(57)【要約】【課題】液体燃料及び気化燃料のそれぞれに適した噴射状態とし、プレヒート処理及び通常燃焼における良好な燃焼状態を得ること。【解決手段】ノズル本体３に、有底筒状にくり抜かれた空洞部を形成し、その筒底にノズル孔６を形成する。略円柱状の螺旋部材４の外周に、その軸方向の一端から他端まで連続的に旋回する螺旋溝７を形成する。この螺旋部材４を、ノズル孔６と螺旋部材４の間にバッファ室８を確保しつつノズル本体３に嵌め込み、前記空洞部の内面と螺旋溝７との間に燃料の流路を形成する。この流路に液体燃料Ｌを流した場合、螺旋溝７で生じた旋回流がその慣性によってバッファ室８で維持され、この旋回流のままノズル孔６から噴射されコーン状に霧化する。この一方で、気化燃料Ｇを流した場合、前記旋回流がバッファ室８で大幅に弱まり、ノズル孔６からはストレート状に噴射される。【選択図】図１
2012211736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給された燃料（Ｌ、Ｇ）に旋回流を生じさせる螺旋部材（４）と、螺旋部材（４）で旋回力を与えられた燃料（Ｌ、Ｇ）が流れ込むバッファ室（８）と、バッファ室（８）に流入した燃料（Ｌ、Ｇ）を噴射するノズル孔（６）とが順次設けられ、
前記燃料が液体燃料（Ｌ）の場合は、前記螺旋部材（４）で生じた前記液体燃料（Ｌ）の旋回流が前記バッファ室（８）内で維持されて、この旋回流の状態のままで前記ノズル孔（６）から液体燃料（Ｌ）がコーン状に広がって噴射され、
前記燃料が気化燃料（Ｇ）の場合は、前記螺旋部材（４）で生じた気化燃料（Ｇ）の旋回流が前記バッファ室（８）内で弱められて、前記ノズル孔（６）からストレート状に噴射されるようにした燃料ノズル。
【請求項２】
前記バッファ室（８）を、その室内のいずれかの箇所から、この室内の全体を見渡すことができる形状とした請求項１に記載の燃料ノズル。
【請求項３】
前記ノズル孔（６）が前記バッファ室（８）を兼ねている請求項１又は２に記載の燃料ノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、アウトドアで用いるバーナ等の燃焼器具内で燃料を噴射する燃料ノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
アウトドア等で用いられるバーナや、草焼き作業等で用いられる火炎放射器等の燃焼器具においては、燃料タンクから液体燃料（ガソリン、ブタン、灯油等）を供給し、この液体燃料をバーナ等の火炎によって加熱された気化器に通し、前記液体燃料を気化燃料とした後にバーナヘッド等の燃焼部に送るタイプのものがある。
【０００３】
このタイプの燃焼器具は、使用開始直後の気化器が温まっていない状態では、気化器で液体燃料を気化することができない。そこで、例えば、気化器の近傍に設けたガラスウール等に少量の液体燃料を浸み込ませ、このガラスウール等に点火して気化器を予熱するプレヒート処理を行うのが一般的である。このプレヒート処理においては、ガラスウール等から大きな火炎が立ち上がり、しかもこの火炎の大きさを制御しにくいため、初心者が作業に手間取ることが多い。
【０００４】
上記のようにプレヒート処理を行う代わりに、燃料ノズルから微粒子状の液体燃料を噴射（霧化）してこの液体燃料の気化を促進し、この気化燃料に点火してプレヒート処理を行うことも考えられる。例えば、下記特許文献１の図１には、本願発明とは技術分野が異なるものの、液体燃料にノズル本体内で回転流を与え、ノズルからこの液体燃料がコーン状に広がりをもって噴射し、この液体燃料を霧化する構成が示されている。
【０００５】
この回転流は、ノズル本体内の螺旋状通路で形成され、この液体燃料が、回転流の状態のまま、燃料溜まり及び突出ガイド部を通過する。この燃料溜まり及び突出ガイド部においては、その軸心に針弁の先細のテーパ面、ノズル本体の末広のテーパ面がそれぞれ形成されている。そして、両テーパ面の周りに、前記針弁及び突出ガイド部を軸心とする、一方向にのみ向かう流動が形成される。このため、噴射直前の回転流のままノズルから噴射されて、前記コーン状の噴射が安定的に維持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１４１１８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般的な燃焼器具では、気化燃料をノズルから噴射して、この噴射による噴射圧で混合室内に陰圧を生じさせ、この陰圧でもって、混合室に形成した空気孔から空気を取り込んでいる。この陰圧は、気化燃料をノズルからストレート状に噴射して噴射圧が最大となった時に最も高まり、空気の取り込みを効果的に行うことができる。
【０００８】
ところが、特許文献１に示すノズルに気化燃料を流した場合、液体燃料の場合と同様に、ノズルからコーン状に広がりをもって噴射される。これは、ノズル孔の軸心に突出ガイド部が設けられていて、噴射時においてもその軸周りの回転流が維持されているためである。このように気化燃料をコーン状に噴射すると、ストレート状に噴射した場合と比較して、広がりをもって噴射される分だけ、この気化燃料の噴射圧が弱まる。この噴射圧が弱まると、混合室内の陰圧が小さくなり、空気孔からの空気の取り込み量が減少する。このため、燃料と空気の混合バランスが崩れて、良好な燃焼状態を得られなくなる恐れがある。
【０００９】
すなわち、同文献に示すノズルは、使用する燃料が液体燃料の場合にのみ適用できるものであって、本願のように、液体燃料と気化燃料の両方をそれぞれ噴射する構成において、液体燃料はコーン状に、気化燃料はストレート状に噴射するというように、異なる噴射状態とする必要がある用途には適用できない。
【００１０】
そこで、この発明は、液体燃料及び気化燃料のそれぞれに適した噴射状態とし、プレヒート処理及び通常燃焼における良好な燃焼状態を得ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、この発明では、供給された燃料に旋回流を生じさせる螺旋部材と、螺旋部材で旋回力を与えられた燃料が流れ込むバッファ室と、バッファ室に流入した燃料を噴射するノズル孔とが順次設けられ、前記燃料が液体燃料の場合は、前記螺旋部材で生じた液体燃料の旋回流が前記バッファ室内で維持されて、この旋回流の状態のままで前記ノズル孔から液体燃料がコーン状に広がって噴射され、前記燃料が気化燃料の場合は、前記螺旋部材で生じた気化燃料の旋回流が前記バッファ室内で弱められて、前記ノズル孔からストレート状に噴射されるように燃料ノズルを構成した。
【００１２】
この燃料ノズルには、燃焼器具の気化器が加熱されていない状態では液体燃料が、加熱された状態では気化燃料が流れる。この液体燃料及び気化燃料は、それぞれ同じ螺旋部材を流動し旋回流となるが、この旋回流が流れ込むバッファ室での挙動が両者の間で異なる。この挙動の違いは、液体燃料と気化燃料の物性の違いに起因する。
【００１３】
例えばガソリンの場合、液体燃料の比重は気化燃料の比重の２００倍近くあり、仮に同じ流量の両燃料を、同じ送出圧力で螺旋部材に流して旋回流にしたとしても、この旋回流の慣性力が大きく異なる。すなわち、液体燃料は、旋回流の慣性力が大きく、バッファ室に流れ込んだ後もその流速があまり弱まらず、旋回流の状態のままノズルからコーン状に噴射される。
【００１４】
これに対して、気化燃料は、旋回流の慣性力が小さく、バッファ室内でその流速が大幅に弱まる。そして、ノズルで噴射される際には、その旋回流はほとんど消滅しており、気化燃料はこの旋回流の影響を受けずストレート状に噴射される。
【００１５】
このように、ノズルまでの燃料流路が共通であっても、液体燃料と気化燃料は、ノズルからの噴射態様が大きく異なっている。
【００１６】
前記構成においては、前記バッファ室を、その室内のいずれかの箇所から、この室内の全体を見渡すことができる形状とすることができる。
【００１７】
例えば特許文献１の構成においては、先端部（針弁）（符号１１）が、本願におけるバッファ室に相当する燃料溜まり（符号１５）を貫くように挿し込まれている。これは、背景技術で述べたように、燃料溜まり内に一方向にのみ向かう流動（流路）を強制的に形成して、液体燃料をコーン状に安定的に噴射するためである。この場合は、視界が前記先端部によって遮られ、単噴孔のいずれの箇所からも、この単噴孔の全体を見渡すことができない。
【００１８】
本願のように、バッファ室を見通しのきく一つの空間とすると、上記のような一方向にのみに向かう強制的な流動は形成されにくく、流体の慣性力に従って、このバッファ室内での流動状態が変わる。すなわち、液体燃料は前記慣性力に従って旋回流を維持し、気化燃料は旋回流が弱められるという顕著な違いが現れる。この違いに起因して、ノズル孔からの噴射状態を所望の状態（コーン状又はストレート状）とし得る。
【００１９】
上記においては、バッファ室内の任意の箇所から、この室内の全体を見渡すことができる形状とするのがより好ましい。この形状は、バッファ室内に、燃料の流動に影響を与え得る部材（突条、突起、溝、柱等）を何ら設けないことを意味し、液体燃料及び気化燃料のそれぞれの流動特性の違いを一層顕著に発現させることが可能となる。
【００２０】
前記ノズル孔が前記バッファ室を兼ねるようにすることができる。
このバッファ室は、液体燃料と気化燃料の噴射状態の違いを明確にすべく、ある程度の内容積を備えるのが好ましいが、少なくともノズル孔の内容積程度の空間が確保できれば、バッファ室としての機能を確保し得る。上述したように液体燃料と気化燃料の比重が大きく異なり、このバッファ室内（ノズル孔内）における両者の慣性力の違いは顕著なので、ノズル孔程度の小さな空間でも両者の流動に違いを生じさせ得るためである。
【発明の効果】
【００２１】
この発明においては、螺旋部材で旋回流を与えられた燃料がバッファ室に流入するようにした。このバッファ室に流入した液体燃料と気化燃料の挙動は異なり、液体燃料は慣性力によってそのまま旋回を続けるのに対し、気化燃料は慣性力が小さくその流速が大幅に低下する。その結果、液体燃料はコーン状にノズルから噴射される一方で、気化燃料はストレート状にノズルから噴射される。このため、液体燃料の霧化がスムーズになされて、プレヒート処理を容易に行うことができ、気化燃料の噴射に伴って生じる陰圧によって、必要量の空気を取り込むことができる。これにより、燃焼器具の一連の操作を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本願発明に係る燃料ノズルの断面図を示し、（ａ）は液体燃料を流した場合、（ｂ）は気化燃料を流した場合
【図２】（ａ）は燃料ノズルの分解斜視図を示し、（ｂ）はこの燃料ノズルに用いる螺旋部材の正面図を示す
【図３】図１に示した燃料ノズルを用いたガスバーナを示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は要部断面図
【図４】図１に示した燃料ノズルの変形例の断面図を示し、（ａ）はバッファ室を狭めた状態、（ｂ）バッファ室の先端側まで螺旋部材を設けた状態
【発明を実施するための形態】
【００２３】
この発明に係る燃料ノズル１を図１及び図２に、この燃料ノズル１を用いたガスバーナ２を図３に示す。このガスバーナ２はガソリンを燃料とし、通常はキャンプ等のアウトドアにおいて用いられるものである。このガスバーナ２の燃料ノズル１は、ノズル本体３と、螺旋部材４と、ハウジング５とから構成される。
【００２４】
ノズル本体３の内部は、有底筒状にくり抜かれた空洞状となっていて、その筒底にノズル孔６が形成されている。
【００２５】
螺旋部材４は略円柱状をしており、その外周には、その軸方向の一端から他端まで連続的に旋回する、断面矩形の螺旋溝７が形成されている。この螺旋部材４の外径は、ノズル本体３に形成した空洞の内径とほぼ同じであって、螺旋部材４がその空洞部にちょうど嵌め込むことができるようになっている。この嵌め込んだ状態で、前記空洞部の内面と螺旋溝７との間に燃料の流路が形成される。また、この螺旋部材４は前記空洞部の筒底まで嵌め込まれておらず、この螺旋部材４とノズル孔６との間には、バッファ室８が形成されている。このバッファ室８内には、燃料の流動を妨げたり誘導したりする突条、突起、溝、柱等の構造体は形成されていない。このため、液体燃料Ｌ及び気化燃料Ｇは、このような構造体に影響を受けることなく、バッファ室８内を自由に流動することができる。
【００２６】
ハウジング５は有底筒状にくり抜かれ、その側面には、筒内部に燃料を供給する燃料供給孔９が形成されている。螺旋部材４を嵌め込んだノズル本体３は、ハウジング５にねじ込まれる。
【００２７】
このハウジング５は、図３に示すように、ガスバーナ２の混合室１０内に設けられる。このガスバーナ２には、図示しない燃料ホースを通って液体燃料Ｌが供給される。バーナヘッド１１の真上には前記燃料ホースとつながっている気化器１２が設けられていて、液体燃料Ｌがこの気化器１２を通過する。気化器１２が加熱された状態で、この気化器１２を液体燃料Ｌが通過すると、この通過中に気化して気化燃料Ｇとなる。ガスバーナ２の使用開始直後で、この気化器１２が加熱されていない状態では、液体燃料Ｌは気化することなくそのままこの気化器１２を通過する。
【００２８】
燃料供給孔９からこの燃料ノズル１に供給された燃料Ｌ、Ｇは、螺旋状の前記流路を通って旋回流となりバッファ室８に流れ込む。このバッファ室８に流れ込んだ後の流動挙動が、液体燃料Ｌと気化燃料Ｇの場合で異なる。この違いは液体と気体の比重の差に起因するものである。
【００２９】
例えば、燃料としてガソリンを用いる場合、液体のガソリンと気化したガソリンの比重は２００倍近く異なる。このように比重が異なると、前記流路を通ることによって生じた旋回流の慣性力が大きく異なる。
【００３０】
すなわち、液体燃料Ｌの場合は慣性力が大きく、バッファ室８に流れ込んだ後もこの慣性力によって旋回流の速度があまり低下しない（図１（ａ）中の矢印ｆＬ１を参照）。このため、この旋回流の状態のままノズル孔６から噴出され、この旋回流によってこの液体燃料Ｌがコーン状に広がる（同図中の矢印ｆＬ２を参照）。
【００３１】
ノズル孔６からコーン状に噴射された液体燃料Ｌは、強い旋回流によって微粒子状（霧化した状態）になる。そして、この霧化した液体燃料Ｌが速やかに気化して燃焼するため、プレヒート処理をスムーズに行うことができる。また、噴射後に速やかに気化されることにより、この液体燃料Ｌが混合室１０の内壁に付着しにくい。このため、この付着した液体燃料Ｌが、少し時間が経過してから気化し、燃料と空気の混合比が所定範囲から外れることに起因する異常燃焼を極力防止することができる。
【００３２】
この一方で、気化燃料Ｇの場合は慣性力が小さく、バッファ室８に流れ込むとその旋回流の速度が大幅に減少する（図１（ｂ）中の矢印ｆＧ１を参照）。このため、気化燃料Ｇは旋回流の影響をほとんど受けることなく、ノズル孔６からストレート状に噴射される（同図中の矢印ｆＧ２を参照）。
【００３３】
ノズル孔６からストレート状に噴射された気化燃料Ｇは、この噴射に伴って混合室１０内に陰圧を発生させる。そして、この陰圧によって、混合室１０に形成した空気孔１３から空気が吸い込まれ、この混合室１０内で気化燃料Ｇと空気が混合されて混合気となる。この混合気はバーナヘッド１１に形成された炎孔１４から放出されて燃焼する。
【００３４】
液体燃料Ｌと気化燃料Ｇの挙動の違い（旋回流の慣性力の違い）を明確にするためには、バッファ室８の内容積をある程度確保する必要があるが、両燃料Ｌ、Ｇの噴射状態に顕著な差を生じ得る範囲において適宜変更することができる。図４（ａ）に示すようにバッファ室８を狭めた場合、あるいは、図４（ｂ）に示すようにバッファ室８の先端側まで螺旋部材４を設けて、ノズル孔６自体とバッファ室８として機能させた場合でも、液体燃料Ｌをコーン状に噴射して霧化する一方で、気化燃料Ｇをストレート状に噴射することができる。これは、液体燃料Ｌと気化燃料Ｇの比重の差が非常に大きく、両者の旋回流の慣性力が大きく異なるためであって、ノズル孔６のような小さい空間においても、両者の差が明確に現れるためである。
【００３５】
上記の実施形態においては、液体燃料Ｌとしてガソリンを用いた場合について記載したが、ガソリンの代わりに、ブタン、灯油等の他の液体燃料Ｌにも適用できる。また、ガスバーナ２だけでなく、例えば草焼き用の火炎放射器のように、バーナヘッド１１を備えていない燃焼器具についても適用できる。
【００３６】
螺旋溝７は、断面が矩形状のものだけでなく、燃料Ｌ、Ｇをスムーズに流すことができる限りにおいて、例えば断面が三角形状のもの等、その断面形状を適宜変更することもできる。また、本実施形態の図１等に示す二条ねじ、又は、図２に示す通常のねじのいずれを採用することもできる。このように条数を変えることによって、燃料Ｌ、Ｇの流動状態を適切なものとし、良好な燃焼状態を得ることができるからである。
【符号の説明】
【００３７】
１  燃料ノズル
２  ガスバーナ
３  ノズル本体
４  螺旋部材
５  ハウジング
６  ノズル孔
７  螺旋溝
８  バッファ室
９  燃料供給孔
１０  混合室
１１  バーナヘッド
１２  気化器
１３  空気孔
１４  炎孔
１５  燃料タンク
Ｌ  液体燃料
Ｇ  気化燃料
Ａ  空気
【図１】
2012211736.tif 000003
【図２】
2012211736.tif 000004
【図３】
2012211736.tif 000005
【図４】
2012211736.tif 000006