Multi-hole fine tube plate for supplying fuel oxidizing agent for pulse detonation engine
专利汇可以提供Multi-hole fine tube plate for supplying fuel oxidizing agent for pulse detonation engine专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the following problems: An operating frequency of a fuel oxidizing agent supply valve in a pulse detonation engine limits performance of the engine. When the detonation wave is ignited without using a bulb, because the detonation wave propagates in the flow direction of the fuel and the oxidizing agent, efficiency is lowered and fuel and oxidizing agent are discharged in the exhaust period of the burnt fuel. Because mixing of the fuel and oxidizing agent having ultrasonic relative velocity is easy to become insufficient, detonation waves are not generated.
SOLUTION: The oxidization agent supply plate separately injects fuel and oxidizing agent from a number of fuel holes having a complicated shape for promoting the mixing of the fuel and oxidizing agent, and serves as a plate for receiving rearward pressure of the detonation wave.
COPYRIGHT: (C)2002,JPO，下面是Multi-hole fine tube plate for supplying fuel oxidizing agent for pulse detonation engine专利的具体信息内容。
【発明の詳細な説明】
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
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
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