(57)【要約】【課題】メンテナンスの頻度を減少させることができると共に，混合気の燃焼を一層安定させることができるバーナを提供すること。【解決手段】ラジアントチューブバーナ１は，燃焼用空気Ａｉを流入させるバーナボディ２と，バーナボディ２に連結したラジアントチューブ３と，バーナボディ２の内周側に配設すると共に燃料ガスＦｕを流入させるガス管４とを有している。ガス管４の内周側には，スパークプラグ５が配設されていると共に，ガス管４の先端部には，燃料ガスＦｕを噴出させるガスノズル４１が配設されている。ガスノズル４１には，スパークプラグ５の先端部に設けた中心電極５１に対向してアース電極４２が配設されている。アース電極４２は，スパークプラグ５の中心電極５１に対向して環状に配設してある。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼用空気を流入させるバーナボディと，該バーナボディの内周側に配設すると共に燃料ガスを流入させるガス管とを有し，
上記ガス管の内周側には，スパークプラグが配設されていると共に，上記ガス管の先端部には，上記燃料ガスを噴出させるガスノズルが配設されており，かつ該ガスノズルには，上記スパークプラグの先端部に設けた中心電極に対向してアース電極が配設されてなるバーナにおいて，
上記アース電極は，上記スパークプラグの中心電極に対向して環状に配設してあることを特徴とするバーナ。
【請求項２】
請求項１において，上記アース電極は，該アース電極の軸方向に形成した複数のスリットを有していることを特徴とするバーナ。
【請求項３】
請求項１又は２において，上記アース電極は，その外周面に先端側に向けて外径が縮小するテーパ環状面を有していることを特徴とするバーナ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項において，上記ガス管の先端部には，上記ガスノズル及び上記アース電極を環状に囲む保炎筒が配設されていると共に，該保炎筒には，上記燃焼用空気の一部を該保炎筒内に流入させる空気流入口が設けられており，
上記ガスノズルは，その軸心部に上記スパークプラグを挿入配置する挿入配置穴を有すると共に，その外周側に上記ガス管を流れる燃料ガスを噴出させるガス噴出口を有しており，
上記挿入配置穴とこれに挿入配置した上記スパークプラグとの間には，上記ガス管を流れる燃料ガスの一部を噴出させるガス噴出間隙が形成されていることを特徴とするバーナ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項において，上記保炎筒は，その先端部の外周側に全周に突出した外周鍔部を有すると共に，その外周部に複数の貫通口を有していることを特徴とするバーナ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項において，上記保炎筒は，その先端部の内周側に全周に突出した内周鍔部を有していることを特徴とするバーナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は，熱処理炉内の雰囲気ガスを加熱するためのバーナに関する。
【０００２】
【従来技術】
例えば，ラジアントチューブバーナにおいては，バーナボディに流入させた燃焼用空気と，ガス管の先端部に設けたガスノズルより噴出させた燃料ガスとを混合させて燃焼させる。そして，この燃焼を行った燃焼ガスを，ラジアントチューブ内を通過させて，熱処理炉内の雰囲気ガスに直接接触させることなく，熱処理炉内を加熱する。
【０００３】
図５，図６に示すごとく，ラジアントチューブバーナ９においては，ガス管９４の内周側にはスパークプラグ９５が設けてあり，このスパークプラグ９５の中心電極９５１と，上記ガスノズル９４１に設けられたＬ型に屈曲させた棒状のアース電極９４２の放電面９４３との間でスパークを発生させて，上記燃焼用空気Ａｉと燃料ガスＦｕとの混合気に着火させている。
なお，このようなアース電極９４２を配設したラジアントチューブバーナ９の先行技術文献としては，適当なものが見つからなかったため記載を省略する。
【０００４】
【解決しようとする課題】
しかしながら，上記アース電極９４２の放電面９４３は，スパークの回数を重ねるごとに溶損劣化していく。そして，この溶損劣化が激しくなると，スパークプラグ９５の中心電極９５１とアース電極９４２の放電面９４３との間の間隔が広がってしまい，着火不良を発生させてしまう。そのため，頻繁なメンテナンスが必要になってしまう。
また，図６に示すごとく，上記アース電極９４２は，上記中心電極９５１の外周におけるいずれかの方向に配設されており，その周辺を流れる燃焼用空気Ａｉと燃料ガスＦｕとの混合気の流れを乱してしまうおそれがある。そのため，混合気の一層安定した燃焼のためには十分ではない。
【０００５】
本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので，メンテナンスの頻度を減少させることができると共に，混合気の燃焼を一層安定させることができるバーナを提供しようとするものである。
【０００６】
【課題の解決手段】
本発明は，燃焼用空気を流入させるバーナボディと，該バーナボディの内周側に配設すると共に燃料ガスを流入させるガス管とを有し，
上記ガス管の内周側には，スパークプラグが配設されていると共に，上記ガス管の先端部には，上記燃料ガスを噴出させるガスノズルが配設されており，かつ該ガスノズルには，上記スパークプラグの先端部に設けた中心電極に対向してアース電極が配設されてなるバーナにおいて，
上記アース電極は，上記スパークプラグの中心電極に対向して環状に配設してあることを特徴とするバーナにある（請求項１）。
【０００７】
本発明のバーナにおいては，上記ガスノズルにおけるアース電極が，上記スパークプラグの中心電極に対向して環状に配設してある。そして，中心電極に対向するアース電極の放電面は，中心電極の外周側に広く形成されている。そのため，中心電極の外周側の一方向にのみスパークを発生させるのではなく，中心電極の外周側の広い範囲にスパークを発生させることができる。そのため，アース電極の溶損劣化が局所的に集中することがなく，アース電極の耐久性を向上させることができる。それ故，バーナのメンテナンスの頻度を減少させることができる。
【０００８】
また，上記環状に配設されたアース電極は，その周辺における燃焼用空気と燃料ガスとの混合気の流れを乱してしまうことがほとんどない。そのため，スパークにより混合気に着火した後において，混合気の燃焼を一層安定させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
上述した本発明における好ましい実施の形態につき説明する。
本発明において，上記バーナは，上記バーナボディにラジアントチューブを連結して構成したラジアントチューブバーナとすることができる。この場合には，バーナによる燃焼ガスを熱処理炉内の雰囲気ガスと直接接触させることなく，熱処理炉内を加熱することができる。
【００１０】
また，上記アース電極は，該アース電極の軸方向に形成した複数のスリットを有していることが好ましい（請求項２）。
この場合には，上記アース電極の外周側を流れる燃焼用空気と燃料ガスとの混合気を，上記スリットより上記アース電極の内周側へと導くことができる。そのため，アース電極と上記スパークプラグの中心電極との間に，混合気を効果的に供給して，スパークによる着火を安定させることができる。
【００１１】
また，上記アース電極は，その外周面に先端側に向けて外径が縮小するテーパ環状面を有していることが好ましい（請求項３）。
この場合には，上記アース電極の外周側を流れる燃焼用空気と燃料ガスとの混合気を，上記テーパ環状面に沿ってガスノズルの軸心側へと導くことができる。そのため，アース電極の周辺における混合気の流れを安定させて，その燃焼を一層安定させることができる。
【００１２】
また，上記ガス管の先端部には，上記ガスノズル及び上記アース電極を環状に囲む保炎筒が配設されていると共に，該保炎筒には，上記燃焼用空気の一部を該保炎筒内に流入させる空気流入口が設けられており，上記ガスノズルは，その軸心部に上記スパークプラグを挿入配置する挿入配置穴を有すると共に，その外周側に上記ガス管を流れる燃料ガスを噴出させるガス噴出口を有しており，上記挿入配置穴とこれに挿入配置した上記スパークプラグとの間には，上記ガス管を流れる燃料ガスの一部を噴出させるガス噴出間隙が形成されていることが好ましい（請求項４）。
【００１３】
この場合には，上記保炎筒の内周側において，その上記空気流入口より流入させた燃焼用空気と，上記ガスノズルのガス噴出口より噴出させた燃料ガスとを混合させて，混合気とすることができる。そして，この混合気を，上記アース電極と上記スパークプラグの中心電極との間に供給して，スパークによる着火を一層安定させることができる。
また，上記保炎筒により，着火後の燃焼による火炎を安定して維持することができる。
【００１４】
また，この場合には，上記ガス噴出間隙より噴出させた燃料ガスを，上記アース電極の内周側より，このアース電極と上記スパークプラグの中心電極との間に直接供給することができる。そのため，アース電極と中心電極との間に，他の部位に比べて，燃焼用空気の割合に対する燃料ガスの割合が多いガスリッチな領域を形成することができる。そのため，スパークによる着火を一層安定させることができる。
【００１５】
また，上記保炎筒は，その先端部の外周側に全周に突出した外周鍔部を有すると共に，その外周部に複数の貫通口を有しているが好ましい（請求項５）。
この場合には，上記保炎筒の外周側を流れる燃焼用空気の一部を，上記外周鍔部に衝突させると共に，上記貫通穴より保炎筒の内周側に流入させることができる。そのため，保炎筒内における燃焼を一層安定させることができる。
【００１６】
また，上記保炎筒は，その先端部の内周側に全周に突出した内周鍔部を有していることが好ましい（請求項６）。
この場合には，上記保炎筒の内周側を流れる燃焼用空気と燃料ガスとの混合気の一部を，上記内周鍔部に衝突させて保炎筒の軸心側に向けて流すことができる。そのため，保炎筒内における燃焼を一層安定させることができる。
【００１７】
【実施例】
以下に，図１〜図４を用いて本発明のバーナにかかる実施例につき説明する。本例においては，バーナとしてのラジアントチューブバーナについて説明する。
図４に示すごとく，本例のラジアントチューブバーナ１は，燃焼用空気Ａｉを流入させるバーナボディ２と，このバーナボディ２に連結したラジアントチューブ３と，上記バーナボディ２の内周側に配設すると共に燃料ガスＦｕを流入させるガス管４とを有している。
【００１８】
図１に示すごとく，上記ガス管４の内周側には，スパークプラグ５が配設されていると共に，上記ガス管４の先端部には，上記燃料ガスＦｕを噴出させるガスノズル４１が配設されている。このガスノズル４１には，上記スパークプラグ５の先端部に設けた中心電極５１に対向してアース電極４２が配設されている。そして，図２に示すごとく，このアース電極４２は，上記スパークプラグ５の中心電極５１に対向して環状に配設してある。
【００１９】
以下に，これを詳説する。
図４に示すごとく，上記ラジアントチューブバーナ１は，熱処理炉６内における雰囲気ガスを加熱するために用い，雰囲気ガスを燃焼ガスＧｕと直接接触させることなく加熱するものである。
本例のラジアントチューブバーナ１は，シングルエンドタイプのものであり，上記ラジアントチューブ３は，アウターチューブ３１及びインナーチューブ３２を有する２重管構造を有している。
【００２０】
図２，図３に示すごとく，上記アース電極４２は，円環形状を有していると共にその軸方向に形成した複数のスリット４２１を有している。また，アース電極４２は，その円周方向に等分に複数形成したスリット４２１により，複数に分割されている。本例のアース電極４２は，４つのスリット４２１により４分割されている。
上記スリット４２１により，アース電極４２の外周側を流れる燃焼用空気Ａｉと燃料ガスＦｕとの混合気をアース電極４２の内周側へと導くことができる。そのため，アース電極４２と上記スパークプラグ５の中心電極５１との間に混合気を効果的に供給することができる。
【００２１】
また，図１〜図３に示すごとく，上記アース電極４２は，その外周面に先端側に向けて外径が縮小するテーパ環状面４２２を有している。そのため，アース電極４２の外周側を流れる燃焼用空気Ａｉと燃料ガスＦｕとの混合気を，テーパ環状面４２２に沿ってガスノズル４１の軸心側へと導くことができる。
また，アース電極４２の先端側端部には，軸心側，すなわち中心電極５１の方向に向けて突出した突出部４２３を有しており，この突出部４２３の先端面に中心電極５１に向けてスパークを行う放電面４２４を形成している。そして，図２に示すごとく，上記アース電極４２の分割により複数の放電面４２４が形成されており，この複数の放電面４２４と上記中心電極５１との間の間隔は略同一になっている。
【００２２】
また，図１に示すごとく，上記ガス管４の先端部には，上記ガスノズル４１及び上記アース電極４２を環状に囲む保炎筒４３が配設されている。この保炎筒４３の上流側に形成したテーパ外周部４３０には，燃焼用空気Ａｉを保炎筒４３内に流入させる空気流入口４３１が複数設けられている。なお，上流側とは，上記燃料ガスＦｕの流れの上流側をいう。
本例の保炎筒４３は，ガス管４の先端部に着脱自在に配設されており，上記ガスノズル４１は保炎筒４３の上流側の取付部に固定されている。そして，例えば，アース電極４２が溶損劣化したときには，アース電極４２及びガスノズル４１を設けた保炎筒４３を取り外して交換することができる。
【００２３】
図１に示すごとく，上記ガスノズル４１は，その軸心部に上記スパークプラグ５を挿入配置する挿入配置穴４１１を有すると共に，その外周側に上記ガス管４を流れる燃料ガスＦｕを噴出させる複数のガス噴出口４４を有している。そして，ガスノズル４１の挿入配置穴４１１とこれに挿入配置したスパークプラグ５との間には，ガス管４を流れる燃料ガスＦｕの一部を噴出させるガス噴出間隙４５が形成されている。
【００２４】
また，上記保炎筒４３は，その先端部の外周側に全周に突出した外周鍔部４３２を有すると共に，その外周部に複数の貫通口４３３を有している。また，保炎筒４３は，その先端部の内周側に全周に突出した内周鍔部４３４を有している。
【００２５】
以下に，上記ラジアントチューブバーナ１における燃焼の過程及び作用効果につき説明する。
図４に示すごとく，上記ラジアントチューブバーナ１においては，上記バーナボディ２の吸気口２１より流入した燃焼用空気Ａｉをガス管４とインナーチューブ３２との間の燃焼用空気通路３２０を通過させる。そして，図１に示すごとく，この燃焼用空気Ａｉは，上記保炎筒４３の外周側に設けた旋回フィン４３５により旋回流にして噴出させると共に，その一部を保炎筒４３に設けた空気流入口４３１より，保炎筒４３内に流入させる。
その後，保炎筒４３の内周側において，空気流入口４３１より流入させた燃焼用空気Ａｉと，上記ガスノズル４１のガス噴出口４４より噴出させた燃料ガスＦｕとが混合して，混合気となる。
【００２６】
そして，図１，図２に示すごとく，この混合気の一部は，上記アース電極４２のスリット４２１を通ってアース電極４２の内周側に流れ，アース電極４２の放電面４２４とスパークプラグ５の中心電極５１との間に供給される。また，上記ガス管４を流れる燃料ガスＦｕの一部は，上記ガス噴出間隙４５よりアース電極４２の内周側へと流れる。
そして，アース電極４２の放電面４２４と中心電極５１との間には，上記混合気の一部が供給されると共に燃料ガスＦｕの一部が直接供給される。そのため，アース電極４２の放電面４２４と中心電極５１との間には，他の部位に比べて，燃焼用空気Ａｉの割合に対する燃料ガスＦｕの割合が多いガスリッチな領域が形成される。
【００２７】
そして，アース電極４２の放電面４２４と中心電極５１との間にスパークを発生させたときには，上記ガスリッチな状態の混合気に着火させることができ，この着火を迅速に行うことができる。
また，図１に示すごとく，上記保炎筒４３の旋回フィン４３５によって旋回された燃焼用空気Ａｉの一部は，上記外周鍔部４３２に衝突し，上記貫通口４３３より保炎筒４３の内周側に流入される。また，保炎筒４３の内周側を流れる混合気は，上記内周鍔部４３４に衝突し，保炎筒４３の軸心側に向けて流れる。
【００２８】
そのため，保炎筒４３内における混合気が安定燃焼して火炎を形成すると共に，この火炎に上記旋回フィン４３５により旋回流とされた燃焼用空気Ａｉが供給されて，一層安定した燃焼が行われる。また，この燃焼による火炎は，上記保炎筒４３により安定して維持される。
なお，図４に示すごとく，上記燃焼による燃焼ガスＧｕは，上記インナーチューブ３２内を流れると共にこれと上記アウターチューブ３１との間の燃焼ガス通路３１０を流れて，熱処理炉６内を加熱し，その後，上記バーナボディ２の排気口２２より外部に排出される。
【００２９】
上記のごとく，上記中心電極５１に対向する上記アース電極４２の放電面４２４は，中心電極５１の外周側に広く形成されている。そのため，上記ラジアントチューブバーナ１においては，中心電極５１の外周側の一方向にのみスパークを発生させるのではなく，中心電極５１の外周側の広い範囲にスパークを発生させることができる。そのため，アース電極４２の溶損劣化が局所的に集中することがなく，アース電極４２の耐久性を向上させることができる。それ故，ラジアントチューブバーナ１のメンテナンスの頻度を減少させることができる。
【００３０】
また，アース電極４２は環状に配設されているため，アース電極４２が上記保炎筒４３内を流れる混合気の流れを乱してしまうことがほとんどない。そのため，混合気の燃焼を一層安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例における，ラジアントチューブバーナのガスノズル周辺を示す断面説明図。
【図２】実施例における，ラジアントチューブバーナのガスノズル周辺を示す図で，図１におけるＡ−Ａ線矢視図。
【図３】実施例における，アース電極を示す斜視図。
【図４】実施例における，ラジアントチューブバーナの全体を示す断面説明図。
【図５】従来例における，ラジアントチューブバーナのガスノズル周辺を示す断面説明図。
【図６】従来例における，ラジアントチューブバーナのガスノズル周辺を示図で，図５におけるＡ−Ａ線矢視図。
【符号の説明】
１．．．ラジアントチューブバーナ，
２．．．バーナボディ，
３．．．ラジアントチューブ，
４．．．ガス管，
４１．．．ガスノズル，
４１１．．．挿入配置穴，
４２．．．アース電極，
４２１．．．スリット，
４２２．．．テーパ環状面，
４３．．．保炎筒，
４３１．．．空気流入口，
４３２．．．外周鍔部，
４３３．．．貫通口，
４３４．．．内周鍔部，
４４．．．ガス噴出口，
４５．．．ガス噴出間隙，
５．．．スパークプラグ，
５１．．．中心電極，
Ａｉ．．．燃焼用空気，
Ｆｕ．．．燃料ガス，
Ｇｕ．．．燃焼ガス，
【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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【図６】
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