JPH01277103A - パルス燃焼器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、貯湯式給湯器等の加熱源に用いて効果的な
パルス燃焼器に関する。

〔従来の技術〕

燃料ガスと燃焼用空気との混合気を燃焼室へ送給して脈
動的な爆発燃焼をく夛返して継続燃焼するパルス燃焼器
において、従来は、たとえば、第を図にポケｎでいるよ
うに、燃焼室（図示せず２とフレームトラップ（２７を
介して連通嘔れている混合Ｍ　（８１にガスチャンバー
αＯｙから導出せるガスノズル台（１１ｆの先端に一体
形成せるガスデイ、ストリビュータ（４１を突出して臨
設ぜしめ、該ガスディストリビユータ（４７の先端周壁
にノズル孔（５ｒを穿ち、ガスノズル台（１１ｒの基端
部にはガス逆流防止弁（Ｖｌｆを設け、かつ、空気逆流
防止弁（’／ｄのエアーグレー）　（＋７７にガスノズ
ル台Ｉｗを支持せしめた構造となっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のパルス燃焼器にｂっでは、混合室（３ｒに突出し
ているガスディストリビユータ（４７’がガスノズル台
αびと一体に形成され、しがち、ノズル孔（５ｒはその
先端８壁に穿たｎているにすぎないがら、ガスディスト
リビユータ（４ｒのノズル孔（５ｒの方向とガスディス
トリビユータ（４ｒの混合ｚ　＜ｓｒへの突出量は固定
的で加減することはできない。したがって、特に、水素
成分の多い都市ガス（たとえば、６ａ１ｊＯ等ン等のよ
うに燃焼速度が速く引火性の高いガスでは、フレームト
ラッ１（２ｒの手前の混合室（８ｒで燃料ガスと燃焼用
空気を混合しｌｏＯ％予混合予混合式台気を７レームト
ラツ７”　（２７”を介して燃焼室へ送気せしめた場合
、燃焼炎がフレームトラップ（２ｒに入シ、いわゆる、
バツクファイヤー現象を惹起して燃焼範囲を狭めたシ、
フレームトラッ１（２γの出口近くで拡散燃焼を起しや
すいため安定した連続燃焼が得らｎないなど燃焼速度の
異なる多種類のガスに対応できないものでめった。

この発明は、従来の技術の有する問題点に鑑みてなきｎ
たちのでろシ、その目的とするところは、ガスディスト
リビユータのノズル孔の方向とガスディストリビユータ
の混合室への突出量とを刀ｎ滅Ｔ　ルコとによって燃焼
速度の異なる多種類のガスに対応できるパルス燃焼器を
提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、この発明におけるパルス燃
焼器は、燃料ガスと燃焼用空気との混合気を燃焼室へ送
給して脈動的な爆発燃焼をくフ返して継続燃焼するパル
ス燃焼器において、請求項１の発明は、燃焼室とフレー
ムトラップを介して連通せる混合室への燃料ガス供細目
にノズル孔を有するガスディストリビユータを混合室内
に突出して設け、該ガスデイ、Ｘ）リビュータのノズル
孔の方向とガスディストリビユータの混合室への突山麓
とをＢ０減して燃焼速度の異なる多種類の燃料ガスに対
応可能としたものでるる。

請求項２の発明は、上記ガスディストリビユータの先淘
と燃焼室の入口に備えたフレームトラッ１との間に間隙
を設けるとともに、ガスディストリビユータのノズル孔
をその突出方向と直角方向に穿設せしめて、燃料ガスと
燃焼用空気を１００％予混合した後燃焼室へ送給可能と
したものでろる。

請求項３の発明は、上記ガスディストリビユータの光漏
と燃焼室の入口に備えたフレームトララフ”との間に間
隙を設けるとともに、ガスディストリビユータのノズル
孔をその突出方向及び突出方向と直角方向に穿設せしめ
て、燃料ガスと燃焼用空気を一部予混合した後燃焼室へ
送給可能とじ九ものである。

Ｉた、請求項ｔの発明は、上記ガスディストリビユータ
の先端を燃焼室の入口に備えたフレームトラップに当接
し、かつ、光漏筒部を薄肉細径にするとともに、該光漏
筒部より離間した隔壁にその突出方向に向いたノズル孔
を穿設ぜしめて・燃料ガスと燃焼用空気を各別に燃焼室
へ送給可能とし念ものである。

烙らに、請求項５の発明は、先端部のノズル孔を含むガ
スディストリビユータを脱着目出に設けて、ガス種に対
応するガスディストリビユータに取替え可能としたもの
でめる。

尚、混合室への燃料ガス供給経路と空気供給経路には、
−船釣には爆発燃焼時の排気の逆流を防止するためのガ
ス逆流防止弁、空気逆流防止弁を設けているが、これら
は他の手段によって省略することもでき、必ずしも実施
例に限定されるものではない。

〔作　　用〕

上記のように構成さｎたこの発明のパルヌ燃焼器は、ガ
スディストリビユータのノズル孔の方向とガスディスト
リビユータの混合室への突出量とを加減することによっ
て燃焼速度の興なる多種類の燃料ガスに対応することが
できるものでるる。

たとえば、プロパン、ブタン系のように比較的燃焼速度
の遅い燃料ガスの場合は請求項λの発明のように燃料ガ
スと燃焼用空気ご混合室でｌｏＯ％予混合した後燃焼室
へ送給するのがよ（、丁た、天然ガス系のようにやや燃
焼速度の速い燃料ガスにあっては、請求項３の発明のよ
うに燃料ガスと燃焼用空気の一部２混合室で予混合した
後燃焼室へ送給するのがよい。妊らに、水素系ガスのよ
うに非常に燃焼速度の速い燃料ガスの場合は、請求項ｔ
の発明のように燃料ガスと燃焼用空気乙各別に燃焼室へ
送給して全く予混合しないのがよい。

上記燃焼速度の異なる多種類の燃料ガスに対応するガス
ディストリビユータのノズル孔の方向と混合室への突出
量の加減は、請求項５の発明のようにそｆｉ−５ｆｉの
ガス種に対応するノズル孔を含むガスディストリビユー
タに取替えるだけで対処しつる。

ここに、燃焼速度とは、ガス成分のうち水素系の含有量
の大小によりその燃焼性能を異にする性質をいい、通常
燃焼速度係数ＯＰ値で表わし、ＯＰ値が２０−／１０の
範囲のガスが現在一般に使用さｎている。

〔実　施　例〕

以下この発明によるパルス燃焼器の実施例について図面
を参照して説明する。

第１図はこの発明によるパルス燃焼器の全体を示した断
面図でろって、（１）は燃焼室で、中心面に沿った断面
では円形の空洞を有する燃焼室となっておシ、該燃焼室
に円形空洞の接線方向から混合気を流入させる混合気流
入口（１ａ）と混合気の流入面と直角方向に燃焼排気ガ
スを流出させる排気ガス流出口（１ｂ）を設けた構成と
なっておシ、前記混合気流入口（１ａＪには燃焼炎が該
流入口（１＆）へ回シ込むのを防ぎ、混合気の燃焼室（
１）への流入を促進するための燃焼室ヘッド（ノズル管
）（））を燃焼室（１）にその先端吐出口＜７＆）’ｆ
：若干臨ませて設けている。（２）は上記給焼Ｍ（１）
の混合ｉ流入口（ｌａ）の手前に設けたフレームトラッ
プで、耐熱多孔板で構成さｎ、混合室体囚に固定嘔ｎで
いる。（３）は上記フレームドラッグ（２）の手前に設
けた混合室で、混合室体囚に形成さｎ１該混合室（３）
は燃焼室（１）とフレームトラップ（２）を介して連通
さｎている。また、該混合室（３）にはメインノズル（
３）を備えたガス導入管（９）→ガスチャンバーαす→
ガス逆流防止弁（ｖｌ）−ガスノズル台（１υ→ガスデ
イヌトリビユータ（４）の燃料ガス供給経路と、鞄気用
プロア■→給気チャンバー（財）→空気逆流防止弁Ｃ’
ｌｚ）の燃焼用空気供給経路が接続連通嘔ｎでいる。ガ
ス逆流防止弁（ｖｌ）は微小間［，１隊Ｂ存して相対向
する弁座Ｃ１８１、（１４Ｊ間にガス７ラツバーバル１
ｃＬ９Ｔｔ介装し該ガス７ラツパーバルグ（ロ）が燃焼
時の圧力差のみによシ弁座（ロ））、に）間を自から往
復衝接して混合室（３）への燃料ガスの給断をｌサイク
ルごとに確実に行う構造となっておシ、燃料ガスの均圧
化を図るガスチャンバー（至）の−側に突設したガス導
出短筒α６）の先端部にノズル筒（１６ａＪを介して設
けらｎ、ガス導出短筒０句に被着固定して接続ぜるガス
ノズル台（６）の基端部に内蔵式れているｏ　”Ｅ　ｆ
を空気逆流防止弁（％Ｊは微小間隙を存して相対向する
エアール−トαηとバック７”ｔ、−）μｓ）間にエア
ー７ラツパーバルグ０９）　を介装し該エアー７ラツパ
ーバルブ（至）が燃焼時の圧力差のみにより９両プレー
ト（５）、Ｑ８］ｆ！ｌＴｔ自から往復衝接して混合室
（３）への燃焼用空気の粕、断をｌサイクルごとに確実
に行う構造となっており、混合室（３）内の端部に設け
らｎている。

（４）はガスディストリビユータで、混合室（３）内に
突出してガスノズル台（６）の先端部にその脱着が１田
に行えるよう止めねじ陣により固定されている。

（５）は上記ガスディストリビユータ（４）に穿つ九ノ
ズル孔で、該ノズル孔（５）の方向とガスディストリビ
ユータ（４）の混合室（３）への突出倉とを、たとえば
、後述する各々の具体的手段をもって加減し燃焼速度の
異なる多種類の燃料ガスに対応可能となすものである。

なお、ガスノズル台（６）の先端部は上記混合室体囚に
その取付座ン］Ｊをポル）　（２１ａ、ｌで締付は固定
した複数の支持アーム■により所定恒量に強固に保持さ
ｎている。轍は支持アーム＠に穿った通孔である。また
、上記ガス導入管（９）、ガスチャンバー（ホ）、ガス
ノズル台間、支持アーム＠、混合呈体囚は給気チャンバ
ー（財）内に設けられている。したがって、空気逆流防
止弁ｆｆｄによる燃焼用空気の供給は均圧化でｎた給気
チャンバー０２ノ内の空気が該空気逆流防止弁Ｗ）を介
して取入ｎらｎるものでるる。（至）は給気チャンバー
０２１の上下壁に入ｎた砂層で、防振効果を高めるため
のものである。また、（２）は点火栓でるる。

次に、燃焼速度の異なる多種類の燃料ガスに対応させる
ノズル孔（５）の方向とガスディストリビユータ（４）
の混合室（３）への突出ｉｉを加減する具体的手段とし
ては第２図及び第３図に示した請求項２記載の発明の実
施例にろっでは、ガスディストリビユータ（４）の先端
面（４ａＪと燃焼室（１）の混合気流入口（１＆）の手
前に設けたフレームトラン１（２）の内端面（２ａＪと
の間に予め決めらｎた一定のｆｓｌｉ隙（ａ）を設けて
その突出量を設定するとともに、ガスディストリビユー
タ（４）のノズル孔（５）はその先端周壁にその突出方
向と直角方向に向けて複数個等間隔を存して穿設ぜしめ
ている。

また、第≠交及び第５図に示した請求項３記載ノ発明の
実施例は、ガスディストリビユータ（４）の先端筒（４
ａ）と燃焼室（１ンの混合気流入口（１＆）の手前に設
けたフレームトラップ（２）の内端面（２＆）との間に
予め決めらｎた一定の間ａｔｔａ）を設けてその突出量
を設定するとともに、ガスディストリビユータ（４）の
ノズル孔（５）はその先端壁にその突出方向に向けて複
数個を同一円周上に等８隔を存して芽ち、先端周壁には
その突出方向と直角方向に向けて複数個を等間隔を存し
て穿設ぜしめている。

嘔らに、第６図及び第７因に示した請求項１記載の発明
の実施例では、ガスディストリビユータ（４）の先端部
に薄肉細径の筒５（４ｂ）′ｆ：設け、該筒部（４ｂＪ
の海面を燃焼室（１）の混合気流入口（ｌ幻の手前に設
けたフレームトラップ（２）の内端面（２＆Ｊに当接し
、かつ、先端筒部（４ｂ）より離間した隔壁（６ンにそ
の突出方向に向いた複数個のノズル孔（５）を同一円周
上に等間隔を存して穿設せしめている０嘔らには、請求
項５記載の発明の実施例は、上記請求項／からｔに記載
１ｎた発明におけるガスディストリビユータ（４）の先
端部に穿ったノズル孔（５）を含むガスディストリビユ
ータ（４）をガスノズル台αυの先端に形成せる短筒部
（至）にガスディス）　ＩＪピユータ（４）の基端部を
嵌めつけてその細心を保つとともに、ガスノズル台（６
）の中心に設けた凸部＠にスペーサｃＡを介して止めね
じ陵を螺挿せしめて締付は固定せしめている。

上記構成において、パルス燃焼器の脈動的な爆発燃焼は
、たとえば、請求項２に記載した発明の場合、ガス導入
管（９）からメインノズル（３）を介してガスチャンバ
ー（至）に供給され、ガスチャンバー（１０１で均圧化
嘔ｎてガス逆流防止弁ｃＪＸ）→ガスノズル台（ＩＪＪ
→ガスディストリビユータ（４）のノズル孔（５ンを経
て混合室（８〕に供給される燃料ガスと、給気用プロア
いから給気チャンバー叫に供給さｎ１給気チヤンバー幹
ｊで均圧化されて空気逆流防止弁（Ｖ２Ｊを経て混合室
（３）に供給さｎる燃焼用空気とが、混合室（８〕で混
合さｎ、燃焼初期においてはこの混合気の燃焼室（１）
への強制送給と点火栓（２）による強制潜入のもとに爆
発燃焼するが、漸次経過後、給気用プロア■の回転を停
止し、点火栓（至）からのスパークも停止せしめて以後
はその負圧による自己吸入と燃焼室（υの加熱昇温等に
よる自己潜入のもとに給気、爆発燃焼、膨張、排気のサ
イクルご、たとえば、１秒間ににＯ〜７００回程度くり
返しながら連続的に自燃焼し、その燃焼排気ガスは／サ
イクルごとに燃焼室（１）の排気ガス流出口（ｔｂ）に
接続ぜるテールパイプ（図示せずンに導かｎるという燃
焼方式のもとに高負荷燃焼性及び高熱伝導性等の特長を
もった燃焼を行うものでるる。

そこで、請求項／記載の発明にあっては、ガスディスト
リビユータ、（４）のノズル孔（５）の方向とガスディ
ストリビユータ（４）の混合室（３）への突出量とを使
用ガス種に適合すべく加減せしめることによシ燃焼速度
の興なる多種類の燃料ガスに対応できる。

その具体的手段として請求項２記載の発明はガスディス
トリビユータ（４）の先端面（４ａ）と燃焼室（１）の
混合気流入口（１＆Ｊの手前に設けたフレームトラップ
（２）の内端面（２ａ）との間に予め決めらｎた一定の
間隙Ｃ＆）を設けてその突出量を設定し、ガスディスト
リビユータ（４）のノズル孔（５）はその先端周壁にそ
の突出方向と直角方向に向けて複数個等間隔を存して穿
ったから燃料ガスと燃焼用空気とが混合室（３）で１０
０％予混合嘔ｎた後燃焼室（１）へ送給嘔ｎるため、次
とえは、１０パン、ブタン系のように比較的燃焼速度の
遅い燃料ガス（ｏｐ値が約ｑｊを中心とした範囲のガス
フに対応する。また、請求項３記載の発明はガスディス
トリビユータ（４）の先端面（４ａ）と燃焼Ｍ（１）の
混合気流入口（１ａ）の手前に設けたフレームトラップ
（２）の内鴻面（２ａ）との間に予め決めらｎた一定の
１ａＢ（ａＪを設けてその突出量を設定し、ガスデイ７
）リビュータ（４）のノズル孔（５）はその先端壁にそ
の突出方向に向けて複数個を同一円周上に等間隔に穿つ
とともに、先端周壁にはその突出方向と直角方向に向け
た複数個を等間ｇＩＩＴｒ：存して芽ったから燃料ガス
と燃焼用空気の一部だけが混合室（３）で予混合さｎた
後燃焼室（１）へ送給さｎるため、たとえば、天然ガス
系のようにやや燃焼速緻の速い燃料ガス（ｏｐ値が約５
３を中心とした範囲のガスＪに対応する。さらに、請求
項ダ記載の発明ではガスディストリビユータ（４）の薄
肉細径の先端筒部（４ｂ）の端面をフレームトラップ（
２）の内端面（２＆Ｊに当接し、かつ、隔壁（６）にそ
の突出方向に向いた複数個のノズル孔（５）を同一円周
上に等間隔を存して穿ったから、燃料ガスと燃焼用空気
とは各別に燃焼室（１）へ送給され燃焼室（１）内で混
合さｎて燃焼するため、たとえば、水素系のように燃焼
速度が非常←速い燃料ガ３（υ値が約ωを中心とした範
囲のガスフに対応する。さらには、請求項５記載の発明
にろっでは、ガスディストリビユータ（４）が止めねし
陵を外すだけで容易に取替え可能となっているので、予
め作られたガス種に適合するガスディストリビユータ（
４）への取替えができる。なお、長嘔の異なるヌペーサ
＠を用いｎばガスディストリビユータ（４）の突出寸法
の微調整が可能である。

〔発明の効果〕

この発明は、上記構成としたから、次のような効果を奏
する。

請求項／のパルス燃焼器においては、燃料ガス供給経路
のガス逆流防止弁から混合室に至る間にガスデイヌトリ
ビュータビ混合至内に突出して設ケ、該ガスディストリ
ビユータのノズル孔の方向とガスディストリビユータの
混合室への突出量とを加減することにより燃焼速度の異
なる多種類の燃料ガスに対応できるため、従来のように
バツクファイヤー現象、拡散燃焼等は惹起せず、常時安
定した連続巻が得らｎる。

請求項２のようにガスディストリビユータのノズル孔の
方向と突出量との関係をノズル孔はその突出方向と直角
方向に穿ち、突出量はフレームトラッ１との間に一定の
間隙Ｂ存した突出量となして燃料ガスと燃焼用空気が混
合室で１００％予混合式ｎ′ｆｃ後燃焼室へ送給さｎる
ように設けたので、たとえば、アロパン、ブタン糸のよ
うに比較的燃焼速度の遅い燃料ガスの場合に対応する。

請求項３のようにガスディストリビユータのノズル孔の
方向と突出量との関係をノズル孔はその突出方向及び突
出方向と直角方向に穿ち、突出量はフレームトラップと
の間に一定の間隙を存した突出量となして燃料ガスと燃
焼用空気の一部だけが混合室で予混合式ｎた後燃焼至へ
送給式ｎるように設は九ので、たとえば、天然ガス系の
ように夕や燃焼速度の速い燃料ガスの場合に対応する。

請求項ｔのようにガスディストリビユータのノズル孔の
方向と突出量との関係を突出量は薄肉細径の先端局部を
フレームトラップに当接して燃料ガスと燃焼用空気を区
画し、ノズル孔は隔壁にその突出方向に向けて芽も、燃
料ガスと燃焼用空気を格別に燃焼室へ送給するように設
けたので、たとえば、水素系のように燃焼速度の非常に
速い燃料ガスの場合に対応する。

なお、先端筒５（４ｂ）は薄肉細径となしたから、燃料
ガスと燃焼用空気の混合帯を減少し、しがも、燃焼用空
気の給気時の流ｎ（第６図の矢印す参照）をヌムーヌに
する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるパルス燃焼器の実施例１示した
全体断面商、第２図は請求項２の発明の実施例を示した
断面図、第３図はそのガスディストリビユータだけの一
部切欠側面図、第弘図は請求項３の発明の実施例を示し
た断面図、第５図はそのガスディストリビユータだけの
一部切欠側面図、第６図は請求項ｔの発明の実施例を示
した断面図、第７図はそのガスディストリビユータだけ
の一部切欠側面図でるる。また、第ｒ図は従来例を示し
た断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、燃料ガスと燃焼用空気との混合気を燃焼室（１）へ
   送給して脈動的な爆発燃焼をくり返して継続燃焼するパ
   ルス燃焼器において、燃焼室（１）とフレームトラップ
   （２）を介して連通せる混合室（３）への燃料ガス供給
   口にノズル孔（５）を有するガスディストリビュータ（
   ４）を混合室（３）内に突出して設け、該ガスディスト
   リビュータ（４）のノズル孔（５）の方向とガスディス
   トリビュータ（４）の混合室（３）への突出量とを加減
   して燃焼速度の異なる多種類の燃料ガスに対応可能とし
   たことを特徴とするパルス燃焼器。 ２、ガスディストリビュータ（４）の先端と燃焼室（１
   ）の入口に備えたフレームトラップ（２）との間に間隙
   （ａ）を設けるとともに、ガスディストリビュータ（４
   ）のノズル孔（６）をその突出方向と直角方向に穿設せ
   しめて、燃料ガスと燃焼用空気を１００％予混合した後
   燃焼室へ送給可能とした請求項１記載のパルス燃焼器。 ３、ガスディストリビュータ（４）の先端と燃焼室（１
   ）の入口に備えたフレームトラップ（２）との間に間隙
   （ａ）を設けるとともに、ガスディストリビュータ（４
   ）のノズル孔（５）をその突出方向及び突出方向と直角
   方向に穿設せしめて、燃料ガスと燃焼用空気を一部予混
   合した後燃焼室へ送給可能とした請求項１記載のパルス
   燃焼器。 ４、ガスディストリビュータ（４）の先端を燃焼室（１
   ）の入口に備えたフレームトラップ（２）に当接し、か
   つ、先端筒部（４ａ）を薄肉細径にするとともに、該先
   端筒部（４ａ）より離間した隔壁（６）にその突出方向
   に向いたノズル孔（５）を穿設せしめて、燃料ガスと燃
   焼用空気を各別に燃焼室（１）へ送給可能とした請求項
   １記載のパルス燃焼器。 ５、先端部のノズル孔（５）を含むガスディストリビユ
   ータ（４）を脱着自由に設けて、ガス種に対応するガス
   ディストリビュータ（４）に取替え可能とした請求項１
   、２、３及び４記載のパルス燃焼器。