JPH0665749U - 予混合式ガスバーナのパイロットバーナ構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ウインドボックス(10)の終端部にバーナエレ
メント(B) を備え、上記ウインドボックス(10)中に挿入
したガス供給管からの燃料とウインドボックス(10)内を
流れる燃焼用空気とを混合してなる予混合気をバーナエ
レメント(B) から噴出させて燃焼させる形式の予混合式
ガスバーナにおいて、構造簡単で、パイロット燃焼から
メイン燃焼への移行時の不具合を解消したパイロットバ
ーナ構造を提供すること。 【構成】 ウインドボックス(10)の内部に、バーナエレ
メント(B) 裏面側の一部を区画するパイロットバーナ用
ウインドボックス(20)を配設することにより、パイロッ
トバーナ部(P) 、並びに、パイロットエア流路を区画形
成し、このパイロットバーナ用ウインドボックス(20)の
上流端にパイロットエア導入孔(21)を設けると共にこの
ウインドボックス(20)内にパイロット燃料の供給管(22)
を設けた構造。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、ウインドボックスの一側にバーナエレメントを備えて成る予混合 式ガスバーナのパイロットバーナ構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

近年、ボイラ等の熱利用機器においても、大気汚染等の環境問題から、燃焼ガ ス中の有害成分が極めて少ない都市ガス、ＬＰＧ等のガス燃料を用いた燃焼装置 、即ち、ガスバーナを用いたものが増加している。

【０００３】 このようなガスバーナの着火操作は、バーナに直接着火するのではなく、一端 小容量のパイロットバーナに点火し、このパイロットバーナの火炎（以下、パイ ロット火炎と称する）でもって着火している。 従って、メインバーナの他に、上記のような点火用のパイロットバーナが必要 であり、また、各バーナに対して、それぞれ独立した燃料供給系、燃焼用空気供 給系を設ける必要があって構造が複雑になり、また燃料や燃焼用空気の供給量の 調整も煩雑なものとなっていた。

【０００４】 そこで、従来から、構造の簡素化のために種々の提案がなされてきたが、特に 予混合式の表面燃焼バーナにおいては、そのバーナエレメントの一部を仕切って 、パイロットバーナを区画形成するという提案がある。 尚、この種の表面燃焼バーナは、従来は多数の通気孔を有するバーナエレメン トを通して予混合気を噴出させ、このバーナエレメント表面に多数の微小火炎を 発生させる形式の比較的燃焼面負荷の低いものをいうが、近年においては、バー ナエレメントの保炎性、耐久性等の改良により予混合気の供給量を大幅に引き上 げ、同種のエレメントにおいても長く延びる火炎を形成し、燃焼面負荷を大幅に 増加させたものがある。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、上述のパイロットバーナを区画形成してなる表面燃焼バーナにおいて も、燃料供給系、燃焼用空気供給系を夫々２系統設けているため、構造が複雑で あり、また燃料や燃焼用空気の供給量の調整も煩雑なものとなっていた。

【０００６】 そこで、上記の構造を更に簡略化し、燃焼制御等の便宜を図ったものとして、 ウインドボックスの一部を区画してメインバーナ並びにパイロットバーナの空気 流路を形成した構造のものが提案されており、これは、常時、メイン部とパイロ ット部に燃焼用空気を供給し、メイン部、パイロット部への燃料供給はそれぞれ のウインドボックス部を流通する燃焼用空気に対して独立して設けた燃料供給流 路によって行っている。

【０００７】 通常、このような構造のバーナにおいて、パイロットバーナ着火後、メインバ ーナの燃焼に移行する際には、上記パイロットバーナ並びにメインバーナの双方 が燃焼状態となる所謂オーバラップ状態を経由するが、パイロットバーナをメイ ンバーナへの着火後もそのまま燃焼させる場合（所謂、連続パイロット方式）と 消火させる場合（所謂、時限パイロット方式）とがある。

【０００８】 前者の連続パイロット方式では、メインバーナへの供給予混合気より空気比の 低い（換言すれば燃料の割合の高い）予混合気がパイロットバーナに供給されて いるため、パイロットバーナ部分に赤火が生じて、炎検知の障害となる。即ち、 バーナにおける炎検出手段としては、光検知式のものや、炎電流によるもの（い わゆるフレームロッド）が多用されるが、光検出式の炎検出手段、特にガスバー ナ用のものは、青色光に対して感度の高いものを用いているため、上記の赤火は 検出され難く、失火状態と誤検出されてしまう場合があり、炎電流による炎検出 手段においては、上記の赤火の発生による炎電流の低下や、赤火に起因して生じ る煤の検出棒への付着によって、やはり誤動作の原因となる。

【０００９】 一方、時限パイロット方式では、バーナエレメントの一部が使用されないため 、所望の燃焼出力に対してバーナが大型化するといった問題が生じる。また、バ ーナエレメントにおけるパイロットバーナ部が、メインバーナ部の火炎の輻射熱 によって過熱し焼損する恐れが生じる。尚、この種のバーナは燃焼中は、エレメ ント自体を通過する予混合気によって冷却されることが知られているため、上記 の問題を防止するためにパイロットバーナ部には空気のみを供給し、この部分の エレメントを冷却することが考えられるが、この場合、メインバーナ部の火炎が この空気によって冷却され、火炎温度が低下することにより、ＣＯの生成量が増 大するという問題が新たに生じる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

この考案は、上記の課題に鑑み、これを解決するためになされたもので、ウイ ンドボックスの終端部にバーナエレメントを備え、上記ウインドボックス中に挿 入したガス供給管からの燃料とウインドボックス内を流れる燃焼用空気とを混合 してなる予混合気をバーナエレメントから噴出させて燃焼させる形式の予混合式 ガスバーナにおいて、上記ウインドボックスの内部に、バーナエレメント裏面側 の一部を区画するパイロットバーナ用ウインドボックスを配設することにより、 パイロットバーナ部、並びに、パイロットエア流路を区画形成し、このパイロッ トバーナ用ウインドボックスの上流端にパイロットエア導入孔を設けると共にこ のウインドボックス内にパイロット燃料の供給管を設けたことを特徴とする予混 合式ガスバーナのパイロットバーナ構造である。

【００１１】

【作用】

この考案に係る予混合式ガスバーナのパイロットバーナ構造によれば、パイロ ットエア導入孔の面積の設定により、パイロット燃焼時には燃焼用空気とパイロ ット燃焼用燃料を適宜の値で混合してパイロットバーナ部に供給でき、メインバ ーナへの移行後には、パイロットバーナ部への燃料供給が中断されるが、パイロ ットエア導入孔から予混合気が取り込まれるため、メインバーナ部、パイロット バーナ部共に適正な空気比での燃焼を行うことができる。

【００１２】

【実施例】

以下、この考案に係る予混合式ガスバーナのパイロットバーナ構造の一実施例 について、図１〜３を参照しながら説明する。 図面において、(B) は、バーナエレメント、(10)は、ウインドボックス、(20) は、パイロットバーナ用ウインドボックスを示す。

【００１３】 上記のウインドボックス(10)は、この実施例においては、略角型断面形状の筒 状体であって、その上流側（図１、２における上方側）に燃料ガスの供給管、並 びに、燃焼用空気の供給手段（共に図示せず。）を備え、その下流側（図１、２ における上方側）にバーナエレメント(B) を備えている。また、この実施例にお けるウインドボックス(10)は、その下半部において下流側ほど流路断面積が減少 する所謂テーパ状に形成してある。

【００１４】 上記バーナエレメント(B) は、複数（この実施例では３個）のバーナエレメン ト単体(B')を連接してなり、上記ウインドボックス(10)の下流側側面に配置して ある。このバーナエレメント(B) は、例えば、耐熱性の平板状部材に多数の予混 合気噴出孔を穿設したものや、金属製の波板と平板を交互に積層することによっ て予混合気噴出孔を形成したもの等を用いる。 このバーナエレメント(B) は、後述するように、その裏面側において、上方一 部を区画し、パイロットバーナ部(P) を形成してあり、その下方をメインバーナ 部(M) としてある。

【００１５】 そして、このウインドボックス(10)内において、パイロットバーナ部(P) に燃 焼用空気、或は、予混合気を供給するためのパイロットバーナ用ウインドボック ス(20)を配設してある。 上記のパイロットバーナ用ウインドボックス(20)は、メインバーナ用ウインド ボックス(10)内において、このウインドボックス(10)内の流体（即ち、燃焼用空 気、並びに、予混合気）の流れ方向に沿ってこのウインドボックス(10)の一部を 区画し、パイロットエア流路を形成するように設けてある。 更に、このパイロットバーナ用ウインドボックス(20)は、上記バーナエレメン ト(B) の裏面側において、図中の上方一部を覆うように設けてあり、これによっ てバーナエレメント(B) をメインバーナ部(M) とパイロットバーナ部(P) とに区 画し、その上方の部分をパイロットバーナ部(P) 、下方の部分をメインバーナ部 (M) としている。 また、上記のパイロットバーナ用ウインドボックス(20)の下端はバーナエレメ ント(B) に向かって流路断面積を縮小する所謂テーパ状に形成してある。 この実施例においては、上記バーナエレメント(B) におけるメインバーナ部(M ) とパイロットバーナ部(P) の区画をパイロットバーナ用ウインドボックス(20) によって行っているが、このような構成に限らず、バーナエレメント(B) の区画 を別の構成部材によって行い、この構成部材で区画されたパイロットバーナ部(P ) に対してパイロットバーナ用ウインドボックス(20)を配設してもよい。

【００１６】 上記パイロットバーナ用ウインドボックス(20)の上端には、パイロット燃焼時 燃焼用空気、並びに、メイン燃焼時の予混合気の導入孔としてのパイロットエア 導入孔(21)を所定個数設けてある。 また、このパイロットバーナ用ウインドボックス(20)の内部上方であってパイ ロットエア導入孔(21)の近傍には、パイロット燃料供給管(22)を設けてあり、こ のパイロット燃料供給管(22)にはその燃焼用空気の供給上流側に燃料噴出孔(23) を所定個数設けてある。従って、上記パイロットエア導入孔(21)からの燃焼用空 気（或は予混合気）とパイロット燃料供給管(22)からの燃料ガスは互いに対向す る流れとなっている。 特に、図示する実施例においては、パイロットエア導入孔(21)からの燃焼用空 気（或は予混合気）とパイロット燃料供給管(22)からの燃料ガスは、それぞれの 流れの中心軸を偏心させた状態に設定してあるが、図示する実施例に限らず、上 記の中心軸を同軸状となるように設定してもよく、また、両者の流れは、互いに 逆方向となるように設定せずとも少なくとも対向する方向であればよい。 更に、この実施例においては、上述のように、パイロットエア導入孔(21)とパ イロット燃料供給管(22)の燃料噴出孔(23)とが極めて近接した構造であり、燃料 をパイロットバーナ用ウインドボックス(20)の極めて上流側において燃料ガスと 燃焼用空気を対向させることができるため、バーナエレメント(B) のパイロット バーナ部(P) から噴出するまでの流路長を長く設定でき、パイロットバーナ部(P ) 用予混合気のミキシングを良好に行うことができる。

【００１７】 尚、図面において、参照番号(30)は、パイロットバーナへの着火手段、参照番 号(31)はメインバーナ用、パイロットバーナ用の炎検出器を示しており、この実 施例において前者はスパークロッド、後者は、炎電流を利用して炎を検出するす る所謂フレームロッドとしてある。

【００１８】 上記構成においてその作用を以下に説明する。 まず、パイロット燃焼時においては、図示しない燃焼用空気供給手段から、パ イロットエア導入孔(21)を介してパイロットバーナ用ウインドボックス(20)内に 燃焼用空気が供給されると共に、パイロット燃料供給管(22)から燃料が供給され る。 このとき、パイロット燃料供給管(22)からの燃料とパイロットエア導入孔(21) からの燃焼用空気は、互いに対向する流れとなっているために極めて良好に混合 し、予混合気が形成される。

【００１９】 この予混合気は、前述のパイロットバーナ部(P) から噴出し、前述の着火手段 (30)によって点火され、パイロット燃焼が始まる。 このパイロット燃焼時の予混合気は、空気比の低い、換言すれば燃料の比率の 高い混合気であり、また、メインバーナ部(M) に比べその流量が制限されて燃焼 面負荷（単位面積当たりの燃焼量）が低いため、着火性がよい。

【００２０】 この後、上記パイロットバーナ部(P) の火炎を種火としてメインバーナ部(M) に着火し、メイン燃焼に移るわけであるが、この際に、上記パイロットバーナ部 (P) 、並びに、メインバーナ部(M) の双方が燃焼状態となる所謂オーバラップ状 態を経由する。 この状態では、上記ウインドボックス(10)上流側に挿入したガス供給管（図示 せず）からの燃料が上記燃焼用空気に混合し、予混合気として供給されるが、こ の予混合気はパイロットバーナ部(P) にも供給される。 このパイロットバーナ部(P) には、上記のウインドボックス(10)からの予混合 気にパイロット燃料供給管(22)からの燃料が更に加わった状態で供給されるが、 パイロットバーナ用ウインドボックス(20)を流れる予混合気は、上述同様に、パ イロットエア導入孔(21)からの予混合気とパイロット燃料供給管(22)からの燃料 とが互いに対向する流れとなっているために極めて良好に混合し、均一な予混合 気が形成されるため、赤火の発生を有効に防止できる。

【００２１】 また、この際に、上記ウインドボックス(10)並びにパイロットバーナ用ウイン ドボックス(20)の下流側をテーパー状としてあるため、ウインドボックス(10)と パイロットバーナ用ウインドボックス(20)との間を流れる予混合気は、整流され た状態でメインバーナ部(M) から噴出する。 特に、このパイロットバーナ用ウインドボックス(20)の下端部、即ち、メイン バーナ部(M) におけるパイロットバーナ部(P) との境界部近傍での予混合気の噴 出量の局部的な低下が有効に防止できることにより、次のような作用効果を発揮 する。 即ち、上記のようなパイロットバーナ用ウインドボックス(20)の外表面下端部 による整流効果がなければ、パイロットバーナ用ウインドボックス(20)の下流側 において上記ウインドボックス(10)内を流れる予混合気の流れによどみ部が生じ 、メインバーナ部(M) におけるパイロットバーナ部(P) との境界部近傍に予混合 気の噴出量の局部的なしかも大幅な低下が生じる。そのため、パイロットバーナ 部(P) の火炎がメインバーナ部(M) に移行しないという問題を生じる。しかし、 この実施例では上述のようにパイロットバーナ用ウインドボックス(20)の外表面 下端部による整流効果により、パイロットバーナ用ウインドボックス(20)の下流 側において上記ウインドボックス(10)内を流れる予混合気を整流するため、上記 のようなよどみ部が生じることが無く、従って、メインバーナ部(M) におけるパ イロットバーナ部(P) との境界部近傍は、メインバーナ部(M) の主要部と同様の 予混合気が噴出することになり、パイロットバーナ部(P) の火炎により容易に、 しかも確実なメインバーナ部(M) への着火を行なうことができる。

【００２２】 そして、メインバーナ部(M) に完全に着火した後は、パイロットバーナ部(P) への燃料の供給を中断し、メインバーナ部(M) のみの燃焼に移る。 このメイン燃焼状態においては、メインバーナ部(M) 、パイロットバーナ部(P ) 共にウインドボックス(10)内の予混合気が供給されるので、両バーナ部(M),(P ) は、所定の空気比の予混合気での燃焼を行う。尚、このパイロットバーナ部(P ) への予混合気は、パイロットエア導入孔(21)によってその流量を制限されてい るため、上記メインバーナ部(M) よりは低負荷で燃焼することになるが、バーナ エレメント(B) の略全域を燃焼に寄与させることができる。

【００２３】 尚、以上の実施例においては、バーナエレメント(B) をウインドボックス(10) の下流側側面に配置したものであるが、この考案に係る予混合式ガスバーナにお いてはウインドボックスに対するバーナエレメントの配置場所は上記に限定され ない。またバーナエレメントは上記実施例のような複数個のバーナエレメント単 体を連接したものには限らない。

【００２４】

【考案の効果】

以上説明したように、この考案に係る予混合式ガスバーナのパイロットバーナ 構造は、従来のように、メインバーナ部とパイロットバーナ部とで独立して燃焼 用空気の供給径路を設ける必要が無く、また、従来のように、パイロットエアの 供給ライン、ミキシング、偏流の対策のためにパイロットバーナ用ウインドボッ クスが複雑な構造になっていたが、上記のような二重構造にしたことで、構造が 簡単になり、その製造コストの低減化、並びに、後の保守点検作業の容易化が図 れる。

【００２５】 また、従来において、メインバーナ燃焼時にパイロットバーナ用エアがメイン の火炎を冷却し、ＣＯを増大させるため、エア量の規制や、メイン混合気の導入 などの対策が必要であり、そのために上記のような複雑な構造となっていたが、 この考案に係るパイロットバーナ構造によれば、従来のように複雑な構造とする ことなく安定した燃焼が可能となる。

【００２６】 更に、上記したようなミキシング状態により、バーナエレメント全面に均一に 保炎させ、メインバーナ並びにパイロットバーナの双方が燃焼状態となるオーバ ーラップ時の赤火の発生を防止することができ、これにより、炎検出が確実に行 えて、燃焼制御の誤動作を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案に係る予混合式ガスバーナのパイロッ
トバーナ構造の一実施例を示す縦断側面図である。

【図２】図１の要部の拡大図である。

【図３】図１の要部の拡大平面図である。

【符号の説明】

(B) バーナエレメント (M) メインバーナ部 (P) パイロットバーナ部 (10) ウインドボックス (20) パイロットバーナ用ウインドボックス (21) パイロットエア導入孔 (22) パイロット燃料供給管 (23) 燃料噴出孔 (30) スパークロッド（着火手段） (31) フレームロッド（炎検出手段）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウインドボックス(10)の終端部にバーナ
   エレメント(B) を備え、上記ウインドボックス(10)中に
   挿入したガス供給管からの燃料とウインドボックス(10)
   内を流れる燃焼用空気とを混合してなる予混合気をバー
   ナエレメント(B) から噴出させて燃焼させる形式の予混
   合式ガスバーナにおいて、上記ウインドボックス(10)の
   内部に、バーナエレメント(B) 裏面側の一部を区画する
   パイロットバーナ用ウインドボックス(20)を配設するこ
   とにより、パイロットバーナ部(P) 、並びに、パイロッ
   トエア流路を区画形成し、このパイロットバーナ用ウイ
   ンドボックス(20)の上流端にパイロットエア導入孔(21)
   を設けると共にこのウインドボックス(20)内にパイロッ
   ト燃料の供給管(22)を設けたことを特徴とする予混合式
   ガスバーナのパイロットバーナ構造。