JPH0125845Y2

JPH0125845Y2 -

Info

Publication number: JPH0125845Y2
Application number: JP4946883U
Authority: JP
Priority date: 1983-04-01
Filing date: 1983-04-01
Publication date: 1989-08-02
Also published as: JPS59158814U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、パルス燃焼装置、詳しくは、爆発燃
焼室の上流側に、該燃焼室からの爆発燃焼ガスの
逆流を阻止するための弁機構を介して、燃焼用空
気供給路を連設し、かつ、前記爆発燃焼室の下流
側に、爆発燃焼ガスをその爆発力により該燃焼室
から排出させる排気路を連設して、前記爆発燃焼
室内でのガス−空気混合気の爆発燃焼後における
燃焼ガスの排出動慣性に基づいて発生する吸引力
を利用して、燃焼ガスおよび燃焼用空気を該燃焼
室内に流入混合させると共に、排出燃焼ガスの一
部を前記排気路から該燃焼室内に逆流させること
により、その逆流燃焼ガスの保有熱をもつてガス
−空気混合気を爆発燃焼させる、という爆発燃焼
サイクルを連続的に繰返すように構成し、前記燃
焼用空気供給路に対する逆流阻止用弁機構を形成
するに、弁体とその上流側の弁座と下流側の受座
との間に往復動自在に設け、前記弁体で開閉され
る複数の孔を前記弁座に形成し、前記弁座で開閉
される開口部分を前記弁体に形成し、前記弁体の
開口部分に連通させる空気導出用孔、及び、前記
弁体で開閉される爆発燃焼ガス導入用孔を前記受
け座に形成した。パルス燃焼装置に関する。

かかるパルス燃焼装置は、起動時以外は燃焼用
空気供給や点火のためのエネルギーが不要なため
省エネ運転が可能であり、また、高負荷燃焼が可
能なため能力の割に装置本体をコンパクトに構成
でき、かつ、爆発燃焼形態であるために燃焼ガス
の排気圧力が高いので、排気路を非常に細く構成
しながらも高速排気が可能であり、従つて、例え
ばその排気路を細いテイルパイプで構成すると共
にそれを流体加熱用浸管として利用するような場
合に極めて高い加熱効率が得られ、更には、爆発
燃焼直前に排気路から燃焼室内に燃焼ガスの一部
が逆流することによつて、所謂排ガス循環型燃焼
形態が自然発生的に現出されることとなつて、低
NOx燃焼が可能である、といつた種々の利点を
有している。

しかしながら、かかるパルス燃焼装置を実用化
するにあたつては、未だ種々の問題が残されてい
る。そのひとつとして、前記両逆流阻止用弁機構
のうち、燃料ガス供給路に比べて流路断面積を大
きくとらざるを得ない燃焼用空気供給路に対する
逆流阻止用弁機構における弁体が非常に短期間の
うちに破損してしまう、という問題があつた。

従来、かかる問題が生じていた原因を究明した
結果を、第８図、第９図イ，ロ，ハおよび第１０
図を用いて説明する。

第８図は従来構成のパルス燃焼装置の縦断側面
図を示し、０４は、爆発燃焼室０１の上流側に設
けられた燃焼用空気供給路０３に対する爆発燃焼
ガスの逆流阻止用弁機構であつて、弁座０４Ａと
受座０４Ｂとを連結部材０４Ｃ……により適当距
離隔てた状態で連結すると共に、その両者０４
Ａ，０４Ｂ間の弁室０４Ｄ内に弁体０４Ｅを介装
して構成されている。そして、前記弁体０４Ａ
は、第９図イに示すように、前記空気供給路０３
から弁室０４Ｄ内への空気導入部として、中央円
孔０４ａと複数列（２列）の同芯円OP₁，OP₂上
に配設された多数の円孔０４ｂ……とを有するよ
うに構成され、一方、前記受座０４Ｂは、第９図
ロに示すように、主として前記弁室０４Ｄ内から
燃焼室０１への空気導出部としての機能を司る孔
として、複数列（２列）の同芯円OP₃，OP₄上に
配設された多数の円孔０４ｃ……と、前記燃焼室
０１から弁室０４Ｄ内への爆発燃焼ガス導入部と
して、中央円孔０４ｄと複数列（２列）の同芯円
OP₁′，OP₂′上に配設された多数の円孔０４ｅ…
…を有するように構成され、また、前記弁体０４
Ｅは、第９図ハに示すように、前記弁座０４Ａの
空気導入用円孔０４ａ，０４ｂ……、ならびに、
前記受座０４Ｂの爆発燃焼ガス導入用円孔０４
ｄ，０４ｅ……に対向ラツプする盲部分０４ｆ…
…と、前記受座０４Ｂの空気導出用円孔０４ｃ…
…に対向する開口部分０４ｇとを有するように構
成されている。尚、前記弁座０４Ａおよび受座０
４Ｂにおける０４ｈ……，０４h′……は夫々前記
連結部材０４Ｃ用の挿通孔である。

而して、燃焼室０１内での爆発燃焼サイクルの
繰返しに伴つて、弁体０４Ｅは弁室０４Ｄ内で前
後に往復移動して、前記弁座０４Ａの空気導入用
円孔０４ａ，０４ｂ……の閉塞・開放を繰返すの
であるが、弁体０４Ｅは、その逆流阻止作用時に
おいて、受座０４Ｂのガス導入用円孔０４ｄ，０
４ｅ……を介して燃焼室０１内からの強力な爆風
を受けて、弁座０４Ａに激しく衝突する。その
時、弁座０４Ａの空気導入用円孔０４ａ，０４ｂ
……に対向する弁体０４Ｅの盲部分０４ｆはそれ
ら空気導入用円孔０４ａ，０４ｂ……内に入り込
むように変形し、各円孔０４ａ，０４ｂ……のエ
ツジに相当する部分において極めて強い剪断力を
受ける。そして、このような現象は爆発燃焼サイ
クル毎に繰返される（一般に60〜70回／分）の
で、弁体０４Ｅは早期のうちに破れたり穴が開い
たりして、その逆流阻止機能を損なつてしまい易
いのである。

そして、本考案者は、かかる問題を解決すべ
く、幾多の実験研究を行なつた結果、下記のよう
な知見を得るに至つた。

即ち、従来は、弁体０４Ａの空気導入部として
できるだけ大きな開口面積を確保するために、そ
の空気導入用の円孔０４ａ，０４ｂ……を、可及
的に大直径にすると共に多数設ける必要があるこ
とから、第１０図に示すように、弁座０４Ａの各
円孔０４ｂ……と、弁体０４Ｅの盲部分０４ｆ…
…の縁部との距離（）が小さくならざるを得な
かつたために、特にこの部分における破損が著し
い、ということである。

本考案は、上記実情に鑑みてなされたものであ
つて、その目的は、弁座の空気導入部として十分
な大きさの面積を有する開孔を形成しながらも、
弁体が弁座にその孔を閉塞すべく接当する際に、
弁体の空気導出用孔の近くで強度の低い部分にお
ける集中応力を減小できるようにして、弁体の耐
久性向上を図ることを目的とする。

以下、先ず本考案の実施例を図面（第１図〜第
７図）に基いて説明する。

第１図に示すように、起動用点火プラグ１０を
有する爆発燃焼室１の上流側に、電動フアン２を
備えた燃焼用空気供給路３を、該燃焼室１からの
爆発燃焼ガスの逆流を阻止するためのエアフラツ
パーと呼ばれる弁機構４を介して連設すると共
に、前記逆流阻止用弁機構４の直下流側に燃焼ガ
スデイストリビユータ５を設け、かつ、そのガス
デイストリビユータ５に燃焼室１からの爆発燃焼
ガスの逆流を阻止するためのガスフラツパーと呼
ばれる弁機構６を介して流量調節弁７を有する燃
焼ガス供給路８を連設し、一方、前記爆発燃焼室
１の下流側には、爆発燃焼ガスをその爆発力によ
り燃焼室１から排出させる排気路９形成する直管
状テイルパイプを連設し、もつて、パルス燃焼装
置を構成してある。

前記燃焼用空気供給路３に対する逆流阻止用弁
機構４は、弁座４Ａと受座７Ｂとを連結部材４Ｃ
……により適当距離隔てた状態で連結すると共
に、その両者４Ａ，４Ｂ間の弁室４Ｄ内に弁体４
Ｅを介装し、かつ、前記受座７Ｂの直下流側に位
置させて連結部材４Ｆ……により爆風緩和板４Ｇ
を前記弁座４Ａに連結固定して構成してある。

次に、上記パルス燃焼装置の動作について説明
する。

起動時に、電動フアン２を作動させて、燃料ガ
スと燃焼用空気を適当混合比で燃焼室１に供給
し、かつ、点火プラグ１０により燃焼室１内で爆
発を生じさせる。すると、前記燃焼室１内でのガ
ス−空気混合気の爆発燃焼後における燃料ガスの
排出動慣性に基づいて燃焼室１内に発生する負圧
吸引力を利用して、燃料ガスおよび燃焼用空気を
前記逆流阻止用弁機構４，８を介して該燃焼室１
内に適当量づつ流入混合させると共に、排出燃焼
ガスの一部を前記排気路９から該燃焼室１内に逆
流させることにより、その逆流燃焼ガスの保有熱
をもつて再びガス−空気混合気を爆発燃焼させ
る、という爆発燃焼サイクルが連続的に繰返され
るのである。尚、電動フアン２及び点火プラグ１
０の作動は、パルス燃焼が安定すれば停止させ
る。

本考案によるパルス燃焼装置は、例えば流体中
に排気路９を構成するテイルパイプ等を位置させ
て流体を加熱する等の各種加熱目的、あるいは、
排気エネルギーを利用する目的等に利用できる。

前記弁座４Ａは、第２図イ，ロに示すように、
前記空気供給路３から弁室４Ｄ内への空気導入部
として、ひとつの中央円孔４ａと、比較的広い間
隔をもつて定められた複数列（３列）の同芯円
P₁，P₂，P₃上に、夫々複数個（３個）に分割さ
れた部分円弧形状で比較的幅狭の長孔４ｂ……を
穿設した円板から成る。図中、４ｃ……は前記連
結部材４Ｃ……を挿通するための小円孔、４ｄ…
…は前記連結部材４Ｆ……を挿通するための円
孔、そして、４ｅ……は、第１図には図示を省略
しているが、前記弁体４Ｅを摺動自在に支持する
ための細棒を挿通するための小円孔である。

前記受座４Ｂは、第３図イ，ロに示すように、
前記燃焼室１から弁室４Ｄ内への爆発燃焼ガス導
入部として、ひとつの中央円孔４ｆと、前記弁座
４Ａにおける同芯円P₁，P₂，P₃に対向する（即
ち夫々同径同位相の）複数列（３列）の同芯円
P₁′，P₂′，P₃′上に、夫々複数個（３個）に分割
された部分円弧形状で比較的幅狭の長孔４ｇ……
を穿設すると共に、主として前記弁座４Ｄ内から
燃焼室１への空気導出部としての機能を司る孔と
して、前記同芯円P₁′，P₂′の中間およびP₂′，
P₃′の中間に定められた複数列（２列）の同芯円
P₄，P₅上に、夫々複数個（３個）に分割された
比較的幅狭の長孔４ｈ……を穿設した円板から構
成されている。

なお、前記爆発燃焼ガス導入用長孔４ｇ……
と、空気導出用長孔４ｈ……の円上での分割箇所
は、最大限にずらせてある。図中、円板周部に形
成された突起部分４ｉ……に設けられた小円孔４
c′……は、前記弁座４Ａにおける小円孔４ｃ……
に対向するものであり、そして、他の小円孔４
e′……は前記弁座４Ａにおける小円孔４ｅに対向
するものである。

前記弁体４Ｅは、第４図イ，ロに示すように、
前記弁座４Ａの空気導入用中央円孔４ａおよび長
孔４ｂ……、ならびに、前記受座４Ｂの爆発燃焼
ガス導入用中央円孔４ｆおよび長孔４ｇ……に対
向ラツプする盲部分４ｊ……と、前記受座４Ｂの
空気導出用長孔４ｈ……に対向する長孔状開口部
分４Ｋ……とを有し、かつ、可撓性ないしは弾性
を有する円板状薄膜体で構成されている。図中、
小円孔４e″……は前記弁座４Ａおよび受座４Ｂに
おける小円孔４ｅ……に対向するものである。

前記爆風緩和板４Ｇは、第５図イ，ロに示すよ
うに、前記弁体４Ｅの長孔状開口部分４ｈ……お
よび、前記受座４Ｂの空気導出用長孔４ｈ……に
対向する長孔状開口部分４ｌ……と、前記弁座４
Ａにおける円孔４ｄ……に対向する円孔４d′……
と、その他の盲部分４ｍ……から成る。

第６図イ，ロ，ハ，ニは別実施例の弁座４Ａ受
座４Ｂ、弁体４Ｅ、爆風緩和板４Ｇを示し、各長
孔４ｂ……，４ｇ……，４ｈ……、ならびに長孔
状開口部４ｈ……、４ｌ……を直線状長孔に構成
すると共に放射状に配置したものである。なお、
この図面では、前述の実施例におけると同様の機
能を有するものに、夫々、同じ符号を付してあ
る。

なお、前記第２図イ、第３図イ、第４図イ、第
５図イおよび第６図イ，ロ，ハ，ニにおいて、各
部材４Ａ，４Ｂ，４Ｅ，４Ｇの盲部分と孔部ある
いは開口部との区別を理解し易くするために縦断
面図を用いたが、これら図面からハツチングを除
けば通常の正面図となる。

以上要するに、本考案によるパルス燃焼装置
は、弁体４Ｅをその上流側の弁座４Ａと下流側の
受座４Ｂとの間に往復動自在に設け、前記弁体４
Ｅで開閉される複数の孔４ｂを前記弁座４Ａに形
成し、前記弁座４Ａで開閉される開口部分４Ｋを
前記弁体４Ｅに形成し、前記弁体７Ｅの開口部分
４Ｋに連通させる空気導出用孔４ｈ、及び、前記
弁体４Ｅで開閉される爆発燃焼ガス導入用孔４ｇ
を前記受け座４Ｂに形成した燃焼用空気供給路３
の逆流阻用止弁機構４において、前記弁座４Ａの
孔４ｂを長孔に形成したことにあり、その作用効
果は次のとおりである。

つまり、弁座４Ａの孔４ｂを長孔にすると、前
述の従来技術のように円孔にするよりも、孔４ｂ
の必要総開口面積を確保しながら、弁座４Ａの孔
間隔を大きくできる。

換言すれば、弁座４Ａの盲部分を広くでき、そ
の広い盲部分で弁体４Ｅの開口部分４Ｋを閉塞さ
せることができるから、その閉塞状態で弁座４Ａ
の孔４ｂと弁体４Ｅの開口部分４Ｋの距離を、前
述の従来技術よりも大にできる。

したがつて、弁座４Ａに弁体４Ｅが衝突した
時、弁座４Ａの孔４ｂのエツジに起因する応力集
中が、前述の従来技術よりも弁体４Ｅの開口部分
４Ｋから遠い部分で発生し、弁体４Ｅの開口部分
４Ｋに近い弱い部分での集中応力を十分に減小で
き、弁体４Ｅの弁座４Ａとの衝突による破損を十
分に抑制でき、弁体４Ｅの耐久性向上を十分に図
れる。

また、燃焼用空気吸入時には、十分に開口面積
の大きい弁座４Ａの長孔４ｂを通して、かつ、弁
体４Ｅの開口部分４Ｋと受座４Ｂの空気導出用孔
４ｈを利用して、十分量の燃焼用空気を供給でき
る。

その結果、燃焼用空気供給性能において優れた
ものであり、しかも、弁体の耐久性において一段
と優れた逆流阻止用弁機構４によつて、良好なパ
ルス燃焼を長期にわたつて維持できる、一段と高
性能なパルス燃焼装置を提供できるようになつ
た。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図イ，ロ，ハ，ニは本考案に
よるパルス燃焼装置の実施例を示し、第１図は概
略縦断面図、第２図イは弁座の縦断面図、第２図
ロは第２図イの−線断面図、第３図イは受座
の縦断面図、第３図ロは第３図イの−線断面
図、第４図イは弁体の縦断面図、第４図ロは第４
図イの−線断面図、第５図イは爆風緩和板の
縦断面図、第５図ロは第５図イの−線断面
図、そして、第６図イ，ロ，ハ，ニは、夫々、別
実施例に係る弁座、受座、弁体、爆風緩和板の縦
断面図である。また、第７図イ，ロは本考案の作
用効果を説明するのに用いる正面図である。そし
て、第８図ないし第１０図は従来構成のパルス燃
焼装置を示し、第８図は概略縦断面図、第９図
イ，ロ，ハは、夫々、弁座、受座、弁体の縦断面
図、そして、第１０図は従来構成のものの問題点
を説明するに用いる正面図である。１……爆発燃焼室、３……燃焼用空気供給路、
４，６……逆流阻止用弁機構、８……燃焼ガス供
給路、９……排気路、４Ａ……４の弁座、４Ｅ…
…４の弁体、４ｂ……長孔。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】爆発燃焼室１の上流側に、該燃焼室１からの
爆発燃焼ガスの逆流を阻止するための弁機構
４，６を介して、燃焼用空気供給路３および燃
料ガス供給路８を連設し、かつ、前記爆発燃焼
室１の下流側に、爆発燃焼ガスをその爆発力に
より該燃焼室１から排出させる排気路９を連設
して、前記爆発燃焼室１内でのガス−空気混合
気の爆発燃焼後における燃焼ガスの排出動慣性
に基づいて発生する吸引力を利用して、燃料ガ
スおよび燃料用空気を該燃焼室１内に流入混合
させると共に、排出燃焼ガスの一部を前記排気
路９から該燃焼室１内に逆流させることによ
り、その逆流燃焼ガスの保有熱をもつてガス−
空気混合気を爆発燃焼させる、という爆発燃焼
サイクルを連続的に繰り返すように構成し、前記燃焼用空気供給路３に対する逆流阻止用
弁機構４を形成するに、弁体４Ｅをその上流側
の弁座４Ａと下流側の受座４Ｂとの間に往復動
自在に設け、前記弁体４Ｅで開閉される複数の
孔４ｂを前記弁座４Ａに形成し、前記弁座４Ａ
で開閉される開口部分４Ｋを前記弁体４Ｅに形
成し、前記弁体４Ｅの開口部分４Ｋに連通させ
る空気導出用孔４ｈ、及び、前記弁体４Ｅで開
閉される爆発燃焼ガス導入用孔４ｇを前記受け
座４Ｂに形成したパルス燃焼装置であつて、前記弁座４Ｅの孔４ｂを長孔に形成してある
パルス燃焼装置。前記弁座４Ａの長孔４ｂを、複数の同芯円上
に配置し、かつ、部分円弧形状に形成してある
実用新案登録請求の範囲第項に記載のパルス
燃焼装置。前記弁座４Ａの長孔４ｂを、直線形状に形成
して放射状に配置してある実用新案登録請求の
範囲第項に記載のパルス燃焼装置。