JP4897005B2 - Burner equipment - Google Patents
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Description
本発明は、バーナ装置に関する。 The present invention relates to a burner device.
バーナ装置には、燃料および燃焼空気を供給するための流路と、点火手段とが必要である。点火手段としては、電気火花を発生させるものが広く使用されている。このような点火手段として、燃料の流路となるパイプと、前記パイプに沿って配設した電極棒の先端部との間に火花放電を起こさせるものがある。 The burner device requires a flow path for supplying fuel and combustion air and ignition means. As the ignition means, those that generate electric sparks are widely used. As such ignition means, there is one that causes a spark discharge between a pipe serving as a fuel flow path and a tip portion of an electrode rod disposed along the pipe.
このようなバーナ装置は、例えば、特許文献1に記載されているようなラジアントチューブ式加熱装置のバーナとしても使用できる。 Such a burner device can also be used as a burner of a radiant tube heating device as described in Patent Document 1, for example.
例えば、特許文献2および3には、装置の内部に長く延伸する導電性の燃料供給パイプおよび該燃料供給パイプに平行に配設した電極棒からなり、燃料供給パイプと電極棒との間に電圧を印加することによって火花放電を発生する点火手段を有するラジアントチューブバーナが記載されている。
For example,
このようなラジアントチューブバーナでは、一般に、装置の外壁と点火位置とが離れており、電極棒を保護する碍子と電極棒の熱膨張率の違いによって碍子が割れたり、燃料供給パイプと電極棒との熱膨張率の違いによって放電位置がずれたりする。 In such a radiant tube burner, the outer wall of the device is generally separated from the ignition position, the insulator is broken due to the difference in thermal expansion coefficient between the insulator protecting the electrode rod and the electrode rod, the fuel supply pipe and the electrode rod The discharge position is shifted due to the difference in thermal expansion coefficient.
また、ラジアントチューブ式加熱装置において、主燃焼バーナの点火のために、上述の電気火花によって点火するバーナ装置を、パイロットバーナとして使用するものもある。このようなパイロットバーナの場合、熱膨張率の違いによって放電位置がずれると、燃料のない空間に電気火花が発生することになるため、全く点火できなくなるという問題がある。 Further, in the radiant tube type heating device, there is also a device that uses, as a pilot burner, the above-described burner device that is ignited by the electric spark for ignition of the main combustion burner. In the case of such a pilot burner, if the discharge position is shifted due to a difference in thermal expansion coefficient, an electric spark is generated in a space without fuel, and thus there is a problem that ignition cannot be performed at all.
図2に、従来の点火手段を備えるパイロットバーナ21を使用したラジアントチューブバーナ22を示す。従来のラジアントチューブバーナ22用パイロットバーナ21では、パイロット用燃料ガスとパイロットエアとの混合ガスを供給する導電性のパイプ23に設けた小さな穴24へ、パイプ23と平行に配線した電極棒25から放電することで、パイロットバーナ21に点火する。電極棒25は碍子26で絶縁されている。
FIG. 2 shows a
ラジアントチューブバーナ21において、先に述べたような熱膨張率の違いによる点火位置のずれを防止するために、図3に示すように、電極棒25の先端近傍の碍子26を固定部材27によってパイプ23に堅固に固定し、電極棒25および碍子26の他端が外壁を封止する盲フランジ28を摺動可能に貫通するようにする場合もある。しかしながら、装置の気密性が要求されるために、碍子26と盲フランジ28との間にグランドパッキンのようなシール構造29が必要になる。このため、碍子26の盲フランジ28に対する摺動の摩擦力が大きくなり、碍子26の先端の固定部材27に大きな負荷が加わる。このため、このような構造のバーナ装置では、碍子26や固定部材27が破損することも多い。
In the
さらに、近年、特許文献4および5に記載されているような、熱交換器や蓄熱器を利用した熱効率の改善の結果、ラジアントチューブバーナに供給される燃焼空気の温度が高くなる傾向にある。このため、点火手段の熱膨張による不具合が発生しやすくなっている。
Furthermore, in recent years, as described in
前記問題点に鑑みて、本発明は、熱膨張によって放電位置がずれないバーナ装置を提供することを課題とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a burner device in which the discharge position does not shift due to thermal expansion.
前記課題を解決するために、本発明によるバーナ装置は、装置の外壁となる固定壁を貫通し、燃料を供給する導電性の燃料供給パイプと、前記固定壁を貫通し、前記燃料供給パイプと電気的に絶縁しながら前記燃料供給パイプに沿って配設され、先端が前記燃料供給パイプに近接する電極棒とを有し、前記電極棒は、先端近傍が前記燃料供給パイプに固定され、固定壁を貫通する部分が前記固定壁に固定され、前記燃料供給パイプに固定された部分と前記固定壁に固定された部分との間で分断され、導線性のスリーブを嵌装することよって接続され、前記燃料供給パイプに固定された部分と前記固定壁に固定された部分との少なくともいずれかが、前記スリーブ内で摺動可能であるものとする。 In order to solve the above problems, a burner device according to the present invention includes a conductive fuel supply pipe that feeds fuel through the fixed wall, which is an outer wall of the device, and the fuel supply pipe that penetrates the fixed wall. The electrode rod is disposed along the fuel supply pipe while being electrically insulated, and has a tip that is close to the fuel supply pipe. The electrode rod is fixed to the fuel supply pipe in the vicinity of the tip. A portion that penetrates the wall is fixed to the fixed wall, is divided between the portion fixed to the fuel supply pipe and the portion fixed to the fixed wall, and is connected by fitting a conductive sleeve. At least one of the part fixed to the fuel supply pipe and the part fixed to the fixed wall is slidable within the sleeve .
この構成によれば、導電性のスリーブによって分断された電極棒の導通を確保しながら、分断された電極棒のギャップを可変させることによって、燃料供給パイプと電極棒との熱膨張の差を吸収できる。これにより、放電位置がずれないので点火不良がなく点火が確実である。また、熱膨張による寸法変化を吸収することで、電極棒先端部の固定構造に大きな応力が加わらず、碍子や固定部材が破損する不具合がない。 According to this configuration, the difference in thermal expansion between the fuel supply pipe and the electrode rod is absorbed by changing the gap between the electrode rods divided while ensuring the conduction of the electrode rod divided by the conductive sleeve. it can. Thereby, since the discharge position does not shift, there is no ignition failure and ignition is reliable. Further, by absorbing the dimensional change due to thermal expansion, a large stress is not applied to the fixing structure of the electrode rod tip, and there is no problem that the insulator and the fixing member are damaged.
また、本発明のバーナ装置において、前記スリーブは、片側が前記電極棒に固定されてもよい。 Moreover, the burner apparatus of this invention WHEREIN: One side of the said sleeve may be fixed to the said electrode rod.
この構成によれば、溶接などの安価な方法でスリーブの脱落を防止できる。 According to this configuration, the sleeve can be prevented from falling off by an inexpensive method such as welding.
また、本発明のバーナ装置において、前記電極棒は、碍子を介して前記燃料供給パイプ上に保持されてもよい。 In the burner device of the present invention, the electrode rod may be held on the fuel supply pipe via an insulator.
この構成によれば、電極棒が途中で熱変形することによる望外の短絡や放電を防止できる。 According to this configuration, it is possible to prevent an undesired short circuit or discharge due to thermal deformation of the electrode rod.
また、本発明のバーナ装置は、電極棒および燃料供給パイプが長く、燃焼用空気の温度が高くなるラジアントチューブバーナ用のパイロットバーナに特に適する。 The burner device of the present invention is particularly suitable for a pilot burner for a radiant tube burner in which the electrode rod and the fuel supply pipe are long and the temperature of the combustion air is high.
本発明によれば、燃料供給パイプに沿って配設される電極棒を途中で分断し、導電スリーブによって伸縮自在に接続するので、燃料供給パイプと電極棒との間に熱膨張率の差があっても、寸法変化の差を吸収して放電位置を維持することで点火を確実にでき、電極棒の固定構造に大きな負荷を与えて破損させることもない。 According to the present invention, since the electrode rod disposed along the fuel supply pipe is divided in the middle and is connected to be stretchable by the conductive sleeve, there is a difference in thermal expansion coefficient between the fuel supply pipe and the electrode rod. Even in such a case, the ignition can be ensured by absorbing the difference in dimensional change and maintaining the discharge position, and a large load is not applied to the electrode rod fixing structure to cause damage.
これより、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の1つの実施形態であるパイロットバーナ(バーナ装置)1を備えた燃焼排ガス循環式ラジアントチューブバーナ2を示す。ラジアントチューブバーナ2は、ラジアントチューブ3の端部を封止し、装置の外壁の開口を封止する盲フランジ(固定壁)4に、燃料を供給する燃料パイプ5と、パイロットガスおよびパイロットエアが供給される例えばステンレス鋼からなる導電性のパイロット用混合ガスパイプ(燃料供給パイプ)6が溶接固定されている。燃料パイプ5および混合ガスパイプ6の先端は、ラジアントチューブ3内に保持された保炎筒7の内部に向かって開口している。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a combustion exhaust gas circulation type radiant tube burner 2 provided with a pilot burner (burner device) 1 according to one embodiment of the present invention. The radiant tube burner 2 seals the end of the
パイロットバーナ1は、混合ガスパイプ6に沿って、例えばカンタル合金線からなる電極棒8が配設されている。電極棒8は、先端が混合ガスパイプ6に近接し、混合ガスパイプ6に形成した点火穴9に対向するように折り曲げられている。そして、電極棒8は、先端の近傍に碍子10が固定され、混合ガスパイプ6に取り付けた固定部材11によって碍子10が保持されることにより、先端部分が点火穴9に対向して固定されている。碍子10には、例えば、固定部材11に螺合するねじが嵌合する凹部が形成され、確実な固定を可能にしてもよい。また、電極棒8は、折り曲げた先端部が点火穴9に対向する位置からずれないようにするために、碍子10にプラグセメント(無機接着剤)等で固定してもよい。
The pilot burner 1 is provided with an electrode rod 8 made of, for example, a Kanthal alloy wire along a mixed gas pipe 6. The electrode rod 8 is bent so that the tip is close to the mixed gas pipe 6 and faces the
また、電極棒8は、盲フランジ4を貫通する部分にも碍子12が固定されており、この碍子12が盲フランジ4に気密に固定されるようになっている。そして、電極棒8の中央部は、電極棒8に摺動可能に嵌装された筒状の碍子13を介して、混合ガスパイプ6との間の絶縁距離を確保するように固定部材14によって摺動可能に保持されている。電極棒8の碍子13の両側には、碍子13と隙間を空けてカシメ部材15が圧着固定されている。このカシメ部材15は、碍子13の位置が大きくずれることを防止する。これらの碍子10,12,13は、盲フランジ4および混合ガスパイプ6と電極棒8との間の絶縁を確保し、電極棒8の先端以外の場所で望外の放電や短絡が発生しないようにしている。尚、場合によっては、碍子13についても、碍子10と同様に、固定部材14に対して固定してもよい。また、カシメ部材15を用いずとも、電極棒8そのものをかしめて膨らみ部を作り出すことにより、碍子13の位置ずれを防止してもよい。
Further, the electrode rod 8 has a
さらに、電極棒8は、盲フランジ4の近傍で分断されており、例えばステンレス鋼からなる導電性のスリーブ16が嵌装されることで互いに接続されている。スリーブ16は、盲フランジ4側(上流側)の電極棒8に溶接17によって固定されているが、反対側(下流側)の電極棒8に対しては固定されておらず、下流側の電極棒8はスリーブ16に対して容易に抜き差し可能である。
Furthermore, the electrode rod 8 is divided in the vicinity of the blind flange 4 and is connected to each other by fitting a
ステンレス鋼からなる混合ガスパイプ6は、カンタル合金からなる電極棒8に比べて約1.3倍の熱膨張率を有する。このため、ラジアントチューブバーナ2内の温度が上昇すると電極棒8の先端部は、電極棒8全体の伸びに比べて大きく下流側に移動させられる。しかしながら、電極棒8は、盲フランジ4に保持されている部分の近傍で、2つに分断されているので、この部分のギャップがスリーブ16の中で広がることにより、電極棒8に張力を作用させない。
The mixed gas pipe 6 made of stainless steel has a thermal expansion coefficient about 1.3 times that of the electrode rod 8 made of Kanthal alloy. For this reason, when the temperature in the radiant tube burner 2 rises, the tip of the electrode rod 8 is moved to the downstream side largely compared to the extension of the electrode rod 8 as a whole. However, since the electrode rod 8 is divided into two parts in the vicinity of the portion held by the blind flange 4, the gap of this portion widens in the
また、スリーブ16は、電極棒8のギャップの大きさにかかわらず、分断されている両側の電極棒8に接触して、両者の電気的接続を維持する。また、混合ガスパイプ6の中央部に固定された碍子13も、電極棒8の摺動を許し、張力を与えない。
Further, the
このために、電極棒8同士のギャップは、混合ガスパイプ6の温度が低いときにも、電極棒8同士が当接しないように決定される。また、スリーブ16は、混合ガスパイプ6が高温となり、電極棒8間のギャップが大きくなっても、電極棒8が抜け落ちないように、全長および電極棒の差し込み長を十分に長くしてある。
For this reason, the gap between the electrode rods 8 is determined so that the electrode rods 8 do not contact each other even when the temperature of the mixed gas pipe 6 is low. Further, the
これにより、電極棒8は、混合ガスパイプ6および自身の温度にかかわらず、常に、先端部を点火穴9に対向させており、盲フランジ4の外側において、混合ガスパイプ6と電極棒8との間に所定の電圧を印加したとき、点火穴9において、電極棒8の先端と混合ガスパイプ6との間に火花放電を発生させる。パイロットバーナ1は、常に点火穴9において火花放電を発生させられることで、燃料への点火が確実である。
As a result, regardless of the temperature of the mixed gas pipe 6 and itself, the electrode rod 8 always has its tip portion opposed to the
また、電極棒8には張力が作用しないので、碍子10および固定部材11に過大な応力が加わることがなく、破損の心配がない。
Further, since tension does not act on the electrode rod 8, excessive stress is not applied to the
本実施形態では、スリーブ16は、盲フランジ4側の端部を電極棒8に溶接して、スリーブ16が電極棒8から抜け落ちないようにしているが、片側の電極棒8に対してスリーブ16を圧着などの方法で固定してもよい。また、スリーブ16の穴の中央に隔壁を設けて、両側の電極棒8に対して摺動可能、且つ、一方に偏っても抜け落ちない差し込み長を確保するようにしてもよい。
In this embodiment, the
尚、スリーブ16は、温度が高くなりにくい盲フランジ4に近い位置に設けることが好ましいが、電極棒8のどの位置に設けてもよい。また、絶縁物を介してスリーブ16を混合ガスパイプ6に固定してもよい。
The
本実施形態のようなラジアントチューブバーナ用パイロットバーナは、一般的に、燃焼温度が高く、炉体の厚い断熱層を貫通して取り付けられるため、装置の外壁となる盲フランジから、火花放電を生じさせて燃料に点火する位置までの距離が長い。このため、燃料供給パイプ(混合ガスパイプ)と電極棒との熱膨張による寸法変化の差が大きくなるので、本発明を適用することで点火の確実性を向上させるとともに、碍子や電極棒の固定構造の破損を防止できる効果が大きい。 The pilot burner for the radiant tube burner as in this embodiment generally has a high combustion temperature and is installed through the thick heat insulating layer of the furnace body, so that a spark discharge is generated from the blind flange which is the outer wall of the apparatus. The distance to the position where the fuel is ignited is long. For this reason, since the difference in dimensional change due to thermal expansion between the fuel supply pipe (mixed gas pipe) and the electrode rod increases, the reliability of ignition is improved by applying the present invention, and the insulator and electrode rod fixing structure The effect which can prevent the damage of is large.
本発明を適用できるラジアントチューブバーナは、上記実施形態のような循環式のものだけでなく、非循環式の例えばシングルエンド型のラジアントチューブバーナなどにも適用できる。さらに、本発明は、他の形式のバーナ装置に適用することも可能であり、パイロットバーナに限らず、電極棒からの火花放電で直接点火されるバーナであれば、どのようなバーナにも適用できる。 The radiant tube burner to which the present invention can be applied is applicable not only to the circulation type as in the above embodiment, but also to a non-circulation type, for example, a single-end type radiant tube burner. Furthermore, the present invention can be applied to other types of burner devices, and is not limited to a pilot burner, but can be applied to any burner as long as it is directly ignited by spark discharge from an electrode rod. it can.
また、本発明を適用したバーナ装置は、熱膨張による点火位置のずれや固定構造の破損がないので、使用温度を高くすることができる。 In addition, the burner device to which the present invention is applied can increase the operating temperature because there is no displacement of the ignition position due to thermal expansion and no damage to the fixed structure.
1…パイロットバーナ
2…ラジアントチューブバーナ
3…ラジアントチューブ
4…盲フランジ(固定壁)
6…混合ガスパイプ(燃料供給パイプ)
8…電極棒
9…点火穴
10…碍子
11…固定部材
12…碍子
13…碍子
15…カシメ部材
16…スリーブ
1 ... Pilot burner 2 ...
6 ... Mixed gas pipe (fuel supply pipe)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 8 ...
Claims (4)
前記固定壁を貫通し、前記燃料供給パイプと電気的に絶縁しながら前記燃料供給パイプに沿って配設され、先端が前記燃料供給パイプに近接する電極棒とを有し、
前記電極棒は、先端近傍が前記燃料供給パイプに固定され、固定壁を貫通する部分が前記固定壁に固定され、前記燃料供給パイプに固定された部分と前記固定壁に固定された部分との間で分断され、導電性のスリーブを嵌装することよって接続され、
前記燃料供給パイプに固定された部分と前記固定壁に固定された部分との少なくともいずれかが、前記スリーブ内で摺動可能であることを特徴とするバーナ装置。 An energized fuel supply pipe that passes through a fixed wall that is an outer wall of the device and supplies fuel;
An electrode rod penetrating the fixed wall and disposed along the fuel supply pipe while being electrically insulated from the fuel supply pipe, and a tip of the electrode bar close to the fuel supply pipe;
The electrode rod is fixed to the fuel supply pipe in the vicinity of the tip, a portion that penetrates the fixed wall is fixed to the fixed wall, and a portion fixed to the fuel supply pipe and a portion fixed to the fixed wall Divided between and connected by fitting a conductive sleeve ,
At least one of a portion fixed to the fuel supply pipe and a portion fixed to the fixed wall is slidable within the sleeve .
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