JP5158812B2

JP5158812B2 - 板金製グリルバーナ

Info

Publication number: JP5158812B2
Application number: JP2009152689A
Authority: JP
Inventors: 秀樹重野
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2009-06-26
Filing date: 2009-06-26
Publication date: 2013-03-06
Anticipated expiration: 2029-06-26
Also published as: JP2011007442A

Description

本発明は、焼き物調理を行うグリル用バーナに関し、さらに詳しくは、グリル用の板金製上火バーナに関するものである。

従来のグリル用バーナについて、特開平７−７１７６２号公報（グリル装置、特許文献１）に記載されたガステーブルのグリルを例にとって、図５を参照しながら説明する。図５は、ガステーブルのグリルの概略斜視図と上火バーナの底面図である。
この従来のガステーブルにおけるグリルは、図５(ａ)に示されるように、前面に焼き物を出し入れする開口４１と、天井の後部に排気口４３を有するグリル室４を備えており、このグリル室４には両側下部に左右一対の下火バーナ５,５と、天井の中央に上火バーナ６が設けられている。

上記上火バーナ６は、図５(ｂ)に示されるように、セラミックプレートを備えたセラミックバーナであり、下面に環状の燃焼面６１を有し、グリル室４の天井板４２の下面に外側押え板６２と内側押え板６３により固定されている。
このように従来のグリルでは、上火バーナとしてセラミックバーナが使用されているので、どうしても製造コストが高くなるという問題を有している。
なお、符号７及び８は第１及び第２常火パイロットバーナであり、符号９はガス供給路９０に設けられた安全弁９１、メイン弁９２、ガバナ９３、及び絞り弁Ｖ１,Ｖ２から成る火力調整装置であり、符号７１及び６４は第１及び第２の点火装置である。

このような従来のグリル用バーナが有する問題を解決するために、上記セラミックバーナに替えて板金製のバーナを用いることができるように、図４に示すような板金製グリルバーナを試作した。この試作品である板金製グリルバーナについて、図４を参照しながら説明する。図４は、試作品の板金製グリルバーナの上側本体部材と下側本体部材の概略図である。
この板金製グリルバーナの上側本体部材１Ａは金属板、例えばアルミメッキ鋼板をプレス加工したもので、図４(ａ)に示されるように略長方形状をしており、その一辺にベンチュリー混合管１５が形成されている。この上側本体部材１Ａの外周には、複数の取付け用ビス孔１６とスカート状のカシメ部１１ａ（図４(ｂ)を参照）を有するフランジ部１１が形成されている。このフランジ部１１の内側には、燃料ガスをベンチュリー混合管１５から炎口面２０（図４(ｃ)を参照）に供給する空間である絞り部１２が形成されている。なお、符号１７はプレス加工した際の肉余りを調整するための絞りである。

また、上記板金製グリルバーナの下側本体部材２は金属板、例えばステンレス板をプレス加工したものであり、図４(ｃ)に示されるように、上記上側本体部材１Ａと同じ外周形状をしている。この下側本体部材２の外周には、複数の取付け用ビス孔２６を有するフランジ部２１が形成されており、さらにこのフランジ部２１の内側には、多数の炎口２３を有する炎口面２０と熱歪補強絞り２２が形成されている。
上記上側本体部材１Ａと下側本体部材２を組み合わせて、該上側本体部材１Ａのスカート状カシメ部１１ａをカシメて一体に結合することにより、板金製グリルバーナを構成することができる。

以上のような構成を有する板金製グリルバーナは、例えば、ガステーブル等のグリルの天井に固定する排気カバーに対して、上側及び下側本体部材１Ａ,２の各フランジ部１１,２１により取り付けられて用いられる。燃料ガスを供給し燃焼を開始すると、燃焼開始直後から定常燃焼状態になるまでの３〜４分間に、７５〜８０ｄＢの大きな共鳴音を発生することがある。
このような現象は、燃焼開始直後には定常燃焼状態時と比較してバーナ自体の温度が低いため、燃焼炎の熱が炎口面に奪われて、炎口での燃焼速度とガス噴出速度のバランスがくずれて燃焼状態が不安定となり、燃焼炎が周期的に振動する振動燃焼を生じることにより発生する。このように振動燃焼が起こると、絞り部１２の内部空間を介して伝わる振動数と上側本体部材１Ａの固有振動数が一致して共鳴し共鳴音を発生する。
なお、このとき下側本体部材２においては、その炎口面２０側に熱歪補強絞り２２が形成され、且つ、板金製グリルバーナが取付けられる排気カバーと密着する関係になっているため、共振し難くなっている。

また、別の従来技術として、グリルバーナに関するものではないが、ガス給湯器において共鳴音の発生を防止することが、特許第２６６４０１０号公報（燃焼プレート、特許文献２）に記載されている。このガス給湯器は、燃焼室、多数の炎孔が穿設されたセラミック製の燃焼プレート、燃焼ファンを配した混合気通路、及び排気通路を備えるものである。上記セラミック製の燃焼プレート１０１は、図６に示されるように、断面が蒲鉾状に形成されおり、混合気がこの燃焼プレート１０１の炎孔１０２内を通過するのに要する通過時間を該燃焼プレート１０１の厚さに応じて炎孔列毎に異ならせることにより、振動燃焼自体を抑制し共鳴音の発生を防止するものである。
上記特許文献２に記載されているように、セラミック製の燃焼プレート１０１では、その厚みを部分的に変えることにより共鳴音対策を行うことができるが、上記試作品の板金製グリルバーナでは、下側本体部材（燃焼プレート）２の炎口面２０がプレス加工された金属製であるため、厚みを部分的に変えることができない。

特開平７−７１７６２号公報特許第２６６４０１０号公報（特開平６−１８５７０９号公報）

そこで、本発明の課題は、上記のような従来技術の問題点を解決するために、製造コストの安価な板金製グリルバーナにおいて、炎口面の厚みを部分的に変えることなく、共鳴音の発生を防止するように工夫することである。

上記課題を解決するために講じた手段をその作用と共に説明する。
(１) 本発明に係る板金製グリルバーナ（請求項１に対応）は、底面に多数の炎口を有する炎口面を備えるグリルバーナであって、
上記グリルバーナは、板金製上側本体部材と板金製下側本体部材から成り、
上記上側本体部材は、その外周に該上側本体部材と上記下側本体部材を気密に結合するためのフランジ部を備えると共に、このフランジ部の内側には上記炎口面に燃料ガスを供給する空間を形成する絞り部を備えており、
上記下側本体部材は、上記上側本体部材のフランジ部と重ね合わされるフランジ部を備えると共に、このフランジ部の内側には上記炎口面を備えており、
上記上側本体部材の絞り部に、絞りリブから成る補強絞りを形成することにより、共鳴音の発生を防止することである。

板金製グリルバーナにおいては、燃焼を開始した直後は定常燃焼状態時と比較してバーナ自体の温度が低く、炎口面に熱を吸収されるため燃焼状態が不安定になり振動燃焼が起こる。この振動燃焼により発生する振動数と上側本体部材の固有振動数が一致して、共鳴音が発生することがある。
本発明では上記のように、上側本体部材の絞り部に絞りリブから成る補強絞りが形成されているので、この絞り部の剛性を大きくして上側本体部材の固有振動数を高くすることにより、振動燃焼の振動数からずらすことができる。その結果、燃焼開始直後にバーナの燃焼状態が不安定になり振動燃焼が起こった場合でも、その振動数に対し上側本体部材の絞り部の補強絞りによって、上側本体部材の固有振動数がずれて一致しないため共鳴することはなく、共鳴音の発生を防止することができる。
また、板金加工時に補強絞りを形成することにより、板厚を上げて剛性を大きくして固有振動数を高くする方向にずらすのではなく、製造コストを抑えて安価に作製することができる。

(２) また、上記(１)の板金製グリルバーナにおいて、絞り部に形成する絞りリブを、該絞り部の外周端につなげることができる。（請求項２に対応）
このように構成することにより、絞り部に形成する絞りリブを剛性の大きな絞り部の外周端につなげるので、この絞り部の剛性を一層大きくすることができ、該上側本体部材の共鳴を確実に防止することが可能である。

(３) また、上記(２)の板金製グリルバーナにおいて、絞り部の外周端につなげる絞りリブが、板金製グリルバーナをグリルの天井に固定する排気カバーへ取付ける位置に対応して形成されてもよい。
このように構成することにより、絞り部の外周端につなげる絞りリブが、板金製グリルバーナを排気カバーへ取付ける位置に対応して形成されるので、該絞り部の剛性をより一層大きくすることができ、共鳴をより確実に防止することが可能である。

(４) また、上記(１)〜(３)のいずれかの板金製グリルバーナにおいて、絞り部に形成する複数の絞りリブの少なくとも１つは、該絞り部の中心を通るように形成されてもよい。（請求項４に対応）
このように構成することにより、絞り部に形成する複数の絞りリブの少なくとも１つが、該絞り部の中心を通るように形成されるので、該絞り部の剛性をバランスよく効率的に大きくすることができ、上側本体部材の共鳴を効率よく防止することが可能である。

本発明によって生じる特有の効果は、以下のとおりである。
本発明は、上側本体部材の絞り部において、絞りリブから成る補強絞りを形成することにより、上側本体部材の固有振動数を高くすることができるので、燃焼開始直後にバーナが不安定な燃焼状態となり振動燃焼が起った場合でも、振動燃焼の振動数に対して上側本体部材の固有振動数は一致することなく、共鳴音の発生を防止することが可能である。
また、絞りリブによって補強絞りを形成しているので、板厚を上げることなく、製造コストをかけないで安価に作製することができる。

さらに、絞り部に形成される絞りリブを剛性の大きな絞り部の外周端につなげたり、この絞り部の外周端につなげる絞りリブを板金製グリルバーナの取付け位置に対応して形成することにより、該絞り部の剛性を一層大きくすることができ、上側本体部材の共鳴を確実に防止することが可能である。
また、絞り部に形成される絞りリブがこの絞り部の中心を通るように形成されることにより、該絞り部の剛性をバランスよく効率的に大きくすることができ、上側本体部材の共鳴を効率よく防止することが可能である。

図１は、本発明の実施例による板金製グリルバーナにおける上側本体部材と下側本体部材の概略図であり、(ａ)は上側本体部材の上面図、(ｂ)は(ａ)のＡ−Ａ断面拡大図、(ｃ)は下側本体部材の底面図、(ｄ)は(ｃ)のＢ−Ｂ断面拡大図である。図２は、本発明の実施例による板金製グリルバーナ（図１の上側及び下側本体部材を一体化したもの）の底面図である。図３は、本発明の実施例による板金製グリルバーナを排気カバーに取り付けた場合の概略図であり、(ａ)は上面図、(ｂ)は底面図である。図４は、試作品の板金製グリルバーナにおける上側本体部材と下側本体部材の概略図であり、(ａ)は上側本体部材の上面図、(ｂ)は(ａ)のＣ−Ｃ断面拡大図、(ｃ)は下側本体部材の底面図、(ｄ)は(ｃ)のＤ−Ｄ断面拡大図である。図５は、従来のガステーブルにおけるグリルの概略図であり、(ａ)は全体の斜視図、(ｂ)はグリルの天井板に固定した上火バーナの底面図である。図６は、従来のガス給湯器における燃焼プレートの概略図であり、(ａ)は上面図、(ｂ)は断面図である。

本発明は、板金製グリルバーナにおいて、燃焼開始直後に発生する共鳴音を防止するという目的を、板厚を上げることなくコストをかけないで実現したものである。

以下に、本発明に係る板金製グリルバーナ（上火バーナ）の実施例について、図１〜図３を参照しながら説明する。図１は板金製グリルバーナにおける上側本体部材と下側本体部材の概略図であり、図２は上側本体部材と下側本体部材を一体化した板金製グリルバーナの底面図であり、図３は板金製グリルバーナを排気カバーに取り付けた場合の上面図と底面図である。
本発明の板金製グリルバーナは、図４に示された上記試作品の板金製グリルバーナにおいて、燃焼開始直後に発生する共鳴音を防止するために、上側本体部材１Ａの絞り部１２に補強絞り１０を形成したものであり、この点を除けば、その他の構成は上記試作品の板金製グリルバーナと同じである。

本実施例の板金製グリルバーナの上側本体部材１は、上記試作品の板金製グリルバーナのものと同様に、金属板、例えばアルミメッキ鋼板をプレス加工して作製されるもので、図１(ａ)に示されるように略長方形状をしており、その一辺にベンチュリー混合管１５が形成されており、その外周には、複数の取付け用ビス孔１６とスカート状のカシメ部１１ａ（図１(ｂ)を参照）を有するフランジ部１１が形成されている。このフランジ部１１の内側には、燃料ガスをベンチュリー混合管１５から炎口面２０の炎口２３（図１(ｃ)を参照）に供給する空間である絞り部１２が形成されている。

上記上側本体部材１には、図１(ａ),(ｂ)に示されるように、絞り部１２に補強絞り１０が形成されている。この補強絞り１０は、絞り部１２の上側面に形成された複数の絞りリブ１０ａ,１０ｂ,１０ｃ…から構成され、該絞り部１２の剛性を大きくして、その固有振動数を高くするものである。
上記補強絞り１０おける絞りリブの配置は種々の選択が可能であるが、図１(ａ)に示される補強絞り１０では、２本の縦方向（長手方向）絞りリブ１０ａ及び２本の横方向絞りリブ１０ｂから成る長方形状の環状絞りリブと、この環状絞りリブにつながりその中心部を通る３本の放射状絞りリブ１０ｃと、該環状絞りリブを複数箇所（例えば、５箇所）で絞り部の外周端１２ａへつなげる接続絞りリブ１０ｄから構成されている。

また、上記下側本体部材２は、図４に示された上記試作品の板金製グリルバーナのものと同じである。即ち、この下側本体部材２は、金属板、例えばステンレス板をプレス加工して作製されたものであり、図１(ｃ)に示されるように、上記上側本体部材１と同じ外周形状をしている。この下側本体部材２の外周には、複数の取付け用ビス孔２６を有するフランジ部２１が形成されており、さらに、このフランジ部２１の内側には、多数の炎口２３を有する炎口面２０と熱歪補強絞り２２が形成されている。

上記上側本体部材１と下側本体部材２は、上記試作品の板金製グリルバーナと同様に、該上側本体部材１のスカート状カシメ部１１ａをカシメて気密に一体結合することによって、図２に示されるように、板金製グリルバーナＧＢを構成することができる。
このような板金製グリルバーナＧＢの一つの具体例を示すと、縦方向(長手方向)長さが約２８５ｍｍ、横方向長さが約１７４ｍｍであり、上側本体部材１の絞り部１２の縦方向長さが約２２６ｍｍ、横方向長さが約１３６ｍｍ、高さが約６ｍｍである。また、上側本体部材１のアルミメッキ鋼板の厚さは０.５ｍｍであり、下側本体部材２のステンレス板の厚さは０.４ｍｍである。
そして、上側本体部材１の絞り部１２に形成されている補強絞り１０における環状絞りリブ１０ａ,１０ｂと放射状絞りリブ１０ｃの幅は１０ｍｍであり、接続絞りリブ１０ｄの幅は１５ｍｍである。また、これらの絞りリブ１０ａ〜１０ｄの高さはいずれも２.５ｍｍである。

上記のような構成を有する上側本体部材１と下側本体部材２が一体に結合され、板金製グリルバーナ（上火バーナ）ＧＢを構成し、図３に示されるように、ガステーブル等のグリルの天井に固定した排気カバー３に取付け用ビス３１により取り付けられる。なお、符号３２は排気カバー３の排気口である。
上記板金製グリルバーナＧＢに燃料ガスを供給して燃焼を開始すると、上述した試作品の板金製グリルバーナと同様に、燃焼開始直後から定常燃焼状態になるまでの３〜４分間は、バーナの燃焼状態が不安定になり振動燃焼が発生する。しかし、この絞り部１２の上側面には補強絞り１０が形成され、該絞り部１２の剛性が大きくされその固有振動数が振動燃焼の振動数に対してずらされているので、上側本体部材１が上記振動燃焼によって発生する振動に共鳴することはなく、共鳴音の発生を防止することができる。

このように、絞り部１２の上側面に絞りリブ１０ａ,１０ｂ…から成る補強絞り１０を形成して、この絞り部１２の剛性を大きくしてその固有振動数を高くする場合、絞りリブ１０ａ,１０ｂ…を多くしてこれに囲まれて区画される一平面当たりの面積を小さくすることにより、該絞り部１２の剛性をより大きくすることができ、その固有振動数をより高くすることができる。
また、上記実施例において説明したように、絞り部１２に形成する絞りリブ１０ａ,１０ｂ…を、図１に示す接続絞りリブ１０ｄのように、絞り部の外周端１２ａにつなげると、該絞りリブを剛性の大きい箇所につなげることになり、絞り部１２の剛性を一層大きくすることができる。さらに、絞り部の外周端１２ａとつなげる位置を、排気カバー３に対する板金製グリルバーナＧＢの取付け位置（取付け用ビス３１）に対応させることにより、例えば、図１(ａ)に示されているように、接続絞りリブ１０ｄ（下部の１つを除き４箇所）の中心位置にビス孔２６を設けることにより、絞り部１２の絞りリブが排気カバー３につながることになるから、絞り部１２の剛性をより一層大きくすることができる。

また、絞り部１２に形成する絞りリブを、図１(ａ)に示す各放射状絞りリブ１０ｃのように、絞り部１２の中心を通るように形成することにより、該絞り部１２の剛性をバランスよく効率的に大きくすることができる。
なお、図１(ａ)に示されるように、長方形状の環状絞りリブ１０ａ,１０ｂの対角線や横方向中心線のように、絞り部１２の中心をとおる複数の絞りリブ１０ｃが上下左右方向に対象に形成されると、全体的なバランスがとれ効率的に剛性を大きくすることができるので、大変好都合である。

１…(板金製)上側本体部材２…(板金製)下側本体部材
３…排気カバー
１０…補強絞り１０ａ〜１０ｄ…絞りリブ
１１…フランジ部１１ａ…スカート状のカシメ部
１２…絞り部１２ａ…絞り部の外周端
１５…ベンチュリー混合管１６…ビス孔
２０…炎口面２１…フランジ部
２２…熱歪補強絞り２３…炎口
２６…ビス孔
３１…取付け用ビス３２…排気口
ＧＢ…板金製グリルバーナ

Claims

底面に多数の炎口を有する炎口面を備えるグリルバーナであって、
上記グリルバーナは、板金製上側本体部材と板金製下側本体部材から成り、
上記上側本体部材は、その外周に該上側本体部材と上記下側本体部材を気密に結合するためのフランジ部を備えると共に、このフランジ部の内側には上記炎口面に燃料ガスを供給する空間を形成する絞り部を備えており、
上記下側本体部材は、上記上側本体部材のフランジ部と重ね合わされるフランジ部を備えると共に、このフランジ部の内側には上記炎口面を備えており、
上記上側本体部材の絞り部に、絞りリブから成る補強絞りを形成することにより、共鳴音の発生を防止することを特徴とする板金製グリルバーナ。
上記絞り部に形成する絞りリブを、該絞り部の外周端につなげることを特徴とする請求項１に記載の板金製グリルバーナ。
上記絞り部の外周端につなげる絞りリブが、板金製グリルバーナをグリルの天井に固定する排気カバーへ取付ける位置に対応して形成されることを特徴とする請求項２に記載の板金製グリルバーナ。
上記絞り部に形成する複数の絞りリブの少なくとも１つは、該絞り部の中心を通るように形成されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の板金製グリルバーナ。