(57)【要約】【課題】            逆火現象、火炎の浮き現象、共鳴現象等の発生を防止して安定な燃焼を実現し、高熱効率で構造が簡単で製造等が容易なガス燃焼用バーナを提供する。【解決手段】        本発明に係るガス燃焼用バーナは、燃料ガスと一次空気との予混合ガスが供給される環状の予混合室と、該予混合室の上面開口部に載置・固定されるバーナヘッドとを有するガス燃焼用バーナであって、前記バーナヘッドのバーナヘッド本体をカップ状とし、そのカップ状の傾斜壁に中心側上方に向く炎口を設けるとともに、前記バーナヘッド本体及び前記混合管の中央部を貫通する二次空気取入孔を設けてなる。【選択図】          図１
2005069642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガスと一次空気との予混合ガスが供給される環状の予混合室と、該予混合室の上面開口部に載置・固定されるバーナヘッドとを有するガス燃焼用バーナであって、
前記バーナヘッドのバーナヘッド本体をカップ状とし、そのカップ状の傾斜壁に中心側上方に向く炎口を設けるとともに、
前記バーナヘッド本体及び前記混合管の中央部を貫通する二次空気取入孔を設けたことを特徴とするガス燃焼用バーナ。
【請求項２】
バーナヘッド本体の傾斜壁の予混合室側にメッシュを密着して配設したことを特徴とする請求項１に記載のガス燃焼用バーナ。
【請求項３】
バーナヘッドは、バーナヘッド本体と、該バーナヘッド本体を予混合室の上面開口部に載置固定するホルダとからなり、かつ、該ホルダと前記バーナヘッド本体とが分離可能に構成されてなることを特徴とする請求項１又は２に記載のガス燃焼用バーナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は家庭用又は業務用のガスこんろ等のガス燃焼用バーナに係り、特にバーナヘッドの炎口がバーナ中心方向に向かい燃料ガスと空気の予混合ガスをバーナ中心方向に噴出させ燃焼させるガス燃焼用バーナ（以下内炎口式バーナという）に関する。
【背景技術】
【０００２】
内炎口式バーナは、火炎が鍋等の被加熱物の底部中央部に集中的に当たるため熱効率が高いという利点を有するために注目されている。しかし、逆火現象、火炎の浮き現象や共鳴現象等を生じ燃焼が不安定になりやすいという問題があり、これらの問題に対し下記の提案がなされている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、熱効率の向上と均一加熱を図るため、燃料と１次空気との予混合ガスが供給されるように形成された環状でかつ底面が閉じるように形成された予混合気室と、前記環状の予混合気室に設けられ上方に向かって内径が拡大する内周面と、前記内周面に列設した複数段の内向き炎口部と、前記炎口部に設けたひさし部とを備えたガスバーナが提案されている。
【０００４】
特許文献２には、火炎の浮きを抑制し共鳴現象の発生を防止するため、混合ガス空間を規定するバーナハウジングと、前記混合ガス空間に燃焼用混合ガスを導入するための混合ガス導入管とを備え、前記バーナハウジングは半径方向に間隔を置いて配設された外周壁および内周壁を有し、前記内周壁の上端部には周方向に間隔を置いて複数個の炎孔が設けられた内向きバーナ装置において、前記バーナハウジングの内周壁によって規定された第１の内側空間には、前記複数個の炎孔から噴出される火炎の浮きを防止するための円筒部材が設けられ、前記円筒部材の上端部は、前記複数個の炎孔の外開口の下端より上方でかつ前記バーナハウジングの上面よりも下方に位置していることを特徴とする内向きバーナ装置が提案されている。
【特許文献１】特開2000-146126号公報
【特許文献１】特開平11-190502号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１によるものでは、火炎が長くなりやすく熱効率の低下をきたすおそれがある。また、ひさしを備えたスリット状の炎口の製作はコスト高になりやすいという問題がある。一方、特許文献２によるものでは、炎口前面に円筒部材を設けることに伴い構造が複雑になるということや二次空気が取り入れにくくなるという問題がある。
【０００６】
本発明はかかる問題点に鑑み、逆火現象、火炎の浮き現象、共鳴現象等の発生を防止して安定な燃焼を実現し、高熱効率で構造が簡単で製造等が容易なガス燃焼用バーナ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】
【０００７】
本発明に係るガス燃焼用バーナは、燃料ガスと一次空気との予混合ガスが供給される環状の予混合室と、該予混合室の上面開口部に載置・固定されるバーナヘッドとを有するガス燃焼用バーナであって、前記バーナヘッドのバーナヘッド本体をカップ状とし、そのカップ状の傾斜壁に中心側上方に向く炎口を設けるとともに、前記バーナヘッド本体及び前記混合管の中央部を貫通する二次空気取入孔を設けてなる。
【０００８】
上記ガス燃焼用バーナのバーナヘッドにおいては、バーナヘッド本体の傾斜壁の予混合室側にメッシュを密着して配設するのが好ましい。
【０００９】
さらに、バーナヘッドは、バーナヘッド本体と、該バーナヘッド本体を予混合室の上面開口部に載置固定するホルダとからなり、かつ、該ホルダと前記バーナヘッド本体とが分離可能に構成されてなるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るガス燃焼用バーナは、高熱効率で、構造が簡単で製造等容易で、逆火現象、火炎の浮き現象、共鳴現象等の発生を防止し安定な燃焼を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明に係るガス燃焼用バーナの実施例を図１及び２に示す。図１はガス燃焼用バーナの一部断面図で、図２は、図１のバーナヘッド部の分解斜視図である。ここに示すように本ガス燃焼用バーナ1は、燃料ガスと一次空気を受け入れて予混合ガスとなし、その予混合ガスをバーナヘッド各炎口に送給する混合管10と、送給された予混合ガスをその炎口から噴出し燃焼に供するバーナヘッド20からなる。
【００１２】
混合管10は、混合管本体12の一端に燃料ガスを空気と共に吸入する吸入口11を有し、他端に混合管本体12内で生成された予混合ガスをバーナヘッド20に送給する環状の予混合室100を有する。予混合室100は内周壁13、これを取り囲む外周壁14及び底板15から形成され、外周壁14の上部は内側に折れ曲がってフランジ16となり、バーナヘッド20の載置面となっている。予混合室100の上面にはフランジ16の内縁と内周壁13の外縁との間に上面開口部110が形成されている。内周壁13の内側は貫通し、ここに後述するホルダ210の内筒体211が嵌合され二次空気取入孔120となる。
【００１３】
本発明に係るバーナヘッド20は、ホルダ210、メッシュ220及びバーナヘッド本体200からなり、この順に混合管10に取り付けられている。
【００１４】
ホルダ210は、内筒体211、外筒体212とこれらを結合する連結部材213と、内筒体211の外周に配設されメッシュ220及びバーナヘッド本体200の載置面となる棚部材214とからなる。内筒体211は混合管の内周壁13の内側に嵌合し、一方、外筒体212は混合管の外周壁フランジ16に係合、載置されようになっている。
【００１５】
バーナヘッド本体200は、全体としてカップ状をなし、傾斜壁201とその下端部中心方向にのびる水平段部202を有する。水平段部202の中央部は開口部130となっている。水平段部202は、バーナヘッド20が混合管10に取り付けられたとき、予混合室100の上面開口部110の上面に張り出し、上面開口部110を通って炎口140に送給される予混合ガスの進行方向をバーナヘッドの外周方向に屈曲させるようになっておればよい。この水平段部202はバーナヘッド本体200側でなく、ホルダ210側に設けてもよい。例えば、ホルダ210の内筒体211の上部に外側に張り出す水平段部202を設けることによって同等の機能を発揮させることができる。
【００１６】
バーナヘッド本体200の外径はホルダの外筒体212の内径とほぼ同じであり、開口部130の穴径はほぼホルダの内筒体211の外径とほぼ同じである。また、開口部130の穴径は内筒体211の穴径とほぼ同じで、両者の穴部は先に述べたように二次空気取入孔120を形成するようになっている。バーナヘッド本体200はその水平段部202において、メッシュ220を介してホルダの棚部材214上に載置固定されるようになっている。
【００１７】
また、傾斜壁201には同一円周上に穿設された多数の炎口140からなる炎口列205〜207が形成されている。各炎口140はバーナヘッド本体200の中心（バーナ中心）斜め上方の方向を向いている。各炎口部で生成される火炎は均一で安定し、また、独立の火炎であるのがよく、そのような火炎を生成させる条件として、炎口負荷、各炎口部でのガス流量、ガス圧等の条件が重要である。これらを参酌して、例えば各カセットコンロについて燃焼試験を行い炎口のサイズ、数及び分布等を決定する。
【００１８】
メッシュ220は、網目状の物体、例えば細かい金網で、予混合ガスがメッシュ220を経て炎口140に供給されるように前述のバーナヘッド本体200の下面側（予混合室側）に密着して配設される。その網目の目開き寸法は、逆火現象、火炎の浮き現象、共鳴現象等が生じない程度の細かさになっている。具体的には、バーナヘッド本体200に設ける炎口140のサイズや分布、炎口負荷等を考慮した燃焼実験により決定するのがよい。
【００１９】
上記ガス燃焼用バーナ1では、混合管本体12から予混合室100に導かれた予混合ガスは、予混合室の上面開口部110を通ってバーナヘッド本体200の水平段部202で進行方向を変えられ、ホルダの外筒体212とバーナヘッド本体の傾斜壁201とから形成される上方ほど狭くなる閉塞空間に導かれる。ついでこの予混合ガスはメッシュ220を通り抜け傾斜壁201に設けた炎口140から内側斜め上方に噴出する。この噴出した予混合ガスは着火により、予混合室100の中央部、ホルダの内筒体211の内側及バーナヘッド本体開口部130を貫通する二次空気取入孔120から取り入れられた二次空気と共に燃焼する。
【００２０】
上記のように予混合ガスは屈曲した流路を通って上方ほど狭くなる閉塞空間に導かれ、メッシュ220を経て多数の炎口140から噴出されるので、燃料ガスと一次空気の混合が円滑に行われ、各炎口140から噴出するガスの流速やガス圧が均一化される。また、炎口140は適度に分散しており、炎口140から噴出する予混合ガスに二次空気が供給されやすく、さらに、燃焼時に二次空気取入孔120で生じる上昇気流によって一層二次空気の供給が促進される。
【００２１】
このようにして、炎口140から噴出する火炎は各々独立し、均一で比較的短く鍋底の中心に集中するように集まり鍋底を伝わって鍋側面に沿って流れるので、熱効率が高くなる。熱効率は、バーナヘッド本体の傾斜壁201の傾斜角度（法線方向角度）が水平方向から30〜60°のとき高く、また、炎口140の形状が、円、角、楕円等アスペクト比が小さい小穴であるときに高くなる。
【００２２】
バーナヘッド本体の傾斜壁201に設ける炎口140は、同一形状の炎口を同一円周上に等しいピッチに炎口列205〜207を形成するように設けるのがよく、これにより熱効率が高くなる。炎口列の段数は特に問わないが、２〜４段に設けるのが熱効率の向上及び製造上の便宜のために好ましい。なお、各炎口列に設ける炎口の数は同一でも異なってもよく、また、各炎口列に設けた炎口の数が同じ場合に、隣り合う炎口列間で炎口の位相を同一の正配列としても、半ピッチずらした千鳥配列としてもよい。
【００２３】
上記本ガス燃焼用バーナ1においては、予混合ガスは細かい目のメッシュ220を経て炎口140に供給されるようになっているので、メッシュ220の目開き寸法を調整することによって容易に逆火現象、火炎の浮き現象、共鳴現象等を防止することができる。
【００２４】
また、本ガス燃焼用バーナのバーナヘッド20は、バーナヘッド本体200と、バーナヘッド本体200を予混合室100の上面開口部110に載置固定するホルダ210とからなり、かつ、ホルダ210とバーナヘッド本体200とが分離可能に構成されてなるから、バーナヘッド本体200を容易に取り外して清掃、交換等をすることができる。
【００２５】
さらに、バーナヘッド本体200を板厚の薄い板金で製作することができるので、パンチング等で炎口140を容易に穿設することができ、バーナヘッドの製作コスト上有利である。
【００２６】
本発明の実施形態は上記に限られない。本発明の目的を達成するには、例えば、図３に示すようにバーナヘッド20を板金で一体的に構成することもできる。この場合メッシュ40はバーナヘッド20に溶接等で固着することができる。バーナヘッド部の構造を簡単、軽量にできるという利点がある。また、図４及び５に示すようにバーナヘッド部の構造をさらに簡単、軽量にすることもでできる。
【実施例１】
【００２７】
最大発熱量2.9kWの従来カセットコンロに、本発明に係るバーナヘッドを装着して燃焼試験を行った。バーナヘッド20は図２に示す形状をしており、ホルダ210の外筒体212の内径は82mm、内筒体211の内径は30mmであり、バーナヘッド本体200は板厚0.8mmの板金製で、水平段部202の外縁の内径は63mm、傾斜壁201の傾斜角度は45°であった。炎口は、傾斜壁201に炎口列が３段で千鳥配列になるように、パンチングにより設けた。下段の炎口列205は穴径が1.5mmで、中段及び上段の炎口列206、207は穴径が1.3mmで、各95個等ピッチに設けた。炎口負荷は4.93W/mm2であった。メッシュは♯40番の金網（開口部の内径は0.22mm）を用いた。
【００２８】
上記のカセットこんろの最大発熱量は2.9kWで、熱効率は55%であった。燃焼時に逆火現象、火炎の浮き現象、共鳴現象等は見られなかった。従来のバーナヘッドをそのまま用いて同様な燃焼試験をした場合の熱効率は50%であったから、熱効率の向上率は10%であった。
【００２９】
さらに、本発明に係るバーナヘッド20を装着した上記カセットこんろを用いて最大発熱量が3.5kWになるような燃焼試験を行った。この場合の炎口負荷は5.1W/mm2である。燃焼時の火炎の長さは上記炎口負荷4.93W/mm2の場合と比較してやや長く、熱効率は53%で炎口負荷4.93W/mm2の場合より2%悪くなっている。これは炎口の径、数等が大きく影響するからであり、使用するカセットこんろに最適な炎口を設けることが重要であることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係るガス燃焼用バーナの一部断面図である。
【図２】図１のバーナヘッド部の分解斜視図である。
【図３】本発明に係る他の一の実施例である。
【図４】本発明に係る他の二の実施例である。
【図５】本発明に係る他の三の実施例である。
【符号の説明】
【００３１】
1     ガス燃焼用バーナ
10    混合管
11    吸入口
12    混合管本体
13    内周壁
14    外周壁
15    底板
16    フランジ
20    バーナヘッド
100   予混合室
110   上面開口部
120   二次空気取入孔
130   開口部
140   炎口
200   バーナヘッド本体
201   傾斜壁
202   水平段部
205   炎口列
206   炎口列
207   炎口列
210   ホルダ
211   内筒体
212   外筒体
213   連結部材
214   棚部材
220   メッシュ
【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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