(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外囲器内にそれぞれ独立した放電空間を２個併設し、該各放電空間に放電電極対を対向してそれぞれ封入すると共に、該外囲器の各放電空間を隔離している結合部に各放電電極対の一方の陰極放電面から他方の陰極放電面を透視することができる通孔を設けたことを特徴とするバーナ点火回路用のシリーズギャップ放電管。
【請求項２】
放電空間が軸を平行として設けられている請求項１に記載のシリーズギャップ放電管。
【請求項３】
加圧された不活性ガスが封入されている請求項１又は２に記載のシリーズギャップ放電管。
【請求項４】
外囲器の結合部の表面に両放電電極対を結ぶ方向と直角方向の襞が形成されてなる請求項１乃至３のいずれかに記載のシリーズギャップ放電管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はバーナ点火回路用のシリーズギャップ放電管に関し、特にバーナ燃焼装置における点火装置に組み込んでバーナの点火不良を防止するに用いられるシリーズギャップ放電管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ボイラなどのバーナ燃焼装置において主バーナに点火するための火種として点火バーナが用いられており、こうした点火バーナに着火するために、放電着火方式の点火装置が用いられることが多い。また小型のバーナ燃焼装置においても点火バーナを用いることなく、同様な点火装置を用いて直接に主バーナに着火する場合もある。
【０００３】
このような点火装置としては、燃料噴射ノズルの先端近傍にアース電極ロッドと点火電極ロッドとが対向して設けられていて、点火電極ロッドには点火コイルなどの高圧パルス発生装置が接続されているものが従来から用いられており、点火電極ロッドとアース電極ロッドとの間で火花放電を発生させて、燃料噴射ノズルから噴出する燃料に着火するようにしている。
【０００４】
この点火装置は、使用している間に燃料の燃焼に伴って発生するカーボンが点火電極ロッドに付着するため、電荷が漏洩して正常に点火できないことがある。そこで高圧パルス発生装置と点火電極ロッドとの間にシリーズギャップ放電管を設けることにより、点火電極ロッドに印加される高電圧パルスの立ち上がり時間を極めて短くし、多少の漏洩電流があっても確実に点火ができるようにする方法が提案されている（実開平５−３４４５６号）。
【０００５】
ところで近時は一層確実な点火が望まれるようになり、図３のような方式の点火装置が提案されている。ここではアース電極ロッドを用いる代わりに２個の点火電極ロッド６、７を用い、それぞれの点火電極ロッド６、７に対して高圧パルス発生装置（図示せず）からの正の高電圧パルスと負の高電圧パルスとを、シリーズギャップ放電管８、９を介してそれぞれ同時に供給するようになっている。ここで４は基盤であり、基盤４を貫通して燃料噴射ノズル５が設けられていると共に、点火電極ロッド６、７にはそれぞれ絶縁層６ａ、７ａが被覆されて基盤４に取り付けられている。
【０００６】
しかしこの方式の点火装置においては、高圧パルス発生装置からアース電位に対して完全に対称的な波形の正と負の高電圧パルスが供給されたとしても、２個のシリーズギャップ放電管８、９の放電開始特性が全く同じであることは期待し難く、これらの２個のシリーズギャップ放電管８、９が放電を開始する時期がずれることは避けられない。実際にこの点火装置に尖頭電圧１０ｋＶの対称波形の正と負の高電圧パルスを供給して、放電管の入力側電圧と出力側（即ち点火電極ロッド側）電圧の波形を測定すると、図４のようなグラフが得られる。即ち、点火電極ロッド６、７が正と負の高電位に昇圧される時間が異なることになり、その間に電荷の漏洩が起こって着火しない場合があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は上記のような着火ミスの問題を解消するために、正及び負の高電圧が供給される２個のシリーズギャップ放電管の放電開始時期を同期させる方法について鋭意検討した結果、これらの放電管の一方が放電開始したときに発生する信号を他方が受信して放電開始できるよう結合するのが有効であることを見出した。
【０００８】
即ち本発明の目的は、波形が対称の正の高電圧パルスと負の高電圧パルスとがそれぞれに供給される２個のシリーズギャップ放電管を、それぞれの放電開始時期が同期するように組み合せた、バーナに対する着火ミスを生じないバーナ点火回路用のシリーズギャップ用放電管を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、外囲器内にそれぞれ独立した放電空間を２個併設し、該各放電空間に放電電極対を対向してそれぞれ封入すると共に、該外囲器の各放電空間を隔離している結合部に各放電電極対の一方の陰極放電面から他方の陰極放電面を透視することができる通孔を設けたことを特徴とするバーナ点火回路用のシリーズギャップ放電管によって達成することができる。
【００１０】
本発明のシリーズギャップ放電管において、放電開始電圧を高めるためには放電空間内に加圧した不活性ガスを封入することが好ましく、かかる不活性ガスとしてはアルゴンや窒素、或いはヘリウムなどを単独で、又は混合して用いることができる。またその封入圧力は、放電開始電圧を所望の値に合わせるために封入ガスの組成に応じて適宜選択することが望ましい。
【００１１】
【作用】
波形が対称の正の高電圧パルスと負の高電圧パルスとを同時に供給できる高圧パルス発生装置を備えて、燃料噴射ノズルを挟んで設けた２個の点火電極ロッドの間で火花放電を発生させるバーナ点火装置に、本発明のシリーズギャップ放電管を組み込んで作動させたとき、２組の放電電極対の内の一方が先に放電を開始すると、この放電電極間で強いグロー放電乃至アーク放電が生ずる。そのときは陰極面付近で封入ガスが励起されて紫外線が発生するが、この紫外線は通孔を介して他方の放電電極対の陰極面付近を照射し、その付近の封入ガスを励起すると共にイオン化するので、ここでも瞬時に放電がおこることになる。従って本発明のシリーズギャップ放電管は、対称波形の正と負の高電圧パルスが同時にそれぞれの放電電極対に供給されたとき、いずれか一方の放電開始と同期して他方も放電を開始するように作用する。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明のシリーズギャップ放電管の例を図によって説明する。
図１において、１は外径１５ｍｍ、長さ１８ｍｍの筒状体１２、１３を長さ２０ｍｍの結合部１１の両端に互いに平行となるように形成したセラミックス製の外囲器であり、筒状体１２、１３の内側にはそれぞれ放電空間１４、１５が形成されている。また結合部１１の内部を貫通して放電空間１４と１５とを連絡する通孔１６が形成されており、結合部１１の外面には筒状体１２と１３とを結ぶ方向と直角方向の襞１７が形成されている。
【００１３】
放電空間１４内には長さの小さい陰極２１と長さの大きい陽極２２とからなる放電電極対が対向して固定封止されており、また放電空間１５内には長さの小さい陰極３１と長さの大きい陽極３２とからなる放電電極対が前記の陰極２１と陽極２２の向きとは逆の向きに対向して固定封止されている。これらの陰極と陽極との放電面間距離は通常２〜５ｍｍであるのが適当である。そして前記の通孔１６は、陰極２１の放電面から陰極３１の放電面を透視できるような位置を占めている。
【００１４】
このような構造の本発明のシリーズギャップ放電管の内部にはアルゴンが約１０ｋｇｆ／ｃｍ２  の圧力で封入してあるが、放電空間１４と１５とは通孔１６によって連通していてガス組成や封入圧力が同一となるので、陰極や陽極の寸法、形状、並びに放電面間距離等の精度が高ければ２組の放電電極対の放電特性も極めてよく揃ったものになる。従ってガスの種類や封入圧力は所望に応じて適宜選択した場合でも、本発明のシリーズギャップ放電管の放電同期性能は何ら損なわれることがない。
【００１５】
また本発明のシリーズギャップ放電管の結合部１１の表面に形成された襞１７は、陰極２１と陽極３２との間及び陰極３１と陽極２２との間の沿面距離を大きくするためのものであり、外囲器１の表面が汚染されることによる沿面放電の発生を抑制するのに有効である。
【００１６】
本発明のシリーズギャップ放電管を図３に示す点火装置におけるシリーズギャップ放電管８、９の代わりに組み込んで、これに尖頭電圧１０ｋＶの対称波形の正と負の高電圧パルスを供給して放電管の入力側電圧と出力側（即ち点火電極ロッド側）電圧の波形を測定したところ、図２のようなグラフが得られた。これを従来のシリーズギャップ放電管を２個用いた場合の図４のグラフと対比すると、極めて優れた点火性能を示すことがわかる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明のシリーズギャップ放電管は放電特性の揃った２個の放電電極対を備えており、燃料噴射ノズルを挟んで設けた２個の点火電極ロッドに波形が対称の正の高電圧パルスと負の高電圧パルスとを同時に供給して点火する方式のバーナ点火装置に組み込んだとき、いずれか一方の放電電極対が放電を開始すると他方の放電電極対でも同期して放電が起こるので、２個の点火電極ロッドの間での放電の遅れが発生せず、確実にバーナの点火ができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシリーズギャップ放電管の例の一部を切り欠いた斜視図である。
【図２】本発明のシリーズギャップ放電管を用いたバーナ点火装置における放電管の放電特性を示すグラフである。
【図３】従来技術の放電管を用いたバーナ点火装置の例を示す斜視図である。
【図４】従来技術の放電管を用いたバーナ点火装置における放電管の放電特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１          外囲器
１１        結合部
１２、１３  筒状体
１４、１５  放電空間
１６        通孔
１７        襞
２１        陰極
２２        陽極
３１        陰極
３２        陽極
４          基盤
５          燃料噴射ノズル
６、７      点火電極ロッド
６ａ、７ａ  絶縁層
８、９      シリーズギャップ放電管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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