JP2009257672A - 予混合バーナ - Google Patents

Abstract

【課題】フレームロッドとスパークロッドのアース極を兼用しながら、火炎の誤検出が発生する可能性が増加することを防止する。
【解決手段】燃焼筒２の先端に燃焼プレート１を設け、燃焼プレートの先側で燃焼を行う予混合バーナであって、燃焼プレート１の燃焼面側にフレームロッド３、スパークロッド４、アース極５を設置しておき、フレームロッド３とアース極５の間に流れる電流量を検出することで火炎の有無を検出し、スパークロッド４からアース極５に点火スパークを飛ばすことでバーナの点火を行っている予混合バーナにおいて、アース極５は長さを持った金属棒であって、燃焼プレート表面からアース極までの距離は近い部分と遠い部分ができるようにアース極５を設置しておき、アース極を燃焼プレートに近付けている部分の近くにスパークロッド４を設置し、アース極を燃焼プレートから遠ざけている部分の近くにフレームロッド５を設置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃焼プレートの先側で燃焼を行っており、火炎燃焼部にフレームロッド、スパークロッド及びアース極を設置している予混合バーナに関するものである。

ボイラなどにおける燃焼装置として、燃焼筒の先端に燃焼プレートを設け、燃焼プレートの先側で燃焼を行う予混合バーナが広く使用されている。この場合の火炎検出には、燃焼プレート先側の火炎燃焼部にフレームロッドとアース極を設けておき、フレームロッドとアース極の間に流れる電流量を検出することで火炎の有無を検出するようにしている。また、バーナの点火は燃焼プレートの表面近くにスパークロッドを設けておき、スパークロッドからアース極に点火スパークを飛ばすことで行っている。火炎検出用のアース極と、点火用のアース極は兼ねることができるため、実開平４−５７０２１号に記載しているように、フレームロッド用のアース極とスパークロッド用のアース極を兼用させて設けることが行われている。フレームロッド用のアース極とスパークロッド用のアース極は、それぞれを個別に設けるよりも兼用することにした方が、部品点数を削減することができる。しかし、フレームロッド用のアース極とスパークロッド用のアース極を兼用にした場合、火炎有無の判定を誤る可能性が上昇するという問題があった。
実開平４−５７０２１号

本発明が解決しようとする課題は、フレームロッド用のアース極とスパークロッド用のアース極を兼用することで部品点数を削減しながら、火炎の誤検出が発生する可能性が増加することを防止することのできる予混合バーナを提供することにある。

請求項１に記載の発明は、燃焼筒の先端に燃焼プレートを設けておき、予混合ガスを燃焼プレートから噴射し、燃焼プレートの先側で燃焼を行う予混合バーナであって、燃焼プレートの燃焼面側にフレームロッド、スパークロッド、アース極を設置しておき、フレームロッドとアース極の間に流れる電流量を検出することで火炎の有無を検出し、スパークロッドからアース極に点火スパークを飛ばすことでバーナの点火を行っている予混合バーナにおいて、アース極は長さを持った金属棒であって、燃焼プレート表面からアース極までの距離は近い部分と遠い部分ができるようにアース極を設置しておき、アース極を燃焼プレートに近付けている部分の近くにスパークロッドを設置し、アース極を燃焼プレートから遠ざけている部分の近くにフレームロッドを設置していることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、前記の予混合バーナにおいて、アース極は複数本の金属棒を横に並べたものであって、先端側が燃焼プレートから遠ざかる方向に傾斜した形状とし、アース極の外縁を構成する金属棒の先端で囲まれた位置にフレームロッドを設けていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、前記の予混合バーナにおいて、アース極は３本の金属棒を横に並べたものであって、３本のアース極の先側にフレームロッドを設けており、３本のアース極のうち中央の金属棒は他の２本に比べて短くし、フレームロッドをアース極の先端部で取り囲む形状としたことを特徴とする。

スパークロッドとそのアース極を燃焼プレートの近くに設けておくと、燃焼プレートに近い部分で点火スパークを発することになる。燃焼プレートの小孔から噴射した予混合ガスは、燃焼プレートから離れるほど拡散するため、燃焼プレートに近い位置で点火スパークを発するようにしておくと、拡散する前の予混合ガス中に点火スパークを発生させることができ、点火の成功確率を高くすることができる。また、燃焼を開始した以降は、燃焼プレートから少し浮き上がった位置で燃焼するため、燃焼プレートのすぐ近くには火炎の発生しない領域ができる。そのため、燃焼プレートからの距離が近い位置にフレームロッドを設けた場合には、フレームロッド設置位置よりも下流側には火炎があるが、フレームロッドとアース極の間には火炎がないということで、正常な燃焼が行われているのに火炎は存在しないとの誤判定を行いやすくなる。この場合、フレームロッドを燃焼プレートの表面から少し離した位置に移動することで火炎の誤判定を防止することができる。

本発明では、アース極に燃焼プレート表面からの距離が近い部分と遠い部分を設けておき、アース極を燃焼プレートに近付けている部分の近くにスパークロッドを設置し、アース極を燃焼プレートから遠ざけている部分の近くにスパークロッドを設置することで、火炎の点火に適した位置で火炎の点火を行え、火炎の検出に適した位置で火炎の検出を行うことができる。

本発明を実施することで、部品点数を削減しながら、火炎の確実な点火が行え、かつ火炎の誤検出を防止することができる。

本発明の一実施例を図面を用いて説明する。図１は本発明を実施している予混合バーナの縦断面図、図２は本発明を実施している予混合バーナを燃焼面側から見た平面図である。バーナは、燃焼筒２の先端を燃焼プレート１で塞いでおり、燃焼プレート１の先側で火炎６の燃焼を行う予混合バーナである。燃焼筒２は円筒形であり、内部で燃料ガスと燃焼用空気を混合しておき、予混合ガスをバーナ先側の燃焼面へ噴射する。燃焼プレート１は、セラミックなどの耐熱性素材からなり、予混合ガスを燃焼面へ噴射するための小孔を多数開けている。

また、燃焼筒２内にはフレームロッド３とスパークロッド４を設けており、燃焼プレート１にフレームロッド３用の穴とスパークロッド４用の穴を設けることで、フレームロッド３とスパークロッド４は燃焼プレート１を貫通させて設置している。燃焼プレート１の燃焼面側にはアース極５を設ける。アース極５は３本の金属棒であり、根元部に燃焼プレート１と平行に延びる部分を設けて、途中から燃焼プレート１とは離れる方向に延びるようにする。例えばアース極５の根元部の燃焼プレート１と平行な部分は、燃焼プレート１の表面から５ｍｍの位置とし、アース極５の先端では燃焼プレート１から１５ｍｍの位置とするように、アース極５を設置する。

アース極５はスパークロッド４のアース極と、フレームロッド３のアース極を兼ねるものであり、アース極５の根元側はスパークロッド４の近く、アース極５の先端側はフレームロッド３の近くになるように設置している。スパークロッド４は燃焼プレート１と平行にしているアース極５の真下、フレームロッド３はアース極先端の先側となるようにスパークロッド、フレームロッド３、アース極５を設ける。横に３本並べているアース極のうち、中央の金属棒は他の２本に比べて少し短くしており、３本のアース極の先側に設けているフレームロッド３をアース極の先端部で取り囲む形状としておく。

アース極５は、先端側が燃焼プレート１の表面から遠ざかる方向に傾斜した形状としているため、アース極５の根元部は燃焼プレート１のすぐ近くにあり、アース極５の先端部は燃焼プレート１から少し離れた位置となる。スパークロッド４はアース極５の根元近くに設けており、スパークロッド４からアース極５へ飛ばす点火スパークは燃焼プレート１のごく近い位置で発生することになる。また、フレームロッド３はアース極５の先端近くであるため、フレームロッド３とアース極５の間に流す電流は燃焼プレート１から少し離れた位置となる。

バーナの燃焼を行う場合、スパークロッド４からアース極５へ点火スパークを発することで燃焼を開始する。燃焼筒２内に燃料ガスと燃焼用空気を供給し、燃焼筒２内で燃料ガスと燃焼用空気を混合して予混合ガスとしておき、燃焼プレート１に多数設けている小孔から予混合ガスを噴射する。燃焼プレート１の燃料面側に、点火スパークと予混合ガスを供給すると、点火スパークが火種となって予混合ガス全体が燃焼を開始し、火炎６を発生する。

バーナの燃焼を開始する場合、燃焼プレート１から離れた位置では、予混合ガスが拡散するため点火スパークは燃焼プレート１の近くで発生させないと点火しにくくなる。本発明では、点火スパークの発生位置は燃焼プレート１に近い部分で行うようにしているため、燃焼プレート１から噴射した予混合ガスが拡散する前の状態で火種を供給することができ、確実な点火を行うことができる。スパークロッド４とアース極５の間は３ｍｍ程度は開ける必要があり、かつ点火スパーク発生位置は燃焼プレート１から近い位置である必要があるため、アース極５の根元部は燃焼プレート１から５ｍｍ程度の位置とする。

燃焼を開始した以降は、予期しない火炎の消失があった場合には直ちに燃料供給を停止するため、火炎の有無を検出しておく。火炎の検出は、火炎の導電作用を利用するフレームロッド３によって行う。火炎中にフレームロッド３を挿入しておき、フレームロッド３に電圧を加えると、フレームロッド３とアース極５の間に火炎が存在する場合には電流が流れ、火炎が存在しなければ電流は流れない。火炎６は燃焼プレート１から少し浮き上がった位置で燃焼するため、フレームロッド３は燃焼プレート１から少し離れた位置に設置することで、フレームロッド３を火炎中に設置することができ、火炎を正しく検出することができる。火炎６が燃焼プレート１から１０ｍｍ程度浮き上がる場合、アース極５の先端は燃焼プレート１から１５ｍｍ程度離れた位置とすることで、フレームロッド３とアース極５の間に火炎があることになるため、フレームロッドとアース極間の電流を計測することで火炎を検出することができる。

また、３本のアース極５はフレームロッド３を取り囲むように設けているため、アース極５とフレームロッド３との間の最短距離は３ルートできている。フレームロッド３とアース極５の間は、接触したのでは火炎検出を行えないが、開きすぎていても検出を行えなくなる。アース極５の各先端がフレームロッド３から最適な距離だけ離れるようにすることで、火炎の検出がより確実になる。

フレームロッド３とスパークロッド４では、適する設置場所が異なるが、アース極５の根元は燃焼プレート１に近い位置とし、アース極５の先端側は燃焼プレート１から離れるようにすることで、スパークロッド４からの点火スパークは燃焼プレート１のすぐ近くで発生することができ、フレームロッド３は燃焼時の火炎の中に設置することができる。そのため、火炎の点火と火炎の検出をそれぞれ最適な位置で行うことができる。

本発明を実施している予混合バーナの縦断面図 本発明を実施している予混合バーナを燃焼面側から見た平面図

符号の説明

１ 燃焼プレート
２ 燃焼筒
３ フレームロッド
４ スパークロッド
５ アース極
６ 火炎

Claims (3)

1. 燃焼筒の先端に燃焼プレートを設けておき、予混合ガスを燃焼プレートから噴射し、燃焼プレートの先側で燃焼を行う予混合バーナであって、燃焼プレートの燃焼面側にフレームロッド、スパークロッド、アース極を設置しておき、フレームロッドとアース極の間に流れる電流量を検出することで火炎の有無を検出し、スパークロッドからアース極に点火スパークを飛ばすことでバーナの点火を行っている予混合バーナにおいて、アース極は長さを持った金属棒であって、燃焼プレート表面からアース極までの距離は近い部分と遠い部分ができるようにアース極を設置しておき、アース極を燃焼プレートに近付けている部分の近くにスパークロッドを設置し、アース極を燃焼プレートから遠ざけている部分の近くにフレームロッドを設置していることを特徴とする予混合バーナ。
2. 請求項１に記載の予混合バーナにおいて、アース極は複数本の金属棒を横に並べたものであって、先端側が燃焼プレートから遠ざかる方向に傾斜した形状とし、アース極の外縁を構成する金属棒の先端で囲まれた位置にフレームロッドを設けていることを特徴とする予混合バーナ。
3. 請求項２に記載の予混合バーナにおいて、アース極は３本の金属棒を横に並べたものであって、３本のアース極の先側にフレームロッドを設けており、３本のアース極のうち中央の金属棒は他の２本に比べて短くし、フレームロッドをアース極の先端部で取り囲む形状としたことを特徴とする予混合バーナ。

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