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IGNITION METHOD AND IGNITION DEVICE

Patent code P05P003072
File No. U2003P282
Posted date Jul 12, 2005
Application number P2003-410488
Publication number P2005-171812A
Patent number P3829199
Date of filing Dec 9, 2003
Date of publication of application Jun 30, 2005
Date of registration Jul 21, 2006
Inventor
  • (In Japanese)滝田 謙一
  • (In Japanese)升谷 五郎
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人東北大学
Title IGNITION METHOD AND IGNITION DEVICE
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To stably ignite fluid to be burnt in an ultrahigh speed flow state.
SOLUTION: In a flow direction of the fluid G to be burnt, a first plasma ignitor 20 is separated from a second plasma ignitor 30 by a predetermined distance D3, and a low-speed area LA of the fluid G to be burnt is formed therebetween. Combustion operation of the fluid G to be burnt by a first plasma jet torch P1 of the first plasma ignitor 20 is compensated by a second plasma jet torch P2 of the second plasma ignitor 30.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


次世代宇宙往還機の開発には、超高速流状態の被燃焼流体に対しても安定的に着火することが可能な着火装置の開発が不可欠とされている。このような着火装置の一つとして、以前より、プラズマ点火器の研究開発がなされてきた。しかしながら、このようなプラズマ点火器でも、超音速流状態の被燃焼流体に対しては、前記プラズマ点火器の先端ノズルから噴出させたプラズマジェットトーチが吹き消えてしまい、十分な着火性能を発揮することができないでいた。



このような観点より、特許第2873013号公報には、プラズマ点火器内に旋回リングを設け、被燃焼流体中にプラズマジェットトーチを旋回流の状態で噴出させたり、前記プラズマジェットトーチを噴出させるノズルをラバルノズルから構成させたりすることによって、前記プラズマジェットトーチを前記被燃焼流体中に十分深く侵入するようにし、前記被燃焼流体の燃焼効果を促進する試みなどがなされている。



しかしながら、このような方法においても、種々の環境条件によっては、超高速流状態の被燃焼流体に対して安定的な着火を実現することができないでいた。

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、着火方法、及び着火装置に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
先端部にアーク発生電極を有し、このアーク発生電極によって所定の作動流体をプラズマ化し、プラズマ化した前記作動流体を前記先端部に設けられたノズルよりプラズマジェットトーチとして吹き出すように構成された、複数のプラズマ点火器を準備する工程と、
前記複数のプラズマ点火器を、被燃焼流体の流れ方向と直交するようにして配列し、前記プラズマジェットトーチで前記被燃焼流体を燃焼させる工程と、
前記被燃焼流体の上流側に位置する前記プラズマ点火器と、前記被燃焼流体の下流側に位置する前記プラズマ点火器との間に、前記被燃焼流体の低速領域を形成する工程と、
を具えることを特徴とする、着火方法。

【請求項2】
 
前記被燃焼流体の前記低速領域を形成すべき、前記被燃焼流体の前記上流側に位置する前記プラズマ点火器と、前記被燃焼流体の前記下流側に位置する前記プラズマ点火器との距離が1cm~5cmであることを特徴とする、請求項1に記載の着火方法。

【請求項3】
 
先端部にアーク発生電極を有し、このアーク発生電極によって所定の作動流体をプラズマ化し、プラズマ化した前記作動流体を前記先端部に設けられたノズルよりプラズマジェットトーチとして吹き出すように構成された、複数のプラズマ点火器を準備する工程と、
前記複数のプラズマ点火器を、被燃焼流体の流れ方向と直交するようにして配列し、前記プラズマジェットトーチで前記被燃焼流体を燃焼させる工程と、
前記被燃焼流体の上流側に位置する前記プラズマ点火器の前記プラズマジェットトーチによる前記被燃焼流体の燃焼操作を、前記被燃焼流体の下流側に位置する前記プラズマ点火器の前記プラズマジェットトーチによって補償する工程と、
を具えることを特徴とする、着火方法。

【請求項4】
 
前記被燃焼流体の前記上流側に位置する前記プラズマ点火器の作動流体は、水素、メタン、エチレン及びプロパンの少なくとも一つの燃料ガスを含むことを特徴とする、請求項3に記載の着火方法。

【請求項5】
 
前記被燃焼流体の前記下流側に位置する前記プラズマ点火器の作動流体は、補助燃焼ガスとして酸素ガスを含むことを特徴とする、請求項3又は4に記載の着火方法。

【請求項6】
 
前記被燃焼流体の前記上流側に位置する前記プラズマ点火器に対して、前記被燃焼流体の前記下流側に位置する前記プラズマ点火器は、1cm~10cm離隔して配置することを特徴とする、請求項3~5のいずれか一に記載の着火方法。

【請求項7】
 
先端部にアーク発生電極を有し、このアーク発生電極によって所定の作動流体をプラズマ化し、プラズマ化した前記作動流体を前記先端部に設けられたノズルよりプラズマジェットトーチとして吹き出すように構成された、複数のプラズマ点火器を準備する工程と、
前記複数のプラズマ点火器を、被燃焼流体の流れ方向と直交するようにして配列し、前記プラズマジェットトーチで前記被燃焼流体を燃焼させる工程と、
前記被燃焼流体の上流側に位置する前記プラズマ点火器と、前記被燃焼流体の下流側に位置する前記プラズマ点火器との間に、前記被燃焼流体の低速領域を形成する工程と、
前記被燃焼流体の前記上流側に位置する前記プラズマ点火器の前記プラズマジェットトーチによる前記被燃焼流体の燃焼操作を、前記被燃焼流体の前記下流側に位置する前記プラズマ点火器の前記プラズマジェットトーチによって補償する工程と、
を具えることを特徴とする、着火方法。

【請求項8】
 
前記被燃焼流体の前記上流側に位置する前記プラズマ点火器の作動流体は、水素、メタン、エチレン及びプロパンの少なくとも一つの燃料ガスを含むことを特徴とする、請求項7に記載の着火方法。

【請求項9】
 
前記被燃焼流体の前記下流側に位置する前記プラズマ点火器の作動流体は、補助燃焼ガスとして酸素ガスを含むことを特徴とする、請求項7又は8に記載の着火方法。

【請求項10】
 
前記被燃焼流体の前記上流側に位置する前記プラズマ点火器に対して、前記被燃焼流体の前記下流側に位置する前記プラズマ点火器は、1cm~12cm離隔して配置することを特徴とする、請求項7~9のいずれか一に記載の着火方法。

【請求項11】
 
先端部にアーク発生電極を有し、このアーク発生電極によって所定の作動流体をプラズマ化し、プラズマ化した前記作動流体を前記先端部に設けられたノズルよりプラズマジェットトーチとして吹き出すように構成された、複数のプラズマ点火器を具え、
前記複数のプラズマ点火器は、被燃焼流体の上流側に位置する前記プラズマ点火器と、前記被燃焼流体の下流側に位置する前記プラズマ点火器との間に、前記被燃焼流体の低速領域を形成するようにして、前記被燃焼流体の流れ方向と直交するようにして配列したことを特徴とする、着火装置。

【請求項12】
 
前記被燃焼流体の前記低速領域を形成すべき、前記被燃焼流体の前記上流側に位置する前記プラズマ点火器と、前記被燃焼流体の前記下流側に位置する前記プラズマ点火器との距離が1cm~5cmであることを特徴とする、請求項11に記載の着火装置。

【請求項13】
 
先端部にアーク発生電極を有し、このアーク発生電極によって所定の作動流体をプラズマ化し、プラズマ化した前記作動流体を前記先端部に設けられたノズルよりプラズマジェットトーチとして吹き出すように構成された、複数のプラズマ点火器を具え、
前記複数のプラズマ点火器は、被燃焼流体の上流側に位置する前記プラズマ点火器の前記プラズマジェットトーチによる前記被燃焼流体の燃焼操作を、前記被燃焼流体の下流側に位置する前記プラズマ点火器の前記プラズマジェットトーチによって補償するようにして、前記被燃焼流体の流れ方向と直交するようにして配列したことを特徴とする、着火装置。

【請求項14】
 
前記被燃焼流体の前記上流側に位置する前記プラズマ点火器の作動流体は、水素、メタン、エチレン及びプロパンの少なくとも一つの燃料ガスを含むことを特徴とする、請求項13に記載の着火装置。

【請求項15】
 
前記被燃焼流体の前記下流側に位置する前記プラズマ点火器の作動流体は、補助燃焼ガスとして酸素ガスを含むことを特徴とする、請求項13又は14に記載の着火装置。

【請求項16】
 
前記被燃焼流体の前記上流側に位置する前記プラズマ点火器に対して、前記被燃焼流体の前記下流側に位置する前記プラズマ点火器は、1cm~10cm離隔して配置することを特徴とする、請求項13~15のいずれか一に記載の着火装置。

【請求項17】
 
先端部にアーク発生電極を有し、このアーク発生電極によって所定の作動流体をプラズマ化し、プラズマ化した前記作動流体を前記先端部に設けられたノズルよりプラズマジェットトーチとして吹き出すように構成された、複数のプラズマ点火器を具え、
前記複数のプラズマ点火器は、被燃焼流体の上流側に位置する前記プラズマ点火器と、前記被燃焼流体の下流側に位置する前記プラズマ点火器との間に、前記被燃焼流体の低速領域を形成し、前記被燃焼流体の前記上流側に位置する前記プラズマ点火器の前記プラズマジェットトーチによる前記被燃焼流体の燃焼操作を、前記被燃焼流体の前記下流側に位置する前記プラズマ点火器の前記プラズマジェットトーチによって補償するようにして、前記被燃焼流体の流れ方向と直交するようにして配列したことを特徴とする、着火装置。

【請求項18】
 
前記被燃焼流体の前記上流側に位置する前記プラズマ点火器の作動流体は、水素、メタン、エチレン及びプロパンの少なくとも一つの燃料ガスを含むことを特徴とする、請求項17に記載の着火装置。

【請求項19】
 
前記被燃焼流体の前記下流側に位置する前記プラズマ点火器の作動流体は、補助燃焼ガスとして酸素ガスを含むことを特徴とする、請求項17又は18に記載の着火装置。

【請求項20】
 
前記被燃焼流体の前記上流側に位置する前記プラズマ点火器に対して、前記被燃焼流体の前記下流側に位置する前記プラズマ点火器は、1cm~12cm離隔して配置することを特徴とする、請求項17~19のいずれか一に記載の着火装置。
IPC(International Patent Classification)
F-term
  • 2G084AA28
  • 2G084BB02
  • 2G084BB06
  • 2G084BB11
  • 2G084BB36
  • 2G084CC01
  • 2G084CC23
  • 2G084CC32
  • 2G084DD01
  • 2G084DD12
  • 2G084DD17
  • 2G084DD22
  • 2G084DD23
  • 2G084DD63
  • 2G084FF01
  • 2G084FF02
  • 2G084FF11
  • 2G084FF32
  • 2G084FF40
  • 2G084GG02
  • 2G084GG07
  • 2G084GG18
  • 2G084GG22
  • 2G084GG26
  • 2G084GG29
  • 2G084GG30
Drawing

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JP2003410488thum.jpg
State of application right Registered
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