JP2010019434A - バーナ用ガスノズル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】火力を絞ったときに、ノズル孔からのガス噴出速度の低下で一次空気の吸引不足を生ずることを防止し、絞り性能を可及的に向上できるようにしたバーナ用ガスノズル装置を提供する。
【解決手段】ノズル本体３の先端部に複数のノズル孔４₁，４₂，４₃が開設され、共通のガス供給路５から分岐させた各分岐ガス通路６₁，６₂，６₃を介して各ノズル孔４₁，４₂，４₃に個別に燃料ガスが供給される。これら分岐ガス通路のうちの所定の１つの分岐ガス通路６₁以外の分岐ガス通路６₂，６₃に開閉弁１０が介設される。燃料ガスの供給量の減少に応じて開閉弁１０を閉弁し、ノズル孔のトータルの有効開口面積を減少させる。また、ノズル本体内にノズル孔に向けて進退自在なニードルを設け、燃料ガスの供給量の減少に応じてニードルをノズル孔側に前進させて、ノズル孔の有効開口面積を減少させるようにしても良い。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガスバーナの混合管の上流端の流入口に臨むガスノズルを備えるバーナ用ガスノズル装置に関する。

元来、この種のガスノズルのノズル本体の先端部にはノズル孔が開設されており、ノズル孔から混合管の流入口に向けて燃料ガスを噴出させ、噴出ガス流によるエゼクタ効果で混合管に一次空気を吸引するようにしている。

また、従来、このようなガスノズルにおいて、ノズル本体内に、ノズル孔に流れ込むガス流に乱れを生じさせる障害物を設けたものも知られている。このものでは、ガスノズルへの燃料ガスの供給量の減少でノズル孔からのガス噴出速度が減速しても、ノズル孔から燃料ガスが乱流状態で噴出するため、混合管に一次空気が良好に吸引され、火力を弱火に絞っても失火しないとしている。

然し、上記ガスノズルを用いても、最大火力のインプット（燃料ガスの供給量）を大きくするために、ノズル孔の孔径を大きくすると、火力を絞ったときは、ノズル孔の孔径が小さなガスノズルに比しガス噴出速度が低下して、一次空気の吸引不足を生じ、最小絞り時の燃焼状態が不安定になる。そのため、燃焼状態が安定するまでインプットを上げる必要があり、絞り性能の一層の向上を図ることが困難になっている。
特開平１１−２１１０２８号公報

本発明は、以上の点に鑑み、絞り性能を可及的に向上できるようにしたバーナ用ガスノズル装置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、ガスバーナの混合管の上流端の流入口に臨むガスノズルを備えるバーナ用ガスノズル装置であって、ガスノズルのノズル本体の先端部に開設したノズル孔から流入口に向けて燃料ガスを噴出させ、噴出ガス流によるエゼクタ効果で混合管に一次空気を吸引するものにおいて、燃料ガスが噴出するノズル孔の有効開口面積が、燃料ガスの供給量の減少に応じて減少するように可変されることを特徴とする。

本発明によれば、燃料ガスの供給量の減少に応じてノズル孔の有効開口面積が減少するため、絞り時においてもガス噴出速度は低下せず、一次空気の吸引性能が良好に維持される。その結果、最大火力のインプットを大きくして、且つ、最小絞り時のインプットをかなり低く設定しても、最小絞り時に安定して燃焼する。従って、絞り性能を可及的に向上できる。

ところで、ノズル孔の有効開口面積を可変する具体的な構造の１つとしては、ノズル本体の先端部にノズル孔が複数開設され、共通のガス供給路から分岐させた各分岐ガス通路を介して各ノズル孔に個別に燃料ガスが供給され、これら分岐ガス通路のうちの所定の１つの分岐ガス通路以外の分岐ガス通路に開閉弁が介設され、開閉弁を閉弁することでノズル孔のトータルの有効開口面積を減少させることが挙げられる。

この場合、最小絞り時には、所定の分岐ガス通路に対応する所定のノズル孔から燃料ガスが噴出することになる。ここで、所定のノズル孔の孔径は、最小絞り時に一次空気の吸引性能を良好に維持するため、ガス噴出速度が速くなるように小径に設定される。そして、他のノズル孔を全てこのような小径に形成したのでは、最大火力のインプットを大きくするために、ノズル孔の個数を増やすことが必要になる。これに対し、複数のノズル孔のうち所定の分岐ガス通路に対応する所定のノズル孔を除く少なくとも１つのノズル孔の孔径を所定のノズル孔の孔径より大きくすれば、ノズル孔の個数を然程増やさずに最大火力のインプットを大きくすることができ、有利である。

また、ノズル孔の有効開口面積を可変する具体的な構造の他の１つとしては、ノズル本体内に設けた、ノズル孔に向けて進退自在なニードルと、ニードルを進退駆動する駆動源とを備え、ニードルをノズル孔に挿入することでノズル孔の有効開口面積を減少させることが挙げられる。

図１を参照して、１はコンロ等に設置するブンゼン式ガスバーナの混合管を示している。混合管１には、その上流端の流入口１ａに臨ませて配置したガスノズル２から燃料ガスが供給される。そして、ガスノズル２からの噴出ガス流によるエゼクタ効果で混合管１に一次空気が吸引されて、混合管１内で燃料ガスと一次空気とが混合され、混合ガスがガスバーナの図示しない炎孔から噴出して燃焼する。

ガスノズル２のノズル本体３の先端部には、第１乃至第３の３個のノズル孔４₁，４₂，４₃が開設されている。そして、これら各ノズル孔４₁，４₂，４₃に、共通のガス供給路５から分岐させた第１乃至第３の各分岐ガス通路６₁，６₂，６₃を介して個別に燃料ガスを供給している。各分岐ガス通路６₁，６₂，６₃は、ノズル本体３に各ノズル孔４₁，４₂，４₃に連通するように形成した各通路孔６ａと、各通路孔６ａに連通するようにノズル本体３の尾端部に配管接続される各分岐管６ｂとで構成されている。これら分岐管６ｂは、ノズル本体３の尾端部にかしめ付けた押え板６ｃによりノズル本体４に抜け止めされている。尚、図１では、３個のノズル孔４₁，４₂，４₃がノズル本体３の径方向に並設されているが、実際には、図２に示す如く、３個のノズル孔４₁，４₂，４₃が周方向に間隔を存して配置されている。

ガス供給路５には、火力調節摘み７に連動する電動式の流量調節弁８が介設されている。火力調節摘み７は、最小火力位置から最大火力位置までの複数の位置に回動操作可能である。図示例では、最小火力位置を「１」位置とし、最大火力位置を「５」位置としている。そして、火力調節摘み７の操作位置を検出するポジションセンサ７ａを設け、該センサ７ａからの信号を流量調節弁８を制御するコントローラ９に入力している。流量調節弁８は、火力調節摘み７の「１」位置で最小開度、「５」位置で最大開度になるように制御される。

また、第２と第３の各分岐ガス通路６₂，６₃には、コントローラ９で開閉制御される電磁式の開閉弁１０が介設されている。そして、火力調節摘み７が「５」位置と「３」位置との間で操作されるときは、第２と第３の両分岐ガス通路６₂，６₃に介設した開閉弁１０，１０を開弁した状態に保持して、第１乃至第３の３つのノズル孔４₁，４₂，４₃から燃料ガスが噴出されるようにしている。また、火力調節摘み７が「２」位置に操作されたときは、第３分岐ガス通路６₃に介設した開閉弁１０を閉弁して、第１と第２の２つのノズル孔４₁，４₂から燃料ガスが噴出されるようにし、火力調節摘み７が「１」位置に操作されたときは、第２分岐ガス通路６₂に介設した開閉弁１０も閉弁して、第１ノズル孔４₁のみから燃料ガスが噴出されるようにする。即ち、第１乃至第３の３つのノズル孔４₁，４₂，４₃のトータルの有効開口面積（燃料ガスが噴出する部分の面積）が燃料ガスの供給量の減少に応じて減少されるようにする。

ここで、ノズル孔が１個のみのガスノズルを用いる場合、最大火力でのインプット（バーナへの燃料ガスの供給量）を例えば３４５０ｋｃａｌ／ｈ（ガス種１３Ａ）にするのに必要なノズル孔の孔径（直径）は１．４０ｍｍになる。このノズル孔では、最小火力でのインプットを３５０ｋｃａｌ／ｈ程度にすると、ノズル孔からのガス噴出速度が遅くなりすぎて、一次空気の吸引不足を生じ、燃焼状態が不安定になる。

一方、本実施形態では、火力調節摘み７を「１」位置にしたとき、即ち、最小火力に絞ったときは、第１ノズル孔４₁のみから燃料ガスが噴出する。そして、第１ノズル孔４₁の孔径を０．４８ｍｍ程度に設定しておけば、最小火力でのインプットが３５０ｋｃａｌ／ｈ程度と低くなっても、噴出ガス速度は低下せず、一次空気の吸引性能が良好に維持されて、安定して燃焼する。従って、絞り性能を可及的に向上できる。

尚、第２ノズル孔４₂の孔径は、「２」位置でのインプットが６００ｋｃａｌ／ｈ程度である場合、０．４２ｍｍ程度に設定しておけば良い。また、第３ノズル孔４₃の孔径は、第１乃至第３の３つのノズル孔４₁，４₂，４₃のトータルで１．４０ｍｍになるように、０．６４ｍｍ程度に設定される。このように、第３ノズル孔４₃の孔径を第１ノズル孔４₁の孔径より大きくすることで、ノズル孔の個数を然程増やさずに最大火力のインプットを大きくすることができる。

次に、図３に示す第２実施形態について説明する。尚、図３において、上記第１実施形態と同様の部材には上記と同一の符号を付している。第２実施形態では、ノズル本体３の先端部に、大径のノズル孔４が１個だけ開設されている。ノズル本体３内には、ノズル孔４に向けて進退自在なニードル１１が設けられている。そして、ニードル１１をコントローラ９で制御される駆動源１２により進退駆動するようにしている。尚、駆動源１２としては、電磁ソレノイドを用いることができ、また、電動モータと該モータの回転をニードル１１の直線運動に変換する送りねじ機構とで駆動源１２を構成しても良い。また、駆動源１２にガス供給路５が干渉しないように、ノズル本体３の周壁部に流入ポート１３を開設し、この流入ポート１３にガス供給路５の下流端を接続している。

ニードル１１は、先端の小径部１１ａと小径部１１ａより大径の大径部１１ｂとから成る段付き形状に形成されている。大径部１１ｂは、ノズル孔４の孔径より所定量だけ小径に形成される。

火力調節摘み７が最大火力の「５」位置と「３」位置との間で操作されるときは、ニードル１１は小径部１１ａがノズル孔４に挿入されない後退位置（図３の実線示の位置）に保持される。火力調節摘み７が「２」位置に操作されたときは、ニードル１１が駆動源１２により所定ストローク前進して、小径部１１ａがノズル孔４に挿入され、燃料ガスが噴出するノズル孔４の有効開口面積が減少する。火力調節摘み７が「１」位置に操作されたときは、ニードル１１が更に前進して、図３に仮想線で示す如く、大径部１１ｂがノズル孔４に挿入され、ノズル孔４の有効開口面積が更に減少する。これにより、インプットを絞ったときの噴出ガス速度の低下が防止され、一次空気の吸引性能が良好に維持される。従って、上記第１実施形態と同様に絞り性能を可及的に向上できる。

尚、ニードル１１にテーパを付けて、ノズル孔４の有効開口面積を無段階に可変することも可能である。

本発明の第１実施形態のガスノズル装置を示す切断側面図。 第１実施形態のガスノズルを示す斜視図。 本発明の第２実施形態のガスノズル装置を示す切断側面図。

符号の説明

１…混合管、１ａ…流入口、２…ガスノズル、３…ノズル本体、４，４₁，４₂，４₃…ノズル孔、５…ガス供給路、６₁，６₂，６₃…分岐ガス通路、１０…開閉弁、１１…ニードル、１２…駆動源。

Claims (4)

1. ガスバーナの混合管の上流端の流入口に臨むガスノズルを備えるバーナ用ガスノズル装置であって、
   ガスノズルのノズル本体の先端部に開設したノズル孔から流入口に向けて燃料ガスを噴出させ、噴出ガス流によるエゼクタ効果で混合管に一次空気を吸引するものにおいて、
   燃料ガスが噴出するノズル孔の有効開口面積が、燃料ガスの供給量の減少に応じて減少するように可変されることを特徴とするバーナ用ガスノズル装置。
2. 前記ノズル本体の先端部に前記ノズル孔が複数開設され、共通のガス供給路から分岐させた各分岐ガス通路を介して各ノズル孔に個別に燃料ガスが供給され、これら分岐ガス通路のうちの所定の１つの分岐ガス通路以外の分岐ガス通路に開閉弁が介設され、開閉弁を閉弁することでノズル孔のトータルの有効開口面積を減少させることを特徴とする請求項１記載のバーナ用ガスノズル装置。
3. 前記複数のノズル孔のうち前記所定のガス供給路に対応する所定のノズル孔を除く少なくとも１つのノズル孔の孔径を所定のノズル孔の孔径より大きくすることを特徴とする請求項２記載のバーナ用ガスノズル装置。
4. 前記ノズル本体内に設けた、前記ノズル孔に向けて進退自在なニードルと、ニードルを進退駆動する駆動源とを備え、ニードルをノズル孔に挿入することでノズル孔の有効開口面積を減少させることを特徴とする請求項１記載のバーナ用ガスノズル装置。
   

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