JP2007003146A - バーナ - Google Patents

Abstract

【課題】燃料の着火不良を防止し、火炎を安定して形成することができるバーナを提供すること。
【解決手段】バーナ１は、噴出用開閉弁を開き、バーナノズル２から噴出させた燃料ガスＧを、スパークユニット４により着火し燃焼させて火炎を形成する火炎形成ステップと、噴出用開閉弁を閉じて燃焼を停止させる燃焼停止ステップとを繰り返し交互に行うよう構成してある。スパークユニット４は、ホット側電極ロッド４１とアース側電極ロッド４２とを備えたスパーク電極組４０を、バーナノズル２の外周における複数箇所に配設してなる。各ロッド４１、４２におけるロッド先端部４１１、４２１同士は、バーナノズル２のノズル先端２０１よりも鉛直方向上方に突出した位置において、バーナノズル２の径方向に向けて対向して、スパーク用間隙４３を形成している。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料を噴出し燃焼させて、火炎を形成するバーナに関する。

都市ガス等の燃料ガスを燃焼させ、火炎を形成するバーナとしては種々のものがある。その中でも、特に、火炎による演出効果を狙ったバーナとしては、燃料ガスを燃焼させて火炎を形成する火炎形成ステップと、上記燃焼を停止させる燃焼停止ステップとを繰り返し行うものがある。このような火炎による演出効果を狙ったバーナは、コンサート会場やテーマパーク等で使用されている。

例えば、特許文献１においては、パイロットガスを用いてバーナ装置のメインパイプを流れる燃料ガスを燃焼させ、かつ、メインパイプからは、蓄圧タンクに予め蓄圧された燃料ガスを、瞬間開閉電磁弁により短時間で噴出させている。これによれば、メインパイプの上方に、安全かつ容易に迫力ある火炎玉を形成することができる。

ところで、上記バーナにおいては、燃料ガスの着火を行う際に、スパークを発生させるスパークプラグ又は燃料ガスを自然着火させるグロープラグを用いている。そして、特に、スパークプラグを使用する場合には、以下のような問題点がある。
すなわち、バーナにおいて、火炎形成ステップと燃焼停止ステップとを繰り返し行う際に、スパークプラグから発生されたスパークが、その周辺における気流の影響を受けることがある。特に、スパークが気流の影響を受けたときには、スパークプラグにおけるスパーク用間隙に存在する燃料ガスの濃度が変化し、燃料ガスへの着火が困難になるおそれがある。

なお、特許文献２においては、スパークプラグの先端部に中心電極を設け、この中心電極に対向して環状にアース電極を設けたバーナが開示されている。しかしながら、このバーナは、アース電極の溶損劣化が局所的に集中することを防止するために、中心電極の外周側の広い範囲においてスパークの発生を可能にするものであり、燃料ガスへの着火を容易にすることを目的としていない。
そのため、燃料ガスへの着火を安定させるためには、更なる工夫が必要とされる。

特開２００１−２８０６１１号公報 特開２００４−１０８７３４号公報

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、燃料の着火不良を防止し、火炎を安定して形成することができるバーナを提供しようとするものである。

本発明は、燃料が流れる燃料供給管の先端部に配設され、上方に向けて開口してなるバーナノズルと、
該バーナノズルの外周に配設され、スパークを発生させるスパークユニットと、
上記燃料供給管に配設され、該燃料供給管の開閉を行う噴出用開閉弁とを有しており、
上記噴出用開閉弁を開き、上記バーナノズルから噴出させた燃料を、上記スパークユニットにより着火し燃焼させて火炎を形成するよう構成してなるバーナにおいて、
上記スパークユニットは、第１電極と第２電極とを備えたスパーク電極組を、上記バーナノズルの外周における複数箇所に配設してなり、上記第１電極における先端部と、上記第２電極における先端部とは、上記バーナノズルのノズル先端よりも上方に突出した位置において、上記バーナノズルの径方向に向けて対向して、スパーク用間隙を形成していることを特徴とするバーナにある（請求項１）。

本発明のバーナは、上記スパークユニットに工夫を行ったものであり、このスパークユニットは、第１電極と第２電極とを備えたスパーク電極組を、バーナノズルの外周における複数箇所に配設してなる。そして、火炎を形成する際には、複数のスパーク電極組における第１電極と第２電極との間に、それぞれスパークを発生させることができる。

これにより、バーナの周辺における気流の影響を受け、各スパーク電極組のスパーク用間隙における燃料の濃度にばらつきが生じ、いずれかのスパーク電極組のスパーク用間隙における燃料の濃度が着火不可能な状態になったときでも、残りのスパーク電極組のスパーク用間隙における燃料の濃度が着火可能な状態にあることにより、上記バーナノズルから噴出された燃料に着火を行うことが容易になる。

また、各スパーク電極組において、各電極における先端部同士は、バーナノズルのノズル先端よりも上方に突出した位置において、バーナノズルの径方向に向けて対向してスパーク用間隙を形成している。
そして、バーナノズルから噴出された燃料の大まかな濃度分布は、バーナノズルの中心側から外周側に向けて放射状に燃料の濃度が低下する状態にある。そのため、各スパーク電極組の各電極における先端部同士が上記径方向に向けて対向していることにより、スパーク用間隙において、径方向のいずれかの位置において、燃料の濃度が着火可能な状態になりやすくすることができる。これによっても、バーナノズルから噴出された燃料に着火を行うことが容易になる。

それ故、本発明のバーナによれば、燃料の着火不良を防止し、火炎を安定して形成することができる。

上述した本発明における好ましい実施の形態につき説明する。
本発明において、上記燃料供給管を流れる燃料としては、気体燃料、液体燃料又はこれらのうちいずれかの燃料と空気との混合気とすることができる。
また、上記バーナノズルは、必ずしも真上に向けて開口させる必要はなく、斜め上方に向けて開口させることもできる。

また、上記スパーク電極組は、上記バーナノズルの外周における３箇所以上に配設してあり、当該スパーク電極組同士の間における周方向の間隔は、１８０°未満とすることが好ましい（請求項２）。
この場合には、３箇所以上に配設したスパーク電極組において、それぞれスパークを発生させることにより、バーナノズルから噴出された燃料の着火不良を一層容易に防止することができる。

また、上記バーナノズルの外周における上記スパーク電極組の配設箇所は、６箇所以下とすることが好ましく、４箇所以下とすることがさらに好ましい。
また、各スパーク電極組同士の間における周方向の間隔は、略等間隔とすることができる。すなわち、この周方向の間隔は、３箇所にスパーク電極組を配設したときには略１２０°、４箇所にスパーク電極組を配設したときには略９０°とすることができる。

また、上記第１電極及び上記第２電極のいずれか一方の先端部は、他方の先端部に向けて屈曲しており、上記スパーク用間隙は、上記一方の先端部における先端と、上記他方の先端部における側面との間に形成することが好ましい（請求項３）。
この場合には、上記各電極における先端部同士を、バーナノズルの径方向に向けて対向させることが容易である。

また、上記バーナノズルは、燃焼筒内に配設してあり、該燃焼筒は、底板部に対して側壁部を立設形成してなり、その上端に開口部を有していることが好ましい（請求項４）。
この場合には、バーナにおいて、バーナノズルから噴出された燃料は、燃焼筒の上端における開口部から燃焼筒内に流入する空気と混合されて燃焼する。そのため、上記スパークユニットの各スパーク電極組におけるスパークの発生が、バーナの周辺における気流の影響を受けることが少なくなり、バーナノズルから噴出された燃料に一層安定して着火を行うことができる。

また、上記スパークユニットの周辺には、該スパークユニットによるスパークの発生を検出するスパーク検出器が配設してあり、上記噴出用開閉弁を開ける前に、上記スパークユニットによってスパークを発生させると共に、上記スパーク検出器によりスパークが発生したか否かを検出し、スパークの発生を検出した場合には、上記噴出用開閉弁を開け、一方、スパークの発生を検出しなかった場合には、上記噴出用開閉弁を開けずに異常終了するよう構成することが好ましい（請求項５）。

この場合には、スパークが発生していないときに、噴出用開閉弁を開けてしまい、燃料をバーナノズルから放出してしまうことを確実に防止することができる。そのため、演出用火炎玉を形成する際の安全性を一層向上させることができる。

また、上記燃料供給管における上記噴出用開閉弁の配設位置よりも上流側には、上記燃料供給管を流れる燃料を一旦蓄留させるための蓄ガス器が配設してあると共に、該蓄ガス器の配設位置よりもさらに上流側には、上記燃料供給管から上記蓄ガス器への燃料の供給と、該供給の遮断とを行う蓄留用開閉弁が配設してあり、上記バーナは、制御装置によって、上記噴出用開閉弁を開き、上記バーナノズルから噴出させた燃料を上記スパークユニットにより着火し燃焼させて火炎を形成する火炎形成ステップと、上記噴出用開閉弁を閉じて上記燃焼を停止させる燃焼停止ステップとを繰り返し交互に行うよう構成してあり、上記燃焼停止ステップにおいては、上記噴出用開閉弁を閉じた状態で、上記蓄留用開閉弁を開けることにより、上記燃料供給管を流れる燃料を上記蓄ガス器に一旦蓄留させ、上記火炎形成ステップにおいては、上記蓄留用開閉弁を閉じた状態で、上記噴出用開閉弁を開けることにより、上記蓄ガス器に蓄留した燃料を、上記バーナノズルから噴出させ、上記スパークユニットにより着火し燃焼させて演出用火炎玉を形成するよう構成することが好ましい（請求項６）。

この場合のように、バーナノズルにおいて演出用火炎玉を形成する場合には、上記スパークユニットは、バーナノズルから瞬間的に噴出させた燃料を、瞬時に着火することになる。そのため、上記のごとく、スパークユニットに工夫を行ったことにより、燃料に瞬時に着火することができ、演出用火炎玉を繰り返し安定して形成することができる。

また、上記バーナの燃焼運転を行う際には、まず、燃焼停止ステップにおいて、噴出用開閉弁を閉じた状態で蓄留用開閉弁を開けることにより、燃料供給管を流れる燃料を蓄ガス器に一旦蓄留させる。そして、蓄ガス器には、演出用火炎玉を安定して形成するために必要な圧力及び量（絶対量）の燃料を確保し、その後、蓄留用開閉弁を閉じる。

次いで、火炎形成ステップとして、蓄留用開閉弁を閉じた状態で噴出用開閉弁を開けることにより、蓄ガス器に一旦蓄留した燃料をバーナノズルから噴出させる。このとき、噴出用開閉弁は、所定時間開けた後、直ちに閉じることができ、バーナノズルからは、蓄ガス器に蓄留した燃料の絶対量のうち必要な量だけを噴出させることができる。そして、バーナノズルから噴出させた燃料を、上記スパークユニットによって着火して燃焼させて、演出用火炎玉を形成することができる。
また、噴出用開閉弁を開けるときには、蓄留用開閉弁を閉じておくことにより、燃料供給管から蓄ガス器へ燃料が流れ込むことを防止することができる。

そして、万が一、噴出用開閉弁の故障又はこれを制御する制御装置の故障等が発生し、燃料をバーナノズルから噴出させた後に、この噴出用開閉弁を直ちに閉じることができなかったときでも、バーナノズルからは、蓄ガス器に蓄留した燃料の全量が噴出されるのみである。そのため、上記故障等が発生したときでも、燃料供給管中の燃料が、バーナノズルから不意に噴出されてしまうことを防止することができる。

また、上記蓄ガス器を用いることにより、例えば、燃料供給管を流れる燃料の流量が、演出用火炎玉を安定して形成するためにバーナノズルから噴出させる必要がある燃料の流量よりも少ないときでも、蓄ガス器に十分な絶対量の燃料を確保して、バーナノズルから十分な流量で燃料を噴出させることができる。これにより、燃料供給管を流れる燃料の流量に拘わらず、演出用火炎玉を安定して形成することができる。

なお、上記演出用火炎玉とは、燃料の一時的な燃焼により形成される火炎の塊又は火の玉のことをいい、楕円形状のもの、球形状に近いもの、又はキノコ状に尾を引いたもの等を含めていう。

以下に、本発明のバーナにかかる実施例につき、図面と共に説明する。
本例のバーナ１は、図１〜図５に示すごとく、燃料としての燃料ガスＧを噴出させるバーナノズル２、スパークを発生させるスパークユニット４、及び燃料ガスＧの噴出及び噴出の停止を行う噴出用開閉弁５１を有している。上記バーナノズル２は、燃料ガスＧが流れる燃料供給管８の先端部８１に配設してあり、上方に向けて開口している。また、上記スパークユニット４は、バーナノズル２の外周に配設してある。また、上記噴出用開閉弁５１は、燃料供給管８に配設してあり、燃料供給管８の開閉を行うよう構成してある。

そして、本例のバーナ１は、図６に示すごとく、噴出用開閉弁５１を開き、バーナノズル２から噴出させた燃料ガスＧを、スパークユニット４により着火し燃焼させて火炎を形成する火炎形成ステップと、噴出用開閉弁５１を閉じて燃焼を停止させる燃焼停止ステップとを繰り返し交互に行うよう構成してある。

また、図１、図４に示すごとく、上記スパークユニット４は、第１電極としてのホット側電極ロッド４１と第２電極としてのアース側電極ロッド４２とを備えたスパーク電極組４０を、バーナノズル２の外周における複数箇所に配設してなる。
そして、ホット側電極ロッド４１におけるロッド先端部４１１と、アース側電極ロッド４２におけるロッド先端部４２１とは、バーナノズル２のノズル先端２０１よりも鉛直方向上方に突出した位置において、バーナノズル２の径方向Ｒに向けて対向して、スパーク用間隙４３を形成している。

以下に、本例のバーナ１につき図１〜図６と共に詳説する。
図２に示すごとく、本例のバーナ１は、バーナノズル２から瞬間的に噴出させた燃料ガスＧを、スパークユニット４により着火して燃焼させて、演出効果を狙った演出用火炎玉Ｆを形成するものである。
本例においては、燃料供給管８を流れる燃料ガスＧとしては、ガス供給圧力が８．０〜１０．０ｋＰａである都市ガスを用いる。

図１に示すごとく、各スパーク電極組４０において、ホット側電極ロッド４１は、スパークを発生させるスパーク発生装置４１２を備えており、アース側電極ロッド４２は、アース接地してある。スパーク発生装置４１２は、一次側コイルと二次側コイルとを備え、一次側コイルに通電して発生させた誘導磁界により、二次側コイルに高電圧の誘導起電力を発生させて、スパーク用間隙４３にスパークを発生させるものである。

図４に示すごとく、本例のスパークユニット４は、スパーク電極組４０をバーナノズル２の外周における４箇所に配設してなり、スパーク電極組４０同士の間における周方向Ｃの間隔は、９０°となっている。これにより、バーナ１の周辺の気流の影響を受け、各スパーク電極組４０の間における燃料ガスＧの濃度にばらつきが生じても、着火可能な濃度状態にあるいずれかのスパーク電極組４０におけるスパーク用間隙４３においてスパークを発生させることができる。

また、図１、図４に示すごとく、各スパーク電極組４０において、ホット側電極ロッド４１のロッド先端部４１１は、アース側電極ロッド４２のロッド先端部４２１に向けて屈曲している。そして、スパーク用間隙４３は、ホット側電極ロッド４１のロッド先端部４１１における先端と、アース側電極ロッド４２のロッド先端部４２１における側面との間に形成してある。

また、図１〜図３に示すごとく、バーナノズル２は、燃焼筒３内に配設してあり、この燃焼筒３は、底板部３１に対して側壁部３２を立設形成してなると共に、その上端に開口部３３を形成してなる。
そして、バーナ１において、バーナノズル２から噴出された燃料ガスＧは、燃焼筒３の上端における開口部３３から燃焼筒３内に流入する空気Ａと混合されて燃焼する。これにより、スパークユニット４の各スパーク電極組４０におけるスパークの発生が、バーナ１の周辺における気流の影響を受けることを抑制することができる。

また、バーナ１は、燃焼筒３の開口部３３を開口させておき、例えば、屋内もしくは屋外のステージの床面内に収納して使用することができ、また、ステージに形成した高台の内部に収納して使用することができる。
また、バーナノズル２は、鉛直方向上方に向けて配設した燃料供給管８の先端部８１に形成してあり、燃料ガスＧを噴出させるガス噴出口２１を鉛直方向上方に向けて開口させてなる。

図５に示すごとく、本例のバーナ１においては、燃料供給管８における噴出用開閉弁５１の配設位置よりも上流側には、燃料供給管８を流れる燃料ガスＧを一旦蓄留させるための蓄ガス器６が配設してある。また、蓄ガス器６の配設位置よりもさらに上流側には、燃料供給管８から蓄ガス器６への燃料ガスＧの供給と、この供給の遮断とを行う蓄留用開閉弁５２が配設してある。

また、図１、図３に示すごとく、燃焼筒３には、スパークユニット４によるスパークの発生の有無を検出するためのスパーク検出器４５が配設してある。このスパーク検出器４５は、スパークにおける紫外線を検出するものである。
また、図２に示すごとく、バーナノズル２と噴出用開閉弁５１との間には、燃料噴出口２１からバーナノズル２内に落下したゴミ等が噴出用開閉弁５１内に入ってしまうことを防止するためのストレーナ５３が配設してある。

また、図５に示すごとく、本例のバーナ１は、噴出用開閉弁５１及び蓄留用開閉弁５２を制御する制御装置７を有している。そして、バーナ１は、制御装置７が、燃焼停止ステップと火炎形成ステップとを繰り返し行うことにより、演出用火炎玉Ｆを繰り返し形成するよう構成されている。

本例の制御装置７は、燃焼停止ステップにおいては、噴出用開閉弁５１を閉じた状態で、蓄留用開閉弁５２を開けることにより、燃料供給管８を流れる燃料ガスＧを蓄ガス器６に一旦蓄留させるよう構成してある。また、制御装置７は、火炎形成ステップにおいては、蓄留用開閉弁５２を閉じた状態で、噴出用開閉弁５１を開けることにより、蓄ガス器６に蓄留した燃料ガスＧを、バーナノズル２から噴出させ、スパークユニット４により着火し燃焼させて演出用火炎玉Ｆを形成するよう構成してある。

また、制御装置７は、火炎形成ステップにおいては、噴出用開閉弁５１を開ける前に、スパークユニット４によってスパークを発生させるよう構成してある。制御装置７は、スパークユニット４にスパークを発生させるときには、スパーク検出器４５を用いてスパークが発生したか否かを検出し、スパークの発生を検出した場合に、噴出用開閉弁５１を開け、バーナノズル２から燃料ガスＧを噴出させるよう構成してある。一方、制御装置７は、スパークの発生を検出しなかった場合には、噴出用開閉弁５１を開けずに異常終了するよう構成してある。

図５に示すごとく、噴出用開閉弁５１及び蓄留用開閉弁５２は、電磁弁により構成してあり、制御装置７からの制御信号を受けて開閉動作を行うよう構成してある。
また、制御装置７は、噴出用開閉弁５１を開けておく時間を設定することができるタイマー手段７１を有している。そして、制御装置７は、噴出用開閉弁５１を、タイマー手段７１に設定された所定の設定時間だけ開けた後、直ちに閉じるよう構成してある。なお、タイマー手段７１に設定する所定の設定時間は、例えば、０．１〜０．５秒とすることができる。

また、噴出用開閉弁５１には、これが閉じていることを検出する閉確認スイッチ（図示略）が配設してあり、制御装置７は、閉確認スイッチにより噴出用開閉弁５１が閉じていることを確認したときだけ、蓄留用開閉弁５２を開けるよう構成してある。
なお、蓄留用開閉弁５２には、これが閉じていることを検出する閉確認スイッチ（図示略）を配設することができ、制御装置７は、閉確認スイッチにより蓄留用開閉弁５２が閉じていることを確認したときだけ、噴出用開閉弁５１を開けるよう構成することもできる。

本例では、図５に示すごとく、蓄留用開閉弁５２は、燃料供給管８に直列に２つ配設してある。そして、噴出用開閉弁５１を開けて演出用火炎玉Ｆを形成する際に、一方の蓄留用開閉弁５２に故障等の異常が発生したときでも、他方の蓄留用開閉弁５２を閉じることができるようになっている。

また、上記蓄ガス器６は、その内部に蓄留した燃料ガスＧの圧力（内部圧力）Ｐが所定の設定圧力Ｐｓになったことを検出する圧力スイッチ６１と、その内部圧力Ｐを表示するための圧力計６２とを有している。そして、制御装置７は、噴出用開閉弁５１が閉じており、蓄ガス器６の内部圧力Ｐが設定圧力Ｐｓ未満であるときに、蓄留用開閉弁５２を開け、蓄ガス器６の内部圧力Ｐが設定圧力Ｐｓ以上になったときに、圧力スイッチ６１からの制御信号を受けて、蓄留用開閉弁５２を閉じるよう構成してある。

また、図５に示すごとく、燃料供給管８における蓄ガス器６の配設位置よりも上流側には、燃料供給管８における圧力降下の発生を抑制するために、蓄ガス器６へ流れる燃料ガスＧの流量を調整するための流量調整弁６３が配設されている。この流量調整弁６３は、バタフライ弁６３１とオリフィス６３２とにより構成することができる。
そして、バタフライ弁６３１の開度の調整を行うことにより、例えば、燃料供給管８に複数のバーナ１を接続する場合等に、各バーナ１に燃料ガスＧを適切に分配することができる。また、オリフィス６３２により、蓄ガス器６にほぼ所定の流量で燃料ガスＧが供給されるようにすることができる。

次に、制御装置７によりバーナ１の燃焼制御を行う方法の一例を、図６のフローチャートと共に説明し、その作用効果を説明する。
図６に示すごとく、バーナ１の燃焼制御を開始するに当たっては、まず、制御装置７は、噴出用開閉弁５１が閉じているか否かを判別する（ステップＳ１０１）。そして、制御装置７は、噴出用開閉弁５１に配設した閉確認スイッチが、噴出用開閉弁５１が閉じていることを確認したとき（Ｓ１０１の判別がＹｅｓのとき）には、蓄留用開閉弁５２を開ける（Ｓ１０２）。

これにより、噴出用開閉弁５１が閉じていることを確認し、安全を確保してから、蓄留用開閉弁５２を開けることができ、燃料供給管８を流れる燃料ガスＧを蓄ガス器６に一旦蓄留させることができる。
一方、制御装置７は、噴出用開閉弁５１に配設した閉確認スイッチが、噴出用開閉弁５１が閉じていることを確認できないとき（Ｓ１０１の判別がＮｏのとき）には、安全のため異常終了する。

次いで、制御装置７は、蓄ガス器６の内部圧力Ｐが、圧力スイッチ６１に設定された設定圧力Ｐｓ以上になったか否かを判別する（Ｓ１０３）。そして、蓄ガス器６の内部圧力Ｐが上記設定圧力Ｐｓ以上になったとき（Ｓ１０１の判別がＹｅｓのとき）には、制御装置７は、蓄留用開閉弁５２を閉じる（Ｓ１０４）。
この蓄留用開閉弁５２を閉じたときには、蓄留用開閉弁５２に配設した閉確認スイッチにより蓄留用開閉弁５２を閉じたことを確認することができる。そして、閉確認スイッチにより閉確認ができないときには異常終了することができる。

こうして、蓄ガス器６には、演出用火炎玉Ｆを安定して形成するために必要な圧力及び量（絶対量）の燃料ガスＧが供給（蓄留）される。
また、蓄ガス器６に燃料ガスＧを蓄留する際には、上記流量調整弁６３により、蓄ガス器６へ流れる燃料ガスＧの流量を絞ることができ、燃料供給管８における圧力降下の発生を抑制することができる。

次いで、制御装置７は、点火指令があったか否かを判別する（Ｓ１０５）。本例においては、制御装置７内に、演出用火炎玉Ｆを所望の時間間隔で形成するための制御プログラムが予め設定してあり、点火指令は、この制御プログラムによって行われる。これに対し、点火指令は、例えば、作業者が押しボタンスイッチを押すことによって行うこともできる。
そして、点火指令があったとき（Ｓ１０５の判別がＹｅｓのとき）には、制御装置７は、スパークユニット４からスパークを発生させる（Ｓ１０６）。

次いで、制御装置７は、スパーク検出器４５を用いてスパークを検出したか否かを判別する（Ｓ１０７）。そして、スパークを検出したとき（Ｓ１０７の判別がＹｅｓのとき）には、制御装置７は、噴出用開閉弁５１を、上記タイマー手段７１により設定した設定時間だけ開けた後、直ちに閉じる（Ｓ１０８）。
一方、スパークを検出しなかったとき（Ｓ１０７の判別がＮｏのとき）には、制御装置７は、噴出用開閉弁５１を開けることなく、異常終了する。
こうして、スパークが発生していないときには、噴出用開閉弁５１を開けることはなく、バーナノズル２から噴出させた燃料ガスＧを確実に燃焼させることができる。

また、制御装置７は、噴出用開閉弁５１を開ける際には、蓄留用開閉弁５２に配設した閉確認スイッチにより、蓄留用開閉弁５２が閉じられていることを確認することができる。そして、閉確認スイッチにより閉確認ができないときには、噴出用開閉弁５１を開けることなく異常終了することができる。

このように、蓄留用開閉弁５２を閉じた状態で噴出用開閉弁５１を開けることにより、蓄ガス器６に一旦蓄留した燃料ガスＧをバーナノズル２から噴出させる。そして、バーナノズル２からは、蓄ガス器６に蓄留した燃料ガスＧの絶対量のうち必要な量だけを瞬時に噴出させることができ、燃焼筒３内においては、これに上方から流入した空気Ａと上記噴出された燃料ガスＧとが燃焼して、燃焼筒３の上方に演出用火炎玉Ｆを形成することができる。
また、噴出用開閉弁５１を開けるときには、蓄留用開閉弁５２は閉じられており、燃料供給管８から蓄ガス器６へ燃料ガスＧが流れ込むことを防止することができる。

そして、万が一、噴出用開閉弁５１の故障又はこれを制御する制御装置７の故障等が発生し、燃料ガスＧをバーナノズル２から噴出させた後に、この噴出用開閉弁５１を直ちに閉じることができなかったときでも、バーナノズル２からは、蓄ガス器６に蓄留した燃料ガスＧの全量が噴出されるのみである。そのため、上記故障等が発生したときでも、燃料供給管８中の燃料ガスＧが不意にバーナノズル２から噴出されてしまうことを防止することができる。

また、上記蓄ガス器６を用いることにより、燃料供給管８を流れる燃料ガスＧの流量が、演出用火炎玉Ｆを安定して形成するためにバーナノズル２から噴出させる必要がある燃料ガスＧの流量よりも少ないときでも、蓄ガス器６に十分な絶対量の燃料ガスＧを確保して、バーナノズル２から十分な流量で燃料ガスＧを噴出させることができる。そのため、燃料供給管８を流れる燃料ガスＧの流量に拘わらず、演出用火炎玉Ｆを安定して形成することができる。

また、上記のごとく、スパークユニット４は、ホット側電極ロッド４１とアース側電極ロッド４２とを備えたスパーク電極組４０を、バーナノズル２の外周における４箇所に、バーナノズル２の周方向Ｃに向けて等間隔に配設してなる。そして、火炎形成ステップを行う際には、４つのスパーク電極組４０におけるホット側電極ロッド４１とアース側電極ロッド４２との間に、同時にスパークを発生させることができる。

これにより、バーナ１の周辺における気流の影響を受け、各スパーク電極組４０のスパーク用間隙４３における燃料ガスＧの濃度にばらつきが生じ、いずれかのスパーク電極組４０のスパーク用間隙４３における燃料ガスＧの濃度が着火不可能な状態になったときでも、残りのスパーク電極組４０のスパーク用間隙４３における燃料ガスＧの濃度が着火可能な状態にあることにより、上記バーナノズル２から噴出された燃料ガスＧに確実に着火を行うことができる。

また、各スパーク電極組４０において、各ロッド４１、４２におけるロッド先端部４１１、４２１同士は、バーナノズル２のノズル先端２０１よりも上方に突出した位置において、バーナノズル２の径方向Ｒに向けて対向してスパーク用間隙４３を形成している。
そして、バーナノズル２から噴出された燃料ガスＧの大まかな濃度分布は、バーナノズル２の中心側から外周側に向けて放射状に燃料ガスＧの濃度が低下する状態にある。そのため、各スパーク電極組４０の各ロッド４１、４２におけるロッド先端部４１１、４２１同士が上記径方向Ｒに向けて対向していることにより、スパーク用間隙４３において、径方向Ｒのいずれかの位置において、燃料ガスＧの濃度が着火可能な状態になりやすくすることができる。これによっても、バーナノズル２から噴出された燃料ガスＧに確実に着火を行うことができる。

それ故、本例のバーナ１によれば、演出用火炎玉Ｆを形成する際の安全性を向上させることができ、かつ、燃料ガスＧの着火不良を防止し、火炎形成ステップと燃焼停止ステップとを安定して繰り返し交互に行うことができる。

実施例における、バーナの要部を拡大して示す断面説明図。 実施例における、バーナを示す断面説明図。 実施例における、バーナを示す平面図。 実施例における、スパークユニットにおける各スパーク電極組の配設状態を示す平面図。 実施例における、バーナの全体構成を示す構成図。 実施例における、バーナにおける燃焼制御の方法の一例を示すフローチャート。

符号の説明

１ バーナ
２ バーナノズル
３ 燃焼筒
４ スパークユニット
４０ スパーク電極組
４１ ホット側電極ロッド（第１電極）
４２ アース側電極ロッド（第２電極）
４３ スパーク用間隙
４５ スパーク検出器
５１ 噴出用開閉弁
５２ 蓄留用開閉弁
６ 蓄ガス器
７ 制御装置
８ 燃料供給管
Ｇ 燃料ガス
Ａ 空気
Ｆ 演出用火炎玉
Ｒ 径方向
Ｃ 周方向

Claims (6)

1. 燃料が流れる燃料供給管の先端部に配設され、上方に向けて開口してなるバーナノズルと、
   該バーナノズルの外周に配設され、スパークを発生させるスパークユニットと、
   上記燃料供給管に配設され、該燃料供給管の開閉を行う噴出用開閉弁とを有しており、
   上記噴出用開閉弁を開き、上記バーナノズルから噴出させた燃料を、上記スパークユニットにより着火し燃焼させて火炎を形成するよう構成してなるバーナにおいて、
   上記スパークユニットは、第１電極と第２電極とを備えたスパーク電極組を、上記バーナノズルの外周における複数箇所に配設してなり、上記第１電極における先端部と、上記第２電極における先端部とは、上記バーナノズルのノズル先端よりも上方に突出した位置において、上記バーナノズルの径方向に向けて対向して、スパーク用間隙を形成していることを特徴とするバーナ。
2. 請求項１において、上記スパーク電極組は、上記バーナノズルの外周における３箇所以上に配設してあり、当該スパーク電極組同士の間における周方向の間隔は、１８０°未満であることを特徴とするバーナ。
3. 請求項１又は２において、上記第１電極及び上記第２電極のいずれか一方の先端部は、他方の先端部に向けて屈曲しており、上記スパーク用間隙は、上記一方の先端部における先端と、上記他方の先端部における側面との間に形成してあることを特徴とするバーナ。
4. 請求項１〜３のいずれか一項において、上記バーナノズルは、燃焼筒内に配設してあり、該燃焼筒は、底板部に対して側壁部を立設形成してなり、その上端に開口部を有していることを特徴とするバーナ。
5. 請求項１〜４のいずれか一項において、上記スパークユニットの周辺には、該スパークユニットによるスパークの発生を検出するスパーク検出器が配設してあり、
   上記噴出用開閉弁を開ける前に、上記スパークユニットによってスパークを発生させると共に、上記スパーク検出器によりスパークが発生したか否かを検出し、スパークの発生を検出した場合には、上記噴出用開閉弁を開け、一方、スパークの発生を検出しなかった場合には、上記噴出用開閉弁を開けずに異常終了するよう構成してあることを特徴とするバーナ。
6. 請求項５において、上記燃料供給管における上記噴出用開閉弁の配設位置よりも上流側には、上記燃料供給管を流れる燃料を一旦蓄留させるための蓄ガス器が配設してあると共に、該蓄ガス器の配設位置よりもさらに上流側には、上記燃料供給管から上記蓄ガス器への燃料の供給と、該供給の遮断とを行う蓄留用開閉弁が配設してあり、
   上記バーナは、制御装置によって、上記噴出用開閉弁を開き、上記バーナノズルから噴出させた燃料を上記スパークユニットにより着火し燃焼させて火炎を形成する火炎形成ステップと、上記噴出用開閉弁を閉じて上記燃焼を停止させる燃焼停止ステップとを繰り返し交互に行うよう構成してあり、
   上記燃焼停止ステップにおいては、上記噴出用開閉弁を閉じた状態で、上記蓄留用開閉弁を開けることにより、上記燃料供給管を流れる燃料を上記蓄ガス器に一旦蓄留させ、
   上記火炎形成ステップにおいては、上記蓄留用開閉弁を閉じた状態で、上記噴出用開閉弁を開けることにより、上記蓄ガス器に蓄留した燃料を、上記バーナノズルから噴出させ、上記スパークユニットにより着火し燃焼させて演出用火炎玉を形成するよう構成してあることを特徴とするバーナ。

Images