JP4334503B2 - パイロットバーナ - Google Patents
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Description
元混合方式では、空気比を理論値近傍で燃焼すれば、保炎力は強力であるが、炎長は比較的短炎になり、逆に先混合方式では保炎力は比較的弱いが、炎長は長くなる。
これらの性能を有するパイロットバーナを使用すれば、メインバーナの空気流による火炎の吹き消えや、燃料噴出時のショックによるパイロット火炎の吹き消え等の不都合は回避され、安全でしかもスムーズにメインバーナヘの着火が可能になり着火時の安全を確保することができる。
このフレームロッド4による火炎検知において、特に必要な性能は、パイロットバーナが外乱の影響を受けても、火炎が形成されている場合は一定の検知電流を発生することができ、かつ火炎が消滅すれば即時に失火信号を発報できることである。
そのためには、確実に火炎が形成され。火炎が存在する限りにおいて、フレームロッド4自身が火炎で包まれていることが必須条件となる。
そして、残りの大部分の燃料ガスをガスノズル3からバーナ軸心方向に噴出することにより、長炎のパイロット火炎F1を形成できるものである。
また、パイロットバーナの運転空気比は0.1〜0.5程度で運転し、理論空気比での運転に比較して更に炎長を伸ばすことができる。
パイロットバーナの火炎F1は、基本的に長炎でしかも保炎が確実な、メインバーナの外乱に影響されにくい火炎が要求される。
本実施例のパイロットバーナでは、元混合式の燃焼特性を保炎力強化に、先混合式の燃焼特性を長炎化に利用し、両方式の長所を組み合わせている。
そして、このパイロットバーナは、かかる構成において、ガスノズル3の保炎板2の上流側に一部のガスを噴出する補助ガス孔31を形成するとともに、該補助ガス孔31から噴出した補助ガスBと燃焼用空気Aの混合気を噴出する混合気噴出口21を保炎板2に形成している。
保護筒1の内部には、炎の有無を検出するフレームロッド4と、パイロットバーナに点火するイグニッションロッド5とが、前記ガスノズル3と共に組み込まれ一体化されている。
また、保炎板2には、フレームロッド用貫通孔22、イグニッションロッド用貫通孔23及びその他の複数個の貫通孔24が、混合気噴出口21として形成されている。
なお、フレームロッド用貫通孔22及びイグニッションロッド用貫通孔23は、保炎板2を貫通するフレームロッド4又はイグニッションロッド5の周囲に、混合気噴出口21となる空隙を形成している。
補助ガス孔31は本実施例では2個形成されており、一方の補助ガス孔31は、フレームロッド用貫通孔22の中心部に向けて5%〜10%程度のガスを軸直角方向に噴出し、もう一方の補助ガス孔31は、イグニッションロッド用貫通孔23の中心部に向けて5%〜10%程度のガスを軸直角方向に噴出する。
また、保炎板2と保護筒1の空隙には、逆流渦Cが形成され、この部分にも火炎F2が安定して形成され、保炎力の強化がなされている。
また、図2(c)に示すように、保炎板2の複数個の貫通孔24からも、保炎板2の近傍に保炎効果の大きい火炎F2を形成することができる。
本実施例では、パイロットバーナ自身にフレームロッド4が一体化して組み込まれているために、メインバーナに対してどのように取り付けてもパイロット火炎F1の有無を判定できるというメリットを有している。
また、フレームロッド用貫通孔22からは、前記したように、補助ガスBと燃焼用空気Aの混合気が噴出する。これにより、フレームロッド用貫通孔22近傍に確実に火炎F2が形成されることになり、安定した火炎検知電流を得ることができる。
保炎板2には、イグニッションロッド用貫通孔23とイグニッションロッド5、フレームロッド用貫通孔22とフレームロッド4、複数の貫通孔24及びガスノズル3の先端部が設けられており、イグニッションロッド用貫通孔23及びフレームロッド用貫通孔22を含めて、複数の貫通孔24にも火炎F2が形成される構造となっている。
これらの火炎F2により、ガスノズル3から噴出されるガスに対して保炎効果を発揮して、長炎でしかも保炎の安定した火炎F1を形成するパイロットバーナを提供することができる。
したがって、本実施例では、パイロットバーナに要求される基本的条件である火炎F1の長炎化のために、空気比の値を0.1〜0.5の値の範囲で運転することを条件としている。
パイロットバーナは、運転中は必ずメインバーナから燃焼用空気が供給されている状態にあり、理論空気比以下での運転で何ら問題は発生しない。この運転条件により更に長炎化が可能になる。
ただ、このような条件で元混合方式のバーナでは天然ガス等の燃焼範囲を逸脱するので燃焼自身が不可能であることは明白であるが、理論的にも保炎板近傍の上流から保炎強化のために補助ガスBを供給することにより理論空気比以下で安定燃焼が可能になり、長炎化が実現できることがわかる。
11 空気入口
2 保炎板
21 混合気噴出口
22 フレームロッド用貫通孔
23 イグニッションロッド用貫通孔
24 貫通孔
25 凸条
3 ガスノズル
31 補助ガス孔
4 フレームロッド
5 イグニッションロッド
A 燃焼用空気
B 補助ガス
F1 火炎(点火用)
F2 火炎(保炎用)
Claims (5)
- 保護筒の先端付近に保炎板を配設し、該保炎板に先端から燃料ガスをバーナ軸心方向に噴出するガスノズルの先端部を貫設するとともに、前記保護筒により保炎板側に燃焼用空気を供給するようにしたパイロットバーナにおいて、保護筒内の下部位置に沿ってガスノズルを配設し、該ガスノズルの保炎板の上流側に全体の燃料噴出量の10%〜20%の燃料ガスをガスノズル軸に対して直角方向で斜め上方に噴出する補助ガス孔を2個形成するとともに、該補助ガス孔からのガスの噴出方向に、補助ガス孔から噴出した補助ガスと燃焼用空気の混合気を噴出するフレームロッド用貫通孔及びイグニッションロッド用貫通孔からなる混合気噴出口を保炎板に形成し、補助ガス孔から噴出する燃料ガスで混合気を形成して保炎板の下流側に保炎用の火炎を形成するとともに、ガスノズルの先端から噴出する燃料ガスで長炎のパイロット火炎を形成するようにしたことを特徴とするパイロットバーナ。
- 保炎板と保護筒の間に空隙を形成するとともに、該保炎板に、前記フレームロッド用貫通孔及びイグニッションロッド用貫通孔とは別に、複数個の貫通孔を混合気噴出口として設けたことを特徴とする請求項1記載のパイロットバーナ。
- イグニッションロッド用貫通孔の内周に、断面山形の凸条を周方向に形成したことを特徴とする請求項1又は2記載のパイロットバーナ。
- 炎を検出するフレームロッドを保護筒の内部に組み込んで一体化したことを特徴とする請求項1、2又は3記載のパイロットバーナ。
- パイロットバーナの運転空気量を理論空気量の0.1〜0.5倍としたことを特徴とする請求項1、2、3又は4記載のパイロットバーナ。
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