JP5839492B2 - ガスコンロ - Google Patents

Description

本発明は、天板上の五徳に載置した調理容器を加熱するバーナと、調理容器の温度を検出する鍋底温度センサとを備えるガスコンロに関する。

従来、この種のガスコンロとして、調理容器の温度を所定の設定温度範囲内に維持する温調制御を行うため、バーナへのガス供給路に、鍋底温度センサの検出温度が設定温度範囲の上限温度以上になったときに閉弁し、鍋底温度センサの検出温度が設定温度範囲の下限温度以下になったときに開弁する制御弁と、制御弁に並列のオリフィスとを設けたものが知られている(例えば、特許文献１参照)。このものでは、鍋底温度センサの検出温度が上限温度以上になると、制御弁の閉弁でバーナへの供給ガス量がオリフィスにより規定される最小量に制限され、バーナの火力が弱火になって調理容器の温度が低下し、鍋底温度センサの検出温度が下限温度以下になって制御弁が開弁されたところで、バーナの火力が強火になって調理容器の温度が上昇する。

ここで、従来は、制御弁として、通電により開弁動作或いは閉弁動作し、通電停止で開弁状態或いは閉弁状態に保持される自己保持型電磁弁を用い、制御弁の消費電力を低減している。

ところで、設定温度範囲が比較的低温である場合にも、上限温度に対する調理容器温度のオーバーシュートを小さくして温調性能を向上できるようにするには、オリフィスで規定する最小ガス量を可及的に小さくすることが望まれる。然し、制御弁たる電磁弁の閉弁でバーナへの供給ガス量を急激に減少させた場合、バーナに供給される一次空気が慣性の影響で急激には減少しないことから、瞬間的に空気過剰になってバーナの失火を生じやすくなるため、最小ガス量を然程小さくは設定できない。

特開２０１０−１３９１８９号公報

本発明は、以上の点に鑑み、制御弁の消費電力を低減し、且つ、オリフィスで規定する最小ガス量を可及的に小さく設定して温調性能を向上できるようにしたガスコンロを提供することをその課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は、天板上の五徳に載置した調理容器を加熱するバーナと、調理容器の温度を検出する鍋底温度センサとを備えるガスコンロであって、バーナへのガス供給路に、鍋底温度センサの検出温度が所定の設定温度範囲の上限温度以上になったときに閉弁し、鍋底温度センサの検出温度が設定温度範囲の下限温度以下になったときに開弁する制御弁と、制御弁に並列のオリフィスとを設けるものにおいて、制御弁は、内部に弁室と弁室の一端の端壁に設けた弁座と弁座に形成した弁孔とを有する弁筐と、弁室の他端側の端面に装着したダイヤフラムと、弁座に対向するようにダイヤフラムに設けた弁体部と、モータと、モータの正逆転により弁体部が弁座に接近離隔するようにダイヤフラムを変位させる送りねじ機構とを備える電動式ダイヤフラム弁で構成され、前記ダイヤフラム弁は、前記弁座に対する前記弁体部の芯ずれを阻止する芯出し部材を備え、前記芯出し部材は、前記弁体部の外周に装着した、前記弁室の周壁面に摺接する座金で構成され、この座金に、弁体部が前記弁座に着座して所定量圧縮されたところで弁室の端壁に当接するストッパ部が設けられることを特徴とする。

電動式ダイヤフラム弁から成る制御弁は、モータの回転によりある程度時間をかけて開弁状態から閉弁することになる。そのため、本発明によれば、オリフィスで規定する最小ガス量をかなり小さく設定しても、制御弁の閉弁に際し、バーナへの供給ガス量を緩やかに減少させて失火を防止できる。従って、最小ガス量を可及的に小さく設定でき、設定温度範囲を比較的低温に設定する場合でも、上限温度に対する調理容器温度のオーバーシュートを低減して温調性能を向上できる。

また、電動式ダイヤフラム弁は、開閉動作時にモータに通電するだけであって、通電しなくても開弁状態及び閉弁状態に保持されるため、消費電力を低減できる。更に、電動式ダイヤフラム弁は、ダイヤフラムを具備しない通常の電動弁と異なり、送りねじ機構の配置部が弁室に対しダイヤフラムで気密にシールされるため、送りねじ機構にモータへのガスリークを防止するシール部材を組み込む必要がない。従って、シール部材との摩擦による電力ロスも発生せず、通常の電動弁よりも消費電力を低減できる。

ところで、電動式ダイヤフラム弁をダイヤフラムの変位方向が水平になる横向き姿勢で配置した場合、ダイヤフラムの自重による撓みで弁体部が弁座に対し芯ずれして、閉弁時のシール性が悪くなる可能性がある。そのため、弁座に対する弁体部の芯ずれを阻止する芯出し部材を備えることが望ましい。

そして、上記の如く、芯出し部材を、弁体部の外周に装着した、弁室の周壁面に摺接する座金で構成して、この座金に、弁体部が弁座に着座して所定量圧縮されたところで弁室の端壁に当接するストッパ部を設ければ、送りねじ機構を介してダイヤフラムに作用する軸方向押圧力が大きくなっても、弁体部が過度に圧縮されることを防止して、弁の耐久性を向上できる。

また、オリフィスは、制御弁から分離独立して設けてもよいが、弁筐に、弁孔に並列の通路孔を形成し、或いは、弁体部に弁室と弁孔とを連通する通路孔を形成し、これら連通孔にオリフィスを設けてもよい。

本発明の実施形態のガスコンロの断面図。 図１のガスコンロで行う温調制御の内容を示すフロー図。 図１のガスコンロで用いる制御弁の第１実施形態の断面図。 制御弁の第２実施形態の断面図。 制御弁の第３実施形態の断面図。

図１を参照して、１は、図示省略したコンロ本体の上面を覆う天板を示している。天板１には、バーナ用開口１ａが開設されており、コンロ本体に、バーナ用開口１ａに臨むようにバーナ２を設置している。天板１上には、環状の五徳枠３１に放射状に複数の五徳爪３２を取り付けて成る五徳３がバーナ２を囲うようにして設置されており、五徳３に載置する鍋等の調理容器がバーナ２で加熱される。

バーナ２は、混合管２１に連なる環状のバーナボディ２２と、バーナボディ２２上に載置され、バーナボディ２２との間に炎口２３ａを画成する環状のバーナキャップ２３と、バーナキャップ２３上に載置され、バーナキャップ２３との間に二次空気通路を画成する環状の二次空気ガイド板２４とを備える公知の環状バーナで構成されている。また、バーナ２の外周には、点火電極２５と火炎検知のための熱電対２６とが付設されている。

バーナ２に対するガス供給路４には、上流側から順に、バーナ２の失火で熱電対２６の起電力が所定レベル以下になったときに閉弁する電磁安全弁４１と、コンロ本体前面の図示省略した操作ボタンによる点火操作で開弁され消火操作で閉弁される手動の主弁４２と、コンロ本体前面の図示省略した火力調節レバーに連動する手動の流量調節弁４３と、制御弁４４と、制御弁４４に並列のオリフィス４５とが設けられている。

また、バーナ２で囲われるバーナ内方空間を通してバーナ２の上方に突出する鍋底温度センサ５が設置されている。鍋底温度センサ５は、バーナ内方空間に挿通される上下方向に長手の支持パイプ５１と、支持パイプ５１の上端部に支持される感熱ヘッド５２とを備えている。支持パイプ５１は、図示省略した固定具でバーナ２に対し固定される。感熱ヘッド５２は、調理容器の底面に当接する集熱板５２ａと、集熱板５２ａで上端が閉塞される内筒５２ｂと、内筒５２ｂを囲う遮熱用の外筒５２ｃとを備え、集熱板５２ａの下面に、集熱板５２ａを介して調理容器の温度を検出するサーミスタ等の感熱素子５３が取り付けられている。

内筒５２ｂは、支持パイプ５１の上端に固定したばね受け５４ａに上下動自在に外挿されており、このばね受け５４ａと集熱板５２ａとの間にばね５４を介設して、支持パイプ５１に対し感熱ヘッド５２をばね５４により上方に付勢している。また、内筒５２ｂの下端部には縮径した段差部５２ｄが形成されており、五徳３に調理容器を載せない自由状態では、感熱ヘッド５２がばね受け５４ａの下面への段差部５２ｄの当接で規制される上動端位置に保持される。この上動端位置では、感熱ヘッド５２が五徳３よりも上方に突出している。そして、五徳３に調理容器を載置したとき、感熱ヘッド５２が調理容器の底面に当接してばね５４の付勢力に抗して押し下げられ、集熱板５２ａがばね５４の圧縮反力で調理容器の底面に確実に当接するようにしている。

感熱素子５３からのびるリード線５３ａは、支持パイプ５１に挿通され、その下端から外部に引き出されて制御手段たるコントローラ６に接続される（図１参照）。尚、リード線５３ａには、断熱被覆５３ｂが外挿されている。

コントローラ６は、コンロ前面の操作部で加熱モードとして温調モードが選択された場合、鍋底温度センサ５（感熱素子５３）の検出温度に基づく温調制御を行う。温調制御では、図２に示す如く、ＳＴＥＰ１において、鍋底温度センサ５の検出温度Ｔが所定の設定温度範囲の上限温度ＹＴｍａｘ以上になったか否かを判別し、Ｔ≧ＹＴｍａｘになったとき、ＳＴＥＰ２に進んで制御弁４４を閉弁させる。次に、ＳＴＥＰ３に進み、鍋底温度センサ５の検出温度Ｔが設定温度範囲の下限温度ＹＴｍｉｎ以下になったか否かを判別し、Ｔ≦ＹＴｍｉｎになったとき、ＳＴＥＰ４に進んで制御弁４４を開弁させた後、ＳＴＥＰ１に戻る。

制御弁４４を閉弁させると、バーナ２への供給ガス量がオリフィス４５で規定する最小ガス量に制限され、バーナ２の火力低下により鍋底温度センサ５で検出される調理容器温度が次第に低下する。ここで、設定温度範囲が比較的低温に設定された場合、上限温度ＹＴｍａｘに対する調理容器温度のオーバーシュートを小さくして温調性能を向上できるようにするには、オリフィス４５で規定する最小ガス量を可及的に小さくすることが望まれる。然し、制御弁４４の閉弁でバーナ２への供給ガス量を急激に減少させた場合、バーナ２の失火を生じやすくなる。そこで、本実施形態では、オリフィス４５で規定する最小ガス量を可及的に小さく設定しても失火を防止できるように、制御弁４４を電動式ダイヤフラム弁で構成している。

制御弁４４たる電動式ダイヤフラム弁は、図３に示す如く、ガス入口４４１ａとガス出口４４１ｂとを有する弁筐４４１を備えている。弁筐４４１の内部には、ガス入口４４１ａに連通する弁室４４１ｃと、弁室４４１ｃの一端の端壁４４１ｄに設けた弁座４４１ｅと、弁座４４１ｅに形成した、弁室４４１ｃとガス出口４４１ｂとを連通する弁孔４４１ｆとが設けられている。

また、弁筐４４１には、弁室４４１ｃとガス出口４４１ｂとを連通する、弁孔４４１ｆに並列の通路孔４４１ｇが形成されており、この通路孔４４１ｇにオリフィス４５を設けている。即ち、通路孔４４１ｇの一部をオリフィス４５となる小径孔に形成している。

電動式ダイヤフラム弁は、更に、弁室４４１ｃの他端側の端面に装着したダイヤフラム４４２と、弁座４４１ｅに対向するようにダイヤフラム４４２に設けた弁体部４４３と、ステッピングモータ等から成るモータ４４４と、モータ４４４の正逆転により弁体部４４３が弁座４４１ｅに接近離隔するようにダイヤフラム４４２を変位させる送りねじ機構４４５とを備えている。

弁筐４４１の外面には、ダイヤフラム４４２の周縁部を弁筐４４１との間に挟むようにしてダイヤフラムカバー４４６が取り付けられており、このダイヤフラムカバー４４６の外端部にモータ４４４が搭載されている。送りねじ機構４４５は、モータ４４４の出力軸上のねじ軸４４５ａと、ねじ軸４４５ａに螺合するナット４４５ｂとで構成されている。ナット４４５ｂは、ダイヤフラムカバー４４６に回り止めした状態で摺動自在に収納されており、モータ４４４によるねじ軸４４５ａの正逆転でナット４４５ｂが軸方向に進退する。

ダイヤフラム４４２の外面には、金属製又は硬質樹脂製のプレート４４２ａが固定されている。そして、ダイヤフラム４４２に作用する弁室４４１ｃ内のガス圧でプレート４４２ａをナット４４５ｂに押接させ、ナット４４５ｂの進退動作に追従してダイヤフラム４４２が弁座４４１ｅに接近する閉じ側と、弁座４４１ｅから離隔する開き側とに変位するようにしている。

ここで、電動式ダイヤフラム弁から成る制御弁４４は、モータ４４４の回転によりある程度時間をかけて開弁状態から閉弁することになる。そのため、オリフィス４５で規定する最小ガス量をかなり小さく設定しても、制御弁４４の閉弁に際し、バーナ２への供給ガス量を緩やかに減少させて失火を防止できる。従って、最小ガス量を可及的に小さく設定でき、設定温度範囲を比較的低温に設定する場合でも、上限温度に対する調理容器温度のオーバーシュートを低減して温調性能を向上できる。

また、電動式ダイヤフラム弁は、開閉動作時にモータ４４４に通電するだけであって、通電しなくても開弁状態及び閉弁状態に保持されるため、消費電力を低減できる。更に、電動式ダイヤフラム弁は、ダイヤフラムを具備しない通常の電動弁と異なり、送りねじ機構４４５の配置部が弁室４４１ｃに対しダイヤフラム４４２で気密にシールされるため、送りねじ機構４４５にモータ４４４へのガスリークを防止するシール部材を組み込む必要がない。従って、シール部材との摩擦による電力ロスも発生せず、通常の電動弁よりも消費電力を低減できる。そのため、制御弁４４を電動式ダイヤフラム弁とすることは、電源を乾電池とする場合に特に有利である。

尚、軸方向に進退する送りねじ機構４４５の出力部材であるナット４４５ｂをダイヤフラム４４２に固定することも可能であるが、これでは、モータ４４４の正転と逆転の切換え時に、ナット４４５ｂがこれを回り止めするガイド部材であるダイヤフラムカバー４４６との間の摺動クリアランス分だけ回転したときに、ダイヤフラム４４２がねじられてしまい、耐久性が悪化する。これに対し、本実施形態では、ナット４４５ｂとダイヤフラム４４２とが相対回転自在に連結されているため、ダイヤフラム４４２がねじれることはない。

ところで、電動式ダイヤフラム弁から成る制御弁４４をダイヤフラム４４２の変位方向が水平になる横向き姿勢で配置した場合、ダイヤフラム４４２の自重による撓みで弁体部４４３が弁座４４１ｅに対し芯ずれして、閉弁時のシール性が悪くなる可能性がある。そのため、弁座４４１ｅに対する弁体部４４３の芯ずれを阻止する芯出し部材を備えることが望ましい。

本実施形態では、芯出し部材を、弁体部４４３の外周に装着した、弁室４４１ｃの周壁面に摺接する座金４４７で構成している。座金４４７には、弁体部４４３が弁座４４１ｅに着座して所定量圧縮されたところで弁室４４１ｃの端壁４４１ｄに当接するストッパ部４４７ａが設けられている。これによれば、送りねじ機構４４５を介してダイヤフラム４４２に作用する軸方向押圧力が大きくなっても、ストッパ部４４７ａが端壁４４１ｄに当接することで、弁体部４４３が過度に圧縮されることを防止して、弁の耐久性を向上できる。

次に、図４に示す第２実施形態の電動式ダイヤフラム弁（制御弁）４４について説明する。この電動式ダイヤフラム弁４４の基本的な構造は、上記第１実施形態の電動式ダイヤフラム弁と特に異ならず、上記第１実施形態と同様の部材、部位に上記と同一の符号を付している。

第２実施形態の電動式ダイヤフラム弁４４では、弁体部４４３に、弁室４４１ｃと弁孔４４１ｆとを連通する通路孔４４３ａを形成し、この通路孔４４３ａにオリフィス４５を設けている。即ち、通路孔４４３ａの一部をオリフィス４５となる小径孔に形成している。

また、第２実施形態の電動式ダイヤフラム弁４４では、弁室４４１ｃの端壁４４１ｄとダイヤフラム４４２との間にスプリング４４８を介設している。そして、スプリング４４８の両端が端壁４４１ｄ及びダイヤフラム４４２に対し径方向に位置ずれしないようにしている。これによれば、スプリング４４８が弁座４４１ｅに対する弁体部４４２ａの芯ずれを阻止する芯出し部材として機能する。

尚、閉弁中に弁体部４４３が弁座４４１ｅに粘着した場合、上記第１実施形態のものでは、開き方向（弁体部４４３が弁座４４１ｅから離隔する方向）にナット４４５ｂを移動させても、ダイヤフラム４４２が追従して変位せず、開弁不能になる可能性がある。これに対し、第２実施形態では、ダイヤフラム４４２がスプリング４４８で開き方向に付勢されるため、弁体部４４３が弁座４４１ｅに粘着しても開弁させることができ、有利である。

次に、図５に示す第３実施形態の電動式ダイヤフラム弁４４について説明する。第３実施形態の電動式ダイヤフラム弁４４では、弁体部４４３に、弁孔４４１ｆに挿入されるテーパ状のニードル部４４３ｂが設けられている。ニードル部４４３ｂは、弁座４４１ｅに対する弁体部４４３の芯ずれを阻止する芯出し部材として機能する。また、ニードル部４４３ｂを設けることにより、電動式ダイヤフラム弁４４で流量調節することが可能になる。

尚、ニードル部４４３ｂは、弁体部４４３と一体に形成することも可能であるが、図５に示すものでは、弁体部４４３に貫通する軸部をプレート４４２ａに一体に突設し、この軸部の先端をテーパ状に形成してニードル部４４３ｂとしている。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記実施形態では、鍋底温度センサ５として、調理容器の底面に当接する接触式センサを用いているが、赤外線等を利用した非接触式センサで鍋底温度センサを構成してもよい。

１…天板、２…バーナ、３…五徳、４…ガス供給路、４４…制御弁、４４１…弁筐、４４１ｃ…弁室、４４１ｄ…端壁、４４１ｅ…弁座、４４１ｆ…弁孔、４４１ｇ…通路孔、４４２…ダイヤフラム、４４３…弁体部、４４３ａ…通路孔、４４３ｂ…ニードル部（芯出し部材）、４４４…モータ、４４５…送りねじ機構、４４７…座金（芯出し部材）、４４７ａ…ストッパ部、４４８…スプリング（芯出し部材）、４５…オリフィス、５…鍋底温度センサ。

Claims (1)

1. 天板上の五徳に載置した調理容器を加熱するバーナと、調理容器の温度を検出する鍋底温度センサとを備えるガスコンロであって、
   バーナへのガス供給路に、鍋底温度センサの検出温度が所定の設定温度範囲の上限温度以上になったときに閉弁し、鍋底温度センサの検出温度が設定温度範囲の下限温度以下になったときに開弁する制御弁と、制御弁に並列のオリフィスとを設けるものにおいて、
   制御弁は、内部に弁室と弁室の一端の端壁に設けた弁座と弁座に形成した弁孔とを有する弁筐と、弁室の他端側の端面に装着したダイヤフラムと、弁座に対向するようにダイヤフラムに設けた弁体部と、モータと、モータの正逆転により弁体部が弁座に接近離隔するようにダイヤフラムを変位させる送りねじ機構とを備える電動式ダイヤフラム弁で構成され、
   前記ダイヤフラム弁は、前記弁座に対する前記弁体部の芯ずれを阻止する芯出し部材を備え、
   前記芯出し部材は、前記弁体部の外周に装着した、前記弁室の周壁面に摺接する座金で構成され、この座金に、弁体部が前記弁座に着座して所定量圧縮されたところで弁室の端壁に当接するストッパ部が設けられることを特徴とするガスコンロ。
   

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