JPH02157517A - ガス状の燃料と酸素に使用される電気的な点火装置を備えたバーナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ガス状の燃料と酸素に使用される電気的な点
火装置とバーナの火炎を監視する装置を備えたバーナに
関する。このバーナの使用目的は、加圧下にある反応器
の中でガス状の炭化水素を部分的に酸化することにより
Ｃ○クリンチガスとＨ２リッチなガスを発生させること
である。このバナの別の使用目的は、酸素を使用して部
分的な酸化を行うごとにより粉状かっ／または液状の燃
料をガス化するために反応器の中で点火バーナ兼支援バ
ーすとして使用することである。

発生したＣＯを含んだガスとＨ２を含んだガスは、合成
ガス、水素添加用の水素、都市ガス、冶金用の還元ガス
等に使用される。

（従来の技術） 加圧下にある反応器の中でガス状の炭化水素を部分的に
酸化させてＣＯガスを含んだガスとＨ！を含んだガスを
発生させる当初に挙げた種類のバーナが東独特許筒２４
１，４５７号明細書に記載されている。このバーナにお
いては、金属製の壁体から電気的に絶縁されている点火
パイプが燃料ガス通路の中に配置されていて、該燃料ガ
ス通路は高電圧点火装置の高電圧側と接続されていると
ともに、反応室に面していて燃料ガス通路内に位置して
いる端部で燃料ガス通路の金属製の壁体に向きぎめされ
た電極ロフトを担持しており、該電極口・７ドは燃料ガ
ス通路の壁体と協働して点火領域を形成している。上記
の点火パイプは遮断弁を介して酸素供給源と接続されて
おり、点火領域の周囲に酸素の出口開口を備えている。

バーナの燃料ガス通路は円筒状の区画から構成されてい
て、反応室の方向に見てコンフユーザと直径が小さい円
筒状の燃料ガス出口ノズルが燃料ガス通路に接続されて
いる。燃料ガス通路は金属製の壁体により隔置された状
態でリング状に形成された酸素を供給する通路により取
り囲まれており、電極ロンドを有する反応室側の端部が
流動方向に見て燃料ガス出口ノズルの前に位置するよう
燃料ガス通路の中で偏心した状態に点火パイプが配置さ
れている。

点火パイプの出口間口の一部は流動方向に見て電極ロン
ドの前に配置されていて、上記の金属製の壁体の方に向
きぎめされている。点火パイプの反応室側の端部にも出
口開口が設けられており、酸素の一部が点火パイプから
軸方向に流出するようになっている。

このような燃料ガス通路内に配置されている点火装置の
欠点は、この位置ではバーナ火炎を点火することができ
ず、まず口火、すなわち補助点火火炎が点火し、しかる
のち補助点火火炎が主火炎を遅れて点火するようになっ
ていることである。

補助点火火炎を作るために酸素が燃料ガス通路の中に導
入されるので、爆発的な点火と金属材料の局部的な加熱
を回避することができず、消耗が激しい。さらに、補足
的に必要な補助点火火炎を使用して点火を行うので、バ
ーナが始動するさいの故障源の数が多くなり、点火の信
頼性が低い。

従来のバーナの別の欠点は、火炎点火のために補足的な
酸素接続管路が必要であり、点火工程の間、外側の圧力
側に対して安全でなければならないとともに、点火工程
を監視しなければならないことである。このため機械技
術的な費用がかさみ、安全技術上の費用もかさむ。

また、東独特許筒２４１，４５７号明細書に記載されて
いる構成によれば、反応器が無圧力の場合しか燃料ガス
通路内に配置されている点火装置を用いてバーナを使用
することができず、したがってバーナの使用範囲が制約
されることになる。

（発明が解決しようとする課題） したがって、本発明の課題は、点火装置の構成上かつ製
造技術上の問題を簡単に解決することができ、かつ使用
範囲が広いバーナであって、ガス状の炭化水素を部分的
に酸化させるシステムの中で高い安全性を求める要求条
件を満たすことができるバーナを提供することである。

本発明の別の課題は、ガス状の燃料と酸素を使用して運
転され、特に部分的な酸素によりＣＯを含んだガスとＨ
２を含んだガスを発生させる無圧力の状態または加圧下
にある圧力反応器に使用される、電気的な点火装置とバ
ーナ火炎監視装置を備えたバーナを捉供することである
。

（課題を解決するための手段） 本発明は、反応室に向かって開放されていて、水が貫流
する通路により隔置されているとともに、該通路により
取り囲まれている同軸状に配置された燃料ガスと酸素の
ｉｊｌ路を備えたバーナに基づくものである。本発明に
よれば、燃料通路の中に点火ケーブルが配置されており
、該点火ケーブルが高電圧点火装置と接続されていると
ともに、反応室に面した端部が金属製の電極に移行して
いて、該電極がバーナ先端まで導かれて該バーナ先端で
金属製の壁体に面している点火領域を形成している。

ノズルを形成しているコンフユーザとリング状のノズル
とデフユーザを通って点火ケーブルが延在し、デフユ゛
〜ザの軸平行な湾曲半径部、すなわち、酸素供給通路の
移行部を形成している渦流領域で金属製の壁体に面して
いる点火領域が形成されるようバーナの電極が燃料ガス
通路の中に配置されている。

（作用と効果） 本発明によれば、燃料ガスと酸素が供給されるｉｊｌ路
で直接点火を行うことが可能であるとともに、金属製の
電極が後続の燃料ガスにより冷却されるので、反応室か
ら輻射された熱が電極を損傷することがない。

また、本発明によれば、２つの独立した圧力封止バッキ
ングを通って高電圧ケーブルがバーナの中に導き入れら
れている。この構成により形成された圧力封止スペース
は燃料ガスの漏洩を阻止する安全領域として機能するの
で、圧力が高まってもバーナの安全が［員なわれること
はない。また、金属製のＲ綿をへて高電圧が導かれる点
火プラグにより圧力室が封止されるようになっている。

本発明に係るバーナの構成に基づいてｌ：１５という出
カーｙ４節範囲比が得られる。したがって、構成上の制
約を受けることな（、いろいろな熱量を有する燃料ガス
を使用することが可能である。

（実　施　例） 以下、本発明の一実施例を図解した添付図面を参照しな
がら本発明の詳細な説明する。

図示のバーナは、中央にある円筒状の燃料ガス通路１と
、酸素供給通路２と、水が貫流する隔壁３とから構成さ
れている。

燃ネ４ガスは、中央にある円筒状の燃料ガス通路１と、
該通路１に接続されているコンフユーザ４と、リング状
のノズル５と、反応室に面しているデフユーザ６を通っ
て流れる。酸素は酸素Ｕｊ給連通路と該通路２と同軸状
に配置されたリング状のギヤノブ７をへて供給され、燃
料ガスと酸素はデフユーザ６とリング状のギヤツブ７に
より形成された湾曲半径部８でぶつかるようになってい
る。

火炎監視装置９が燃料ガス通路ｌの軸に沿って設けられ
ており、高電圧点火ケーブル１０が前記監視装置９のケ
ーシングに固定されている。前記ケーブル１０の端部は
金属製の電極１１に移行している。まずバーナの軸に向
かって延在し、しかるのら該軸に沿って延在し、先端が
湾曲半径部８の方向に折り曲げられている特殊な形状を
呈している金属製の電極１１は、折り曲げられた先端と
湾曲半径部８の金属製の壁体との間に点火領域１２が形
成されるよう配置されている。点火領域１２に給電する
ために必要な高電圧は点火用変圧器１３で発生し、高電
圧点火ケーブル１０をへて燃料ガス通路ｌの中に導かれ
ている。バーナの反応室から漏洩が生じないようにする
ため、２つの独立した圧力封止用バッキング１４がケー
ブル導入部に設けられていて、圧力封止スペースとして
機能する補足的な漏洩を生ぜしめないスペースＸ５が前
記圧力バンキング１４により形成されている。

この２つの独立した圧力封土用バッキング１４を通って
高電圧を電気的に導くために特殊な点火プラグが使用さ
れている。

上述のように構成されたバーナの動作は次の通りである
。

反応室内の圧力がｉ１１常であるかまたはこれより高い
場合、所定量の酸素または酸素と薄気の混合物が酸素供
給通路２とリング状のギャップ７を通って反応室の中に
流入する。燃料ガスは燃料ガス通路１と、コンフユーザ
４とリング状のノズル５とデフユーザ６より成る燃料ガ
ス・ノズル１６とを通って反応室に流れる。燃料ガスの
導入と同時に、点火用のスパークが点火領域１２に形成
され、燃料ガスと酸素より成る混合物を湾曲半径部８の
領域で点火する。

コンフユーザ４とリング状のノズル５とデフユーザ６よ
り成る組み合わせにより形成された燃料ガス・ノズル１
６が燃料ガスの速度を変化させて湾曲半径部８における
渦流効果を高める働きをするので、この領域で火炎点火
が一１実に行われる。

バーナの火炎点火が行われた後、点火用変圧器１３への
通電が止まり、反応器は使用圧力で運転される。

燃料ガスの通路の軸上に設けられた金属製の電極１１に
上記のような特殊な形状が採用されているので、後続の
燃料ガスにより冷却が行われ、反応室から輻射された熱
から金属製の電極１１を保護する。これと同時に、燃料
ガスの流動は反応室から火炎監視装置７に汚い固体粒子
が到達することを阻止する。上述のように構成されたバ
ーナは、粉状の石炭を部分的に酸化させる反応器用のパ
イロット・バーナとして使用することができる。パイロ
ット・バーナを軸対称に配置することにより、粉状の石
炭とガス化手段である酸素と蒸気の混合物をパイロット
・バーナの回りに同心状に配置された別の開口またはパ
イロット・バーナの回りに設けられた別のリング状の通
路を通って供給することができる。パイロット・バーナ
の回りでリング形をなして供給を行うことにより、粉状
の石炭と燃料ガスを組み合わせたものを均一に燃焼さセ
るコンパクトなバーナを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

添付圃面は、本発明の一実施例に従って構成されたバー
ナを略示した部分断面図である。 ｌ・・・燃料ガス通路、　２・・・酸素供給通路、３・
・・隔　壁、　　　　　４・・・コンフユーザ、５・・
・リング状のノズル、６・・デフユーザ、７・・・リン
グ状のギャップ、 ８　・ １０・　・ １１・　・ １３・　・ １４・ １５・　・ １６・　・ 湾曲半径部、　　９・・・火炎監視装置、高電圧点火ケ
ーブル、 電　　橿、　　　１２・・・点火領域、点火用変圧器、 圧力村山バッキング、 圧力封止スペース、 燃料ガス・ノズル。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）無圧力の状態または加圧下にある反応器の中でガ
   ス状の燃料を部分的に酸化させて、ＣＯを含んだガスと
   Ｈ＿２を含んだガスを発生させるために使用される、高
   電圧点火装置とバーナの火炎を監視する装置を備えたバ
   ーナであって、リング状の燃料ガス・ノズルに移行して
   いるコンフューザを備えた円筒状の燃料ガス通路（１）
   と、水が貫流する通路により分離されかつ包み囲まれて
   いて燃料ガス通路（１）の円筒状の部分とコンフューザ
   とリング状の燃料ガス・ノズルを同軸的に取り囲んでい
   るリング状の酸素供給通路とを有するバーナにおいて、
   デフューザ（６）が反応室に面した側でリング状の燃料
   ガス・ノズル（５）に接続されていて、軸平行な湾曲部
   （８）を有するデフューザ（６）の端部が酸素供給通路
   （２、７）と連通しており、該酸素供給通路（２、７）
   がコンフューザ（４）とリング状のノズル（５）とデフ
   ューザ（６）より成る燃料ガス・ノズル（１６）を同軸
   状に取り囲んでいることと、高電圧点火ケーブル（１０
   ）がリング状の燃料ガス通路（１）を通って導かれてい
   て、高電圧点火ケーブル（１０）の端部が金属製の電極
   （１１）に移行しているとともに、燃料ガスと酸素の渦
   流領域にある点火領域（１２）が金属製のバーナ壁（８
   ）に向かって向きぎめされているよう高電圧点火ケーブ
   ル（１０）が配置されていることとを特徴とするバーナ
   。
2. （２）高電圧点火ケーブル（１０）がバーナの中で２つ
   の独立した圧力封止用パッキング（１４）を通って導か
   れており、これにより燃料ガスの漏洩が生じることを阻
   止する安全装置として機能する圧力封止スペース（１５
   ）が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の
   バーナ。