JP7166203B2

JP7166203B2 - ガスコンロ

Info

Publication number: JP7166203B2
Application number: JP2019043361A
Authority: JP
Inventors: 裕康佐藤; 真吾柘植
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2019-03-11
Filing date: 2019-03-11
Publication date: 2022-11-07
Anticipated expiration: 2039-03-11
Also published as: JP2020148351A

Description

本発明は、ガスコンロに関する。

従来、ガスコンロは、天板上に露出するガスバーナにより調理を行うガスコンロは、ガスバーナの点火時の着火の有無や、加熱調理中の炎の立ち消え等を検出するために、熱電対が設けられている（例えば、下記特許文献１参照）。

熱電対は、ガスバーナの炎に接触して生じる起電力により炎の形成を検知する。このため、熱電対がガスバーナの炎に確実に接触するように、熱電対は炎孔の近傍に設けられる。

しかし、炎孔の近傍に熱電対を設けると、調理中に発生する煮こぼれ汁等が熱電対に付着し易い。熱電対に煮こぼれ汁等が付着すると、汚れにより外観が低下したり、熱電対の感度が低下するおそれがある。そして、熱電対に付着する汚れを除去しようとしても、熱電対はガスバーナの近傍に突出していて掃除が煩わしい。

そこで、バーナボディ上に載置して炎孔を形成するバーナヘッドの下方に熱電対を配置し、バーナヘッドの上面に煮こぼれ汁のガイド用凸部を設けることで、煮こぼれ汁を熱電対に付着しない方向に案内するようにしたものが知られている（下記特許文献２参照）。

しかし、この場合には、バーナボディとバーナヘッドとの間に熱電対を収容する空間を形成し、この空間の奥側（バーナヘッドの中心側）に熱電対に炎を接触させるための炎孔を形成する必要があるため、ガスバーナの構造が複雑となる不都合がある。

特開昭６０－２３３４２１号公報特開２０００－１８５２４号公報

上記の点に鑑み、本発明は、熱電対を不要として炎の検出を精度よく行うことができるガスコンロを提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明は、周壁に多数の炎孔が形成されたガスバーナと、該ガスバーナを露出させるバーナ用開口が形成された天板と、該天板の前記バーナ用開口と前記ガスバーナとの間を覆うバーナリングと、前記ガスバーナに点火する点火装置と、前記ガスバーナの燃焼を制御する制御装置とを備えるガスコンロにおいて、前記ガスバーナの下方から該ガスバーナの温度を検出するバーナ温度センサを設け、前記バーナリングの下方から該バーナリングの温度を検出するリング温度センサを設け、前記制御装置は、前記バーナ温度センサの検出温度と前記リング温度センサの検出温度とに基づいて前記ガスバーナの燃焼状態を検出する燃焼状態検出部を備え、前記制御装置の前記燃焼状態検出部は、前記バーナ温度センサと前記リング温度センサとの夫々の検出温度を前記ガスバーナの火力に対応して予め設定された温度と比較することにより、前記炎孔における炎の有無を検出すると共に前記ガスバーナの火力の強弱を検出することを特徴とする。

ガスバーナは、炎孔を備えることにより、燃焼しているときの炎孔の炎の熱が伝達され、ガスバーナの温度は上昇する。また、バーナリングは、ガスバーナの炎孔で形成される炎による輻射熱を受ける。このため、ガスバーナが燃焼しているとき（炎孔に炎が形成されているとき）、バーナリングの温度も上昇する。

本発明の制御装置は、燃焼状態検出部を備えることにより、ガスバーナの温度とバーナリングの温度との両方を用いて、ガスバーナの燃焼状態を検出する。これにより、熱電対を設けることなく、ガスバーナの燃焼状態を検出することができる。そして、熱電対が不要となるので、従来のように熱電対に煮こぼれ汁が付着する不都合もなく、ガスバーナの掃除が容易となる。

また、ガスバーナの燃焼状態として、ガスバーナの火力の強弱を挙げることができる。ガスバーナの温度とバーナリングの温度とは、ガスバーナの火力の強弱（炎の大小）によって夫々異なる温度範囲に収まり、更に当該火力のまま安定した燃焼が得られている場合には、温度の変動は小さい。

そこで、本発明においては、バーナ温度センサとリング温度センサとの夫々の検出温度がガスバーナの火力に対応する温度範囲内の温度と比較する。これによって、火力の強弱を検出することができ、温度の変動が大きい場合には、ガスバーナが着火していない状態（炎なしの状態）も検出することができる。

また、本発明において、前記制御装置の前記燃焼状態検出部は、前記ガスバーナへの点火後に、前記バーナ温度センサと前記リング温度センサとの両検出温度の変化に基づき、前記炎孔における炎の有無を検出することを特徴とする。

ガスバーナの燃焼状態としてガスバーナの炎孔における炎の有無を挙げることができる。点火動作後に着火している場合（炎ありの場合）には、その輻射熱によりバーナリングの温度は上昇し、炎孔からの熱の伝達によりガスバーナの温度も上昇する。ガスバーナが着火していない場合（炎なしの場合）には、点火動作後にバーナリングの温度もガスバーナの温度も上昇しない、或いは、バーナリングの温度とガスバーナの温度とが上昇して低下に転じる。

上記のことから、本発明は、バーナ温度センサとリング温度センサとの両検出温度の変化に基づいて炎孔における炎の有無を検出する。これにより、熱電対を設けることなく、ガスバーナの炎孔における炎の形成を精度よく検出することができ、ガスバーナの着火の有無や炎の立ち消え等を容易に検出することができる。

本発明の実施形態であるガスコンロの構成を模式的に示す図。本実施形態におけるガスバーナの説明的側面図。図２のコンロ用バーナの要部を拡大して示す説明的断面図。コントローラによる制御の一例を示すフローチャート。

本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態のガスコンロ１は、図１に示すように、バーナ２（ガスバーナ）と、バーナ２を制御するコントローラ３と、使用者が操作することによりコントローラ３に対して所望の指示や各種設定を行うためのスイッチ群からなる操作パネル４とを備えている。バーナ２やコントローラ３は図中仮想線で一部を示す箱形状のコンロ本体５に収容されている。コンロ本体５の開放されている上面は、天板６により閉塞されている。

バーナ２にはガス供給管７を介して燃料ガスが供給される。ガス供給管７には、ガス供給管７を開閉する元電磁弁８と、ガス供給管７を流通する燃料ガスの流量を調節する流量調節弁９と、流量調節弁９が閉弁したときに燃料ガスの最小流量を確保するオリフィス１０とが設けられている。元電磁弁８は、コントローラ３の制御による通電により開弁し、通電停止により閉弁する。流量調節弁９はモータ１１により開閉駆動される。モータ１１はコントローラ３が機能的に備えている燃焼制御部１２（制御装置）により制御される。燃焼制御部１２は、モータ１１を介して流量調節弁９の開度を調節する。

天板６にはバーナ用開口６ａが開設されている。天板６上には、バーナ用開口６ａを囲うようにして五徳１３が載置される。

バーナ２の中心部には、五徳１３に鍋等の調理容器Ｗが載置されたときに調理容器Ｗの底部に当接する鍋底温度センサ１４が設けられている。鍋底温度センサ１４は、バーナ２により加熱される調理容器Ｗの底部の温度を検出して当該検出温度を示す信号を出力する。

また、バーナ２の近傍のコンロ本体５内部には、点火プラグ１５と、リング温度センサ１６とが設けられている。点火プラグ１５は、イグナイタ１７により駆動されて点火のための放電を行う。点火プラグ１５及びイグナイタ１７は本発明の点火装置に相当する。

リング温度センサ１６は、赤外線温度センサ等の非接触センサであり、後述するバーナリング１８（図２及び図３参照）の温度を検出して当該検出温度を示す信号を出力する。

バーナ２は、図２に示すように、コンロ本体５内に設置される混合管部１９と、混合管部１９に連設されてバーナ用開口６ａを通して天板６上に露出するバーナボディ２０と、バーナボディ２０上に着脱自在に載置されたバーナヘッド２１とを備えている。

更に、バーナ２は、図２及び図３に示すように、バーナヘッド２１の上方を所定の空隙を存して覆う覆板２２と、バーナボディ２０の外周から径方向外方に拡開するバーナリング１８とを備えている。鍋底温度センサ１４は、覆板２２を貫通して上方に突出する。

混合管部１９の上流端には、図示省略したガスノズルが臨んでおり、ガスノズルから噴出する燃料ガスと、この燃料ガスの噴流に伴い混合管部１９の上流端から吸引される一次空気とが混合管部１９内で混合されて混合ガスが生成される。

図３に示すように、バーナボディ２０の内部には、混合管部１９に連通する環状の分布室２３が形成されている。また、バーナボディ２０は、分布室２３の上部を覆うように設けられた環状面２４を備えている。環状面２４は、内側から外側に向かって上向きに傾斜して環状に形成されている。

バーナヘッド２１は、筒状に形成されて鉛直下方に延びる内筒部２５を中央部に備え、内筒部２５がバーナボディ２０の分布室２３の内側を閉塞している。内筒部２５の内側には図示しない支持部材によりコンロ本体５の内部に支持された前記鍋底温度センサ１４が貫通して立設されている。

バーナヘッド２１の下方位置には、バーナ温度センサ２６が設けられている。バーナ温度センサ２６は赤外線温度センサ等の非接触センサであり、内筒部２５を介してバーナヘッド２１の温度を検出する。バーナ温度センサ２６は、内筒部２５の下方に位置しているので、天板６上に露出しない。

また、バーナヘッド２１の外周端部には、下方に向かって突出する外周壁２７が一体に設けられている。外周壁２７の下端面は、環状面２４の上面に当接している。これにより、バーナヘッド２１は外周壁２７を介してバーナボディ２０に載置された状態で設けられる。

外周壁２７には、バーナヘッド２１の径方向に沿って放射状に貫通する多数の溝が形成されている。各溝の下端側は開放されており、外周壁２７の下端面が環状面２４に当接することにより、環状面２４を下部面とする多数の炎孔２８がバーナヘッド５の外周に形成される。バーナヘッド２１には、炎孔２８で形成される炎の熱が伝達される。このときのバーナヘッド２１の温度は、内筒部２５を介してバーナ温度センサ２６により検出される。

図３に示すように、バーナリング１８は、バーナボディ２０に装着されており、バーナボディ２０と天板６におけるバーナ用開口６ａの内周縁との間の間隙を上方から覆う。バーナリング１８が、バーナボディ２０の外周に広がる形状であることにより、バーナリング１８は、バーナ２の炎孔２８で形成される炎の輻射熱を受ける。このときのバーナリング１８の温度は、リング温度センサ１６により検出される。リング温度センサ１６はバーナリング１８の下方位置にあって、天板６上に露出しない。

コントローラ３の燃焼制御部１２は、リング温度センサ１６の検出温度とバーナ温度センサ２６の検出温度とに基づいてバーナ２の燃焼状態を検出する燃焼状態検出部２９を機能として備えている。

ここで、コントローラ３の燃焼制御部１２及び燃焼状態検出部２９によるバーナ２の燃焼状態の検出（炎の検出及び火力の強弱の検出）について一例を説明する。

図４に示すように、ガスコンロの使用が開始されて点火操作が行われると、燃焼制御部１２は、ＳＴＥＰ１で点火処理を行う。燃焼制御部１２の点火処理により、イグナイタ１７が作動して点火プラグ１５に火花放電が生じ、元電磁弁８が開弁する。

次いで、燃焼状態検出部２９は、ＳＴＥＰ２でバーナ温度センサ２６とリング温度センサ１６とを用いてそれぞれの温度採取を開始する。続いて、燃焼状態検出部２９は、ＳＴＥＰ３でバーナ温度センサ２６の検出温度Ｔｂとリング温度センサ１６の検出温度Ｔｒとが上昇しているか否かを判断し、上昇していればＳＴＥＰ４へ進むが、上昇していなければＳＴＥＰ８へ進んで炎なしを検出する。

ＳＴＥＰ４へ進むと、燃焼状態検出部２９は、火力指示値を取得する。火力指示値は、操作パネル４の操作に基づいて燃焼制御部１２に設定された火力である。なお、本実施形態においては、説明の便宜上、火力が「強」であるか「弱」であるかの２種を用いて説明する。

火力指示値を取得した燃焼状態検出部２９は、ＳＴＥＰ５へ進み、バーナ温度センサ２６の検出温度Ｔｂとリング温度センサ１６の検出温度Ｔｒとが、夫々、ＳＴＥＰ４で取得した火力指示値に応じた温度範囲にあるか否か（温度範囲内の何れかの温度であるか否か）を判断する。

ここで、ＳＴＥＰ４及びＳＴＥＰ５について更に詳しく説明する。ＳＴＥＰ４で火力指示値が「強」（大火力）であることを取得すると、燃焼制御部１２は、火力指示値が「強」である場合のバーナ２の温度値（温度範囲）とバーナリング１８の温度値（温度範囲）とを図示しない記憶部から抽出する。そして、ＳＴＥＰ５で燃焼状態検出部２９は、抽出された火力指示値が「強」である場合のバーナ２の温度値（温度範囲）とバーナ温度センサ２６の検出温度Ｔｂとを比較し、バーナリング１８の温度値（温度範囲）とリング温度センサ１６の検出温度Ｔｒとを比較する。本実施形態では、火力指示値が「強」のときの温度範囲はバーナ２が「１５０℃＜Ｔｂ＜１９０℃」でありバーナリング１８が「１４０℃＜Ｔｂ＜１６０℃」である。

よって、火力指示値が「強」である場合には、バーナ温度センサ２６の検出温度Ｔｂが１５０℃～１９０℃の範囲内にあり、且つ、リング温度センサ１６の検出温度Ｔｒが１４０℃～１６０℃の範囲内にあれば、ＳＴＥＰ１０へ進む。

また、ＳＴＥＰ４で火力指示値が「弱」（小火力）であることを取得すると、燃焼制御部１２は、火力指示値が「弱」である場合のバーナ２の温度値（温度範囲）とバーナリング１８の温度値（温度範囲）とを図示しない記憶部から抽出する。そして、ＳＴＥＰ５で燃焼状態検出部２９は、抽出された火力指示値が「弱」である場合のバーナ２の温度値（温度範囲）とバーナ温度センサ２６の検出温度Ｔｂとを比較し、バーナリング１８の温度値（温度範囲）とリング温度センサ１６の検出温度Ｔｒとを比較する。本実施形態では、火力指示値が「弱」のときの温度範囲はバーナ２が「３６０℃＜Ｔｂ＜４００℃」でありバーナリング１８が「１００℃＜Ｔｂ＜１２０℃」である。

よって、火力指示値が「弱」である場合には、バーナ温度センサ２６の検出温度Ｔｂが３６０℃～４００℃の範囲内にあり、且つ、リング温度センサ１６の検出温度Ｔｒが１００℃～１２０℃の範囲内にあれば、ＳＴＥＰ１０へ進む。

なお、上述の通り、バーナリング１８は、火力指示値が「弱」のときの温度よりも火力指示値が「強」のときの温度が高いが、バーナ２は、火力指示値が「強」のときの温度よりも火力指示値が「弱」のときの温度が高い。これは、炎の構成による。即ち、バーナ２の炎孔２８で形成される炎は、温度が３００℃～５００℃程度の内炎（還元炎）と、１５００℃～１８００℃に達する外炎（酸化炎）とで構成される。強火の場合、炎孔２８の外側に大きな外炎が形成されてバーナリング１８が受ける輻射熱は大きくバーナリング１８の温度は上昇し、炎孔２８には内炎が近接して形成されてバーナヘッド２１に伝達される温度は低下する。弱火の場合、バーナリング１８が受ける輻射熱は小さくバーナリング１８の温度は低下し、炎孔２８は外炎に接してバーナヘッド２１に伝達される温度は上昇する。は、
このように火力の「強」と「弱」とは、バーナ２とバーナリング１８との夫々の温度変化により判断することができる。

燃焼状態検出部２９は、ＳＴＥＰ５で、バーナ温度センサ２６の検出温度Ｔｂとリング温度センサ１６の検出温度Ｔｒとの一方又は両方が上記の夫々の温度範囲から外れていたときには、ＳＴＥＰ６へ進む。ＳＴＥＰ６へ進んだ燃焼状態検出部２９は、バーナ温度センサ２６の検出温度Ｔｂとリング温度センサ１６の検出温度Ｔｒとの両方が低下していなければ、ＳＴＥＰ７へ進む。ＳＴＥＰ７に進むと、燃焼状態検出部２９は、炎ありを検出してＳＴＥＰ４へ戻る。

ＳＴＥＰ６で、バーナ温度センサ２６の検出温度Ｔｂとリング温度センサ１６の検出温度Ｔｒとの両方が低下している場合には、燃焼状態検出部２９は、ＳＴＥＰ８へ進んで炎なしを検出する。

ＳＴＥＰ５からＳＴＥＰ１０へ進んだ燃焼状態検出部２９は、バーナ温度センサ２６の検出温度Ｔｂとリング温度センサ１６の検出温度Ｔｒとが許容される変動の範囲内にある（本実施形態では、ＴｂとＴｒの変動が何れも±５℃未満である）場合に、ＳＴＥＰ１１へ進む。燃焼状態検出部２９は、ＳＴＥＰ１１へ進んだことにより、炎ありを検出すると共に、火力指示値に合致した炎が形成されているとして、その火力を確定してＳＴＥＰ４へ戻る。

ＳＴＥＰ１０で、バーナ温度センサ２６の検出温度Ｔｂとリング温度センサ１６の検出温度Ｔｒとが許容される変動の範囲内にない（本実施形態では、ＴｂとＴｒの変動が何れも±５℃未満でない）場合には、燃焼状態検出部２９は、ＳＴＥＰ１２へ進んで、火力制御エラーを検出する。

以上のように、熱電対を用いることなく炎の有無の検出や火力の強弱の検出が行える。なお、ＳＴＥＰ５やＳＴＥＰ１０で判断に用いている温度は、バーナ２及びバーナリング１８の形状、構造、材料等に基づいて適宜設定される。

そして、燃焼状態検出部２９がＳＴＥＰ８又はＳＴＥＰ１２に進んだ場合、燃焼制御部１２は、ＳＴＥＰ９で消火処理を行う。燃焼制御部１２の消火処理により、エラー報知が行われ、元電磁弁８が閉弁する。

以上のように、本実施形態のガスコンロ１は、リング温度センサ１６、バーナ温度センサ２６、及び燃焼状態検出部２９を備えることにより、熱電対を設けることなくバーナ２の燃焼時様態が検出できる。よって、本実施形態のガスコンロ１は、熱電対を備えていないから、従来のような煮こぼれ汁の熱電対への付着や、それに伴う炎の検出精度の低下は全く生じることがなく、熱電対に付着した汚れを除去する等の煩わしい作業も行う必要がない。

なお、本実施形態においては、バーナ温度センサ２６によってバーナヘッド２１の温度を検出しているが、本発明によるバーナ温度センサ２６によって検出する温度はバーナヘッド２１の温度に限るものでない。即ち、図示しないが、バーナボディ２０の温度を検出するバーナ温度センサを設けてもよく、また、バーナヘッド２１とバーナボディ２０との両方の温度を検出するバーナ温度センサを設けてもよい。

また、リング温度センサ１６とバーナ温度センサ２６とは、それぞれ、赤外線温度センサ等の非接触温度センサ以外に、例えば、サーミスタ等を用いた接触式の温度センサを用いることができる。

１…ガスコンロ、２…バーナ（ガスバーナ）、６…天板、６ａ…バーナ用開口、１２…燃焼制御部（制御装置）、１５…点火プラグ（点火装置）、１６…リング温度センサ、１７…イグナイタ（点火装置）、１８…バーナリング、２６…バーナ温度センサ、２８…炎孔、２９…燃焼状態検出部。

Claims

周壁に多数の炎孔が形成されたガスバーナと、該ガスバーナを露出させるバーナ用開口が形成された天板と、該天板の前記バーナ用開口と前記ガスバーナとの間を覆うバーナリングと、前記ガスバーナに点火する点火装置と、前記ガスバーナの燃焼を制御する制御装置とを備えるガスコンロにおいて、
前記ガスバーナの下方から該ガスバーナの温度を検出するバーナ温度センサを設け、
前記バーナリングの下方から該バーナリングの温度を検出するリング温度センサを設け、
前記制御装置は、前記バーナ温度センサの検出温度と前記リング温度センサの検出温度とに基づいて前記ガスバーナの燃焼状態を検出する燃焼状態検出部を備え、
前記制御装置の前記燃焼状態検出部は、前記バーナ温度センサと前記リング温度センサとの夫々の検出温度を前記ガスバーナの火力に対応して予め設定された温度と比較することにより、前記炎孔における炎の有無を検出すると共に前記ガスバーナの火力の強弱を検出することを特徴とするガスコンロ。
前記制御装置の前記燃焼状態検出部は、前記ガスバーナへの点火後に、前記バーナ温度センサと前記リング温度センサとの両検出温度の変化に基づき、前記炎孔における炎の有無を検出することを特徴とする請求項１記載のガスコンロ。