JPH0324976Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は燃焼ガスが通過するテールパイプを備
え、このテールパイプを液体を加熱する熱交換器
として使用するパルス燃焼器に関する。

〔従来技術〕

この種のパルス燃焼器は、燃焼室とテールパイ
プにより共鳴系を構成し、燃焼ガスが燃焼室とテ
ールパイプの間を短かい周期で往復しながら全体
としてテールパイプに向つて流れるものであり、
１本のテールパイプを有するものと、複数のテー
ルパイプを有するものとがある。第３図ａ及びｂ
に示す如く、燃焼室１に１本のテールパイプ２と
逆止弁を設けた供給口３を備えたものは共鳴系が
単純となるので燃焼ガスの往復があつても燃焼室
１内の燃焼は比較的安定し、燃焼ガス中の一酸化
炭素濃度は比較的低く（例えば0.0045％程度）な
る。しかしながら、所定量の燃焼ガスを通過させ
るためにはテールパイプ２の径が大となりその表
面積に比して容積が大となるので、このテールパ
イプにより構成される熱交換器が大型になるとい
う問題がある。一方、第４図ａ及びｂに示す如
く、テールパイプ２Ａを２本設けたものは、テー
ルパイプ２Ａの径が小で足りるので熱交換器が比
較的小型となるが共鳴系が複雑となり、各テール
パイプ２Ａと燃焼室１の間の燃焼ガスの往復のタ
イミングの不一致や流れの干渉により燃焼室１内
の燃焼が不安定となり、燃焼ガス中の一酸化炭素
濃度が大（例えば0.023％程度）となるという問
題がある。

此等に対し、特開昭55−102804に示す如く、燃
焼器からのテールパイプを１本とし、途中にマニ
ホールドを設けて複数に分割したものや、出願人
が先に提案した実開昭60−81421の如く、テール
パイプを同一径のパイプにより複数に分岐したも
のもあつた。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、前記特開昭55−102804の技術に
おいては、箱状のマニホールドを設けて１本のテ
ールパイプを複数に分割しているのでマニホール
ドを境としてテールパイプ内の燃焼ガスの流れの
状態が変化し、このため安定した燃焼ガスの往復
を生ぜしめる共鳴系を形成させるためには、燃焼
室とマニホールドの間のテールパイプを短かくす
ることができず、その結果熱交換器を含むテール
パイプを全体として小型化することができないと
いう問題点があつた。

また実開昭60−81421の技術においては、テー
ルパイプを複数に分岐させているが分岐点の前後
の各パイプの径が同一であるので、テールパイプ
全体としての単位長さ当りの流通抵抗が分岐点の
後の方が小となる。このためこの分岐点を境とし
てテールパイプ内の燃焼ガスの流れの状態が変化
し、この部分からの反射波も生じるので共鳴系が
複雑となり、安定した燃焼ガスの往復を生じさせ
ることができず、このため燃焼ガス中の一酸化炭
素の濃度が増大するという問題がある。

本考案はこのような各問題を解決することを目
的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

このために、本考案による複数に分岐されたテ
ールパイプを有するパルス燃焼器は、第１図及び
第２図に示す如く、逆止弁１２を有する供給口１
１を備えた燃焼室１０と、この燃焼室に接続され
同燃焼室と共に共鳴系を構成すると共に液体を加
熱する熱交換器Ｈを形成するテールパイプ１３を
備えてなり、空気と燃料の混合気を前記共鳴系の
作用により前記供給口１１を介して周期的に前記
燃焼室１０内に導入して燃焼させ、発生した燃焼
ガスを燃焼圧力により前記テールパイプ１３内に
送り込むパルス燃焼器において、前記テールパイ
プ１３は前記燃焼室１０の一側面に一端が接続さ
れた大径な１本の第１パイプ１３ａと、この第１
パイプの他端になだらかに湾曲して分岐接続され
る細径で長さが等しい長尺の複数の第２パイプ１
３ｂからなり、この複数の第２パイプ全体の単位
長さ当りの流通抵抗と前記第１パイプ１３ａの単
位長さ当りの流通抵抗をほぼ同一とし、かつ前記
第１パイプ１３ａの長さを前記第２パイプ１３ｂ
の長さに比して充分短くしたことを特徴とするも
のである。

〔作用〕

供給口１１から導入された混合気は燃焼室１０
内において燃焼して高温高圧の燃焼ガスが生じ、
この燃焼ガスは逆止弁１２を閉じると同時にテー
ルパイプ１３内に送り込まれ、更に第１パイプ１
３ａからこれになだらかに湾曲して分岐接続され
た第２パイプ１３ｂ内に、流れの乱れを生ずるこ
となく流入する。次いで、第１及び第２パイプ１
３ａ，１３ｂ内の燃焼ガスの流れはその慣性によ
り燃焼室１０内に負圧を生ぜしめ、逆止弁１２を
開いて供給口１１から燃焼室１０内に混合気を吸
入すると同時に燃焼ガスの一部はテールパイプ１
３から燃焼室１０内に逆流し、その中の残り火に
より混合気は再び燃焼する。このようにして本考
案のパルス燃焼器は短かい周期で燃焼を繰り返
す。また複数の第２パイプ１３ｂは全体の単位長
さ当りの流通抵抗が第１パイプ１３ａの単位長さ
当りの流通抵抗とほぼ同一であり、従つて両パイ
プ１３ａ，１３ｂの分岐点で流れの状態に変化を
生じることがないので分岐点から反射波が生じる
ことがなく、また各第２パイプ１３ｂは長さが等
しいので各末端からの反射波は同位相で合流して
第１パイプ１３ａに戻り、これによりテールパイ
プ１３内の燃焼ガスの往復は全体として安定して
行われる。更に、テールパイプ１３は複数に分岐
された細径の第２パイプ１３ｂが大部分を占める
ので、表面積の割には容積が小となる。

〔考案の効果〕

前述の如く、本考案によればテールパイプ１３
内の燃焼ガスの往復が安定して行われるので安定
したパルス燃焼状態が得られ、これにより燃焼ガ
ス中の一酸化炭素濃度を減少させることができ
る。またテールパイプは表面積に比して容積が小
となるので、熱交換器を小形化することができ
る。

〔実施例〕 以下に、添付図面により本考案の実施例の説明
をする。第１図及び第２図に示す如く、燃焼室１
０は遠心ポンプのケーシングに類似する形状をな
し、その接続方向には供給口１１が開口され、中
心部の一側にはテールパイプ１３が接続される１
個の排出口１０ａが開口され、中心部の他側には
排出口１０ａと対向して内方に山形に突出する案
内部１０ｂが形成されている。供給口１１には燃
焼室１０に向う気体の流れを許し逆向の流れを阻
止する逆止弁１２が設けられ、燃焼室１０は供給
口１１を加熱槽２４の開口２４ａに一致させて加
熱槽２４の内側から液密に固定されている。

テールパイプ１３は、一端が燃焼室１０の排出
口１０ａに接続された１本の大径の第１パイプ１
３ａと、その他端に分岐接続された細径の２本の
第２パイプ１３ｂからなる。第１パイプ１３ａの
内径Ｄは燃焼室１０から送り出される燃焼ガスが
所定の流速となるように定められ、その長さＬは
内径Ｄと同程度の寸法とする。また第２パイプ１
３ｂは、第２図に示す如く、第１パイプ１３ａの
他端からなだらかに湾曲してＹ字状に分岐され、
その内径は２本パイプ１３ｂ全体の単位長さ当た
りの流通抵抗が前記第１パイプ１３ａの単位長さ
当たりの流通抵抗とほゞ等しくなるように定めら
れる。第１図に示す如く、各第２パイプ１３ｂは
等長で充分長くし、加熱槽２４内に屈曲させて設
けて水や油等の液体２５を加熱する熱交換器Ｈを
形成し、その各末端は加熱槽２４外に導出され排
気筒２３に接続されている。第１パイプ１３ａの
長さは、本実施例では内径と同程度としたが、第
２パイプ１３ｂの長さよりも充分短ければよい。

このように第２パイプ１３ｂは長さが等しく、
また２本分を合わせた単位長さ当りの流通抵抗が
第１パイプ１３ａの単位長さ当りの流通抵抗とほ
ぼ同一であり、かつ第１パイプ１３ａになだらか
に湾曲して接続されているので燃焼室１０から第
２パイプ１３ｂ末端までの燃焼ガスの流れはあま
り乱れを生ずることなく連続し、従つて途中から
の反射波はなく、また両第２パイプ１３ｂの長さ
は同一であるので燃焼室１０と第１及び第２パイ
プ１３ａ，１３ｂにより１つの単純な共鳴系が形
成される。

第１図に示す如く、燃焼室１０の供給口１１は
供給管２２を介してガス源２０とブロワ２１に接
続されている。ブロワ２１からの空気とガス源２
０からの燃焼ガスは混合されて混合気となり、供
給管２２から逆止弁１２を経て、接線方向から燃
焼室１０内に送り込まれて混合気の渦流を生ず
る。この混合気の渦流は点火栓（図示せず）によ
り点火され燃焼して高温，高圧の燃焼ガスとなり
その圧力により逆止弁１２を閉じて混合気の流入
を停止すると同時に燃焼室１０の中央部一側の排
出口１０ａに接続された第１パイプ１３ａに流入
し、次いで、２本の第２パイプ１３ｂ内に分れて
流入して液体２５を加熱した後、排気筒２３を経
て大気中に排出される。

第１及び第２パイプ１３ａ，１３ｂ内に送り込
まれた燃焼ガスの流れは、短時間の経過後、その
慣性により燃焼室１０内に負圧を生ぜしめ、逆止
弁１２を開いて供給管２２からの混合気を燃焼室
１０内に吸入すると同時に燃焼ガスの一部は前記
共鳴系の作用によりテールパイプ１３から燃焼室
１０内に逆流し、その中の残り火により混合気は
再び燃焼する。従つて前記点火栓は始動時のみ作
動させればよい。このように前記共鳴系の作用に
より燃焼が短い周期（例えば毎分100サイクル程
度）でくり返される。

上述の如く、本実施例においては、テールパイ
プ１３は２本の細部のテールパイプ１３ａになだ
らかに分岐されるとともに、２本の第２パイプ１
３ｂはその全体の単位長さ当りの流通抵抗を第１
パイプ１３ａの単位長さ当りの流通抵抗とほぼ同
一としたので両パイプ１３ａ，１３ｂの分岐点で
流れの状態に変化を生じることがなくなつて分岐
点から反射波が生じることがなくなり、また各第
２パイプ１３ｂは長さが等しいので各末端からの
反射波は同位相で合流して第１パイプ１３ａに戻
り、これにより共鳴系は１つの単純なものとな
る。そしてこの単純な共鳴系により燃焼室１０へ
の混合気の流入及び燃焼のサイクルがくり返され
るので、各サイクルにおける混合気の流入、燃焼
ガスの逆流及び燃焼は一定の状態が保たれて安定
し、従つて燃焼ガス中の一酸化炭素濃度は例えば
0.0045％程度の低い値となる。またテールパイプ
１３は、２本に分岐された細径の第２パイプ１３
ｂの長さが第１パイプ１３ａより充分に長いの
で、表面積の割には容積が小となる。更に各サイ
クルにおける混合気の流入状態が安定するので、
始動時に使用する点火栓の取付位置の選定も容易
となる。

なお、第２図に示す如く、排出口１０ａと対向
して山形の案内部１０ｂを設ければ、テールパイ
プ１３から排出口１０ａを経て逆流する燃焼ガス
は案内部１０ｂの作用により燃焼室１０内の乱れ
を一層減少させ、上記燃焼及び点火の安定を更に
向上させることができる。また、第２パイプ１３
ｂは本実施例の如く２本には限らず、３本以上と
すれば熱交換器Ｈを一層小型化することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本考案によるパルス燃焼器
の一実施例を示し、第１図は全体の構造図、第２
図は第１図の−断面図、第３図ａ及びｂは従
来技術の一例の側面図及び正面図、第４図ａ及び
ｂは他の従来技術の側面図及び正面図である。 符号の説明、１０……燃焼室、１１……供給
口、１２……逆止弁、１３……テールパイプ、１
３ａ……第１パイプ、１３ｂ……第２パイプ、Ｈ
……熱交換器、Ｌ……第１パイプの長さ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 逆止弁を有する供給口を備えた燃焼室と、この
   燃焼室に接続され同燃焼室と共に共鳴系を構成す
   るとともに液体を加熱する熱交換器を形成するテ
   ールパイプを備えてなり、空気と燃料の混合気を
   前記共鳴系の作用により前記供給口を介して周期
   的に前記燃焼室内に導入して燃焼させ、発生した
   燃焼ガスを燃焼圧力により前記テールパイプ内に
   送り込むパルス燃焼器において、前記テールパイ
   プは前記燃焼室の一側面に一端が接続された大径
   な１本の第１パイプと、この第１パイプの他端に
   なだらかに湾曲して分岐接続される細径で長さが
   等しい長尺の複数の第２パイプからなり、この複
   数の第２パイプ全体の単位長さ当りの流通抵抗と
   前記第１パイプの単位長さ当りの流通抵抗をほぼ
   同一とし、かつ前記第１パイプの長さを前記第２
   パイプの長さに比して充分短くしたことを特徴と
   する複数に分岐されたテールパイプを有するパル
   ス燃焼器。