(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱対象物を載せる天板を備え、前記天板と前記天板の下方に備えられたケーシング部材とにより形成された燃焼流路を備え、
前記燃焼流路の燃焼部において燃料を燃焼させ、前記加熱対象物を前記天板を介して加熱するコンロ燃焼器において、
前記燃焼部から排出される燃焼排ガスの熱を蓄熱し、前記蓄熱された熱によって前記燃焼部に供給される燃焼用の酸素含有ガスを予熱する蓄熱型熱交換手段を備え、
前記蓄熱型熱交換手段が、前記燃焼流路の前記燃焼部の両側に設けられた一対の蓄熱部と前記燃焼後の排ガスを誘引する誘引ファンと前記誘引ファンに接続される前記蓄熱部を周期的に切り換える切換弁とを有して構成され、
前記燃焼流路が、前記天板の表面に垂直な軸芯廻りにリング状に形成された前記燃焼部と前記燃焼部の内側及び外側に形成された前記一対の蓄熱部によって構成されているコンロ燃焼器。
【請求項２】
前記燃焼部が、前記燃料を部分予混合燃焼させるものであり、
前記蓄熱型熱交換手段が、前記燃焼部に供給される二次燃焼用の酸素含有ガスを予熱する手段である請求項１に記載のコンロ燃焼器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
加熱対象物を載せる天板を備え、前記天板の下方に形成された燃焼流路の燃焼部において燃料を燃焼させ、前記加熱対象物を前記天板を介して加熱するコンロ燃焼器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記のようなコンロ燃焼器は、鍋等の加熱対象物を加熱するコンロ燃焼器として利用されるものである。
このようなコンロ燃焼器として、複数の炎口を穿設したセラミック製の燃焼面部材を有し、予め燃焼用空気と混合された燃料ガスを炎口から噴出させて全一次燃焼させ、その燃焼により燃焼面部材を赤熱させて赤外線を放射するセラミックバーナを利用したものがあり、詳しくは、耐熱ガラス等の天板の下方にセラミックバーナを設け、天板と燃焼面部材との隙間に燃焼流路を形成し、燃焼流路から排出される燃焼排ガスを天板の側方から屋内へ排出するように構成されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このようなセラミックバーナを利用した従来のコンロ燃焼器は、以下のような不都合があった。
即ち、セラミックバーナの燃焼面部材における単位面積当たりの燃焼負荷は１１．６〜１７．４Ｗ／ｃｍ2 （１０〜１５ｋｃａｌ／ｃｍ2 ｈ）程度と小さいので、例えば直径が１０ｃｍの燃焼面部材を有するものでは、入力熱量は高々９１３〜１３７２Ｗ（７８５〜１１８０ｋｃａｌ／ｈ）程度であり、さらに、燃焼面部材からの輻射による熱効率は２０〜３０％程度であるため、鍋等を加熱するコンロ燃焼器として必要な出力熱量を充分に確保することができなかった。
また、熱効率の低いことからも判るように、燃焼流路から排出される燃焼排ガスの温度は６００〜７００℃程度と高く、燃焼排ガスを誘引して屋外へ排出するための誘引ファンを設けることが困難であり、燃焼排ガスを天板の側方から屋内に排出せざるを得なかった。
【０００４】
従って、本発明は、上記の事情に鑑みて、必要な出力熱量を確保しながら熱効率を向上し、燃焼排ガスを屋外へ排出することができるコンロ燃焼器を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
〔構成１〕
本発明に係るコンロ燃焼器は、請求項１に記載したごとく、加熱対象物を載せる天板を備え、前記天板と前記天板の下方に備えられたケーシング部材とにより形成された燃焼流路を備え、
前記燃焼流路の燃焼部において燃料を燃焼させ、前記加熱対象物を前記天板を介して加熱するコンロ燃焼器において、
前記燃焼部から排出される燃焼排ガスの熱を蓄熱し、前記蓄熱された熱によって前記燃焼部に供給される燃焼用の酸素含有ガスを予熱する蓄熱型熱交換手段を備え、
前記蓄熱型熱交換手段が、前記燃焼流路の前記燃焼部の両側に設けられた一対の蓄熱部と前記燃焼後の排ガスを誘引する誘引ファンと前記誘引ファンに接続される前記蓄熱部を周期的に切り換える切換弁とを有して構成され、
前記燃焼流路が、前記天板の表面に垂直な軸芯廻りにリング状に形成された前記燃焼部と前記燃焼部の内側及び外側に形成された前記一対の蓄熱部によって構成されていることを特徴とする。
【０００６】
〔作用効果〕
鍋等の加熱対象物を載せるための耐熱ガラス若しくはガラスセラミック等の天板を備え、その天板の下方に形成された燃焼流路の燃焼部において燃料を燃焼させ、加熱対象物を天板を介して加熱するコンロ燃焼器において、本構成のごとく、上記の蓄熱型熱交換手段を備え、例えば燃焼部から排出される燃焼排ガスの熱を、例えばアルミナセラミック製の球体を蓄熱材として充填した蓄熱部に蓄熱し、その蓄熱部に蓄熱した熱を利用して燃焼部に供給される燃焼用の空気（酸素含有ガス）を予熱するようにコンロ燃焼器を構成することで、蓄熱型熱交換手段から排出される燃焼排ガスは低温となるため、燃焼排ガスを吸引する誘引ファン等を設けて、その低温の燃焼排ガスを強制的に屋外へ排出することができる。
さらに、蓄熱型熱交換手段によって燃焼排ガスと燃料の燃焼に利用される空気との熱交換を行う所謂リジェネレーション（熱再生）を行うことができるので、高い熱効率を達成して燃焼温度と燃焼負荷を高くすることができ、コンロ燃焼器として鍋等の加熱対象物を好ましい状態で加熱するのに必要である１７００〜２３００Ｗ（１５００〜２０００ｋｃａｌ／ｈ）程度の出力熱量を得ることができる。
従って、必要な出力熱量を確保しながら熱効率を向上し、強制的に燃焼排ガスを屋外へ排出することができるコンロ燃焼器を実現することができる。
【０００７】
さらに、本構成のごとく、上記の蓄熱型熱交換手段を、一対の蓄熱部と、燃焼排ガスを誘引するための誘引ファンと、その誘引ファンに接続される蓄熱部を周期的に切り換える切換弁とによって構成することで、夫々の蓄熱部において、燃焼排ガスの熱を蓄熱する状態と、燃焼部へ供給される二次空気を蓄熱した燃焼排ガスの熱を利用して予熱する状態とを周期的に繰り返し、夫々の蓄熱部から交互に予熱された二次空気を燃焼部に供給して、燃焼部において燃料を乱流拡散燃焼若しくはブンゼン燃焼させるとともに、誘引ファン側へ排出される燃焼排ガスの温度を低下させることができ、結果的に燃焼部において高効率、高温の燃焼を達成することができる。
また、このような蓄熱部を天板の下方に形成された燃焼流路に設けることで、その蓄熱部からの輻射を天板に置かれた鍋等の加熱対象物の加熱に利用することもできる。
これにより、簡単な構成で高効率且つ高燃焼負荷のコンロ燃焼器を実現することができる。
【０００８】
さらに、本構成のごとく、耐火性のセラミック製等のケーシング部材を天板下方に設け、そのケーシング部材と天板とによって形成された燃焼流路に、燃焼部及び蓄熱部を配設することで、燃焼部及び蓄熱部からの輻射熱と共にそのケーシング部材の燃焼部及び蓄熱部の壁面からの輻射をも加熱対象物の加熱に利用することができ、一層の高効率化を図ることができる。
また、燃焼流路を上記のようにリング状の燃焼部と、その外側及び内側に形成された一対の蓄熱部とによって構成することで、加熱対象物としての鍋等の形状に合った燃焼流路を形成して好ましい状態で鍋を加熱することができる。
【０００９】
〔構成２〕
本発明に係るコンロ燃焼器は、請求項２に記載したごとく、上記構成１のコンロ燃焼器の構成に加えて、前記燃焼部が、前記燃料を部分予混合燃焼させるものであり、
前記蓄熱型熱交換手段が、前記燃焼部に供給される二次燃焼用の酸素含有ガスを予熱する手段であることを特徴とする。
【００１０】
〔作用効果〕
本構成のごとく、燃焼部において、少量の一次空気と混合された燃料を、蓄熱型熱交換手段によって予熱された二次空気（二次燃焼用の酸素含有ガス）を利用して部分予混合燃焼  （ブンゼン燃焼）させることで、燃焼負荷を上げることができ、入力熱量を増加させて燃焼部の燃焼温度を高くすることができる。
従って、燃焼排ガスを屋外へ排出することができるコンロ燃焼器において、出力熱量を一層高く設定することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明のコンロ燃焼器の実施の形態として、鍋Ｎ（加熱対象物の一例）を加熱する家庭用のコンロ燃焼器１００について、図面に基づいて説明する。
図１（イ）, （ロ）及び図２に示すコンロ燃焼器１００は、鍋Ｎを載せるための強度と耐熱性を持ち、後述の燃焼流路２からの輻射を透過させることができる耐熱ガラス１（天板の一例）を備え、耐熱ガラス１下方において燃料を燃焼させ、耐熱ガラス１を介して鍋Ｎ等を加熱するものである。
また、本発明に係るコンロ燃焼器１００は、後述の燃焼室１０から排出される燃焼排ガスＥの熱を蓄熱し、蓄熱された熱によって燃焼室１０に供給される燃焼用の二次空気Ａ（酸素含有ガスの一例）を予熱することができ、その特徴構成について以下に説明する。
【００１２】
耐熱ガラス１の下方には、セラミック製のケーシング部材５が設けられており、そのケーシング部材５は、円盤上の底部５ｄを有すると共に、その底部５ｄから耐熱ガラス１に延出した筒状の壁面５ａ，５ｂ，５ｃを、内側より順に同心円状に有し、耐熱ガラス１の下面と共にその内部に燃焼流路２を形成している。
【００１３】
この燃焼流路２において、壁面５ａと壁面５ｂの間の空間が、燃焼室１０として形成されており、燃焼室１０の下方の底部５ｄには、複数の炎口１０ａが周方向等間隔で配設されている。
炎口１０ａには、燃料と若干の一次空気との混合気である燃料ガスＧが供給され、燃焼室１０において、後述のファン４によって燃焼流路２内に吸引される二次空気Ａを利用してその燃料ガスＧを燃焼させるブンゼン燃焼を行うことができる。
【００１４】
また、燃焼流路２において、壁面５ａの内側の空間が第１蓄熱室１１として形成されており、その内部にはセラミック製の球体である蓄熱材１１ｂが充填されている。また、第１蓄熱室１１は、壁面５ａに設けられた複数の連通孔１３によって燃焼室１０と連通しており、その下方の底部５ｄに開口する開口１１ａが設けられ、その開口１１ａは流路７に接続されている。
さらに、壁面５ｂと最も外側に形成された壁面５ｃとの間の空間が第２蓄熱室１２として形成されており、その内部にはセラミック製の球体である蓄熱材１２ｂが充填されている。また、第２蓄熱室１２は、壁面５ｂに設けられた複数の連通孔１４によって燃焼室１０と連通しており、その下方の底部５ｄに開口する複数の開口１２ａが周方向等間隔で配設され、その複数の開口１２ａは流路８に接続されている。
【００１５】
また、コンロ燃焼器１００には、室内へ開放される空気流路６と、燃焼排ガスＥを吸引して屋外へ排出するためのファン４を備えた排ガス流路５が設けられ、夫々の流路５，６と前述の流路７，８は周期的に切り換えられる四方切換弁３に夫々接続されている。
【００１６】
即ち、四方切換弁３は、先ず、図１（イ）に示すように、開口１１ａに接続されている流路７と排ガス流路５とを連通状態とすると共に、開口１２ａに接続されている流路８と空気流路６とを連通状態とする第１状態となり、ファン４によって、燃焼室１０において発生する燃焼排ガスＥを、第１蓄熱部１１から屋外へ排出すると共に、二次空気Ａを第２蓄熱室１２を介して燃焼室１０へ供給する。この第１状態において、燃焼排ガスＥの熱が第１蓄熱室１１の蓄熱材１１ｂに蓄熱されると共に、燃焼室１０に供給される二次空気Ａが、後述の第２状態において第２蓄熱室１２の蓄熱材１２ｂに蓄熱された燃焼排ガスＥの熱によって予熱される。
【００１７】
次に、図１（ロ）に示すように、四方切換弁３は、開口１１ａに接続されている流路７と空気流路６とを連通状態とすると共に、開口１２ａに接続されている流路８と排ガス流路５とを連通状態とする第２状態となり、ファン４によって、燃焼室１０において発生する燃焼排ガスＥを第２蓄熱部１２から屋外へ排出すると共に、二次空気Ａを第１蓄熱室１１を介して燃焼室１０へ供給する。この第２状態において、燃焼排ガスＥの熱が第２蓄熱室１２の蓄熱材１２ｂに蓄熱されると共に、燃焼室１０に供給される二次空気Ａが、前述の第１状態において第１蓄熱室１１の蓄熱材１１ｂに蓄熱された燃焼排ガスＥの熱によって予熱される。
【００１８】
このように、第１及び第２蓄熱室１１，１２に接続された四方切換弁３を、図１（イ）及び（ロ）の状態、即ち第１状態及び第２状態とに周期的に切り換えて、燃焼室１０から排出される燃焼排ガスＥの熱を蓄熱し、蓄熱された熱によって燃焼室１０に供給される燃焼用の二次空気Ａを予熱する手段を蓄熱型熱交換手段と呼び、この蓄熱型熱交換手段によって、所謂リジェネレーション（熱再生）を行い、高い熱効率を達成して燃焼室１０における燃焼温度と燃焼負荷を高くすることができ、さらに、排ガス流路５に排出される燃焼排ガスＥの温度は２００℃以下まで低下するので、排ガス流路５にファン４を設けて燃焼排ガスＥを強制的に屋外へ排出することができる。
【００１９】
このようなコンロ燃焼器１００において、耐熱ガラス１上に載せられた鍋Ｎは、燃焼室１０における火炎Ｆ及び燃焼室１０を形成するケーシング部材５の壁面からの輻射によって加熱されると共に、第１及び第２蓄熱室１１，１２のケーシング部材の壁面及び蓄熱材１１ｂ，１２ｂからの輻射によっても加熱される。さらに、耐熱ガラス１は前述の輻射の一部と燃焼排ガスＥの耐熱ガラス１への対流伝熱により加熱され、鍋Ｎは加熱された耐熱ガラス１からの輻射、伝導及び自然対流にて一層加熱される。
【００２０】
〔別実施の形態〕
次に、本発明のコンロ燃焼器の別の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〈１〉  上記の実施の形態において、燃焼部としてブンゼン燃焼を行う燃焼室１０について説明したが、燃焼部をその他の燃焼方式により燃料を燃焼させるように構成することもでき、例えば、炎口１０ａから燃料のみを噴出させ、その燃料を二次空気のみで燃焼させる拡散燃焼を行うように構成することもできる。
【００２１】
〈２〉  上記の実施の形態において、蓄熱型熱交換手段を、燃焼室１０に供給される二次空気を予熱する構成を説明したが、別に予熱する燃焼用の空気は燃焼室１０で燃焼する燃料に予め混合される一次空気の一部を予熱するように構成することもできる。
【００２２】
〈３〉  上記の実施の形態において、蓄熱型熱交換手段として、耐熱ガラス１の下面に接する第１及び第２蓄熱室１１，１２における燃焼排ガスＥ及び二次空気Ａの流通方向を切り換えて蓄熱された燃焼排ガスＥの熱によって二次空気Ａを予熱する構成を説明したが、別に、蓄熱型熱交換手段としては、燃焼排ガスＥ及び二次空気Ａの流通方向は一方向として、夫々の流路間に渡って回転する円盤型の蓄熱部を設けた回転形の蓄熱型熱交換器により構成することもできる。
【００２３】
〈４〉  上記の実施の形態において、一般的な例として、燃料ガスの燃焼のための酸素含有ガスとして空気を利用したものを説明したが、空気の以外の燃焼用酸素含有ガスとしては、例えば、酸素成分含有量が空気に対して高い酸素富化ガス等を利用することが可能である。
【００２４】
【発明の効果】
本発明に係るコンロ燃焼器は、ＪＩＳによって規定される４０％以上の熱効率を実現し、さらに高燃焼負荷運転が可能であるので、家庭用のコンロ燃焼器として必要な熱出力を確保できる。また、排出される燃焼排ガスを屋外へ強制排気することができるので、室内の汚染等を解消することができる。また、フラットな天板を実現することができるので、清掃等の手入れを容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るコンロ燃焼器の実施の形態を示す側面断面図
【図２】  図１のコンロ燃焼器の平面断面図
【符号の説明】
１        耐熱ガラス（天板）
２        燃焼流路
３        四方切換弁
４        ファン
５        ケーシング部材
６        空気流路
７        排ガス流路
８        流路
９        流路
１０      燃焼室（燃焼部）
１１      第１蓄熱室（蓄熱部）
１２      第２蓄熱室（蓄熱部）
１３      第１連通路
１４      第２連通路
Ａ        二次空気
Ｇ        燃料ガス
Ｎ        鍋（加熱対象物）
【図１】
0004004207.tif 000002
【図２】
0004004207.tif 000003