"空気と燃料とを予め混合して得た予混合気を燃焼する予混合燃焼装置であって、上記予混合気の燃焼空間に定在音場を形成する定在音場形成手段を備え、上記燃焼空間において火炎に対して上記定在音場を印加することにより、上記定在音場の速度振動の腹において発生する圧力波の進行方向に対して垂直方向への二次流れと、火炎に形成される皺を用いて、火炎の保炎を行うことを特徴とする予混合燃焼装置。上記定在音場形成手段は、上記予混合気の燃焼空間を囲む共鳴管を備え、上記共鳴管により囲まれた上記予混合気の燃焼空間に定在音場を形成することを特徴とする請求項1記載の予混合燃焼装置。上記定在音場形成手段は、正対する二台のスピーカから互いに逆位相の正弦波を発生し、上記正弦波の1/2波長で共鳴させることにより、上記共鳴管により囲まれた上記予混合気の燃焼空間に定在音場を形成することを特徴とする請求項2記載の予混合燃焼装置。プロパンガスの希薄予混合気を上記共鳴管により囲まれた燃焼空間において燃焼し、155dB以上の定在音場により保炎を行うことを特徴とする請求項2記載の予混合燃焼装置。空気と燃料とを予め混合して得た予混合気を燃焼する予混合燃焼装置における火炎制御方法であって、上記予混合気の燃焼空間に定在音場を形成し、上記燃焼空間において火炎に対して上記定在音場を印加することにより、上記定在音場の速度振動の腹において発生する圧力波の進行方向に対して垂直方向への二次流れと、火炎に形成される皺を用いて、火炎の保炎を行うことを特徴とする火炎制御方法。ところで、特許文献1の開示技術のように、燃料と酸化剤の予混合気にスワーラで強旋回を加えることで生じる逆流領域で保炎するのでは、燃焼安定性が向上する一方で、未燃ガスがスワーラを通過するために、圧力損失が生じるという問題がある。圧力損失は、ガスタービン機関にとって、効率に大きく影響するため、できる限り小さい方が望ましい。また、保炎器を用いる場合、保炎器が火炎にさらされるため、熱による強度の低下などの熱疲労が問題となる。また、特許文献2の開示技術では、逆流領域を作らず、また火炎制御を目的としており、流速が速いと保炎できない。そこで、本発明の目的は、上述の如き従来の実情に鑑み、圧力損失を低減するとともに安定した燃焼を行うことができる予混合燃焼装置及び、その火炎制御方法を提供することにある。本発明の更に他の目的、本発明によって得られる具体的な利点は、以下に説明される実施の形態の説明から一層明らかにされる。本発明では、火炎に直接定在音場を作用させることによって、火炎に対し乱れを与えることによって吹き飛びを抑制することで、圧力損失を抑えた燃焼を行う。すなわち、本発明は、空気と燃料とを予め混合して得た予混合気を燃焼する予混合燃焼装置であって、上記予混合気の燃焼空間に定在音場を形成する定在音場形成手段を備え、上記燃焼空間において火炎に対して上記定在音場を印加することにより、上記定在音場の速度振動の腹において発生する圧力波の進行方向に対して垂直方向への二次流れと、火炎に形成される皺を用いて、火炎の保炎を行うことを特徴とする。本発明に係る予混合燃焼装置において、上記定在音場形成手段は、例えば、上記予混合気の燃焼空間を囲む共鳴管を備え、上記共鳴管により囲まれた上記予混合気の燃焼空間に定在音場を形成する。また、本発明に係る予混合燃焼装置において、上記定在音場形成手段は、例えば、正対する二台のスピーカから互いに逆位相の正弦波を発生し、上記正弦波の1/2波長で共鳴させることにより、上記共鳴管により囲まれた上記予混合気の燃焼空間に定在音場を形成する。さらに、本発明に係る予混合燃焼装置では、例えば、プロパンガスの希薄予混合気を上記共鳴管により囲まれた燃焼空間において燃焼し、155dB以上の定在音場により保炎を行う。本発明は、空気と燃料とを予め混合して得た予混合気を燃焼する予混合燃焼装置における火炎制御方法であって、上記予混合気の燃焼空間に定在音場を形成し、上記燃焼空間において火炎に対して上記定在音場を印加することにより、上記定在音場の速度振動の腹において発生する圧力波の進行方向に対して垂直方向への二次流れと、火炎に形成される皺を用いて、火炎の保炎を行うことを特徴とする。本発明によれば、空気と燃料とを予め混合して得た予混合気を燃焼する予混合燃焼装置において、火炎に直接定在音場を作用させて火炎に対し乱れを与えることによって吹き飛びを抑制することで、圧力損失を低減するとともに安定した燃焼を行うことができる。以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。本発明は、例えば図1に示すような構成の燃焼装置100に適用される。この燃焼装置100は、図1のAに示すように、空気と燃料とを予め混合して得た予混合気を燃焼する予混合燃焼装置であり、燃焼用空気と燃料を混合する予混合室10と、この予混合室10において燃焼用空気と燃料とを混合した予混合気を噴射するバーナーノズル20と、上記バーナーノズル20から噴射された予混合気を燃焼させる円筒状の燃焼室30を備える。上記予混合室10に供給される燃焼用空気と燃料の各供給路には、上記燃焼用空気と燃料の各流量を計測する流量計11,12が設けられている。なお、燃料用空気は、サージタンク13を介して上記予混合室10に供給されるようになっている。上記燃焼室30には、上記バーナーノズル20から噴射された予混合気を室内に入射させるための開口32が、その周壁31の中央底部に設けられているとともに、燃焼ガスを外部に排出させるための排気口33が、上記周壁31の中央天部に設けられている。ここで、図1のAには、上記燃焼室30の一部を長手方向に縦断して示し、また、図1のAにおける上記燃焼室30のA-A線断面図を図1のBに示してある。さらに、この予混合燃焼装置100には、上記円筒状の燃焼室30の両端に二台のスピーカ41,42が正対するように設けられている。上記正対する二台のスピーカ41,42は、正弦波信号発生器43から出力される正弦波信号を増幅する増幅器44を介して供給される互いに逆位相の正弦波信号によって駆動され、互いに逆位相の正弦波音響出力を発生し、上記正弦波の1/2波長で共鳴させることにより、上記円筒状の燃焼室30内に定在音場を形成する定在音場形成手段として機能する。すなわち、この予混合燃焼装置100において、上記定在音場形成手段は、正対する二台のスピーカ41,42から互いに逆位相の正弦波を発生し、上記正弦波の1/2波長で共鳴させることにより、上記共鳴管により囲まれた上記予混合気の燃焼空間に定在音場を形成している。また、上記円筒状の燃焼室30は、上記燃焼用空気と燃料とを混合した予混合気の燃焼空間を囲む共鳴管として機能している。定在音場の速度振動の腹に密度変化を与えると、図2に示すように、圧力波の進行方向に対して垂直方向に二次流れが発生する。また、強い音圧の下では音響振動により火炎に皺が形成される。この予混合燃焼装置100では、上記バーナーノズル20から噴射された予混合気を燃焼させる上記円筒状の燃焼室30内で火炎に対して上記定在音場を印加することにより、上記定在音場の速度振動の腹において発生する圧力波の進行方向に対して垂直方向への二次流れと、火炎に形成される皺を用いて、火炎の保炎を行うことにより、予混合火炎の吹き飛び等の不安定な燃焼を解消し、安定燃焼を実現する。すなわち、この予混合燃焼装置100では、二つの正対させたスピーカ41,42より正弦波を生じさせ、共鳴させることで上記燃焼室30内に定在波を生成し、この定在波を火炎に対して直接印加することで生じる二次流れによる逆流領域、及び、それに伴うしわによって火炎の吹き飛びを抑制する。ここで、上記予混合燃焼装置100において、燃焼用空気とプロパンガスの流量を流量計11,12で測定し、予混合室10において所定の比率で燃焼用空気と燃料とを混合した予混合気を得て、上記バーナーノズル20から噴射された予混合気を上記円筒状の燃焼室30内で燃焼させ、火炎に対して上記定在音場を印加する実験を行ったところ、次のような結果が得られた。実験では、上記バーナーノズル20として、内径10mm、リム厚1mmのステンレス製円管バーナを用い、常温、大気圧の下で火炎を形成させ、上記円筒状の燃焼室30として、直径267mmのステンレス製で長さ300mmと400mmの円管を用いた。二つの正対させたスピーカ41,42から、互いに逆位相となる正弦波を生じさせ、円管内で共鳴させることで定在音場を形成した。周波数は、1/2波長で共鳴するように長さ300mmの円管では約620Hz、長さ400mmの円管では約480Hzとした。燃焼中は、円管内温度が変化し音速の変化による共鳴周波数の変化が生じるので、その都度周波数を微調整した。そして、火炎の形成に際して、バーナリムでの保炎をさけるためにバーナーノズル出口流速を高くした。この状態では火炎が吹き飛ぶため、図1に破線で示すように直径12mmの保炎器50を用いて火炎を保炎し、次に、火炎位置と速度振動の腹が一致するように定在音場を形成し、その状態で保炎器50を外し、音場のみで保炎する状態をつくり、音圧一定の下でプロパンガスの流量を減少させ、吹き飛びが生じた時点での流量から、保炎限界の当量比を算出した。また、音圧はピエゾ抵抗型差圧センサKELLER社製PR-1060によって圧力振動の腹の位置で測定結果をオシロスコープ70で観測し、火炎が音場で保炎されている状態から、当量比一定の下音圧を下げていき、吹き飛びが生じた時点での音圧をオシロスコープ70を用いて読み取った。また、火炎は、図示しない高速度ビデオカメラ株式会社ナックイメージテクノロジー社製MEMRECAMGX-8およびスチルカメラにより撮影した。当量比φ=0.7、バーナーノズル出口流速Uu=36m/s、および周波数f=640Hzが一定の条件下での音圧Psの違いによる火炎の浮き上がり高さ、火炎形状の変化を観測した結果を図3に示す。図中の白線はバーナーノズル出口、白点線は共鳴管入り口、ハッチング部分は保炎器50を示している。音無しでは図3のAに示すように保炎器50がないと火炎は吹き飛ぶが、保炎器50なしで、Ps=0.8kPaの火炎では図3のBに示すように音圧レベルSPL=153dBの音で保炎でき、Ps=1.1kPaの火炎では図3のCに示すように、音圧レベルSPL=155dBの音とすることにより保炎位置はよりバーナリムへ近づき、さらに、Ps=2.0kPaの火炎は図3のDに示すように、音圧レベルSPL=160dBの音でバーナリムに付着した。したがって、音圧が高いほど、火炎基部はより上流へと移動し、より高いバーナーノズル出口流速に対しても保炎可能である。また、火炎形状に着目すると、Ps=0.8kPaからPs=1.1kPaまでは顕著な変化は確認できなかったが、Ps=2.0kPaの火炎は、Ps=0.8からPs=1.1kPaの火炎で確認できた下流側の輝度の低い火炎が確認できなかった。また、全ての火炎において皺が確認された。次に、各周波数及び音圧での、バーナーノズル出口流速と吹き飛び時の当量比の関係を図4に示す。流速がおよそ35m/s以下の低流量域では、高い音圧時には火炎基部がバーナノズルリムに付着した。この場合、音だけでなくリムの保炎機構が無視できなくなる可能性があるため測定対象にしていない。音圧0.8kPaに比べて1.8kPaの方が高い流速に対しても希薄燃焼が可能となった。また、f=480Hz、PS=1.8kPaにおいては、直径12mmの保炎器50と同等の吹き飛び限界が確認された。定在音場中の予混合火炎に皺を形成する原因はバロクリニックトルクと考えられ、次の1式の渦度方程式の右辺に現れる項である。ここで、ωは渦度ベクトル、ρは密度、pは圧力である。密度勾配∇ρは、周波数によらず一定と仮定し、圧力勾配∇pは以下で述べる音による圧力勾配とする。定在音場内での圧力振動は次の2式で表わされる。ここで,P0は圧力振幅、fは周波数、cは音速、tは時間であり、x軸はスピーカの振動面をOとして圧力波の伝播方向にとった。したがって、速度振動の腹での圧力勾配は、2式のPの空間勾配を取り、次の3式で表わされる。したがって、1式及び3式より、音圧と周波数にバロクリニックトルクは正比例する。しかし、バロクリニックトルクが火炎面に作用する時間は、周波数に反比例することより、火炎面の変形に要する時間は短くなる。そのため火炎面の変形の度合いは周波数の影響を受けないと考えられるので、吹き飛び限界は音圧P0またはその実効値PSをパラメータとすることで整理することが妥当である。音圧を変えたときに保炎できる最大のバーナーノズル出口流速の観測結果を図5に示す。図5に示すように、吹き飛び限界でのバーナーノズル出口流速の向上を達成するためには、より高い音圧でなければならず、その関係はほぼ比例であった。これは、図3で示した火炎の浮き上がり高さや前分析からの推定と一致する。また、周波数の違いによる吹き飛び限界時の音圧に若干の差異が確認され、620Hzに比べ480Hzの方が全体的に高い音圧でないと保炎できなかった。以上の実験結果からも明らかなように、この予混合燃焼装置100では、上記バーナーノズル20から噴射された予混合気を燃焼させる上記円筒状の燃焼室30内で火炎に対して上記定在音場を印加することにより、上記定在音場の速度振動の腹において発生する圧力波の進行方向に対して垂直方向への二次流れと、音による圧力勾配と燃焼による密度勾配によって生じるバロクリニックトルクに起因して火炎に形成される皺を用いて、火炎の保炎を行い、予混合火炎の吹き飛び等の不安定な燃焼を解消し、安定燃焼を実現することができる。すなわち、上記予混合燃焼装置100では、プロパンガスの予混合気を燃焼し、155dB以上の定在音場により保炎を行うことにより、吹き飛び限界が改善できる。具体的には、上記予混合燃焼装置100では、周波数480Hz、実効音圧1.8KpaSPL=159dBの条件の下で、予混合気流速が50m/s程度の流速まで、プロパンの可燃限界付近当量比0.5付近まで、保炎器50なしで火炎の吹き飛びを生じさせずに保炎することができた。したがって、上記予混合燃焼装置100では、プロパンガスの希薄予混合気を共鳴管により囲まれた燃焼空間において燃焼し、155dB以上の定在音場により保炎を行うことにより、低NOx化と安定燃焼の両特性を確保できる。このように、本発明では、空気と燃料とを予め混合して得た予混合気を燃焼する予混合燃焼装置100において、共鳴管により囲まれた予混合気の燃焼空間に定在音場形成手段により定在音場を形成し、上記燃焼空間において火炎に対して上記定在音場を印加することにより、上記定在音場の速度振動の腹において発生する圧力波の進行方向に対して垂直方向への二次流れと、火炎に形成される皺を用いて、火炎の保炎を行い、圧力損失を低減するとともに安定した燃焼を行うことができる。なお、上記予混合燃焼装置100では、1/2波長で共鳴する共鳴管として機能する円筒状の燃焼室30内に定在音場形成手段により定在音場を形成しているが、上記燃焼室30は、円筒状である必要はなく、また、1波長や2波長で共鳴する共鳴管として機能するものであってもよい。また、上記予混合燃焼装置100では、二台のスピーカ41,42によって燃焼室30内に定在音場を生成しているが、燃焼器自身の自励振動などによって燃焼室30内に定在音場を生成する構造とすることもできる。また、音源を2つでなく多数組み合わせ、それらの配置を最適化することにより、予混合気の流速をより高速しても吹き飛び抑えることができる。また、本発明は、ガスタービンエンジン、ラムジェットエンジン、スクラムジェットエンシン等の定在火炎を用いるエンジンの燃焼器内における火炎の吹き飛びの抑制、ジェットエンジンのアフターバーナの保炎、ボイラー類、ガスコンロ等定在火炎を用いる燃焼装置全般に適用することができる。"