JP4968878B2 - 燃焼器具 - Google Patents

Description

本発明は、バーナへのガスの供給路に安全弁を備えたテーブルコンロ等の燃焼器具に関するものである。

従来より、たとえば特許文献１に記載されているように、テーブルコンロ等の燃焼器具には、炎の立ち消えや異常加熱等を検知すると、ガス供給路に設けられたマグネット電磁弁（安全弁）を作動させて、バーナへのガスの供給を遮断するといった安全制御装置が一般的に備えられている。また、該安全制御装置は、炎を検知するための熱電対や該熱電対と接続される炎検知回路等の故障に起因した異常（所謂、回路異常）をも検知可能としている。

特開２００２−１４７７５５号公報

ここで、従来のテーブルコンロにおける炎の立ち消えや回路異常等といった異常事態の検知動作について、図４を基に説明する。図４は、従来の燃焼器具における異常事態の検知動作について示したフローチャート図である。
まず、停止状態にある（Ｓ２１）テーブルコンロに対して、点火操作（すなわち、点火スイッチをＯＮとする操作（Ｓ２２））がとられ、ガス供給路に設けられたメイン弁とマグネット電磁弁とが強制的に開弁されると、該時点（点火スイッチ操作時点）における炎検知電圧が異常レベル（たとえば、４０ｍＶ）以上であるか否かを判断する（Ｓ２３）。該判断の結果、異常を検知する（Ｓ３２）と、マグネット電磁弁への通電を行わない（Ｓ３１）。一方、上記判断の結果、異常レベル未満であると判断すると、炎検知電圧が点火検知レベル（たとえば、２ｍＶ）以上となったか否か、すなわちバーナが点火したか否かを判断する（Ｓ２４）。該判断（Ｓ２４）の結果、炎検知電圧が点火検知レベル以上となった（確実に点火した）と判断すると、マグネット電磁弁へと通電を行い、マグネット電磁弁を開弁状態にて維持（Ｓ２５）し、燃焼状態へと移行する（Ｓ２６）。

次に、燃焼状態においては、炎検知電圧が異常レベルを超えていないか（Ｓ２７）及び失火検知レベル（点火検知レベルと同じ、２ｍＶ）以下となっていないか（Ｓ２８）を随時判断する。Ｓ２７における判断の結果、異常レベル以上の炎電圧が検知されると、回路異常であると判断し（Ｓ３２）て、マグネット電磁弁を強制的に閉弁する（Ｓ３１）。また、Ｓ２８における判断の結果、炎電圧が失火検知レベルを下回っていると判断した場合、立ち消えが発生したと判断し（Ｓ３３）て、マグネット電磁弁を強制的に閉弁する（Ｓ３１）。尚、該両判断（Ｓ２７及びＳ２８）は、消火操作（すなわち、点火スイッチをＯＦＦとする操作（Ｓ２９））がとられるまで繰り返し行われる。
そして、消火操作（Ｓ２９）がとられると、マグネット電磁弁への通電を遮断し、メイン弁とともにマグネット電磁弁を閉弁とし（Ｓ３０）て、バーナを消火する。
以上のようにして、異常事態（回路異常及び立ち消え）の検知を行っていた。

しかしながら、熱電対や炎検知回路の故障等により回路異常が発生した場合、必ずしも設定した異常レベル以上の炎電圧が検知されるとは限らない。つまり、回路異常による炎検知電圧が、点火検知レベル（或いは失火検知レベル）と異常レベルとの間の値に落ち着くことが考えられる。こういった場合、従来の異常事態の検知動作では、回路異常を検知することができず、たとえば熱電対が故障したままテーブルコンロを使用し続けてしまう、といった事態が起こり得る。そして、従来の検知動作では、燃焼状態において回路異常を検知しようとしているため、異常レベル値として比較的大きな値を設定しなければならない。そのため、上記事態が生じやすく、異常事態の検知精度に劣るという問題を抱えていた。また、広い範囲の炎電圧を検知できる高性能なチップが必要となることから、コスト面においても課題を有していた。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みなされたものであって、より確実に回路異常等といった異常事態を検知可能な燃焼器具を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、バーナと、該バーナへのガス供給路に設けられ、通電により開弁保持される安全弁と、前記バーナへの点火及び消火を操作する操作部材と、前記バーナ近傍に設置され、前記バーナの炎を検知する熱電素子と、該熱電素子の熱起電力を検知して炎検知信号を出力する炎検知手段と、前記炎検知信号に応じ前記安全弁への通電制御を行う安全弁制御手段とを備えており、前記安全弁制御手段は、前記操作部材が消火操作された場合及び前記炎検知信号が異常であると判断した場合に、前記安全弁への通電を遮断して前記安全弁を閉弁する燃焼器具であって、前記安全弁制御手段は、前記炎検知信号が回路異常にもとづく所定の異常レベル以上であるか否かを判断する第一判断手段を備えており、前記操作部材が消火操作されてから所定時間経過後に前記第一判断手段による判断を行い、熱起電力が低下している筈の前記炎検知信号が前記所定の異常レベル以上であると回路異常であると判断することを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１の発明において、安全弁制御手段は、炎検知信号が所定の失火検知レベル以下であるか否かを判断する第二判断手段を備えており、操作部材が点火操作され、炎検知信号が所定の点火検知レベル以上になった後、前記第二判断手段による判断を行い、炎検知信号が前記失火検知レベル以下になったと判断すると、炎検知信号が異常であるとして安全弁を閉弁する一方、炎検知信号が前記点火検知レベル以上になった後、前記操作部材が消火操作されるまでは、第一判断手段による判断を行わないことを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２の発明において、安全弁制御手段は、操作部材が点火操作されるタイミングで、第一判断手段による判断を行い、炎検知信号が異常レベル以上であると判断した場合、炎検知信号が異常であるとして安全弁を閉弁することを特徴とする。

本発明によれば、安全弁制御手段が、炎検知信号が回路異常にもとづく所定の異常レベル以上であるか否かを判断する第一判断手段を備えており、操作部材が消火操作されてから所定時間経過後に第一判断手段による判断を行い、熱起電力が低下している筈の炎検知信号が所定の異常レベル以上であると回路異常であると判断する。したがって、早期に回路異常にもとづく異常事態を検知することができ（従来では、次回の点火操作時まで検知できなかった）、燃焼器具の安全性や信頼性を向上させることができる。
また、請求項２の発明によれば、所謂燃焼状態中には、第一判断手段による判断（すなわち、炎検知信号が異常レベル以上であるか否か）を行わないため、異常レベル値を従来よりも低く設定することができる（たとえば、正常加熱時における炎検知信号値より低く設定することも可能となる）。すなわち、回路異常であるとして検知可能な検知範囲が従来より広くなり、より確実に回路異常にもとづく異常事態を検知することができる。さらに、失火検知レベル（又は点火検知レベル）と異常レベルとの差を狭くすることができるため、回路異常であるにも拘わらず検知することができないといった事態が発生しづらく、信頼性の高い検知動作を実現することができる。さらにまた、検知範囲の比較的狭い安価なチップを利用して異常検知を行うことができ、経済的である。
加えて、請求項３の発明によれば、操作部材が点火操作されるタイミングで、第一判断手段による判断を行い、炎検知信号が異常レベル以上であると判断した場合、炎検知信号が異常であるとして安全弁を閉弁するため、回路異常にもとづく異常事態が発生した状態のまま燃焼器具を使用してしまう、といった事態を確実に防止することができる。

以下、本発明の一実施形態となる燃焼器具について図面を基に説明する。尚、本実施の形態では、燃焼器具をその一例であるテーブルコンロとして説明する。

図１は、テーブルコンロ１の概略を示した説明図であり、図２は、コントローラ１０の制御機構を示した回路ブロック構成図である。
テーブルコンロ１のコンロ部２には、ガス供給管６が接続されたバーナ本体４と、該バーナ本体４の頭部に載置されるバーナヘッド５とからなるコンロバーナ３が備えられており、ガス供給管６には、点火スイッチ（操作部材）７の操作によって開閉可能なメイン弁８とマグネット電磁弁（安全弁）９とが設けられている。また、バーナヘッド５の中央には、コンロ部２上に載置される鍋の鍋底温度を検知するためのサーミスタ１１が設置されている。さらに、バーナヘッド５の炎孔近傍には、炎を検知する熱電対（熱電素子）１２が設けられている。尚、マグネット電磁弁９、サーミスタ１１、及び熱電対１２は、安全制御装置となるコントローラ１０に接続されている。また、１３は、コントローラ１０の電源となる乾電池である。

ここで、コントローラ１０について説明する。
コントローラ１０は、各種検知動作を制御するマイコン（安全弁制御手段）１７を備えたものであって、該マイコン１７には、熱電対１２において生じた熱起電力を増幅し、炎電圧（炎検知信号）としてマイコン１７へと入力する炎検知回路（炎検知手段）１９、マグネット電磁弁９への通電及び遮断を制御することによってマグネット電磁弁９を開閉する安全弁制御回路２０が接続されている。したがって、マイコン１７は、炎検知回路１９を介して入力される炎電圧により回路異常や立ち消えといった異常事態を検知可能となっている。尚、本実施例では、炎電圧の点火検知レベル及び失火検知レベル（すなわち、点火及び失火と判断する炎電圧）は２ｍＶに、異常レベル（すなわち、回路異常であると判断する炎電圧）は７ｍＶに夫々設定されている。
また、マイコン１７には、サーミスタ１１の抵抗値を電圧変換してマイコン１７へと入力するサーミスタ入力回路１５、計時動作を行うタイマ回路１６等も接続されている。尚、１４は、コントローラ１０における電源を作成する電源回路であって、１８は、該電源回路１４の電圧を監視する電圧監視回路である。また、図示しない警告ランプが設けられており、異常事態が検知されると、マイコン１７による制御のもと、点灯又は点滅するようになっている。

そして、以上のように構成されるテーブルコンロ１では、熱電対１２の故障等に起因した回路異常やバーナヘッド５における炎の立ち消え等といった異常事態を検知すべく、図３に示すようなフローチャートにしたがった検知動作を行っている。
まず、停止状態にある（Ｓ１）テーブルコンロ１に対し、点火スイッチ７をＯＮ操作する（Ｓ２）と、メイン弁８とマグネット電磁弁９とが強制的に開弁されてコンロバーナ３へと燃料ガスが供給されるとともに、イグナイタが作動してバーナヘッド５近傍の図示しない点火電極に連続放電され、バーナヘッド５にて点火となる。このような点火操作に伴い、コントローラ１０では、点火操作時における炎検知電圧が異常レベル（７ｍＶ）以上であるか否かを判断する（Ｓ３）。そして、異常レベル以上の炎電圧が検知された場合には、回路異常である（すなわち、熱電対１２や炎検知回路１９が故障している）とし（Ｓ１３）て、マグネット電磁弁９への通電を行わないようにする（Ｓ１２）とともに、警告ランプを点灯又は点滅させて異常事態が発生した旨を報知する。一方、上記判断の結果、異常レベル未満であると判断すると、炎検知電圧が点火検知レベル（２ｍＶ）以上となったか否か、すなわち、熱電対１２が所定温度以上となるまで加熱され、バーナヘッド５にて確実に点火されたか否かを判断する（Ｓ４）。そして、炎検知電圧が点火検知レベル以上になると、確実に点火されたものとして、安全弁制御回路２０を介してマグネット電磁弁９へと通電を行い、マグネット電磁弁９を開弁状態にて維持（Ｓ５）し、燃焼状態へと移行する（Ｓ６）。

次に、燃焼状態においては、炎検知電圧が失火検知レベル（２ｍＶ）以下となっていないか、すなわち炎の立ち消えが生じていないかを随時判断する（Ｓ７）。ここで、失火検知レベル以下の炎電圧が検知されると、立ち消えが生じているとし（Ｓ１４）て、安全弁制御回路２０を介しマグネット電磁弁９を強制的に閉弁する（Ｓ１２）とともに、警告ランプを点灯又は点滅させて異常事態が発生した旨を報知する。尚、該判断（Ｓ７）は、点火スイッチ７がＯＦＦ操作される（Ｓ８）まで繰り返し行われる。

さらに、点火スイッチ７がＯＦＦ操作される（Ｓ８）と、マグネット電磁弁９への通電を遮断し、マグネット電磁弁９を閉弁するとともに、タイマ回路１６にて所定時間（たとえば、２０秒）をセットし（Ｓ９）、計時する（Ｓ１０）。そして、所定時間経過後、再び炎検知電圧が異常レベル以上であるか否かを判断する（Ｓ１１）。該判断の結果、異常レベル以上の炎電圧が検知されると、回路異常であると判断し（Ｓ１５）、警告ランプを点灯又は点滅させて異常事態が発生した旨を報知する。尚、メイン弁８は、点火スイッチ７のＯＦＦ操作によって閉弁となる。
以上のようにして、テーブルコンロ１では異常事態の検知動作を行っている。尚、テーブルコンロ１では、サーミスタ入力回路１５を介して入力されるサーミスタ１１の検知温度の監視も行っており、所定温度（たとえば、２５０℃）以上の温度が検知されると、異常加熱であるとして、マグネット電磁弁９を強制的に閉弁するようになっている。

上述の如きテーブルコンロ１によれば、炎検知電圧が異常レベル以上であるか否かの判断を、従来のように燃焼状態中ではなく、消火操作を行ってから所定時間経過後に行うようにしているため、異常として判断する炎電圧値を従来よりも低く設定することができる（たとえば、正常加熱時における炎電圧値より低く設定することも可能となる）。すなわち、回路異常であるとして検知可能な検知範囲が従来より広くなり、より確実に異常事態を検知することができる。

また、点火検知レベル（又は失火検知レベル）と異常レベルとの差を狭くすることができるため、回路異常であるにも拘わらず検知することができないといった事態が発生しづらく、信頼性の高い検知動作を実現することができる。さらに、検知範囲の狭い安価なチップにより異常検知を行うことができるため、経済的である。
さらにまた、消火操作後に炎電圧に係る判断を行うため、早期に異常事態を検知することができ（従来では、次回の点火操作時まで検知できなかった）、テーブルコンロ１の安全性や信頼性を向上することができる。

なお、本発明の燃焼器具に係る構成は、上記実施形態の態様に何ら限定されるものではなく、コントローラにおける回路、熱電対やサーミスタ、コンロ部等の構成等を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で必要に応じて適宜変更することができる。

たとえば、上記実施の形態では、点火及び失火検知レベルとして２ｍＶを、異常レベルとして７ｍＶを夫々採用しているが、これらの値は適宜変更可能であり、誤判断のおそれが少ないのであれば、点火及び失火検知レベルと異常レベルとを同値としても何ら問題はない。

また、上記実施の形態では、消火操作してから２０秒経過後に炎電圧を検知する構成としているが、消火操作後であるならどのタイミングで炎電圧を検知するかは適宜変更可能である。尚、上記タイミングは、正常な燃焼器具において、炎電圧が消火操作されてから十分に低下するのに要する時間程度とすると、誤判断（つまり、正常に減少中の炎電圧を誤って回路異常とする判断）のおそれがなく、望ましい。

さらに、上記実施の形態では、燃焼状態において回路異常に係る監視を行わないようにすることによって、異常レベルとして設定する値の低下を実現しているが、燃焼状態における回路異常をも監視可能とすべく、第２異常レベル（たとえば、４０ｍＶ）を設定し、燃焼状態中は、第２異常レベルにて回路異常の監視を行うように構成することも可能である。

さらにまた、点火操作時において、点火操作されてから所定の時間経過しても炎検知電圧が点火検知レベル以上とならない場合には、失火おそれありと判断して、マグネット電磁弁を閉弁とするようにしてもよい。
またさらに、上記実施の形態では、警告ランプにて異常事態を報知する構成としているが、スピーカを設けてブザー音等により異常事態を報知するようにしてもよいし、表示部を設けて「立ち消え発生」「回路異常発生」「故障しました」等の表示により異常事態を報知するようにしてもよい。

加えて、本発明の構成は、たとえばグリルに対しても当然適用可能であるし、燃焼器具の形態もテーブルコンロに限定されることはなく、ビルトインコンロや給湯器等であっても何ら問題ない。

テーブルコンロの概略を示した説明図である。 コントローラの制御機構を示した回路ブロック構成図である。 異常事態を検知するための検知動作を示したフローチャート図である。 従来の燃焼器具における異常事態の検知動作を示したフローチャート図である。

符号の説明

１・・テーブルコンロ、２・・コンロ部、３・・コンロバーナ、４・・バーナ本体、５・・バーナヘッド、６・・ガス供給管、７・・点火スイッチ、８・・メイン弁、９・・マグネット電磁弁、１０・・コントローラ、１１・・サーミスタ、１２・・熱電対、１３・・乾電池、１４・・電源回路、１５・・サーミスタ入力回路、１６・・タイマ回路、１７・・マイコン、１８・・電圧監視回路、１９・・炎検知回路、２０・・安全弁制御回路。

Claims (3)

1. バーナと、該バーナへのガス供給路に設けられ、通電により開弁保持される安全弁と、前記バーナへの点火及び消火を操作する操作部材と、前記バーナ近傍に設置され、前記バーナの炎を検知する熱電素子と、該熱電素子の熱起電力を検知して炎検知信号を出力する炎検知手段と、前記炎検知信号に応じ前記安全弁への通電制御を行う安全弁制御手段とを備えており、前記安全弁制御手段は、前記操作部材が消火操作された場合及び前記炎検知信号が異常であると判断した場合に、前記安全弁への通電を遮断して前記安全弁を閉弁する燃焼器具であって、
   前記安全弁制御手段は、前記炎検知信号が回路異常にもとづく所定の異常レベル以上であるか否かを判断する第一判断手段を備えており、前記操作部材が消火操作されてから所定時間経過後に前記第一判断手段による判断を行い、熱起電力が低下している筈の前記炎検知信号が前記所定の異常レベル以上であると回路異常であると判断することを特徴とする燃焼器具。
2. 安全弁制御手段は、炎検知信号が所定の失火検知レベル以下であるか否かを判断する第二判断手段を備えており、操作部材が点火操作され、炎検知信号が所定の点火検知レベル以上になった後、前記第二判断手段による判断を行い、炎検知信号が前記失火検知レベル以下になったと判断すると、炎検知信号が異常であるとして安全弁を閉弁する一方、
   炎検知信号が前記点火検知レベル以上になった後、前記操作部材が消火操作されるまでは、第一判断手段による判断を行わないことを特徴とする請求項１に記載の燃焼器具。
3. 安全弁制御手段は、操作部材が点火操作されるタイミングで、第一判断手段による判断を行い、炎検知信号が異常レベル以上であると判断した場合、炎検知信号が異常であるとして安全弁を閉弁することを特徴とする請求項１又は２に記載の燃焼器具。

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