JP2011520083A - オープン・ループ・ガス・バーナ - Google Patents

Abstract

ガスバーナは、オープンループ構造と複数の側部とを伴う空気−ガス混合物分配部を有する。空気−ガス混合物分配部が上部加熱面を有し、上部加熱面上に複数のポートが配置される。空気−ガス混合物分配部の複数の側部のうちの１つに注入口が配置され、空気−ガス混合物分配部の内側に分配ディフューザが装着される。

Description

本開示は、一様なあるいは分散した火炎特性、一様なあるいは分散した加熱状態、および、均一な圧力分布をバーナ全体にわたって達成するオープンループ構造を有するガスバーナに関する。

従来のガスバーナは、調理表面を加熱するためにグリルアセンブリおよびグリドルアセンブリで使用される。大気バーナおよび動力バーナを含む２つのタイプのガスバーナが一般に使用される。大気バーナは、火炎を形成するために空気−ガス混合物が点火され得る様々なバーナポートで空気−ガス混合物を供給するためにガス供給源からのガスの静圧にのみに依存する。動力バーナは、ファンまたはブロワを利用するとともに、空気とガスとの混合を促進させて大気圧よりも一般に高い圧力で空気−ガス混合物をバーナへ更に供給するためにバーナの注入口の前にガス供給源に接続される。

従来のガスバーナは、バーナの構造に固有である、一様でない火炎特性、一様でない加熱状態、および、不均一な圧力分布に起因して性能欠陥を呈する。従来のガスバーナの一様でない火炎特性は、しばしば、調理表面上に一様でない加熱状態を引き起こす。これらの一様でない加熱状態は、調理表面に沿う局所的に熱いあるいは冷たいスポットとして現れ、それにより、調理が予測できない一貫性のないものになる。

一様でない火炎特性は、主に、ガスバーナの構造の結果である。クローズドループ構造はバーナの後端に煙道を有しており、そのため、燃焼排ガスの全てがその特定の領域へと移動する。燃焼排ガスの後端への移動は、その領域に過度の発熱をもたらし、その結果、一様でない火炎特性および一様でない加熱状態が存在する。

従来のガスバーナにおける不均一な圧力分布は、主に、バーナのポートの真下にディフューザを位置させている結果である。この形態は、ポートの近接近に起因して、ガスが圧力を一様にするための空間をディフューザの上側に形成しない。ディフューザの位置決めによって引き起こされる不均一な圧力分布は、ガスバーナの分配部全体にわたるガスの一様でない分布に起因して、ポンという破裂音、逆火、または、過度の火炎上昇ももたらし得る。更に、従来のガスバーナにおけるディフューザおよび注入口の位置は、パッケージングを困難にし得る前後総寸法をバーナに与える。最終的なアセンブリは、ガスバーナの前後寸法が更に短いことが有利になる。

したがって、必要に応じた一様なあるいは分散した火炎特性、一様なあるいは分散した加熱状態、および、均一な圧力分布をバーナの全体にわたって達成するガスバーナが必要である。また、安定した燃焼を行なって、ポンという破裂音や逆火を排除するとともに、全体のエネルギー効率を高める構造を有するガスバーナが必要とされる。

本開示は、複数のバーナポートから分配される一様な火炎特性を達成するオープンループ構造を有するガスバーナを提供する。複数のバーナポートは、バーナによって加熱されるべき表面上で均一な温度分布を得るように分布される。

本開示は、一様なあるいは分散した加熱状態と均一な圧力分布とをバーナ全体にわたって伴う空気−ガス混合物分配部を有するガスバーナを更に提供する。空気−ガス混合物分配部は、バーナポートへ与えられる十分に混合された空気およびガスを供給する。

更にまた、本開示は、可燃性ガスの供給源に結合される空気−ガス混合物分配部への注入口も提供する。

また、本開示は、バーナの注入口に結合されるとともに、空気と可燃性ガスとを混合させてそれを増大させた圧力でガスバーナへ供給するファンを有するガスバーナも提供する。

更に、本開示は、バーナのポートが、空気−ガス混合物分配部の略平坦な上面に形成され且つバーナの熱特性を釣り合わせるように配置される幾つかのスロットを有することを提供する。ポートは、加熱されるべき表面に対して所望の温度分布を与えるようになっているパターンを形成するべく構成される。一実施形態において、ポートは、一連のポート横列と一連のポート縦列とが交互に配置される配列を成して設けられる。

また、本開示は、空気−ガス分配部への注入口の近傍に位置された分配ディフューザを有するガスバーナも提供する。分配ディフューザは、空気−ガス混合物分配部への注入口と上部加熱面との間に位置されており、バーナ内の空気−ガス混合物の圧力が釣り合わされるような距離までバーナの側部に沿って延びる。この構造は、従来の前側燃料投入ではなく下側燃料投入をもたらすが、本開示は、従来の前側投入の使用も考慮する。

本開示のこれらの利点および他の利点並びに利益は、オープンループ構造で形成される空気−ガス混合物分配部を有するガスバーナによって与えられる。ガスバーナは、オープンループ構造を与えるように形成される任意の数の側部を有することができる。一実施形態において、ガスバーナは、第１の側部、第２の側部、および、第３の側部を有する。空気−ガス混合物分配部は上部加熱面を有する。複数のポートが上部加熱面に配置される。空気−ガス混合物分配部には注入口が配置されるとともに分配ディフューザが内部に装着される。

本開示の前述した他の特徴および利点は、以下の詳細な説明、図面、および、添付の請求項から当業者により認識されて理解される。

オープンループ構造を有する本開示のガスバーナの第１の実施形態の右側斜視図である。

図１のガスバーナの左側斜視図である。

ガスバーナがバーナ・トレイ・アセンブリ内に描かれる図１のガスバーナの斜視図である。

ガスバーナが図３のバーナ・トレイ・アセンブリ内に装着される図１のガスバーナの平面図である。

図１の分配ディフューザの斜視図である。

図１のガスバーナで使用される空気−ガス分配部の第２の実施形態の右側斜視図である。

図１のガスバーナで使用される空気−ガス分配部の第３の実施形態の右側斜視図である。

図面、特に図１を参照すると、参照符号１００によって全体的に表わされるガスバーナが示されている。一実施形態では、ガスバーナ１００が空気−ガス混合物分配部１０５を有する。空気−ガス混合物分配部１０５は、複数の側部を有するオープンループまたはＵ形状構造を成す。一実施形態において、空気−ガス混合物分配部１０５は、２つの長い側部１１０、１１５と、１つの短い側部１２０とを有する。この形態では略平坦である空気−ガス混合物分配部１０５の上部加熱面１３０には複数の開口またはポート１２５が配置される。ガスバーナ１００は、空気−ガス混合物分配部１０５の端部に注入口１３５を更に含む。注入口１３５の近傍には分配ディフューザ１４０が設けられる。

本開示のガスバーナ１００は、熱をより効率的に利用し、有益である。これは、バーナポートがバーナの後端に配置されていないからであり、したがって、燃焼排ガスが逃げるための排出口が存在するからである。ガスバーナ１００のオープンループ構造は、熱が必要とされない場所で熱を排除するため、バーナの後端を通じた自然な熱対流をもたらす。後端の熱い燃焼排ガスは、余熱をバーナのその領域へと供給する。また、ガスバーナ１００は、同じ熱特性を得るために必要なガスが少量で済むため、エネルギー効率が良い。所望の温度分布を得るために必要な流入量が少ないため、火炎安定性が向上される。更に、ガスバーナ１００は、制御および精度が向上するとともに、デザインの柔軟性にによりバーナのパッケージングを更に容易にする。

分配ディフューザ１４０は、空気−ガス混合物分配部１０５に対して均一な圧力分布を与える。また、圧力の均一な分布は、一様なあるいは分散した火炎特性をポート１２５に対して与えるのに更に役立つ。一実施形態において、分配ディフューザ１４０は、バーナ１００内の空気−ガス混合物の圧力を釣り合わせるように注入口１３５と上部加熱面１３０との間に位置される。また、分配ディフューザ１４０は、バーナ１００内の空気−ガス混合物の圧力を釣り合わせるのに十分な距離まで長い側部１１０、１１５に沿って延びることもできる。

特に図５を参照すると、分配ディフューザ１４０は、上面２００、２つの下面２０５、２１０、および、２つの側面２１５、２２０を有して示されている。側面２１５、２２０はそこに複数の穴２２５を有する。上面２００はメッシュスクリーンから形成されることができる。分配ディフューザ１４０の形態は、それが上面２００の下側および側面２１５、２２０間に配置される下側チャンバ２３０を形成するため有利である。ガス圧は、下側チャンバ２３０内で一様にした後、空気−ガス混合物分配部１０５の全体にわたって更に均一に分配されることができる。

また、この形態は、それが従来の前側燃料投入ではなく下側燃料投入を成すため、有利である。また、この形態は、バーナ１００全体にわたる、一様なあるいは分散した火炎特性、一様なあるいは分散した加熱状態、および、均一な圧力分布を含む更なる予期しない結果を与える。分配ディフューザ１４０のこの形態を有する他の利点は、燃料が空気−ガス混合物分配部１０５に入ることができる場所で柔軟性があるため製造が容易になるという点である。更に、分配ディフューザ１４０の前述した構造では、ポンという破裂音および逆火が排除される。また、本開示は、空気−ガス混合物分配部１０５への前側燃料投入も意図する。

ディフューザ１４０は、上面２２０に接続されるスクリーン２４０を有することができる。スクリーン２４０は、短い側部１２０に沿って延びることができるとともに、少なくとも一部が長い側部１１０、１１５に沿って延びることができる。したがって、スクリーン２４０は、分配部１０５内の空気−ガス混合物圧力を釣り合わせるのに役立つ。スクリーン２４０は、空気−ガス混合物がスクリーンを通過してポート１２５から出ることができるようにメッシュ材料から形成されることができる。

図３を参照すると、ガスバーナ１００は、バーナ・トレイ・アセンブリ１４５内に取り付けられることができる。バーナ・トレイ・アセンブリ１４５は、前壁１５０と、後壁１５５と、下壁１６０とを含む。一実施形態では、バーナ・トレイ・アセンブリ１４５内に断熱層１６５が配置される。断熱層１６５は、前壁１５０、後壁１５５、および、下壁１６０の内側に沿って配置される。断熱層１６５は断熱材料を備えることができる。あるいは、前壁１５０、後壁１５５、および、下壁１６０の内側に沿って空気層を配置して断熱を行なうこともできる。他の実施形態では、バーナ・トレイ・アセンブリ１４５が温度センサ１７０を有する。温度センサ１７０は、下壁１６０を貫通するとともに、ガスバーナ１００のバーナ加熱領域の略中心に位置される開放域を貫通して延びる。

ガスバーナ１００は、ガス注入バルブ１７７、ブロワ１７５、および、供給パイプ１８０を含むバルブ機構によって制御される。注入バルブ１７７およびブロワ１８０は、供給パイプ１８０と流体連通しており、空気およびガスを供給パイプ１８０へ供給する。供給パイプ１８０は、前壁１５０を貫通して延びるとともに、空気−ガス混合物をガスバーナ１００へ供給するために分配部１０５と流体連通している。ブロワ１７５は、空気とガスとの混合を容易にするとともに、大気圧よりも大きい圧力の空気−ガス混合物をガスバーナ１００へ供給する。また、ガスバーナ１００の上部加熱面１３０にある燃料流を点火するために、点火装置１８５が前壁１５０を貫通して延びる。一実施形態では、コントローラ（図示せず）が、注入バルブ１７７、ブロワ１７５、および、点火装置１８５を自動的に作動させることができる。他の実施形態では、注入バルブ１７７、ブロワ１７５、および、点火装置１８５を手動で作動させることができる。

ここで、図４を参照すると、ガスバーナ１００を上から見た図が示されている。一実施形態において、ポート１２５は、一連のポート横列１９０と一連のポート縦列１９５とが交互に配置される配列を成すことができる。一実施形態において、ポート１２５は、上部加熱面１３０の全体にわたって一様なあるいは分散した火炎特性が存在するように細長い長方形形状またはスロット形状を有する。配列は、温度センサ１７０の近傍の長い側部１１０、１１５の部分に、ガスバーナ１００の他のすべての部分におけるよりも少ない数のポート１２５を有する。他の実施形態において、ポート１２５は、一様なあるいは分散した火炎特性と一様なあるいは分散した加熱状態とをガスバーナ１００よりも上側の表面に対して与える任意の他の配置を成すことができる。例えば、ポート１２５は、ガスバーナ１００の長い側部１１０、１１５および短い側部１２０から離れて長手方向軸に対して略垂直にあるいは略平行に方向付けることができる。ポート１２５は、穴、スロット、または、可燃性ガスを効果的に解放する任意の他の形状を成すことができる。ポート配列は、略一様な熱分布および最適な熱特性をガスバーナ１００に与える。

図示の実施形態では、空気−ガス分配部１０５の長い側部１１０、１１５および短い側部１２０が一連の長方形または正方形形状である。しかしながら、本開示は、円形、長円、三角形、および、加熱されるべき表面に対して火炎を与えるのに適する他の形状など、空気−ガス分配部１０５の側部に関して他の形状も考慮する。

図６および図７を参照すると、本開示の空気−ガス分配部の別の形態が示されている。図６に示されるように、空気−ガス分配部２０５は、ベース側部２２０と、左側部２１０と、右側部２１５とを有する。また、左側部２１０および右側部２１５には端部バーナ部２１２、２１７がそれぞれ接続される。端部バーナ部２１２、２１７は、左側部２１０および右側部２１５からそれぞれ離れる方向で互いの方へ向かって突出しており、したがって、バーナ１００が使用中のときに空気−ガス分配部２０５の上側に位置され、より広い範囲で表面の加熱をすることになる。このように、分配部２０５は、一端に開口を有する正方形または長方形に似ている。この配置では、オープンループ構造、および、前述したオープンループ構造の利点の全てが維持される。

図７に示されるように、空気−ガス分配部３０５は、ベース側部３２０と、左側部３１０と、右側部３１５とを有する。また、左側部３１０および右側部３１５には端部バーナ部３１２、３１７がそれぞれ接続される。端部バーナ部３１２、３１７は、左側部３１０および右側部３１５からそれぞれ離れる方向で互いの方へ向かって突出する。また、左側部３１０および右側部３１５は中間バーナ部３１４、３１９をそれぞれ有する。左中間バーナ部３１４および右中間バーナ部３１９は、左側部３１０および右側部３１５に対してこれらの側部の長さに沿うほぼ中間で接続されるとともに、空気−ガス分配部３０５の中央へと突出する。この場合も先と同様に、この配置は、オープンループ構造を依然として維持しつつ、より広い範囲で表面の加熱をすることになる。分配部２０５または３０５のいずれかがバーナ１００で使用されることができる。

１つ以上の実施形態に関連して本開示を説明してきたが、当業者であれば分かるように、本開示の範囲から逸脱することなく、様々な変更を行なってもよく、また、その要素の代わりに等価物が使用されてもよい。また、本開示の範囲から逸脱することなく、特定の状況または材料を本開示の教示内容に適合させるべく多くの修正がなされてもよい。したがって、本開示を考えられる最良の態様として開示される特定の実施形態に限定しようとするものではなく、本開示は、添付の請求項の範囲に入る全ての実施形態を含む。

Claims (20)

1. 空気−ガス混合物の圧力を内部で均一に分配するためのガスバーナであって、
   複数の側部を伴うオープンループ構造を有する空気−ガス混合物分配部と、
   複数のポートが配置されて成る前記空気−ガス混合物分配部上の上部加熱面と、
   前記空気−ガス混合物分配部の前記複数の側部のうちの１つに配置され、空気−ガス混合物を受けるための注入口とを備える、ガスバーナ。
2. 前記空気−ガス混合物分配部の前記複数の側部のうちの１つに装着される分配ディフューザを更に備える、請求項１に記載のガスバーナ。
3. 前記複数の側部は、第１の側部、第２の側部、および、第３の側部であり、前記第１の側部は、前記第２の側部および前記第３の側部のいずれよりも短い、請求項１に記載のガスバーナ。
4. 前記上部加熱面が略平坦である、請求項１に記載のガスバーナ。
5. 前記分配ディフューザは、前記空気−ガス混合物の圧力を釣り合わせるために前記注入口と前記上部加熱面との間で前記空気−ガス混合物分配部内に位置される、請求項２に記載のガスバーナ。
6. 前記分配部の前記第１の側部内には、前記分配ディフューザと前記注入口との間にチャンバが配置される、請求項５に記載のガスバーナ。
7. 前記注入口は、前記空気−ガス混合物分配部の前記第１の側部の底部を貫通して前記空気−ガス混合物分配部に入る、請求項１に記載のガスバーナ。
8. ガスバーナがバーナ・トレイ・アセンブリ内に装着される、請求項１に記載のガスバーナ。
9. 供給パイプに流体連通するガス注入バルブおよびブロワを更に備え、前記供給パイプが前記注入口と流体連通する、請求項１に記載のガスバーナ。
10. 前記複数のポートは、前記側部の長手方向軸に対して平行および垂直なポートの列を成して配置される、請求項１に記載のガスバーナ。
11. ポートの前記パターンは、前記分配部よりも上側の表面を均一に加熱するための一様なあるいは分散した加熱パターンを与える、請求項１０に記載のガスバーナ。
12. オープンループ構造を有するガスバーナが装着される前壁、後壁、および、下壁と、
    前記前壁、前記後壁、および、前記下壁の内側に沿って配置される断熱層と、
    前記下壁を貫通して延びる温度センサとを備える、バーナ・トレイ・アセンブリ。
13. 前記ガスバーナが複数の側部を有する空気−ガス混合物分配部を有する、請求項１２に記載のバーナ・トレイ・アセンブリ。
14. 前記複数の側部のそれぞれが上部加熱面を有する、請求項１３に記載のバーナ・トレイ・アセンブリ。
15. 前記複数の側部は、第１の側部、第２の側部、および、第３の側部である、請求項１３に記載のバーナ・トレイ・アセンブリ。
16. 前記上部加熱面上には複数のポートが配置される、請求項１４に記載のバーナ・トレイ・アセンブリ。
17. 前記空気−ガス混合物分配上には前記第１の側部に注入口が配置される、請求項１５に記載のバーナ・トレイ・アセンブリ。
18. 前記空気−ガス混合物分配部内の前記第１の側部に分配ディフューザが装着される、請求項１５に記載のバーナ・トレイ・アセンブリ。
19. 前記ガスバーナ全体にわたって圧力を釣り合わせるために前記分配ディフューザが前記注入口と前記上部加熱面との間で前記空気−ガス混合物分配部内に位置される、請求項１８に記載のバーナ・トレイ・アセンブリ。
20. 前記分配ディフューザは、前記ガスバーナ内の圧力を釣り合わせて一様なあるいは分散した火炎特性を前記上部加熱面に対して与えるのに十分な距離まで前記複数の側部に沿って延びる、請求項１８に記載のバーナ・トレイ・アセンブリ。

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