JPS6078216A - ガス供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は主として被加熱体の温度制御のために燃焼量制
御を行う調理器や風呂釜などのガス機器のガス供給装置
に関するものである。

従来例の構成とその問題点 温度調節を目的としてガス燃焼量を制御する装置の従来
例を第１図と第２図に示した。いずれもガス調理器で、
調理物の温度を鍋底面で検出してガス量を調節するもの
である。第１図において、３ページ 鍋１の底面に密着した感熱筒２には液体又は気体が封入
されていて、その内圧はキャピラリチューブ３でバーナ
４に至るガス路５の途中に設けられた制御弁６に伝達さ
れる。制御弁６には前述の内圧によって変位するベロー
ズを有していて、感熱筒２の温度変化による内圧変化を
ガス通路面積の変化として、所定温度に於てガス量を低
減させることによって調理物の温度を所定値に維持する
ように動作をする。尚、７は制御弁６の上流にあるコッ
クである。この例では、温度検出部に液体又は気体の膨
張収縮あるいは状態変化を利用するものなので制御弁６
を駆動するためにはある程度以上の容量を必要としてい
る。この結果、必然的に熱容量の増大を招くので調理中
の温度急変に対するガス量の応答が遅くなって調理の出
来映えは不満足なものであった。第２図は、上述のよう
な温度応答性の改善を試みた従来例であって、鍋１の底
面にバネ８で密着させられた感熱板９の裏面に高温サー
ミスタ１０を密着させ、その信号は、温度設定器１１の
信号と共にコントローラ１２へ与特開［ＩＨＧＯ−７８
２１６（２） えられる。コントローラ１２では、設定した目標温度と
検出した実温度との偏差に応じて比例電磁弁１３への供
給電力を制御している。この例では感熱部の熱容量が極
めて少ないので調理中の温度急変に対する加熱量変化の
応答が早く、調理性能の向上を果したものである。

しかし、第２図の従来例では、比例電磁弁１３は供給電
、力とガス量の間に一定の関係を有しているものなので
、調理中は電力供給を必要とするから商用電源を用いな
ければならない。調理器を使用する台所には他に商用電
源を用いる機器が多くあって同時使用時にはコンセント
の差し換えを必要とする場合があるだけでなく、蒸気や
火炎の高温輻射熱などがあって電気コードに対する条件
が過酷で安全上からも第２図のようなガスコンロに商用
電源を用いることは問題であった。当然、電池を用いて
第２図の構成で目的を果すことは考えられるが、比例電
磁弁１３の消費電力と電池容量との関係から実用に供す
ることは不可能であった。

発明の目的 ５ページ 本発明は以上のような従来の問題を解消するもので、制
御電力量を少すくシて商用電源を不要とすることによっ
て機器使用上の制約を除去すると共に、電池寿命に対す
る完全な安全性を確保することを目的としている。

発明の構成 この目的達成のために本発明は、弁開度を変更する時の
み電気入力を必要とする自己保持型制御弁と、その上流
側に設は通電によって開位置を維持する安全弁と、前記
自己保持型制御弁と安全弁への電力供給を制御する制御
部とから構成され、安全弁が自己保持型制御弁の動作電
圧よシ高い所定電圧以下に電源電圧が低下した時に遮断
動作を行うものである。この構成によって、点火してか
ら燃焼量を変える必要が生じるまでの間は、安全弁に微
少電流を供給し、燃焼量を低減又は停止させる必要が生
ずれば、極く短時間だけ自己保持型制御弁へ通電し、又
、燃焼量を増加又は始動させる必要が生じたら前記制御
弁へ短時間だけ通電を行うという動作をする。そして、
制御弁を動作さ６ベーノ せ得る電圧より所定値高い値以下に電源電圧が低下する
と安全弁が遮断動作を行う。

以上の構成と動作によって、電力消費が激減するので商
用電力を用いず電池での運転が可能となシ、電池寿命が
尽きて開状態にある制御弁を閉状態に駆動できないとい
う不安全を未然に防止して安全弁が働くことが可能とな
る。

実施例の説明 以下、本発明を図に基づいて詳述する。第３図は本発明
を用いたガスコンロでのガス供給回路図で鍋１４の底面
にバネ１５で密着させられた感熱板１６の裏面に貼９つ
けられた高温サーミスタや熱電素子等の温度検出器１７
の信号と温度設定器１８の信号はコントローラ１９へ与
えられている。

この温度検出器１７と温度設定器１８とコントローラ１
９によって制御部２０を構成している。一方、バーナ２
１に至るガス路２２には、上流から安全弁２３とコック
２４と自己保持型制御弁２５が直列に挿入されている。

又、２６は前記自己保持型制御弁２５をバイパスするバ
イパス路でオリ７　メ−：゛ フイス２７が設けられている。安全弁２３とコック２４
はつまみ２８で操作されるもので、抑圧によって安全弁
２３け開弁し以後は制御部２０から供給される微電流で
開弁状態を維持し、回転によってコック２４が開かれる
。図示しないスイッチによって制御部２０は始動して、
電池２９を用いて前述の安全弁２３へ微電流を供給する
と共に、自己保持型制御弁２５へ瞬時給電して開弁させ
る。

こうして点火されると、しばらくはコントローラ１９で
の制御用の電力と安全弁２３への電力のみで良い。安全
弁２３は、自らの力で開弁する必要が無く維持するのみ
なのでその消費電力は通常の電磁弁に比べると格段に少
なくできる。やがて、温度検出器１７の信号が温度設定
器１８の信号に到達するとコントローラは自己保持制御
弁２５へ瞬時給電して閉弁させ、以後はバイパス路２６
を通る微少燃焼量に制限される。そして、調理物の投入
などで温度低下が検出されると再び自己保持型制御弁２
５へ瞬時給電して開弁させる。この動作を繰り返えして
調理物の温度を目的温度に維持特開ＢｎＧ［１−７８２
１６（３） するのである。

さて、自己保持型制御弁２５は、安全弁２３と違い自ら
の力で開弁するものなので瞬間的には多くの電流を消費
するが、継続して供給する必要が無い。しかし、開弁状
態で電池電圧が消滅しても開弁を維持しているので自動
的に消火させることが出来ナクする恐れがある。そこで
、自己保持型制御弁２５の動作可能な電圧値より所定値
高い電圧にまで電池の電圧が低下して来れば安全弁２３
が遮断動作を行うようにした。これは、制御部２０で電
圧値をメモリしておいて電圧判定回路の結果で安全弁２
３への通電を遮断しても良いし、簡単には、安全弁２３
の開弁維持電圧を前記自己保持型制御弁２５の動作電圧
より高くなるように設定すれば達成される。

第４図は雷、電電圧の放電特性であって、末期において
、安全弁遮断電圧ｖｌｉまで低下したら、安全弁２３が
遮断してすべての運転を停止させる。

■　は自己保持遮断弁２５を作動させるだめの電圧であ
る。必らずＶ　、　＞Ｖ　、の関係とすることに９ベー
ジ 尋 よって、電池寿命に供う不安全状態を回避している。

このように、多電流を必要とする制御弁は自己保持型と
することによって継続通電を不要とし、それの持つ不安
全性を避けるために動作電圧関係を適正化した微電流で
開弁維持する安全弁を組合せることによって目的を達成
したものである。

次に、第５図と第６図によって、自己保持型制御弁の具
体例を説明する。

Ｗ、５図に於て、ガス路２２に安全弁２ａとコック２４
を内蔵したコックボディ３０が設けられておシ、弁座３
１と安全弁２３で最初の閉塞部を形成している。つまみ
２８と連動する軸３２で安全弁２３を左方へ押圧し同時
に回転させるとスイッチ３３がカム３４によってオン状
態となってコントローラー９が始動して安全弁２３へ開
弁維持電流が電池２９から供給される。この時、コック
２４も開状態になっていて、ガスはガス路２２を経て次
の自己保持型制御弁２５へ至る。自己保持型制御弁２５
では、ガスの入口３５と制御孔３６１０、：・ と出口３７からなる通路を有し、制御孔３６に対し下流
側に設けられた弁体３８と上流側に設けられたダイヤフ
ラム３９とが結合されて良く知られた圧力調整器を構成
されている。そして、その圧力値を決めるバネ４０の支
点はモータ４１と減速機４２で与えられた回転運動を直
線運動に変換する変換機構４３によって変化させられる
。４４は位置検出を行うポテンショメータである。従っ
て、コントローラ１９から設定値の変更が与えられると
モータ４１は正転又は逆転してポテンショメータ４４が
指定値を示すまで動作する。その結果、バネ４０のダイ
ヤフラム３９に対する荷重が変わるのでバーナ２１に対
するガス供給圧力が変えられることになる。すなわち、
ガス燃焼量を変更するための短時間だけ通電しておけば
後は電力消費しない自己保持型比例制御弁として動作す
る。一方、安全弁２３はＵ字型と平板状のパーマロイ鉄
芯から成る磁気回路に励磁アンペアターンを与えるもの
で、パイロット安全装置用として熱電対起電力で動作す
ることが知られている。そのコイル１１　、 を電池電圧に適合するように変更したもので、極めて少
ない磁気抵抗に磁束を供給するのであるから電流値も微
少値で良い。

この第５図実施例では、自己保持型比例制御弁としてガ
ス情の連続可変ができるので、調理物の熱量と適合する
火力になって点火消火を繰り返えす方法に比べて温度安
定性に優れ、調理器としての使い勝手が良い。又、ガス
量変化速度が電磁弁のように瞬時に変化するものではな
いから、瞬時に減少させた時に生じ易い失火現象も起ら
ない。

従って、その分だけより低火力まで絞ることが可能とな
って、前述の連続可変と共に調理性の向上に大きな効果
を有している。

次に第６図では、自己保持型制御弁２５にソレノイドを
用いた。ガスの入口４５から弁座４６を通り出口４７に
至る通路を有し、弁座４６と対応して開閉する弁ゴム４
８がプランジャー４９の端面に取付けられている。プラ
ンジャー４９の他端は、略コ字状鉄板５０の底面中央に
固着された鉄芯５１に当接密着している。コ字状鉄板５
０の内１１間８８６Ｇ−７８２１６（４） 側には、内面側が同極性となる一対の永久磁束５２が位
置して、プランジャー４９、鉄芯５１、コ字状鉄板５０
から成る磁気回路に磁束を供給してプランジャー４９と
鉄芯５１の間に吸引力を生んでいる。この吸引力と逆方
向で閉弁方向にはスプリング５３が作用しており、前記
、永久磁石５２の磁路と同じ磁路に磁束を生じるコイル
５４が設けられている。これらプランジャー４９．コ字
状鉄板５０．鉄芯５１．永久磁石５２．コイル５４によ
ってソレノイド５５が構成されている。

さて、第６図は開弁状態であるが、ここで、永久磁石５
２の磁束を打ち消す方向にコイル５４へ瞬時通電すると
、瞬間的に吸引保持力が減少してスプリング５３の力に
負け、プランジャー４９は左方へ移動して閉弁する。通
電を断った後は、鉄芯５１とプランジャー４９の間にギ
ャップがあるので磁束量も低減しており、永久磁石５２
の力では開弁位置に戻ることは出来ない。次に開弁させ
る時は、前述とは逆極性でコイル５４に通電を行う。

この時には、コイル５４による磁束は永久磁石１３ベー
ジ ５２の磁束と同方向なのでプシンジャー４９に対する吸
引力が向上しスプリング５３の反力に勝って第６図の位
置となシ開弁状態になる。この後は、既にプランジャー
４９と鉄芯５１が密接しているので、コイル５４の励磁
が切られても永久磁石５２による吸引力のみで開弁状態
が維持される。

第６図では、自己保持型制御弁２５が閉弁すると完全に
消火するので、温度検出器１７と湯度設定器１８の関係
から再点火が必要な場合には点火電極５６に火花放電を
生じさせつつ前記制御弁２５のコイル５４に対して開弁
パルスを与えるよう動作する。こうして点火したことが
熱電対のような炎検出器５７で解ると放電を停止する。

さて、自己保持型制御弁２５に開弁パルスを送った時は
バーナ２１で燃焼していなければならない。すなわち炎
検出器５７から燃焼中を示す信号がコントローラ１９に
与え続けていなければならない。もし、風の影響などで
失火したり、再点火時に一定時間の後でも点火しなかっ
たりして炎検出器５７の信号が無くなればコントローラ
１９は安全弁１４べ一 ２３に対する電流を切り、ガスを停止するのである。第
６図のようにパイロットバーナがない場合には、安全弁
２３が開いていても自己保持型制御弁２５の状態によっ
て炎が無くて正常な場合と異常の場合があるので、自己
保持型制御弁２５が開弁状態の時に失火した場合のみ安
全弁２３を遮断するものでなければならない。これは、
コントローラ１９が最後に送った駆動パルスの極性をメ
モリしておくことによって判別は容易である。

既に述べたように、電池寿命との関係から安全弁２３の
遮断電圧ｖ８は制御弁２５の動作電圧ｖｃよりも高く設
定するが、より安全を期すためには、自己保持型制御弁
２５を開方向に動作させる電圧よシも閉方向に動作させ
る電圧の方を低く設定すべきである。すなわち、異常時
に閉弁動作は確実に行うという配慮である。第６図のソ
レノイドでは、閉弁の時は永久磁石５２の磁束を打ち消
さなくても減少させる程度で良いが、開弁の時はギャッ
プを生じているので、磁気抵抗が高くて吸引開弁のため
の電流値は高く必要とされる。この結果、１５・寓ノ おのずと閉弁電圧は開弁電圧より低くなって前述のよう
な安全性の面から好ましい特性が得られる。

第６図の実施例の自己保持型制御弁２５は特に開弁時に
多電流を必要とするが必要通電時間は数十ミリ秒で良い
から電池容量を消費するアンペアアワーでは第５図のよ
うなモータ式よシも少くて良い。このことは当然、電池
使用数の削減又は交換までの使用期間の延長をもたらす
効果を生むものである。又、温度が」二って来た時は完
全に火を消して第３図のように残さないので少量の調理
物の時に温度が上昇し続けてこげつくという心配がない
。

最後に第７図にガス風呂釜へ本発明を適用した例を示し
た。浴槽５８に設けた熱交換器５９をバーナ２１で加熱
するもので、コック２４と自己保持型制御弁２５の間の
ガス路２２から分岐してパイロットバーナ６０を設けた
。そのパイロットバーナ６０で加熱される熱電対５７の
起電力はリレー６１を通って安全弁２３へ供給される。

又、温度検出器１７は浴槽中の平均温度に近い温度を示
特開昭ＧＯ−７８２１６（５） す熱交換器５９の部位に取り付けられている。つまみ２
８を操作して図示していない点火電極によって放電点火
して、熱電対５７が加熱さねるとその起電力で安全弁２
３は開弁を保ち、以後は設定湯温を守るように自己保持
型制御弁２５に対し開弁パルスと閉弁パルスを送り、バ
ーナ２１をオンオフ動作をする。安全弁２３に開弁維持
電流を供給するのは熱電対５７であるが、リレー６１の
コイル６２にはコントローラ１９から励磁電流が流れて
いるので、電池電圧が低下した場合にはリレーコイル６
２への通電を断つことによって安全が確保される。もち
ろん、失火した場合にも安全弁２３は遮断して生ガス放
出を未然に防ぐものである。

第７図の実施例は、安全上から商用電源を使用したくな
い風呂釜が、電池によって温度安定化の自動化が図れる
と共に、パイロットバーナを有しているので、再点火さ
せる度に火花放電をさせる必要が無くて電池消費が少く
て良いという効果がある。

１７ページ・ 以」二の実施例に於て、安全弁２３はいずれも外力で押
圧開弁する方式であったが、通電開弁して以後は微電流
で開弁保持する方式であっても開弁動作が始動時のみで
制御目的での動作が不要なので消費容量が少なく本発明
の目的に合致する。但し、ダイヤフラムと組合せガス開
閉にガス圧力を利用するパイロット方式にすると、弁自
体の直径とストロークが小さく出来て通電開弁に有利で
ある。

発明の効果 以上のように本発明のガス供給回路によれば、弁開度変
更時のみ通電する自己保持型制御弁の上流に通電により
開弁保持する安全弁を設け、制御部で前記二つの弁への
電気供給を制御すると共に、安全弁が、自己保持型制御
弁の動作電圧よシ所定値高い値まで電源電圧が低下した
時に遮断動作するように構成したので、消費電力の低減
化が可能となり同時に寿命時の電圧低下による不安全性
が全く解消されて、電池駆動で制御できるようになった
。コンセントの差し換えなどの手間だけでな１８べ、−
：・ く商用電源使用時には必要な各種の安全施策が不要とな
って機器の構成も簡単に出来る。

特に、本発明ではガス量を変更する時のみ電流を必要と
する制御弁を用いるので電池に対しては安全弁２３と制
御部２０のための微電流（数ミリアンペア）が使用時は
連続し時々多電流（数百ミリアンペア）がパルス的に流
れるという使用パターンとなる。電池容量は連続放電の
場合よシも間欠放電の方が多く得られることが知られて
おり、その点からも本発明の使用方法は多電流負荷が間
欠的に消費されるので、アンペアアワーで表わさ、れる
電池容量から計算して得られる使用可能期間以上の長期
使用が出来るという効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は温度制御を行う従来のガス調理器の
構成図、第３図は本発明の一実施例のガス供給装置を調
理器に適用した構成図、第４図は電池の放電特性図、第
５図及び第６図は本発明の他の実施例を調理器へ適用し
た部分断面を含む構成図、第７図は同じくガス風呂釜へ
適用した部分１９ページ 断面を含む構成図である。 １７・−・・・・温度検出器、１８・・・・・温度設定
器、２０・・・・・・制御部、２３・・・・・・安全弁
、２５・・・・・・自己保持型制御弁、２９・・・・・
・電源、４９・・・・・プランジャー、５２・・・・・
永久磁石、５３・・・・・・スプリング、５４・・・・
・・コイル、５５・・・・・ソレノイド、５７・・・・
・・炎検出器。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名特開
ＢＵＢＯ−７８２１６　（６）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）弁開度変更時のみ電、気入カを必要とする自己保
   持型制御弁と、前記自己保持型制御弁の上流側に位置し
   通電によって開位置を保持する安全弁と、前記自己保持
   型制御弁及び安全弁に対する電力供給を制御する制御部
   とを有し、前記安全弁が自己保持型制御弁の動作電圧よ
   り高い所定電圧以下に電源の電圧が低下した時に遮断動
   作を行うガス供給装置。
2. （２）　自己保持型制御弁は、開弁動作電圧よりも低い
   閉弁動作電圧を有する特許請求の範囲第１項記載のガス
   供給装置。
3. （３）　自己保持型制御弁は、プランジャーと、前記プ
   ランジャーを開弁位置に吸着保持する永久磁石と、前記
   プランジャーを閉弁方向に附勢するスプリングと、通電
   極性の反転によって前記プランジャーに対して開弁方向
   又は閉弁方向の力を生じる２べ弓゛ コイルとから成るソレノイドによって駆動される特許請
   求の範囲第１項記載のガス供給装置。 ４）制御部は、ガス路下流端の燃焼部に設けた炎検出器
   と被加熱体の温度検出器及び温度設定器を有し、前記温
   度検出器及び温度設定器の信号に応じて自己保持型制御
   弁に対して開弁電力又は閉弁電力を供給すると共に、自
   己保持型制御弁が開弁位置に於て炎検出器が失火を検出
   すれば安全弁に対する通電を断つよう動作する特許請求
   の範囲第１項記載のガス供給装置。