JPS599012B2

JPS599012B2 - 着火方法及び装置

Info

Publication number: JPS599012B2
Application number: JP6140277A
Authority: JP
Inventors: 治雄国分
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1977-05-26
Filing date: 1977-05-26
Publication date: 1984-02-28
Also published as: JPS53146335A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は各種工業用バーナ等の燃焼装置における着火方
法及び装置に係り、更に詳しくは、燃焼装置に着火する
手段において、着火用の町燃性ガスを上記燃焼装置内に
案内する導管内に、上記ガスをそのガスの火炎伝播速度
よりも速い速度で流し込み、その流し込まれたガスに上
記導管内の流入口近傍で適宜断続的に点火して、導管内
を燃焼．状態のガスと未燃焼状態のガスとか交互に流れ
、導管の流出口から火炎が燃焼装置内に放出されるよう
になし、離れた所から燃焼装置に確実に着火できる着火
方法、並びに火炎を伴うガスを案内する導管と、この導
管の流入口近傍に設置され、導管内に一部を挿入して火
花を散らせる点火部材と、この点火部材に電線を介して
接続され、点火部材に電流を適宜断続的に供給する断続
電流発生器とを備え、燃焼装置内の任意の着火位置でも
離れた所から確実に着火できる着火装置に関する。

一般に、燃焼装置は製鉄所の加熱炉、熱処理とか、石油
化学装置の加熱炉、各種処理装置とか、各種焼却炉や各
種ボイラ等とかの様々な用途に使用されている。

近時、その燃焼装置の大型化と複雑化が行なわれる傾向
にある。

然るに、それに伴い燃焼装置のバーナ部またはバーナ操
作部が、悪環境の場所または遠隔操作の不便な場所とな
りつつある。

これらの悪条件を解消し、作業性及び安全性を向上する
ために、従来から種々の方法や装置が考えられている。

その中で、燃焼装置のメインバーナへの着火用に用いら
れる着火装置に関するものがあり、一部実用に供されて
いるものもある。

従来より広く採用されている着火装置としては、点火栓
による点火着火装置と、パイ口ットバーナによる着火装
置とかあり、共に作業性及び安全性を向上すべく用いら
れている。

第１図は従来より広く採用されている点火栓に、よる点
火着火装置を示す説明図であり、第２図は従来より広く
採用されているパイ口ットバーナによる着火装置を示す
説明図であり、第３図はパイ口ットバーナによる着火装
置の輻射管式バーナヘの取り付け状況を示す説明図であ
る。

まず、第１図に示す如く、１は炉体であり、この炉体１
には炉の内部と外部とを連通ずるように孔１ａが形成さ
れている。

この孔１ａにはメインバーナ２が貫通し、ボルト３によ
り炉体１に固定して取り付けられている。

メインバーナ２の構成は、炉体１の孔１ａの壁と対向若
しくは接触する外筒４と、この外筒４と同心で且つその
内部に設けられた内筒５と、この内筒５の炉側の一端部
周面に取り付けられた旋回羽根兼用等によるノズルサポ
ート６と、内筒５の炉側の一端に形成された火炎保持板
γとからなる。

外筒４の他端にはバーナヘッド８がボルト３により取り
付けられ、このバーナ前ヘッド８には空気供給用の管９
と燃料供給用の管１０とが結合されている。

内筒５の他端面には孔５ａが形成され、その孔５ａを介
して管１０と連通し、また、内筒５の他端部には孔５ｂ
が幾つか形成され、管９からの空気の一部を内筒５内へ
混入させるようなされている。

１１は点火栓による点火着火装置であり、その構成は、
内筒５の近傍で内筒５に取り付けたブラケット１２に絶
縁材１３を介して支持された電導体１４と、その電導体
１４の炉側の一端に設けられた電極１５と、この電極１
５に隣接するよう火炎保持板１に設けられたアース側電
極１６と、電導体１４の他端に設けられた図示していな
い電圧源とからなる。

尚、電極１５とアース側電極１６とをまとめて点火栓と
いう。

このような構成にお（八で、管９，，１０から空気及び
燃料をバーナヘッド８を介して外筒４や内筒５へ供給し
、内筒５の炉側の一端から空気の適宜混入した燃料を炉
内へ噴出する。

このメインバーナ２の作動状況において、電圧源を作動
し、電導体１４を通じて電気１５に３０００〜６０００
Ｖの電圧を印加して、電極１５とアース側電極１６との
隙間に火花を発生させる。

そのとき、メインバーナ２が点火され、メインバーナ２
は着火状態となる。

このように、第１図に示す如き点火栓による点火着火装
置１１によれば、メインバーナ２の着火点位置が炉体１
の奥深い内部にあっても、電極１５を内部のその点火栓
位置まで挿入することで、メインバーナ２に点火栓１５
，１６によって直接着火することかできるものである。

次に、第２図に示す如く、炉体１及びメインバーナ２の
構成は上記説明の第１図に示す場合とほとんど同様であ
る。

相違点としては、内筒５の他端部がバーナヘッド８の外
方に突出しているが、その作用効果は上記と同様である
。

ま１こ、火炎保持板γの形状がやや異なるが、その作用
効果も上記と同様である。

ま１こ、点火栓１５，１６により直接メインバーナ２に
点火する点火着火装置１１０代りに、パイ口ットバーナ
による着火装置１７を用いている。

この着火装置１１の構成は、内筒５近傍に延在し１こ管
１８と、この管１８の炉外側端に設けられた混合室１９
と、この混合室１９の近傍の管１８上に設置され、一部
を管１８内に挿入した点火部材２０とからなる。

この混合室１９には空気及び町燃性ガスが管２１，２２
を介して供給されている。

点火部材２０は電線２３を介して図示していない電流発
生器に接続されている。

尚、この着火装置１γを単に点火栓付パイロットバーナ
ともいう。

このような構成において、管９，１０がら空気及び燃料
をバーナヘッド８を介して外筒４や内筒５へ供給，シ，
一内筒５の炉側．の一端から空気の適宜混入した燃料を
炉内へ噴出する。

このメインバーナ２の作動前の状況において、混合室１
９に管２１，２２より空気及び町燃性ガスを供給し、管
１８を通して炉内へ噴出させる。

それと共に、電流発生器を作動し、電線２３を介して点
火部材２０に電流を流し、点火部材２０に管１８内へ向
け火花を発生させる。

このとき、管１８内の町燃性ガスが点火され、その火炎
は管１８の外へ出て、メインバーナ２を点火町能とし、
前記のメインバーナ２を作動させる。

その結果、メインバーナ２は着火状態となる。

このように、第２図に示す如きパイ口ットバーナによる
着火装置１７によれば、点火部材２０を炉の外部に出し
、火炎は管１８で炉の内部へ送るようにしているため、
メインバーナ２の着火点位置が炉体１の内部であっても
、メインバーナ２を着火することができるものである。

然し乍ら、以上の如き着火装置は作業性及び安全性を高
めるための根本的な解決手段ではなかった。

すなイつち、まず、第１図に示す如き点火栓による点火
着火装置１１には次に掲げるような欠点があった。

（１）メインバーナ等の高熱発生部に細い電極１５，１
６を取り付けるため、その電極１５，１６か熱変形を起
し、電極１５とアース側電極１６との間隙が変化し、場
合によっては火花が発生しなくなる。

（２）電導体１４の支持用の絶縁材１３が、高温下にあ
るため絶縁不良を起し、また、高電圧（３０００〜６
０００Ｖ）を印加しているため絶縁破壊を起し易い
。

（３）点火栓１５，１６が不完全燃焼部にある場合には
、電極１５，１６に煤か発生し易く、それが絶縁不良ま
たはスパーク点火不良の原因となり易い。

（４）電気による瞬間的な火花による着火方式であるた
め、看火性が悪い。

（５）（４）の理由により、メインバーナ２の構造
、ま１こは着火点部分の構造は、着火を確実とするため
に極めて複雑且つ精巧としなければならない。

（６）着火を確実にするために、メインバーナ２の着火
点位置での構造や燃料混合比を変えることは、メインバ
ーナ２の燃焼効率を低下させ、しかも低ＮＯｘ用等の低
公害用バーナにとって極めて難しい問題となり、実現不
町能に近いことである。

（７）以上の理由から、寿命が短く、ま１こ、保守性が
良くない。

次に、第２図に示す如きパイ口ットバーナによる着火装
置１γには次に掲げるような欠点があった。

（１）パイｒントバーナ１Ｔの点火部材２０として、電
極以外に、熱線または手動点火トーチバーナ等が使用で
きるが、パイ口ットバーナ１１により点火し得る長さに
構造上限界があり、挿入深さのより長いバーナまたは着
火部には使用できない場合が多い。

すなわち、限界以上に長いパイ口ットバーナ１７の場合
で、パイ口ットバーナ１１の点火位置とメインパーナ２
の着火位置との間の距離が長過ぎるとき、点火位置で点
火燃焼しまた火炎または高温燃焼ガス管１８内を流れ、
その流れる途中で管１８を介して冷却される。

その結果、パイ口ットバーナ１７の先端から火炎を放出
できなくなって、メインバーナ２が着火しなくなる。

（２）パイ口ットバーナ１γを取り付けるためにメイン
バーナ２の構造に大きな制約が加えられる。

従って、燃焼効率の良い、または低公害用のバーナにと
っては望ましくない条件が生じ易い。

（３）メインバーナ２への着火を確実なものとするには
直径の大きな大容量のパイ口ットバーナ１７を用いなけ
ればならず、取り付け空間の確保が難しくなり、′また
、最適位置部まで特殊形状を与えて任意の位置に取り付
けることが難しい。

（４）手動点火の場合には、点火部がメインバーナ２の
極近で高熱な位置となる１こめ、作業性が著しく劣悪で
ある。

また、手動点火は、点火部が高所、離れた所または危険
な所にある場合には不適当である。

（５）点火部材２０として点火栓による場合には、高熱
位置にある点火栓まで高電圧の配線を行なわなければな
らず、電線が熱によってその絶縁部分に劣化を来１こし
易くなり、安全上好ましくない。

しかも、この電線には一般に電波雑音防止用にシールド
線等が用いられ、このような線は耐熱性及び強度に欠け
るため、寿命と安全性の点で劣る。

仮に、普通の高圧線を使用した場合、電波障害を発生し
、点火栓の同時使用数が多くなれば、周囲の民家のテレ
ビ、ラジオ等へ電波障害を引き起こすばかりか、工場内
の無線操作や無線制（財）にも語動作信号を付加するこ
とから重大な事故の原因ともなりかねない。

（６）取付構造条件として着火位置部まで長過ぎる等の
理由によりパイ口ットバーナ１１をメインバーナ２に取
り付けられなくなった場合には、第３図に示す如く、輻
射管式２４、バーナでは炉の外部に出ている廃出側部に
パイ口ットバーナ１γを取り付けることが行なわれてい
る。

しかし、この取り付けにも下記の如き欠点がある。

（５）廃出側であるためパイ口ットバーナ１７分のエネ
ルギーが損出となり、省エネルギ一時代に即応していな
い。

（Ｂ）着火時の炉内等の温度及び流速条件によって
は、爆発的点火燃焼を起す。

従って、異常な騒音発生のみならず、輻射管２４を破損
したり、輻射管式バーナの寿命を低下させる原因ともな
って、好ましいパイ口ットバーナ１７の取り付け状況と
はいえない。

本発明は以上の如き欠点に鑑み、これを有効的に除去す
べくなされたものである。

本発明の目的とするところは、燃焼装置に着火する手段
において、着火用の町燃性ガスを上記燃焼装置内に案内
する導管内に，上記ガスをそのガスの火炎伝播速度より
も速い速度で流し込み、その流し込まれたガスに上記導
管内の流入口近傍で適宜断続的に点火して、導管内を燃
焼状態のガスと未燃焼状態のガスとが交互に流れ、導管
の流出口から火炎が燃焼装置内に放出されるようになし
、離れた所から燃焼装置に確実に着火できる着火方法を
提供する。

また、本発明の目的とするところは、火炎を伴うガスを
案内する導管と、この導管の流入口近傍に設置され、導
管内に一部を挿入して火花を散らせる点火部材と、この
点火部材に電線を介して接続され、点火部材に電流を適
宜断続的に供給する断続電流発生器とを備えることによ
り、燃焼装置内の任意の着火位置でも離れた所から確実
に着火できる着火装置を提供する。

ま１こ、本発明の目的とするところは、点火部材を炉等
の燃焼装置の高熱位置から遠ざけることにより、着火装
置自体の寿命を長くし、且つ保守性を良くし、しかも点
火部材に点火栓を用いても点火栓用シールド線等の寿命
と安全性を低下することのない着火装置を提供する。

更にまた、本発明の目的とするところは、導管内に燃焼
状態のガスと未燃焼状態のガスとを交互に流し，その導
管の流出口から火炎を放出するようにすることにより、
導管を細く且つ長くでき、しかも曲げ加工を行なうこと
により導管を任意の曲線形状にでき、如何なる種類のバ
ーナであってもそのメインバーナに着火でき、メインバ
ーナの近傍に容易に取り付けることができる着火方法及
び装置を提供する。

以下に本発明の好適一実施例を添付図面によって詳述す
る。

第４図は本発明に係る着火装置の一実施例を示す断面図
であり、第５図は本発明に係る着火装置のメインバーナ
への取り付け状況を示す説明図である。

第４図に示す如く、本発明に係る着火装置２５（以下単
に着火装置という）の構成は、火炎を伴うガスを案内す
る細くて長い導管２６と、この導管２６の流入端に一端
が連結され、他端がネジ込み形栓２Ｔにより塞がれ、気
体の混合室２Ｂが形成された管状の連結部材２９と、こ
の連結部材２９の他端部に連結され、混合室２８に空気
と町燃性ガスを供給する管３０，３１と、連結部材２
９の中間部でその内部に一部を挿入して取り付けられた
点火部材３２と、この点火部材３２にシールド線３３を
介して接続され、点火部材３２に電流を適宜断続的に供
給する断続電流発生器３４とからなる。

この着火装置２５のメインバーナ２への取り付け状況は
、第５図に示す如く、導管２６の一端がバーナヘッド８
を通り外筒４と内筒５との隙間に導かれ，その導管２６
の流出端が内筒５の燃料噴出口に近接する位置にくるよ
うに設置されている。

また、導管２６の他端はこのメインバーナ２から充分離
れた所へ導かれ、そこから火炎を伴うガスをメインバー
ナ２へ供給するようなされている。

尚、第５図に示す如きメインバーナ２や炉体１の構成は
、上記従来例の場合とほとんど同様であり、その作用効
果も上記従来例の場合と同様である。

次に、本発明の作用について述べる。

第４図において、まず一空気と町燃性ガスを管３０，３
１を介して連結部材２９へ充分速い速度で供給する。

その空気と町燃性ガスは連結部材２９内の混合室２８で
町燃状態にまで混合され，連結部材２９の中を急速に流
れ，導管２６に流入する。

その後、その町燃性ガスは導管２６内をその町燃性ガス
自身の最大燃焼速度よりも充分速い速度でもって流れ、
導管２６から外部へ流出する。

次に、図示していない電源と接続された断続電流発生器
３４を作動する。

これにより、断続的な電流がシールド線３３を介して点
火部材３２に供給され、点火部材３２は連結部材２９の
中で火花を所定の時間を明けて発生する。

この火花の発生に伴い連結部材２９内の可燃性ガスは着
火する。

その際、町燃性ガスの連結部材２９及び導管２６内での
流速は町燃性ガス自身の最大燃焼速度よりも充分大きく
なされているため、点火部材３２による着火が混合室２
８の方へまで及ぶことはなく逆に導管２６の方へ及ぶこ
とになる。

所定の時間後に火花の発生が止ると、連結部材２９内の
町燃性ガスは着火されることなく導管２６へ向け流れて
行く、この結果、導管２６へ向け燃焼状態のガスと未燃
焼状態のガスとが交互に流れて行くことになり、導管２
６内においても可燃性ガス自身の最大燃焼速度よりも充
分速くガスが流れるようなされていることから、導管２
６内でも燃焼状態のガスと未燃焼状態のガスとが交互に
流れて行くことになる。

この場合、火炎は燃焼ガスと未燃焼ガスとの境界にあっ
て、その火炎を維持するために未燃焼ガスが燃焼される
が、ガスの流速の方が火炎伝播速度、すなわ丸燃焼速度
よりも大きいことから、その火炎は導管２６内を流出口
へ向け移動し、流出口より外部へ放出される。

その放出の際に、幾らか未燃焼ガスをも火炎と共に放出
するようになすことにより、大きな火炎が放出されるこ
とになり、外部の燃料への着火が確実に行なわれること
になる。

また、この場合、導管２６の直径が細いものを用いれば
、連結部材２９及び導管２６内のガスの流速を容易に大
きくでき好都合である。

また、この場合、導管２６を適宜曲げてもその火炎放出
機能にはほとんど影響がないので、例えば第４図に仮想
線で示す如き曲線状態でも確実に着火できる。

また、長い導管２６であっても導管２６内のガスの流速
を火炎伝播速度よりも充分大きく保持し、且つ点火部材
３２の点火時間及び停止時間を断続電流発生器３４によ
り適宜設定することにより、確実に火炎を遠隔地へ供給
できる。

また、この場合、導管２６には火炎及び高温の燃焼ガス
と、低温の未燃焼ガスとが交互に流れているため、導管
２６を比較的低温状態で使用できる。

尚、前記実施例では連結部材２９に点火部材３２と混合
室２８とを設けた場合について説明したが、本発明では
点火部材３２を導管２６の流入端部に取り付けてもよく
、また混合室２８を別個に混合器として設置し、連結し
てもよい。

また、前記実施例における断続電流発生器３４としては
、本発明では配電ロータ等を用いた機械的なもの、サイ
リスク等を用いた電気的なもの等のどちらでもよい。

また、その断続電流発生器３４のその断続周期、すなわ
丸電流停止（火炎停止）の間隔の設定は、導管２６の長
さと、導管２６内の流速とにより行なう。

また、前記実施例では点火部材３２として点火栓を用い
る場合について説明したが、本発明では熱線でもよく、
これらに代り得るものであれば如何なるものでもよい。

また、前記実施例における導管２６内の未燃焼ガスの量
は、導管２６の長さと、導管２６内の流速とによって決
り、その設定は断続電流発生器３４により行なう。

本発明に係る着火装置２５を第５図に示す如きメインバ
ーナ２に取り付けた場合の結果について説明する。

この場合には、導管２６として内径３ｍｍ、外径５ｍｍ
、長さ５ｍの鋼管を採用し、曲げ加工等を施すことでメ
インバーナ２に組み込み、任意の位置に固定して取り付
けた。

この状態で、上記と全く同様の操作を行なって着火装置
２５を作動したところ、メインバーナ２に点火すること
ができた。

更に、この導管２６に内径６ｍｍの鋼管を接続してもメ
インバーナ２に点火することができた。

尚、導管２６の曲り具合は極端に断面に変化がない限り
問題にはならず、更に導管２６を途中で接ぎ合わせても
問題にはならなかった。

また、導管２６内の流速は、厳密には導管２６の長さと
関係するが、使用するガスの最大燃焼速度の約５倍以上
にするのが望ましいことと確められている。

また、導管２６の流出口はメインバーナ２の着火部に向
けておくと、その流出口から放出された火炎がメインバ
ーナ２より噴出される燃料を確実に点火する。

以上説明し１こように本発明によれば、燃焼装置に着火
する手段において、着火用の可燃性ガスを上記燃焼装置
内に案内する導管内に、上記ガスをそのガスの火炎伝播
速度よりも速い速度で流し込み、その流し込まれたガス
に上記導管内の流入口近傍で適宜断続的に点火すること
により，導管内を燃焼状態のガスと未燃焼状態のガスと
が交互に流れ、その導管の流出口から火炎が燃焼装置内
に放出されることとなり、燃焼装置から充分離れた所で
点火し、その点火状態を燃焼装置へ伝え、燃焼装置を確
実且つ安全に着火することができるものである。

ま１こ、本発明によれば、火炎を伴うガスを案内する導
管と、この導管の流入口近傍に設置され、導管内に一部
を挿入して火花を散らせる点火部材と、この点火部材に
電線を介して接続され、点火部材に電流を適宜断続的に
供給する断続電流発生器とを設けることにより、導管内
を燃焼状態のガスと未燃焼状態のガスとが交互に流れ、
その導管の流出口から火炎が燃焼装置内に放出されるこ
ととなり、燃焼装置から充分離れた所で点火し、その点
火状態を燃焼装置へ伝え、燃焼装置を確実且つ安全に着
火することができるものである。

また、本発明によれば，上記の如き着火方法及び装置と
することにより、導管を細く、長く、しかも曲げても火
炎が遠方へ供給されることとなり、着火装置のスペース
に難点のある燃焼装置であっても簡単に取り付けること
ができ、如伺なる種類のバーナにも使用することができ
るものである。

また、本発明によれば、上記の如く、導管を長くできる
ことにより、点火部材及びその点火部材用のシールド線
等を高熱を発する燃焼装置から遠ざけることが町能とな
り、着火装置の寿命、保守性、安全性及び作業性を著し
く向上するものである。

また、本発明によれば、導管に火炎及び高温の燃焼ガス
と、低温の未燃焼ガスとを交互に流すようにしたことに
より、導管は比較的低湿状態で使用されることとなり、
導管を特別な材質のものとする必要がなく、経済性に優
れたものである。

また、本発明によれば、燃焼装置の着火を点火栓の火花
で直接行なうのでなく、その火花を火炎とし、その火炎
により行なうことにより、燃焼装置の着火をより確実に
することができるものである。

更にまた、本発明によれば、遠隔にある燃焼装置や、作
業性、安全性の悪い着火部を有する燃焼装置や、輻射管
式等の長いバーナで着火部をメインバーナの近傍に得に
くい燃焼装置等に用いることにより、自動的且つ遠隔着
火を可能にするものである等の優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図１は従来より広く採用されている点火栓による点
火着火装置を示す説明図、第２図は従来より広く採用さ
れているパイ口ットバーナによる着火装置を示す説明図
、第３図はパイ口ットバーナによる着火装置の輻射管式
バーナへの取り付け状況を示す説明図、第４図は本発明
に係る着火装置の一実施例を示す断面図、第５図は本発
明に係る着火装置のメインバーナへの取り付け状況を示
す説明図である。図中、２５は看火装置、２６は導管、３２は点火部材、
３３は電線、３４は断続電流発生器である。

Claims

【特許請求の範囲】１燃焼装置に着火する手段において、着火用の町燃性
ガスを上記燃焼装置内に案内する導管内に、上記ガスを
そのガスの火炎伝播速度よりも速い速度で流し込み、そ
の流し込まれたガスに上記導管内の流入口近傍で適宜断
続的に点火して、導管内を燃焼状態のガスと未燃焼状態
のガスとが交互に流れ、導管の流出口から火炎が燃焼装
置内に放出されるようになし、離れた所から燃焼装置に
確実に着火できるようになしたことを特徴とする着火方
法。２火炎を伴うガスを案内する導管と、この導管の流入
口近傍に設置され、導管内に一部を挿入して火花を散ら
せる点火部材と、この点火部材に電線を介して接続され
、点火部材に電流を適宜断続的に供給する断続電流発生
器とを備え、燃焼装置内の任意の着火位置でも離れた所
から確実に着火できるようになしたことを特徴とする着
火装置。