JPH0245604Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、スクリユー式の容積型空気圧縮機を
使用することにより燃焼室においてパルス燃焼を
行わせるとともに燃焼ガスにより動力を発生させ
る動力発生装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、燃焼炉内に燃焼用空気を供給するための
空気送風機としては遠心式のターボブロワーが用
いられる。該ブロワーの空気供給は連続的になる
ので、燃焼炉内の燃焼も連続的に行われることに
なる。

一方、所謂「パルス燃焼」として知られている
燃焼方法は、周期的な爆発燃焼を燃焼空間で起こ
す燃焼方法であつて、燃焼室の前部では燃料管と
燃焼室内の圧力脈動に応じて開閉コントロールす
る給気弁が設けられ、燃焼室の後部には尾管とい
われる比較的長い排気管が設けられた構造を骨子
として作動するものであつて、燃焼の周期は、燃
焼室の寸法と排気管の寸法によつて決まる燃焼器
の持つ固有な振動周期に従うものである。

そして、このパルス燃焼方法によると、従来の
連続燃焼方法に比べて、燃焼室の熱負荷が高くな
るという特徴を持つているので、同じ熱量を必要
とする場合、従来の連続燃焼方法に比べて燃焼室
を小さくできることになる。

このようにパルス燃焼方法は、燃焼装置等の設
計上、好ましい方法であるが、このパルス燃焼を
生起させるために特別の手段を必要とすることに
なり、このため構造が複雑化し、コスト高となる
欠点を免れない。

〔考案が解決しようとする問題点〕

本考案は、スクリユー式の容積型空気圧縮機を
給気用として用い、その固有の構成である「スク
リユー歯端面による吐出ポートの断続的開閉」の
作動を利用することにより、前記従来のパルス燃
焼方法の欠点を解消するとともに、燃焼ガスによ
り有効に動力を回収できる装置を得ることを目的
とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案の動力発生装置は、次の手段からなる。

スクリユー式の容積型空気圧縮機、 前記圧縮機より空気を供給され燃料供給管より
燃料を供給される燃焼室、 前記燃焼室からの燃焼ガスにより作動され、前
記圧縮機と直結されるスクリユー式の容積型膨脹
機、 前記膨脹機に連結される発電機、 前記圧縮機の吐出ポートがおすロータ及びめす
ロータの歯端面により断続開閉されることによつ
て、前記吐出ポートから圧縮機の回転に応じて吐
出される圧縮空気が脈動状に前記燃焼室に供給さ
れるように構成されていること、 前記燃焼室内においてパルス燃焼が行われるよ
うになつていること。

〔作用〕

スクリユー式の容積型圧縮機を運転すると、前
記圧縮機の吐出ポートは、おすロータ、めすロー
タの歯端面に回転数に応じた回数だけ断続的に開
閉されることになり、圧縮空気は脈動的となつて
燃焼室に噴射される。この結果、燃焼室内では燃
料の燃焼はパルス燃焼となる。燃焼ガスは脈動的
に原動機に流入するが、スクリユー式の容積型膨
脹機により十分これを回転動力として有効利用す
ることが可能である。

〔実施例〕

第１図は本考案の動力発生装置の一実施例のフ
ローシートダイヤグラムであり、第２図、第３図
はそれに使用されるスクリユー式の容積型空気圧
縮機の作動原理を説明するための図面である。

第２図及び第３図において、３０は容積型空気
圧縮機のケーシング内壁であつて、ケーシング内
におすロータ３５とめすロータ３６が互いに噛合
うように設置される。３１は各ロータの回転軸の
端部を支持する軸受部である。３２はケーシング
の吐出側ハウジングに設けられた吐出ポートであ
り、３３はアンローダースライド弁、３４はバイ
パス通路である。

おすロータ３５とめすロータ３６は、第３図の
ような回転方向に互いに逆回転するので吸込孔か
ら流入して両ロータの歯面とケーシング内面との
間に閉じ込められた空気は、おすロータ３５とめ
すロータ３６のかみ合いの進展に伴い、順次その
容積が縮小されるので空気の圧縮が行われ、設計
容積比υ_iに至ると、閉じ込められた空間３７の空
気は、吐出ポート３２と連通して所定圧力比に圧
縮された圧縮空気となつて吐出される。閉じ込め
られた空間３７は両ロータの回転の進展に伴い次
第に縮小し、吐出終了時には閉じ込み空間が０と
なる。これは、おすロータ３５とめすロータ３６
の両歯端面により吐出ポート３２が閉鎖されるこ
とを意味している。吐出ポート３２は、次の閉じ
込み空間が連通するまで閉鎖することになる。お
すロータ３５とめすロータ３６の歯数に応じた複
数の「閉じ込み空間（互いに連通せず独立空間で
ある）」は、ロータの回転数に対応する回数で吐
出ポート３２に断続的に連通し、圧縮空気の吐出
が行われる（両ロータの歯端面による吐出ポート
の断続的開閉による）。

このようにスクリユー式の容積型空気圧縮機に
よる圧縮空気の吐出は、脈動的に行われることに
なる。

第１図において、２は前記のスクリユー式の容
積型空気圧縮機であり、３は燃焼室、１はスクリ
ユー式の容積型膨脹機で容積型空気圧縮機２に駆
動軸１１により直結され、燃焼室３からの燃焼ガ
スを導入して回転力を発生し、前記圧縮機２を駆
動しかつ駆動軸１２により発電機１０をも回転さ
せる。

容積型空気圧縮機２により吸気管５から吸入さ
れた空気は、所定の圧力にまで圧縮された後、空
気供給管６を経て脈動的に燃焼室３へ供給され
る。燃料は油管又はガス管９ａから空気供給管６
のノズル部１７に導入されエゼクター方式により
圧縮空気と混合して燃焼室３へ供給される。な
お、燃料は油管またはガス管９ｂにより容積型空
気圧縮機２の閉じ込み後の位置２７から吸入し、
空気と混合して圧縮し、空気供給管６に吐出する
ようにすることもできる。

前記のようにして燃焼室３内に脈動的に噴射２
６された空気又は空気と燃料との混合気は、燃焼
室３内においてパルス燃焼を行なう。

燃焼ガスは排気管７を経て容積型膨脹機に脈動
的に導入される。該膨脹機はスクリユー式の容積
型であるから、遠心型タービンのように流入する
燃焼ガスの脈動による効率の低下を来たすことが
なく、動力発生を十分に行うことができる。

また、燃焼室３内におけるパルス燃焼により、
空気供給管６を介して容積型空気圧縮機２の方へ
逆火現象が生ずるが、装置の寸法、形状等を適当
に設計することにより、おすロータとめすロータ
の歯端面が前記圧縮機２の吐出ポート３２を閉鎖
するときにタイミングを合わせるようにしてそれ
を防ぐことができる。

容積型膨脹機１を流出した排ガスは排気管２１
を経て更に熱交換器２２に流入し、伝熱コイル２
３を流れる流体に余熱を伝達する。なお、１９は
点火栓であり、パルス燃焼の周期に合せて着火作
動を行わせることができる。

〔考案の効果〕

本考案によれば、パルス燃焼方式のために特別
の機構や装置を必要とすることなく、熱負荷の高
い燃焼室を得ることができ、したがつてスクリユ
ー式の容積型空気圧縮機とスクリユー式の容積型
膨脹機を直結した装置により、能率のよい動力発
生を行わせることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例のフローシートダイ
ヤグラム、第２図及び第３図はスクリユー式の容
積型空気圧縮機の部分断面図である。 １……スクリユー式の容積型膨脹機、２……ス
クリユー式の容積型空気圧縮機、３……燃焼室、
１０……発電機、３２……吐出ポート、３５……
おすロータ、３６……めすロータ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. スクリユー式の容積型空気圧縮機、前記圧縮機
   より空気を供給されまた燃料供給管より燃料を供
   給される燃焼室、前記燃焼室からの燃焼ガスによ
   り作動され前記圧縮機と直結されるスクリユー式
   の容積型膨脹機及び前記膨脹機に連結される発電
   機を有し、前記圧縮機の吐出空気が、吐出ポート
   をおすめす両ロータの歯端面により断続開閉する
   ことにより脈動的に前記燃焼室に供給されるよう
   になつており、該燃焼室内においてパルス燃焼が
   行われるようになつていることを特徴とする動力
   発生装置。