JP5291696B2

JP5291696B2 - コンロ用バーナ

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Publication number: JP5291696B2
Application number: JP2010278862A
Authority: JP
Inventors: 裕康佐藤; 英男岡本; 安伸竹本
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2010-12-15
Filing date: 2010-12-15
Publication date: 2013-09-18
Anticipated expiration: 2030-12-15
Also published as: TWI443289B; KR101221818B1; KR20120067274A; TW201224368A; JP2012127563A; CN102563715A; CN102563715B

Description

本発明は、バーナボディ上に設けられるバーナヘッドの外周面に開口する上下２段の炎口を備えるコンロ用バーナに関する。

従来、この種のコンロ用バーナとして、下段炎口のみにガスを供給する状態と、上段炎口にもガスを供給する状態とに切換え自在とし、上段炎口へのガス供給の開始で下段炎口から上段炎口に火移りさせるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このものでは、下段炎口のみで燃焼させる弱火から下段と上段の両炎口で燃焼させる強火まで火力を広範囲に調節することができる利点がある。

ここで、特許文献１に記載のものでは、下段炎口のみで燃焼させるときの被加熱物に対する火力を可及的に弱められるように、下段炎口と上段炎口との間の上下方向距離を下段炎口の上下方向寸法の３倍以上に設定して、下段炎口の位置をできるだけ低くしている。然し、これでは、上段炎口へのガス供給を開始したときに、上段炎口への火移りが遅れ、その間に上段炎口から放出される多量のガスに一気に着火して、大きな着火音を生じ易くなる。

かかる不具合を解消するため、下段炎口の一部を、上下方向寸法が他の下段炎口よりも大きく、上端が他の下段炎口の上端よりも上方に位置する火移り炎口とし、火移り炎口から上段炎口に速やかに火移りさせることが考えられる。然し、このように火移り炎口を設けて、上段炎口に速やかに火移りさせると、上段炎口での逆火を生じやすくなることが判明した。即ち、上段炎口にガスを供給し始める際に、上段炎口への供給ガス量を上段炎口での逆火防止に必要な所定量に急増させても、上段炎口から噴出するガス量が所定量に増加するまでには多少とも時間がかかる。そして、上段炎口からの実際の噴出ガス量が所定量に増加する前に下段炎口から火移りすると、上段炎口からのガス噴出速度よりも燃焼速度が上回ってしまい、逆火を生ずる。

特許第３５８６９７４号公報（図３）

本発明は、以上の点に鑑み、下段炎口から上段炎口への火移り時の逆火を防止でき、且つ、大きな着火音も生じない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。

上記課題を解決するために、本発明は、バーナボディ上に設けられるバーナヘッドの外周面に開口する上下２段の炎口を備え、下段炎口のみにガスを供給する状態と、上段炎口にもガスを供給する状態とに切換え自在とし、上段炎口へのガス供給の開始で下段炎口から上段炎口に火移りさせるようにしたコンロ用バーナにおいて、下段炎口の一部を、上下方向寸法が他の下段炎口よりも大きく、上端が他の下段炎口の上端よりも上方に位置する火移り炎口とし、火移り炎口の上端と上段炎口の下端との間の上下方向距離は、火移り炎口の上下方向寸法の２．５倍以下の範囲で、上段炎口からの実際の噴出ガス量が上段炎口での逆火防止に必要な所定量以上になる前に火移り炎口から上段炎口に火移りすることを防止できる距離に設定されることを特徴とする。

ここで、火移り炎口の上端と上段炎口の下端との間の上下方向距離が短すぎると、上段炎口にガスを供給し始める際に、上段炎口への供給ガス量を上段炎口での逆火防止に必要な所定量に急増させても、上段炎口からの実際の噴出ガス量が所定量以上になる前に火移り炎口から上段炎口に火移りして、逆火を生ずる恐れがある。一方、本発明では、火移り炎口の上端と上段炎口の下端との間の上下方向距離が、上段炎口からの実際の噴出ガス量が上段炎口での逆火防止に必要な所定量以上になる前に火移り炎口から上段炎口に火移りすることを防止できる距離に設定されるため、火移り時の逆火を防止できる。尚、前記上下方向距離が火移り炎口の上下方向寸法の１．５倍以上であれば、上段炎口からの実際の噴出ガス量が上段炎口での逆火防止に必要な所定量以上になる前に火移り炎口から上段炎口に火移りすることを防止できる。また、前記上下方向距離が火移り炎口の上下方向寸法の２．５倍を超えると、上段炎口への火移りが過度に遅れ、その間に上段炎口から放出される多量のガスに一気に着火して、大きな着火音を生ずる恐れがある。これに対し、本発明では、前記上下方向距離が火移り炎口の上下方向寸法の２．５倍以下に設定されるため、上段炎口への火移りが過度に遅れることはなく、大きな着火音は生じない。

また、上下方向寸法の大きな火移り炎口とするのは下段炎口の一部のみであり、火移り炎口以外の下段炎口の上端の位置は、上段炎口への火移りを考慮することなく十分に低くすることができる。従って、下段炎口のみで燃焼させるときの被加熱物に対する火力を十分に弱めることができ、火力の調節範囲を広く確保できる。

また、本発明においては、バーナヘッドの外周面に、火移り炎口の上端から径方向外方に張り出す下向きのオーバーハング面を形成してもよい。そして、オーバーハング面の火移り炎口の上端に対する径方向外方への張出し量を火移り炎口の上下方向寸法の１／３倍以上に設定すれば、火移り炎口に生ずる火炎の立上りが抑えられ、前記上下方向距離を火移り炎口の上下方向寸法の１．５倍より短く設定しても、上段炎口からの実際の噴出ガス量が上段炎口での逆火防止に必要な所定量以上になる前に火移り炎口から上段炎口に火移りすることを防止できる。ここで、前記上下方向距離を短くすることは、上段炎口の上下方向寸法を大きくして、強火での火力を増加することに役立ち、有利である。尚、オーバーハング面の火移り炎口の上端に対する径方向外方への張出し量が火移り炎口の上下方向寸法の１倍を超えると、上段炎口への火移り不良を生ずるため、この張出し量は、火移り炎口の上下方向寸法の１／３〜１倍に設定すべきである。

また、コンロの天板上に載置する五徳の複数の五徳爪と同一方位に位置するバーナヘッドの周方向複数箇所の部分を五徳爪合致部分として、五徳爪合致部分に上段炎口を形成すると、上段炎口に生ずる火炎が五徳爪に触れて不完全燃焼する。そのため、各五徳爪合致部分には上段炎口を形成せずに下段炎口のみを形成することが望ましい。更に、五徳爪合致部分に形成する下段炎口の上下方向寸法は、火炎が五徳爪に触れないように、比較的小さくする必要がある。そのため、下段炎口のみで燃焼させるときに、五徳爪合致部分で発生する熱量が他部に比し低下して、熱分布が不均一になる。ここで、各五徳爪合致部分に隣接する周方向部分に火移り炎口を形成すれば、五徳爪合致部分での熱量低下を火移り炎口で生ずる大きな火炎により補って、下段炎口のみで燃焼させるときの熱分布の均一化を図ることができる。

本願発明の第１実施形態のコンロ用バーナを具備するコンロの断面図。第１実施形態のコンロ用バーナの斜視図。第１実施形態のコンロ用バーナの要部の側面図。図３のＩＶ−ＩＶ線で切断した断面図。下段炎口と上段炎口に供給されるガス量の変化特性を示すグラフ。第２実施形態のコンロ用バーナの図４に相当する断面図。第３実施形態のコンロ用バーナの図４に相当する断面図。

図１を参照して、Ａはコンロ本体、Ｂはコンロ本体Ａの上面を覆う天板であり、天板Ｂに開設したバーナ用開口Ｂ１に臨ませてコンロ用バーナ１が設置されている。また、天板Ｂ上には、バーナ用開口Ｂ１を囲うようにして、バーナ１で加熱される鍋等の被加熱物を載せる五徳Ｃが載置される。尚、五徳Ｃは、環状の五徳枠Ｃ１と、五徳枠Ｃ１に放射状に取付けた複数の五徳爪Ｃ２とで構成される。

バーナ１は、バーナ用開口Ｂ１に挿通されるバーナボディ２と、バーナボディ２上のバーナヘッド３とを備えている。バーナヘッド３の外周面には、図２に示す如く、上下２段の炎口４Ｕ，４Ｌが周方向の間隔を存して多数開口している。尚、五徳Ｃの複数の五徳爪Ｃ２と同一方位に位置するバーナヘッド３の周方向複数箇所の部分を五徳爪合致部分３ａとして、各五徳爪合致部分３ａには、五徳爪Ｃ２に火炎が触れて不完全燃焼することを防止するため、上段炎口４Ｕを形成せずに下段炎口４Ｌのみを形成している。

バーナボディ２は、外側の筒体２１と中間の筒体２２と内側の筒体２３との内外３重の筒体で構成されている。外側筒体２１には、その上端部外周から垂下するスカート部２１ａが設けられている。そして、スカート部２１ａに、天板Ｂのバーナ用開口Ｂ１を覆うカバーリングＤを外挿し、バーナ用開口Ｂ１からの煮こぼれ汁の侵入をカバーリングＤで防止できるようにしている。また、五徳Ｃの五徳枠Ｃ１の内周の周方向１箇所又は複数箇所に突起Ｃ３を設けると共に、カバーリングＤの外周に突起Ｃ３が嵌合する切欠きＤ１を形成して、五徳Ｃを位相決めできるようにしている。

バーナヘッド３は、内周にバーナボディ２の中間筒体２２に嵌合する筒部３１ａを垂設した環状の下ヘッド部材３１と、下面にバーナボディ２の内側筒体２３に嵌合する筒部３２ａを垂設した円板状の上ヘッド部材３２とで構成されている。下ヘッド部材３１の上面外周部には、上ヘッド部材３２が着座する上環状壁３３が立設されている。上環状壁３３には、その上端面から下方に窪む上段炎口４Ｕとなる溝が周方向の間隔を存して多数形成されている。そして、これらの溝の上端が上ヘッド部材３２により閉塞されることで、下ヘッド部材３１と上ヘッド部材３２との間に上段炎口４Ｕが画成されるようにしている。

また、下ヘッド部材３１の下面外周部には、バーナボディ２の外側筒体２１の上端部に着座する下環状壁３４が垂設されている。下環状壁３４には、その下端面から上方に窪む下段炎口４Ｌとなる溝が周方向の間隔を存して多数形成されている。そして、これら溝の下端が外側筒体２１の上端部により閉塞されることで、バーナボディ２と下ヘッド部材３１との間に下段炎口４Ｌが画成されるようにしている。

尚、下段炎口４Ｌには、図３に明示する如く、上下方向寸法の異なる複数種の炎口がある。そして、各五徳爪合致部分３ａに形成する下段炎口４Ｌは、五徳爪Ｃ２に火炎が触れることを防止するために、上下方向寸法が比較的小さなものにし、また、五徳爪合致部分３ａの間の周方向部分には、上下方向寸法の比較的大きな下段炎口４Ｌを形成している。尚、このような大きな下段炎口４Ｌを連続して形成すると、燃焼性が悪化するため、大きな下段炎口４Ｌと小さな下段炎口４Ｌとを交互に形成している。

また、各五徳爪合致部分３ａに隣接する周方向部分に形成する下段炎口４Ｌは、上下方向寸法が最も大きく、上端が他の下段炎口４Ｌの上端よりも上方に位置する火移り炎口４Ｌａとしている。具体的には、火移り炎口４Ｌａ以外の下段炎口４Ｌの上下方向寸法を下環状壁３４の上下方向寸法より小さくし、火移り炎口４Ｌａの上下方向寸法を下環状壁３４の上下方向寸法と同一にしている。また、バーナヘッド３の外周面の上段炎口４Ｕと下段炎口４Ｌとの間の部分、即ち、上環状壁３３と下環状壁３４との間の下ヘッド部材３１の外周面の部分に、径方向外方に若干張出す張出し部３５を形成している。

バーナ１は、更に、バーナボディ２の中間筒体２２と内側筒体２３との間の空間に連通する上段炎口４Ｕ用の第１混合管５Ｕと、バーナボディ２の外側筒体２１と中間筒体２２との間の空間に連通する下段炎口４Ｌ用の第２混合管５Ｌとを備える。図２を参照して、第１混合管５Ｕには、共通のガス供給路６から分岐した第１分岐路６Ｕを介して燃料ガスが供給され、第２混合管５Ｌには、ガス供給路６から分岐した第２分岐路６Ｌを介して燃料ガスが供給される。そして、第１と第２の各混合管５Ｕ，５Ｌ内で燃料ガスと各混合管５Ｕ，５Ｌに吸い込まれる一次空気とが混合され、第１混合管５Ｕからの混合ガスがバーナボディ２の中間筒体２２と内側筒体２３との間の空間及び下ヘッド部材３１と上ヘッド部材３２との間の空間を介して上段炎口４Ｕから噴出し、第２混合管５Ｌからの混合ガスがバーナボディ２の外側筒体２１と中間筒体２２との間の空間及び外側筒体２１と下ヘッド部材３１との間の空間を介して下段炎口４Ｌから噴出するようにしている。

ガス供給路６には、点火時に開かれ、消火時に閉じる元弁７が介設され、第１と第２の各分岐路６Ｕ、６Ｌには、図示省略した火力調節用のレバーや摘みから成る操作部材に連動して開度が変化する第１と第２の各流量調節弁８Ｕ，８Ｌが介設されている。操作部材は、弱火位置から強火位置まで操作できるようになっている。操作部材を弱火位置から強火位置まで操作すると、第２流量調節弁８Ｌの開度が最小開度から次第に増加する。そして、下段炎口４Ｌへの供給ガス量は、図５にａ線で示す如く、下段炎口４Ｌでの逆火防止に必要な所定の最小量ＱＬｍｉｎから最大量ＱＬｍａｘまで漸増する。一方、第１流量調節弁８Ｕは、操作部材が所定の中間位置に達するまで開弁されず、中間位置を超えたところで所定開度まで急に開き、その後の強火位置への操作で開度が次第に増加する。そして、操作部材を弱火位置から強火位置まで操作したとき、図５にｂ線で示す如く、上段炎口４Ｕには中間位置に達するまでガスが供給されず、中間位置を超えたところで上段炎口４Ｕへの供給ガス量が上段炎口４Ｕでの逆火防止に必要な所定の最小量ＱＵｍｉｎに急増し、その後最大量ＱＵｍａｘまで漸増する。

具体的に説明すれば、下段炎口４Ｌの合計面積が１６３．５ｍｍ^２、上段炎口４Ｕの合計面積が２５６．６ｍｍ^２である場合、ＱＬｍｉｎは３３０ｋｃａｌ／ｈ（炎口負荷で２．０ｋｃａｌ／ｈ／ｍｍ^２）、ＱＬｍａｘは７４０ｋｃａｌ／ｈ（炎口負荷で４．５ｋｃａｌ／ｈ／ｍｍ^２）、ＱＵｍｉｎは８５０ｋｃａｌ／ｈ（炎口負荷で３．３ｋｃａｌ／ｈ／ｍｍ^２）、ＱＵｍａｘは３８１０ｋｃａｌ／ｈ（炎口負荷で１４．８ｋｃａｌ／ｈ／ｍｍ^２）に設定される。

上段炎口４Ｕでも燃焼させる場合、上段炎口４Ｕに火移り炎口４Ｌａから火移りされるまで操作部材を中間位置を超えて強火位置側に操作する。中間位置を超えると、上段炎口４Ｕへの供給ガス量はＱＵｍｉｎに急増するが、上段炎口４Ｕから噴出する実際のガス量がＱＵｍｉｎに増加するまでには多少とも時間がかかる。その結果、操作部材が中間位置から強火位置側に一定量変位した図５にｃで示す位置に達する前は、上段炎口４Ｕからの実際の噴出ガス量が瞬時にはＱＵｍｉｎまで増加しなくなる。そして、上段炎口４Ｕからの実際の噴出ガス量がＱＵｍｉｎ以上になる前に、火移り炎口４Ｌａから上段炎口４Ｕに火移りすると、上段炎口４Ｕからのガス噴出速度よりも燃焼速度が上回って、逆火を生ずる。

ここで、火移り炎口４Ｌａの上端と上段炎口４Ｕの下端との間の上下方向距離をＬＨ、火移り炎口４Ｌａの上下方向寸法をＬｈとして、ＬＨ＜１．５Ｌｈであると、操作部材を中間位置を超えて強火位置まで操作したときに、図５のｃの位置に達する前、即ち、上段炎口４Ｕからの実際の噴出ガス量がＱＵｍｉｎ以上になる前に、火移り炎口４Ｌａから上段炎口４Ｕに火移りして、逆火を生ずる恐れがある。一方、ＬＨ≧１．５Ｌｈであれば、上段炎口４Ｕからの実際の噴出ガス量がＱＵｍｉｎ以上になる前に火移り炎口４Ｌａから上段炎口４Ｕに火移りすることを防止でき、逆火を生じないことが実験的に確かめられた。また、ＬＨ＞２．５Ｌｈであると、上段炎口４Ｕへの火移りが過度に遅れ、その間に上段炎口４Ｕから放出される多量のガスに一気に着火して、大きな着火音を生ずる恐れがある。一方、ＬＨ≦２．５Ｌｈであれば、上段炎口４Ｕへの火移りが過度に遅れることはなく、大きな着火音を生じないことも実験的に確かめられた。従って、火移り炎口４Ｌａから上段炎口４Ｕに火移りさせる際の逆火と大きな着火音の発生を防止するには、１．５Ｌｈ≦ＬＨ≦２．５Ｌｈにすることが必要になる。本実施形態では、ＬＨを２Ｌｈ程度に設定している。

また、本実施形態において、上下方向寸法の大きな火移り炎口４Ｌａとするのは下段炎口４Ｌの一部のみであり、火移り炎口４Ｌａ以外の下段炎口４Ｌの上端の位置は、上段炎口４Ｕへの火移りを考慮することなく十分に低くすることができる。従って、下段炎口４Ｌのみで燃焼させるときの被加熱物に対する火力を十分に弱めることができ、火力の調節範囲を広く確保できる。

また、五徳爪合致部分３ａに形成する下段炎口４Ｌの上下方向寸法を比較的小さくするため、下段炎口４Ｌのみで燃焼させるときに、五徳爪合致部分３ａで発生する熱量が他部に比し低下する。然し、本実施形態では、各五徳爪合致部分３ａに隣接する周方向両側部分に火移り炎口４Ｌａを形成するため、五徳爪合致部分３ａでの熱量低下を火移り炎口４Ｌａで生ずる大きな火炎により補って、下段炎口４Ｌのみで燃焼させるときの熱分布の均一化を図ることができる。

次に、図６に示す第２実施形態と図７に示す第３実施形態について説明する。第２と第３の各実施形態の基本的な構成は上記第１実施形態と同様であり、第１実施形態と同様の部材に上記と同一の符号を付している。

第２実施形態の第１実施形態との相違点は、下段炎口４Ｌが開口するバーナヘッド３の下部外周面（下環状壁３４の外周面）を、第１実施形態よりも径方向内方にオフセットさせて、火移り炎口４Ｌａの上端から径方向外方に張出す下向きのオーバーハング面３６を形成したことである。また、第３実施形態の第１実施形態との相違点は、上環状壁３３と下環状壁３４との間の下ヘッド部材３１の外周面部分に形成する張出し部３５の外径を第１実施形態よりも大きくし、火移り炎口４Ｌａの上端から径方向外方に張出す下向きのオーバーハング面３６を形成したことである。

第２、第３実施形態によれば、オーバーハング面３６により、火移り炎口４Ｌａに生ずる火炎の立上りが抑えられる。そのため、火移り炎口４Ｌａの上端と上段炎口４Ｕの下端との間の上下方向距離ＬＨを火移り炎口４Ｌａの上下方向寸法Ｌｈの１．５倍未満の例えば１．３Ｌｈに設定しても、上段炎口４Ｕからの実際の噴出ガス量がＱＵｍｉｎ以上になる前に上段炎口４Ｕに火移りすることを防止でき、火移り時の逆火は生じない。そして、ＬＨを短くすることは、上段炎口４Ｕの上下方向寸法を大きくして、強火位置での火力を増加することに役立ち、有利である。

尚、オーバーハング面３６の火移り炎口４Ｌａの上端に対する径方向外方への張出し量をＲとして、Ｒ＜Ｌｈ／３であると、火移り炎口４Ｌａに生ずる火炎の立上りを抑えられなくなって、ＬＨ＜１．５Ｌｈに設定すると、火移り時の逆火を生ずる恐れがある。また、Ｒ＞Ｌｈであると、上段炎口４Ｕへの火移り不良を生ずる。従って、Ｌｈ／３≦Ｒ≦Ｌｈに設定することが好ましく、第２、第３実施形態ではＲを０．７Ｌｈ程度に設定している。

Ａ…コンロ本体、Ｂ…天板、Ｃ…五徳、Ｃ２…五徳爪、１…コンロ用バーナ、２…バーナボディ、３…バーナヘッド、３ａ…五徳爪合致部分、３６…オーバーハング面、４Ｕ…上段炎口、４Ｌ…下段炎口、４Ｌａ…火移り炎口、ＬＨ…火移り炎口の上端と上段炎口の下端との間の上下方向距離、Ｌｈ…火移り炎口の上下方向寸法、Ｒ…オーバーハング面の張出し量。

Claims

バーナボディ上に設けられるバーナヘッドの外周面に開口する上下２段の炎口を備え、下段炎口のみにガスを供給する状態と、上段炎口にもガスを供給する状態とに切換え自在とし、上段炎口へのガス供給の開始で下段炎口から上段炎口に火移りさせるようにしたコンロ用バーナにおいて、
下段炎口の一部を、上下方向寸法が他の下段炎口よりも大きく、上端が他の下段炎口の上端よりも上方に位置する火移り炎口とし、
火移り炎口の上端と上段炎口の下端との間の上下方向距離は、火移り炎口の上下方向寸法の２．５倍以下の範囲で、上段炎口からの実際の噴出ガス量が上段炎口での逆火防止に必要な所定量以上になる前に火移り炎口から上段炎口に火移りすることを防止できる距離に設定されることを特徴とするコンロ用バーナ。
前記上下方向距離は、前記火移り炎口の上下方向寸法の１．５〜２．５倍に設定されることを特徴とする請求項１記載のコンロ用バーナ。
前記バーナヘッドの外周面に、前記火移り炎口の上端から径方向外方に張り出す下向きのオーバーハング面が形成され、このオーバーハング面の火移り炎口の上端に対する径方向外方への張出し量は火移り炎口の上下方向寸法の１／３〜１倍に設定され、前記上下方向距離は火移り炎口の上下方向寸法の１．５倍よりも短く設定されることを特徴とする請求項１記載のコンロ用バーナ。
コンロの天板上に載置する五徳の複数の五徳爪と同一方位に位置する前記バーナヘッドの周方向複数箇所の部分を五徳爪合致部分として、各五徳爪合致部分には前記上段炎口を形成せずに前記下段炎口のみを形成し、各五徳爪合致部分に隣接する周方向部分に前記火移り炎口が形成されることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載のコンロ用バーナ。