JPH0718549B2 - ボイラ用直接点火型バーナ装置 - Google Patents
ボイラ用直接点火型バーナ装置Info
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- JPH0718549B2 JPH0718549B2 JP59240575A JP24057584A JPH0718549B2 JP H0718549 B2 JPH0718549 B2 JP H0718549B2 JP 59240575 A JP59240575 A JP 59240575A JP 24057584 A JP24057584 A JP 24057584A JP H0718549 B2 JPH0718549 B2 JP H0718549B2
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
- F23Q3/00—Igniters using electrically-produced sparks
- F23Q3/008—Structurally associated with fluid-fuel burners
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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- Gas Burners (AREA)
- Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明はバーナ装置に係り、特に点火ミスを防止し得る
ボイラ用バーナ装置に関する。
ボイラ用バーナ装置に関する。
＜従来の技術及びその問題点＞ バーナの着火法には直接点火方式と点火バーナを用いる
方式があるが、直接点火方式は通常スパークを用いるた
め、着火領域が狭くても点火可能な家庭用等の小型バー
ナにのみ適用され一般の工業用バーナでは点火位置設定
が困難で点火に失敗すると一度に多量のガスが流出爆発
の危険性があるためスパーク式を用いず点火バーナ方式
が採用されている。
方式があるが、直接点火方式は通常スパークを用いるた
め、着火領域が狭くても点火可能な家庭用等の小型バー
ナにのみ適用され一般の工業用バーナでは点火位置設定
が困難で点火に失敗すると一度に多量のガスが流出爆発
の危険性があるためスパーク式を用いず点火バーナ方式
が採用されている。
第１図にボイラ用ガスバーナの点火バーナと主バーナの
配置の一例を示す。バーナを点火する際には先ず点火バ
ーナ２の燃料パイプに燃料を流し、この燃料にパルスイ
グナイタ等の点火装置で点火し、点火用の火炎を形成す
る。次に主バーナ用燃料弁を開いて主バーナ用燃料ノズ
ル３から燃料を噴射させると、まず点火用火災に近い部
分の燃料ノズルから噴射した燃料が着火し、この火災が
次々に他のノズルからの噴射燃料に移り、全バーナの点
火が完了する。第２図に点火バーナの先端部の一例を示
す。点火用の燃料は点火バーナ燃料パイプ６によつて点
火バーナの先端部に導かれる。点火装置のパルスイグナ
イタ７の点火プラグ８は点火時には図に示す様に先端が
燃料流中に突出される様になつているが、点火時以外は
パルスイグナイタ７の外筒の中に収納されている。燃料
流が点火バーナの先端部に達する時期に合せて、パルス
イグナイタ７により点火プラグ８の先端にパルスアーク
（６〜７パルス／秒）を発生させ、燃料と空気の混合流
に着火させる。ところでパルスアークは点火プラグ８の
先端部とアースの間に発生するわけであるが、その発生
位置が局在化するため、燃料流に確実に着火させるには
点火プラグ８の先端位置を微調整する必要がある。更に
燃料流の圧力変化等によりアーク発生位置と燃料流の通
過位置にずれが生じると着火しないことがある。又、点
火プラグ先端の焼損を防止するため、点火プラグは点火
時のみ突出させ、点火時以外は引抜く事が必要であるた
め、これらの駆動装置を必要とするが、駆動装置の故障
は直ちに点火不能につながる可能性がある。一方点火プ
ラグ８の寿命は金属の劣化等の問題から、200〜300時間
程度と非常に短かいのが現状である。さらに点火プラグ
８の放電により、火災検出器が誤作動する場合もある。
配置の一例を示す。バーナを点火する際には先ず点火バ
ーナ２の燃料パイプに燃料を流し、この燃料にパルスイ
グナイタ等の点火装置で点火し、点火用の火炎を形成す
る。次に主バーナ用燃料弁を開いて主バーナ用燃料ノズ
ル３から燃料を噴射させると、まず点火用火災に近い部
分の燃料ノズルから噴射した燃料が着火し、この火災が
次々に他のノズルからの噴射燃料に移り、全バーナの点
火が完了する。第２図に点火バーナの先端部の一例を示
す。点火用の燃料は点火バーナ燃料パイプ６によつて点
火バーナの先端部に導かれる。点火装置のパルスイグナ
イタ７の点火プラグ８は点火時には図に示す様に先端が
燃料流中に突出される様になつているが、点火時以外は
パルスイグナイタ７の外筒の中に収納されている。燃料
流が点火バーナの先端部に達する時期に合せて、パルス
イグナイタ７により点火プラグ８の先端にパルスアーク
（６〜７パルス／秒）を発生させ、燃料と空気の混合流
に着火させる。ところでパルスアークは点火プラグ８の
先端部とアースの間に発生するわけであるが、その発生
位置が局在化するため、燃料流に確実に着火させるには
点火プラグ８の先端位置を微調整する必要がある。更に
燃料流の圧力変化等によりアーク発生位置と燃料流の通
過位置にずれが生じると着火しないことがある。又、点
火プラグ先端の焼損を防止するため、点火プラグは点火
時のみ突出させ、点火時以外は引抜く事が必要であるた
め、これらの駆動装置を必要とするが、駆動装置の故障
は直ちに点火不能につながる可能性がある。一方点火プ
ラグ８の寿命は金属の劣化等の問題から、200〜300時間
程度と非常に短かいのが現状である。さらに点火プラグ
８の放電により、火災検出器が誤作動する場合もある。
以上のように従来の点火バーナを用いる方式には、種々
の技術的問題点があり点火ミスは実際にしばしば経験さ
れている。
の技術的問題点があり点火ミスは実際にしばしば経験さ
れている。
点火ミスが生じた場合には、装置の爆発や火災あるいは
人的災害につながる虞れがあり、燃焼装置用の点火バー
ナの信頼性向上は、特にボイラを坦う工業において非常
に重要な課題とされている。
人的災害につながる虞れがあり、燃焼装置用の点火バー
ナの信頼性向上は、特にボイラを坦う工業において非常
に重要な課題とされている。
＜本発明の目的＞ 本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、点
火ミスがなく、且つ構造が大巾に簡略化されたガスバー
ナ装置を提供するにある。
火ミスがなく、且つ構造が大巾に簡略化されたガスバー
ナ装置を提供するにある。
＜問題点を解決するための手段＞ 要するにこの発明は、主バーナの周囲より与えられる空
気と燃料とを混合する予混合着火室からの混合気体に発
熱ヒータで着火させ燃料用孔が設けられた燃料ノズルを
有する主バーナに着火させるバーナ用直接点火型バーナ
装置において、該発熱ヒータをセラミツクスヒータと
し、火炉側に開口し底面に空気孔をもつ茶筒蓋状フレー
ムコンテイナに燃料用主バーナノズルを挿通接続して予
混合着火室を形成し、前記コンテイナの火炉側開口は前
記燃料用孔直前に位置し、この予混合着火室に気体燃料
を供給する点火用燃料孔を燃料用主バーナノズル壁に設
けたことを特徴とするボイラ用直接点火型バーナ装置で
ある。
気と燃料とを混合する予混合着火室からの混合気体に発
熱ヒータで着火させ燃料用孔が設けられた燃料ノズルを
有する主バーナに着火させるバーナ用直接点火型バーナ
装置において、該発熱ヒータをセラミツクスヒータと
し、火炉側に開口し底面に空気孔をもつ茶筒蓋状フレー
ムコンテイナに燃料用主バーナノズルを挿通接続して予
混合着火室を形成し、前記コンテイナの火炉側開口は前
記燃料用孔直前に位置し、この予混合着火室に気体燃料
を供給する点火用燃料孔を燃料用主バーナノズル壁に設
けたことを特徴とするボイラ用直接点火型バーナ装置で
ある。
＜実施例＞ 第４図は本発明の実施例を示し、主バーナ用燃料ノズル
３の先端部近傍に対しては、中心軸線をこのノズル３と
ほぼ等しくするようにフレームコンテイナ17が形成して
ある。10はこのフレームコンテイナ17に取り付けた点火
装置であり、後述する如くセラミツクスヒータとしてお
く。21はこの点火装置10を覆うように形成した予混合着
火室、19はこの予混合着火室21に空気を供給する空気
孔、18は点火装置支持部、20は予混合着火室21に燃料を
供給する燃料孔、14は主孔、15は副孔、16はフレームコ
ンテイナ17に形成した空気孔である。
３の先端部近傍に対しては、中心軸線をこのノズル３と
ほぼ等しくするようにフレームコンテイナ17が形成して
ある。10はこのフレームコンテイナ17に取り付けた点火
装置であり、後述する如くセラミツクスヒータとしてお
く。21はこの点火装置10を覆うように形成した予混合着
火室、19はこの予混合着火室21に空気を供給する空気
孔、18は点火装置支持部、20は予混合着火室21に燃料を
供給する燃料孔、14は主孔、15は副孔、16はフレームコ
ンテイナ17に形成した空気孔である。
この装置の作動につき第３図も含めて説明する。
例えば、上述のバーナを燃料量300Nm3/hのガス燃焼装置
とした場合、バーナ元弁11及びバーナ入口弁26を介して
送られた燃料ガス（以下ブタンガスを例として説明す
る。）は主バーナ用燃料ノズル３より主孔14及び副孔15
を通つて炉内に噴射され、同時に点火用燃焼孔20を通つ
て予混合着火室21に燃料が噴射される。
とした場合、バーナ元弁11及びバーナ入口弁26を介して
送られた燃料ガス（以下ブタンガスを例として説明す
る。）は主バーナ用燃料ノズル３より主孔14及び副孔15
を通つて炉内に噴射され、同時に点火用燃焼孔20を通つ
て予混合着火室21に燃料が噴射される。
また燃焼用空気はエアレジスタ１からインペラ４及びバ
ーナスロート５部へ供給され（第１図参照）、同時に点
火用空気孔19を経由して予混合着火室21に供給される。
ーナスロート５部へ供給され（第１図参照）、同時に点
火用空気孔19を経由して予混合着火室21に供給される。
なお、予混合着火室21における空気比は、着火燃焼を確
実に行せるため空気比１〜1.5に設定するのが望ましい
が、空気比1.1に設定した場合点火燃料用として消費す
る燃料量は0.01〜0.1Nm3/h程度で十分である。
実に行せるため空気比１〜1.5に設定するのが望ましい
が、空気比1.1に設定した場合点火燃料用として消費す
る燃料量は0.01〜0.1Nm3/h程度で十分である。
次にこの装置において、燃料ガス圧が7000mmHg、燃焼用
空気の軸方向速度10m/秒、点火用燃料量0.1Nm3/hとし
て、予混合着火室21内の空気比を1.1と設定するために
必要な空気孔19及び燃料孔20の孔径寸法を以下に記述す
る。
空気の軸方向速度10m/秒、点火用燃料量0.1Nm3/hとし
て、予混合着火室21内の空気比を1.1と設定するために
必要な空気孔19及び燃料孔20の孔径寸法を以下に記述す
る。
まずガス圧7,000mmHgで、0.1Nm3/hの燃料量を流すのに
必要な燃料供給孔面積はブタンガスの場合約0.1mmとな
る。またこの時のガス流速は110m/秒となる。さて空気
比1.1にするには、ブタンガスの場合約24倍の空気量が
必要であるが、空気孔19を通過する空気流速を10m/秒と
すると、空気孔19の空気通過面積は約0.7cm2である。
必要な燃料供給孔面積はブタンガスの場合約0.1mmとな
る。またこの時のガス流速は110m/秒となる。さて空気
比1.1にするには、ブタンガスの場合約24倍の空気量が
必要であるが、空気孔19を通過する空気流速を10m/秒と
すると、空気孔19の空気通過面積は約0.7cm2である。
予混合着火室21内の燃料及び空気を適切に予混合するた
めに、第４図（ａ）では空気孔19に対する燃料孔20の噴
射角θを90゜としたが、燃料孔20の噴射角θは下記の範
囲であればよい。
めに、第４図（ａ）では空気孔19に対する燃料孔20の噴
射角θを90゜としたが、燃料孔20の噴射角θは下記の範
囲であればよい。
ここでt:予混合着火室の半径方向高さ、 l:予混合着火室の軸方向高さ、 通常燃料ガスの流速は80〜150m/秒と極めて高いが、予
混合着火室21に噴射された燃料は、該着火室21の側壁等
に衝突することにより減速し、その過程で空気と適切に
予混合して流速１〜5m/秒程度の着火しやすい流速にな
る。
混合着火室21に噴射された燃料は、該着火室21の側壁等
に衝突することにより減速し、その過程で空気と適切に
予混合して流速１〜5m/秒程度の着火しやすい流速にな
る。
一方、制御装置12によりバーナ元弁11及びバーナ入口弁
26を開にした後、一定時間の遅れを経て燃料ガスと空気
とが良好に混合した時点で制御装置12より電源装置13に
通電開始信号を送る。この信号により電源装置13により
予混合着火室21に設置された着火装置10（以下「セラミ
ツクスヒータ」で説明する）に電流を印加する。ここで
予混合着火室21は、燃料と燃焼用空気が理論空気比以上
に予混合された低流速領域であるので、ガス燃料の場合
２ジュール程度のエネルギーで着火可能であり、セラミ
ツクスヒータ10の発熱量を２〜100Wとすれば確実に着火
する。従つてヒータに一定量以上の電流印加をすること
により予混合着火室21の出口部に火炎が形成され、次に
これが副孔及び主孔から噴射される燃料に着火し、この
火炎が次々に他のノズルからの噴射燃料に着火し、バー
ナ装置全体の点火が完了する。
26を開にした後、一定時間の遅れを経て燃料ガスと空気
とが良好に混合した時点で制御装置12より電源装置13に
通電開始信号を送る。この信号により電源装置13により
予混合着火室21に設置された着火装置10（以下「セラミ
ツクスヒータ」で説明する）に電流を印加する。ここで
予混合着火室21は、燃料と燃焼用空気が理論空気比以上
に予混合された低流速領域であるので、ガス燃料の場合
２ジュール程度のエネルギーで着火可能であり、セラミ
ツクスヒータ10の発熱量を２〜100Wとすれば確実に着火
する。従つてヒータに一定量以上の電流印加をすること
により予混合着火室21の出口部に火炎が形成され、次に
これが副孔及び主孔から噴射される燃料に着火し、この
火炎が次々に他のノズルからの噴射燃料に着火し、バー
ナ装置全体の点火が完了する。
第５図にセラミツクスヒータの構造を示す。導電部22は
両側壁と、ヒータ中央部の長手方向に形成した絶縁部23
で分離されており、ヒータ先端の厚さを薄くして電気抵
抗を高くした赤熱部24でこの導電部22は合体している。
従つて電極部25に電圧を印加すると、電流は導電部を流
れ、先端の厚さを薄くした赤熱部24で赤熱することにな
る。印加電圧は直流でも交流でも良く又先端を赤熱（約
900℃以上）させるに必要な印加電圧値は、赤熱部24の
抵抗値長さ及び断面積により設定できる。
両側壁と、ヒータ中央部の長手方向に形成した絶縁部23
で分離されており、ヒータ先端の厚さを薄くして電気抵
抗を高くした赤熱部24でこの導電部22は合体している。
従つて電極部25に電圧を印加すると、電流は導電部を流
れ、先端の厚さを薄くした赤熱部24で赤熱することにな
る。印加電圧は直流でも交流でも良く又先端を赤熱（約
900℃以上）させるに必要な印加電圧値は、赤熱部24の
抵抗値長さ及び断面積により設定できる。
従来のパルスイグナイタの印加電圧値は1KV以上の高電
圧であるのに対し該セラミツクスヒータでは高々20V程
度でよく、且つ交流電源でもよいため防爆構造が不要で
あり、電源装置が極めて簡易化される。
圧であるのに対し該セラミツクスヒータでは高々20V程
度でよく、且つ交流電源でもよいため防爆構造が不要で
あり、電源装置が極めて簡易化される。
尚ヒータ設置部はエアレジスタ１からの空気流で100〜2
00℃に冷却されるため、耐熱構造にする必要はない。さ
らにセラミツクスヒータは本来耐熱温度1200〜1300℃と
耐熱性に優れており、点火後も噴射口周辺に配置したま
まで良く、パルスイグナイタの点火プラグに相当するセ
ラミツクスヒータ部を突出させたり、引き抜いたりする
などの駆動機構を必要とせずまた寿命も長い。
00℃に冷却されるため、耐熱構造にする必要はない。さ
らにセラミツクスヒータは本来耐熱温度1200〜1300℃と
耐熱性に優れており、点火後も噴射口周辺に配置したま
まで良く、パルスイグナイタの点火プラグに相当するセ
ラミツクスヒータ部を突出させたり、引き抜いたりする
などの駆動機構を必要とせずまた寿命も長い。
＜効果＞ 本発明を実施することにより、点火ミスを起こすことな
くバーナ装置の直接点火が可能となり、専用の点火バー
ナが不用となつて構造が大幅に簡素化でき、装置の軽量
化、低コスト化を達成することができる。
くバーナ装置の直接点火が可能となり、専用の点火バー
ナが不用となつて構造が大幅に簡素化でき、装置の軽量
化、低コスト化を達成することができる。
また点火用の電源の電圧を大幅に低下させることがで
き、かつ点火部の冷却が良好でしかも点火部自体が耐熱
性を有しているため、点火部の出し入れ構造が不用とな
つて装置の信頼性を高めることができる。
き、かつ点火部の冷却が良好でしかも点火部自体が耐熱
性を有しているため、点火部の出し入れ構造が不用とな
つて装置の信頼性を高めることができる。
第１図（ａ）は従来のバーナ装置の縦断面図、同（ｂ）
は正面図、第２図は点火バーナ先端部縦断面図、第３図
は本発明のバーナ装置の燃料供給系統図、第４図（ａ）
は本発明の実施例を示すバーナノズルの断面図、（ｂ）
はノズル正面図、第５図はセラミツクスヒータの拡大し
た斜視図である。 10……セラミツクスヒータ 20……点火用燃料孔 21……予混合着火室
は正面図、第２図は点火バーナ先端部縦断面図、第３図
は本発明のバーナ装置の燃料供給系統図、第４図（ａ）
は本発明の実施例を示すバーナノズルの断面図、（ｂ）
はノズル正面図、第５図はセラミツクスヒータの拡大し
た斜視図である。 10……セラミツクスヒータ 20……点火用燃料孔 21……予混合着火室
Claims (1)
- 【請求項１】主バーナの周囲より与えられる空気と燃料
とを混合する予混合着火室からの混合気体に発熱ヒータ
で着火させ燃料用孔が設けられた燃料ノズルを有する主
バーナに着火させるバーナ用直接点火型バーナ装置にお
いて、該発熱ヒータをセラミツクスヒータとし、火炉側
に開口し底面に空気孔をもつ茶筒蓋状フレームコンテイ
ナに燃料用主バーナノズルを挿通接続して予混合着火室
を形成し、前記コンテイナの火炉側開口は前記燃料用孔
直前に位置し、この予混合着火室に気体燃料を供給する
点火用燃料孔を燃料用主バーナノズル壁に設けたことを
特徴とするボイラ用直接点火型バーナ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59240575A JPH0718549B2 (ja) | 1984-11-16 | 1984-11-16 | ボイラ用直接点火型バーナ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59240575A JPH0718549B2 (ja) | 1984-11-16 | 1984-11-16 | ボイラ用直接点火型バーナ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61119918A JPS61119918A (ja) | 1986-06-07 |
| JPH0718549B2 true JPH0718549B2 (ja) | 1995-03-06 |
Family
ID=17061559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59240575A Expired - Fee Related JPH0718549B2 (ja) | 1984-11-16 | 1984-11-16 | ボイラ用直接点火型バーナ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0718549B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7958721B2 (en) | 2007-06-29 | 2011-06-14 | Caterpillar Inc. | Regeneration system having integral purge and ignition device |
| US8484947B2 (en) | 2007-03-02 | 2013-07-16 | Caterpillar Inc. | Fluid injector having purge heater |
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| JPH0330059U (ja) * | 1989-07-31 | 1991-03-25 | ||
| DE4138433C2 (de) * | 1991-11-22 | 1996-03-28 | Aichelin Gmbh | Brenner für Industrieöfen |
| US5513981A (en) * | 1991-11-22 | 1996-05-07 | Aichelin Gmbh | Burner with variable volume combination chamber |
| JP2717923B2 (ja) * | 1993-09-29 | 1998-02-25 | 株式会社ココロ | 点火用ヒータを利用した口火装置 |
| US8499739B2 (en) | 2006-08-31 | 2013-08-06 | Caterpillar Inc. | Injector having tangentially oriented purge line |
| US8215100B2 (en) | 2007-03-02 | 2012-07-10 | Caterpillar Inc. | Regeneration device having external check valve |
| US8006482B2 (en) | 2007-03-02 | 2011-08-30 | Caterpillar Inc. | Method of purging fluid injector by heating |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS516665Y2 (ja) * | 1971-02-27 | 1976-02-24 | ||
| JPS5234433U (ja) * | 1975-09-03 | 1977-03-11 | ||
| JPS58206090A (ja) * | 1982-05-25 | 1983-12-01 | 株式会社デンソー | セラミツクヒ−タ |
-
1984
- 1984-11-16 JP JP59240575A patent/JPH0718549B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8484947B2 (en) | 2007-03-02 | 2013-07-16 | Caterpillar Inc. | Fluid injector having purge heater |
| US7958721B2 (en) | 2007-06-29 | 2011-06-14 | Caterpillar Inc. | Regeneration system having integral purge and ignition device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61119918A (ja) | 1986-06-07 |
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