JPH07243621A - ガス燃焼方法及びこの方法を用いたバーナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガスバーナにおいて、低圧ガスのみならず、
中・高圧ガスを使用する場合にも、確実な着火が可能で
且つ安定した燃焼状態が得られるようにする。 【構成】 燃焼ヘッド２に対し、その外周面の周方向に
沿って複数の主炎口８を等配状に設けると共に、これら
全ての主炎口８に対してその上方側から臨むような位置
付けで、環状の補炎口２０を設ける。この補炎口２０に
は、混合室７から分流孔１０及び隙間１６を介して、主
炎口８から噴射されるのと同じ混合ガスが供給される。
主炎口８からの噴射流と補炎口２０からの噴射流とが衝
突し、適度な滞留・攪拌状態をつくり、着火及び燃焼の
維持を可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、調理器具等において実
施されるガス燃焼方法と、この方法を用いたバーナとに
関するものである。

【０００２】

【従来技術とその解決課題】ガスバーナは、混合管内で
プロパンガス等の元ガスに適量の空気を混合させて混合
ガスとし、この混合ガスを火口から勢いよく噴射させつ
つ、この噴射流に着火させるようになっているのが最も
一般的である。なお、中・高圧ガスに用いるバーナ（以
下、中・高圧バーナと言う）では、火口からの噴射流に
滞留・攪拌状態を起こさせるための保炎構造を設ける必
要がある。家庭用プロパンガスや都市ガス等に用いるバ
ーナ（以下、低圧バーナと言う）ではこのような保炎構
造を有していないため、元ガスとして中・高圧ガスを用
いても、炎飛び（リフティング現象）が発生し、燃焼は
おろか着火もしないことは周知である。

【０００３】このようなことから、中・高圧バーナでは
構造的に大型化、複雑化するものであり、低圧バーナと
の共用は不可能であった。一方、中・高圧バーナにおい
て補炎構造は、火口からの噴射流にとっては障害物とな
るわけであるから、着火を可能とし燃焼状態を維持させ
るためには、元ガスに多量の空気を混合しなければなら
ない。しかしその反面、混合管内に多量の空気が吸引さ
れることによって混合管内が大気圧の影響を受け易く、
混合管内でのガス流れにおいてその流速が低下し、従っ
て空気吸込作用が低下し、その結果、バックファイヤー
や炎の揺れ、或いは赤炎等の発生を招来し易いものであ
った。

【０００４】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であって、低圧バーナとしても中・高圧バーナとしても
使用でき、構造が簡潔であり、安定して高温、高カロリ
ーの燃焼炎を得ることができるガス燃焼方法及びこの方
法を用いたバーナを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、次の技術的手段を講じた。請求項１記
載のガス燃焼方法は、噴射前のガス供給流から分流して
導いた分流ガスを、噴射直後の噴射流へ衝突状に吹き付
けつつ、着火させることを特徴としている。

【０００６】請求項２記載のバーナは、内部に混合室を
有した混合器本体と、この混合器本体の先端側に設けら
れた燃焼用ヘッドとを有し、燃焼用ヘッドには上記混合
室と連通する主炎口と、上記混合室と連通し且つ主炎口
の開口部外側へ臨むように位置付けられた補炎口とが設
けられていることを特徴としている。請求項３では、請
求項２記載の燃焼用ヘッドにおいて、混合器本体の先端
側を閉塞する上装部と、この上装部に対してその先端外
面との間に所定隙間を保持して被蓋される冠装部とから
成り、上装部には冠装部に対する隙間と混合器本体内の
混合室とを連通する分流孔が形成されていると共に、冠
装部の被蓋部外周に対応する位置で混合器本体内の混合
室と連通する複数の主炎口が形成されており、冠装部の
被蓋部外周において上装部の先端外面との間で形成され
る環状の開口部によって補炎口が形成されていることを
特徴としている。

【０００７】請求項４では、請求項３記載の燃焼用ヘッ
ドにおいて、上装部と冠装部とがいずれか一方に設けら
れた雄ねじ部と同他方に設けられた雌ねじ部との螺合に
より着脱自在になされていることを特徴としている。請
求項５では、請求項２乃至請求項４のいずれかに記載の
混合器本体において、その基部に、当該混合器本体の内
面との間に所定間隔を保持し且つ混合室へは達しない長
さの保流管と、この保流管内へ高速噴射口を向ける元ガ
ス用のノズル部とが設けられていると共に、混合器本体
の外部と保流管の内部とを直接に連通させる一次空気取
入路が形成されていることを特徴としている。

【０００８】請求項６では、請求項５記載の混合器本体
において、その外周部に、保流管の外周面に臨む二次空
気取入路が形成されていることを特徴としている。請求
項７では、請求項６記載の混合器本体において、その外
周面に、二次空気取入路を含む領域にねじが刻設されて
いると共に、このねじに対して二次空気取入路を開閉可
能なナット部材が螺合されていることを特徴としてい
る。

【０００９】

【作用】混合ガスとした後のガス供給流を火口（主炎
口）から噴射させる一方、噴射前のガス供給流から分流
した同一種の分流ガスを、（補炎口から噴出させて）上
記火口からの噴射流に衝突させることで、この噴射流
に、補炎構造を設けた場合と同様の滞留・攪拌状態を起
こさせるものである。これにより中・高圧ガスを用いる
場合でもその着火及び燃焼状態の維持を可能とする。

【００１０】分流ガスを噴出させる補炎口を、上装部と
冠装部との間に形成される環状の開口部として構成させ
れば、上装部の全周にわたって分流ガスが噴出するよう
になる。そのため、上装部に設けた主炎口からの噴射流
に対し、分流ガスの衝突を確実にでき（噴射流の勢いに
負けて分流ガスが逃げるようなことがない）、炎の安定
化が図れる。

【００１１】上装部と冠装部とをねじによる着脱自在な
構造とすることで、それら両者間の清掃が可能且つ容易
にできる。また、上装部と冠装部との間の隙間調節、即
ち、補炎口の開口調節ができる。ノズル部から噴出され
る元ガスは、保流管内を一気に通過して混合室へと誘導
されるので、高速噴射口により高速化された流速が低下
し難くなっている。また、このようなことから保流管内
では大きな負圧（空気吸引作用）を起こさせることがで
きるので、この保流管に対して直接的に一次空気取入路
を形成させることで、多量の空気を効率よく吸い込むこ
とができる。

【００１２】混合器本体に対して、保流管の外周面へ臨
むような位置付けで二次空気取入路を形成させておけ
ば、この二次空気取入路から混合室へ吸い込まれる空気
によって保流管内のガスの流れが悪影響を受けることが
ない。混合器本体の外周面に螺合するナット部材により
二次空気取入路を開閉するようにすれば、構造の簡潔化
が図れ、また吸込空気量の調節も簡単に行える。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図１は本発明に係るバーナ１を示す側断面図であっ
て、このバーナ１は、大別すると燃焼ヘッド２と混合器
本体３との二部分に分けられる。まず、燃焼ヘッド２に
ついて説明する。

【００１４】燃焼ヘッド２は上装部４と冠装部５とから
成る。上装部４は、加工が容易で且つ低廉な黄銅を素材
として、先端側（図１上側）の外周縁部に面取り傾斜部
４ａを施した円盤体状に形成されている。この上装部４
は、混合器本体３の先端部にねじ連結等により設けられ
ることで、当該混合器本体３の先端側開口端を閉塞する
ようになっている。上装部４の内部側には、混合器本体
３へ向けて突出する倒立円錐状をした分散壁６が設けら
れている。この分散壁６は、混合器本体３（混合室７）
から送られる混合ガスをその全周方向へ分散させる作用
を営む。

【００１５】上装部４の面取り傾斜部４ａには、図２に
示すようにその周方向に沿って等配状に複数（図面では
１５個とした）の主炎口８が設けられている。各主炎口
８は、開口形状を円形とし、上記した分散壁６の外周部
へ臨むようなかたちで貫通している。従って、混合器本
体３の内部（混合室７）と連通する。上装部４の先端面
部４ｂには、その中心部に、ステンレス製のセットボル
トを突き立て状に螺合して成る雄ねじ部９が設けられて
いる。９ａは六角レンチ用の係合孔である。また、この
先端面部４ｂには、雄ねじ部９の周囲に複数（図面では
４個とした）の分流孔１０が設けられている。これら分
流孔１０も、上記した分散壁６の外周部へ臨むようなか
たちで貫通しており、従って混合器本体３の内部（混合
室７）と連通する。

【００１６】主炎口８や分流孔１０の個数、各一個の内
径は、使用するガスの種類、供給圧、流量だけでなく、
主炎口８と分流孔１０との開口面積比及びバーナ１にお
ける各部寸法関係（特に、後述するノズル部２７におけ
る高速噴射口３３の内径）等との兼ね合いで、種々に変
更され得る。例えば、１０００ｋｃａｌ／ｈ用として製
作したバーナでは、主炎口８を内径３．５ｍｍで８個、
分流孔１０を内径２．４ｍｍで４個とするのが最適で、
ガスの種類を異ならせた場合も、略共通できた。

【００１７】また、２０００ｋｃａｌ／ｈ用として製作
したバーナでは、都市ガス（６Ｃ）等を用いる場合に
は、主炎口８を内径３ｍｍで１５個、分流孔１０を内径
２ｍｍで４個とするのが好ましく、都市ガス（１３Ａ）
やプロパンガス等を用いる場合には、いずれも主炎口８
を内径３．５ｍｍで１５個、分流孔１０を内径２．５ｍ
ｍで４個とするのが好ましいものであった。

【００１８】冠装部５は、高温に耐えるようステンレス
を素材として、先端側（図１上側）ほど径小になる円錐
台状に形成されている。この冠装部５の下面中心部に
は、上装部４の雄ねじ部９に螺合可能な雌ねじ部１５が
設けられており、両者の着脱が自在に行えるようになっ
ている。雌ねじ部１５の周部にはボス部１７が形成され
ており、このボス部１７が上装部４の先端面部４ｂと当
接することで、上装部４と冠装部５との相互間に所定間
隔（約１ｍｍ）の隙間１６を形成させるようになってい
る。

【００１９】なお、上記した上装部４の分流孔１０は、
冠装部５のボス部１７より外周側に位置付けられるよう
になっていることは言うまでもない。冠装部５の外周部
には、上記分流孔１０から噴出した混合ガスを、隙間１
６を介して上装部４の面取り傾斜部４ａに沿わすように
誘導するために、下向きに膨隆するリブ１８を形成させ
てある。このようなリブ１８により、冠装部５を上装部
４に被蓋させた場合に、その被蓋部外周（リブ１８と上
装部４の面取り傾斜部４ａとの間）に環状の開口部が形
成されるようになる。この開口部を補炎口２０とする。
この補炎口２０は、上装部４に対する冠装部５のねじ連
結度合を弛めることで、開度調節が可能となっている。

【００２０】なお、上記した上装部４の主炎口８は、冠
装部５のリブ１８より外周側（即ち、上記のように構成
される補炎口２０より外周側）に位置付けられるように
なっている。冠装部５は、上装部４よりも僅かに径大に
形成されており、平面的に見ると、上装部４の主炎口８
を覆い隠すようなかたちとなっている。そのため、煮こ
ぼれ等が起きても、主炎口８が目詰まりを起こし難くな
っている。

【００２１】次に、混合器本体３について説明する。混
合器本体３は、外周面にねじ２４ａが刻設された筒体部
２４と、このねじ２４ａに螺合されて筒体部２４のまわ
りを軸心方向に進退するナット部材２５と、筒体部２４
の基部側（図１下側）にねじ２４ａを利用して接続され
る基幹部２６と、この基幹部２６の下部側に設けられる
ノズル部２７と、筒体部２４内において基幹部２６の上
部側に設けられる保流管２８とから成る。なお、混合器
本体３を構成する上記各部材は、保流管２８がステンレ
ス製である他は全て黄銅を素材として形成されている。

【００２２】筒体部２４は、その先端寄り内部を、供給
ガスと空気との混合室７としている。筒体部２４の基部
寄りには、その周壁を貫通する二次空気取入路３０が形
成されている。本実施例では、図３に示すように二次空
気取入路３０を４個設けた。これら二次空気取入路３０
は、ナット部材２５を筒体部２４に沿って進退させるこ
とで、その開口面積を全閉状態から全開状態まで変えら
れるようになっている。

【００２３】基幹部２６は、その中心部に、筒体部２４
の軸心方向に沿って貫通するねじ孔３１が形成されてい
る。このねじ孔３１に対して上記したノズル部２７や保
流管２８が螺合保持されるものである。そして、この基
幹部２６には、その外周側とねじ孔３１との間を連通す
る一次空気取入路３２が形成されている。この一次空気
取入路３２は、ねじ孔３１側の開口端をノズル部２７と
保流管２８との相互間に位置付けるようになっていると
共に、ノズル部２７から保流管２８へ噴出される元ガス
の流れに沿って空気の吸い込みが行われるように、その
軸線をやや上向きに傾斜させてある。本実施例では、図
４に示すように一次空気取入路３２を４個設けた。

【００２４】ノズル部２７は、基幹部２６のねじ孔３１
を介して保流管２６内へ向くようになる高速噴射口３３
を有している。ノズル部２７の下端側には、プロパンガ
スや都市ガス等の元ガスを供給するガス管（図示略）等
と連結させるための継手部２７ａが設けられている。な
お、高速噴射口３３の個数や内径についても、前記した
主炎口８や分流孔１０の場合と同様に、他の諸条件との
関連で決定される。

【００２５】例えば、前記した１０００ｋｃａｌ／ｈ用
のバーナでは、都市ガス（６Ｃ）を用いる場合の内径を
１．４ｍｍ、都市ガス（１３Ａ）を用いる場合の内径を
０．８ｍｍ、プロパンガスを用いる場合の内径を０．６
とするのが、それぞれ最適であった。また、前記した２
０００ｋｃａｌ／ｈ用のバーナでは、都市ガス（１３
Ａ）を用いる場合の内径を１．１ｍｍ、プロパンガスを
用いる場合の内径を０．８ｍｍとするのが最適であった
が、都市ガス（６Ｃ）を用いる場合には、内径を２ｍｍ
とする他、高速噴射口３３の形成個数を３個（図５に示
すような配置とすればよい）とするのが好ましいもので
あった。

【００２６】保流管２８は、筒本体２４の内周面との間
に所定間隔をおくような状態で設けられ、二次空気取入
路３０が形成された位置よりも更に先端側へ延びること
が必要とされているが、筒本体２４内に混合室７として
必要なスペースは確保できる長さに形成されている。こ
のようにして成るバーナ１は、例えば図７に示すように
１台のガスレンジ３５に対して１個又は複数個（図面で
は４個とした）を取り付け、それぞれの継手部２７ａに
ガス管等を接続する。３６は五徳を、３７は五徳３６上
に載せられた中華鍋等をそれぞれ示してある。

【００２７】バーナ１に対するガス栓（図示略）を開け
ば、混合室７において混合ガスとされたガス供給流は、
分散壁６によってその全周へ広げられ主炎口８から噴射
する噴射流となる一方で、分流孔１０から隙間１６及び
補炎口２０を介して上装部４の面取り傾斜部４ａに沿う
方向の分流ガスとなる。そのため、図６に示すように各
主炎口８からの噴射流に対して分流ガスが衝突し、この
衝突部分において、勢いに勝る噴射流の指向性を略維持
したまま、滞留・攪拌状態が生起するようになる。従っ
て、補炎構造を設けたのと同じこととなり、使用するガ
スを中・高圧ガスとしても、この滞留・攪拌状態となっ
ている部分へスパークを飛ばすことで着火及び燃焼状態
の維持が可能となる。

【００２８】着火時やその後の燃焼時には、主炎口８か
らの噴射流と補炎口２０からの分流ガスとが略同時に小
爆発を起こすようになるが、これらの小爆発相互によっ
て爆音が相殺され、全体としての消音効果が図れる。一
方、ノズル部２７から高速噴射口３３を介して保流管２
８内へ噴出される元ガスの流れは、当該保流管２８によ
って囲まれることで減速化が防止されると共に、高い負
圧（空気吸引作用）を得ることができるので、一次空気
取入路３２からは十分な量の空気が吸い込まれるように
なる。

【００２９】このように、燃焼に必要とされる空気は、
その殆どが一次空気取入路３２から保流管２８を通じて
混合室７内へ供給されるが、場合によっては、ナット部
材２５を操作して、二次空気取入路３０からも空気を吸
い込ませるようにする。このとき、仮に、二次空気取入
路３０を全開状態にしたとしても、この二次空気取入路
３０から混合室７内へ吸引される空気が、保流管２８内
のガス流れを乱すようになることは決してないので、保
流管２８内において流速が低下されることも、また二次
空気取入路３０からの空気吸引量が減少することもな
い。そのため、安定した燃焼状態が継続される。

【００３０】このような構造を有したバーナ１であれ
ば、水柱２００ｍｍ程度の低圧ガスから、水柱８００ｍ
ｍ前後の中圧ガスは勿論、２０ｋｇ／ｃｍ² 程度の高圧
ガスまで、使用可能である。燃焼ヘッド２と混合器本体
３とを、図８に示すように一体形成することも可能であ
る。

【００３１】本発明に係るバーナ１は、調理器具に用い
ることが限定されるものではなく、その他あらゆるガス
器具（各種加熱炉やボイラー等）にも実施可能である。

【００３２】

【発明の効果】本発明は、上述の構成を具備するもので
あって、火口（主炎口）からの噴射流に対して、（補炎
口から噴出させる）これと同一種の分流ガスを衝突させ
ることで、この噴射流に滞留・攪拌状態を起こさせるも
のであるから、中・高圧ガスを用いる場合でもその着火
及び燃焼状態の維持が可能となる。そのため、構造的な
小型化、簡潔化が図れ、低圧バーナとの共用も可能とな
る。

【００３３】補炎口において、上装部の全周面に沿うよ
うに環状に開口するものとしておけば、上装部に設けら
れる全ての主炎口から噴射される噴射流に、分流ガスを
確実に衝突させることができるので、着火及び燃焼状態
の維持が確実且つ安定的に行われる。上装部と冠装部と
を着脱自在にしておけば、それら両者間の清掃が可能且
つ容易にでき、いつも最適な条件下で燃焼させることが
できる。また、上装部と冠装部との間の隙間調節、即
ち、補炎口の開口調節が簡単にできるようになるので、
噴射流に対する滞留・攪拌作用の発生状況をいつも適正
に保持できる。

【００３４】元ガスを噴出させるノズル部に対して保流
管を連結させれば、元ガスの流速及びガス圧を維持で
き、しかも強力な負圧作用によって一次空気取入路から
十分量の空気を効率よく吸い込むことができる。このこ
とも炎の安定化に繋がる。またこの保流管を設けておく
ことで、二次空気取入路から混合室へ吸い込まれる空気
により、保流管内のガスの流れが悪影響を受けることも
ない。従って、バックファイヤー、炎の揺れ、赤炎等の
発生を防止できる。

【００３５】混合器本体（筒体部）の外周面に螺合する
ナット部材により二次空気取入路を開閉するようにすれ
ば、構造の簡潔化が図れ、また吸込空気量の調節も簡単
に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るバーナの側断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ線拡大断面図である。

【図４】図１のＣ−Ｃ線拡大断面図である。

【図５】ノズル部の別態様を示す平面図である。

【図６】本発明方法を説明する主要部の拡大側断面図で
ある。

【図７】本発明に係るバーナの使用状況を示す平面図で
ある。

【図８】燃焼ヘッドを一体形成させた実施例を示す側断
面図である。

【符号の説明】

１ バーナ ２ 燃焼ヘッド ３ 混合器本体 ４ 上装部 ５ 冠装部 ７ 混合室 ８ 主炎口 ９ 雄ねじ部 １０ 分流孔 １５ 雌ねじ部 １６ 隙間 ２０ 補炎口 ２５ ナット部材 ２７ ノズル部 ２８ 保流管 ３０ 二次空気取入路 ３２ 一次空気取入路 ３３ 高速噴射口

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 噴射前のガス供給流から分流して導いた
   分流ガスを、噴射直後の噴射流へ衝突状に吹き付けつ
   つ、着火させることを特徴とするガス燃焼方法。
2. 【請求項２】 内部に混合室（７）を有した混合器本体
   （３）と、この混合器本体（３）の先端側に設けられた
   燃焼用ヘッド（２）とを有し、燃焼用ヘッド（２）には
   上記混合室（７）と連通する主炎口（８）と、上記混合
   室（７）と連通し且つ主炎口（８）の開口部外側へ臨む
   ように位置付けられた補炎口（２０）とが設けられてい
   ることを特徴とするバーナ。
3. 【請求項３】 前記燃焼用ヘッド（２）は、混合器本体
   （３）の先端側を閉塞する上装部（４）と、この上装部
   （４）に対してその先端外面との間に所定隙間（１６）
   を保持して被蓋される冠装部（５）とから成り、上装部
   （４）には冠装部（５）に対する隙間（１６）と混合器
   本体（３）内の混合室（７）とを連通する分流孔（１
   ０）が形成されていると共に、冠装部（５）の被蓋部外
   周に対応する位置で混合器本体（３）内の混合室（７）
   と連通する複数の主炎口（８）が形成されており、冠装
   部（５）の被蓋部外周において上装部（４）の先端外面
   との間で形成される環状の開口部によって補炎口（２
   ０）が形成されていることを特徴とする請求項２記載の
   バーナ。
4. 【請求項４】 前記燃焼用ヘッド（２）において、上装
   部（４）と冠装部（５）とがいずれか一方に設けられた
   雄ねじ部（９）と同他方に設けられた雌ねじ部（１５）
   との螺合により着脱自在になされていることを特徴とす
   る請求項３記載のバーナ。
5. 【請求項５】 前記混合器本体（３）の基部には、当該
   混合器本体（３）の内面との間に所定間隔を保持し且つ
   混合室（７）へは達しない長さの保流管（２８）と、こ
   の保流管（２８）内へ高速噴射口（３３）を向ける元ガ
   ス用のノズル部（２７）とが設けられていると共に、混
   合器本体（３）の外部と保流管（２８）の内部とを直接
   に連通させる一次空気取入路（３２）が形成されている
   ことを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれかに記
   載のバーナ。
6. 【請求項６】 前記混合器本体（３）の外周部には、保
   流管（２８）の外周面に臨む二次空気取入路（３０）が
   形成されていることを特徴とする請求項５記載のバー
   ナ。
7. 【請求項７】 前記混合器本体（３）の外周面には、二
   次空気取入路（３０）を含む領域にねじ（２４ａ）が刻
   設されていると共に、このねじ（２４ａ）に対して二次
   空気取入路（３０）を開閉可能なナット部材（２５）が
   螺合されていることを特徴とする請求項６記載のバー
   ナ。