JPH0229376Y2 - - 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
気供給路および燃料ガス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。そのひとつに、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。

つまり、従来のパルス燃焼装置は、第７図及び
第８図に示すように、燃焼用空気供給路０３への
爆発燃焼室０１からのガス逆流を阻止する弁機構
０４において周部に空気導入部としての比較的大
きな複数個の貫通孔０４ａ……を備えた弁座０４
Ａと、周部に燃焼室０１からの爆発燃焼ガスを流
入させるための比較的大きな複数個の貫通孔０４
ｂ……を、そして、中央部に主として燃焼用空気
を燃焼室０１内へ導入するための大貫通孔０４ｃ
を備えた受座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０４Ａ，０４Ｂ間に、燃焼室０１内での爆発
燃焼サイクルの繰返しに伴つて往復移動すること
により、前記弁座０４Ａの空気導入部である貫通
孔０４ａ……を閉塞・開放するリング状弁体０４
Ｄを介装して構成されていた。而して、前記弁体
０４Ｄは、その逆流阻止作用時において、受座０
４Ｂの各孔０４ｂ，０４ｃ……を介して、燃焼室
０１内での爆発燃焼に伴う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
の空気導入部としての比較的大きな各貫通孔０４
ａ……に対する弁体０４Ｄの各部分は、それら各
貫通孔０４ａ……内に入り込むように変形し、各
貫通孔０４ａ……のエツジに相当する弁体０４Ｄ
の各部分は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０４Ｄは早期
のうちに破れたり孔が開いたりして、その逆流阻
止機能を損なつてしまうのである。

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、爆発燃焼に伴つて弁体が弁座
に激しく衝突しても、弁体が弁座から部分的に集
中的な力を受けることが無いようにすることによ
り、弁体の耐久性を大幅に向上させんとすること
にある。

本考案の特徴構成は、燃焼用空気供給路への爆
発燃焼ガスの逆流を阻止する弁機構において、弁
座を多孔質の壁体で形成すると共に、弁体により
開閉される空気吸入路を前記多孔質の壁体の細孔
で形成したことにあり、その作用効果は次の通り
である。

つまり、燃焼ガスの排出動慣性による吸引力で
燃焼用空気が、弁座を形成する多孔質の壁体の細
孔を通つて爆発燃焼室に吸入され、そして、爆発
燃焼時には弁体が弁座にガス圧で押付けられて、
多孔質の壁体の細孔から成る空気吸入路が弁体で
閉じられ、燃焼用空気供給路への爆発燃焼ガスの
逆流が阻止される。

したがつて、弁体が弁座に衝突した時、弁体が
細孔に臨む部分を弁体の全面に分散された状態に
でき、かつ、それら細孔に臨む部分夫々を極めて
小さい面積にでき、換言すると、弁体を全面にわ
たつて均等に弁座で受止めさせて、弁座との衝突
に伴う弁体の応力を分散させて極めて小さくでき
る。このことによつて、弁体の閉弁時の弁座との
衝突による破損を効果的に抑制でき、前述の従来
技術に比して弁体の耐久性を十分に向上できるよ
うになつた。

その結果、パルス燃焼装置の耐久性向上を十分
に図れ、実用面で優れた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（第１図〜第６
図）に基づいて説明する。

第１図および第２図の第１実施例に示すよう
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の周部近くに、空気導入部として可及的に幅
広の多孔質焼結金属製の環状壁体４ａを嵌込んで
あり、一方、中央貫通孔４ｃを有するリング状の
受座４Ｂにその全周にわたつて複数個の貫通孔４
ｂ……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の中央貫通孔４ｃおよ
び周部貫通孔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
閉じて燃焼室１から空気供給路３への燃焼ガスの
逆流を阻止し、逆に、爆発燃焼後に燃焼室１が負
圧になると、受座４Ｂの中央貫通孔４ｃおよび周
部貫通孔４ｂ……から作用する吸引力によつて弁
体４Ｄを弁座４Ａ側から受座４Ｂ側へ移動させて
弁機構４を開くと共に、弁座４Ａの前記した多孔
質焼結金属製環状壁体４ａの細孔で形成した空気
吸入路を通つて爆発燃焼室１に燃焼用空気を吸引
導入するように構成してある。

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。

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。

第３図および第４図は第２実施例を示し、弁座
４Ａの中央部に可及的に大面積の多孔質焼結金属
製の壁体４ａを嵌込んで空気導入部を形成する一
方、弁体４Ｄを貫通孔の無い円板に構成し、か
つ、受座４Ｂを小径に形成したものである。

第５図イ，ロはまた別の実施例を示し、第５図
イは、前述の第１図および第２図に示した第１実
施例における弁座４Ａを構成するに、その全体を
多孔質の焼結金属製壁体４ａで一体的に製作する
と共に、空気導入部以外の外周部および中央部の
表面にコーテイング４ｄを施して通気不能とした
ものである。第５図ロは、前述の第３図および第
４図に示した第２実施例における弁座４Ａを、同
様に多孔質焼結金属製壁体４ａで一体的に構成す
ると共に、その外周部分にコーテイング４ｄを施
し、中央部を空気導入部としたものである。

第６図イ，ロは更に別の実施例を示し、夫々前
述の第１および第２実施例における弁座４Ａ，４
Ａを鉄板のみで構成すると共に、その空気導入部
として極めて微細な孔４ｅ……を多数穿設したも
のである。

また、更なる別実施例としては、前記多孔質焼
結金属の代りに、セラミツクフオームや硬質の石
綿あるいはメツシユの極めて細かい金網やパンチ
ドメタル等を用いて多孔質壁体４ａを構成しても
よく、要するに、弁座４Ａとその空気吸入路を微
細な孔を有する多孔性壁体４ａで構成すればよ
い。

尚、前記各実施例に示した弁座４Ａによる圧損
は、その多孔質壁体４ａの板厚や微細孔の分布密
度を選定することによつて、従来の弁座と同程度
となるように設計して、燃焼性に問題が生じない
ようにしてある。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本考案の第１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図は要部の分解斜視図であり、第３図および第
４図は第２実施例の概略縦断面図および要部の分
解斜視図、そして、第５図イ，ロおよび第６図
イ，ロは、夫々更に別の実施例の要部断面図を示
す。また、第７図、第８図は従来構成を示す概略
縦断面図および要部の分解斜視図である。 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……燃料ガス供
給路、９……排気路、４Ａ……４の弁座、４ａ…
……多孔質壁体、４Ｄ……弁体。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 爆発燃焼室１の上流側に、その爆発燃焼室１
   からの爆発燃焼ガスの逆流を阻止するための弁
   機構４，６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、前記燃焼用空気供給路３への爆発燃焼
   ガスの逆流を阻止する弁機構４において、弁座
   ４Ａを多孔質の壁体４ａで形成すると共に、弁
   体４Ｄにより開閉される空気吸入路を前記多孔
   質の壁体４ａの細孔で形成してあるパルス燃焼
   装置。 ２ 前記多孔質の壁体４ａが多孔質焼結金属であ
   る実用新案登録請求の範囲第１項に記載のパル
   ス燃焼装置。