JP2000130716A - バーナ用点火トーチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 点火トーチ用空気として低酸素濃度空気を使
用可能とする。 【解決手段】 点火トーチ１００の外筒内１１７内に、
固定内筒１４０ａ及び固定内筒に対して軸線方向に摺動
可能な可動内筒１４０ｂを配置し、固定内筒内にトーチ
ノズル１９、保炎器１８を配置する。固定内筒１４０ａ
内に入口１４４からトーチ空気を供給し、トーチノズル
から噴射した燃料を燃焼させる。２次空気は、入口１４
５から、外筒と可動内筒との間に形成された環状の２次
空気流路１４２を通り、噴出孔１４８から可動内筒内部
に供給される。トーチ空気として低酸素濃度の空気を使
用した場合には保炎器で形成された火炎は酸素不足のた
めに短距離で消失する場合があるが、可動内筒を軸線方
向に移動させて温度センサ１４３で検出した火炎温度が
燃料の着火温度以上となる位置で噴出孔１４８から火炎
に２次空気を供給することにより、火炎の消失が防止さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ボイラ等の火炉の
主バーナから噴射された燃料に着火し、主バーナの安定
した燃焼を生じさせるための点火用火炎を形成するバー
ナ用点火トーチに関する。

【０００２】

【従来の技術】ボイラ火炉等においては、主バーナとは
別に点火用火炎を形成する点火トーチを設け、点火トー
チにより形成した火炎により主バーナから噴射された燃
料に着火して主バーナの安定した燃焼を確保することが
行なわれている。

【０００３】図７は一般に使用される主バーナ用ガス焚
き点火トーチの構成を示す断面図、図８は、図７のVIII
−VIII方向矢視図を示している。

【０００４】図７、図８において、１０は点火トーチ全
体を示す。点火トーチ１０は、略円筒形状の金属製外筒
１７、外筒１７中心軸線に沿って配置されたトーチノズ
ル１９を備えている。図７に示すように、トーチノズル
１９は内部にガス燃料（例えばプロパン等）が流れる燃
料通路を有する円筒形状とされ、先端部には燃料を噴射
する主噴孔２０が、先端部近傍の側面にはパイロット噴
孔２１が、それぞれ複数個ずつ形成されている。また、
トーチノズル１９周囲にはパイロット噴孔１９近傍の位
置に保炎器１８が配置されている。図７、図８に２４で
示すのはパイロット噴孔２１から噴射されたパイロット
燃料への初期点火を行なう点火プラグ、２５は主噴孔２
０から噴射された燃料の燃焼を確認するための火炎検出
器である。

【０００５】トーチ１０の燃焼用空気（以下、トーチ空
気と称する）は外筒１７内に供給され図７に矢印で示す
如く開口部１７ａに向かう空気流を形成する。パイロッ
ト噴孔２１から噴射されたパイロット燃料は点火プラグ
２４のスパークにより着火し、主噴孔２０から噴射され
た燃料を燃焼させる火種となる。保炎器１８はトーチ空
気流の保炎器１８直下流側に安定した低速の循環渦を形
成し、主噴孔２０から噴射された燃料の着火点を安定さ
せる火炎安定化機能を有している。

【０００６】図９はボイラ火炉１６における点火トーチ
１０と主バーナ４との配置を示す図である。図９に示す
ように、点火トーチ１０は主バーナ４のバーナノズル５
に隣接して火炉壁１に配置される。主バーナ４の燃焼空
気は、図示しない供給源から主バーナ４を取り巻く風箱
３内に供給され、風箱３からバーナノズル４周囲を通っ
て火炉１６内に供給される。バーナノズル５から噴射さ
れた燃料は点火トーチ１０により形成されるトーチ火炎
１５により着火し、火炉１６内に主バーナ火炎１４を形
成する。図９において、１１はトーチ空気供給配管、１
２は主バーナ燃料配管、１３はトーチ燃料配管である。

【０００７】なお、図７に示すように点火トーチ１０の
トーチノズル１９先端は外筒１７の開口部１７ａより内
部に位置しており、トーチノズル１９から噴射された燃
料はトーチ空気により供給される酸素のみによりまず外
筒１７内で燃焼し、次いで外筒１７外では主バーナ燃焼
空気により供給される酸素により燃焼し外筒開口部１７
ａから火炉１６内に延びるトーチ火炎１５を形成する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】バーナ用点火トーチは
いかなる場合にも主バーナ燃料に着火可能なトーチ火炎
を維持することが要求される。このためには、点火トー
チは主バーナ燃焼空気の高速気流との接触や火炉内の圧
力の急激な変化等の外乱に耐えて常に安定した火炎を提
供できるものである必要がある。このような外乱に影響
を受けずに安定したトーチ火炎を維持するためには、ト
ーチ空気の点火トーチ入口と出口とにおける差圧（すな
わちトーチ空気流速）を一定範囲内に維持するととも
に、更にトーチ燃料量に対するトーチ空気量（空気比）
をも一定範囲内に維持することが必要とされることが、
実験的に判明している。

【０００９】図１０は、トーチ空気としてフレッシュエ
ア（大気、すなわち酸素濃度約２０パーセントの空気）
を使用した場合の、一般的な点火トーチの着火特性とト
ーチ空気差圧と空気比との関係を示す図である。図１０
において、縦軸はトーチ空気の出入口差圧（ｍｍＡｑ）
を、横軸は空気比λ（トーチ空気により供給される酸素
量と、燃料を完全燃焼させるのに必要な理論酸素量との
比）を、それぞれ表している。また、図１０ではトーチ
燃料として液化石油ガス（ＬＰＧ、プロパン９０パーセ
ント）を使用した場合について示している。

【００１０】図１０に示すように、一般的に点火トーチ
の安定した着火性能が得られるのは、トーチ空気差圧で
約５０〜１００ｍｍＡｑであり、かつ空気比λが０．２
から０．５の範囲であることが判明している。すなわ
ち、トーチ空気差圧がこの範囲より大きいとトーチ内で
の空気流速の過大による着火不良や火炎の吹き消えが生
じる。また差圧が上記より小さくなると、流速の不足に
よる外乱の影響の増大等によりトーチ火炎が不安定とな
る問題がある。一方、空気比が０．２以下の場合には酸
素不足となりトーチ燃料に着火しないか、或いは着火し
てもトーチ外筒内で火炎が消失してしまい、空気比が
０．５以上の領域では空気量が過大となりトーチ燃料が
希釈されてしまうため着火が生じなくなる問題が生じ
る。このため、トーチ空気としてフレッシュエアを用い
た場合、安定したトーチ火炎を形成するためにはトーチ
空気差圧と空気比との両方をを上記の範囲内に調整する
必要がある。

【００１１】ところが、近年ボイラ火炉などでは排気性
状の改善のため主バーナ燃焼空気に燃焼排気を混合する
排気再循環（ＧＲ）が行なわれる場合が増大している。
しかも、排気の混合率（ＧＲ率）は増加傾向にあり、主
バーナ燃焼空気の２０％以上の量の排気を混入する場合
も多くなっている。このように多量の排気再循環を行な
う場合には主バーナ燃焼空気の酸素濃度はフレッシュエ
アに較べてかなり低くなる。また、ガスタービン／ボイ
ラユニット等のコンバインドサイクルに使用されるボイ
ラでは、ガスタービン排気をそのまま主バーナ燃焼空気
として使用するものもあり、この場合には主バーナ燃焼
空気中の酸素濃度は約１３％程度まで低下することにな
る。

【００１２】ところが、従来の点火トーチではこのよう
な低酸素濃度の空気を使用すると安定したトーチ火炎を
維持できなくなる問題が生じる。

【００１３】前述のように、安定したトーチ火炎を維持
するためには、トーチ空気差圧と空気比（酸素量）との
両方を一定の範囲に維持する必要がある。しかし、トー
チ空気として低酸素濃度の空気を使用した場合には、従
来と同じ量のトーチ空気を供給したのでは空気比が小さ
くなってしまい酸素不足のために点火トーチで着火不能
もしくは着火後にトーチ内での火炎の消失が生じること
になる。一方、これを防止するために空気比を増大させ
て充分な量の酸素を供給しようとすると、トーチ空気量
は全体として過大になり燃料が希釈されトーチ内での着
火不能が生じたりトーチ空気の流速が過大となり着火し
ても火炎が吹き消えてしまう問題が生じる。

【００１４】このため、従来の点火トーチでは、主バー
ナに排気再循環を行なう場合でも主バーナと同じ低酸素
濃度の燃焼空気を使用することはできず、トーチ空気と
して別途フレッシュエアを供給する必要があった。

【００１５】図１１は、主バーナに排気再循環を行なう
場合の従来のトーチ空気供給系統を模式的に示す図であ
る。図１１に示すように、ボイラ火炉の排気は火炉１６
から誘引通風機３１により空気加熱器３３を通って排出
される。また、燃焼用のフレッシュエアは大気から押込
通風機３０により圧送され、空気加熱器３３を通って排
気と熱交換後、火炉出口から再循環ガス通風機３２によ
り供給される排気と混合され低酸素濃度の燃焼空気とな
って主バーナ空気配管３６から風箱３を経由して主バー
ナ４に供給される。この場合、上述したように従来の点
火トーチでは主バーナ４の低酸素濃度の燃焼空気を使用
することができないため、空気加熱器３３下流側の排気
混入前のフレッシュエアをトーチ空気として供給する必
要があり、空気加熱器３３下流側から点火トーチ１０ま
で点火トーチ用空気配管１１を主バーナ空気配管３６と
は別に設ける必要があった。このため、配管系統が複雑
になり配管コストの増大によるボイラ等の建設コストが
上昇する問題があった。

【００１６】本発明は上記問題に鑑み、燃焼用空気とし
て低酸素濃度の空気を使用可能とし、主バーナに排気再
循環を行なう場合にも点火トーチ用燃焼空気系統を別途
設ける必要のないバーナ用点火トーチを提供することを
目的としている。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、主バーナ点火用の火炎を形成するバーナ用点火
トーチであって、トーチ燃焼用空気流路を形成する外筒
と、外筒内のトーチ燃焼用空気流に燃料を噴射するトー
チノズルと、噴射された燃料とトーチ燃焼用空気とによ
り外筒内にトーチ火炎を形成する火炎形成手段と、前記
形成された火炎に、外筒内において外筒軸線に沿った所
定の２次空気供給位置で燃焼用２次空気を供給する２次
空気供給手段と、を備えたバーナ用点火トーチが提供さ
れる。

【００１８】請求項２に記載の発明によれば、前記２次
空気供給手段は、前記２次空気供給位置を外筒軸線方向
に沿って変更可能とする手段を備えた、請求項１に記載
のバーナ用点火トーチが提供される。

【００１９】請求項３に記載の発明によれば、前記トー
チ燃焼用空気は、大気より酸素濃度が低い空気である請
求項１または２に記載のバーナ用点火トーチが提供され
る。

【００２０】請求項４に記載の発明によれば、前記２次
空気供給位置は、トーチ燃焼用空気により形成されたト
ーチ火炎の温度が予め定めた値以上になる位置に設定さ
れる請求項２または３に記載のバーナ用点火トーチが提
供される。

【００２１】請求項５に記載の発明によれば、前記トー
チ燃焼用空気は、前記主バーナに供給される燃焼用空気
と同一の空気供給源から供給される請求項２から請求項
４のいずれか１項に記載のバーナ用点火トーチが提供さ
れる。

【００２２】請求項６に記載の発明によれば、主バーナ
点火用の火炎を形成するバーナ用点火トーチであって、
外筒と、外筒内に延設されトーチ燃焼用空気流路を形成
する内筒と、該内筒内のトーチ燃焼用空気流に燃料を噴
射するトーチノズルと、噴射された燃料とトーチ燃焼用
空気とにより筒内にトーチ火炎を形成する火炎形成手段
と、前記内筒と外筒との間に形成された燃焼用２次空気
流路と、前記内筒の壁面に形成され前記形成された火炎
に燃焼用２次空気を噴射する２次空気供給口と、前記内
筒を前記外筒に対して外筒軸線方向に移動させ前記火炎
に対する燃焼用２次空気供給位置を外筒軸線方向に沿っ
て変化させる手段と、を備えたバーナ点火用トーチが提
供される。

【００２３】以下、各請求項に記載の発明の作用につい
て説明する。

【００２４】請求項１の発明では、点火トーチ外筒内に
形成されたトーチ火炎に外筒内の所定の位置で２次空気
が供給される。例えばトーチ空気として低酸素濃度の空
気を使用した場合、トーチ内の空気流速をフレッシュエ
アの場合と同等に設定すると、トーチ燃料は着火はする
ものの生成した火炎がトーチ外筒内で酸素不足のために
消失する問題がある。本発明では、トーチ内空気流速を
従来と同等に設定した場合でも、火炎に外筒内で２次空
気により酸素を供給するようにしたことにより、酸素不
足による外筒内での火炎の消失が防止され安定したトー
チ火炎が外筒外まで延びるようになる。この場合２次空
気供給位置は、例えば着火後の火炎が酸素不足により消
失する位置より上流側に設定し、消失前に火炎に酸素を
供給するようにすることが好ましい。

【００２５】また、請求項２の発明では、請求項１の２
次空気供給手段の２次空気供給位置をトーチ外筒軸線方
向に沿って変更可能とする手段が設けられている。トー
チ内で一旦着火した燃料が酸素不足により消失する位置
はトーチ空気の酸素量、使用するトーチ燃料等により異
なってくる。本発明では、２次空気供給位置を外筒軸線
方向に沿って変更可能としたことによりトーチ空気の酸
素量や使用燃料が異なる場合でも適切な位置に２次空気
を供給し火炎の消失を防止することが可能となる。

【００２６】更に、請求項３の発明では、請求項１また
は２の発明においてトーチ空気として低酸素濃度の空気
が使用される。すなわち、本発明によればトーチ空気と
して低酸素濃度の空気を使用した場合でも安定したトー
チ火炎が生成される。

【００２７】また、請求項４の発明では、請求項２また
は請求項３において筒内に形成されたトーチ火炎温度が
予め定めた値になる位置に設定される。例えば、筒内で
着火により形成された火炎が酸素不足により消失する場
合、火炎温度は着火後消失位置に向けて低下するように
なる。このため、火炎消失防止のために２次空気を供給
する位置は、火炎温度が酸素供給により再度火炎を形成
可能な温度となっている位置、すなわち燃料の着火温度
以上となっている位置である必要がある。本発明では、
２次空気供給位置を火炎温度が所定値（例えば燃料の着
火温度）以上となる位置に設定したため、酸素不足によ
る火炎の消失を確実に防止することが可能となる。な
お、本発明で言う火炎温度とは不輝炎の温度をも含んで
いる。

【００２８】更に、請求項５の発明では、請求項２から
請求項４のいずれか１項の発明においてトーチ空気は主
バーナの燃焼空気と同一の空気供給源から供給されるた
め、トーチ空気用に主バーナ燃焼空気とは別系統の配管
を設ける必要がない。

【００２９】一方、請求項６の発明では、２次空気は内
筒と外筒との間に形成された２次空気流路を通り内筒壁
面からトーチ火炎に供給される。また、内筒は外筒に対
して外筒軸線方向に移動可能とされているため、外筒内
で火炎に２次空気を供給する位置を外筒軸線方向に沿っ
て変化させることが可能となる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を用いて本発明の
実施形態について説明する。

【００３１】図１は、本発明のバーナ用点火トーチの一
実施形態を示す図７と同様な断面図である。なお、図１
において、図７と同じ参照符号は図７と同じ要素を表す
ものとする。

【００３２】図１において、１００は点火トーチ全体を
示す。本実施形態では、点火トーチ１００は略円筒形状
の金属製外筒１１７と、外筒１１７と同心に配置された
内筒１４０とを備えている。また、内筒１４０内には、
図７と同様なトーチ１９、保炎器１８、点火プラグ２４
及び火炎検出器２５が配置されている。本実施形態で
は、内筒１４０は固定内筒１４０ａと固定内筒１４０ａ
先端周囲に装着され、固定内筒１４０ａに対して軸線方
向に摺動可能な可動内筒１４０ｂとから構成される。可
動内筒１４０ｂ先端部近傍の周壁には後述する２次空気
を内筒半径方向に向けて噴出する複数の２次空気噴出孔
１４８が配置されている。図１に１４３で示すのは、２
次空気噴出孔１４３近傍の可動内筒壁面に配置された火
炎温度検出用の、例えば熱電対からなる温度センサであ
る。

【００３３】本実施形態では、トーチノズル１９から噴
射される燃料の燃焼用の１次空気（トーチ空気）は外筒
１１７外周に設けられたトーチ空気入口１４４から外筒
１１７と固定内筒１４０ａとの間に形成される環状のト
ーチ空気室１４４ａに入り、トーチ空気室１４４ａから
固定内筒周壁に開口する複数の１次空気入口１４６を通
り固定内筒１４４ａ内に流入する。上記環状トーチ空気
室１４４ａは隔壁１４９により後述する２次空気室１５
２と分離されている。固定内筒１４４ａ内に流入したト
ーチ空気（１次空気）は、保炎器１８と固定内筒１４４
ａ内壁との間を通過して固定内筒１４４ａ、可動内筒１
４４ｂ及び外筒１１７内を流れ、外筒１１７の開口１１
７ａから火炉内に噴出する。

【００３４】また、本実施形態では外筒１１７外周には
トーチ空気入口１４４の他に２次空気入口１４５が設け
られている。２次空気は、この２次空気入口１４５から
外筒１１７、固定内筒１４０ａ及び隔壁１４９により区
画された環状の２次空気室１５２に流入する。可動内筒
１４４ｂは、両端に外筒１１７内壁と摺接する摺動フラ
ンジ１４１ａ、１４１ｂとを備えており、内筒１４０ｂ
外壁、外筒１１７内壁及び摺動フランジ１４１ａ、１４
１ｂにより環状の２次空気流路１４２が形成される。２
次空気室１５２内の２次空気は、摺動フランジ１４１ａ
に設けられた連通孔１４７から２次空気流路１４２に流
入し、可動内筒１４０ｂの先端近傍の２次空気噴出孔１
４８から内筒１４０ｂの半径方向に噴出する。

【００３５】可動内筒１４０ｂは、ロッド１７０を介し
て図示しない適宜な駆動機構に接続されている。これに
より、外部から駆動機構を操作することにより可動内筒
１４０ｂを摺動フランジ１４１ａ、１４１ｂを介して固
定内筒１４０ａ外壁と外筒１１７内壁と摺動しつつ外筒
１１７軸線方向に沿って移動させることが可能となって
いる。本実施形態では、可動内筒１４０ｂを軸線方向に
沿って移動させることにより、２次空気噴出孔１４８の
位置、すなわち２次空気供給位置を外筒軸線方向に沿っ
て変化させることが可能となっている。

【００３６】本実施形態では、トーチ１００は排気再循
環を実施する主バーナに使用されており、トーチ空気及
び２次空気には主バーナの燃焼空気と同じ酸素濃度の低
い空気が使用される。また本実施形態では、固定内筒１
４０ａ内に供給されるトーチ空気（１次空気）の固定内
筒１４０ａ入口と出口との差圧（トーチ空気流速）は従
来と略同等（例えば５０〜１００ｍｍＡｑの範囲）に設
定されている。

【００３７】この場合、トーチノズル１９から噴射され
た燃料は点火プラグ２４により点火され、保炎器１８に
より火炎を一旦形成するが、火炎への酸素供給は酸素濃
度の低いトーチ空気（１次空気）のみによって行なう
と、酸素量不足により火炎維持が困難となり一旦形成さ
れた火炎は保炎器１８からある程度の長さで消失してし
まい、外筒開口１１７ａ外部に延びる火炎を形成するこ
とができない。また、充分な酸素を供給するためにトー
チ空気（１次空気）の固定内筒出入口の差圧を上記範囲
より増大すると、トーチ空気流速が過大になり着火不能
もしくは火炎形成が困難となる。

【００３８】そこで、本実施形態では固定内筒出入口の
差圧は保炎器１８での安定な火炎形成を可能とする範囲
（例えば５０〜１００ｍｍＡｑ）に設定するとともに、
トーチ空気により形成された火炎が酸素不足により消失
する前に可動内筒１４０ｂの２次空気噴出孔１４８から
火炎に２次空気を供給することにより火炎の消失を防止
している。

【００３９】この場合、２次空気供給位置は温度センサ
１４３で検出した火炎（または燃焼ガス）温度が着火可
能温度以上の位置とする必要がある。すなわち、ガス温
度が着火温度（例えば９００℃）以上になっている場合
には火炎が一旦消失して不輝炎の状態になっていても、
酸素を補給すれば燃焼ガスは再度自己着火するが、ガス
温度が着火温度以下になるとガスを自己着火させること
はできないためである。そこで、本実施形態では駆動機
構により可動内筒１４０ｂを外筒軸線方向に沿って移動
させ、温度センサ１４３で検出した温度が予め定めた値
（着火可能温度）となる位置に２次空気供給位置（２次
空気噴出孔１４８位置）を調節するようにしている。こ
れにより、外筒内の火炎には充分な量の酸素が供給され
るようになり、火炎の外筒１１７内での消失が防止さ
れ、酸素濃度の低い空気をトーチ空気として使用した場
合にも外筒開口１１７ａから充分な長さに延びる安定し
た火炎が形成されるようになる。

【００４０】図２は、本実施形態のように２次空気を外
筒内に供給する場合の火炎の安定条件を示す実験結果で
ある。図２において縦軸はトーチ空気（１次空気）の固
定内筒１４０ａ出入口での差圧（ｍｍＡｑ）を、横軸は
使用したトーチ空気及び２次空気の酸素濃度（％）を示
し、各計測点の数字はトーチ全体としての空気比、すな
わちトーチ空気と２次空気とにより供給される酸素の合
計量と、燃料を完全燃焼させるのに必要な理論酸素量と
の比を表している。また、図２においてもトーチ燃料と
して液化石油ガス（ＬＰＧ、プロパン９０パーセント）
を使用している。

【００４１】図２に示すように、本実施形態の点火トー
チではトーチ空気差圧を５０〜１００ｍｍＡｑの範囲
に、トーチ全体の空気比を０．２〜０．５程度の範囲に
設定した場合、トーチ空気及び２次空気の酸素濃度を１
２％程度まで大幅に低下させた場合でも安定したトーチ
火炎を形成することができることが確認された。

【００４２】図３は、図１の実施形態の点火トーチを排
気再循環を行なう主バーナに適用した場合の火炉外壁に
おける配置を示す図９と同様な図、図４はこの場合の図
１１と同様な空気供給系統図である。図３、図４におい
て図９、図１１と同一の参照符号は同様な要素を表して
いる。図３、図４に示すように、本実施形態では、トー
チ空気と２次空気とは、排気混入後の主バーナ空気配管
３６から分岐するトーチ空気配管１１１により供給さ
れ、トーチ空気用流量調整弁１５４と２次空気用流量調
整弁１５５とにより流量を調節された後、各点火トーチ
１００のトーチ空気入口１４４と２次空気入口１４５と
からトーチ１００に供給される。このため、主バーナ空
気配管３６からのトーチ空気配管１１１分岐位置を点火
トーチ１００に近い位置に設定することが可能となり、
配管１１１の配管長を短縮するとともに、配管系統を簡
素化することが可能となっている。

【００４３】次に、図５、図６を用いて本発明の点火ト
ーチの第２の実施形態について説明する。図１から図４
の実施形態では、主バーナ用の空気配管３６から分岐し
たトーチ空気配管１１１により点火トーチ１００にトー
チ空気と２次空気とを供給していた。これに対して、本
実施形態では主バーナの風箱から点火トーチにトーチ空
気と２次空気を供給するようにしてトーチ用空気配管を
完全に廃止可能とした点が相異している。

【００４４】図５は、本実施形態の点火トーチの構造を
示す図１と同様な断面図である。図５において図１と同
一の参照符号は同様な要素を表している。

【００４５】図５の実施形態の点火トーチ２００は図１
の点火トーチ１００とほぼ同一の構造とされているが、
トーチ空気入口２４４及び２次空気入口２４５には配管
が接続されておらず、風箱３内に開口している点が相異
している。また、トーチ空気入口２４４及び２次空気入
口２４５には、それぞれ板状のトーチ空気用流量調整用
ダンパ２５４と１次空気用流量調整ダンパ２５５が設け
られている。流量調整用ダンパ２５４、２５５はそれぞ
れ、図示しない開度調節機構に接続された回動軸２５
７、２５８周りに回動し、トーチ空気入口２４４と２次
空気入口２４５の開口面積を変化させることにより空気
流量を調整するものである。本実施形態では、ダンパ２
５４と２５５との開度は風箱３外から手動または適宜な
アクチュエータにより調節可能となっている。図５にお
いて、３７は風箱３の外板、２５６はボルト等によりト
ーチ２００を風箱外板３７に固定するためのトーチ取り
付け板である。前述したように、風箱３には主バーナ空
気配管３６から低酸素濃度の主バーナ用の燃焼空気が圧
送されており、風箱３内は一定の正圧に維持されてい
る。このため、流量調整用ダンパ２５４と２５５とを風
箱３外部から適宜な開度に調整することにより、トーチ
空気と２次空気との量をそれぞれ適切な値に設定するこ
とができる。

【００４６】図６は、本実施形態の点火トーチを排気再
循環を行なう主バーナに適用した場合の火炉外壁におけ
る配置を示す図３と同様な図である。図６に示すよう
に、本実施形態ではトーチ空気と２次空気とを主バーナ
５用の風箱３内から供給するようにしたため、点火トー
チ２００への配管はトーチ燃料配管１３のみとなり空気
配管系統が大幅に簡素化されるとともに、配管コストが
低減される。

【００４７】なお、上述の各実施形態では、可動内筒１
４４ｂを軸線方向に沿って移動させる駆動機構は温度セ
ンサ検出値が所定温度になるように操作員が手動で操作
するようにしても良いし、温度センサ検出値に基づいて
自動制御するようにしても良い。

【００４８】例えば、通常トーチ燃料やトーチ空気（主
バーナ燃焼空気）酸素濃度等は一旦最適値に設定すれば
その後の運転中には大幅には変動しない。従ってこのよ
うな場合には、例えば運転開始次に操作員が温度センサ
１４３の指示値を監視しながら、可動内筒の１４４ｂの
ロッド１７０を手動操作して、可動内筒１４４ｂを適切
な位置に設定した後、ロッド１７０を固定するようにし
ても良い。

【００４９】また、運転中に主バーナ空気酸素濃度が変
動するような場合には、ロッド１７０をサーボ機構に接
続し、温度センサ１４３出力に基づいてサーボ機構をフ
ィードバック制御することにより、常時適切な位置に可
動内筒１４４ｂを制御するようにすることも可能であ
る。

【００５０】また、上記各実施形態では点火トーチ燃料
としてガス燃料を使用する場合を例に取って説明した
が、本発明は液体燃料を使用する点火トーチにも適用可
能であることは言うまでもない。

【００５１】

【発明の効果】各請求項に記載の発明によれば、点火ト
ーチ外筒内の所定位置に２次空気を供給するようにした
ことにより、トーチ空気として低酸素濃度の空気が使用
可能となる。このため、各請求項に記載の発明は排気再
循環を行なうバーナに本発明の使用する場合に空気配管
を簡素化し配管コストを低減可能となる共通の効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のバーナ用点火トーチの一実施形態の構
造を示す断面図である。

【図２】図１の実施形態の点火トーチの火炎の安定条件
を示す実験結果である。

【図３】図１の実施形態の点火トーチの火炉外壁におけ
る配置を示す図である。

【図４】図１の実施形態の点火トーチを使用するボイラ
の空気供給系統図である。

【図５】本発明のバーナ用点火トーチの別の実施形態の
構造を示す図１と同様な断面図である。

【図６】図５の実施形態の点火トーチの火炉外壁におけ
る配置を示す図３と同様な図である。

【図７】従来の一般的な主バーナ用ガス焚き点火トーチ
の構成を示す断面図である。

【図８】図７のVIII−VIII方向矢視図である。

【図９】従来の一般的な点火トーチの火炉外壁における
配置を示す図である。

【図１０】一般的な点火トーチの着火特性を示す図であ
る。

【図１１】排気再循環を行なうボイラの従来の一般的な
トーチ燃焼空気供給系統図である。

【符号の説明】

１９…トーチノズル １００、２００…主バーナ用点火トーチ １１７…外筒 １４０ａ…固定内筒 １４０ｂ…可動内筒 １４８…２次空気噴出孔 １４３…温度センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 相木 英鋭 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 保志 健 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 渡部 正治 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 福井 覚 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 大栗 正治 長崎県長崎市深堀町５丁目717番地１ 長 菱エンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 3K019 AA02 BA02 BB04 BD02 CC02

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主バーナ点火用の火炎を形成するバーナ
   用点火トーチであって、 トーチ燃焼用空気流路を形成する外筒と、 外筒内のトーチ燃焼用空気流に燃料を噴射するトーチノ
   ズルと、 噴射された燃料とトーチ燃焼用空気とにより外筒内にト
   ーチ火炎を形成する火炎形成手段と、 前記形成された火炎に、外筒内において外筒軸線に沿っ
   た所定の２次空気供給位置で燃焼用２次空気を供給する
   ２次空気供給手段と、 を備えたバーナ用点火トーチ。
2. 【請求項２】 前記２次空気供給手段は、前記２次空気
   供給位置を外筒軸線方向に沿って変更可能とする手段を
   備えた、請求項１に記載のバーナ用点火トーチ。
3. 【請求項３】 前記トーチ燃焼用空気と前記２次空気と
   は、大気より酸素濃度が低い空気である請求項１または
   ２に記載のバーナ用点火トーチ。
4. 【請求項４】 前記２次空気供給位置は、トーチ燃焼用
   空気により形成されたトーチ火炎の温度が予め定めた値
   以上になる位置に設定される請求項２または３に記載の
   バーナ用点火トーチ。
5. 【請求項５】 前記トーチ燃焼用空気と前記２次空気と
   は、前記主バーナに供給される燃焼用空気と同一の空気
   供給源から供給される請求項２から請求項４のいずれか
   １項に記載のバーナ用点火トーチ。
6. 【請求項６】 主バーナ点火用の火炎を形成するバーナ
   用点火トーチであって、 外筒と、外筒内に延設されトーチ燃焼用空気流路を形成
   する内筒と、 該内筒内のトーチ燃焼用空気流に燃料を噴射するトーチ
   ノズルと、 噴射された燃料とトーチ燃焼用空気とにより筒内にトー
   チ火炎を形成する火炎形成手段と、 前記内筒と外筒との間に形成された燃焼用２次空気流路
   と、 前記内筒の壁面に形成され前記形成された火炎に燃焼用
   ２次空気を噴射する２次空気供給口と、 前記内筒を前記外筒に対して外筒軸線方向に移動させ前
   記火炎に対する燃焼用２次空気供給位置を外筒軸線方向
   に沿って変化させる手段と、 を備えたバーナ点火用トーチ。