JP4095539B2 - 長尺表面燃焼バーナ - Google Patents

Description

本発明は、長尺表面燃焼バーナに関し、詳しくは長尺表面燃焼バーナの温度ムラを解消するための技術に関するものである。

従来から、長尺表面燃焼バーナとして、燃焼面をセラミックプレートで形成されたセラミックバーナ、或いは、燃焼面を耐熱金属繊維をニット状に編み込んで形成されたメタルニットバーナ（例えば特許文献１参照）が知られている。

ところが、従来の長尺表面燃焼バーナにおいて、通常、細長い燃焼面の中心部の背後にガス流出口を配置し、ガス流出口から予混合ガスを燃焼面の中心部に向って流出させているため、燃焼面の中心部に過度に予混合ガスが供給され、中心部から両端部側に行くほど予混合ガスが行き渡りにくくなり、そのために中心より両端に行くほど温度ムラが発生しやすいという問題があった。
特開２００１−２３５１１７号公報

本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、長尺のバーナ全体に予混合ガスを行き渡らせることができ、温度ムラを改善できる長尺表面燃焼バーナを提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために本発明の請求項１に係る発明は、燃焼面２が細長く形成され、燃焼面２の中心部の背後に予混合ガス３を燃焼面２に向って供給するガス流出口４が配置された長尺表面燃焼バーナであって、上記細長い燃焼面２とガス流出口４との間に、複数の開口孔５を有する長尺の均一板６を配置し、上記複数の開口孔５の開口面積を均一板６の中央部６ａ側よりも両端部６ｂ，６ｂ側の方が大きくなるように形成すると共に、上記均一板６の背後に予混合ガス３を一時的に溜める筒状空間部８を設置し、筒状空間部８の端部８ａ側にガス取入れ口９を設け、上記ガス流出口４を筒状空間部８の中央側に設け、筒状空間部８内におけるガス取入れ口９とガス流出口４との間に、ガス取入れ口９から取り込まれる予混合ガス３を筒状空間部８の両端部８ａ，８ｂ側にそれぞれ拡散させるための第１のバッフル板１１を配置したことを特徴としている。

このような構成とすることで、均一板６の中央部６ａでは開口面積が小さく、均一板６の両端部６ｂ，６ｂでは開口面積が大きくなるので、長尺の均一板６の両端部６ｂ，６ｂ側まで予混合ガス３が行き渡るので、均一板６の中央部６ａ側と両端部６ｂ側とで予混合ガス３の単位時間あたりの送り込み量をほぼ同じ程度にすることができる。さらに、ガス取入れ口９から筒状空間部８内に送り込まれる予混合ガス３が直接、筒状空間部８の中央側に設けたガス流出口４から流出してしまうのを防止できると同時に、予混合ガス３がガス取入れ口９とガス流出口４との間に設けた第１のバッフル板１１に当たってはね返ったり、乗り越えたりすることで予混合ガス３は筒状空間部８の両端部８ａ，８ｂ側にそれぞれ行き渡るようになり、筒状空間部８内に均一に分散するようになる。この結果、温度ムラを改善することができ、長尺の燃焼面２表面でより均一な加熱を実現できる効果が得られる。

また請求項２記載の発明は、上記燃焼面２が耐熱金属繊維７をニット状に編み込んで形成されたメタルニットバーナ１Ａであるのが好ましく、この場合、燃焼面２のサイズを自由に変更できる。また、バーナの形状を被加熱物の形状に合わせて任意に設計できるなど、バーナの加工が容易となる。また燃焼面２の形状を例えば波状、半筒状等に自由にさまざまな形状に加工でき、これにより単位面積あたりの熱負荷（バーナ面負荷）が大きくとれるので、燃焼範囲が広くガス圧や風量変動にも影響しない安定燃焼を確保できる。さらに、薄くてコンパクトにでき、設置スペースをとらずに済み、そのうえ外的衝撃に対しても強い構造とすることができる。

また請求項３記載の発明は、上記ガス流出口４と均一板６との間に、ガス流出口４から流出する予混合ガス３を均一板６の両端部６ｂ，６ｂ側にそれぞれ拡散させるための第２のバッフル板１２を配置するのが好ましく、この場合、ガス流出口４から流出する予混合ガス３は第２のバッフル板１２に当たり、均一板６の中央部６ａに過度に流出するのを防止できると共に、均一板６の両端部６ｂ，６ｂ側に向って予混合ガス３がそれぞれ拡散するので、予混合ガス３の流速分布を均一板６全体で均一にすることができ、温度ムラ防止に一層有効となる。

また請求項４記載の発明は、上記均一板６に形成される各開口孔５を円形孔で形成するのが好ましく、この場合、パンチングメタル等の多孔板を用いて均一板６を容易に構成でき、均一板６の製造が容易となり、コスト面でも有利となる。

本発明に係る長尺表面燃焼バーナにあっては、長尺のバーナ全体に予混合ガスが行き渡ることで、温度ムラを改善できるものである。

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。

図１〜図３は本実施形態の長尺表面燃焼バーナ１として、メタルニットバーナ１Ａの一例を示している。このメタルニットバーナ１Ａの細長い燃焼面２は、図３に示すように、耐熱金属繊維７をニット状に編み込んで形成されている。燃焼面２の外周部はバーナハウジング２８の下部外周のフランジ部２８ａに固着されている。なお、燃焼面２の下面近傍には予混合ガス３を放電により点火する点火装置（図示せず）が設けられる。

上記燃焼面２の背後には、図１（ａ）に示すように、長尺の均一板６が燃焼面２と平行に配置されている。均一板６には予混合ガスが通過する多数の開口孔５が散在しており、ガス流出口４からの予混合ガス３が燃焼面２の中心部に過度に流入するのを防止することで温度ムラをなくす働きをする。本例では、図４に示すように、均一板６を樋状の耐熱金属板で構成し、両側の壁部１８，１８で囲まれた平坦部分にその長手方向Ａに間隔をあけて多数の開口孔５からなる小孔群が穿設されている。この小孔群は幅方向Ｂに例えば２列〜４列程度設けられる。各開口孔５は図４（ａ）の矢印ａで示すように、均一板６の上面から下面側に向って抜き加工された円孔状のパンチング孔で形成されている。ここでは、均一板６は図４（ａ）のように３ゾーンに分かれており、均一板６の中央部６ａのゾーンでは例えば直径２ｍｍの小さめの開口孔５’とし、両端部側のゾーンでは例えば直径３ｍｍの大きめの開口孔５”としてしている。

なお、本例では開口孔５（５’，５”）は円形孔で形成されているが、円形孔以外に、例えば角形孔やスリット状の孔であってもよいものであり、また開口孔５の数や位置も図４（ａ）のように３つのゾーン６ａ，６ｂ，６ｂに分けて形成される必要もない。また図４（ａ）において中央部６ａの開口孔５’のうち、最も中心側を最も小さい孔とし、中心から離れた両側の開口孔を一回り大きい孔（例えば、２ｍｍ以上、３ｍｍ以下の孔）としてもよいものであり、要するに均一板６の中心から両端側になるほど開口面積よりも大きくした構造であればよく、孔の形状、大きさ、配置等は適宜設計変更自在である。

上記均一板６の背後には、図１（ａ）のように予混合ガス３を一時的に溜める筒状空間部８が設置されている。筒状空間部８の中央側にガス流出口４が設けられ、筒状空間部８の一端部８ａ側にはガス取入れ口９が設けられている。ガス管から供給される燃焼ガスは混合器（図示せず）で一次空気と予混合され、この予混合ガス３が直流ファン（図示せず）によって上記ガス取入れ口９から筒状空間部８内に流入するようになっている。

さらに、上記筒状空間部８内には、図５に示すように、ガス取入れ口９とガス流出口４との間を遮るように壁状の第１のバッフル板１１が立設されている。バッフル板１１の両サイドには図２（ａ）の矢印ｄのように予混合ガス３が通り抜け可能な通気部１９が設けられている。バッフル板１１の下部１１ａは図５に示すように、Ｌ字状に折曲されていて、ガス流出口４よりもガス取入れ口９側にずれた位置で例えば３点スポット溶接にて筒状空間部８の底面に固着してある。このバッフル板１１は予混合ガス３を筒状空間部８内に均一に分散する働きをする。ちなみに、予混合ガス３を筒状空間部８内に均一に分散させるためには、筒状空間部８の容積を大きくとることで解決できるが、この場合は、バーナサイズが大きくなりすぎるという不具合が生じるが、本例では第１のバッフル板１１を用いることでかかる不具合をなくすことができる。

さらに、ガス流出口４の下方には、均一板６の中央部６ａと対向する第２のバッフル板１２が配置されている。本例では、第２のバッフル板１２は側方から見て樋状に形成されており、ガス流出口４の下面の両サイドにバッフル板１２の両端部１２ａが例えば３点スポット溶接にて固着されている。樋状のバッフル板１２は均一板６の両端部６ｂ，６ｂ側にそれぞれ開口しており、ガス流出口４から流出した予混合ガス３が均一板６の中央部６ａへ過度に流入するのを防止できると同時に、図５（ｂ）の矢印ｂで示すように、均一板６の両端部６ｂ，６ｂ側にそれぞれ拡散できる構造となっている。なお、メタルニットバーナ１Ａの長さは例えば７００ｍｍとされるが、もちろんこの数値に限られるものではない。なお図２中の１７はメタルニットバーナ１Ａの先端を支える固定板である。

上記構成において、筒状空間部８の一端部８ａ側から流入した予混合ガス３は、第１のバッフル板１１に当たり、その背後にあるガス流出口４にそのまま流出することがなく、予混合ガス３の一部が第１のバッフル板１１にはね返され、残りが通気部１９を通過することで、筒状空間部８の両端部８ａ，８ｂ側にそれぞれ予混合ガス３が行き渡るようになり、筒状空間部８内に均一に分散する。その後、ガス圧が高まるとガス流出口４から予混合ガス３が流出し、第２のバッフル板１２に当たる。これにより予混合ガス３が均一板６の中央部６ａに過度に流出するのを防止できると共に均一板６の両端部６ｂ，６ｂ側に向ってそれぞれ拡散するので、予混合ガス３の流速分布が均一板６全体で均一となる。さらに均一板６の中央部６ａ側の各開口孔５’は小さく、ガス流出口４から離れた両端部６ｂ側の各開口孔５”はそれぞれ大きく形成されているため、均一板６の両端部６ｂ，６ｂ側まで予混合ガス３が十分に行き渡るようになり、均一板６の中央部６ａ側と両端部６ｂ側とで予混合ガス３の単位時間あたりの送り込み量をほぼ同じ程度にすることができる。この結果、長尺のバーナ全体に予混合ガス３が行き渡り、燃焼面２全体が赤熱して均一に燃焼するので、温度ムラを改善することができ、長尺の燃焼面２により均一な加熱調理を実現できる効果が得られる。

しかも、各バッフル板１１，１２は設置が簡単であり、構造をシンプル化できるようになる。しかも均一板６をパンチングメタル等の多孔板を用いて容易に構成できると共に、均一板６の製造が容易となるため、コスト面でも有利となる。

また本例のメタルニットバーナ１Ａは従来のセラミックバーナと比較して以下の効果がある。すなわち、（１）燃焼面２のサイズを自由に変更できる効果、（２）バーナの形状を被加熱物の形状に合わせて設計でき、バーナの加工が容易になる効果、（３）燃焼面２の形状を例えば波状、半筒状等に自由にさまざまな形状に加工でき、これにより単位面積あたりの熱負荷（バーナ面負荷）が大きくとれるので、燃焼範囲が広くガス圧や風量変動にも影響しない安定燃焼を確保できる効果、（４）従来のセラミックプレートでは決まったサイズのプレートしかないため、バーナ１本当たりの面負荷が小さく、燃焼量が限定されてしまい、火力が必要なときはバーナ数を増加させる必要もあるが、メタルニットバーナ１Ａにおいては大きな熱負荷を確保できるので、セラミックバーナのような問題を解消できると同時に、薄くてコンパクトにでき、設置スペースをとらない効果、（５）さらに、外的衝撃に強くなる効果、（６）昇温冷却の応答が速く、予熱時間が半減し、ターンダウン比を大きくできるため、取り扱いが簡単であると同時に高効率運転が実現する効果、（７）バーナの圧力損失が少ない効果、（８）バーナ表面からの輻射と高温燃焼ガスの対流とで効率の高い加熱ができる効果、（９）窒素酸化物や一酸化炭素の発生がなく、環境面でも優れている効果がある。このような優れた様々な効果を有するメタルニットバーナ１において、本発明にあっては、均一板６を配置した構造、さらにバッフル板１１，１２を配置した構造を採用することで温度ムラを改善できるという、従来のメタルニットバーナでは得られない独自の効果を奏するものである。

図７〜図９は、本発明に係るメタルニットバーナ１Ａ（図１〜図３）を用いた上火式焼き物器１０の一例を示している。この上火式焼き物器１０は、例えば業務用の焼き鳥器として使用されるものである。もちろん焼き鳥器以外にも使用可能である。ここでは被焼成物を載せる焼物支持部１５の上方に、上火用バーナ１４を構成するメタルニットバーナ１Ａを設置し、被焼成物から出る油等を受ける受け皿或いは水槽１６を焼物支持部１５の下方に配置してある。なお図７中の２９はガス管差しこみ部、３０は操作ハンドル又はレバー、図８中の３１は排気孔付き天板である。しかして、加熱調理中は冷却用送風機３２による空気の流れは、図９のように水槽設置台２２の下部のスリット部２１と、水槽１６の横のガラリ部２３との２箇所から吹き出るようになり、水槽１６を冷却する空気の流れとなり、さらにこの空気の流れは、焼き鳥の串６０を冷却し、さらに串６０を返す調理人の手を冷却するような熱遮断用のエアーカーテンＨとなる。さらにこのエアーカーテンＨは加熱時の排ガスＧを冷却しながら外部に排出させる働きをし、これにより調理環境も良好となる。また本発明に係るメタルニットバーナ１Ａは、二次空気を必要としない全一次空気燃焼であるため、排気の影響を受けずに使用可能となる。また本発明の温度ムラのないメタルニットバーナ１Ａを使用することで、調理ムラをなくして、焼き上がり品質を高めることができるものである。

なお、本発明の均一板６を配置した構造、さらにバッフル板１１，１２を設けた構造は、メタルニットバーナ１Ａ以外にセラミックバーナ等の長尺表面燃焼バーナ１にも同様に適用可能である。

また本発明に係る長尺表面燃焼バーナ１は、図７〜図９の上火式焼き物器１０以外に、上下にバーナを設けた両面焼き物器にも適用可能であり、さらには調理器以外の暖房、ボイラ、乾燥機等の各種の熱処理関連分野にも広く適用可能である。

本発明の一実施形態を示し、（ａ）はメタルニットバーナの一部切欠正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図である。 同上のメタルニットバーナの平面図である。 同上のメタルニットバーナの底面図である。 （ａ）は同上の均一板の平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。 （ａ）は同上の筒状空間部の平面図、（ｂ）は正面断面図である。 同上の筒状空間部の側面図である。 （ａ）は同上の長尺表面燃焼バーナを用いた上火式焼き物器の正面図、（ｂ）は側面図である。 同上の上火式焼き物器の平面図である。 同上の上火式焼き物器の内部構造の説明図である。

符号の説明

１ 長尺表面燃焼バーナ
１Ａ メタルニットバーナ
２ 燃焼面
３ 予混合ガス
４ ガス流出口
５ 開口孔
６ 均一板
６ａ 中央部
６ｂ 端部
７ 耐熱金属繊維
８ 筒状空間部
８ａ，８ｂ 端部
９ ガス取入れ口
１０ 上火式焼き物器
１１ 第1のバッフル板
１２ 第２のバッフル板
１４ 上火用バーナ
１５ 焼物支持部
１６ 水槽

Claims (4)

1. 燃焼面が細長く形成され、燃焼面の中心部の背後に予混合ガスを燃焼面に向って供給するガス流出口が配置された長尺表面燃焼バーナであって、上記細長い燃焼面とガス流出口との間に、複数の開口孔を有する長尺の均一板を配置し、上記複数の開口孔の開口面積を均一板の中央部側よりも両端部側の方が大きくなるように形成すると共に、上記均一板の背後に予混合ガスを一時的に溜める筒状空間部を設置し、筒状空間部の端部側にガス取入れ口を設け、上記ガス流出口を筒状空間部の中央側に設け、筒状空間部内におけるガス取入れ口とガス流出口との間に、ガス取入れ口から取り込まれる予混合ガスを筒状空間部の両端部側にそれぞれ拡散させるための第１のバッフル板を配置したことを特徴とする長尺表面燃焼バーナ。
2. 上記燃焼面が耐熱金属繊維をニット状に編み込んで形成されたメタルニットバーナであることを特徴とする請求項１記載の長尺表面燃焼バーナ。
3. 上記ガス流出口と均一板との間に、ガス流出口から流出する予混合ガスを均一板の両端部側にそれぞれ拡散させるための第２のバッフル板を配置したことを特徴とする請求項１又は２記載の長尺表面燃焼バーナ。
4. 上記均一板に形成される各開口孔を円形孔で形成したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の長尺表面燃焼バーナ。

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