JPH0141092Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、液加熱装置、詳しくは、パルス燃焼
装置の加熱用テイルパイプを槽内の被加熱液中に
浸漬させて配設してあるパルス燃焼式液加熱装置
に関する。

上記パルス燃焼式液加熱装置については、本願
出願人が、例えば実願昭57−96038号（昭和57年
６月24日出願、昭和58年12月27日公開、実開昭58
−196739号）等により既に提案しているものであ
つて、装置を起動（燃焼開始）させる際には、フ
アン等によつて燃焼用空気を強制供給すると共に
点火プラゲ等によつて強制着火させる必要がある
が、起動後の定常燃焼作用時には、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供給圧の低い燃
料ガスや燃焼用空気を用いながらも燃焼ガスの排
気圧力が高いので排気路を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る、といつた種々の利点を
有するのみならず、特に、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
よつて所謂ある程度の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（通常、O₂＝５％換算値で35〜45ppmとかな
り低いNOX発生量）が可能である、という種々
の有利な特質を備えており、近年になつて、非常
に高い供給圧の燃料ガスや燃焼用空気を必要とす
る等の種々の難点を有する旧来の液中燃焼式液加
熱装置に代えて多用されつつある。

本考案の目的は、上記したような種々の優れた
特性を有するパルス燃焼式液加熱装置を、より一
層熱効率の高いものに改良せんとすることにあ
る。

上記目的を達成するために、本考案によるパル
ス燃焼式液加熱装置は、冒頭に記載した基本的構
成を有するものにおいて、前記テイルパイプに、
それを通過した燃焼排ガスを直接大気中に放出す
る第１状態と槽内の被加熱液中に投入する第２状
態とに切替可能な排気管を接続すると共に、前記
パルス燃焼装置の起動時には前記排気管を前記第
１状態に、そして、前記パルス燃焼装置の定常燃
焼状態においては、槽内の被加熱液の検出温度が
所定温度以下である場合には前記排気管を前記第
２状態に、また、前記被加熱液の検出温度が前記
所定温度より高い場合には前記排気管を前記第１
状態に、夫々自動的に切替える制御機構を設けて
ある、という特徴を備えている。

即ち、本考案は、第１図の一実施例に示すよう
に、槽内の被加熱液が低温域〔所定の基準温度
Tc（この例では約58℃）以下〕にある場合には、
テイルパイプによる間接加熱の効率よりも、排気
を液中に投入する所謂液中燃焼方式による直接加
熱の効率の方が良く、逆に、槽内の被加熱液が高
温域〔前記基準温度Tcよりも高温〕にある場合
には、排気を液中に投入しての直接加熱の効率よ
りもテイルパイプによる間接加熱の効率の方が良
い、という知見に基いてなされたものであつて、
上記のような特徴構成故に、次のような作用効果
を発揮する。

つまり、従来構成のもののように、テイルパイ
プを通過した対液加熱作用後の燃焼排ガスを常に
そのまま直接大気中へ無駄に放出させるのでは無
く、槽内の被加熱液が所定温度以下の低温域にあ
る場合には前記燃焼排ガスを槽内の被加熱液中に
投入させることにより、その燃焼排ガスの有する
残存保有熱を液加熱に有効に再利用できるので、
加熱効率の大幅な向上と加熱時間の短縮を達成で
き、また、槽内の被加熱液が所定温度より高い高
温域にある場合には、燃焼排ガスの液中投入によ
る効率向上は殆ど期待できないので燃焼排ガスを
直接大気中へ放出してテイルパイプによる間接加
熱のみを行なわせるようにしているので装置に対
する負担を可及的に小さく抑えることができるの
である。なお、本考案においては、被加熱液が低
温域にあるときには、燃焼排ガスを液中に投入す
る液中燃焼方式をも併用しているので、槽内液の
温度分布も従来のパルス燃焼式液加熱装置に比べ
て格段に均一なものにできると共に、自動制御の
基準となる槽内液温度の検出も非常に正確に行な
える。また、燃焼排ガスを液中に放出させるの
に、それ自体が元来有している高い排気圧そのも
のを有効利用しているため、旧来の液中燃焼式液
加熱装置のように格別な高圧ブロワを必要としな
い。更に、パルス燃焼装置の起動時には、排気管
を大気放出の第１状態に自動的に切替えるように
してあるため、起動用ブロワを大型化することも
不要である。

以下、本考案によるパルス燃焼式液加熱装置の
実施例を図面（第２図および第３図）に基いて説
明する。

第２図の全体概略構成図に示すように、バーナ
ヘツド１とそれに連設の燃焼室２とで燃焼部Ａを
構成すると共に、前記バーナヘツド１に対して、
燃料ガス供給路Ｂと燃焼用空気導入路Ｃとを導入
接続し、かつ、前記燃焼室２からは高温燃焼ガス
の排気路Ｄを導出してある。

前記燃焼部Ａ付近の具体的構成を詳述するに、
第３図に示すように、起動用点火プラグ３を有す
る前記燃焼室２の上流側に、ガスデイストリビユ
ータとしての前記バーナヘツドを設けると共に、
そのバーナヘツド１の上流側に、前記燃焼室２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４を介して前記燃料ガ
ス供給路Ｂを、そして、やはり前記燃焼室２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５を介して前記燃焼用空
気導入路Ｃを夫々連設し、一方、前記燃焼室２の
下流側には、爆発燃焼ガスをその爆発力により燃
焼室２から排出するように通過させることにより
周囲の被加熱物（例えば液など）を加熱するため
のテイルパイプ６を延設してある。そして、前記
バーナヘツド１には、空気通過路１Ａ…がベンチ
ユリー管状に形成され、かつ、そのベンチユリー
管状空気通過路１Ａ…夫々の喉部に、ガス噴出口
１Ｂ…が開孔するように構成され、もつて、空気
通過に伴つて喉部に生じる低圧とガス供給圧との
差圧により燃料ガスを強力に吸引すると共に空気
に対して良好に混合させるべく構成してある。

前記燃焼用空気導入路Ｃに対する逆流阻止用エ
アフラツパー弁機構５の構成について詳述すれ
ば、円板状の弁座５Ａに複数個の通気孔５ａ…を
環状に並設し、一方、中央通気孔５ｃを有するリ
ング状の受座５Ｂにその全周にわたつて複数個の
通気孔５ｂ…を並設し、多数のボルト・ナツト状
連結部材５ｃ…によつて受座５Ｂを弁座５Ａに対
して適当間隔離した状態で一体連結し、弁座５Ａ
と、受座５Ｂの間にリング状の摺動弁体５Ｄを、
連結部材５Ｃ…を利用して径方向への位置決めを
した状態で設け、もつて、定常状態における爆発
燃焼に伴つて燃焼室２内が正圧になると、受座５
Ｂの中央通気孔５ｃおよび周部通気孔５ｂ…から
弁体５Ｄに作用する押圧力で弁体５Ｄを弁座５Ａ
に押付けて弁機構５を閉じ、逆に、爆発燃焼直後
に燃焼室２内が負圧になると、受座５Ｂの中央通
気孔５ｃおよび周部通気孔５ｂ…から作用する吸
引力で弁体５Ｄを受座５Ｂに押付けて、弁機構５
を開くように構成してある。そして、中央通気孔
５ｃを備えた耐熱及び耐圧性の円板５Ｅを、その
盲部分が受座５Ｂの通気孔５ｂ…全てに対して
夫々全体を覆う状態で相対向させて、棒状連結部
材５Ｃ…に取付け、燃焼室２からの放射伝熱によ
る伝体５Ｄの加熱を抑制すると共に、爆発燃焼時
に燃焼室２から弁体５Ｄにかかる強大な動圧を緩
和するように構成してある。尚、弁座５Ａの通気
孔５ａ…と受座５Ｂの通気孔５ｂ…を互いに対向
しないように周方向位相をずらせて配置する構成
を組合せると、弁体５Ｄの保護を一層効果的に行
える。

前記燃料ガス供給路Ｂに対する逆流阻止用ガス
フラツパー弁機構４の構成も、前記エアフラツパ
ー弁機構５と基本的に同様である。

前記燃料ガス供給路Ｂには、第２図に示すよう
に、その上流側から順に、元コツクV₀、ガバナ
Ｇ、流量調節用電磁弁Vc、安全制御電磁弁Vs、
ガスクツシヨンタンク７、オリフイス８、およ
び、前記ガスフラツパー弁機構４が設けられてい
る。

また、前記燃焼用空気導入路Ｃには、その上流
側から順に、起動用電動フアンＦ、共鳴型の吸気
側サイレンサー９、エアクツシヨンタンク１０お
よび前記エアフラツパー弁機構５が設けられてい
る。

そして、前記排気路Ｄには、その上流側から順
に、前記加熱用テイルパイプ６、爆発燃焼に伴う
排ガス振動を吸収緩和して燃焼による共鳴の安定
化を図るためのデカツプリングチヤンバー１１、
および、先端がふたつの経路に分岐された排気管
１２が設けられている。

即ち、前記排気管１２は、その先端側におい
て、第１開閉弁V₁および共鳴型の排気側サイレ
ンサー１３を介して大気に開放された第１排気管
１２Ａと、第２開閉弁V₂および分散板１４を介
して槽１６内の被加熱液Ｌ中に開放された第２排
気管１２Ｂとに分岐されている。そして、前記第
１および第２開閉弁V₁，V₂は、制御機構Ｍを介
して互いに背反的に開閉制御可能に、つまり、前
記テイルパイプ６およびデカツプリングチヤンバ
ー１１を通過した燃焼排ガスを直接大気中に放出
する第１状態と槽１６内の被加熱液Ｌ中に放出す
る第２状態とに切替可能に構成し、かつ、前記制
御装置Ｍを、パルス燃焼装置の起動時には、第１
開閉弁V₁を開にし第２開閉弁V₂を閉として、排
気管１２を大気放出の第１状態に、そして、その
起動終了後のパルス燃焼装置の定常燃焼状態にお
いては、槽１６内に挿入設置された温度検出具
Thによる被加熱液Ｌの検出温度Ｔが所定温度Tc
以下の低温域にある場合には、第１開閉弁V₁を
閉にし第２開閉弁V₂を開にして、排気管１２を
液中投入の第２状態に、また、前記被加熱液Ｌの
検出温度Ｔが前記所定温度Tcよりも高い高温域
になつた場合には排気管１２を前記第１状態に、
夫々自動的に切替えるように構成してある。ただ
し、パルス燃焼装置が定常燃焼状態にあるときに
おいて、常時、燃焼排ガスを大気中に放出する第
１状態に強制的に設定できるように、手動優先の
構成にしてある。それは、被加熱液が例えばアル
カリ性などの場合のように、弱酸性（PH６程度）
の排気ガスを直接投入するのが好ましく無い場合
があるからである。図中、１５は液面変動緩和板
である。

なお、本実施例においては、図示しているよう
に、前記加熱用テイルパイプ６のみならず、前記
燃焼室２やデカツプリングチヤンバー１１等も被
加熱液Ｌ中に浸漬させることにより放熱ロスを可
及的に抑制するようにしている。また、前記第２
排気管１２Ｂには、排気音が液中投入によつて緩
和されるので、排気サイレンサーを設ける必要は
無いため、構造の複雑化を避けられる。

次に、上記パルス燃焼装置の動作についてまと
めて説明しておく。

前記制御機構Ｍに対して起動指令操作を行なう
と、第１開閉弁V₁を開に第２開閉弁V₂を閉とす
る第１状態に切替えると共に、起動用フアンＦを
作動させて燃料ガスと燃焼用空気をバーナヘツド
１を介して適当混合比で燃焼室２内に圧送導入
し、かつ、点火プラグ３により燃焼室２内で爆発
を生じさせる。すると、前記燃焼室２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燃焼室２内に負圧吸引力が発
生し、それによつて、燃料ガスおよび燃焼用空気
が前記逆流阻止用弁機構４，５を介して該燃焼室
２内に適当量づつ流入混合されると共に、排出燃
焼ガスの一部が前記テイルパイプ６から該燃焼室
２内に逆流することにより、その逆流燃焼ガスの
保有熱をもつて再びガス−空気混合気の爆発燃焼
サイクルが連続的に繰返されるのである。

そして、このパルス燃焼が安定すれば、起動用
フアンＦと点火プラグ３の作動が停止されると共
に、温度検出具Thによる槽１６内の被加熱液Ｌ
の検出温度Ｔが所定温度Tc以下であることに基
いて第１開閉弁V₁を閉とし第２開閉弁V₂を開と
する液中投入の第２状態に切替えられ、その後前
記検出温度Ｔが所定温度Tcよりも高くなると、
第１開閉弁V₁を開とし第２開閉弁V₂を閉とする
大気放出の第１状態に切替えられるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の前提となる一実験結果を示す
グラフである。そして、第２図および第３図は本
考案に係るパルス燃焼式液加熱装置の一実施例を
示し、第２図は全体概略構成図、第３図は要部の
詳細側断面図である。 ６……加熱用テイルパイプ、１２……排気管、
１６……槽、Ｌ……被加熱液、Ｍ……制御機構、
Ｔ……検出温度、Tc……所定温度。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 パルス燃焼装置の加熱用テイルパイプ６を槽１
   ６内の被加熱液Ｌ中に浸漬させて配設してあるパ
   ルス燃焼式液加熱装置であつて、 前記テイルパイプ６に、それを通過した燃焼排
   ガスを直接大気中に放出する第１状態と槽１６内
   の被加熱液Ｌ中に投入する第２状態とに切替可能
   な排気管１２を接続すると共に、前記パルス燃焼
   装置の起動時には前記排気管１２を前記第１状態
   に、そして、前記パルス燃焼装置の定常燃焼状態
   においては、槽１６内の被加熱液Ｌの検出温度Ｔ
   が所定温度Tc以下である場合には前記排気管１
   ２を前記第２状態に、また、前記被加熱液Ｌの検
   出温度Ｔが前記所定温度Tcより高い場合には前
   記排気管１２を前記第１状態に、夫々自動的に切
   替える制御機構Ｍを設けてあることを特徴とする
   パルス燃焼式液加熱装置。