JPH11211028A - ガス噴出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ブンゼン式バーナのノズルを管路を介して火力
調節装置に接続する場合には、ガス流が火力調節装置か
ら乱流状態で送出されても管路中で層流状態になるた
め、火力を絞りノズル孔でのレイノルズ数が臨界レイノ
ルズ数を下回ると、ノズル孔から噴出されるガス流が層
流になり、噴出されたガスにエゼクタ効果で吸引される
空気量が減少する結果バーナが失火する。 【解決手段】ノズル３のノズル孔３２の上流に障害物で
あるキャップ４を挿入し、ノズル孔３２に流入する際の
ガス流が乱流状態になるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ブンゼン式のガス
バーナに用いられるガスバーナ用ノズルに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ブンゼン式のバーナは例えば
ガスこんろに使用されている。ガスこんろには、単体で
台上に載置して使用されるガステーブルに取り付けられ
るものと厨房家具に組み込まれて使用されるシステムキ
ッチンに取り付けられるものとがある。一般に、ガステ
ーブルはスペース的に余裕があるため、ガステーブルに
取り付けられるバーナのノズルはガス供給量を増減する
火力調節装置に直に取り付けられ、ノズルをバーナの混
合管に臨ませることができる。一方、システムキッチン
はガステーブルほどスペース的に余裕がないため、混合
管の入り口を火力調節装置に向けて設けることができ
ず、そのためシステムキッチンに取り付けられるバーナ
のノズルは火力調節装置との間に管路を介して接続され
る。

【０００３】尚、ガステーブルであっても、炎孔が内側
に向かって形成される内炎式バーナを備えるものでは、
通常の外炎式バーナより下方に偏移してバーナを取り付
けなければならないため、システムキッチンの場合と同
じく火力調節装置とノズルとの間に管路を介在させる必
要がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような事情によ
り火力調節装置とノズルとの間に管路を介在させるバー
ナは、ノズルを火力調節装置に直に取り付けたガステー
ブルのバーナと比較して、弱火での保炎が不安定であ
り、ノズルを直に取り付けたテーブルこんろのバーナに
おける弱火と同じ熱量になるようにノズル孔からのガス
噴出速度を低下させると、管路を介してノズルを取り付
けたバーナでは失火することが多い。

【０００５】管路を介してノズルが取り付けられたバー
ナについて、ノズル孔からのガス噴出速度と該噴出され
たガスにエゼクタ効果により吸引される空気との関係
を、メタンガスを用いノズル径が１．６ｍｍの場合につ
いて図６に示す。ガス噴出速度が２０ｍ／ｓより速い場
合には吸引空気比は５０％から５５％程度で殆ど変化し
ないが、ガス噴出速度が２０ｍ／ｓより遅くなるとガス
噴出速度の減速に伴って吸引空気比が急速に低下する。
尚、吸引空気比とは、ガスの燃焼に必要とされる理論空
気量（ガス種によって異なるがメタンガスの場合ではメ
タンガスの約１０倍の体積）に対する割合である。この
ように吸引空気比が低下すると混合管を通ってバーナに
供給される混合気の燃焼速度が低下するので保炎がしに
くくなり失火する。

【０００６】そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、火
力調節装置に対してノズルが離れて取り付けられたバー
ナであっても弱火状態で失火しにくいガス噴出装置を提
供することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、ブンゼン式のガスバーナに対してノズルに
開設したノズル孔からガスを噴出するガス噴出装置にお
いて、ノズル孔に流れ込むガス流に乱れを生じさせる障
害物をノズル孔より上流位置に設けたことを特徴とす
る。

【０００８】流速を減速した際に臨界レイノルズ数を境
に乱流から層流に遷移するのは他に流れを乱すものがな
い場合である。例えば長い管路を介してノズルが取り付
けられている場合、火力調節装置から送出された直後の
ガス流が乱流状態であってもガス流が管路を通過する間
に層流状態に整えられ、層流状態でノズル孔に到達す
る。ところで、ノズル孔からガスが噴出する際、ノズル
孔におけるレイノルズ数が臨界レイノルズ数（約２００
０）より小さいと層流状態のままノズル孔から噴出され
る。ところが、ノズルが例えば火力調節装置に直に取り
付けられている場合のように、火力調節装置内の火力調
節弁から２ｃｍ程度しか離れていない場合には、火力調
節弁を乱流状態で通過したガス流は乱流状態のままノズ
ル孔に到達する。そのためノズル孔でのレイノルズ数が
臨界レイノルズ数を下回っても、ガス流は乱流状態のま
まノズル孔から噴出する。そこで、本発明ではノズル孔
に流れ込むガス流が乱れを保持できるほどの距離だけノ
ズル孔より上流側に離れた位置に障害物を設けることに
より、例えノズルに到達した時点のガス流が層流状態に
なるほどノズルが火力調節装置から離れて取り付けられ
ている場合であっても、ノズル孔に入る直前にはガス流
を乱流状態にすることにより、ノズル孔でのレイノルズ
数が臨界レイノルズ数を下回っても層流状態の噴流にな
らないようにした。乱流状態の噴流は大小の乱流渦を多
く含むため運動量やその他の輸送係数が層流状態の噴流
より大きくなり、その結果噴流の周囲の空気を吸引する
量が増加する。そのため、吸引空気比が低下しない。

【０００９】尚、障害物はノズル孔へのガス流を乱すも
のであればなんでもよいが、障害物としてノズル孔の中
心軸線上に位置し、かつノズル孔に可及的に近づけて障
壁を設けると、障壁の下流側に形成された渦によって効
果的にノズル孔へのガス流を乱すことができる。

【００１０】ところで、ノズルを火力調節装置に直接取
り付ける場合であっても、火力調節装置内の火力調節弁
からノズルまでの距離が管路を介してノズルを取り付け
る場合と同程度に長い場合には、本発明を適用すること
により弱火状態での燃焼性は当然に向上する。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１を参照して、１は内炎式のバ
ーナ１１を備えたテーブルこんろであり、点消火ボタン
１２を押し操作することにより内蔵された開閉弁が開く
と共に点火装置（図示せず）が作動してバーナ１１に点
火される。そして、火力調節レバー１３を左右にスライ
ドさせることにより火力制御弁を移動させてガス通路の
開度を変えることによりバーナ１１の火力を調節する。

【００１２】図２に示すように、ガステーブル１内には
点消火ボタン１２により開閉操作される開閉弁Ａによる
開閉機能を備えた火力調節装置２が配設されている。該
火力調節装置２は火力調節レバー１３の操作位置に応じ
てガス通路の開度を変える絞り弁Ｂにより制御された流
量のガスを元管１４から管路２１に送出するものであ
る。該管路２１の先端にはノズル３が取り付けられてお
り、該ノズル３から噴出されたガスは周囲の空気をエゼ
クタ効果により混合管１１ａ内に吸引し、空気と混合さ
れながらバーナ１１の混合管１１ａ内を進む。該ノズル
３は、図３に示すように、管路２１に連なるガス室３１
と、該ガス室３１を挟んで管路２１に対して反対側に開
口するノズル孔３２とを備えている。そして、本発明で
は該ガス室３１内に障害物であるキャップ４を挿入し
た。尚、キャップ４は上流側に向かって拡がるテーパ状
に形成されており、ノズル３内に圧入することによりノ
ズル３に取り付ける。該圧入の際キャップの端部４ａが
ノズルの端部３ａに一致するまで圧入することによりキ
ャップ４の圧入深さを管理する。該キャップ４は、図４
に示すように、樹脂や金属からなり有底円筒形状に成形
されている。そして、管路２１からノズル孔３２へのガ
ス通路となる２個の開口４１を底部分に形成した。該開
口４１の個数は２個に限らないが、該キャップ４をガス
室３１内に装着した状態でノズル孔３２の中心軸線Ｃ上
に位置する部分に開口４１が掛からないようにして、そ
の部分に障壁部４２が形成されるようにする必要があ
る。このようにノズル孔３２の中心軸線Ｃ上に位置する
障壁部４２を形成すると、管路２１内を流れてくる層流
状態のガス流は障壁部４２を迂回して開口４１からノズ
ル孔３２へと流れる。ガス流が開口４１を通過する際流
速が上がり、且つ障壁部４２の下流側によどみがあるた
め乱れが生じ、開口４１が複数ある場合には分流され、
各開口４１を通過したガス流がキャップ４の下流位置で
ぶつかり合って更に乱れが生じるので、開口４１を通過
したガス流は乱流状態になる。キャップ４とノズル孔３
２との間の距離はきわめて短いので、開口４１を通過す
る際に乱流状態になったガス流は層流状態に遷移するこ
となくノズル孔３２に到達する。従って、火力調節装置
２でガスの送出量を絞って弱火状態にすることによりノ
ズル孔３２でのレイノルズ数が臨界レイノルズ数である
２０００を下回っても、ノズル孔３２から噴射されるガ
ス流は乱流状態のままである。

【００１３】このようにノズル３にキャップ４を挿入し
た場合におけるノズル孔３２からのガス噴出速度と該噴
出されたガスにエゼクタ効果により吸引される空気との
関係を、上記図６と同様の形式にて図５に示す。図５に
おいて破線で示す曲線は上記図６で示した、キャップ４
を装着しない従来のものである。図５より明らかなごと
く、ガス噴出速度が２０ｍ／ｓより低速になりノズル孔
３２でのレイノルズ数が臨界レイノルズ数である２００
０を下回っても、吸引空気比は５０％程度であり、レイ
ノルズ数が２０００以上の場合の吸引空気比と殆ど変わ
らない。このように吸引空気比が変わらないと、火力調
節レバー１３を弱火位置に操作し、ガスの噴出速度が例
えば１０ｍ／ｓ程度まで低速になっても混合管１１ａか
らバーナ１１に供給される混合気量はガス噴出量に見合
った量の空気を含んでおり燃焼速度が大きくなっている
ので保炎性が高まって失火現象が生じない。

【００１４】上記実施の形態では障害物として図４に示
すキャップ４を用いたが、図４に示す形状に拘束される
ものではなく、例えば、ノズル孔３２の中心軸線Ｃ上に
位置する障壁となる軸体の外周に螺旋溝が刻設されたね
じ状の短片を障害物として挿入してもよい。

【００１５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、ノズル内に障害物を設けることによりノズル孔での
レイノルズ数が臨界レイノルズ数を下回ってもノズル孔
から噴出されるガス流が層流状態にならないようにし
た。その結果、乱流状態の噴流ガスのエゼクタ効果によ
り吸引される空気量が低下せず、火力を弱火状態に絞っ
てもバーナが失火しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されるガステーブルの外観図

【図２】図１におけるII−II断面図

【図３】ノズル部分の拡大断面図

【図４】キャップの詳細図

【図５】本発明における吸引空気比とガス噴出速度との
関係を示す図

【図６】従来のノズルでの吸引空気比とガス噴出速度と
の関係を示す図

【符号の説明】

１ ガステーブル ２ 火力調節装置 ３ ノズル ４ キャップ（障害物）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 花房 明 愛知県名古屋市中川区福住町２番26号 リ ンナイ株式会社内 (72)発明者 三輪 深雪 愛知県名古屋市中川区福住町２番26号 リ ンナイ株式会社内 (72)発明者 根笹 典政 愛知県名古屋市中川区福住町２番26号 リ ンナイ株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブンゼン式のガスバーナに対してノズ
   ルに開設したノズル孔からガスを噴出するガス噴出装置
   において、ノズル孔に流れ込むガス流に乱れを生じさせ
   る障害物をノズル孔より上流位置に設けたことを特徴と
   するガスバーナ用ノズル。
2. 【請求項２】 上記障害物は、上記ノズル孔の中心軸
   線上に位置する障壁であることを特徴とする請求項１記
   載のガスバーナ用ノズル。