JP5234575B2

JP5234575B2 - こんろバーナ

Info

Publication number: JP5234575B2
Application number: JP2007248989A
Authority: JP
Inventors: 公一光藤; 敏宏小林
Original assignee: 株式会社パロマ
Priority date: 2007-09-26
Filing date: 2007-09-26
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2027-09-26
Also published as: JP2009079823A

Description

本発明は、こんろバーナに関し、詳細には、炎口にて火炎を形成して燃焼する際に、二次空気を引き込んで良好な燃焼性を維持するこんろバーナに関する。

従来のガスコンロでは、トッププレートに設けられる開口の中央位置にバーナが配置され、その周囲に汁受皿が載置される。調理鍋は、バーナの上方周囲に設けられた五徳に載置され、バーナの燃焼により加熱される。五徳は、調理鍋を載置する複数の五徳爪と各五徳爪の基盤となる五徳リングとによって一体的に構成され、トッププレート上に載置される。バーナは、中央に開口部が形成されたバーナ本体と、バーナ本体に載置することにより外周縁に多数の主炎口を形成するバーナヘッドとからなる。この種のガスコンロでは、バーナの燃焼時に必要な二次空気が、バーナヘッドの中央の開口部と、調理鍋と五徳リングとの隙間と、五徳リングと汁受皿との隙間等からそれぞれ導入される。

ところが、五徳リングと汁受皿との隙間から導入される二次空気は主炎口に形成される火炎の中央から先端にしか当たらない。そのため、火炎に対し十分な二次空気を供給できないという問題点があった。そこで、五徳の鍔部の先端を、バーナヘッドの主炎口の外周面からの水平距離で３０ｍｍ以内に位置するように、リング中心に向かって下向きに延ばすことによって、二次空気を火炎の基部から先端にまで供給できるガスこんろが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−１６１４４９号公報

しかしながら、特許文献１に記載のガスこんろでは、五徳に調理鍋が載置されると、鍋底によってバーナヘッド周囲の空間が狭められるので、燃焼に必要な二次空気を十分に補うことができないという問題点があった。燃焼の悪化を改善するためには、通常、鍋との距離を離して燃焼空間を広くするか、バーナヘッドの炎口を寝かせることで鍋底までの距離を離す等の手法が取られるが、何れも熱効率が低下するので好ましくない。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、二次空気の量を増やすことによって、燃焼性能及び熱効率を向上できるこんろバーナを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明のこんろバーナは、筒状のバーナ本体と、当該バーナ本体に装着され、外周面の周方向に複数の炎口を形成する環状のバーナヘッドと、前記バーナ本体の中央に形成された開口に向かって下側から二次空気を供給する二次空気供給通路と、当該二次空気供給通路内に設けられ、前記二次空気供給通路を通過する前記二次空気を加温する電気ヒータとを備え、前記バーナ本体の下部には、前記開口に連通すると共に、下方に延設された筒体が設けられ、当該筒体の内側に、前記二次空気供給通路が形成され、前記電気ヒータは、前記筒体の下側に設けられたことを特徴とする。

請求項１に係る発明のこんろバーナでは、複数の炎口にて火炎が形成されて燃焼すると、二次空気供給通路を介して、バーナ本体の開口から二次空気が引き込まれる。そして二次空気供給通路内の空気は電気ヒータによって加温されて上昇するので、火炎に対する二次空気の供給量を増加させることができる。従ってこんろバーナの燃焼性能を改善すると共に、熱効率を向上させることができる。さらに加温された二次空気を火炎に供給できるので、火炎の温度低下を防ぐことができる。二次空気は電気ヒータで加温するので、炎口に形成された火が引火せず安全である。また、バーナ本体の下部に、開口に連通する筒体を設けたので、筒体の内側に外側と隔離された二次空気供給通路を形成できる。さらに筒体は下方に延設され、その下側に電気ヒータを設けているので、筒体内で暖めた空気をそのまま上昇させ、二次空気としてバーナ本体に速やかに供給できる。

以下、本発明の一実施形態であるこんろバーナ５について、図面を参照して説明する。図１は、テーブルこんろ１の斜視図であり、図２は、こんろバーナ５の断面図であり、図３は、こんろバーナの評価試験の結果を示した表である。なお、図１に示すテーブルこんろ１は、本発明に係るこんろバーナ５を備えるガス加熱調理器具である。

はじめに、テーブルこんろ１の構造について説明する。図１に示すように、テーブルこんろ１は、略直方体状の器具２を備えている。器具２の天面には、トッププレート３が設けられている。トッププレート３の左右両側には、平面視円形状の開口４，４（図２参照）が各々設けられている。開口４，４には、ブンゼン式のこんろバーナ５，６が各々設けられている。開口４，４との間の奧側には、平面視横長の長方形状のグリル排気口（図示外）が設けられている。グリル排気口には、複数の排気孔７ａを備えた排気カバー７が覆設されている。

そして、開口４の内周縁と、こんろバーナ５，６の周囲との隙間には、汁受皿１８（図２参照：こんろバーナ５側の汁受皿１８のみ図示）が各々設置されている。こんろバーナ５，６の上方には、調理鍋Ｐ（図２参照）を載置するための五徳８，９が各々設置されている。五徳８は、トッププレート３の開口４と汁受皿１８とが重なる部分を覆う五徳リング８ａと、その五徳リング８ａの上部に立設された複数のＬ字形状の五徳爪８ｂとによって一体的に構成されている。五徳９も、五徳８と同様に、五徳リング９ａと、五徳爪９ｂとによって一体的に構成されている。

また、器具２の中央には、魚等の被調理物を加熱するグリル１２が設けられている。器具２の正面中央には、グリル１２のグリル庫内（図示外）から、受け皿（図示外）に載置された焼き網（図示外）を引き出すグリル用取っ手１２ａが前方に突出して設けられている。また器具２の正面右側には、こんろバーナ５を点火するための点火ボタン１５が設けられている。その左側には、グリル１２のグリル庫内に設けられたグリルバーナ（図示外）を点火するための点火ボタン１７が設けられている。グリル用取っ手１２ａの左側には、こんろバーナ６を点火するための点火ボタン１６が設けられている。その点火ボタン１６の左側には、電源となる乾電池を格納する電池ボックス１９が設けられている。

さらに、点火ボタン１５の直上には、こんろバーナ５の火力を手動で調整する火力調整レバー１５ａが左右方向に移動可能に設けられている。点火ボタン１６の直上には、こんろバーナ６の火力を手動で調整する火力調整レバー１６ａが左右方向に移動可能に設けられている。点火ボタン１７の直上には、グリルバーナの火力を手動で調整するための火力調整レバー１７ａが左右方向に移動可能に設けられている。

次に、こんろバーナ５の構造について説明する。なお、こんろバーナ５，６は何れも同様の構造を備えているので、ここではこんろバーナ５のみについて説明し、こんろバーナ６については説明を省略する。図２に示すように、こんろバーナ５は、中央に開口部が形成された環状の混合室２１を有する筒状のバーナ本体２０と、そのバーナ本体２０の上部に載置されることによって、外周縁に多数の炎口２２ａを形成する環状のバーナヘッド２２とから構成されている。バーナ本体２０の側面下部には、混合室２１にガスと一次空気との混合気体を供給する供給管２４の一端部が連結されている。その供給管２４の他端部には、混合気体が流れる方向の上流側に拡径する中空略円錐状の接続部２５が設けられている。この接続部２５には、ガスが噴射される噴射ノズル２６が嵌入している。噴射ノズル２６は、火力調整レバー１５ａの操作によってガス量を調整する調整ユニット（図示外）に設けられている。

さらに、接続部２５における噴射ノズル２６の周囲には、一次空気を供給管２４に引き込むための複数の吸引孔２５ａが設けられている。このような構造において、噴射ノズル２６から供給管２４に向かってガスが噴出されると、そのガスの噴出の勢いにともなって、一次空気が吸引孔２５ａから供給管２４に引き込まれる。これによりガスと一次空気とが混合され、混合気体となって供給管２４を流れ、バーナ本体２０の混合室２１内に供給される。そしてバーナヘッド２２の炎口２２ａに混合気体が供給されると、バーナヘッド２２の近傍に設けられたイグナイタ（図示外）によって点火され、炎口２２ａに火炎が形成される。

ところで、バーナ本体２０の下部には、バーナ本体２０の中央の開口部に連通すると共に、上下方向に延設された導入筒体３０が連結されている。この導入筒体３０の内側には、こんろバーナ５の燃焼時に必要な二次空気が流れるようになっている。そして導入筒体３０の内側における下端部近傍には、導入筒体３０の内側の空気を加温する電気ヒータ３５が支持されている。なお電気ヒータ３５の支持方法は種々考えられる。例えば、器具２の底面に支持部材（図示外）を固定し、その支持部材の上端部に電気ヒータ３５を取り付け、導入筒体３０の下側から挿入して支持させてもよい。また、導入筒体３０の内面に支持部材を取り付け、その支持部材に電気ヒータ３５を取り付けて支持させてもよい。

この電気ヒータ３５は、導入筒体３０の内側中心に配置されるのが好ましい。電気ヒータ３５の周囲を取り囲む空気を一様に加温できるからである。さらに電気ヒータ３５は、空気の流れる方向に沿って配置するのが好ましい。空気の流れを電気ヒータ３５で邪魔することなく、空気を加温できるからである。これら導入筒体３０および電気ヒータ３５を用いることによって、後述する二次空気供給通路Ａから導入される二次空気量を大幅に増やすことができる。

次に、こんろバーナ５における二次空気供給通路Ａ，Ｂについて説明する。図２に示すように、こんろバーナ５の燃焼時に必要な二次空気は、二次空気供給通路Ａ，Ｂの２通路から主に導入される。二次空気供給通路Ａは、導入筒体３０の内側と、バーナ本体２０の中央開口部と、バーナヘッド２２の中央開口部とを通過する通路である。一方、二次空気供給通路Ｂは、五徳８の周囲から、五徳リング８ａと、トッププレート３および汁受皿１８との間に形成された隙間を通過する通路である。

例えば、バーナヘッド２２の炎口２２ａに形成された火炎が燃焼すると、二次空気供給通路Ａ，Ｂに外気が各々引き込まれ、二次空気として炎口２２ａの火炎に対して導入される。ここで、二次空気供給通路Ａでは、外気が導入筒体３０の下側に引き込まれて上昇するが、導入筒体３０の下側を通過する空気が電気ヒータ３５によって加温されるため、導入筒体３０を流れる二次空気のドラフト力が高まる。これにより二次空気供給通路Ａから導入される二次空気の量を大幅に増やすことができるので、こんろバーナ５の燃焼性能を向上できる。

さらに、二次空気の量を増やすことができるので、例えば、調理鍋Ｐの鍋底とバーナヘッド２２との間の距離を狭くすることができる。これによって、こんろバーナ５の熱効率を向上できる。さらにバーナヘッド２２の炎口２２ａを立てることによって、火炎の先端を調理鍋Ｐの鍋底の中心側に寄せてもよい。これによって、こんろバーナ５の熱効率をさらに向上できる。さらに、二次空気供給通路Ａを通過する二次空気は、電気ヒータ３５によって加温されているので、火炎の温度を低下させることがない。これによってこんろバーナ５の熱効率をさらに向上できる。

一方、二次空気供給通路Ｂでは、五徳リング８ａの内周縁がバーナヘッド２２の炎口２２ａの近傍にまで延設されているので、二次空気供給通路Ｂを通過する二次空気は火炎の基部から先端まで全体にわたって供給される。これによりこんろバーナ５の燃焼性能がさらに向上する。

次に、本実施形態であるこんろバーナ５の評価試験について説明する。試験では、こんろバーナを評価するために、３種類のサンプルＡ，Ｂ，Ｃを用いた。サンプルＡは、比較例１として、バーナ本体に導入筒体が無く、バーナヘッドの上部と調理鍋の鍋底との間の距離を２８ｍｍに設定した従来のこんろバーナである。サンプルＢは、比較例２として、バーナ本体に導入筒体が無く、バーナヘッドの上部と調理鍋の鍋底との間の距離を２２ｍｍに変更したこんろバーナである。サンプルＣは、本発明品として、バーナ本体に導入筒体を設けると共に、導入筒体内に電気ヒータを配置し、バーナヘッドの上部と調理鍋の鍋底との間の距離を２２ｍｍに設定したこんろバーナである。即ち、上記説明したこんろバーナ５に相当するものである。なお、電気ヒータは２４Ｗのものを用いた。

次に、評価方法について説明する。評価は５つの項目で判断した。評価項目１では、調理鍋に水を所定量溜めた状態において、約５０℃の温度上昇にかかる時間（ｓｅｃ）と、消費ガス量（Ｌ）とを計測して評価した。評価項目２では、器具におけるガスのインプット（Ｋｃａｌ／ｈ）と、アウトプット（Ｋｃａｌ／ｈ）とを求め、こんろバーナの熱効率（％）を算出して評価した。なお、熱効率とは、有効利用した熱と消費したガスの熱量の比である。

さらに、評価項目３では、単位時間当たりの一酸化炭素生成量（ＣＯ）と、二酸化炭素生成量（ＣＯ_２）とを求め、一酸化炭素生成比（ＣＯ／ＣＯ_２）を算出して評価した。評価項目４では、理論ＣＯを算出して評価した。なお、理論ＣＯとは、不完全燃焼の程度を表す指数であり、燃焼排ガス中で検出されたＣＯとＣＯ_２の値から以下の式で計算される。
・理論ＣＯ＝測定ＣＯ（％）×（ＣＯ_２ｍａｘ（％）／測定ＣＯ_２（％））
なお、ＣＯ_２ｍａｘは、燃料ガスを理論空気比（λ＝１）で完全燃焼させた場合に発生する二酸化炭素の濃度（％）である。理論ＣＯの値が小さい方が発生するＣＯが少なく燃焼性能が良好な状態であることを示す。

なお、サンプルＢは、従来例であるサンプルＡについて、調理鍋の鍋底と、バーナヘッドの上部との間の距離を狭くしただけのものである。つまり、火炎に供給される二次空気量は必然的に不足するので、サンプルＢの燃焼性能および熱効率等はサンプルＡのそれよりも低下する。従って、本評価試験では、サンプルＢについては評価項目３，４についてのみで評価した。

評価項目１の結果について説明する。図３に示すように、従来品であるサンプルＡでは、所定量の水の温度を５０℃上昇させるのに５２０秒かかった。一方、本発明品であるサンプルＣでは、所定量の水の温度を５１℃上昇させるのに４９０秒かかった。つまり、サンプルＡに対して、サンプルＣでは、所定量の水の温度を約５０℃上昇させるのにかかる時間を約３０秒も短縮することができた。さらに、温度上昇で消費したガス量は、サンプルＡでは４５Ｌであったが、サンプルＣでは４３Ｌであり、消費ガス量を約２Ｌも節約することができた。つまり、本発明品であるサンプルＣは、従来品であるサンプルＡに対して、少ない消費ガス量で、所定量の水を短時間で加熱することができたことから、こんろバーナの燃焼性能が向上したと判断できる。

評価項目２の結果について説明する。図３に示すように、従来品であるサンプルＡでは、ガスのインプットが３４７７（Ｋｃａｌ／ｈ）、アウトプットが１９７３（Ｋｃａｌ／ｈ）であった。即ち、熱効率は５７％であった。一方、本発明品であるサンプルＣでは、ガスのインプットが３４７７（Ｋｃａｌ／ｈ）、アウトプットが２０８１（Ｋｃａｌ／ｈ）であった。即ち、熱効率は６０％であった。従って、本発明品であるサンプルＣは、従来品であるサンプルＡに対して、熱効率を３％上昇させることができた。

評価項目３の結果について説明する。図３に示すように、従来品であるサンプルＡでは、ＣＯ生成量が０．０１５５（％）、ＣＯ_２生成量が３．１５（％）であったので、ＣＯ生成比は、０．００４９２１であった。サンプルＢでは、ＣＯ生成量が０．０２５５（％）、ＣＯ_２生成量が２．８（％）であったので、ＣＯ生成比は、０．００９１０７であった。一方、本発明品であるサンプルＣでは、ＣＯ生成量が０．０１３（％）、ＣＯ_２生成量が２．８５（％）であったので、ＣＯ生成比は、０．００４５６１であった。

サンプルＢでは、サンプルＡよりも燃焼空間が狭くなっているので、火炎の燃焼に必要な二次空気が量的に不足したと推測される。具体的には、上記説明した二次空気供給通路Ｂを通過する二次空気量が減少したと推測され、ＣＯ生成量が増えたと思われる。つまり不完全燃焼の程度が高くなった。このようなサンプルＡ，Ｂに対し、本発明品であるサンプルＣではＣＯ生成比が大幅に低下した。これは、二次空気供給通路Ｂを通過する二次空気量の減少分を、二次空気供給通路Ａを通過する二次空気量で十分に補うことができたからと推測される。つまり、導入筒体の内側の空気が電気ヒータで加温されたことによって、二次空気供給通路Ａのドラフト力が向上し、十分な二次空気を供給できたからと思われる。

評価項目４の結果について説明する。図３に示すように、従来品であるサンプルＡの理論ＣＯは６１０ｐｐｍであり、サンプルＢの理論ＣＯは１１３０ｐｐｍであり、本発明品であるサンプルＣの理論ＣＯは５６０ｐｐｍであった。サンプルＢでは、上記理由により、火炎の燃焼に必要な二次空気が量的に不足したため、サンプルＡに対して不完全燃焼の程度がさらに高くなったと推測される。このようなサンプルＡ，Ｂに対し、本発明品であるサンプルＣの理論ＣＯは大幅に低下した。これも上記理由により、導入筒体の内側の空気が電気ヒータで加温されたことによって、二次空気供給通路Ａのドラフト力が向上し、十分な二次空気を供給できたからと思われる。

以上の結果から、従来品に比べ、本発明品であるサンプルＣでは、こんろバーナの燃焼性能および熱効率の何れも向上することができた。これは、導入筒体の内側の空気を電気ヒータで加温したことによって、二次空気供給通路Ａのドラフト力を向上させ、十分な二次空気を供給できたことに起因するものである。これによりこんろバーナの燃焼性能を大幅に向上できるので、熱効率を向上させるために鍋底を低くした場合でも、二次空気を不足することなく供給できる点において優れた効果を得ることができる。また、従来品（サンプルＡ）と本発明品（サンプルＣ）とにおいて、ガスのインプットが同じであることから、ガスのアウトプットの増加分をエネルギー換算すると、
（２０８１−１９７３）／８６０×１０００＝１２５．６（Ｗ）
となる。しかしながら、この値には電気ヒータの電力分である２４（Ｗ）が含まれている。従って、本発明品は、従来品に対して、１２５．６（Ｗ）から２４（Ｗ）を差し引いた１０１．６（Ｗ）の電力分の効果が得られることがわかった。

以上説明したように、本実施形態のこんろバーナ５は、バーナ本体２０と、該バーナ本体２０に載置される環状のバーナヘッド２２とからなる。バーナ本体２０の下部には、バーナ本体２０の中央の開口部に連通する導入筒体３０が連結されている。この導入筒体３０の内側には、こんろバーナ５の燃焼時に必要な二次空気が流れる。導入筒体３０の内側における下端部近傍には、導入筒体３０の内側の空気を加温する電気ヒータ３５が設けられている。導入筒体３０の下側を通過する空気は、電気ヒータ３５によって加温されるため、導入筒体３０を流れる二次空気のドラフト力が高まる。これにより二次空気の量を大幅に増やすことができるので、こんろバーナ５の燃焼性能を向上できる。二次空気の量を増やすことができるので、調理鍋Ｐの鍋底とバーナヘッド２２との間の距離を狭くすることができる。これによってこんろバーナ５の熱効率を向上できる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々の変更が可能であることは言うまでもない。上記実施形態では、導入筒体３０の内側を流れる空気を電気ヒータ３５で加温したが、バーナ燃焼熱を利用して導入筒体の内側を加温するようにしてもよい。例えば、ヒートパイプをバーナヘッドから導入筒体３０の下側まで延設させ、バーナ燃焼熱をヒートパイプで熱伝導させることによって、導入筒体３０の内側の空気を加温することができる。なお、ヒートパイプとは、管の内壁に毛細管構造を持たせた金属製のパイプであり、内部は真空で、少量の水もしくは代替フロンなどが封入されている。ヒートパイプの一端を熱源に接触させて加熱すると、内部の液体が蒸発して気化し、このとき潜熱（気化熱）として熱が取り込まれる。そして低温部へ高速に移動し、そこで冷やされてまた液体に戻り、熱を放出する。液体は毛細管構造を通って元の場所へ戻るので、連続的に効率よく熱を移動させることができる。

本発明のこんろバーナは、ブンゼン式のこんろバーナに適用可能であって、テーブルこんろや、ビルトインコンロ等のガス加熱調理器具に利用可能である。

テーブルこんろ１の斜視図である。こんろバーナ５の断面図である。こんろバーナ５の評価試験の結果を示した表である。

１テーブルこんろ
２器具
５こんろバーナ
２０バーナ本体
２２バーナヘッド
２２ａ炎口
３０導入筒体
３５電気ヒータ
Ａ二次空気供給通路
Ｂ二次空気供給通路

Claims

筒状のバーナ本体と、
当該バーナ本体に装着され、外周面の周方向に複数の炎口を形成する環状のバーナヘッドと、
前記バーナ本体の中央に形成された開口に向かって下側から二次空気を供給する二次空気供給通路と、
当該二次空気供給通路内に設けられ、前記二次空気供給通路を通過する前記二次空気を加温する電気ヒータと
を備え、
前記バーナ本体の下部には、前記開口に連通すると共に、下方に延設された筒体が設けられ、
当該筒体の内側に、前記二次空気供給通路が形成され、
前記電気ヒータは、前記筒体の下側に設けられたことを特徴とするこんろバーナ。