ガス燃焼用バーナー、それを備えたガスオーブン及びガス燃焼用バーナーにおける一酸化炭素の生成量を低減する方法
【課題】
混合比が適正な燃焼範囲にある混合ガスを燃焼させたときに生成される一酸化炭素の生成量を従来のものより低減させることができるガス燃焼用バーナーを提供する。
【解決手段】
ガス燃料と空気との混合比が適正な燃焼範囲内に設定された混合ガスが送られるよう構成してあるガス燃焼用バーナーであって、炎孔負荷が６．０ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上〜７．２ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下の範囲内に収まるように、バーナー本体３０に送られた混合ガスが噴出する炎孔３３の孔径、炎孔３３の総炎孔面積またはバーナー本体３０へのインプット熱量が調整してある。
混合比が適正な燃焼範囲にある混合ガスを燃焼させたときに生成される一酸化炭素の生成量を従来のものより低減させることができるガス燃焼用バーナーを提供する。
【解決手段】
ガス燃料と空気との混合比が適正な燃焼範囲内に設定された混合ガスが送られるよう構成してあるガス燃焼用バーナーであって、炎孔負荷が６．０ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上〜７．２ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下の範囲内に収まるように、バーナー本体３０に送られた混合ガスが噴出する炎孔３３の孔径、炎孔３３の総炎孔面積またはバーナー本体３０へのインプット熱量が調整してある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス燃焼用バーナー、それを備えたガスオーブン及びガス燃焼用バーナーにおける一酸化炭素の生成量を低減する方法に関する。
更に詳しくは、混合比が適正な燃焼範囲にある混合ガスを燃焼させたときに生成される一酸化炭素の生成量を従来のものより低減させることができるものに関する。また、一台の送風機から少なくとも二以上のバーナー本体に空気を送ることができるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から製菓用や製パン用としてガスオーブンが使用されている。ガスオーブンは、ガス燃料と空気とを混合した混合ガスをガス燃焼用バーナーで燃焼させて熱源としている。混合ガスのガス燃料と空気との混合比は、ガス燃料が多いと不完全燃焼を起こして炎が消えやすくなり、一酸化炭素の生成量が多くなる。また、空気が多いと着火しにくく燃えにくい。従って、ガス燃料と空気との混合比は、ある範囲（燃焼範囲）で適正な値が決められている。例えば、ガスの消費量１０００ｋｃａｌに付き０．９ｍ３の理論空気と更に２０〜４０％の過剰空気を必要とする。
【０００３】
本発明者はガスオーブンの開発に従事しており、以前からガス燃焼用バーナー等に関する数々の発明を完成させている。一般的なガス燃焼用バーナーは、空気とガス燃料とが混合される混合管（ミキサー）と、バーナーと、空気を混合管内に送る送風機（ブロア）と備えており、バーナーの上部側には混合ガスが外部に噴出する炎孔が長さ方向に所要間隔で複数個形成された構造を有している。炎孔の孔径（直径）は１．５ｍｍ以上〜１．６ｍｍ以下に形成してあり、炎孔負荷については７．７ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上〜８．１ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下の範囲内に収まるよう設定してある。このガス燃焼用バーナーにて混合比が適正な燃焼範囲にある混合ガスを燃焼させたときの一酸化炭素の生成量は、酸素濃度（Ｏ２％）を０％と仮定して求めたＣＯ％（ＣＯパーセント）換算値で約１９４ｐｐｍである。このようなガスオーブンとしては、例えば、特許文献１に開示されたものがある。ＣＯ％は、排ガス中のＣＯ濃度またはＯ２濃度の測定値から算出されるものであり、例えば、次式によって導き出される。
ＣＯ％(ppm)＝ＣＯa×（２１／（２１−Ｏ２ａ）） ａ：測定値
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１１６２６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
混合比が適正な燃焼範囲にある混合ガスは、燃焼することによって二酸化炭素を生成すると共に、上記した通りわずかではあるが一酸化炭素も生成している。そのため、例えば、換気を行わずにガスオーブンを長時間使用すれば、室内に一酸化炭素が過剰に溜まって焼成作業に従事する作業者が一酸化炭素中毒を起こす危険がある。
【０００６】
本発明者は、混合ガスを燃焼させたときに生成される一酸化炭素の生成量をより低減することができれば、上記した中毒事故が起こりにくくなるのではないかとの着想を得た。
【０００７】
そうして本発明者は種々の試験を行い、炎孔の孔径を大きくする等して炎孔負荷を下げ、混合比や供給量は変えないで混合ガスを供給してみたところ、一酸化炭素の生成量が従来のガス燃焼用バーナーより低減できることを知見した。
【０００８】
そこで本発明者は更に炎孔負荷を下げるよう設定したガス燃焼用バーナーを用いて試験を行った。そうしたところ炎孔負荷を下げることで一酸化炭素の生成量は益々低減できるが、あまりに下げ過ぎた場合では今度は逆火し易くなり実用性に欠けるということも知見した。具体的には、炎孔の孔径を大きく１．８ｍｍ以上〜１．９ｍｍ以下にして、炎孔負荷を５．３ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上〜５．７ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下まで下げた場合では逆火することがあった。
【０００９】
本発明者は炎孔負荷の下限の値を見出すべく更に試験を重ねた。その結果、炎孔の孔径を１．７ｍｍ以上〜１．８ｍｍ以下にして、炎孔負荷を６．０ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上〜６．４ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下に設定したときが、一酸化炭素の生成量が低減できると共に、逆火も起こり難く十分実用性を備えたものとなることを見出した。つまり、一酸化炭素の低減の観点からみると炎孔負荷は下げた方が良いが、あまりに下げ過ぎると逆火し易くなるので、炎孔負荷の下限の値はこの試験から６．０ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上が好適であることがわかった。
【００１０】
また、炎孔負荷の上限の値は、上記した一般的なガス燃焼用バーナーより炎孔の孔径をやや大きい１．６ｍｍ以上〜１．７ｍｍ以下にして、炎孔負荷を６．７ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上〜７．２ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下に設定したときに、一酸化炭素の生成量がＣＯ％換算値で約１２０ｐｐｍ以下にできた。この程度の生成量であれば健康に悪影響を与える可能性はかなり低くなる。このことから炎孔負荷の上限の値は７．２ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下が好適であることがわかった。
【００１１】
更に、上記したように炎孔負荷を低減すべく炎孔の孔径を大きくすることにより、混合ガスが炎孔を通って外部に出るときの抵抗も小さくなる。これにより送風機による送風圧も従来より弱くて済むことを知見した。
本願発明は、当該知見に基づき完成されたものである。
【００１２】
本発明の目的は、混合比が適正な燃焼範囲にある混合ガスを燃焼させたときに生成される一酸化炭素の生成量を従来のものより低減させることができる、ガス燃焼用バーナー、それを備えたガスオーブン及びガス燃焼用バーナーにおける一酸化炭素の生成量を低減する方法を提供することにある。
【００１３】
また、本発明の他の目的は、一台の送風機から少なくとも二以上のバーナー本体に空気を送ることができるガス燃焼用バーナー、それを備えたガスオーブン及びガス燃焼用バーナーにおける一酸化炭素の生成量を低減する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために本発明が講じた手段は次のとおりである。
本発明は、ガス燃料と空気との混合比が適正な燃焼範囲内に設定された混合ガスが送られるガス燃焼用バーナーであって、炎孔負荷が６．０ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上〜７．２ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下の範囲内に収まるようにしたガス燃焼用バーナーである。
【００１５】
本発明は、ガス燃料と空気との混合比が適正な燃焼範囲内に設定された混合ガスが送られるガス燃焼用バーナーであって、バーナー本体に送られた混合ガスが噴出する炎孔の孔径、炎孔の総炎孔面積またはバーナー本体へのインプット熱量を調整することにより、炎孔負荷が６．０ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上〜７．２ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下の範囲内に収まるようにしたガス燃焼用バーナーである。
【００１６】
二以上のバーナー本体を備え、各バーナー本体には一台の送風機から空気が送られるようにしたことが好ましい。
【００１７】
本発明は、上記のガス燃焼用バーナーを備えるガスオーブンである。
【００１８】
本発明は、ガス燃料と空気との混合比が適正な燃焼範囲内に設定された混合ガスが送られるガス燃焼用バーナーにおける一酸化炭素の生成量を低減する方法であって、バーナー本体に送られた混合ガスが噴出する炎孔の孔径、炎孔の総炎孔面積またはバーナー本体へのインプット熱量を調整して、炎孔負荷が６．０ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上〜７．２ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下の範囲内に収まるようにし、炎孔負荷が７．２ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈを超えるよう設定されたものより一酸化炭素の生成量を低減させる、ガス燃焼用バーナーにおける一酸化炭素の生成量を低減する方法である。
【００１９】
送風機としては、ファンやブロアが挙げられるが、これらのうち何れを採用しても良く、限定するものではない。
【００２０】
炎孔負荷の値は、バーナー本体へのインプット熱量を炎孔の総炎孔面積で割ることによって求められる。従って、炎孔の孔径、炎孔の総炎孔面積、バーナー本体へのインプット熱量を調整することにより変化する。
【００２１】
なお、特許請求の範囲及び次の作用の欄では、本発明の各構成要件のそれぞれに、後述する実施の形態において各部に付与した符号を対応させて付与して説明している。しかし、この符号の付与はあくまで説明の理解を容易にするためであって、各構成要件の上記各部への限定を意味するものではない。
【００２２】
（作 用）
本発明の作用を説明する。
本発明に係るものは、炎孔負荷が６．０ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上〜７．２ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下の範囲内に収まるようにしてある。また本発明に係るものは、バーナー本体(30)に送られた混合ガスが噴出する炎孔(33)の孔径、炎孔(33)の総炎孔面積またはバーナー本体(30)へのインプット熱量を調整することにより、炎孔負荷が６．０ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上〜７．２ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下の範囲内に収まるようにしてある。本発明によれば、上記した試験が示すように炎孔負荷が７．２ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈを超えるようにしてあるものより一酸化炭素の生成量が低減できる。
【００２３】
本発明に係るものは、二以上のバーナー本体を備え、各バーナー本体には一台の送風機から空気が送られるので、各バーナー本体にそれぞれ一台の送風機が設けてある従来のガス燃焼用バーナーより、送風機分のコストダウンを図ることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は上記構成を備え、次の効果を有する。
（ａ）本発明に係るものは、炎孔負荷が６．０ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上〜７．２ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下の範囲内に収まるようにしてあることによって、一般的なガス燃焼用バーナーよりも一酸化炭素の生成量が半分以下にできる。つまり、本発明によれば、従来のものより一酸化炭素の中毒事故の発生が防止できる。
【００２５】
（ｂ）本発明に係るものは、炎孔の孔径を大きくする等して炎孔負荷が一般的なガス燃焼用バーナーよりも小さく、６．０ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上〜７．２ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下の範囲内に収まるように調整してある。このように炎孔の孔径を大きくした場合では、混合ガスがバーナー本体の炎孔を通って外部に出るときの抵抗も従来のものより小さくできる。これにより送風機による送風圧は従来のものより弱くて済むようになり、送風機の送風圧が小さくても単位時間当たりの混合ガスの風量、つまりインプット熱量を同様に確保できるようになる。従って、本発明によれば、従来と同等の送風能力を備えた一台の送風機で、二以上のバーナー本体に支障なく混合ガスを供給することができる。これにより従来のものより送風機分のコストダウンを図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の実施の形態を図面に基づき更に詳細に説明する。
図１は本発明に係るガス燃焼用バーナーの第１の実施の形態を示す斜視図、
図２は図１に示すガス燃焼用バーナーの点火部近傍の構造を示す要部平面図、
図３は図２におけるＩ−Ｉ断面図、
図４は図２におけるＩＩ−ＩＩ断面図である。
【００２７】
本実施の形態で示すガス燃焼用バーナーは、ガスオーブン用のものである。しかし、本発明に係るガス燃焼用バーナーはガスオーブン用のものに限定するものではないし、また、構造についても特に限定するものではない。
【００２８】
符号Ｂ１はガス燃焼用バーナーを示している。ガス燃焼用バーナーＢ１は、長方形状の取着板１を備えている。取着板１のほぼ中央部の外面側には、取着補助具２が取り付けられている。取着板１には、取着板１及び取着補助具２を貫通して、バーナー３、スパークロッド４とフレームロッド５が固定されている。
【００２９】
バーナー３は、先端部が封鎖された円管状のバーナー本体３０を有している。バーナー本体３０の後端部には、エルボ管３１を介し混合管３２が直角方向に接続されている。混合管３２の基端部には、送風機であるブロワ６が接続されている。また、混合管３２の基部側には、ガス燃料を供給するための燃料接続管３９が設けられている。燃料接続管３９からのガス燃料の供給は、オリフィス（ベンチュリーでもよい）を利用して行われ、ガス燃料は燃焼域（炎孔３３が設けられているところ）の上流側で空気と混合される。ブロワ６の構造については、後で説明する。
【００３０】
バーナー本体３０の上部側には、長手方向と平行に多数の炎孔３３が二列に設けられている（図３、図４参照）。炎孔３３の各列は、長手方向の中心線を対称軸とする対称位置に設けられている。炎孔３３はバーナー本体３０の基部側の”ａ”部と、先部側の”ｂ”部とで孔径（直径）が変えてある（図１参照）。本実施の形態で示すガス燃焼用バーナーＢ１では、”ａ”部の炎孔が１．７ｍｍ、”ｂ”部の炎孔が１．８ｍｍに設定してある。また、上記炎孔による総炎孔面積は６４５．５ｍｍ２である。本実施の形態ではバーナー本体３０の”ａ”部と”ｂ”部とで孔径を変えたがこれは同じにしても良いし、”ａ”部より”ｂ”部の方が孔径が大きくなるようにしても良い。
【００３１】
バーナー本体３０の上部側には、二列の炎孔３３の上方に被さるようにして保炎板３４が設けられている。保炎板３４は所要長さを有しており、長さ方向に沿う両端部に立ち上げ部３４０が形成された、バーナー本体３０の直径とほぼ同じ幅を有する長板形状に形成されている。
【００３２】
保炎板３４は、バーナー本体３０の上部側に直列状に４枚並べて、バーナー本体３０のほぼ全長にわたり設けられている。各保炎板３４は、複数個のネジ３５によりバーナー本体３０に固定されている。各保炎板３４の間には、熱膨張により密着して変形することがないように、若干の隙間３４１が設けられている。
【００３３】
また、隣り合った保炎板３４と保炎板３４の上面上には、接合板３６が隙間３４１を覆うように架け渡してある。接合板３６には貫通した丸穴や長穴が形成されており、ネジ３５をこれらに通して保炎板３４の上面上に固定されている。接合板３６は、立ち上げ部３４０で挟まれた間の部分にほぼ全体が収まるように設けられている。
【００３４】
バーナー本体３０の上面部には、点火用のガス孔３７が二箇所に設けられている。スパークロッド４とフレームロッド５は、先端側の一部を除く部分は、碍子で形成された絶縁部４０、５０で覆われている。スパークロッド４の先端部は、ガス孔３７の上方に位置させてある。フレームロッド５の先端部は、炎孔３３が設けられている位置まで延ばしてある。なお、符号４１、５１（図１に図示）は、スパークロッド４とフレームロッド５に電線を接続する接続端子である。
【００３５】
図１，図５を参照して、ブロワ６の構造を説明する。送風機であるブロワ６は、シロッコファン（図では見えない）を備えている。符号６０はモーターである。シロッコファンの吸気側には、封鎖板６１が設けられている。封鎖板６１には、貫通してＵ字状に形成してある吸気口６２が設けられている。
【００３６】
封鎖板６１の外面には、調整板６３が封鎖板６１に沿って回動できるようにして取り付けられている。調整板６３はほぼ半円形状に形成されており、円弧状の縁辺部の内側には、ネジ６４、６５間の長さを半径とし、上部のネジ６４を中心とする円弧状の調整溝６６が設けられている。調整板６３は、ネジ６４を中心として回動でき、吸気口６２の開口部の大きさを適当に調整して、ネジ６５を締め付けて調整板６３を固定することができる。
シロッコファンの排気側には取着板６７が取り付けられている。混合管３２は取着板６７に接続されている。
【００３７】
ところで、ガス燃焼用バーナーに使用されるブロワは、経年変化によりモーターの回転が遅くなったり、内部に埃やゴミが溜まったりして性能が低下することがある。そのためこのような場合でも混合ガスの混合比が適正範囲内から外れないようにするためにまた安全性を見越してやや余力を持たせて、通常、十分な送風能力を備えたものが採用されている。これによりブロワの性能が低下した場合でも混合比が実質的に変わらない混合ガスが供給できるようにしてある。
ガス燃焼用バーナーＢ１に用いたブロワ６は、上記した一般的なガス燃焼用バーナーに使用されていたものと同等の送風能力を有するものである。
【００３８】
（作 用）
図１ないし図４を参照して、本実施の形態で示すガス燃焼用バーナーＢ１をガスオーブンに取り付けたときの作用を説明する。
ガス燃焼用バーナーＢ１にインプット熱量が４１００Ｋｃａｌ／ｈになるように設定した混合ガスを供給し、炎孔負荷が６．０ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上〜６．４ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下（平均６．２ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ）の範囲内に収まるよう設定した。
【００３９】
ガス燃焼用バーナーＢ１にて混合ガスを燃焼させて、ガスオーブンの燃焼庫内における排ガス中の一酸化炭素を測定したところ、生成量はＣＯ％換算値で約８６ｐｐｍであった。
【００４０】
このようにガス燃焼用バーナーＢ１は、炎孔の孔径、総炎孔面積またはバーナー本体へのインプット熱量等を調整し、炎孔負荷が６．０ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上〜６．４ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下の範囲内に収まるように設定したことによって、一般的なガス燃焼用バーナーよりも一酸化炭素の生成量が半分以下にできた。つまり、ガス燃焼用バーナーＢ１は、従来のものより一酸化炭素の生成量が少なくできたので中毒事故の発生を防止することができる。
【００４１】
また、ガス燃焼用バーナーＢ１によれば、一般的なガス燃焼用バーナーよりも炎孔負荷を下げるべく炎孔３３の孔径が大きくしてあるので、混合ガスがバーナー本体３０の炎孔３３を通って外部に出るときの抵抗も従来のものより小さくなる。これによりブロワ６による送風圧は従来のものより弱くて済むようになり、ブロワ６の送風圧が小さくても単位時間当たりの混合ガスの風量、つまりインプット熱量を同様に確保できるようになる。従って、ガス燃焼用バーナーＢ１では、従来のブロワより送風能力の小さなものを使用することも可能である。
【００４２】
なお、本実施の形態では、炎孔の孔径を１．７ｍｍ以上〜１．８ｍｍ以下に設定したものを示したが、以下に説明する試験例からわかるように炎孔負荷が６．０ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上〜７．２ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下の範囲内に収まるようにできれば、炎孔の孔径や総炎孔面積、インプット熱量は、特に限定するものではない。例えば、炎孔の孔径は、１．５ｍｍ以上〜１．８ｍｍ以下の範囲内で設定可能である。また、炎孔による総炎孔面積も５２０ｍｍ２以上〜６６０ｍｍ２以下の範囲内で設定可能である。更には、インプット熱量も３５００Ｋｃａｌ／ｈ以上〜４１００Ｋｃａｌ／ｈ以下の範囲内で設定可能である。
【００４３】
本実施の形態ではガス燃焼用バーナーＢ１をガスオーブンに取り付けたものを例示したが、ガス燃焼用バーナーＢ１はガスオーブン以外のものに取り付けても良く、使用用途はこれに限定するものではない。
【００４４】
（試験例）
上記したガス燃焼用バーナーＢ１を「試験装置Ｆ」とし、これとは別に炎孔の孔径を変えて種々の炎孔負荷を有するよう設定したものを「試験装置Ａ」、「試験装置Ｂ」、「試験装置Ｃ」、「試験装置Ｄ」、「試験装置Ｅ」、「試験装置Ｇ」として６台用意し、それぞれについて混合ガスを燃焼させ、ガスオーブンの燃焼庫内における排ガス中の一酸化炭素の生成量を測定した。なお、比較の基準として、従来からある一般的なガス燃焼用バーナーを「試験装置Ｃ」として挙げた。
【００４５】
混合ガスは適正な混合比を有するものを使用した。「試験装置Ａ」、「試験装置Ｂ」、「試験装置Ｃ」に供給する混合ガスは、熱量のインプット熱量が３８６３Ｋｃａｌ／ｈになるように設定したものを使用し、「試験装置Ｄ」、「試験装置Ｅ」、「試験装置Ｆ」、「試験装置Ｇ」に供給する混合ガスは、熱量のインプット熱量が４１００Ｋｃａｌ／ｈになるように設定したものを使用した。なお、試験例では「試験装置Ａ」、「試験装置Ｂ」、「試験装置Ｃ」と、「試験装置Ｄ」、「試験装置Ｅ」、「試験装置Ｆ」、「試験装置Ｇ」とでインプット熱量がやや異なるが、その差は僅かであり、実際上殆ど支障がない程度なので、このままデータ取りを行った。
【００４６】
各試験装置の設定について説明する。
試験装置Ａは、”ａ”部の炎孔を１．３ｍｍ、”ｂ”部の炎孔を１．４ｍｍに設定した。このときの炎孔面積は３８０．６ｍｍ２であり、炎孔負荷は１０．１ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上〜１０．８ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下（平均１０．５ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ）であった。
試験装置Ｂは、”ａ”部及び”ｂ”部の炎孔を１．６ｍｍに設定した。このときの炎孔面積は４６８．６ｍｍ２であり、炎孔負荷は８．２ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上〜８．７ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下（平均８．５ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ）であった。
試験装置Ｃは、”ａ”部の炎孔を１．５ｍｍ、”ｂ”部の炎孔を１．６ｍｍに設定した。このときの炎孔面積は５０４．３ｍｍ２であり、炎孔負荷は７．７ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上〜８．１ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下（平均７．９ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ）であった。試験装置Ｃは一般的なものであり、比較の基準となるものである。
【００４７】
試験装置Ｄは、”ａ”部の炎孔を１．６ｍｍ、”ｂ”部の炎孔を１．７ｍｍに設定した。このときの炎孔面積は５７２．７ｍｍ２であり、炎孔負荷は６．７ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上〜７．２ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下（平均７．０ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ）であった。
試験装置Ｅは、”ａ”部及び”ｂ”部の炎孔を１．７ｍｍに設定した。このときの炎孔面積は６２８．４ｍｍ２であり、炎孔負荷は６．１ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上〜６．５ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下（平均６．３ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ）であった。
試験装置Ｇは、”ａ”部の炎孔を１．８ｍｍ、”ｂ”部の炎孔を１．９ｍｍに設定した。このときの炎孔面積は７２２．５ｍｍ２であり、炎孔負荷は５．３ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上〜５．７ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下（平均５．５ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ）であった。
【００４８】
試験にあたってガス燃料はＬＰＧ（liquefied petroleum gas）を使用し、排ガスの測定及び分析には燃焼排ガス分析計（ホダカ株式会社：ＨＴ−１３００Ｎ）を使用した。
【００４９】
試験装置Ａないし試験装置Ｇによる排ガスの測定及び分析結果は、表１に示す結果となった。
【００５０】
【表１】
【００５１】
表１によれば、一般的なガス燃焼用バーナーである試験装置Ｃよりも一酸化炭素の生成量が少ないものは、炎孔の孔径を大きくして炎孔負荷を低減した試験装置Ｄ、試験装置Ｅ、試験装置Ｆ、試験装置Ｇの４つだけであった。炎孔の孔径を小さくして炎孔負荷を増大させた試験装置Ａ、試験装置Ｂは、一酸化炭素の生成量が試験装置Ｃよりも増す結果となった。このうち試験装置Ｇについては、最も一酸化炭素の生成量が少ないが、逆火し易くなるので実用性に欠けることがわかった。
【００５２】
上記の試験により試験装置Ｄ、試験装置Ｅ、試験装置Ｆで用いた炎孔負荷が、具体的には炎孔負荷が６．０ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上〜７．２ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下の範囲内に収まるように設定したときに、一酸化炭素の生成量が約１２０ｐｐｍを超えない程度まで低減でき、試験装置Ｃの３／５程度となって一般的なガス燃焼用バーナーより優れた値を示すことがわかった。つまり、一酸化炭素の生成量の観点からみれば、炎孔負荷を６．０ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上〜７．２ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下の範囲内に収まるように設定することが好ましく、６．０ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ未満に設定した場合では逆火し易くなるので実用性に欠け、また、７．２ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈを超えるよう設定した場合では一酸化炭素の生成量の低減が図れないことがわかった。
【００５３】
図５は本発明に係るガス燃焼用バーナーの第２の実施の形態を示す斜視図である。
なお、図５で示すガス燃焼用バーナーＢ２において示すバーナー３とブロワ６は、上記したガス燃焼用バーナーＢ１で説明したものを使用している。従って、以下の説明において構造について上記で示した箇所と重複する説明は省略する。
【００５４】
図５に示すガス燃焼用バーナーＢ２は、一台のブロワ６から二本のバーナー３，３へ空気を送ることができるものである。ブロワ６の排気側となる取着板６７には、Ｔ型形状を有する分岐管７が取り付けられている。ブロワ６から送られる空気は、分岐管７を通って二本のバーナー３，３にそれぞれ供給される。
【００５５】
（作 用）
図５を参照して、本実施の形態で示すガス燃焼用バーナーＢ２の作用を説明する。なお、上記したガス燃焼用バーナーＢ１と共通する構成により生じる同様の作用、効果については必要な箇所を除き説明を省略した。
【００５６】
ガス燃焼用バーナーＢ２の場合も、一般的なガス燃焼用バーナーよりも炎孔３３の孔径が大きくしてあり、混合ガスが外部に出るときの抵抗が従来のものより小さいので、ブロワによる送風圧も従来のものより弱くて済む。従って、ブロワの送風圧が小さくても単位時間当たりの混合ガスの風量、つまりインプット熱量を同様に確保できるようになる。つまり、ガス燃焼用バーナーＢ２では、従来と同等の送風能力を備えたブロワ６によって、複数のバーナー３，３に支障なく混合ガスを供給することができる。
【００５７】
本明細書で使用している用語と表現は、あくまでも説明上のものであって、なんら限定的なものではなく、本明細書に記述された特徴およびその一部と等価の用語や表現を除外する意図はない。また、本発明の技術思想の範囲内で、種々の変形態様が可能であるということは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明に係るガス燃焼用バーナーの第１の実施の形態を示す斜視図。
【図２】図１に示すガス燃焼用バーナーの点火部近傍の構造を示す要部平面図。
【図３】図２におけるＩ−Ｉ断面図。
【図４】図２におけるＩＩ−ＩＩ断面図。
【図５】本発明に係るガス燃焼用バーナーの第２の実施の形態を示す斜視図。
【符号の説明】
【００５９】
Ｂ１，Ｂ２ ガス燃焼用バーナー
１ 取着板
２ 取着補助具
３ バーナー
３０ バーナー本体
３１ エルボ管
３２ 混合管
３３ 炎孔
３４ 保炎板
３４０ 立ち上げ部
３４１ 隙間
３５ ネジ
３６ 接合板
３７ ガス孔
３９ 燃料接続管
４ スパークロッド
４０ 絶縁部
４１ 接続端子
５ フレームロッド
５０ 絶縁部
５１ 接続端子
６ ブロワ
６０ モーター
６１ 封鎖板
６２ 吸気口
６３ 調整板
６４ ネジ
６５ ネジ
６６ 調整溝
６７ 取着板
７ 分岐管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス燃焼用バーナー、それを備えたガスオーブン及びガス燃焼用バーナーにおける一酸化炭素の生成量を低減する方法に関する。
更に詳しくは、混合比が適正な燃焼範囲にある混合ガスを燃焼させたときに生成される一酸化炭素の生成量を従来のものより低減させることができるものに関する。また、一台の送風機から少なくとも二以上のバーナー本体に空気を送ることができるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から製菓用や製パン用としてガスオーブンが使用されている。ガスオーブンは、ガス燃料と空気とを混合した混合ガスをガス燃焼用バーナーで燃焼させて熱源としている。混合ガスのガス燃料と空気との混合比は、ガス燃料が多いと不完全燃焼を起こして炎が消えやすくなり、一酸化炭素の生成量が多くなる。また、空気が多いと着火しにくく燃えにくい。従って、ガス燃料と空気との混合比は、ある範囲（燃焼範囲）で適正な値が決められている。例えば、ガスの消費量１０００ｋｃａｌに付き０．９ｍ３の理論空気と更に２０〜４０％の過剰空気を必要とする。
【０００３】
本発明者はガスオーブンの開発に従事しており、以前からガス燃焼用バーナー等に関する数々の発明を完成させている。一般的なガス燃焼用バーナーは、空気とガス燃料とが混合される混合管（ミキサー）と、バーナーと、空気を混合管内に送る送風機（ブロア）と備えており、バーナーの上部側には混合ガスが外部に噴出する炎孔が長さ方向に所要間隔で複数個形成された構造を有している。炎孔の孔径（直径）は１．５ｍｍ以上〜１．６ｍｍ以下に形成してあり、炎孔負荷については７．７ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上〜８．１ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下の範囲内に収まるよう設定してある。このガス燃焼用バーナーにて混合比が適正な燃焼範囲にある混合ガスを燃焼させたときの一酸化炭素の生成量は、酸素濃度（Ｏ２％）を０％と仮定して求めたＣＯ％（ＣＯパーセント）換算値で約１９４ｐｐｍである。このようなガスオーブンとしては、例えば、特許文献１に開示されたものがある。ＣＯ％は、排ガス中のＣＯ濃度またはＯ２濃度の測定値から算出されるものであり、例えば、次式によって導き出される。
ＣＯ％(ppm)＝ＣＯa×（２１／（２１−Ｏ２ａ）） ａ：測定値
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１１６２６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
混合比が適正な燃焼範囲にある混合ガスは、燃焼することによって二酸化炭素を生成すると共に、上記した通りわずかではあるが一酸化炭素も生成している。そのため、例えば、換気を行わずにガスオーブンを長時間使用すれば、室内に一酸化炭素が過剰に溜まって焼成作業に従事する作業者が一酸化炭素中毒を起こす危険がある。
【０００６】
本発明者は、混合ガスを燃焼させたときに生成される一酸化炭素の生成量をより低減することができれば、上記した中毒事故が起こりにくくなるのではないかとの着想を得た。
【０００７】
そうして本発明者は種々の試験を行い、炎孔の孔径を大きくする等して炎孔負荷を下げ、混合比や供給量は変えないで混合ガスを供給してみたところ、一酸化炭素の生成量が従来のガス燃焼用バーナーより低減できることを知見した。
【０００８】
そこで本発明者は更に炎孔負荷を下げるよう設定したガス燃焼用バーナーを用いて試験を行った。そうしたところ炎孔負荷を下げることで一酸化炭素の生成量は益々低減できるが、あまりに下げ過ぎた場合では今度は逆火し易くなり実用性に欠けるということも知見した。具体的には、炎孔の孔径を大きく１．８ｍｍ以上〜１．９ｍｍ以下にして、炎孔負荷を５．３ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上〜５．７ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下まで下げた場合では逆火することがあった。
【０００９】
本発明者は炎孔負荷の下限の値を見出すべく更に試験を重ねた。その結果、炎孔の孔径を１．７ｍｍ以上〜１．８ｍｍ以下にして、炎孔負荷を６．０ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上〜６．４ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下に設定したときが、一酸化炭素の生成量が低減できると共に、逆火も起こり難く十分実用性を備えたものとなることを見出した。つまり、一酸化炭素の低減の観点からみると炎孔負荷は下げた方が良いが、あまりに下げ過ぎると逆火し易くなるので、炎孔負荷の下限の値はこの試験から６．０ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上が好適であることがわかった。
【００１０】
また、炎孔負荷の上限の値は、上記した一般的なガス燃焼用バーナーより炎孔の孔径をやや大きい１．６ｍｍ以上〜１．７ｍｍ以下にして、炎孔負荷を６．７ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上〜７．２ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下に設定したときに、一酸化炭素の生成量がＣＯ％換算値で約１２０ｐｐｍ以下にできた。この程度の生成量であれば健康に悪影響を与える可能性はかなり低くなる。このことから炎孔負荷の上限の値は７．２ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下が好適であることがわかった。
【００１１】
更に、上記したように炎孔負荷を低減すべく炎孔の孔径を大きくすることにより、混合ガスが炎孔を通って外部に出るときの抵抗も小さくなる。これにより送風機による送風圧も従来より弱くて済むことを知見した。
本願発明は、当該知見に基づき完成されたものである。
【００１２】
本発明の目的は、混合比が適正な燃焼範囲にある混合ガスを燃焼させたときに生成される一酸化炭素の生成量を従来のものより低減させることができる、ガス燃焼用バーナー、それを備えたガスオーブン及びガス燃焼用バーナーにおける一酸化炭素の生成量を低減する方法を提供することにある。
【００１３】
また、本発明の他の目的は、一台の送風機から少なくとも二以上のバーナー本体に空気を送ることができるガス燃焼用バーナー、それを備えたガスオーブン及びガス燃焼用バーナーにおける一酸化炭素の生成量を低減する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために本発明が講じた手段は次のとおりである。
本発明は、ガス燃料と空気との混合比が適正な燃焼範囲内に設定された混合ガスが送られるガス燃焼用バーナーであって、炎孔負荷が６．０ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上〜７．２ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下の範囲内に収まるようにしたガス燃焼用バーナーである。
【００１５】
本発明は、ガス燃料と空気との混合比が適正な燃焼範囲内に設定された混合ガスが送られるガス燃焼用バーナーであって、バーナー本体に送られた混合ガスが噴出する炎孔の孔径、炎孔の総炎孔面積またはバーナー本体へのインプット熱量を調整することにより、炎孔負荷が６．０ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上〜７．２ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下の範囲内に収まるようにしたガス燃焼用バーナーである。
【００１６】
二以上のバーナー本体を備え、各バーナー本体には一台の送風機から空気が送られるようにしたことが好ましい。
【００１７】
本発明は、上記のガス燃焼用バーナーを備えるガスオーブンである。
【００１８】
本発明は、ガス燃料と空気との混合比が適正な燃焼範囲内に設定された混合ガスが送られるガス燃焼用バーナーにおける一酸化炭素の生成量を低減する方法であって、バーナー本体に送られた混合ガスが噴出する炎孔の孔径、炎孔の総炎孔面積またはバーナー本体へのインプット熱量を調整して、炎孔負荷が６．０ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上〜７．２ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下の範囲内に収まるようにし、炎孔負荷が７．２ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈを超えるよう設定されたものより一酸化炭素の生成量を低減させる、ガス燃焼用バーナーにおける一酸化炭素の生成量を低減する方法である。
【００１９】
送風機としては、ファンやブロアが挙げられるが、これらのうち何れを採用しても良く、限定するものではない。
【００２０】
炎孔負荷の値は、バーナー本体へのインプット熱量を炎孔の総炎孔面積で割ることによって求められる。従って、炎孔の孔径、炎孔の総炎孔面積、バーナー本体へのインプット熱量を調整することにより変化する。
【００２１】
なお、特許請求の範囲及び次の作用の欄では、本発明の各構成要件のそれぞれに、後述する実施の形態において各部に付与した符号を対応させて付与して説明している。しかし、この符号の付与はあくまで説明の理解を容易にするためであって、各構成要件の上記各部への限定を意味するものではない。
【００２２】
（作 用）
本発明の作用を説明する。
本発明に係るものは、炎孔負荷が６．０ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上〜７．２ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下の範囲内に収まるようにしてある。また本発明に係るものは、バーナー本体(30)に送られた混合ガスが噴出する炎孔(33)の孔径、炎孔(33)の総炎孔面積またはバーナー本体(30)へのインプット熱量を調整することにより、炎孔負荷が６．０ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上〜７．２ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下の範囲内に収まるようにしてある。本発明によれば、上記した試験が示すように炎孔負荷が７．２ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈを超えるようにしてあるものより一酸化炭素の生成量が低減できる。
【００２３】
本発明に係るものは、二以上のバーナー本体を備え、各バーナー本体には一台の送風機から空気が送られるので、各バーナー本体にそれぞれ一台の送風機が設けてある従来のガス燃焼用バーナーより、送風機分のコストダウンを図ることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は上記構成を備え、次の効果を有する。
（ａ）本発明に係るものは、炎孔負荷が６．０ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上〜７．２ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下の範囲内に収まるようにしてあることによって、一般的なガス燃焼用バーナーよりも一酸化炭素の生成量が半分以下にできる。つまり、本発明によれば、従来のものより一酸化炭素の中毒事故の発生が防止できる。
【００２５】
（ｂ）本発明に係るものは、炎孔の孔径を大きくする等して炎孔負荷が一般的なガス燃焼用バーナーよりも小さく、６．０ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上〜７．２ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下の範囲内に収まるように調整してある。このように炎孔の孔径を大きくした場合では、混合ガスがバーナー本体の炎孔を通って外部に出るときの抵抗も従来のものより小さくできる。これにより送風機による送風圧は従来のものより弱くて済むようになり、送風機の送風圧が小さくても単位時間当たりの混合ガスの風量、つまりインプット熱量を同様に確保できるようになる。従って、本発明によれば、従来と同等の送風能力を備えた一台の送風機で、二以上のバーナー本体に支障なく混合ガスを供給することができる。これにより従来のものより送風機分のコストダウンを図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の実施の形態を図面に基づき更に詳細に説明する。
図１は本発明に係るガス燃焼用バーナーの第１の実施の形態を示す斜視図、
図２は図１に示すガス燃焼用バーナーの点火部近傍の構造を示す要部平面図、
図３は図２におけるＩ−Ｉ断面図、
図４は図２におけるＩＩ−ＩＩ断面図である。
【００２７】
本実施の形態で示すガス燃焼用バーナーは、ガスオーブン用のものである。しかし、本発明に係るガス燃焼用バーナーはガスオーブン用のものに限定するものではないし、また、構造についても特に限定するものではない。
【００２８】
符号Ｂ１はガス燃焼用バーナーを示している。ガス燃焼用バーナーＢ１は、長方形状の取着板１を備えている。取着板１のほぼ中央部の外面側には、取着補助具２が取り付けられている。取着板１には、取着板１及び取着補助具２を貫通して、バーナー３、スパークロッド４とフレームロッド５が固定されている。
【００２９】
バーナー３は、先端部が封鎖された円管状のバーナー本体３０を有している。バーナー本体３０の後端部には、エルボ管３１を介し混合管３２が直角方向に接続されている。混合管３２の基端部には、送風機であるブロワ６が接続されている。また、混合管３２の基部側には、ガス燃料を供給するための燃料接続管３９が設けられている。燃料接続管３９からのガス燃料の供給は、オリフィス（ベンチュリーでもよい）を利用して行われ、ガス燃料は燃焼域（炎孔３３が設けられているところ）の上流側で空気と混合される。ブロワ６の構造については、後で説明する。
【００３０】
バーナー本体３０の上部側には、長手方向と平行に多数の炎孔３３が二列に設けられている（図３、図４参照）。炎孔３３の各列は、長手方向の中心線を対称軸とする対称位置に設けられている。炎孔３３はバーナー本体３０の基部側の”ａ”部と、先部側の”ｂ”部とで孔径（直径）が変えてある（図１参照）。本実施の形態で示すガス燃焼用バーナーＢ１では、”ａ”部の炎孔が１．７ｍｍ、”ｂ”部の炎孔が１．８ｍｍに設定してある。また、上記炎孔による総炎孔面積は６４５．５ｍｍ２である。本実施の形態ではバーナー本体３０の”ａ”部と”ｂ”部とで孔径を変えたがこれは同じにしても良いし、”ａ”部より”ｂ”部の方が孔径が大きくなるようにしても良い。
【００３１】
バーナー本体３０の上部側には、二列の炎孔３３の上方に被さるようにして保炎板３４が設けられている。保炎板３４は所要長さを有しており、長さ方向に沿う両端部に立ち上げ部３４０が形成された、バーナー本体３０の直径とほぼ同じ幅を有する長板形状に形成されている。
【００３２】
保炎板３４は、バーナー本体３０の上部側に直列状に４枚並べて、バーナー本体３０のほぼ全長にわたり設けられている。各保炎板３４は、複数個のネジ３５によりバーナー本体３０に固定されている。各保炎板３４の間には、熱膨張により密着して変形することがないように、若干の隙間３４１が設けられている。
【００３３】
また、隣り合った保炎板３４と保炎板３４の上面上には、接合板３６が隙間３４１を覆うように架け渡してある。接合板３６には貫通した丸穴や長穴が形成されており、ネジ３５をこれらに通して保炎板３４の上面上に固定されている。接合板３６は、立ち上げ部３４０で挟まれた間の部分にほぼ全体が収まるように設けられている。
【００３４】
バーナー本体３０の上面部には、点火用のガス孔３７が二箇所に設けられている。スパークロッド４とフレームロッド５は、先端側の一部を除く部分は、碍子で形成された絶縁部４０、５０で覆われている。スパークロッド４の先端部は、ガス孔３７の上方に位置させてある。フレームロッド５の先端部は、炎孔３３が設けられている位置まで延ばしてある。なお、符号４１、５１（図１に図示）は、スパークロッド４とフレームロッド５に電線を接続する接続端子である。
【００３５】
図１，図５を参照して、ブロワ６の構造を説明する。送風機であるブロワ６は、シロッコファン（図では見えない）を備えている。符号６０はモーターである。シロッコファンの吸気側には、封鎖板６１が設けられている。封鎖板６１には、貫通してＵ字状に形成してある吸気口６２が設けられている。
【００３６】
封鎖板６１の外面には、調整板６３が封鎖板６１に沿って回動できるようにして取り付けられている。調整板６３はほぼ半円形状に形成されており、円弧状の縁辺部の内側には、ネジ６４、６５間の長さを半径とし、上部のネジ６４を中心とする円弧状の調整溝６６が設けられている。調整板６３は、ネジ６４を中心として回動でき、吸気口６２の開口部の大きさを適当に調整して、ネジ６５を締め付けて調整板６３を固定することができる。
シロッコファンの排気側には取着板６７が取り付けられている。混合管３２は取着板６７に接続されている。
【００３７】
ところで、ガス燃焼用バーナーに使用されるブロワは、経年変化によりモーターの回転が遅くなったり、内部に埃やゴミが溜まったりして性能が低下することがある。そのためこのような場合でも混合ガスの混合比が適正範囲内から外れないようにするためにまた安全性を見越してやや余力を持たせて、通常、十分な送風能力を備えたものが採用されている。これによりブロワの性能が低下した場合でも混合比が実質的に変わらない混合ガスが供給できるようにしてある。
ガス燃焼用バーナーＢ１に用いたブロワ６は、上記した一般的なガス燃焼用バーナーに使用されていたものと同等の送風能力を有するものである。
【００３８】
（作 用）
図１ないし図４を参照して、本実施の形態で示すガス燃焼用バーナーＢ１をガスオーブンに取り付けたときの作用を説明する。
ガス燃焼用バーナーＢ１にインプット熱量が４１００Ｋｃａｌ／ｈになるように設定した混合ガスを供給し、炎孔負荷が６．０ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上〜６．４ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下（平均６．２ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ）の範囲内に収まるよう設定した。
【００３９】
ガス燃焼用バーナーＢ１にて混合ガスを燃焼させて、ガスオーブンの燃焼庫内における排ガス中の一酸化炭素を測定したところ、生成量はＣＯ％換算値で約８６ｐｐｍであった。
【００４０】
このようにガス燃焼用バーナーＢ１は、炎孔の孔径、総炎孔面積またはバーナー本体へのインプット熱量等を調整し、炎孔負荷が６．０ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上〜６．４ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下の範囲内に収まるように設定したことによって、一般的なガス燃焼用バーナーよりも一酸化炭素の生成量が半分以下にできた。つまり、ガス燃焼用バーナーＢ１は、従来のものより一酸化炭素の生成量が少なくできたので中毒事故の発生を防止することができる。
【００４１】
また、ガス燃焼用バーナーＢ１によれば、一般的なガス燃焼用バーナーよりも炎孔負荷を下げるべく炎孔３３の孔径が大きくしてあるので、混合ガスがバーナー本体３０の炎孔３３を通って外部に出るときの抵抗も従来のものより小さくなる。これによりブロワ６による送風圧は従来のものより弱くて済むようになり、ブロワ６の送風圧が小さくても単位時間当たりの混合ガスの風量、つまりインプット熱量を同様に確保できるようになる。従って、ガス燃焼用バーナーＢ１では、従来のブロワより送風能力の小さなものを使用することも可能である。
【００４２】
なお、本実施の形態では、炎孔の孔径を１．７ｍｍ以上〜１．８ｍｍ以下に設定したものを示したが、以下に説明する試験例からわかるように炎孔負荷が６．０ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上〜７．２ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下の範囲内に収まるようにできれば、炎孔の孔径や総炎孔面積、インプット熱量は、特に限定するものではない。例えば、炎孔の孔径は、１．５ｍｍ以上〜１．８ｍｍ以下の範囲内で設定可能である。また、炎孔による総炎孔面積も５２０ｍｍ２以上〜６６０ｍｍ２以下の範囲内で設定可能である。更には、インプット熱量も３５００Ｋｃａｌ／ｈ以上〜４１００Ｋｃａｌ／ｈ以下の範囲内で設定可能である。
【００４３】
本実施の形態ではガス燃焼用バーナーＢ１をガスオーブンに取り付けたものを例示したが、ガス燃焼用バーナーＢ１はガスオーブン以外のものに取り付けても良く、使用用途はこれに限定するものではない。
【００４４】
（試験例）
上記したガス燃焼用バーナーＢ１を「試験装置Ｆ」とし、これとは別に炎孔の孔径を変えて種々の炎孔負荷を有するよう設定したものを「試験装置Ａ」、「試験装置Ｂ」、「試験装置Ｃ」、「試験装置Ｄ」、「試験装置Ｅ」、「試験装置Ｇ」として６台用意し、それぞれについて混合ガスを燃焼させ、ガスオーブンの燃焼庫内における排ガス中の一酸化炭素の生成量を測定した。なお、比較の基準として、従来からある一般的なガス燃焼用バーナーを「試験装置Ｃ」として挙げた。
【００４５】
混合ガスは適正な混合比を有するものを使用した。「試験装置Ａ」、「試験装置Ｂ」、「試験装置Ｃ」に供給する混合ガスは、熱量のインプット熱量が３８６３Ｋｃａｌ／ｈになるように設定したものを使用し、「試験装置Ｄ」、「試験装置Ｅ」、「試験装置Ｆ」、「試験装置Ｇ」に供給する混合ガスは、熱量のインプット熱量が４１００Ｋｃａｌ／ｈになるように設定したものを使用した。なお、試験例では「試験装置Ａ」、「試験装置Ｂ」、「試験装置Ｃ」と、「試験装置Ｄ」、「試験装置Ｅ」、「試験装置Ｆ」、「試験装置Ｇ」とでインプット熱量がやや異なるが、その差は僅かであり、実際上殆ど支障がない程度なので、このままデータ取りを行った。
【００４６】
各試験装置の設定について説明する。
試験装置Ａは、”ａ”部の炎孔を１．３ｍｍ、”ｂ”部の炎孔を１．４ｍｍに設定した。このときの炎孔面積は３８０．６ｍｍ２であり、炎孔負荷は１０．１ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上〜１０．８ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下（平均１０．５ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ）であった。
試験装置Ｂは、”ａ”部及び”ｂ”部の炎孔を１．６ｍｍに設定した。このときの炎孔面積は４６８．６ｍｍ２であり、炎孔負荷は８．２ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上〜８．７ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下（平均８．５ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ）であった。
試験装置Ｃは、”ａ”部の炎孔を１．５ｍｍ、”ｂ”部の炎孔を１．６ｍｍに設定した。このときの炎孔面積は５０４．３ｍｍ２であり、炎孔負荷は７．７ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上〜８．１ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下（平均７．９ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ）であった。試験装置Ｃは一般的なものであり、比較の基準となるものである。
【００４７】
試験装置Ｄは、”ａ”部の炎孔を１．６ｍｍ、”ｂ”部の炎孔を１．７ｍｍに設定した。このときの炎孔面積は５７２．７ｍｍ２であり、炎孔負荷は６．７ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上〜７．２ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下（平均７．０ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ）であった。
試験装置Ｅは、”ａ”部及び”ｂ”部の炎孔を１．７ｍｍに設定した。このときの炎孔面積は６２８．４ｍｍ２であり、炎孔負荷は６．１ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上〜６．５ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下（平均６．３ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ）であった。
試験装置Ｇは、”ａ”部の炎孔を１．８ｍｍ、”ｂ”部の炎孔を１．９ｍｍに設定した。このときの炎孔面積は７２２．５ｍｍ２であり、炎孔負荷は５．３ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上〜５．７ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下（平均５．５ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ）であった。
【００４８】
試験にあたってガス燃料はＬＰＧ（liquefied petroleum gas）を使用し、排ガスの測定及び分析には燃焼排ガス分析計（ホダカ株式会社：ＨＴ−１３００Ｎ）を使用した。
【００４９】
試験装置Ａないし試験装置Ｇによる排ガスの測定及び分析結果は、表１に示す結果となった。
【００５０】
【表１】
【００５１】
表１によれば、一般的なガス燃焼用バーナーである試験装置Ｃよりも一酸化炭素の生成量が少ないものは、炎孔の孔径を大きくして炎孔負荷を低減した試験装置Ｄ、試験装置Ｅ、試験装置Ｆ、試験装置Ｇの４つだけであった。炎孔の孔径を小さくして炎孔負荷を増大させた試験装置Ａ、試験装置Ｂは、一酸化炭素の生成量が試験装置Ｃよりも増す結果となった。このうち試験装置Ｇについては、最も一酸化炭素の生成量が少ないが、逆火し易くなるので実用性に欠けることがわかった。
【００５２】
上記の試験により試験装置Ｄ、試験装置Ｅ、試験装置Ｆで用いた炎孔負荷が、具体的には炎孔負荷が６．０ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上〜７．２ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下の範囲内に収まるように設定したときに、一酸化炭素の生成量が約１２０ｐｐｍを超えない程度まで低減でき、試験装置Ｃの３／５程度となって一般的なガス燃焼用バーナーより優れた値を示すことがわかった。つまり、一酸化炭素の生成量の観点からみれば、炎孔負荷を６．０ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上〜７．２ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下の範囲内に収まるように設定することが好ましく、６．０ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ未満に設定した場合では逆火し易くなるので実用性に欠け、また、７．２ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈを超えるよう設定した場合では一酸化炭素の生成量の低減が図れないことがわかった。
【００５３】
図５は本発明に係るガス燃焼用バーナーの第２の実施の形態を示す斜視図である。
なお、図５で示すガス燃焼用バーナーＢ２において示すバーナー３とブロワ６は、上記したガス燃焼用バーナーＢ１で説明したものを使用している。従って、以下の説明において構造について上記で示した箇所と重複する説明は省略する。
【００５４】
図５に示すガス燃焼用バーナーＢ２は、一台のブロワ６から二本のバーナー３，３へ空気を送ることができるものである。ブロワ６の排気側となる取着板６７には、Ｔ型形状を有する分岐管７が取り付けられている。ブロワ６から送られる空気は、分岐管７を通って二本のバーナー３，３にそれぞれ供給される。
【００５５】
（作 用）
図５を参照して、本実施の形態で示すガス燃焼用バーナーＢ２の作用を説明する。なお、上記したガス燃焼用バーナーＢ１と共通する構成により生じる同様の作用、効果については必要な箇所を除き説明を省略した。
【００５６】
ガス燃焼用バーナーＢ２の場合も、一般的なガス燃焼用バーナーよりも炎孔３３の孔径が大きくしてあり、混合ガスが外部に出るときの抵抗が従来のものより小さいので、ブロワによる送風圧も従来のものより弱くて済む。従って、ブロワの送風圧が小さくても単位時間当たりの混合ガスの風量、つまりインプット熱量を同様に確保できるようになる。つまり、ガス燃焼用バーナーＢ２では、従来と同等の送風能力を備えたブロワ６によって、複数のバーナー３，３に支障なく混合ガスを供給することができる。
【００５７】
本明細書で使用している用語と表現は、あくまでも説明上のものであって、なんら限定的なものではなく、本明細書に記述された特徴およびその一部と等価の用語や表現を除外する意図はない。また、本発明の技術思想の範囲内で、種々の変形態様が可能であるということは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明に係るガス燃焼用バーナーの第１の実施の形態を示す斜視図。
【図２】図１に示すガス燃焼用バーナーの点火部近傍の構造を示す要部平面図。
【図３】図２におけるＩ−Ｉ断面図。
【図４】図２におけるＩＩ−ＩＩ断面図。
【図５】本発明に係るガス燃焼用バーナーの第２の実施の形態を示す斜視図。
【符号の説明】
【００５９】
Ｂ１，Ｂ２ ガス燃焼用バーナー
１ 取着板
２ 取着補助具
３ バーナー
３０ バーナー本体
３１ エルボ管
３２ 混合管
３３ 炎孔
３４ 保炎板
３４０ 立ち上げ部
３４１ 隙間
３５ ネジ
３６ 接合板
３７ ガス孔
３９ 燃料接続管
４ スパークロッド
４０ 絶縁部
４１ 接続端子
５ フレームロッド
５０ 絶縁部
５１ 接続端子
６ ブロワ
６０ モーター
６１ 封鎖板
６２ 吸気口
６３ 調整板
６４ ネジ
６５ ネジ
６６ 調整溝
６７ 取着板
７ 分岐管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス燃料と空気との混合比が適正な燃焼範囲内に設定された混合ガスが送られるガス燃焼用バーナーであって、
炎孔負荷が６．０ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上〜７．２ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下の範囲内に収まるようにした、
ガス燃焼用バーナー。
【請求項２】
ガス燃料と空気との混合比が適正な燃焼範囲内に設定された混合ガスが送られるガス燃焼用バーナーであって、
バーナー本体(30)に送られた混合ガスが噴出する炎孔(33)の孔径、炎孔(33)の総炎孔面積またはバーナー本体(30)へのインプット熱量を調整することにより、炎孔負荷が６．０ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上〜７．２ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下の範囲内に収まるようにした、
ガス燃焼用バーナー。
【請求項３】
二以上のバーナー本体(30)を備え、各バーナー本体(30)には一台の送風機(6)から空気が送られるようにした、
請求項１または２記載のガス燃焼用バーナー。
【請求項４】
請求項１，２または３記載のガス燃焼用バーナーを備える、
ガスオーブン。
【請求項５】
ガス燃料と空気との混合比が適正な燃焼範囲内に設定された混合ガスが送られるガス燃焼用バーナーにおける一酸化炭素の生成量を低減する方法であって、
バーナー本体(30)に送られた混合ガスが噴出する炎孔(33)の孔径、炎孔(33)の総炎孔面積またはバーナー本体(30)へのインプット熱量を調整して、炎孔負荷が６．０ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上〜７．２ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下の範囲内に収まるようにし、炎孔負荷が７．２ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈを超えるよう設定されたものより一酸化炭素の生成量を低減させる、
ガス燃焼用バーナーにおける一酸化炭素の生成量を低減する方法。
【請求項１】
ガス燃料と空気との混合比が適正な燃焼範囲内に設定された混合ガスが送られるガス燃焼用バーナーであって、
炎孔負荷が６．０ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上〜７．２ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下の範囲内に収まるようにした、
ガス燃焼用バーナー。
【請求項２】
ガス燃料と空気との混合比が適正な燃焼範囲内に設定された混合ガスが送られるガス燃焼用バーナーであって、
バーナー本体(30)に送られた混合ガスが噴出する炎孔(33)の孔径、炎孔(33)の総炎孔面積またはバーナー本体(30)へのインプット熱量を調整することにより、炎孔負荷が６．０ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上〜７．２ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下の範囲内に収まるようにした、
ガス燃焼用バーナー。
【請求項３】
二以上のバーナー本体(30)を備え、各バーナー本体(30)には一台の送風機(6)から空気が送られるようにした、
請求項１または２記載のガス燃焼用バーナー。
【請求項４】
請求項１，２または３記載のガス燃焼用バーナーを備える、
ガスオーブン。
【請求項５】
ガス燃料と空気との混合比が適正な燃焼範囲内に設定された混合ガスが送られるガス燃焼用バーナーにおける一酸化炭素の生成量を低減する方法であって、
バーナー本体(30)に送られた混合ガスが噴出する炎孔(33)の孔径、炎孔(33)の総炎孔面積またはバーナー本体(30)へのインプット熱量を調整して、炎孔負荷が６．０ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以上〜７．２ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈ以下の範囲内に収まるようにし、炎孔負荷が７．２ｋｃａｌ／ｍｍ２・ｈを超えるよう設定されたものより一酸化炭素の生成量を低減させる、
ガス燃焼用バーナーにおける一酸化炭素の生成量を低減する方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−８５６９（Ｐ２００８−８５６９Ａ）
【公開日】平成２０年１月１７日（２００８．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１８０７７２（Ｐ２００６−１８０７７２）
【出願日】平成１８年６月３０日（２００６．６．３０）
【出願人】（０００１３９３４４）株式会社ワールド精機 (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月１７日（２００８．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月３０日（２００６．６．３０）
【出願人】（０００１３９３４４）株式会社ワールド精機 (3)
【Ｆターム（参考）】
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