(57)【要約】【課題】  加熱炉や熱処理炉等に設置されている主バーナを着火させるパイロットバーナにおいて、電気スパーク着火用電極棒が短絡しやすくスパークしなくなる、パイロットバーナ先端部ノズルが赤熱及び焼損し本体まで逆火燃焼する、失火する問題の解消。【解決手段】  内管の外周に火炎が伝播する距離以下の間隔に同心状に外管を設け、内管の内径より内径が小さく且つ外管の内径よりも外径の小さい旋回羽根を内管の先端部に設け、内管と外管の間にガス燃料又はガス燃料と燃焼用空気の混合ガスを流す構成により、電気スパーク着火用電極棒の短絡を防止し、パイロットバーナ先端部ノズルの赤熱等を防止できる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーナ中心部に内管を配置し、この内管の外周に火炎が伝播する距離以下の間隔に同心状に外管を設け、内管の先端部に内管の内径より内径が小さく且つ外管の内径よりも外径の小さい旋回羽根を接続し、当該内管と外管の間にガス燃料又はガス燃料と燃焼用空気の混合ガスを流すパイロットバーナ。
【請求項２】
上記内管の中心部に電気スパーク着火用電極棒を設けたことを特徴とする請求項１に記載のパイロットバーナ。
【請求項３】
旋回羽根の内径を９ｍｍ以上とし、アース用の電極棒を旋回羽根又は外管に接続して、バーナ中心部の電気スパーク着火用電極棒より１．５ｍｍ±０．５の間隔に設置したことを特徴とする請求項２に記載のパイロットバーナ。
【請求項４】
旋回羽根より先端部の外管の距離及び電気スパーク着火用電極棒の距離を電極棒の先端部が赤熱する長さまで伸ばしたことを特徴とする請求項３に記載のパイロットバーナ。
【請求項５】
旋回羽根より先端部の外管の距離及び電気スパーク着火用電極棒の距離を中心部の電極棒とアース用電極棒の間に火炎検知ができる強さのイオン電流が流れる長さまで伸ばしたことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のパイロットバーナ。
【請求項６】
内管に空気を流入させることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のパイロットバーナ。
【請求項７】
中心部の電気スパーク着火用電極棒を直線状とし、旋回羽根近傍の内管に小孔を設けたことを特徴とする請求項２から請求項６のいずれかに記載のパイロットバーナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、加熱炉や熱処理炉等に設置されている主バーナを着火させるパイロットバーナに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、鉄鋼業界の燃焼炉においては、人員合理化等によって自動点火式パイロットバーナの採用が多くなるにしたがって、パイロットバーナに点火確実性、燃焼安定性、火炎検知の確実性、寿命延長等が求められている。
【０００３】
しかるに、従来のパイロットバーナはブレミックス型が主体であり、各ゾーンに一組のベンチュリミキサーにてコークス炉ガス等のガス燃料と燃焼用空気を混合した後、８〜１２基程度のパイロットバーナに分配している。このため、１基のバーナが逆火燃焼すれば、そのゾーンの他のパイロットバーナが逆火燃焼するトラブルとなる。
【０００４】
従来の自動点火式ブレミックス型パイロットバーナの例として図５に示したものがある。図５において、燃焼用空気と事前に混合されたガス燃料の混合物が接続部１０より供給され、このバーナ本体の先端に設けられたノズル１４から噴出し火炎が形成される。保炎筒１５はこの火炎を安定させるためにバーナ本体先端に取り付けられている。
【０００５】
電気スパーク着火用電極棒２は、バーナ中心軸位置にバーナ本体とは絶縁状態で碍子４により保持されて、電気スパーク着火用電極棒２の曲がった先端部とノズル１４の間に、例えば６０００Ｖの高電圧をかけて、電気火花を飛ばし燃焼用空気とガス燃料の混合物に着火させる。
【特許文献１】特開２００３−３４３８１５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような従来のパイロットバーナにあっては、以下のような問題があった。
【０００７】
（１）電気スパーク着火用電極棒がパイロットバーナ本体内の狭い空間に配設されているので、両者が短絡しやすく、スパークしなくなる。
【０００８】
（２）燃料が電気スパーク着火用電極棒に接して流れるため、製鉄所内の副生ガスであるコークス炉ガス等は、タールやナフタリン及び水分等が電気スパーク着火用電極棒に付着し、短絡し、スパークしなくなる。
【０００９】
（３）燃料が電気スパーク着火用電極棒に接して流れるため、製鉄所内の副生ガスであるコークス炉ガス等では、タールやナフタリン及び水分等が電気スパーク着火用電極棒に付着し、その場所でスパークして着火燃焼しパイロットバーナ内で燃焼する。
【００１０】
（４）パイロットバーナ先端部ノズル１４が赤熱及び焼損しパイロットバーナ本体まで逆火燃焼する。
【００１１】
（５）熱処理用ラジアントチューブバーナで排ガスを吸引している場合、バーナ前のラジアントチューブ内の圧力が極端な負圧となる時、パイロットバーナが失火する。
【００１２】
（６）リジェネバーナのように、炉圧が極端に変動する場合、パイロットバーナが失火する。
【００１３】
この発明は、上記問題点をすべて解消し、耐久性と燃焼安定性に優れ、点火確実性が高く、適用範囲の広いプレミックス型パイロットバーナおよびノズルミックス型パイロットバーナの提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
発明者は、上記問題点をすべて解消すべく種々検討した結果、バーナ中心部に内管を配置し、この内管の外周に火炎が伝播する距離以下の間隔に同心状に外管を設け、内管の先端部に内管の内径より内径が小さく且つ外管の内径よりも外径の小さい旋回羽根を接続し、当該内管と外管の間にガス燃料又はガス燃料と燃焼用空気の混合ガスを流すことにより、前記目的が達成できることを知見し、この発明を完成した。
【００１５】
また、発明者は、上記構成において、
上記内管の中心部に電気スパーク着火用電極棒を設けた構成、
旋回羽根の内径を９ｍｍ以上とし、アース用の電極棒を旋回羽根又は外管に接続して、バーナ中心部の電気スパーク着火用電極棒より１．５ｍｍ±０．５の間隔に設置した構成、
旋回羽根より先端部の外管の距離及び電気スパーク着火用電極棒の距離を電極棒の先端部が赤熱する長さまで伸ばした構成、
旋回羽根より先端部の外管の距離及び電気スパーク着火用電極棒の距離を中心部の電極棒とアース用電極棒の間に火炎検知ができる強さのイオン電流がながれる長さまで伸ばした構成、
内管に空気を流入させる構成、
中心部の電気スパーク着火用電極棒を直線状とし、旋回羽根近傍の内管に小孔をもうけた構成、を併せて提案する。
【発明の効果】
【００１６】
この発明のパイロットバーナの構成により、所定の狭い間隔の位置でのみ電気スパークが容易におこり、他の部位では電気スパークや短絡がおこらず、火炎が伝播する距離以下の間隔にガス燃料及びガス燃料と燃焼用空気の混合ガスが流れるため、逆火燃焼が起こる事はなく、プレミックス型バーナ及びノズルミックス型バーナのどちらにも使用できる適用範囲の広いパイロットバーナとなる。
【００１７】
この発明のパイロットバーナは、ブレミックス型、ノズルミックス型とも逆火燃焼トラブルが生じることはなく、安全で耐久性に優れている。また、パイロットバーナの火炎の着火が確実で、火炎安定性に優れている。紫外線式火炎検知器による火炎検知も良好であり、また、フレームロッド式火炎検知器としても使用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
この発明の構成を説明すると、Ａ．バーナ中心部に内管を配置し、この内管の外周に火炎が伝播する距離以下の間隔に同心状に外管を設け、内管の先端部に内管の内径より内径が小さく且つ外管の内径よりも外径の小さい旋回羽根を接続し、当該内管と外管の間にガス燃料又はガス燃料と燃焼用空気の混合ガスを流すことにより、バーナ本体内に火炎が伝達しないようにし、前記（３）（４）の逆火燃焼を起こらなくすると共に、旋回流の効果により安定した火炎を形成させる。
【００１９】
Ｂ．上記内管の中心部に電気スパーク着火用電極棒を設けることにより、ガス燃料又はガス燃料と燃焼用空気の混合ガスと電気スパーク着火用電極棒とが接触しなくなり、前記（２）（３）のトラブルが起こらなくなる。
【００２０】
Ｃ．旋回羽根の内径を９ｍｍ以上とし、アース用の電極棒を旋回羽根又は外管に接続して、バーナ中心部の電気スパーク着火用電極棒より１．５ｍｍ±０．５の間隔に設置することにより、この狭い間隔１．５ｍｍ±０．５に容易にスパークが起こり、他の部位では間隔が広いため、スパークや短絡が起こらない。このため、前記（１）（２）（３）のトラブルが起こらなくなる。
【００２１】
Ｄ．旋回羽根より先端部の外管の距離及び電気スパーク着火用電極棒の距離を電気スパーク着火用電極棒の先端部が赤熱する長さまで伸ばすことにより、赤熱した電極棒の先端部が保炎器としての役割を果たし、失火しやすい雰囲気中でも失火しなくなる。このため、前記（５）（６）のトラブルが起こらなくなる。
【００２２】
Ｅ．内管に空気を流入させることにより、電気スパーク着火用電極棒への異物の付着防止を強化する。あるいは、この空気を利用してノズルミックスバーナとする。
【００２３】
Ｆ．バーナ中心部の電気スパーク着火用電極棒を直線状とし、旋回羽根近傍の内管に小孔を設けることにより、バーナ中心部にガス燃料と燃焼用空気が流れ中心部での着火が確実になるとともに、電気スパーク着火用電極棒が直線状であるため、電気スパーク着火用電極棒の取替えが容易になる。また、パイロットバーナの後端に紫外線式火炎検知器を取付けた時、バーナ中心部に集中した火炎が形成される為、火炎検知も良好となる。
【実施例】
【００２４】
実施例１
以下に本発明のパイロットバーナの詳細を実施の一例を示す図１〜図４に基づいて説明する。図１〜図４において、１はパイロットバーナ、２は電極棒及びフレームロッド、３は内管、４は碍子、５は外管、６は旋回羽根、７は点火プラグ、８は覗窓、９はアース用電極棒、１０は接続部、１１はプラグ、１２は接続部、１３は小孔を示している。
【００２５】
図１において、パイロットバーナ１の中心部に内管３（外径１９ｍｍ）を配置し、この内管３の外周に火炎が伝播する距離以下の間隔（１．６１ｍｍ）に同心状に外管５（内径２２．２ｍｍ）を設け、内管３の先端部に内管の内径より内径が小さく且つ外管の内径よりも外径の小さい旋回羽根６（内径９．３ｍｍ，電極棒との隙間３．５ｍｍ）を接続し、当該内管３と外管５の間にガス燃料と燃焼用空気の混合ガスを流す。
【００２６】
内管３の内面に碍子４によって絶縁された状態で電気スパーク着火用電極棒２を固定する。前記電極棒２は、点火プラグ７に通電状態で連結され、点火プラグ７は、図示しない高圧トランスに接続され、例えば、６０００Ｖの電圧をかけて電極棒２の曲がった先端部とアース用電極棒９との間の１．５ｍｍ±０．５の間隔に電気スパークを生じさせ、燃焼用空気とガス燃料の混合物に着火するよう構成されている。
【００２７】
この時、旋回羽根の内径を９ｍｍ以上としてあるので、電極棒２（内径２．８ｍｍ）と旋回羽根６の内面との間隔が３ｍｍ以上あり、電極棒２とアース用電極棒９の間隔の方は１．５ｍｍ±０．５と短いため、電極棒２と旋回羽根６との間でスパークや短絡が起こることはない。パイロットバーナ１の点火プラグ７の取付位置と反対側には、プラグ１１を設け、内管３に炉内ガス等が流入し電極棒２に異物が付着することがないようにしている。
【００２８】
実施例２
図２に示したものは、内管３の後端に設けた接続部１２よりパージ用空気を内管３に供給し、電極棒２への異物の付着防止を強化したものである。
【００２９】
実施例３
図３に示したものは、外管５の後端に設けた接続部１０より燃料ガスを内管３と外管５の間に供給し、内管３の後端に設けた接続部１２より燃焼用空気を内管３に供給し、ノズルミックス型パイロットバーナとしたものである。
【００３０】
実施例４
図４に示したものは、中心部の電気スパーク着火用電極棒２を直線状とし、旋回羽根近傍の内管３に小孔１３を設けることにより、バーナ中心部にガス燃料と燃焼用空気が流れ中心部での着火が確実になるとともに、電気スパーク着火用電極棒２が直線状であるため、電気スパーク着火用電極棒の取替えが容易になる。
【００３１】
図には、パイロットバーナ１の後端に覗窓８を取り付けた例を示したが、覗窓８の替わりに紫外線式火炎検知器を取り付けることもでき、この時、バーナ中心部に集中した火炎が形成されるため、紫外線式火炎検知器による火炎検知も良好となる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
この発明のパイロットバーナは、実施例のごとくブレミックス型、ノズルミックス型ともに逆火燃焼トラブルが生じることはなく、安全で耐久性に優れており、パイロットバーナの火炎の着火が確実で、火炎安定性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明のパイロットバーナの第１実施例の断面説明図である。
【図２】本発明のパイロットバーナの第２実施例の断面説明図である。
【図３】本発明のパイロットバーナの第３実施例の断面説明図である。
【図４】本発明のパイロットバーナの第４実施例の断面説明図である。
【図５】従来の自動点火式ブレミックス型パイロットバーナの説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  パィロットバーナ
２  電極棒及びフレームロッド
３  内管
４  碍子
５  外管
６  旋回羽根
７  点火プラグ
８  覗窓
９  アース用電極棒
１０  接続部
１１  プラグ
１２  接続部
１３  小孔
１４  ノズル
１５  保炎筒
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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