JPH01312308A - 伝播燃焼装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、管状燃焼室内を給気及び排気、点火、燃焼
、消火のサイクルを連続的にくり返してその火炎面が伝
播する燃焼方式の伝播燃焼装置の改良に係り、特に、そ
の火炎面の伝播を往復伝播可能とした伝播燃焼装置に関
する。

［従来の技術］ 従来のこの種の伝播燃焼装置は、たとえば、第３図に示
されているように、管状燃焼室ビの基端消火位置Ａ゛に
消火時における火炎流の流速を急激に変化させるための
狭窄部２°を設け、該狭窄部２゛の前流側に一端面を開
口せる混合室３゛を連設するとともに、先端点火位置Ｂ
゛には点火用熱源４“を臨設し、該点火用熱［４°の後
流側に排気管５゛を接続せしめ、かつ、前記基端混合室
３°にガス供給ノズル６′をその開口から周囲に一次空
気取入ロ７゛を存して挿設した構造となっている。

［発明が解決しようとする課題１ 伝播燃焼装置は、管状燃焼室内を給気及び排基点火、燃
焼、消火のサイクルを連続的にくり返しｌサイクルごと
の燃焼時にその火炎面が伝播する燃焼方式であるが、上
記従来の伝播燃焼装置では、ガス供給ノズル６′からの
ガスと一次空気取入ロ７°からの空気が混合室３°で混
合され、その混合気は〆ＩＬ合室３′から狭窄部２°を
遥って管状燃焼室１゛内へ送給されその上流側から下流
側へ流れ、混合気の先端部が先端点火位置Ｂ°の近くま
で達すると点火用熱源４°によりこれに点火されて（１
１合気は先端側から燃焼を始めその火炎流は管状燃焼室
ビ内を下流側から上流側へ流れて火炎ｆ云播燃暁を行い
管状燃焼室ビの各部を均等に加熱し、火炎流の終端部が
基端の狭窄部２°に至ると、該狭窄部２゛で遮壁をつく
って火炎流を堰き止めその流速に急激な変化を与えて消
火せしめ、次のサイクルに移行しその給気動作で先のサ
イクル時の燃焼排気ガスを下流側へ押し出し排気管５゛
から器外へ放出する、という火炎伝播燃焼動作を連続的
にくり返すものである。しかして、１サイクル中におけ
る給気、すなわち、混合気の供給と燃焼、すなわち、伝
播燃焼とが往時と復時に各別に行われる一方伝播（復時
のみ）であるために給気時（往時）に管状燃焼室１゛が
冷却されその燃焼効率は低下するとともに、ｌサイクル
ごとに火炎が消火されることから消火の安定（消火音の
低減対策も含む）が必要である等の問題点があった。

この発明は、従来技術のかかる問題点に鑑み、火炎を消
火させずに往復伝播させることにより上記従来技術の問
題点を解消した伝播燃焼装置の提供を目的としている。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、この発明による伝播燃焼装
置は、管状燃焼室内を給気及び排気、点火、燃焼、消火
のサイクルを連続的にくり返してその火炎面が伝播する
燃焼方式の伝播燃焼装置において、請求項１の発明は、
管状燃焼室内に火炎を検知する検知器を火炎が伝播する
間隔に対応して設置し、該火炎検知器からの火炎検知信
号に基づいてガス供給側に火炎があるときは高圧混合気
に、ガス排気側に火炎があるときは低圧混合気に切換え
うる任意の切換え手段をこれらの混合気供給経路に設け
、該切換え手段によって火炎を火炎検知器間にわたり往
復伝播させるようにしたちのであり、請求項２の発明は
、請求項１記載の発明の高圧混合気に代えて燃焼速度の
遅いガスに、また、低圧混合気に代えて燃焼速度の速い
ガスとなし、請求項３の発明は、請求項１及び２記載の
発明における高圧混合気及び燃焼速度の遅いガスに代え
てガスと空気の混合比の大なる混合気に、また、低圧混
合気及び燃焼速度の速いガスに代えてガスと空気の混合
比の小なる混合気となしたものである。

［作　　　用１ 上記のように構成されたこの発明の伝播燃焼装置は、請
求項１記載の発明にあっては、混合気の燃焼室への供給
が管状燃焼室内に火炎が伝播する間隔を存して設置した
一方の火炎検知器でガス供給側に火炎があることを検知
した場合はその検知信号に基づいて作動する高圧側の切
換え手段を介して高圧混合気に切換えて供給し、また、
他方の火炎検知器でガス排気側に火炎があることを検知
した場合はその検知信号に基づいて作動する低圧側の切
換え手段を介して低圧混合気に切換えて供給するから、
火炎は火炎検知器間を消火することなく往復とも確実に
燃焼し往復伝播するものである。

また、請求項２記載の発明のように、請求項１記載の発
明における高圧混合気に代えて燃焼速度の遅いガスに、
低圧混合気に代えて燃焼速度の速いガスとなすほか、請
求項３記載の発明のように、請求項■及び２記載の発明
における高圧混合気及び燃焼速度の遅いガスに代えてガ
スと空気の混合比の人なる混合気に、低圧混合気及び燃
焼速度の速いガスに代えてガスと空気の混合比の小なる
混合気となすも火炎検知器間を火炎が消えることなく往
復する往復伝播が確実に行いうるちのである。

［実　施　例］ 以下この発明による伝播燃焼装置の実施例について図面
を参照して説明する。

第１図及び第２図において、■は直管状の燃焼室で、そ
の上流側、すなわち、基端消火位置Ａに消火時における
火炎流の流速を急激に変化させて遮壁をつくり火炎の消
火を確実ならしめるための狭窄部２を設け、該狭窄部２
の前流側に一端面を開口せる混合室３を連設するととも
に、先端点火位置Ｂにはセラミックスヒータ、ニクロー
ム線、イグナイター、パイロットバーナ等の点火用熱源
４を臨設し、該点火用熱源４の後流側に排気管５を接続
せしめ、かつ、前記基端混合室３に混合気ノズル６をそ
の開口から周囲に一次空気取入口７を存して挿設して伝
播燃焼装置を構成している。

上記構成の伝播燃焼装置において、請求項１記載の発明
における実施例は、第１図に示したように直管状燃焼室
ｌ内に火炎ａを検知するフレームロンド、光ファイバー
等の検知器Ｆ、、Ｆ、を火炎ａが伝播する間隔（たとえ
ば、狭窄部２の後流側近傍と点火用熱源４の前流側近傍
）に対応し′ζ設置し、ガス供給側の火炎検知器Ｆ、が
火炎ａを検知したときはその火炎検知信号に基づいて高
圧側の混合気供給経路８に備えた電磁弁等の切換え手段
■１を切換え作動して高圧混合気を直管状燃焼室１内に
供給し、ガス排気側の火炎検知器Ｆ２が火炎ａを検知し
たときはその火炎検知信号に基づいて低圧側の混合気供
給経路９に備えた電磁弁等の切換え手段■２を切換え作
動して低圧混合気を直管状燃焼室ｌ内に供給することに
よって火炎ａを火炎検知器Ｆ、、Ｆ、間にわたり往復伝
播させうるようにしている。前記高圧側と低圧側の混合
気供給経路８．９は、混合気ノズル６に接続されている
。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明における高
圧混合気に代えて燃焼速度の遅いガス、たとえば、プロ
パン、ブタン系のようにＣＰ値が約４５を中心とした範
囲のガスに、また、低圧混合気に代えて燃焼速度の速い
ガス、たとえば、天然ガス系のようにＣＰ値が５３を中
心とした範囲のガス又は水素系のようにＣＰ値が８０を
中心とした範囲のガスとなしたものである。ここに、Ｃ
Ｐ値とはガス種によって燃焼速度を表すときに使われる
実験的指数をいう。

請求項３記載の発明は、請求項１及び２記載の発明にお
ける高圧混合気及び燃焼速度の遅いガスに代えてガスと
空気の混合比の大なる混合気に、また、低圧混合気及び
燃焼速度の速いガスに代えてガスと空気の混合比の小な
る混合気となしたもので、たとえば、第２図に例示した
ように、混合気ノスル６にガス供給管１０と空気供給管
１１を接続して、ガス供給管１０からの供給ガス量を常
時一定（コスタント）となし空気供給管１１からの供給
空気量を大小に切換えてガスと空気の混合比を大小とな
すほか、空気供給管１１からの供給空気量を常時一定と
なし、ガス供給管１０からの供給ガス量を大小に切換え
てガスと空気の混合比を大小となすものである。

上記構成において、その燃焼メカニズムを次に説明する
と、請求項１記載の発明において、先ず、始動時は低圧
側の切換え手段（以下低圧側電磁弁という）■２が開い
て混合気ノズル６から予混合された低圧混合気が混合室
３へ供給され、該混合室３内でこれが十分混合された後
狭窄部２を介して直管状燃焼室１内へ送給されると、該
低圧混合気は直管状燃焼室１内を上流側から下流側（図
示右方）へ流れその先端部が先端点火位置Ｂの近くまで
達すると、稼動中は常時作動（たとえば、赤熱）してい
る点火用熱源４によりこれに点火される。低圧混合気の
先端部に点火されると低圧混合気は先端側から燃焼を始
めその火炎流は直管状燃焼室ｌ内を下流側から上流側（
図示左方）へ流れ火炎伝播燃焼動作を行い、該火炎流を
ガス供給側の火炎検知器Ｆ、が検知すると、該火炎検知
３Ｆ１からの火炎検知信号に基づいて低圧側型ｉｔｔ弁
Ｖ２を閉じると同時に高圧側の切換え手段（以下低圧側
電磁弁という）Ｖｌを開いて混合気ノズル６から予混合
され高圧混合気を混合室３へ供給し該混合室３内でこれ
を十分混合した後狭窄部２を介して直管状燃焼室１へ送
給すると、該高圧混合気の先端部に先の低圧混合気の火
炎流の終端部で着火し高圧混合気は燃焼しながら直管状
燃焼室ｌ内を上流側から下流側へ流れ往時の火炎伝播燃
焼動作を行い、該火炎流をガス排気側の火炎検知器Ｆ２
が検知すると、該火炎検知器Ｆ２からの火炎検知信号に
基づいて高圧側電磁弁■、を閉じると同時に低圧側電磁
弁■２を開いて低圧混合気を直管状燃焼室ｌ内に供給し
該低圧混合気は直管状燃焼室１内を下流側へ流れその夫
婦部に先の高圧混合気の火炎流の終端部で着火せしめる
と前述の理により復時の火炎伝播燃焼動作を行うもので
ある。

以上の往復伝播燃焼動作において、往時の伝播燃焼動作
は、高圧混合気であるためその熱量は大で火炎流の流れ
も速いが、復時の伝播燃焼動作は、低圧混合気であるた
めその熱量は小であるが火炎流の流れは遅い。したがっ
て、往復伝播はバランスよく行われるものである。また
、復時の火炎流から往時の高圧混合気への着火は復時の
火炎流がガス供給側の火炎検知器Ｆ、を通過した直後で
狭窄部２の後流側近傍で行われて狭窄部２で火移り前に
復時の火炎がみだりに消火しないようになっており、ま
た、往時の火炎流から復時の低圧混合気への着火は往時
の火炎流がガス排気側の火炎検知器Ｆ！を通過した直後
で点火用熱源４の前流側近傍で行えば、点火用熱源４は
始動時のみ必要で、その後は自動的に往復伝播燃焼が行
われるものである。なお、゛往復火炎伝播燃焼を停止す
るときは混合気の供給を停止すれば最終の復時の火炎流
が狭窄部２による流速の変化で確実に消火され、火炎伝
播燃焼は停止する。なお、低圧混合気は流量小で、しか
も、゛バック現象も起こさない濃度のガスとすることで
その給気及び復時の火炎伝播燃焼が確実に行われ、高圧
混合気は流量大で、しかも、給気と同時に燃焼しながら
流れて往時の火炎伝播燃焼が確実に行われるため復時の
低圧混合気の流入に何ら支障はない。

請求項２記載の発明は往時の火炎伝播燃焼にプロパン、
ブタン系のように燃焼速度の遅いガスを供給し、復時の
火炎伝１１燃焼には水素系のように燃焼速度の速いガス
を供給するからその往復伝播燃焼は請求項１記載の発明
と同様に行われ、また、請求項３記載の発明では往時の
火炎伝播燃焼にガスと空気の混合比の大なる混合気を供
給し、復時の火炎伝播燃焼にはガスと空気の混合比の小
なる混合気を供給するからその往復伝播燃焼は請求項１
及び２記載の発明と同様に行われる。

［発明の効果］ この発明は、上述のとおり構成されているので、次に記
載する効果を奏する。

請求項１記載の発明は、伝播燃焼’Ｊ置において、管状
燃焼室内に火炎を検知する検知器を火炎が伝播する間隔
に対応して設置し、該火炎検知器からの火炎検知信号に
基づいてガス供給側に火炎があるときは高圧混合気に、
ガス排気側に火炎があるときは低圧混合気に切換えうる
任意の切換え手段をこれらの混合気供給経路に設け、該
切換え手段によって火炎を火炎検知器間にわたり往復伝
播させるようにしたので、管状燃焼室内には常に火炎が
あり、往時の高圧混合気による火炎伝播燃焼と復時の低
圧混合気による火炎伝播燃焼とがバランスよく連続的に
休みなく行われるため、復時のみの一方伝播を行う従来
のものに比べ、その温度差（たとえば、９５°Ｃ−１０
５°Ｃの範囲）が少ないから、同一条件下においてかな
りその燃焼効率は向上し、たとえば、乾燥機等の熱源に
適用して効果的なものである。

請求項２記載の発明は、往時の火炎伝播燃焼に燃焼速度
の遅いガスを供給し、復時の火炎伝播燃焼には燃焼速度
の速いガスを供給するから請求項１記載の発明と同様に
その往復伝播がバランスよく行われ燃焼効率は向上する
。

請求項３記載の発明は往時の火炎伝播燃焼にガスと空気
の混合比の大なる混合気を供給し、復時の火炎伝播燃焼
にはガスと空気の混合比の小なる混合気を供給するから
請求項１及び２記載の発明と同様にその往復伝播がバラ
ンスよく行われ燃焼効率は向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の伝播燃焼装置における請求項１及び
２記載の発明の実施例を示した断面図、第２図は請求項
３記載の発明の実施例を示した断面図、第３図は従来例
の断面図である。 ■・・・燃焼室、Ｆ、、Ｆ、・・・火炎検知器、■１、
Ｖ２・・・切換え手段。 特許出願人　　　　東邦瓦斯株式会社 ？　　　　　パロマ工業株式会社 、Ｖ’Ｊ、４〆

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　管状燃焼室（１）内を給気及び排気、点火、燃焼、
   消火のサイクルを連続的にくり返してその火炎面が伝播
   する燃焼方式の伝播燃焼装置において、該管状燃焼室（
   １）内に火炎を検知する検知器（Ｆ＿１）、（Ｆ＿２）
   を火炎が伝播する間隙に対応して設置し、該火炎検知器
   （Ｆ＿１）、（Ｆ＿２）からの火炎検知信号に基づいて
   ガス供給側に火炎があるときは高圧混合気に、ガス排気
   側に火炎があるときは低圧混合気に切換えうる任意の切
   換え手段（Ｖ＿１）、（Ｖ＿２）をこれらの混合気供給
   経路に設け、該切換え手段（Ｖ＿１）、（Ｖ＿２）の切
   換えによって火炎を火炎検知器（Ｆ＿１）、（Ｆ＿２）
   間にわたり往復伝播させるようにしたことを特徴とする
   伝播燃焼装置。 ２　請求項１記載の高圧混合気に代えて燃焼速度の遅い
   ガス、低圧混合気に代えて燃焼速度の速いガスとした伝
   播燃焼装置。 ３　請求項１及び２記載の高圧混合気及び燃焼速度の遅
   いガスに代えてガスと空気の混合比の大なる混合気、低
   圧混合気及び燃焼速度の速いガスに代えてガスと空気の
   混合比の小なる混合気とした伝播燃焼装置。