JP3886415B2 - 点火プラグおよびバーナ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス器具、ボイラ等の燃焼装置のバーナに設ける点火プラグおよび該点火プラグを備えたバーナに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、ガス器具等のバーナに設ける点火プラグとして、プラグホルダの内側に設けた碍子等の絶縁体内に埋め込まれた中心電極(スパーク棒)と、先端を折り曲げて前記中心電極の先端に小間隙をあけて対抗させた外側電極とを備え、前記中心電極に高電圧をかけて、前記外側電極との間に火花を発生させ、その火花によってバーナのノズルから噴射される燃料と空気の混合流体に着火させるようにしたものが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記点火プラグで発生される火花は、両電極の近辺の範囲に限られた小さなものであり、風が強く吹く着火条件の悪い条件下では、風の影響を受けてガスバーナの混合流体に火花が届かず着火し難い。特に、大きなバーナの場合、バーナのノズルから点火プラグの火花発生部分までの距離がかなり離れているため、容易に着火できない問題がある。
【0004】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、点火プラグで発生する火花を広い範囲に発生させて、バーナのノズルから噴射される燃料に確実に着火させることができる点火プラグおよび該点火プラグを適用したバーナを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために、以下の点を特徴としている。
すなわち、請求項1に係る点火プラグは、筒状のプラグホルダと、該プラグホルダの先端部にねじで連結された延長パイプと、該延長パイプの先端部に螺合して連結された一方の電極としての筒状のスタビライザーと、前記プラグホルダの基端部に螺合して取り付けられたプラグ本体に絶縁体を介して支持され、プラグホルダと延長パイプとスタビライザーの内部に挿通されて先端部を前記スタビライザーの先端より前方に突き出した他方の電極としてのスパーク棒とを備えた点火プラグにおいて、前記延長パイプおよびスタビライザーと前記スパーク棒との間には環状空間が設けられ、該環状空間にスパーク棒の先端側に流れる気体を送入する気体導入孔が前記プラグホルダに設けられていることを特徴としている。
【0006】
また、請求項2に係わる点火プラグは、請求項1に記載の点火プラグにおいて、前記スタビライザーは内側が先細りのテーパ穴に形成されていることを特徴としている。
また、請求項3に係わる点火プラグは、請求項1または2に記載の点火プラグにおいて、前記気体が燃料と空気との混合気体であることを特徴としている。
【0007】
請求項4に係るバーナは、外筒の内側に燃焼用空気を導入する環状空間をあけて内筒が設けられ、燃料供給管から供給される燃料を前記環状空間内の燃焼用空気と混合させて内筒内の燃焼部に噴射するノズルが設けられると共に、前記燃焼部におけるノズルの前方に先端部を位置させて、該ノズルから噴射された燃料に着火させる点火プラグが設けられたバーナであって、前記点火プラグは、筒状のプラグホルダと、該プラグホルダの先端部に取り付けられたた一方の電極としての筒状のスタビライザーと、前記プラグホルダの基端部に絶縁体を介して取り付けられ、プラグホルダとスタビライザーの内部に挿通されて先端部を前記スタビライザーの先端より前方に突き出した他方の電極としてのスパーク棒とを備えると共に、前記スタビライザーに、該スタビライザーとスパーク棒との間に設けられた環状空間に前記外筒と内筒との間の環状空間に導入された燃焼用空気が流入する気体導入孔が設けられていることを特徴としている。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態に係る点火プラグ1について図1を参照して説明する。
前記点火プラグ1は、軸穴2aを有する黄銅等の材料からなる円筒状(筒状)のプラグホルダ2と、該プラグホルダ2の先端部(図1で左端部)にねじリング3aを介して連結され、前記軸穴2aと連通する軸穴3bを有するステンレス鋼等の材料からなる円筒状(筒状)の延長パイプ3と、該延長パイプ3の先端部に螺合して連結され、前記軸穴3bと連通する軸穴4aを有する延長パイプ3と同一の材料からなる円筒状(筒状)のスタビライザー4と、前記プラグホルダ2の基端部(図1で右端部)に設けたねじ穴2bに螺合して取り付けられたプラグ本体5に支持されたステンレス鋼等からなるスパーク棒6とを備えている。
【0009】
前記スパーク棒6は、点火プラグ1の一方の電極をなすものであり、その基端部側(図1で右端部側)が前記プラグ本体5の内側に碍子等の絶縁部材(図示せず)を介して支持され、先端部側(図1で左端部側)が前記プラグホルダ2,延長パイプ3,スタビライザー4の各軸穴2a,3b,4aを通して先端がスタビライザー4の先端より前方(図1で左方)へ所定長さだけ突出されており、基端部(図1で右端部)に点火コイルに接続されるプラグ端子5aが設けられている。
【0010】
また、前記スパーク棒6は、その先端部近傍がスタビライザー4の軸穴4aに装着された碍子等の絶縁性材料からなるスペーサ7に支持されて前記各軸穴2a,3b,4aの軸心に位置され、スパーク棒6と該各軸穴2a,3b,4aとの間にそれらを隔てる所定間隔の環状空間8が設けられている。
前記プラグホルダ2には前記環状空間8に空気等の気体を送入するねじ孔からなる気体導入孔2cが設けられている。
【0011】
前記スペーサ7には、前記延長パイプ3の軸穴3bとスタビライザー4の先端側に形成された先細りのテーパ穴4bに連通する通孔7aが周方向に複数個設けられている。
なお、前記スタビライザー4の先端側外周も先細りのテーパ状に形成されている。また、図1中9は前記スパーク棒6の先端側を除く外周部に被覆した絶縁性材料の保護チューブ、2dは点火プラグ1をバーナに螺合して取り付けるための雄ねじ部である。
【0012】
前記構成の点火プラグ1は、ガスバーナ等に使用する場合は、ガスバーナ等に、その燃料ガス(燃料)を噴射するノズルの前方の近傍位置に臨ませて、雄ねじ部2dを介して取り付け、前記プラグホルダ5の気体導入孔2cに燃焼用空気または外気を送入する配管等を接続し、点火プラグ1のプラグ本体5のプラグ端子5aに点火コイルを接続する。そして、ガスバーナ等に着火させる場合には、点火スイッチ等の操作によって、ガスバーナのノズルから混合ガスを噴射させると共に前記気体導入孔2cから前記燃焼用空気または外気をブロア等により送入し、同時に、前記点火コイルに電源を導通させて前記プラグ端子5aを介して前記スパーク棒6に高電圧をかけて、スタビライザー4の先端との間に火花を発生させる。
【0013】
このとき、気体導入孔2cからプラグホルダ2内に導入された空気が環状空間8を通ってスタビライザー4の先細りのテーパ穴4bによって絞られて、その開口部からスパーク棒6の先端部に沿って噴出されているので、発生した火花はスパーク棒6の先端側へ沿って大きく良好に広がり、ガスバーナのノズルから噴射された混合ガスの部分に確実に到達させることができる。これにより、大きなガスバーナ等やバーナの燃焼部に風が吹着きむような着火条件の悪い状況下であっても、ノズルから噴射される燃料に火花を確実に接触させることができ、失敗なく確実に混合ガスに着火させることができる。
【0014】
前記環状空間8内に流す空気は、環状空間8の大きさやスタビライザー4の先端開口部の口径等によって異なるが、流速を5m/s〜40m/sの範囲に設定するのが好ましい。
前記燃料が着火、燃焼中においても、前記環状空間8に空気の送入が継続されるので、スタビライザー4の先端開口から噴出する空気によって、該スタビライザー4の先端部とスパーク棒6の先端部が冷却され、それらの部分がガスバーナ等の燃焼熱によって高温に過熱されて焼損するおそれはなく、スタビライザー4とプラグ棒6の寿命を延長させることができる。
【0015】
次に、本発明の他の実施の形態に係る点火プラグ10と該点火プラグ10を適用した本発明の一実施の形態に係るガスバーナ11について図2、図3を参照して説明する。
前記ガスバーナ11は、両端が閉鎖され、一側部(図1、図2で下側)に空気供給管12aを設けた円筒状の外筒12と、該外筒12の内側に環状空間aをあけて同心状に設けた円筒状の内筒13と、該内筒13内に環状空間bをあけて同心状に設けたノズル14と、該ノズル14内に燃料ガスを導入する燃料供給管15を備えている。
【0016】
前記内筒13は、一端側の開口部13aが外周を前記外筒12の一端側の閉鎖壁部12bに固定されて該閉鎖壁部12bより突き出され、他端側の閉鎖壁部13bが外筒12の他端側の閉鎖壁部12cとの間に空間cをあけて設けられ、閉鎖端部13bには前記環状空間bに連絡する通気孔13cが周方向に適宜間隔をあけて複数個設けられている。前記ノズル14は、その一端部(図2で右端部)に耐熱性金属で網状に形成されて多数の通気口を有するノズル板14aが装着され、他端部が前記内筒13の閉鎖壁部13bに取り付けられている。
前記燃料供給管15は、外筒12の閉鎖壁部12cを貫いて前記ノズル14内に挿入され、その内側端部に燃料ガスをノズル14内に噴出する噴口を周囲に設けた噴射ヘッド15aが設けられている。
【0017】
前記点火プラグ10は、軸穴16aを有する黄銅等の材料からなる円筒状(筒状)のプラグホルダ16と、該プラグホルダ16に、軸穴16aの先端側(図2,図3で下端側)の大径軸穴部16bに基端部側を嵌合して連結され、前記軸穴16aと連通する軸穴17aを有するステンレス鋼等の材料からなる電極としての円筒状(筒状)のスタビライザー17と、前記プラグホルダ16の基端部(図1で上端部)に支持して設けた電極としてのスパーク棒18とを備えている。
【0018】
前記プラグホルダ16は、その先端側の小径筒部16cの雄ねじ部16c1を前記ガスバーナ11の外筒12の他側部(図2、図3で上側部)に設けた取付座12dのねじ穴に螺合させ、先端面を前記内筒13に設けた受け座13dに当接させて前記外筒12に取り付けられている。プラグホルダ16の小径筒部16cには、前記ガスバーナ11の環状空間aと前記軸穴16aの大径軸穴16bとを連通する貫通穴(気体導入孔)16eが、周方向に複数個間隔をあけて設けられている。また、前記プラグホルダ16の小径筒部16cの段部と前記取付座12dの座面との当接部およびプラグホルダ16の先端面と前記受け座13dとの当接部には、それぞれ耐熱材料製のシールパッキン19a,19bが装着されている。
【0019】
前記スタビライザー17は、先端側(図2、図3で下端側)が、外周部を先細りのテーパに形成されて、前記ガスバーナ11の受け座13dの内側を通して前記内筒13内に突き出されて、先端部が前記ノズル14の前方(図2で右方)における近傍であり、かつノズル14の外周の延長面に近接した位置に位置されている。また、前記スタビライザー17の軸穴17aは、その先端側が先細りのテーパ穴17bとなっており、スタビライザー17の軸方向の略中央において、前記貫通孔16eに対して周方向と軸方向の位相を合わせて設けた貫通孔(気体導入孔)17cによって、前記貫通孔16eを経て前記環状空間aに連通されている。さらに、スタビライザー17の軸穴17aには、前記テーパ穴17bと貫通孔17cとの間の区間に軸穴20aを有する碍子等の絶縁部材からなる円筒状のスペーサ20が嵌合されている。
【0020】
前記スパーク棒18は、碍子等の絶縁部材からなる円筒状の保持体21の中心部に固定され、先端部側(図2、図3で下端部側)を碍子から露出させて前記スペーサ20の軸穴20aとテーパ穴17bを経てスタビライザー17から前記ガスバーナ11の内筒13内に突出されて、その先端が前記ガスバーナ11のノズル14の外周の延長部よりノズル14の中心寄りの位置まで延長されている。そして、前記保持体21は、その基部側(図2、図3で上側)にナット22が固定され、該ナット22を前記プラグホルダ16のねじ穴16bに螺合させてプラグホルダ16に支持されており、これにより、前記スパーク棒18が前記スタビライザー17、スペーサ20の各軸穴17a,20a、テーパ穴17bの中心に位置されて、スパーク棒18と各軸穴17a,20a、テーパ穴17bの内面との間にスタビライザー17の先端に開口する環状空間dが形成され、該環状空間dは前記貫通孔17c,16eを介して前記環状空間aに連通している。
また、前記スパーク棒18の基端部(図2、図3で上端部)には点火コイルに接続されるプラグ端子23が設けられている。
【0021】
前記実施の形態に係るガスバーナ11に着火させる場合には、点火スイッチ等を操作して、前記燃料供給管15に燃料ガスを送ると共に前記空気供給管12aから燃焼用空気を前記外筒12内に供給し、同時に、前記点火コイルに電源を導通させると、前記点火プラグ10のプラグ端子23を介して前記スパーク棒18に高電圧がかけられて、スタビライザー17の先端との間に火花が発生される。このとき、ブロア等により空気供給管12aから燃焼用空気が外筒12内の環状空間aに挿入され、前記噴射ヘッド15aから前記ノズル14内に噴射された燃料ガスと前記環状空間aから空間cを経てノズル14内に入った燃焼用空気とが混合されてなる混合ガス(燃料)が、ノズル14のノズル板14aから前方(点火プラグ10側)の燃焼部11aに噴射しているので、前記火花は、その噴射した混合ガスと接触して該混合ガスに着火させる。着火した混合ガスは前記内筒13の通気孔13cから環状空間bを通って前方に流れる燃焼用空気によって燃焼する。
【0022】
前記実施の形態に係るガスバーナ11によれば、前記空気供給管12aから外筒12内の環状空間aに入った燃焼用空気が、前記点火プラグ10のプラグホルダ16の貫通孔16e、前記スタビライザー17の貫通孔17cを経てスタビライザー17内の環状空間dに入り、スタビライザー17の先端の開口部から吹き出されているので、スパーク棒18とスタビライザー17との間に発生した火花は、スパーク棒18の先端側に沿って大きく広がり、ガスバーナ11のノズル14から噴射された混合ガスの部分に確実に到達させることができる。これにより、前記実施の形態に係る点火プラグ1を使用した場合と同様に、着火条件の悪い状況下であっても、ノズル14から噴射される混合ガスに確実に着火させることができる。
【0023】
また、前記ガスバーナ11に装着された点火プラグ10は、前記実施の形態に係る点火プラグ1と同様に、前記スタビライザー17の環状空間d内を流れる燃焼用空気によってスタビライザー17とスパーク棒18が冷却されることにより、それらの電極17、18がガスバーナ11の燃焼熱により高温に過熱されて焼損するのを防止することができる。しかも、前記ガスバーナ11の燃焼用空気をガスバーナ11内で前記外筒12内の環状空間aからスタビライザー17の環状空間d内に導入することができるので、別途に前記環状空間d内に空気を送入する配管が不要となり、構造が簡単となり、製造も容易である。
【0024】
なお、前記実施の形態に係る点火プラグ1を、バーナに設けて、該バーナのノズルから噴射された燃料に着火させるための点火プラグとして使用する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、前記点火プラグ1の環状空間8に燃料と空気と混合流体を流し、この混合流体をスパーク棒6とスタビライザー4との間に発生する火花で着火、燃焼させることにより、点火プラグ1自体をバーナとして有効に使用することができる。
【0025】
なお、前記実施の形態に係るガスバーナにおいては、ノズル14内で燃料ガスに予混合するための燃焼用空気を前記点火プラグ10の環状空間d内に送入するようにしたが、これに限らず、ノズル14の前方の燃焼部11aで該ノズル14からの燃料に混合させるための燃焼用空気を前記環状空間d内に送入するようにしてもよい。また、前記においては、本発明を燃料ガスを燃焼するガスバーナに適用した場合について説明したが、本発明はこれに限らず、液体燃料を燃焼する液体燃料バーナに適用することもできる。
【0026】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば以下のような優れた効果を奏する。
請求項1に係る点火プラグによれば、スタビライザーとスパーク棒との間に環状空間が設けられ、該環状空間にスパーク棒の先端側に流れる気体が送入されるように構成されているので、前記環状空間に空気等の気体を流すことによって、スパーク棒とスタビライザーとの間に発生する火花を、スパーク棒に沿ってその先端側へ大きく広がらせることができ、バーナのノズルから噴射される燃料に確実に接触させて容易に着火させることができる。また、前記環状空間内を流れる気体によって前記スタビライザーとスパーク棒を冷却することができ、それらの電極がバーナの燃焼熱により高温に過熱されて焼損するのを防ぐことができる。
【0027】
請求項2に係る点火プラグによれば、スタビライザーは内側が先細りのテーパ穴に形成されているので、点火プラグの環状空間内を流れる気体がスパーク棒にに沿って流れやすくなり、スパーク棒の先端側への火花の広がりを一層良好にすることができる。
請求項3に係る点火プラグによれば、点火プラグの環状空間に燃料と空気との混合流体が送入されるので、点火プラグをバーナとして有効に使用することができる。
【0028】
請求項4に係るバーナによれば、燃料供給管から供給される燃料がノズルで燃焼用空気と混合された後にバーナの燃焼部に噴射されると共に、点火プラグのスタビライザーとスパーク棒との環状空間に、バーナの燃焼用空気が送入されるように構成されているので、燃料と空気との混合流体に対する着火性の向上が図れると共に、前記環状空間内を流れる空気によって前記スタビライザーとスパーク棒が冷却されることにより、それらの電極がバーナの燃焼熱により高温に過熱されて焼損するのを防ぐことができる。しかも、バーナの燃焼用空気をバーナ内で前記環状空間に導入することができるので、別途に前記環状空間に空気を導入する配管が不要となり、構造が簡単となり、製造も容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施の形態に係る点火プラグを示す縦断面図である。
【図2】 本発明の一実施の形態に係るバーナを示す縦断面図である。
【図3】 図2のX−X断面図である。
【符号の説明】
1,10 点火プラグ
2、16 プラグホルダ
2c 気体導入孔
3 延長パイプ
4,17 スタビライザー
4a,17b テーパ穴
5 プラグ本体
6,18 スパーク棒
8 環状空間
11 ガスバーナ
12 外筒
12a 空気供給管
13 内筒
14 ノズル
15 燃料供給管
16e,17c 貫通孔(気体導入孔)
21 保持体
23 プラグ端子
a,b,c,d 環状空間
Claims (4)
- 筒状のプラグホルダと、該プラグホルダの先端部にねじで連結された延長パイプと、該延長パイプの先端部に螺合して連結された一方の電極としての筒状のスタビライザーと、前記プラグホルダの基端部に螺合して取り付けられたプラグ本体に絶縁体を介して支持され、プラグホルダと延長パイプとスタビライザーの内部に挿通されて先端部を前記スタビライザーの先端より前方に突き出した他方の電極としてのスパーク棒とを備えた点火プラグにおいて、
前記延長パイプおよびスタビライザーと前記スパーク棒との間には環状空間が設けられ、該環状空間にスパーク棒の先端側に流れる気体を送入する気体導入孔が前記プラグホルダに設けられていることを特徴とする点火プラグ。 - 前記スタビライザーは内側が先細りのテーパ穴に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の点火プラグ。
- 前記気体が燃料と空気との混合気体であることを特徴とする請求項1または2に記載の点火プラグ。
- 外筒の内側に燃焼用空気を導入する環状空間をあけて内筒が設けられ、燃料供給管から供給される燃料を前記環状空間内の燃焼用空気と混合させて内筒内の燃焼部に噴射するノズルが設けられると共に、前記燃焼部におけるノズルの前方に先端部を位置させて、該ノズルから噴射された燃料に着火させる点火プラグが設けられたバーナであって、
前記点火プラグは、筒状のプラグホルダと、該プラグホルダの先端部に取り付けられたた一方の電極としての筒状のスタビライザーと、前記プラグホルダの基端部に絶縁体を介して取り付けられ、プラグホルダとスタビライザーの内部に挿通されて先端部を前記スタビライザーの先端より前方に突き出した他方の電極としてのスパーク棒とを備えると共に、前記スタビライザーに、該スタビライザーとスパーク棒との間に設けられた環状空間に前記外筒と内筒との間の環状空間に導入された燃焼用空気が流入する気体導入孔が設けられていることを特徴とするバーナ。
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