JP2943872B2 - 二連式パルス燃焼装置 - Google Patents

二連式パルス燃焼装置

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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は一対のパルスバーナを互いに逆位相で燃焼さ
せる二連式パルス燃焼装置に関する。
(従来の技術) パルスバーナの欠点である騒音の問題を解消できるよ
うにした連結式パルスバーナが知られている。この連結
式パルス燃焼装置は、通常、同一構成に形成された一対
の燃焼室と、これらの燃焼室の排気口に接続された尾管
と、燃焼室の空気供給口に一端が各々接続されると共に
燃焼に必要な空気を各燃焼室内に供給する空気供給管
と、これらの空気供給管の他端側が共通に接続される給
気デカップラと、前記尾管の下流側が共通に接続される
排気デカップラと、各空気供給管内に各々設けられた順
方向の流量係数が逆方向の流量係数より大きい空力学的
な流量制御弁と、前記各空気供給管内の流量制御弁と前
記空気供給口との間に燃料を噴射供給する燃料供給手段
と、前記燃焼室内に各々設けられたイグナイタと、前記
給気デカップラ内又はその上流側に設けられた空気供給
ファンと、運転開始時に前記空気供給ファン及び前記各
イグナイタを動作させる始動手段とを備えた構成となっ
ている。
このように空力学的な流量制御弁を各空気供給管内に
介在させた連結式パルスバーナでは、2つの燃焼室内の
圧力を2つの流量制御弁を介して強く干渉させることが
可能となる。このため、各パルスバーナの発振周期を18
0度異ならせることができ、騒音を小さくすることがで
きる。
また、動作時に燃料の供給量に応じて、ファンの回転
数を変化させることで燃焼量を最大燃焼量の1/3程度に
まで変化させることができる。
しかしながら、上記のように構成された連結式パルス
燃焼装置を家庭用の暖房器に応用する場合、住宅の高断
熱・高気密化が進み、暖房能力を一層下げる要求が強く
なっており、最大燃焼量の1/3程度の燃焼量では暖房能
力を一層下げることができない。この燃焼量を最大燃焼
量の1/3以下にするために、燃焼器をON−OFF制御する方
法が考えられるが、この場合、電磁弁の頻繁なON−OFF
により、繰り返しの熱応力、燃焼ガス中のCO濃度の上
昇、及び燃焼器内の凝縮による露付き等の欠点を有して
いる。
(発明が解決しようとする課題) このように従来の連結式パルス燃焼装置においては、
燃焼量の可変幅を最大燃焼量の1/3以下にすることがで
きず、家庭用暖房器等の大きな能力可変幅を必要とする
機器への応用ができなかった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、燃焼量の
可変幅を大きくすることができる二連式パルス燃焼装置
を提供することを目的とする。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 上述の目的を達成するために本発明の二連式パルス燃
焼装置は、互いに逆位相で脈動燃焼可能に連結された一
対のバーナと、これら一対のバーナに設けられた燃料供
給の量に応じて燃焼用空気の供給量を制御しながら燃焼
させるとともに、設定燃焼量以下になったとき一方のバ
ーナの燃焼を停止し、他方バーナの燃料供給および燃焼
用空気のの供給を制御する燃焼制御手段とを具備して成
ることを特徴とする。
(作用) このように構成されたものにおいては、互いに逆位相
で脈動燃焼可能に連結された一対のバーナが燃焼量を低
燃焼にしたときに、どちらか一方のパルスバーナを停止
させ、全体の能力の半分にすることにより、低騒音燃焼
により広範囲の可変幅の脈動燃焼を達成することが出来
る。
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。第
1図は本発明の一実施例に係る二連式パルス燃焼装置の
一部を切り欠いて示す正面図である。
二連式パルス燃焼装置1は、給気デカップラ2と、排
気デカップラ3と、同一構成、同一寸法に形成されて給
気デカップラ2と排気デカップラ3室との間に並列状態
に接続されたパルスバーナ4a,4bと、これらパルスバー
ナ4a,4bに燃料を供給する燃料供給部5と、2a,12bと、
燃料供給管13a,13bと、パルスバーナ4a,4bへの空気供給
を制御する空気供給ファン6とで構成されている。
前記パルスバーナ4a(4b)は、燃焼室7a(7b)と、こ
の燃焼室7a(7b)に設けられた空気供給口8a(8b)と、
燃焼室7a(7b)にそれぞれ設けられた排気口に接続され
た尾管9a(9b)と、燃焼室7a(7b)内にそれぞれ設けら
れた着火用のイグナイタ10a(10b)と、燃焼室7a(7b)
内にそれぞれ設けられた火災検知用フレームセンサ11a
(11b)とから構成されている。
排気デカップラ3は、パルスバーナ4a,4bの尾管9a(9
b)の下流側が共通に接続されている。
また、前記燃料供給部5は、前記空気供給口8a(8b)
の下流域に接続された燃料供給管12a(12b)と、この燃
料供給管12a(12b)の上流側に設けられた燃料のON−OF
Fを制御する燃料制御弁13a(13b)と、この燃料制御弁1
3a(13b)によりさらに上流側に設けられた燃料流量を
制御する燃料流量制御弁14とから構成されている。この
燃料流量制御弁14は前記燃料供給管12a,12bを共通に
し、図示しない燃料供給源に接続されている。
制御装置15は燃料流量及びフレームセンサ11a,11bの
出力信号を導入して、空気供給ファン6及び燃料制御弁
13a,13bのON−OFFを制御する。
次に、第1図に示した二連式パルス燃焼装置の動作を
説明する。
まず、起動指令を与えると、制御装置15は、空気供給
ファン6を低速で回転させる。この空気供給ファン6の
始動により、給気デカップラ2,空気供給口8a(8b),燃
焼室7a(7b)を経て空気が流れ、この空気流によってプ
リパージが行われる。次に、イグナイタ10a(10b)を動
作開始させるとともに燃料流量制御弁14を全開に制御
し、燃料を燃料供給管12a(12b)及び燃料制御弁13a(1
3b)を介して燃焼室7a(7b)内に噴射させる。(このと
き燃料制御弁13a,13bは両方とも開かれている。) 燃焼室7a(7b)内は、空気と燃料との混合ガスによっ
て充満すると共にイグナイタ10a(10b)によって着火が
行われる。このとき、制御装置15は、燃焼室7a(7b)内
の混合ガスが燃焼しているか否かをフレームセンサ11a,
11bにて検知する。
燃焼室7a,7b内の混合ガスが燃焼していることをフレ
ームセンサ11a,11bにて検知すると、空気供給ファン6
を高速で回転させ、燃焼室7a,7bへ更に多くの空気を供
給する。したがって、燃焼室7a(7b)内では、燃焼開始
前よりも多くの量の空気供給を受けて、安定した最大パ
ルス燃焼が行われる。
次に、燃焼量を減少させる場合、制御装置15により、
空気供給ファン6及び燃料流量制御弁14を制御し、空気
供給ファン6の回転速度を低速回転にし、燃焼室7a(7
b)に供給する燃料を減少させ、燃焼量を減少させる。
そして、第2図の本発明の一実施例に係る二連式パル
ス燃焼装置の燃焼量を減少させたときの各パルスバーナ
の動作特性図に示すように、燃焼量が最大燃焼量(a
点)の2分の1以下(b点)になったときに、制御装置
15は、パルスバーナ4aへの燃料の供給を停止し(燃料制
御弁13aをOFFさせ)、パルスバーナ4aの運転を停止す
る。したがって、パルスバーナ4bのみの運転をする。こ
のとき、空気供給ファン6を高速で回転し、燃料流量制
御弁14の開度を大きくし、パルスバーナ4bの燃焼量を増
加させ、連続的な燃焼可変を可能にしている。
さらに燃焼量を減少させるときは、制御装置15によ
り、空気供給ファン6を低速回転させ、燃料流量制御弁
14を制御し燃焼室7bに供給する燃料を減少させる。
上述のように動作することにより、第3図のほん発明
の一実施例に係る二連式パルス燃焼装置の燃焼可変幅の
状態特製図に示したように、両パルスバーナ4a,4bの運
転時に得られなかった低燃焼運転を実現することがで
き、燃焼可変幅を両パルスバーナ4a,4bの運転時よりも
大きくすることができる。
また、どちらか一方(パルスバーナ4b)だけの燃焼時
には、両者の逆位相燃焼サイクルによる圧力干渉は生じ
ないが、燃焼していないバーナ(パルスバーナ4a)側が
マフラの役割を果たすため、2バーナによる燃焼時と同
様に、極めて低い騒音値を実現することができる。
次に、本発明の他の実施例に係る二連式パルス燃焼装
置について、第4図の本発明の他の実施例に係る二連式
パルス燃焼装置の動作特性図を参照して説明する。
前述の実施例において、どちらか一方のバーナ(パル
スバーナ4b)の運転時に、ある一定時間が経過すると、
制御装置15により運転バーナ(パルスバーナ4b)を交換
し、他方のバーナ(パルスバーナ4a)を運転するように
制御する。
このように制御することにより、どちらか一方だけで
長時間運転することによる耐久性の低下を防ぐことがで
きる。
[発明の効果] 本発明によれば、互いに逆位相で脈動燃焼可能に連結
された一対のバーナが燃焼量を低燃焼にしたときに、と
ちらか一方のパルスバーナを停止させ、全体の能力の半
分にすることにより、低騒音燃焼により広範囲の可変幅
の脈動燃焼を達成することが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係る二連式パルス燃焼装置
の一部を切り欠いて示す正面図、第2図は本発明の一実
施例に係る二連式パルス燃焼装置の燃焼量を減少させた
ときの各パルスバーナの動作特性図、第3図は本発明の
一実施例に係る二連式パルス燃焼装置の燃焼可変幅の状
態特性図、第4図は本発明の他の実施例に係る二連式パ
ルス燃焼装置の動作特性図である。 1……二連式パルス燃焼装置、2……給気デカップラ、
3……排気デカップラ、4a,4b……パルスバーナ、5…
…燃料供給部、6……空気供給ファン、7a,7b……燃焼
室、8a,8b……空気供給口、9a,9b……尾管、10a,10b…
…尾管、11a,11b……フレームセンサ、12a,12b……燃料
供給管、13a,13b……燃料制御弁、14……燃料流量制御
弁、15……制御装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−251721(JP,A) 特開 昭64−46513(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F23C 11/04

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】互いに逆位相で脈動燃焼可能に連結された
    一対のパルスバーナと、これら一対のパルスバーナに設
    けられた燃料供給の量に応じて燃焼用空気の供給量を制
    御しながら脈動燃焼させるとともに、設定燃焼量以下に
    なったとき一方のパルスバーナの脈動燃焼を停止し、他
    方パルスバーナの燃料供給および燃焼用空気のの供給を
    制御する燃焼制御手段とを具備して成ることを特徴とす
    る二連式パルス燃焼装置
  2. 【請求項2】前記燃焼制御手段は、一方のパルスバーナ
    のみの動作時には、一定時間毎に動作するパルスバーナ
    を交替することを特徴とする請求項1記載の二連式パル
    ス燃焼装置。
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