JPS6350573Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、パルス燃焼装置、詳しくは、爆発燃
焼室からの爆発燃焼ガスの逆流を阻止するための
弁機構を有する燃料ガス供給路に接続されたガス
デイストリビユータを前記燃焼室の上流側に配設
すると共に、前記ガスデイストリビユータの上流
側に、前記爆発燃焼室からの爆発燃焼ガスの逆流
を阻止するための弁機構を介して燃焼用空気供給
路を連設し、かつ、前記爆発燃焼室の下流側に、
爆発燃焼ガスをその爆発力により該燃焼室から排
出させる排気路を連設して、前記爆発燃焼室内で
のガス−空気混合気の爆発燃焼後における燃焼ガ
スの排出動慣性に基づいて発生する吸引力を利用
して、燃料ガスおよび燃焼用空気を該燃焼室内に
流入混合させると共に、排出燃焼ガスの一部を前
記排気路から該燃焼室内に逆流させることによ
り、その逆流燃焼ガスの保有熱をもつてガス−空
気混合気を爆発燃焼させる、という爆発燃焼サイ
クルを連続的に繰返すように構成されたパルス燃
焼装置に関する。

かかるパルス燃焼装置は、起動時以外は燃焼用
空気供給や点火のためのエネルギーが不要なため
省エネ運転が可能であり、また、高負荷燃焼が可
能なため能力の割に装置本体をコンパクトに構成
でき、かつ、爆発燃焼形態であるために燃焼ガス
の排気圧力が高いので排気路を非常に細く構成し
ながらも高速排気が可能であり、従つて、例えば
その排気路を細いテイルパイプで構成すると共
に、それを流体加熱用浸管として利用するような
場合に極めて高い加熱効率が得られる、といつた
種々の利点を有するのみならず、特に、爆発燃焼
直前に排気路から燃焼室内に燃焼ガスの一部が逆
流することによつて、所謂ある程度の排ガス循環
型燃焼形態が自然発生的に現出されることとなつ
て、低NOX燃焼（通常、O₂＝５％換算値で35〜
45ppmとかなり低いNO_X発生量）が可能である、
という有利な特質を備えている。

しかしながら、例えば第５図に示すような従来
のパルス燃焼装置においては、ただ単に、排気路
０９から燃焼室０１内へ排気が逆流するという基
本的現象のみによつて、自然発生的にある程度の
低NO_X化が実現されていたにすぎないのであつ
て、ガスデイストリビユータ０５を介して燃焼室
０１内へ流入するガス−空気混合気と、排気路０
９から燃焼室０１ト内へ逆流する燃焼排気とを積
極的に混合させてから爆発燃焼させる、という工
夫は何らなされていないものであつた。

本考案は、近年のNO_X総量規制が増々厳しく
なりつつあることに鑑み、この基本的に優れた低
NO_X特性を有するパルス燃焼装置を、更に一層
低NO_X特性に優れたものに改良することを目的
とする。

上記目的を達成すべく、本考案によるパルス燃
焼装置は、前記ガスデイストリビユータに、前記
爆発燃焼室内から該ガスデイストリビユータの上
流側に向かつて燃焼排ガスを循環させるための排
ガス循環流路を形成してある、という特徴を備え
ている。

上記特徴構成により発揮される作用および効果
は下記の通りである。

即ち、従来のように、ただ単に燃焼排ガスが排
気路側から燃焼室内に逆流して上流側から流入す
るガス−空気混合気と衝突混合する、というよう
なあまり良好な混合を期待し得ない自然混合に任
せるのでは無く、燃焼室内へのガス−空気混合気
の流入の反動として、排気路から燃焼室内へ逆流
する燃焼排ガスが更にガスデイストリビユータの
上流側にまで導かれるように、該ガスデイストリ
ビユータに排ガス循環流路を形成し、もつて、ガ
スデイストリビユータにおいて燃焼用空気と燃焼
排ガスと燃料ガスとを積極的に混合させるように
構成したことにより、燃焼室内に導入されるガス
−空気混合気中には燃焼排ガスが極めて良好な混
合状態で含まれることとなつて、その結果、従来
よりも格段に優れた低NO_X燃焼が行なわれるに
至つたのである。

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図に示すように、起動用点火プラグ１０を
有する爆発燃焼室１の上流側に、電動フアン２を
備えた燃焼用空気供給路３を、該燃焼室１からの
爆発燃焼ガスの逆流を阻止するためのエアフラツ
パーと呼ばれる弁機構４を介して連設すると共
に、前記逆流阻止用弁機構４の直下流側に燃料ガ
スデイストリビユータ５を設け、かつ、そのガス
デイストリビユータ５に、燃焼室１からの爆発燃
焼ガスの逆流を阻止するためのガスフラツパーと
呼ばれる弁機構６を介して、燃焼量を調節するた
めのガス流量調節弁７を有する燃料ガス供給路８
を連設し、一方、前記爆発燃焼室１の下流側に
は、爆発燃焼ガスをその爆発力により燃焼室１か
ら排出させる排気路９を形成する直管状テイルパ
イプを連設し、もつて、パルス燃焼装置を構成し
てある。

前記ガスデイストリビユータ５は、第２図にも
示すように、その気体通過路５Ａ…がベンチユリ
ー管状に形成され、かつ、そのベンチユリー管状
気体通過路５Ａ…夫々の喉部に、ガス噴出口５Ｂ
…が開孔するように構成され、もつて、空気通過
に伴つて喉部に生じる低圧とガス供給圧との差圧
により燃料ガスを強力に吸引すると共に空気に対
して良好に混合させるべく構成し、かつ、その周
囲には、前記通過路５Ａ…からの気体導入に伴つ
て、燃焼室１内に残存する燃焼排ガス、および、
前記排気路９から燃焼室１内へ逆流する燃焼排ガ
スを、図中点線で略示するように、ガスデイスト
リビユータ５の上流側に循環させるための、比較
的断面積の小さい排ガス循環流路５Ｃ…を形成し
てある。これら循環流路５Ｃ…は、その断面積を
あまり大きくしすぎると、この部分からも燃焼用
空気を吸引導入してしまうこととなつて、却つて
排ガス循環機能が劣化してしまうことが実験的に
確かめられている。

尚、図中５Ｄは、ガスデイストリビユータ５に
おける最外側の気体通過路５Ａ…からの導入気体
によつて排ガスの循環経路が阻害されることが無
いようにするための環状ガイド部材である。これ
と同じ目的を達成するために、第３図に示すよう
に、前記最外側の気体通過路５Ａ…のみを直管状
に構成するもよく、また、気体通過路５Ａ…の全
てを直管状に構成してもよい。この場合には、前
記ガイド部材５Ｄは省略することができる。

前記燃焼用空気供給路３に対する逆流阻止用弁
機構４は、第４図にも示すように、円板状の弁座
４Ａに複数個の通気孔４ａ…を環状に並設し、一
方、中央通気孔４ｃを有するリング状の受座４Ｂ
にその全周にわたつて複数個の通気孔４ｂ…を並
設し、多数のボルト・ナツト状連結部材４Ｃ…に
よつて受座４Ｂを弁座４Ａに対して適当間隔離し
た状態で一体連結し、弁座４Ａと受座４Ｂの間に
リング状の摺動弁体４Ｂを、連結部材４Ｃ…を利
用して径方向への位置決めをした状態で設け、も
つて、爆発燃焼に伴つて燃焼室１が正圧になる
と、受座４Ｂの中央通気孔４ｃおよび周部通気孔
４ｂ…から弁体４Ｄに作用する押圧力で弁体４Ｄ
を弁座４Ａに押付けて弁機構４を閉じ、逆に、爆
発燃焼直後に燃焼室１が負圧になると、受座４Ｂ
の中央通気孔４ｃおよび周部通気孔４ｂ…から作
用する吸引力で弁体４Ｄを受座４Ｂに押付けて、
弁機構４で開くように構成してある。そして、中
央通気孔４ｄを備えた耐熱及び耐圧性の円板４Ｅ
を、その盲部分４ｅが受座４Ｂの通気孔４ｂ…全
てに対して夫々全体を覆う状態で相対向させて、
棒状連結部材４Ｃ…に取付け、燃焼室１からの放
射伝熱による弁体４Ｄの加熱を抑制すると共に、
爆発燃焼時に燃焼室１から弁体４Ｄにかかる強大
な動圧を緩和するように構成してある。尚、弁座
４Ａの通気孔４ａ…と受座４Ｂの通気孔４ｂ…を
互に対向しないように周方向位相をずらせて配置
する構成を組合せると、弁体４Ｄの保護を一層効
果的に行える。

次に、上記パルス燃焼装置の動作について説明
する。

起動時に、電動フアン２を作動させて、燃料ガ
スと燃焼用空気を適当混合比で燃焼室１に供給
し、かつ、点火プラグ１０により燃焼室１内で爆
発を生じさせる。すると、前記燃焼室１内でのガ
ス−空気混合気の爆発燃焼後における燃焼ガスの
排出動慣性に基づいて燃焼室１内に発生する負圧
吸引力によつて、燃料ガスおよび燃焼用空気が前
記ガスデイストリビユータ５を介して該燃焼室１
内に適当量づつ導入混合されると共に、この混合
気の燃焼室１内への流入の反動として、燃焼室１
内に残存している燃焼排ガス、更には、前記吸引
力によつて排気路９から燃焼室１内へ逆流させら
れる一部の燃焼排ガスが、前記排ガス循環流路５
Ｃ…を介してガスデイストリビユータ５の上流側
に循環させられ、該デイストリビユータ５に導入
される燃焼用空気に混合させられ、更に、ガスデ
イストリビユータ５内において、燃焼用空気、燃
焼排ガスおよび燃料ガスが混合して、その混合ガ
スが燃焼室１内へ流入する。そして、この三者の
混合ガスは、前記排気路９からの逆流燃焼排ガス
の保有熱により点火されて再び爆発するに至る。
かかる爆発燃焼サイクルが連続的に繰返されるの
である。

尚、電動フアン２及び点火プラグ１０の作動
は、パルス燃焼が安定すれば停止させる。

本考案によるパルス燃焼装置は、例えば流体中
に排気路９を構成するテイルパイプ等を位置させ
て流体を加熱する等の各種加熱目的、あるいは、
排気エネルギーを利用する目的等に利用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本考案の実施例を示し、
第１図はパルス燃焼装置の概略縦断面図、第２図
は第１図の−線矢視図、第３図は別実施例の
要部の縦断面図、第４図は要部の分解斜視図であ
る。そして、第５図は従来構成のパルス燃焼装置
を説明するための概略縦断面図である。 １…爆発燃焼室、３…燃焼用空気供給路、４…
逆流阻止用弁機構、５…ガスデイストリビユー
タ、５Ｃ…排ガス循環流路、６…逆流阻止用弁機
構、８…燃料ガス供給路、９…排気路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 爆発燃焼室１からの爆発燃焼ガスの逆流を阻止
   するための弁機構６を有する燃料ガス供給路８に
   接続されたガスデイストリビユータ５を前記燃焼
   室１の上流側に配設すると共に、前記ガスデイス
   トリビユータ５の上流側に、前記爆発燃焼室１か
   らの爆発燃焼ガスの逆流を阻止するための弁機構
   ４を介して燃焼用空気供給路３を連設し、かつ、
   前記爆発燃焼室１の下流側に、爆発燃焼ガスをそ
   の爆発力により該燃焼室１から排出させる排気路
   ９を連設して、前記爆発燃焼室１内でのガス−空
   気混合気の爆発燃焼後における燃焼ガスの排出動
   慣性に基づいて発生する吸引力を利用して、燃料
   ガスおよび燃焼用空気を該燃焼室１内に流入混合
   させると共に、排出燃焼ガスの一部を前記排気路
   ９から該燃焼室１内に逆流させることにより、そ
   の逆流燃焼ガスの保有熱をもつてガス−空気混合
   気を爆発燃焼させる、という爆発燃焼サイクルを
   連続的に繰返すように構成されたパルス燃焼装置
   において、前記ガスデイストリビユータ５に、前
   記爆発燃焼室１内から該ガスデイストリビユータ
   ５の上流側に向かつて燃焼排ガスを循環させるた
   めの排ガス循環流路５Ｃ…を形成してあることを
   特徴とするパルス燃焼装置。