JP6066345B2

JP6066345B2 - ガスコンロ装置

Info

Publication number: JP6066345B2
Application number: JP2014206114A
Authority: JP
Inventors: 近藤　秀幸; 秀幸近藤
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2014-10-07
Filing date: 2014-10-07
Publication date: 2017-01-25
Anticipated expiration: 2034-10-07
Also published as: KR20160041782A; KR101727156B1; JP2016075427A

Description

本発明は、複数個のガスバーナを備え、それらのガスバーナの各々にガスを並列に分岐するガス供給路に火力調節装置を設けたガスコンロ装置に関する。

ガスコンロ装置に組み込まれる火力調節装置として、ガスの通路面積を増減することによりガスの流量を調節するものが知られている。ガスの通路面積を増減する構造は複数種類提案されているが、そのうちの一つとして、ガスの通路である弁口に対して進退自在に保持されたニードル弁を有し、このニードル弁を弁口に対して進退させることにより弁口とニードル弁との間を通過するガスの流量を調節するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

一方、１個のガスバーナの火力調節範囲は広く、かつ最小火力は小さい方がガスバーナの使い勝手がよい。最小火力に絞られた燃焼状態ではガスバーナには最小流量のガスが供給される。このように最小流量のガスを供給するためには、ニードル弁と弁口との隙間をできるだけ狭くする必要があるが、その隙間が少しでも変化するとガスの流量の変化割合が大きくなり最小火力が安定しない。

そこで、ニードル弁を弁体に着座させ、ニードル弁と弁口との間のガス通路を閉鎖した状態で最小流量のガスを通過させるオリフィスをニードル弁に形成している。すなわち、最小火力にする際には、ニードル弁で弁口を完全に閉鎖して、ニードル弁に形成されたオリフィスにガスを通してガスバーナにガスを供給している。オリフィスの直径は変化しないので、最小火力時に安定した流量のガスをガスバーナに供給することができる。

特開２０１１−１０６８０６号公報（図３）

上記従来のものでは最小火力の安定のため、ニードル弁にオリフィスを設けたが、そのため、ニードル弁で弁口を完全に閉塞してもオリフィスを通ってガスがガスバーナに供給されるため、ガスの供給を完全に停止することができない。

そこで、ニードル弁を閉弁しオリフィスのみを通してガスを供給する最小流量状態で、そのオリフィスを閉鎖できる機構を設ければ、最小流量と最大流量との間での流量調節機能に加えて、ガスの流れを完全に遮断する全閉機能を付加することができる。

ところが、オリフィスを閉鎖するためには、新たな弁体をオリフィスの開口に押接することによってオリフィスを閉鎖することになるが、使用回数が多くなると、その新たに追加した弁体が摩耗し、オリフィスの開口を完全に閉鎖できなくなるおそれが生じる。

オリフィスを完全に閉鎖できなくなると、このオリフィスに対して上流側に取り付けた電磁安全弁や元弁が開弁したまま閉弁できなくなる開弁故障が生じた場合に、オリフィスを通って漏出するガス量が微量であるため、ガスバーナは消火するものの、ガスバーナを消火状態にしたにもかかわらず、微量のガスがオリフィスを通って漏出し続けるという不具合が生じる。

そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、全閉機能の寿命が来た時に、電磁安全弁や元弁に開弁故障が生じたとしても、ガスバーナへのガスの漏出を防止することができるガスコンロ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に本発明による火力調節装置は、複数個のガスバーナを備え、それらの各ガスバーナにガスを並列に分岐するガス供給路の各々に火力調節装置を設け、この火力調節装置内に、電磁安全弁と閉弁機能を備えた流量調節部とを直列に配置し、火力調節装置に設けられた流量調節部を操作すると、その操作に応じて電動アクチュエータによって流量調節部の開度を変更してガスバーナの火力を調節する制御部を設けたガスコンロ装置であって、予め定めた重大事象がいずれかの火力調節装置に発生したと制御部が判断すると、制御部は、その火力調節装置の流量調節部を全閉とするものにおいて、上記制御部は使用開始からの上記各流量調節部の使用量をカウントし、そのカウント値が、火力調節装置の寿命として予め設定されたカウント値に到達すると、それ以降に上記重大事象がその火力調節装置に発生したと制御部が判断したときに、その火力調節装置の流量調節部の開度をガスバーナに炎が残る最小流量以上の所定の開度で保持するようにしたことを特徴とする。

全閉機能が寿命で損なわれると、微量のガスが漏出するおそれがある。そのような状態で全閉状態にするとガスバーナは消火するものの、ガスバーナへのガスの漏出を完全に防止できない。そのため、電磁安全弁や元弁が開弁故障すれば、使用者が気づくことなくガスバーナから微量のガスが漏出するおそれがある。そこで、上記構成では、全閉状態になることを禁止するので、電磁安全弁や元弁が開弁故障した場合にはガスバーナは消火せず、炎が残ることになる。したがって、ガスバーナへのガスの漏出を防止することができる。また、消火動作をしたにもかかわらすガスバーナに炎が残ることによって、使用者はガスコンロ装置に異常が生じたことを察知することになる。

以上の説明から明らかなように、本発明は、流量調節部の全閉機能が寿命で損なわれたときに、電磁安全弁や元弁が開弁故障しても、ガスバーナへのガスの漏出を防ぐことができる。

本発明が適用されるガスコンロガスコンロ内の配管状態を示す図本発明による火力調節装置の外観図 IV-IV断面図弁体をニードル弁との外観を示す分解斜視図弁体とニードル弁との移動を示すIV-IV断面図作動回数に関する制御を示すフロー図流量調節部の他の形態を示す図

図１を参照して、１は本発明によるガスコンロ装置（以下、単にガスコンロという）であり、作動電源として図示しない乾電池を内蔵している。このガスコンロ１の上面には天板１１が設けられており、その天板１１には３個のガスバーナ１１ａ、１１ｂ、１１ｃが設けられている。一方、このガスコンロ１の前面パネル１２には各ガスバーナ１１ａ、１１ｂ、１１ｃの点消火操作及び火力調節操作を行うための火力調節装置１３ａ、１３ｂ、１３ｃが設けられている。また、前面パネル１２の略中央にはグリル庫１４が設けられており、グリル庫１４内には上火バーナ１４ａと下火バーナ１４ｂとが設置されている。そして、上火バーナ１４ａと下火バーナ１４ｂの点消火及び火力調節は火力調節装置１５によって行われる。

図２を参照して、本実施の形態では、ガスの供給管路は４本に並列に分岐され、その分岐された供給管路の各々に火力調節装置１３ａ、１３ｂ、１３ｃ，１５が設けられている。火力調節装置１３ａを例に説明すると、火力調節装置１３ａ内には点消火を行うための開閉弁部２と火力調節を行うための流量調節部３とを備えている。

開閉弁部２内には手動操作により開弁される元弁２１ａと電磁安全弁の弁体２２ａとが直列に設けられている。一方、流量調節部３にはステッピングモータ３１が連結されており、ステッピングモータ３１を駆動させることにより流量を増減するように構成されている。なお、火力調節装置１３ｂ、１３ｃは共に火力調節装置１３ａと同じ構造である。一方、火力調節装置１５は開閉弁部２は同じ構造であるものの流量調節部３の構造が他のものと相違する。

火力調節装置１５の流量調節部３は並列な２系統に分岐され、その各々に電磁力によって開閉する開閉弁１５ａ、１５ｂが設けられ、かつ、両開閉弁１５ａ、１５ｂをバイパスするオリフィス１６が設けられている。従って、例えば開閉弁１５ａが開弁すれば上火バーナ１４ａの火力は強火になり、開閉弁１５ａが閉弁すればオリフィス１６を通るガスによって弱火になる。

火力調節装置１３ａを例に、以下にその構造を説明する。

１０１は流量調節部３の一部である操作つまみで有り、点消火時に押し込まれ、また火力調節時には外周面をつままれて回動されるものである。この操作つまみ１０１の内側には操作つまみ１０１と一体となって進退し、かつ回動する内部材１０２が連結されており、この内部材１０２は回動部材１０４に対して前後方向に移動自在に係合している。そして、内部材１０２と回動部材１０４との間にはコイルバネ１０３が縮設されており、操作つまみ１０１は内部材１０２を介して常に前方に向かって付勢されている。なお、本実施の形態では、操作つまみ１０１と内部材１０２との２個の部材で構成したが、両者を合体させ、操作つまみのみの１個の部材で構成してもよい。

操作つまみ１０１を回動すると、内部材１０２に係合している回動部材１０４が回動する。この回動部材１０４にはギヤ部１０４ａが設けられており、回動部材１０４が回動すると、ギヤ部１０４ａに噛合しているピニオン１０５が回転する。このピニオン１０５はロータリエンコーダ１０６の回転軸１０６ａに嵌着されているので、ピニオン１０５が回転すると、その回転角度に応じたパルス信号がロータリエンコーダ１０６から出力される。

そのパルス信号は図外の制御部に入力され、流量調節部３のステッピングモータ３１が制御部によって駆動される。

図４を参照して、ステッピングモータ３１の回転軸３１ａにはネジ部材３２が取り付けられており、このネジ部材３２は摺動子３３に螺合している。この摺動子３３は回り止めされているので、ネジ部材３２が回転軸３１ａと共に回転すると、摺動子３３は図において左右方向に進退移動する。

摺動子３３はダイヤフラム３４によってガス通路側に対して隔絶されており、ダイヤフラム３４のガス通路側の中心部分には押し部材３５が取り付けられている。一方、流入口３ａから弁口３ｂに至るガス通路内にはニードル弁４と弁体５とが収納されている。なお、本実施の形態では、ステッピングモータ３１を用いたが、ステッピングモータ３１の代わりに電動アクチュエータを用いてもよい。

ニードル弁４には弁口３ｂを確実に閉塞するための弁部材４１が嵌着されており、かつ、ニードル弁４を常に開弁方向に付勢する第１のバネ４２が設けられている。また、ニードル弁４の内部には、ニードル弁４が弁口３ｂを完全に閉塞した状態であっても最小流量のガスをガスバーナ（図示せず）に流すオリフィス４３が形成されている。

このニードル弁４の内部には別部材である弁体５が収納されており、ニードル弁４と弁体５との間には第２のバネ５０が配設されている。この第２のバネ５０の付勢力は上記第１のバネ４２の付勢力より大きくなるように設定されている。また、弁体５の先端５１はオリフィス４３を開閉する部分であるが、この先端５１は球面形状に形成されている。そして、オリフィス４３の入り口には円錐凹部４５が形成されており、弁体５の先端５１がこの円錐凹部４５内に嵌まり込むことによりオリフィス４３が閉鎖される。なお、このように円錐凹部４５内に球面形状の先端５１が嵌まり込むように構成したので、ニードル弁４の姿勢が傾いていても、先端５１で円錐凹部４４を押すことにより求心され、ニードル弁４の姿勢がまっすぐに矯正される。なお、本実施の形態では、ニードル弁４側に円錐凹部４４を形成し弁体５側に球面形状の先端５１を形成したが、逆にニードル弁４側に球面形状の突起を形成し、弁体５側にその球面形状の突起に係合する円錐凹部を形成してもよい。

図５を合わせて参照して、ニードル弁４にはストッパ部となる１対の窓穴４４が形成されており、弁体５に形成された１対の係合片５２が各々窓穴４４内に入っている。

図４に示した状態では、摺動子３３が前進端まで移動し、ガスバーナには全くガスが供給されない。その状態から摺動子３３を後退させていくと、最初にオリフィス４３が開放され、続いて弁口３ｂが開弁し、最後に弁口３ｂの開度が最大となってガスバーナに最大流量のガスが供給される状態になる。

以上の動作を、図６を参照して説明する。本図(ａ)に示す状態は最小流量状態、すなわち最小火力に相当する状態であり、摺動子３３を後退させ、オリフィス４３を開放した状態を示している。ただし、上記のように、第２のバネ５０の付勢力が第１のバネ４２の付勢力より大きくなるように設定しているので、摺動子３３が後退しても、弁体５が後退するだけで、ニードル弁４は第２のバネ５０の反力によって閉弁側に押され、弁口３ｂを閉鎖したままの状態で動かない。

（ｂ）に示すように、摺動子３３をさらに後退させると、係合片５２が窓穴４４の内壁に当接する。すると第２のバネの付勢力は窓穴４４の内壁が受けることになるので、ニードル弁４は第１のバネ４２の付勢力によって開弁方向に移動する。その結果、弁部材４１は弁口３ｂを閉鎖していた状態から離れ、ガスは弁口３ｂとニードル弁４との間に形成される環状の隙間を通ってガスバーナへと流れる。

さらに摺動子３３を後退させると、環状の隙間の幅が拡がり、（ｃ）に示す、開度が最大の状態、すなわち最大火力状態になり、ガスバーナには最大流量のガスが供給される。

なお、上記実施の形態では弁部材４１をニードル弁４に嵌着させたが、弁部材を弁口３ｂの周囲に取り付けてもよく、また、弁部材自体を用いなくてもよい。

上記構成では、ガスコンロ１は作動電源として乾電池を用いており、そのため制御部に電力を常時供給することは、電池寿命の観点から望ましくない。そのため、点火操作がされると制御部への電力供給が開始され、消火すると制御部への電力供給を停止するようにした。その結果、電力供給が停止する前の各種パラメータのうち、次回電力が供給された際に必要となるものは不揮発性メモリに書き込むようにした。この不揮発性メモリに書き込まれるパラメータの１つに流量調節部の作動回数Ｍがある。制御部は各流量調節部（本実施の形態では３つ）が使用される回数をそれぞれカウントして、パラメータＭとしてそれぞれ記憶するようにプログラムされている。これは各流量制御部の寿命を知るためで、予め使用回数の限界を例えば１０万回と設定しておき、パラメータＭの値が１０万回を超えれば流量制御部が寿命に到達したと判断するようにした。

具体的には、図７を参照して、点火操作により電源が投入され、制御部に電力が供給されると、上記不揮発性メモリ内のパラメータである作動回数Ｍを読み出す（Ｓ１）。

ここで、予め設定されている重大エラーとして、例えば火力調節装置１３ａの元弁２１ａ及び電磁安全弁２２ａが開弁故障した場合には、作動回数Ｍが寿命として設定されている１０万回に到達していなければ、火力調節装置１３ａの流量調節部３を全閉し（Ｓ２→Ｓ６→Ｓ７）、エラー報知を行うようにした（Ｓ８）。一方、作動回数Ｍの値が１０万回に到達していれば、開弁故障が生じた場合に（Ｓ３）、流量調節部３の開度を最小流量に変更した後、その後の流量変更を禁止することによって開度を最小流量に固定し（Ｓ４）、エラー報知（Ｓ５）を行うようにした。この場合、最小流量のガスがガスバーナに供給され続けることになる。

このように制御するのは、１０万回以上使用されている場合には、弁体５の先端５１とオリフィス４３の入り口とが摩耗してシール性が損なわれ、消火したガスバーナから微量ではあるが生ガスが漏出するおそれがあるからである。ところが、上記のように全閉を禁止しオリフィス４３が閉鎖されていなければ、ガスバーナに炎が残って生ガスの漏出が防止できる。

なお、このように消火操作をしてもガスバーナに炎が残り、かつエラー報知がされている場合には、制御部はそれ以上のガスコンロ装置の使用を禁止する。そして、使用者はガスの元栓を閉めてガスバーナを消火させることになる。

ところで、上記図４に示した構成では、摺動子３３をダイヤフラム３４によってガス通路側に対して隔絶し、ダイヤフラム３４によってガスがモータ側に流れないようにシールドしたが、図８に示すように、ダイヤフラムを廃止して、モータ３１をガスに対してＯリング３１ａによってシールするように構成してもよい。また、上記実施の形態では、使用開始からの上記各流量調節部の使用量を作動回数Ｍとしてカウントしたが、別途タイマを内蔵させ、使用開始からの経過時間をカウントして、その経過時間が所定時間に達した時点で寿命に達したと判断するように制御してもよい。

なお、本発明は上記した形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもかまわない。

１ガスコンロ
２開閉弁部
３流量調節部
３ａ流入口
３ｂ弁口
４ニードル弁
５弁体
１３ａ火力調節装置
３１ステッピングモータ
３１ａ回転軸
３２ネジ部材
３３摺動子
３４ダイヤフラム
４１弁部材
４２第１のバネ
４３オリフィス
４４円錐凹部
４４窓穴
４５円錐凹部
５０第２のバネ
５２係合片
１０６ロータリエンコーダ

Claims

複数個のガスバーナを備え、それらの各ガスバーナにガスを並列に分岐するガス供給路の各々に火力調節装置を設け、この火力調節装置内に、電磁安全弁と閉弁機能を備えた流量調節部とを直列に配置し、火力調節装置に設けられた流量調節部を操作すると、その操作に応じて電動アクチュエータによって流量調節部の開度を変更してガスバーナの火力を調節する制御部を設けたガスコンロ装置であって、予め定めた重大事象がいずれかの火力調節装置に発生したと制御部が判断すると、制御部は、その火力調節装置の流量調節部を全閉とするものにおいて、上記制御部は使用開始からの上記各流量調節部の使用量をカウントし、そのカウント値が、火力調節装置の寿命として予め設定されたカウント値に到達すると、それ以降に上記重大事象がその火力調節装置に発生したと制御部が判断したときに、その火力調節装置の流量調節部の開度をガスバーナに炎が残る最小流量以上の所定の開度で保持するようにしたことを特徴とするガスコンロ装置。