JP3140543B2 - 火炎伝播速度の計測装置 - Google Patents
火炎伝播速度の計測装置Info
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- 238000000825 ultraviolet detection Methods 0.000 claims description 21
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 11
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- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
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Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、紫外線検出器を利用し
た火炎伝播速度の計測装置に関するものである。
た火炎伝播速度の計測装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】燃料と空気とを予め可燃濃度の均一組成
に混合し、バーナから噴出させて燃焼させる予混合燃焼
の火炎の最も典型的な層流予混合火炎はブンゼンバーナ
によって作られる円錐形の火炎であるが、かかる層流予
混合火炎の火炎伝播速度は、従来から写真法により計測
されている。
に混合し、バーナから噴出させて燃焼させる予混合燃焼
の火炎の最も典型的な層流予混合火炎はブンゼンバーナ
によって作られる円錐形の火炎であるが、かかる層流予
混合火炎の火炎伝播速度は、従来から写真法により計測
されている。
【０００３】図５は写真法による火炎伝播速度の計測に
関連する火炎の一例を表す断面図である。図中、ａはバ
ーナ、ｂは燃料と空気とを予め可燃濃度の均一組成に混
合した予混合ガスを前記バーナａから噴出させて燃焼さ
せた火炎、ｃは前記火炎ｂの火炎面である。
関連する火炎の一例を表す断面図である。図中、ａはバ
ーナ、ｂは燃料と空気とを予め可燃濃度の均一組成に混
合した予混合ガスを前記バーナａから噴出させて燃焼さ
せた火炎、ｃは前記火炎ｂの火炎面である。
【０００４】未燃の予混合ガスは図中の矢印Ｕｕなる速
度で火炎面ｃに対してαなる角度をもって流入するが、
これは火炎面ｃに直角な速度成分Ｓｕと平行な速度成分
ＳＩＩに分けられる。なお、αは写真撮影により求め
る。
度で火炎面ｃに対してαなる角度をもって流入するが、
これは火炎面ｃに直角な速度成分Ｓｕと平行な速度成分
ＳＩＩに分けられる。なお、αは写真撮影により求め
る。
【０００５】この場合の火炎伝播速度はＳｕ＝Ｕｕ・ｓ
ｉｎαで表される。
ｉｎαで表される。
【０００６】ここで Ｓｕ；火炎伝播速度（ｍ／ｓｅｃ） Ｕｕ；予混合ガスの速度（ｍ／ｓｅｃ） α ；火炎面とＵｕ成分との角度（゜）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
写真法による火炎伝播速度の計測は、前記層流予混合火
炎ｂのような安定した火炎面ｃが存在する場合には有効
であるが、拡散火炎の伝播速度の計測には原理上適合し
ないという問題があった。
写真法による火炎伝播速度の計測は、前記層流予混合火
炎ｂのような安定した火炎面ｃが存在する場合には有効
であるが、拡散火炎の伝播速度の計測には原理上適合し
ないという問題があった。
【０００８】本発明は、前述の実情に鑑み、紫外線検出
器を利用することにより拡散火炎の伝播速度を計測し得
る火炎伝播速度の計測装置を提供することを目的として
なしたものである。
器を利用することにより拡散火炎の伝播速度を計測し得
る火炎伝播速度の計測装置を提供することを目的として
なしたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の火炎伝播速度の計測装置では、火炎伝播方
向に対して所定の間隔を置いて配設され且つそれぞれ火
炎より発せられる紫外線を検知し得る少なくとも２個の
紫外線検出器と、各紫外線検出器を収納し且つ検出の障
害となる光線を遮断するアダプタと、前記の紫外線検出
器が発信する紫外線検出信号を伝達する通信手段と、該
通信手段により伝達された紫外線検出信号を表示し得る
メモリスコープと、紫外線検出器の間隔、及び通信手段
により伝達された各紫外線検出信号の発信時間差に基づ
き火炎伝播速度を求める演算器とを備えている。
め、本発明の火炎伝播速度の計測装置では、火炎伝播方
向に対して所定の間隔を置いて配設され且つそれぞれ火
炎より発せられる紫外線を検知し得る少なくとも２個の
紫外線検出器と、各紫外線検出器を収納し且つ検出の障
害となる光線を遮断するアダプタと、前記の紫外線検出
器が発信する紫外線検出信号を伝達する通信手段と、該
通信手段により伝達された紫外線検出信号を表示し得る
メモリスコープと、紫外線検出器の間隔、及び通信手段
により伝達された各紫外線検出信号の発信時間差に基づ
き火炎伝播速度を求める演算器とを備えている。
【００１０】
【作用】本発明の火炎伝播速度の計測装置においては、
火炎より発せられる紫外線を、複数の紫外線検出器によ
り検知し、火炎伝播方向の上流側の紫外線検出器が発信
する紫外線検出信号、及び当該紫外線検出器よりも火炎
伝播方向の下流側の紫外線検出器が発信する紫外線検出
信号を、メモリスコープに表示するとともに、演算器に
よって火炎伝播速度を、両紫外線検出器の間隔、並びに
その紫外線検出信号の発信時間差から求める。
火炎より発せられる紫外線を、複数の紫外線検出器によ
り検知し、火炎伝播方向の上流側の紫外線検出器が発信
する紫外線検出信号、及び当該紫外線検出器よりも火炎
伝播方向の下流側の紫外線検出器が発信する紫外線検出
信号を、メモリスコープに表示するとともに、演算器に
よって火炎伝播速度を、両紫外線検出器の間隔、並びに
その紫外線検出信号の発信時間差から求める。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。
明する。
【００１２】図１は本発明の火炎伝播速度の計測装置の
系統図、図２は図１に関連する紫外線検出器の概略を表
す断面図、図３は実機ＡＴＲ（エアーターボラムジェッ
ト）エンジンに配設した紫外線検出器の配置図、図４は
図１に関連するメモリスコープの紫外線検出信号の表示
例図である。
系統図、図２は図１に関連する紫外線検出器の概略を表
す断面図、図３は実機ＡＴＲ（エアーターボラムジェッ
ト）エンジンに配設した紫外線検出器の配置図、図４は
図１に関連するメモリスコープの紫外線検出信号の表示
例図である。
【００１３】図１に示すように、２個の紫外線検出器
１，２を、火炎３の伝播方向に対して所定の間隔（実施
例では１４０ｍｍ）を置いて配設し、該紫外線検出器
１，２に、これらが発信する紫外線検出信号１ａ，２ａ
を増幅し且つ伝達する通信手段４を接続する。
１，２を、火炎３の伝播方向に対して所定の間隔（実施
例では１４０ｍｍ）を置いて配設し、該紫外線検出器
１，２に、これらが発信する紫外線検出信号１ａ，２ａ
を増幅し且つ伝達する通信手段４を接続する。
【００１４】この通信手段４は、前記紫外線検出器１，
２が発信する微細な紫外線検出信号１ａ，２ａを増幅す
るプリアンプ５と、該プリアンプ５に同軸ケーブル６を
介して接続したバッファアンプ７とにより構成されてい
る。
２が発信する微細な紫外線検出信号１ａ，２ａを増幅す
るプリアンプ５と、該プリアンプ５に同軸ケーブル６を
介して接続したバッファアンプ７とにより構成されてい
る。
【００１５】さらに、前記通信手段４により伝達された
紫外線検出信号１ａ，２ａを表示し得るメモリスコープ
８と、紫外線検出器１，２の間隔、及び通信手段４によ
り伝達された各紫外線検出信号１ａ，２ａの発信時間差
に基づいて火炎伝播速度を求める演算器２２とを、前記
バッファアンプ７に接続する。
紫外線検出信号１ａ，２ａを表示し得るメモリスコープ
８と、紫外線検出器１，２の間隔、及び通信手段４によ
り伝達された各紫外線検出信号１ａ，２ａの発信時間差
に基づいて火炎伝播速度を求める演算器２２とを、前記
バッファアンプ７に接続する。
【００１６】前記紫外線検出器１，２を検出に障害とな
る太陽光などから遮蔽するため、図２に示すように紫外
線検出器１，２を各個に収納し得る本体９と、火炎３が
発する紫外線を紫外線検出器１，２に導くため前記本体
９の側方へ延びる細管１０よりなるアダプタ１１を設
け、該アダプタ１１の本体９に紫外線検出器１，２を収
納して実機に配設する。
る太陽光などから遮蔽するため、図２に示すように紫外
線検出器１，２を各個に収納し得る本体９と、火炎３が
発する紫外線を紫外線検出器１，２に導くため前記本体
９の側方へ延びる細管１０よりなるアダプタ１１を設
け、該アダプタ１１の本体９に紫外線検出器１，２を収
納して実機に配設する。
【００１７】次に、火炎伝播速度の計測装置を実機に適
用した実施例として、前記アダプタ１１に収納した紫外
線検出器１，２をＡＴＲ（エアーターボラムジェット）
エンジンに適用した場合（図３参照）について述べる
と、先端部に空気取入口１３を有する空気ダクト１２
と、該空気ダクト１２内に配置したファン１４と、先端
部にタービン入口マニホールド１５を有して空気ダクト
１２を取り囲む水素ダクト１７と、ファン１４に外接固
着され且つタービン入口マニホールド１５から水素ダク
ト１７へ供給される水素によって前記ファン１４を駆動
するチップタービン１６と、水素ダクト１７の後端部に
連なる燃焼ダクト１９と、空気ダクト１２の後端部に設
けたミキサ１８と、水素ダクト１７の後端部に連なる燃
焼ダクト１９と、ミキサ１８の後方に位置するように燃
焼ダクト１９内に配置した保炎器２０とを備え、当該保
炎器２０の後方の燃焼ダクト１９内を燃焼室２１とした
ＡＴＲエンジンにおいて、２個の紫外線検出器１，２
を、両検出器１，２が燃焼ダクト１９の延設方向に１４
０ｍｍの間隔を置き且つアダプタ１１の細管１０が保炎
器２０の後方側で燃焼ダクト１９の壁面をダクト径方向
に貫通するように取り付けている。
用した実施例として、前記アダプタ１１に収納した紫外
線検出器１，２をＡＴＲ（エアーターボラムジェット）
エンジンに適用した場合（図３参照）について述べる
と、先端部に空気取入口１３を有する空気ダクト１２
と、該空気ダクト１２内に配置したファン１４と、先端
部にタービン入口マニホールド１５を有して空気ダクト
１２を取り囲む水素ダクト１７と、ファン１４に外接固
着され且つタービン入口マニホールド１５から水素ダク
ト１７へ供給される水素によって前記ファン１４を駆動
するチップタービン１６と、水素ダクト１７の後端部に
連なる燃焼ダクト１９と、空気ダクト１２の後端部に設
けたミキサ１８と、水素ダクト１７の後端部に連なる燃
焼ダクト１９と、ミキサ１８の後方に位置するように燃
焼ダクト１９内に配置した保炎器２０とを備え、当該保
炎器２０の後方の燃焼ダクト１９内を燃焼室２１とした
ＡＴＲエンジンにおいて、２個の紫外線検出器１，２
を、両検出器１，２が燃焼ダクト１９の延設方向に１４
０ｍｍの間隔を置き且つアダプタ１１の細管１０が保炎
器２０の後方側で燃焼ダクト１９の壁面をダクト径方向
に貫通するように取り付けている。
【００１８】上述のＡＴＲエンジンでは、タービン入口
マニホールド１５に水素を供給すると、その膨張過程の
エネルギーがチップタービン１６を介してファン１４に
伝達され、当該ファン１４が空気取入口１３から空気ダ
クト１２内へ空気を吸引し、空気ダクト１２から燃焼ダ
クト１９へ向かう空気の流れに、水素ダクト１７から燃
料ダクト１９へ向かう空気の流れが、ミキサ１８により
混合されて燃焼室２１内に拡散する。
マニホールド１５に水素を供給すると、その膨張過程の
エネルギーがチップタービン１６を介してファン１４に
伝達され、当該ファン１４が空気取入口１３から空気ダ
クト１２内へ空気を吸引し、空気ダクト１２から燃焼ダ
クト１９へ向かう空気の流れに、水素ダクト１７から燃
料ダクト１９へ向かう空気の流れが、ミキサ１８により
混合されて燃焼室２１内に拡散する。
【００１９】また、空気と水素の混合流が着火すると、
保炎器２０から後方へ向かう火炎３が生じ、当該火炎３
の伝播に伴って紫外線検出器１，２から紫外線検出信号
１ａ，２ａが順に発信されるとともに、通信手段４によ
ってメモリスコープ８及び演算器２２に伝達される。
保炎器２０から後方へ向かう火炎３が生じ、当該火炎３
の伝播に伴って紫外線検出器１，２から紫外線検出信号
１ａ，２ａが順に発信されるとともに、通信手段４によ
ってメモリスコープ８及び演算器２２に伝達される。
【００２０】メモリスコープ８には、保炎器２０側に位
置する紫外線検出器１からの紫外線検出信号１ａと、当
該紫外線検出器１よりも火炎３の伝播方向下流側へ１４
０ｍｍ隔離して位置する紫外線検出器２からの紫外線検
出信号２ａとが、それぞれの検出信号１ａ，２ａの発信
時間差Ｓに応じて、図４のような形態で表示され、ま
た、演算器２２が、下記の数式に基づいて火炎伝播速度
を求める。
置する紫外線検出器１からの紫外線検出信号１ａと、当
該紫外線検出器１よりも火炎３の伝播方向下流側へ１４
０ｍｍ隔離して位置する紫外線検出器２からの紫外線検
出信号２ａとが、それぞれの検出信号１ａ，２ａの発信
時間差Ｓに応じて、図４のような形態で表示され、ま
た、演算器２２が、下記の数式に基づいて火炎伝播速度
を求める。
【００２１】
【数１】
Ｓｕ＝Ｌ／Ｓ
【００２２】ここで Ｓｕ；火炎伝播速度（ｍ／ｓｅｃ） Ｌ ；２個の紫外線検出器の間隔（ｍｍ） Ｓ ；各紫外線検出器が検出した紫外線検出信号の発信
時間差（ｍｓｅｃ）
時間差（ｍｓｅｃ）
【００２３】すなわち、各紫外線検出器１，２からの紫
外線検出信号１ａ，２ａの発信時間差Ｓが、例えば９０
ｍｓｅｃであったとすると、火炎伝播速度Ｓｕは、１．
５６ｍ／ｓｅｃである。
外線検出信号１ａ，２ａの発信時間差Ｓが、例えば９０
ｍｓｅｃであったとすると、火炎伝播速度Ｓｕは、１．
５６ｍ／ｓｅｃである。
【００２４】このように、本実施例の火炎伝播速度の計
測装置においては、火炎３が発する紫外線を、紫外線検
出器１，２によって検知し、火炎３伝播方向上流側の紫
外線検出器１と下流側の紫外線検出器２との間隔Ｌ、並
びに紫外線検出器１，２からの紫外線検出信号１ａ，２
ａの発信時間差Ｓに基づいて、火炎伝播速度を求めるの
で、水素拡散火炎の伝播速度を計測することが可能とな
り、ＡＴＲエンジンの燃焼性能の改良や燃焼データ解析
などの考察が新しい立場からでき、ＡＴＲエンジンの改
良設計への手がかりが得られる。
測装置においては、火炎３が発する紫外線を、紫外線検
出器１，２によって検知し、火炎３伝播方向上流側の紫
外線検出器１と下流側の紫外線検出器２との間隔Ｌ、並
びに紫外線検出器１，２からの紫外線検出信号１ａ，２
ａの発信時間差Ｓに基づいて、火炎伝播速度を求めるの
で、水素拡散火炎の伝播速度を計測することが可能とな
り、ＡＴＲエンジンの燃焼性能の改良や燃焼データ解析
などの考察が新しい立場からでき、ＡＴＲエンジンの改
良設計への手がかりが得られる。
【００２５】なお、本発明は前述の実施例にのみ限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内に
おいて種々変更を加え得ることは勿論である。
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内に
おいて種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２６】
【発明の効果】本発明の火炎伝播速度の計測装置によれ
ば、下記のごとき種々の優れた効果を奏し得る。
ば、下記のごとき種々の優れた効果を奏し得る。
【００２７】Ｉ）火炎が発する紫外線を複数の紫外線検
出器によって検知し、火炎伝播方向上流側の紫外線検出
器と下流側の紫外線検出器との間隔、及び紫外線検出器
からの紫外線検出信号の発信時間差に基づき、火炎伝播
速度を求めるので、拡散火炎の伝播速度を計測すること
が可能になる。
出器によって検知し、火炎伝播方向上流側の紫外線検出
器と下流側の紫外線検出器との間隔、及び紫外線検出器
からの紫外線検出信号の発信時間差に基づき、火炎伝播
速度を求めるので、拡散火炎の伝播速度を計測すること
が可能になる。
【００２８】ＩＩ）Ｉ）項により、水素拡散火炎を現出
するＡＴＲエンジンのような実機の燃焼性能の向上を図
り得るなど経済的効果が多大である。
するＡＴＲエンジンのような実機の燃焼性能の向上を図
り得るなど経済的効果が多大である。
【図１】本発明の火炎伝播速度の計測装置の系統図であ
る。
る。
【図２】図１に関連する紫外線検出器の概略を表す断面
図である。
図である。
【図３】実機ＡＴＲ（エアーターボラムジェット）エン
ジンに配設した紫外線検出器の配置図である。
ジンに配設した紫外線検出器の配置図である。
【図４】図１に関連するメモリスコープの紫外線検出信
号の表示例図である。
号の表示例図である。
【図５】従来の写真法による火炎伝播速度の計測に関連
する火炎の一例を表す断面図である。
する火炎の一例を表す断面図である。
１ 紫外線検出器 １ａ 紫外線検出信号 ２ 紫外線検出器 ２ａ 紫外線検出信号 ３ 火炎 ４ 通信手段 ８ メモリスコープ １１ アダプタ２２ 演算器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−52922（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−55654（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−14236（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−101443（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01P 5/18 - 5/22 G01P 3/36 - 3/40
Claims (1)
- 【請求項１】 火炎伝播方向に対して所定の間隔を置い
て配設され且つそれぞれ火炎より発せられる紫外線を検
知し得る少なくとも２個の紫外線検出器と、各紫外線検
出器を収納し且つ検出の障害となる光線を遮断するアダ
プタと、前記の紫外線検出器が発信する紫外線検出信号
を伝達する通信手段と、該通信手段により伝達された紫
外線検出信号を表示し得るメモリスコープと、紫外線検
出器の間隔、及び通信手段により伝達された各紫外線検
出信号の発信時間差に基づき火炎伝播速度を求める演算
器とを備えてなることを特徴とする火炎伝播速度の計測
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04072871A JP3140543B2 (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | 火炎伝播速度の計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04072871A JP3140543B2 (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | 火炎伝播速度の計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0618542A JPH0618542A (ja) | 1994-01-25 |
| JP3140543B2 true JP3140543B2 (ja) | 2001-03-05 |
Family
ID=13501821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04072871A Expired - Fee Related JP3140543B2 (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | 火炎伝播速度の計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3140543B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6004332B2 (ja) * | 2012-09-12 | 2016-10-05 | 国立大学法人静岡大学 | 拡散速度演算装置、拡散速度演算方法、及びプログラム |
| CN111208313B (zh) * | 2020-01-15 | 2023-01-31 | 西安科技大学 | 一种管道内气体爆炸火焰传播真实速度的获取方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3101443U (ja) | 2003-11-05 | 2004-06-10 | 有限会社ウェルストン | ティーバッグ用フィルター |
-
1992
- 1992-02-24 JP JP04072871A patent/JP3140543B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3101443U (ja) | 2003-11-05 | 2004-06-10 | 有限会社ウェルストン | ティーバッグ用フィルター |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0618542A (ja) | 1994-01-25 |
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