JP2525547B2

JP2525547B2 - 耐熱管状部材の試験方法

Info

Publication number: JP2525547B2
Application number: JP5202941A
Authority: JP
Inventors: 満矢野; 元平松; 浩高木
Original assignee: Shoei Co Ltd; Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Shoei Co Ltd; Hitachi Metals Ltd
Priority date: 1986-08-06
Filing date: 1993-07-23
Publication date: 1996-08-21
Anticipated expiration: 2011-08-21
Also published as: JPH0749290A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は耐熱管状部材、特に自動
車の内燃機関に用いられる排気系機器等の耐熱性、断熱
性等を試験するのに適した方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び問題点】従来新しいエンジンを開発す
る場合それに付随する排気系機器の評価も行うが、例え
ばマニホルドの評価試験は、完成したエンジンに取り付
けて行われていた。従ってエンジンが完成した後でない
とマニホルドの評価試験ができず、エンジンの開発期間
が著しく長期化するという好ましくない結果を招いてい
た。

【０００３】従って本発明の目的は上記問題を解決し、
エンジン等の完成を持つことなく耐熱管状部材の耐熱
性、断熱性等を試験することができる方法を提供するこ
とである。

【０００４】

【問題点を解決するための手段】上記目的に鑑み、本発
明者は、各燃焼室から出る燃焼ガスの圧力（排気圧）を
調節することにより、耐熱管状部材を実際の排気ガスと
同じ状態に置けば、耐熱管状部材の耐熱性及び断熱性等
を正確に知ることができることを発見し、本発明に想到
した。

【０００５】すなわち、少なくとも１つの管部を有する
耐熱管状部材を試験する本発明の方法は、少なくとも１
つの燃焼室と、前記燃焼室の上流側に連通する室部と、
前記室部内に挿入されたバーナーと、前記バーナーに接
続された燃料供給路及び空気路と、前記室部の内壁に開
口する排気増圧空気路とを有する試験装置を使用し、前
記管部を各燃焼室に接続した状態で前記燃料供給路から
送給される燃料と前記一次空気路から送給される空気か
ら得られた燃焼ガスを前記燃焼室内に導入するととも
に、前記排気増圧空気路より前記燃焼室内に空気を送給
し、その際前記耐熱管状部材が実際にさらされる排気圧
になるように前記排気増圧空気路の空気流量を調節する
ことを特徴とする。

【０００６】

【実施例】以下本発明の耐熱管状部材の試験方法を、添
付図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の方法
を実施するための試験装置を示す側面図であり、図２は
その平面図である。試験装置は燃焼器１と、中間部材２
と連結部材３とを有し、中間部材２には耐熱管状部材と
してのマニホルド４の管部５が接続されている。また連
結部材３には一次空気路６、二次空気路７及び燃料ガス
供給路８が接続されている。

【０００７】図３は図１の試験装置の要部を示す拡大部
分断面図である。燃焼器１は燃焼室用内壁９と、室部１
４を形成する内壁１４ａと、両内壁の外周に設けられた
セラミック管等のような高温耐熱材からなる耐熱部１０
とからなる。各燃焼器１には複数の燃焼室１１が設けら
れており、マニホルド４の各管部と接続するようになっ
ている。各燃焼器１において、内壁９により形成された
燃焼室１１の下流側に中間部材２が取り付けられてお
り、上流側に連通する室部１４内にはバーナー１２が取
り付けられている。バーナー１２の周囲の内壁１４ａに
は排気増圧空気路２１が開口しており、かつ室部１４の
内壁１４ａとバーナー１２との間には隙間がある。その
ため、排気増圧空気路２１より導入された空気流は隙間
を通って、バーナー１２から出る燃焼ガスとともに燃焼
室１１内に入る。

【０００８】中間部材２には排気ガス路１３が形成され
ており、マニホルド４の管部開口部と排気ガス路１３の
開口部とが密着させられる。またマニホルドの他端には
排気ガスを捕集する管（図示せず）が取り付けられる。
なお、バーナー１２としては、例えば元混合式又は先混
合式のガスバーナー又はオイルバーナー等種々のタイプ
のものを使用することができる。また中間部材２は例え
ばシリンダーヘッドのような部材であるが、耐熱管状部
材の種類によっては中間部材２がない場合も考えられ
る。さらに、耐熱部１０は省略してもよい。

【０００９】図４は図１の燃焼器１に空気及び燃料ガス
を送給するシステムを示す。各燃焼器１において、バー
ナー１２に連結部材３を介して一次空気路６、二次空気
路７及び燃料ガス供給路８が接続している。一次空気路
６は燃料ガスの燃焼用空気を送給するためのもので、二
次空気路７は燃焼条件を調節するために空気を送給する
ものである。二次空気路７はバーナー１２の燃焼ガス送
給部の周囲の位置に開口している。なお、燃焼の有無を
チェックする紫外線受光装置（図示せず）を設ける場
合、それを冷却するために二次空気路７の空気を使用す
ることができる。

【００１０】各一次空気路６及び二次空気路７には流量
調節弁１５、１６が設けられている。一次空気路６及び
二次空気路７は空気源としてのブロワー（図示せず）に
接続している１本の本管１７から各燃焼器１に枝分かれ
している支管１８に接続している。また各燃料ガス供給
路８はＬＰＧガスタンク（図示せず）等のガス源に接続
している本管１９から枝分かれしている。

【００１１】空気供給用の各支管１８から分岐した排気
増圧空気路２１は、バーナー１２の周囲の室部１４の内
壁１４ａに開口し、排気増圧用空気流はバーナー１２の
周囲と室部１４の内壁１４ａとの間の隙間を通って燃焼
室１１内に入り、そこで燃焼ガスと混合する。そのた
め、排気増圧空気路２１の空気流は、燃焼室１１からマ
ニホルド４に流入する燃焼ガス（排気ガス）の圧力を実
際のエンジンの排気圧に対応させ、それにより実際のマ
ニホルド４の温度となるように調節するのに役立つ。こ
の際、排気増圧空気路２１の空気流はバーナー１２の周
囲の隙間を通るので、燃焼条件に影響を与えることはな
い。また本管１７には流量計２２が設けられており、そ
の検出値に基づき排気圧の調節を行う。

【００１２】以上のような構成の試験装置によりマニホ
ルド４の耐熱性、断熱性等を以下のように試験する。ま
ずマニホルド４を中間部材２にそれぞれの開口部が一致
するように取り付け、一次空気路６及び二次空気路７よ
り空気を、また燃料ガス供給路８よりＬＰＧガスをそれ
それバーナー１２に供給し、点火することにより燃焼室
１１内で燃焼させる。これによりバーナー１２の炎は燃
焼室１１内に噴出し、それに伴う高温の排気ガスは中間
部材２の排気ガス路１３を通って耐熱管状部材としての
マニホルド４へと流れる。

【００１３】マニホルド４の温度は例えば熱電対等の温
度センサー２０により検出し、実際のエンジンの排気ガ
スに対応した状態になるようにバーナー１２の燃焼状態
を制御する。この制御は一次空気路６及び二次空気路７
の空気量及び燃料ガス供給路８のガス量を調節すること
によって行うことができるが、主として排気増圧空気路
２１の空気流を調節することにより行う。

【００１４】図５は図３の試験装置に空気及び燃料ガス
を送給するためのシステムの別の例を示す。この実施例
においては流量計２３は各支管１８に設けられている。
通常マニホルド４の複数の管部５の流路抵抗はそれぞれ
異なるので、燃焼室１１ごとに設けた流量計２３により
各管部５に流入する排気ガスの流量を正確に把握し、一
層正確な制御を行うことを可能とする。

【００１５】図６は本発明の方法を実施するための試験
装置の別の例を示す。この装置においては、排気増圧空
気路２１が流量計２４を経て本管１７の空気源と異なる
空気源（ブロワー）に接続しており、かつ二次空気路７
が省略されている。その他の部分については図５の装置
とほぼ同じである。

【００１６】一般に評価するマニホルドが変わるとそれ
に応じて排気抵抗も変動し、排気増圧用の空気量が各気
筒（管部）ごとに大きく変化する。しかし図５の装置に
おいては燃焼に用いる空気用の一次空気路６と排気増圧
空気路２１とは同一の空気源（ブロワー）から分岐して
いるので、上記変化に伴い途中から分岐している一次空
気路６中の燃焼用空気量も変動し、ＬＰＧガスとの最適
燃焼混合比（ＬＰＧ１：空気２４）がくずれる。そうな
ると場合によっては燃料の着火に支障をきたすので、常
にできるだけ最適燃焼混合比に保つことが必要である。

【００１７】そこで図６に示すように排気増圧空気路２
１のブロワー（図示せず）を一次空気路６のものと別個
に設けることにより、排気抵抗の変動により排気増圧空
気路２１の空気流量が変わっても、一次空気路６の空気
流量が影響を受けないようにすることができる。これに
より安定してＬＰＧガスとの最適空燃比を維持すること
が可能になり、かつ排気ガスの圧力を調節することも可
能になる。従って、図６の装置においては二次空気路７
は省略されている。

【００１８】本発明の試験方法を以上の実施例により説
明したが、本発明はそれらに限定されることなく本発明
の技術的思想の範囲内において種々の変更を施すことが
できる。

【００１９】

【発明の効果】以上の構成を有する本発明の試験方法に
おいては、燃焼室内に挿入されたバーナーによる燃焼ガ
スを直接耐熱管状部材の管部に流入させるとともに、燃
焼ガスの圧力を空気路の空気により調節するとともに、
各燃焼室に排気増圧空気路を接続して耐熱管状部材にか
かる排気圧をより正確に調節することにより、実際のエ
ンジンの排気ガスにほぼ等しい状態で耐熱管状部材の耐
熱性、断熱性等を試験することができる。また、排気増
圧空気路２１の空気流はバーナー１２の周囲の隙間を通
るので、燃焼条件に影響を与えることなく、燃焼ガスの
圧力及び温度を正確に調節することができる。

【００２０】さらにマにホルドのように複数の管部を有
する耐熱管状部材の場合には、管部に対応するように複
数の燃焼室を設けるので、各管部ごとに最適な排気圧及
び温度を設定することができる。特にバーナー用空気路
と排気増圧空気路との空気源を別個にすることにより、
いかなる耐熱管状部材に対しても排気圧を安定に保つこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の試験方法を実施するための装置を示す
概略側面図である。

【図２】図１の装置の平面図である。

【図３】本発明の方法を実施するための装置の一例を示
す拡大部分断面図である。

【図４】図３の試験装置に空気及び燃料ガスを送給する
システムの一例を示す概略図である。

【図５】図３の試験装置に空気及び燃料ガスを送給する
システムの他の例を示す概略図である。

【図６】本発明の方法を実施するための装置の他の例を
示す拡大部分断面図である。

【符号の説明】

１・・・燃焼器２・・・中間部材３・・・連結部材４・・・耐熱管状部材６・・・一次空気路７・・・二次空気路８・・・燃料ガス供給路９・・・燃焼室壁１０・・・断熱部１１・・・燃焼室１２・・・バーナー１４・・・室部１４ａ・・内壁２０・・・温度センサー２１・・・排気増圧空気路２２，２３，２４・・・流量計

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者平松元広島県広島市中区舟入川口町11番22号株式会社正英製作所内 (72)発明者高木浩鳥取県米子市旗ヶ崎2201番地１山陰酸素工業株式会社内 (56)参考文献自動車研究、８［３］（昭61−３− １）財団法人日本自動車研究所Ｐ．79 −85

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも１つの管部を有する耐熱管状
部材の試験方法において、少なくとも１つの燃焼室と、
前記燃焼室の上流側に連通する室部と、前記室部内に挿
入されたバーナーと、前記バーナーに接続された燃料供
給路及び空気路と、前記室部の内壁に開口する排気増圧
空気路とを有する試験装置を使用し、前記管部を各燃焼
室に接続した状態で前記燃料供給路から送給される燃料
と前記空気路から送給される空気から得られた燃焼ガス
を前記燃焼室内に導入するとともに、前記排気増圧空気
路より前記燃焼室内に空気を送給し、その際前記耐熱管
状部材が実際にさらされる排気圧になるように前記排気
増圧空気路の空気流量を調節することを特徴とする方
法。
【請求項２】請求項１に記載の耐熱管状部材の試験方
法において、各燃焼室に接続する排気増圧空気路に流量
計を設け、各流量計により各燃焼室内の排気ガスの流量
を正確に制御することを特徴とする方法。