JPH01306706A - パルス燃焼器のデイスク式振動弁 - 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、パルス燃焼器のディスク式振動弁に関する
。

［従来の技術］ 燃料ガスと燃焼用空気の混合気を燃焼室へ送給して脈動
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
おいては、燃焼室と連設せる混合室への燃料ガスの給断
を行うディスク式振動弁と燃焼用空気の給断を行うディ
スク式振動弁は高温高圧下で高速開閉されるため、特に
、高温高圧に曝されてその損耗が著しく、振動的弁作用
等による衝撃疲労と相まって早期に破壊されてしまうこ
とが多い、しかし、従来のディスク式振動弁は微小間隙
を存して相対向する弁シートに多数の真円状の礼を穿っ
て予め決められた一定の開口面積を有する弁孔を形成し
、該弁シート間にガラス繊維等による薄形ディスク弁を
往復衝接可能に配設しているのが一般的であり、また、
たとえば、実開昭５３−１０６５１０号公報に示されて
いるように、オートバイ等の２サイクルエンジンのリー
ドバルブに関し、バルブ本体とガラス繊維、炭素繊維等
の耐熱性繊維からなる織布を単層あるいは複層に内在さ
せたフェノール樹脂、ボリミイド樹脂等のように弾性が
あり、かつ耐熱性のある樹脂等からなるリードバルブを
ストッパーとネジ等で一緒にバルブ本体に固着し、吸気
孔の孔口を塞いだ構造として、リードバルブ自身の弾性
によるシール性を有することにより耐久性を向上させた
もの等がある。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の技術における前者においては、給気圧と排気圧に
よる円滑確実な振動的弁作用を確保するためには弁孔を
構成する多数の真円状の孔の径を弁シートのスペースと
の関係もあって相当大きくする必要がある。したがって
、高温高圧に曝されて給、排気圧の差圧によって弁シー
トに衝接をくり返すこの種のディスク式振動弁にあって
は弁孔閉止時において薄形ディスク弁が径の大きい弁孔
内に喰い込むため弁孔周縁の角部によって薄形ディスク
弁が著しく損傷され、振動的弁作用により薄形ディスク
弁が受ける衝撃疲労と相まって薄形ディスク弁は早期に
破壊されてしまうという欠点があった。また、後者にお
いては、２サイクルエンジンのリードバルブであるから
７０°Ｃ〜９０℃に耐えうれば十分であり、リードバル
ブは開閉の都度その復元力に抗して屈曲されるためにパ
ルス燃焼器のような３００°Ｃ以上にもなる苛酷な条件
には到底耐えられないものである。

この発明は、従来の技術の有するかかる問題点に鑑みて
なされたものであり、その目的とするところは、薄形デ
ィスク弁の損傷をなくしてその耐久性を飛躍的に向上さ
せるとともに、屈曲応力を受けて疲労劣化するのを防い
でパルス燃焼特有の耐熱性、化学的安定性を高め、しか
も、非粘着性による弁シートに対する接離動作をも円滑
、確実として薄形、軽量であることと相まって的確なる
開閉動作が行いうるパルス燃焼器のディスク式振動弁を
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
焼器のディスク式振動弁は、燃料ガスと燃焼用空気の混
合気を燃焼室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、請求項１の発明は
上記燃焼室と連設した混合室への燃料ガス吸入口又は燃
焼用空気吸入口に多数の弁孔を備えた弁シートを微小間
隙を存して対設し、該弁シート間に炭素繊維の繊布等か
らなる芯材の外表面に弗素樹脂をコーティングして被覆
層を施した薄形ディスク弁を往復衝接可能に配設せしめ
てなるものである。そして、請求項２の発明は上記の相
対向する弁シートの一方の弁孔を細長形状とし、他方の
弁孔は丸形状とし、また、請求項３の発明では上記の相
対向する弁シートの弁孔の位相をずらせたものである。

［作　　　用１ パルス燃焼器は高温高圧下で薄形ディスク弁がパルス燃
焼における１サイクルごとに相対向する弁シートに衝接
して弁孔の高速開閉を行うものであるが、上記のように
構成されたこの発明によるディスク式振動弁の請求項１
の発明にあっては、薄形ディスク弁が屈曲応力を受けて
疲労劣化するのを防ぎ、耐熱性、化学的安定性を高め、
非粘着性及び軽量性と相まってその開閉動作が円滑、確
実に行いうるものであり、また、請求項２の発明は薄形
ディスク弁の弁孔に対する衝接幅が狭小であり、さらに
、請求項３の発明では相対向する弁孔への衝接位置が異
なるために薄形ディスク弁の変形量は極めて少なく、そ
の損傷は生じないものである。

［実　施　例］ 以下この発明の実施例について図面を参照して説明する
。

図面において、１はパルス燃焼器の燃焼室で、燃料ガス
と燃焼用空気の混合気を爆発燃焼させるためのものであ
って、中心面に沿った断面では円形の空洞を有する燃焼
室となっており、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１
ｂを設けた構成となっている。２は上記燃焼室１の手前
に設けた混合室で、燃料ガスと燃焼用空気を混合するた
めのもので、混合室体１１に形成され、該混合室２は燃
焼室１と燃焼室ヘッド１２及びフレームトラップ１３を
介して連通されている。燃焼室へラド１２は燃焼室１の
混合気流入口１ａにその先端吐出口１２ａを燃焼室１内
に若干臨ませて設けられ、燃焼炎の混合気流人口１ａへ
回り込むのを防ぎ、かつ、混合気の燃焼室１への流入を
促進する。ためのものであり、また、フレームトラップ
１３は混合室体１１に固定され、燃焼室１へ流入する混
合気の整流とバツクファイヤーを阻止するためのもので
、耐熱多孔板で構成されている。３は上記混合室２への
燃料ガス吸入口で、燃料ガス供給経路の混合室２に近い
部位に設けられている。燃料ガス供給経路はメインノズ
ル１４を備えたガス導入管１５→ガスンチヤンパー１６
→デイスク式振動弁ｖＩ→ガスノズル台１７→ガスディ
ストリビエータ１８の経路からなっており、後述の給気
チャンバー１９内に設置され、前記燃料ガス吸入口３を
ガスノズル台１７内に設けている。４は上記混合室２へ
の燃焼用空気吸入口で、燃焼用空気供給経路の混合室２
に近い部位に設けられている。燃焼用空気供給経路は給
気ブロアＦ→給気チャンバー１９→ディスク式振動弁Ｖ
。

の経路からなっており、前記燃焼用空気吸入口４を給気
チャンバー１９に開設せる混合室２の開口部に形成して
いる。

ディスク式振動弁Ｖ、、Ｖｔは燃料ガス吸入口３と燃焼
用空気吸入口４の双方に設けられ、請求項１の発明にあ
っては、微小間隙たとえば、１゜６５ｍを存して対設し
た多数の弁孔５．６を有する弁シート７．８間に炭素繊
維の織布等からなる芯材９の外表面に弗素樹脂等をコー
ティングして被覆層１０を施した薄形ディスク弁■（厚
さがたとえば０．４■）を往復衝接可能に配設せしめた
もので、以下、燃焼用空気の給断に供するディスク式振
動弁Ｖ！を例にとって説明すると、第２図ないし第５図
に示した実施例は、燃焼用空気吸入口４に設けた一方の
弁シート７、すなわち、一連のエアープレート７に複数
個のディスク式振動弁■８を同一円周上に等間隔を存し
て配設せしめたもので、他方の弁シート８は各個にバッ
クプレート８をもって形成され、両弁シート７．８はス
ペーサを兼ねた取り付は螺杵２０により一定の微小間隙
（１，６５ｍｍ）を保持して対設されている。また、第
６図ないし第９図に示した実施例では、燃焼用空気吸入
口４に設けた一連のエアープレート７からなる一方の弁
シート７と一連のバックプレート８からなる他方の弁シ
ート８とをスペーサを兼ねた取り付は螺杵２１により一
定の微小間隙（１，６５ｍ　）を保持して対設せしめて
おり、これらの弁シート７．８間に介設するドーナッツ
状の薄形ディスク弁■としては、第１Ｏ図ないし第１４
図に例示したように、柔軟性及び屈曲疲労強度は高く、
耐摩耗性、振動減衰性等がよく、しかも、耐熱性等にす
ぐれた炭素繊維の織布からなる芯材９の表面と裏面だけ
に耐熱性、可撓性、非粘着性等を有するポリ弗化エチレ
ン等の弗素樹脂をコーティングして被覆ＪｉｌＯを施し
た薄形（たとえば、０．４ｍ程度）のもの（第１０図及
び第１１図参照）、又は炭素繊維の織布からなる芯材９
の外表面のすべてにポリ弗化エチレン等の弗素樹脂をコ
ーティングして被覆層１０を施した薄形のもの（第１２
図及び第１３図参照）、さらには、炭素繊維の繊維材か
らなる芯材９の外表面にポリ弗化エチレン等の弗素樹脂
をコーティングして被覆１１１１０を施した薄形のもの
（第１４図参照）を用いると、極めて薄形でありながら
耐屈曲疲労強度、耐熱性、非粘着性、耐ガス性等を兼備
したものとすることができ、該薄形ディスク弁Ｖを相対
向する弁シート７．８間に介在せしめて両弁シート７．
８間を平行移動し弁シート７．８に往復衝接することに
より弁孔５．６を交互に開閉するものである。

請求項２の発明は、上記弁シート７．８に穿つた弁孔５
．６の一方の弁孔５を細長形状とし、他方の弁孔６は丸
形状となして、予め決められた一定の開口面積をもった
弁孔を両弁シート７．８に形成せしめることにより薄形
ディスク弁Ｖの衝接時における喰い込みを少なくして弁
孔５．６に対する衝接幅を狭小としたものである。

請求項３の発明にあっては、弁シート７．８に穿った弁
孔５．６の位相を完全にずらせて対設するか（第４図及
び第８図参照）、又は弁孔５．６の位相を一部うツブさ
せた状態にずらせて対設せしめた（第５図及び第９図参
照）ことにより薄形ディスク弁Ｖの衝接位置を異ならし
めたものである。

上記構成において、パルス燃焼器の脈動的な爆発燃焼は
、ガス導入管１５からメインノズル１４を介してガスチ
ャンバー１６に供給され、ガスチャンバー１６で均圧化
されてディスク式振動弁ｖ１→ガスノズル台１７→ガス
ディストリビエータ１８を経て混合室２に供給される燃
料ガスと、給気ブロアＦから給気チャンバー１９に供給
され、給気チャンバー１９で均圧化されてディスク式振
動弁ｖ富を経て混合室２に供給される燃焼用空気とが混
合室２内で混合され、燃焼初期においては混合気の燃焼
室１への強制送給と点火栓２２による強制着火のもとに
爆発燃焼するが、漸次経過後、給気ブロアＦの回転を停
止し点火栓２２からのスパークも停止して以後はその負
圧による自己吸入と排気熱等による自己着火のもとに給
気、爆発燃焼、膨張、排気のサイクルを、たとえば、１
秒間に８０回〜１００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ｌサイクルごとに燃焼室１
の排気ガス流出口１ｂに接続せるテールパイプ（図示せ
ず）に導かれるという燃焼方式のち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ある。

そこで、請求項１記載の発明は、特に、薄形ディスク弁
Ｖを炭素繊維の繊布等からなる芯材９の外表面に弗素樹
脂等をコーティングして被覆層１０を施したから、上記
パルス燃焼器のように３００℃以上の高温に曝され、か
つ、微小間隙を保って相対向する弁シート７．８間を往
復衝接して弁孔５．６を開閉するくり返し数も１秒間に
８０〜１００回程度の高速開閉であってもこれらの苛酷
な条件下において６０００時間以上に耐えうる耐熱性、
耐久性等を有する薄形のものとすることができた。

また、請求項２記載の発明は相対向する弁孔５．６の形
状を一方は細長形状、他方は丸形状となし、請求項３記
載の発明では相対向する弁孔５．６の位相をずらせたか
ら、その変形量は少なく、しかも、損傷は全く生じない
ものである。

なお、上記した実施例では燃料ガス吸入口３と燃焼用空
気吸入口４の双方にディスク式振動弁を設けたが、いず
れか一方にのみ設けるも自由である。

［発明の効果］ この発明は、以上説明したように構成されているので、
以下に記載されるような効果を奏する。

請求項１記載の発明にあっては微小間隙を存して相対向
する弁シート間に介設した薄形ディスク弁を炭素繊維の
織布等からなる芯材の外表面に弗素樹脂等をコーティン
グして被ｒｕｉを施した構造としたから、パルス燃焼器
のように高温に曝さ瓢しかも、高速開閉するという苛酷
な条件に十分耐え、また、請求項２記載の発明では弁シ
ートに穿った弁孔の一方を細長形状、他方は丸形状とな
し、請求項３記載の発明は弁シートに穿った弁孔の位相
をずらせたから、薄形ディスク弁の弁孔への喰い込み等
による変形量は減少するためくり返し屈曲応力を受けて
疲労劣化することはなく、また、その損傷も全くなく、
しかも、非粘着性による弁シートに対する接離動作も円
滑、確実となり、薄形、軽量であることと相まって的７
ｉ１！な開閉動作が行いうる。

しかして、パルス燃焼器特有の苛酷な条件に酎えうるデ
ィスク式振動弁が提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のディスク式振動弁を備えたパルス燃
焼器の一実施例を示した全体断面図、第２図はその要部
だけの拡大断面図、第３図はディスク式振動弁部だけの
一部切欠側面図、第４図及び第５図はその一部を拡大し
て示した一部切欠側面図、第６図は異なる実施例の要部
だけの拡大断面図、第７図はディスク式振動弁部だけの
一部切欠側面図、第８図及び第９図はその一部を拡大し
て示した一部切欠側面図、第１０図は薄形ディスク弁だ
けの一部切欠側面図、第１１図はその断面図、第１２図
は薄形ディスク弁の異なる実施例の一部切欠側面図、第
１３図はその断面図、第１４図は薄形ディスク弁の異な
る実施例の一部切欠側面図である。 ｌ・・・燃焼室、２・・・混合室、３・・・燃料ガス吸
入口、４・・・燃焼用空気吸入口、５．６・・・弁孔、
７．８・・・弁シート、９・・・芯材、１０・・・被覆
層、■・・・薄形ディスク弁。 特許出願人　　　　パロマ工業株式会社代　理　人　　
弁理士　官　武　陽　実弟１図 ■４毀剪ス２千 第２図 第４図　　　　　第５図 第７図 第９図 第１０図 第１２図 第１４図 第１１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　燃料ガスと燃焼用空気の混合気を燃焼室へ送給して
   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、上記燃焼室（１）と連設した混合室（２）
   への燃料ガス吸入口（３）又は燃焼用空気吸入口（４）
   に多数の弁孔（５）、（６）を備えた弁シート（７）、
   （８）を微小間隙を存して対設し、該弁シート（７）、
   （８）間に炭素繊維の織布等からなる芯材（９）の外表
   面に弗素樹脂等をコーティングして被覆層（１０）を施
   した薄形ディスク弁（Ｖ）を往復衝接可能に配設せしめ
   たことを特徴とするパルス燃焼器のディスク式振動弁。 ２　微小間隙を存して相対向する弁シート（７）、（８
   ）の一方の弁孔を細長形状とし、他方の弁孔は丸形状と
   して対設した請求項１記載のパルス燃焼器のディスク式
   振動弁。 ３　微小間隙を存して相対向する弁シート（７）、（８
   ）の弁孔（５）、（６）の位相をずらせて対設した請求
   項１、２記載のパルス燃焼器のディスク式振動弁。