JP4216989B2 - Flame ball manufacturing method and manufacturing apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は火炎ボールの製造方法および製造装置に係り、特に、屋外あるいは水面近傍等に配設された火炎演出設備で、バーナ装置の上方の空中部に火炎ボールを製造する火炎ボールの製造方法および製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、空中に火の玉Fa(図9に示す斜線部)を作る方法として、人間の口にガソリン等の揮発油を含み、そのガソリン等の揮発油を火が付いた棒に吹きつけて、棒の先の上方部に火の玉を作ることは知られている。しかし、従来のバーナ装置を用いて、バーナ装置の先端上方部に火の玉を作ることは知られていない。また、従来のバーナ装置は、身近なものとして家庭用のガスコンロのバーナ装置が知られている。このバーナ装置には、一般的に点火装置として、電気火花、火炎、赤熱させたニクロム線、あるいは、圧電素子等が用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、人間の口にガソリン等の揮発油を含み、それを火が付いた棒に吹きつけて火の玉を作る従来の方法は、特別な人間に限られるとともに、火の玉が人間の被服に着火するなど危険が伴っていた。このような火の玉Faを観覧用として火炎演出装置により製造することは困難であり、現在までにこのような装置は提案されていなかった。この観覧用の火炎演出装置とは、例えば、図9に示すような装置の一部が考えられている。この火炎演出装置は、水槽S内に水Waを入れ、この水Waの水面近傍に図示しない従来のバーナ装置を配設し、このバーナ装置に気体燃料を供給して燃焼させ、バーナ装置の上方部に火の玉Fa(斜線部)を製造する装置が考慮されている。しかし、この装置により火の玉Faを製造する困難の一例として、一般用のバーナ装置では、次の点でバーナ装置の先端上方部に火の玉を作ることが困難であるとともに、気体燃料を短時間の間だけバーナ装置に供給する制御が困難であるという問題があった。一般用のバーナ装置では、屋外あるいは水面近傍等で用いる火炎演出装置においては、従来の点火装置としての電気火花、火炎、赤熱させたニクロム線、あるいは、圧電素子等では、風が当たったり、あるいは水等がかかったりして点火装置の加熱が低くなり、パイロットガスが点火しなかったり、あるいは、バーナ装置が瞬間的に燃焼する風で消火したりして、火の玉を作ることは困難である。
【0004】
本発明は、上記従来の問題点に着目し、火炎ボールの製造方法および製造装置に係り、特に、屋外あるいは水面近傍等に配設され、火炎演出に用いる火の玉をバーナ装置の上方部に、安全に、容易に製造できる火炎ボールの製造方法および製造装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る火炎ボールの製造方法の発明の第1では、気体燃料をバーナ装置のメインパイプから噴出するとともに、メインパイプの側方に配設された点火装置により燃焼されたパイロットガスでメインパイプからの気体燃料を燃焼させ、メインパイプの上方部に火炎ボールを製造する方法であって、燃焼用空気と燃料からなる混合燃料を燃焼してパイロット火炎が形成されているメインパイプに予め蓄圧された気体燃料単体を短時間で瞬間開閉電磁弁の開口操作により流すことにより前記メインパイプから噴出上昇させ、大気中にて噴出気体燃料と大気中の空気との間の接触面の拡散が行われた部分において拡散燃焼をさせ、拡散された拡散火炎を作り火の玉を製造する方法としている。
【0006】
また、前記パイロット火炎の形成直前には点火装置のパージを圧縮空気により行わせる。
また、前記メインパイプから蓄圧気体燃料の噴出完了をなす閉弁直後にメインパイプへの燃料供給経路を圧縮空気によりパージすると良い。
【0007】
本発明に係る火炎ボールの製造装置の発明の第1では、気体燃料をバーナ装置のメインパイプから噴出するとともに、メインパイプの側方に配設された点火装置により燃焼されたパイロットガスでメインパイプからの気体燃料を燃焼させ、メインパイプの上方部に火炎ボールを製造する装置であって、前記メインパイプには気体燃料源に接続する燃料供給経路中に蓄圧タンクおよび当該蓄圧タンクの出側に瞬間開閉電磁弁とを配置し、前記点火装置には気体燃料経路と圧縮空気経路とを開閉弁を介して接続し、前記点火装置により空気混合燃料によるパイロット火炎の形成後に前記蓄圧タンクから蓄圧気体燃料を瞬時にメインパイプに供給させる制御手段とを設け、前記制御手段による開弁シーケンスによりメインパイプに供給された蓄圧気体燃料に着火させ大気中で拡散燃焼を行わせるようにした構成としている。
また、点火装置には、内部に電流を流して表面温度を高めるグロープラグを用いるとよい。
【0008】
【作用】
上記構成によれば、火の玉をバーナ装置の上方の空中部に製造するときには、先ず、予め蓄圧された気体燃料が気体燃料用タンクより燃料供給経路に設けられた短時間だけ開口する瞬間開閉電磁弁を経てメインパイプに供給される。メインパイプに供給された気体燃料は、メインパイプの側方に配設された点火装置により燃焼されたパイロット火炎で着火されて燃焼させられる。このメインパイプで着火された気体燃料は、メインパイプから上方に噴出される。この気体燃料は、メインパイプから噴出された後に上昇に伴って、気体燃料と大気中の空気との間の接触面の拡散が行われ、ちょうど燃焼に適当な混合気を形成した部分において拡散燃焼が行われ、拡散された拡散火炎が発生する。この拡散火炎が迫力ある赤い火の玉となって、メインパイプの上方部に製造される。上記の拡散火炎を発生し火の玉を作る制御は、コントローラ等の制御部からの指令を受けて短時間の間で開閉し切り換わる瞬間開閉電磁弁によって行われるが、この瞬間開閉電磁弁には摺動抵抗の小さい揺動アクチュエータにより作動されるボールバルブ、バタフライバルブ、あるいはプラグバルブ等の切換弁によって行われる。
【0009】
この火炎ボールの製造装置装置に用いられるグロープラグは、内部のヒータに電流を流して表面温度を上昇させ、この上昇した表面温度に空気が混合されたパイロットガスを接触させて確実に点火してパイロット火炎を燃焼させる。このグロープラグは、発熱量が大きいとともに、表面温度の上昇率が高い自動車等の車輌のエンジンに用いるグロープラグが用いられているため、風が当たったりあるいは水がかかっても、表面温度の低下が少なくなるとともに長時間上昇したままの温度を維持でき、パイロットガスの点火をより確実にしている。また、点火装置はメインパイプに対して対向して2個以上設けると、一方から風が当たったりあるいは一方に水がかかっても、他方の点火装置により点火するため、より確実に点火する。また、グロープラグの先端部はパイロットパイプの中に収納したため、風が当たったりあるいは水がかかることが少なくなる。このグロープラグには、セラミックスを用いたグロープラグを用いると、さらに、内部のヒータに大電流を流して表面温度が上昇しすぎても、表面の腐食がなくなるとともに、表面温度の上昇率をさらに速くすることができる。
【0010】
また、点火装置には火炎検出センサが付設され、パイロットガスが点火されて燃焼したことを検出している。また、火炎検出センサは先端部が閉塞された管体内に収納されているため、風が当たったりあるいは水がかかることがなくなる。センサには、赤外線輻射センサを用いると、パイロット火炎により赤熱された管体の先端部から放出される赤外域の輻射熱のいずれかを非接触で、応答性が速く検出できる。
【0011】
【発明の実施の形態および実施例】
以下に、本発明に係る火炎ボールの製造方法および製造装置の好ましい実施の形態を添付図面に従って詳細に説明する。
図1は本発明の実施例に係る火炎ボールの製造装置の全体構成回路図である。図2は火炎ボールの製造装置に用いるバーナ装置の外観正面図、図3はバーナ装置の外観側面図、図4は外観平面図、図5は点火装置のパイロットバーナの一部断面正面図、図6はパイロットバーナの一部断面側面図、および、図7はパイロットバーナの平面図である。
【0012】
図1において、火炎ボールの製造装置1は、主として、火炎ボールである火の玉を形成するバーナ装置10と、バーナ装置10に気体燃料、パイロットガスと燃焼用圧縮空気、および、パージ用圧縮空気を供給する気体供給部80と、バーナ装置10への気体燃料、パイロットガスと燃焼用圧縮空気、および、パージ用圧縮空気を供給する時期を制御する制御部130とから構成されている。
【0013】
バーナ装置10は、主として、メインパイプ部12と、パイロットバーナ部30とから構成されている。また、パイロットバーナ30は、パイロットガス部35と、点火装置部60とから構成されている。
【0014】
気体供給部80は、主として、気体燃料用蓄圧タンク82と、瞬間開閉電磁弁90と、圧縮空気用蓄圧タンク92と、電磁付圧縮空気弁96と、および電磁付パイロットガス弁106とから構成されている。
【0015】
制御部130は、瞬間開閉電磁弁90、電磁付圧縮空気弁96、および電磁付パイロットガス弁106等への開閉指令の出力、あるいは、点火装置部60への加熱指令の出力、あるいは、気体燃料用蓄圧タンク82の圧力および水面Sdの位置等の検出値の受信、等を行い、火炎ボールの製造装置1の作動の制御を行っている。
【0016】
図2、図3、および図4において、バーナ装置10は、メインパイプ部12と、パイロットバーナ部30とから構成されている。メインパイプ部12は、メインパイプ14と、メインパイプ14にボルトで16で取着されたメッシュフランジ18とから構成されている。メインパイプ14は、先端部側(図示の上側)から順次溶接されて一体に形成されるとともに、円筒中空孔を有するガスチップ20、パイプ22、レジューサー24、および、フランジ26とから構成されている。メインパイプ部12は、後述する気体燃料を所定圧力以上で蓄圧する気体燃料用蓄圧タンク82に気体燃料用配管84を介してフランジ26が接続されている。気体燃料用蓄圧タンク82には、LPG(液化石油ガス)、LNG(液化天然ガス)、あるいは、これらの混合ガス等の気体燃料が蓄圧されるとともに、燃料供給経路である気体燃料用配管84を経てメインパイプ14に供給している。メインパイプ14に供給される気体燃料は点火装置部60により点火されたパイロット火炎を受けて赤い火炎で燃焼し、メインパイプ14の先端部のガスチップ20から噴出している。ガスチップ20には、先端部近傍の円周に複数個の孔20aがあけられるとともに、その先端20bにはメッシュフランジ18がボルトで16で取着されている。メッシュフランジ18は金網18a(図4に示す)からなり、金網18aが加熱されると赤熱され赤外線を放出する。また、この金網18aはセラミックス材料を用いて作成しても良い。
【0017】
図5、図6、および、図7において、バーナ装置10への混合ガスに点火するパイロットバーナ30は、パイロットガス部35と、点火装置部60とから構成されている。また、パイロットバーナ30には、詳細は後述する制御部130の火炎検出センサ部70が付設されている。パイロットバーナ30は、ブラケット32を介してメインパイプ部12に対して対称位置に一対の2個が配設されている。このパイロットバーナ30は1個あるいは3個以上にしても良い。
【0018】
パイロットガス部35は、主として、第1ブロック36と、第2ブロック38と、第3ブロック40と、から構成されている。また、このパイロットガス部35には、詳細は後述する気体供給部80のパイロットガス用鋼管42と、燃焼エア用鋼管44と、および、パージエア用鋼管46とが付設されている。
【0019】
第1ブロック36は、立方体形状の第1用ブロック36aと、へ字形状のパイロットパイプ36bとにより一体形成され、ブロック36aの一面にパイロットパイプ36bの一端部が固設されるとともに、他端部36cは前記のガスチップ20の複数個の孔20aの内の1個に向けて配設され、燃焼したパイロットガスがメインパイプ14を流れる気体燃料に向けて噴出している。また、パイロットパイプ36bが固設されているブロック36aの対向面には段付きのバーナノズル37がパイロットパイプ36bに向けて貫通してあけられ、パイロットガス、燃焼エア、および、パージエアを流している。また、パイロットパイプ36bの先端側には、点火装置部60が挿入される点火用穴36Aと、点火用穴36Aの先端側のより上方に火炎検出センサ部70が挿入されるセンサ用穴36Bとが順次あけられている。
【0020】
第2ブロック38は、立方体形状の第2用ブロック38aと、対向する両端面のそれぞれに設けられている円筒体38b、38cとから形成されている。円筒体38b側の第2用ブロック38aの一面は第1ブロック36に当接するとともに、円筒体38bが第1ブロック36のバーナノズル37に枢密に挿入され、また、円筒体38bにはOリング48が挿入されてパイロットガス、燃焼エア、および、パージエアをシールしている。第2用ブロック38aの外周の一面には、燃焼エア用鋼管44が取着される燃焼エア用ねじ穴38dがあけられている。この燃焼エア用ねじ穴38dには、円筒体38b部にあけられた燃焼エア用穴38eが直角方向から貫通しており、燃焼エア用鋼管44からの燃焼エアを燃焼エア用ねじ穴38d、燃焼エア用穴38eを介して、第1ブロック36のバーナノズル37に流している。
【0021】
また、円筒体38cには、パイロットガス用鋼管42が取着されるパイロットガス用ねじ穴38fがあけられている。このパイロットガス用ねじ穴38fは、円筒体38bに向けて貫通しており、パイロットガス用鋼管42からのパイロットガスを、第1ブロック36のバーナノズル37に流している。バーナノズル37では、燃焼エア用鋼管44からの燃焼エアとパイロットガス用鋼管42からのパイロットガスとを混合して混合ガスにするとともに、パイロットパイプ36bに向けて流し、青い火炎のパイロット火炎を生成し、また、保炎と火炎を小さくしている。このパイロット火炎は小さくされているのと、パイロットパイプ36bで覆われていることにより、観客からパイロットガスの燃焼が見えないようにされている。また、パイロットガス用ねじ穴38fには、パイロットガスの入口側にフィルタ50が付設されて流れるパイロットガスを清浄にするとともに、出口側にガスオリフィス52が付設されて流れるパイロットガスの流量を決定させている。これにより、パイロット火炎の大きさを調整できる。また、円筒体38c側の第2用ブロック38aの一面は第3ブロック40の一面に当接するとともに、円筒体38cは第3ブロック40の円筒体用穴40aに挿入されている。また、第2ブロック38は、第3ブロック40とに当接する一面から円筒体38bに向けて貫通するパージエア用穴38gが設けられ、後述するパージガスを第1ブロック36のバーナノズル37に流している。
【0022】
第3ブロック40の外周の一面には、パージエア用鋼管46が取着されるパージエア用ねじ穴40bがあけられている。このパージエア用ねじ穴40bには、第2用ブロック38aに当接する一面からパージエア用穴40cが直角方向から貫通しており、パージエア用鋼管46からのパージエアを第2ブロック38に設けたパージエア用穴38gを介して、第1ブロック36のバーナノズル37に流している。バーナノズル37に流れたパージエアは、気体の液滴が残留するとパイロットガスが点火しないためにパイロットパイプ36bに向けて流し、外部に排出している。
【0023】
図6および図7において、点火装置部60は、主として、ターミナルボックス62と、プラグホルダ64と、グロープラグ66と、および、グロープラグ電気用配管68とから構成されている。点火装置部60は、ターミナルボックス62がボルト62Aによりパイロットガス部35の第1ブロック36に取着されている。ターミナルボックス62は、立方体形状で形成され、その一面は第1ブロック36に取着され、また、他の一面には、グロープラグ用の穴62aが形成されるとともに、その一面にはプラグホルダ64が取着されている。プラグホルダ64が取着されている他の一面の対向面には、グロープラグ電気用配管68が取着される電気配管用ねじ穴62bがあけられ、電気配管用ねじ穴62bはグロープラグ用の穴62aに繋がっている。
【0024】
プラグホルダ64は、矩形形状のフランジ部64aと円筒形状のホルダ64bとから形成されている。また、プラグホルダ64には、段付きプラグ用孔64cがあけられ、その段付きプラグ用孔64cには、グロープラグ66が挿入されて取着されている。グロープラグ66は、自動車等の車輌のエンジンに用いるグロープラグが用いられ、その先端部66aは、パイロットパイプ36bの先端部に形成された点火用穴36Aからパイロットパイプ36bの内部に挿入されている。グロープラグ66には、図示しない配線がグロープラグ電気用配管68からターミナルボックス62のグロープラグ用の穴62a内に挿入され、ターミナルボックス62のグロープラグ用の穴62aおよびプラグホルダ64の段付きプラグ用孔64c内に配設されたグロープラグ66に接続されている。グロープラグ66には、接続されている配線を介して電流が供給され、グロープラグ66の内部に配設された図示しないヒータに電流を流して温度を上昇している。この温度は、先端部66aの表面温度を上昇させ、パイロットパイプ36bの内部を流れる燃焼エアとパイロットガスとの混合ガスに点火してパイロット火炎として燃焼させている。
【0025】
グロープラグ66の先端部66aがパイロットパイプ36bの中に収納されているため、グロープラグ66の先端部66aに風が当たったりあるいは水がかかることが少なくなり、また、風が当たったりあるいは水がかかっても、車輌のエンジンに用いる発熱量の大きいグロープラグ66が用いられているため、表面温度の低下が少なくなるとともに長時間上昇したままの温度を維持でき、パイロットガスの点火をより確実にして、パイロットガスをパイロット火炎として燃焼させる。このグロープラグ66は、通常の金属グロープラグでも良いが、セラミックヒータを用いたセラミックグロープラグを用いると内部のヒータに大電流を流して表面温度が上昇しすぎても、表面の腐食がなくなるとともに、表面温度の上昇率をさらに速くすることができるためさらに良い。
【0026】
また、点火装置部60には、詳細は後述する制御部130の火炎検出センサ部70が付設されている。火炎検知センサ部70は、主として、管体71と、火炎検知センサ72と、から構成されている。管体71は先端71aが閉塞された中空管体71bにより構成され、先端部71aをパイロット火炎の部分に臨ませて配置されるとともに、内部に火炎検知センサ72を収納している。火炎検知センサ72は、中空管体71bの内部に収納され、パイロットガスが点火して燃焼しているか、否かを閉塞された管体71の先端71aがパイロット火炎で赤熱状態に加熱されたか、否かで検知している。火炎検知センサ72は、例えば、赤外線輻射温度計で構成され、赤外線輻射温度計は管体71の先端71aがパイロット火炎で赤熱状態に加熱されたのを検知し、それを光ファイバ76に伝え、パイロットガスが燃焼しているのを図示しない制御部等に送信している。火炎検知センサ72で検出した温度信号は、図示しないファイバ用光変換器で光に変換され、光ファイバ76を介して制御部130に送られているため、速い信号の伝達が得られている。
【0027】
この火炎検知センサ部70は、管体71がセンサ用ブラケット78によりターミナルボックス62に取着されている。閉塞された管体71の先端部71aは、パイロットパイプ36bの先端部36cに形成されたセンサ用穴36Bからパイロットパイプ36bの内部に挿入されて収納されている。これにより、火炎検知センサ部70は、屋外あるいは水面近傍等に配置された火炎演出装置に用いられ、風や水が当たっても、管体71の先端71aが閉塞されているので赤外線輻射温度計74に当たることがなくなり、正確な温度が確実に測定できる。また、正確な温度が測定できるのでパイロットガスの火炎形成の有無を確実に判定することができる。
【0028】
図1において、気体供給部80は、主として、気体燃料用蓄圧タンク82(以下、蓄圧タンク82という)と、瞬間開閉電磁弁90と、圧縮空気用蓄圧タンク92と、電磁付圧縮空気弁96と、電磁付パイロットガス弁106、および、低圧用圧縮空気タンク110と、から構成されている。
【0029】
蓄圧タンク82は、気体燃料用配管84を介してバーナ装置10のフランジ26が接続されて、LPG(液化石油ガス)、LNG(液化天然ガス)、あるいは、これらの混合ガス等の気体燃料を所定圧力以上で蓄圧している。この蓄圧タンク82には、後述する圧力センサ132が付設され、蓄圧されている気体燃料の圧力の測定値を制御部130に送信している。バーナ装置10のフランジ26は蓄圧タンク82に接続したが、気体燃料用配管84を所定圧力の気体燃料を供給する気体燃料源となる気体燃料供給装置86に接続しても良い。気体燃料用配管84には、バーナ装置10のフランジ26と蓄圧タンク82との間で、蓄圧タンク82の出側に瞬間開閉電磁弁90が配設されている。瞬間開閉電磁弁90は、制御部130からの指令を受けて作動し、バーナ装置10に燃料供給経路である気体燃料用配管84、および短時間で開閉を制御される瞬間開閉電磁弁90を経て気体燃料を流し、バーナ装置10の上方部に火炎ボールを製造する。
【0030】
圧縮空気用蓄圧タンク92は、圧縮空気用配管94から気体燃料用配管84を介してバーナ装置10に接続されている。この圧縮空気用配管94は、バーナ装置10のメインパイプ14の一部であるフランジ26と瞬間開閉電磁弁90との間の接続点Paで気体燃料用配管84に接続されている。また、この圧縮空気用配管94には電磁付圧縮空気弁96が配設されている。また、圧縮空気用配管94は、電磁付圧縮空気弁96の後方、すなわち、気体燃料用配管84との間の接続点Paに近い方に、さらに分岐される接続点Pcを有し、ドレン用配管98に接続されている。ドレン用配管98には、電磁付ドレン弁100が配設されている。電磁付圧縮空気弁96は、制御部130からの指令を受けて作動し、メインパイプ14から蓄圧されていた気体燃料の噴出完了を行う瞬間開閉電磁弁90の閉弁直後に開口して、メインパイプ14への燃料供給経路の気体燃料用配管84を圧縮空気によりパージする。また、電磁付圧縮空気弁96は、気体燃料用配管84を圧縮空気によりパージした後に閉弁し、またこのとき、制御部130からの指令を受けて電磁付ドレン弁100が開口して圧縮空気用配管94および気体燃料用配管84内の圧縮空気をドレンして大気を導入した後、再度閉弁して次の火の玉を製造するのに備えている。
【0031】
これにより、メインパイプ14は、当初制御部130からの指令により、瞬間開閉電磁弁90が短時間の間だけ開口し、蓄圧タンク82に予め蓄圧された気体燃料単体をメインパイプ14に流す。メインパイプ14に流れた気体燃料単体は、メインパイプ14の側方に配設された点火装置部60により燃焼されたパイロット火炎により着火されるとともに、メインパイプ14から上方に噴出される。メインパイプ14で着火されるとともに噴出された気体燃料は上昇に伴って、気体燃料と大気中の空気との間の接触面の拡散が行われ、ちょうど燃焼に適当な混合気を形成した部分において拡散燃焼が行われ、拡散された拡散火炎(図9の実線Fa)を発生させ、メインパイプ14の上方部に迫力を増した赤い火炎の火の玉が製造される。このとき、火の玉を製造する気体燃料単体を流した瞬間開閉電磁弁90が閉弁した後に、制御部130から電磁付圧縮空気弁96に指令を出力して開口操作を行い、メインパイプ14および気体燃料用配管84を圧縮空気によりパージする。メインパイプ14および気体燃料用配管84がパージされた後に、電磁付圧縮空気弁96を閉弁するとともに、制御部130からの指令を受けて電磁付ドレン弁100を開口して圧縮空気用配管94および気体燃料用配管84内の圧縮空気をドレンして大気を導入する。その後に、再度閉弁して次の火の玉を製造するのに備えている。
【0032】
また、圧縮空気用配管94は、電磁付圧縮空気弁96の前方、すなわち、圧縮空気用蓄圧タンク92に近い途中の接続点Pbで分岐された後に、さらに接続点Pdで分岐されて一対の燃焼エア用鋼管44、44とされ、メインパイプ部12の左右に配設された一対の点火装置部60のパイロットガス部35の第2ブロック38にそれぞれが接続されている。燃焼エア用鋼管44の接続点Pbと、さらに分岐される接続点Pcとの間には、点火装置部60に供給する燃焼エアの供給量および遮断を制御する電磁付燃焼エア弁102が配設されている。電磁付燃焼エア弁102により供給量および遮断を制御された燃焼エアは、第2ブロック38を経て、第1ブロック36のバーナノズル37にパイロットガスが燃焼するのに必要な空気量だけ送られている。これにより、パイロットガスは、バーナノズル37で、燃焼エア用鋼管44からの燃焼エアとパイロットガス用鋼管42からのパイロットガスとを混合して混合ガスにするとともに、パイロットパイプ36bに向けて流され、グロープラグ66で点火されて、青い火炎のパイロット火炎を生成している。
【0033】
パイロットガス用タンク104は、パイロットガス用鋼管42を介して点火装置部60のパイロットガス部35の第2ブロック38に接続している。パイロットガス用鋼管42は途中の接続点Peで分岐されて一対のパイロットガス用鋼管42、42とされ、メインパイプ部12の左右に配設された一対の点火装置部60の第2ブロック38にそれぞれが接続されている。それぞれのパイロットガス用鋼管42、42には、パイロットガスの流量および遮断を制御する電磁付パイロットガス弁106、106が配設されている。電磁付パイロットガス弁106により流量および遮断を制御されたパイロットガスは、第2ブロック38を経て、第1ブロック36のバーナノズル37に送られている。第1ブロック36のバーナノズル37では、燃焼エア用鋼管44からの燃焼エアとパイロットガス用鋼管42からのパイロットガスとを混合して混合ガスにするとともに、パイロットパイプ36bに向けて流し、点火装置部60のグロープラグ66によりパイロットパイプ36b内での点火を容易にしている。
【0034】
低圧用圧縮空気タンク110は、パージエア用鋼管46を介して点火装置部60のパイロットガス部35の第3ブロック40に接続している。パージエア用鋼管46は途中の接続点Pfで分岐されて一対のパージエア用鋼管46、46とされ、メインパイプ部12の左右に配設された一対の点火装置部60の第3ブロック40にそれぞれが接続されている。パージエア用鋼管46からのパージエアを第2ブロック38に設けたパージエア用穴38gを介して、第1ブロック36のバーナノズル37に流している。バーナノズル37に流れたパージエアは、気体の液滴が残留するとパイロットガスが点火しないためにパイロットパイプ36bに向けて流し、外部に排出している。
【0035】
図8は、瞬間開閉電磁弁90の一例を示す弁115の概念図である。
弁115は、入口配管Hiおよび吐出配管Hoに接続されたボールバルブ部116と、ボールバルブ部116の操作部116aに接続された小さい摺動抵抗を有し加圧された空気(圧縮空気)で短時間で揺動する揺動アクチュエータ118と、揺動アクチュエータ118への加圧された空気を供給する空気用切換弁120と、制御部130からの指令により空気用切換弁120を作動させる電磁ソレノイド122(図1において、記号Sで示す)とからなっている。また、揺動アクチュエータ118には、揺動アクチュエータ118の揺動の異常を検出するリミットスイッチ等の検出器126が付設されている。また、揺動アクチュエータ118には、戻り力を発生するばね118aが付設され、空気圧系の故障などが生じたときには自動的に始点に戻るようになっている。図中において、空気用切換弁120は、エアコンプレッサ128(図1において、記号ACで示す)からの配管128aが接続されて加圧された空気(圧縮空気)を受けるとともに、作動時には揺動アクチュエータ118に送給している。なお、上記では、小さい摺動抵抗を有し短時間で切り換わるボールバルブ部116を用いた例を示したが、同様な条件を満たすバタフライバルブ、プラグバルブ等でも良く、また、揺動アクチュエータ118もシリンダでも良い。
【0036】
上記構成により、例えば、瞬間開閉電磁弁90を短時間の間で開閉する場合に、先ず、制御部130からの指令を電磁ソレノイド122に出力し、電磁ソレノイド122を作動して空気用切換弁120を切り換える。空気用切換弁120は切り換わり、エアコンプレッサ128の加圧された空気(所定圧力の空気)は配管128bより揺動アクチュエータ118に送給され、摺動抵抗の少ない揺動アクチュエータ118を速い作動速度で開閉する。瞬間開閉電磁弁90の作動はリミットスイッチ等の検出器126で検出されて制御部130に送信される。このとき、正常な位置にないときには、制御部130から電磁ソレノイド122への指令の出力を停止し、電磁ソレノイド122は図示しないばねにより始点に戻るようになっている。正常の位置にあるときには、そのままの指令を出力して揺動アクチュエータ118を所定位置に停止するとともに、その力によりボールバルブ部116を短時間で所定量だけ開き、設定された所定流量の気体燃料を入口配管Hiから吐出配管Hoに流す。瞬間開閉電磁弁90からバーナ装置10に送られる気体燃料は、気体燃料の燃焼に必要な燃焼エアの空気量あるいは酸素量を混合させないでメインバイプ14から上方に噴出され、上昇中に空気量あるいは酸素量に接触して拡散燃焼が行なわれ、拡散された拡散火炎を発生させて赤い火の玉を製造する制御が行われる。
【0037】
上記の図8においては、瞬間開閉電磁弁90の一例を示す弁115の概念図を説明したが、図1に示す他に用いられている電磁付圧縮空気弁96、電磁付ドレン弁100、および、電磁付燃焼エア弁102は、通常の電磁付開閉弁を用いても良い。
【0038】
制御部130は、瞬間開閉電磁弁90の電磁ソレノイド90a、電磁付圧縮空気弁96の電磁ソレノイド96a、電磁付ドレン弁100の電磁ソレノイド100a、電磁付パイロットガス弁106の電磁ソレノイド106a、および、電磁付燃焼エア弁102の電磁ソレノイド102aに接続され、それぞれに応じた所定の指令を出力している。
【0039】
また、制御部130は、点火装置部60のグロープラグ66に点火指令を出力するとともに、火炎検出センサ部70からパイロット火炎により赤熱され、放出される赤外域の輻射熱を測定してパイロットガスが燃焼しているか否か、の検出信号を受けている。
【0040】
また、制御部130は、瞬間開閉電磁弁90に付設されるリミットスイッチ等の検出器126で揺動アクチュエータ118の揺動角度を検出した信号を受けている。
また、制御部130は、蓄圧タンク82に付設され圧力センサ132より、気体燃料が所定圧力に達しているか否かの信号を受けている。
【0041】
また、制御部130は、火炎ボールの製造装置1の水槽Sに入れられている水面Sdの位置等を検出する水面センサ134から水面位置Sdが所定の位置にあるか否かの信号を受けている。
【0042】
また、制御部130には、異常発生表示装置136が付設されている。異常発生表示装置136は瞬間開閉電磁弁90が完全に閉じているか、否かを検出して、閉じて居ない場合には、ランプ等を点滅させるか、あるいは警報音を発生する等の警報を発するようにしている。
【0043】
上記のように構成された火炎ボールの製造装置1は、観覧用の火炎演出装置として、例えば、図9に示すような火炎演出装置に用いられる。バーナ装置10は、水槽S内に水Waを入れ、この水Waの水面近傍にバーナ装置10を配設し、このバーナ装置10にパイロット火炎により着火された気体燃料をバーナ装置10の上方部に噴出させ、気体燃料が上昇しながら空気および酸素に接触し細長い火炎Fb(一点鎖線部)から拡散した迫力のある赤い拡散火炎の火の玉Fa(実線部)を製造する装置である。このとき、バーナ装置10は、メインパイプ部12、パイロットガス部35と、点火装置部60、および、火炎検出センサ部70の一部は水中に配置され、それぞれの先端部は水面より突出して配置されている。特に、メインパイプ部12のガスチップ20、パイロットパイプ36bの先端部36c、点火装置部60のグロープラグ66の先端部66a、および、火炎検出センサ72は水面より突出して配置されている。このように配置されたグロープラグ66でも、自動車等の車輌のエンジンに用いるグロープラグが用いられているため、水面の上側で、水面の近傍に配置されても確実に表面温度を維持でき、パイロットガスを確実に点火できる。また、水面Sdの近傍には、水面センサ134が配設され、水槽S内に所定量の水Waが入り、水面位置Sdが所定の位置にあるか否かの検出を行い、この信号を制御部130に送信している。
【0044】
上記のごとく構成した火炎ボールの製造装置1の作用について、図10および図11のフローチャート図にしたがって説明する。
ステップ1では、制御装置130は、火炎ボールの製造装置1の演出準備の完了の確認を検出する指令を出力する。ここで、演出準備とは、例えば、蓄圧タンク82に付設され圧力センサ132に所定圧力以上の圧力が蓄圧している(Yes)か、否(No)かを検出する指令を出力するとともに、検出値を受けている。また、水面センサ134には水槽S内に所定量の水Waが入っているか、否かを検出する等の指令を出力するとともに、検出値を受けている。
【0045】
ステップ2では、制御装置130は、ステップ1の指令の検出値を受けて、準備が完了しているか、否かを判定している。ステップ2で否の場合にはステップ1に戻り、否の項目に対して準備が完了するように指令を出力するとともに、再度ステップ1の確認の指令を出力する。ステップ2でYesの場合には、ステップ3に行く。
【0046】
ステップ3では、制御装置130は点火装置60のグロープラグ66に電線66b(図1に示す)を介して内部に電流を流す指令を出力する。
ステップ4では、制御装置130は点火装置60のグロープラグ66が所定の温度に上昇したか、否かを火炎検出センサ72により検出し、電線66c(図1に示すが、図6に示すように光ファイバ76を用いても良い)を介して受信する。ステップ4で否の場合にはステップ3に戻り、グロープラグ66に電流を強くして表面温度を上昇させる。ステップ4でYesの場合には、ステップ5に行く。
【0047】
ステップ5では、パイロット火炎を形成する直前に点火装置60のパージを低圧圧縮空気により行わせる。このパージは、低圧用圧縮空気タンク110からパージエア用鋼管46を介して点火装置部60の第3ブロック40に接続している第2ブロック38に設けたパージエア用穴38gを介して、第1ブロック36のバーナノズル37に流している。バーナノズル37に流れたパージエアは、気体の液滴が残留するとパイロットガスが点火しないためにパイロットパイプ36bに向けて流し、外部に排出している。この制御は、図示しない電磁付バルブに指令を出力して行っても良く、また、始動時に、人間が行っても良い。
【0048】
ステップ6では、点火装置60のグロープラグ66が所定の温度に上昇しているため、制御装置130は電磁付パイロットガス弁106の電磁ソレノイド106a、および、電磁付燃焼エア弁102の電磁ソレノイド102aに指令を出力して、それぞれの弁を開口して、パイロットガスおよび燃焼エアを流し点火装置60に供給する。点火装置60では、第1ブロック36のバーナノズル37で、燃焼エア用鋼管44からの燃焼エアとパイロットガス用鋼管42からのパイロットガスとを混合して混合ガスにするとともに、パイロットパイプ36bに向けて流し、点火装置部60のグロープラグ66によりパイロットパイプ36b内で混合ガスを点火させ青い火炎のパイロット火炎を生成し、また、保炎と火炎を小さくしている。
【0049】
ステップ7では、制御装置130はパイロットガスが点火しパイロット火炎が発生したか、否かを火炎検出センサ72により検出している。このとき、火炎検出センサ72は、火炎検出センサ72の先端部がパイロット火炎により赤熱され、放出される赤外域の輻射熱を測定してパイロットガスが燃焼しているか否か、の検出信号を受けている。ステップ7で否の場合にはステップ6に戻り、パイロットガスの点火を待つ。ステップ7でYesの場合には、ステップ8に行く。
【0050】
ステップ8では、制御装置130は、火の玉を製造するためにバーナ装置10のメインパイプ14に、所定流量の気体燃料のみを流すため、短時間の間だけ開閉する指令を瞬間開閉電磁弁90に出力する。瞬間開閉電磁弁90からバーナ装置10に送られる気体燃料は、気体燃料の燃焼に必要な燃焼エアの空気量あるいは酸素量を混合させないでメインバイプ14でパイロット火炎により着火されてメインバイプ14から上方に噴出される。
【0051】
ステップ9では、メインパイプ14から噴出された後に上昇に伴って、気体燃料と大気中の空気との間の接触面の拡散が行われ、ちょうど燃焼に適当な混合気を形成した部分において拡散燃焼が行われ、拡散された拡散火炎(図9の実線Fa)を発生させ、メインパイプ14の上方部に火の玉が製造される。
【0052】
ステップ10では、制御装置130は、瞬間開閉電磁弁90の閉弁直後に電磁付圧縮空気弁96に開口指令を出力してメインパイプ14への燃料供給経路の気体燃料用配管84を圧縮空気によりパージする。
【0053】
ステップ11では、制御装置130は、ステップ10でパージ後に、電磁付圧縮空気弁96に閉弁指令を出力するとともに、電磁付ドレン弁100に開口指令を出力する。これにより、圧縮空気用配管94および気体燃料用配管84内の圧縮空気をドレンして大気を導入する。
ステップ12では、制御装置130は、電磁付ドレン弁100に開口指令を出力して閉弁する。
【0054】
ステップ13では、瞬間開閉電磁弁90のボールバルブ部116を完全に閉じているか、否かを確認する。これは、瞬間開閉電磁弁90に付設されるリミットスイッチ等の検出器126で揺動アクチュエータ118の揺動角度を検出した信号を受けて判定している。ステップ13で否の場合には、ステップ14に行く。ステップ13でYesの場合には、ステップ15に行く。
【0055】
ステップ14では、瞬間開閉電磁弁90の異常発生表示装置を作動させる信号を出力するとともに、ランプ等を点滅させるか、あるいは警報音を発生する等の警報を発する。また、制御装置130は、火炎ボールの製造装置1の使用を不可にする。
【0056】
ステップ15では、次の火の玉を製造するか、否かを判断している。ステップ15でYesの場合には、ステップ5に行く。ステップ15で否の場合には、ステップ16に行く。
ステップ16では、制御装置130は電磁付パイロットガス弁106の電磁ソレノイド106a、および、電磁付燃焼エア弁102の電磁ソレノイド102aにそれぞれの弁を閉弁する指令を出力する。これにより、パイロットガスおよび燃焼エアを流すのを停止し、パイロット火炎は消える。
【0057】
ステップ17では、制御装置130は、グロープラグ66への電流を停止する信号を出力して、グロープラグ66の温度を下げる。
ステップ18では、火炎ボールの製造装置1の演出を停止する指令を出力し停止する。
【0058】
次に、火炎ボールの製造装置1に用いるバーナ装置10の点火装置についての作用を説明する。
バーナ装置10のメインパイプ部12は、図示しない燃料タンクあるいは配管に接続されているフランジ26からLPG(液化石油ガス)、LNG(液化天然ガス)、あるいは、これらの混合ガス等の気体燃料を受ける。この気体燃料は、メインパイプ14の先端部から大気中に噴出される。パイロットガスの気体燃料は、パイロットガス用鋼管42から第2ブロック38の第1ブロック36のバーナノズル37に流れている。このとき、パイロットガスの入口側にフィルタ50が付設されて流れるパイロットガスを清浄にするとともに、出口側にガスオリフィス52が付設されて流れるパイロットガスの流量を決定させている。さらに、このとき、燃焼エア用鋼管44からの燃焼エアが燃焼エア用ねじ穴38d、燃焼エア用穴38eを介して、第1ブロック36のバーナノズル37に流れている。バーナノズル37では、燃焼エア用鋼管44からの燃焼エアとパイロットガス用鋼管42からのパイロットガスとを混合して混合パイロットガスにした後に、パイロットパイプ36bに向けて流している。
【0059】
パイロットパイプ36b内を流れている燃焼エアとパイロットガスとの混合パイロットガスは、パイロットパイプ36bの中に収納されているグロープラグ66の先端部66aに接触する。グロープラグ66は、このとき制御部130からの指令により内部のヒータに電流が流され表面温度が上昇している。このため、グロープラグ66の先端部66aに接触した混合パイロットガスは点火して燃焼してパイロット火炎として、途中に配設された火炎検出センサ72に接触した後に、パイロットパイプ36bの先端部36cより噴出される。この噴出されたパイロットガスは、パイロットパイプ36bの先端部36cに配設されているメインパイプ14のガスチップ20の孔20aからメインパイプ14の内部に入る。メインパイプ14の内部に入ったパイロットガスは、メインパイプ14の内部を流れる気体燃料のみに点火して気体燃料を燃焼させる。この燃焼した気体燃料は赤い火炎としてメインパイプ14の先端部から大気中に噴出される。
【0060】
このとき、火炎検出センサ72により検出された燃焼しているパイロット火炎の温度信号は、光ファイバ76を介して制御部130に送られている。パイロット火炎の燃焼が停止すると、パージエア用鋼管46からのパージエアが第2ブロック38に設けたパージエア用穴38gを介して、第1ブロック36のバーナノズル37に流されており、バーナノズル37に流れたパージエアは、気体の液滴が残留するとパイロットガスが点火しないためにパイロットパイプ36bに向けて流し、外部に排出し、次の点火を容易にしている。
【0061】
上記において、火炎ボールの製造装置のバーナ装置のメインパイプ、点火装置、および、火炎検出センサ部の一部は水中に入れていることで説明したが、全部を大気中に配設し、大気中で火の玉を作ることは容易にできることは言うまでもない。
【0062】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、気体燃料をバーナ装置のメインパイプから噴出するとともに、メインパイプの側方に配設された点火装置により燃焼されたパイロット火炎でメインパイプからの気体燃料を燃焼させ、メインパイプの上方部に火炎ボールの製造装置で火炎ボールを製造するため、屋外あるいは水面近傍等で用いる火炎演出においても火の玉をバーナ装置の上方部に、安全に、容易に製造できる。また、火炎ボールの製造装置に確実に温度が上昇するグロープラグを用いているため、空気が混入されているパイロットガスを点火させて燃焼させ、このパイロットガスの火炎によりバーナ装置の上方に噴出する気体燃料のみに確実に着火でき、バーナ装置の上方部に火の玉を確実に製造できる。また、メインパイプに供給する短時間で開閉する気体燃料の瞬間開閉電磁弁の作動を検出して異常があると確実に気体燃料を停止するため安全性が向上している。
【0063】
また、点火装置には、内部に電流を流して表面温度を高めるグロープラグを用いたので、内部のヒータに大電流を流して表面温度を上昇させてパイロットガスに接触させることができ、パイロット火炎をより確実に燃焼させることができる。このグロープラグには、自動車等の車輌のエンジンに用いるグロープラグが用いられているため、発熱量が大きいとともに、表面温度の上昇率が速くでき、風が当たったりあるいは水がかかっても、表面温度の低下が少なくなるとともに長時間上昇したままの表面温度を維持でき、パイロットガスの点火をより確実にして、パイロット火炎を得ることができる。また、グロープラグの先端部がパイロットパイプの内部に挿入されているため、グロープラグの先端部に風が当たったりあるいは水がかかることが少なくなり、パイロットガスの点火をより確実にしている。また、セラミックヒータを用いたセラミックグロープラグを用いると内部のヒータに大電流を流して表面温度が上昇しすぎても、表面の腐食がなくなるとともに、表面温度の上昇率をさらに速くすることができるため、短時間で温度を上昇できるとともに、耐久性が向上してさらに良い点火装置が得られる。点火装置をメインパイプに対して対向して2個以上設けたために、屋外あるいは水面近傍等で用いる火炎演出装置にバーナ装置を使用しても、いずれか一方に風が当たったり、あるいは水等がかかったりしたときでも点火装置を確実に作動することができる。
【0064】
また、点火装置には、パイロットガスが点火されて燃焼したことを検出する火炎検出センサが付設されているため、点火装置の作動を精度良く確認でき、正確な制御ができる。また、火炎検出センサは先端部が閉塞されている管体の内部に収納されているため、風が当たったり、あるいは水等がかかったりすることがなくなり、管体の先端部から放出される赤外域の輻射熱を非接触で精度良く検出できるとともに、応答性が速いので正確な制御に用いることができるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る火炎ボールの製造装置の全体構成回路図である。
【図2】本発明の実施の形態に係るバーナ装置の外観正面図である。
【図3】本発明の実施例に係るバーナ装置の外観側面図である。
【図4】本発明の実施例に係るバーナ装置の外観平面図である。
【図5】本発明の点火装置のパイロットバーナの一部断面正面図である。
【図6】本発明の点火装置のパイロットバーナの一部断面側面図である。
【図7】本発明の点火装置のパイロットバーナの平面図である。
【図8】瞬間開閉電磁弁の一例を示す概念図である。
【図9】火炎ボールの製造装置を説明するための一部概略図である。
【図10】本発明の火炎ボールの製造方法を説明するためのフローチャート図である。
【図11】本発明の火炎ボールの製造方法を説明するためのフローチャート図である。
【符号の説明】
1………火炎ボールの製造装置、10………バーナ装置、
12………メインパイプ部、14………メインパイプ、
18………メッシュフランジ、20………ガスチップ、
30………パイロットバーナ部、35………パイロットガス部、
36………第1ブロック、38………第2ブロック、
40………第3ブロック、42………パイロットガス用鋼管、
44………燃焼エア用鋼管、46………パージエア用鋼管、
50………フィルタ、52………ガスオリフィス、
60………点火装置部、62………ターミナルボックス、
64………プラグホルダ、66………グロープラグ、
68………グロープラグ電気用配管、70………火炎検出センサ部、
72………火炎検出センサ、76………光ファイバ、80………気体供給部、
82………気体燃料用タンク、84………気体燃料用配管、
86………気体燃料供給装置、90………瞬間開閉電磁弁、
92………圧縮空気用蓄圧タンク、94………圧縮空気用配管、
96………電磁付圧縮空気弁、98………ドレン用配管、
100………電磁付ドレン弁、102………電磁付燃焼エア弁、
104………パイロットガス用タンク、106……電磁付パイロットガス弁、
110………低圧用圧縮空気タンク、116………ボールバルブ部、
118………揺動アクチュエータ、120………空気用切換弁、
122………電磁ソレノイド、124………ポジショナー、
126………検出器、130………制御部、132………圧力センサ、
134………水面センサ、136………異常発生表示装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and apparatus for manufacturing a flame ball, and more particularly, a flame ball manufacturing method for manufacturing a flame ball in an aerial portion above a burner device in a flame production facility disposed outdoors or near the water surface, and the like. It relates to a manufacturing apparatus.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a method of making a fireball Fa (the hatched portion shown in FIG. 9) in the air, a person's mouth contains volatile oil such as gasoline, and the volatile oil such as gasoline is sprayed on a fired stick. It is known to make a fireball in the upper part. However, it is not known to use a conventional burner device to make a fireball on the upper end of the burner device. As a conventional burner apparatus, a household gas stove burner apparatus is known as a familiar one. In this burner device, an electric spark, a flame, a red hot nichrome wire, a piezoelectric element, or the like is generally used as an ignition device.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional method of making a fireball by containing volatile oil such as gasoline in the human mouth and blowing it on a fired stick is limited to special humans, and fireballs ignite human clothes There was a danger. It is difficult to manufacture such a fireball Fa with a flame directing device for viewing, and no such device has been proposed so far. For example, a part of the apparatus shown in FIG. 9 is considered as the viewing flame directing apparatus. In this flame directing device, water Wa is placed in a water tank S, a conventional burner device (not shown) is disposed near the surface of the water Wa, gaseous fuel is supplied to the burner device for combustion, and the upper side of the burner device is An apparatus for manufacturing a fireball Fa (shaded portion) in the part is considered. However, as an example of difficulty in producing a fireball Fa with this device, in a general burner device, it is difficult to make a fireball at the upper end of the burner device at the following points and gas fuel is used for a short time. There was a problem that it was difficult to control only the burner device. In a general-purpose burner device, in a flame directing device used outdoors or in the vicinity of the water surface, etc., in conventional sparks such as electric sparks, flames, red-hot nichrome wires, or piezoelectric elements, wind hits, or It is difficult to make a fireball by applying water or the like to lower the heating of the ignition device so that the pilot gas does not ignite or the burner device extinguishes with a wind that burns instantaneously.
[0004]
The present invention relates to a conventional method and apparatus for producing a flame ball, focusing on the above-mentioned conventional problems, and in particular, a fireball which is disposed outdoors or near the water surface, etc., and used for flame production, is placed on the upper part of the burner device. Another object of the present invention is to provide a flame ball manufacturing method and a manufacturing apparatus that can be easily manufactured.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the first aspect of the flame ball manufacturing method according to the present invention, gaseous fuel is ejected from the main pipe of the burner device, and by an ignition device disposed on the side of the main pipe. A method of burning a gaseous fuel from a main pipe with a burned pilot gas and manufacturing a flame ball above the main pipe, where a mixed flame composed of combustion air and fuel is burned to form a pilot flame. The gas fuel, which has been accumulated in advance in the main pipe, is jetted up from the main pipe by flowing it in a short time by opening the momentary opening / closing solenoid valve, and between the gas fuel and the air in the atmosphere. In this method, diffusion is performed in the portion where the contact surface is diffused to produce a diffused diffusion flame to produce a fireball.
[0006]
Immediately before the formation of the pilot flame, the ignition device is purged with compressed air.Let it be done.
The fuel supply path to the main pipe may be purged with compressed air immediately after the valve that completes the ejection of the accumulated gaseous fuel from the main pipe.
[0007]
In the first invention of the flame ball manufacturing apparatus according to the present invention, gaseous fuel is ejected from the main pipe of the burner apparatus and pilot pipe combusted by an ignition device disposed on the side of the main pipe. Is a device for producing a flame ball above the main pipe, the accumulator tank on the outlet side of the accumulator tank in the fuel supply path connected to the gas fuel source. An instantaneous open / close solenoid valve is disposed, and a gas fuel path and a compressed air path are connected to the ignition device via an open / close valve, and after the formation of a pilot flame by the air-mixed fuel by the ignition device, the pressure accumulation gas from the pressure accumulation tank Control means for instantaneously supplying the fuel to the main pipe, and the accumulated air supplied to the main pipe by the valve opening sequence by the control means It ignites the fuel has a configuration which is adapted to perform diffusion combustion in air.
The ignition device may be a glow plug that raises the surface temperature by passing a current inside.
[0008]
[Action]
According to the above configuration, when the fireball is manufactured in the aerial part above the burner device, first, the instantaneously opened and closed electromagnetic valve in which the gas fuel accumulated in advance is opened from the gaseous fuel tank for a short time provided in the fuel supply path. After that, it is supplied to the main pipe. The gaseous fuel supplied to the main pipe is ignited and burned by a pilot flame burned by an ignition device disposed on the side of the main pipe. The gaseous fuel ignited by the main pipe is ejected upward from the main pipe. As the gas fuel rises after being ejected from the main pipe, the diffusion of the contact surface between the gas fuel and the air in the atmosphere is performed, and diffusion combustion is carried out just in the part where an air-fuel mixture suitable for combustion is formed. And a diffused diffusion flame is generated. This diffusion flame becomes a powerful red fireball and is manufactured above the main pipe. The above-described control for generating a diffusion flame and creating a fireball is performed by a momentary opening / closing solenoid valve that opens and closes in a short time in response to a command from a control unit such as a controller. This is performed by a switching valve such as a ball valve, a butterfly valve, or a plug valve operated by a swing actuator having a small dynamic resistance.
[0009]
The glow plug used in the apparatus for manufacturing a flame ball raises the surface temperature by passing an electric current through an internal heater, and makes sure that the pilot gas mixed with air is brought into contact with the increased surface temperature to ignite reliably. Burn the pilot flame. This glow plug uses a glow plug that is used in the engine of a vehicle such as an automobile that has a large calorific value and a high rate of surface temperature, so the surface temperature can be reduced even if it is exposed to wind or water. As the temperature decreases, the temperature remains elevated for a long time, and the pilot gas is more reliably ignited. Further, when two or more ignition devices are provided facing the main pipe, even if wind hits from one side or water hits one side, the other ignition device ignites, so that ignition is performed more reliably. In addition, since the tip of the glow plug is housed in the pilot pipe, it is less likely to be exposed to wind or water. If a glow plug using ceramics is used for this glow plug, even if a large current is passed through the internal heater and the surface temperature rises too much, the surface corrosion is eliminated and the rate of increase in the surface temperature is further increased. Can be fast.
[0010]
Further, a flame detection sensor is attached to the ignition device to detect that the pilot gas is ignited and burned. In addition, since the flame detection sensor is housed in a tubular body whose tip is closed, there is no wind or water splash. If an infrared radiation sensor is used as the sensor, any one of the infrared radiation heat emitted from the tip of the tubular body which has been red-heated by the pilot flame can be detected quickly without contact.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of a flame ball manufacturing method and manufacturing apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is an overall configuration circuit diagram of a flame ball manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention. 2 is an external front view of the burner device used in the flame ball manufacturing apparatus, FIG. 3 is an external side view of the burner device, FIG. 4 is an external plan view, and FIG. 5 is a partial cross-sectional front view of the pilot burner of the ignition device. 6 is a partially sectional side view of the pilot burner, and FIG. 7 is a plan view of the pilot burner.
[0012]
In FIG. 1, a flame
[0013]
The
[0014]
The
[0015]
The
[0016]
2, 3, and 4, the
[0017]
5, 6, and 7, the
[0018]
The
[0019]
The
[0020]
The
[0021]
The
[0022]
On one surface of the outer periphery of the
[0023]
6 and 7, the
[0024]
The
[0025]
Since the
[0026]
Further, the
[0027]
In the flame
[0028]
In FIG. 1, the
[0029]
The
[0030]
The compressed
[0031]
As a result, in the
[0032]
The
[0033]
The pilot gas tank 104 is connected to the
[0034]
The low-pressure compressed air tank 110 is connected to the
[0035]
FIG. 8 is a conceptual diagram of the
The
[0036]
With the above configuration, for example, when the instantaneous opening / closing
[0037]
In FIG. 8, the conceptual diagram of the
[0038]
The
[0039]
In addition, the
[0040]
Further, the
The
[0041]
Further, the
[0042]
In addition, an abnormality
[0043]
The flame
[0044]
The operation of the flame
In
[0045]
In step 2, the
[0046]
In step 3, the
In step 4, the
[0047]
In step 5, immediately before the pilot flame is formed, the
[0048]
In step 6, since the
[0049]
In step 7, the
[0050]
In step 8, the
[0051]
In step 9, as it rises after being ejected from the
[0052]
In
[0053]
In step 11, after purging in
In
[0054]
In step 13, it is confirmed whether or not the
[0055]
In
[0056]
In step 15, it is determined whether or not to manufacture the next fireball. If yes in step 15, go to step 5. If NO in step 15, go to step 16.
In
[0057]
In step 17, the
In
[0058]
Next, the operation of the ignition device of the
The
[0059]
The mixed pilot gas of combustion air and pilot gas flowing in the
[0060]
At this time, the temperature signal of the burning pilot flame detected by the
[0061]
In the above description, the main pipe, ignition device, and part of the flame detection sensor unit of the burner device of the flame ball manufacturing apparatus have been described as being placed in water. It goes without saying that making a fireball is easy.
[0062]
【The invention's effect】
As described above, the present invention injects gaseous fuel from the main pipe of the burner device and burns gaseous fuel from the main pipe with the pilot flame combusted by the ignition device disposed on the side of the main pipe. In addition, since the flame ball is manufactured in the upper part of the main pipe by the flame ball manufacturing apparatus, the fire ball can be safely and easily manufactured in the upper part of the burner device even in the flame production used outdoors or near the water surface. In addition, since a glow plug that reliably increases the temperature is used in the flame ball manufacturing apparatus, pilot gas mixed with air is ignited and burned, and is ejected above the burner apparatus by the flame of the pilot gas. Only gaseous fuel can be reliably ignited, and a fireball can be reliably produced in the upper part of the burner device. Further, the safety of the gas fuel is improved because the gas fuel is surely stopped when the operation of the instantaneous open / close solenoid valve of the gas fuel that opens and closes in a short time supplied to the main pipe is detected.
[0063]
In addition, since the ignition device uses a glow plug that raises the surface temperature by flowing an electric current inside, it can be brought into contact with the pilot gas by flowing a large electric current through the internal heater to raise the surface temperature. Can be burned more reliably. Since this glow plug is used for an engine of a vehicle such as an automobile, it generates a large amount of heat, and the surface temperature can be increased at a high rate, even if it is exposed to wind or water. It is possible to maintain the surface temperature that has been raised for a long time while reducing the decrease in temperature, more reliably igniting the pilot gas, and obtaining a pilot flame. In addition, since the tip of the glow plug is inserted into the pilot pipe, the tip of the glow plug is less likely to be exposed to wind or water, and pilot gas ignition is more reliably performed. Also, if a ceramic glow plug using a ceramic heater is used, even if a large current is passed through the internal heater and the surface temperature rises too much, the surface corrosion is eliminated and the rate of increase in the surface temperature can be further increased. Therefore, the temperature can be raised in a short time, and the durability is improved and a better ignition device is obtained. Since two or more ignition devices are provided opposite to the main pipe, even if a burner device is used as a flame directing device used outdoors or in the vicinity of the surface of the water, either one of the two is exposed to wind or water or the like. Even when it is applied, the ignition device can be operated reliably.
[0064]
Further, since the ignition device is provided with a flame detection sensor for detecting that the pilot gas is ignited and burned, the operation of the ignition device can be confirmed with high accuracy and accurate control can be performed. In addition, the flame detection sensor is housed inside a tube whose tip is closed, so that it will not be exposed to wind or water, and will be discharged from the tip of the tube. In addition to being able to detect the radiant heat in the outer region with high accuracy without contact, and having a quick response, an excellent effect that it can be used for accurate control is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration circuit diagram of a flame ball manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an external front view of the burner device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an external side view of a burner device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an external plan view of the burner device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a partial cross-sectional front view of a pilot burner of the ignition device of the present invention.
FIG. 6 is a partial cross-sectional side view of a pilot burner of the ignition device of the present invention.
FIG. 7 is a plan view of a pilot burner of the ignition device of the present invention.
FIG. 8 is a conceptual diagram showing an example of an instantaneous opening / closing electromagnetic valve.
FIG. 9 is a partial schematic view for explaining a flame ball manufacturing apparatus.
FIG. 10 is a flow chart for explaining the flame ball manufacturing method of the present invention.
FIG. 11 is a flowchart for explaining a method of manufacturing a flame ball according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ... flame ball manufacturing equipment, 10 ... burner equipment,
12 ......... Main pipe, 14 ......... Main pipe,
18 ... Mesh flange, 20 ... Gas chip,
30 ... Pilot burner part, 35 ... Pilot gas part,
36 ......... first block, 38 ......... second block,
40 ......... Third block, 42 ......... Pilot gas pipe,
44: Steel pipe for combustion air, 46: Steel pipe for purge air,
50 ... Filter, 52 ... Gas orifice,
60 ......... Ignition device part, 62 ......... Terminal box,
64 ......... Plug holder, 66 ......... Glow plug,
68 ......... Glow plug electrical piping, 70 ......... Flame detection sensor,
72...
82 ......... Gas fuel tank, 84 ...... Gas fuel piping,
86 ......... Gas fuel supply device, 90 ......... Momentary opening and closing solenoid valve,
92 ......... Compressed air accumulator tank, 94 ......... Compressed air piping,
96 ......... Compressed air valve with solenoid, 98 ......... Drain piping,
100 ......... Drain valve with solenoid, 102 ...... Combustion air valve with solenoid,
104 ... Pilot gas tank, 106 ... Pilot gas valve with solenoid,
110 ......... Compressed air tank for low pressure, 116 ......... Ball valve part,
118 ......... Oscillating actuator, 120 ......... Air switching valve,
122 ……… Electromagnetic solenoid, 124 ……… Positioner,
126... Detector, 130... Controller, 132.
134... Water level sensor, 136.
Claims (4)
燃焼用空気と燃料からなる混合燃料を燃焼してパイロット火炎が形成されているメインパイプに予め蓄圧された気体燃料単体を短時間で瞬間開閉電磁弁の開口操作により流すことにより前記メインパイプから噴出上昇させ、大気中にて噴出気体燃料と大気中の空気との間の接触面の拡散が行われた部分において拡散燃焼をさせ、拡散された拡散火炎を作り火の玉を製造するとともに、前記パイロット火炎の形成直前には点火装置のパージを圧縮空気により行わせることを特徴とする火炎ボールの製造方法。The gaseous fuel is ejected from the main pipe of the burner device, and the gaseous fuel from the main pipe is combusted by the pilot gas burned by the ignition device arranged on the side of the main pipe, and a flame ball is placed above the main pipe. A method for manufacturing
Combustion of mixed fuel consisting of combustion air and fuel and jetting from the main pipe by flowing the gas fuel that has been accumulated in advance into the main pipe where the pilot flame is formed by opening the instantaneously open / close solenoid valve. In the atmosphere, diffusion combustion is performed in the portion where the contact surface between the jet fuel and air in the atmosphere is diffused to produce a diffused diffusion flame to produce a fireball, and the pilot flame Immediately before the formation of the flame ball, the ignition device is purged with compressed air .
前記メインパイプには気体燃料源に接続する燃料供給経路中に蓄圧タンクおよび当該蓄圧タンクの出側に瞬間開閉電磁弁とを配置し、
前記点火装置には気体燃料経路と圧縮空気経路とを開閉弁を介して接続し、
前記点火装置により空気混合燃料によるパイロット火炎の形成後に前記蓄圧タンクから蓄圧気体燃料を瞬時にメインパイプに供給させる制御手段とを設け、
前記制御手段による開弁シーケンスによりメインパイプに供給された蓄圧気体燃料に着火させ大気中で拡散燃焼を行わせるようにしたことを特徴とする火炎ボールの製造装置。The gaseous fuel is ejected from the main pipe of the burner device, and the gaseous fuel from the main pipe is combusted by the pilot gas burned by the ignition device arranged on the side of the main pipe, and a flame ball is placed above the main pipe. An apparatus for manufacturing
In the main pipe, an accumulator tank and a momentary opening / closing solenoid valve are arranged on the outlet side of the accumulator tank in a fuel supply path connected to a gaseous fuel source,
A gas fuel path and a compressed air path are connected to the ignition device via an on-off valve,
Control means for instantaneously supplying the accumulated gas fuel from the accumulator tank to the main pipe after formation of the pilot flame by the air-mixed fuel by the ignition device;
An apparatus for producing a flame ball, characterized in that a pressure-accumulated gaseous fuel supplied to a main pipe is ignited to perform diffusion combustion in the atmosphere by a valve opening sequence by the control means.
前記点火装置には、内部に電流を流して表面温度を高めるグロープラグを用いたことを特徴とする火炎ボールの製造装置。 In the flame ball manufacturing apparatus according to claim 3 ,
An apparatus for producing a flame ball, characterized in that a glow plug is used in the ignition device to increase the surface temperature by passing an electric current through the ignition device.
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