(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端にガス噴射口を有するノズルと混合管とを備え、前記ガス噴射口から噴射されるガス流によって空気が自然吸入され、かつ、両者が混合管内で混合される自然混合式ガスバーナにおけるガスと空気の混合装置において、
前記ノズルの内面の少なくとも一部が、ノズル先端部に向かって傾斜する傾斜部に形成されるとともに、該傾斜部に沿ってガス流量調節部材がガス噴射方向と斜めに交差する方向に移動自在に設けられ、該ガス流量調節部材の移動によって、ガス流量調節部材の先端部内面とこれに対向するノズルの先端部内面との間に形成された、噴射ガス流通用の隙間の横断面積を調節可能となされていることを特徴とする、自然混合式ガスバーナにおけるガスと空気の混合装置。
【請求項２】
前記噴射ガス流通用の隙間の横断面積が、所定長さにわたってガス噴射方向に同一に形成されている請求項１に記載の自然混合式ガスバーナにおけるガスと空気の混合装置。
【請求項３】
前記混合管に空気吸入口が穿設されるとともに、該空気吸入口に開閉弁が設けられ、該開閉弁と前記ガス流量調節部材とが連動制御されるものとなされている請求項１又は２に記載の自然混合式ガスバーナにおけるガスと空気の混合装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、噴射されるガス流によって空気を自然吸入し、これらガスと空気を混合してバーナヘッドに混合ガスを供給する自然混合式ガスバーナに関し、特に高い燃焼熱量が要求されるバーナーに組み込まれる混合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自然混合式ガスバーナにおいて、従来から用いられているガスと空気の混合装置は、一般に、先端にガス噴射口を有するノズルと混合管とを備えている。そして、混合管の一端側は、内部形状が鼓形をしたベンチュリ部となされるとともに、混合管の他端側は混合部となされ、前記ベンチュリ部の一端にノズルが取り付けられている。
【０００３】
このような自然混合式ガスバーナにおいて、ガスと空気の混合は以下のように行われる。即ち、ノズルの先端に設けられたガス噴射口からガスを噴射させ、ベンチュリ部の内部を通過させると、ベンチュリ部の性質上、前記ガス流の上流側は負圧となるため、ベンチュリ部の基端側に設けられた空気吸入口から空気が吸入される。この吸入された空気と噴射されたガスは、一体となってスロート部を通過し、混合管内で自然に混合される。
ところで、調理器の大きさ等に応じてガス流量を調節する必要があるが、従来のガス流量の調節は、ノズル先端部よりも手前の位置にバルブを設け、このバルブの開度を調節し、そこを通ってノズル先端部へと至るガス流量を変えることにより行われていたため、次のような問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
即ち、ガス流量の調節を前記ノズル先端部より手前の位置で行う場合、ガス圧力がノズル内部で低下し、ガスの噴射速度が低下する。このため、空気吸入口から吸入される空気量が少なくなって、ガスと空気の混合比率が変化し、燃焼効率が低下するという問題があった。
【０００５】
この発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであって、燃焼効率を低下させることなく、ノズルから噴射されるガス流量を調節することができる、自然混合式ガスバーナにおけるガスと空気の混合装置の提供を課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、先端にガス噴射口を有するノズルと混合管とを備え、前記ガス噴射口から噴射されるガス流によって空気が自然吸入され、かつ、両者が混合管内で混合される自然混合式ガスバーナにおけるガスと空気の混合装置において、前記ノズルの内面の少なくとも一部が、ノズル先端部に向かって傾斜する傾斜部に形成されるとともに、該傾斜部に沿ってガス流量調節部材がガス噴射方向と斜めに交差する方向に移動自在に設けられ、該ガス流量調節部材の移動によって、ガス流量調節部材の先端部内面とこれに対向するノズルの先端部内面との間に形成された、噴射ガス流通用の隙間の横断面積を調節可能となされていることを特徴とする、自然混合式ガスバーナにおけるガスと空気の混合装置によって解決される。
【０００７】
この混合装置によれば、噴射ガス流通用隙間の横断面積を調節することによって、ガス噴射口から噴射するガスの流量を調節するので、ガス圧力がノズル内部で低下することがなくなり、ガスの噴射速度が低下することが防止され、ガスと空気を効率よく混合することができる。また、前記隙間の横断面積の調節は、ガス流量調節部材をノズルの傾斜面に沿って移動させることにより行うので、連続的なガス流量調節を簡単かつ確実に行うことができる。しかも、ガス流量調節部材は、ガスの噴射方向と斜めに交差する方向に移動させるので、ガス流量調節部材の大きな移動量に対してガス流通用隙間の横断面積の変化量は小さいものとなる。このことは、ガス噴射口の開口面積の高精度な微調整が可能であることを意味し、ひいてはガス噴射量の高精度な調整が可能となり、より効率の良いガスと空気の混合状態を得ることができる。
【０００８】
前記ガス流通用隙間の横断面積は、所定長さにわたってガス噴射方向に一定に形成されている。これにより、ガスを安定よく流すことができる。
【０００９】
また、前記混合管に空気吸入口が穿設されるとともに、該空気吸入口に開閉弁が設けられ、該開閉弁と前記ガス流量調節部材とが連動制御されるものとなされている場合、ノズルのガス噴射口から噴射されるガスの流量と、空気吸入口から吸入される空気の流量とが好適に制御されるので、燃焼効率をより向上することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１〜図４は、この発明を自然混合式ガスバーナであるブンゼン式バーナに適用した実施形態を示す。
図１〜図４において、（Ａ）は混合装置であり、該混合装置（Ａ）は混合管（１）と該混合管（１）の基端部に取り付けられるノズル（２）とで構成されている。そして、混合管（１）の先端部がバーナヘッド（Ｂ）に連通接続されて、ブンゼン式バーナが構成されている。
【００１１】
前記混合管（１）は、その基端部にベンチュリ部（１１）が形成される一方、ベンチュリ部（１１）に連続して横断面楕円形状の混合部（１２）が形成されている。かかるベンチュリ部（１１）は、その基端部から混合部（１２）へ向かうに従って中空内部の横断面積が連続的に減少したのち逆に拡大する鼓形をなしており、横断面積が最も減少した部分がスロート部（１３）となされている。一方、混合部（１２）は、ベンチュリ部（１１）との連接部分からバーナヘッド（Ｂ）側に近付くにつれて内部横断面積が連続的に増加したテーバ管に形成されている。
【００１２】
また、ベンチュリ部（１１）の基端部背面（１１ａ）には、その中心位置において、前記ノズル（２）の先端部をベンチュリ部（１１）内に突出させるための矩形状のノズル挿通孔（１４）が穿設されると共に、該ノズル挿通孔（１４）と基端部背面（１１ａ）の外周部と間の位置において、１次空気を吸入するための空気吸入口（１５）が穿設されている。そして、該空気吸入口（１５）には、基端部背面（１１ａ）に沿って径方向に摺動可能な開閉弁（１６）が設けられ、さらに該開閉弁（１６）は制御部（３）により制御されるアクチュエータ（１７）に連結されている。このため、制御部（３）からアクチュエータ（１７）に空気量調節の信号が送信されると、信号を受信したアクチュエータ（１７）により開閉弁（１６）が拡径方向又は縮径方向に移動し、空気吸入口（１５）の開口面積が拡大又は縮小して、空気吸入口（１５）に吸入される空気量が調節されるようになっている。
【００１３】
前記ノズル（２）は、図２に示すように、下端部を垂直なガス供給管（４）に装着された状態で上下に延びた基端部（２３）と、該基端部（２３）の上端に連設され前記混合管（１）の側に屈曲した屈曲部（２１）と、屈曲部（２１）の先端に連通されたガス噴出部（２２）とで、全体形状が縦断面逆Ｌ字状に形成されている。
【００１４】
前記ガス噴出部（２２）は、上壁部（２２ａ）と下壁部（２２ｂ）とが、先端に向かうに従って互いに接近した先すぼみ状に形成され、それに伴って上壁部（２２ａ）の内面がノズル先端に向けて傾斜する傾斜面となされている。また、下壁部（２２ｂ）の先端部内面（２２ｃ）（図３に示す）は、混合管（１）の軸線方向と平行な水平面に形成されている。なお、ガス噴出部（２２）の先端部は、前述したように、混合管（１）の前記ノズル挿通孔（１４）から前記ベンチュリ部（１１）内に突出している。
【００１５】
また、前記ガス噴出部（２２）を構成する上壁部（２２ａ）の傾斜内面に沿って、略直方体状のガス流量調節部材（２６）が摺動自在に設けられている。このガス流量調節部材（２６）は、その横幅が上壁部（２２ａ）の傾斜面の横幅（図１の紙面厚さ方向）とほぼ一致し、かつ長さが上壁部（２２ａ）より所定長さだけ短く形成されている。かつまた、ガス流量調節部材（２６）の先端部内面（２６ａ）（図３に示す）は、混合管（１）の軸線方向と平行な水平面に形成されており、従ってガス流量調節部材（２６）の先端部内面（２６ａ）と下壁部（２２ｂ）の先端部内面（２２ｃ）との間に、ガス噴出方向に横断面積が一定の隙間（２７）が形成されている。
【００１６】
前記隙間（２７）は、図１，図２の紙面厚さ方向に長い横断面横長に形成されるとともに、ノズル（２）内の中空のガス流通孔（２５）及びノズル先端の横長スリット形状（図５に示す）のガス噴射口（２４）に連通し、これにより、ガス供給管（４）から供給されたガスが、ガス流通孔（２５）を通り、さらに隙間（２７）を通ってガス噴射口（２４）からベンチュリ部（１１）内に向けて噴出されるものとなされている。
【００１７】
上記のように、ガス流量調節部材（２６）の先端水平面（２６ａ）とこれに対向する下壁部（２２ｂ）の先端水平面（２２ｃ）との間に一定の間隔及び長さ（Ｌ）の隙間（２７）を形成したのは、ガスを安定よく流すためである。なお、（３０）は、ガス流量調節部材（２６）を上壁部（２２ａ）の傾斜内面に所定の弾性圧で押さえつける支持部材で、この支持部材によってガス流量調節部材（２６）を上壁部（２２ａ）の傾斜内面に常に密着させながら摺動させることができる。
【００１８】
さらに、前記ガス流量調節部材（２６）の後端部には、該ガス流量調節部材（２６）の傾斜方向に移動自在な連結部材（２８）の一端が連結されるとともに、ノズル（２）を貫通して外部に突出した連結部材（２８）の他端は、ノズル外面に固定されかつ前記制御部（３）により制御されるアクチュエータ（２９）に連結されている。このため、制御部（３）からアクチュエータ（２９）にガス流量増大命令の信号が送信されると、該信号を受信した該アクチュエータが連結部材（２８）を後退せしめ、それに伴ってガス流量調節部材（２６）が上壁部（２２ａ）の傾斜内面に沿って摺動しながら斜め上方に後退するものとなされている。その結果、図２の点線及び図３（ｂ）に示すように、ガス流量調節部材（２６）の先端部水平面（２６ａ）が上方に平行移動して、下壁部（２２ｂ）の先端部水平面（２２ｃ）とで形成される隙間（２７）の幅Ｇが拡大して、その横断面積が増大し、ガス噴射口（２４）から噴射するガス流量が増大するものとなされている。逆に、制御部（３）からアクチュエータ（２９）にガス流量減少命令の信号が送信されると、該信号を受信したアクチュエータ（２９）は連結部材（２８）を前進せしめ、それに伴ってガス流量調節部材（２６）が上壁部（２２ａ）の傾斜内面に沿って摺動しながら斜め下方のノズル先端部方向へ前進するものとなされている。その結果、図２の実線及び図３（ａ）に示すように、ガス流量調節部材（２６）の先端部水平面（２６ａ）が下方に水平移動して、下壁部（２２ｂ）の先端部水平面（２２ｃ）とで形成される隙間（２７）の幅Ｇが縮小して、その横断面積が減少し、ガス噴射口（２４）から噴射するガス流量が減少するものとなされている。つまり、ガス流量調節部材（２６）の進退動作によって、ガス噴射口（２４）から噴射するガス流量を調整できるようになっている。
【００１９】
また、この実施形態では、前記ガス噴射口（２４）から噴射するガスの流量の増減に応じて、混合管（１）における空気吸入口（１５）から吸入される空気の流量も増減するように、つまり、ガスと空気とが好適な割合で混合されて燃焼効率がより一層向上するように、前記アクチュエータ２９による前記ガス流量調節部材（２６）の進退駆動と、前記アクチュエータ１７による前記空気開閉弁（１６）の進退駆動とを、制御部（３）により連動制御する構成となっている。具体的には、ガス流量調節部材（２６）が進出してガス噴射量が減ると、空気開閉弁（１６）が空気吸入口（１５）を閉塞する方向に移動して二次空気も減少し、逆に、ガス流量調節部材（２６）が後退してガス噴射量が増えると、空気開閉弁（１６）が空気吸入口（１５）を開放する方向に移動して二次空気も増えるようになっている。
【００２０】
図１〜４に示した実施形態に係る混合装置では、ガス供給管（４）からノズル（２）内部にガスが供給されると、ガスはガス流入部（２５）から、ガス流通面積を所定の値に設定された隙間（２７）を通って噴射口（２４）に至り、噴射口（２４）からベンチュリ部（１１）内に軸線方向に所定流量だけ噴射する。ガス噴射口（２４）は横長スリット状に形成されているから、噴射されたガスもスリット形状に対応して横断面積偏平状のガス流となってスロート部を通過し、混合部（１２）へ流入する。一方、ガスの噴射によって、ベンチュリ部（１１）は負圧となり、吸入用開口部からガス流の周りに空気が吸入され、該空気とガスが一体となってスロート部（１３）を通過し、混合部（１２）内に流入する。
【００２１】
このように、図示実施形態に係る混合装置は、ガスが通過する隙間（２７）の断面積を調節することによってガス流量を調節するので、ガス圧力がノズル（２）内部で低下してガスの噴射速度が低下することを防止でき、燃焼効率を向上することが可能となる。しかも、そのガスの流量の調節は、ガス流量調節部材（２６）をノズル（２）の傾斜面に沿って移動させることによって行うので、ステップレスな即ち連続的なガス流量調節を簡単かつ確実に行うことができる。しかも、ガス流量調節部材（２６）はガス噴射方向と斜めに交差する方向へ移動するので、ガス流量調節部材（２６）の大きな移動量に対して、ガス流量調節部材（２６）の先端部水平面の上下移動量は小さいものとなるから、隙間（２７）の横断面積の高精度な微調整が可能となり、ひいてはガス噴射量の高精度な微調整が可能となる。
【００２２】
なお、図示実施形態では、隙間（２７）の横断面積及びガス噴射口（２４）を細長いスリット形状に形成したが、これに限られず、長円形、楕円形若しくは台形の偏平なスリット形状にしてもよい。また、図６に示すように、ガス流量調節部材（３１）の先端部水平面とこれに対向する下壁部（２２ｂ）の先端水平面の少なくとも一方を、波形に形成し、ガス噴射口（２４）から噴射されるガスと、吸入される空気との接触面積を増大して、ガスと空気とをより均一に混合させるものとしても良い。
【００２３】
また、図示実施形態の混合装置は、ノズル（２）の隙間（２７）が水平となる状態で使用されるものとしたが、混合装置の向きや角度は実施形態に限定されることはなく、例えば図示実施形態の混合装置を垂直面内で９０度回転させて、ノズル（２）の隙間（２７）が垂直となる状態で使用されるものであっても良い。
【００２４】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、ガスが通過する隙間の横断面積を調節することによって、ガス噴射口から噴射するガスの流量を調節するので、ガス圧力がノズル内部で低下することなくなり、ガスの噴射速度の低下が防止される。このため、ガスと空気を効率よく混合することができ、燃焼効率を向上することが可能となる。
【００２５】
また、その隙間の横断面積の調節は、ガス流量調節部材をノズルの傾斜面に沿って摺動させることにより行うので、ステップレスなガス流量調節を簡単かつ確実に行うことができる。
【００２６】
しかも、ガス流量調節部材は、ガスの噴射方向と斜めに交差する方向に移動させるので、ガス流量調節部材の大きな移動量に対して隙間横断面積の変化量は小さいものとなり、ガス噴射量の高精度な微調整が可能となり、ひいてはより効率の良いガスと空気の混合状態を得ることができる。
【００２７】
請求項２に係る発明によれば、ガス噴射方向に一定の長さにわたる同一断面形状の隙間の存在により、ガスを安定よく流すことができる。
【００２８】
請求項３に係る発明によれば、ノズルのガス噴射口から噴射されるガスの流量と、空気吸入口から吸入される空気の流量とが好適に制御されるので、燃焼効率をより向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係る混合装置を備えたガスバーナを、その一部を切り欠いて示す垂直断面図である。
【図２】図１に示す混合装置のノズルの拡大断面図である。
【図３】ガスバーナの先端部を拡大して示す断面図である。
【図４】図２に示すノズルの平面図である。
【図５】図２に示すノズルの正面図である。
【図６】この発明の他の実施形態に係るノズルの一部断面図である。
【符号の説明】
１・・・混合管
２・・・ノズル
３・・・制御部
４・・・ガス供給管
１１・・・ベンチュリ部
１２・・・混合部
１５・・・空気吸入口
１６・・・開閉弁
２１・・・屈曲部
２２・・・ガス噴出部
２４・・・ガス噴射口
２５・・・ガス流通孔
２６・・・ガス流量調節部材
２７・・・隙間
【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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