JPH08511338A - 動的安定性を改良するための拡散パイロットを有する大気ガスバーナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 大気ガスバーナにおいて、少なくとも１つの炎孔に圧力降下の大きなパイロット火炎を確立することにより、火炎安定性を向上させる。バーナは、好ましくは凹所内に、一次炎孔から隔離されたパイロット炎孔を有している。バーナに導入される全燃料の内の小部分を、同伴空気なしに、パイロット炎孔に直接供給する。その結果、パイロット炎孔は高い圧力降下の拡散パイロット火炎を支持し、拡散パイロット火炎は周囲の擾乱によく耐えることができる。一時的な擾乱で一次火炎が消えた場合に、パイロット火炎は再点火源として作用する。

Description

【発明の詳細な説明】 動的安定性を改良するための拡散パイロットを有する大気ガスバーナ 発明の背景 本発明は、一般的には大気ガスバーナに関し、特に、家庭用調理器具用のガス バーナに関する。更に詳しくは、本発明は、火炎不安定性を減少させるためのガ スバーナの改良に関する。 家庭用ガス調理器具の表面ユニットとして大気ガスバーナがよく用いられてい る。このようなガスバーナの性能にとって、室内通風やオーブン扉の開閉等によ る周囲環境の擾乱に耐えられることが、重要な要素である。オーブン扉の操作は 特にやっかいなことになる。オーブン扉の開閉によりオーブン庫内に瞬間的な圧 力不足又は圧力過多状態が生じるからである。これが原因で、オーブン圧力を再 び平衡化するのに空気の流れが必要となる状態が一時的に生じる。オーブンから 燃焼生成物を排除する煙道は所望のオーブン温度を維持するような寸法になって おり、そのため、通常再平衡化のために十分な空気流を供給するには不適切であ るので、多量の空気がバーナを通して又はバーナの周りを流れる。 この急激な空気流はバーナの火炎安定性を悪化させ、火炎の消滅の原因とさえ なる。予期しない消炎は、バーナ品 質についての疑問を生じさせるだけでなく、擾乱が過ぎ去った後で未燃焼ガスが バーナから放出される点で、潜在的な安全性への危険も生じる。この問題は、い わゆる密封型ガスバーナ構造（すなわち、こぼれた汁が調理台の下側区域に入る のを防止するためにバーナの基部周辺の調理台表面から開口をなくした構造）の 場合に、バーナが最小入力流量付近で燃焼動作しているときに特に顕著になる。 この火炎不安定性の本質的な原因は、代表的なレンジトップ・バーナの炎孔を 通過するガス／空気混合物の圧力降下が小さいことにある。燃料は十分な圧力を 有しているが、この圧力エネルギは、一次空気を巻き込んで同伴させるのに必要 な高い噴射速度まで燃料を加速するために使用される。この圧力のうち炎孔で回 収されるのは比較的わずかである。炎孔での圧力降下が低いと、周囲に伝播する 圧力擾乱が炎孔に簡単に侵入して、一時的に火炎をバーナヘッドに向かって引き 戻し、火が消えることがある。 従って、周囲の圧力擾乱によく耐えることができる大気ガスバーナが求められ ている。 発明の開示 上述した要求を満たす本発明のガスバーナは、側壁を有する全体的に円筒形の バーナ本体と、ガス供給導管と、主燃料室と、複数の一次炎孔とを含んでいる。 主入口通路が、バーナ本体の中心を軸線方向に貫通しており、ガス供給導管に形 成された噴射オリフィスと心合わせされている。主入口通路は、バーナ本体の外 部へ開放していて、燃焼を支 持する空気が進入できるようになっている。主燃料室内のガス／空気混合物が燃 焼のために一次炎孔を通して吐出される。 パイロット炎孔が側壁に形成されて、主燃料室から隔離されている。パイロッ ト入口通路によりパイロット炎孔がガス供給導管に連結されている。パイロット 炎孔は、好ましくは側壁に形成された凹所に配置される。ガス供給導管に導入さ れる全燃料の内の約４％〜６％がパイロット炎孔に送られる。ガスが、同伴空気 なしで、パイロット炎孔に直接供給されるので、パイロット炎孔は一次炎孔とは 独立に拡散パイロット火炎を支持する。更に、パイロット炎孔での圧力降下は、 一次炎孔での圧力降下よりも著しく大きい。従って、拡散パイロット火炎は一次 火炎よりも安定である。 別の態様では、パイロット入口通路が、ガス供給導管とは独立に、ガス源に連 結される。この場合、二重弁を用いて、主入口通路を通る燃料の流量を可変にし 、パイロット入口通路を通る燃料の流量を一定にすることが出来る。 本発明の他の目的及び効果は、以下の詳しい説明及び請求の範囲を図面を参照 しながら読むことで、明らかになるであろう。 図面の簡単な説明 本発明とみなされる要旨は請求の範囲に記載してある。しかしながら、本発明 は、図面と関連した以下の説明を参照することにより、一層よく理解することが できよう。 図１は、本発明によるガスバーナの第１の実施例の断面図である。 図２は、図１の２−２線に沿って取って上から見たガスバーナの一部の断面図 である。 図３は本発明によるガスバーナの第２の実施例の断面図である。 発明の詳しい説明 以下に、本発明を図面につき説明するが、図面中、同じ参照番号は同じ要素を 示す。図１及び図２に、本発明の大気ガスバーナ１０を示す。ガスバーナ１０は 、ガスレンジ及び調理台のようなガス調理器具の天板側の一部を形成している支 持表面１２に取り付けられている。図１からわかるように、ガスバーナ１０は、 いわゆる密封型バーナとして構成されている。「密封型」とは、支持表面１２と バーナ１０の基部との間に隙間がないことを意味する。こぼれた汁が侵入しまい ように支持表面１２の下側の区域を密封し、調理面の清掃を容易にする。しかし ながら、本発明のガスバーナ１０は、密封型バーナ器具に適用することに限定さ れず、他の形式のガス調理器具にも等しく適用することができる。 ガスバーナ１０は全体的に円筒形のバーナ本体１４を含み、本体１４は中実な 基部１６とその外周部から軸線方向に延在している円筒形側壁１８とを有してい る。環状フランジ２０が基部１６の底部から半径方向に延在していて、ガスバー ナ１０を支持表面１２に取り付ける手段を構成し ている。キャップ２２がバーナ本体１４の頂部を覆っており、これにより、バー ナ本体１４内に主燃料室２４が画定されている。キャップ２２は、側壁１８に固 着してもよいし、簡単に取り外せるように単に側壁１８に載せるだけでもよい。 特定の形式のバーナについて説明し図示するが、本発明は、他の形式のバーナ、 例えば、特に打抜型アルミニウム製バーナやオリフィスを別個に装着する型のバ ーナにも適用することができる。 複数の一次炎孔２６が側壁１８に形成されていて、主燃料室２４と流体連通し ている。一次炎孔２６は、側壁１８の外周に沿って分布しており、必須ではない が、代表的には均等な間隔で配置されている。本明細書で用いられる用語「炎孔 （ｐｏｒｔ）」とは、そこから火炎を支持することができる任意の形状の孔を指 す。 ガス供給導管２８がバーナ本体１４の下側に多数の支持ブラケット３０（図１ ではその内の２つが示されている）によって取り付けられている。（線図的に示 す）弁３３を介してガス源３２に連結するための継手３１がガス供給導管２８の 一端に形成されている。弁３３をガス調理器具側の対応する制御つまみによって 周知の態様で制御することにより、ガス源３２からガス供給導管２８へのガス流 を調節できる。ガス供給導管２８の他端には、噴射オリフィス３４が設けられて いる。噴射オリフィス３４は、バーナ本体１４に形成されている主入口通路３６ と心合わせされている。主入口通路３６は、バーナ本体１４の外部へ開放し ていると共に、バーナ本体１４の中心を軸線方向に延在して、主燃料室２４と流 体連通している。従って、噴射オリフィス３４から吐出されたガスと、それに巻 き込まれて同伴する空気とが、主入口通路３６を経て主燃料室２４に供給される 。燃焼を支持する一次空気は、バーナ１０の周りの周囲空間から得られ、支持ブ ラケット３０の間の開放空間を通して通常の態様で流入する。主燃料室２４内の ガス／空気混合物は燃焼のために一次炎孔２６を通って吐出される。 少なくとも１つの凹所３８が側壁１８の上部に形成される。図２に明示するよ うに、凹所３８は、必須ではないが、半円形であることが好ましい。この凹所３ ８の後ろ側でバーナ本体１４の中実基部１６の上に隆起部４０が形成されて、主 燃料室２４の中に延在している。凹所３８には、パイロット炎孔４２が形成され ている。パイロット炎孔４２は、それが主燃料室２４と流体連通していないとい う意味で、主燃料室２４から隔離されており、従って一次炎孔２６とは独立であ る。ガス供給導管２８からのガスが、パイロット入口通路４４によってパイロッ ト炎孔４２に直接供給される。パイロット入口通路４４は、ガス供給導管２８か ら基部１６及び隆起部４０を貫通して延在し、パイロット炎孔４２で終端してい る。通常、１つのパイロット炎孔４２でガスバーナ１０の動的安定性を適切に改 良するのに十分であるが、本発明は、上述したパイロット炎孔構造と同じか又は 類似の追加のパイロット炎孔構造を１つ以上用 いる可能性も包含している。 直接にガス供給を受けるので、パイロット炎孔４２は、主燃料室２４からガス ／空気混合物が供給される一次炎孔２６とは独立に、拡散パイロット火炎を支持 する。空気を全く同伴しないので、ガスはパイロット炎孔４２に全圧で供給され 、その結果、パイロット炎孔４２での圧力降下は、一次炎孔２６での圧力降下よ りも大きくなる。従って、拡散パイロット火炎は、一次炎孔２６の火炎よりもは るかに安定である。尚、パイロット炎孔４２の拡散パイロット火炎は、バーナを 点火する際に点火源として働くように、バーナが燃焼動作中でないときでも常に 火がついているという意味での「パイロット火炎（口火）」ではない。そうでは なく、この拡散パイロット火炎は、バーナが燃焼動作中のときにだけ火がついて いて、一次火炎が不意に消えてしまった場合に再点火源として作用する。 上記の代案として、凹所３８を省略して、パイロット炎孔４２を側壁１８に直 接形成することができる。凹所３８なしでもパイロット炎孔４２での圧力降下は 依然として大きく、安定な拡散パイロット火炎が得られる。しかしながら、凹所 ３８は、パイロット火炎を調理室の通風等の擾乱からある程度保護する安定化室 を形成し、これにより、パイロット火炎の安定性を更に高める。 パイロット入口通路４４は、必ずしも、前述したようにバーナ本体１４の一体 部分である必要はない。その代わりに、可撓性管をガス供給導管２８とパイロッ ト炎孔４２と の間に連結することができる。いずれにしても、ガス供給導管２８に流入する燃 料の適当な一部分をパイロット炎孔４２に配送し、残りの燃料を噴射オリフィス ３４を経て主燃料室２４に供給するように、パイロット入口通路４４は適当な寸 法に定められる。パイロット炎孔４２に供給する燃料部分は、理想的には、凹所 ３８及びパイロット炎孔４２を設けない場合に側壁１８に形成されていたであろ う一次炎孔（１つ又は複数）を通して吐出される燃料の量に等しいか又はそれに 近い量にする。これは、代表的には、ガス供給導管を通る全燃料の約４％〜６％ である。 燃焼動作の際には、所望のガスバーナ１０に対応するガス調理器具上の制御つ まみを操作し、弁３３を開いて燃料をガス供給導管２８に送る。ガス供給導管２ ８からガスはオリフィス３４を通過して、燃焼用空気を巻き込み同伴する。ガス ／空気混合物が主入口通路３６を経て主燃料室２４に流入し、燃焼のために一次 炎孔２６から吐出される。混合気は最初はスパーク点火電極（図示していない） によって点火される。 同時に、ガス供給導管２８からの燃料の小部分がパイロット入口通路４４を経 てパイロット炎孔４２に直接供給される。この燃料部分がパイロット炎孔４２か ら吐出されて拡散パイロット火炎を生成する。燃料は全ガス圧で噴射されるので 、音響的に閉じた境界条件が生成され、そして拡散パイロット火炎は、一次炎孔 ２６からの火炎とは異なり、容易にパイロット炎孔４２に向かって引き戻された り、パ イロット炎孔４２内に押し戻されることはない。従って、火が消える可能性は著 しく減少し、パイロット炎孔４２での火炎安定性が増大する。更に、支持表面１ ２の下側での擾乱は、凹所３８に波及し得ない。従って、拡散パイロット火炎は 、一次炎孔２６からの火炎を消すような過渡的擾乱に耐えることができ、またそ の後、擾乱が過ぎ去った後に、一次炎孔２６用の再点火源として作用する。 図３に、本発明の他の実施例による大気ガスバーナ１１０を示す。ガスバーナ １１０は、ガス調理器具の支持表面１２に取り付けられている。第１の実施例の ガスバーナと同様に、ガスバーナ１１０は、中実の基部１１６および円筒形の側 壁１１８を有する全体的に円筒形のバーナ本体１１４と、環状フランジ１２０と 、キャップ１２２と、主燃料室１２４とを含んでいる。複数の一次炎孔１２６が 側壁１１８に形成されており、また主入口通路１３６が基部１１６に形成されて いる。噴射オリフィス１３４を有するガス供給導管１２８が、バーナ本体１１４ の下側に、多数の支持ブラケット１３０（図３には２つが示されている）によっ て取り付けられている。噴射オリフィス１３４は、主燃料室１２４と流体連通し ている主入口通路１３６と心合わせされている。継手１３１がガス供給導管１２ ８の外端に形成されており、（線図的に示す）二重弁１３３を介してガス源１３ ２に連結できるように構成されている。二重弁１３３は、ガス調理器具上の対応 する制御つまみによって周知の態様で制御され、ガス源１３２からガス供給導管 １２８へのガス流を調節する。 側壁１１８の上部に、凹所１３８が形成されている。凹所１３８の後ろ側で、 バーナ本体１１４の中実の基部１１６の上に隆起部１４０が形成されて、主燃料 室１２４の中に延在している。パイロット炎孔１４２が凹所１３８に形成されて いて、主燃料室１２４から隔離されている。ガスがパイロット入口通路１４４に よってパイロット炎孔１４２に直接供給される。パイロット入口通路１４４は、 基部１１６及び隆起部１４０を貫通して延在し、パイロット炎孔１４２で終端し ている。パイロット入口通路１４４は、ガス供給導管１２８に連結されていない 点で、図１の第１の実施例のそれとは異なる。代わりに、パイロット入口通路１ ４４はバーナ本体１１４から外向きに、ガス供給導管１２８と実質的に平行に延 在している。継手１４６がパイロット入口通路１４４の外端に形成されており、 二重弁１３３を介してガス源１３２に連結できるように構成されている。 二重弁１３３は当業界で周知の形式のものであり、一方の出力に燃料の定常流 れを、他方の出力に燃料の可変流れを生成することができる。従って、ガス調理 器具上の対応する制御つまみによって二重弁１３３を開いてバーナ１１０を燃焼 動作させるときにはいつでも、燃料の定常流れがパイロット入口通路１４４に供 給される一方、ガス供給導管１２８への燃料流れは適当な制御つまみを調節する ことにより変えることができる。パイロット入口通路１４４に 送られる燃料の一定量は、ガス供給導管１２８に供給される燃料の最小量よりも はるかに少量である。 以上説明したように、本発明の大気ガスバーナにおいては、少なくとも１つの 炎孔に他の炎孔よりも圧力降下の大きいパイロット火炎を確立することにより、 火炎安定性が向上する。本発明の特定の実施例を説明したが、当業者には明らか なように、本発明の要旨から逸脱しない範囲内で、これらの実施例に種々の変更 が可能である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ガス源に連結されるガスバーナ組立体において、 複数の一次炎孔を有するバーナ本体と、 前記バーナ本体に形成されているパイロット炎孔と、 前記パイロット炎孔を前記ガス源に直接連結するための通路と を備えていることを特徴とするガスバーナ組立体。 ２．更に、凹所が前記バーナ本体に形成されており、前記パイロット炎孔が前 記凹所内に配置されている請求項１に記載のガスバーナ組立体。 ３．前記ガスバーナ組立体に導入される全燃料の内の約４％〜６％が前記パイ ロット炎孔に供給される請求項１に記載のガスバーナ組立体。 ４．側壁を有するバーナ本体と、 前記側壁に形成されている１つ以上の一次炎孔と、 前記一次炎孔と流体連通している第１の通路と、 前記側壁に形成されているパイロット炎孔と、 前記パイロット炎孔と流体連通している第２の通路と を備えていることを特徴とするガスバーナ組立体。 ５．前記側壁に前記一次炎孔が複数個形成されており、前記一次炎孔の各々が 前記第１の通路と流体連通している請求項４に記載のガスバーナ組立体。 ６．更に、前記側壁に凹所が形成されており、前記パイロット炎孔が前記凹所 内に配置されている請求項４に記載のガスバーナ組立体。 ７．前記ガスバーナ組立体に導入される全燃料の内の約４％〜６％が前記パイ ロット炎孔に供給される請求項４に記載のガスバーナ組立体。 ８．前記第１の通路には可変流量の燃料が供給され、前記第２の通路には一定 流量の燃料が供給される請求項４に記載のガスバーナ組立体。 ９．側壁およびガス供給導管を含むバーナ本体と、 前記バーナ本体内に形成されている主燃料室と、 前記側壁に形成されて、前記主燃料室と流体連通している複数の一次炎孔と、 前記バーナ本体に形成されて、前記ガス供給導管と前記主燃料室との間を流体 連通させる主入口通路と、 前記側壁に形成されているパイロット炎孔と、 前記ガス供給導管を前記パイロット炎孔に連結するパイロット入口通路と を備えていることを特徴とするガスバーナ組立体。 １０．前記パイロット炎孔が前記主燃料室から隔離されている請求項９に記載 のガスバーナ組立体。 １１．更に、前記側壁に凹所が形成されており、前記パイロット炎孔が前記凹 所内に配置されている請求項９に記載のガスバーナ組立体。 １２．前記凹所が半円形である請求項１１に記載のガスバーナ組立体。 １３．前記ガス供給導管に導入される全燃料の内の約４％〜６％が前記パイロ ット炎孔に供給される請求項９に記 載のガスバーナ組立体。 １４．前記バーナ本体が全体的に円筒形である請求項９に記載のガスバーナ組 立体。 １５．前記ガス供給導管が、前記主入口通路と心合わせされている噴射オリフ ィスを含んでいる請求項９に記載のガスバーナ組立体。 １６．前記主入口通路が前記バーナ本体の中心を軸線方向に貫通して延在して いる請求項１５に記載のガスバーナ組立体。 １７．前記主入口通路が、燃焼を支持するための空気を進入させるように前記 バーナ本体の外部へ開放している請求項１６に記載のガスバーナ組立体。 １８．複数の炎孔を有するガスバーナ組立体の火炎不安定性を低減させる方法 において、１つの炎孔での圧力降下を残りの炎孔での圧力降下よりも大きくする ことを特徴とする方法。