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MOTOR JET ENGINE

Patent code P150011843
Posted date Apr 8, 2015
Application number P2014-036367
Publication number P2015-161214A
Patent number P6400920
Date of filing Feb 27, 2014
Date of publication of application Sep 7, 2015
Date of registration Sep 14, 2018
Inventor
  • (In Japanese)田辺 光昭
  • (In Japanese)齊藤 允教
  • (In Japanese)小山 雄矢
Applicant
  • (In Japanese)学校法人日本大学
Title MOTOR JET ENGINE
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To simplify and downsize structure of a motor jet engine and furthermore to secure high efficiency and high thrust thereof.
SOLUTION: A motor jet engine comprises: a casing having an intake port and an exhaust nozzle; a compressor provided in the casing and compressing the air sucked in from the intake port; a motor connected to the compressor and driving the compressor; a fuel cell which is provided closer to the exhaust nozzle side than the compressor in the casing, generates electric power and supplies the electric power to the motor and heats the compressed air with thermal energy generated by heat generation during the electric power generation; and a combustor which is provided closer to the exhaust nozzle side than the fuel cell in the casing, mixes the compressed air heated by the fuel cell with fuel, combusts the resultant mixture and discharges the exhaust from the exhaust nozzle.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

従来のジェットエンジン100は、図10に示すように、例えば、圧縮機101と、燃焼器102と、タービン103とを備えている。更に、従来のジェットエンジン100は、ブレイトンサイクルに基づいて構成されている。圧縮機101にて断熱圧縮された空気が、燃焼器102内で噴射された燃料と混合して等圧下で燃焼され、高温高圧ガスが生成される。この高温高圧ガスは、タービン103を駆動しながら断熱膨張し、ノズル104を介して排出される。また、圧縮機101とタービン103とは、1つの軸105により接続されている。そして、従来のジェットエンジン100は、タービン103を回転させることにより、軸105を介して回転仕事を圧縮機101に伝達して回転させている。

ここで、ブレイトンサイクルの効率を示すパラメータは、熱効率と比出力とである。高い比出力を得るためには温度比を高くとる必要がある。更に、温度比を上げると熱効率が最大となる圧力比は増加する。そのため、従来のジェットエンジン100は、高出力・高効率とするためには作動流体を高温高圧にする必要がある。また、従来のジェットエンジン100は、単段圧縮だと圧力比を上げることに限界があるため、多段圧縮をすることにより、圧力比を上げて、高効率化を図っている。

更に、従来のジェットエンジン100は、上述したように、高効率化を図るために、高温高圧ガスを流す必要がある。この高温高圧ガスは、タービン103に当たる。そのため、タービン103を構成するタービン翼には、高温高圧に耐えうる性質を持った材料の使用や冷却構造を設ける必要がある。しかしながら、高温高圧に耐えうる材料には、耐熱・耐圧限界があるため、効率を上げることが難しい。また、耐熱・耐圧材料を使用することは、製作コストの上昇にも繋がる。更に、タービン翼に冷却構造を設けることは、高度な加工技術が必要となり、製作・加工が難しくなる。更に、構造が複雑化するため、系全体の大型化が避けられない。更に、保守点検面においても、タービン翼は慎重に点検を行う必要があるため、手間及びコストがかかる等の問題が生じる。また、従来のジェットエンジン100では、燃焼器102で生成された高温高圧ガスが、タービン103を駆動しながら断熱膨張する際に圧力が減少する。そのため、排気ノズル入り口での圧力は減少し、取り出すことのできる仕事を全て外部に取り出すことができない。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、内蔵した燃料電池による発電及び排熱を利用したモータジェットエンジンに関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
吸気口と排気ノズルとを有するケーシングと、
上記ケーシング内に設けられ、上記吸気口から吸入された空気を圧縮する圧縮機と、
上記圧縮機に連結され、該圧縮機を駆動させる1つのモータと、
上記ケーシング内の上記圧縮機よりも排気ノズル側に設けられ、電力を発電して該電力を上記モータに給電すると共に、該モータのみによって駆動される上記圧縮機により圧縮された空気を発電時の発熱による熱エネルギーによって加熱する燃料電池と、
上記ケーシング内の上記燃料電池よりも排気ノズル側に設けられ、上記圧縮機により圧縮され上記燃料電池によって加熱された空気に燃料を混合して燃焼させて上記排気ノズルから排出する燃焼器とを備えることを特徴とするモータジェットエンジン。

【請求項2】
 
上記燃料電池は、固体酸化物形燃料電池(SOFC)であることを特徴とする請求項1に記載のモータジェットエンジン。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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State of application right Registered
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