JP5297060B2 - バーナ装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃料ガスを噴出するバーナヘッドと、火花放電させることにより噴出された燃料ガスに点火する電極棒と、その電極棒を内嵌する電気絶縁性を示す耐熱性で筒状の絶縁部材とを設け、前記バーナヘッドに前記電極棒及び前記絶縁部材を突出する状態で取り付けたバーナ装置に関する。

ところで、バーナヘッドとの間で火花放電させる場合において、絶縁部材が先端側から焼損することがあり、その焼損によって、例えば、火花放電の距離が短くなったり、火花放電の箇所が適正な箇所からずれる等、放電不良により燃料ガスに良好に点火できなくなる虞があった。つまり、絶縁部材の先端側は、高温状態で繰り返しオン・オフ操作されることに伴う衝撃によって焼損するものと考えられる。
一般的に、この種のバーナ装置では、通常は、燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給部から送り込まれる燃焼用空気により、バーナヘッド全体のみならず、絶縁部材をも冷却されて、その強度が維持されて耐久性を保つものである（尚、この様な従来技術に関しては、当業者の間で広く知られているものであるが、該当する構成が記載された特許文献などは見あたらないので、先行技術文献は示していない。）。

しかし、従来のバーナ装置においては、バーナ装置の燃焼を停止したときには、燃焼用空気も供給停止されるので、絶縁部材の冷却が充分に行われず、そのために、特に、オン・オフ操作が繰り返し行われると焼損し易くなると思われ、いまだ改善の余地があった。

本発明は、上記実状に鑑みて為されたものであって、その目的は、炉内の温度管理に悪影響を与えること無く、絶縁部材が先端側から焼損する虞を抑制することができるバーナ装置を提供する点にある。

本発明のバーナ装置は、燃料ガスを噴出するバーナヘッドと、火花放電させることにより噴出された燃料ガスに点火する電極棒と、その電極棒を内嵌する電気絶縁性を示す耐熱性で筒状の絶縁部材とを設け、前記バーナヘッドに前記電極棒及び前記絶縁部材を突出する状態で取り付けたバーナ装置であって、その第１特徴構成は、
炉の外壁に取り付けられ、且つ、燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給部が形成された第２取り付け部材と、当該第２取り付け部材のバーナ基端側に連結され、且つ、燃料ガスを供給する燃料ガス供給部が形成される第１取り付け部材と、前記第２取り付け部材のバーナ先端側に連結され、炉の外壁を貫通し且つバーナ先端側が炉内方に臨む保護部材とを備え、
前記第１取り付け部材のバーナ基端側に連結され、且つ冷却用空気を供給する冷却用空気供給部が形成されたアダプターを備え、
前記アダプターは、内周部におけるバーナ基端側に、前記電極棒及び前記絶縁部材を支持する電極部材が取り付けられ、内周部におけるバーナ先端側に、前記絶縁部材の外周部との間に隙間を開けた状態で前記絶縁部材をその長手方向に沿って囲繞する筒状体が、前記隙間に冷却用空気流路を形成するように取り付けられるとともに、前記筒状体の基端側部位よりバーナ基端側の外周部に、前記冷却用空気流路に連通する前記冷却用空気供給部が形成され、
前記電極棒及び前記絶縁部材を支持する状態で前記電極部材が装着され、前記冷却用空気供給部よりバーナ先端側に前記筒状体が装着された前記アダプターが、前記第１取り付け部材のアダプター取り付け用穴に、取り付けられている点にある。

すなわち、バーナ基端側に設けられたアダプターに形成された冷却用空気供給部から供給された冷却用空気は、アダプターに支持された絶縁部材と筒状体との隙間に形成された冷却用空気流路を通過してバーナ先端側に供給され、絶縁部材の先端側を冷却する。つまり、燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給部とは別に、冷却用空気を供給する専用の冷却用空気供給部を設けることにより、バーナ装置を燃焼停止させた直後においても冷却用空気を供給して、絶縁部材が先端側から焼損する虞を抑制することができ、その結果、絶縁部材を頻繁に交換することを不要にして、絶縁部材の長寿命化を図ることができる。さらに、絶縁部材の先端側をピンポイントで冷却するので、炉内に送り込む冷却用空気の量が少なくて済み、炉内の温度の低下を抑制して、温度管理を行なうのに好適なものにすることができる。

本発明の第２特徴構成は、上記第１特徴構成に加えて、
前記バーナヘッドの斜面部に筒状体取り付け用穴が形成され、当該筒状体取り付け用穴に前記筒状体が貫通する状態で取り付けられるとともに、
前記第１取り付け部材におけるバーナ基端側の中央から周縁部寄りの箇所に前記アダプター取り付け用穴が形成され、当該アダプター取り付け用穴に前記アダプターが取り付けられ、
バーナ長手方向視にて前記電極棒が前記バーナヘッドの中央から周縁部寄りに位置するように構成され、前記火花放電が、前記電極棒と前記バーナヘッドとの間で行われる点を特徴とする。

本発明の第３特徴構成は、上記第１特徴構成に加えて、
前記第１取り付け部材のバーナ先端側に、前記燃料ガスが内部を流れる炎口形成部材が設けられるとともに、前記アダプター取り付け用穴に前記アダプターが取り付けられた状態で、前記電極棒、前記絶縁部材及び前記筒状体が前記炎口形成部材内に挿通され、
先端側が前記電極棒の先端に対向する電極棒が、前記炎口形成部材のバーナ先端側の面に設けられ、
バーナ長手方向視にて前記電極棒の先端が前記バーナヘッドの中央又はほぼ中央に位置するように構成され、前記火花放電が、前記電極棒と前記対向する電極棒との間で行われる点を特徴とする。
すなわち、バーナ長手方向視にて電極棒の先端が、バーナヘッドの周縁部に較べて温度の低いバーナヘッドの中央又はほぼ中央に位置するので、絶縁部材が先端側から焼損する虞を一層抑制することができ、絶縁部材の一層の長寿命化を図ることができる。

〔第１実施の形態〕
以下、本発明に係るバーナ装置について説明する。
図１〜図３に示すように、本発明に係るバーナ装置Ａは炉Ｂの外壁１に取り付けられるものであって、バーナ装置Ａは、燃料ガスを供給する燃料ガス供給部２ａが外周部に形成された円柱状の第１取り付け部材２と、その第１取り付け部材２に連結されて燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給部３ａが外周部に形成された円筒状の第２取り付け部材３と、その第２取り付け部材３に連結されて炉Ｂの外壁１を貫通しかつバーナ先端側が炉Ｂ内方に臨む円筒状のステンレス製の保護部材４等を備えている。

前記第１取り付け部材２におけるバーナ先端側の面２ｂの中央にソケット部２ｃが形成され、ソケット部２ｃと燃料ガス供給部２ａとの間に連通流路２ｄが形成されている。ソケット部２ｃに円筒状の炎口形成部材５が取り付けられている。炎口形成部材５は、バーナ先端側の面５ａに複数の炎口５ｂが形成されている。炎口形成部材５と保護部材４との間に円板状の支持部材６が取り付けられており、バーナ長手方向視にて炎口形成部材５と保護部材４とが略同心円状に位置するように構成されている。炎口形成部材５のバーナ先端側にバーナヘッド７が取り付けられている。バーナヘッド７は、炎口形成部材５のバーナ先端側に取り付けられた筒状の取り付け部７ａ、その取り付け部７ａにおけるバーナ先端側の端部に接続されかつ複数の燃焼用空気流通用穴７ｂ及び後述する筒状体取り付け用穴７ｃが形成された椀状の斜面部７ｄ、その斜面部７ｄにおけるバーナ先端側の端部に形成された鍔部７ｅ等を備えている。そして、取り付け部７ａを通して炎口５ｂがバーナヘッド７の内方側に突出するように構成されている。

これにより、燃料ガス供給部２ａから供給された燃料ガスは、連通流路２ｄ、炎口形成部材５の内部を通過してバーナ先端側に流動し、複数の炎口５ｂからバーナヘッド７の内方側に噴出して火炎を生成することになる。燃焼用空気供給部３ａから供給された燃焼用空気は、炎口形成部材５と先端側部材４との間を通過してバーナ先端側に流動し、一部は、複数の燃焼用空気流通用穴７ｂを通ってバーナヘッド７の内方側に流入し、残りは、鍔部７ｅと保護部材４の間を通って、火炎に燃焼用空気を供給することになる。

そして、燃料ガスを噴出するバーナヘッド７と、そのバーナヘッド７との間で火花放電させることにより噴出された燃料ガスに点火する金属製の電極棒８と、その電極棒８を内嵌する電気絶縁性及び耐熱性を示す筒状のセラミック製の絶縁部材９と、その絶縁部材９の外周部との間に隙間を開けた状態で絶縁部材９をその長手方向に沿って囲繞するステンレス製の筒状体１０とを設け、バーナヘッド７に電極棒８、絶縁部材９、及び、筒状体１０を突出する状態で取り付けてある。

説明を加えると、バーナヘッド７の斜面部７ｄに形成された筒状体取り付け用穴７ｃに筒状体１０が貫通する状態で取り付けられている。バーナ長手方向視にて電極棒８と絶縁部材９と筒状体１０とが略同心円状に位置するように構成され、絶縁部材９の外周面と筒状体１０の内周面との間に円筒状の隙間が形成されている。絶縁部材９の先端９ａが筒状体１０の先端１０ａからバーナ先端側に突出し、電極棒８の先端８ａが絶縁部材９の先端９ａからバーナ先端側に突出するように構成されている。そして、バーナ長手方向視にて電極棒８の先端８ａがバーナヘッド７の中央から周縁部寄りに位置するように構成されている。

そして、前記電極棒８、絶縁部材９、及び、筒状体１０を支持し、且つ、絶縁部材９と筒状体１０との隙間に冷却用空気流路１１を形成するように、その冷却用空気流路１１に連通する冷却用空気供給部１２ａを形成したアダプター１２をバーナ基端側に設けてある。

説明を加えると、第１取り付け部材２におけるバーナ基端側の面２ｅの中央から周縁部寄りの箇所にアダプター取り付け用穴２ｆが形成され、そのアダプター取り付け用穴２ｆに円筒状のアダプター１２が取り付けられている。アダプター１２は、内周部におけるバーナ基端側に電極棒８及び絶縁部材９を支持する電極部材１３が取り付けられ、内周部におけるバーナ先端側に筒状体１０が取り付けられ、外周部に冷却用空気流路１１に連通する冷却用空気供給部１２ａが形成されている。

これにより、バーナ基端側に設けられたアダプター１２に形成された冷却用空気供給部１２ａから供給された冷却用空気は、アダプター１２に支持された絶縁部材９と筒状体１０との隙間に形成された冷却用空気流路１１を通過してバーナ先端側に供給され、絶縁部材９の先端側を冷却する。つまり、燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給部３ａとは別に、冷却用空気を供給する専用の冷却用空気供給部１２ａを設けることにより、バーナ装置Ａを燃焼させるときはもちろんのこととして、バーナ装置Ａを燃焼停止させたときにおいても冷却用空気を供給して、絶縁部材９の強度を維持してその先端側から焼損する虞を抑制することができ、その結果、絶縁部材９を頻繁に交換することを不要にして、絶縁部材９の長寿命化を図ることができる。さらに、絶縁部材９の先端側をピンポイントで冷却するので、炉Ｂ内に送り込む冷却用空気の量が少なくて済み、炉Ｂ内の温度の低下を抑制して、温度管理を行なうのに好適なものにすることができる。

〔第２実施の形態〕
この実施形態では、第１実施形態の構成と異なる構成についてのみ説明し、同じ構成については説明を省略する。
以下、本発明に係るバーナ装置Ａについて説明する。
第１実施形態では、バーナ長手方向視にて電極棒８の先端８ａがバーナヘッド７の中央から周縁部寄りに位置するのに対して、第２実施形態では、図４に示すように、バーナ長手方向視にて電極棒８の先端８ａがバーナヘッド７の中央又はほぼ中央に位置し、先端側が電極棒８の先端８ａに対向する金属製の略Ｌ字状の電極棒１４が、炎口形成部材５のバーナ先端側の面５ａに設けられている。
これにより、バーナ長手方向視にて電極棒８の先端８ａが、バーナヘッド７の周縁部に較べて温度の低いバーナヘッドの中央又はほぼ中央に位置するので、絶縁部材９が先端側から焼損する虞を一層抑制することができ、絶縁部材９の一層の長寿命化を図ることができる。

第１実施形態におけるバーナ装置の断面側面図 第１実施形態におけるバーナ装置のバーナ基端側を示す図 第１実施形態におけるバーナ装置のバーナ先端側を示す図 第２実施形態におけるバーナ装置のバーナ先端側を示す図

符号の説明

１ 外壁
２ 第１取り付け部材
２ａ 燃料ガス供給路
２ｆ アダプター取り付け用穴
３ 第２取り付け部材
３ａ 燃焼用空気供給路
４ 保護部材
５ 炎口形成部材
５ａ 面
７ バーナヘッド
７ｃ 筒状体取り付け用穴
７ｄ 斜面部
８ 電極棒
９ 絶縁部材
１０ 筒状体
１１ 冷却用空気流路
１２ アダプター
１２ａ 冷却用空気供給部
１４ 電極棒
Ｂ 炉

Claims (3)

1. 燃料ガスを噴出するバーナヘッドと、火花放電させることにより噴出された燃料ガスに点火する電極棒と、その電極棒を内嵌する電気絶縁性を示す耐熱性で筒状の絶縁部材とを設け、前記バーナヘッドに前記電極棒及び前記絶縁部材を突出する状態で取り付けたバーナ装置であって、
   炉の外壁に取り付けられ、且つ、燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給部が形成された第２取り付け部材と、当該第２取り付け部材のバーナ基端側に連結され、且つ、燃料ガスを供給する燃料ガス供給部が形成される第１取り付け部材と、前記第２取り付け部材のバーナ先端側に連結され、炉の外壁を貫通し且つバーナ先端側が炉内方に臨む保護部材とを備え、
   前記第１取り付け部材のバーナ基端側に連結され、且つ冷却用空気を供給する冷却用空気供給部が形成されたアダプターを備え、
   前記アダプターは、内周部におけるバーナ基端側に、前記電極棒及び前記絶縁部材を支持する電極部材が取り付けられ、内周部におけるバーナ先端側に、前記絶縁部材の外周部との間に隙間を開けた状態で前記絶縁部材をその長手方向に沿って囲繞する筒状体が、前記隙間に冷却用空気流路を形成するように取り付けられるとともに、前記筒状体の基端側部位よりバーナ基端側の外周部に、前記冷却用空気流路に連通する前記冷却用空気供給部が形成され、
   前記電極棒及び前記絶縁部材を支持する状態で前記電極部材が装着され、前記冷却用空気供給部よりバーナ先端側に前記筒状体が装着された前記アダプターが、前記第１取り付け部材のアダプター取り付け用穴に、取り付けられているバーナ装置。
2. 前記バーナヘッドの斜面部に筒状体取り付け用穴が形成され、当該筒状体取り付け用穴に前記筒状体が貫通する状態で取り付けられるとともに、
   前記第１取り付け部材におけるバーナ基端側の中央から周縁部寄りの箇所に前記アダプター取り付け用穴が形成され、当該アダプター取り付け用穴に前記アダプターが取り付けられ、
   バーナ長手方向視にて前記電極棒が前記バーナヘッドの中央から周縁部寄りに位置するように構成され、前記火花放電が、前記電極棒と前記バーナヘッドとの間で行われる請求項１に記載のバーナ装置。
3. 前記第１取り付け部材のバーナ先端側に、前記燃料ガスが内部を流れる炎口形成部材が設けられるとともに、前記アダプター取り付け用穴に前記アダプターが取り付けられた状態で、前記電極棒、前記絶縁部材及び前記筒状体が前記炎口形成部材内に挿通され、
   先端側が前記電極棒の先端に対向する電極棒が、前記炎口形成部材のバーナ先端側の面に設けられ、
   バーナ長手方向視にて前記電極棒の先端が前記バーナヘッドの中央又はほぼ中央に位置するように構成され、前記火花放電が、前記電極棒と前記対向する電極棒との間で行われる請求項１に記載のバーナ装置。

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