JP2004069147A - ガス流量制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ガス噴射ノズルに連なるガス通路11に、ガス噴射ノズルへの燃料ガスのガス流量を調節する流量調節手段2と、該流量調節手段の下流側におけるガス通路内の燃料ガスの二次圧を検出する圧力センサ7とを設ける。流量調節手段は、ガス通路の開度を変更してガスバーナーの設定火力を定める最小ガス流量から最大ガス流量までのガス流量を増減する。流量調節手段を調節して最小ガス流量の燃料ガスをガス通路に流し、前記二次圧検出手段によって二次圧を検出する。検出した二次圧から各設定火力を定めるガス流量に対応する流量調節手段の開度を補正し、補正後の開度でガスバーナーの火力調節を行う。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスコンロ等のガス調理器具に使用され、ガス調理器具に設けたガスバーナーの設定火力の変化を少なくするガス流量制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種のガス流量制御装置は、例えば、特開2001−56118号公報が知られている。ガス流量制御装置は、ガスバーナーの混合管に接続されたガス噴射ノズルに連なるガス通路を有し、ガス通路には、例えばステッピングモータで駆動されてガス通路の開度を変更する流量調節手段が設けられている。
【0003】
流量調節手段の上流側であってガス噴射ノズルの下流側のガス通路には、燃料ガスの二次圧を検出する二次圧検出手段である圧力センサが設けられている。このガス流量制御装置を、例えばガスコンロに設けてガスバーナーの設定火力を調節する場合、ガスコンロに設けたマイコンによって、圧力センサで検出した二次圧が予めマイコンに記憶させた目標二次圧に一致するようにモータを制御して流量調節手段の開度を調節する。
【0004】
ところで、複数のガスバーナーを設けたガスコンロでは、器具内の温度変化が大きい。このような雰囲気中に圧力センサを設けると温度変化に伴って圧力センサの特性が変化してその出力が変化する。特に、ガス器具の小型化に伴って小型の圧力センサを設けた場合、その特性の変化量は大きい。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のものでは、圧力センサの特性変化に対応して補正を行っていない。このため、圧力センサで検出した二次圧を目標二次圧に一致させても、その時のガスバーナーの火力が、圧力センサの特性が変化する前のガスバーナーの火力と一致しない。
【0006】
この場合、温度変化の影響を受け難い大型の圧力センサを使用することも考えらえるが、コスト高を招くと共に、ガス流量制御装置自体が大型化する。
【0007】
そこで、本発明は、上記点に鑑み、低廉な圧力センサを使用でき、圧力センサの特性が変化してもガスバーナーの各設定火力を一致させることができる使い勝手のよいガス流量制御装置を提供することを課題とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明のガス流量制御装置は、ガス噴射ノズルに連なるガス通路に、ガス噴射ノズルへの燃料ガスのガス流量を調節する流量調節手段と、該流量調節手段の下流側におけるガス通路内の燃料ガスの二次圧を検出する二次圧検出手段とを備え、該流量調節手段は、ガス通路の開度を変更してガスバーナーの設定火力を定める最小ガス流量から最大ガス流量までのガス流量を増減するガス流量制御装置において、前記流量調節手段を調節して最小ガス流量の燃料ガスをガス通路に流し、前記二次圧検出手段によって二次圧を検出し、該検出した二次圧から各設定火力を定めるガス流量に対応する流量調節手段の開度を補正し、補正後の開度でガスバーナーの火力調節を行うことを特徴とする。
【0009】
本発明によれば、ガス通路内のガス流量がガス噴射ノズルのノズル圧の平方根に比例することから圧力センサの特性変化による火力変化が大きい最小ガス流量の燃料ガスをガス通路に流して二次圧検出手段で二次圧を検出する。
【0010】
検出した二次圧が所定値と一致しないと、これに基いて各設定火力に対応した流量調節手段の開度を補正する。補正後の開度に応じて流量調節手段を制御し、ガスバーナーの各火力が調節される。
【0011】
前記最小ガスは、例えばガス通路の上流側と下流側とをバイパスするパイパス通路に設けたオリフィスで設定すればよい。
【0012】
また、前記流量調節手段を、少なくとも1個の第1連通孔を開設した固定ディスクと、第2連通孔を開設した駆動手段を有する回転ディスクとから構成し、最小ガス流量時には第2連通孔がバイパス通路のみに一致するようにするのがよい。
【0013】
この場合、前記駆動手段がステッピングモータであり、第2連通孔とバイパス通路とが一致する回転ディスクの回転角を、ステッピングモータのパルス数またはステッピングモータに付設したリミットスイッチで制御するようにするのがよい。
【0014】
ところで、設定火力を補正する際、バイパス通路を介してガス通路に燃料ガスを流した際の二次圧が多少の変動しただけでその補正を行っていたのでは使い勝手が悪くなる。
【0015】
この場合、前記検出した二次圧が、火力変化を許容できる二次圧の範囲内にあると流量調節手段の開度の補正を行わないようにしてもよい。
【0016】
これにより、流量調節手段の上流側に位置する圧力センサの応答性がステッピングモータの応答性に比べて劣ることや部品間のがたつきで、圧力センサの出力値と設定値とを一致させるのにステッピングモータが必要以上に回転される等の問題は生じない。
【0017】
【発明の実施の形態】
図1及び図2を参照して、1は、例えばガスコンロに設けられる本発明のガス流量制御装置である。ガス流量制御装置1は、ガスコンロに設けたガスバーナーの混合管に接続されたガス噴射ノズル(図示せず)に連なるガス通路11を備えた装置本体12を有する。装置本体12の一端の下面には、ガス噴射ノズルへの燃料ガスのガス流量を調節する流量調節手段であるガスバルブ2が設けられている。
【0018】
ガスバルブ2は、ガス通路11に連通する内部通路21を設けたバルブケーシング22を有し、バルブケーシング22の上面には、内部通路21に連通するガス流入口23が開設されている。
【0019】
バルブケーシング22の下面には、回転角検出手段31を有するステッピングモータ3が連結され、モータ3の回転軸32の一端はシール材33を介して内部通路21に突出している。
【0020】
内部通路21には、ガス流出口23の上流側に位置して回転軸32の一端に連結された回転ディスク4と、該回転ディスク4の上方に位置してバルブケーシング22に嵌着された固定ディスク5とが設けられている。回転ディスク4と固定ディスク5とによって内部通路21の通路面積の開度を変更してガス流量が調節される。
【0021】
図2に示すように、固定ディスク5には、第1連通孔である4個の孔51、52、53、54が、相互に開口面積を相違させて同一円周上に形成され、後述の最小ガス流量を定める第1孔51以外の他の孔52、53、54は連続して形成されている。
【0022】
回転ディスク4には、回転軸32が所定の角度回転すると第1連通孔の各孔51、52、53、54に一致して内部通路21とガス通路11との連通を許容する1個の楕円形第2連通孔41が開設されている。
【0023】
ここで、ガスバーナーの火炎が消えない程度の最小ガス流量は、使用する燃料ガスの種類やガスバーナーの能力に応じて相違する。このため、使用する燃料ガスの種類等の異なるガス器具ごとに最小ガス流量を設定できるようにするのがよい。
【0024】
本実施の形態では、第1連通孔の第1孔51とガス通路11とを連通するバイパス通路13を装置本体12に設けると共に、バイパス通路13に最小ガス流量を設定するオリフィス14を挿設した。このため、オリフィス14を交換することで燃料ガスの種類やガスバーナーの能力に対応した最小ガス流量を設定できる。
【0025】
そして、第2連通孔41が第1連通孔のいずれの孔51、52、53、54にも一致しないと内部通路21が閉止され、ガス通路11への燃料ガスの供給が停止される(図2(a)参照)。
【0026】
他方で、モータ3を駆動して回転ディスク4を回転させ、第2連通孔41を、第1連通孔51、52、53、53、54のいずれかに一致させることで開度を変更してガス流量が調節される。尚、安全性等を考慮して、ガス流入口23の上流側に、開閉弁である電磁安全弁6を設けている(図1参照)。
【0027】
また、ガス通路11には、該ガス通路11内の二次圧を検出する圧力センサ7が設けられている。圧力センサ7は、ガス通路11から垂直方向に設けた分岐路11aにシール材71を介して挿設した導入筒72を有し、該導入筒72内を介して連通する密閉状の空室73内には樹脂製の薄板(図示せず)が組込まれている。
【0028】
そして、ガス通路11に燃料ガスを流すと、導入筒72を通って空室73内に導入された燃料ガスの二次圧で薄板が変形し、その時の薄板11の歪量を該薄板に付設した歪ゲージで検出して二次圧が検出される。
【0029】
ここで、調理者の利便性を高めるため作動が電子制御されたガスコンロでは、ガスバーナーの火力調節が、例えば操作パネルに設けたライトタッチスイッチによって行われる。この場合、ガスバルブ2は、例えばガスバーナーの火力を火力1から火力4までの4段階に設定できるように制御される。
【0030】
この場合、ライトタッチスイッチを押して火力1にすると、モータ3を駆動して回転軸32を一方に回転させ、第2連通孔41を第1連通孔の第1孔51に一致させる。この場合、ガスバーナーの火炎が消えない程度の最小ガス流量が流れる(図2(b)参照)。
【0031】
次に、タッチスイッチを押して火力2に設定すると、モータ3を駆動して回転軸32が一方に回転させ、第2連通孔41を、第1連通孔の第1孔51及び第2孔52に一致させる。この場合、ガスバーナーの火力を小にする流量の燃料ガスがガス通路11へと流れる。尚、ガス通路11への燃料ガスの流量は、第1連通孔の第1孔51及び第2孔52と第2連通孔41とが一致する面積に応じて変更できる(図2(c)参照)。
【0032】
そして、火力3で、第2連通孔41を第1連通孔の第2孔52及び第3孔53に(図2(d)参照)、火力4では第2連通孔41を第1連通孔の第3孔53及び第4孔54に(図2(e)参照)に一致させるとガスバーナーの火力をそれぞれ中及び強にする流量の燃料ガスがガス通路11へと流れる。この場合もまた、第2連通孔41が一致する第1連通孔の各孔51乃至54の面積を変更することでガス流量が調節できる。
【0033】
ここで、初期状態では、最小ガス流量を除く、第2連通孔41と第1連通孔の各孔52、53、54との間の一致する面積は次のように調節されている。即ち、圧力センサ7によって、最小ガス流量(火力1)におけるガス通路11の燃料ガスの圧力(以下、「二次圧」という)と、最大ガス流量(火力4)における二次圧とをそれぞれ検出する。
【0034】
これらの二次圧を3等分して火力2及び火力3に対応する二次圧を算出し、圧力センサ7の検出値がそれらの二次圧になるようにモータ3を駆動して回転ディスク4を回転させてガスバルブ2の開度(ガス流量)が調節されている。
【0035】
この場合、調節されたモータ3の回転軸32の回転角を回転角検出手段31で検出すると共に、その時の各火力における回転角と二次圧とを初期値としてガスコンロの作動を制御するマイコンに記憶させている。
【0036】
ところで、複数のガスバーナーを設けたガスコンロでは器具内の温度変化が大きい。このような雰囲気中に圧力センサ7を設けると温度変化に伴って圧力センサ7の特性が変化してその出力が変化する。特に、ガス器具の小型化に伴って小型の圧力センサを設けた場合、その特性の変化量は大きくなる。
【0037】
この場合、マイコンに予め記憶させた初期二次圧に一致するように、圧力センサ7で検出した二次圧からフィードバック制御してモータ3を介して回転軸32の回転角を制御しても、その時のガスバーナーの火力は、圧力センサ7の特性が変化する前のガスバーナーの火力と一致しない。
【0038】
ここで、図3には、温度を変化させたときの圧力センサ7の出力の変化が示されている。これによると、温度が25℃上昇すると圧力センサ7の出力は、初期状態(線a)に対して全体として一定の幅Bで上方にシフトした(線b)。さらに、温度が50℃上昇すると圧力センサ7の出力は、初期状態(線a)に対して全体として一定の幅Cで上方にシフトした(線c)。
【0039】
また、図4を参照して、初期状態において0であったセンサ出力の0点が、ガスコンロの温度変化により0.25まで上昇した場合を想定し、ガスバルブ2を調節して各設定火力(火力1乃至火力4)における圧力センサ7の出力とガスバーナーの発熱量を測定すると、設定火力が小さい(火力1)程、圧力センサ7の出力値の変化が大きくなると共に、ガスバーナーの発熱量の変化も大きくなった。
【0040】
これは、ガス通路11内のガス流量がガス噴射ノズルのノズル圧の平方根に比例することから、ノズル圧が小さい程、ガス通路11内のガス流量に対する影響が大きいためである。
【0041】
以上を考慮して、本実施の形態では、圧力センサ7の特性変化による影響が大きい最小ガス流量である火力1を基準として各設定火力を補正することとした。この場合、火力1となる回転ディスク4の回転角をステッピングモータ3のパルス数で制御する。そして、第2連通孔41と第1連通孔の第1孔51とが一致すると圧力センサ7で二次圧を検出し、その検出値に応じて、各設定火力に対応する設定二次圧を変更して各設定火力を補正する。
【0042】
設定火力を補正する際、火力1における圧力センサ7の出力が多少の変動しただけでその補正を行っていたのでは使い勝手が悪い。このため、圧力センサ7で検出した二次圧が、火力変化を許容できる二次圧の範囲内にあると設定火力の補正を行わないようにした。
【0043】
これにより、圧力センサ7の応答性がステッピングモータ3の応答性に比べて劣ることや部品間のがたつきで、圧力センサ7の出力値と設定値とを一致させるのにステッピングモータ3が必要以上に回転される等の問題は生じない。尚、火力変化を許容できる二次圧の範囲は、予め実験等により算出しマイコンに記憶させておく。
【0044】
次に、各設定火力の補正について説明する。所定の位置までモータ3を駆動して回転ディスク4を回転させ、点火操作を行った後、火力1の位置まで回転ディスク4を回転させる。
【0045】
回転ディスク41の回転角はステッピングモータ3のパルス数で制御する。そして、所定の回転角まで回転ディスク41を回転させた後圧力センサ7でガス通路11内の二次圧を検出する。
【0046】
検出した二次圧が所定の設定二次圧の範囲を超えている場合、各設定火力に対応した設定二次圧を変更して各設定火力を補正する。この場合、上述したように圧力センサ7の出力は全体として一定の幅で上方にシフトするので、図5に示すように、各設定火力に対応した設定二次圧を、火力1における圧力センサ7の出力の変化量Rだけ全体的にシフトさせる。これにより、圧力センサ7の特性が初期状態から変化しても、各設定火力における火力を初期状態の火力にほぼ一致させることが可能になる。
【0047】
その後、タッチスイッチを操作して火力を調節する場合、補正した値に基いて、各設定火力に対応した圧力センサ7の出力がその設定二次圧と一致するようにスッテッピングモータ3が制御される。この場合、このときの回転角を回転角検出手段31で検出しマイコンに記憶させてもよい。
【0048】
尚、本実施の形態では、ステッピングモータ3のパルス数で、第2連通孔41と第1連通孔とが一致するモータの回転角を制御することとしたが、これに限定されるものではなく、例えば、公知のリミットスイッチをステッピングモータ3の回転軸32に設けて制御するようにしてもよい。
【0049】
また、本発明のガス流量制御装置では、バイパス通路13を設け、該バイパス通路13にオリフィス14を設けたが、図6に示すように、第1連通孔の第1孔51の上流側に所定のオリフィス孔8aを設けたオリフィス板8を装着してもよい。
【0050】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のガス流量制御装置では、低廉な圧力センサを使用し、圧力センサの特性が変化してもガスバーナーの各設定火力を一致させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のガス流量制御装置を説明する断面図
【図2】(a)乃至(e)は、ガスバルブによる流量調節を説明する図
【図3】温度変化に伴う圧力センサの特性の変化を説明するグラフ
【図4】初期状態から圧力センサの特性が変化した場合の各設定火力における圧力センサの出力とガスバーナーの発熱量とを説明するグラフ
【図5】圧力センサの特性の変化に伴う設定二次圧の変更を説明するグラフ図
【図6】他の実施の形態にかかるガス流量制御装置を示す図
【符号の説明】
1 ガス流量制御装置
11 ガス通路
13 バイパス通路
14 オリフィス
2 ガスバルブ
4 回転ディスク
5 固定ディスク
7 圧力センサ
Claims (5)
- ガス噴射ノズルに連なるガス通路に、ガス噴射ノズルへの燃料ガスのガス流量を調節する流量調節手段と、該流量調節手段の下流側におけるガス通路内の燃料ガスの二次圧を検出する二次圧検出手段とを備え、
該流量調節手段は、ガス通路の開度を変更してガスバーナーの設定火力を定める最小ガス流量から最大ガス流量までのガス流量を増減するガス流量制御装置において、
前記流量調節手段を調節して最小ガス流量の燃料ガスをガス通路に流し、前記二次圧検出手段によって二次圧を検出し、該検出した二次圧から各設定火力を定めるガス流量に対応する流量調節手段の開度を補正し、補正後の開度でガスバーナーの火力調節を行うことを特徴とするガス流量制御装置。 - 前記最小ガス流量は、ガス通路の上流側と下流側とをバイパスするパイパス通路に設けたオリフィスで設定することを特徴とする請求項1記載のガス流量制御装置。
- 前記流量調節手段を、少なくとも1個の第1連通孔を開設した固定ディスクと、第2連通孔を開設した駆動手段を有する回転ディスクとから構成し、最小ガス流量時には第2連通孔がバイパス通路のみに一致することを特徴とする請求項2記載のガス流量制御装置。
- 前記駆動手段がステッピングモータであり、最小ガス流量の際の回転ディスクの回転角を、ステッピングモータのパルス数またはステッピングモータに付設したリミットスイッチで制御することを特徴とする請求項3記載のガス流量制御装置。
- 前記検出した二次圧が、火力変化を許容できる二次圧の範囲内にあると流量調節手段の開度の補正を行わないことを特徴とする請求項1乃至請求項4記載のいずれか1項に記載のガス流量制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2002228038A JP2004069147A (ja) | 2002-08-05 | 2002-08-05 | ガス流量制御装置 |
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JP2002228038A JP2004069147A (ja) | 2002-08-05 | 2002-08-05 | ガス流量制御装置 |
Related Child Applications (1)
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JP2002228038A Pending JP2004069147A (ja) | 2002-08-05 | 2002-08-05 | ガス流量制御装置 |
Country Status (1)
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2010266177A (ja) * | 2009-05-18 | 2010-11-25 | Rinnai Corp | 火力調節装置 |
JP2017156047A (ja) * | 2016-03-03 | 2017-09-07 | 三浦工業株式会社 | ガスボイラの燃焼制御機構 |
WO2021221570A1 (en) | 2020-04-30 | 2021-11-04 | Turas Gaz Armaturleri San Tic. A.S. | A gas valve with rotating disc member |
-
2002
- 2002-08-05 JP JP2002228038A patent/JP2004069147A/ja active Pending
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JP2017156047A (ja) * | 2016-03-03 | 2017-09-07 | 三浦工業株式会社 | ガスボイラの燃焼制御機構 |
WO2017149967A1 (ja) * | 2016-03-03 | 2017-09-08 | 三浦工業株式会社 | ガスボイラの燃焼制御機構 |
WO2021221570A1 (en) | 2020-04-30 | 2021-11-04 | Turas Gaz Armaturleri San Tic. A.S. | A gas valve with rotating disc member |
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