JPH0229375Y2 - - Google Patents

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
焼室からの爆発燃焼ガスの逆流を阻止するための
弁機構を有する燃料ガス供給路に接続されたガス
デイストリビユータを前記燃焼室の上流側に配設
すると共に、前記ガスデイストリビユータの上流
側に、前記爆発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記供給
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、燃料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されたパルス燃
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、このパルス燃焼装置は、
通常の燃焼装置に比べてターンダウン比（最小燃
焼量と最大燃焼量との比）が非常に小さく（通常
１：1.1〜１：２程度）、従つて、燃焼強さの調節
可能範囲が極めて狭い、という実用性の面で不便
な欠点があつた。

つまり従来のパルス燃焼装置は、燃焼室０１に
おける爆発燃焼後の排気路０９からの燃焼ガスの
排気に伴つて、流量調節弁０７および逆流阻止用
弁機構０６付きの燃料ガス供給路０８から、ガス
デイストリビユータ０５のガス噴出口０５Ｂ……
を介して燃料ガスが燃焼室０１内に吸引導入さ
れ、かつ、逆流阻止用弁機構０４の空記通過路お
よび前記ガスデイストリビユータ０５における空
気通過路０５Ａ……を介して空気通過路０５Ａ
夫々が直管状に形成されていたために、ターンダ
ウン比が小さくなつていた。

さらに詳述すると、パルス燃焼装置においては
燃焼室０１の減圧によつて空気通過路０５Ａから
燃焼用空気を吸入し、かつ、空気通過路０５Ａで
の燃焼用空気流動によつてガス噴出口０５Ｂから
燃料ガスを吸入するのであるから、空気通過路０
５Ａを大径にして燃焼用空気の吸入量を増大する
と、空気通過路０５Ａでの燃焼用空気の流速が小
になつて、燃料ガスの吸入量を十分に多くするこ
とができず、逆に、燃料ガスの吸入量を十分に多
くできるように空気通過路０５Ａを小径にする
と、空気通過路０５Ａの圧損が大きくなつて、燃
焼用空気の吸入量を十分に多くすることができ
ず、したがつて、最大燃焼量を余り増大できなか
つた。

また、直管状の空気通過路０５Ａでは燃料ガス
と燃焼用空気の混合が、燃料ガス吸入量が減少す
るほど不十分になり、最小燃焼量を余り減少でき
なかつたのであり、したがつてターンダウン比が
小さくなつていた。

本考案の目的は、単に燃焼用空気の通過路の形
状を変更するだけの極めて簡単な改造でもつて、
パルス燃焼装置におけるターンダウン比を十分に
大きくできるようにする点にある。

本考案の特徴構成は、燃料ガス供給路からの燃
料ガスに燃焼用空気を混合して燃焼室に供給する
ためのガスデイストリビユータに形成した多数の
燃焼用空気の通過路夫々を、入口側部分が下流側
ほど小径になるように内径が連続的に変化する先
細り形状で、かつ、出口側部分が下流側ほど大径
になるように内径が連続的に変化する先拡がり形
状になるように形成し、前記通過路夫々の最小径
部付近に、前記燃料ガス供給路からの燃料ガス噴
出口を接続したことにあり、その作用効果は次の
通りである。

つまり、燃焼用空気の通過路を、内径が連続的
に変化する先細り形状の入口側部分と先拡がり形
状の出口側部分とによつて形成すると、入口及び
出口を十分に大きくすると共に最小径部を十分に
小さくして、燃焼用空気吸入に対する圧損をでき
るだけ小さくしながら最小径部での燃焼用空気の
吸入速度を十分に大きくすることが可能となる。

したがつて、燃料ガス噴出口を燃焼用空気の通
過路のうち最小径部付近で接続することによつ
て、燃焼室の減圧に伴う燃焼用空気の吸入量、及
び、燃焼用空気の流動による燃料ガスの吸入量の
両方を十分に多くして、最大燃焼量の増大を十分
に図れる。

また、燃焼用空気を先細り形状の入口側部分か
ら先拡がり形状の出口側部分に、最小径部分の作
用で十分に増速した状態で流入させるから、先拡
がり形状の出口側部分内での燃焼用空気の流動乱
れを十分に激しくでき、燃料ガスの吸入量を少な
くしても、燃料ガスと燃焼用空気を出口側部分で
十分に混合して燃焼室に供給でき、パルス燃焼装
置の爆発燃焼を良好に行わせることができ、した
がつて、最小燃焼量の減少を十分に図れる。

その結果、最大燃焼量の十分な増大と最小燃焼
量の十分な減少の相剰作用により、パルス燃焼装
置のターンダウン比を例えば１：５というように
極めて大きくでき、加熱負荷変動の大きい用途に
おいても便利なパルス燃焼装置を提供できるよう
になつた。

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
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の直下流側に燃料ガ
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、燃焼量を調節するた
めのガス流量調節弁７を有する燃料ガス供給路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を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。

前記ガスデイストリビユータ５において、多数
の燃焼用空気の通過路５Ａ夫々を、入口側部分が
下流側ほど小径になるように内径が連続的に変化
する先細り形状で、かつ、出口側部分が下流側ほ
ど大径になるように内径が連続的に変化する先拡
がり形状になるように形成し、通過路５Ａ夫々の
最小径部付近に、燃料ガス供給路８からの燃料ガ
ス噴出口５Ｂを接続し、燃焼用空気と燃料ガスの
最大吸入量を大にできるように、かつ、たとえ燃
料ガス吸入量が少なくても燃料ガスと燃焼用空気
を十分に混合させるべく構成してある。

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、第２図にも示すように、円板状の弁座
４Ａに複数個の通気孔４ａ……を環状に並設し、
一方、中央通気孔４ｃを有するリング状の受座４
Ｂにその全周にわたつて複数個の通気孔４ｂ……
を並設し、多数のボルト・ナツト状連結部材４Ｃ
……によつて受座４Ｂを弁座４Ａに対して適当間
隔離した状態で一体連結し、弁座４Ａと受座４Ｂ
の間にリング状の摺動弁体４Ｄを、連結部材４Ｃ
……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、爆発燃焼に伴つて燃焼室１が正圧
になると、受座４Ｂの中央通気孔４ｃおよび周部
通気孔４ｂ……から弁体４Ｄに作用する押圧力で
弁体４Ｄを弁座４Ａに押付けて弁機構４を閉じ、
逆に、爆発燃焼直後に燃焼室１が負圧になると、
受座４Ｂの中央通気孔４ｃおよび周部通気孔４ｂ
……から作用する吸引力で弁体４Ｄを受座４Ｂに
押付けて、弁機構４を開くように構成してある。
そして、中央通気孔４ｄを備えた耐熱及び耐圧性
の円板４Ｅを、その盲部分４ｅが受座４Ｂの通気
孔４ｂ……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４Ｃ……に取付け、燃
焼室１からの放射伝熱による弁体４Ｄの加熱を抑
制すると共に、爆発燃焼時に燃焼室１から弁体４
Ｄ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４Ａの通気孔４ａ……と受座４Ｂ
の通気孔４ｂ……を互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
４Ｄの保護を一層効果的に行える。

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焼ガスの
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４，６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。

そして、前記ガス流量調節弁７を調節すること
によつて、燃焼量を変更するのである。そのター
ンダウン比としては１：５程度までとれるよう
に、前記ガスデイストリビユータ５のベンチユリ
ー管状空気通過路５Ａ……の形状を設計しておけ
ば、実用上十分である。

尚、電動フアン２及び点火プラグ１０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。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本考案の実施例を示し、第
１図はパルス燃焼装置の概略縦断面図、第２図は
要部の拡大分解斜視図である。第３図は、従来構
成のパルス燃焼装置を説明するための概略縦断面
図である。 １……爆発燃焼室、３……燃焼用空気供給路、
４……逆流阻止用弁機構、５……ガスデイストリ
ビユータ、５Ａ……５の空気通過路、５Ｂ……５
のガス噴出口、６……逆流阻止用弁機構、８……
燃料ガス供給路、９……排気路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 爆発燃焼室１からの爆発燃焼ガスの逆流を阻止
   するための弁機構６を有する燃料ガス供給路８に
   接続されたガスデイストリビユータ５を前記爆発
   燃焼室１の上流側に配設すると共に、前記ガスデ
   イストリビユータ５の上流側に、前記爆発燃焼室
   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を介して燃焼用空気供給路３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前記爆発燃焼室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
   スの排出動慣性による吸引力で燃料ガスおよび燃
   焼用空気を前記爆発燃焼室１内に流入させると共
   に、排出燃焼ガスの一部を前記排気路９から前記
   爆発燃焼室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、爆発燃焼サイクルを連続的に繰返
   すように構成されたパルス燃焼装置であつて、前
   記ガスデイストリビユータ５に形成した多数の燃
   焼用空気の通過路５Ａ夫々を、入口側部分が下流
   側ほど小径になるように内径が連続的に変化する
   先細り形状で、かつ、出口側部分が下流側ほど大
   径になるように内径が連続的に変化する先拡がり
   形状になるように形成し、前記通過路５Ａ夫々の
   最小径部付近に、前記燃料ガス供給路８からの燃
   料ガス噴出口５Ｂを接続してあるパルス燃焼装
   置。