(57)【要約】【課題】  絶縁体を設けて隙間管理を適切に行いつつ着火不良の起こりにくいバーナ点火部構造を提供すること。【解決手段】  中心に位置する柱状の点火電極１１と外側に位置する筒状のバーナ本体１３とが、筒状の絶縁体１２を介在させて配置され、その点火電極１１とバーナ本体１３との間には電圧印加手段が接続されたものであって、バーナ本体１３内周面側と点火電極１１の外周面側との少なくとも一方に絶縁体１２の上端より低い位置に段差部１６ａが形成されたバーナ点火部構造。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心に位置する柱状の点火電極と外側に位置する筒状のバーナ本体とが、筒状の絶縁体を介在させて配置され、その点火電極とバーナ本体との間には電圧印加手段が接続されたバーナ点火部構造において、
前記絶縁体の上端に段差部又は凹部が形成されたものであることを特徴とするバーナ点火部構造。
【請求項２】
中心に位置する柱状の点火電極と外側に位置する筒状のバーナ本体とが、筒状の絶縁体を介在させて配置され、その点火電極とバーナ本体との間には電圧印加手段が接続されたバーナ点火部構造において、
前記バーナ本体内周面側と前記点火電極の外周面側との少なくとも一方に前記絶縁体の上端より低い位置に段差部が形成されたものであることを特徴とするバーナ点火部構造。
【請求項３】
中心に位置する柱状の点火電極と外側に位置する筒状のバーナ本体とが、筒状の絶縁体を介在させて配置され、その点火電極とバーナ本体との間には電圧印加手段が接続されたバーナ点火部構造において、
前記バーナ本体には、前記絶縁体の上端上側位置にてその絶縁体と重なるように内側に突き出したバーナ本体凸部が形成され、
前記絶縁体の上端が位置する高さの少なくとも上下所定範囲の前記点火電極の外周は前記絶縁体の内周より小さく、前記点火電極には前記絶縁体の上端より上側に外側に突き出し少なくとも一つの角部を有する電極凸部が設けられていることを特徴とするバーナ点火部構造。
【請求項４】
請求項３に記載するバーナ点火部構造において、
前記電極凸部は、前記点火電極の外周を一周し断面が四角形の環状凸部であることを特徴とするバーナ点火部構造。
【請求項５】
請求項３に記載するバーナ点火部構造において、
前記電極凸部は、前記点火電極の同一円周上に突設された複数の三角形突起であることを特徴とするバーナ点火部構造。
【請求項６】
請求項３に記載するバーナ点火部構造において、
前記電極凸部は、前記点火電極の外周を一周し断面が四角形の環状突起であることを特徴とするバーナ点火部構造。
【請求項７】
請求項３乃至請求項６のいずれかに記載するバーナ点火部構造において、
前記バーナ本体凸部と前記電極凸部の前記角部との間の最短間隙距離が、前記バーナ本体凸部と前記点火電極までの半径方向間隙距離に比べて短いことを特徴とするバーナ点火部構造。
【請求項８】
請求項７に記載するバーナ点火部構造において、
前記点火電極の前記絶縁体の上端より所定距離だけ下方に外側に突き出した電極基部が設けられ、前記バーナ本体凸部から前記絶縁体を迂回して前記電極基部に至る最短距離が、前記バーナ本体凸部と前記点火電極までの半径方向間隙距離に比べて長いことを特徴とするバーナ点火部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、着火不良を引き起こす酸化スケールや結露水などによる影響を防止し、点火時のスパークを確実に行うことができるバーナ点火部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コージェネレーションシステムとして、環境問題を考慮して燃料電池を組み入れた燃料電池システムが提案されている。その燃料電池としては、単セルを複数積層して構成されたものが知られており、単セルとしては、電解質膜と、この電解質膜を狭持するアノード及びカソードと、アノードに燃料ガスを供給しカソードに酸化ガスを供給すると共に隣り合う単セルとの隔壁をなすセパレータとを備えたものが知られている。また、燃料ガスとしては、水蒸気を利用して炭化水素系燃料を改質することにより得られる水素リッチなガスが用いられ、水素リッチな改質ガスはこうした燃料電池発電システムに設けられた燃料改質器において都市ガスから改質される。
【０００３】
その燃料改質器では、都市ガスと蒸気との混合気を水蒸気改質反応及びシフト反応に供することにより、水素リッチな改質ガスを生成している。そして、この燃料改質器には、そうした反応に必要な熱を供給するバーナ点火部が設けられている。
従来、確実にスパークを発生させるバーナ点火部の構造としては、例えば特開２００１−３４９５４２号公報に記載されたもののように、点火電極にエネルギー集中部を作る方策が考案されている。しかしこれでは、予混合火炎の場合に隙間を大きくとると逆火の危険性が高くなる反面、隙間を小さくしすぎると必要な着火エネルギーが増大して場合によっては着火不能になってしまう。そのため、同公報に記載されたバーナ点火部構造ではスパーク部と非スパーク部との隙間寸法管理が困難であった。
【０００４】
そこで、こうした問題に対応した従来のバーナ点火部構造としては、図１２に示すような構成のものが利用されていた。これは、バーナの中心に円柱形の点火電極１０１が配置され、その周りに円筒形の絶縁体１０２を介在させて更にその外側にバーナ本体１０３が同軸上に配置されている。そして、この点火電極１０１と、予混合ガスノズル１０５が形成されたバーナ本体１０３との間に不図示の電圧印加手段が接続されている。従って、点火電極１０１とバーナ本体１０３との間に点火用電圧が印加されると、両者の間でスパークが発生し、予混合ガスノズル１０５を通して予混合ガスが噴出することにより、予混合ガスがスパークのエネルギーによって着火して燃焼が起きる。
【特許文献１】特開２００１−３４９５４２号公報（第２頁、図１７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図１２に示した従来のバーナ点火部構造によれば、点火電極１０１とバーナ本体１０３との間に絶縁体１０２を配置したことによって寸法管理が容易になるものの、こうして配置した絶縁体１０２の表面に結露水がつくことにより電気的にショートし易くなってしまった。すなわち、このバーナ点火部構造を燃料電池を構成する燃料改質器において使用した場合、絶縁体１０２が点火電極１０１とバーナ本体１０３との間に僅かな隙間で配置されているため、燃料電池の運転終了後に温まった空気が冷えて結露が生じ、それが絶縁体１０２の上端に垂れ落ちて表面に付着してしまうからである。
【０００６】
また、同じように燃料改質器では、バーナによって加熱された高温酸化環境において発生する酸化スケール（鉄粉が）９０などが、絶縁体１０２の上に落下して堆積してしまうこともあり、そうするとその酸化スケール９０によって短絡が生じてスパーク不良の原因になってしまっていた。
そして、更にはこうした酸化スケール９０により、その絶縁体１０２の表面でスパークする可能性もあり、壁面の消炎効果によって着火不良が発生し易くなってしまっていた。
【０００７】
そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、絶縁体を設けて隙間管理を適切に行いつつ着火不良の起こりにくいバーナ点火部構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のバーナ点火部構造は、中心に位置する柱状の点火電極と外側に位置する筒状のバーナ本体とが、筒状の絶縁体を介在させて配置され、その点火電極とバーナ本体との間には電圧印加手段が接続されたものであって、前記絶縁体の上端に段差部又は凹部が形成されたものであることを特徴とする。
また、本発明のバーナ点火部構造は、中心に位置する柱状の点火電極と外側に位置する筒状のバーナ本体とが、筒状の絶縁体を介在させて配置され、その点火電極とバーナ本体との間には電圧印加手段が接続されたものであって、前記バーナ本体内周面側と前記点火電極の外周面側との少なくとも一方に前記絶縁体の上端より低い位置に段差部が形成されたものであることを特徴とする。
【０００９】
一方、本発明のバーナ点火部構造は、中心に位置する柱状の点火電極と外側に位置する筒状のバーナ本体とが、筒状の絶縁体を介在させて配置され、その点火電極とバーナ本体との間には電圧印加手段が接続されたものであって、前記バーナ本体には、前記絶縁体の上端上側位置にてその絶縁体と重なるように内側に突き出したバーナ本体凸部が形成され、前記絶縁体の上端が位置する高さの少なくとも上下所定範囲の前記点火電極の外周は前記絶縁体の内周より小さく、前記点火電極には前記絶縁体の上端より上側に外側に突き出し少なくとも一つの角部を有する電極凸部が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のバーナ点火部構造は、前記電極凸部が、前記点火電極の外周を一周し断面が四角形の環状凸部であることが望ましい。
また、本発明のバーナ点火部構造は、前記電極凸部が、前記点火電極の同一円周上に突設された複数の三角形突起であることが望ましい。
また、本発明のバーナ点火部構造は、前記電極凸部が、前記点火電極の外周を一周し断面が四角形の環状突起であることが望ましい。
【００１１】
また、本発明のバーナ点火部構造は、前記バーナ本体凸部と前記電極凸部の前記角部との間の最短間隙距離が、前記バーナ本体凸部と前記点火電極までの半径方向間隙距離に比べて短いことが望ましい。
更に、本発明のバーナ点火部構造は、前記点火電極の前記絶縁体の上端より所定距離だけ下方に外側に突き出した電極基部が設けられ、前記バーナ本体凸部から前記絶縁体を迂回して前記電極基部に至る最短距離が、前記バーナ本体凸部と前記点火電極までの半径方向間隙距離に比べて長いことが望ましい。
【発明の効果】
【００１２】
よって、本発明のバーナ点火部構造によれば、前記絶縁体の上端に段差部又は凹部が形成され、或いは前記バーナ本体内周面側と前記点火電極の外周面側との少なくとも一方に前記絶縁体の上端より低い位置に段差部が形成される構成としたので、絶縁体上端に降り落ちる酸化スケールや付着する結露水がバーナ本体から点火電極に連続しなくなるため、電気的なショートを回避できる。
【００１３】
また、絶縁体によって軸心が合わせられた点火電極とバーナ本体との間に点火用電圧が印加されると、両者が電極となってその間でスパークが発生し、例えばバーナ本体に形成されたガスノズルを通して噴出したガスがスパークのエネルギーによって着火し、燃焼が起きる。このとき、点火電極とバーナ本体との間で発生するスパークは、両者の突起部分で生じやすく、本発明のバーナ点火部構造では、前記バーナ本体には絶縁体の上端上側位置にてその絶縁体と重なるように内側に突き出したバーナ本体凸部が形成され、前記絶縁体の上端が位置する高さの少なくとも上下所定範囲の前記点火電極の外周は前記絶縁体の内周より小さく、前記点火電極には前記絶縁体の上端より上側に外側に突き出し少なくとも一つの角部を有する電極凸部が設けられているので、着火時のスパークは、絶縁体上端より高い位置の角部や突起などの凸部間で飛ぶため、着火不良が起こりにくくなった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明に係るバーナ点火部構造について、その一実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。ここで説明する本実施形態のバーナ点火部構造は、特に燃料電池を構成する燃料改質器に使用されるものである。そこで図１は、その燃料改質器を示した概念図であり、先ずこの燃料改質器について簡単に説明する。
【００１５】
燃料改質器１は、改質触媒９が充填された改質部２を有し、その改質部２は、矢印で示すように外側の流入口から流入した改質原料が内側に回り込み、水蒸気改質反応によって改質された改質ガスが上方の排出口から熱交換器３へと流れるように、筒体が組み付けられて流路が形成されている。また、そうした改質部２の内側には、図示するようにバーナ３の燃料ガス管４が下方から挿入できるように凹形の燃焼室５を有し、燃焼ガス管４が挿入された改質部２の外側には断熱壁６が設けられている。そのため、その断熱壁６と改質部２との間には、燃焼室５内で改質部２を加熱した燃焼ガスが流れ出る排ガス流路７が形成されている。そして、その断熱壁６に排気口６ａが形成され、そこには改質に利用された高温の燃焼ガスを改質原料に混合させる水蒸気をつくるための蒸発器８へと送る排ガスライン１１１が接続されている。
【００１６】
この燃料改質器１では、水素リッチな改質ガスを生成するため、改質原料としてメタン等の炭化水素系燃料が水蒸気と共に熱交換器３を介して改質部２へ送り込まれる。従って、改質原料を送り込む原料供給ライン１１２には、蒸発器８に水を送ってできた水蒸気を供給する水蒸気供給ライン１１３が接続されている。
また、炭化水素系ガスの改質反応を促進させるには、燃焼ガスによって通常６００℃以上の高温に加熱する必要がある。そのため、この燃料改質器１では、改質部２から排出された高温の改質ガスを熱交換器３に通すことで、熱交換によって予め改質原料に予熱を与え得るようにしている。
【００１７】
従って、燃料改質器１では、メタン等の改質原料が水蒸気と混合された状態で熱交換器３を通り、そこで予熱が与えられた状態で改質部２へと導入される。改質部２ではバーナ３によって燃焼室５が加熱されて改質部２内に充填された改質触媒９が６５０℃程度に加熱されている。そして、この加熱された改質触媒９を通って流れた改質原料が水素と一酸化炭素に分解される。その後、改質ガスは熱交換器３を通って新たに改質部２へ送り込まれる改質原料との間で熱交換を行い、シフト部１０へと流れ、銅・亜鉛系触媒より成るシフト部１０において水素リッチなガスとして排出される。すなわち、改質部２では主に次式（１）の水蒸気改質反応が行われ、シフト部１０では次式（２）のシフト反応が行われることにより水素リッチな改質ガスが生成される。
ＣＨ4＋Ｈ2Ｏ→３Ｈ2＋ＣＯ   …（１）
ＣＯ ＋Ｈ2Ｏ→Ｈ2  ＋ＣＯ2  …（２）
【００１８】
次に、こうした燃料改質器１に使用されるバーナ３について、本実施形態のバーナ点火部構造によって構成されたものを説明する。ここで図２は、バーナ３のバーナ点火部構造について第１実施形態を示した図である。
バーナの中心には円柱形状の点火電極１１が配置され、その周りには円筒形の絶縁体１２を介在させ、更にその外側にバーナ本体１３が同軸上に配置されている。そして、この点火電極１１と、バーナ本体１３との間に不図示の電圧印加手段が接続されている。点火電極１１とバーナ本体１３との間に絶縁体１２を配置したことにより、従来と同様に点火電極１１の軸心が合わせやすく寸法管理が容易になっている。
【００１９】
そして、本実施形態のバーナ点火部構造では、点火電極１１に図２に示すような径の変化がつけられている。すなわち、円柱形状の点火電極１１には、その所定の位置において周状に切り欠かれた切欠部１６によって縮径部１１ａが形成されている。この切欠部１６の下端の段差部１６ａが絶縁体１２の上端１２ａより低い位置にあり、切欠部１６の上端の角部１６ｐが内側に突き出したバーナ本体１３の凸部１３ａよりも高い位置にある。
一方、このバーナ点火部構造では、バーナ本体１３の同一円周上に複数の予混合ガスノズル１５が形成され、不図示の混合部において燃焼エアと燃焼用燃料が予め混合された予混合ガスが、その予混合ガスノズル１５を通って噴出するようになっている。また、燃料電池で電気化学反応により排出される水素リッチな未反応ガスもバーナ３へと送られ、点火電極１１内の流路を通って径方向に形成された不図示の噴出口から噴出するようになっている。すなわち、このバーナ点火部構造は、予混合燃焼と拡散燃焼とが同時に行われるようにしたものである。
【００２０】
そして、こうしたバーナ点火部構造をもったバーナ３は、点火電極１１とバーナ本体１３との間に点火用電圧が印加されると、両者が電極となってその間でスパークが発生し、予混合ガスノズル１５を通して噴出した予混合ガスがスパークのエネルギーによって着火し、燃焼が起きる。
このとき、点火電極１１とバーナ本体１３との間で発生するスパークは、両者の突起部分で生じやすく、バーナ本体１３側で見るとその位置は凸部１３ａの上下角部でスパークが飛びやすい。そのため、このバーナ点火部構造では、図３に示す間隙距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３で示した箇所でスパークが飛ぶことが考えられる。
【００２１】
しかしながら本実施形態では、間隙距離Ｌ１の箇所で図２に示すようにスパーク８０が飛びやすくなるように、間隙距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の関係をＬ１＜Ｌ２＜Ｌ３になるように構成している。こうして間隙距離をＬ１から順にＬ２およびＬ３と大きくすることにより、間隙距離がＬ１の箇所に比べて大きく設定されているＬ２，Ｌ３の箇所では点火電極１１とバーナ本体１３との間でスパークが飛び難くなっている。
【００２２】
ところで、図１に示す燃料改質器１では、燃料電池の運転により燃焼室５がバーナ３によって加熱され、改質部２内に充填された改質触媒９が加熱される。そのため、６５０℃ほどに加熱された改質触媒９を水蒸気と混合された改質原料が流れることにより、前記（１）式で示す水蒸気改質反応が起こってガスの改質が行われる。このとき、バーナ３の燃料ガス管４上に位置する燃焼室５の天井面２ａがバーナ３から放出される熱によって加熱される。
【００２３】
燃焼室５を構成する改質部２は、こうして高温にさらされるため耐熱性のステンレスなどが用いられるが、耐熱性ステンレス鋼であっても燃料改質器１の起動停止が繰り返されると、ある時点で天井面２ａに生成されたステンレス鋼の酸化スケールが剥がれてしまい、燃料ガス管４内に落ち込んでしまう。そして、図３に示すように、その落ち込んだ酸化スケール９０が絶縁体１２の上端１２ａ部分に堆積してしまうと短絡を引き起こす原因となる。また、バーナでは、こうした酸化スケールによる問題の他にも、燃料改質器１の運転停止時に冷えた燃焼室５で結露が生じ、その結露水が落ちて電極間の絶縁体１２につき、ショートを引き起こすことがある。
【００２４】
この点、本実施形態のバーナ点火部構造では、絶縁体１２の上端１２ａ部分において点火電極１１に縮径部１１ａを形成したことにより、絶縁体１２と点火電極１１との間に段差が形成されている。従って、酸化スケールや結露水の影響を受ける間隙距離がＬ３の箇所では、例えば段差部１６ａに酸化スケールが大量に堆積しない限り短絡が起こらなくなった。また、絶縁体１２の上端１２ａなどの表面につく結露水も、段差部１６ａによってバーナ本体１３と点火電極１１との間でショートを引き起こすことがなくなった。
【００２５】
また、本実施形態のバーナ点火部構造では、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の実際の寸法が２．１８ｍｍ，３．２５ｍｍ，３．９５ｍｍで形成されている。これは、間隙距離Ｌ１が他のＬ２，Ｌ３に比べて短い距離で、かつ着火に適切な距離となるようにするためである。すなわち、図２に示すように確実に間隙距離Ｌ１の箇所でスパークが飛んで着火が起こり、しかもその際、最小の着火エネルギーで、かつ低い電圧によって着火させることを可能とするためである。
【００２６】
先ず、間隙距離Ｌ１の箇所で確実にスパークが飛んで着火が起こるようにするのは、Ｌ２では予混合ガスノズル１５から噴出した予混合ガスがＬ２の場所に充満するまでに時間が掛かるため、着火不良を起こし易い。Ｌ３ではＬ２と同様に予混合ガスが十分に存在しない問題に加え、壁面に近い場所でスパークが飛ぶことになり、壁面の冷却効果により燃焼が継続しない、つまり着火不良を起こす可能性が高いためである。またＬ３では前述したように、結露水や酸化スケールの短絡が起き易いため、この位置でのスパークは防ぐ必要がある。従って、間隙距離がＬ２，Ｌ３の箇所ではスパークが飛ばないようにＬ１に比べて間隙距離を大きく取っている。
【００２７】
次に、電極間隔と最小着火エネルギーとの関係は、図７（吉田邦夫監修  仲町一郎／庄司不二雄共著  「ガス燃焼の理論と実際」（財）省エネルギーセンター出版  １３頁、図1.4から引用）に示すように、電極間隔が略２ｍｍのところで、着火エネルギーがほぼ最小になり、また電極間距離が短いため印可電圧も低くすることができる。すなわち、電極間隔が２ｍｍより小さくなるに従って必要となる最小の着火エネルギーが大きくなり、２ｍｍ以上ではほぼ一定の着火エネルギーであるが、電極間隔が大きくなるに従って印加電圧の値が大きくなってしまう。
そこで、本実施形態では、間隙距離Ｌ１の値が２．１８ｍｍであるが、これは燃焼ガスの成分などによって最適値は異なるものの、前述したようにＬ２，Ｌ３に比べてスパークが飛びやすいように短く設計され、しかもＬ３，Ｌ２のような酸化スケールなどの問題もなく、小さい着火エネルギーでかつ低い電圧で着火を可能としている。
【００２８】
ところで、本実施形態では切欠部１６によってできた上端の角部１６ｐがバーナ本体１３の凸部１３ａよりも上に位置するように形成されている。これは、スパークの位置を極力バーナ本体壁面から遠ざけて、壁面冷却の効果を防ぐと同時に、予混合ガスが確実に存在する場所でスパークを飛ばす必要があるからである。
【００２９】
次に、バーナ点火部構造の第２実施形態について説明する。図４は、本実施形態のバーナ点火部構造を示した図である。
本実施形態のバーナ点火部構造では、前記第１実施形態と同様にバーナの中心には円柱形状の点火電極２１が配置され、その周りに円筒形の絶縁体１２を介在させて更に外側にバーナ本体１３が同軸上に配置されている。そして、この点火電極２１と、予混合ガスノズル１５が形成されたバーナ本体１３との間に不図示の電圧印加手段が接続されている。
【００３０】
そして、本実施形態のバーナ点火部構造では、点火電極２１のスパーク部分、すなわちバーナ本体１３の凸部１３ａに近い位置に図４に示すような断面が三角形の環状突起２２が形成されて径の変化がつけられている。本実施形態では、多段に形成された円柱形状の点火電極２１のうち最も径の小さい縮径部２３が、前記第１実施形態の点火電極１１に切欠部１６によって形成された縮径部１１ａと同じ寸法であって（図２及び図３参照）、なおかつ切欠部１６によってできた角部１６ｐとほぼ同じ位置に環状突起２２の角部２２ｐが位置するように形成されている。つまり、本実施形態のバーナ点火部構造でも、図示する間隙距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３が前記第１実施形態のものと同じ寸法で形成されている。
【００３１】
そこで、点火電極２１とバーナ本体１３との間に点火用電圧が印加されると、両者が電極となってその間でスパークが発生し、予混合ガスノズル１５を通して噴出した予混合ガスがスパークのエネルギーによって着火し、燃焼が起きる。
このとき、点火電極２１とバーナ本体１３との間で発生するスパークは、間隙距離がＬ１のバーナ本体１３に形成された凸部１３ａの角部１３ｐと、環状突起２２の角部２２ｐとの間で飛びやすくなっている。
【００３２】
つまり、本実施形態のバーナ点火部構造でも、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の実際の寸法が２．１８ｍｍ，３．２５ｍｍ，３．９５ｍｍであるため、Ｌ２，Ｌ３に比べて短い距離のＬ１の箇所でスパークが飛んで着火することになる。
そして、前述したようにスパークが飛ぶ間隙距離Ｌ１をほぼ２ｍｍの適切な距離とすることにより、着火エネルギーを極力小さくすることができ、なおかつ印加電圧を低くすることができた。
また、本実施形態のバーナ点火部構造では、酸化スケールや結露水の影響を受ける絶縁体１２の上端１２ａ部分に縮径部２３が配置されているため、拡径部２４にかけて段差部２３ａが形成され、第１実施形態と同様に酸化スケールや結露水による短絡が起こらなくなった。
【００３３】
更に、バーナ点火部構造の第３及び第４実施形態について説明する。図５および図６は、当該実施形態のバーナ点火部構造を示した図である。
このバーナ点火部構造では、いずれも前記第１実施形態と同様にバーナの中心には円柱形状の点火電極３１，４１が配置され、その周りに円筒形の絶縁体１２を介在させて更に外側にバーナ本体１３が同軸上に配置されている。そして、この点火電極３１，４１と、予混合ガスノズル１５が形成されたバーナ本体１３との間に不図示の電圧印加手段が接続されている。
【００３４】
そして、本実施形態のバーナ点火部構造では、点火電極３１，４１のスパーク部分、すなわちバーナ本体１３の凸部１３ａに近い位置に図５および図６に示すような突起３２，４２が形成されている。この突起３２，４２は、図面の左右２箇所に突き出したものであり、突起４２が図６に示すように上下に傾斜した三角形状をしているのに対し、突起３２は上下方向から見た場合に三角形状をしている。すなわち、いずれも外側に角部３２ｐ，４２ｐを持った三角形状突起である。
本実施形態では、多段に形成された円柱形状の点火電極３１，４１のうち最も径の小さい縮径部３３，４３が、前記第１実施形態の点火電極１１に切欠部１６によって形成された縮径部１１ａと同じ径であって、なおかつ切欠部１６によってできた角部１６ｐとほぼ同じ位置に突起３２，４２の角部３２ｐ，４２ｐが位置するように形成されている。つまり、本実施形態のバーナ点火部構造でも、図示する間隙距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３が前記第１実施形態のものと同じ寸法で形成されている。
【００３５】
そこで、点火電極３１，４１とバーナ本体１３との間に点火用電圧が印加されると、両者が電極となってその間でスパークが発生し、予混合ガスノズル１５を通して噴出した予混合ガスがスパークのエネルギーによって着火し、燃焼が起きる。
このとき、点火電極３１，４１とバーナ本体１３との間で発生するスパークは、間隙距離がＬ１のバーナ本体１３に形成された凸部１３ａの角部１３ｐと、突起３２，４２の角部３２ｐ，４２ｐとの間で飛びやすくなっている。
【００３６】
つまり、本実施形態のバーナ点火部構造でも、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の実際の寸法が２．１８ｍｍ，３．２５ｍｍ，３．９５ｍｍであるため、Ｌ２，Ｌ３に比べて短い距離のＬ１の箇所でスパークが飛んで着火することになる。
そして、前述したようにスパークが飛ぶ間隙距離Ｌ１をほぼ２ｍｍの適切な距離とすることにより、着火エネルギーを極力小さくすることができ、なおかつ印加電圧を低くすることができた。
また、本実施形態のバーナ点火部構造では、酸化スケールや結露水の影響を受ける絶縁体１２の上端１２ａ部分に縮径部３３，４３が配置されているため、拡径部３４，４４にかけて段差部３３ａ，４３ａが形成され、第１実施形態と同様に酸化スケールや結露水による短絡が起こらなくなった。
【００３７】
更に、バーナ点火部構造の第５乃至第８実施形態について説明する。図８および図１１は、当該実施形態のバーナ点火部構造を示した図である。特に、本実施形態では、酸化スケールや結露水によるショート回避を重点に構成したものである。
バーナ点火部構造は、図８乃至図１１に示すように、バーナの中心に円柱形の点火電極５１が配置され、その周りに円筒形の絶縁体５２を介在させて更にその外側にバーナ本体５３が同軸上に配置されている。そして、この点火電極５１と、予混合ガスノズル５５が形成されたバーナ本体５３との間に不図示の電圧印加手段が接続されている。従って、点火電極５１とバーナ本体５３との間に点火用電圧が印加されると、両者の間でスパークが発生し、予混合ガスノズル５５を通して予混合ガスが噴出することにより、予混合ガスがスパークのエネルギーによって着火して燃焼が起きる。
【００３８】
こうしたバーナ点火部構造では、絶縁体５２の上端に降り落ちる酸化スケールや付着する結露水によってショートしてしまうことがある。前記第１乃至第４実施形態では、この点、点火電極側に段差部１６ａなどを形成することによって回避している。
これに対して、先ず図８に示す第５実施形態では、絶縁体５２の上端に環状の凹溝６１が形成されている。これにより、絶縁体５２の上端に降り落ちる酸化スケール９０や付着する結露水は、点火電極５１からバーナ本体５３まで連続することがなくなってショートを回避できる。
次に、図９に示す第６実施形態では、絶縁体５２の上端にあって外周側に環状の段差部６２が形成されている。これにより、絶縁体５２の上端に降り落ちる酸化スケール９０や付着する結露水は、点火電極５１からバーナ本体５３まで連続することがなくなってショートを回避できる。
【００３９】
次に、図１０に示す第７実施形態では、バーナ本体５３内周面側に環状の段差部６３が形成されている。特に、段差部６３は、絶縁体５２の上端よりも低い位置に形成されている。これにより、絶縁体５２の上端や段差部６３に降り落ちる酸化スケール９０や付着する結露水は、点火電極５１からバーナ本体５３まで連続することがなくなってショートを回避できる。
更に、図１１に示す第８実施形態では、絶縁体５２の上端にあって内周側に環状の段差部６４が形成されている。これにより、絶縁体５２の上端に降り落ちる酸化スケール９０や付着する結露水は、点火電極５１からバーナ本体５３まで連続することがなくなってショートを回避できる。
【００４０】
以上、発明に係るバーナ点火部構造の一実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施形態では燃料改質器１に使用されるバーナ３のバーナ点火部構造について説明したが、本発明は課題を共通にする他のバーナについても同様に適用できるものである。
また、前記実施形態では、バーナ本体１３に形成した凸部１３ａの断面が矩形形状をしたものであるが、例えばこれを断面が三角形状をしたものとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】燃料改質器を示した概念図である。
【図２】バーナ点火部構造の第１実施形態を示した図である。
【図３】第１実施形態のバーナ点火部構造において間隙距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を示した図である。
【図４】バーナ点火部構造の第２実施形態を示した図である。
【図５】バーナ点火部構造の第３実施形態を示した図である。
【図６】バーナ点火部構造の第４実施形態を示した図である。
【図７】電極間隔と最小着火エネルギーとの関係を示した図である。
【図８】バーナ点火部構造の第５実施形態を示した図である。
【図９】バーナ点火部構造の第６実施形態を示した図である。
【図１０】バーナ点火部構造の第７実施形態を示した図である。
【図１１】バーナ点火部構造の第８実施形態を示した図である。
【図１２】従来のバーナ点火部構造を示した図である。
【符号の説明】
【００４２】
１    燃料改質器
２    改質部
３    バーナ
４    燃焼ガス管
５    燃焼室
１１  点火電極
１２  絶縁体
１３  バーナ本体
１１ａ  縮径部
１３ａ  凸部
１３ｐ，１６ｐ  角部
８０  スパーク
９０  酸化スケール
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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