JP2009186152A - 加熱調理器 - Google Patents

Abstract

【課題】調理容器の底面を均一に加熱して熱効率を効果的に向上させる。
【解決手段】ガスコンロ１において、調理容器Ｐが載置される器体２の天板３に、外周に複数の傾斜炎孔１５を配設して燃焼ガスを流通させる平面視円形状の燃焼領域１０を凹設し、各傾斜炎孔１５を、燃焼領域１０の半径方向から円周方向側へ夫々所定角度傾斜する向きで形成して、燃焼ガスが燃焼領域１０内を旋回しながら中央へ流れるようにする一方、燃焼領域１０の中央部に、燃焼ガスを下方へ導いて燃焼領域１０の外部へ排出させる燃焼ガス排気路１７を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガスコンロ等の加熱調理器に関する。

例えばガスコンロでは、特許文献１〜３に開示の如く、中央に炎孔を内向きとしたバーナを配置する一方、その上方に、鍋等の調理容器を載置する筒状の五徳を設けて、五徳の内周壁に排気窓を開設し、五徳内の空間に連通する燃焼ガス排気路に排気ファンを設けた構造が提案されている。この構造によれば、バーナの燃焼ガスは、調理容器の中心から放射方向へ移動して排気窓から吸い込まれ、強制的に排気されることになる。よって、排気窓に吸い込まれる直前まで調理容器の底部に接触することで、調理容器の下方が開放される従来の五徳を用いたものに比較して、高い熱効率を得ることができる。

特許第３６８８３８４号公報 特許第３７１０１０３号公報 特許第３７１２４６３号公報

しかし、こうして調理容器の下方を閉塞しても、燃焼ガスは調理容器の外周へ放射状に広がって排出されるため、調理容器の外周側へ行くほど排気抵抗が小さくなって熱が拡散しやすくなる。よって、調理容器の底面に対して加熱ムラが生じ、充分な熱効率の向上には至らなかった。

そこで、本発明は、調理容器の底面を均一に加熱でき、熱効率の効果的な向上が可能となる加熱調理器を提供することを目的としたものである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、調理容器が載置される器体の天板に、内周面に複数の炎孔を配設して燃焼ガスを流通させる平面視円形状の燃焼領域を凹設した加熱調理器であって、各炎孔を、燃焼領域の半径方向から円周方向側へ夫々所定角度傾斜する向きで形成して、燃焼ガスが燃焼領域内を旋回しながら中央へ流れるようにする一方、燃焼領域の中央部に、燃焼ガスを下方へ導いて燃焼領域の外部へ排出させる燃焼ガス排気路を設けたことを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１の構成において、中央部まで燃焼ガスの旋回を好適に維持するために、燃焼領域内に、燃焼ガスの旋回をガイドする平面視渦巻き状の複数のガイド板を、上端が調理容器の底面に当接する高さで夫々設けたことを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２の構成において、エネルギーの無駄を抑えるために、燃焼領域の中央部に達した燃焼ガスの一部を燃焼領域の下方を通過させて外周側の炎孔近傍へ戻す環流路を設けたことを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れかの構成において、熱効率の低下を抑制するために、炎孔に燃料ガスと一次空気との混合ガスを供給する混合ガス供給路を、燃焼領域と環流路との少なくとも一方に隣接させたことを特徴とするものである。
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れかの構成において、燃焼ガスを効率良く排気するために、燃焼ガス排気路に、燃焼ガスを強制排気させる排気ファンを設けたことを特徴とするものである。

請求項１に記載の発明によれば、中央へ向かって燃焼ガスを旋回させることで、中央へ行くに従って燃焼ガスの流速が上がって熱伝達率が上昇する。よって、調理容器の底面を均一に加熱でき、熱効率の効果的な向上が期待できる。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、ガイド板の採用により、炎孔からの旋回ベクトルのみでは中央側での旋回が弱まるようなことがあっても、中央部まで燃焼ガスの旋回を好適に維持可能となる。
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２の効果に加えて、環流路の採用により、燃焼ガスの流速が上がっても見かけ上調理容器の下部空間を通過する熱量を増加させ、エネルギーの無駄を抑えることができる。
請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至３の何れかの効果に加えて、燃焼ガスの流速を上げて調理容器の底面への熱伝達率を上昇させた結果、底面に相対する面放熱が増えることになっても、燃焼ガスの熱を混合ガスに吸熱させて火炎温度を上げて、熱効率の低下を抑制可能となる。
請求項５に記載の発明によれば、請求項１乃至４の何れかの効果に加えて、燃焼ガスを一箇所に集中させて効率良く強制排気可能となる。また、この集中排気により、排気中の有害成分の監視や低温の燃焼ガスからのドレンの回収等も容易となり、空燃比の調整や異常時の運転停止等も迅速に行える。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、加熱調理器の一例であるガスコンロの説明図で、ガスコンロ１は、器体２内の上下に加熱部４と熱交換部５とを夫々形成してなり、ガスコンロ１の中心には、バーナとなる加熱部４及び熱交換部５を貫通して過熱防止センサ７を収容する筒体６が設けられている。
まず加熱部４は、平面視が円形となる扁平な円盤状空間で、内部で上下に設けた水平な第１仕切板８及び第２仕切板９により、上方から、燃焼領域１０、環流路としての環流領域１１、上側混合ガス供給路１２とを仕切形成している。このうち最上段の燃焼領域１０は、器体２の天板３よりも低くなって、調理容器Ｐを載置した際にはその底面Ｐ１によって閉塞されるようになっている。このとき過熱防止センサ７は底面Ｐ１に当接し、筒体６は底面Ｐ１に近接する。

また、上側混合ガス供給路１２は、外周で立ち上がって燃焼領域１０と連通しており、この立ち上がり部１３の上端と燃焼領域１０との境目には、図２に示すように、中央上方へ向いた傾斜状の炎孔板１４が周設されている。この炎孔板１４には、燃焼領域１０の半径方向から円周方向側へ所定角度傾斜し、上側混合ガス供給路１２から供給される混合ガスを周方向へ噴出する傾斜炎孔１５，１５・・が、等間隔で複数突設されている。一方、燃焼領域１０の内側では、筒体６の外側で同軸且つ非接触で外装される外筒１６によって、燃焼領域１０と連通して下方へ伸びる筒状の燃焼ガス排気路１７が形成されている。

さらに、燃焼領域１０と環流領域１１とを仕切る第１仕切板８は、上側混合ガス供給路１２の立ち上がり部１３の内周側及び外筒１６の外周側と非接触となるリング状に形成されて、炎孔板１４の内側と燃焼ガス排気路１７の外側とで夫々燃焼領域１０と環流領域１１とを連通させている。この第１仕切板８の上面には、傾斜炎孔１５での混合ガスの燃焼で発生する燃焼ガスをその噴出方向に沿ってガイドし、周方向へ進むに従って徐々に中央部へ導く渦巻き状の上ガイド板１８，１８・・が複数立設されている。この上ガイド板１８は、上端が天板３の上面と一致する高さに形成されて、調理容器Ｐの底面Ｐ１に当接してこれを支持する五徳を兼ねている。また、第１仕切板８と第２仕切板９との間には、上ガイド板１８と対となり、且つ旋回方向が逆向きとなる下ガイド板１９，１９・・が設けられている。

そして、熱交換部５では、燃焼ガス排気路１７が放射方向へ広がって、半径方向の断面が蛇行状となるように形成されると共に、その燃焼ガス排気路１７の上側に隣接して、下側混合ガス供給路２０が、同じく半径方向の断面が蛇行状となるように形成されている。この下側混合ガス供給路２０の内周側は、燃焼ガス排気路１７の外周に沿って上昇して上側混合ガス供給路１２の内周側と接続されている。また、下側混合ガス供給路２０の外周端には、図示しない混合部が形成され、その混合部に、図示しないノズルと給気ファン２１とによって燃料ガスと燃焼に必要な量の一次空気とが夫々供給されるようになっている。さらに、燃焼ガス排気路１７も排気ファン２２に接続されて、燃焼領域１０の燃焼ガスを燃焼ガス排気路１７を介して外部へ強制排気可能としている。

以上の如く構成されたガスコンロ１においては、器体２の正面に設けた図示しない点火ボタンを押し操作すると、燃料ガスの供給路が開いてノズルから燃料ガスが供給されると共に、給気ファン２１が回転して一次空気も供給される。この燃料ガスと一次空気とが混合部で混合ガスとなって下側混合ガス供給路２０に供給され、下側混合ガス供給路２０を蛇行状に中心側へ移動して中央部で上昇し、加熱部４の上側混合ガス供給路１２に供給されて今度は放射状に移動して、立ち上がり部１３を介して炎孔板１４の各傾斜炎孔１５から円周方向に沿って噴出する。ここで、任意の傾斜炎孔１５の近傍に先端を突出させた図示しない放電電極の連続スパークにより、混合ガスに点火されて傾斜炎孔１５から火炎Ｆが周方向へ斜めに形成される。よって、隣接する傾斜炎孔１５に順番に火移りして全ての傾斜炎孔１５に火炎Ｆが形成されることになる。

この燃焼によって発生した燃焼ガスは、旋回流となって燃焼領域１０内を周方向に流れつつ、排気ファン２３の吸引によって徐々に燃焼領域１０の中心側へ導かれる。特に第１仕切板８には渦巻き状の上ガイド板１８が立設されているので、燃焼ガスは乱流を起こすことなく旋回流を維持したままスムーズに流れる。このように旋回する燃焼ガスと調理容器Ｐの底面Ｐ１との熱交換によって調理容器Ｐが加熱されることになるが、ここでは中心に近づくに従って流速が上がって熱伝達率が高くなり、調理容器Ｐの底面Ｐ１に対して均一な加熱が行える。

燃焼領域１０の中央部に達した燃焼ガスは、燃焼ガス排気路１７を通って下降するが、このとき、燃焼ガスの一部は燃焼ガス排気路１７へ流れずに第１仕切板８と外筒１６との間の隙間から環流領域１１に流れ込み、そのまま環流領域１１内を下ガイド板１９に沿って旋回しながら外周側へ流れ、第１仕切板８と立ち上がり部１３との間の隙間から再び燃焼領域１０に合流する。これにより、中心側の流速が上がっても見かけ上燃焼領域１０を通過する熱量を維持可能となる。また、第２仕切板９を挟んだ環流領域１１の燃焼ガスと上側混合ガス供給路１２の混合ガスとの熱交換で、混合ガスの温度を上げて火炎温度を上げることができる。よって、燃焼領域１０の中央で流速を上げて熱伝達率を高くしても、調理容器Ｐの底面Ｐ１に相対する面放熱を抑えて熱効率の低下を防ぐことができる。

一方、残りの燃焼ガスは、熱交換部５の燃焼ガス排気路１７を通って排気ファン２２を介して排出される。このときも、下側混合ガス供給路２０を流れる混合ガスとの熱交換によって混合ガスの温度を上げることができるため、環流領域１１と上側混合ガス供給路１２との熱交換と同様に廃熱を回収して混合ガスを予熱でき、熱効率の向上が期待できる。

このように、上記形態のガスコンロ１によれば、燃焼領域１０の内周面に設けた各傾斜炎孔１５を、燃焼領域１０の半径方向から円周方向側へ夫々所定角度傾斜する向きで形成して、燃焼ガスが燃焼領域１０内を旋回しながら中央へ流れるようにする一方、燃焼領域１０の中央部に、燃焼ガスを下方へ導いて燃焼領域１０の外部へ排出させる燃焼ガス排気路１７を設けたことで、中央へ行くに従って燃焼ガスの流速が上がって熱伝達率が上昇する。よって、調理容器Ｐの底面Ｐ１を均一に加熱でき、熱効率の効果的な向上が期待できる。
特にここでは、燃焼領域１０内に、燃焼ガスの旋回をガイドする平面視渦巻き状の複数の上ガイド板１８を、上端が調理容器Ｐの底面Ｐ１に当接する高さで夫々設けたことで、傾斜炎孔１５からの旋回ベクトルのみでは中央側での旋回が弱まるようなことがあっても、中央部まで燃焼ガスの旋回を好適に維持可能となる。

また、燃焼領域１０の中央部に達した燃焼ガスの一部を燃焼領域１０の下方を通過させて外周側の傾斜炎孔１５の近傍へ戻す環流領域１１を設けたことで、燃焼ガスの流速が上がっても見かけ上調理容器Ｐの下部空間を通過する熱量を増加させ、エネルギーの無駄を抑えることができる。
さらに、傾斜炎孔１５に混合ガスを供給する上側混合ガス供給路１２を、環流領域１１に隣接させたことで、燃焼ガスの流速を上げて底面Ｐ１への熱伝達率を上昇させた結果、底面Ｐ１に相対する面放熱が増えることになっても、燃焼ガスの熱を混合ガスに吸熱させて火炎温度を上げて、熱効率の低下を抑制可能となる。
そして、燃焼ガス排気路１７に、燃焼ガスを強制排気させる排気ファン２２を設けたことで、燃焼ガスを一箇所に集中させて効率良く強制排気可能となる。また、この集中排気により、排気中の有害成分の監視や低温の燃焼ガスからのドレンの回収等も容易となり、空燃比の調整や異常時の運転停止等も迅速に行える。

なお、加熱部や熱交換部の具体的な構造は上記形態に限らず、例えば燃焼領域では、内周面となる炎孔板を傾斜状でなく、上下方向に沿った向きとしたり、上ガイド板や下ガイドの数や形状を変更したりするのは勿論、傾斜炎孔の向きだけで燃焼ガスの旋回流が維持できれば、図３に示すように上ガイド板をなくして、燃焼領域１０内に調理容器Ｐの底面Ｐ１に当接する突起２３，２３・・を突設するようにしてもよい。また、燃焼領域と環流領域との内外の連通部は、リング状の隙間に限らず、スリットや透孔等に代えてもよい。
さらに、上記形態では、燃焼領域が調理容器によって閉塞される構造となっているが、図４に示すように、上ガイド板１８や突起の高さを高くすることで、調理容器Ｐの底面Ｐ１と燃焼領域１０との間に隙間を生じさせて、燃焼用空気の確保を図ることもできる。このように隙間が生じても、燃焼領域１０の内周面から内向きに形成される火炎Ｆによって燃焼ガスの旋回流と中央部での排気とは可能である。

一方、環流路としては、上記形態のように燃焼領域の略全面に対応する環流領域とせず、燃焼ガスが流れる環流通路を放射状に形成しても差し支えない。よって、加熱部における混合ガス供給路との接触態様も、混合ガス供給路を燃焼領域に隣接させたり、燃焼領域と環流路との双方に隣接させたりすることが考えられる。
そして、熱交換部では、燃焼ガス排気路と混合ガス供給路との蛇行を上下でなく左右にしたり、両者を渦巻き状に形成したり等の設計変更が可能である。

ガスコンロの説明図である。 加熱部の斜視図である。 加熱部の変更例の斜視図である。 ガスコンロの変更例の説明図である。

符号の説明

１・・ガスコンロ、２・・器体、３・・天板、４・・加熱部、５・・熱交換部、８・・第１仕切板、９・・第２仕切板、１０・・燃焼領域、１１・・環流領域、１２・・上側混合ガス供給路、１４・・炎孔板、１５・・傾斜炎孔、１７・・燃焼ガス排気路、１８・・上ガイド板、１９・・下ガイド板、２０・・下側混合ガス供給路、２１・・給気ファン、２２・・排気ファン、Ｐ・・調理容器、Ｐ１・・底面。

Claims (5)

1. 調理容器が載置される器体の天板に、内周面に複数の炎孔を配設して燃焼ガスを流通させる平面視円形状の燃焼領域を凹設した加熱調理器であって、
   前記各炎孔を、前記燃焼領域の半径方向から円周方向側へ夫々所定角度傾斜する向きで形成して、燃焼ガスが前記燃焼領域内を旋回しながら中央へ流れるようにする一方、
   前記燃焼領域の中央部に、燃焼ガスを下方へ導いて前記燃焼領域の外部へ排出させる燃焼ガス排気路を設けたことを特徴とする加熱調理器。
2. 前記燃焼領域内に、燃焼ガスの旋回をガイドする平面視渦巻き状の複数のガイド板を、上端が調理容器の底面に当接する高さで夫々設けたことを特徴とする請求項１に記載の加熱調理器。
3. 前記燃焼領域の中央部に達した燃焼ガスの一部を前記燃焼領域の下方を通過させて外周側の炎孔近傍へ戻す環流路を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の加熱調理器。
4. 前記炎孔に燃料ガスと一次空気との混合ガスを供給する混合ガス供給路を、前記燃焼領域と環流路との少なくとも一方に隣接させたことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の加熱調理器。
5. 前記燃焼ガス排気路に、燃焼ガスを強制排気させる排気ファンを設けたことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の加熱調理器。

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