JP6124596B2 - バーナノズル及び火炎検知構造 - Google Patents

Description

本発明は、燃焼用空気と燃料ガスとが混合された予混合ガスを噴出する予混合ガス噴出部と、その予混合ガス噴出部の周囲にて燃料ガスを噴出する燃料ガス噴出部とが備えられたバーナノズル、及び、そのバーナノズルを取り付けたバーナの火炎検知構造に関する。

上記のようなバーナノズルは、例えば、ラジアントチューブ内に備えられるバーナに用いられており、ノズル本体の中央部に予混合ガス噴出部が備えられ、その予混合ガス噴出部の周囲を囲む周方向に間隔を隔てて複数の燃料ガス噴出部が備えられている。そして、ノズル本体には、予混合ガス配管及び燃料ガス配管が接続されており、予混合ガス配管にて導入される予混合ガスを予混合ガス噴出部に供給する予混合ガス供給路と、燃料ガス配管にて導入される燃料ガスを燃料ガス噴出部に供給する燃料ガス供給路とが備えられている（例えば、特許文献１参照。）。

特開平６−１１７６１２号公報

上記のようなバーナノズルとして、例えば、図７及び図８に示すように、予混合ガス供給路１０５と燃料ガス供給路１０６とが完全に分離して区画形成されているものがある。

このバーナノズルでは、ノズル本体１００の先端部の中央部に予混合ガス噴出部１０１が備えられ、その予混合ガス噴出部１０１よりもノズル本体１００の基端側に燃料ガス噴出部１０２が備えられ、予混合ガス噴出部１０１の周囲を囲む周方向に間隔を隔てて複数の燃料ガス噴出部１０２が備えられている。そして、複数の燃料ガス噴出部１０２によって、予混合ガス噴出部１０１から噴出される予混合ガスＧ１に対して、その周囲から燃料ガス噴出部１０２から燃料ガスＧ２を噴出するようにしている。また、燃料ガス噴出部１０２の周囲からは燃焼用空気Ａが供給されている。

このバーナノズルでは、ノズル本体１００の基端側から順に、円筒状の第１流路部位１０７、円筒状の第２流路部位１０８が備えられており、第１流路部位１０７と第２流路部位１０８との中心軸が同心上に備えられている。第１流路部位１０７は、その流路径を同一としてノズル本体１００の軸心方向に延びる直線状に形成されている。第２流路部位１０８は、その基端側端部における流路径が第１流路部位１０７の流路径よりも小さく形成されており、第１流路部位１０７と第２流路部位１０８との間に段部が形成されている。第２流路部位１０８は、その先端側ほど大きな流路径となるように末広がり形状に形成されている。また、ノズル本体１００には、第１流路部位１０７からその径方向外側に延びて第１流路部位１０７と燃料ガス噴出部１０２とを連通する第３流路部位１０９が備えられている。予混合ガス配管１０３には、予混合ガスＧ１を旋回させて通流させるための旋回部１１０が備えられている。

ノズル本体１００に接続するガス配管は、予混合ガスＧ１を供給する予混合ガス配管１０３を内側とし、燃料ガスＧ２を供給する燃料ガス配管１０４を外側とする二重管構造が採用されており、予混合ガス配管１０３が燃料ガス配管１０４よりもノズル本体１００の先端側に突出する状態で接続されている。予混合ガス配管１０３は、その先端部が第２流路部位１０８の基端側端部に内嵌されており、燃料ガス配管１０４は、その先端部が第１流路部位１０７の基端側端部に内嵌される状態で螺合接続されている。これにより、予混合ガス配管１０３によって、第１流路部位１０７がその内側空間と外側空間とに区画されて、予混合ガス供給路１０５と燃料ガス供給路１０６とが分離して形成されている。

つまり、予混合ガスＧ１は、予混合ガス配管１０３にて第２流路部位１０８に導入され、その第２流路部位１０８を通して、予混合ガス噴出部１０１に供給されており、予混合ガス供給路１０５が第２流路部位１０８から構成されている。また、燃料ガスＧ２は、燃料ガス配管１０４にて第１流路部位１０７に導入されており、その導入箇所が第１流路部位１０７において予混合ガス配管１０３にて区画された外側空間となっている。そして、燃料ガスＧ２は、その第１流路部位１０７における外側空間、及び、第３流路部位１０９を通して、燃料ガス噴出部１０２に供給されており、燃料ガス供給路１０６が第１流路部位１０７及び第３流路部位１０９から構成されている。

このようなバーナノズルを取り付けたバーナの火炎検知構造としては、予混合ガス噴出部１０１から噴出される予混合ガスＧ１にて形成される火炎を検知する予混合ガス用の火炎検知と、燃料ガス噴出部１０２から噴出される燃料ガスＧ２にて形成される火炎を検知する燃料ガス用の火炎検知との２つの火炎検知を別々に行うようにしている。ちなみに、このように、予混合ガス供給路と燃料ガス供給路とが完全に分離して区画形成されているガスノズルのように、独立に形成される可能性がある火炎は個々に検知することが必要とされるためである。

具体的には、予混合ガス用の火炎検知と燃料ガス用の火炎検知とを別々に行うに当たり、例えば、予混合ガス用の火炎検知については、予混合ガス配管１０３の基端部に覗き窓等を備えることにより、作業者の目視により予混合ガス用の火炎検知を行うか、或いは、予混合ガスにて形成される火炎形成位置にフレームロッド等の火炎検知センサを備えることにより予混合ガス用の火炎検知を行うこととなる。また、燃料ガス用の火炎検知については、その火炎形成位置にフレームロッド等の火炎検知センサを備えることで、燃料ガス用の火炎検知を行うこととなる。

しかしながら、上述のような火炎検知構造では、予混合ガス用の火炎検知構造と燃料ガス用の火炎検知構造とを別々に備えなければならず、それだけ構成の複雑化を招く虞がある。また、上述のガスノズルでは、予混合ガスにて形成される火炎と燃料ガスにて形成される火炎が近接して形成されることから、予混合ガスにて形成される火炎及び燃料ガスにて形成される火炎の一方のみを検知しようとしても、火炎の揺らぎ等により、予混合ガスにて形成される火炎及び燃料ガスにて形成される火炎の一方だけではなく、予混合ガスにて形成される火炎及び燃料ガスにて形成される火炎の両方又は他方を検知してしまう等、誤検知の可能性があった。しかも、上述の如く、燃料ガス用の火炎検知構造として、火炎形成位置に火炎検知センサを備える場合には、火炎検知センサを設置するスペースを確保することが難しいものとなっている。

本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、その目的は、予混合ガス噴出部及び燃料ガス噴出部から噴出されるガスにて形成される火炎検知を簡易な構成により行いながら、その火炎検知を適切に行うことができるバーナノズル、及び、そのバーナノズルを取り付けたバーナの火炎検知構造を提供する点にある。

この目的を達成するために、本発明に係るバーナノズルの特徴構成は、ノズル本体に、燃焼用空気と燃料ガスとが混合された予混合ガスを噴出する予混合ガス噴出部と、その予混合ガス噴出部の周囲にて燃料ガスを噴出する燃料ガス噴出部と、導入される予混合ガスを前記予混合ガス噴出部に供給する予混合ガス供給路と、導入される燃料ガスを前記燃料ガス噴出部に供給する燃料ガス供給路と、前記予混合ガス供給路の途中部位と前記燃料ガス供給路の途中部位とを連通する連通部とが備えられている点にある。

本特徴構成によれば、連通部を備えることで、予混合ガス供給路にて供給される予混合ガスの一部を連通部を通して燃料ガス供給路に混合させるガス混合と、燃料ガス供給路にて供給される燃料ガスの一部を連通部を通して予混合ガス供給路に混合させるガス混合との少なくとも一方のガス混合が生じることになる。このように、連通部によって予混合ガスと燃料ガスとを混合させながら、その混合ガスを予混合ガス噴出部と燃料ガス噴出部の一方又は両方から噴出させて、火炎を形成して燃焼することができる。このことから、その混合ガスにて形成される火炎を、予混合ガス噴出部及び燃料ガス噴出部から噴出させたガスにて形成される実質的に１つの火炎として考えることができる。したがって、火炎検知としては、その混合ガスにて形成される火炎を検知するだけでよいことになる。そして、予混合ガス噴出部と燃料ガス噴出部の一方又は両方からは、予混合ガスと燃料ガスとの混合ガスが噴出されることになるので、その混合ガスにて形成される火炎を検知するだけの構成を備えればよく、簡易な構成により火炎検知を行うことができる。しかも、火炎検知の対象としては、予混合ガスにて形成される火炎及び燃料ガスにて形成される火炎の一方のみではなく、予混合ガス噴出部と燃料ガス噴出部の一方又は両方から噴出されるガスにて形成される火炎を検知すればよいので、火炎の揺らぎ等が生じても、その火炎検知を適切に行うことができる。

本発明に係るバーナノズルの更なる特徴構成は、前記予混合ガス供給路は、予混合ガス配管にて予混合ガスが導入される予混合ガス導入部を備えており、前記燃料ガス供給路は、燃料ガス配管にて燃料ガスが導入される燃料ガス導入部を備えており、前記予混合ガス配管及び前記燃料ガス配管は、前記ノズル本体に対して、前記予混合ガス導入部と前記燃料ガス導入部との間を連通する連通空間を形成する状態で接続自在に構成されており、その連通空間にて前記連通部が形成されている点にある。

本特徴構成によれば、ノズル本体に対して予混合ガス配管及び燃料ガス配管を接続することにより形成される連通空間によって、予混合ガス導入部に導入された予混合ガスの一部を燃料ガス導入部に混合させるガス混合と、燃料ガス導入部に導入された燃料ガスの一部を予混合ガス導入部に混合させるガス混合との少なくとも一方のガス混合が生じることになる。よって、連通空間によって連通部を適切に構成することができる。そして、ノズル本体に対して予混合ガス配管及び燃料ガス配管を接続するに当たり、予混合ガス導入部と燃料ガス導入部とが連通するように接続するだけでよく、簡易な構成によって連通空間を形成でき、構成の簡素化を図ることができる。

本発明に係るバーナノズルの更なる特徴構成は、前記予混合ガス導入部と前記燃料ガス導入部は、前記燃料ガス導入部を前記予混合ガス導入部よりも大径として、前記ノズル本体の基端側から、前記燃料ガス導入部、前記予混合ガス導入部の順に隣接して軸心方向に並ぶように、同心軸上に備えられ、前記予混合ガス導入部は、前記予混合ガス配管よりも大径又は略同一径に形成されており、前記ノズル本体に前記予混合ガス配管及び前記燃料ガス配管を接続するに当たり、前記予混合ガス配管を内側に且つ前記燃料ガス配管を外側とする二重管状態として、前記予混合ガス配管の先端部が前記燃料ガス配管の先端部よりも前記ノズル本体の先端側に突出し、その突出部位が前記予混合ガス導入部の内壁部との間に間隔を隔てて前記予混合ガス導入部に入り込む状態で、前記燃料ガス配管を前記燃料ガス導入部に内嵌接続自在に構成されている点にある。

本特徴構成によれば、予混合ガス配管を内側に且つ燃料ガス配管を外側とする二重管状態として、燃料ガス配管を燃料ガス導入部に内嵌接続するだけで、ノズル本体に予混合ガス配管及び燃料ガス配管を接続することができる。その接続状態では、予混合ガス配管の先端部が予混合ガス導入部に入り込んでいることから、その予混合ガス配管にて予混合ガスが予混合ガス導入部に導入される。そして、予混合ガス配管の先端部は、予混合ガス導入部の内壁部との間の間隔を隔てているので、その隙間によって、隣接する燃料ガス導入部と予混合ガス導入部とが連通されることになり、その隙間にて連通空間を形成することができる。したがって、燃料ガス配管を燃料ガス導入部に内嵌接続するという簡易な接続構成を採用しながら、予混合ガス配管の突出部位を予混合ガス導入部の内壁部との間に間隔を隔てて予混合ガス導入部に入り込ませるという簡易な構成によって、連通空間を適切に形成することができる。

本発明に係るバーナノズルの更なる特徴構成は、前記予混合ガス配管は、前記燃料ガス配管の先端部よりも突出する突出部位について、その外周部が径方向内側に窪んだ形状に形成されている点にある。

本特徴構成によれば、予混合ガス配管の突出部位を、その外周部が径方向内側に窪んだ形状にすることで、予混合ガス導入部の内壁部との間の間隔を確実に形成することができる。よって、連通空間の形成を確実なものとすることができる。

本発明に係るバーナノズルを取り付けたバーナの火炎検知構造として、前記予混合ガス噴出部から噴出されるガスにて形成される火炎を検知する火炎検知部が備えると好適である。

上述の如く、予混合ガス噴出部の周囲に燃料ガス噴出部が備えられていることから、予混合ガス噴出部から噴出されるガスが中央に位置して、その周囲に燃料ガス噴出部からガスが噴出されることになる。これにより、予混合ガス噴出部及び燃料ガス噴出部から噴出されるガスにて形成される火炎の位置としては、予混合ガス噴出部からのガスが噴出される位置に火炎が形成され易くなる。そこで、本特徴構成では、予混合ガス噴出部から噴出されるガスにて形成される火炎を検知する火炎検知部を備えることで、予混合ガス噴出部及び燃料ガス噴出部から噴出されるガスにて形成される火炎の検知を簡易な構成で行うことができながら、その火炎検知を適切に行うことができる。

バーナ全体の概略構成を示す図 バーナ及びバーナノズルの断面図 ノズル本体の軸心方向視でのノズル本体を示す図 バーナからバーナノズルを取り外した状態での断面図 別実施形態におけるバーナノズルの断面図 別実施形態におけるバーナノズルの断面図 従来例のバーナ及びバーナノズルの断面図 従来例のノズル本体の軸心方向視でのノズル本体を示す図

本発明に係るバーナノズルの実施形態について、図面に基づいて説明する。
このバーナノズル１は、例えば、図１に示すように、ラジアントチューブ２内に備えられるバーナ３に用いられている。炉４を囲む炉壁５には、ラジアントチューブ２及びバーナ３を取り付けるための取付孔部６が形成されている。ラジアントチューブ２は、その端部が締結部材（例えばボルト）による締結等により炉壁５に連結されており、ラジアントチューブ２の長手方向の途中部位が取付孔部６を貫通して炉４内に露出するように取り付けられている。バーナ３は、その基端部（図中Ｘ１側の端部）が締結部材（例えばボルト）による締結等により炉壁５に連結されており、ラジアントチューブ２の内部に収納されるように取り付けられている。

バーナ３は、図１〜図３に示すように、円筒状の燃焼筒７を備えており、その燃焼筒７の先端側空間、及び、それに連続するラジアントチューブ２の内部空間を、燃焼空間８としている。バーナ３は、その先端部に取り付けられたバーナノズル１から、燃焼用空気と燃料ガスとが混合された予混合ガスＧ１、燃料ガスＧ２、及び、燃焼用空気Ａを燃焼空間８に噴出させて燃焼させるように構成されている。バーナ３は、バーナノズル１の他に、予混合ガスＧ１を導入する予混合ガス配管９と、燃料ガスＧ２を導入する燃料ガス配管１０と、燃焼用空気Ａを導入する燃焼用空気導入部１１とを備えている。

予混合ガス配管９は、円筒状に形成されており、その基端部（図中Ｘ１側の端部）に供給される予混合ガスＧ１をその先端部（図中Ｘ２側の端部）に向けて通流させるように構成されている。燃料ガス配管１０は、予混合ガス配管９よりも大径の円筒状に形成されており、その基端部に供給される燃料ガスＧ２をその先端部に向けて通流させるように構成されている。そして、予混合ガス配管９と燃料ガス配管１０とは、予混合ガス配管９を内側とし、燃料ガス配管１０を外側とする二重管状態に備えられており、燃料ガスＧ２は、予混合ガス配管９の外壁部と燃料ガス配管１０の内壁部との間を通流するように構成されている。燃焼用空気導入部１１は、燃料ガス配管１０よりも大径の円筒状に形成され、燃焼筒７の基端側端部に連結されている。燃焼用空気導入部１１は、燃料ガス配管１０の外周囲を覆い、その燃料ガス配管１０の外壁部との間の空間に燃焼用空気Ａを導入させている。

バーナノズル１は、円筒状に形成されたノズル本体１２を備え、そのノズル本体１２がバーナ３の先端部に取り付けられている。ノズル本体１２には、図２及び図４に示すように、その先端部（図中Ｘ２側の端部）に予混合ガスＧ１を噴出する円形状の予混合ガス噴出部１３が備えられ、その予混合ガス噴出部１３よりもノズル本体１２の基端側（図中Ｘ１側の端部）に燃料ガスＧ２を噴出する円形状の燃料ガス噴出部１４が備えられている。そして、ノズル本体１２の軸心方向視において、図３に示すように、予混合ガス噴出部１３がノズル本体１２の中央部に配置され、その予混合ガス噴出部１３の周囲を囲む周方向に間隔を隔てて複数の燃料ガス噴出部１４が備えられている、この実施形態では、例えば、予混合ガス噴出部１３の周囲を囲む周方向に一定間隔を隔てて８つの燃料ガス噴出部１４が備えられている。このように、ノズル本体１２の径方向において、予混合ガス噴出部１３と燃料ガス噴出部１４とが近接位置している。また、燃焼空間８には、予混合ガスＧ１及び燃料ガスＧ２に加えて、燃焼用空気Ａも供給されており、燃焼用空気Ａは、燃焼用空気供給路１７によって燃料ガス噴出部１４の外周囲から供給されている。

ノズル本体１２には、図２に示すように、予混合ガス配管９にて導入される予混合ガスＧ１を予混合ガス噴出部１３に供給する予混合ガス供給路１５と、燃料ガス配管１０にて導入される燃料ガスＧ２を燃料ガス噴出部１４に供給する燃料ガス供給路１６とが備えられている。また、ノズル本体１２の周囲には、予混合ガスＧ１と燃料ガスＧ２とは別に、燃焼用空気導入部１１に導入された燃焼用空気Ａを燃焼空間８に供給する燃焼用空気供給路１７が備えられている。この燃焼用空気供給路１７は、その基端側部位（図中Ｘ１側の部位）が燃料ガス配管１０の外壁部と燃焼筒７の内壁部との間の空間にて形成されており、その先端側部位（図中Ｘ２側の部位）がノズル本体１２の外壁部と燃焼筒７との内壁部との間の空間にて形成されている。このバーナ３では、燃焼筒７の中央部に予混合ガスＧ１を通流させ、その予混合ガスＧ１の外周囲に燃料ガスＧ２を通流させ、その燃料ガスＧ２の外周囲に燃焼用空気Ａを通流させている。このように、バーナ３としては、燃焼筒７の径内側から順に、予混合ガス配管９、燃料ガス配管１０、燃焼筒７を配置させた三重管構造が採用されており、コンパクトなバーナに構成されている。

予混合ガス供給路１５は、図２及び図４に示すように、ノズル本体１２の基端側（図中Ｘ１側）から、予混合ガス導入部２１、第１流路部位１８、第２流路部位１９の順に隣接して並ぶように備えられている。予混合ガス導入部２１、第１流路部位１８、第２流路部位１９のいずれもが、円筒状に形成されており、その中心軸が同心軸上となるように備えられている。予混合ガス導入部２１は、予混合ガス配管９にて予混合ガスＧ１が導入されており、予混合ガス配管９よりも大径に形成されている。第１流路部位１８は、ノズル本体１２の軸心方向に沿って基端側から先端側に延びる直線状の流路にて形成されており、その流路径が全長に亘って同一径に形成されている。第２流路部位１９は、ノズル本体１２の先端側ほど流路径を大径とする末広がり形状に形成されている。

燃料ガス供給路１６は、ノズル本体１２の基端側（図中Ｘ１側）から、燃料ガス導入部２０、第３流路部位２２の順に隣接して並ぶように備えられている。燃料ガス導入部２０は、円筒状に形成されており、その中心軸が、予混合ガス供給路１５における予混合ガス導入部２１、第１流路部位１８、及び、第２流路部位１９の中心軸と同心軸上となるように備えられている。これにより、ノズル本体１２には、ノズル本体１２の基端側（図中Ｘ１側）から、燃料ガス導入部２０、予混合ガス導入部２１、第１流路部位１８、第２流路部位１９の順に隣接して並ぶように備えられている。燃料ガス導入部２０の内壁部には、燃料ガス配管１０の外壁部に形成された第１ネジ部２３ａに螺合する第２ネジ部２３ｂが形成されている。この第２ネジ部２３ｂは、ノズル本体１２の軸心方向において燃料ガス導入部２０の内壁部の全長に亘って形成されており、燃料ガス導入部２０の全体が燃料ガス配管１０を接続するガス配管接続部として構成されている。第３流路部位２２は、予混合ガス導入部２１の周囲から、ノズル本体１２の径方向外側に延びる状態で、その径方向の外側ほどノズル本体１２の先端側に位置するように傾斜する傾斜状に形成されている。

ノズル本体１２に対して予混合ガス配管９及び燃料ガス配管１０を接続するに当たり、図４に示すように、予混合ガス配管９を内側に且つ燃料ガス配管１０を外側とする二重管状態とし、燃料ガス配管１０の外壁部の第２ネジ部２３ｂを燃料ガス導入部２０の内壁部の第１ネジ部２３ａに螺合させている。このようにして、二重管状態の予混合ガス配管９及び燃料ガス配管１０のうち、外側の燃料ガス配管１０を燃料ガス導入部２０に内嵌接続することで、ノズル本体１２に対して予混合ガス配管９及び燃料ガス配管１０を接続している。

ノズル本体１２に対して予混合ガス配管９及び燃料ガス配管１０を接続するに当たり、予混合ガス配管９の先端部が燃料ガス配管１０の先端部よりも突出して、その突出部位２５が予混合ガス導入部２１の内壁部との間に間隔を隔てて予混合ガス導入部２１に入り込んだ状態で接続されている。このようにして、予混合ガス配管９の突出部位２５と予混合ガス導入部２１の内壁部との間に間隔を隔てることで、予混合ガス導入部２１と燃料ガス導入部２０との間を連通する連通空間２４を形成する状態で、ノズル本体１２に対して予混合ガス配管９及び燃料ガス配管１０が接続されている。予混合ガス導入部２１は、予混合ガス配管９よりも大径に形成されており、予混合ガス導入部２１の中心軸と予混合ガス配管９の中心軸とを同心上とすることにより、予混合ガス配管９における突出部位２５の外壁部と予混合ガス導入部２１の内壁部との間に間隔が形成されている。そして、この間隔を利用して、予混合ガス導入部２１と燃料ガス導入部２０とを連通する連通空間２４が形成されている。この実施形態では、燃料ガス導入部２０の全体がガス配管接続部として構成されているので、燃料ガス導入部２０に接続される燃料ガス配管１０内と予混合ガス導入部２１とが連通空間２４を通して連通されている。また、予混合ガス配管９における突出部位２５及びそれに連なる部位については、その外周部が径方向内側に窪んだ形状に形成されている。これにより、予混合ガス配管９における突出部位２５の外壁部と予混合ガス導入部２１の内壁部との間に確実に間隙を形成することができ、連通空間２４の形成を適切に行うことができる。

このようにして、連通空間２４を形成することで、その連通空間２４を通して、予混合ガス供給路１５にて供給される予混合ガスＧ１の一部を燃料ガス供給路１６に混合させるガス混合と、燃料ガス供給路１６にて供給される燃料ガスＧ２の一部を予混合ガス供給路１５に混合させるガス混合との少なくとも一方のガス混合が生じることになる。これにより、連通空間２４によって、予混合ガス供給路１５の途中部位と燃料ガス供給路１６の途中部位とを連通する連通部Ｋが形成されている。

予混合ガス供給路１５において第１流路部位１８には、予混合ガスＧ１を旋回させて噴出させるための旋回部２９が備えられている。ノズル本体１２には、予混合ガス噴出部１３から噴出される予混合ガスＧ１を点火させるためのスパークロッド２６が備えられている。スパークロッド２６は、予混合ガス供給路１５内に備えられており、支持部２７によって旋回部２９を貫通する状態で支持されている。

このバーナ３は、図２に示すように、予混合ガスＧ１及び燃料ガスＧ２の両方を供給して燃焼空間８での燃焼を行うことができる。この場合には、予混合ガスＧ１については、図中太線矢印にて示すように、予混合ガス配管９にて予混合ガス供給路１５の予混合ガス導入部２１に導入され、予混合ガス供給路１５の第１流路部位１８及び第２流路部位１９を通して予混合ガス噴出部１３に供給され、予混合ガス噴出部１３から噴出されている。燃料ガスＧ２については、図中細線矢印にて示すように、燃料ガス導入部２０の全体に接続された燃料ガス配管１０にてその一部が燃料ガス供給路１６の第３流路部位２２に供給され、残りの一部が連通空間２４を通して予混合ガス導入部２１に供給されている。そして、第３流路部位２２に供給された燃料ガスＧ２は、第３流路部位２２を通して燃料ガス噴出部１４に供給され、燃料ガス噴出部１４から噴出されている。一方、連通空間２４を通して予混合ガス導入部２１に供給された燃料ガスＧ２については、予混合ガス導入部２１に導入された予混合ガスＧ１と混合されて、予混合ガス噴出部１３から噴出されている。

図示は省略するが、このバーナ３では、燃料ガスＧ２の供給を停止させて予混合ガスＧ１のみを供給して燃焼空間８での燃焼を行うことができる。この場合には、予混合ガス配管９にて予混合ガス供給路１５の予混合ガス導入部２１に予混合ガスＧ１が導入されると、その予混合ガスＧ１の一部が、予混合ガス供給路１５の第１流路部位１８及び第２流路部位１９を通して予混合ガス噴出部１３に供給され、予混合ガス噴出部１３から噴出される。また、予混合ガスＧ１の残りの一部が、連通空間２４を通して予混合ガス導入部２１から燃料ガス導入部２０に接続された燃料ガス配管１０内に流入し、燃料ガス供給路１６の第３流路部位２２を通して燃料ガス噴出部１４に供給され、燃料ガス噴出部１４から噴出されている。

ちなみに、予混合ガスＧ１及び燃料ガスＧ２の両方を供給して燃焼空間８での燃焼を行う場合には、予混合ガスＧ１の供給量及び燃料ガスＧ２の供給量を調整することで、燃焼空間８での燃焼量を調整することができる。また、燃料ガスＧ２の供給を停止させて予混合ガスＧ１のみを供給して燃焼空間８での燃焼を行う場合には、予混合ガスＧ１の供給量を調整することで、燃焼空間８での燃焼量を調整することができる。よって、このバーナ３は、ターンダウン比を大きくとることができ、幅広い温度範囲で使用される炉にも対応することができる。

上述の如く、このバーナノズル１では、連通部Ｋ（連通空間２４）によって、予混合ガスＧ１と燃料ガスＧ２とを混合しながら、その混合ガスを予混合ガス噴出部１３や燃料ガス噴出部１４から噴出している。このことから、その混合ガスにて形成される火炎を、予混合ガス噴出部１３及び燃料ガス噴出部１４から噴出させたガスにて形成される実質的に１つの火炎として考えることができる。そこで、このバーナ３では、予混合ガス噴出部１３から噴出されるガスにて形成される火炎を検知する火炎検知部として、予混合ガス配管９の基端側端部に火炎検知用の覗き窓部２８が備えられている。これにより、予混合ガス配管９にて予混合ガスＧ１を導入させるとともに、燃料ガス配管１０にて燃料ガスＧ２を導入させて燃焼を行う場合には、覗き窓部２８から覗くことで、予混合ガス噴出部１３から噴出される予混合ガスＧ１に燃料ガスＧ２が混合された混合ガスにて形成される火炎を検知することができる。また、燃料ガス配管１０による燃料ガスＧ２の導入を停止させて、予混合ガス配管９にて予混合ガスＧ１だけを導入させて燃焼を行う場合にも、覗き窓部２８から覗くことで、予混合ガス噴出部１３から噴出される予混合ガスＧ１にて形成される火炎を検知することができる。このように、このバーナ３の火炎検知構造としては、火炎検知部としての覗き窓部２８を備えるだけでよく、構成の簡素化を図ることができながら、その火炎検知を適切に行うことができる。

〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、ノズル本体１２の軸心方向において、燃料ガス噴出部１４を予混合ガス噴出部１３よりも基端側に配置しているが、図５及び図６に示すように、ノズル本体の軸心方向において、燃料ガス噴出部と予混合ガス噴出部とを同一位置に配置することもできる。以下、図５及び図６に示すバーナノズルの夫々について説明するが、上記実施形態と同様の構成については、同符号を記す等により説明を省略する。

まず、図５に示すバーナノズルについて説明する。
図５では、ノズル本体３１の中央部に予混合ガス噴出部３２を配置し、その予混合ガス噴出部３２の周囲を囲むように燃料ガス噴出部３３を備えている。そして、ノズル本体３１の中央部に予混合ガス供給路３４を配置し、その予混合ガス供給路３４の周囲を囲むように燃料ガス供給路３５を備えている。予混合ガス供給路３４及び燃料ガス供給路３５の両方が、ノズル本体３１の軸心方向に沿って延びる同径の直線状の流路に形成されており、予混合ガス供給路３４を内側とし、燃料ガス供給路３５を外側とする二重管状態とされている。予混合ガス供給路３４の基端側部位を予混合ガス導入部３６としており、予混合ガス配管３７にて予混合ガス導入部３６に予混合ガスＧ１が導入されている。予混合ガス配管３７は、基端側部位よりも先端部を小径とする突出形状に形成されており、予混合ガス導入部３６は、予混合ガス配管３７の基端側部位と同径に形成されており、予混合ガス配管３７の先端部が予混合ガス導入部３６よりも小径に形成されている。予混合ガス配管３７は、突出状の先端部が予混合ガス導入部３６の内壁部との間に間隔を隔てて予混合ガス導入部３６に入り込むように接続されている。また、燃料ガス供給路３５の基端側部位を燃料ガス導入部３８としており、図示は省略するが、燃料ガス配管は、燃料ガス導入部３８に燃料ガスＧ２を導入するように接続されている。例えば、上記実施形態と同様に、予混合ガス配管３７を内側とし、燃料ガス配管を外側とする二重管状態にてノズル本体３１に接続することができる。このように、予混合ガス導入部３６と燃料ガス導入部３８との間を連通する連通空間３９を形成する状態で、ノズル本体３１に対して予混合ガス配管３７及び燃料ガス配管を接続することができる。連通空間３９を形成することで、その連通空間３９を通して、予混合ガス供給路３４にて供給される予混合ガスＧ１の一部を燃料ガス供給路３５に混合させるガス混合と、燃料ガス供給路３５にて供給される燃料ガスＧ２の一部を予混合ガス供給路３４に混合させるガス混合との少なくとも一方のガス混合が生じることになる。これにより、連通空間３９によって、予混合ガス供給路３４の途中部位と燃料ガス供給路３５の途中部位とを連通する連通部Ｋが形成されている。

次に、図６に示すバーナノズルについて説明する。
図６では、図５とは異なり、予混合ガス配管３７がその基端側部位から先端部に亘ってその流路径が同一径に形成されており、予混合ガス導入部３６が、予混合ガス配管３７よりも大径に形成されている。予混合ガス配管３７は、その先端部が予混合ガス導入部３６の内壁部との間に間隔を隔てて予混合ガス導入部３６に入り込むように接続されている。このように、予混合ガス導入部３６と燃料ガス導入部３８との間を連通する連通空間３９を形成する状態で、ノズル本体３１に対して予混合ガス配管３７及び燃料ガス配管を接続することができる。また、この図６においても、図５と同様に、連通空間３９を形成することで、その連通空間３９を通して、予混合ガス供給路３４にて供給される予混合ガスＧ１の一部を燃料ガス供給路３５に混合させるガス混合と、燃料ガス供給路３５にて供給される燃料ガスＧ２の一部を予混合ガス供給路３４に混合させるガス混合との少なくとも一方のガス混合が生じることになる。これにより、連通空間３９によって、予混合ガス供給路３４の途中部位と燃料ガス供給路３５の途中部位とを連通する連通部Ｋが形成されている。

（２）上記実施形態及び上述の（１）では、予混合ガス導入部と燃料ガス導入部との間を連通する連通空間を形成する状態で、ノズル本体に対して予混合ガス配管及び燃料ガス配管を接続するようにしている。これに代えて、ノズル本体に、予混合ガス供給路の中間部位と燃料ガス供給路の中間部位とを連通する連通路を形成することで、その連通路にて連通部を構成することもできる。この場合には、連通路によって、予混合ガス供給路の途中部位と燃料ガス供給路の途中部位とを連通する連通部Ｋを形成することができる。例えば、図５及び図６に示すように、予混合ガス供給路を内側とし、燃料ガス供給路を外側とする二重管状態とするものでは、予混合ガス供給路と燃料ガス供給路を連通する連通路を予混合ガス導入部よりもノズル本体の先端側に形成することができる。この場合に、連通路の形状については、径方向の内側部位ほどノズル本体の先端側に位置するように傾斜する傾斜状に形成したり、或いは、図５及び図６における連通空間３９のように、予混合ガス供給路との連通箇所を燃料ガス供給路との連通箇所よりもノズル本体の先端側に位置させた折れ曲がり流路にて形成することができる。

（３）上記実施形態では、予混合ガス噴出部１３から噴出されるガスにて形成される火炎を検知する火炎検知部として、予混合ガス配管９の基端側端部に火炎検知用の覗き窓部２８が備えられている。これに代えて、予混合ガス噴出部１３からのガスが噴出される位置に、フレームロッド等の火炎検知センサを配置することもできる。

（４）上記実施形態では、ラジアントチューブ内に備えたバーナに取り付けるバーナノズルを例示したが、このようなバーナに限らず、その他、各種のバーナに取り付けられるバーナノズルに適応することができる。

本発明は、燃焼用空気と燃料ガスとが混合された予混合ガスを噴出する予混合ガス噴出部と、その予混合ガス噴出部の周囲にて燃料ガスを噴出する燃料ガス噴出部とが備えられ、予混合ガス噴出部及び燃料ガス噴出部から噴出されるガスにて形成される火炎検知を簡易な構成により行いながら、その火炎検知を適切に行うことができる各種のバーナノズル、及び、そのバーナノズルを取り付けた各種のバーナの火炎検知構造に適応可能である。

９ 予混合ガス配管
１０ 燃料ガス配管
１２ ノズル本体
１３ 予混合ガス噴出部
１４ 燃料ガス噴出部
１５ 予混合ガス供給路
１６ 燃料ガス供給路
２０ 燃料ガス導入部
２１ 予混合ガス導入部
２４ 連通空間
２５ 突出部位
２８ 火炎検知部（覗き窓部）
３１ ノズル本体
３２ 予混合ガス噴出部
３３ 燃料ガス噴出部
３４ 予混合ガス供給路
３５ 燃料ガス供給路
３６ 予混合ガス導入部
３７ 予混合ガス配管
３８ 燃料ガス導入部
３９ 連通空間
Ｋ 連通部

Claims (5)

1. ノズル本体に、燃焼用空気と燃料ガスとが混合された予混合ガスを噴出する予混合ガス噴出部と、その予混合ガス噴出部の周囲にて燃料ガスを噴出する燃料ガス噴出部と、導入される予混合ガスを前記予混合ガス噴出部に供給する予混合ガス供給路と、導入される燃料ガスを前記燃料ガス噴出部に供給する燃料ガス供給路と、前記予混合ガス供給路の途中部位と前記燃料ガス供給路の途中部位とを連通する連通部とが備えられているバーナノズル。
2. 前記予混合ガス供給路は、予混合ガス配管にて予混合ガスが導入される予混合ガス導入部を備えており、前記燃料ガス供給路は、燃料ガス配管にて燃料ガスが導入される燃料ガス導入部を備えており、前記予混合ガス配管及び前記燃料ガス配管は、前記ノズル本体に対して、前記予混合ガス導入部と前記燃料ガス導入部との間を連通する連通空間を形成する状態で接続自在に構成されており、その連通空間にて前記連通部が形成されている請求項１に記載のバーナノズル。
3. 前記予混合ガス導入部と前記燃料ガス導入部は、前記燃料ガス導入部を前記予混合ガス導入部よりも大径として、前記ノズル本体の基端側から、前記燃料ガス導入部、前記予混合ガス導入部の順に隣接して軸心方向に並ぶように、同心軸上に備えられ、前記予混合ガス導入部は、前記予混合ガス配管よりも大径又は略同一径に形成されており、前記ノズル本体に前記予混合ガス配管及び前記燃料ガス配管を接続するに当たり、前記予混合ガス配管を内側に且つ前記燃料ガス配管を外側とする二重管状態として、前記予混合ガス配管の先端部が前記燃料ガス配管の先端部よりも前記ノズル本体の先端側に突出し、その突出部位が前記予混合ガス導入部の内壁部との間に間隔を隔てて前記予混合ガス導入部に入り込む状態で、前記燃料ガス配管を前記燃料ガス導入部に内嵌接続自在に構成されている請求項２に記載のバーナノズル。
4. 前記予混合ガス配管は、前記燃料ガス配管の先端部よりも突出する突出部位について、その外周部が径方向内側に窪んだ形状に形成されている請求項３に記載のバーナノズル。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載のバーナノズルを取り付けたバーナの火炎検知構造として、前記予混合ガス噴出部から噴出されるガスにて形成される火炎を検知する火炎検知部が備えられているバーナの火炎検知構造。

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