JPH0849809A - コンロ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 窒素酸化物の生成が少なく、バックファイア
の危険がない安全なコンロを提供する。 【構成】 コンロケース内に収容するバーナ12のガス通
路６の上端側に透孔21を有する支持板20を設ける。支持
板20の上側にはガス浸透噴出部材22を設ける。ガス浸透
噴出部材22は、ファイバー状の耐熱金属線を積層一体化
した板状体で構成する。バーナ12内からは理論空気量よ
りも空気比率の高い予混合ガスをガス浸透噴出部材22を
浸透させて外部へ噴出させる。これにより低温火炎を形
成し、窒素酸化物の生成を少なくする。また、予混合ガ
スの浸透噴出流によりガス浸透噴出部材22の裏側を冷却
し、火炎の逆流によるバックファイアを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、窒素酸化物（ＮＯ_X ）
の生成の少ないクリーン燃焼の家庭用のコンロに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】図５には従来の一般的な家庭用のガスコ
ンロが示されている。同図において、コンロケース１の
前面側には点火を行ったり、火力（ガス量）調整を行う
摘み２が設けられており、コンロケース１内にはブンゼ
ンバーナ３が収容され、このブンゼンバーナ３のガス導
入口（ベルマウス）４にはガスノズル５が対向配置され
ている。このガスノズル５には図示されていないガス供
給通路から燃料ガスが供給されるようになっており、こ
のガス供給量は前記摘み２の操作によって可変調整が可
能となっている。

【０００３】図６および図７に示すように、ブンゼンバ
ーナ３の上部側には火炎形成面７が設けられている。こ
の火炎形成面７は、金属製のバーナ上端側の側周に、複
数の炎口８を等間隔に周設（周方向に配列形成）するこ
とにより形成されている。図５に示すように、この火炎
形成面７の近傍にはイグナイタ電極（点火プラグ）10が
形成されている。なお、図５中、11は鍋等の被加熱体を
載せるごとく（五徳）である。この種のコンロでは、摘
み２を操作してガスノズル５から燃料ガスをブンゼンバ
ーナ３内に噴出供給することにより、ガス導入口４から
燃料ガスと共に、周りの空気がガス噴流により吸引され
て取り込まれ、この取り込まれた空気とガスは炎口８に
至る間に拡散混合し、予混合ガスは炎口８から外に噴出
する。この状態で、摘み２によりイグナイタ電極10の放
電駆動を行うことにより、燃料ガスの点火が行われて火
炎形成面７に火炎が形成され、目的とする煮炊きや焼物
等の料理が行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の一般的なコンロ
のブンゼンバーナ燃焼方式においては、ガスノズル５か
らガス導入口４に噴出するガス噴流によって取り込まれ
る空気量は理論空気量（ガス量を完全に燃焼するのに要
する空気量）の0.5 〜0.7 倍であり、この空気混合比が
１よりも低い高濃度の予混合ガスが炎口８から噴出し、
周りの空気（二次空気）と接触させて燃焼が行われてい
る。このように、外部の空気と接触し、理論空気量で燃
焼することにより、最高火炎温度となり、この高温燃焼
により、窒素酸化物が生成し、室内の大気を汚染する。

【０００５】近年においては、室内環境のクリーン化が
望まれており、前記の如く、室内のガスコンロから窒素
酸化物が多量に生成すると、換気扇を回しても、発生し
た窒素酸化物は室内に拡散して、室外に効果的に排出さ
れにくくなるという問題があり、また、室外に排出され
た窒素酸化物によって外部環境の汚染を引き起こすとい
う問題が生じる。

【０００６】本発明者は、このような事情に鑑み、窒素
生成物の少ないクリーン燃焼のガスコンロを開発し、試
作している。その試作コンロは、バーナに取り込む空気
量を、例えば、理論空気量の1.2 倍と大きくし、この高
空気比率の予混合ガスをバーナの炎口８から噴出させて
燃焼させることにより、理論空気量よりも空気比率の高
いガスの燃焼火炎が得られる結果、火炎温度が低下し、
この低温燃焼により窒素酸化物の生成の少ないクリーン
な燃焼を達成することができた。

【０００７】ところが、ブンゼンバーナ３の火炎形成面
７は、金属性の板面に炎口８を形成した構成であるた
め、熱伝達率が高く、火炎によって加熱される表面側の
高温が、火炎形成面７の裏面側に良好に伝達されてその
裏面側の温度が高くなり、バーナ内の予混合ガスの空気
比率が理論空気量よりも高いために、前記火炎形成面７
の裏面側の高温によってバーナ内の予混合ガスに引火
し、火炎が炎口８からバーナ内に逆流する、いわゆるバ
ックファイアが生じるという新たな問題に直面した。

【０００８】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、その目的は、理論空気量よりも高い空気
比率の予混合ガスを燃焼して窒素酸化物の生成の少ない
クリーンな燃焼を達成することができると共に、バック
ファイアが生じることのない安全なコンロを提供するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、次のように構成されている。すなわち、本
発明は、コンロケース内にバーナが収容され、該バーナ
の上端面側を火炎形成面としたコンロにおいて、前記バ
ーナ内のガス通路の上端側は複数の透孔が設けられた支
持板によって覆われており、この支持板の上側にはファ
イバー状又はチップ状の耐熱金属素材を積層一体化して
形成したガス浸透噴出部材が設けられ、このガス浸透噴
出部材の表面を火炎形成面としたことを特徴として構成
されている。

【００１０】また、前記ガス浸透噴出部材は、耐熱無機
物のファイバー状又はチップ状の素材を積層一体化して
形成されていること、前記ガス浸透噴出部材は表裏両面
から耐熱金属性のメッシュによって挟まれていること、
ガス浸透噴出部材の上側にキャップを着脱自在に被せる
構成とし、キャップの頂面には１個以上の火炎形成穴が
設けられていることもそれぞれ本発明の特徴的な構成と
するところである。

【００１１】

【作用】上記構成の本発明において、バーナのガス導入
口には、燃料ガスと理論空気量よりも多い空気が取り込
まれて、理論空気量よりも高空気比率の予混合ガスがガ
ス浸透噴出面から外部に噴出し、窒素酸化物の生成の少
ないクリーンな燃焼が達成される。

【００１２】この燃焼に際し、理論空気量よりも空気比
率の高い予混合ガスは、ガス浸透噴出部材の全面にわた
って裏面側から表面側に浸透して外部に噴出するため、
ガス噴出浸透面は常に外部に浸透噴出するガスによって
冷却され、たとえ、ガス浸透噴出面の表面が火炎の熱で
高温になっても、前記浸透ガスの冷却作用によって裏面
側は表面側に比べ十分に低い温度となり、バーナ内部の
予混合ガスに引火することがなく、火炎がバーナ内部に
逆流するというバックファイアの発生は確実に防止され
る。

【００１３】ガス浸透噴出部材の全表面に予混合ガスが
浸透噴出する構成とすることにより、火炎の炎口負荷は
非常に軽くなるために、ガス浸透噴出部材の表面、つま
り、火炎形成面は、その全面にわたって火炎の長さがあ
るかないかの非常に短い火炎となって、ガス浸透噴出部
材の全表面が灼熱状態となり、全火炎形成面から輻射熱
が放出される。

【００１４】一方、ガス浸透噴出部材の表面側にキャッ
プが被せられた状態においては、ガス浸透噴出部材の表
面はキャップの火炎形成穴以外の部分がキャップ部材に
よって塞がれるために、炎口負荷が大きくなり、火炎形
成穴から長く突き出した青色の火炎が得られる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。なお、本実施例の説明において、従来例と同一の
名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略す
る。本実施例のコンロは、前記従来例と同様に、コンロ
ケース１内にバーナを収容した構成を有しており、本実
施例が従来例と異なる特徴的なことは、コンロケース１
内に収容するバーナの火炎形成部の構成を特有な構成と
成し、さらに、バーナ内に理論空気量よりも空気比率の
高い空気が取り込まれるように構成したことであり、そ
れ以外の構成は前記従来例と同様である。

【００１６】図１は本実施例のコンロのコンロケース１
内に収容される特徴的なバーナ12の構成を示すものであ
る。本実施例では、従来例に比べ、バーナ12のガス導入
口４に対向配置するガスノズル５のノズル穴径を小さく
してガスの噴出スピードを高めて、エジェクタ作用によ
り取り込まれる吸引空気量を増加させ、理論空気量より
も多い空気、本実施例では理論空気量の1.2 倍の空気量
を取り込み、空気比率の高い予混合ガスをバーナ内部で
作り出すようにしている。

【００１７】バーナ12内のガス通路６の上端側には支持
板20が設けられ、この支持板20によってガス通路６の上
端側が覆われている。支持板20は耐熱材料によって構成
され、この支持板20には複数（無数）の透孔21が開けら
れている。この支持板20はその上側に設けられるガス浸
透噴出部材22を支持する機能を持ち、このガス浸透噴出
部材22を支持する機能を確保した上で、ガスの流れを妨
げないように、できるだけ多くの透孔21が形成されてい
る。

【００１８】前記ガス浸透噴出部材22は耐熱材の太さ直
径が10μ程度、あるいはそれ以下のファイバー状にした
多数の線材を積層一体化して板状体としたもので、支持
板20に支えられて、前記ガス通路６の上端側を塞ぐよう
にして取り付けられ、ガス浸透噴出部材22の表面が火炎
形成面７として機能している。

【００１９】前記ガス浸透噴出部材22を構成する耐熱材
のファイバー線材は耐熱金属材料や、耐熱無機物を用い
て作成される。この耐熱材ファイバー線材の長さは特に
限定されることなく、長繊維のものでも、例えば数mm程
度の短繊維のものでも構わない。

【００２０】耐熱金属材料として、例えば、鉄−クロム
系（Ｆｅ−Ｃｒ系）等のファイバー状線材が用いられ、
これらの多数のファイバー状線材を積層し、プレスによ
り加圧することで、あるいはプレス加圧後焼結すること
で、板状（マット状）に一体的に成形される。

【００２１】また、耐熱材料として、耐熱無機物材料を
用いる場合には、例えば、炭化シリコン（ＳｉＣ）や、
アルミナや、グラスウール等のファイバー状線材を同様
に多数積層してプレスすることにより、板状（マット
状）のガス浸透噴出部材22が形成される。

【００２２】前記耐熱無機物材料のファイバー状線材を
用いてガス浸透噴出部材22を形成する場合には、図２に
示すように、無機物ファイバー線材を積層して一体化し
た板状体14の表裏両面側から耐熱性金属のメッシュ15で
挟んで補強する構成としてもよく、このように、メッシ
ュ15で補強することにより、耐熱無機物材料の機械的強
度を高めることができると共に、耐熱無機物材料からな
る板状体14を支持板20上に取り付けるのが容易となる。

【００２３】上記構成からなる本実施例では、ガスノズ
ル５から燃料ガスがバーナ12のガス導入口４に噴出され
るときに、そのエジェクタ作用により、理論空気量より
も多量の空気が吸引されて取り込まれ、バーナ12の内部
で理論空気量よりも空気比率の高い予混合ガスが作り出
され、この予混合ガスはガス浸透噴出部材22のファイバ
ー状線材間の微小隙間を通って表面側に浸透噴出し、ガ
ス浸透噴出部材22の表面側に燃焼火炎が形成される。

【００２４】この燃焼火炎は、理論空気量よりも空気比
率の高い予混合ガスの燃焼によって形成されるため、低
温火炎となり、これにより、窒素生成物の少ないクリー
ンな燃焼が達成される。本実施例では、予混合ガスの空
気比率を理論空気量の1.2 倍とすることで、従来例のコ
ンロでは100 〜120 ppm の窒素酸化物（ＮＯ_X ）が発生
していたのに比べ、窒素酸化物を60ppm 以下に抑えるこ
とができ、従来例のコンロに比べ、窒素酸化物の極めて
少ないクリーンな燃焼を達成することができた。

【００２５】また、本実施例では、バーナ12の内部の予
混合ガスはガス浸透噴出部材22の全面にわたって表面側
に浸透して噴出するので、新しいガスが次々に浸透噴出
することで、ガス浸透噴出部材22のガスによる冷却が効
果的に行われることとなる。それに加えて、耐熱金属
や、耐熱無機物材料で形成したファイバー状線材は、断
熱性能に優れ、熱伝達率が低く、この熱伝達率が低いこ
とと、前記予混合ガスの浸透噴出による冷却作用とが相
俟い、たとえ、火炎の熱により、ガス浸透噴出部材22の
表面が例えば1100℃という如く高温になっても、ガス浸
透噴出部材22の裏面側は、例えば、200 ℃と低い温度に
することができ、これにより、バーナ内の予混合ガスの
空気比率が理論空気量よりも高くなっていても、バーナ
内部の予混合ガスに引火するということがなくなり、火
炎形成面７に形成される火炎がバーナ12の内部に逆流す
るというバックファイアの問題を確実に防止することが
でき、バーナ燃焼の安全性を格段に高めることが可能と
なる。

【００２６】図１に示すバーナを用いた本実施例のコン
ロにおいては、前記の如く、バーナ12内の予混合ガスは
ガス浸透噴出部材22の全面にわたって浸透噴出すること
となるので、火炎形成面７の炎口負荷は非常に軽く（小
さく）なり、これにより、火炎形成面７の表面には、図
４の（ａ）に示すように、炎の突き出しがあるかないか
分からない程度の短い火炎23が形成され、火炎形成面７
の全面が灼熱し、火炎形成面７の全面から輻射熱が放出
される。この輻射熱によって、焼き物や煮炊きが行われ
るが、特に、火炎形成面７からの熱は輻射熱となるの
で、焼き物に適した火炎となる。

【００２７】図３にはコンロに収容されるバーナ12の上
端側にキャップ24を着脱自在に被せる構成とした他の実
施例が示されている。この図３に示すバーナ12は前記図
１に示すバーナと同様に構成されており、バーナ12のガ
ス浸透噴出部材22の表面に隙間なく接触させてキャップ
24が着脱自在に被せられる。

【００２８】キャップ24は頂面（頂壁）25の端縁部から
周壁26を下方に伸設した形態となっており、頂面25には
１個以上（この実施例では同心円周上に複数）の火炎形
成穴27が設けられている。

【００２９】この実施例では、キャップ24を取り外すこ
とにより、前記図１の実施例と同様に、図４の（ａ）に
示すような炎口負荷の小さい灼熱火炎が得られる。バー
ナ12の上側にキャップ24を被せると、キャップ24の頂面
25によってガス浸透噴出部材22の表面が塞がれた格好と
なり、バーナ12内の予混合ガスは、火炎形成穴27に対向
する局部領域のガス浸透噴出部材22を浸透して各火炎形
成穴27から外側に噴出する。

【００３０】このように、火炎形成穴以外のガス浸透噴
出部材22の表面はキャップ24の頂面25によって塞がれる
ので、炎口負荷が大きくなり、これにより、火炎形成穴
27から、図４の（ｂ）に示すように長い炎の青色の火炎
23が上方に伸びて形成される。この火炎23によって、焼
き物と煮炊き料理が共に可能となるが、特に、ごとく11
の上側に鍋物等をのせて料理を行う場合には、火炎23が
鍋の底面から側壁をなめるように周り込む火炎形態とな
るので、特に、煮炊きを行う上で適した火炎となる。

【００３１】また、図３に示す実施例においても、ガス
浸透噴出部材22は予混合ガスの浸透噴出の流れによって
冷却されることとなり、ガス浸透噴出部材22の裏面側の
温度を低く抑えることで、火炎のバックファイアを防止
することができる。

【００３２】このバックファイアの防止の効果として
は、キャップ24を被せた状態よりは、キャップ24を取り
外した方が、ガス浸透噴出部材22の全域から予混合ガス
が浸透噴出して冷却作用が行われるので、効果大となる
が、キャップ24を被せた場合においても、ガス浸透噴出
部材22には、火炎形成穴27の対向領域に浸透噴出ガスの
流れが生じて冷却作用が行われることとなり、また、火
炎形成穴27の火炎から伝わる熱は、ガス浸透噴出部材の
横方向への拡散伝播によって冷却されるので、ガス浸透
噴出部材22の裏面の温度を表面側に比べ低い温度に抑制
することができるので、キャップ24を被せないときと同
様にバックファイアの危険を完璧に防止することが可能
となる。

【００３３】本発明は上記実施例に限定されることはな
く、様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記実施例
では、バーナ12から噴出する予混合ガスの空気比率を理
論空気量の1.2 倍としたが、必ずしもこの空気比率の限
定されるものではない。ただ、窒素酸化物の生成を少な
くする上では、空気比率を理論空気量の1.1 倍以上とす
ることが好ましい。

【００３４】また、上記実施例ではファイバー状線材の
太さ径を10μ程度、あるいはそれ以下としたが、多少そ
れよりも太くてもよい。ただ、線径をあまり太くすると
積層加圧による板状体の一体成形が難しくなるので、望
ましくは、本実施例の如く、線径を10μ程度か、それ以
下にすることが好ましい。

【００３５】さらに、上記実施例では線材を積層一体化
して板状体14のガス浸透噴出部材22を形成したが、本発
明の応用例として、例えば、セラミック等の材料をウレ
タン等の樹脂中に含浸し、焼結によってセラミック材を
一体化する手法を採用することもできる。前記焼結時に
ウレタン等の樹脂は蒸発して消失することとなり、この
ウレタン等の樹脂の消失した部位にガス浸透用の空隙が
でき、この空隙を有するセラミック焼結材をバーナのガ
ス浸透噴出部材として利用することにより、本実施例と
同様な効果が得られる。また、この空隙を有するセラミ
ック材の表裏両面を図２に示すように金属メッシュで挟
むことにより、機械的強度を高めることも可能となる。

【００３６】さらに、上記各実施例ではガス浸透噴出部
材の耐熱性素材としてファイバー状の素材を用いた例で
説明したが、同じ耐熱材料のチップ状の素材を用いてガ
ス浸透噴出部材を形成してもよい。この場合も、ファイ
バー状の素材を用いる場合と同様の工程によって作製さ
れる。すなわち、耐熱金属のチップを用いる場合には、
多数のチップを積層した後、プレスして加圧することに
より、あるいはプレス加圧した後焼結することにより一
体化され、板状のガス浸透噴出部材が作製される。ま
た、耐熱無機物のチップを用いる場合には、多数のチッ
プを積層した後プレス加圧することにより、板状のガス
浸透噴出部材が作製される。もちろん、ファイバー状の
素材とチップ状の素材を混合積層して上記のように一体
化することによってガス浸透噴出部材を作製することも
可能である。

【００３７】

【発明の効果】本発明のコンロは、バーナの火炎形成面
を、耐熱金属、あるいは耐熱無機物の多数のファイバー
状又はチップ状の素材を積層一体化したガス浸透噴出部
材によって構成したものであるから、ガス浸透噴出部材
の裏面側は、常に、バーナ内部から外側へ浸透して噴出
するガスの流れによって冷却されることとなり、これに
より、たとえ、ガス浸透噴出部材の表面側が火炎の熱を
受けて高温になっても、ガス浸透噴出部材の裏面側は表
面側に比べ格段に低い温度に抑制することができ、これ
により、理論空気量よりも空気比率の高い予混合ガスに
よって燃焼を行う場合にあっても、ガス浸透噴出部材の
裏面側が低温に抑制できることで、バーナ内部の予混合
ガスに引火するということがなく、火炎がバーナ内部に
逆流する、バックファイアの危険を確実に防止すること
ができる。

【００３８】このように、バックファイアの危険を防止
できることで、理論空気量よりも空気比率の高い予混合
ガスを用いて窒素生成物の少ないクリーンな燃焼を安全
に行うことができるという優れた効果を奏することがで
きる。

【００３９】また、バーナ上端側のガス浸透噴出部材の
上側にキャップを着脱自在に被せる構成としたものにあ
っては、キャップを取り外した状態で、ガス浸透噴出部
材の表面側に、炎口負荷の軽い（小さい）灼熱状の輻射
熱放射火炎を形成して焼き物に適した火炎とすることが
でき、また、キャップを被せることにより、炎口負荷を
大きくして、キャップの火炎形成穴から煮炊きに適した
炎の長い火炎を形成することができ、キャップの着脱に
よって、焼き物と煮炊きをそれぞれ適した火炎でもって
行うことができるという優れた効果を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のコンロを構成するバーナの一構成例を
示す半断面図である。

【図２】バーナのガス浸透噴出部材の一構成例を示す説
明図である。

【図３】図１に示すバーナにキャップを着脱自在に被せ
る構成とした実施例の説明図である。

【図４】キャップを被せたときとキャップを取り外した
ときの各火炎形態を示す説明図である。

【図５】コンロの一般的な従来例を示す説明図である。

【図６】図５のコンロに使用されるブンゼンバーナの説
明図である。

【図７】図６のバーナの火炎形成部側の半断面図であ
る。

【符号の説明】

６ ガス通路 13 ガス浸透噴出面 20 支持板 21 透孔 22 ガス浸透噴出部材 23 火炎 24 キャップ 25 頂面 27 火炎形成穴

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンロケース内にバーナが収容され、該
   バーナの上端面側を火炎形成面としたコンロにおいて、
   前記バーナ内のガス通路の上端側は複数の透孔が設けら
   れた支持板によって覆われており、この支持板の上側に
   はファイバー状又はチップ状の耐熱金属素材を積層一体
   化して形成したガス浸透噴出部材が設けられ、このガス
   浸透噴出部材の表面を火炎形成面としたことを特徴とす
   るコンロ。
2. 【請求項２】 コンロケース内にバーナが収容され、該
   バーナの上端面側を火炎形成面としたコンロにおいて、
   前記バーナ内のガス通路の上端側は複数の透孔が設けら
   れた支持板によって覆われており、この支持板の上側に
   は耐熱無機物のファイバー状又はチップ状の素材を積層
   一体化して形成したガス浸透噴出部材が設けられ、この
   ガス浸透噴出部材の表面を火炎形成面としたことを特徴
   とするコンロ。
3. 【請求項３】 ガス浸透噴出部材は表裏両面から耐熱金
   属性のメッシュによって挟まれている請求項２記載のコ
   ンロ。
4. 【請求項４】 ガス浸透噴出部材の上側にキャップを着
   脱自在に被せる構成とし、キャップの頂面には１個以上
   の火炎形成穴が設けられている請求項１又は請求項２又
   は請求項３記載のコンロ。