JP3750062B2 - ガス流量制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【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、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、例えばギアド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フィードバック制御して流量調節手段の開度を調節する（特許文献１参照）。
【０００４】
圧力センサは、例えばガス通路内の燃料ガスの圧力に応じて抵抗値が変化するものであり、圧力センサの抵抗値の変化はブリッジ回路を介して電圧として取出される。また、ブリッジ回路からの出力電圧を増幅するために、例えばＯＰアンプなどの増幅手段がブリッジ回路に接続されている。尚、ガス通路内の圧力が大気圧である場合に所定の電圧を入力しても出力電圧が０Ｖとなるように圧力センサ及び各抵抗が設定されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−５６１１８号公報（例えば、請求項１の記載）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような圧力センサを各ガス流量制御装置に設け、ガス通路内の圧力が大気圧である場合に圧力センサの出力電圧を検出すると、個々の圧力センサの特性のばらつきや圧力センサの周辺の温度変化等によって出力電圧がプラス側またはマイナス側にそれぞれ変化するものがある。
【０００７】
例えばマイナス側に変化したものではガス通路内の圧力変化に伴って出力電圧の極性はプラス側へと変化する。このような極性が変化するものを増幅するには、プラスまたはマイナスの電圧をそれぞれ増幅する別個の電源が必要になり、回路構成が複雑になると共にコスト高を招くという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、回路構成が簡単でかつ低コストの圧力検出手段を備えた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。
【０００９】
【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、ガス噴射ノズルに通じるガス通路内に設けられ該ガス通路内の燃料ガスの圧力に応じて抵抗値が変化する圧力センサと、該圧力センサの抵抗値の変化を電圧に変換するブリッジ回路とを備え、ブリッジ回路からの出力電圧を増幅する増幅手段を設け、増幅手段によって増幅された出力電圧に基いて、ガス通路内に設けられ、ガス通路の通路面積を変更してガス流量を調節するガス流量調節手段を制御するガス流量制御装置において、前記ブリッジ回路を構成する抵抗のうち少なくとも１個の抵抗の抵抗値を変更する抵抗値変更手段を設け、該抵抗値変更手段によってガス通路内の圧力が大気圧の状態で前記出力電圧を補正する場合に、ガス通路内の圧力が増加するに伴って増加する極性側に前記出力電圧をオフセットして補正し、前記増幅手段に出力される電圧の極性が反転しないようにしたことを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、圧力センサを設けたガス通路内の圧力が大気圧の状態で出力電圧を補正する。この場合、例えば圧力センサを設けたガス通路の温度変化等によって変化し得る出力電圧の変化量を見越して、ガス通路内の圧力が増加するに伴って増加する極性側に前記出力電圧をオフセットして補正する。これにより、増幅手段に出力される電圧の極性は反転せず、プラスまたはマイナスの電圧をそれぞれ増幅する別個の電源を設ける必要はない。
【００１１】
尚、前記抵抗値変更手段は、例えば可変抵抗とすればよい。
【００１２】
【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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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）。
【００２１】
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バーナーへの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）。
【００２２】
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。
【００２３】
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の歪量を検出する。この場合、歪量を抵抗値とし、この抵抗値の変化を電圧に変換するため、図３に示すように、圧力センサ７を含む圧力検出手段であるブリッジ回路８が設けられている（図３参照）。
【００２４】
このブリッジ回路８から出力された電圧をＯＰアンプ８１で増幅して、ガスコンロの作動を制御するマイコンに入力し、この電圧からガス通路１１内の二次圧を算出する。尚、ガス通路１１内の圧力が大気圧である場合に所定の電圧Ｅを入力しても出力電圧Ｖｏが０Ｖとなり、ガス通路１１に燃料ガスを流して薄板が変形することで抵抗値が変化すると出力電圧Ｖｏが増加するように圧力センサ７及び各抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を設定した。
【００２５】
本実施の形態では、例えばガスコンロの操作パネルに設けたライトタッチスイッチによってガスバルブ２が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。
【００２６】
ここで、初期状態では、火力１、火力２、火力３及び火力４にそれぞれ一致する二次圧が次のように設定されている。即ち、図２（ｂ）に示すように、モータを回転させ第２連通孔４１を第１連通孔の第１孔５１に一致させて、圧力センサ７でその時の二次圧を検出する。次いで、第２連通孔４１を第１連通孔の第３孔５３及び第４孔５４（図２（ｅ）参照）に一致させて、圧力センサ７でその時の二次圧を検出する。
【００２７】
次いで、これらの二次圧の平行根を３等分して２乗することで火力２及び火力３に対応する二次圧を算出し、火力１から火力４までの各火力の二次圧を初期値として設定し、マイコンに記憶させている。そして、ライトタッチスイッチを押して火力を変更する場合、圧力センサ７で二次圧を検出し、検出した二次圧が初期値として設定した設定二次圧に一致するようにモータ３を制御する。
【００２８】
この場合、火力１では、第２連通孔４１と第１連通孔の第１孔５１とが一致し、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）。火力２では、第２連通孔４１と第１連通孔の第１孔５１及び第２孔５２とが一致し（図２（ｃ）参照）、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。火力３では、第２連通孔４１と第１連通孔の第２孔５２及び第３孔５３とが一致し（図２（ｄ）参照）、火力４では第２連通孔４１と第１連通孔の第３孔５３及び第４孔５４とが一致し（図２（ｅ）参照）、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。
【００２９】
図４を参照して、ガス通路１１の圧力が大気圧の状態でマイコンへの出力電圧Ｖｏを０Ｖに設定しても、個々の圧力センサ７の特性のばらつきや圧力センサ７の周辺の温度変化等によってプラス側（線ａ）またはマイナス側（線ｂ）にそれぞれ変化する場合がある。
【００３０】
ここで、例えば、図４の線ｂで示すようにマイナス側に変化したものではガス通路１１内の圧力変化に伴って出力される電圧Ｖｏの極性はプラス側へと変化する。このような極性が変化するものを増幅するには、プラスまたはマイナスの電圧をそれぞれ増幅する別個の電源が必要になり、回路構成が複雑になると共にコスト高を招く。
【００３１】
図３及び図５を参照して、本実施の形態では、ブリッジ回路８を構成する抵抗のうち１個の抵抗Ｒ３を可変抵抗とすると共に可変抵抗Ｒ３の抵抗値を変更するボリュームスイッチ（図示せず）を設けた。
【００３２】
そして、ガス流量制御装置１をガスコンロに組込んだ後、ボリュームスイッチを介して、ガス通路１１内の圧力が大気圧の状態で、マイコンへの出力電圧Ｖｏがガス通路１１内の圧力の増加に伴って増加するプラス側になるように（線ｃから線ｄ）、可変抵抗Ｒ３の抵抗値をオフセットして補正し、ＯＰアンプ８１への出力電圧Ｖｉの極性が反転しないようした。尚、プラス側にオフセットさせる抵抗値の量は、例えば使用する圧力センサ７の特性のばらつきを考慮して設定すればよい。
【００３３】
これにより、圧力センサ７の個々の特性や周辺温度等の影響によってブリッジ回路８からの出力電圧Ｖｏがマイナス方向に変化しても、ガスバーナーの火力を調節する場合にはその出力電圧Ｖｏは常時プラス側になるので（線ｅ）、出力電圧Ｖｉを増幅する電源は１個あればよく、回路構成を簡単にできる。また、特性により出力電圧がプラス、マイナス側に大きくばらつく圧力センサ７であっても使用できる。
【００３４】
【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、圧力検出手段を回路構成が簡単でかつ低コストに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】圧力検出回路を説明する図
【図４】特性や周辺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５】出力電圧の補正を説明するグラフ
【符号の説明】
１ ガス流量制御装置
１１ ガス通路
７ 圧力センサ
８ ブリッジ回路
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３ 抵抗

Claims (2)

1. ガス噴射ノズルに通じるガス通路内に設けられ該ガス通路内の燃料ガスの圧力に応じて抵抗値が変化する圧力センサと、該圧力センサの抵抗値の変化を電圧に変換するブリッジ回路とを備え、ブリッジ回路からの出力電圧を増幅する増幅手段を設け、増幅手段によって増幅された出力電圧に基いて、ガス通路内に設けられ、ガス通路の通路面積を変更してガス流量を調節する流量制御手段を制御するガス流量制御装置において、
   前記ブリッジ回路を構成する抵抗のうち少なくとも１個の抵抗の抵抗値を変更する抵抗値変更手段を設け、該抵抗値変更手段によってガス通路内の圧力が大気圧の状態で前記出力電圧を補正する場合に、ガス通路内の圧力が増加するに伴って増加する極性側に前記出力電圧をオフセットして補正し、前記増幅手段に出力される電圧の極性が反転しないようにしたことを特徴とするガス流量制御装置。
2. 前記抵抗値変更手段を可変抵抗としたことを特徴とする請求項１記載のガス流量制御装置。

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