(57)【要約】【課題】  コストアップを招くことなくより耐久性能を高めることができるバーナー及びバーナーを含むガス焼成装置を提供すること。【解決手段】  本発明によるバーナー１は、燃料と一次空気が混合された混合ガスを噴出する混合ガス噴出部２ａを構成するスリット部２１ｂと、スリット部２１ｂが挿入されてスリット部２１ｂとの上方及び下方の間隙にそれぞれ二次空気を噴出する上方及び下方の二次空気噴出部２ｂを構成する被挿入スリット部２０ａと、被挿入スリット部２０ａを含む配管２０を含むとともに、上方の二次空気噴出部２ｂの流路断面積が下方の二次空気噴出部２ｂの流路断面積よりも大きいことを特徴とする【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料と一次空気が混合された混合ガスを噴出する混合ガス噴出部を構成するスリット部と、前記スリット部が挿入されて前記スリット部との上方及び下方の間隙にそれぞれ二次空気を噴出する上方及び下方の二次空気噴出部を構成する被挿入スリット部と、前記被挿入スリット部を含む配管を含むとともに、前記上方の二次空気噴出部の流路断面積が前記下方の二次空気噴出部の流路断面積よりも大きいことを特徴とするバーナー。
【請求項２】
前記下方の二次空気噴出部の流路断面積をゼロとすることを特徴とする請求項１に記載のバーナー。
【請求項３】
前記間隙の変更に基づいて前記上方及び下方の前記二次空気噴出部の流路断面積を調整することを特徴とする請求項１又は２に記載のバーナー。
【請求項４】
前記上方及び下方の二次空気噴出部が前記二次空気の流れを整流する波面形状を有する二次空気リボンを含むとともに、前記波面形状の変更に基づいて前記上方及び下方の前記二次空気噴出部の流路断面積を調整することを特徴とする請求項１又は２に記載のバーナー。
【請求項５】
前記混合ガス噴出部に前記混合ガスを供給する混合ガス供給部と、前記二次空気噴出部に前記二次空気を供給する二次空気供給部を含み、前記混合ガス供給部に前記混合ガスを導入する混合ガス導入部と、前記二次空気供給部に前記二次空気を導入する二次空気導入部を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のバーナー。
【請求項６】
請求項５に記載のバーナーを含み、前記混合ガス導入部に前記混合ガスを注入する混合ガス注入部と、前記二次空気導入部に前記二次空気を注入する二次空気注入部と、被焼成物を載置する載置部を含む、ことを特徴とするガス焼成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パンや菓子等の焼成工程又は焼成工程が実施される工場において用いられるバーナー、バーナーを含むガス焼成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、主にパンや菓子等の製造工程に含まれる焼成工程において用いられるガス焼成装置については、一以上のバーナーを燃焼室内の被焼成物が搬送方向に搬送される搬送面に対して、上側に所定の距離離隔した位置と、下側に所定の距離離隔した位置に設置したものが用いられている。バーナーは搬送方向に向けて混合ガスを噴射しており、噴出された混合ガスを別途噴出された二次空気とともに、イグナクターにより着火して火炎を発生させて、火炎の発生する熱により被焼成物を焼成することが行われる。
【０００３】
このようなガス焼成装置としては、例えば特許文献１に記載されているようなものが提案されている。特許文献１に記載のガス焼成装置においては、被焼成物を搬送する方向に対して垂直かつ水平な方向に一以上のバーナーを延在させている。
【０００４】
このようなガス焼成装置としては、例えば特許文献１に記載されているようなものが提案されている。特許文献１に記載のガス焼成装置においては、被焼成物を搬送する方向に対して垂直かつ水平な方向に一以上のバーナーを延在させている。
【０００５】
このバーナーは、燃焼部と導管部を延在方向に連続させて備えている。燃焼部は、燃料と一次空気とが混合された混合ガスを噴出する混合ガス噴出部と、二次空気を噴出する二次空気噴出部を、配管に設けた被挿入スリットとインナーパイプに設けたスリットの組み合わせにより構成している。
【０００６】
燃焼部においては、この混合ガス噴出部に混合ガスを、二次空気噴出部に二次空気を、それぞれ独立させて供給する供給部を具備している。また、導管部は、燃焼部の供給部に混合ガスと二次空気を相互に独立させて導入する機能を具備している。
【０００７】
特許文献１に記載のバーナーの燃焼部の供給部と導管部においては、供給部及び導管部を構成するそれぞれの配管の配管内部が前述したインナーパイプにより二箇所の部分に画成されている。画成された一方及び他方の部分がそれぞれ、混合ガスと二次空気を独立して供給又は導入する機能を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−２８６３６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが上述した従来技術においては、被挿入スリットとスリットの組み合わせによって、混合ガス噴出部と二次空気噴出部が上下方向に隣接する構成が採られており、特には上側の二次空気噴出部の二次空気の噴出量を、混合ガス噴出部の混合ガスの噴出量に対して適宜調節可能な構成が開示されていないため、以下のような問題が生じる。
【００１０】
バーナーにおいて、混合ガスの噴出量が十分多く噴出エネルギーが十分大きい場合には、火炎が自身の対流作用やガス焼成装置内全体の空気の流れによって上昇し始める位置を、バーナーから噴出方向に十分遠い場所とすることができ、バーナー自身が火炎により加熱されることは回避できる。
【００１１】
ところが、混合ガスの噴出量を少なくして、火炎を弱火にした場合、特にはバーナーに供給される空気源が一次空気との二次空気とにおいて共通である場合には、二次空気の噴出量も少なくなることを招く。この場合においては、火炎は自身の有する高熱により周囲の空気に対して比重が小さいこと及びガス焼成装置内の空気の対流に起因して、対流作用により火炎が、配管の上方側に巻き付くように、上方に巻き上がることを招く。このことは、空気源が一次空気と二次空気が共通でなく別系統である場合においても、バーナーの上流側において、独立して二次空気の量を調節する機構を有していない場合には同様に生じる。
【００１２】
上述したように火炎が配管の上方側に巻き付く現象が発生した場合には、配管の上側のみが加熱され、下側は加熱されないことを招く。すなわち、配管の被挿入スリット部を挟んで上側に位置する部分と下側に位置する部分との相互間において大きい温度差が発生して、配管の特には上下方向の中央近辺部分に熱歪みが発生して、熱疲労が蓄積されて、耐久性が低くなるおそれがあるという問題が生じる。
【００１３】
また、上述した一次空気に対して二次空気の量を独立して調節することを目的として、空気源を別個とすることや、一次空気に対して独立して二次空気の量を独立させて調節が可能な昇圧機構や弁を含む機構を設けることは、配管系統と制御内容の複雑化を招き、コストアップを招く。
【００１４】
本発明は、上記問題に鑑み、コストアップを招くことなくより耐久性能を高めることができるバーナー及びバーナーを含むガス焼成装置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】
【００１５】
上記の課題を解決するため、本発明に係るバーナーは、
燃料と一次空気が混合された混合ガスを噴出する混合ガス噴出部を構成するスリット部と、
前記スリット部が挿入されて前記スリット部との上方及び下方の間隙にそれぞれ二次空気を噴出する上方及び下方の二次空気噴出部を構成する被挿入スリット部と、
前記被挿入スリット部を含む配管を含むとともに、前記上方の二次空気噴出部の流路断面積が前記下方の二次空気噴出部の流路断面積よりも大きいことを特徴とする。
【００１６】
前記バーナーによれば、前記混合ガス噴出部の上側に位置する前記上方の二次空気噴出部の前記二次空気の噴出量を、前記混合ガス噴出部の下側に位置する前記下方の二次空気噴出部の前記二次空気の噴出量よりも大きくすることとなるので、前記混合ガス噴出部の上側の位置する前記上方の二次空気噴出部から噴出される二次空気によって、前記混合ガス噴出部の噴出方向側に位置する火炎が、前記配管の上面側に回りこむことを防止することができる。加えて、前記下方の二次空気噴出部から噴出される二次空気の噴出量を小さくすることにより、前記配管の下面側が過度に冷却されることも防止することができる。
【００１７】
すなわち前記バーナーによれば、前記配管の上面側のみが過熱されるとともに下面側が過度に冷却されて、前記配管の上面側が下面側に較べて大きく膨張し、かつ、燃焼が終了した後に大きく収縮することが繰り返されて、前記配管の上面側と下面側との相互間において熱歪が蓄積されることを防止して、特には前記配管の耐久性が低下してしまうことを防止することができる。
【００１８】
また、前記バーナーによれば、前記バーナーの上流側に位置する空気の空気源について変更する必要が生じないため、制御内容や空気配管系統の複雑化を招いて、コストアップを招くことをも防止することができる。
【００１９】
ここで、前記二次空気とは、前記混合ガスを完全燃焼させること、つまり完全燃焼を促すことを目的として、前記混合ガスが予め含む前記一次空気とは別に、独立させて前記二次空気噴出部から噴出されるものである。
【００２０】
さらに、前記バーナーにおいて、
前記下方の二次空気噴出部の流路断面積をゼロとすることが好ましい。
【００２１】
前記バーナーによれば、前記混合ガス噴出部の上側に位置する前記上方の二次空気噴出部のみが二次空気を噴出することとなるので、前記混合ガス噴出部の上側の位置する前記二次空気噴出部から噴出される二次空気によって、前記混合ガス噴出部の噴出方向側に位置する火炎が、前記配管の上面側に回りこむことを防止するとともに、前記下方の二次空気噴出部から噴出される二次空気の噴出量をゼロとすることにより、前記配管の下面側が過度に冷却されることも防止する効果をさらに高めることができる。
【００２２】
このため、前記配管の上面側のみが過熱されるとともに下面側が過度に冷却されて、前記配管の上面側が下面側に較べて大きく膨張し、かつ、燃焼が終了した後に大きく収縮することが繰り返されて、前記配管の上面側と下面側との相互間において熱歪が蓄積されることをさらに効果的に防止して、前記配管の耐久性が低下してしまうことをより効果的に防止することができる。
【００２３】
ここで、前記バーナーにおいて、
前記間隙の変更に基づいて前記上方及び下方の前記二次空気噴出部の流路断面積を調整することとしてもよい。
【００２４】
この場合においては、前記被挿入スリット部に対する前記スリット部の相対位置の調整により前記間隙を変更して、前記上方及び下方の前記二次空気噴出部の流路断面積を調整する。
【００２５】
あるいは、前記バーナーにおいて、
前記上方及び下方の二次空気噴出部が前記二次空気の流れを整流する波面形状を有する二次空気リボンを含むとともに、前記波面形状の変更に基づいて前記上方及び下方の前記二次空気噴出部の流路断面積を調整することとしてもよい。
【００２６】
この場合においては、特には前記波面形状の波高つまり振幅を調節することにより、前記上方及び下方の前記二次空気噴出部の流路断面積を調整する。
【００２７】
上述した二つの手法についてはいずれを選択してもよいが、前記スリット部を後述するインナーパイプを用いて構成する場合においては、前者の手法においては、インナーパイプ及び配管全体の設計変更を伴うこととなりコストアップに繋がるが、後者の手法においてはインナーパイプ及び配管全体についての設計変更は不要であるため、後者の手法によることによりコストダウンを図ることができる。
【００２８】
加えて、前記バーナーにおいて、
前記混合ガス噴出部に前記混合ガスを供給する混合ガス供給部と、
前記二次空気噴出部に前記二次空気を供給する二次空気供給部を含み、
前記混合ガス供給部に前記混合ガスを導入する混合ガス導入部と、
前記二次空気供給部に前記二次空気を導入する二次空気導入部を含むことが好ましい。
【００２９】
前記バーナーによれば、以下に述べる本発明に係るガス焼成装置への適用をより容易なものとすることができる。
【００３０】
また、上記の課題を解決するため、本発明に係るガス焼成装置は、
前記バーナーを含み、
前記混合ガス導入部に前記混合ガスを注入する混合ガス注入部と、
前記二次空気導入部に前記二次空気を注入する二次空気注入部と、
被焼成物を載置する載置部を含む、
ことを特徴とする。
【００３１】
本発明のガス焼成装置によれば、上述した前記バーナーを含むことで、前記バーナーと同様に、火炎の前記配管の上側の外周面への回り込みと下面の過冷却を防止して、前記配管の上面側のみの温度上昇を招くことを回避して、前記ガス焼成装置の耐久性能をより高めることができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、コストアップを招くことなくより耐久性能を高めることができるバーナー及びバーナーを含むガス焼成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係るバーナー及びガス焼成装置の一実施形態をバーナーの延在方向に垂直かつ水平面に平行な方向及び下方から視て示す模式図である。
【図２】本発明に係るバーナー及びガス焼成装置の図１に示した一実施形態における延在方向に垂直なＡＡ又はＢＢ断面内の構造を示す模式断面図である。
【図３】本発明に係るバーナー及びガス焼成装置の図２に示した一実施形態における上方視を示す模式図である。
【図４】本発明に係るバーナー及びガス焼成装置の一実施形態が含むソケットの形態を示す模式図である。
【図５】本発明に係るバーナー及びガス焼成装置の一実施形態の全体形態を示す模式図である。
【図６】本発明に係るバーナー及びガス焼成装置の一実施形態における延在方向に垂直なＡＡ又はＢＢ断面内の構造を示す模式断面図である。
【図７】本発明に係るバーナー及びガス焼成装置の図６に示した一実施形態を噴出方向から視て示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら説明する。
【実施例】
【００３５】
図１に示すように、本実施例のバーナー１は、燃焼部２と、導管部３と、二次空気導入外部配管部４と、ソケット５と、プレート６を含んで構成される。なお、以下に示す図中Ｖは混合ガスの噴出方向を指し、Ｓはバーナー１の延在方向を指し、ＵＰは上方を指す。つまり、図１（ａ）はバーナー１を噴出方向Ｖから見た図を示し、図１（ｂ）はバーナー１を下方から視た図を示す。
【００３６】
燃焼部２は、図１に示すように、延在方向ＳにおいてＬ１の長さを有して延在される。燃焼部２は、図１及び図２に示すように、燃料と一次空気が混合された混合ガスを噴出方向Ｖに噴出する混合ガス噴出部２ａと、二次空気を噴出方向Ｖに噴出する上方の二次空気噴出部２ｂ及び下方の二次空気噴出部２ｂを備える。
【００３７】
さらに、燃焼部２は、図２に示すように、混合ガス噴出部２ａに混合ガスを供給する混合ガス供給部２ｃと、二次空気噴出部２ｂに二次空気を供給する二次空気供給部２ｄを備える。加えて、図１に示すように、燃焼部２は、二次空気導入外部配管部４が延在方向Ｓ側に備える配管継ぎ手を介して連結される二次空気接続部２ｅを備える。二次空気接続部２ｅは、二次空気導入外部配管部４と二次空気供給部２ｄを気密に連通する。二次空気導入外部配管部４は二次空気導入部を構成する。
【００３８】
燃焼部２は、図２に示すように、呼び径が５０Ａの配管２０を備えており、配管２０は噴出方向Ｖに指向する部分が軸方向すなわち延在方向Ｓ全体に亘って切り欠かれていて、切り欠かれた部分は延在方向Ｓに延びる被挿入スリット部２０ａを構成している。配管２０の内部にはインナーパイプ２１が備えられている。
【００３９】
インナーパイプ２１は、図２に示すように、一枚の金属板を折り曲げ加工することにより構成されるものである。インナーパイプ２１は、内側に混合ガス供給部２ｃを画成して、外側と配管２０との内周面との間に二次空気供給部２ｄを画成する四角柱状部２１ａと、四角柱状部２１ａの上端から上方に延びる、混合ガス噴出部２ａを構成する一対の平板からなるスリット部２１ｂとを含む。
【００４０】
インナーパイプ２１の四角柱状部２１ａのスリット部２１ｂと反対側の外側面は、図２中に示すような一枚の金属板をＶ字状に折り曲げ加工することにより構成されたインナーパイプブラケット２２を介して、配管２０の図２中における内周面の上下方向の二箇所と噴出方向Ｖと反対側の合計三箇所において当接される。なお、インナーパイプブラケット２２は、図１に示すように、延在方向Ｓにおいて、間欠的かつ部分的に配置される。従って、図２中、インナーパイプブラケット２２により、配管２０の内部は画成されない。
【００４１】
また、インナーパイプ２１の四角柱状部２１ａの外側と配管２０の内周面との間に画成される二次空気供給部２ｄの最上流側においては、二次空気供給部２ｄから導管部３内に二次空気が混入すること、及び、導管部３から二次空気供給部２ｄへ混合ガスが混入すること、の双方を防止することを目的として、適宜の閉塞手段により導管部３の内部に対して気密に閉塞され画成される。この閉塞手段は、例えばプレート６により構成してもよいし、他の部材により適宜構成してもよい。
【００４２】
さらに、スリット部２１ｂは、図２中左側の平板の外側面が被挿入スリット部２０ａに当接するように被挿入スリット部２０ａの図２中左方に偏在させて挿入され、スリット部２１ｂの図２中右側つまり上方側の平板と被挿入スリット部２０ａとの間隙が、二次空気を噴出する上側の二次空気噴出部２ｂを構成し、スリット部２１ｂの図２中左側つまり下方側の平板と被挿入スリット部２０ａとの間隙が、下側の二次空気噴出部２ｂを構成する。
【００４３】
すなわち、スリット部２１ｂの図２中左側つまり下方側の平板と被挿入スリット部２０ａとの下方側の間隙はゼロとされるため、上方の二次空気噴出部２ｂの流路断面積が下方の二次空気噴出部２ｂの流路断面積よりも大きく設定されるとともに、下方の二次空気噴出部２ｂの流路断面積をゼロと設定される。つまり、実質的には、二次空気噴出部２ｂはスリット部２１ｂの上方にのみ設置されることとなる。
【００４４】
図２に示すインナーパイプ２１のスリット部２１ｂの一対の平板相互間の間隙には、混合ガスを整流する混合ガスリボン２３が設置され、スリット部２１ｂの図２中右側の平板の外側面には二次空気を整流する二次空気リボン２４が設置される。
【００４５】
なお、混合ガスリボン２３の詳細な形態は、図３に示すとおりの波面形状をなす単位混合ガスリボン２３−１を一層以上に重ねたものである。また、二次空気リボン２４の詳細な形態についても、図３に示すとおりの波面形状をなす単位二次空気リボン２４−１を一層以上に重ねたものである。ここでは、単位混合ガスリボン２３−１の有する波面形状の振幅を二次空気リボン２４−１の有する波面形状の振幅よりも大きいものとし、混合ガスリボン２３の積層数についても、二次空気リボン２４の積層数よりも大きいものとしている。
【００４６】
また、インナーパイプ２１のスリット部２１ｂには、図２中に示すリボン止め手段としてのリボン止めピン２５を挿通するリボン止めピン挿通穴２１ｃが、図２中左右方向つまり上下方向に指向するように穿設されている。また、混合ガスリボン２３には、リボン止めピン挿通穴２１ｃに対応する位置にリボン止めピン貫通穴２３ａが穿設され、二次空気リボン２４にも、リボン止めピン挿通穴２１ｃに対応する位置にリボン止めピン貫通穴２４ａが穿設されている。
【００４７】
スリット部２１ｂに混合ガスリボン２３が挿入されて、リボン止めピン挿通穴２１ｃとリボン止めピン貫通穴２３ａの位置を合わせた後、リボン止めピン挿通穴２１ｃとリボン止めピン貫通穴２３ａにリボン止めピン２５が挿通されて、リボン止めピン２５の右端がスリット部２１ｂの図２中の右側面よりも右方に突出される位置関係とする。この後、リボン止めピン２５の外周面とインナーパイプ２１のリボン止めピン挿通穴２１ｃの内周面とが溶接等により気密に接合されて、リボン止めピン挿通穴２１ｃの密閉又は閉栓処理が行われる。
【００４８】
スリット部２１ｂの図２中右側面よりも右方に突出させたリボン止めピン２５の右端部に対して、二次空気リボン２４のリボン止めピン貫通穴２４ａが挿通されて、二次空気リボン２４を図２中右方から左方に移動させて二次空気リボン２４の左側面をスリット部２１ｂの右側面に接触させて位置決めする。
【００４９】
この後、リボン止めピン２５の軸方向両端部に頭頂部を打撃や押圧等の適宜の手段で形成すること又は頭頂部を別途溶接等により接合する。このことにより、混合ガスリボン２３と二次空気リボン２４はスリット部２１ｂに対して、図２中左右方向つまり上下方向に拘束されて固定される。
【００５０】
ここで、混合ガスリボン２３と二次空気リボン２４はリボン止めピン２５によりスリット部２１ｂひいてはインナーパイプ２１のみに固定され配管２０には固定されない。
【００５１】
さらに、スリット部２１ｂの四角柱状部２１ａに隣接する部分と、図２中に示す配管２０の中心よりも図２中上側つまり噴出方向Ｖ側に位置する部分には、図２中に示すスリット開き止め手段としてのスリット開き止めピン２６が左右方向に挿通される、スリット開き止めピン挿通穴２１ｄとスリット開き止めピン挿通穴２０ｂがそれぞれ同軸上に穿設される。
【００５２】
上述した工程により混合ガスリボン２３と二次空気リボン２４とを一体的に含んだインナーパイプ２１のスリット部２１ｂは、配管２０の被挿入スリット部２０ａに対して延在方向Ｓ側から挿入される。この後、このスリット開き止めピン挿通穴２０ｂ及びスリット開き止めピン挿通穴２１ｄにスリット開き止めピン２６が、図２中左右方向に挿通されて、スリット開き止めピン２６の軸方向両端部に頭頂部を打撃や押圧等の適宜の手段で形成される、又は頭頂部が別途溶接等により接合される。
【００５３】
これにより、インナーパイプ２１は配管２０に対して、図２中左右方向つまり上下方向に拘束されて固定されるとともに、スリット開き止めピン２６の図２中左右一対の頭頂部による左右両側からの拘束力に基づいて配管２０の被挿入スリット部２０ａの図２中左右方向の開きが防止される。
【００５４】
図１中延在方向Ｓの手前側つまり混合ガスの流れる上流側から順に、導管部３と燃焼部２がこの順番に同軸上に配置される。同様に、導管部３を構成する上流側導管部３１と下流側導管部３２もこの順番に同軸上に配置される。上流側導管部３１は例えば呼び径が４０Ａの配管により構成され、下流側導管部３２の上流側部分も呼び径が４０Ａの配管により構成される。
【００５５】
上流側導管部３１の下流側端部の外周面と下流側導管部３２の上流側端部の外周面には、図４に示すようなソケット５の内周面に形成された雌ネジ部が螺合可能な雄ネジ部が形成されている。なお、図４は、本実施例のバーナー１が含むソケット５の形態を示す模式図である。図４に示すソケット５の呼び径Ｄ、軸方向長さＬ、内径ｄ２は例えばＪＩＳ規格により定められる。
【００５６】
ソケット５の雌ネジ部を、組み立て工程時等において、上流側導管部３１の下流側端部及び下流側導管部３２の上流側端部の備える雄ネジ部に螺合することにより、上流側導管部３１の下流側端部と下流側導管部３２の上流側端部は脱着自在且つ気密に接続される。つまり、ソケット５は、上流側導管部３１と下流側導管部を接続する接続部を構成する。上流側導管部３１と下流側導管部３２がソケット５により接続されることで導管部３が構成され、導管部３は延在方向Ｓにおいて全体としてＬ２の長さを有する。
【００５７】
さらに、下流側導管部３１の下流側部分は、下流側すなわち延在方向Ｓに向けて徐々に拡径する拡径部と、配管２０と同径をなす大径部を備えている。下流側導管部３１の下流側端部つまり大径部は、配管２０と同一の断面形状を有する円環状のプレート６を介して燃焼部２を構成する配管２０の上流側端部に溶接により予め製造時において接合される。つまり、プレート６は燃焼部２と下流側導管部３２を接合する接合部を構成する。
【００５８】
導管部３の上流側導管部３１の上流側端部３１ｅは、円板状の基板７に図１中左から右に貫通されて固定されている。二次空気導入外部配管部４の上流側端部４ｅは、基板７に設けられた二次空気注入部８に配管継ぎ手を介して気密に連通されている。
【００５９】
上流側端部３１ｅには、ガスミキサー９の出力ポートが気密に連結される。ガスミキサー９の二の入力ポートの一方は図示しない空気配管が気密に連結され、空気配管の上流側には図示しない送風機が連結される。ガスミキサー９の他方の入力ポートは燃料配管が気密に連結される。ガスミキサー９は、空気配管からの一次空気と燃料配管からの燃料を混合して混合ガスを出力ポートから出力して、導管部３の上流側配管部３１に注入する混合ガス注入部を構成する。
【００６０】
二次空気注入部８には、図示しない空気配管が連結され、空気配管の上流側には図示しない送風機が連結される。なお、ガスミキサー９に連結される図示しない空気配管と、二次空気導入外部配管部４に連結される空気配管は同系統でも別系統でもよい。さらに、基板７には、イグナイター１０つまり着火装置が導管部３及び二次空気導入外部配管部４に平行に設置される。
【００６１】
次に上述したバーナー１を含むガス焼成装置Ｓ１について、図を用いて説明する。図５は、本実施例のガス焼成装置Ｓ１を示す模式図である。ガス焼成装置Ｓ１は、図１に示したようなバーナー１を一以上含み、上流側導管部３１に混合ガスを注入する混合ガス注入部を構成するガスミキサー９と、二次空気導入外部配管部４に二次空気を注入する二次空気注入部８と、被焼成物１０１を載置する載置部を構成するベルトコンベアのベルト１０２を含む。なお、ベルト１０２の搬送方向は図５中に示す、左から右に向かう方向とし、バーナー１は、ベルト１０２の上下二箇所に搬送方向に等間隔に並列されて、バーナー１の噴出方向Ｖは搬送方向に一致した方向とする。
【００６２】
ガス焼成装置Ｓ１はさらに、工場内のガス焼成装置Ｓ１外の空気と、ガス焼成装置Ｓ１内部の空気を画成する焼成室１０３を備える。焼成室１０３の搬入口１０４から、ベルトコンベアのベルト１０２により、焼成前の被焼成物１０１が焼成室１０３内に搬送される。
【００６３】
バーナー１の混合ガス噴出部２ａから噴出された混合ガスと、二次空気噴出部２ｂから噴出された二次空気が混合された後の気体がイグナイター１０による火花により着火されて発生された火炎による熱により、ベルト１０２上の被焼成物１０１は燃焼室１０３内において、被焼成物の予熱、焼成、色付け乾燥の各工程が実行される。
【００６４】
より具体的には、仕切り壁１０５より左方に画成された図５に示す区域Ａにて予熱され、仕切り壁１０５、１０６により画成された区域Ｂにて焼成され、仕切り壁１０６より右方に画成された区域Ｃにて色付け乾燥される。上述した三つの工程が終了した後の被焼成物１０１は焼成室１０３の搬出口１０７からベルト１０２により搬出される。燃焼室１０３内において混合ガスと二次空気が混合された後の気体が燃焼した後に発生する排気を含む空気は、排気ダクト１０８と、排気ファン１０９により適宜焼成室１０３内から排出される。
【００６５】
以上述べた本実施例のバーナー１及びバーナー１を含むガス焼成装置Ｓ１は、以下のような技術思想に基づくものである。すなわち、バーナー１において、混合ガス噴出部２ａにおける混合ガスの噴出量を少なくして、火炎を弱火にした場合、二次空気の噴出量も少なくすることとすると、対流作用により火炎が、配管２０の上方側に巻き付くように、上方に巻き上がることを招くおそれがある。
【００６６】
このように火炎が配管２０の上方側に巻き付く現象が発生した場合には、配管２０の上側のみが加熱され、下側は加熱されずかつ二次空気により冷却され続けることを招くので、上側と下側とで大きい温度差が発生して、配管２０に熱歪みが発生して、熱疲労が蓄積されて、耐久性が低くなるおそれがあったが、本実施例では上述した構成により耐久性能低下を防止するものである。
【００６７】
つまり上述したように、本実施例に示したバーナー１のように、二次空気噴出部２ｂを、混合ガス噴出部２ａに対して、上方側の片方にのみ設けることにより、混合ガス噴出部２ａの上下両方に設けた場合よりも、上方側の二次空気噴出部２ｂからの二次空気噴出量が多くなるようにすることにより、以下に述べるような作用効果を得ることができる。
【００６８】
すなわちこのような構成により、弱火の場合であっても、上方側のみから、多い量の二次空気を噴出させることができるので、火炎を、配管２０から離れた位置で巻き上がらせることができ、配管２０に沿って火炎が巻き上がることを防ぐことができる。加えて、下方側の二次空気噴出部２ｂからは二次空気が噴出されないため、配管２０の下方側が冷却され続けることを防止することができる。その結果、配管２０の上側と下側との温度差を小さくすることができ、温度差に起因する熱歪みの発生や熱疲労の蓄積を防止することができ、配管２０ひいては燃焼部２全体の耐久性を高めることができる。
【００６９】
また図１に示すように、インナーパイプブラケット２２は、延在方向Ｓにおいて間欠的且つ部分的に設けられており、インナーパイプ２１と配管２０の内周面との間隙は、インナーパイプブラケット２２の厚みよりも十分大きなものであるため、図２中インナーパイプ２１の外周側でインナーパイプブラケット２２の噴出方向Ｖ側に位置する空間と、インナーパイプブラケット２２の噴出方向Ｖと反対側に位置する空間は、同一の空間であるとみなすことができる。
【００７０】
加えて、二次空気噴出部２ｂの上下方向の厚みに対しても、インナーパイプ２１と配管２０の内周面との間隙は十分大きなものであるため、二次空気噴出部２ｂへの二次空気の供給をより円滑なものとし、上方のみの噴出をより容易なものとすることができる。
【００７１】
なお、インナーパイプを例えば、特許文献１の図６（ｂ）に示すようなＶ字状部を含む板状部材を用いて、二次空気供給部と混合ガス供給部を配管内において画成する場合においては、二次空気と混合ガスの相互の圧力差に起因して、二次空気が混合ガスに流入すること、又は、混合ガスが二次空気に流入することの双方を防止するため、Ｖ字状の板状部材のスリット部の反対側の端部を配管内周面に気密に接合する必要が生じる。
【００７２】
ここで、特許文献１の図６（ｂ）に示す手法では、配管内の溝にインナーパイプの端部を嵌合することが開示されているが、この手法では、嵌合箇所において十分な気密を確保することができない。このため、Ｖ字状部を含む板状部材の端部を配管の内周に、延在方向に沿って気密に溶接等により接合することも考えられるが、延在方向にシームレスに配管内周面と板状部材の端部を溶接することは一般に困難な作業であり、例えば、配管を縦に二分割して、二分割した一方の配管の分割面に板状部材の端部を溶接により接合した後、板状部材の端部に他方の配管の分割面を更に溶接により接合する必要が生じる。
【００７３】
この場合に、溶接による歪みにより配管の被挿入スリット部と二次空気噴出部の上下方向の間隙に固有差が生じて、安定した混合ガス及び二次空気の噴出が阻害されるおそれが生じる。本実施例のバーナー１によれば、インナーパイプ２１のスリット部２１ｂと反対側を配管２０の内周面に延在方向Ｓ全体に亘って気密に接合する必要がないため、上述したように配管を縦方向に分割して、分割した配管により板状部材を挟持するように溶接することをも不要なものとすることができる。
【００７４】
これとともに、インナーパイプ２１を配管２０内に設置するにあたって溶接による接合を必要としないことから、被挿入スリット部２０ａ、混合ガス噴出部２ａ、二次空気噴出部２ｂの図２中左右方向つまり上下方向における厚みつまり間隙が溶接歪みにより影響を受けることを回避することができるので、より安定した混合ガス及び二次空気の噴出を行うことができ、燃焼性能をより高めることができる。
【００７５】
なお、二次空気噴出部２ｂを混合ガス噴出部２ａの上方側にのみ設けても、即ち、二次空気噴出部を混合ガス噴出部の両側に設けなくても、通常の強火を含む使用状態における燃焼状態には、概ね影響はない。但し、例えば、混合ガス噴出部２ａの上下方向の厚み、つまり、スリット部２１ｂの間隙が比較的大きい場合等の理由により、火炎の下方側において二次空気を若干量でも供給する要請が強い場合、又は、若干量でも下方側からも二次空気を噴出した方が配管２０の温度差を低減する効果が高い場合等には、二次空気噴出部２ｂを適宜下方側に設けて、上方側の二次空気噴出部２ｂの風量を、下方側の二次空気噴出部２ｂの風量よりも大きく設定することもできる。
【００７６】
この場合においては、図６に示すように、リボン止めピン２５を左右一対のスリット部２１ｂの左右両側面つまり上下両面から突出させて、下面側に上方側の二次空気リボン２４とは別個の二次空気リボン２４を、リボン止めピン２５の図２中左端部に固定することとすればよい。
【００７７】
図６に示すように、スリット部２１ｂの上方及び下方に二次空気噴出部２ｂを設ける場合には、スリット部２１ｂと被挿入スリット部２０ａとの上側の間隙Ｄ１と下側の間隙Ｄ２の調整により、二次空気噴出部２ｂの流路断面積を調整することよりも、二次空気噴出部２ｂ内の二次空気を整流する二次空気リボン２４を構成する単位二次空気リボン２４−１の振幅Ｐ１と単位二次空気リボン２４−２の振幅Ｐ２により流路断面積を調節する方が、コストダウンを図る上で有利である。
【００７８】
すなわち、図７に示すように、上側の二次空気リボン２４を構成する単位二次空気リボン２４−１の振幅Ｐ１を、上側の二次空気リボン２４を構成する単位二次空気リボン２４−２の振幅Ｐ２よりも大きくすることにより、上方の二次空気噴出部２ｂの流路断面積を下方の二次空気噴出部２ｂの流路断面積よりも大きくする。
【００７９】
さらに本実施例のバーナー１及びガス焼成装置Ｓ１においては、リボン止めピン２５はスリット開き止めピン２６と共用でないため、開き止めを防止する強度から混合ガスリボン２３及び二次空気リボン２４を止めて固定するために必要な強度まで下げることができるとともに、上述したように、配管２０にインナーパイプ２１を取り付ける前に、混合ガスリボン２３及び二次空気リボン２４をインナーパイプ２１にリボン止めピン２５のみにより取り付けることができる。
【００８０】
この場合において、インナーパイプ２１のリボン止めピン２５を挿通するリボン止めピン挿通穴２１ｃの内周面に対してリボン止めピン２５の外周面を上述したように溶接により気密に接合することにより、リボン止めピン挿通穴２１ｃにおいて閉栓加工を行うことができる。
【００８１】
このため、リボン止めピン２５とリボン止めピン挿通穴２１ｃ間における隙間をなくすことができ、混合ガス噴出部２ａから二次空気供給部２ｄへ混合ガスがリボン止めピン挿通穴２１ｃとリボン止めピン２５との隙間を介して流入することを防止することができる。同様に、二次空気供給部２ｄから混合ガス噴出部２ａへ二次空気がリボン止めピン挿通穴２１ｃとリボン止めピン２５との隙間を介して流入することを防止することができる。従って、二次空気供給部２ｄと混合ガス噴出部２ａ相互間における気体の通流を完全に遮断することができ、バーナー１の燃焼性能をより高いものとすることができる。
【００８２】
加えて、リボン止めピン２５は混合ガスリボン２３と二次空気リボン２４をスリット部２１ｂに固定する強度を具備すれば十分であることから、軸方向強度を小さくすることができ、リボン止めピン２５の外径を小さくすることができる。これによって、混合ガス噴出部２ａ及び二次空気噴出部２ｂの、図３中の噴出方向Ｖから視た場合の投影面積に対して、リボン止めピン２５が占める割合を小さくすることができる。このため、混合ガス及び二次空気双方の噴出をより円滑に行うことができるとともに、リボン止めピン２５が火炎の伝搬を阻害することを防止することができる。
【００８３】
さらに、リボン止めピン２５によるインナーパイプ２１に対する混合ガスリボン２３及び二次空気リボン２４への固定と、スリット開き止めピン２６による配管２０の被挿入スリット部２０ａの開き止めを、それぞれ別個の工程とすることにより、上述したように、それぞれに適した加工方法を適宜選択可能なものとすることができる。
【００８４】
また、リボン止め手段としてのリボン止めピン２５と、スリット開き止め手段としてのスリット開き止めピン２６を別個とすることから、後者のスリット開き止めピン２６については、被挿入スリット部２０ａを挟んで配管２０を図２中上下方向に挟み込む図示しないコの字形状のフランジに置換して、スリット開き止め手段とすることもできる。なお、このフランジは、図１中の延在方向Ｓにおいて、適宜の間隔にて設けられる。
【００８５】
このようにスリット開き止め手段を配管２０の外周側に位置するフランジとすることにより、図２に示すような、スリット開き止めピン２６が配管２０内に延在することを回避することができる。これにより、二次空気供給部２ｄ内の二次空気の流れを円滑なものとし、さらに、混合ガス供給部２ｃから混合ガス噴出部２ａにかけての混合ガスの流れも円滑なものとすることができる。
【００８６】
また、スリット開き止め手段としてスリット開き止めピン２６を使用しないことから、配管２０の被挿入スリット部２０ａにスリット部２１ｂを挿入した後に、インナーパイプ２１の四角柱状部２１ａに隣接する位置にスリット開き止めピン挿通穴２１ｄを穿設する必要性を無くすことができる。このため、混合ガス供給部２ｃから二次空気供給部２ｄへの混合ガスの流入と、二次空気供給部２ｄから混合ガス供給部２ｃへの二次空気の流入を完全に遮断することができる。これにより、バーナー１の燃焼性能を更に高いものとすることができる。
【００８７】
加えて、本実施例のバーナー１及びガス焼成装置Ｓ１においては、導管部３に分担させる機能を、燃焼部２の混合ガス供給部２ｃに混合ガスを導入する機能のみとし、導管部３を混合ガス導入部とすることができ、これにより、導管部３を通常の配管のみにより構成することができる。
【００８８】
つまり、導管部３においては、燃焼部２のようにインナーパイプ２１を設けて導管部３を構成する配管内部を画成する必要性を無くすことができる。さらに、燃焼部２の図１（ａ）中Ｌ１の範囲に設けられる被挿入スリット部２０ａを導管部３においては設ける必要もないため、導管部３を構成する配管においてはスリット開き止めピン２６及びスリット開き止めピン挿通穴２０ｂを設ける必要もない。これらのことにより、導管部３の構成を簡略化して、バーナー１及びバーナー１を含むガス焼成装置Ｓ１の製造コストを低減することができる。
【００８９】
加えて、導管部３において、インナーパイプ２１を設ける必要がないことから、導管部３の部品点数を削減し、導管部３を構成する配管の外径もプレート６近傍の大径部を除いて、燃焼部２を構成する配管２０に較べて小径化することができ、バーナー１の外径を小さくする範囲をなるべく長くして、バーナー１及びバーナー１を含むガス焼成装置Ｓ１の寸法及び重量をなるべく低減することができる。
【００９０】
さらに、導管部３を構成する配管は、燃焼部２を構成する配管２０に較べて、より安価で肉厚も薄い軽い材料を用いることができるのでバーナー１の原材料費を抑制することができ、バーナー１を含むガス焼成装置Ｓ１全体の原材料費を抑制することができる。加えて、バーナー１の総重量ひいてはガス焼成装置Ｓ１の総重量を軽減することができる。なお、燃焼部２を構成する配管２０の部材を例えば、ＳＴＰＧとすれば、導管部３を構成する配管は、ＳＧＰとすることができる。
【００９１】
また、二次空気導入外部配管部４についても、通常の配管のみにより構成することができるため、製造コストを低減することができる。
【００９２】
加えて、接続部つまりソケット５により導管部３を構成する上流側導管部３１と下流側導管部３２を着脱自在に接続することができるので、バーナー１及びガス焼成装置Ｓ１が適用される例えばパンや菓子等の工場において、バーナー１及びガス焼成装置Ｓ１を設置する組立工程、修繕工程において、上流側導管部３１と下流側導管部３２をソケット５の箇所において分離した状態とすることができる。
【００９３】
このようにバーナー１を分離した状態とすることを可能にすることにより、バーナー１の組立後の延在方向の長さに較べて、組立前のバーナー１を構成する上流側導管部３１と、バーナー１を構成する下流側導管部３２及び燃焼部２を含む部分とを、それぞれ短くすることができる。これにより、工場内におけるバーナー１の設置にあたっての、上流側導管部３１又は下流側導管部３２を含む部分の据え付けにあたっての狭い作業空間での回転、移動、位置調整を含む作業をより容易なものとし、組立作業及び設置作業をより容易なものとすることができる。つまり狭い場所での作業性を高めることができる。
【００９４】
なお、この組立作業及び設置作業において、二次空気導入外部配管部４は、上流側の配管継ぎ手と、下流側の配管継ぎ手により、別離させておいて、ソケット５により上流側導管部３１と下流側導管部３２を接続した後に、二次空気注入部８及び二次空気接続部２ｅに配管継ぎ手により接続することができる。もちろん、二次空気導入外部配管部４の上流側又は下流側のいずれか一方を、基板７側の二次空気注入部８又は燃焼部２側の二次空気接続部２ｅに配管継ぎ手を介して予め接続しておき、ソケット５による上流側導管部３１と下流側導管部３２を接続した後に、他方を配管継ぎ手により接続することとしてもよい。
【００９５】
以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形および置換を加えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明は、バーナー及びバーナーを含むガス焼成装置に関するものであり、コストアップを招くことなくより耐久性能を高めることができるバーナー及びバーナーを含むガス焼成装置を提供することができるので、主にパンや菓子等の製造工程及び製造工場に適用して有益なものである。
【符号の説明】
【００９７】
１      バーナー
２      燃焼部
２ａ    混合ガス噴出部
２ｂ    二次空気噴出部
２ｃ    混合ガス供給部
２ｄ    二次空気供給部
２ｅ    二次空気接続部
２０    配管
２０ａ  被挿入スリット部
２０ｂ  スリット開き止めピン挿通穴
２１    インナーパイプ
２１ａ  四角柱状部
２１ｂ  スリット部
２１ｃ  リボン止めピン挿通穴
２１ｄ  スリット開き止めピン挿通穴
２２    インナーパイプブラケット
２３    混合ガスリボン
２３−１  単位混合ガスリボン
２３ａ  リボン止めピン挿通穴
２４    二次空気リボン
２４−１  単位二次空気リボン
２４−２  単位二次空気リボン
２４ａ  リボン止めピン挿通穴
２５    リボン止めピン（リボン止め手段）
２６    スリット開き止めピン（スリット開き止め手段）
３      導管部（混合ガス導入部）
３１    上流側導管部
３２    下流側導管部
４      二次空気導入外部配管部（二次空気導入部）
５      ソケット（接続部）
６      プレート（接合部）
７      基板
８      二次空気注入部
９      ガスミキサー（混合器：混合ガス注入部）
１０      イグナイター
Ｓ１      ガス焼成装置
【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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