(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）  第１の外部プレートまたはコイルと、
ｂ）  前記第１の外部プレートまたはコイルと間隔をあけ、かつ前記第１の外部プレートまたはコイルと実質的に平行で、かつハブを含む第２の外部プレートまたはコイルと、
ｃ）前記第１および第２の外部プレートまたはコイルの間に位置し、かつ前記第１および第２の外部プレートまたはコイルに実質的に平行な、少なくとも１つの中間コイルとを備え、前記中間コイルは、前記中間コイルの両側に形成されたテールパイプ領域によって、隣にある前記中間コイルおよび隣にある前記第１および第２の外部プレートまたはコイルから間隔をあけており、かつ前記中間コイルは、
ｉ  前記中間コイルに冷却液を導くための冷却材通路と、
ｉｉ  前記冷却材通路への入口と、
ｉｉｉ  前記冷却材通路からの出口とを含み、さらに
ｄ）前記第１および第２の外部プレートまたはコイルの間の燃焼チャンバと、
ｅ）前記ハブに結合され、かつ前記燃焼チャンバに燃料／空気の混合物に点火するように動作するバーナとを備えた、パルス燃焼器。
【請求項２】
前記中間コイルは平らである、請求項１に記載のパルス燃焼器。
【請求項３】
前記第１の外部プレートまたはコイルと前記第２の外部プレートまたはコイルの少なくとも１つは中央の円錐領域を含んでいる、請求項１に記載のパルス燃焼器。
【請求項４】
前記中間コイルの前記入口は前記中間コイルの周辺部にある、請求項１に記載のパルス燃焼器。
【請求項５】
前記中間コイルの前記出口は前記中間コイルの中央付近にある、請求項１に記載のパルス燃焼器。
【請求項６】
前記中間コイルの各々を隣の前記中間コイルから、または隣の前記外部プレートまたはコイルから固定距離をおいて保持するためのスペーサをさらに備えた、請求項１に記載のパルス燃焼器。
【請求項７】
前記テールパイプ領域を通る気体流を等化するように前記固定距離が定められている、請求項６に記載のパルス燃焼器。
【請求項８】
前記バーナは表面、開放端および閉塞端を有するシリンダをさらに含み、前記バーナは前記開放端において前記ハブに結合されており、前記閉塞端は前記第２の外部プレートまたはコイルの近くに配置されている、請求項１に記載のパルス燃焼器。
【請求項９】
前記バーナはシリンダに取り付けられた円錐をさらに含み、前記円錐の基部は前記シリンダの前記閉塞端の近くに配置されている、請求項８に記載のパルス燃焼器。
【請求項１０】
前記バーナは、
ａ）  その円筒形の表面の長さに沿って延在する、複数の放射状に間隔をあけた細長いスロットと、
ｂ）  それぞれが前記シリンダの表面であって１つの前記スロット上に取り付けられた複数の細長いノズルアセンブリとをさらに含み、
前記ノズルアセンブリの各々は、
ｉ  その長さに沿って間隔をおいたノズル開口と、
ｉｉ  前記ノズル開口に通じる凹部とを有する、請求項８に記載のパルス燃焼器。
【請求項１１】
前記中間コイルは円盤形状である、請求項１に記載のパルス燃焼器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
分野
本発明は、電力出力を増加させるために多数のプレートを用いたパルス燃焼器に関する。
【背景技術】
【０００２】
背景
パルス燃焼器は、空気および燃料の混合物が、たとえば点火棒によって最初に点火される装置である。発火ガスは、関連する圧力および温度の急速な上昇とともに急速に膨張する。結果として生じる圧力波はこの装置を下って、既燃ガスを排気領域から排出する。熱交換は装置の壁で生じ、気体を冷却し、圧力波が通過した後で生じる圧力降下を強化する。壁における熱交換によって生じる冷却と組合さった気体の膨張のために生じるこの圧力降下によって、燃焼チャンバ内部の圧力が周囲の圧力よりも低下（すなわち負圧）し、新しい気体が燃焼チャンバに引き込まれるのを可能にする。排気ガスの流れは停止し、一部の気体はプレートを出て、一部の気体は燃焼チャンバに戻る。排気領域における流れは新しい空気および気体の混合物を逆流させかつ圧縮して、燃焼チャンバの温度が依然として高い状態で再び点火が起こる。パルス燃焼器は、主に温水ボイラ、温水器、または低圧および高圧蒸気ボイラとして用いられる。
【０００３】
米国特許第４，９６８，２４４号は、放射状の排気チャンバと、予め定められた燃料混合物の分配量を燃焼チャンバに注入するために燃焼チャンバに結合された気化器とを有するパルス燃焼器について記載している。この排気チャンバのケーシングの設計は、燃焼チャンバの各々の側に置かれた、内部プレートおよび外部プレートを含む。排気チャンバは、内部プレートに機械加工された螺旋状の冷却剤の溝を有し、この溝は外部プレートで覆われて冷却剤の通路を形成する。互いに結合された２つのプレートを使用し、かつプレートにおける螺旋溝を機械加工することによって、構造は難しくなり高価になる。さらに、急速な加熱および冷却は円板およびプレート間の結合に圧力を加え、装置が冷却剤の漏れの影響を受けやすくなる。最終的に、幾分か複雑な設計の気化器では装置の費用が嵩む。さらに、この設計の動作は、規制されたレベルよりも高い可能性がある高圧ガスに限定され、住宅用といった或る領域については使用不可能にされる。
【０００４】
ＰＣＴ出願第ＷＯ９７／２０１７１号は、排気チャンバで囲まれた中央燃焼チャンバを有するパルス燃焼器について記載し、燃焼および排気チャンバの一部が、螺旋状に巻いた冷却剤配管の間隔をあけた２つの壁の間に形成される。壁を形成する冷却剤配管は、さらに広い熱伝達領域を提供し、一方で同時に燃焼器の構造をかなり単純にする。燃料ノズルは燃焼チャンバへの入口に置かれて、スパーク発生器は、始動するとパルス燃焼器に入ってくる燃料に点火するために、燃焼チャンバにおいておよびノズルの近くに設けられる。
【０００５】
燃焼チャンバの半径およびテールパイプの半径の制限によって、パルス燃焼器によって達成される電力の総量（熱生成のＢＴＵ）に制限がもたらされる。したがって、電力出力を増加するように拡張可能な燃焼器が必要とされる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、拡張可能な電力出力を有するパルス燃焼器を提供することである。
【０００７】
本発明のさらに他の目的は、拡張可能な電力出力を与えるパルス燃焼器のための改良さ
れたバーナを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
概要
本発明はパルス燃焼器からなり、上記パルス燃焼器は、間隔をあけた２つの外部プレートを含み、上記外部プレートは、平らな外部領域、平らな領域内部の円錐領域、および中央ハブを有し、プレートの円錐領域の間の体積は燃焼チャンバを規定する。パルス燃焼器は、外部プレートの間に置かれた複数の中間プレートをさらに含み、上記複数の中間プレートは間隔をあけて、その間に、および外部プレートと中間プレートの隣接するプレートとの間にテールパイプ領域を形成し、さらにハブのうちの１つに結合されたバーナを含み、上記バーナは燃焼チャンバにおける燃料／空気の混合物に点火するように動作する。外部および中間プレートは、その中に、テールパイプ領域を通ってプレート間を進む膨張する気体を冷却するように冷却液を導くための螺旋状の冷却剤通路を有する。
【０００９】
好ましくは、中間プレートは間隔を置いて、変動する抵抗を与え、各々の組をなす隣接するプレート間で均一の気体流を生成する。
【００１０】
選択的に、パルス燃焼器は燃焼チャンバに装着されたバーナセンブリを含んでもよい。バーナセンブリは、そのシリンダの表面のまわりで間隔をおいたノズル開口を有する中空の細長いチューブを有して、上記中間および外部プレートのうちの隣接するプレート間のテールパイプ領域への気体流を等化する。
【００１１】
本発明は、燃焼チャンバで用いるためのバーナセンブリからなり、これは細長い中空のチューブを含み、そのシリンダの表面に沿って複数のノズル開口を有する。バーナの一方の端部はバーナノズルに結合することができ、中空のチューブにおける燃料の混合物に点火すると、点火された気体が中空のチューブのまわりでおよびそれに沿って均一に漏れる。
【００１２】
中空の細長いチューブは円筒形であってもよく、複数の放射状に間隔をあけた細長いスロットは、その円筒形の表面の長さに沿って延在し、その長さに沿って間隔をおいたノズル開口を有する複数の細長いノズルアセンブリを含む。このノズルアセンブリは、ノズル開口に接近するプレナムを有し、各ノズルアセンブリは、関連したスロットの上でシリンダの外面に取り付けられる。
【００１３】
構成および動作方法の双方に関する本発明自体は、ならびにその追加的な目的および利点は、添付の図面と関連して読むと以下の詳細な説明から容易に明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
詳細な説明
図１Ａを参照すると、多数のプレートパルス燃焼器アセンブリは、５個の円盤形のプレートまたはコイル２３，２４，２６，２８および３０を有し、これらはナットおよびボルトアセンブリ（図示せず）によって平行な配向で保持される。バーナノズル１２は、第１のコイルまたはプレート２３の中央開口を通り抜ける。火炎伝播機７６は最後のコイル３０の中心に装着される。組をなす隣接するコイル（２３，２４）、（２４，２６）、（２６，２８）、（２８，３０）の間には、それぞれのギャップｄ1，ｄ2，ｄ3，およびｄ4を有するそれぞれのテールパイプ領域４０，４１，４２および４３がある。外部コイル２３および３０の各々は、それぞれ関連した中心円錐領域７４および１４を有する。
【００１５】
動作において、空気および気体の混合物は、バーナ３６に入り、混合物の一部はオリフィス３４を通過する。点火棒または点火プラグ７２は、混合物に点火し、火炎伝播機７６に向かって急速に広がる火炎を生じる。燃焼は、循環の態様で燃焼器チャンバ７０内部で生じる。空気／気体の混合物の燃焼は、燃焼チャンバ７０の圧力の急激な増加を生じ、これは次に圧力波を生じる。圧力波は放射状に外部に進み、排気生成物をテールパイプ領域４０，４１，４２および４３を通ってコイル２３，２４，２６，２８および３０の周辺部に向かって運ぶ。気体の排気生成物の急速な膨張は、コイル２３，２４，２６，２８および３０の壁での熱交換を通した冷却とともに、燃焼チャンバ７０内部で低い圧力を生成す
る。この低い圧力によって、コイル２３，２４，２６，２８および３０の周辺部に達する圧力波が即時に休止する。一部の気体は、燃焼器１０のまわりを取り囲む周囲の領域へと排出され、一方で一部は希薄波の形態で燃焼チャンバに戻る。同時に、燃焼チャンバにおける低圧のために、新しい体積の空気／気体の混合物が燃焼チャンバ７０にもたらされる。戻ってくる波は、この新しい体積の空気／気体の混合物を事前に圧縮する。燃焼チャンバにおける温度が上昇したままであると、新しい空気／気体の混合物は、発火を必要とすることなく点火され、燃焼サイクルが繰返される。
【００１６】
２つのプレート燃焼器の熱生成は、約６００,０００ＢＴＵに制限される。電力生成を増加させるために単に燃焼器を拡張することはできない。２つの外部プレート２３および３０の間に１つ以上のプレートを置くことによって、２つのプレートシステムよりも熱生成を増加させることができることがわかった。しかしながら、熱分布を最大にするためには、テールパイプの各々への点火された気体の流れのバランスをとらなければならない。プレート間の間隔を調整して、各テールパイプの領域を流れる気体が同じになるようにすることができる。これによって、火炎伝播機に近づくとテールパイプ領域が狭くなる。
【００１７】
図１Ａに示されたｒ／Ｒの比率は適切な燃焼のために重要である。燃焼チャンバ７０の体積が大きすぎると、燃焼は効率的でなくなるか、または全く生じないかも知れない。ギャップが大きすぎると、気体の速度が遅くなる。テールパイプを調整する方法は、３つの中間プレートが用いられた後では実用的でなくなる。１つの解決法として、プレートの間隔等の要因に依存するのではなく、排気ガスの流れを制御するために火炎を均一に分配するバーナを用いることが挙げられる。
【００１８】
図１Ｂを参照すると、多数のプレートパルス燃焼器１０は、図２Ａおよび２Ｂに示された２つの外部プレートまたはコイル２３および３０からなる。ステンレス鋼キャスト中央ハブ１１は、プレートまたはコイル３０の中央開口に装着され、環状のハブ１６はプレートまたはコイル２３の中央開口に装着される。代わりに、機械加工された（溝を切られた）パイプをキャスト中央ハブ１１の代わりに用いてもよい。パイプが用いられた場合、ステンレス鋼プレートは１つのパイプに溶接され、結果として生じる結合はここでは「伝播機ハブ（spreader hub）」と呼ばれる。説明の目的のために、「ハブ」はキャストハブおよび機械加工されたパイプの双方のことを示す。
【００１９】
各々のハブ１１および１６のまわりで巻きつけられているのは、プレートまたはコイル３０および２３をそれぞれ形成するステンレス鋼チューブである。これらの２つのコイル３０および２３の間には、図３Ａおよび３Ｂに示されたようなハブなしのステンレス鋼コイルから製造される３つの中間コイル２４，２６および２８が置かれる。コイル２３，２４，２６，２８および３０のすべては、平行な位置に保持され、（同様に図４Ｂに示される）４個のステンレス鋼スペーサ、またはロッドおよび調整ナットアセンブリ３９によって予め定められた距離だけ間隔をおかれる。
【００２０】
２つのハブ１１および１６の間に含まれる体積は、コイル２３および３０の円錐部分１４および７４の間の体積とともに、燃焼器１０の（燃焼チャンバ）を規定する。各々の組をなすコイルの間に含まれる体積は、この体積を囲む２つのコイルのための（テールパイプ領域）４０，４１，４２，４３と呼ばれる。バーナは、中心の円筒形のステンレス鋼シリンダ１８からなり、これはその円筒形の表面のまわりで放射状に間隔をあけた細長いスロット１７を有する（図６Ａおよび図６Ｂを参照）。各スロットの上にノズルアセンブリ２０（図７Ａ，７Ｂおよび７Ｃを参照）が取付けられ、各アセンブリは複数のノズル開口２１を有する。円錐（図８Ａ）２２はノズルスロット１７の反対側のシリンダ１８に位置付けられ、その基部は環状のハブ１６よりも中央ハブ１１に近接している。耐火材料４６は、細長いスロット１７に隣接してシリンダ１８を囲む。ハブ１６は、耐火材料４６を囲
み、螺旋溝の短い部分を有し、そのまわりでプレートまたはコイル２３のステンレス鋼コイルが形成される。パイプ３２のフラストロコニカル(frustro-conical）部分によってシリンダ１８の開放端に結合されるのはバーナノズル１２である。燃焼器１０は、ハブ１６によってねじ込んで受けられるボルト４４を用いてハウジング（図示せず）の前部パネル４８に装着される。
【００２１】
図２Ａおよび２Ｂを参照すると、外部プレートまたはコイル３０は、中央ハブ１１、円錐領域１４、コイル３０の外側周辺部での冷却水入口２５、および温水出口４５を有する。
【００２２】
図３Ａおよび３Ｂを参照すると、中間プレート２４、２６および２８は、コイル２４で示される中空の管からなる平らなコイルとして形成されている。中間プレート２４、２６および２８は、すべて概ね同一であり、開いた開口、周辺部での冷却水入口３１、およびコイル２４の中心に近い温水出口５２を有する。
【００２３】
図４Ａおよび４Ｂを参照すると、組立てられた燃焼器１０の外観図は、ナットおよびスペーサ３９を有するボルトを用いると、プレートまたはコイル２３，２４，２６，２８および３０が、プレートがすべて互いに平行な状態で、適所に保持されることを示している。
【００２４】
図５Ａおよび５Ｂを参照すると、燃焼ノズル１２は、複数の放射状に間隔をおいたオリフィス３４を有し、オリフィス３４は点火装置（図示せず）によって点火された燃料空気の混合物が入口５０から通過するのを可能にする。燃料空気の混合物の大部分は、バーナセンブリ６４の中心を通過する（図８Ａ）。
【００２５】
図６Ａおよび６Ｂに示したステンレス鋼シリンダ１８は、その円筒形の表面を通して複数の放射状に間隔をおいた細長いスロット１７、開放端１３および閉塞端１５を有する。
【００２６】
図７Ａ，７Ｂおよび７Ｃにおいて、ノズルストリップまたはアセンブリ２０は、シリンダ１８におけるスロット１７の形状と一致する凹部１９を有する金属の細長いブロックであり、規則的に間隔をおいた横軸のアレイの間隔をあけたノズル開口２１を有し、ボアは凹部１９の内部から凹部１９のいずれかの側の外部に延在する。ノズルアセンブリ２０は、スロット１７の上でシリンダ１８に溶接される。
【００２７】
図８Ａ，８Ｂおよび８Ｃのバーナセンブリは、燃焼が起こるチャンバを形成し、円筒形のステンレス鋼シリンダ１８、装着されたノズルアセンブリ２０、および耐火材料５８のスリーブ上で適合されたハブ１６からなる。円錐２２は、シリンダ１８の閉塞端１５と平行に位置合わせされた円錐２２の基部でシリンダ１８に適合される。点火装置５４、火炎検出器５５およびパイロットライン５６が、耐火材料５８に接続される。図９に示されるように、円錐構造６２は、円錐形ではなく放物線の形状を有する。
【００２８】
動作において、水は周辺部でコイル２３，２４，２６，２８および３０の各々に入り、中心部でまたはその近くで出るため、逆流熱交換を可能にする。
【００２９】
空気および気体の混合物がバーナノズル１２を通ってバーナセンブリ１０に入り、連結器３２を通過して、シリンダ１８の内部の燃焼チャンバ７０に入る。バーナ３６に取付けられた点火棒または点火プラグ７２からの火花は混合物に点火する。
【００３０】
燃焼サイクルは一般的に確実なものであるが、パルス燃焼器の適切な機能にとって重要な複数の設計パラメータがある。第１のパラメータは、排気ガスの速度である。速度は、燃焼生成物が所与のコイルの周辺部に達するときに燃焼チャンバにおける低圧が正確な瞬間に生成されるように、制御されなければならない。排気ガスの速度が遅すぎる場合、排気ガスは燃焼器１０から周囲の環境に出て行かない。或る塊および体積の排気ガスは、テールパイプおよび燃焼チャンバ７０にとどまる。これらの排気ガスの存在によって、燃焼チャンバ７０に入る新しい空気／気体の混合物の体積が減じられる。したがって、第１のサイクルから残存する排気ガスの量に依存して、第２のサイクルが「チョーク効果（choking effect）」のために生じないか、または汚染をもたらすもしくは不完全な燃焼が生じる。汚染をもたらす燃焼が、テールパイプおよび燃焼チャンバに残存する排気ガスの量を増加させると、次第にチョーク効果が生じる。
【００３１】
排気ガスの速度が速すぎる場合、その大部分またはすべてが周囲の環境に出ていく。この場合、空気／気体の混合物の事前の圧縮を可能にするのに十分な量の、希薄波とともに戻ってくる排気ガスがない。事前の圧縮なしでは、新しい空気／気体の混合物の点火は生じず、燃焼も生じない。
【００３２】
次の２つのパラメータは、燃焼チャンバおよびテールパイプのそれぞれの体積（燃焼されるべき気体の大部分）であり、これはボイラ／温水器の所望の容量を反映する。燃焼チャンバ７０の深さおよび半径はその体積を規定する。同様に、すべてのプレート２３，２４，２６，２８および３０の平らな部分およびその半径の間のギャップは、テールパイプの体積を規定する。したがって、半径および深さまたギャップの寸法は、燃焼チャンバ７０およびテールパイプの体積を制御する。
【００３３】
燃焼チャンバ７０の寸法には操作上の制限があり、これは必要な体積を得るために半径および深さの任意の変化を防ぐ。たとえば、半径を最小にするために、深さが或る最適値を超えて増加された場合、伝播機ハブは「ヒートシンク」として作用する。バーナからの火炎は隣接するコイル（熱交換器の円錐部分）にわたって十分に広がらないため、火炎から水への熱伝達が減じられる。さらに、伝播機ハブの高い熱によって高いＮＯｘ値がもたらされ、これによって装置は多くの用途にとって非実用的なものになる。
【００３４】
逆に、深さが或る最適値よりも減じられると、排気ガスの必要とされる膨張が生じず、チョーク効果がもたらされる。また、（伝播機ハブに接触する）火炎衝突が生じ、汚染をもたらす燃焼および排気ガスにおける高いＣＯの含有量をもたらし、これは大半の規制および認可／認証機関の指針の下では許可されない。この２つの効果が組合わされて燃焼器が使用不可能になる。
【００３５】
プレート２３，２４，２６，２８および３０に関して、半径Ｒは最小値を有し、これよりも下になると熱伝達のために利用可能な表面の量が不十分になる。結果として、（一定の体積を維持するために）半径を小さくして、２つの隣接するコイル間のギャップを増加することはできない。同様に、ギャップの間隔はその独自の上限を有し、これを超えると排気ガスおよびプレート表面の間の接触が不十分になり、燃焼の熱は、コイル２３，２４，２６，２８および３０における水に伝達されない。逆に、ギャップの距離が小さすぎると、排気ガスの速度によってプレートに振動効果がもたらされ、望ましくない大きなハム音が生じ、潜在的に燃焼器の構成要素に損害を与える。さらに、より多くの排気ガスが周囲環境に漏れて、燃焼を続けるために十分とはいえない量が希薄波の形態で戻ってくる。
【００３６】
上記の効果の結果として、燃焼チャンバ７０の半径および深さ、ならびにプレート２３，２４，２６，２８および３０の半径およびギャップの間隔が、完全なパルス燃焼が可能になることを保証するために注意深く制御されなければならない。
【００３７】
上述の設計パラメータに加えて、プレートの総数が２を超えて増加すると、第３の主要な特徴が燃焼チャンバ７０の全体的な動作において重要な役割を果たすようになる。この特徴とは、連続するコイル２３，２４，２６，２８および３０の中間の排気ガスの最適なおよび均一の分布である。気体の均一の分布に関して、燃焼器の性能に影響を与える３つの主要なパラメータがある。
【００３８】
第１に、電流またはいかなる流体とも類似して、排気ガスは最も小さい抵抗の経路を進む傾向がある。第２に、火炎温度は（燃焼チャンバの軸に平行な）火炎の長さに沿って変化する。すなわち、火炎の先端部がその起点よりも高い温度を有する。結果として、排気ガスおよび火炎を囲む空気は、火炎の長さに沿って、およびしたがって燃焼チャンバ７０の深さに沿って異なる温度を有するようになる。最後に、火炎の方向により、火炎の動きの自然な傾向（火炎の方向）はその先端部に向かうものであるため、コイル２３，２４，２６，２８および３０の間の最後のギャップに向かうものである。
【００３９】
結果として、排気ガスの最も高い速度は、テールパイプ領域４３に隣接する最後のギャップを通るものになる。したがって、最も高い圧力降下がそのギャップを通って生じる。この圧力降下は、火炎の長さに沿って先端部から根元に低下する。したがって、排気ガスの速度は、火炎の長さに沿っておよびしたがって燃焼チャンバ７０の深さに沿って異なる。
【００４０】
したがって、中間プレート２４，２６および２８は、燃焼チャンバ７０の軸を横断して平行に置かれなければならず、均一のおよび等しい量の熱が排気ガスによって各テールパイプ領域４０，４１，４２および４３を通って運ばれなければならない。同様に、排気ガスは、上述したような好適な熱伝達、パルセーションおよび騒音の小さい動作を可能にするために所望の速度を有さなければならない。
【００４１】
図５Ａおよび図５Ｂを参照すると、一連のオリフィス３４が、短いシリンダの内部周辺部のまわりで孔をあけられている。空気および気体の混合物は、これらのノズルを通ってバーナに入り、火炎棒（図示せず）によって燃焼される。これらのバーナからの火炎は、その長い方の軸がシリンダ１８の軸に平行な楕円の構成において直線の経路を辿る。
【００４２】
燃焼生成物（排気ガス）とコイル２３，２４，２６，２８および３０を通って流れる水との間で最大の熱伝達を得ることができるように、火炎の長さに沿った火炎温度の損失および連続するギャップを通しての圧力降下の変化を考慮しなければならない。多数のコイル構成において、熱分布の自然の傾向は最後のコイル３０に向かうものであり、最後の２つのコイル２８および３０の間のギャップを通るものである。最大の熱伝達および対応する高い効率および凝縮効果を達成できるように、排気ガスは、ギャップの間でまたは連続したコイルの間のテールパイプ領域４０，４１，４２および４３において均一に分配されなければならない。この目的を達成するために、いかなる外部の構成要素も熱交換器に追加せずに、気体流は、各々のギャップまたはテールパイプ領域で流れへの適切な抵抗を生成することによって制御されなければならない。簡単に言えば、流れへの抵抗は、火炎の長さに沿って先端部から根元へ増加される。これは、バーナを用いることなく、（伝播機ハブを保持する）最後のコイルの円錐部分のスロープの設計を調整し、かつ連続するコイルの間のギャップの最適な値を決定することによって達成される。これらのギャップの値は、伝播の火炎速度、火炎の長さに沿った温度勾配、および排気ガスの速度を含む一連の流体力学的基準および方程式を用いて決定される。
【００４３】
ＩＩ  特定的に設計された円筒形バーナの使用
コイル間のギャップの効果、および熱分布での最後のコイルの円錐部分のスロープを最
小にするために、代替のバーナを用いることができる。このバーナは３つの主要な構成要素、すなわち１つのステンレス鋼シリンダ（図６）、１つのステンレス鋼円錐（図９）および６個のステンレス鋼ノズルストリップ（図７）を含む。６個の切れ目がシリンダの横軸に沿って製造され、これはストリップのそれと長さが等しい。各ストリップは各々の切れ目の先端部に溶接される。円錐はシリンダ内部に取付けられて、その円形の端部がシリンダの一方の端部と同じ面にあり、その円錐端部が、空気および気体の混合物がシリンダに入るところのシリンダの他方の端部の近くにあるようにする（図８）。スロットおよびノズルストリップの数は調整してもよいが常に等しい。
【００４４】
各々のノズルストリップは、予め定められた輪郭にかたどられた複数の予め定められた孔を有し、ほとんどの基本的な輪郭は一連の均等に間隔をあけた同一寸法の孔である。各ストリップ上の孔の構成、各ストリップの長さ、ノズルの輪郭、および円錐の形状は、シリンダを通した火炎の速度および分布を決定する。結果として、火炎は、シリンダの表面からノズルを通って熱交換器の連続するギャップへと均一に排出または分配される。
【００４５】
バーナは、フランジ（図８）を用いてバーナハブに取付けられ、空気および気体の混合物がバーナを通って流れる送風機に接続される。空気／気体の混合物は、火炎棒または点火機からの火花によって燃焼される。ノズルストリップを通した火炎は、燃焼器の連続したギャップを通って放射状に外部に排出される。シリンダの長さは、燃焼チャンバの深さによって決定され、これに比例する。
【００４６】
したがって、本発明は例示の実施例を参照して記載されてきたが、この説明は限定的な意味で構成されることを意図しない。例示の実施例および本発明の他の実施例のさまざまな修正が、この説明を参照すると当業者には明らかになるであろう。したがって、別掲の特許請求の範囲は、本発明の範囲に含まれるいかなるこのような修正または実施例も包含するものと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１Ａ】バーナセンブリを有さない多数のプレート燃焼器アセンブリの断面立面図である。
【図１Ｂ】バーナセンブリを有する多数のプレート燃焼器アセンブリの断面図である。
【図２Ａ】中央ハブを有する外部プレートの正面図である。
【図２Ｂ】中央ハブを有する外部プレートの側面図である。
【図３Ａ】中間プレートの正面図である。
【図３Ｂ】図３Ａの中間プレートの左側面図である。
【図４Ａ】合計５個のプレートからなる組立てられたパルス燃焼器の側面図である。
【図４Ｂ】アセンブリの間隔を空けるプレートの詳細図である。
【図５Ａ】バーナノズルの端面図である。
【図５Ｂ】図５Ａのバーナノズルの側方断面図である。
【図６Ａ】バーナを製造するためのシリンダの斜視図である。
【図６Ｂ】図６Ａのバーナの側方立面図である。
【図７Ａ】バーナを構成するためのノズル部品の斜視図である。
【図７Ｂ】図７Ａのノズル部分の側面図である。
【図７Ｃ】図７Ａのノズル部分の底面図である。
【図８Ａ】バーナセンブリの断面図である。
【図８Ｂ】線ＡＡに沿った図である。
【図８Ｃ】線ＢＢに沿った図である。
【図９】バーナセンブリで用いるための円錐の部分的な断面の側面図である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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