ここに、

ξ：圧力損失係数

U：ヒータ管群通過流速

ここで、常圧燃焼器も高圧燃焼器も燃焼ガス量は同じなので、常圧燃焼器に比して高圧燃焼器での密度が70倍に増大するかわりに流速百は約70分の1に減少する。従って、圧力の影響が小さなξの値を1.0としてヒータ部前後での圧力差を計算すると、高圧燃焼器は常圧燃焼器に比して約70分の1に低下する。

その結果、ヒータ前後での圧力差に対する単位面積当たりの浮力は、常圧外燃機関に比して高圧外燃機関では70の2乗すなわち約5000倍に増大することがわかる。

さらに、常圧外燃機関では排ガス中の酸素濃度が4%と高いことから、高圧外燃機関よりヒータ管群通過ガス流量も多くなっている。

?熱浮力対策―多孔板及び旋回流

＊多孔板

熱浮力対策として考えられるものがヒータ管群前後に強制的に圧力差をつけると内部が一種の風船状態となるため、高温ガスが非常に絞られた多数の孔より均一に噴出していくというものである。ヒータ内側と外側に同時に設置する実とそれぞれ独立して設置する必要がある。

しかし、ヒータ内部の多孔板はヒータで吸収される高温燃焼ガスからの輻射熱を遮蔽しヒータ吸熱量を減少させる悪影響が生じるしまた、熱的な耐久性にも別の大きな課題が生じかねない恐れがある。従ってヒータ外側の多孔板だけで成立出来ることが望ましい。しかし、これは相当絞り込まないと効果が期待できないと予測される。

浮力の相対比較を常圧と比較して示したのが図3.2-3である。但し、この場合の開口率の定義は次の通りである。

開口率：円筒部乱開口面積/円筒円周部表面積

本図から同一の圧力差を得るためには、開口率として0.001以下にすべきことがわかる。図3.2-4にヒータ内外に多孔板を設置した内側多孔板開口率0.003、外側多孔板開口率0.008の高圧燃焼器の例を示している。（図3.2-5参照）

＊旋回流

多孔板内部にも上下方向にある程度の温度分布が生じる事は避けられず、実際上は、これをかき混ぜない限り、温度のアンバランスは解消されない可能性も考えられる。多孔板の内部にプロペラなどを設置しても高温の圧力シールが不可能な上、内外の間の空間はヒータ部のため、全く設置スペースが無い。以上のことから第二案として一種の内側多孔板の変形である旋回流の導入を検討した。

旋回流は一次燃焼室の先に長く突き出したガス噴出部を設け、そこからヒータ部に向かって接線方向に燃焼ガスを噴出させ、ヒータ内側に減衰の少ない持続性のある旋回流を形成させられるのが特徴である。吹き出したガス自体は、ガス噴出部内部の影響を受け温度分布をもって噴出するが、旋回することでヒータ内側の温度アンバランスを解消していくものと考えられる。

この旋回流れが強いものがヒータ部に対する熱浮力の解消に効果が期待できる。旋回流を強くするには吹き出し速度の増加（開口面積比≦1）や噴出孔数増加及び噴出

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