(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスと１次空気との混合気が流れる導入管と、導入管が略接線方向に接続された環状管と、環状管からその内側にある円形開口部の周方向に沿って配列された複数の炎口まで延びる複数の炎口用ガス通路とを備えたバーナであって、
環状管は、導入管から混合気が順方向に流入する第１流入部で最大面積とされ、第１流入部から最小断面積部まで断面積が順方向に徐々に縮小され、導入管から混合気が逆方向に流入する第２流入部から最小断面積部まで断面積が逆方向に徐々に縮小され、
最小断面積部が第１流入部と第２流入部との中間部より第２流入部側にずれた位置に設けられていることを特徴とするバーナ。
【請求項２】
環状管において、第１流入部の近傍にわたる所定範囲内において環状管に連通する炎口用ガス通路の断面積が該所定範囲外において環状管に連通する炎口用ガス通路の断面積より縮小されていることを特徴とする請求項１記載のバーナ。
【請求項３】
前記所定範囲において、第１流入部に近い第１範囲で環状管に連通する炎口用ガス通路の断面積が第１範囲よりも第１流入部から遠い第２範囲で環状管に連通する炎口用ガス通路の断面積よりも縮小されていることを特徴とする請求項２記載のバーナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスと１次空気との混合気が流れる導入管と、導入管が略接線方向に接続された環状管と、環状管からその内側にある円形開口部の周方向に沿って配列された複数の炎口まで延びる複数の炎口用ガス通路とを備えたバーナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この類のバーナの一例が、例えば特開平６−４０６１５号公報に開示されている。図５に略式的に示すようにこのバーナは導入管５１と、導入管５１が略接線方向（反時計回り）に接続された環状管５２と、環状管５２からその内側にある円形開口部５４まで延びる複数の炎口用ガス通路５３とを備えている。環状管５２は、その断面積が始端部５２１から反時計回りに徐々に縮小されて末端部５２２において最小となるように構成されている。
【０００３】
このバーナによれば、図５に白矢印で示すように導入管５１から供給される混合気の全部が、環状管５２を反時計回りに流れることが想定されている。そして、環状管５２から複数の炎口用ガス通路５３に混合気が順次供給され、この混合気が点火されることでバーナが燃焼する。
【０００４】
一方、混合気は環状管５２を流れる途中で複数の炎口用ガス通路５３に順次流出して徐々に減少していくが、前記のように環状管５２の断面積が途中から反時計回りに徐々に縮小されているので、混合気の減少による環状管５２の混合気圧の低下の抑制、ひいては環状管５２の全周にわたる混合気圧の均等化が図られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、本願発明者の得た知見によれば、環状管５２の周方向にわたる混合気圧の分布、ひいては炎口用ガス通路５３の混合気流量の分布にばらつきがある。図６に点ｏを中心とする円として略式的に表された環状管５２に対し、導入管５１から混合気が右上方から左に向かって略接線方向に流入した場合に、環状管５２に連通する複数の炎口用ガス通路５３における混合気流量の周方向にわたる分布を、点ｏからの距離により破線で表す。
【０００６】
中間部５２３の近傍で環状環状管５２に連通する炎口用ガス通路５３の混合気流量が、他の炎口用ガス通路５３の混合気流量よりも少なくなっている。また、始端部５２１の近傍で環状環状管５２に連通する炎口用ガス通路５３の混合気流量が、他の炎口用ガス通路５３の混合気流量よりも多くなっている。
【０００７】
中間部５２３の近傍で環状環状管５２に連通する炎口用ガス通路５３の混合気流量が、他の炎口用ガス通路５３の混合気流量よりも少なくなっているのは、次の理由によると考えられる。即ち、環状管５２の断面積が反時計回りに縮小されていても実際には混合気圧の減少は避けられないため、環状管５２の中間部５２３の近傍において混合気圧が局所的に低圧となるからである。
【０００８】
また、始端部５２１の近傍で環状環状管５２に連通する炎口用ガス通路５３の混合気流量が、他の炎口用ガス通路５３の混合気流量よりも多くなっているのは次の理由によると考えられる。即ち、環状管５２の末端部５２２における混合気圧が、始端部５２１における混合気圧よりも低くなり、導入管５１から環状管５２に供給された混合気は一部が図５に斜線矢印で示すように末端部５２２から時計回りに流れる。しかるに、環状管５２の断面積が末端部５２２で最小とされているため、混合気の時計回りの流れ（図５斜線矢印）が末端部５２２において抑制され、環状管５２の始端部５２１の近傍の混合気圧が局所的に高圧となりやすいからである。
【０００９】
このように環状管５２に連通する炎口用ガス通路５３を流れる混合気の量に差異が生じると、混合気流量が多い炎口用ガス通路５３では２次空気が不足して不完全燃焼が生じるおそれがある。また、混合気流量が少ない炎口用ガス通路５３では外乱等により火炎が消えやすくなる。
【００１０】
そして、円形開口部５４の周方向に配列された複数の炎口の火炎に大小差が生じる。このため、バーナがこんろに使用されている場合、こんろにかけられた鍋の底に温度分布差が生じ、調理物が局所的に過剰に加熱されて焦げ付いたり、一方で調理物の加熱が局所的に不十分となる等、調理が調理者の意図通りになされないおそれがある。
【００１１】
一方、環状管５２の始端部５２１の近傍における混合気圧上昇を緩和するために、環状管５２を始端部５２１において拡張することが考えられる。しかし、これではバーナのサイズが環状管５２の拡張方向について大きくなり、コンパクト性の確保の観点からは好ましくない。
【００１２】
そこで、本発明は、コンパクト性を担保しながら、各炎口用ガス通路の混合気の流量をより確実に均等化し得るバーナを提供することを解決課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための本発明のバーナは、環状管は、導入管から混合気が順方向に流入する第１流入部で最大面積とされ、第１流入部から最小断面積部まで断面積が順方向に徐々に縮小され、導入管から混合気が逆方向に流入する第２流入部から最小断面積部まで断面積が逆方向に徐々に縮小され、最小断面積部が第１流入部と第２流入部との中間部より第２流入部側にずれた位置に設けられていることを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、導入管から供給される混合気は、一部が第１流入部から順方向に環状管に流入するとともに、残りが第２流入部から逆方向に環状管に流入する。ここで「順方向」とは環状管に対する導入管の接続方向に沿った周回方向を意味し、「逆方向」とはこれと反対の周回方向を意味する。第２流入部が環状管の最小断面積部よりも断面積が大きくされている分、混合気は逆方向に流れやすくされている。従って、第１流入部における混合気圧の上昇を緩和することができる。
【００１５】
また、混合気が第２流入部から環状管に逆方向に流入しやすくすることで、第１流入部の断面積を過度に拡大する必要がなく、バーナのコンパクト性を担保することができる。
【００１６】
一方、環状管を順方向に流れる混合気は複数の炎口用ガス通路に逐次混合気が流れることで徐々に減少するが、第１流入部から最小断面積部まで環状管の断面積が順方向に徐々に縮小されているので、この減少を補償して混合気圧の均等化を図ることができる。同様に、環状管を逆方向に流れる混合気も複数の炎口用ガス通路に逐次混合気が流れることで徐々に減少するが、第２流入部から最小断面積部まで環状管の断面積が逆方向に徐々に縮小されているので、この減少を補償して混合気圧の均等化を図ることができる。さらに、順方向について最小断面積部より先の部分には第１流入部を経て環状管を順方向に流れる混合気が不足して炎口用ガス通路に十分な混合気が供給され得ないところ、第２流入部を経て環状管を逆方向に流れる混合気によりこの混合気の不足を補償することができる。
【００１７】
従って、本発明によれば、バーナのコンパクト性を担保しながら、環状管の全周にわたる混合気圧を均等化し、ひいては各炎口用ガス通路の混合気の流量をより確実に均等化することができる。
【００１８】
また、本発明のバーナは、環状管において、第１流入部の近傍にわたる所定範囲内において環状管に連通する炎口用ガス通路の断面積が、該所定範囲外において環状管に連通する炎口用ガス通路の断面積より縮小されていることを特徴とする。
【００１９】
本発明は、前記のように環状管において第１流入部の近傍における混合気圧の上昇が緩和されるものの、第１流入部の近傍にわたる所定範囲においては若干ではあるがなおも混合気圧が局所的に高圧になり得るという本願発明者の得た知見に基づいている。
【００２０】
本発明によれば、混合気圧が環状管において比較的高圧となる所定範囲内で環状管に連通する炎口用ガス通路は、所定範囲外で環状管に連通する炎口用ガス通路より断面積が縮小され、混合気の流量が絞られている。従って、所定範囲内で環状管に連通する炎口用ガス通路に、所定範囲外で環状管に連通する炎口用ガス通路よりも多量の混合気が流れるのが抑制される。そして、所定範囲内外でそれぞれ環状管に連通する炎口用ガス通路の間で混合気の流量のより確実な均等化を図ることができる。
【００２１】
さらに、本発明のバーナは、前記所定範囲において、第１流入部に近い第１範囲で環状管に連通する炎口用ガス通路の断面積が、第１範囲よりも第１流入部から遠い第２範囲で環状管に連通する炎口用ガス通路の断面積よりも縮小されていることを特徴とする。
【００２２】
本発明は、環状管の所定範囲において第１流入部に近い第１範囲は、これよりも第１流入部から遠い第２範囲よりも混合気圧が比較的高圧となり得るという本願発明者の得た知見に基づいている。
【００２３】
本発明によれば、所定範囲において第１範囲で環状管に連通する炎口用ガス通路は第２範囲で環状管に連通する炎口用ガス通路よりも断面積が縮小され、混合気の流量が絞られている。従って、所定範囲で環状管に連通する炎口用ガス通路に流れる混合気流量の一層の均等化を図ることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明のバーナの実施形態について図面を用いて説明する。図１は本実施形態のバーナの上面図であり、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線断面図であり、図３は本実施形態のバーナの概念的な構成説明図であり、図４は本実施形態のバーナの機能説明図である。
【００２５】
図１に示すバーナは、略ｑ字形状の２枚の金属板が上下に重ね合わせられ、周縁部でかしめ止めされることで構成されている。バーナはガスと１次空気との混合気が流れる導入管１と、導入管１に対して略接線方向に接続された環状管２と、環状管２から、環状管２の内側にある円形開口部４の周方向に沿って配列された複数の炎口まで延びる複数の炎口用ガス通路３とを備えている。また、バーナ１にはその上方及び下方にあって２次空気を整流する上部及び下部整流板（図示略）が設けられている。
【００２６】
環状管２と開口部４とにより囲まれた部分は上方に向かって徐々に縮径する円錐台筒状とされており、図２に示すように炎口用ガス通路３は環状管２からこの部分に沿って開口部４まで斜め上方に延びている。また、炎口用ガス通路３の末端部３１は下方に向かってかしめて変形されている。
【００２７】
炎口用ガス通路３は、バーナ１を構成する２枚の金属板の開口部の周縁部がその周方向に沿って略一定振幅の周期的な波形に形成され、これら２枚の金属板が当該波の位相をπ／２ずつずらして上下に重ね合わせられることで形成される。これにより、炎口用ガス通路３の一端である炎口はバーナ１は開口部４の周方向に沿って上下交互に突出して配列される。
【００２８】
また、図３に略式的に示すように環状管２は、導入管１から混合気が順方向（反時計回り）に流入する第１流入部２１で最大面積とされ、順方向に第１流入部２１から最小断面積部２４まで徐々に断面積が縮小されている。また、環状管２は、導入管１から混合気が逆方向（時計回り）に流入する第２流入部２２から、逆方向に最小断面積部２４まで断面積が徐々に縮小されている。最小断面積部２４は第１流入部２１と第２流入部２２との中間部２３より第２流入部２２の側にずれた位置に設けられている。
【００２９】
また、環状管２において、第１流入部２１の近傍にわたる所定範囲２１０内において環状管２に連通する炎口用ガス通路３（図１○◎参照）の断面積が、所定範囲２１０外において環状管２に連通する炎口用ガス通路３（図１●参照）の断面積より縮小されている。
【００３０】
さらに、所定範囲２１０において、第１流入部２１に近い第１範囲２１１で環状管２に連通する炎口用ガス通路３（図１○参照）の断面積が、第１範囲２１１よりも第１流入部２１から遠い第２範囲２１２で環状管２に連通する炎口用ガス通路３（図１◎参照）の断面積よりも縮小されている。従って、炎口用ガス通路３の断面積について○＜◎＜●の大小関係がある。
【００３１】
図１〜図３に示すバーナ１の機能について図４を用いて説明する。
【００３２】
図４は、点ｏを中心とする円として略式的に表された環状管２に対し、導入管１から混合気が太矢印で示すように右上方から左に向かって流入した場合に、環状管２に連通する複数の炎口用ガス通路３における混合気の流量を、点ｏからの距離により表している。
【００３３】
本実施形態のバーナによれば、実線で示すように各炎口用ガス通路３の混合気流量は環状管２の全周に渡ってほぼ均等にすることができる。これは、おおよそ次のような理由によると考えられる。
【００３４】
即ち、導入管１から供給される混合気は、一部が第１流入部２１から順方向に環状管２に流入するとともに（図３白矢印参照）、残りが第２流入部２２から逆方向に環状管２に流入する（図３斜線矢印参照）。第２流入部２２が環状管２の最小断面積部２４よりも断面積が大きくされている分、混合気は第２流入部２２から環状管２に逆方向に流れやすくされている。従って、導入管１から供給される混合気が第２流入部２２から環状管２に流入するのが阻害されるという事態を回避し、第１流入部２１における混合気圧の上昇を緩和することができる。
【００３５】
また、混合気が第２流入部２２から環状管２に逆方向に流入しやすくすることで、第１流入部２１の断面積を過度に拡大する必要がなく、バーナのコンパクト性を担保することができる。
【００３６】
一方、環状管２を順方向に流れる混合気は複数の炎口用ガス通路３に逐次混合気が流れることで徐々に減少するが、第１流入部２１から最小断面積部まで環状管２の断面積が順方向に徐々に縮小されているので、この減少を補償して混合気圧の均等化を図ることができる。同様に、環状管２を逆方向に流れる混合気も複数の炎口用ガス通路３に逐次混合気が流れることで徐々に減少するが、第２流入２２部から最小断面積部２４まで環状管２の断面積が逆方向に徐々に縮小されているので、この減少を補償して混合気圧の均等化を図ることができる。さらに、順方向について最小断面積部２４より先の部分には第１流入部２１を経て環状管２を順方向に流れる混合気（図３白矢印参照）が不足して炎口用ガス通路３に十分な混合気が供給され得ないところ、第２流入部２２を経て環状管２を逆方向に流れる混合気（図３斜線矢印参照）によりこの混合気の不足を補償することができる。
【００３７】
また、環状管２においてなおも混合気圧が局所的に高圧になり得る第１流入部２１の近傍にわたる所定範囲２１０内で環状管に連通する炎口用ガス通路３（図１○◎参照）は、所定範囲２１０外で環状管２に連通する炎口用ガス通路３（図１●参照）より断面積が縮小され、混合気の流量が絞られている。従って、所定範囲２１０内で環状管２に連通する炎口用ガス通路３に、所定範囲２１０外で環状管２に連通する炎口用ガス通路３よりも多量の混合気が流れるのが抑制される。そして、所定範囲２１０の内外でそれぞれ環状管２に連通する炎口用ガス通路の間で混合気の流量のより確実な均等化を図ることができる。
【００３８】
さらに、環状管２の所定範囲２１０において第１範囲２１１は第２範囲２１２よりも混合気圧が比較的高圧となり得るものの、第１範囲２１１で環状管２に連通する炎口用ガス通路３（図１○参照）は、第２範囲２１２で環状管２に連通する炎口用ガス通路３（図１◎参照）よりも断面積が縮小され、混合気の流量が絞られている。従って、所定範囲２１０で環状管２に連通する炎口用ガス通路３（図１○◎参照）に流れる混合気流量の一層の均等化を図ることができる。
【００３９】
従って、本発明によれば、バーナのコンパクト性を担保しながら、環状管２の全周にわたる混合気圧を均等化し、ひいては各炎口用ガス通路３の混合気流量をより確実に均等化することができる。
【００４０】
なお、本実施形態では所定範囲２１０内において環状管２に連通する炎口用ガス通路３（図１○◎参照）と、所定範囲２１０外において環状管２に連通する炎口用ガス通路３（図１●参照）との間で断面積の大小差が設けられていたが、他の実施形態として当該大小差が省略されてもよい。当該他の実施形態のバーナによれば、図４に一点鎖線で示すように上方及び左上方でやや炎口用ガス通路３の混合気流量が多くなる傾向があるものの、これ以外の部分では炎口用ガス通路３の混合気流量をほぼ均等にすることができる。
【００４１】
なお、最小断面積部２４の位置は、環状管２を順方向に流れる混合気流量と逆方向に流れる混合気流量との比に応じ、順方向について中間部２３より第２流入部２２側にあって、且つ、逆方向について第２流入部２２より第１流入部２１の側にずれた位置に適宜変更されてもよい。例えば、本実施形態よりも第１流入部２１の断面積が、第２流入部２２の断面積よりも大きめの場合、順方向に流れる混合気が逆方向に流れる混合気より多くなるので、順方向及び逆方向に流れる混合気のバランスを考慮して最小断面積部２４が第２流入部２２に近づけられてもよい。一方、本実施形態よりも第１流入部２１の断面積が、第２流入部２２の断面積よりも小さめの場合、順方向に流れる混合気が逆方向に流れる混合気より少なくなるので、順方向及び逆方向に流れる混合気のバランスを考慮して最小断面積部２４はより第１流入部２１に近づけられてもよい。
【００４２】
本実施形態では所定範囲２１０内において第１範囲２１１で環状管２に連通する炎口用ガス通路３（図１○参照）と、第２範囲２１２で環状管２に連通する炎口用ガス通路３（図１◎参照）との間で断面積の大小差が設けられていたが、所定範囲２１０内における混合気圧の分布変化が無視し得る場合には他の実施形態として当該大小差が省略されてもよい。
【００４３】
本実施形態では所定範囲２１０内において第１範囲２１１で環状管２に連通する炎口用ガス通路３（図１○参照）と、第２範囲２１２で環状管２に連通する炎口用ガス通路３（図１◎参照）との間で断面積の大小差が２段階に渡り設けられていたが、他の実施形態として所定範囲２１０内における混合気圧の分布に応じて当該大小差が３段階等、より多段階に渡り設けられてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態のバーナの上面図
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図
【図３】本実施形態のバーナの概念的な構成説明図
【図４】本実施形態のバーナの機能説明図
【図５】従来のバーナの概念的な構成説明図
【図６】従来のバーナの機能説明図
【符号の説明】
１‥導入管、２‥環状管、３‥炎口用ガス通路、４‥円形開口部、２１‥第１流入部、２２‥第２流入部、２３‥中間部、２４‥最小断面積部、２１０‥所定範囲、２１１‥第１範囲、２１２‥第２範囲
【図１】
0003686045.tif 000002
【図２】
0003686045.tif 000003
【図３】
0003686045.tif 000004
【図４】
0003686045.tif 000005
【図５】
0003686045.tif 000006
【図６】
0003686045.tif 000007