(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーナヘッドの外周面に、上下２段の炎孔が夫々周方向の間隔を存して多数設けられ、上段炎孔と下段炎孔とに各別の経路で夫々空気過剰率が１未満の混合気を供給すると共に、下段炎孔の総面積を上段炎孔の総面積より小さくしたコンロ用バーナにおいて、
上段炎孔に供給する混合気の空気過剰率を下段炎孔に供給する混合気の空気過剰率より大きくすることを特徴とするコンロ用バーナ。
【請求項２】
前記下段炎孔に供給する混合気の空気過剰率を０．７より小さくし、前記上段炎孔に供給する混合気の空気過剰率を０．７以上にすることを特徴とする請求項１記載のコンロ用バーナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強火からとろ火まで広範囲に火力調節が可能なコンロ用バーナに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のコンロ用バーナとして、バーナヘッドの周面に、上下２段の炎孔が夫々周方向の間隔を存して多数設けられ、上段炎孔と下段炎孔とに各別の経路で夫々空気過剰率（一次空気量／理論空気量）が１未満の混合気を供給すると共に、下段炎孔の総面積を上段炎孔の総面積より小さくしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このバーナによれば、上段炎孔と下段炎孔との両者で燃焼させる強火状態から下段炎孔のみで燃焼させるとろ火状態まで火力を広範囲に可変することができる。
【０００３】
ところで、上下２段の炎孔を設けると、上段炎孔に供給される二次空気が不足し勝ちになる。そこで、上記従来例のものでは、上段炎孔を下段炎孔に対し周方向に位置をずらして配置し、下方から下段炎孔間の隙間を通して上段炎孔に二次空気が供給されるようにしている。然し、これでも上段炎孔に十分な量の二次空気を供給することは困難であり、上段炎孔の火炎が二次空気を求めて上方に伸び、火炎長が長くなりやすい。
【０００４】
ここで、燃焼反応完結前に火炎が五徳上の調理容器の底面に触れると、不完全燃焼によりＣＯが発生する。従って、上段炎孔の火炎長が長くなりやすい上記従来例のものでは、バーナヘッドと調理容器との間の上下方向距離を大きく取らざるを得ず、熱効率の向上を図ることが困難になっている。
【０００５】
また、上段炎孔に十分な量の二次空気を供給できるように、下段炎孔間の隙間を広くすることも考えられる。然し、これでは、バーナヘッドの外径が大きくなってしまい、調理容器の底面中央部を加熱できなくなって、熱分布が悪くなる。
【特許文献１】特許第３７８２５８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、以上の点に鑑み、上段炎孔の火炎長が長くなることをバーナヘッドの外径を大きくせずに防止できるようにして、熱分布を悪くすることなく熱効率の向上を図れるようにしたコンロ用バーナを提供することをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、バーナヘッドの外周面に、上下２段の炎孔が夫々周方向の間隔を存して多数設けられ、上段炎孔と下段炎孔とに各別の経路で夫々空気過剰率が１未満の混合気を供給すると共に、下段炎孔の総面積を上段炎孔の総面積より小さくしたコンロ用バーナにおいて、上段炎孔に供給する混合気の空気過剰率を下段炎孔に供給する混合気の空気過剰率より大きくすることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、上段炎孔に供給される混合気の空気過剰率が大きいため、下段炎孔間の隙間が狭くて上段炎孔への二次空気の供給が制限されても、上段炎孔の火炎長は短くなる。従って、バーナヘッドの外径を大きくする必要がなく、熱分布を良好にすることができると共に、バーナヘッドと調理容器との間の上下方向距離を短くすることもでき、熱効率が向上する。
【０００９】
ここで、混合気の空気過剰率が大きくなると火炎がリフトしやすくなる。そのため、下段炎孔で混合気をリフトさせることなく安定燃焼させるには、下段炎孔に供給する混合気の空気過剰率を０．７より小さな値、好ましくは０．５〜０．６にすべきである。一方、上段炎孔への二次空気の供給が制限されても、上段炎孔の火炎長を短くできるようにするには、上段炎孔に供給する混合気の空気過剰率を０．７以上にすることが望まれる。この場合、下段炎孔が無ければ、上段炎孔の火炎はリフトするが、本発明では、下段炎孔の火炎による保炎効果で上段炎孔の火炎のリフトは生じない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１を参照して、１はコンロ本体、２はコンロ本体１の上面を覆う天板、３はコンロ用バーナを示している。天板２にはバーナ用開口２ａが開設されている。また、天板２上には、バーナ用開口２ａを囲うようにして図示省略した五徳が載置される。そして、五徳に載置する調理容器がバーナ３で加熱される。
【００１１】
バーナ３は、バーナ用開口２ａに挿通されるバーナボディ４と、バーナボディ４上のバーナヘッド５とを備えている。バーナヘッド５の外周面には、図２に示す如く、上下２段の炎孔６Ｕ，６Ｌが夫々周方向の間隔を存して多数設けられている。ここで、五徳の複数の五徳爪に合致する周方向複数箇所には、五徳爪に火炎が触れて不完全燃焼することを防止するため、上段炎孔６Ｕが設けられていない。従って、下段炎孔６Ｌの個数は上段炎孔６Ｕの個数より若干多くなる。但し、各下段炎孔６Ｌの面積は各上段炎孔６Ｕの面積より遥かに小さく、そのため、下段炎孔６Ｌの総面積は上段炎孔６Ｕの総面積より小さくなる。また、上段炎孔６Ｕと下段炎孔６Ｌには後述するように各別の経路を介して夫々空気過剰率が１未満の混合気（燃料ガスと一次空気との混合ガス）が供給される。
【００１２】
バーナボディ４は、外側の筒体４１と中間の筒体４２と内側の筒体４３との内外３重の筒体で構成されている。また、バーナヘッド５は、内周にバーナボディ４の中間筒体４２に嵌合する筒部５１ａを垂設した環状の下ヘッド部材５１と、内周にバーナボディ４の内側筒体４３に嵌合する筒部５２ａを垂設した環状の上ヘッド部材５２とで構成されている。下ヘッド部材５１の上面外周部には、上ヘッド部材５２が着座する環状突起が立設され、この突起に上段炎孔６Ｕとなる溝が形成されている。また、下ヘッド部材５１の下面外周部には、バーナボディ４の外側筒体４１の上端部に着座する環状突起が垂設され、この突起に下段炎孔６Ｌとなる溝が形成されている。
【００１３】
バーナ３は、更に、バーナボディ４の中間筒体４２と内側筒体４３との間の空間に連通する上段炎孔６Ｕ用の第１混合管７Ｕと、バーナボディ４の外側筒体４１と中間筒体４２との間の空間に連通する下段炎孔６Ｌ用の第２混合管７Ｌとを備える。また、第１と第２の各混合管７Ｕ，７Ｌの上流端に臨ませて第１と第２の各ノズル８Ｕ，８Ｌが配置されている。そして、第１混合管７Ｕ、バーナボディ４の中間筒体４２と内側筒体４３との間の空間及び下ヘッド部材５１と上ヘッド部材５２との間の空間で上部炎孔６Ｕに混合気を供給する混合気供給経路が構成される。また、第２混合管７Ｌ、バーナボディ４の外側筒体４１と中間筒体４２との間の空間及び外側筒体４１と下ヘッド部材５１との間の空間で下段炎孔６Ｌに混合気を供給する混合気供給経路が構成される。これにより、上段炎孔６Ｕと下段炎孔６Ｌの両者で燃焼させる強火状態から下段炎孔６Ｌのみで燃焼させるとろ火状態まで火力を広範囲に調節することが可能になる。                                                                           
【００１４】
尚、バーナボディ４の外側筒体４１には、その上端部外周から下方にのびるスカート部４１ａが設けられている。そして、スカート部４１ａに、天板２のバーナ用開口２ａを覆うカバーリング９を外挿し、バーナ用開口２ａからの煮こぼれ汁の侵入をカバーリング９により防止できるようにしている。
【００１５】
また、バーナ３には、下段炎孔６Ｌへの点火を行う点火プラグ１０と、点火プラグ１０の配置位置とはバーナヘッド５の周方向反対側の位置で下段炎孔６Ｌの火炎を検知する熱電対から成る火炎検知素子１１とが付設されている。バーナ３には、更に、バーナヘッド５で囲われるバーナ内周空間に位置させて、調理容器の温度を検出する鍋底温度センサ１２が付設されている。
【００１６】
ところで、上下２段の炎孔６Ｕ，６Ｌを設けると、上段炎孔６Ｕに対する下方からの二次空気の供給が下段炎孔６Ｌの火炎により妨げられる。そこで、本実施形態では、上段炎孔６Ｕを下段炎孔６Ｌに対し周方向に位置をずらして配置し、周方向に隣接する下段炎孔６Ｌ，６Ｌ間の隙間を通して上段炎孔６Ｕに下方から二次空気が供給されるようにしている。
【００１７】
ここで、バーナヘッド５の外径を大きくすれば、下段炎孔６Ｌ，６Ｌ間の隙間を広くして、上段炎孔６Ｕに十分に二次空気を供給できる。然し、バーナヘッド５の外径を大きくしたのでは、調理容器の底面中央部を加熱できなくなって、熱分布が悪くなると共に、小径の調理容器を効率良く加熱できなくなる。一方、バーナヘッド５の外径を小さくすると、下段炎孔６Ｌ，６Ｌ間の隙間が狭くなり、上段炎孔６Ｕに対する二次空気の供給が不足する。その結果、上段炎孔６Ｕの火炎が二次空気を求めて上方に伸び、火炎長が長くなる。そのため、上段炎孔６Ｕの火炎が調理容器の底面に触れて不完全燃焼することがないように、バーナヘッド５と調理容器との間の上下方向距離を大きく取ることが必要になり、熱効率が低下する。
【００１８】
そこで、本実施形態では、上段炎孔６Ｕに供給する混合気の空気過剰率を下段炎孔６Ｌに供給する混合気の空気過剰率より大きくした。これによれば、下段炎孔６Ｌ，６Ｌ間の隙間が狭くて上段炎孔６Ｕへの二次空気の供給が制限されても、上段炎孔６Ｕの火炎長は混合気の空気過剰率が大きいために短くなる。従って、バーナヘッド５の外径を小さくしても上段炎孔６Ｕの火炎長を短くすることができる。その結果、熱分布を良好にすることができると共に、バーナヘッド５と調理容器との間の上下方向距離を短くすることもでき、熱効率が向上する。
【００１９】
以上の作用効果を確かめるために、バーナヘッド５の外径を６７ｍｍとした本実施形態のバーナを強火力（発熱量５．２ｋｗ）で燃焼させて、水を入れた直径２０ｃｍの平鍋を加熱し、熱効率と燃焼排気中のＣＯ濃度とを測定する試験を行った。試験では、燃料ガスとして１３Ａを用いた。ここで、混合気の空気過剰率を０．７以上に大きくすると、一般的に火炎がリフトしやすくなる。下段炎孔６Ｌで混合気をリフトさせることなく安定燃焼させるには、下段炎孔６Ｌに供給する混合気の空気過剰率を０．７より小さな値、好ましくは０．５〜０．６にすべきである。そのため、試験では下段炎孔６Ｌに供給する混合気の空気過剰率を０．５５一定とし、上段炎孔６Ｕに供給する混合気の空気過剰率を０．６７、０．７、０．８８に変えて、熱効率と燃焼排気中のＣＯ濃度とを測定した。
【００２０】
図３は、バーナヘッド５の上端と鍋底との間の上下方向距離を２６ｍｍにした場合の試験結果を示している。上段炎孔６Ｕに供給する混合気の空気過剰率が０．６７である場合は、上段炎孔６Ｕの火炎が鍋底に触れて不完全燃焼し、ＣＯ濃度が許容値（０．１％）を上回る０．１４％にまで高くなる。一方、上段炎孔６Ｕに供給する混合気の空気過剰率を０．７にすれば、ＣＯ濃度は許容値を下回る０．０８％まで低下する。これは、上段炎孔６Ｕの火炎長が短くなって、火炎が鍋底に触れなくなるためである。また、上段炎孔６Ｕに供給する混合気の空気過剰率を自然給気での限界に近い０．８８まで大きくすると、ＣＯ濃度が更に低下し、熱効率も向上する。
【００２１】
尚、下段炎孔６Ｌが無い場合、上段炎孔６Ｕに供給する混合気の空気過剰率を０．７以上にしたのでは火炎のリフトを生ずる。然し、本実施形態では、上段炎孔６Ｕの火炎のリフトは生じなかった。これは、安定燃焼する下段炎孔６Ｌの火炎による保炎効果でリフトが抑制されるためである。
【００２２】
図４は、ＣＯ濃度を０．０８％にするのに必要なバーナヘッド５と鍋底との間の上下方向距離とこのときの熱効率を示している。上段炎孔６Ｕに供給する混合気の空気過剰率が０．６７である場合は、バーナヘッド５と鍋底との間の上下方向距離を２８ｍｍにしないと、ＣＯ濃度が０．０８％まで低下しない。一方、上段炎孔６Ｕに供給する混合気の空気過剰率を０．７にすれば、バーナヘッド５と鍋底との間の上下方向距離を２６ｍｍと比較的短くしても、ＣＯ濃度が０．０８％に低下する。そして、バーナヘッド５と鍋底との間の上下方向距離を短くすることで、熱効率が向上する。また、上段炎孔６Ｕに供給する混合気の空気過剰率を０．８８にすれば、バーナヘッド５と鍋底との間の上下方向距離を２０ｍｍに短縮しても、ＣＯ濃度が０．０８％に低下し、熱効率が一層向上する。
【００２３】
以上の試験結果から明らかなように、バーナヘッド５を小径化して熱分布を良好にし、且つ、上段炎孔６Ｕの火炎の短炎化でバーナヘッド５と鍋底との間の距離を短くして熱効率を向上させるには、上段炎孔６Ｕに供給する混合気の空気過剰率を０．７以上にすることが望ましい。
【００２４】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記実施形態では、バーナヘッド５を上下２個のヘッド部材５１，５２で構成したが、２個のヘッド部材５１，５２を一体化し、孔明けで上段炎孔を形成してもよい。更に、バーナヘッド５をバーナボディ４に一体化し、上段炎孔及び下段炎孔を孔明けで形成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態のバーナの断面図。
【図２】実施形態のバーナの斜視図。
【図３】ＣＯ濃度及び熱効率と上段炎孔に供給する混合気の空気過剰率との関係を示すグラフ。
【図４】ＣＯ濃度を所定値にするのに必要なバーナヘッドと鍋底との間の距離及び熱効率と上段炎孔に供給する混合気の空気過剰率との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
【００２６】
３…コンロ用バーナ、５…バーナヘッド、６Ｕ…上段炎孔、６Ｌ…下段炎孔、７Ｕ…上段炎孔用混合管、７Ｌ…下段炎孔用混合管。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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