JPH038441B2 - - Google Patents
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- JPH038441B2 JPH038441B2 JP59504500A JP50450084A JPH038441B2 JP H038441 B2 JPH038441 B2 JP H038441B2 JP 59504500 A JP59504500 A JP 59504500A JP 50450084 A JP50450084 A JP 50450084A JP H038441 B2 JPH038441 B2 JP H038441B2
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23B—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
- F23B7/00—Combustion techniques; Other solid-fuel combustion apparatus
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23B—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
- F23B30/00—Combustion apparatus with driven means for agitating the burning fuel; Combustion apparatus with driven means for advancing the burning fuel through the combustion chamber
- F23B30/02—Combustion apparatus with driven means for agitating the burning fuel; Combustion apparatus with driven means for advancing the burning fuel through the combustion chamber with movable, e.g. vibratable, fuel-supporting surfaces; with fuel-supporting surfaces that have movable parts
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/02—Mechanical acoustic impedances; Impedance matching, e.g. by horns; Acoustic resonators
- G10K11/04—Acoustic filters ; Acoustic resonators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23B—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
- F23B2900/00—Special features of, or arrangements for combustion apparatus using solid fuels; Combustion processes therefor
- F23B2900/00005—Means for applying acoustical energy to flame
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Description
請求の範囲
１ 灼熱床１３，２２を支える格子１２と、該灼
熱床１３，２２を脈動する燃焼空気に曝すために
最大30Hzの低周波の音波を発生可能な音波発生器
１０，１１とを具え前記格子１２は該音波発生器
１０，１１の内部空間と外部との間の唯一の連通
手段を構成し、燃焼ガスと燃焼用空気の脈動流に
直角な平面での前記格子１２の寸法は、前記音波
発生器１０，１１によつて発生せしめられる音波
の波長の1/4より短いことを特徴とする低周波の
音波によつて灼熱床の火勢を強化する燃焼装置。
熱床１３，２２を脈動する燃焼空気に曝すために
最大30Hzの低周波の音波を発生可能な音波発生器
１０，１１とを具え前記格子１２は該音波発生器
１０，１１の内部空間と外部との間の唯一の連通
手段を構成し、燃焼ガスと燃焼用空気の脈動流に
直角な平面での前記格子１２の寸法は、前記音波
発生器１０，１１によつて発生せしめられる音波
の波長の1/4より短いことを特徴とする低周波の
音波によつて灼熱床の火勢を強化する燃焼装置。
２ 前記音波発生器がベローズを具えた音波発生
手段を具えている請求の範囲第１項に記載された
燃焼装置。
手段を具えている請求の範囲第１項に記載された
燃焼装置。
３ 前記音波発生器がダイアフラムを具えた音波
発生手段を具えている請求項第１項に記載された
燃焼装置。
発生手段を具えている請求項第１項に記載された
燃焼装置。
４ 前記音波発生器がヘルムホルツ共鳴器と拡声
器要素とから構成されている請求の範囲第１項に
記載された燃焼装置。
器要素とから構成されている請求の範囲第１項に
記載された燃焼装置。
明細書
本発明は低周波の音波を用いて、火格子に支え
られた灼熱床の火勢を強化する装置に関する。
られた灼熱床の火勢を強化する装置に関する。
1961年において、既にレインスト（F.R.
Reynst）は、近年音響振動が燃焼に良い効果を
もたらすことが認められてたと述べている。これ
に関しては1961年にニユーヨークのペルガモン・
プレス（Pergamon Press）から発行されたレイ
ンストの論文集、第13頁−第15頁の”脈動燃焼”
を参照されたい。この振動は極弱いものだつたの
にも関わらず、これによつて得られた燃料粒子に
対するガスの相対運動は、この粒子の周囲から燃
焼生成物の被膜を除去するのに充分なものであ
り、燃焼率の向上をもたらす。レインストはこの
原理の微粉炭燃焼器への応用について述べてい
る。燃料と空気との混合物はフアンによつて流れ
の方向に拡大している二つのコーン状の通路の間
に設けられた予備燃焼室に供給される。燃料内の
揮発性成分はこの予備燃焼室内で燃焼し、火炎は
火炎管内に向かう。予備燃料室内における火炎の
脈動は火炎室に伝播し、ガス柱は共鳴せめられて
燃料粒子に対して運動し、叙上の如く燃焼が促進
される。
Reynst）は、近年音響振動が燃焼に良い効果を
もたらすことが認められてたと述べている。これ
に関しては1961年にニユーヨークのペルガモン・
プレス（Pergamon Press）から発行されたレイ
ンストの論文集、第13頁−第15頁の”脈動燃焼”
を参照されたい。この振動は極弱いものだつたの
にも関わらず、これによつて得られた燃料粒子に
対するガスの相対運動は、この粒子の周囲から燃
焼生成物の被膜を除去するのに充分なものであ
り、燃焼率の向上をもたらす。レインストはこの
原理の微粉炭燃焼器への応用について述べてい
る。燃料と空気との混合物はフアンによつて流れ
の方向に拡大している二つのコーン状の通路の間
に設けられた予備燃焼室に供給される。燃料内の
揮発性成分はこの予備燃焼室内で燃焼し、火炎は
火炎管内に向かう。予備燃料室内における火炎の
脈動は火炎室に伝播し、ガス柱は共鳴せめられて
燃料粒子に対して運動し、叙上の如く燃焼が促進
される。
スエーデン特許明細書第7701064−８号（公告
第412635号）には、レインストの原理に基づいた
微粉化された固体、液体又は気体燃料の燃焼方法
が述べられている。しかしながら、この特許明細
書によれば、脈動は燃焼火炎によつては生じな
い。音響エネルギは音響発生器のような外部手段
によつて燃焼火炎に供給され、この音波の周波数
は低周波域から超音波領域までの範囲のものであ
る。しかし、このスエーデン特許の方法は実用的
に意義のある程度には利用されておらず、工業的
に利用するまでには至つていないことを示してい
る。
第412635号）には、レインストの原理に基づいた
微粉化された固体、液体又は気体燃料の燃焼方法
が述べられている。しかしながら、この特許明細
書によれば、脈動は燃焼火炎によつては生じな
い。音響エネルギは音響発生器のような外部手段
によつて燃焼火炎に供給され、この音波の周波数
は低周波域から超音波領域までの範囲のものであ
る。しかし、このスエーデン特許の方法は実用的
に意義のある程度には利用されておらず、工業的
に利用するまでには至つていないことを示してい
る。
同じような方法がスイス特許明細書第281373号
とドイツ特許明細書第472812号に開示されてい
る。このスイス特許によれば、脈動は燃焼室と燃
料ガスの少なくとも一部に付与され、又ドイツ特
許によれば、分散した微粒子燃料と燃焼空気及び
二次燃焼空気が振動せしめられる。
とドイツ特許明細書第472812号に開示されてい
る。このスイス特許によれば、脈動は燃焼室と燃
料ガスの少なくとも一部に付与され、又ドイツ特
許によれば、分散した微粒子燃料と燃焼空気及び
二次燃焼空気が振動せしめられる。
ソ連の著作者証第228216号には燃焼床内での脈
動燃焼について述べられ、これによればRijke管
の高温格子が固体燃料の層に置き換えられ、この
層で自由振動が発達する。しかし、自己発生の脈
動のみが用いられているので、得られる効果は比
較的低いものに過ぎない。
動燃焼について述べられ、これによればRijke管
の高温格子が固体燃料の層に置き換えられ、この
層で自由振動が発達する。しかし、自己発生の脈
動のみが用いられているので、得られる効果は比
較的低いものに過ぎない。
米国特許明細書第1173708号は格子上に置かれ
た燃料床の粒子が、格子を通じて下から供給され
る燃焼空気の脈動によつて刺激される燃料燃焼法
を述べている。燃料粒子は空気によつて漂い且つ
浮遊して、脈動の中間の時間内に鎮静化すること
が出来る。
た燃料床の粒子が、格子を通じて下から供給され
る燃焼空気の脈動によつて刺激される燃料燃焼法
を述べている。燃料粒子は空気によつて漂い且つ
浮遊して、脈動の中間の時間内に鎮静化すること
が出来る。
本発明の主目的は音波の燃焼に及ぼす好影響を
利用した燃焼装置を提供することにある。
利用した燃焼装置を提供することにある。
本発明を更に詳しく説明するために、本発明の
幾つかの実施例を開示した添付の図面を参照す
る。
幾つかの実施例を開示した添付の図面を参照す
る。
第１図はヘルムホルツ共鳴器を具えた本発明の
バーベキユー用調理器の概略側断面図を示す。
バーベキユー用調理器の概略側断面図を示す。
第２図は第１図の調理器の構造を示す端面図で
ある。
ある。
第３図は第２図の調理器の側面図である。
第４図はヘルムホルツ共鳴器を具えた本発明の
開放型ストーブの概略側断面図である。
開放型ストーブの概略側断面図である。
第５図は音波がベローズ型の音波発生器によつ
て発生せしめられる本発明のバーベキユー用調理
器の概略側断面図である。
て発生せしめられる本発明のバーベキユー用調理
器の概略側断面図である。
第１図において、ここに示されているバーベキ
ユー用調理器は、低い固有振動数を有し、拡声器
要素１１よりなる駆動ユニツトを具えた公知の構
造のヘルムホルツ共鳴器１０を具えている。共鳴
器１０と要素１１とは低周波音波発生器を形成す
る。音波の最大周波数は30Hzであるべきである。
燃料床１３を支える格子１２はネツク１０Ａの開
口部に載せられるか又はその上に接近して設けら
れている。発生器が作動すると、粒子速度と名付
けられた高速の脈動空気が、格子の置かれている
ネツク１０Ａの開口部に得られる。ネツク部の軸
に直角な面内での格子領域の寸法は音波発生器に
よつて発生せしめられた音波の波長の1/4よりも
小さいことを要する。これによつて、低周波の音
波の影響の下で燃料床と格子を通じて燃焼空気と
燃焼ガスの高速の脈動が得られる。
ユー用調理器は、低い固有振動数を有し、拡声器
要素１１よりなる駆動ユニツトを具えた公知の構
造のヘルムホルツ共鳴器１０を具えている。共鳴
器１０と要素１１とは低周波音波発生器を形成す
る。音波の最大周波数は30Hzであるべきである。
燃料床１３を支える格子１２はネツク１０Ａの開
口部に載せられるか又はその上に接近して設けら
れている。発生器が作動すると、粒子速度と名付
けられた高速の脈動空気が、格子の置かれている
ネツク１０Ａの開口部に得られる。ネツク部の軸
に直角な面内での格子領域の寸法は音波発生器に
よつて発生せしめられた音波の波長の1/4よりも
小さいことを要する。これによつて、低周波の音
波の影響の下で燃料床と格子を通じて燃焼空気と
燃焼ガスの高速の脈動が得られる。
この理由は次の通りである。燃焼効率は燃料中
の空気の火炎の運動によつて影響を受ける。音波
の波長が格子の寸法に比べて非常に長い場合に
は、空気の運動は非圧縮性流体の運動と同等なも
のになる。このことは、燃料床の各部においてす
べての空気が同時に格子の燃料床を貫通せしめら
れることを意味する。燃焼ガスの往復運動の方向
に直交する平面内での格子の寸法が大き過ぎる場
合にも、格子の面に定在波（standing wave）が
形成される蓋然性が高くなる。定在波が生じる
と、格子の面における並びにこれを貫通する燃焼
空気の往復運動が局部的に妨害されるので、これ
を防止する必要がある。格子の寸法の実用的な上
限は、発生音波の波長の1/4であることが見出さ
れた。実験の結果、低周波数の音波は高周波数の
音波に比して燃焼により大きな影響を与えること
も判明した。これに対する物理的な説明として
は、低周波数の音波はより大きな変位の振幅を持
つているので、空気や燃料ガスが大きく運動する
ためと考えられる。燃焼に対して最良の効果を与
えるのは20Hz以下の周波数の音波である。周波数
が20Hzより大きい場合にも利用は可能であるが、
余り大きな効果は期待できない。しかも、30Hzを
越える高い周波数の音波は人間の耳に騒音として
感じられるので、使用は好ましくない。
の空気の火炎の運動によつて影響を受ける。音波
の波長が格子の寸法に比べて非常に長い場合に
は、空気の運動は非圧縮性流体の運動と同等なも
のになる。このことは、燃料床の各部においてす
べての空気が同時に格子の燃料床を貫通せしめら
れることを意味する。燃焼ガスの往復運動の方向
に直交する平面内での格子の寸法が大き過ぎる場
合にも、格子の面に定在波（standing wave）が
形成される蓋然性が高くなる。定在波が生じる
と、格子の面における並びにこれを貫通する燃焼
空気の往復運動が局部的に妨害されるので、これ
を防止する必要がある。格子の寸法の実用的な上
限は、発生音波の波長の1/4であることが見出さ
れた。実験の結果、低周波数の音波は高周波数の
音波に比して燃焼により大きな影響を与えること
も判明した。これに対する物理的な説明として
は、低周波数の音波はより大きな変位の振幅を持
つているので、空気や燃料ガスが大きく運動する
ためと考えられる。燃焼に対して最良の効果を与
えるのは20Hz以下の周波数の音波である。周波数
が20Hzより大きい場合にも利用は可能であるが、
余り大きな効果は期待できない。しかも、30Hzを
越える高い周波数の音波は人間の耳に騒音として
感じられるので、使用は好ましくない。
共鳴器１０の内側とネツク部１０Ａの下方に
は、格子１２から落下する灰粒子を受けるために
容器１４が置かれている。
は、格子１２から落下する灰粒子を受けるために
容器１４が置かれている。
食物を調理するときには、木炭又は石炭の灼熱
床を短時間で得ることが望ましい。普通、従来型
の調理器においては、燃料の点火から灼熱床が得
られるまでの時間はい30分以上かかる。点火後、
床１３が拡声器要素１１によつて励起されられた
低周波の音波による高速の粒子速度の作用を受け
ると、前記時間を約５分に短縮することが出来
る。適当な灼熱床が得られると、食物の調理な普
通の方法で行うことが出来るが、必要ならば拡声
器を単に作動させるのみで調理の最中に灼熱床の
温度を上げることも出来る。このために温度制御
用の簡単な手段が設けられている。
床を短時間で得ることが望ましい。普通、従来型
の調理器においては、燃料の点火から灼熱床が得
られるまでの時間はい30分以上かかる。点火後、
床１３が拡声器要素１１によつて励起されられた
低周波の音波による高速の粒子速度の作用を受け
ると、前記時間を約５分に短縮することが出来
る。適当な灼熱床が得られると、食物の調理な普
通の方法で行うことが出来るが、必要ならば拡声
器を単に作動させるのみで調理の最中に灼熱床の
温度を上げることも出来る。このために温度制御
用の簡単な手段が設けられている。
第２図及び第３図に示す第１図のバーベキユー
用調理器の実用的構造においては、ヘムホルツ共
鳴器１０は車輪１０′と支持脚１５を具えた架台
を形成している。拡声器要素１１は共鳴器１０の
内部に取り付けられ、その開口部は共鳴器の内部
に設けられた、拡がつた上端部１７を有するネツ
ク部１６によつて形成されてる。格子が設置され
ている拡がつた開口部の上方には、第２，３図に
は示されていないけれども、調理される食物のた
めの棚を支えるラツク１８が格子の上方の所望の
高さに設置されている。灰容器１４が引き出しと
して設けられ、空にするために共鳴器から引き出
される。共鳴器の上方には拡声器１１によつて発
生されられた音波の強度を制御するための制御パ
ネル１９が設置されている。共鳴器には二つのテ
ーブルトツプ２０がヒンジ止めされ、共鳴器に枢
着された支柱２１によつて動作位置に保持されて
いる。
用調理器の実用的構造においては、ヘムホルツ共
鳴器１０は車輪１０′と支持脚１５を具えた架台
を形成している。拡声器要素１１は共鳴器１０の
内部に取り付けられ、その開口部は共鳴器の内部
に設けられた、拡がつた上端部１７を有するネツ
ク部１６によつて形成されてる。格子が設置され
ている拡がつた開口部の上方には、第２，３図に
は示されていないけれども、調理される食物のた
めの棚を支えるラツク１８が格子の上方の所望の
高さに設置されている。灰容器１４が引き出しと
して設けられ、空にするために共鳴器から引き出
される。共鳴器の上方には拡声器１１によつて発
生されられた音波の強度を制御するための制御パ
ネル１９が設置されている。共鳴器には二つのテ
ーブルトツプ２０がヒンジ止めされ、共鳴器に枢
着された支柱２１によつて動作位置に保持されて
いる。
第１図のバーベキユー調理器の同じように、開
放型のストーブを設計することが出来る。これは
第４図に開示され、第１図と同じ符号で示されて
いる。薪２２が格子１２上に載せられ、その上方
に煙突に接続された煙用フード２３が設けられて
いる。高速の粒子速度の影響の下で、燃焼は盛ん
に行われ、未燃焼ガス成分と煙中の固体粒子は減
少し、燃焼率は増加する。
放型のストーブを設計することが出来る。これは
第４図に開示され、第１図と同じ符号で示されて
いる。薪２２が格子１２上に載せられ、その上方
に煙突に接続された煙用フード２３が設けられて
いる。高速の粒子速度の影響の下で、燃焼は盛ん
に行われ、未燃焼ガス成分と煙中の固体粒子は減
少し、燃焼率は増加する。
第５図に示す改良例においては、拡声器要素は
可撓性材料のベローズからなる、通常の拡声器要
素に比べて大きいストロークを得ることの出来る
ベローズ型の拡声器要素に代えられている。この
ベローズはその開放端において容積室に接続され
ている。該容積室は、ネツク部１０Ａの開口部に
載せられた格子１２の下方の箱の側壁の開口部に
おいて、箱１０Ｂによつて規定されている。この
箱によつて規定される容積室はネツク部１０Ａ以
外には周囲と連通していない。他方のベローズの
閉鎖端はクランクロツド２４によつてクランク機
構２５に連結され、これによつてベローズに往復
動が与えられる。
可撓性材料のベローズからなる、通常の拡声器要
素に比べて大きいストロークを得ることの出来る
ベローズ型の拡声器要素に代えられている。この
ベローズはその開放端において容積室に接続され
ている。該容積室は、ネツク部１０Ａの開口部に
載せられた格子１２の下方の箱の側壁の開口部に
おいて、箱１０Ｂによつて規定されている。この
箱によつて規定される容積室はネツク部１０Ａ以
外には周囲と連通していない。他方のベローズの
閉鎖端はクランクロツド２４によつてクランク機
構２５に連結され、これによつてベローズに往復
動が与えられる。
この実施例の利点はネツク部１０Ａ内の空気柱
と箱内の空気の容積間の共鳴がなくてもネツク部
１０Ａの開口部内に高速の粒子速度が得られるこ
とである。従つて、箱内の空気の容積は前述の実
施例におけるよりも遥かに少なくてもよい。
と箱内の空気の容積間の共鳴がなくてもネツク部
１０Ａの開口部内に高速の粒子速度が得られるこ
とである。従つて、箱内の空気の容積は前述の実
施例におけるよりも遥かに少なくてもよい。
このベローズはダイヤフラムに代えられること
も出来、ベローズの場合と同様のオーダーの大き
なストロークを得ることが出来る。
も出来、ベローズの場合と同様のオーダーの大き
なストロークを得ることが出来る。
第５図の実施例から得られるもう一つの利点
は、共鳴周波数は共鳴器内の空気容積の温度変化
によつて調理作業中に変えられることを勘案し
て、共鳴器によつて決められた一定の共鳴周波数
に同調することなしに、作業周波数を選択するこ
とが出来ることにある。
は、共鳴周波数は共鳴器内の空気容積の温度変化
によつて調理作業中に変えられることを勘案し
て、共鳴器によつて決められた一定の共鳴周波数
に同調することなしに、作業周波数を選択するこ
とが出来ることにある。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE8306652A SE8306652D0 (sv) | 1983-12-02 | 1983-12-02 | Method and apparatus for activating large |
| SE8306652-2 | 1983-12-02 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61500564A JPS61500564A (ja) | 1986-03-27 |
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