JPH02242020A - 点火装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は、セラミックヒータで加熱して燃焼機器の点
火を行う点火装置に係わり、特にその着火性の向上、お
よびセラミックヒータの耐久性の向上に関する。

［従来の技術］ 燃料ガス、気化させた石油などの液体燃料の着火には、
圧電素子に打撃を与えたり、電池の電圧を昇圧させてパ
ルス状の高電圧を得て、この高電圧をスパーカ−で火花
放電させる放電点火式が多用されている。

また近年、燃焼機器には、その作動の自動化と安全性の
向」−のため、電子制御機器が搭載されてきており、前
記火花放電に着火源から発生する電波雑音が電気回路に
生じ、これら電子部品の誤作動の原因となる場合がある
。このため電波雑音を生じない利点から、点火装置とし
てセラミックヒータの使用が検討されている。

このセラミックヒータは、電気絶縁性のセラミック焼結
体製基板（絶縁体）内に、電気抵抗体を埋設して形成さ
れている０通常、基板はセラミックグリーンシートを積
層して焼成するか、またはセラミック粉体をホットプレ
ス焼成して製造される。このため、製造の上の要請から
平板、角柱または丸棒など比較的単純な形状を呈する。

また電気抵抗体は高墓点金属または導電性セラミックか
らを１導電体ペーストを、所定のパターンで前記積層さ
れるセラミックグリーンシートの内側表面に塗布して同
時焼成するか、または線材をセラミック粉体内に配して
ホットプレス焼成して形成されるため、前記基体内に埋
設されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかるに、現在、都市ガスとして多用されている天然ガ
ス、石油系ガスなどは、着火温度の高い難着火性燃料で
あり、この燃料ガスを確実に着火させるためには、セラ
ミックヒータを１１００℃程度と極めて高温度に昇温さ
ぜる必要がある。このような高温度となる加熱を繰り返
すと、セラミックヒータは、基板の材料として窒化珪素
、アルミナなどの耐熱性の高いセラミックを使用した場
合においても、経時的に組織の劣化が進み、耐久性が不
十分となる。

この発明の目的は、燃料の点火時のセラミックヒータの
表面温度を比較的低温に設定しても、難着火性ガスなど
の燃料ガスを確実に着火でき、これにより耐久性が向上
できるセラミックヒータを用いた点火装置の提供にある
。

［課題を解決するための手段］ 上記目的達成のため、この発明のセラミックヒータを用
いた点火装置は、複数のセラミックヒータを、点火する
燃料の近傍に近接して取り付け、着火源となる燃料を複
数のヒータ面で加熱する構成を採用した。

［作用および発明の効果］ この発明のセラミックヒータを用いた点火装置は、着火
させるガス状燃料が２つ以上のし−タ面間を通過する。

この際、燃料は複数のヒータ面で集中的に加熱され、点
火する。現在家庭などで多用されている難着火性燃料ガ
スは、単一のヒータ面で加熱するときには、ヒータ面を
１１００℃程度に昇温さぜないと、確実な点火およびこ
の点火により誘発される燃焼の持続（＝着火）が得られ
ない、しかるに、複数のし−タ面で加熱するときは、ヒ
ータ面間に位置する燃料分子は、近接した複数のし−タ
面から同時にエネルギを付加され、短時間で活性化し、
付近の酸素分子と反応する。

これより、単一ヒータ面ので加熱するときに較べ、ヒー
タ面の表面温度が３０〜６０℃低い温度でも確実な点火
ができる。また点火による燃焼熱は、その一部が複数の
ヒータ面間で保持されるなめ、点火した燃料の周りの燃
料分子の点火温度に昇温される割合が高く、酸化反応の
連鎖的拡大（＝着火）が円滑になされる。これらのため
、着火に必要なセラミックヒータの温度を低く設定する
ことができ、耐久性が増大できる。

［実施例］ この発明を第１図に示す一実施例に基づき説明する。

この発明にかかるセラミックヒータを用いた点火装置は
、点火用パイロットバーナ１の噴出口１０の近傍に同一
形状のセラミックヒータ２．２を、近接して取り付けた
構成を有する。４は前記パイロットバーナ１により点火
されるメインバーナを示す。

各セラミックヒータ２は、第２図に示すごとく、窒化珪
素、アルミナなどの電気絶縁性で耐熱性に優れたセラミ
ックを焼結してなり、矩形平板を呈する基板（絶縁体）
３に、略Ｗ字状のパターンで炭化タングステン７０重景
％と残部窒化珪素からなる導電体３１を埋設させた構造
を有する。

本実施例では、基板３は窒化珪素を主体とするセラミッ
ク焼結体製であり、基部は円筒状のセラミック製ホルダ
ー（碍子）３２に固着されている。

該ホルダー３２から突出した部分が発熱（ヒータ）面°
３０となっている。またホルダー３２に固着されている
部分には、リード線３３．３４が接続されている。

この実施例では、セラミックヒータ２．２を、パイロッ
トバーナ１の噴出口１０から噴出した燃料ガス（−次空
気を含んでも良い）が、２つ−のヒータ面３０．３０で
同時加熱できるように取り付けられている。ヒータ面３
０．３０は、４ｍｍの間隔を隔てて平行、かつ同一投影
面に配置されている。各ヒータ面３０は、厚さｘ＝２ｍ
ｍ、巾ｙ＝４ｍｍ、碍子３２から突き出している長さ２
＝３３ｍｍの帯板状を呈する。

この構成において、セラミックヒータ２．２に通電し、
各ヒータ面３０．３０を１０５０℃に加熱しておくとと
もに、パイロットバーナ１から燃料ガスを噴出する。ヒ
ータ面３０．３０間の燃料ガスの分子は両ヒータ面から
加熱を受け、酸素分子との反応温度に昇温される。これ
により燃料分子は周りの酸素分子と結合し、点火がなさ
れる。

この点火による燃焼熱は、周りに放射されるが°、その
一部はヒータ面３０．３０間に保持され燃焼する燃料の
自己増殖に寄与し、円滑な着火がなされる。

セラミックヒータ２は、ヒータ面３０の寸法が、厚さｘ
＝１〜３ｍｍ、巾ｙ＝ｌ〜９ｍｍ％ｘ／ｙ＝１〜３、長
さｚ＝５ｙ以上、のらのが燃焼機器の点火装置に好適で
ある。

セラミックヒータ２．２は、パイロットバーナｌの噴出
口１０から噴出した燃料ガスが複数のヒータ面３０．３
０で同時加熱できるように接近して取り付ける必要があ
る。この取り付は関係は上記実施例の平行的配置に限定
されないが、上記寸法範囲の矩形板状セラミックヒータ
２を使用する場合は、第３図および第４図に示すごとく
、長手方向の軸心を平行に配置した場合に、つぎの位置
関係にあることが望ましい、Ｘは燃料ガスの流れ方向、
Ｙはその直交方向、Ｚはセラミックヒータの軸方向であ
る。

Ｘ≦Ｘ≦４ｘ ｙ≦Ｙ≦４ｙ Ｏ９８ｚ≦Ｚ≦１．２２ 第５図のＡ〜Ｄにヒータ面３０の配置の例を示す０表１
に、これらＡ〜Ｄの配置において、純度９９％のメタン
ガスＧを着火させるのに必要なヒータの表面温度との関
係を測定したデータを、第５図のＥに示すヒータ面３０
が単一の比較例とともに示す。

この表１により、セラミックヒータを２本組み合わせて
使用すると、着火に必要なヒータ面の表面温度が３０℃
〜６０℃低下することが証明される。

第６図はセラミックヒータのヒータ面の表面温度と、耐
久寿命との関係を示す、耐久試験は窒化珪素を絶縁体と
して用いたセラミックヒータに通電し、ヒータ面の表面
温度を１１００℃〜１３００℃の範囲の設定温度に１分
間維持し、つぎの１分間通電を停止するサイクルにより
行った。この設定温度は、急速昇温時において生じるオ
ーバーシュートにより、通常の使用温度より約１０％の
過昇温が生りることを見込んである。従って、１３００
℃は使用温度の１１８０℃、１２００℃は１０９０℃、
１１００℃は１０００℃にそれぞれ相当する。

この第６図に示すグラフから、窒化珪素を主体とする絶
縁体を用いたセラミックヒータならば、使用温度が３０
℃〜６０℃低下するとその耐久寿命は、３倍〜５倍にな
ることが分かる。

上記実施例では、ヒータ面が同一の平板状を呈する２本
のセラミックヒータを用いる場合について述べたが、セ
ラミックヒータは３本以上であっても良く、各ヒータ面
がそれぞれ互いに異形状であっても良く、さらにはヒー
タ面は曲板状でありも良い、この様な場合においても、
複数のし−タ面が燃料ガスを集中的に同時加熱できるこ
とが必須要件であるとともに、燃焼熱がヒータ面間に保
持できることが望ましい。

（以下余白） 表 命との関係を示すグラフである。

図中、１・・・パイロットバーナ　２川セラミツクヒー
タ　３・・・セラミック製基板　４・・・メインバーナ
　３０・・・ヒータ面

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）複数のセラミックヒータを、点火する燃料の近傍に
   近接して取り付け、着火する燃料を複数のヒータ面で同
   時加熱するセラミックヒータを用いた点火装置。 ２）複数のヒータ面間で、点火による燃焼熱の一部を保
   持する請求項１記載のセラミックヒータを用いた点火装
   置。