JPH0435649B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は冷間ノズル型高速バーナー用点火装置
に関する。 本発明は、特に次項を含む種類のバーナーに関
するが、これに限定されるものではない： (イ) 例えば、プロパンガスなどの加圧燃料ガス用
のインジエクシヨンノズルと、該ノズルから加
圧燃料ガスを噴入するミキサーダクトと、大気
中の空気を流入せしめる開口との組合せで構成
し、この開口を通つて大気中の空気がベンチユ
リー効果により前記ミキサーダクト内に吸入さ
れ、この空気と前記加圧燃料ガスが混合され、
且つミキサーダクト内で前記混合ガスを加速し
て高速流を発生する従来型のインジエクター。 (ロ) 入口に前記(イ)項のインジエクターの開口端を
臨ませると共に、出口に外方に湾曲するグリツ
ドを形成したベルマウス形状を有する膨張室。 (ハ) 混合ガスがグリツドの多孔部を通過して高速
で流出し、かつ膨張室の出口の断面形状の延長
上に管状に形成されており、高速で流出した混
合ガスが燃料を開始する点火室。 (ニ) 前記(ハ)項の点火室の出口側の開口縁に設ける
混合ガス流を変向する手段であり、点火室の対
向する周壁面を流れる混合ガス流を変向して相
互に収束せしめる変流板。

【従来の技術】

従来の冷間ノズル型高速バーナーにおいては、
グリツドの中央の多孔部より噴出する混合ガスの
ジエツト流は、グリツドを通過後、膨張現象が起
こりかつ減速されるので、点火室内の炎はグリツ
ドから少し離れた所から開始する。点火室内部で
は、発生期の炎は、実質的に放物線形状を成し、
点火室内の領域のごく一部分だけを占める。次い
でこの炎は、２つの変流板間を通過中は高速でバ
ーナーから流出し、その後、炎の進行方向を先導
する前記変流板を通過すると、バーナーの軸線方
向に熱空気の流れを作りながら大気中を伝播す
る。 このときの冷間ノズル型高速バーナーの冷間ノ
ズルの効果は、グリツドの側方部分と、点火室の
周壁部分と、効果の程度は少なくなるが変流板な
どの相互作用に基づくものである。 事実、グリツドの側方部分と前記点火室の周壁
との間には炎が伝播できないくさび型の混合ガス
流は存在するが燃焼しない空間を形成する。この
不燃性の空間をグリツドの側方部分の多孔部から
流出する混合ガスのジエツト流が通過する。この
とき、このジエツト流は相互に混流し、点火室の
周壁面上および変流板の内面上を流れる混合ガス
流となる。この混合ガス流は燃焼しないために点
火室の周壁に対して前記炎から熱絶縁となり、か
つ連続的な冷却を行なうので、前記点火室の周壁
は加熱しない。さらに、この現象は変流板にも及
ぶので、変流板は炎に接触せず加熱されない。 そして、前記冷間ノズル型高速バーナーの点火
室内の混合ガスのジエツト流に点火する装置とし
て、グリツドの側方部分の領域に並んで位置する
点火室の周壁面上の任意の位置にオリフイスを設
け、該オリフイスを介して点火室に連通する管状
ハウジングを設け、該管状ハウジング内に着火プ
ラグを取付け、該着火プラグで発生した火花で前
記混合ガスに点火する点火装置が提案されてい
る。

【発明が解決しようとする問題点】

しかしながら、従来の点火装置においては、バ
ーナーを使用時、重大な欠点を有することが分か
つた。事実、着火プラグ用の管状ハウジングは、
グリツドの多孔部から流出する混合ガス流に乱流
状態を発生せしめる空間を形成する。このため、
グリツドの多孔部から流出する混合ガス流に点火
されると、前記不燃性空間の混合ガス流が常時、
連続的に燃焼するので、点火室周壁の過加熱を生
じ、冷間ノズル型高速バーナーとしての機能に反
することになる。 また、点火室の周壁が加熱すると、この熱が膨
張室を形成する周壁を経てミキサーダクトを形成
するベンチユリーパイプの周壁へと熱伝導してベ
ンチユリーパイプが加熱するので、作業者にとつ
ても危険性があるという問題点があつた。 さらにバーナーの使用頻度に応じて点火室の周
壁は加熱および冷却をくり返すために点火室の周
壁の耐久性が低下するという問題点があつた。 本発明は、叙上の問題点を解消するために開発
されたもので、冷間ノズル型高速バーナーの点火
室の周壁の過熱を発生することのない点火装置を
提供することを目的としている。

【問題点を解決するための手段】 上記目的を達成するために、本発明は次のよう
な構成としている。すなわち、本発明に係わる冷
間ノズル型高速バーナーは、ベンチユリーパイプ
から成るミキサーダクトの加圧燃料ガス供給側の
入口に、前記ミキサーダクト内に加圧燃料ガスを
噴射可能に加圧燃料ガス供給源に連通するインジ
エクシヨンノズルを設ける。さらに前記ミキサー
ダクトの入口に大気中に連通する開口を設ける。
一方、前記ミキサーダクトに膨張室を連通する。
そして前記膨張室の出口に外方に湾曲したグリツ
ドを設け、該グリツドの周囲に位置して前記膨張
室を延長して形成される管状部材から成る点火室
を設けたものである。 そして、本発明における前記冷間ノズル型高速
バーナーに装着する点火装置は、前記点火室の周
壁外部に発火室を設けると共に、一端を前記発火
室に連通し他端を前記グリツドの前方の領域に位
置して点火口を開口するオリフイスを設ける。さ
らに、前記オリフイスの断面を点火口の平面に流
れる混合ガス流の乱流が点火室の周壁を過熱する
程度の燃焼の空間を形成しないほど充分に小さく
設け、かつ前記発火室及びオリフイスの直径ない
し容積を前記発火室内で、混合ガスが連続的に燃
焼しないように設けたものである。 さらに、前記点火室の対向する周壁の内面上を
流れる混合ガス流が通過する点火室の出口側の開
口縁に、前記二の対向する混合ガス流の向きを相
互に収束せしめる二の対向する変流板を設けるこ
とができる。 また、前記発火室は、前記点火室の周壁に固定
した金属直方体内に盲の円筒形内腔をバーナーの
軸線に平行に設けて形成する。前記内腔に電気絶
縁材料で成る電極ホルダを挿着し、前記電極ホル
ダに発火室内の空間に臨む点火電極を前記内腔の
軸心方向に向けて前記電極ホルダに突設した着火
プラグを設ける。 さらに、前記発火室を、前記点火室の周壁に設
けた点火口に、前記金属直方体に設けた内腔に交
差するオリフイスを介して連通することができ
る。 また、前記点火口および該点火口と前記発火チ
ヤンバを連通する通路が少なくとも部分的に正方
形または矩形の断面を有するものでもよい。

【作用】 インジエクシヨンノズルより加圧燃料ガスを噴
射すると、大気中の空気が開口からミキサーダク
ト内に吸入され、該ミキサーダクト内に空気と加
圧燃料ガスとの混合ガスが生成され、この混合ガ
スは加速されて高速流と成つて膨張室を通過し、
グリツドから点火室内に噴射される。噴射された
混合ガスは、点火室の出口側からバーナーの外方
へ噴出すると同時に、混合ガスの一部は点火口及
びオリフイスを経て発火室内に充満する。そし
て、例えば着火プラグの点火電極に印加して点火
電極に火花を生じさせる手段によつて、発火室内
に充満している混合ガスに点火し燃焼させる。こ
の燃焼した混合ガスは点火室内のグリツドの前方
の混合ガスを確実に引火させ、点火室の出口から
バーナーの外方へ炎を噴出する。 また、グリツドの側方部分から噴出した混合ガ
ス流は点火室の周壁に添つて流れるが、点火口の
平面に流れる混合ガス流には点火室の周壁を過熱
するほどの燃焼を生ずる乱流空間が形成されない
ので、点火室の周壁は常時前記混合ガス流で冷却
される。 さらに、点火口の平面に流れる混合ガス流は、
その一部が点火口及びオリフイスを経て発火室内
に流れても、点火電極に火花を発生しない限り発
火室及びオリフイス、点火口内の混合ガスが燃焼
することはない。

【実施例】

以下に本発明の１実施例を、図面に基づき説明
するが、本発明の装置はこの実施例に限定される
ものではない。 本発明に係わる冷間ノズル型高速バーナーは、
第１図に示す実施例のように、特にインジエクタ
ー１と膨張室５、点火室６、グリツド１６、変流
板１７，１８、当て板２６で構成される。 インジエクター１は従来型のインジエクター
で、３ないし４バールの加圧燃料ガス供給源（例
えば、プロパン、シリンダー）に連結されたイン
ジエクシヨンノズル２と、該インジエクシヨンノ
ズル２から噴射された前記加圧燃料ガスが噴入さ
れ、該加圧燃料ガスと後述する開口４から流入す
る空気とを混合するためのベンチユリーパイプ３
から成るミキサーダクト３３と、該ベンチユリー
パイプ３のミキサーダクト３３の入口と前記イン
ジエクシヨンノズル２との間の接合面に位置し、
前記ミキサーダクト３３と大気とを連通するよう
に設けた少なくとも一つの空気通路たる開口４と
で構成されている。 なお、前記インジエクシヨンノズル２は前記ミ
キサーダクト３３の加圧燃料ガス供給側の入口の
中央に位置し、ミキサーダクト３３内に加圧燃料
ガスを噴射可能に設けられている。 このインジエクター１は、加圧燃料ガス供給源
から供給された加圧燃料ガスをインジエクシヨン
ノズル２の先端からベンチユリーパイプ３内に噴
射されると、ベンチユリー効果によつて開口４か
らベンチユリーパイプ３内に空気を吸入し、該空
気と前記加圧燃料ガスをベンチユリーパイプ３内
で混合して混合ガスとし、この混合ガスに12660
ｍ／分程度の高速のジエツト流を発生するジエツ
トポンプとして機能するものである。 膨張室５は、第３図に示すように、上下方向で
対向する２つの収束壁７，８と、幅方向で対向す
る拡散壁９，１０でダクトを形成し、両端に混合
ガスの入口と出口となる開口を有するダクトであ
る。このダクトの入口側の開口に前記ベンチユリ
ーパイプ３のミキサーダクト３３の出口を連通
し、ベンチユリーパイプ３の出口の断面形状が
徐々に拡がるように変化する管状のベル型の形状
を有する。すなわち、膨張室５は、前記ベンチユ
リーパイプ３の出口の断面形状を徐々に増大させ
るために設けられており、前記２つの収束壁７，
８はそれぞれ幅方向で拡がる形状を有し上下方向
では互いに極めて僅かに収束する方向に傾斜して
おり、前記２つの拡散壁９，１０は上下方向では
それぞれ僅かに減少する幅の湾曲形状を成し、幅
方向では互いに拡がる方向に傾斜している。 点火室６は前記膨張室５を延長して形成される
管状部材から成り、本実施例では膨張室５の出口
の断面形状を同形状で延長している。すなわち点
火室６は前記膨張室５の２つの互いに収束する収
束壁７，８の出口側端縁のそれぞれに突出した２
つの互いに平行で比較的広い面を有する周壁１
２，１３と、前記膨張室５の２つの拡散する拡散
壁９，１０の出口側端のそれぞれに突出する狭い
面の２つの互いに平行な周壁１４，１５と、入口
と出口の両面とから成る平行六面形の管状部分１
１により形成される。 グリツド１６は半円筒形の２枚の多孔の金属板
を重合して、凸面の二重構造でなる分割壁を構成
するものであり、グリツド１６の半円筒の中心の
軸線はベンチユリーパイプ３の軸線に垂直にかつ
周壁１２および１３間に平行に設けられ、半円筒
の幅方向の両端は膨張室５および点火室６間の接
合面の上下方向の周壁面に固定されている。そし
てグリツド１６の凹面は膨張室５方向に向けら
れ、かつグリツド１６の中央部は一重の格子の厚
さである。すなわち内側の多孔の金属板の中央部
付近は切り欠かれており、外側の多孔の金属板の
みがグリツドとなつている。さらにグリツド１６
の中央部は、点火室６の出口側付近に位置する。 ２つの変流板１７，１８はそれぞれ、２つの周
壁１２，１３の出口側の端縁から相互に収束する
方向に約45度の角度を成して突設されている。 当て板２６は、後述する電極ホルダ２２を装着
する発火室２２の開口を成す点火口２５およびオ
リフイス２４における混合ガス流を減速させるも
ので、例えば、第２図に示すように、特に点火口
２５の平面上を流れる混合ガス流が噴出する範囲
に相当するグリツド１６の凹面に部分的に設け
る。 上述した冷間ノズル型高速バーナーにおいて、
膨張室５内に噴射された混合ガスは、グリツド１
６の多孔部で減速されて高速（2400ｍ／分程度）
の連続して流れるジエツト流を形成する。 これらのジエツト流は、グリツド１６の中央部
０において、ベンチユリーパイプ３の軸方向に向
けられ、一方、グリツド１６の側方部分におい
て、前記ジエツト流は実流的にグリツド１６の半
円筒の半径方向に向けられ、周壁１２，１３およ
び変流板１７，１８に当たる。 グリツド１６の中央部０において噴射するジエ
ツト流により形成される低速の混合ガスは、減速
されることが分る。（速度は急速に1600ｍ／分に
落ちる）。これは、部分的に混合ガスがグリツド
１６の中央の多孔部を離れると同時に混合ガスの
膨張が起こるという事実に基づくものであり、こ
の膨張はジエツト流中の混合ガスの流れの分布状
態により促進される。この流速の減少により、燃
焼はグリツド１６から少し離れた所から始まるこ
とが可能となるのである。すなわち、混合ガスの
流速が混合ガスの燃焼速度より速いと炎がその場
所で残留することはできないが、グリツド１６の
中央部０においてはジエツト流が低速になるので
炎がグリツド１６の中央部０から少し離れた所に
残留できるのである。 炎Ｆは、ベンチユリーパイプ３の軸方向の縦断
面で実質的に中央部０の付近を頂点とする放物線
状をなし、点火室６の周壁面および変流板１７，
１８に接することなく、点火室６の外方に伝播す
る。 事実、前述のように、グリツド１６の幅方向の
側方部分は、周壁１２，１３と共に、炎が伝播で
きないくさび型の燃焼の無い不燃性の空間を形成
する。 グリツド１６の側方部分の多孔部から流出する
混合ガスは、これらの不燃性の空間を通り、さら
に相互に混流し、点火室６の周壁１２，１３およ
び変流板１７，１８の内面上を流れる。 従つて、点火室６の周壁１２，１３および変流
板１７，１８は炎Ｆに接触せずまた混合ガスが流
れるので、過熱せず、又逆に常に冷却される。 さらに本実施例において、発火室２０は、平行
六面体状の金属直方体２１内に盲の円筒形の内腔
２０′をバーナーの軸線に平行に設けて形成する。
なお、前記金属直方体２１は点火室６の周壁１３
に固定される。 そして、前記内腔２０′に着火プラグ３０を挿
着し、前記内腔２０′内が発火室２０となる。す
なわち前記着火プラグ３０は電気絶縁材料で成る
円筒形の電極ホルダ２２の先端中央に点火電極２
３を突設しており、この電極ホルダ２２を前記内
腔２０′に挿着し、前記点火電極２３を前記内腔
２０′の軸心方向に向けて発火室２０の空間に臨
ませている。そして、前記点火電極２３は発電機
などの電源に電気ケーブル２３′を介して接続さ
れる。 また、前記点火室６の周壁１３にグリツド１６
の前方の領域に位置して点火口２５を設け、該点
火口２５を金属直方体２１内に設けた内腔２０′
に交差するオリフイス２４を介して前記発火室２
０に連通する。 オリフイス２４および点火口２５は、点火室６
内の混合ガスが発火室２０内に流れ込む通路を形
成するために必要な大きさに形成している。 このため、点火電極２３に火花を発生させる
と、発火室２０内の混合ガスは急激に燃焼する。
その後、この燃焼する混合ガスはオリフイス２４
および点火口２５で形成する通路を経て点火室６
内に噴出し、その結果、グリツド１６の中央部の
多孔部から流出する混合ガスに確実に点火する。 もし、オリフイス２４および点火口２５で成る
通路付近に混合ガスを連続的に燃焼させる混合ガ
スの乱流が形成されると、前記点火室６の周壁１
３を過熱するので、この連続的に混合ガスの燃焼
を引き起こす乱流が、点火室６の周壁１３を過熱
する程度の燃焼の空間を形成する可能性を回避す
るために、前記オリフイス２４および点火口２５
で成る通路は、小さい断面で形成する必要があ
る。さらに、前記発火室２０及び点火口２５の直
径ないし容積を、前記発火室２０内で、混合ガス
が連続的に燃焼しないように設ける必要がある。 さらに、詳しく説明すると、もし点火口２５の
断面が大きすぎると、点火口２５の平面に流れる
混合ガス流に発生するかもしれない乱流が必然的
に大きくするために、この大きな乱流が発生した
箇所では、混合ガスの流速が混合ガスの燃焼速度
よりも遅くなり、燃焼を続ける混合ガスが連続的
に残留することになる。 また、オリフイス２４及び点火口２５でなる通
路、および発火室２０の寸法が大きいと、点火室
６内を流れる混合ガスが点火口２５及びオリフイ
ス２４を経て発火室２０内に入り、さらに発火室
２０から前記オリフイス２４及び点火口２５を通
過して点火室６内に再び戻るという流れを連続的
に形成する可能性がある。このときの混合ガス流
は低速であるので、必然的にオリフイス２４及び
点火口２５でなる通路、あるいは発火室２０内で
混合ガスが連続的に燃焼することになる。 そのために、本実施例においては、８mmの発火
室２０の直径に対して、オリフイス２４は４mm程
度の直径である。しかしながら、必要に応じて、
３から８mmの間の直径が適当である場合もあるこ
とに留意しなければならない。 同様に、前記オリフイス２４および点火口２５
で成る通路を少なくとも部分的に正方形または矩
形の断面形状で設けてもよい。この場合、正方形
又は矩形の一辺を、上述した断面が円形状の前記
オリフイス２４および点火口２５で成る通路の直
径寸法範囲内の寸法で形成することができる。

【効果】 本発明は、以上説明したように構成されている
ので以下の効果を奏する。 (1) 冷間ノズル型高速バーナーの前記点火室の周
壁外部に発火室を設け、一端を前記発火室に連
通し他端を前記グリツドの前方の領域に位置し
て点火口を開口したオリフイスを設け、さら
に、前記オリフイスの断面を点火口の平面に流
れる混合ガス流の乱流が点火の周壁を過熱する
程度の燃焼の空間を形成しないほど充分に小さ
く設け、かつ前記発火室及びオリフイスの直径
ないし容積を前記発火室内で、混合ガスが連続
的に燃焼しないように設けたので、グリツドの
多孔部から流出する混合ガス流が点火口の平面
の付近、あるいは点火口及びオリフイスでなる
通路や発火室内に、混合ガスの燃焼が連続的に
生じることがないため、点火室の周壁の過熱を
発生することのない冷間ノズル型高速バーナー
用点火装置を提供することができた。 (2) さらに、上記(1)の理由により、膨張室の周壁
やベンチエリーパイプが過熱することがなく、
作業者にとつて安全である。 (3) また、バーナーが頻繁に使用されても点火室
の周壁は加熱及び冷却を繰り返すことなく常時
冷却されているので、点火室の周壁の耐久性は
向上する。 (4) 点火室の対向する周壁の内面上を流れる混合
ガス流が通過する点火室の出口側の開口縁に、
二の対向する変流板を設けたので、炎を収束す
ることができ、対象物に対する加熱効果を向上
することができる。 (5) 発火室を、前記点火室の周壁に設けた点火口
に、金属直方体内に設けた内腔に交差するオリ
フイスを介して連通して設けたので、発火室内
に充満した混合ガスに点火電極の火花が点火す
ると、燃焼した混合ガスは急激にオリフイス及
び点火口を経てグリツドの前方の混合ガスまで
噴出し確実に点火する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る冷間ノズル型の高速バー
ナーの軸方向の断面図、第２図は第１図に示すバ
ーナーのヘツドの拡大図、第３図は第２図に示す
バーナーのヘツドの斜視図、第４図は、点火口を
備えた点火室の周壁の部分図を示すものである。 １……インジエクター、２……インジエクシヨ
ンノズル、３……ベンチエリーパイプ、４……開
口、５……膨張室、６……点火室、７，８……収
束壁、９，１０……拡散壁、１１……管状部分、
１２，１３……（広い面の）周壁、１４，１５…
…（狭い面の）周壁、１６……グリツド、１７，
１８……変流板、２０……発火室、２０′……内
腔、２１……（平行六面体の）金属直方体、２２
……電極ホルダ、２３……点火電極、２３′……
電気ケーブル、２４……オリフイス、２５……点
火口、２６……当て板、３０……着火プラグ、３
３……ミキサーダクト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ミキサーダクト３３を形成するベンチユリー
   パイプ３の加圧燃料ガス供給側の入口に、前記ミ
   キサーダクト３３内に前記加圧燃料ガスを噴射可
   能に加圧燃料ガス供給源に連通するインジエクシ
   ヨンノズル２を設けると共に、前記ミキサーダク
   ト３３の入口に大気中に連通する開口４を設け、
   一方前記ミキサーダクト３３に膨張室５を連通
   し、該膨張室５の出口に外方に湾曲した格子状オ
   リフイス１６を設け、該格子状オリフイス１６の
   周囲に位置して前記膨張室５を延長して形成され
   る管状部材から成る点火室６を設けた冷間ノズル
   型高速バーナーにおいて、 前記点火室６の周壁１２，１３，１４又は１５
   外部に発火室２０を設け、該発火室２０内に一端
   を連通し、他端を前記グリツド１６の前方の領域
   に位置して点火口２５を開口するオリフイス２４
   を設け、前記オリフイス２４の断面を、点火口２
   ５の平面に流れる混合ガス流の乱流が点火室６の
   周壁を過熱する程度の燃焼の空間を形成しないほ
   ど充分に小さく設け、かつ前記発火室２０及びオ
   リフイス２４の寸法ないし容積を、前記発火室２
   ０内で混合ガスが連続的に燃焼しないように設け
   たことを特徴とする冷間ノズル型高速バーナー用
   点火装置。 ２ 前記点火室６の対向する周壁１２および１３
   の内面上を流れる混合ガス流が通過する点火室６
   の出口側の開口縁に、前記二の対向する混合ガス
   流の向きを相互に収束せしめる変流板１７，１８
   を設けた特許請求の範囲第１項記載の冷間ノズル
   型高速バーナー用点火装置。 ３ 前記発火室２０は、前記点火室６の周壁１
   ２，１３，１４又は１５に固定した金属直方体２
   １内に盲の円筒形内腔２０′をバーナーの軸線に
   平行に設けて形成し、前記内腔２０′に電気絶縁
   材料で成る電極ホルダ２２を挿着し、この電極ホ
   ルダ２２に前記発火室２０内の空間に臨む点火電
   極２３を前記内腔２０′の軸心方向に向けて突設
   した着火プラグ３０を備える特許請求の範囲第１
   項記載の冷間ノズル型高速バーナー用点火装置。 ４ 前記発火室２０を、前記点火室６の周壁１
   ２，１３，１４又は１５に設けた点火口２５に、
   前記金属直方体２１内に設けた内腔２０′に交差
   するオリフイス２４を介して連通した特許請求の
   範囲第３項記載の冷間ノズル型高速バーナー用点
   火装置。 ５ 前記点火口２５およびオリフイス２４から成
   る通路が少なくとも部分的に正方形または矩形の
   断面を有する特許請求の範囲第１項記載の冷間ノ
   ズル型高速バーナー用点火装置。