있어서,
상기 주연소기(30)는 동일한 크기의 연소공간을 짝수로 구비하는 것을 특징으로 하는 펄스 데토네이션파를 이용한 복합동력 발생기.The method according to claim 1,
Wherein the main combustor (30) comprises an even number of combustion spaces of the same size. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 전데토네이터(40)는 연료를 유입하는 보조연료포트(41), 공기를 유입하는 보조공기포트(42), 데토네이션파를 전달하는 연소파전달포트(43)를 구비하는 것을 특징으로 하는 펄스 데토네이션파를 이용한 복합동력 발생기.The method according to claim 1,
The ducter (40) has an auxiliary fuel port (41) for introducing fuel, an auxiliary air port (42) for introducing air, and a combustion wave transmitting port (43) for transmitting a detonation wave Complex Power Generator Using Pulse Detonation Wave. 청구항 4에 있어서,
상기 전데토네이터(40)는 연료와 공기의 통과를 허용하면서 역화를 차단하도록 다공성의 보조유체밸브(45)를 구비하는 것을 특징으로 하는 펄스 데토네이션파를 이용한 복합동력 발생기.The method of claim 4,
Wherein the conduitator (40) comprises a porous auxiliary fluid valve (45) to block backfire while allowing passage of fuel and air. 청구항 1에 있어서,
상기 연소수단은 분사관(52)을 통하여 주연소기(30)와 전데토네이터(40)에 연료를 공급하고, 점화코일(56)을 통하여 전데토네이터(40)에 점화에너지를 인가하는 것을 특징으로 하는 펄스 데토네이션파를 이용한 복합동력 발생기.The method according to claim 1,
The combustion means supplies fuel to the main combustor 30 and the distributor 40 through the spray pipe 52 and applies ignition energy to the deodorizer 40 through the ignition coil 56 A complex power generator using a pulse detonation wave. 청구항 6에 있어서,
상기 연소수단은 대향된 위치에 배치된 주연소기(30)의 2차점화포트(33)를 통하여 전데토네이터(40)의 데토네이션파를 동시에 공급하는 것을 특징으로 하는 펄스 데토네이션파를 이용한 복합동력 발생기.The method of claim 6,
Characterized in that said combustion means simultaneously supplies a detonation wave of the de-igniter (40) through a secondary ignition port (33) of a main combustor (30) disposed at an opposed position. Power generator.
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