JP2013190190A - コンロ用安全装置 - Google Patents

Abstract

【課題】既存のコンロを無駄にすることなく、人体や衣類等がバーナの炎に近接したことをより適切に判定可能であり、より安全性が高いコンロ用安全装置を提供する。
【解決手段】バーナを備えたコンロ５０に取り付け可能なコンロ用安全装置１において、監視対象のバーナ（５１Ｃ）の炎の量を検出可能な炎検出手段２０と、警報手段４３、４４と、制御手段（４０）と、を備え、炎検出手段２０は、コンロの上方の位置においてコンロに向けて取り付けられており、監視対象のバーナを含む検知領域Ａ１内において発生している炎の量を検出する。そして制御手段は、炎検出手段２０からの検出信号に基づいて、人体または衣類を含む物体が監視対象のバーナへ近接していることを検出した場合に、警報手段を用いて警報を出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンロ用安全装置に関する。

従来より、都市ガスやプロパンガス等を用いたコンロが、広く一般家庭に普及しており、料理等にて使用されている。
コンロでは、バーナから火炎が直接発せられるので、種々の安全装置を備えたコンロが考案されている。
例えば、特許文献１に記載された従来技術には、コンロの奥側のグリル排気口の手前左右に人感センサを備え、利用者の腕や手が近接した場合や、利用者が着ている衣類の表面温度上昇を検知すると、バーナの火力を絞るまたは消火する、人感センサ付きコンロが開示されている。
また、特許文献２に記載された従来技術には、コンロの正面側の天板の近傍の左右端に、一対の遮光形光センサまたは超音波センサを備え、利用者の人体や衣類が光または超音波を遮断した場合にバーナを消火する、引火安全装置付きガスコンロが開示されている。

特開２００４−２９３９５３号公報 特開平４−１１８号公報

特許文献１に記載された従来技術では、センサ及び消火機構とコンロとが一体的に構成されているので、コンロを交換しなければ、人感センサ付きコンロを利用することができない。これでは、既存のコンロが無駄になるとともに交換のために多大な手間と費用がかかる。また、バーナの火炎を絞るまたは消火する複雑な構造が必要である。
また特許文献２に記載された従来技術では、人体または衣類の侵入を検知する検知領域が非常に狭い。検知領域は、天板の正面側の左右に設けた一対のセンサに挟まれたほぼ直線状の空間のみであり、これでは、コンロの側面やコンロの上方からの人体や衣類の侵入を検知できない可能性がある。また特許文献１と同様、センサ及び消火機構とコンロとが一体的に構成されているので、コンロを交換しなければならない。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、既存のコンロを無駄にすることなく、人体や衣類等がバーナの炎に近接したことをより適切に判定可能であり、より安全性が高いコンロ用安全装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明に係るコンロ用安全装置は次の手段をとる。
まず、本発明の第１の発明は、バーナを備えたコンロに取り付け可能なコンロ用安全装置において、監視対象のバーナの炎の量を検出可能な炎検出手段と、警報手段と、制御手段と、を備える。
そして、前記炎検出手段は、コンロの上方の位置においてコンロに向けて取り付けられており、監視対象のバーナを含む検知領域内において発生している炎の量を検出し、前記制御手段は、前記炎検出手段からの検出信号に基づいて、人体または衣類を含む物体が監視対象のバーナへ近接していることを検出した場合に、前記警報手段を用いて警報を出力する。

この第１の発明によれば、監視対象のバーナを含む領域を検知領域とするとともに、バーナの炎の量を検出することで、人体や衣類等がバーナの炎に近接したことをより適切に判定可能であり、より安全性が高いコンロ用安全装置を実現することができる。
また、炎検出手段も警報手段も制御手段も、対象とするコンロに直接取り付ける必要がないので、コンロを交換する必要がなく、既存のコンロを無駄にすることがない。

次に、本発明の第２の発明は、上記第１の発明に係るコンロ用安全装置であって、前記制御手段は、前記炎検出手段からの検出信号に基づいて検出している炎の量が第１所定量以上減少した場合、あるいは検出している炎の量が所定割合以下に減少した場合に、前記検知領域内において人体または衣類を含む物体が監視対象のバーナに近接していると判定する。

この第２の発明では、炎検出手段からの検出信号に基づいて、人体や衣類等がバーナの炎に近接したことをより適切に判定可能であり、より安全性が高いコンロ用安全装置を実現することができる。

次に、本発明の第３の発明は、上記第１の発明または第２の発明に係るコンロ用安全装置であって、更に、監視対象のバーナを含む消火領域に消火剤を噴霧可能な消火手段を備え、前記制御手段は、前記炎検出手段からの検出信号に基づいて検出した炎の量が第２所定量を超えたと判定した場合は、前記消火手段を動作させて前記消火剤を噴霧する。

この第３の発明では、消火手段を備え、例えば衣類等に炎が燃え移った状態を適切に判定して消火することで、より安全性が高いコンロ用安全装置を実現することができる。

次に、本発明の第４の発明は、上記第１の発明〜第３の発明のいずれか１つに係るコンロ用安全装置であって、前記炎検出手段は、監視対象のバーナの炎から発せられた紫外線の量を検出可能な紫外線検出手段である。

仮に温度検出手段を用いた場合では、バーナの周囲の天板や調理器具等も炎と同様に高温となり、炎と天板や調理器具等との区別が困難であるが、第４の発明では、紫外線検出手段を用いることで、バーナの「炎」のみを確実に検出することが可能である。
これにより、誤判定を抑制し、警報を出力するべき状態（炎に近接している）であることをより適切に判定することが可能であり、より安全性が高いコンロ用安全装置を実現することができる。

本発明のコンロ用安全装置１の一実施の形態における全体構成を説明する斜視図である。 コンロ用安全装置１の構成を説明するブロック図である。 検知領域Ａ１、及びバーナ５１Ｃからあふれた炎（あふれ炎Ｆ）を説明する平面図である。 検知領域Ａ１、及びバーナ５１Ｃからあふれた炎（あふれ炎Ｆ）を説明する正面図である。 炎検出手段（紫外線検出手段）による検出量に基づいて物体の近接を判定する方法を説明する図である。 炎検出手段（紫外線検出手段）による検出量に基づいて物体の近接を判定する方法を説明する図である。 制御ユニット４０（制御手段４６）の処理を説明する状態遷移図である。

以下に本発明を実施するための形態を図面を用いて説明する。
●［コンロ用安全装置１の全体構成（図１）］
まず図１の斜視図を用いて、コンロ用安全装置１の各構成要素の外観及び配置位置等について説明する。なお図１では、コンロ用安全装置１の各構成要素を実線にて示し、既存のコンロ５０及び既存のフード６０を点線にて示している。
コンロ用安全装置１は、監視対象のバーナ（本実施の形態ではバーナ５１Ｃ）の炎の量を検出可能な炎検出手段２０と、制御ユニット４０と、を有している。また図１の例に示すコンロ用安全装置１は、消火手段３０、消火信号出力端子４２も有しているが、消火手段３０、消火信号出力端子４２は省略してもよい。

なお、コンロ５０、フード６０は、既存のものであり、フード６０はコンロ５０の上方に配置されて内部に吸入ファンを有しており、湯気や煙等を吸入して屋外へと排出する。
またコンロ５０は、バーナ５１Ｒ、５１Ｌ、５１Ｃ、グリル窓５２、グリル排気口５３、火炎調節ツマミ５４等を有している既存のコンロである。なお、図示省略するが、グリル窓５２の奥にはグリルバーナが有る。
また、既存のコンロには、外部からの電気信号によってバーナの火炎を消火する消火信号入力端子５５を備えているものもある。本実施の形態にて説明する既存のコンロ５０は、この消火信号入力端子５５を備えているコンロの例で説明する。
なお本実施の形態では、監視対象のバーナを、一番奥に配置されているバーナ５１Ｃとした例を説明するが、監視対象のバーナは、バーナ５１Ｃに限定されるものではない。

炎検出手段２０は、例えば波長２７０［ｎｍ］程度の紫外線を検出可能な紫外線検出センサであり、コンロ５０の炎に固有の波長の光を検出する光学センサである。
また、炎検出手段２０は、検出部２１と検知領域規制部２２とを有しており、検出部２１は検知領域規制部２２にて規制された検知領域Ａ１内からの炎の量を検出する。なお検知領域規制部２２は、メガホン状の筒体や、レンズ等にて構成することができる。
また、炎検出手段２０は、コンロ５０の上方における所定位置（図１の例ではコンロ５０の上方のフード６０の下端部）に、監視対象のバーナに向けて取り付けられている。
そして、炎検出手段２０は、図１、図３、図４に示す検知領域Ａ１内の炎の量に応じた検出信号を制御ユニット４０の制御手段４６に出力する。制御ユニット４０の制御手段４６は、炎検出手段２０からの検出信号に基づいて検知領域Ａ１内の炎の量を検出可能である。そして制御手段４６は、後述するように炎の量の変化に基づいて、バーナ５１Ｃからの炎への物体（利用者の人体または衣類等を含む物体）の近接を検出可能である。
また炎検出手段２０は比較的小さなセンサであり、既存のコンロ５０に直接取り付ける必要がなく、フード６０等の任意の位置に容易に取り付けることが可能である。従って、既存のコンロ５０を交換する必要がなく、既存のコンロ５０を無駄にしない。

消火手段３０は、制御ユニット４０からの制御信号に基づいて、監視対象のバーナを含む消火領域に消火剤を噴霧する消火器である。消火領域は、監視対象バーナ及びその周辺の比較的広い範囲であり、利用者の衣類等に炎が燃え移った場合や、調理器具内の油等が燃え上がった場合等において、消火手段３０は消火剤を噴霧して消火する。消火手段３０には、人体に無害で、且つ熱した油に注いでも油が飛散しない消火剤が選定されて充填されている。
そして消火手段３０は、既存のコンロ５０に直接取り付ける必要がなく、既存のコンロ５０の近傍に、監視対象のバーナに向けて配置される。従って、既存のコンロ５０を交換する必要がなく、既存のコンロ５０を無駄にしない。また、消火手段３０は省略してもよい。

制御ユニット４０は、既存のコンロ５０の周囲の任意の位置に配置することが可能な程度のサイズを有した、例えば箱状のユニットである。
制御ユニット４０には、炎検出手段２０からの検出信号用の配線、消火手段３０への制御信号の配線が接続されている。また、コンロ５０が消火信号入力端子５５を備えている場合は、消火信号出力端子４２の配線も接続されている。また、消火信号出力端子４２は省略してもよい。

●［コンロ用安全装置１の詳細（図２）］
次に図２に示すブロック図を用いて、コンロ用安全装置１の詳細について説明する。
制御ユニット４０は、電源手段４５、制御手段４６、警報手段４３、４４、消火信号出力端子４２等を有している。
また制御ユニット４０には、炎検出手段２０、消火手段３０、が接続されている。

電源手段４５は、コンロ用安全装置１を起動する起動スイッチ４１を備え、商用電源等の電源に接続され、制御手段４６に電力を供給する。
炎検出手段２０は、例えば紫外線検出センサであり、検出信号を制御手段４６に出力する。
なお図２のブロック図では、制御手段４６と炎検出手段２０との間に設けるインターフェース回路等の記載は省略している。

制御手段４６は、例えばＣＰＵであり、炎検出手段２０が紫外線検出センサの場合は、検出信号に基づいて検知領域Ａ１内の紫外線の量を検出し、紫外線の量の変化に基づいて、検知領域Ａ１内において物体が炎に近接しているか否かを判定可能である。
警報手段４３は、例えばスピーカであり、制御手段４６からの制御信号に基づいて、音声にて警報を出力する。
警報手段４４は、例えばＬＥＤであり、制御手段４６からの制御信号に基づいて、光にて警報を出力する。
消火信号出力端子４２は、既存のコンロ５０が消火信号入力端子５５を備えている場合に、当該消火信号入力端子５５に接続する端子であり、制御手段４６からの信号に基づいて、消火信号を出力する。
消火手段３０は、いわゆる消火器であり、制御手段４６からの制御信号に基づいて、消火剤を噴霧する。
なお、警報手段４３、４４、消火信号出力端子４２、消火手段３０と、制御手段４６との間のインターフェース回路の記載も省略している。

●［検知領域Ａ１と、検知する炎（図３、図４）］
図３は調理中のコンロ５０及び検知領域Ａ１の平面図の例を示しており、図４は調理中のコンロ５０及び検知領域Ａ１の正面図の例を示しており、制御ユニット４０や消火手段３０等の記載を省略している。
図３及び図４に示すように、検知領域Ａ１は、監視対象のバーナ（この場合、バーナ５１Ｃ）を含む領域に設定されている。
また図３に示すように、バーナ５１Ｃから発生して調理器具７０の周囲からあふれた炎（あふれ炎Ｆ）は、炎検出手段２０にて検出される。また調理器具７０が無い場合は、バーナ５１Ｃから発生している炎が炎検出手段２０にて検出される。
炎検出手段２０が紫外線検出センサの場合、炎検出手段２０は、検知領域Ａ１内において炎検出手段２０の位置から視認可能な炎から発せられる紫外線を検出する。従って、図３の例の場合は、調理器具７０の周囲でゆらいでいる「あふれ炎Ｆ」からの紫外線を検出する。
そして制御手段４６は、紫外線検出センサを用いて検知領域Ａ１内からの紫外線の量をリアルタイムに検出することができる。

●［制御手段４６における物体の近接の判定方法（図５、図６）］
次に図５及び図６を用いて、制御手段４６にて監視対象のバーナの炎への物体の近接を判定する方法について説明する。
図５及び図６は、縦軸が炎検出手段２０により検出された炎の量であり、横軸が時間であり、時間とともに炎の量が変化する様子の例を示すグラフである。
本実施の形態では、上述したように「あふれ炎Ｆ」の紫外線の量を検出しているので、グラフに示すように、あふれ炎の揺らぎによって、特に人体等にて炎を遮らなくても揺らぎ幅Ｗの範囲内で変動している。

以下に、物体の近接の判定方法の２通りの例を説明する。
まず、制御手段４６にて、検出した炎の量の平均値等から求めた判定基準値Ｍａｖを算出させ、リアルタイムに判定基準値Ｍａｖを更新していく。
第１の判定方法は、図５に示すように、判定基準値Ｍａｖから第１所定量ΔＬ１以上の炎の量の減少が検出された場合に、人体または衣類等の物体が「あふれ炎Ｆ」に近接（あふれ炎の上方を遮っている）していると、制御手段４６にて判定する方法である。
第２の判定方法は、図６に示すように、判定基準値Ｍａｖの値を１００［％］として、検出した炎の量が判定基準値ＭａｖのＸ［％］以下となったことが検出された場合に、人体または衣類等の物体が「あふれ炎Ｆ」に近接（あふれ炎の上方を遮っている）していると、制御手段４６にて判定する方法である。

また、近接等によって利用者の衣類に炎が燃え移った場合や、調理器具内の油等が燃え上がった場合は、緊急に消火するべきである。この場合、炎の量が急激に上昇するので、制御手段４６にて、検出している炎の量が第２所定量を超えた（第２所定量以上となった）場合に、消火するべき炎が発生していると判定し、消火手段３０から消火剤を噴霧させる。

●［制御手段４６の処理における状態遷移（図７）］
次に、図７に示す状態遷移図を用いて、制御手段４６の処理（動作）について説明する。図７に示す状態遷移図において、制御手段４６の状態には、監視モードと、警報モードと、緊急消火モードと、がある。

［監視モードでの動作］
まず制御ユニット４０の電源を投入すると、制御手段４６の状態は監視モードへと遷移する。
監視モードでは、制御手段４６は、炎の量が閾値Ｈ（第２所定量）以上となった場合は緊急消火モードへと遷移する。
また、監視モードでは、制御手段４６は、図５または図６を用いて説明した判定方法にて物体が近接したか否かを判定し、物体が近接したと判定した場合（近接検出）は警報モードへと遷移する。

［緊急消火モードでの動作］
緊急消火モードでは、制御手段４６は、例えば消火手段３０に制御信号を出力して消火剤を噴霧し、検出している炎を消火する。また制御手段４６は、例えば警報手段４３に制御信号を出力して音声にて警報を出力し、警報手段４４に制御信号を出力して光にて警報を出力し、消火信号出力端子４２から消火信号を出力する。
また緊急消火モードでは、制御手段４６は、検出した炎の量が閾値Ｌ以下となった場合は消火が完了したと判定して警報モードへと遷移する。

［警報モードでの動作］
警報モードでは、制御手段４６は、例えば警報手段４３に制御信号を出力して音声にて警報を出力し、警報手段４４に制御信号を出力して光にて警報を出力する。
また警報モードでは、制御手段４６は、炎の量が閾値Ｈ（第２所定量）以上となった場合は緊急消火モードへと遷移する。
また、警報モードでは、制御手段４６は、図５または図６を用いて説明した判定方法にて物体が近接したか否かを判定し、物体が近接していない状態を所定時間継続して判定した場合（近接解除）は監視モードへと遷移する。

以上、本実施の形態にて説明したコンロ用安全装置１は、既存のコンロの上方に、比較的小さなセンサ（炎検出手段２０）を取り付けるだけでよいので、コンロを交換する必要がなく、既存のコンロを無駄にしない。また、特にコンロの上方に配置した炎検出手段２０により、検知領域をより広くすることができる。
また炎検出手段２０をコンロに直接取り付けるのではなく、コンロの上方に取り付けるので、調理中に炎検出手段２０が汚れることが抑制され、調理器具等の障害物となって検出の死角が発生することを抑制することができる。
また、炎検出手段２０として紫外線検出センサを用いることで、炎に特有の波長の光を検出することで、誤判定を抑制し、より適切に警報を出力することができる。これにより、より安全性の高いコンロ用安全装置１を実現することができる。例えば赤外線検出センサを用いた場合では、炎の熱に反応するとともに、炎にて熱せられた調理器具やコンロの天板等にも反応してしまうので誤判定の可能性がある。しかし、紫外線検出センサを用いた場合では、炎のみを適切に検出することが可能であり、誤判定を適切に抑制することができる。
また、光を検出するので、検知領域Ａ１を規制するための検知領域規制部２２の構造をシンプル、且つより精度良く構成することができる。
そして本実施の形態にて説明したコンロ用安全装置１は、監視対象のバーナの上方からの手や腕等の接近状態を精度よくリアルタイムに検出可能であり、検出領域の死角もほとんどない。
そして、あふれ炎の上方を手や腕等が覆った状態を速やかに検出可能であり、より安全性の高いコンロ用安全装置１を実現している。

本発明のコンロ用安全装置１は、本実施の形態で説明した外観、構成、構造、処理等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。
また本実施の形態の説明では、消火手段３０、消火信号出力端子４２を備えたコンロ用安全装置１の例を説明したが、消火手段３０、消火信号出力端子４２は省略してもよい。
また本実施の形態の説明では、警報手段の例として、音声で警報を出力する警報手段４３、光で警報を出力する警報手段４４の例を説明したが、いずれか一方のみを備えるようにしてもよいし、振動手段等、他の種類の警報を出力する警報手段を備えるようにしてもよい。警報手段の種類、及び警報手段の数は、本実施の形態にて説明したものに限定されるものではない。
また本実施の形態の説明では、炎検出手段２０を１個備えた例を説明したが、炎検出手段の数は、いくつでも良い。また、炎検出手段の例として紫外線検出センサを用いたが、炎の量を検出可能であれば、紫外線検出センサに限定されるものではない。
また本実施の形態の説明では、既存のコンロ５０の例としてグリル窓５２、グリル排気口５３、グリルバーナを備えた例を説明したが、グリル窓、グリル排気口、グリルバーナを備えていないコンロにも本発明のコンロ用安全装置１を適用可能である。
また本実施の形態の説明では、既存のコンロ５０の例として天板に３個のバーナ５１Ｒ、５１Ｌ、５１Ｃを備えた例を説明したが、既存のコンロ５０の天板のバーナの数は３個に限定されるものではない。

１ コンロ用安全装置
２０ 炎検出手段
２１ 検出部
２２ 検知領域規制部
３０ 消火手段
４０ 制御ユニット
４１ 起動スイッチ
４２ 消火信号出力端子
４３、４４ 警報手段
４５ 電源手段
４６ 制御手段
５０ コンロ
５１Ｃ、５１Ｒ、５１Ｌ バーナ
６０ フード
７０ 調理器具
Ａ１ 検知領域
Ｆ あふれ炎

Claims (4)

1. バーナを備えたコンロに取り付け可能なコンロ用安全装置において、
   監視対象のバーナの炎の量を検出可能な炎検出手段と、
   警報手段と、
   制御手段と、を備え、
   前記炎検出手段は、コンロの上方の位置においてコンロに向けて取り付けられており、監視対象のバーナを含む検知領域内において発生している炎の量を検出し、
   前記制御手段は、前記炎検出手段からの検出信号に基づいて、人体または衣類を含む物体が監視対象のバーナへ近接していることを検出した場合に、前記警報手段を用いて警報を出力する、
   コンロ用安全装置。
2. 請求項１に記載のコンロ用安全装置であって、
   前記制御手段は、前記炎検出手段からの検出信号に基づいて検出している炎の量が第１所定量以上減少した場合、あるいは検出している炎の量が所定割合以下に減少した場合に、前記検知領域内において人体または衣類を含む物体が監視対象のバーナに近接していると判定する、
   コンロ用安全装置。
3. 請求項１または２に記載のコンロ用安全装置であって、
   更に、監視対象のバーナを含む消火領域に消火剤を噴霧可能な消火手段を備え、
   前記制御手段は、前記炎検出手段からの検出信号に基づいて検出した炎の量が第２所定量を超えたと判定した場合は、前記消火手段を動作させて前記消火剤を噴霧する、
   コンロ用安全装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のコンロ用安全装置であって、
   前記炎検出手段は、監視対象のバーナの炎から発せられた紫外線の量を検出可能な紫外線検出手段である、
   コンロ用安全装置。
   
   

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