JP2009236360A

JP2009236360A - バーナー

Info

Publication number: JP2009236360A
Application number: JP2008080717A
Authority: JP
Inventors: Toshiharu Fukai; 利春深井
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-03-26
Filing date: 2008-03-26
Publication date: 2009-10-15
Also published as: WO2009119257A1

Abstract

【目的】エマルジョン燃料やガスへの着火不良の発生を防止することができるバーナーを提供する。
【解決手段】バーナー４０は、燃料噴射ノズル１４の下流側に備えられる火炎安定板２０より下流側に、電極ロッド４２ａ，４２ｂの先端の端子部４４ａ，４４ｂを配置する。このバーナー４０を用いることによって、エマルジョン燃料やガスに確実に着火することができる。燃焼装置６０にバーナー４０を備える場合に、バーナー４０の火炎噴射口を熱交換器６６に向けて配置した火炎誘導筒部材６８内に備える。これによって、熱交換器６６での熱交換効率を向上させることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、各種燃料に着火するためのバーナーに関するものである。

従来から、灯油や軽油やＡ重油等の石油系燃料を着火させるバーナーには、特許文献１等が知れられている。ここで、石油系燃料を着火させるための従来既知のバーナーを、図５に基づいて説明する。バーナー１０は、噴射口１２を有する燃料噴射ノズル１４と、燃料噴射ノズル１４から噴射される燃料に着火するための着火手段としての一対の電極ロッド１６ａ，１６ｂと、電極ロッド１６ａ，１６ｂの先端の発火部としての端子部１８ａ，１８ｂと、燃料噴射ノズル１４の噴射口１２の位置や電極ロッド１６ａ，１６ｂの端子部１８ａ，１８ｂの位置から下流側の所定の距離だけ離れた位置に備えられる火炎安定板（ＤＩＦＦＵＳＥＲＤＩＳＫ）２０と、燃料噴射ノズル１４や火炎安定板２０の外側（半径方向の外側）に備えられる送風筒２２等から成る。火炎安定板２０は円板の中央に孔２４を形成した環状の形状をしている。

燃料噴射ノズル１４と一対の電極ロッド１６ａ，１６ｂとは支持部材２６によって固定されており、その支持部材２６は送風筒２２（バーナー１０の図示しないハウジングに固定されている）にアーム２８を介して支持固定されている。前記火炎安定板２０はアーム３０を介して支持部材２６に固定されている。即ち、燃料噴射ノズル１４と一対の電極ロッド１６ａ，１６ｂの端子部１８ａ，１８ｂと火炎安定板２０との三者は、互いの位置関係が固定されている。

燃料噴射ノズル１４の噴射口１２と火炎安定板２０一方の面３２（燃料噴射ノズル１４の噴射口１２に対向する側の面）との間に、電極ロッド１６ａ，１６ｂの端子部１８ａ，１８ｂが配置される。灯油や軽油やＡ重油等の種類によって、燃料噴射ノズル１４の噴射口１２と電極ロッド１６ａ，１６ｂの端子部１８ａ，１８ｂまでの距離ａや、電極ロッド１６ａ，１６ｂの端子部１８ａ，１８ｂ同士の間隔ｂや、電極ロッド１６ａ，１６ｂの端子部１８ａ，１８ｂから火炎安定板２０の一方の面３２（燃料噴射ノズル１４の噴射口１２並びに電極ロッド１６ａ，１６ｂの端子部１８ａ，１８ｂに対向する面）までの距離ｃが、各メーカーによってそれぞれ異なる値に設定されている。例えば、距離ａも間隔ｂも距離ｃも共に約３〜５ｍｍ前後の異なる数値に設定されているのが一般的である。また燃料噴射ノズル１４の噴射口１２から噴射される燃料の噴射角も、灯油や軽油やＡ重油等の種類によって、異なるものに設定されている。

燃料噴射ノズル１４の噴射口１２から噴射された燃料は、電極ロッド１６ａ，１６ｂの端子部１８ａ，１８ｂによって発生した火花によって着火して火炎となる。その火炎は、火炎安定板２０の中央の孔２４によって形が整えられて、火炎安定板２０の下流側に送り出され、送風筒２２即ちバーナー１０の出口である火炎噴射口３３から燃焼装置の燃焼室（図示せず）内に送り出される。送風筒２２は、火炎噴射口３３から燃焼装置の燃焼室に向けて送り出される火炎の方向や形や大きさを規制するためのものである。

バーナー１０では、円板状の火炎安定板２０の外縁部３６と円筒状の送風筒２２の内壁５８との間に広い空間３４を有する。燃料噴射ノズル１４の噴射口１２から噴射された燃料に電極ロッド１６ａ，１６ｂの端子部１８ａ，１８ｂによって発生する火花で着火する際に、バーナー１０では一般に、燃料噴射ノズル１４の上流側から下流側に向けて（図５の左側から右側に向けて）送風筒２２内に空気が流れ、燃料噴射ノズル１４の噴射口１２の周辺にも空間３４にも空気が通過する。

なお、図５のバーナーでは、円板状の火炎安定板２０の外縁部３６と円筒状の送風筒２２の内壁５８との間に広い空間３４を有するものを示したが、図６に示すように、火炎安定板２０の外縁部３６と円筒状の送風筒２２の内壁３８とが接合して、図５に示した空間３４が無いバーナーも存在する。

特開２００２−４８３０９

最近では、石油系燃料が高騰していることから、灯油や軽油やＡ重油等の石油系燃料に水を混合させたエマルジョン燃料が使用されつつある。エマルジョン燃料は水を含んでいるため石油系燃料に比べて着火しにくい傾向にあるため、噴射口１２から高速で噴射されるエマルジョン燃料のうち、「水」と「高速」という要素が着火の邪魔をしているのではないかと考えられる。また、図５に示した従来既知のバーナー１０を使用すると、着火時に送風筒２２内（燃料噴射ノズル１４の噴射口１２付近）に空気が少しでも通過していると、電極ロッド１６ａ，１６ｂの端子部１８ａ，１８ｂによって発生するアークが風によって煽られ、水を含んで高速で噴射されるエマルジョン燃料に確実に着火できない場合があると考えられる。

エマルジョン燃料を使用した種々の実験の結果、着火時に送風筒２２内（燃料噴射ノズル１４の噴射口１２付近）を通過する空気の流れを遮断することで、従来既知のバーナー１０を使用してエマルジョン燃料に着火できることが判明した。このため、着火時に送風筒２２内を通過する空気の流れを空気遮断扉で遮断することでエマルジョン燃料へ着火させ、着火後に空気遮断扉を開いて送風筒２２内に空気を導入してみた。しかし、空気の遮断や導入を行なうための空気遮断扉と空気遮断扉の開閉手段との部品コストやランニングコストが高くなるものであった。また、着火時にバーナーを通過する空気の流れを空気遮断扉で遮断したとしても、Ａ重油のエマルジョン燃料の場合を除く石油系燃料に水を混合させたエマルジョン燃料では、１００％確実に着火できるものではなかった。

その他に、燃料として都市ガスやＬＰガス等のガスを使用する場合に、ガスは軽いので、着火時に送風筒２２内（燃料噴射ノズル１４の噴射口１２付近）に空気が通過していると、電極ロッド１６ａ，１６ｂの端子部１８ａ，１８ｂによって発生するアークとガスとは風によって煽られ、ガスに確実に着火できない場合があり、着火不良が発生するおそれがあった。

本発明は、エマルジョン燃料やガス等への着火不良の発生を防止することができるバーナーを提供することを目的とする。

本発明に係るバーナーは、燃料を噴射するための燃料噴射ノズルと、前記燃料噴射ノズルから噴射される燃料に着火するためのものであって先端に発火部を有する着火手段と、前記燃料噴射ノズルより下流側に備えられるもので中央に孔を備えた火炎安定板とを有するものであって、前記着火手段の前記発火部を前記火炎安定板の下流側に備えたことを特徴とするものである。本発明は、前記着火手段の前記発火部を前記火炎安定板の前記孔の最上位より上位としたことを特徴とするものである。本発明は、前記着火手段を電極ロッドとし、前記発火部を前記電極ロッドの端子部としたことを特徴とするものである。

本発明に係るバーナーでは、着火手段の発火部の位置を、火炎安定板の位置より下流側に配置した。エマルジョン燃料やガス等の燃料は火炎安定板の孔を経由して拡散し、しかも火炎安定板の裏側（下流側）に滞留するので、その燃料が留まる位置に着火手段の発火部を配置して着火を行なうので、着火しにくいエマルジョン燃料や風で煽られるガスを１００％確実に着火させることができる。エマルジョン燃料やガスは火炎安定板の裏側（下流側）でしかも上方に滞留するので、着火手段の発火部の位置を火炎安定板の上方の裏側に配置することで、着火をより確実に行なうことができる。また、エマルジョン燃料やガスは火炎安定板の裏側（下流側）に滞留することから、バーナーの内部に空気が流れていても、１００％確実にエマルジョン燃料やガス等の燃料に着火させることができる。この結果、エマルジョン燃料を着火させる際に用いようとした空気遮断扉やその開閉手段を省略することができ、コストも低減することができる。

次に、本発明を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係わるバーナーの部分断面要部平面図、図２は図１の要部縦断面図、図３は図１及び図２に示すバーナーの要部斜視図である。図１乃至図３において、図５と同一符号は同一部材を示す。バーナー４０は、噴射口１２を備えた燃料噴射ノズル１４と、燃料噴射ノズル１４から噴射されるエマルジョン燃料に着火するための着火手段としての一対の電極ロッド４２ａ，４２ｂと、電極ロッド４２ａ，４２ｂの先端の発火部としての端子部４４ａ，４４ｂと、燃料噴射ノズル１４の噴射口の位置から下流側に配置される火炎安定板２０と、燃料噴射ノズル１４や火炎安定板２０の外側に備えられる送風筒２２等から成る。火炎安定板２０は円板の中央に孔２４（図２及び図３）を形成した環状形状をしている。図示はしないが、火炎安定板２０には一般に孔２４を中心として放射状にスリットが形成されている。

本発明では、一対の電極ロッド４２ａ，４２ｂの長さとそれらの端子部４４ａ，４４ｂの位置とが、従来のものとは異なるのである。本発明の一対の電極ロッド４２ａ，４２ｂの長さは従来の電極ロッド１６ａ，１６ｂ（図５参照）の長さよりも長く、かつ本発明の一対の電極ロッド４２ａ，４２ｂの端子部４４ａ，４４ｂの位置は、火炎安定板２０の位置よりも下流側（送風筒２２の火炎噴射口３３に近い側）に配置される。言い換えると、一対の電極ロッド４２ａ，４２ｂの端子部４４ａ，４４ｂの位置は、火炎安定板２０を中心として、燃料噴射ノズル１４の噴射口１２の位置とは反対側に配置される。本発明の一対の電極ロッド４２ａ，４２ｂの途中は、火炎安定板２０の外縁部３６と送風筒２２の内壁３８との間の空間３４を通り、一対の電極ロッド４２ａ，４２ｂの端子部４４ａ，４４ｂを火炎安定板２０の位置より下流側で、火炎安定板２０の裏側に配置する。なお、着火手段として一対の電極ロッド４２ａ，４２ｂを示し、発火部として電極ロッド４２ａ，４２ｂの先端の端子部４４ａ，４４ｂを示したが、着火手段や発火部はこれに限るものではない。

一対の電極ロッド４２ａ，４２ｂの端子部４４ａ，４４ｂの位置は、火炎安定板２０の上方位置の裏側に配置する。そして、端子部４４ａ，４４ｂの高さ（上下方向の高さ）は、図２に示すように、燃料噴射ノズル１４の噴射口１２の高さ（水平高さ位置を線Ｘ−Ｘで示す）よりも高い位置とするのが望ましい。更に、端子部４４ａ，４４ｂの高さは、孔２４の最高位の高さ（水平高さ位置を線Ｙ−Ｙで示す）付近より上位とすることが望ましい。端子部４４ａ，４４ｂの高さは、火炎安定板２０の上端より上位であっても良いが、火炎安定板２０の上端より下位の方が望ましい。即ち、火炎安定板２０の裏側で、孔２４の最高位の高さ（水平高さ位置を線Ｙ−Ｙで示す）より上位で火炎安定板２０の上端より下位の間の方が、エマルジョン燃料やガスが滞留するので、端子部４４ａ，４４ｂはエマルジョン燃料やガスが滞留するその中心位置に配置するのが望ましい。火炎安定板２０の他方の面４５（火炎安定板２０の一方の面３２の反対側の面）と端子部４４ａ，４４ｂとの間の水平方向の距離は、特に限定するものではなく、数センチ程度であることが望ましい。

燃料噴射ノズル１４の噴射口１２から噴射される燃料を例えばエマルジョン燃料とすると、着火しない状態では、エマルジョン燃料は噴射口１２から遠ざかるほど速度は弱まると共に拡散する。火炎安定板２０の孔２４を通過して拡散するエマルジョン燃料は、拡散して霧状になって火炎安定板２０の裏側に回り込みその裏側に滞留する。拡散したエマルジョン燃料は軽くなり、その大半は火炎安定板２０の裏側の上方に滞留する。エマルジョン燃料は拡散して霧状になることで軽くなり、火炎安定板２０の孔２４を通過した後は、火炎安定板２０の環状の板の裏側に回り込みしかも上方に多く留まる傾向にある。また、燃料としての都市ガスやＬＰガスも、着火しない状態で火炎安定板２０の孔２４を通過すると、火炎安定板２０の裏側上方に回り込む。

本願発明では、電極ロッド(着火手段）４２ａ，４２ｂの端子部(発火部)４４ａ，４４ｂの位置を、火炎安定板２０の位置より下流側に配置する。即ち、電極ロッド４２ａ，４２ｂの端子部４４ａ，４４ｂの位置を、火炎安定板２０の位置を中心として、燃料噴射ノズル１４の噴射口１２の位置とは反対側に配置した。前述したように、燃料噴射ノズル１４の噴射口１２から噴射されたエマルジョン燃料は、火炎安定板２０の孔２４を通過しても更に拡散して霧状になり、しかも火炎安定板２０の環状の板の裏側でしかも上方に留まる傾向にあるので、拡散したエマルジョン燃料がより多く滞留する位置において、電極ロッド４２ａ，４２ｂの端子部４４ａ，４４ｂで着火を行なう。これによって、エマルジョン燃料に１００％確実に着火することができる。また、燃料として、エマルジョン燃料の他にガスを使用した場合でも、ガスは炎安定板２０の環状の板の裏側でしかも上方に留まる傾向にあるので、端子部(発火部)４４ａ，４４ｂの位置を、火炎安定板２０の裏側の上方に配置することで、着火を１００％確実にし、不着火のおそれを無くすことができる。

石油系燃料に水を混合させたエマルジョン燃料に着火をする場合に、本願発明のバーナーを用いれば１００％確実に着火を行うことができ、エマルジョン燃料の実用化を促進することができる。更に、着火時にバーナー４０（送風筒２２）内に空気が通過していても、全ての種類のエマルジョン燃料に１００％確実に着火することができる。燃料としてガスを用いる場合でも、本願発明のバーナーを用いれば１００％確実に着火を行うことができ、不着火のおそれを無くすことができる。

電極ロッド４２ａ，４２ｂの端子部４４ａ，４４ｂの位置は、火炎安定板２０の位置よりも数センチ下流側であれば、どの位置（どの高さ）においても、石油系燃料に水を混合させたエマルジョン燃料に確実に着火することができるが、電極ロッド４２ａ，４２ｂの端子部４４ａ，４４ｂの高さを火炎安定板２０の孔２４の最上位より上位（火炎安定板２０の裏側）とすれば、着火をより確実なものとすることができる。

本発明では、送風筒２２内に空気が流れていても、灯油や軽油やＡ重油等の全ての種類の石油系燃料に水を混合させたエマルジョン燃料を確実に着火することができることから、空気の流れを遮断する空気遮断扉やその開閉手段を設けなくて良い。これによって、従来掛かっていた余分な部品コストやランニングコストを省略することができる。

なお、図１や図２において、電極ロッド４２ａ，４２ｂを円板状の火炎安定板２０の外縁部３６と円筒状の送風筒２２の内壁５８との間の空間３４を通過させた例を示したが、電極ロッド４２ａ，４２ｂを火炎安定板２０の中央に孔２４を通過させるようにしても良い。

本発明のバーナーにおいては、図４に示すように、火炎安定板２０の外縁部３６と円筒状の送風筒２２の内壁３８とが接合するバーナー４６も存在する。この図４の場合には、電極ロッド４８ａ，４８ｂは絶縁部材５０を介して火炎安定板２０を貫通通過させる。電極ロッド（着火手段）４８ａ，４８ｂの端子部（発火部）５２ａ，５２ｂは、火炎安定板２０より下流側に配置する。また、一対の電極ロッド４８ａ，４８ｂの端子部５２ａ，５２ｂの高さ（上下方向の高さ）を、図２に示すように、燃料噴射ノズル１４の噴射口１２の高さよりも高い位置とし、孔２４の最高位前後の高さかそれ以上の高さとするのが望ましい。火炎安定板２０の他方の面４６（火炎安定板２０の一方の面３２の反対側の面）と端子部５２ａ，５２ｂとの間の水平方向の距離は、特に限定するものではない。なお、この図４の例においても、電極ロッド４８ａ，４８ｂを火炎安定板２０の中央に孔２４を通過させ、その端子部５２ａ，５２ｂを火炎安定板２０の孔２４の最高位前後の高さかそれ以上の高さとするようにしても良い。

本発明に係わるバーナーの部分断面要部平面図である。図１の要部縦断面図である。図１及び図２に示すバーナーの要部斜視図である。本発明に係わるバーナーの他の構造を示す要部断面図である。従来既知のバーナーの要部断面図である。従来既知のバーナーの他の要部断面図である。

符号の説明

１２噴射口
１４燃料噴射ノズル
２０火炎安定板
２２送風筒
２４孔
３３火炎噴射口
４０バーナー
４２ａ電極ロッド
４２ｂ電極ロッド
４４ａ端子部
４４ｂ端子部
４６バーナー
４８ａ電極ロッド
４８ｂ電極ロッド
５２ａ端子部
５２ｂ端子部

Claims

燃料を噴射するための燃料噴射ノズルと、前記燃料噴射ノズルから噴射される燃料に着火するためのものであって先端に発火部を有する着火手段と、前記燃料噴射ノズルより下流側に備えられるもので中央に孔を備えた火炎安定板とを有するものであって、前記着火手段の前記発火部を前記火炎安定板の下流側に備えたことを特徴とするバーナー。
前記着火手段の前記発火部を前記火炎安定板の前記孔の最上位より上位としたことを特徴とする請求項１記載のバーナー。
前記着火手段を電極ロッドとし、前記発火部を前記電極ロッドの端子部としたことを特徴とする請求項２記載のバーナー。