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発明の名称 バーナ
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2000−74322(P2000−74322A)
公開日 平成12年3月14日(2000.3.14)
出願番号 特願平10−244943
出願日 平成10年8月31日(1998.8.31)
代理人 【識別番号】100071168
【弁理士】
【氏名又は名称】清水 久義 (外2名)
【テーマコード(参考)】
3K005
3K017
【Fターム(参考)】
3K005 DA08 UA03 UA15 VA18 
3K017 AA02 AB01 AC03 AF01
発明者 杉本 多喜生 / 松原 照子
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 上端にリング状のバーナヘッドを有する筒形のバーナ本体と、上記バーナ本体内に同心上に配置された筒形の空気導入路と、上記バーナ本体に設けられた燃料ガス導通路とを備え、上記燃料ガス導通路を通ってバーナヘッドに至った燃料ガスに、上記空気導入路を通った空気を合流させてバーナヘッドで燃焼させるバーナにおいて、上記バーナ本体内に、複数の熱電対素子をジグザグ状に直列接続してなる熱電対ユニットを配置し、上記熱電対ユニットの各温接点部を上記バーナヘッドにおける各炎孔の近傍に位置させ、熱電対ユニットの各冷接点部を上記空気導入路内に位置させたことを特徴とするバーナ。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、ガステーブルこんろ等の小形のガス燃焼装置に用いられるバーナに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のバーナでは、炎の吹き消えを検出するために、熱電対素子を炎に臨ませ、炎の燃焼熱により発生した熱電対の起電力を利用して、吹き消え用安全装置を作動させたり、あるいは、燃焼制御回路の電源電池を充電したりすることが行われている。
【0003】このような熱電対素子の利用形態にあっては、該熱電対素子により、バーナヘッド全周で均一的で、かつ大きな起電力が得られるのが望ましい。
【0004】このため、すでに、特開平8ー219464号公報では、複数の熱電対素子をジグザグ状に直列接続するとともに、ループ状に形成して熱電対ユニットを構成し、この熱電対ユニットを、上記バーナヘッドの外周に配備したバーナが提案されている。
【0005】
【発明が解決しょうとする課題】しかし、上記熱電対ユニットを使用したバーナでは、確かに均一的な起電力が得られるものの、熱電対ユニットを単にバーナヘッドの外周に配設しているだけであり、熱電対ユニットの冷接点部が炎の熱的影響を受けやすい。このため、期待した程の大容量の起電力が得られにくいといった難点がある。
【0006】この発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、熱電対ユニットから均一的で、大容量の起電力が得られ、この起電力を、制御回路用電源電池の充電等に余裕をもって利用できるバーナを提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題は、上端にリング状のバーナヘッドを有する筒形のバーナ本体と、上記バーナ本体内に同心上に配置された筒形の空気導入路と、上記バーナ本体に設けられた燃料ガス導通路とを備え、上記燃料ガス導通路を通ってバーナヘッドに至った燃料ガスに、上記空気導入路を通った空気を合流させてバーナヘッドで燃焼させるバーナにおいて、上記バーナ本体内に、複数の熱電対素子をジグザグ状に直列接続してなる熱電対ユニットを配置し、上記熱電対ユニットの各温接点部を上記バーナヘッドにおける各炎孔の近傍に位置させ、熱電対ユニットの各冷接点部を上記空気導入路内に位置させたことを特徴とするバーナによって解決される。
【0008】このバーナによれば、複数の熱電対素子をジグザグ状に直列接続した熱電対ユニットを、バーナヘッドからの熱を受けるように配置したので、燃焼時にこの熱電対ユニットには、バーナヘッドの全周で均一な起電力が生起するため、この起電力を、燃焼制御回路の電源電池の充電等に利用することができる。とくに、上記熱電対ユニットの各温接点部を上記炎孔付近に位置させる一方、各冷接点部を空気導入路内に位置させたので、上記両接点部間に大きな起電力が生起し、上記充電等を安定的に行うことができる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、この発明に係るバーナのー実施形態について、図面に基づいて説明する。
【0010】この実施形態に係るバーナ1は、図1及び図2に示すように、大略的に、バーナ本体2と、このバーナ本体2の上端に配置されるバーナヘッド3と、外部機器の電力源に利用される熱電対ユニット4とからなる。
【0011】上記バーナ本体2は、耐熱性材からなるバーナヘッド載置用の円筒形の基体部5を有し、この基体部5の外側周りには、耐熱性材からなる周壁6で包囲された環状の燃料ガス導通路7が形成されており、この導通路7には、燃料ガス、具体的には、混気ガス(燃料ガスと一次空気とを混合したガス)Gの供給用の管体8が接続されている。
【0012】なお、上記燃料ガス導通路7におけるバーナ本体2の半径方向の幅は、上記供給管8側の幅W1を、上記半径方向で反対側の幅W2よりも大きく設定してある。これは、上記供給管8から導入された混気ガスGを上記導通路7の全周に均等に行き渡らせて、上記バーナヘッド3の全周に良好に導入させるためである。
【0013】ところで、上記燃料ガス導通路7は、基体部5の外周周りに設けた例で説明したが、バーナ本体2に対して、任意の部位に設ければよい。
【0014】上記基体部5内には、空気導入路を構成する導入管9が同心状に配置されている。この空気導入管9は、その上部9aが上方に向かって先細り状に形成されており、外部から供給される空気(二次空気)aを、上記バーナヘッド3側に導入されて燃焼する混気ガスGに合流させて燃焼を促進させるためのものである。
【0015】上記バーナヘッド3は耐熱性材によりリング状に形成されており、その上面には、複数個のスリット状の炎孔10が円周方向へ等配して設けられている。各炎孔10は、上記混気ガスGがバーナヘッド3の中心線に対して斜めに噴出するように円周方向へ傾斜して設定されている。
【0016】なお、上記耐熱性材としては、鋳鉄等の鋳物、ステンレス等の各種合金、さらにはセラミックス等から所望のものが選択される。
【0017】上記混気ガスGが供給管8から上記導通路7を通ってバーナヘッド3に至ると、この混気ガスGは、上記バーナヘッド3の炎孔10より斜め上方へ噴出する。この時、混気ガスGに、空気導入路9からの二次空気aが合流し、混気ガスGを着火して燃焼させると、各炎孔10の火炎は斜め上方へ向かい、バーナヘッド3の軸線X周りで渦巻き状に旋回流動する。これにより、火炎に旋回流が生じた際に、各火炎の旋回流周りの二次空気aが旋回流に有効に吸い込まれるので、火炎の燃焼状態が安定し、高負荷燃焼が達成される。このため、鍋等の被加熱体の下面及び側面に対して、火炎が斜めに接触して接触面積が大となって、加熱効率が高められる。
【0018】なお、上記のように炎孔10を円周方向へ傾斜させた、いわゆる旋回流バーナヘッド3の形態は、一つの例であり、これに限定されることなく、他の形態のバーナヘッド3を採用してもよい。
【0019】さて、上記熱電対ユニット4は、図3に示すように、2種の金属線材41a,41bの各ー端同志を溶接した熱電対素子40を、複数個用意し、これら熱電対素子40を図3に示すように、ジグザグ状に直列接続してループ状に形成したものであり、上端の各温接点部4aを結ぶ仮想円は、上記バーナヘッド3の内径よりも僅かに小寸に、また、下端の各冷接点部4bを結ぶ仮想円は、上記空気導入路9の内径よりも小寸にそれぞれ設定されている。したがって、熱電対ユニット4は、正面形状が図2に示すように、逆台形状になっている。
【0020】この熱電対ユニット4は、その上端の各温接点部4aが上記バーナヘッド3の内周側で炎孔10の近傍に位置し、一方、下端の各冷接点部4bが二次空気aを取り込む空気導入路9内に位置するように配置されている。
【0021】上記熱電対ユニット4の下端の各冷接点部40bを上記空気導入路9内に配設するため、この空気導入路9を構成する管体は、予め上下方向で2分割に構成され、上記熱電対ユニット4の冷接点部40bが図4に示すように、空気導入路9内に設定された後、上記分割体を一体に結着して製作される。
【0022】勿論、上記空気導入路9の管体を2分割して上記熱電対ユニット4を配置するものに限らず、例えば上記熱電対ユニット4を上記管体9の成形工程で埋設して固設する方法も可能である。
【0023】なお、上記熱電対40を構成する金属線材41a,41bは、例えばクロメル線、アルメル線等が好適に使用される。
【0024】ここで、上記混気ガスGがバーナヘッド3に導入されて燃焼し、炎孔10の火炎が旋回流動した際、上記ループ状の熱電対ユニット4の各温接点部4aが上記燃焼時の熱を大量に受ける。このため、熱電対ユニット4の各温接点部4aと各冷接点部4bとの間に、バーナヘッド3の全周で均一で、かつ大きな起電力E(図3)が生じ、さらに各金属線41a、41bは直列接続されているので、全体としてさらに大きな起電力を生じ、この起電力を吹き消え用安全装置の電力源、あるいは燃焼制御回路の電源電池の充電等に有効に利用することができる。
【0025】とくに、上記熱電対ユニット4の各温接点部4aを上記バーナヘッド3の炎孔10の近傍に位置させる一方、各冷接点部4bを空気導入路9内に位置させたので、各温接点部4aは上記火炎に直接晒されて高温になり、各冷接点部4bは二次空気aに晒されて低温になり、両者4a,4b間の温度差は、かなり大きくなる。換言すれば、上記温度差により、両者4a,4b間に大容量の起電力Eが生じることになり、上記各種の電力源として不足なく、安定的に利用させることが可能となる。
【0026】しかも、上記熱電対ユニット4は、バーナヘッド3の全周に合ったループ状に形成するだけであるので、部品点数も比較的少なく、安価、かつ容易に製造することができる利点もある。
【0027】なお、上記熱電対ユニット4の各冷接点部4bは、上記空気導入路9内にあり、バーナヘッド3側の火炎の熱的影響が該空気導入路9の構成管体の遮蔽効果で抑制され、低温状態が良好に保持される。
【0028】図5は熱電対ユニット4の変形例を示すもので、熱電対素子40の複数個を、温接点部4a及び冷接点部4bとその近傍を除いて1枚の円錐殻からなる板状の支持体42に予め一体に支持させてユニット単位43を形成しておき、これらユニット単位43をループ状に配置するとともに、隣接するユニット単位における熱電対素子40の端部を相互に接続することにより、熱電対ユニット4を形成したものである。このような構成とすることにより、熱電対ユニット4の形成が容易になるとともに、各熱電対素子40は支持体42に支持されているから、その位置決めや位置決め後の保持も簡単になる。
【0029】
【発明の効果】以上のように、この発明は、バーナヘッドでの燃焼熱を受けて起電力を生じる熱電対ユニットを設けたことにより、バーナヘッド全周で均一的で安定した起電力を、吹き消え用安全装置の電源ないしは燃焼制御用電源電池の充電電力等に利用でき、とくに、上記熱電対ユニットの各温接点部をバーナヘッドの炎孔付近に位置させ、各冷接点部を空気導入路内に位置させたので、両接点部間に大きな温度差に対応する大容量の起電力が生起し、外部機器への電力供給を安定的に行え、信頼性を高めることができる。




 

 


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