JP5711012B2

JP5711012B2 - 燃焼式加熱装置

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Publication number: JP5711012B2
Application number: JP2011054547A
Authority: JP
Inventors: 章宮藤; 一貴正田; 康平田上
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 2011-03-11
Filing date: 2011-03-11
Publication date: 2015-04-30
Anticipated expiration: 2031-03-11
Also published as: JP2012189281A

Description

本発明は、被加熱物を加熱する加熱手段と、前記被加熱物の特定部位の温度を検出する温度検出手段とを備え、前記温度検出手段により検出した前記被加熱物の特定部位の温度に基づいて、前記被加熱物の温度を推定する温度推定手段を備えて構成され、加熱量が小さい小火加熱状態で前記被加熱物が加熱される小火加熱部位と、加熱量が大きい大火加熱状態で前記被加熱物が加熱される大火加熱部位とが異なる燃焼式加熱装置に関する。

従来より、燃焼式加熱装置の一種であるガス調理器では、天ぷら火災等を防止するために、安全機能を設けたものが知られている。このようなガス調理器では、例えば、なべ底部の温度を接触式温度センサや非接触式温度センサで検出し、検出された温度が所定の温度に達すると、調理器が過熱状態にあると判断し、バーナへのガス供給路に設けられた電磁弁を強制的に閉弁させて自動消火する等により、安全機能を実現している（例えば特許文献１、２参照）。

特開２００６−２２０３９５号公報特開２００９−９２２６６号公報

しかしながら、上記従来のガス調理器のように温度検出を特定の部位で行う構成では、調理の態様によっては、温度検出を良好に行えない場合がある。例えば、なべ底中央部位に温度センサを当接して被加熱物の温度を検出する構成の場合、なべ底中央部位の温度は実際に燃焼火炎が当たるなべ底外周側部位より温度が低いため、被加熱物の温度を正確に検出することができず、且つ、温度が最も高くなる部位で検出することができない。
特に、ガス調理器のような燃焼式加熱装置では、加熱量により火炎に供給する混合ガスの量が変化するため、燃焼炎が最もよく当るなべ底の部位は加熱量により変化する。例えば、環状に配置された多数の炎孔を備えたバーナを採用するガス調理器の場合、加熱量が小さい場合はなべ底中央側部位に燃焼炎が当たるが、加熱量が大きい場合はなべ底外周側部位やなべ周壁部位に燃焼炎が当たる。このように、とりわけガス調理器のような燃焼式加熱装置では、なべ底中央部位等の特定の部位で検出する構成では、加熱量によっては被加熱物の温度を良好に検出できない場合がある。

本発明は上記実情に鑑みて為されたものであって、その目的は、加熱量が小さい場合及び加熱量が大きい場合のいずれの場合でも、被加熱物の温度を良好に検出することができる燃焼式加熱装置を提供する点にある。

この目的を達成するために、本発明に係る燃焼式加熱装置は、被加熱物を加熱する加熱手段と、前記被加熱物の特定部位の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段により検出した前記被加熱物の特定部位の温度に基づいて、前記被加熱物の温度を推定する温度推定手段とを備え、加熱量が小さい小火加熱状態で前記被加熱物が加熱される小火加熱部位と、加熱量が大きい大火加熱状態で前記被加熱物が加熱される大火加熱部位とが異なる燃焼式加熱装置であって、その第１特徴構成は、前記温度検出手段として、前記小火加熱部位の温度を検出する第１温度検出手段と、前記大火加熱部位の温度を検出する第２温度検出手段とを備え、前記温度推定手段が、前記第１温度検出手段の温度検出値及び前記第２温度検出手段の温度検出値に基づいて、前記被加熱物の温度を推定するものであり、前記被加熱物の加熱量を調整する加熱状態調整手段と、前記加熱状態調整手段で調整された前記加熱量と、前記第１温度検出手段の温度検出値及び前記第２温度検出手段の温度検出値に基づいて、前記被加熱物の温度を推定可能な関係情報を記憶した記憶手段とを備え、前記温度推定手段は、前記関係情報として、前記加熱状態調整手段で調整された前記加熱量が大きいほど第２温度検出手段の温度検出値の比重を大きくされたものを使用し、前記加熱状態調整手段で調整された前記加熱量が小さいほど第１温度検出手段の温度検出値の比重を大きくされたものを使用して、前記被加熱物の温度を推定する点にある。

本特徴構成によれば、被加熱物の温度は、加熱量が小さい小火加熱状態で前記被加熱物が加熱される小火加熱部位の温度を検出する第１温度検出手段と、加熱量が大きい大火加熱状態で前記被加熱物が加熱される大火加熱部位の温度を検出する第２検出手段との各々で測定される温度検出値の双方を有効に活用して推定される。従って、加熱量が小さい場合及び加熱量が大きい場合のいずれの場合でも、被加熱物の温度を良好に検出することができる燃焼式加熱装置を提供することができる。
さらに、第１温度検出手段の温度検出値及び第２温度検出手段の温度検出値とともに、加熱状態調整手段で調整された被加熱物の加熱量を加味する関係情報を使用して、被加熱物の温度を適切に推定することができる。
燃焼式加熱装置では、加熱量により火炎に供給する混合ガスの量が変化するため、燃焼炎が最もよく当る部位は加熱量により変化する。例えば、環状に配置された多数の炎孔を備えたバーナを採用するガス調理器の場合、加熱量が小さい場合は調理器具の底部中央側部位に燃焼炎が当たるが、加熱量が大きい場合は調理器具の底部外周側部位や周壁部位に燃焼炎が当たる。従って、このようなガス調理器では、加熱量が小さい小火加熱状態に近い状態の場合は、小火加熱部位である調理器具の底部中央側部位の温度を検出する第１温度検出手段の温度検出値が、加熱量が大きい大火加熱状態に近い状態の場合は、大火加熱部位である調理器具の底部外周側部位や周壁部位の温度を検出する第２温度検出手段の温度検出値が、加熱により温度が最も高くなる部位の温度により近く、被加熱物の温度を推定する上で比重を置いて参考にすべき温度となる。
このように、参考にすべき温度検出値は加熱量によって変わるため、加熱量に基づいて第１温度検出手段の温度検出値及び第２温度検出手段の温度検出値からどのように被加熱物の温度を推定するかを関係情報として規定して使用することで、被加熱物の温度を適切に推定することができる。
そして、このような加熱量に基づく温度検出値の比重の軽重によれば、被加熱物の温度の推定値は、加熱量と加熱部位の性質を適切に反映したものとなる。すなわち、加熱量により火炎に供給する燃料ガスの量が変化するため、加熱量が小さい場合は火炎は被加熱物の底部の中央側部位に最もよく当たるが、加熱量が大きい場合は被加熱物の底部の外周側部位や周壁部位に最もよく当たるという加熱量と加熱部位の性質を適切に反映しているため、被加熱物の温度を良好に推定することができる。

本発明に係る燃焼式加熱装置の第２特徴構成は、第１特徴構成に加えて、前記第１温度検出手段の温度検出値及び前記第２温度検出手段の温度検出値が、所定の温度範囲内であることを条件として、前記温度推定手段が、前記第１温度検出手段の温度検出値及び前記第２温度検出手段の温度検出値に基づいて、前記被加熱物の温度を推定する点にある。

本特徴構成によれば、第１温度検出手段の温度検出値及び第２温度検出手段の温度検出値が所定の温度範囲内であることを条件としているため、第１温度検出手段と第２温度検出手段との双方が正常に作動していると考えられる場合のみ、被加熱物の温度を推定させることができる。これにより、温度推定手段による誤推定を防止し、信頼性の高い範囲でのみ、被加熱物の温度を推定させることができる。

本発明に係る燃焼式加熱装置の第３特徴構成は、第１特徴構成又は第２特徴構成に加えて、前記第１温度検出手段の温度検出値及び前記第２温度検出手段の温度検出値の何れか一方又はその両方が、加熱開始から所定の時間が経過しても所定の低温側温度範囲に留まる場合に、当該温度検出値を検出した温度検出手段が異常であると判断する点にある。

本特徴構成によれば、第１温度検出手段及び第２温度検出手段の何れか一方又はその両方に異常が発生していると考えられる場合に、温度検出手段の異常を的確に判断することができる。
すなわち、燃焼式加熱装置で加熱した場合、通常、被加熱物の温度は、所定の時間の経過後には、所定の温度以上に上昇する。よって、温度検出手段の温度検出値が加熱開始から所定の時間が経過しても、所定の低温側温度範囲（例えば常温付近）に留まる場合は、温度検出手段が短絡故障若しくは断線故障しているか、或いは被加熱物が温度検出手段に当接していない等の事情により、正常に温度検出されていないと考えられる。従って、本特徴構成によれば、第１温度検出手段及び第２温度検出手段の何れか一方にでも異常が発生している場合には、当該異常を的確に検知することができる。

本発明に係る燃焼式加熱装置の第４特徴構成は、第１特徴構成〜第３特徴構成のいずれかに加えて、前記温度検出手段が、非接触式温度センサ又は接触式温度センサである点にある。

本特徴構成によれば、温度検出手段を、例えば被加熱物の下方に位置する光透過窓を介して赤外線強度を検出する赤外線強度検出素子からなる非接触式温度センサとして、或いは、被加熱物が載置される五徳に設けられた熱電対からなる接触式温度センサとして、構成することができる。

第１実施形態に係るコンロの設置状態を示す概略図第１実施形態に係るコンロの概略構成図赤外線強度検出部の縦断面図火炎から放射される赤外線の放射強度スペクトル分布を示す図被加熱物の温度と赤外線強度検出部の出力との関係を示す図被加熱物の温度と赤外線強度検出部の出力比との関係を示す図被加熱物を加熱する場合の被加熱物の温度の推定或いは温度検出手段の異常の判定の処理を示すフロー図作動が正常な温度検出手段の温度検出値と作動が異常な温度検出手段の温度検出値とを示すグラフ図第２実施形態に係るコンロの概略構成図別実施形態に係るコンロの概略構成図

〔第１実施形態〕
以下、図面に基づいて本発明の第１実施形態を説明する。

〔本発明に係るコンロの構成〕
図１に、本発明に係る燃焼式加熱装置として構成されたビルトイン式のコンロ１００Ａの概略図を示している。このコンロ１００Ａは、３つのコンロバーナ部１０１とグリル部１０２とを備えて構成され、システムキッチンのカウンター１０３に開口された設置部１０４に設けられる構成となっている。

図２に示すように、前記各コンロバーナ部１０１は、耐熱性を備える材質からなる平板状の天板１と、加熱対象物調理用の鍋等の被加熱物Ｎを載置可能な五徳２、その五徳２上に載置される被加熱物Ｎを加熱する加熱手段としてのガス燃焼式のバーナ３と、そのバーナ３の作動を制御する制御手段としての燃焼制御部４、人為操作に基づいて燃焼制御部４に前記バーナ３への点火指令、消火指令、及び、火力調節指令等を指令することで被加熱物Ｎの加熱量を調整する加熱状態調整手段としての操作部５等を備えて構成されている。

前記バーナ３は、ブンゼン燃焼式のバーナであり、燃料供給路６を通じて供給される燃料ガスＧを噴出するガスノズル７、そのガスノズル７から燃料ガスＧが噴出されると共に、その燃料ガスＧの噴出に伴う吸引作用により燃焼用空気Ａが供給される混合管８、及び、混合管８から供給される混合気を径方向外方側に噴出する複数の炎口９を備えたバーナ本体１０等を備えて構成され、前記バーナ本体１０は天板１に形成された開口１１を通して上方に露出する状態となっている。そして、炎口９から噴出される混合気を燃焼させて火炎Ｆを形成して被加熱物Ｎを加熱するように構成されている。前記燃料供給路６には、前記ガスノズル７への燃料ガスＧの供給を断続する燃料供給断続弁１２と、ガスノズル７への燃料ガスＧの供給量を調節する燃料供給量調節弁１３とが設けられる。又、図示はしないが、バーナ３の炎口９の近傍には点火用のイグナイタ及びバーナ３への点火状態を確認する熱電対等も設けられる。

前記燃焼制御部４は、操作部５により点火指令が指令されるとバーナ３に点火させる点火処理を実行する。つまり、燃料供給断続弁１２を開弁させて燃料供給量調節弁１３におけるガス供給量を点火用供給量に調整してイグナイタを作動させて前記バーナ３に点火させ、且つ、熱電対にて点火状態が確認されるとイグナイタの作動を停止する。又、燃焼制御部４は、バーナ３が点火した後に操作部５により火力調節指令が指令されるとその火力調節指令に基づいて燃料供給量調節弁１３におけるガス供給量を変更調整する。そして、燃焼制御部４は、操作部５により消火指令が指令されるとバーナ３の消火処理を実行する。つまり、燃料供給断続弁１２及び燃料供給量調節弁１３を閉弁させて燃料ガスＧの供給を停止させてバーナ３の燃焼を停止させる。

そして、このコンロ１００Ａには、天板１の下方側に位置して被加熱物Ｎから放射された赤外線の強度を検出する赤外線強度検出部４０と、その赤外線強度検出部４０により検出された赤外線の強度に基づいて被加熱物Ｎの温度を検出する温度検出部５０とが設けられており、温度検出手段３０を構成している。前記赤外線強度検出部４０及び前記温度検出部５０は、コンロ１００Ａの３つのコンロバーナ部１０１の夫々に２箇所ずつ、加熱量が小さい小火加熱状態で被加熱物Ｎが加熱される小火加熱部位の温度を検出する第１温度検出手段３０Ａ（４０Ａ、５０Ａ）と、加熱量が大きい大火加熱状態で被加熱物Ｎが加熱される大火加熱部位の温度を検出する第２温度検出手段３０Ｂ（４０Ｂ、５０Ｂ）として設けられている。そして、前記赤外線強度検出部４０（４０Ａ、４０Ｂ）が、被加熱物Ｎから放射される赤外線における互いに異なる２つの波長域夫々についての赤外線強度を検出するように構成され、前記温度検出部５０（５０Ａ、５０Ｂ）が、赤外線強度検出部４０（４０Ａ、４０Ｂ）で検出される２つの波長域夫々についての赤外線強度の関係、具体的には、前記２つの波長域夫々についての赤外線強度の比に基づいて、小火加熱部位及び大火加熱部位における被加熱物Ｎの温度検出値Ｔ_A、Ｔ_Bを検出するように構成されている。さらに、赤外線強度検出部４０は、赤外線の波長範囲のうちのバーナ３の火炎からの放射が無い又は放射強度が弱い範囲内に設定された波長域の赤外線強度を検出するように構成されている。

図１、図２に示すように、３つのコンロバーナ部１０１の夫々において、天板１における前記バーナ本体１０の外周部側の近傍位置及び当該近傍位置から少し離れた位置に、上下方向に光が透過する状態で透光性部材からなる２つの光透過窓１４（１４Ａ、１４Ｂ）が形成されている。光透過窓１４は、天板１を構成する材質とは異なる透光性材料で構成されている。２つの光透過窓１４Ａ、１４Ｂは夫々、加熱量が小さい小火加熱状態で前記被加熱物が加熱される小火加熱部位と、加熱量が大きい大火加熱状態で前記被加熱物が加熱される大火加熱部位とにおいて、被加熱物Ｎから放射される赤外線を通過させる位置に形成されており、赤外線強度検出部４０Ａ、４０Ｂが、夫々、前記光透過窓１４Ａ、１４Ｂの下方側であって、且つ、前記バーナ本体１０の横側箇所に位置させて設けられており、被加熱物Ｎから放射されて光透過窓１４Ａ、１４Ｂを通過した赤外線の強度を検出するように構成されている。すなわち、赤外線強度検出部４０Ａ、４０Ｂが夫々、五徳２に載置支持された被加熱物Ｎの小火加熱部位、大火加熱部位の底部から放射されて光透過窓１４Ａ、１４Ｂを通過した赤外線の強度を受光するように構成されている。

〔温度検出手段による被加熱物の温度の検出〕
前記赤外線強度検出部４０（４０Ａ、４０Ｂ）及び前記温度検出部５０（５０Ａ、５０Ｂ）は、夫々、３つのコンロバーナ部１０１に対して各別に備えられる構成となっているが、各コンロバーナ部１０１毎に備えられるものは同じ構成であるから、以下の説明においては、各別に設けられる３つのうちの１つについて代表して説明する。

まず、赤外線強度検出部４０（４０Ａ、４０Ｂ）の構成について説明する。
図３に示すように、赤外線強度検出部４０は、通過させる赤外線の波長域が互いに異なる２個のバンドパスフィルタ４１ａ、４１ｂと、それら２個のバンドパスフィルタ４１ａ、４１ｂを通過した赤外線を各別に検出する２個の赤外線検出素子４２ａ、４２ｂとを備えて構成して、被加熱物Ｎから放射される赤外線における互いに異なる２つの波長域夫々についての赤外線強度を検出するように構成されている。ちなみに、前記バンドパスフィルタ４１ａ、４１ｂは、所定の波長域の赤外線のみを選択的に透過させるように構成されている。

説明を加えると、光入射用の開口部４４を備えたパッケージング４３内に、前記開口部４４を通じて入射する赤外線を検出可能なように、前記２個の赤外線検出素子４２ａ、４２ｂを並べて設け、前記開口部４４における一方の赤外線検出素子４２ａに対して赤外線が入射する部分に一方のバンドパスフィルタ４１ａを設け、前記開口部４４における他方の赤外線検出素子４２ｂ対して赤外線が入射する部分に他方のバンドパスフィルタ４１ｂを設けている。又、パッケージング４３内には、前記２個の赤外線検出素子４２ａ、４２ｂを駆動させる駆動部４５が設けられる。更に、前記２個のバンドパスフィルタ４１ａ、４１ｂの表面の全面を覆うように、赤外線を透過可能なカバー部材４６を設けて、そのカバー部材４６にて、前記２個のバンドパスフィルタ４１ａ、４１ｂを保護するように構成してある。

次に、前記２つの波長域の設定の仕方について説明する。
図４に実際のバーナ３にて形成される火炎から放射される赤外線の放射強度スペクトル分布を示す。この図から明らかなように、赤外線の波長範囲のうち、１．５μｍ以上且つ１．８μｍ以下の範囲、２．０μｍ以上且つ２．４μｍ以下の範囲、３．１μｍ以上且つ４．２μｍ以下の範囲、及び、８．０μｍ以上且つ１２．０μｍ以下の範囲では、火炎からの放射が無い又は放射強度が弱い。
従って、前記２つの波長域を、１．５μｍ以上且つ１．８μｍ以下の範囲内、２．０μｍ以上且つ２．４μｍ下の範囲内、３．１μｍ以上且つ４．２μｍ以下の範囲内、及び８．０μｍ以上且つ１２．０μｍ以下の範囲内に設定することにより、前記２つの波長域を、赤外線の波長範囲のうちの前記バーナ３の火炎からの放射が無い又は放射強度が弱い範囲内に設定することができるが、この実施形態では、例えば、前記２つの波長域を、３．１μｍ以上且つ４．２μｍ以下の範囲内における互いに異なる波長域に設定してある。

次に、前記赤外線検出素子４２ａ、４２ｂについて説明を加える。
ＰｂＳ（硫化鉛）又はＰｂＳｅ（セレン化鉛）を赤外線セルとして用いて構成した赤外線検出素子４２ａ、４２ｂは、１．５μｍから５．０μｍの範囲内の赤外線を常温（３００Ｋ）の動作温度にて検出可能であり、しかも、３．１μｍ以上且つ４．２μｍ以下の範囲内の赤外線に対する感度が比較的高くて検出出力が大きい。
従って、上述のように、前記２つの波長域を３．１μｍ以上且つ４．２μｍ以下の範囲内に設定する場合、赤外線検出素子４２ａ、４２ｂを、ＰｂＳ（硫化鉛）又はＰｂＳｅ（セレン化鉛）を赤外線セルとして用いて構成するのが好ましい。また、前記赤外線検出素子４２ａ、４２ｂとしては、上記の材料以外にも昇電素子やサーモパイル等を用いることもできる。

次に、前記温度検出部５０（５０Ａ、５０Ｂ）により、当該温度検出部５０Ａ、５０Ｂの位置における被加熱物Ｎの温度検出値Ｔ_A、Ｔ_Bを求める処理について説明する。尚、以下の説明では、前記２つの波長域をλ１、λ２にて示す。ちなみに、波長域λ２の方が波長域λ１よりも長波長側になる。
図５に、予め実験により求めた被加熱物Ｎの温度と前記赤外線強度検出部４０における前記２つの波長域λ１、λ２夫々についての出力値（赤外線強度に対応する）との関係を示す。この図５に示す関係は、放射率（輻射率）が０．９２の被加熱物を用いて得たものである。

又、図６に、被加熱物Ｎの温度と、赤外線強度検出部４０（４０Ａ、４０Ｂ）における波長域λ１に対応する出力値と波長域λ２に対応する出力値との比である出力比（前記赤外線強度比に対応する）との関係（以下、温度対赤外線強度比の関係と記載する場合がある）を示すが、この図６に示す温度対赤外線強度比の関係は、以下のようにして求めたものである。

すなわち、放射率の異なる複数の被加熱物夫々について、被加熱物の温度を複数の温度に異ならせて、複数の温度夫々について前記出力比を得る。そして、そのように放射率εの異なる複数の被加熱物について得たデータに基づいて、温度と出力比との関係の近似式を求めて、その求めた近似式を温度対赤外線強度比の関係としてある。従って、放射率εが種々に異なる被加熱物Ｎ夫々の温度対赤外線強度比の関係を、共通の１つの温度対赤外線強度比の関係とすることができるのである。このようにして求めた図６に示す如き温度対赤外線強度比の関係を前記温度検出部５０の記憶部（図示省略）に記憶させてある。

前記温度検出部５０（５０Ａ、５０Ｂ）は、赤外線強度検出部４０（４０Ａ、４０Ｂ）における波長域λ１に対応する出力値と波長域λ２に対応する出力値との出力比（前記赤外線強度比に対応する）を求め、記憶している温度対赤外線強度比の関係から、当該温度検出部５０Ａ、５０Ｂの位置における被加熱物Ｎの温度検出値Ｔ_A、Ｔ_Bを求める。このような出力値の比をとることで、当該温度検出部５０Ａ、５０Ｂの位置における被加熱物Ｎの温度検出値Ｔ_A、Ｔ_Bを、その被加熱物Ｎの放射率に依存することなく正確に検出することができる。そして、前記温度検出部５０Ａ、５０Ｂで求められた当該温度検出部５０Ａ、５０Ｂの位置における被加熱物Ｎの温度検出値Ｔ_A、Ｔ_Bは、燃焼制御部４に出力され、後述する被加熱物Ｎの温度Ｔの推定（〔図７〕Ｓ４）等に用いられる。

ちなみに、前記波長域を、１．５μｍ以上且つ１．８μｍ以下の範囲内に設定している場合には、前記光透過窓１４を構成する透光性部材としては、例えば、普通のガラス、結晶化ガラス、石英、サファイヤ、ＣａＦ₂（フッ化カルシウム）、ＭｇＦ₂（フッ化マグネシウム）、ＺｎＳｅ（セレン化亜鉛）、Ｓｉ（シリコン）、Ｙ₂Ｏ₃（酸化イットリウム）等を用いることができる。又、前記波長域を、２．０μｍ以上且つ２．４μｍ以下の範囲内に設定している場合には、１．５μｍ以上且つ１．８μｍ以下の範囲で例示した各種の材質のものが利用可能であり、それとは別にＧｅ（ゲルマニウム）も用いることもできる。

前記波長域を、３．１μｍ以上且つ４．２μｍ以下の範囲内に設定している場合には、結晶化ガラス、石英、サファイヤ、ＣａＦ₂、ＭｇＦ₂、ＺｎＳｅ、Ｓｉ、Ｙ₂Ｏ₃等を用いることができる。前記波長域を、８．０μｍ以上且つ１２μｍ以下の範囲内に設定している場合には、ＣａＦ₂、ＭｇＦ₂、ＺｎＳｅ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｙ₂Ｏ₃、ポリエチレン樹脂等を用いることができる。

〔被加熱物の温度の推定と温度検出手段の異常の判断〕
燃焼制御部４は、加熱開始から所定の時間ｔが経過した後、第１温度検出手段３０Ａ及び第２温度検出手段３０Ｂで温度検出を行い、第１温度検出手段３０Ａ及び第２温度検出手段３０Ｂが正常に作動しているかどうかを判断する。
そして、第１温度検出手段３０Ａ及び第２温度検出手段３０Ｂがともに正常に作動していると判断した場合は、第１温度検出手段３０Ａ及び第２温度検出手段３０Ｂが検出した温度検出値Ｔ_A、Ｔ_Bに基づいて、被加熱物Ｎの温度Ｔを推定する。
一方、第１温度検出手段３０Ａ及び第２温度検出手段３０Ｂの何れか一方又はその両方が正常に作動していないと判断した場合は、使用者に報知する。

図７のフロー図を用いて説明する。燃焼制御部４は、加熱開始から所定の時間ｔが経過すると（Ｓ１）、第１温度検出手段３０Ａで小火加熱部位の温度を、第２温度検出手段３０Ｂで大火加熱部位の温度を、夫々、温度検出値Ｔ_A、Ｔ_Bとして検出する（Ｓ２）。そして、検出した温度検出値Ｔ_A及びＴ_Bが、所定の温度範囲θ（例えば８０℃〜２５０℃の範囲）に含まれるかどうかを判断する（Ｓ３）。
温度検出値Ｔ_A及びＴ_Bがともに所定の温度範囲θに含まれる場合は（Ｓ３：Ｙｅｓ）、第１温度検出手段３０Ａ及び第２温度検出手段３０Ｂがともに正常に作動していると判断して、温度検出値Ｔ_A及びＴ_Bに基づいて、温度推定手段６０により被加熱物Ｎの温度Ｔを推定する（Ｓ４）。
一方、温度検出値Ｔ_A及びＴ_Bの何れか一方又はその両方が所定の温度範囲θに含まれておらず（Ｓ３：Ｎｏ）、しかも、当該温度検出値Ｔ_A及びＴ_Bが所定の低温側温度範囲θ_L（例えば０℃〜５０℃の範囲）に留まる場合には、当該温度検出値を検出した温度検出手段３０の作動が異常と判断する（Ｓ５）。

図８のグラフ図を用いて、温度検出値と所定の温度範囲との比較に基づく温度検出手段の異常の判断（Ｓ３）について説明する。温度検出手段３０には、小火加熱部位の温度を検出する第１温度検出手段３０Ａと大火加熱部位の温度を検出する第２温度検出手段３０Ｂとが存在するが、異常の判断方法は同様であるため、以下では、第１温度検出手段３０Ａの異常の判断方法について説明する。

図８のグラフ図は、正常に作動している第１温度検出手段３０Ａの温度検出値Ｔ_Aの経時変化（グラフａ、ｂ、ｃ）と、作動が異常な第１温度検出手段３０Ａの温度検出値Ｔ_Aの経時変化（グラフｄ）を示している。この例において、（グラフｄ）が「作動が異常」であるのは、光透過窓１４Ａに汚れが付着しており、被加熱物Ｎの小火加熱部位の底部から放射される赤外線が、赤外線強度検出部４０Ａに正常に受光されていないためである。

グラフａから順に説明する。グラフａは、水などの室温に近い被加熱物Ｎを入れた調理容器を加熱した際に、正常に作動している第１温度検出手段３０Ａが検出する温度検出値Ｔ_Aの経時変化である。前述のように、第１温度検出手段３０Ａは、被加熱物Ｎの小火加熱部位の温度検出値Ｔ_Aを検出するものであるが、この調理容器内には室温に近い被加熱物Ｎが入っており、バーナ３が点火された際（時間「０」）の第１温度検出手段３０Ａの温度検出値Ｔ_Aはほぼ室温と等しい。そして、第１温度検出手段３０Ａの温度検出値Ｔ_Aは、被加熱物Ｎが加熱されるとともに上昇し、加熱開始から所定の時間ｔの経過後にはすでに所定の温度範囲θに到達している。

次に、グラフｂについて説明する。グラフｂは、冷凍食品など低温の被加熱物Ｎを加熱した際に、正常に作動している第１温度検出手段３０Ａが検出する温度検出値Ｔ_Aの経時変化である。冷凍された被加熱物Ｎを加熱する場合、冷凍された被加熱物Ｎを投入した後、すぐに加熱を開始するケースがほとんどである。また、冷凍された被加熱物Ｎは固体であることが殆どなので、被加熱物Ｎと調理容器との間には空気が入り込み、被加熱物Ｎから調理容器への伝熱を阻害する。そのため、バーナ３が点火された際（時間「０」）には、被加熱物Ｎの温度は調理容器底面までは伝熱されきっていない。従って、点火時の第１温度検出手段３０Ａの温度検出値Ｔ_Aは、被加熱物Ｎを投入する前の調理容器の温度に近似され、室温に近い。この第１温度検出手段３０Ａの温度検出値Ｔ_Aは、時間が経過し、冷凍された被加熱物Ｎの温度が調理容器に伝熱されるとともに、一旦下降する。しかしその後、バーナ３による加熱に伴い、第１温度検出手段３０Ａの温度検出値Ｔ_Aは上昇し、加熱開始から所定の時間ｔの経過後には、すでに所定の温度範囲θに到達する。

続いて、グラフｃについて説明する。グラフｃは、予め所定の温度範囲θ内に加熱された被加熱物Ｎをさらに加熱した際に、正常に作動している第１温度検出手段３０Ａが検出する温度検出値Ｔ_Aの経時変化である。被加熱物Ｎはあらかじめ所定の温度範囲θ内に加熱されているため、この場合のバーナ３が点火された際（時間「０」）の第１温度検出手段３０Ａの温度検出値Ｔ_Aは、所定の温度範囲θ内にある。この第１温度検出手段３０Ａの温度検出値Ｔ_Aは、時間が経過し、被加熱物Ｎが加熱されるとともに上昇するが、被加熱物Ｎは予め所定の温度範囲θ内に加熱されているため、その上昇速度は緩やかであり、加熱開始から所定の時間ｔの経過後も、温度検出値Ｔ_Aは所定の温度範囲θ内に留まる。

次に、グラフｄについて説明する。グラフｄは、光透過窓１４Ａに汚れが付着しているため、被加熱物Ｎの小火加熱部位の底部から放射される赤外線が正常に赤外線強度検出部４０Ａに受光されない状態で第１温度検出手段３０Ａが検出する温度検出値Ｔ_Aの経時変化である。このような状態にある場合、バーナ３によって被加熱物Ｎが加熱されても、第１温度検出手段３０Ａはほぼ一定の温度を検出し続ける。これは、光透過窓１４Ａに汚れが付着しているため、第１温度検出手段３０Ａが、温度検出値Ｔ_Aを検出するための赤外線を、赤外線強度検出部４０Ａで適切に受光できていないためである。このような場合には、温度検出値Ｔ_Aは、加熱開始から所定の時間ｔが経過しても、所定の温度範囲θに到達しない。

以上のように、第１温度検出手段３０Ａが正常に作動している場合、加熱開始から所定の時間ｔが経過する頃には、温度検出値は所定の温度範囲θに到達している（グラフａ、ｂ、ｃ）。一方、作動が異常な場合には、加熱開始から所定の時間ｔが経過しても、温度検出値が所定の温度範囲θに到達しない場合がある（グラフｄ）。従って、加熱開始から所定の時間ｔが経過した後の温度検出値を、温度検出手段３０Ａが正常に作動しているかどうかの判断に用いることができる。温度検出値と所定の温度範囲との比較に基づく温度検出手段の異常の判断（Ｓ３）は、このような背景に基づく。

なお、「加熱開始から所定の時間ｔ」及び「所定の温度範囲θ」は、室温のほか、被加熱物や調理容器の種類、加熱量等によって最適値が異なり、使用地域や使用用途などによって適宜設定可能である。例えば、本実施形態では、５分、８０℃〜２５０℃の範囲で設定している。

続いて、被加熱物Ｎの温度Ｔの推定（Ｓ４）について説明する。
図７に示すように、被加熱物Ｎの温度Ｔの推定（Ｓ４）は、温度検出値Ｔ_A、Ｔ_Bと所定の温度範囲θとの比較に基づく温度検出手段３０の異常の判断（Ｓ３）の結果、第１温度検出手段３０Ａ及び第２温度検出手段３０Ｂがともに正常に作動していると判断された場合に行われる（Ｓ３：Ｙｅｓ）。
温度推定手段６０は、操作部５で調整された加熱量と、第１温度検出手段３０Ａの温度検出値Ｔ_A及び第２温度検出手段３０Ｂの温度検出値Ｔ_Bに基づいて、被加熱物Ｎの温度Ｔを推定可能な関係情報ｐを記憶した記憶手段６５とを備えており、温度推定手段６０は、前記関係情報ｐを使用して、被加熱物Ｎの温度Ｔを推定する。

関係情報ｐは、例えば０≦ｐ≦１の範囲の係数である。操作部５で調整された加熱量と連関して、加熱量が小さいほどｐは0に近く、加熱量が大きいほどｐは１に近い値になるように設定されている。温度推定手段６０は、このように設定された関係情報ｐを使用して、第１温度検出手段３０Ａの温度検出値Ｔ_A及び第２温度検出手段３０Ｂの温度検出値Ｔ_Bに基づいて、被加熱物Ｎの温度Ｔを、次式で推定する。
Ｔ＝（１−ｐ）×Ｔ_A＋ｐ×Ｔ_B

上式によれば、関係情報ｐは加熱量が小さいほど０に近く、加熱量が大きいほど１に近い値となる係数であるため、加熱量が小さいほど第１温度検出手段３０Ａによる小火加熱部位の温度検出値Ｔ_Aに比重を置いて、加熱量が大きいほど第２温度検出手段３０Ｂによる大火加熱部位の温度検出値Ｔ_Bに比重を置いて、被加熱物Ｎの温度Ｔを推定する。
このような加熱量に基づく温度検出値Ｔ_A、Ｔ_Bの比重の軽重によれば、上式に基づく被加熱物Ｎの温度Ｔの推定値は、加熱量と加熱部位の性質を適切に反映したものとなる。すなわち、上式は、コンロ１００Ａにおいて、加熱量により火炎Ｆに供給する燃料ガスＧの量が変化するため、加熱量が小さい場合は火炎Ｆは被加熱物Ｎの底部の中央側部位に最もよく当たるが、加熱量が大きい場合は被加熱物Ｎの底部の外周側部位や周壁部位に最もよく当たるという加熱量と加熱部位の性質を適切に反映しているため、被加熱物Ｎの温度Ｔを良好に推定することができる。

なお、上記した関係情報ｐの設定や、被加熱物Ｎの温度Ｔの推定式として示したＴ＝（１−ｐ）×Ｔ_A＋ｐ×Ｔ_Bは一例に過ぎず、適宜改変が可能である。例えば、関係情報ｐを加熱量だけでなく、加熱量及び加熱開始からの時間に関係して定まる値としてもよい。

続いて、温度検出手段の異常の判断（Ｓ５）について説明する。
図７に示すように、温度検出手段の異常の判断（Ｓ５）は、温度検出値と所定の温度範囲との比較に基づく温度検出手段の異常の判断（Ｓ３）の結果、温度検出値Ｔ_A及びＴ_Bの何れか一方又はその両方が所定の温度範囲θに含まれていない場合に行われる（Ｓ３：Ｎｏ）。
バーナ３が正常に作動している場合、加熱開始から所定の時間ｔが経過すると、第１温度検出手段３０Ａの温度検出値Ｔ_A及び第２温度検出手段３０Ｂの温度検出値Ｔ_Bはいずれも、火炎Ｆによる加熱により、所定の温度範囲θ内に上昇しているはずである。従って、加熱開始から所定の時間ｔが経過しても温度検出値Ｔ_A、Ｔ_Bの何れか一方又はその両方が温度範囲θ内に到達していない場合は、当該温度検出手段３０Ａ、３０Ｂに何らかの異常が発生している可能性がある。特に、温度検出値Ｔ_A、Ｔ_Bが所定の低温側温度範囲θ_Lに留まっている場合は、当該温度検出値Ｔ_A、Ｔ_Bを検出した温度検出手段３０Ａ、３０Ｂが、短絡故障や断線故障、或いは被加熱物が温度検出手段３０Ａ、３０Ｂに当接していない等の事情により、正常に温度を検出できていない可能性がある。このような温度範囲θに基づいた異常判断を行うことで、温度検出手段３０（３０Ａ、３０Ｂ）の異常を適切に判断できる（Ｓ５）。

なお、この場合の「低温側温度範囲θ_L」は、被加熱物Ｎの温度Ｔが温度検出手段３０で検出されておらず、温度検出手段３０が単に室温を検出している場合を考慮し、本実施形態では、例えば、室温を含む０℃〜５０℃の範囲で設定している。この「低温側温度範囲θ_L」も、「所定の温度範囲θ」と同様に、室温のほか、被加熱物や調理容器の種類、加熱量等によって最適値が異なるため、使用地域や使用用途などによって適宜設定可能に構成するとよい。

コンロ１００Ａは、上記により温度検出手段３０に異常を判断すると、前面操作パネル１０５に設けられた異常報知ランプ１８を点灯させて、使用者に異常の発生を報知する。異常報知ランプ１８は、３つのコンロバーナ部１０１に対して夫々各別に備えられる。図１に示すように、異常報知ランプ１８は、例えばコンロ１００Ａにおける前面操作パネル１０５における３つのコンロバーナ部１０１の夫々に対する操作部５の近傍に設けられる。異常報知ランプ１８の点灯により、該当するコンロバーナ部１０１の温度検出手段３０が異常と判断されたことを、使用者が容易に認識できるように構成されている。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。
この第２実施形態では、温度検出手段３０以外の構成は第１実施形態と同じであるから、温度検出手段３０の構成についてのみ説明し、他は説明を省略する。

図９は、第２実施形態に係るコンロ１００Ｂの概略構成図である。コンロ１００Ｂは、第１実施形態に係るコンロ１００Ａにおいて、赤外線強度検出部４０（４０Ａ、４０Ｂ）及び温度検出部５０（５０Ａ、５０Ｂ）により非接触式温度センサとして構成した温度検出手段３０を、五徳２の小火加熱部位及び大火加熱部位の２箇所に配置した熱電対４０ａ、４０ｂにより接触式温度センサとして構成したものである。

この第２実施形態に係るコンロ１００Ｂは、熱電対４０ａ、４０ｂを五徳２上に載置された被加熱物Ｎの底部に当接させて、被加熱物Ｎの小火加熱部位、大火加熱部位の底部の温度Ｔ_a、Ｔ_bを検出する。そして、熱電対４０ａ、４０ｂで求められた被加熱物Ｎの小火加熱部位、大火加熱部位の底部の温度Ｔ_a、Ｔ_bは、燃焼制御部４に出力され、第１実施形態に係るコンロ１００Ａと同様に、被加熱物Ｎの温度Ｔの推定や温度検出手段３０（３０ａ、３０ｂ）の作動状態の判断等に用いられる。

〔別の実施形態〕
以下、本発明の別実施形態について説明する。

（１）上記実施形態では、光透過窓１４が１つの透光性部材からなる１つの窓を構成するものを例示したが、このような構成に代えて、例えば図１０に示すように、上記実施形態における前記２つの波長域λ１，λ２の夫々における赤外線検出素子の夫々に対する光透過部位に対応させて、夫々、異なる種類の透光性部材にて各別に形成される２つの窓部１４ａ、１４ｂにて光透過窓１４を構成するものでもよい。尚、この構成においては、各赤外線検出素子４２ａ，４２ｂに対する赤外線を受光するときの指向性を備えさせて、２つの窓部１４ａ、１４ｂのうちの対応する窓部を通して入射する赤外線を識別する状態で適正に検出できるようにするとよい。又、図１０に示すように、各赤外線検出素子４２ａ，４２ｂに対する赤外線入射方向を第１実施形態のように鉛直方向にするものに代えて斜め方向に設定するようにしてもよい。

（２）上記実施形態では、前記天板の一部に、天板を構成する材質とは異なる透光性材料からなる光透過窓を形成する構成としたが、このような構成に代えて、前記天板を赤外線が透過する透光性材料、例えば結晶化ガラス等を用いて構成して、天板における外周部縁部を矩形状に設けられた補強用の枠体にて囲む状態で構成して、その補強用の枠体にて囲まれる平板面形成箇所の全体により前記光透過窓を形成する構成としてもよい。

（３）上記実施形態では、赤外線強度検出手段が、２個のバンドパスフィルタ４１ａ、４１ｂを通過した赤外線を各別に検出する２個の赤外線検出素子４２ａ、４２ｂを備えて、被加熱物Ｎから放射される赤外線における互いに異なる２つの波長域夫々についての赤外線強度を検出するように構成したが、このような構成に代えて、１つの赤外線検出素子に対して２個のバンドパスフィルタが交互に作用するように位置を切り換えて、その切り換えた状態の夫々における赤外線検出素子の検出値を用いて、互いに異なる波長域の赤外線強度を検出する構成としてもよい。

（４）上記実施形態では、温度検出手段３０により温度を求める処理として、被加熱物Ｎの温度Ｔを２つの波長域夫々についての赤外線強度の比に基づいて求める構成としたが、このような構成に代えて次のように構成してもよい。
例えば、予め、放射率の異なる複数の被加熱物Ｎを用いて、被加熱物Ｎの温度Ｔを複数の温度に異ならせて、複数の温度夫々について、前記複数の波長域夫々についての赤外線強度を得て、そのように得た前記複数の波長域夫々についての赤外線強度を、前記複数の温度夫々に対応させた状態でマップデータにして記憶させておく。そして、前記マップデータから、前記赤外線強度検出手段で検出される前記複数の波長域夫々についての赤外線強度の関係に一致する又は類似する赤外線強度の関係を求めると共に、その求めた赤外線強度の関係に対応する温度を求め、その求めた温度を被加熱物Ｎの温度Ｔとするように構成する。
ちなみに、この場合は、前記複数の波長域としては、上記実施形態のように２つの波長域でも良いし、３つ以上の波長域でも良い。

（５）上記実施形態では、温度検出値に基づいて温度検出手段３０の作動状態を判断する構成を例示したが、例えば上記第１実施形態において、光透過窓１４が汚れている汚れ状態であるか否かを検出する汚れ状態検出手段を備え、光透過窓１４が汚れ状態と検出された場合には、温度検出手段３０の作動を異常と判断する構成としてもよい。

（６）上記実施形態では、温度検出手段３０を異常と判断した場合には、異常報知ランプ１８により使用者に異常判断を報知する構成を例示したが、使用者への報知は一例に過ぎない。使用者への報知に代えて、或いは、使用者への報知に加えて、例えば、温度推定手段６０で推定された被加熱物Ｎの温度Ｔに基づいて前記燃料供給断続弁１２、前記燃料供給量調節弁１３等を制御することで被加熱物Ｎの温度Ｔの自動制御や被加熱物Ｎの過昇温時の緊急停止制御等を行うといったように、加熱手段の作動を制御する構成としてもよい。

（７）上記実施形態では、異常報知ランプ１８により使用者に異常判断を報知する構成を例示したが、異常報知ランプ１８は一例に過ぎない。例えば、音声によって異常を報知するブザーやスピーカで構成してもよい。

３バーナ（加熱手段）
５操作部（加熱状態調整手段）
３０温度検出手段
３０Ａ第１温度検出手段
３０Ｂ第２温度検出手段
４０、４０Ａ、４０Ｂ赤外線強度検出部（温度検出手段）
４０ａ、４０ｂ熱電対（温度検出手段）
５０、５０Ａ、５０Ｂ温度検出部（温度検出手段）
６０温度推定手段
６５記憶手段
１００燃焼式加熱装置
１００Ａ、１００Ｂコンロ（燃焼式加熱装置）
Ｎ被加熱物

Claims

被加熱物を加熱する加熱手段と、
前記被加熱物の特定部位の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段により検出した前記被加熱物の特定部位の温度に基づいて、前記被加熱物の温度を推定する温度推定手段とを備え、
加熱量が小さい小火加熱状態で前記被加熱物が加熱される小火加熱部位と、加熱量が大きい大火加熱状態で前記被加熱物が加熱される大火加熱部位とが異なる燃焼式加熱装置であって、
前記温度検出手段として、前記小火加熱部位の温度を検出する第１温度検出手段と、前記大火加熱部位の温度を検出する第２温度検出手段とを備え、
前記温度推定手段が、前記第１温度検出手段の温度検出値及び前記第２温度検出手段の温度検出値に基づいて、前記被加熱物の温度を推定するものであり、
前記被加熱物の加熱量を調整する加熱状態調整手段と、
前記加熱状態調整手段で調整された前記加熱量と、前記第１温度検出手段の温度検出値及び前記第２温度検出手段の温度検出値に基づいて、前記被加熱物の温度を推定可能な関係情報を記憶した記憶手段とを備え、
前記温度推定手段は、前記関係情報として、前記加熱状態調整手段で調整された前記加熱量が大きいほど第２温度検出手段の温度検出値の比重を大きくされたものを使用し、前記加熱状態調整手段で調整された前記加熱量が小さいほど第１温度検出手段の温度検出値の比重を大きくされたものを使用して、前記被加熱物の温度を推定する燃焼式加熱装置。
前記第１温度検出手段の温度検出値及び前記第２温度検出手段の温度検出値が、所定の温度範囲内であることを条件として、前記温度推定手段が、前記第１温度検出手段の温度検出値及び前記第２温度検出手段の温度検出値に基づいて、前記被加熱物の温度を推定する請求項１に記載の燃焼式加熱装置。
前記第１温度検出手段の温度検出値及び前記第２温度検出手段の温度検出値の何れか一方又はその両方が、加熱開始から所定の時間が経過しても所定の低温側温度範囲に留まる場合に、当該温度検出値を検出した温度検出手段が異常であると判断する請求項１又は２に記載の燃焼式加熱装置。
前記温度検出手段が、非接触式温度センサ又は接触式温度センサである請求項１〜３のいずれか一項記載の燃焼式加熱装置。