JP2003130334A - 火力調節装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ステッピングモータ３４で開弁駆動される流量
調節弁３を複数用いる場合、従来は１個の安全弁の下流
に複数の流量調節弁３を並列に接続していた。ところ
が、流量調節弁３が完全に閉弁しなくなると未燃焼のガ
スがバーナから漏出する。また、バーナに点火しない場
合でも定期的に流量調節弁３を閉弁させることが固着等
の故障を防止する点で望ましいが安全弁が開弁している
と流量調節弁３を開弁できない。 【解決手段】流量調節弁３がステッピングモータ３４に
より開弁駆動される場合には各流量調節弁３に各々安全
弁２を取り付けるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガス器具に設けら
れたバーナへのガス供給量を制御して、バーナの点消火
および火力調節を行う火力調節装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の火力調節装置としては、特許１９
２８３６８号により、火力調節を行う流量調節機構に相
当するモータ駆動式の電動バルブを各バーナ毎に取り付
けると共に、これら複数の電動バルブの上流側を統合し
て１個の電磁式の安全弁を取り付けたものが知られてい
る。

【０００３】この従来の火力調節装置では、ガス器具の
作動スイッチが入れられると安全弁が開弁し、その後、
各バーナに設けられている電動バルブを開弁して点火
し、更に調理を行う。作動しないバーナに取り付けられ
ている電動バルブは閉弁状態のまま保持される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】手動コックによりバー
ナへのガス供給量を調節するものでは、コックの操作つ
まみの位置を目視することにより完全に閉弁しているこ
とを確認することができた。これに対して上記従来の火
力調節機構では、火力調節を手動バルブではなくモータ
駆動式の電動バルブで行っているため、確実に閉弁して
いることを目視により確認することができない。そのた
め、経時劣化等の原因により電動バルブが完全に閉弁し
ない場合が発生するおそれがある。

【０００５】ところが、上述のようにガス器具が作動し
ている間は常に安全弁が開弁しているので、電動バルブ
が十分に閉弁しないと、少量とはいえ未燃焼のガスがバ
ーナの炎孔から外部に漏出するという不具合が生じる。
仮に未燃焼のガスが炎孔から漏出すると、室内の空気が
漏出したガスで汚染されガス中に混入されている臭い物
質の臭気により不快に感じる。

【０００６】そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、モ
ータで駆動される流量調節機構をバーナに取り付けても
バーナから未燃焼のガスが漏出するおそれのない火力調
節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
に本発明による火力調節装置は、モータにより駆動され
バーナへガスを供給するガス量を増減制御すると共に閉
弁位置ではガスの供給を停止させる流量調節機構と、流
量調節機構より上流側に位置し、流量調節機構へのガス
の供給路を開閉する電磁式の安全弁とを、１カ所のバー
ナに対して各々１個ずつ設けたことを特徴とする。

【０００８】上記構成によれば、バーナを作動させない
状態ではそのバーナに取り付けられている安全弁を閉弁
させることにより、流量調節機構が完全に閉弁しなくて
もバーナへ未燃焼のガスが供給されることを完全に防止
することができる。なお、流量調節機構が完全に閉弁し
ない原因として、モータからの駆動系に固着や駆動抵抗
の増加等が考えられる。このような原因が生じている場
合には、流量調節機構を一旦開弁状態にし、それから再
度閉弁させると解消される場合がある。本発明による火
力調節装置では、安全弁を閉弁していれば火力調節機構
を開弁しても未燃焼のガスがバーナに送られることがな
いので、バーナが作動していない間に流量調節機構を駆
動させて完全に閉弁しない原因を除去することができ
る。

【０００９】なお、上記流量調節機構と安全弁とを１個
のバルブユニットとして構成してもよい。

【００１０】また、上記流量調節機構を駆動するモータ
はステッピングモータとしてもよく、その場合には流量
調節機構の開度を検知するフィードバック用のセンサを
設けなくても、ステッピングモータに供給するパルス数
で開度を制御することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１を参照して、ＧＴはガステー
ブルであり、２個のコンロ用バーナＢＣと１個のグリル
用バーナＢＧとを備えている。これら各バーナＢＣ，Ｂ
Ｇにはガス供給管ＧＰからガスが供給される。各バーナ
ＢＣ，ＢＧには火力調節用のバルブユニット１が各々直
列に接続されている。

【００１２】このバルブユニット１は各バーナＢＣ，Ｂ
Ｇへのガスの供給路を開閉する電磁式の安全弁２と各バ
ーナＢＣ，ＢＧへ供給されるガスの流量を増減して火力
調節を行う流量調節弁３とから構成されている。

【００１３】図２を参照して、安全弁２はソレノイド部
２１にソレノイドコイルとばねとを内蔵している。弁体
２０はこのばねにより常に閉弁方向に付勢されており、
ソレノイドに通電するとばねの付勢力に抗して弁体２０
が開弁方向に駆動され、ガス供給路が開放される。逆に
ソレノイドコイルへの通電が停止すると、ソレノイドコ
イルによる磁力が消滅し、ばねの付勢力により弁体２０
が閉弁方向に戻され、ガス供給路が閉鎖される。

【００１４】流量調節弁３は主に回転板３１と固定板３
２とオリフィス板３３とから構成される。更に、図３を
参照して、回転板３１はステッピングモータ３４の駆動
軸３４ａに連結された回転軸３５によって回転される。
一方、固定板３２はバルブユニット１の筐体に固定され
ている。回転板３１には回転方向に沿って長穴３１ａが
開けられており、固定板３２には長穴３１ａの軌跡に沿
って複数の貫通孔３２ａが形成されている。

【００１５】長穴３１ａと貫通孔３２ａとが一致しない
とガスは長穴３１ａを通過することができず、従って、
ガスは各バーナＢＣ，ＢＧへ供給されない。ステッピン
グモータ３４を駆動して回転板３１を回転させると、長
穴３１ａが貫通孔３２ａに順次一致していく。長穴３１
ａに一致した貫通孔３２ａはガスが通過する。ただし、
長穴３１ａは２個の貫通孔３２ａに一致する長さに形成
されているので、回転板３１ａを回転させると、長穴３
２ａに一致する貫通孔３２ａの組み合わせが順次切り替
わっていく。

【００１６】なお、ガス種が異なるとガス種に応じてガ
スの供給量を変更する必要がある。そのため、ガス種に
応じた流量になるオリフィス穴３３ａを形成したオリフ
ィス板３３を固定板３３の上面にパッキン３２ｂを介し
て重ねている。このように構成しているので、回転板３
１を回転させるとガスが通過するオリフィス穴３３ａが
順次選択され、オリフィス穴３３ａによって調節された
量のガスが各バーナＢＣ，ＢＧへと供給される。なお、
ガス種が変更される場合には、オリフィス板３３のみを
変更後のガス種に応じて取り替えればよい。

【００１７】ところで、ステッピングモータ３４は図示
しない制御装置から供給されるパルス信号により回転駆
動される。そして、駆動軸３４ａの回転角度は供給され
るパルス数に比例する。本発明では駆動軸３４ａの実際
の回転角度をエンコーダ等を用いて連続して検知するフ
ィードバック制御ではなく、供給するパルス数のみによ
り回転角度を制御するオープンループ制御を行ってい
る。ただし、ガス供給量が所定量に到達すると図示しな
いイグナイタおよび点火電極を備えた点火装置を作動さ
せて各バーナＢＣ，ＢＧに点火する必要があるため、ス
テッピングモータ３４の駆動軸３４ａにカム４を取り付
け、このカム４の近傍に取り付けたマイクロスイッチ５
がカム４によってオンにされると点火装置が作動するよ
うに構成した。

【００１８】図４を参照して、流量調節弁３が閉状態に
ある（ａ）に示す状態からステッピングモータ３４を駆
動して回転板３１を回転させると流量制御弁３は開弁状
態になる。ただし、開弁初期の開度では供給されるガス
量は弱火に相当するガス量でり極めて少量である。その
ような状態で点火装置を作動させても各バーナＢＣ，Ｂ
Ｇに点火させることはできない。そのため、回転板３１
を約１１０°回転させた時点で点火装置を作動させるよ
うにした。回転板３１が１１０°回転すると連動してカ
ム４も１１０°回転し、（ｂ）に示すように、カム部４
１がマイクロスイッチ５をオンさせる。

【００１９】この１１０°の位置は中火位置より若干弱
火位置側に設定されている。ただし、回転板３１を１１
０°回転させた状態では、まだ各バーナＢＣ，ＢＧには
点火可能な量のガスは供給されない。点火装置を先行し
て作動させた状態で更に回転板３１を回転させ、各バー
ナＢＣ，ＢＧに供給されるガス量を増加させると供給さ
れるガス量が点火可能なガス量を超え、既に作動してい
る点火装置によって点火が行われる。

【００２０】更に詳細に説明すると、図５を参照して、
点火指示が制御装置に対してされると、制御装置はまず
２つのパラメータのＮとＭとを０にリセットする（Ｓ
１）。そして、駆動軸３４ａを原点になるまで逆転させ
る。原点はマイクロスイッチ５がオフになることにより
検知できる。駆動軸３４ａを所定時間逆転させ、もしマ
イクロスイッチ５がオフにならない場合には、パラメー
タＮをチェックし（Ｓ３）、１より小さい値、すなわち
０の場合には再び所定時間駆動軸３４ａを逆転させる原
点調整を行なうと共に（Ｓ４）、パラメータＮに１を加
える（Ｓ５）。

【００２１】このように２度の原点調整を行ってもマイ
クロスイッチ５がオフにならない場合にはＳ３からＳ６
に進み、原点エラーとしてそれ以上の作動を停止させる
（Ｓ６）。マイクロスイッチ５がオフになったことが確
認されると、制御装置はステッピングモータ３４に対し
て２２４パルスを供給し、回転板３１を回転させる。な
お、２２４パルスは中火位置である１３０°の回転角度
に相当する。

【００２２】マイクロスイッチ５は上述の通り１１０°
の位置でオンするように設定されている。１１０°は本
実施の形態では１９０パルスに相当する。従って、異常
がなければ制御装置が２２４パルスをすべて出力する前
にマイクロスイッチ５がオンになる。従って、２２４パ
ルス出力してもマイクロスイッチ５がオンにならないと
きには回転板３１に固着等のディスク作動エラーが発生
したとしてそれ以降の制御を中止する（Ｓ８，Ｓ９）。
一方、マイクロスイッチ５がオンになるとその時点で既
に出力されているパルス数を記憶すると共に、パルス数
が２００を超えていれば、直ちに点火動作を中止する程
ではないが回転途中に軽度の脱調等が発生したとして、
パラメータＭを１にセットする（Ｓ１０，Ｓ１１，Ｓ１
２）。

【００２３】マイクロスイッチ５がオンになったという
ことは、回転板３１が少なくとも１１０°回転して、流
量調節弁３を通過することのできるガス量が、点火が可
能なガス量に近づいていることを示す。ただし、この時
点では安全弁２が開弁していないのでガスはバーナに供
給されることはない。マイクロスイッチ５がオンになる
と点火装置を作動させ（Ｓ１３）、更に回転板３１を回
転させる。制御装置から出力されるパルス数が２２４パ
ルスになり、中火位置に到達するとステッピングモータ
３４を停止させる（Ｓ１４）。中火位置になるとその状
態でバーナに供給されるガス量で点火が可能であるの
で、安全弁２を開弁させてバーナへガスを供給し、点火
を行う（Ｓ１５）。

【００２４】安全弁２が開弁しバーナへのガスの供給が
開始されてから１０秒以内に点火が確認されると点火装
置を停止させるが（Ｓ１６，Ｓ１７）、１０秒以内に着
火を確認できないと、ステップ１８（Ｓ１８）に進む。
上記マイクロスイッチ５がオンになった時点のステップ
数が２００を超えていた場合にはステップ１２（Ｓ１
２）でパラメータＭを１にセットした。ステップＭが１
にセットされているということは軽度の脱調等のエラー
が発生している場合であり、パラメータＭが０のままで
あれば点火装置を停止し安全弁２を閉弁させたあと点火
エラーと判断する（Ｓ１９，Ｓ２０，Ｓ２１）。パラメ
ータＭが１にセットされていれば回転板３１が中火位置
まで十分に回転していないと判断して、点火装置を停止
し安全弁２を閉弁させたあと、ディスク作動エラーと判
断する（Ｓ２２，Ｓ２３，Ｓ２４）。

【００２５】このようにマイクロスイッチ５がオンにな
る位置を、点火可能位置より閉弁側に設定したので、バ
ルブユニット１に異常が発生していなければ点火操作が
行われると必ずマイクロスイッチ５はオンされる。その
ためマイクロスイッチ５がオンされない場合には異常発
生を検知することができる。また、マイクロスイッチ５
が実際にオンになった時点でのパルス数からその後の制
御におけるパルス数を補正することができる。すなわ
ち、本来１９０パルスの位置でマイクロスイッチ５がオ
ンすべきであるが、実際にオンした時点でのパルス数と
１９０パルスとの差を誤差として、点火完了後の制御を
補正することができる。

【００２６】また、点火後は消火までに必ずマイクロス
イッチ５がオフになるので、オン位置のパルス数とオフ
位置のパルス数とからヒステリシスを算出することがで
きる。その算出したヒステリシスは制御装置内に記憶
し、次回制御時に反転時の制御にそのヒステリシスを適
用させる。

【００２７】ところで、本実施の形態では流量調節弁３
の各々に安全弁２を取り付けたので、バーナを休止させ
ている間に安全弁２を閉弁させたままでステッピングモ
ータ３４を回転させ、補正値やヒステリシス値を更新す
ることができる。また、このようにバーナを休止させて
いる状態でステッピングモータ３４を回転させると、Ｏ
リングやその他摺動部の固着を防止することができる。
なお、長時間ステッピングモータ３４を回転させていな
い状態で点火操作を行う場合には、回転開始からしばら
くステッピングモータ３４に供給するパルス信号の周波
数を低下させ、トルクを増大させることにより、固着対
策を行ってもよい。

【００２８】バーナに点火され調理が開始されると中火
と強火との間の火力で長時間調理が行われることがあ
る。この場合には長時間の調理中にマイクロスイッチ５
はオンのままオフにされることがないので、脱調等によ
る誤差が累積されるおそれが生じる。そこで、マイクロ
スイッチ５がオンのままでステッピングモータ３４に供
給されたパルス数の累計が所定の値を超えると自動的に
ステッピングモータ３４を閉弁側に駆動させ、マイクロ
スイッチ５をオフさせて補正を行い、元の位置に復帰さ
せるようにしてもよい。

【００２９】上記実施の形態では、ステッピングモータ
３４の回転を開始させてからマイクロスイッチ５がオン
になる１１０°まで回転する間、実際にステッピングモ
ータ３４が回転していることを制御装置は検知すること
ができない。そこで、図６に示すように、段部４２を形
成し、ステッピングモータ３４が回転を開始すると直ち
にマイクロスイッチ５の第１接点がオンになるようにし
てもよい。このマイクロスイッチ５は第１接点と第２接
点とを備え、段部４２によって第１接点がオンにされ
（ｂ）、更にカム部４１によって第２接点がオンになる
ものである。

【００３０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、モータで駆動される閉弁機能付きの流量調節機構１
個に対してに対して必ず１個の安全弁を設けたので、バ
ーナが作動していない状態で流量調節機構が完全に閉弁
しない場合であっても、バーナから未燃焼のガスが漏出
することを防止できる。

【００３１】また、安全弁を閉弁した状態で流量調節機
構を一旦開弁させ、再度閉弁させることにより、完全に
閉弁しない原因を除去し、流量調節機構が再び完全に閉
弁するように復活させる操作を行うことができる。

【００３２】さらに、バーナへのガスの供給を緊急に、
かつ個別に停止したい場合には、停止したいバーナに取
り付けられている安全弁を閉弁させればよく、流量調節
弁を閉弁させることによりガスの供給を停止させる場合
より短時間でガスの供給を停止させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ガス器具の全体構成を示すブロック図

【図２】バルブユニットの構成を示す断面図

【図３】ディスク部分の構成を示す図

【図４】カムの動作を示す図

【図５】点火時の制御フローを示す図フロー図

【図６】他の実施の形態のおけるカムの動作を示す図

【符号の説明】

１ バルブユニット ２ 安全弁 ３ 流量調節弁 ３１ 回転板 ３２ 固定板 ３３ オリフィス板 ３４ ステッピングモータ ４ カム ５ マイクロスイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K068 AA01 BB01 BB12 BB14 BB20 DA01 DA14 FA02 FB01 FC01 FC02 FD04 HA05

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータにより駆動されバーナへガスを
   供給するガス量を増減制御すると共に閉弁位置ではガス
   の供給を停止させる流量調節機構と、流量調節機構より
   上流側に位置し、流量調節機構へのガスの供給路を開閉
   する電磁式の安全弁とを、１カ所のバーナに対して各々
   １個ずつ設けたことを特徴とする火力調節装置。
2. 【請求項２】 上記流量調節機構と安全弁とを１個の
   バルブユニットとして構成したことを特徴とする請求項
   １に記載の火力調節装置。
3. 【請求項３】 上記流量調節機構を駆動するモータは
   ステッピングモータであることを特徴とする請求項１ま
   たは請求項２に記載の火力調節装置。