JP2004219029A

JP2004219029A - ガスこんろ

Info

Publication number: JP2004219029A
Application number: JP2003010237A
Authority: JP
Inventors: Tatsunari Ohashi; 龍成大橋; Takashi Oya; 崇史大宅; Masatoshi Koyaizu; 政俊小柳津; Tsutomu Sofue; 務祖父江; Yutaka Yamada; 山田　　豊
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd; Rinnai Corp
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd; Rinnai Corp
Priority date: 2003-01-17
Filing date: 2003-01-17
Publication date: 2004-08-05
Anticipated expiration: 2023-01-17
Also published as: JP3949586B2

Abstract

【課題】天板の温度を検知するための温度センサを保護すると共に、天板の温度を制御できるガスこんろを提供する。
【解決手段】上面の天板４に被加熱物が載置される燃焼室内に該天板４に対向して設けられた表面燃焼式のバーナ２と、該バーナ２に燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段１４，１５と、一端が前記燃焼室と連通し他端が排気口５と連通した排気通路１６と、バーナ２に燃焼用空気を供給すると共に該バーナ２の燃焼排ガスを排気通路１６を介して排気口５まで送出する給排気ファン６とを備え、バーナ２からの放熱により前記天板４を介して被加熱物を加熱するガスこんろにおいて、排気通路１６に設けられ、バーナ２の燃焼排ガスの温度を検出する温度センサ１７と、温度センサ１７が検出する温度に基づいてバーナ２の燃焼量を変化させることにより天板４の温度を制御する燃焼量制御手段２５とを備える。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼室の上面に被加熱物が載置され、加熱時に火炎が露出しない形態のガスこんろに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、図５（ａ）に示したように、バーナ１００が設けられた燃焼室の上面を耐熱性のガラス天板１０１とし、ガラス天板１０１に置かれた調理器具を加熱するようにしたガスこんろが知られている（例えば、特許文献１参照）。かかるガスこんろにおいては、給排気ファン１０２により、バーナ１００に対して燃焼用空気が供給されると共にバーナ１００の燃焼排ガスが排気口１０３から排出される。
【０００３】
また、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示したガスこんろを側面から見た断面図である。コントローラ１３０は、バーナ１００の燃焼量を調節する燃焼量調節スイッチ１０４により設定されるバーナ１００の目標燃焼量に対して、ガス供給路１２１からノズル１２２を介して混合管１２３に供給される燃焼ガスの流量をガス比例弁１２４により制御すると共に、給気通路１２０を介して混合管１２３に供給される燃焼用空気の流量を給排気ファン１０２により制御する。
【０００４】
さらに、ガス供給路１２１にはガス元弁１２５が設けられている。また、バーナ１００の内側には通気性の多孔質体１０５が設けられ、該多孔質体１０５は、バーナ１００の燃焼排ガスを排気口１０３まで導く排気通路１２６と連通している。このようにバーナ１００の燃焼排ガスの排気経路に多孔質体１０５を設けることにより、燃焼炎１１０が生じるバーナ１００の燃焼面からの熱気１１１に加えて、高温の燃焼排ガスの通過によって加熱される多孔質体１０５からも輻射熱１１２が生じるため、ガスこんろの熱効率を高めることができる。
【０００５】
ここで、ガラス天板１０１の表面の最高許容温度は、通常の場合、約７００℃から７５０℃の間である。そして、使用される調理器具の底部が平滑であれば熱伝導が良好に行われるが、そうではない場合や内容物が入っていない調理器具が使用された場合には、短時間のうちにガラス天板１０１の温度が９００度以上になることがある。そこで、燃焼室内にガラス天板１０１の温度を検出する温度センサを設けて、ガラス天板１０１の温度が所定温度に保たれるようにバーナ１００の火力を制御することが考えられる。しかしながら、燃焼室内は非常に高温（例えば１０００℃）であるため、燃焼室内に設けられた温度センサは高温に曝されて劣化し易いという不具合がある。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２０６７１３号公報（第３−４頁、第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる背景に鑑み、天板の温度を検知するための温度センサを保護すると共に、天板の温度を制御できるガスこんろを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために成されたものであり、上面の天板に被加熱物が載置される燃焼室内に該天板に対向して設けられた表面燃焼式のバーナと、該バーナに燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段と、一端が前記燃焼室と連通し他端が排気口と連通した排気通路と、前記バーナに燃焼用空気を供給すると共に該バーナの燃焼排ガスを前記排気通路を介して前記排気口まで送出する給排気ファンとを備え、前記バーナからの放熱により前記天板を介して被加熱物を加熱するガスこんろの改良に関する。
【０００９】
上記目的を達成するために本発明者らは種々検討を行った。そして、その結果、本発明者らは、温度センサを排気通路に配設したときに、天板表面温度と温度センサの検知温度との間に良好な相関性が得られることを見出した。
【００１０】
そこで、本発明は、前記排気通路に設けられ、前記バーナの燃焼排ガスの温度を検出する温度センサと、前記温度センサが検出する温度に基づいて前記バーナの燃焼量を変化させることにより前記天板の温度を制御する燃焼量制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
かかる本発明によれば、温度センサは排気通路に設けられ、バーナの燃焼排ガスの温度を検出する。このバーナの燃焼排ガスの温度は、バーナに対向した天板の表面温度と密接な相関を有している。従って、燃焼量制御手段が温度センサの検出する温度に基づいてバーナの燃焼量を変化させることにより天板の温度を制御することができる。これにより、天板に載置された調理器具の温度を制御することができる。そして、このように、温度センサを燃焼室よりも低温である排気通路に配設することにより、温度センサを保護して寿命を長くすることができる。
【００１２】
また、本発明のガスコンロは、前記温度センサを、前記天板の熱伝導率が低いほど前記排気通路のより下流側の位置に配設したことを特徴とする。
【００１３】
天板を構成する材料の熱伝導率が低いほど、天板は加熱され難くまた冷め難いため、バーナの燃焼排ガス温度の変化に対して天板温度の変化が遅れる。そして、この遅れは天板の熱伝導率が低いほど大きくなる。そこで、天板の熱伝導率が低いほど温度センサを排気通路のより下流側に配設する。このことにより、バーナの燃焼排ガス温度の変化に対する天板温度の変化の遅れを補正して、温度センサの検知温度と天板の温度との相関性を高めることができる。
【００１４】
また、本発明のガスコンロは、前記温度センサの熱容量を、前記天板の熱伝導率が低いほど大きくしたことを特徴とする。
【００１５】
天板の構成材料の熱伝導率が低いほど天板は加熱され難くまた冷め難いため、バーナの燃焼排ガス温度の変化に対して天板温度の変化が遅れる。そして、この遅れは天板の熱伝導率が低いほど大きくなる。一方、温度センサを構成する材料の熱容量が大きいほど周囲温度の変化に対する温度センサの検出温度の変化の遅れが大きくなる。そこで、天板の熱伝導率が低いほど熱容量の大きな温度センサを用いる。このことにより、バーナの燃焼排ガス温度の変化に対する天板温度の変化の遅れを補正して温度センサの検知温度と天板の温度との相関性を高めることができる。
【００１６】
また、本発明のガスコンロでは、前記温度センサは熱電対またはサーミスタから構成され、該熱電対またはサーミスタの径を変化させることにより、熱容量を変化させることを特徴とする。かかる本発明によれば、温度センサが熱電対またはサーミスタであるときは、熱電対またはサーミスタの径を変えることによりその熱容量を容易に変更することができる。
【００１７】
また、前記天板が、ガラスから構成されるときは、ガラスは金属に比べて熱伝導率が低く、バーナの燃焼排ガス温度の変化に対する天板温度の変化の遅れが大きいことから本発明を適用したときの効果が大きい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施形態を図１〜図３を参照して説明する。図１は本実施形態のガスこんろの外観図、図２は本実施形態のガスこんろの構成図である。図１を参照して、ガスこんろ１は、環形状のバーナブロック２ａとバーナブロック２ｂとからなる表面燃焼式のバーナ２および多孔質体３が収容された燃焼室上面に位置する耐熱性のガラス天板４と、バーナ２に燃焼用空気を供給すると共にバーナ２の燃焼排ガスを多孔質体３を介して排気通路１６（図２参照）から排気口５へと送出する給排気ファン６と、ガラス天板４における有効加熱面積を切換えるための能力切換スイッチ７と、バーナ２の燃焼量を調節するための燃焼量調節スイッチ８とを備え、ガラス天板４上に載置された調理器具（被加熱物）を加熱するものである。
【００１９】
次に、図２は、本実施形態におけるガスこんろの構成図を示したものであり、図１に示したガスこんろ１を側面から見た断面図である。バーナ２には、給排気ファン６により給気通路１１と該給気通路１１から分岐した給気分岐管１２，１３とを介して燃焼用空気が供給されると共に、ガス供給管１４の先端に設けられたノズル１５から給気通路１１に燃料ガスが噴出される。なお、ガス供給管１４とノズル１５とにより本発明の燃料ガス供給手段が構成されている。
【００２０】
排気通路１６の下流地点ｄ付近には温度センサ１７が配設され、バーナ２の燃焼排ガスの温度を検出する。温度センサ１７は例えば熱電対やサーミスタから構成される。
【００２１】
また、ガス供給管１４には上流側からガス元弁２１とガス比例弁２２が設けられ、給気分岐管１３には給気分岐管開閉弁２３が設けられている。そして、マイクロコンピュータ等により構成されたコントローラ２５（本発明の燃焼量制御手段の機能を含む）により、ガスこんろ１の作動が制御される。
【００２２】
コントローラ２５には能力切換スイッチ７と燃焼量調節スイッチ８が接続され、コントローラ２５は、使用者によるこれらのスイッチの操作に応じてバーナ２の燃焼動作を制御する。
【００２３】
コントローラ２５は、能力切換スイッチ７が「能力大」に設定されたときは、ガス元弁２１と給気分岐管開閉弁２３の双方を開弁して、バーナブロック２ａとバーナブロック２ｂを燃焼させる。このとき、バーナブロック２ａとバーナブロック２ｂの燃焼排ガスは多孔質体３に吸入されるが、その際に高温の燃焼排ガスにより多孔質体３が加熱されて赤熱し、多孔質体３から輻射熱が放出される。そのため、バーナブロック２ａ及びバーナブロック２ｂの燃焼面と多孔質体３の輻射面とからなる径Ｌ１０の範囲内が有効加熱面積となる。
【００２４】
一方、能力切換スイッチ７が「能力小」に設定されたときには、コントローラ２５は、ガス元弁２１のみを開弁し、給気分岐管開閉弁２３を閉弁状態に維持して、バーナブロック２ａのみを燃焼させる。これにより、バーナブロック２ａの燃焼面と、バーナブロック２ａの燃焼排ガスにより加熱される多孔質体３の輻射面とからなる径Ｌ２０の範囲内が有効加熱面積になる。
【００２５】
従って、ガスこんろ１の使用者（調理者）は、このように能力切換スイッチ７を操作することにより、鍋等の調理器具（被加熱物）のサイズに合わせて、ガラス天板４における有効加熱面積を変更することができる。
【００２６】
また、コントローラ２５は、能力切換スイッチ７と燃焼量調節スイッチ８の操作に応じてバーナ２の目標燃焼量を設定し、該目標燃焼量に応じて、給排気ファン６の回転数を調節してバーナ２への燃焼用空気の供給流量を制御すると共に、ガス元弁２１を開弁した状態でガス比例弁２２の開度を調節してバーナ２への燃料ガスの供給流量を制御する。
【００２７】
次に、本実施形態のガスこんろ１に用いる温度センサ１７の配設位置の設定方法について説明する。天板４を構成するガラスは金属に比べて熱伝導率が低く、天板４の温度と温度センサ１７が検出する燃焼排ガスの温度との間には応答遅れが生じる。そこで、本実施の形態では、温度センサ１７の設置位置を変更することにより、バーナ２の燃焼排ガス温度の変化に対する天板温度の変化の遅れを補正している。
【００２８】
本願発明者らは、排気通路１６における温度センサ１７の適切な配設位置を調べる試験を行った。具体的には、直径５ｍｍの温度センサ１７をガラス天板４裏のパッキン近傍地点ａ（図２参照）、排気通路１６の上流地点ｂ、中流地点ｃ、および下流地点ｄにそれぞれ配設した場合について、バーナ２が所定の燃焼量で燃焼したときの温度センサ１７の検知温度とガラス天板４の中央の温度とを昇温時および降温時について測定した。
【００２９】
その結果、ガラス天板４裏のパッキン近傍地点ａでは、温度センサ１７の検知温度とガラス天板４の温度とは、昇温時および降温時において良好な相関性が得られなかった。一方、温度センサ１７を排気通路１６の上流地点ｂ、中流地点ｃ、および下流地点ｄに配設した場合には、パッキン近傍地点ａに配設した場合に比べて、高い相関性を有するものとなった。温度センサ１７を排気通路１６に配設したときの結果を図３に示す。
【００３０】
図３において、横軸はガラス天板４の温度［℃］、縦軸は温度センサ１７の検知温度［℃］を表している。図３に示すように、ガラス天板４の温度がおよそ３５０℃までの範囲では、温度センサ１７を下流地点ｄに配設したときに、温度センサ１７の検知温度とガラス天板４の温度とがほぼ一致している。そして、温度センサ１７の配設位置が上流にいくに従って、温度センサ１７の検知温度が天板４の温度よりも高温になっている。換言すると、温度センサ１７の配設位置が下流にいくに従って、温度センサ１７の検知温度の変化に対する天板４の温度変化の遅れが小さくなることが分かる。
【００３１】
これは、温度センサ１７の配設位置が変化すると、バーナ２の燃焼排ガスが燃焼室から温度測定点に到達するまでの時間が変化し、これに応じて上記温度変化の遅れの程度が変化するためである。従って、この到達時間と、温度センサ１７の検知温度に対する天板４の温度変化の遅れ時間とを適合させることにより、上記温度変化の遅れを適切に補正することが可能となる。そして、温度センサ１７の検知温度に対する天板４の温度変化の遅れ時間は、天板の熱伝導率が低いほど大きくなる。そこで、天板の熱伝導率が低いほど排気通路１６の下流側に温度センサ１７を配設することにより、燃焼排ガスが燃焼室から温度測定点に到達するまでの時間を、温度センサ１７の検知温度に対する天板４の温度変化の遅れ時間に適合させ、上記温度変化の遅れを適切に補正することができる。
【００３２】
このような理由から本実施形態のガスコンロ１では、ガラス天板４の熱伝導率に対応して、温度センサ１７を排気通路１６の下流地点ｄ付近に配設している。これにより、天板４を構成するガラスの熱伝導率に起因する天板温度の応答遅れを解消し、温度センサ１７の検知温度に基づいてガラス天板４の温度を精度良く制御することができる。
【００３３】
次に、温度センサ１７の熱容量を変更することにより、バーナ２の燃焼排ガス温度の変化に対する天板温度の変化の遅れを補正するガスコンロを第２の実施形態として説明する。本実施形態のガスコンロは、この遅れを補正する方法以外は、第１の実施形態と同一のものであり、同一の構成には同一の参照番号を付与し説明を省略する。
【００３４】
上述した第１の実施形態では、温度センサ１７の配設位置により、バーナ２の燃焼排ガス温度の変化に対する天板温度の変化の遅れを補正したが、本第２の実施形態では、温度センサ１７の熱容量の大きさにより該温度変化の遅れを補正する。以下、温度センサ１７の熱容量の大きさの設定方法について説明する。本願発明者らは、異なる大きさの熱容量を有する温度センサ１７を用いた試験を実施した。この試験では、直径が２ｍｍ、５ｍｍ、および１０ｍｍである３種類の温度センサ１７を準備して温度センサ１７の熱容量の大きさを変化させるようにした。
【００３５】
本実施形態のガスこんろについて、排気通路１６の下流地点ｄにそれぞれの温度センサ１７を配設した場合について、バーナ２が所定の燃焼量で燃焼したときの各温度センサ１７の検知温度とガラス天板４の中央の温度とを昇温時および降温時について測定した。この試験の結果を図４に示す。
【００３６】
図４において、横軸はガラス天板４の温度［℃］、縦軸は温度センサ１７の検知温度［℃］を表している。図４に示すように、温度センサ１７の直径が２ｍｍ又は５ｍｍのときには、昇温時にガラス天板４の温度の上昇速度に対して温度センサ１７の検知温度の上昇速度が大きく、降温時には両者の上昇速度が逆転し、その違いにより生じるヒステリシスが右周りとなる。一方、温度センサ１７の直径が１０ｍｍのときには、昇温時にガラス天板４の温度の上昇速度に対して温度センサ１７の検知温度の上昇速度が小さく、降温時には両者の上昇速度が逆転し、その違いにより生じるヒステリシスが左回りとなる。また、温度センサ１７の直径が大きくなるほどヒステリシスの開き具合が小さくなり昇温時と降温時の温度格差が小さくなる。
【００３７】
また、図４から、昇温時には、例えばガラス天板温度が３５０℃のときに、温度センサ１７の検知温度は、直径が２ｍｍの場合には約５２０℃、５ｍｍの場合には約４７０℃、１０ｍｍの場合には約２００℃となっている。また、降温時には、ガラス天板温度が７００℃から例えば３５０℃降温したときには、温度センサ１７の検知温度の下降幅は、直径が２ｍｍの場合には約４６０℃、５ｍｍの場合には約４００℃、１０ｍｍの場合には約２４０℃となっている。従って、温度センサ１７の直径が大きいほど、即ち熱容量の大きさが大きいほど、温度センサ１７の検知温度の変化に対するガラス天板４の温度変化の遅れが小さくなり、やがて、温度センサ１７の検知温度の変化の方がガラス天板４の温度変化よりも遅れてくることが分かる。
【００３８】
これは、温度センサ１７の熱容量の大きさが変化すると、それに応じて温度センサ１７の感度が変わって、周囲温度の変化に温度センサ１７の検出温度が追従するまでに要する時間（応答時間）が変化し、熱容量が大きくなるほど該応答時間が長くなるためである。従って、この応答時間と、温度センサ１７の検知温度に対する天板４の温度変化の遅れ時間とを適合させることにより、上記温度変化の遅れを適切に補正することが可能になる。そして、温度センサ１７の検知温度に対する天板４の温度変化の遅れ時間は、天板の熱伝導率が低いほど大きくなる。そこで、天板の熱伝導率が低いほど温度センサ１７の径を大きくしてその熱容量の大きさを大きくすることにより、温度センサ１７の応答時間と、温度センサ１７の検知温度に対する天板４の温度変化の遅れ時間とを適合させて、上記温度変化の遅れを適切に補正することが可能になる。
【００３９】
また、図４に示す試験結果から、このガラス天板４の場合には、温度センサ１７の直径が５ｍｍのものと１０ｍｍのものとの中間の直径のときに、検知温度と天板温度との昇温時および降温時の上昇速度の違いにより生じるヒステリシスが直線的になる場合（図中直線Ｅ）が存在し、そのときの温度センサ１７の直径はおよそ７．５ｍｍであると想定される。そして、かかる直線Ｅにおける温度センサ１７の検知温度と天板温度との相関性は高いものとなる。そこで、上述したように、応答時間と、温度センサ１７の検知温度に対する天板４の温度変化の遅れ時間とを適合させて上記温度変化の遅れを補正することによって、該ヒステリシスを小さくする効果も得られると期待できる。
【００４０】
そこで、本実施形態のガスコンロ１では、７．５ｍｍの直径の温度センサ１７を排気通路１６の下流地点ｄに配設している。これにより、温度センサ１７の検知温度に基づいて天板４の温度を精度良く制御することができる。
【００４１】
なお、バーナの燃焼排ガス温度の変化に対する天板温度の変化の遅れを補正するために、天板の熱伝導率に応じて温度センサ１７の熱容量を変化させると共に、温度センサ１７の配設位置も変化させるようにしてもよい。この場合には、例えば温度センサ１７の熱容量を決定した後、その配設位置を変化させることにより、温度センサ１７の検知温度に対する天板４の温度変化の遅れ時間を微調整することができる。
【００４２】
以上本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等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において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【００４３】
例えば、第１および第２の実施形態では、多孔質体３を中心として該多孔質体３の周囲に径が異なる２個の環形状のバーナブロック２ａ，２ｂを配置して構成されたバーナ２を有するガスこんろを示したが、バーナブロックの個数が異なるものや、バーナブロックの形状が異なるガスこんろに対しても、本発明の適用が可能である。また、天板４の有効加熱面積を変更する手段として複数のバーナブロックを設けずに、バーナ２に供給される空燃比の調整や燃焼排ガスが通過する多孔質体３の面積を可変することにより、天板４の有効加熱面積を変更してもかまわない。また、給気通路１１及びガス供給管１４の配管、電磁弁の数や位置等は上記実施形態に限定されるものではない。
【００４４】
また、図３及び図４に示すように温度センサ１７の検知温度とガラス天板４の温度とが略一致するものとして説明したが、温度センサ１７の検知温度とガラス天板４の温度との相関があれば本発明を適用することができる。なお、天板の材料としては、ガラスに限らず例えば金属などであっても良く、材料の熱伝導率に合わせて、温度センサ１７の熱容量または／および配設位置を変化させるようにすればよい。
【００４５】
また、上記第２の実施形態では、温度センサの直径を変化させてその熱容量の大きさを変更したが、例えば、温度センサに断熱材を巻いたり、温度センサを金属製の保護管に収納することにより熱容量の大きさを変更するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態のガスこんろの外観図。
【図２】第１の実施形態のガスこんろの構成図。
【図３】配設位置の異なる温度センサによる検知温度とガラス天板の温度との関係を示す図。
【図４】直径の異なる温度センサによる検知温度とガラス天板の温度との関係を示す図。
【図５】従来のガスこんろの構成図。
【符号の説明】
１・・・ガスこんろ、２・・・バーナ、３・・・多孔質体、４・・・ガラス天板、５・・・排気口、６・・・給排気ファン、７・・・能力切換スイッチ、８・・・燃焼量調節スイッチ、１１・・・給気通路、１２，１３・・・給気分岐管、１４・・・ガス供給管、１５・・・ノズル、１６・・・排気通路、１７・・・温度センサ、２１・・・ガス元弁、２２・・・ガス比例弁、２３・・・給気分岐管開閉弁、２５・・・コントローラ。

Claims

上面の天板に被加熱物が載置される燃焼室内に該天板に対向して設けられた表面燃焼式のバーナと、該バーナに燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段と、一端が前記燃焼室と連通し他端が排気口と連通した排気通路と、前記バーナに燃焼用空気を供給すると共に該バーナの燃焼排ガスを前記排気通路を介して前記排気口まで送出する給排気ファンとを備え、前記バーナからの放熱により前記天板を介して被加熱物を加熱するガスこんろにおいて、
前記排気通路に設けられ、前記バーナの燃焼排ガスの温度を検出する温度センサと、
前記温度センサが検出する温度に基づいて前記バーナの燃焼量を変化させることにより前記天板の温度を制御する燃焼量制御手段とを備えることを特徴とするガスこんろ。
前記温度センサを、前記天板の熱伝導率が低いほど前記排気通路のより下流側の位置に配設したことを特徴とする請求項１記載のガスこんろ。
前記温度センサの熱容量を、前記天板の熱伝導率が低いほど大きくしたことを特徴とする請求項１または請求項２記載のガスこんろ。
前記温度センサは熱電対またはサーミスタから構成され、該熱電対またはサーミスタの径を変化させることにより、熱容量を変化させることを特徴とする請求項３記載のガスこんろ。
前記天板は、ガラスから構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちのいずれか１項記載のガスこんろ。