JP5622304B2

JP5622304B2 - Burner nozzle and burner

Info

Publication number: JP5622304B2
Application number: JP2010005067A
Authority: JP
Inventors: 山本　宏; 宏山本
Original assignee: Shinfuji Burner Co Ltd
Current assignee: Shinfuji Burner Co Ltd
Priority date: 2010-01-13
Filing date: 2010-01-13
Publication date: 2014-11-12
Anticipated expiration: 2030-01-13
Also published as: JP2011144982A

Description

この発明は、燃料を噴射するバーナ用ノズルと、このバーナ用ノズルを備え、このノズルから噴射した気化燃料又は液体燃料を燃焼させるバーナに関する。 The present invention relates to a burner nozzle that injects fuel and a burner that includes the burner nozzle and burns vaporized fuel or liquid fuel injected from the nozzle.

アウトドアでの調理用等として用いるバーナの一例を図９乃至１１に示す。このバーナは、ガソリン、灯油、軽油等の液体燃料を使用するものであって、この液体燃料は、図示しない燃料容器から燃料口１及び燃料管２を通じて、管状の気化器３に導かれる。この気化器３はバーナヘッド４の真上に設けられていて、このバーナヘッド４からの炎によって加熱される。この加熱された気化器３を通過する液体燃料は気化して気化燃料となる。この気化燃料はノズルホルダ５に送られ、ノズル６に形成されたノズル孔７から噴射される。このノズルホルダ５に供給される燃料の流量は、前記燃料容器側に設けられた図示しないバルブによって調節される。噴射された気化燃料は、空気取り入れ口８から取り込まれた空気と混合されて混合気となり、この混合気は筒状の導入管９を通ってバーナヘッド４に送られる。このバーナヘッド４には多くの炎孔１０が形成されていて、この炎孔１０から出た混合気を燃焼させる。また、五徳を兼ねた脚部１１によって、このバーナは自立するようになっている。 An example of a burner used for cooking outdoors is shown in FIGS. This burner uses liquid fuel such as gasoline, kerosene, and light oil, and this liquid fuel is led from a fuel container (not shown) through a fuel port 1 and a fuel pipe 2 to a tubular carburetor 3. The vaporizer 3 is provided immediately above the burner head 4 and is heated by a flame from the burner head 4. The liquid fuel passing through the heated vaporizer 3 is vaporized to become vaporized fuel. This vaporized fuel is sent to the nozzle holder 5 and injected from the nozzle hole 7 formed in the nozzle 6. The flow rate of the fuel supplied to the nozzle holder 5 is adjusted by a valve (not shown) provided on the fuel container side. The injected vaporized fuel is mixed with the air taken in from the air intake 8 to become an air-fuel mixture, and this air-fuel mixture is sent to the burner head 4 through a cylindrical introduction pipe 9. A number of flame holes 10 are formed in the burner head 4 and the air-fuel mixture emitted from the flame holes 10 is burned. Moreover, this burner becomes independent by the leg part 11 also serving as five virtues.

このように液体燃料を燃料口１に直接供給するタイプのバーナは、外気温が低い場合でも強い火力を安定的に得られるというメリットがある一方で、煤等の異物が多く発生し、この異物がノズル孔７に付着しやすいというデメリットがある。この異物がノズル孔７に付着すると、目詰まりを生じて強い火力が得られにくくなるため、使用者が定期的にノズル孔７に針等を手で抜き挿しして、このノズル孔７の清掃をする必要がある。しかしながら、このノズル孔７の内径は、ガソリン、灯油、ブタン等の気化ガスを燃焼させるアウトドア用のバーナ（コンロ）の場合、０．３〜０．５ｍｍφ程度、灯油を燃焼させる多目的バーナの場合、０．８〜１．３ｍｍφ程度と小さく、その小さいノズル孔７に、手で針を抜き挿しする作業は非常に煩雑である。しかも、このノズル孔７の清掃に際しては、ノズル周りの部品を一旦分解した上で行う必要があり、その分解及び清掃後の組み立て作業は面倒である。 As described above, the burner of the type that supplies liquid fuel directly to the fuel port 1 has an advantage that stable thermal power can be stably obtained even when the outside air temperature is low. On the other hand, many foreign matters such as soot are generated. Has a demerit that it easily adheres to the nozzle hole 7. If this foreign matter adheres to the nozzle hole 7, it becomes clogged and it becomes difficult to obtain a strong heating power. Therefore, the user periodically removes and inserts a needle or the like by hand into the nozzle hole 7 to clean the nozzle hole 7. It is necessary to do. However, the inner diameter of this nozzle hole 7 is about 0.3 to 0.5 mmφ in the case of an outdoor burner (a stove) that burns vaporized gas such as gasoline, kerosene, and butane. In the case of a multipurpose burner that burns kerosene, The operation of inserting and removing the needle by hand into the small nozzle hole 7 is as small as about 0.8 to 1.3 mmφ, which is very complicated. Moreover, when cleaning the nozzle hole 7, it is necessary to first disassemble the parts around the nozzle, and the assembly work after the disassembly and cleaning is troublesome.

そこで、このノズル孔７の目詰まりを防止すべく、下記特許文献１に記載の発明では、バーナのノズル内に、このノズルのノズル孔に挿し込まれる針を備えたおもりを設けた構成を採用している。同文献の図１Ａを見ると、このおもりは前記針が上向きになった状態でノズル内に収納されている。そして、バーナを不使用の状態で、使用者がこのバーナを手に持って上下に振ると、慣性力によって前記おもりがノズル内を上下する。このとき、前記針がノズル孔に抜き挿しされ、それによってこの針によるノズル孔の内面に付着した異物が除去される。 Therefore, in order to prevent clogging of the nozzle hole 7, the invention described in Patent Document 1 below employs a configuration in which a weight provided with a needle inserted into the nozzle hole of the nozzle is provided in the nozzle of the burner. doing. Referring to FIG. 1A of this document, the weight is housed in the nozzle with the needle facing upward. Then, when the user holds the burner in his hand and shakes it up and down while the burner is not in use, the weight moves up and down in the nozzle by the inertial force. At this time, the needle is inserted into and removed from the nozzle hole, whereby the foreign matter attached to the inner surface of the nozzle hole by the needle is removed.

米国特許第５５１３６２４号公報US Pat. No. 5,513,624

前記針を備えたおもりによる清掃機構は、バーナの不使用時に使用者が意識的に行う必要があり、この清掃を怠ってしまうことも多いと考えられる。そして、その怠った状態がしばらく続くと、ノズル孔の目詰まり状態がひどくなり、このノズル孔に前記針が挿し込めなくなって、この清掃機構が全く機能しなくなってしまうという問題が生じる。また、この清掃の際に、使用者が力任せにノズルを上下すると、このノズルの内面とおもりが激しく衝突してこのノズルの内面が傷付いたり、ノズル内部で針が折損したりして、燃料の噴射に悪影響を与える恐れもある。 The cleaning mechanism using the weight provided with the needle needs to be performed consciously by the user when the burner is not used, and it is considered that this cleaning is often neglected. If this neglected state continues for a while, the nozzle hole becomes clogged, and the needle cannot be inserted into the nozzle hole, causing a problem that the cleaning mechanism does not function at all. Also, if the user lifts and lowers the nozzle during cleaning, the inner surface of the nozzle will violently collide with the inner surface of the nozzle and the inner surface of the nozzle may be damaged, or the needle may be broken inside the nozzle. There is also a possibility of adversely affecting the injection of the fuel.

そこで、この発明は、簡便かつ確実にノズル孔の清掃を行うことを課題とする。 Accordingly, an object of the present invention is to clean the nozzle holes simply and reliably.

上記の課題を解決するため、この発明は、ノズル孔を形成したノズルと、前記ノズル孔内にそのノズル孔の中心軸方向に駆動自在に挿し込まれる針と、前記針を前記中心軸方向に駆動させる駆動部材とを備え、前記駆動部材は燃料の流路内に設けられており、この駆動部材に接する前記燃料の温度変化に対応して、前記駆動部材による前記針の前記中心軸方向への駆動がなされるバーナ用ノズルを構成した。 In order to solve the above-described problems, the present invention includes a nozzle having a nozzle hole, a needle inserted into the nozzle hole so as to be driven in the central axis direction of the nozzle hole, and the needle in the central axis direction. A drive member to be driven, and the drive member is provided in a fuel flow path, and in response to a temperature change of the fuel in contact with the drive member, the needle by the drive member in the central axis direction A burner nozzle that can be driven is configured.

前記針の中心軸方向への駆動は、使用者の意志によらず、供給される燃料の温度変化によってなされるので、このバーナの使用の度にノズル孔の清掃がなされる。このため、ノズル孔の目詰まりは非常に生じにくく、安定した燃料供給並びに強い火力を得ることができる。また、供給される燃料の温度は、時間の経過とともにゆっくりと上昇するため、前記針の抜き挿しもゆっくりとした速度においてなされる。このため、この針の抜き挿しに伴って、ノズルの内面を傷付けたり、この針が折損したりする恐れが低い。 The driving of the needle in the direction of the central axis is performed by a change in the temperature of the supplied fuel regardless of the user's will, so that the nozzle hole is cleaned each time the burner is used. For this reason, clogging of the nozzle hole is very unlikely to occur, and a stable fuel supply and a strong heating power can be obtained. Further, since the temperature of the supplied fuel slowly rises with time, the insertion and removal of the needle is performed at a slow speed. For this reason, there is a low possibility that the inner surface of the nozzle is damaged or the needle is broken as the needle is inserted or removed.

この針の外径（前記ノズル孔に挿し込まれる部分の最大外径）は前記ノズル孔の内径よりも若干小さく、この針がノズル孔に挿し込まれた状態において、両者の間に若干の隙間が生じるようになっている。このように隙間を設けることにより、前記ノズル孔内における針の駆動をスムーズに行い得るようにしている。 The outer diameter of this needle (the maximum outer diameter of the portion inserted into the nozzle hole) is slightly smaller than the inner diameter of the nozzle hole, and in the state where the needle is inserted into the nozzle hole, there is a slight gap between them. Has come to occur. By providing such a gap, the needle can be driven smoothly in the nozzle hole.

前記構成においては、前記針にテーパあるいは段差、又はテーパと段差の両方が形成されており、その長さ方向位置によって外径が変化するものであって、前記燃料の温度上昇に伴って、前記針の、前記ノズル孔内に位置する部分の外径が次第に縮径するように前記駆動がなされる一方で、温度降下に伴って、前記温度上昇の際と反対向きに前記針の駆動がなされるようにするのがより好ましい。 In the above configuration, the needle is formed with a taper or a step, or both the taper and the step, and the outer diameter changes depending on the position in the length direction. While the drive is performed so that the outer diameter of the portion of the needle located in the nozzle hole is gradually reduced, the needle is driven in the opposite direction to the temperature increase as the temperature decreases. It is more preferable to do so.

このように針の外径が縮径するようにこの針を駆動すると、前記ノズル孔と針との間の隙間が広がり、この燃料の温度が十分上昇した際（すなわち、バーナが安定的に燃焼している際）において、このノズル孔を通して十分な量の燃料が供給される。その一方で、バーナを消火して次第にその温度が降下すると、前記隙間が狭まるようにこの針が駆動される。その際、燃焼中にこのノズル孔内に付着した煤等の異物が、前記テーパや段差によって掻き集められてノズル孔外に排出されるため、このノズル孔の清掃を簡便かつ確実に行うことができる。 When the needle is driven so that the outer diameter of the needle is reduced in this way, a gap between the nozzle hole and the needle widens, and when the temperature of the fuel rises sufficiently (that is, the burner burns stably) A sufficient amount of fuel is supplied through this nozzle hole. On the other hand, when the burner is extinguished and the temperature gradually decreases, the needle is driven so that the gap is narrowed. At that time, foreign matters such as soot adhering in the nozzle hole during combustion are scraped up by the taper and step and discharged out of the nozzle hole, so that the nozzle hole can be easily and reliably cleaned. .

前記針の駆動方向は、前記温度上昇の際に、ノズル孔の内側に向かう方向とする一方で、前記温度降下の際に、ノズル孔の外側に向かう方向とするのがより好ましい。 The driving direction of the needle is preferably a direction toward the inside of the nozzle hole when the temperature is increased, and is preferably a direction toward the outside of the nozzle hole when the temperature is decreased.

このノズル孔は、ノズルの内側及び外側の両方に開口しているため、前記異物の除去はそのいずれ側に行ってもよいが、前記温度降下の際に前記針をノズル孔の外側に向かうように駆動すると、前記異物がこの外側（燃料の流動の下流側）に排出される。このため、一旦ノズル孔から排出した異物がこの燃料の流動によって再びノズル孔に入り込む恐れが低い。 Since this nozzle hole opens both inside and outside the nozzle, the foreign matter may be removed on either side, but the needle is directed outside the nozzle hole when the temperature drops. The foreign matter is discharged to the outside (downstream of the fuel flow). For this reason, the foreign matter once discharged from the nozzle hole is less likely to enter the nozzle hole again due to the flow of the fuel.

前記構成においては、前記駆動部材がバイメタルからなり、前記駆動が、このバイメタルの温度変化に伴う変形によってなされるようにするのが好ましい。 In the above-mentioned configuration, it is preferable that the driving member is made of a bimetal, and the driving is performed by deformation accompanying a change in temperature of the bimetal.

このバイメタルは、それ自体が温度によって変形する特性を有するため、温度センサや、この温度センサの測定結果と連動して作動するモータ等の複雑な機構を必要としない。このため、ノズルの内部のように狭小な場所に、この駆動部材を容易に収納することができる。また、複雑な機構を必要としない分、製造コストの削減を図ることができる。 Since the bimetal itself has a characteristic of being deformed by temperature, it does not require a complicated mechanism such as a temperature sensor or a motor that operates in conjunction with the measurement result of the temperature sensor. For this reason, this drive member can be easily accommodated in a narrow place like the inside of the nozzle. In addition, the manufacturing cost can be reduced because a complicated mechanism is not required.

また、前記バイメタルを駆動部材として用いる構成においては、このバイメタルがコイルばね形状をしており、このコイルばねは、前記バイメタルを構成する熱膨張率が異なる二以上の金属層のうち、特定の金属層が内側になるように巻いてコイルとした上で、このコイルをさらに螺旋状に巻いた２重つる巻きコイル状としたものであって、その伸縮軸方向が前記針の前記駆動方向と一致するように設けるようにするのがより好ましい。 Moreover, in the structure using the said bimetal as a drive member, this bimetal has a coil spring shape, and this coil spring is a specific metal among the two or more metal layers which differ in the thermal expansion coefficient which comprises the said bimetal. The coil is wound so that the layer is on the inner side, and this coil is further spirally wound into a double helically wound coil shape, and its telescopic axis direction coincides with the drive direction of the needle It is more preferable to provide it.

一般的に用いられている、熱膨張率が異なる２種の金属を層状に接合したバイメタルは、前記金属のうち高い熱膨張率をもつ金属が外側となるようにコイルを巻くと、低温ではそのコイル径が大きくかつコイル全長が短くなるように変形し、高温ではそのコイル径が小さくかつコイル全長が長くなるように変形する。さらに、このコイルを２重つる巻きコイル状とすると、低温において元のコイルのコイル径が大きくなるとそれに伴って２重つる巻きコイルのコイル全長が短くなる一方で、高温において元のコイルのコイル径が小さくなるとそれに伴って２重つる巻きコイルのコイル全長が長くなる。なお、前記金属のうち高い熱膨張率をもつ金属が内側となるようにコイルを巻くと、温度変化に対する伸縮方向が上述したのと反対となる。 In general, a bimetal in which two kinds of metals having different coefficients of thermal expansion are joined in layers is wound at a low temperature when a coil is wound so that a metal having a high coefficient of thermal expansion is outside. The coil is deformed so that the coil diameter is large and the entire length of the coil is short, and at high temperatures, the coil diameter is small and the total length of the coil is long. Further, when this coil is formed in a double coiled coil shape, when the coil diameter of the original coil increases at a low temperature, the overall coil length of the double coil coil decreases accordingly, while the coil diameter of the original coil at a high temperature decreases. Accordingly, the total coil length of the double helical coil becomes longer. In addition, when a coil is wound so that a metal having a high coefficient of thermal expansion among the metals is on the inner side, the expansion and contraction direction with respect to the temperature change is opposite to that described above.

この２重つる巻きコイル状としたコイルばねは、１重のコイルと比較して温度変化に対するその全長の変化が一層顕著となるため、ノズル内部に収納できるような小さなコイルばねでも大きな伸縮作用を発揮できるというメリットがある。 This double helically coiled coil spring has a more remarkable change in its overall length with respect to temperature change compared to a single coil, so even a small coil spring that can be housed inside the nozzle has a large expansion and contraction effect. There is merit that we can show.

上記のように前記駆動部材をコイルばね形状のバイメタルで構成する代わりに形状記憶合金で構成し、この形状記憶合金はその伸縮軸方向に設けられた付勢部材によって付勢されており、前記駆動がこの形状記憶合金の温度変化に伴う変形によってなされるようにすることもできる。 As described above, the drive member is formed of a shape memory alloy instead of a coil spring-shaped bimetal, and the shape memory alloy is biased by a biasing member provided in the direction of the telescopic axis. Can also be made by deformation accompanying the temperature change of this shape memory alloy.

この形状記憶合金は、室温で外力を加えて変形させた部材を所定温度に加熱すると、予め記憶させた元の形状に戻る特性を有するものである。すなわち、上述したバイメタルと同様に、複雑な機構を必要としないため、ノズル内部の狭小な場所に収納できるというメリットがある。ただし、バイメタルと異なり一般的な形状記憶合金は、上記のように部材を加熱して一旦元の形状に戻すと、再び冷却しても前記外力により変形させたときの形状には戻らない。このため、室温でその形状に戻すには、この形状記憶合金を付勢する付勢部材を用いて、この部材を強制的にその形状に変形させる必要がある。この付勢部材は、一般的なばねを採用するのが最も簡便であるが、異なる加熱温度で形状記憶効果を発揮する他の形状記憶合金と併用する構成を採用することもできる。 This shape memory alloy has a characteristic that when a member deformed by applying an external force at room temperature is heated to a predetermined temperature, it returns to the original shape stored in advance. That is, like the bimetal described above, there is an advantage that it can be stored in a narrow place inside the nozzle because a complicated mechanism is not required. However, unlike a bimetal, a general shape memory alloy does not return to the shape when it is deformed by the external force even if it is cooled again when the member is heated and returned to its original shape as described above. For this reason, in order to return to the shape at room temperature, it is necessary to forcibly deform the member into the shape by using a biasing member that biases the shape memory alloy. For this urging member, it is simplest to employ a general spring, but it is also possible to employ a configuration used in combination with another shape memory alloy that exhibits a shape memory effect at different heating temperatures.

上述したバーナ用ノズルは、気化燃料を燃料口から供給するタイプのバーナ、又は、液体燃料を燃料口から供給し、これを気化燃料として若しくは液体燃料のままノズルから噴射するタイプのバーナのいずれにも適用することができる。 The burner nozzle described above is either a type of burner that supplies vaporized fuel from the fuel port, or a type of burner that supplies liquid fuel from the fuel port and injects it from the nozzle as vaporized fuel or as liquid fuel. Can also be applied.

上記各タイプのバーナのうち、液体燃料を気化燃料として噴射するタイプのバーナにおいては、このバーナの使用開始時点では前記液体燃料を気化する気化器の温度が十分に温まっておらず、この気化器に供給された液体燃料は気化されることなく液体のままノズルに供給されてノズル孔から噴射され、液体状態のまま燃焼する。この燃焼の際、液体燃料から大量の気化燃料（ガソリンの場合、液体燃料の約１５０倍の気化燃料）が生じ、大きな炎が立ち上ることがあり、バーナに不慣れな使用者にとって取り扱いにくいことが多い。 Among the types of burners described above, in the type of burner that injects liquid fuel as vaporized fuel, the temperature of the vaporizer that vaporizes the liquid fuel is not sufficiently warm at the start of use of the burner. The liquid fuel supplied to the nozzle is supplied to the nozzle as it is without being vaporized, injected from the nozzle hole, and burned in the liquid state. During this combustion, a large amount of vaporized fuel is generated from the liquid fuel (in the case of gasoline, vaporized fuel is about 150 times that of the liquid fuel), and a large flame may stand up, which is often difficult for a user unfamiliar with the burner. .

そこで、上記のようにバーナが加熱されていない状態（未使用の状態）においてノズル孔に針が挿し込まれた状態としておくと、燃料容器に設けられたバルブを所定量開けて、ノズルに液体燃料が供給されるようにしたときに、前記ノズル孔と針の間の小さな隙間からわずかにこの燃料が噴射されて、大きな炎が立ち上がるのが防止される。 Therefore, if the needle is inserted into the nozzle hole when the burner is not heated as described above (unused state), a predetermined amount of the valve provided in the fuel container is opened, and the nozzle is filled with liquid. When the fuel is supplied, the fuel is slightly injected from the small gap between the nozzle hole and the needle, and a large flame is prevented from rising.

その一方で、この炎によって次第に気化器の温度が上昇して、ある程度温まった気化燃料が供給されると、前記針が駆動されて前記ノズル孔と針との間の隙間が拡大し、前記バルブの開度（上記の「所定量」）に対応した量の気化燃料がバーナヘッドに供給される。すなわち、燃料の温度上昇に対応して、前記ノズル孔と針の間の隙間の大きさ（ノズル孔の開口度合い）の調節が自動的に行われ、このバーナの点火操作をより簡便かつ安全なものとすることができる。 On the other hand, when the temperature of the vaporizer gradually rises due to this flame and vaporized fuel that has been warmed to a certain extent is supplied, the needle is driven to expand the gap between the nozzle hole and the needle, and the valve The amount of vaporized fuel corresponding to the opening (the above-mentioned “predetermined amount”) is supplied to the burner head. In other words, the size of the gap between the nozzle hole and the needle (the degree of opening of the nozzle hole) is automatically adjusted in response to the temperature rise of the fuel, and this burner ignition operation is simpler and safer. Can be.

この発明は、ノズルのノズル孔に針を抜き挿し自在に設け、この針を、ノズルに供給される燃料の温度変化に対応して前記抜き挿し方向に駆動する駆動部材で抜き挿しするようにした。この燃料の温度変化は、バーナの点火及び消火によって生じるため、このバーナの使用の度に前記針がノズル孔に抜き挿しされる。このため、この使用の度にノズル孔が清掃されて、このノズル孔の目詰まりを効果的に防止することができる。 According to the present invention, a needle can be freely inserted into and removed from a nozzle hole of the nozzle, and this needle is inserted and removed by a driving member that drives in the insertion and removal direction in response to a temperature change of the fuel supplied to the nozzle. . Since the fuel temperature change is caused by ignition and extinguishing of the burner, the needle is inserted into and removed from the nozzle hole each time the burner is used. For this reason, the nozzle hole is cleaned every time it is used, and clogging of the nozzle hole can be effectively prevented.

本願発明に係るバーナを示す要部側面断面図Cross-sectional side view of essential parts showing a burner according to the present invention 本願発明に係るバーナ用ノズルの第一の実施形態を示す側面断面図であって、（ａ）は針がノズル孔に挿し込まれた状態、（ｂ）は針がノズル孔から引き抜かれた状態It is side surface sectional drawing which shows 1st embodiment of the nozzle for burners which concerns on this invention, Comprising: (a) is the state in which the needle was inserted in the nozzle hole, (b) is the state in which the needle was pulled out from the nozzle hole バイメタルで構成した２重つる巻きコイルを示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図2 shows a double helical coil made of bimetal, (a) is a side view, (b) is a front view. 本願発明に係るバーナ用ノズルの第二の実施形態を示す側面断面図Side surface sectional drawing which shows 2nd embodiment of the nozzle for burners which concerns on this invention 第一の実施形態の変形例を示す側面断面図Side surface sectional view showing a modification of the first embodiment 第二の実施形態の変形例を示す側面断面図Side surface sectional view showing a modification of the second embodiment 本願発明に係るバーナ用ノズルの第三の実施形態を示す側面断面図Side surface sectional view which shows 3rd embodiment of the nozzle for burners which concerns on this invention 針又はノズル孔形状の変形例を示す側面断面図であって、（ａ）は針にテーパ付きの段差部を形成したもの、（ｂ）は針にテーパを形成しないもの、（ｃ）は針に（ａ）と逆向きのテーパ付き段差部を形成したもの、（ｄ）はノズル孔にテーパ付きの段差部を形成したものIt is side surface sectional drawing which shows the modification of a needle | hook or nozzle hole shape, Comprising: (a) what formed the taper level | step-difference part in a needle, (b) what does not form a taper in a needle, (c) is a needle (A) with tapered stepped portion opposite to (a), (d) with tapered stepped portion in nozzle hole 一般的なバーナを示す平面図Top view showing a typical burner 図９に示すバーナの正面図Front view of the burner shown in FIG. 図９に示すバーナのＡ−Ａ断面図AA sectional view of the burner shown in FIG.

この発明に係るバーナは、その基本的な構成は、図１に示す要部の側面断面図から分かるように、背景技術において説明したのとほぼ同様（図１１を参照）であるが、バーナ用ノズル内部の構成が異なっている。以下、このバーナ用ノズルの構造について詳細に説明する。 The basic structure of the burner according to the present invention is almost the same as that described in the background art (see FIG. 11), as can be seen from the side sectional view of the main part shown in FIG. The configuration inside the nozzle is different. Hereinafter, the structure of the burner nozzle will be described in detail.

このバーナ用ノズルの第一の実施形態を図２（ａ）及び（ｂ）に示す。このバーナ用ノズルはノズルホルダ５が筒状をしており、その先端にはノズル６がねじ込まれている。このノズル６には、燃料を噴射するノズル孔７が形成されている。このノズル孔７にはその内径よりもわずかに小さい外径の針１２が挿し込まれ、このバーナの冷却状態において、この針１２の先端はノズル孔７から１〜２ｍｍ程度突出している。この突出量は、燃料の流量等を考慮して適宜決定することができ、全く突出しない態様とすることもできる。この針１２にはテーパ１２ａが形成され、その先端が尖っている。また、この針１２の後端は、断面Ｔ字形のコイルホルダ１３の軸の先端に連結されており、コイルばね１４は、コイルホルダ１３の後端部１５とノズル６に、その両端がそれぞれ当接するように設けられている。 A first embodiment of this burner nozzle is shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b). The nozzle for the burner has a nozzle holder 5 in a cylindrical shape, and a nozzle 6 is screwed into the tip thereof. A nozzle hole 7 for injecting fuel is formed in the nozzle 6. A needle 12 having an outer diameter slightly smaller than the inner diameter is inserted into the nozzle hole 7, and the tip of the needle 12 protrudes from the nozzle hole 7 by about 1 to 2 mm in the cooled state of the burner. This amount of protrusion can be determined as appropriate in consideration of the flow rate of the fuel and the like, and can be an aspect that does not protrude at all. The needle 12 is formed with a taper 12a and has a pointed tip. The rear end of the needle 12 is connected to the tip of the shaft of the coil holder 13 having a T-shaped cross section, and the coil spring 14 is in contact with the rear end portion 15 of the coil holder 13 and the nozzle 6, respectively. It is provided to touch.

コイルホルダ１３の後端部１５と、ノズルホルダ５の後端壁１６に介在して、アシストばね１７が設けられている。このアシストばね１７を設けることにより、針１２がノズル孔７に挿し込まれる方向に付勢され、バーナの使用後に確実に針１２によるノズル孔７の清掃がなされるようになっている。このアシストばね１７は必須の構成要素ではなく、バイメタルからなるコイルばね１４の伸縮でもって、確実に針１２がノズル孔７に挿し込まれるように付勢できるのであれば、省略することもできる。 An assist spring 17 is provided between the rear end 15 of the coil holder 13 and the rear end wall 16 of the nozzle holder 5. By providing the assist spring 17, the needle 12 is urged in the direction to be inserted into the nozzle hole 7, and the nozzle hole 7 is reliably cleaned by the needle 12 after the burner is used. The assist spring 17 is not an essential component, and may be omitted as long as it can be urged so that the needle 12 is inserted into the nozzle hole 7 by expansion and contraction of the coil spring 14 made of bimetal.

燃料はノズルホルダ５の上部に形成された燃料供給口１８を通じて、このノズルホルダ５内に供給される。すなわち、このコイルばね１４は燃料の流路内に設けられており、供給された燃料と直接に接触している。 The fuel is supplied into the nozzle holder 5 through a fuel supply port 18 formed in the upper part of the nozzle holder 5. That is, the coil spring 14 is provided in the fuel flow path and is in direct contact with the supplied fuel.

このコイルばね１４はバイメタルで構成され、細長い板状のバイメタル素材を、熱膨張率が異なる２種の金属のうち、高い熱膨張率をもつ金属が外側となるようにコイルとした上で、図３に示すように、このコイルをさらに螺旋状に巻いて２重つる巻きコイルとしたものである。このように構成したコイルばね１４は、温度が高くなるとその全長が長くなるように変形する一方で、温度が低くなるとその全長が短くなるように変形する。このコイルばね１４の変形により、室温（液体燃料がノズルに供給される状態）では針１２がノズル孔７に挿し込まれた状態となる一方で、気化器３が加熱されて、前記液体燃料が気化される程度の温度にこの燃料が加熱されると、この針１２がノズル孔７から次第に引き抜かれる。この針１２の抜き挿しによりノズル孔７の清掃が行われ、燃料の良好な供給状態が維持される。 This coil spring 14 is made of a bimetal, and a long and thin plate-like bimetal material is coiled so that a metal having a high thermal expansion coefficient is the outside of two kinds of metals having different thermal expansion coefficients. As shown in FIG. 3, this coil is further spirally wound to form a double coil. The coil spring 14 configured in this manner is deformed so that its entire length becomes longer when the temperature becomes higher, while it deforms so that its entire length becomes shorter when the temperature becomes lower. The deformation of the coil spring 14 causes the needle 12 to be inserted into the nozzle hole 7 at room temperature (a state in which liquid fuel is supplied to the nozzle), while the vaporizer 3 is heated and the liquid fuel is heated. When the fuel is heated to a temperature at which it is vaporized, the needle 12 is gradually pulled out from the nozzle hole 7. By removing and inserting the needle 12, the nozzle hole 7 is cleaned, and a good fuel supply state is maintained.

また、室温において、針１２がノズル孔７に挿し込まれていることにより、点火直後に液体燃料がノズルホルダ５に過剰に供給されるのが防止される一方で、燃料が加熱されて気化燃料がノズルホルダ５に供給されるようになった際に、針１２がノズル孔７から引き抜かれて、燃料容器側に設けられたバルブの開度に対応してノズルホルダ５に供給される（図２（ｂ）を参照）。このように、燃料の温度上昇に対応して、ノズル孔７と針１２の間の隙間の大きさ（ノズル孔７の開口度合い）の調節が自動的に行われ、このバーナの点火操作をより簡便かつ安全なものとすることができる。 Further, since the needle 12 is inserted into the nozzle hole 7 at room temperature, liquid fuel is prevented from being excessively supplied to the nozzle holder 5 immediately after ignition, while the fuel is heated to vaporize fuel. Is supplied to the nozzle holder 5, the needle 12 is pulled out from the nozzle hole 7 and supplied to the nozzle holder 5 corresponding to the opening degree of the valve provided on the fuel container side (see FIG. 2 (b)). In this way, the size of the gap between the nozzle hole 7 and the needle 12 (the degree of opening of the nozzle hole 7) is automatically adjusted in response to the temperature rise of the fuel. It can be simple and safe.

前記２重つる巻きコイル形状としたバイメタルからなるコイルばね１４の変位量Ｄと付勢力Ｐは、下記の各数式によって見積もることができる。これらの式において、Ｄ_１は２重つる巻きコイルの内径、Ｄ_２は２重つる巻きコイルの外径、Ｌは２重つる巻きコイルの有効長、ｂはバイメタル素材の幅、ｔはバイメタル素材の厚さ、Ｋは湾曲係数、ΔＴは温度差、ｆは力係数を示す。 The displacement D and the urging force P of the coil spring 14 made of a bimetal having a double helical coil shape can be estimated by the following formulas. In these formulas, D ₁ is the inner diameter of the double helical coil, D ₂ is the outer diameter of the double helical coil, L is the effective length of the double helical coil, b is the width of the bimetallic material, and t is the bimetallic material. , K is a curvature coefficient, ΔT is a temperature difference, and f is a force coefficient.

［数式１］
ｄ＝（Ｄ_１＋Ｄ_２）／２ [Formula 1]
d = (D ₁ + D ₂ ) / 2

［数式２］
Ｄ＝０．８７ＫΔＴｄＬ／ｔ [Formula 2]
D = 0.87KΔTdL / t

［数式３］
Ｐ＝１．１２ｆＤｂｔ^３／（０．８７ｄ^２Ｌ） [Formula 3]
P = 1.12 fDbt ³ /(0.87d ² L)

ノズル孔７を清掃するのに十分なストローク量と付勢力Ｐを有するコイルばね１４を適切に選択することにより、異物がこびり付いていたとしても、コイルばね１４による針１２の抜き挿しにより、手作業と同等の清掃効果を得ることができる。 Even if foreign matter is stuck by appropriately selecting a coil spring 14 having a stroke amount and an urging force P sufficient to clean the nozzle hole 7, manual operation is performed by inserting and removing the needle 12 with the coil spring 14. The same cleaning effect can be obtained.

バーナ用ノズルの第二の実施形態を図４に示す。この実施形態においては、２重つる巻きコイル形状としたバイメタルからなるコイルばね１４を用いた点において第一の実施形態と同じであるが、細長い板状のバイメタル素材を、熱膨張率が異なる２種の金属のうち、高い熱膨張率をもつ金属が内側となるように、すなわち、第一の実施形態とはコイルの巻き方向を逆向きにした点において異なる。このコイルから形成したコイルばね１４は、温度が高くなるとその全長が短くなるように変形する一方で、温度が低くなるとその全長が長くなるように変形する。このバイメタルの素材自体は第一の実施形態で説明したものと同じものを採用している。 A second embodiment of the burner nozzle is shown in FIG. This embodiment is the same as the first embodiment in that a coil spring 14 made of a bimetal having a double helically wound coil shape is used, but an elongated plate-like bimetal material has a different coefficient of thermal expansion. Among the seed metals, a metal having a high thermal expansion coefficient is different from the first embodiment, that is, different from the first embodiment in that the coil winding direction is reversed. The coil spring 14 formed from this coil is deformed so that its full length is shortened when the temperature is high, while it is deformed so that its full length is long when the temperature is low. The bimetal material itself is the same as that described in the first embodiment.

この実施形態で用いられる針１２とノズル孔７の形状は、第一の実施形態に係るものと同じである。この針１２の後端は、コイルホルダ１３の先端に同軸に連結される一方で、このコイルホルダ１３後端の凹部１９には、コイルばね１４の一端側が、嵌め込まれている。その一方で、このコイルばね１４の他端側はノズルホルダ５内の後端壁１６に固定されている。 The shapes of the needle 12 and the nozzle hole 7 used in this embodiment are the same as those according to the first embodiment. The rear end of the needle 12 is coaxially connected to the front end of the coil holder 13, while one end side of the coil spring 14 is fitted into the recess 19 at the rear end of the coil holder 13. On the other hand, the other end side of the coil spring 14 is fixed to the rear end wall 16 in the nozzle holder 5.

なお、上述したコイルばね１４に使用するバイメタルの素材は一例であって、これに限定されない。加熱された気化燃料の温度は、燃料管２の長さやノズルホルダ５の内容積、材質等、種々の要因によって変わり、どの程度の温度に気化燃料が加熱された際に、どの程度のストロークで針１２を駆動するかは、そのバーナの構成に対応して適宜決定する必要があるためである。 The bimetal material used for the coil spring 14 described above is an example, and the present invention is not limited to this. The temperature of the heated vaporized fuel varies depending on various factors such as the length of the fuel pipe 2, the inner volume of the nozzle holder 5, the material, and the like. At what temperature the vaporized fuel is heated and at what stroke This is because it is necessary to appropriately determine whether to drive the needle 12 according to the configuration of the burner.

ノズルホルダ５に燃料を供給する燃料供給口１８の位置は、図２又は４に記載のものに限定されず、例えば、図５又は６に示すように、ノズルホルダ５の後端壁１６とすることもできる。 The position of the fuel supply port 18 for supplying fuel to the nozzle holder 5 is not limited to that shown in FIG. 2 or 4, and is, for example, a rear end wall 16 of the nozzle holder 5 as shown in FIG. 5 or 6. You can also.

バーナ用ノズルの第三の実施形態を図７に示す。この実施形態においては、針１２をノズル孔７に抜き挿しする駆動部材１４として形状記憶合金を用いている。その構成自体は図２に示した構成と類似しているが、一般的な形状記憶合金を用いる場合、アシストばね１７は必須の構成要素である。すなわち、この一般的な形状記憶合金（一方向性の形状記憶合金）は、室温で外力を加えて変形させた部材を所定温度に加熱すると、予め記憶された元の形状に戻るが、一旦加熱した部材を再び冷却しても、外力により変形させたときの形状には戻らない。このため、このアシストばね１７で形状記憶合金からなるコイルばね１４を付勢して縮ませた状態とする必要がある。なお、二方向性の形状記憶合金においては、加熱・冷却に対応して双方向の変形が可能なので、このアシストばね１７を用いない構成とすることもできる。 A third embodiment of the burner nozzle is shown in FIG. In this embodiment, a shape memory alloy is used as the drive member 14 for inserting and removing the needle 12 into the nozzle hole 7. Although the structure itself is similar to the structure shown in FIG. 2, when a general shape memory alloy is used, the assist spring 17 is an essential component. That is, this general shape memory alloy (unidirectional shape memory alloy) returns to the original shape stored in advance when a member deformed by applying external force at room temperature is heated to a predetermined temperature. Even if the member is cooled again, it does not return to its shape when deformed by an external force. For this reason, it is necessary to urge the coil spring 14 made of a shape memory alloy by the assist spring 17 so as to be contracted. Note that the bidirectional shape memory alloy can be deformed in both directions corresponding to heating and cooling, so that the assist spring 17 may not be used.

このノズル孔７と針１２の先端形状は、第一乃至第三の実施形態に示されたものに限定されず、図８に示すように、種々の態様から選択することができる。同図（ａ）は針１２にテーパ１２ａ付きの段差部を形成したもの、同図（ｂ）は針１２にテーパ１２ａを形成しないもの、同図（ｃ）は針１２に同図（ａ）と逆向きのテーパ１２ａ付き段差部を形成したもの、同図（ｄ）はノズル孔７にテーパ７ａ付きの段差部を形成したもの、をそれぞれ示している。これらの態様でも、針１２の抜き挿しによるノズル孔７の清掃を行うことができるとともに、針７が抜けるにつれてノズル孔７と針１２の間の隙間が次第に変化し、燃料の流量を最適な状態とすることができるからである。 The tip shapes of the nozzle hole 7 and the needle 12 are not limited to those shown in the first to third embodiments, and can be selected from various modes as shown in FIG. FIG. 4A shows the needle 12 with a stepped portion having a taper 12a, FIG. 5B shows the needle 12 without the taper 12a, and FIG. 4C shows the needle 12 with the taper 12a. FIG. 4D shows a nozzle hole 7 having a stepped portion with a taper 7a formed in the opposite direction. Even in these modes, the nozzle hole 7 can be cleaned by inserting and removing the needle 12, and the gap between the nozzle hole 7 and the needle 12 gradually changes as the needle 7 is removed, so that the fuel flow rate is in an optimum state. Because it can be.

また、このバイメタルや形状記憶合金は必ずしもコイルばね１４形状とする必要はなく、針１２をノズル孔７に抜き挿しすることができるのであれば、例えば、板ばね形式とすることもできる。 Further, the bimetal or the shape memory alloy does not necessarily have the shape of the coil spring 14. For example, if the needle 12 can be inserted into and removed from the nozzle hole 7, a plate spring type can be used.

１燃料口
２燃料管
３気化器
４バーナヘッド
５ノズルホルダ
６ノズル
７ノズル孔
７ａ（ノズル孔の）テーパ
８空気取り入れ口
９導入管
１０炎孔
１１脚部
１２針
１２ａ（針の）テーパ
１３コイルホルダ
１４コイルばね（駆動部材）
１５（コイルホルダの）後端部
１６（ノズルホルダの）後端壁
１７アシストばね（付勢部材）
１８燃料供給口
１９（コイルホルダの）凹部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel port 2 Fuel pipe 3 Vaporizer 4 Burner head 5 Nozzle holder 6 Nozzle 7 Nozzle hole 7a Taper 8 (nozzle hole) taper 8 Air intake 9 Introducing pipe 10 Flame hole 11 Leg 12 Needle 12a Taper 13 Coil Holder 14 Coil spring (drive member)
15 Rear end portion 16 (of the coil holder) Rear end wall 17 (of the nozzle holder) Assist spring (biasing member)
18 Fuel supply port 19 (coil holder) recess

Claims

A nozzle (6) having a nozzle hole (7), a needle (12) inserted into the nozzle hole (7) so as to be driven in the central axis direction of the nozzle hole (7), and the needle (12) A drive member (14) for driving in the direction of the central axis,
The drive member (14) is provided in a fuel flow path, and the needle (12) of the needle (12) by the drive member (14) corresponds to a temperature change of the fuel in contact with the drive member (14). Drive in the direction of the central axis,
The needle (12) is formed with a taper (12a) or a step, or both the taper (12a) and a step, and the outer diameter changes depending on the position in the length direction, and this increases the temperature of the fuel. Accordingly, the drive is performed so that the outer diameter of the portion of the needle (12) located in the nozzle hole (7) is gradually reduced, while the temperature rises as the temperature drops. The needle (12) is driven in the opposite direction, the outer diameter of the needle (12) is smaller than the inner diameter of the nozzle hole (7), and the needle (12) is inserted into the nozzle hole (7). In a rare state, a gap is formed between them, and when the liquid fuel is supplied to the nozzle hole (7), the nozzle hole (7) and the needle (12) While the liquid fuel is injected from the gap between When the temperature of the vaporizer for vaporizing the body fuel rises and the heated vaporized fuel is supplied, the needle (12) is driven and the nozzle hole (7) and the needle (12) are A burner nozzle in which the gap is enlarged and an amount of vaporized fuel corresponding to the valve opening is supplied to the burner head .

The driving direction of the needle (12) is a direction toward the inside of the nozzle hole (7) when the temperature rises, and a direction toward the outside of the nozzle hole (7) when the temperature drops. Item No. 1 burner nozzle.

The burner nozzle according to claim 1 or 2, wherein the driving member (14) is made of a bimetal, and the driving is performed by deformation accompanying a temperature change of the bimetal.

A nozzle (6) having a nozzle hole (7), a needle (12) inserted into the nozzle hole (7) so as to be driven in the central axis direction of the nozzle hole (7), and the needle (12) A drive member (14) for driving in the direction of the central axis,
The drive member (14) is provided in a fuel flow path, and the needle (12) of the needle (12) by the drive member (14) corresponds to a temperature change of the fuel in contact with the drive member (14). Drive in the direction of the central axis,
The burner nozzle, wherein the driving member (14) is made of a bimetal, and the driving is performed by deformation accompanying a change in temperature of the bimetal.

The bimetal has a coil spring (14) shape, and the coil spring (14) has a specific metal layer on the inner side of two or more metal layers having different coefficients of thermal expansion constituting the bimetal. The coil is wound into a coil, and the coil is further spirally wound into a double helically wound coil shape, and is provided so that its telescopic axis direction coincides with the driving direction of the needle (12). The nozzle for burners according to claim 3 or 4.

The drive member (14) is made of a coil spring-shaped shape memory alloy, and the shape memory alloy is biased by a biasing member (17) provided in the direction of the telescopic axis, and the drive is driven by the shape memory alloy. The burner nozzle according to claim 1, wherein the burner nozzle is formed by deformation accompanying a temperature change.

A burner comprising the burner nozzle according to any one of claims 1 to 6.