JPH05501150A - 脈動燃焼器における改善 - Google Patents

脈動燃焼器における改善

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JPH05501150A
JPH05501150A JP3510317A JP51031791A JPH05501150A JP H05501150 A JPH05501150 A JP H05501150A JP 3510317 A JP3510317 A JP 3510317A JP 51031791 A JP51031791 A JP 51031791A JP H05501150 A JPH05501150 A JP H05501150A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 脈動燃焼器における改善 本発明は、一般的に言うと、脈動燃焼器のための改善された設計と、その運転の 方法に関する。より特定的に言うと、本発明は、高度に効率的な水加熱器または ボイラにおいて熱源として用いられ得る脈動燃焼器の設計に関する。
〔従来の技術〕
重大な関連を有する従来の特許は、本出願者による、1989年11月7日に発 行された“脈動燃焼を用いた流体加熱器”というタイトルの米国特許第4,84 6.149号である。
米国特許第4,846,149号における設計は、壁を経ての、水のような冷却 媒体への高い熱伝達率による伝熱を可能にしているが、その告示された米国特許 の対象物は、水加熱器の大きさをコンパクトにすることを可能にするものではな い。
水加熱器に脈動燃焼器を利用するその他の幾つかの試みは、ユニットの音を抑制 することにおいて問題に逢着した。より詳しく説明するならば、従来技術による 燃焼器は一般に“びん”の形、つまり、ネックの部分が長くなっている形を有し くテールバイブ)、燃焼は“びん”の主たる部分の中で行われるものであった。
不幸なことに、この従来技術による設計では、十分に大きい伝熱面を持たせるた めにはテールパイプが不当に長くなければならないことが知られている。ところ が、テールパイプが長いならば、脈動燃焼の周波数が概して、低いレンジにあり 、典型的には50cps付近である。この種の低温の騒音は、減衰させることが 極めて困難であり、その結果、この脈動燃焼器の設計を利用した水加熱器やボイ ラは、極めて騒音が大きいものになる傾向がある。
結局、燃焼が特に安定で、外部からのかち合うような周波数を課せられても容易 にだめになることがないような脈動燃焼器の設計が必要になる。
[本発明の詳細な説明コ 本発明の目的の一つの面は、脈動の安定性が改善された脈動燃焼器を提供するこ とである。
本発明の目的の他の面は、水ボイラまたは加熱器として用いられ、容易に消音可 能な比較的高い周波数で作動する脈動燃焼器を提供することである。
本発明の目的の最後の面は、水への高い熱伝達率を生む水加熱器またはボイラの ためのコンパクトな設計を提供することである。
したがって本発明は、一種の脈動燃焼器を提供するが、それは。
はぼ中空円筒形であって、内側にほぼ円筒形の壁とそれを包囲している外側のほ ぼ円筒形の壁の間にあってなお内側と外側の壁の間をつないでいる端面壁によっ て限界されている燃焼室と、 はぼ中空円筒形であって内側のほぼ円筒形の壁と外側のほぼ円筒形の壁を含んで いてそれら壁を隔てている半径方向距離は燃焼室の両方の壁を隔てている半径方 向距離よりも小さくなっているテールパイプ部分と燃焼室をテールパイプ部分の 両方の壁の間の空間とつないでいる部分であって、半径と軸を含む断面で見たと きに先細り形となっている外側と内側の壁部分を有しているつなぎ部分と、 燃料を燃焼室に導入するための燃料取入れ管手段と燃焼用空気を燃焼室に導入す るための空気取入れ手段と、 燃焼室の中で脈動燃焼を起こさせるための点火手段前記テールバイブ部分から排 ガスを取出すための排気手段 を含んでいる。
本発明はさらに、脈動燃焼器の運転の方法を提供しており、その方法は、 a)はぼ中空円筒形であって内側のほぼ円筒形の壁とそれを包囲している外側の ほぼ円筒形の壁の間にあってなお内側と外側の壁の間をつないでいる端面壁によ って限界登れている燃焼室と、はぼ中空円筒形であって内側のほぼ円筒形の壁と 外側のほぼ円筒形の壁を含んでいてそれら壁を隔てている半径方向距離は燃焼室 の両方の壁を隔てている半径方向距離よりも小さくなっているテールパイプ部分 と、燃焼室をテールパイプ部分の両方の壁の間の空間とつないでいる部分であっ て半径と軸を含む断面で見たときに先細り形になっている外側と内側の壁部分を 有しているつなぎ部分と、燃料を燃焼室に導入するための燃料取入れ管手段と、 燃焼用空気を燃焼室に導入するための空気取入れ手段と、燃焼室の中で脈動燃焼 を起こさせるための点火手段と、前記テールパイプ部分から排ガスを取出すため の排気手段とを含んで成る原動燃焼器を設備し、b)燃料と燃焼用空気を前記燃 焼室に供給し、c)前記燃#!室内で脈動燃焼を起こさせ、d)テールパイプ部 分から排ガスを取出すというステップを含む。
[本発明の詳細な説明] 本発明の幾つかの実施例が添付の図面の中で図示されており、その中では幾つか の図で一貫して、同様の部分は同様の参照番号をつけである。そこでの、図1は 、本発明での改善を理解するために有用である、本出願者による米国特許第4, 846,149号に記載されているものと類似している脈動燃焼器の概略的断面 図、 図2、図3は、脈動燃焼器のための新規な形状の、それぞれ斜視図と断面図。
図4は、さらに別の新規な形状にしたがって作られた原動燃焼器の取入れ部分の 部分的断面図、図5は、図4の5−5断面図、 図6は、図2および図3に示された脈動fi#I!器を利用している水加熱器ま たはボイラの、軸を含む断面図図7は、図6に示されたユニットのための、代案 の燃料供給部分の構造の図、である。
[共振周波数のための設計コ この本発明の第1の面は、脈動燃焼器の性能を最適化する方法に関している。
脈動燃焼は、今世紀の始め頃から研究されて来て、フラップパルプ型や空気力学 型の燃料入口部を用いた多くの様々なタイプのりニヤパルスバーナが作られた。
前述した本出願者による米国特許第4,846,149号の中で提案されている ブレード型の脈動燃焼器に関して本出願者が行った研究において、燃料取入れ管 と燃焼器自体の間での共振のマツチングを達成することが有利である、というこ とが示されている。一般に、共振という概念は、振動系が交番する駆動力に対し て最大の振幅をもって応答する状態に関する。この状態は、駆動力の周波数がシ ステムの自然でダンピングされていない振動の周波数と一致したときに出現する 。
したがって、共振のモードで作動するパルスバーナが最も大きく寄与する可能性 は、 (a)最大の振幅の圧力波の発生 (b)最大の熱流束の発生 (c)最大限の完全燃焼の可能性 である。
共振のマツチングは、比較的高い周波数が用いられたときに特に有利である、と いうことが既に示されている。それについて少しく述べておくことが適当であ前 述したように、商業的パルス燃焼器において比較的高い周波数が有利であるのは 、比較的短い音の波長の故にバーナの騒音の抑制が可能であることにある。
このことは、燃焼器の生来の作動音を制御するように、排気ダクトの中において 比較的小さい共振のキャビティが必要であることを意味する。追加的な有利性が 、No、の抑制において生ずるのであるが、それはやはり、短いパルスがN O X生成の動力学に干渉することによるのである。しかし、最近まで、管状の高周 波数(>350Hz)による装置は、研究用に興味あるものだけであって、生来 の低い生産能力の故に、商業的に実現可能ではない、現今、高効率の脈動燃焼器 が市場にあるが、50Hz付近の低い作動の周波数で特色づけられる。二のこと は、管状のユニットにおいて、家庭用バーナーとして、十分な容量と、伝熱面積 を有するためには止むを得ないことである。
前述した本出願者による米国特許第4,846,149号において提案されたブ レード型の脈動燃焼器は、管状のパルスバーナーと同様にリニヤモードで作動す るが、火炎先端が円形でなく平型であるように燃焼を行う、従来、この分野の研 究者は、伝熱面積を大幅に増すならば粘性抵抗の故に燃焼が阻害されると考えて いた、という事実を想起すれば、このアプローチの新規性は明白である。その従 来の考え方が間違いであることが判明し、本出願者は、天然ガスの空気力学型の バルブ機能を用いた実用のブレード型の幅が約121、長さは約1401の脈動 燃焼器を成功裡に構築することができた0作動周波数は441Hzで、ガスの消 費量は使用値で100,0OOBTU/Hrであった。このユニットは、排ガス から何がしかの廃熱を回収して90%台の高い方の効率で側く水加熱器に組み込 まれるのに適している。
さて、ここで、共振のマツチングの問題に触れるならば、高周波数で高効率のブ レード型燃焼器の典型的な共振周波数の比は、 一燃料取入れ管の共振周波数は1320Hz、−燃焼室とテールバイブの組合せ の共振周波数は440Hz。
となるであろう。
ここで、注目すべきことは、燃料取入れ管の共振周波数が、燃焼室とテールパイ プの組合せの共振周波数の3倍になっていることである。このことは、取入れ管 の共振周波数が、基本周波数と考えられる440H2の、第3高調波を表わすこ とを意味する。音楽的に言うと、これらの周波数は、真ん中のCより下のAの音 (440)と、そのAより1オクターブと115上のEの音(1320)を表わ す0本出願者は、特に、燃料取入れ管の共振周波数が、燃焼室とテールバイブの 基本周波数の第3高調波になっているときに、極めて安定な脈動燃焼が確立され ることを見出した。多くの従来の燃焼器における脈動燃焼は、燃焼器の基本周波 数の倍数ではない外部で発生された音の周波数を重畳させることによって、阻害 されるが、または全く抑止されるのであるが、上記したとおりの方法で、取入れ 管の周波数が燃焼室/テールパイプの周波数に対して“チューニングされている ときには、そのような阻害または抑止ということはあり得ない、したがって、共 振を達成するための手順は、燃焼室とテールバイブの組合せの基本周波数をめる ことから始まる。そして、その周波数を3倍し、そこで得られた周波数で共振す るように、取入れ管(単数または複数)を構築する。このことは、可変容積の共 振器を用いて達成され得る。
第3高調波の構造(つまり、燃料取入れ管の共振周波数が燃焼室とテールバイブ の共振周波数の値の3倍であるという構造)が特別に安定であることが既に知ら れているが、他の簡単な倍数つまり割合も運転を安定化するために有用であると 考えられる0本質上、2つの共振周波数が相互に、2つの小さい整数(典型的に は6より小さい)の間の比で関係している限り、燃焼の安定性への何がしかの貢 献が達せられる0例えば、2:1という比は、高い方の共振周波数を低い方の共 振周波数の1オクターブ上にする。4:1という比は、高い方の周波数を低い方 の周波数の2オクターブ上にする。音楽の理論では、周波数が相互に小さい整数 の比で関係しているという音は、快感を与える音、つまり調和した音を生む。
図1は、本出願者による米国特許第4..84.6..149号に記述されてい るとおりに構築された訓動燃焼器の断面図であって、燃焼室10、テールバイブ 12、点火プラグ13、燃料取入れ管14を有している。
燃料取入れ管14が、燃焼室10とテールバイブ12の主たる方向に対して直角 の位置にあることが知られよう、燃料取入れ管の他の位置が破線16で示されて いる。
上記の形は、MHD発電に応用されると期待される。
そこでは、誘導の結合が達成されるとすれば、(a)チューブが、発生されるE MFのためのはっきりした径路を提供する(渦電流をなくする)。
(b)それは一定容積のダクトを提供する。これは、本出願者によるMHD1? !電装置の最初の特許である米国特許第4,454,436号(1984年6月 12日にChatoその他に発行された)におけるような、半径方向ダクトと対 照的である。
(C)それは、それの狭い排気流路を維持するので、磁界強さの要求を少なくし 、したがってコストを減らす。
“中空型”の実施例 さてここで、前述した本出願者による米国特許第4.846,149号の平らな ブレード型の実施例を、ユニットの両端が相互に合さるように丸めたものに相当 している特別な実施例を図示している図2と図3を見ることにする。
図2と図3を見るに、燃焼器34は、外側が円筒形をなし、中央部で中空の部分 36を有している連続した環状体の形になっている。燃焼器34は、やはり外側 が円筒形をなす環状体の形になっている同様の形状のテールパイプ部分38につ ながっている。特には図3で見られるように、断面で見られるテールパイプ部分 38は、軸方向に燃焼器部分34と揃っていて、それの両方の壁は、燃焼器の両 方の壁よりも、狭い間隔で設けられている。
図2を見るに、そこでは、複数の入口ニードル40が、ユニットをスタートさせ るための点火プラグ42と共に設けられている。これらニードル40が円筒の形 の周囲全体にわたって分布配置され得ることが理解されるべきである。この実施 例において、これらニードルは同心の通風用の開口41を貫通していて、それら 開口もスリーブの形をなしていてもよい6代案として、燃焼用空気が、燃料のビ ン40と密接に組合っていない別個のチューブ(複数)つまり取入れ口によって 供給され得る。排ガスは矢印44で図示されている図2と図3に示されたユニッ トは、矢印44のところでかなりの推力を発生する能力がありそうなので、推進 用手段として用いられるに適するようになると期持される。
バルブ機能 さてここで、第4図と5図を見ることとし、それとの関連で、さらにある新規な 面を説明しよう。
燃焼用空気の流入のためのパルスジェットのバルブ機能は、普通には機械的また は空気力学的に達成される。
機械的の場合には、バルブが、燃焼波で生成された圧力によって取入れ口を閉塞 する。このことは、波が押しつける固体面を現出するので、最大の出口速度を生 成する。その結果、波長がデバイスの長さの4倍である音が生成される(1/4 波長のデバイス)。
空気力学的バルブの場合には、圧力波が取入れ口に達しても、そのような障害物 がないので、その方向を続けることが許されるが、それは、圧力波が排気端に向 って動くにつれて、それの後方に真空が生成されることによって逆転されるに至 る。これは出口速度最小の場面である。結果として生ずる音波の波長は、デバイ スの長さの2倍になる(l/2波長のデバイス)。
どんなパルスジェットシステムでも、熱交換器や排気デカップラーが設備された ときには、実効ある推力をある程度失い、結果として背圧が生ずる。今述べる設 計は1機械的バルブ機能仁空気力学的バルブ機能の間の中間点での作動を達成し 、両システムの利点を組合せる1つの試みである。
ここで図4を見ると、それは、脈動燃焼器52の空気導入端5oを図示している 。この脈動燃焼器は、側壁54と端壁56を有していて、後者は1つまたはより 多くの円形の開口58を有していて、その開口を通して燃料と空気が導入される 。燃料は、開口58の実質的中心部にある燃料管6oを経て脈動燃焼器に入る、 開口58の中で、特別に設計されたワッシャ62が着座していて、これが静止の ″バルブとして機能する。ワッシャ62の内側開口部64が、圧力波が押すもの として利用される表面積、つまり実効ある推力の大きさを決定する。このことは 、前述の2つの極端なバルブ機能の場合の間での最適の作動点の決定を、空気力 学的作動の利点を維持しつつ可能にする。
水加熱器 ここで図6を見るならば、これは、水ボイラまたは加熱器のための適切な構造の 、軸方向断面図である。
図6において、外側の円筒形の壁70が、上側の端壁72と下側の端壁74と共 に、システムの主要な構成部分のすべてを支持し、包囲している。内部の構成部 分として、図2および図3で示された形の中空円筒型の脈動燃焼器76があるこ とと、その脈動燃焼器76が、燃焼室が上方位置、テールパイプ80が下方位置 になるように置かれていることが知られよう、脈動燃焼器76は、それを包囲し ている円筒70に例えば溶接によって取付けられている環状の仕切板82によフ て、その場所に剛性的に保持されている。この環状の仕切板82と同一平面上に ある円形の仕切板84が、燃焼室78で形作られたドーナツ形によって限界され た内側の空所に、溶接または他の方法で取付けられている。
図6に示されているユニットの下方を見るに、もう1つの環状部分88が、テー ルパイプ80を包囲し、円筒70まで延びて、両方に溶接または他の方法で取付 けられている。また、円形の仕切板90がテールパイプ80の内側に溶接または 他の方法で取付けられている。このことにより、環状のテールパイプ80は、揃 っである仕切板88,90を通して、そこの端壁74、円筒70の下方部分およ び仕切板88.90によって限界されている排気ブレナム92に連通できている 。排ガス管94が、ブレナム92と続いていて、排ガスをブレナム92から流出 させるようになっている図6に示されているユニットの上方部分を再び見るに、 燃焼室78は、内側の実質的に円筒形の壁100と、外側の実質的に円筒形の壁 102の間で限界されていることが知られよう、環状のM(壁)104が燃焼室 78の上端を閉じているが、この蓋(壁)104には、その周りに均等に分布配 置された典型的には8つであればよい複数の円形の開口106が設けられている 。それらの開口106を、燃料供給ニードル108が貫通しており、図で見られ るように、それらニードルは燃焼室78の中に少しの長さだけ突出しているそれ らのニードルは、燃料リング110で支持され、それから燃料の供給を受けてお り、その燃料リングは、適当な加圧された源(図示せず)からきている燃料管1 12を経て燃料を受入れている。
図7に代案の燃料供給手段が図示されている。そこでは、パルス燃焼器76の上 方部分が示されているが、それには供給管150が取付けられており、その供給 管150は広がった上流側壁152を有し、それが154の場所で内側に曲がっ てバルブスリーブ156を支持している。そのバルブスリーブ156はその下流 端においてワヤフレーム158を結合させていて、そのワイヤフレーム158は 、バルブメンバー160を支えるようにできている。バルブ160は、空気取入 れの間はフレーム158に当っている(右側に動いて)が、管150の内側リッ プ162に着座するようになっている。バルブ150は、穴のない円板であって も、中央に小さい六のある環状体であってもよい。
スパークプラグが114で示されていて、これは、燃焼室78の中で脈動燃焼を 開始させる適当な点火手段になっている。
上側端壁72、円筒70の上方部分、環状仕切板82および円形の部分84が一 緒になって燃焼用空気の室116を限界しており、そこへの空気供給は、多孔室 でカップ形の、焼結金属または類似のものででとていればよい要素120を経て 行われる、ということが見られよう、矢印121は、外部から室116への空気 の導入を表わしている。したがって、室116の中の燃焼用空気が、複数の開口 106を経て燃焼室78に入るべく利用される、ということが理解されよう。
図6の底部右方に示されている水入口導管123は、プレナム92の中に、それ との間がシールされた形で進入し、次いで直角のベンドを経た上で円形の仕切板 90を貫通し1次いで、テールバイブ80の内側の壁126の中に限界されてい る内部コンパートメント124の中を軸方向上向きに延びている1図で見られる ように水は、導管123の直立の部分128を経てコンパートメント124の頂 部に運ばれ、それから。
方向が逆転されてコンパートメント124を下向きに通過し、そこからは、プレ ナム92をそれと連絡することなしに通過しているU字形の導管130を経てコ ンパートメント124から出る。それにより、コンパートメント124から出る 途中まで加熱された水は、螺旋形通路132の下端部に入ることとなる。この螺 旋形通路132は、テールバイブ80の外側壁134と円筒70の間にあって、 なお、テールバイブ80のほか燃焼室の外側壁102をも取巻いている螺旋状の 仕切板136によって限界されている。螺旋形通路132は、脈動燃焼器の回り で続いていて、領域138で終っており、その領域が熱水出口管140と連通し ている。
運転においては5図6に示されたユニットでは、まず燃料と燃焼用空気を燃焼室 78に導入し、それから、スパークプラグ114または他の適当な手段を利用す ることによって燃焼室78の中で脈動燃焼を開始させ、排ガスを、テールバイブ 部分80からプレナム92と排気管94を通して取出し、さらに水を、まず内部 コンパートメント124を通し、それから螺旋形通路132を経て、最終的には 水出口管140から取出す。
水が上記とは逆の方向に進んでもよい、ということが理解されよう。
さらに、本質的には壁100,102,126および134である伝熱壁が、水 への良好な熱伝達を実現するような材質および厚さのものである、ということが 理解されよう、より特定的に言えば、それらの壁は、銅、黄銅、ステンレス鋼の グループから選択された材料で作られているのが望ましい。
本発明の幾つかの実施例を、添付の図面に図示し、また上記において説明したが 、その中で、本発明の本質から離れることなく変更/変形がなされ得ることが当 業者にとって明らかであろう0本発明の本質は添付の゛特許請求の範囲°′に示 されている。
要約書 脈動燃焼器が、内部の室が断面において環状になるような、中空円筒形の燃焼室 と、類似の中空円筒形のテールパイプを含んでいる。空気と燃料が燃焼室に導入 され、脈動燃焼が開始され、排ガスがテールパイプから取出される。脈動燃焼器 の内部と外部の両方においてウォータージャケットが限界されていて、その一方 から他方へと水が、暖められつつ動いて行く、燃料が、燃焼室とテールパイプの 組合せの自然の共振周波数と、ある小さい数での倍数である自然の共振周波数を 有するようなニードルまたは短管を通して導入されるのが望ましい、望ましい周 波数は、燃焼室とテールパイプの組合せでは440cps、燃料送入ニードルま たは管では1320cpsである。
国際調査報告 国際調査報告

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 本発明の実施例の中で請求する独占的権利または特権は次の請求項の各項に述べ る通りである。 1.実質的に中空円筒形であって、内側の実質的に円筒形の壁とそれを包囲して いる外側の実質的に円筒形の壁の間にあってなお内側と外側の壁の間をつないで いる端面壁によって限界されている環状の燃焼室と、実質的に中空円筒形であっ て内側の実質的に円筒形の壁と外側の実質的に円筒形の壁を含んでいてそれら壁 を隔てている半径方向距離は燃焼室の両方の壁を隔てている半径方向距離よりも 小さくなっているテールパイプ部分と、 燃焼室をテールパイプ部分の両方の壁の間の空間とつないでいる部分であって半 径と軸を含む断面で見たときに先細り形になっている外側と内側の壁部分を有し ているつなぎ部分と、 前記の壁のすべては、それを通しての熱伝達が行われる材料と厚さのものである こととして含んでおり、さらになお、 燃料を燃料室に導入するための燃料取入れ管手段と燃焼用空気を燃焼室に導入す るための空気取入れ手段と、 燃焼室の中で脈動燃焼を起こさせるための点火手段と、 前記テールパイプ部分から排ガスを取出すための排気手段と、 前記燃焼室とテールパイプ部分の外側壁の外側と、前記燃焼室とテールパイプ部 分の内側壁の内側に当るようにして、水を通過させるためのウォータジャケット 手段 を含んで成る脈動燃焼器。 2.前記ウォータジャケット手段が.冷水を、まず前記内側壁の内側で脈動燃焼 器に関して長さ方向に、それからは、前記外側壁の外側の回りの螺旋形径路の中 を通過させており、また、水に接触するすべての壁は、銅、黄銅、ステンレス鋼 のグループから選定された材料で作られている、請求項1記載の脈動燃焼器。 3.前記燃料取入れ手段は、それの寸法的特徴に依存している特徴的共振周波数 を有し、燃焼室とテールパイプ部分の組合せもまた、それの寸法的特徴に依存し ている特徴的共振周波数を有しており、前記2つの共振周波数は、相互に、6よ り小さい2つの小さい整数の間の比率になっている、請求項1記載の脈動燃焼器 。 4.前記燃料取入れ手段は、その寸法的特徴に依存してなる特徴的共振周波数を 有し、燃焼室とテールパイプ部分の組合せもまた、その寸法的特徴に依存してい る特徴的共振周波数を有しており、前記燃料取入れ手段の共振周波数が前記組合 せの共振周波数の3倍である、請求項1記載の脈動燃焼器。 5.燃焼室とテールパイプ部分の組合せの共振周波数が実質的に毎秒440サイ クルである、請求項4記載の脈動燃焼器。 6.脈動燃焼器が、その長さ方向軸線が実質的に垂直方向にあるように方向を決 められており、なお、燃焼室がテールパイプの上にある、請求項2記載の脈動燃 焼器。 7.前記ウォータージャケット手段が、冷水を、まず前記内側壁の内側で脈動燃 焼器に関して長さ方向にそれからは、前記外側壁の外側の回りの螺旋形径路の中 を通過させている、請求項3記載の脈動燃焼器。 8.前記ウォータージャケット手段が、冷水を、まず前記内側壁の内側で脈動燃 焼器に関して長さ方向にそれからは、前記外側壁の外側の回りの螺旋形径路の中 を通過させている、請求項4記載の脈動燃焼器。 9.燃焼室とテールパイプ部分の組合せの共振周波数が実質的に毎秒440サイ クルである、請求項8記載の脈動燃焼器。 10.脈動燃焼器の運転の方法であって、a)実質的に中空円筒形であって内側 の実質的に円筒形の壁とそれを包囲している外側の実質的に円筒形の壁の間にあ ってなお内側と外側の壁の間をつないでいる端面壁によって限界されている燃焼 室と、実質的に中空円筒形であって内側の実質的に円筒形の壁と外側の実質的に 円筒形の壁を含んでいてそれら壁を隔てている半径方向距離は燃焼室の両方の壁 を隔てている半径方向距離よりも小さくなっているテールパイプ部分と、燃焼室 をテールパイプ部分の両方の壁の間の空間とつないでいる部分であって半径と軸 を含む断面で見たときに先細り形になっている外側と内側の壁部分を有している つなぎ部分を、前記の壁のすべてはそれを通して熱伝達が行われる材料と厚さの ものであることとして含んでおり、さらになお、燃料を燃焼室に導入するための 燃料取入れ管手段と、燃焼用空気を燃焼室に導入するための空気取入れ手段と、 燃焼室の中で脈動燃焼を起こさせるための点火手段と、前記テールパイプ部分か ら排ガスを取出すために排気手段と、前記燃焼室とテールパイプ部分の外側壁の 外側と前記燃焼室とテールパイプ部分の内側壁の内側に当るようにして水を通過 させるためのウォータジャケット手段を含んでなる脈動燃焼器を設備し、 b)燃料と燃焼用空気を前記燃焼室に供給し、c)前記燃焼室内で脈動燃焼を起 こさせ、d)テールパイプ部分から排ガスを取出し、e)前記ジャケットを通し て水を通過させることにより、脈動燃焼器を冷却し、水を温める、ステップを含 む方法。 11.水をまず前記内側壁の内側で脈動燃焼器に関して長さ方向に、それからは 、前記外側壁の外側の回りの螺旋形径路の中を通過させる、請求項10記載の方 法。 12.さらに、燃料取入れ手段の特徴的共振周波数と、燃焼室とテールパイプの 組合せの特徴的共振周波数が、相互に、6より小さい2つの小さい整数の間の比 率であることを確実にすることを含む、請求項10記載の方法。 13.燃料取入れ手段の共振周波数が、燃焼室とテールパイプの組合せの共振周 波数の3倍である、請求項12記載の方法。 14.燃料取入れ手段の共振周波数が実質的に毎秒1320サイクルである、請 求項13記載の方法。 15.実質的に中空円筒形であって内側の実質的に円筒形の壁とそれを包囲して いる外側の実質的に円筒形の壁の間にあってなお内側と外側の壁の間をつないで いる端面によって限界されている燃焼室と、実質的に中空円筒形であって内側の 実質的に円筒形の壁と外側の実質的に円筒形の壁を含んでいてそれら壁を隔てて いる半径方向距離は燃焼室の両方の壁を隔てている半径方向距離よりも小さくな っているテールパイプ部分と、 燃焼室をテールパイプ部分の両方の壁の間の空間とつないでいる部分であって、 半径と軸を含む断面で見たときに先細り形となっている外側と内側の壁部分を有 しているつなぎ部分と、 燃料を燃焼室に導入するための燃料取入れ管手段と、燃焼用空気を燃焼室に導入 するための空気取入れ手段と、 燃焼室の中で脈動燃焼を起こさせるための点火手段と、 前記テールパイプ部分から排ガスを取出すための排気手段 を含んで成る脈動燃焼器。 16.脈動燃焼器の運転の方法であって、a)実質的に中空円筒形であって内側 の実質的に円筒形の壁とそれを包囲している外側の実質的に円筒形の壁の間にあ ってなお内側と外側の壁の間をつないでいる端面壁によって限界されている燃焼 室と、実質的に中空円筒形であって内側の実質的に円筒形の壁と外側の実質的に 円筒形の壁を含んでいてそれら壁を隔てている半径方向距離は燃焼室の両方の壁 を隔てている半径方向距離よりも小さくなっているテールパイプ部分と、燃焼室 をテールパイプ部分の両方の壁の間の空間とつないでいる部分であって半径と軸 を含む断面で見たときに先細り形になっている外側と内側の壁部分を有している つなぎ部分と、燃料を燃焼室に導入するための燃料取入れ管手段と、燃焼用空気 を燃焼室に導入するための空気取入れ手段と、燃焼室の中で脈動燃焼を起こさせ るための点火手段と、前記テールパイプ部分から排ガスを取出すための排気手段 とを含んで成る脈動燃焼器を設備し、 b)燃料と燃焼用空気を前記燃焼室に供給し、c)前記燃焼室内で脈動燃焼を起 こさせ、d)テールパイプ部分から排ガスを取出すというステップを含む方法。
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Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9013154D0 (en) * 1990-06-13 1990-08-01 Chato John D Improvements in pulsating combustors
GB9202329D0 (en) * 1992-02-04 1992-03-18 Chato John D Improvements in pulse blade system for pulsating combustors
US5816793A (en) * 1994-06-01 1998-10-06 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Combustion apparatus
DE19620874A1 (de) * 1996-05-23 1997-11-27 Bmw Rolls Royce Gmbh Kraftstoffeinspritzung für eine gestufte Gasturbinen-Brennkammer
JP3725299B2 (ja) * 1997-06-19 2005-12-07 株式会社パウダリングジャパン 通常燃焼及びパルス燃焼両用燃焼器
RU2156402C2 (ru) * 1998-06-10 2000-09-20 Глебов Геннадий Александрович Устройство пульсирующего горения для подогрева жидкости
WO2000012934A1 (en) 1998-08-31 2000-03-09 Clean Energy Combustion Systems Inc. Circular pulsating combustors
US6016773A (en) * 1998-11-23 2000-01-25 Zinke; Robert Dan Pulse combustion steam generator
US6554607B1 (en) * 1999-09-01 2003-04-29 Georgia Tech Research Corporation Combustion-driven jet actuator
US6161506A (en) * 1999-09-15 2000-12-19 Harsco Corporation, Patterson-Kelley Division Pulsed air combustion high capacity boiler
US6325616B1 (en) 2000-04-03 2001-12-04 John D. Chato Pulsating combustion unit with interior having constant cross-section
RU2184906C1 (ru) * 2001-01-03 2002-07-10 Закрытое акционерное общество "Экономия при газификации" Теплогенератор для импульсного горения
RU2175422C1 (ru) * 2001-02-02 2001-10-27 Бондаренко Михаил Иванович Система пульсирующего горения
DE10306699A1 (de) 2003-02-18 2004-09-02 Robert Bosch Gmbh Wärmetauscher mit einem strömungsoptimierten wärmeaufnehmenden Strömungskanal, insbesondere für ein Heizgerät
KR100764903B1 (ko) * 2004-09-07 2007-10-09 김병두 발전소용 미분탄 보일러 노 구조
KR100691029B1 (ko) * 2005-03-07 2007-03-12 주식회사 경동나비엔 이중관이 구비된 온수공급장치
US8083494B2 (en) * 2005-07-05 2011-12-27 Gestion Serge Benjamin Inc. Pulse jet engine having an acoustically enhanced ejector system
US20070119389A1 (en) * 2005-11-14 2007-05-31 Uglietto Salvatore R Oil boiler edge
RU2333423C2 (ru) * 2006-08-04 2008-09-10 ИНСТИТУТ ГИДРОДИНАМИКИ им. М.А. Лаврентьева СО РАН (ИГиЛ СО РАН) Способ инициирования детонации в горючих смесях и устройство для его осуществления
US9732600B2 (en) * 2009-08-27 2017-08-15 Exponential Technologies, Inc. Heating apparatus
GB0921660D0 (en) * 2009-12-10 2010-01-27 Zettner Michael Method for increasing the efficiency of a heat exchanger
US20120204814A1 (en) * 2011-02-15 2012-08-16 General Electric Company Pulse Detonation Combustor Heat Exchanger
CN102588936A (zh) * 2012-03-01 2012-07-18 张家港格林沙洲锅炉有限公司 带节能经济器的针形管燃油锅炉
NL2011646C2 (en) * 2013-10-18 2015-04-23 Dejatech Ges B V Heat exchanger, set and method for forming the same.
RU2549279C1 (ru) * 2014-03-05 2015-04-27 Общество с ограниченной ответственностью "ТЁПЛО" Устройство пульсирующего горения
DE102014205208B4 (de) * 2014-03-20 2024-09-26 Eberspächer Climate Control Systems GmbH Fahrzeugheizgerät
CN109654465B (zh) * 2019-01-23 2020-11-27 泗县智来机械科技有限公司 一种顶燃式蒸汽发生器

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2635420A (en) * 1947-05-14 1953-04-21 Shell Dev Jet propulsion engine with auxiliary pulse jet engine
FR1050881A (fr) * 1952-02-15 1954-01-12 Lucien Moussaud Ets Perfectionnements aux pulso-réacteurs ou appareils analogues
DE1238180B (de) * 1961-09-14 1967-04-06 Junkers & Co Heisswasserbereiter, insbesondere Durchlauferhitzer, mit einer Brenneranlage fuer pulsierende Verbrennung
NL300527A (ja) * 1962-11-15
SU877227A1 (ru) * 1979-10-08 1981-10-30 Чувашский государственный университет им. И.Н.Ульянова Камера пульсирующего горени
US4479484A (en) * 1980-12-22 1984-10-30 Arkansas Patents, Inc. Pulsing combustion
US4488865A (en) * 1980-12-22 1984-12-18 Arkansas Patents, Inc. Pulsing combustion
JPS58200910A (ja) * 1982-05-19 1983-11-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd パルス燃焼器
US4639208A (en) * 1984-04-03 1987-01-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Pulse combustion apparatus with a plurality of pulse burners
EP0227699B1 (de) * 1985-06-12 1989-01-04 PLETZER, Georg Feuerungseinrichtung
US4846149A (en) * 1988-01-27 1989-07-11 Chato John D Fluid heater using pulsating combustion
JP2726487B2 (ja) * 1989-03-31 1998-03-11 株式会社東芝 パルスバーナ
GB9013154D0 (en) * 1990-06-13 1990-08-01 Chato John D Improvements in pulsating combustors

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Publication number Publication date
EP0486643A1 (en) 1992-05-27
US5403180A (en) 1995-04-04
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CA2059636A1 (en) 1991-12-14
US5242294A (en) 1993-09-07
KR920702484A (ko) 1992-09-04
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NO920532L (no) 1992-02-11
ATE126872T1 (de) 1995-09-15
FI920595A0 (fi) 1992-02-12
WO1991019941A1 (en) 1991-12-26
GB9013154D0 (en) 1990-08-01
BR9105791A (pt) 1992-06-02
EP0486643B1 (en) 1995-08-23
HUT62994A (en) 1993-06-28
RU2062945C1 (ru) 1996-06-27
NO920532D0 (no) 1992-02-11
DE69112349D1 (de) 1995-09-28
AU645329B2 (en) 1994-01-13
AU8089591A (en) 1992-01-07

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