(57)【要約】【課題】従来の複雑な火炎監視システムの課題を解消し、簡単で且つ簡易な火炎監視システムを提供する。【解決手段】ガスコンロ２０の火炎１４が消火されたことを監視する火炎監視システムであって、固体電解質層の一面側に形成されたアノード層と前記固体電解質層の他面側に形成されたカソード層とから成る燃料電池２０と、燃料電池２０のアノード層がガスコンロ１０に掛けられた調理器具を加熱する火炎１４の一部に晒される位置に配設されるように、燃料電池２０の位置を調整するリード１８と、前記アノード層が火炎１４に晒されたとき、燃料電池２０に発生する起電力によって警報を発し、火炎１４が消火されたとき、前記起電力の消滅によって前記警報を停止する警報器１６とを具備することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体電解質層の一面側に形成されたアノード層と前記固体電解質層の他面側に形成されたカソード層とから成る燃料電池と、
前記燃料電池のアノード層がガスコンロに掛けられた調理器具を加熱する火炎の一部に晒される位置に配設されるように、前記燃料電池の位置を調整する位置調整部材と、
前記アノード層が前記火炎に晒されたとき、前記燃料電池に発生する起電力又は前記起電力を検知した制御部から発信された起動信号によって警報を発し、前記火炎が消火されたとき、前記起電力の消滅又は前記起電力の消滅を検知した制御部から発信された停止信号によって前記警報を停止する警報器とを具備することを特徴とする火炎監視システム。
【請求項２】
固体電解質層の一面側に形成されたアノード層と前記固体電解質層の他面側に形成されたカソード層とから成る燃料電池と、前記燃料電池のアノード層がガスコンロに掛けられた調理器具を加熱する火炎の一部に晒される位置に配設されるように、前記燃料電池の位置を調整する位置調整部材と、前記火炎が消火されたとき、警報を発する警報器とを具備し、
且つ前記アノード層がガスコンロの火炎に晒されているとき、前記燃料電池に発生する起電力を検知して、前記警報を停止する停止信号を警報器に発信し、且つ前記火炎が消火されたとき、前記起電力の消滅を検知して、前記警報を発する駆動信号を警報器に発信する制御部が設けられていることを特徴とする火炎監視システム。
【請求項３】
警報器と制御部とが一体に形成されている請求項１又は請求項２記載の火炎監視システム。
【請求項４】
燃料電池の位置を調整する位置調整部材が、燃料電池と警報器又は制御部とを電気的に接続し、且つ曲折された所定形状を保形できるリードである請求項１〜３のいずれか一項記載の火炎監視システム。
【請求項５】
警報器又は警報器及び制御部が、調理器具に着脱自在に装着されている請求項１〜４のいずれか一項記載の火炎監視システム。
【請求項６】
請求項１又は請求項２記載の火炎監視システムの構成部材が、ガスコンロ側に設けられている請求項１又は請求項２記載の火炎監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は火炎監視システムに関し、更に詳細にはガスコンロの火炎を監視する火炎監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスコンロで調理する際に、ガスコンロのバーナーの火炎で加熱している鍋等の調理器具から汁等が吹きこぼれて火炎を消火してしまうことがある。
この場合、調理者がガスコンロの近傍にいれば、直ちにガスコンロのバーナーに供給するガスを停止し、再度、ガスをバーナーに供給して点火することができる。
しかし、調理者がガスコンロの近傍にいない場合、或いは調理者が調理器具をガスコンロに掛けて加熱していたことを忘れていた場合には、調理器具から汁等が吹きこぼれて火炎が消火されたことを知らずに放置されていることがある。
かかる場合には、ガスコンロへのガスの供給が継続されており、調理室内にバーナーからガスが流出する。流出したガスは調理室に溜まり、調理室内の何らかの火によってガス爆発が誘発されたり、調理室に入室した入室者がガス中毒となる危険性がある。
特に、近年の様に、高齢者の一人暮らしが増加すると、高齢者の聴力や記憶力の低下に伴って、調理器具からの汁等の吹きこぼれによってガスコンロの火炎が消火された状態が放置される事態が増加するおそれがある。
このため、下記特許文献１及び特許文献２には、ガスコンロのバーナー近傍に熱電対素子を設け、バーナー近傍の温度を測定し、バーナー近傍の温度が急激に低下したとき、バーナーの火炎が消火されたものと判断し、ガスコンロへのガスの供給を停止する火炎監視システムを具備するガスコンロが提案されている。
【特許文献１】特許第２８３４１１９号公報
【特許文献１】特開２００４-１０８６９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１及び特許文献２で提案されたガスコンロによれば、ガスコンロに掛けられた調理器具からの汁等の吹きこぼれによってバーナーの火炎が消火したとき、バーナーへのガスの供給が停止される。このため、調理器具から汁等が吹きこぼれて火炎が消火されたことを知らずに放置される事態を防止できる。
しかし、特許文献１及び特許文献２で提案されたガスコンロでは、バーナー近傍に設けた熱電対素子で測定されるバーナー近傍の温度を常時監視しつつ、火炎が点火されている際のバーナー近傍の温度と測定温度とを比較することが必要である。このため、熱電対素子を用いた火炎監視システムは複雑化し、その操作方法も高齢者にとって面倒である。
そこで、本発明では、従来の複雑な火炎監視システムの課題を解消し、簡単で且つ簡易な火炎監視システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者等は、本発明者の一人が先に特開２００４−１３９９３６号公報によって提案した燃料電池では、そのアノード側が火炎に晒されているときには、燃料電池に起電力が発現し、火炎が消火されたときには、燃料電池の起電力が消失する。このため、かかる燃料電池を火炎監視システムに用いることが有効ではないかと考えて検討した結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、固体電解質層の一面側に形成されたアノード層と前記固体電解質層の他面側に形成されたカソード層とから成る燃料電池と、前記燃料電池のアノード層がガスコンロに掛けられた調理器具を加熱する火炎の一部に晒される位置に配設されるように、前記燃料電池の位置を調整する位置調整部材と、前記アノード層が前記火炎に晒されたとき、前記燃料電池に発生する起電力又は前記起電力を検知した制御部から発信された起動信号によって警報を発し、前記火炎が消火されたとき、前記起電力の消滅又は前記起電力の消滅を検知した制御部から発信された停止信号によって前記警報を停止する警報器とを具備することを特徴とする火炎監視システムにある。
【０００５】
また、本発明は、固体電解質層の一面側に形成されたアノード層と前記固体電解質層の他面側に形成されたカソード層とから成る燃料電池と、前記燃料電池のアノード層がガスコンロに掛けられた調理器具を加熱する火炎の一部に晒される位置に配設されるように、前記燃料電池の位置を調整する位置調整部材と、前記火炎が消火されたとき、警報を発する警報器とを具備し、且つ前記アノード層がガスコンロの火炎に晒されているとき、前記燃料電池に発生する起電力を検知して、前記警報を停止する停止信号を警報器に発信し、且つ前記火炎が消火されたとき、前記起電力の消滅を検知して、前記警報を発する駆動信号を警報器に発信する制御部が設けられていることを特徴とする火炎監視システムでもある。
【０００６】
かかる本発明において、警報器と制御部とを一体に形成することによって、警報器と制御部とをコンパクト化できる。
また、燃料電池の位置を調整する位置調整部材として、燃料電池と警報器又は制御部とを電気的に接続し、且つ曲折された所定形状を保形できるリードを好適に用いることができる。
更に、警報器又は警報器及び制御部を、調理器具に着脱自在に装着することによって、ガスコンロに掛けて加熱する調理器具のみに火炎監視システムを装着できる。
或いは、火炎監視システムの構成部材をガスコンロ側に設けることによって、調理器具に火炎監視システムを装着することを省略できる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る火炎監視システムを構成する燃料電池は、そのアノード側が火炎に晒されているときには、燃料電池に起電力が発現し、火炎が消火してアノード側が火炎に晒されなくなったときには、燃料電池の起電力は消滅する。
かかる燃料電池の起電力の有無によって警報器を駆動することにより、ガスコンロの火炎の有無を調理人等に知らせることできる。このため、ガスコンロの火炎が調理器具からの汁等の吹きこぼれによって消火したとき、調理人等は直ちにガスコンロへのガスの供給を止めることができる。
その結果、ガスコンロの火炎が消火した状態の放置に起因して発生するおそれのあるガス爆発やガス中毒を効果的に防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明に係る火炎監視システムの一例を図１に示す。図１において、ガスコンロ１０に調理器具としての取手付の鍋１２が掛けられている。この鍋１２は、ガスコンロ１０に供給されるガスに点火された火炎１４に晒されて加熱されている。
かかる鍋１２の取手１２ａの鍋側には、警報器１６が着脱自在に装着されている。この警報器１６に一端が接続されたリード１８の他端には、燃料電池２０が接続されている。
燃料電池２０は、図２に示す様に、固体電解質層２０ａの一面側に形成されたアノード層２０ｂと固体電解質層２０ａの他面側に形成されたカソード層２０ｃとから構成される。
固体電解質層２０ａは、公知のものを採用できるが、ＹＳＺ（イットリア安定化ジルコニア）、ＳｃＳＺ（スカンジア安定化ジルコニア）、及びこれらにＣｅ、Ａｌ等をドープしたジルコニア系セラミックス、ＳＤＣ（サマリアドープドセリア）、ＳＧＣ（ガドリアドープドセリア）等のセリア系セラミックス、ＬＳＧＭ（ランタンガレート）、酸化ビスマス系セラミックスを好適に採用できる。
また、アノード層２０ｂも、公知のものを採用できるが、ニッケルとイットリア安定化ジルコニア系、スカンジア安定化ジルコニア系又はセリア系（ＳＤＣ、ＧＤＣ、ＹＤＣ等）セラミックとのサーメット、導電性酸化物を主成分（５０重量％以上９９重量％以下）とする焼結体（この導電性酸化物とは、例えばリチウムが固溶された酸化ニッケル等をいう）、或いはこれらに白金族元素やレニウムから成る金属又はその酸化物が１〜１０重量％配合されたものを好適に採用できる。
更に、カソード層２０ｃも、公知のものを採用できるが、ストロンチウム（Ｓｒ）等の周期律表第２族元素が添加されたランタンのマンガン（例えばランタンストロンチウムマンガナイト）、ガリウム又はコバルト酸化化合物（例えばランタンストロンチウムコバルタイト）を好適に採用できる。
【０００９】
かかる固体電解質層２０ａ、アノード層２０ｂ及びカソード層２０ｃは、共に多孔質に形成されている。このため、アノード層２０ｂ側を火炎中或いは火炎の近傍に配置して急激な温度変化を与えても、更に温度差の激しいヒートサイクルに対してもひび割れ等を可及的に少なくできる。このため、燃料電池２０の耐熱衝撃性が向上する。
ところで、固体電解質層２０ａは、通常、アノード層２０ｂ及びカソード層２０ｃよりも厚く形成されるため、その気孔率を１０％以上、特に２０％以上とすることが、燃料電池２０の耐熱衝撃性の観点から好ましい。
この様な燃料電池２０は、火炎１４中に存在する炭化水素、水素、ラジカル（ＯＨ、ＣＨ、Ｃ２、Ｏ２Ｈ、ＣＨ３）等を燃料として利用し、カソード層２０ｃ側の大気中の酸素との電気化学反応によって起電力を得ることができる。
燃料電池２０で生じた起電力は、アノード層２０ｂ及びカソード層２０ｃの各々から引き出されたリード線１８ａ，１８ｂから成るリード１８によって取り出されて警報器１６を駆動する。
【００１０】
燃料電池２０に起電力を発生させるには、燃料電池２０を、そのアノード層２０ｂ側が鍋１２を加熱する火炎１４の一部によって晒されるように、その位置決めを行うことを要する。かかる位置決めは、警報器１６と燃料電池２０とを電気的に接続するリード線１８ａ，１８ｂから成るリード１８によって行うことができる。通常、リード線１８ａ，１８ｂは、銅線等の金属配線であり、リード１８は、図３に示す様に、曲折された所定形状を保形できる。このため、リード１８を位置調整部材として用いることができ、燃料電池２０のアノード層２０ｂ側を火炎１４に晒されるように、燃料電池２０を所定位置に保持できる。
かかるリード線１８ａ，１８ｂは、互いの接触による短絡を防止するため、表面に絶縁層を形成して、曲折可能なセラミックチューブ内に挿通してもよい。
【００１１】
警報器１６としては、燃料電池２０の起電力で駆動できるものであって、人の視覚、聴覚等によって認識できるものであればよく、例えばＬＥＤ素子の発光や電子メロディ素子の警報音等を好適に用いることができる。
かかる警報器１６として、電子メロディ素子を用いた例を図４に示す。図４に示す警報器１６では、電子メロディ素子１６ａが共鳴部材１６ｂに取り付けられており、電子メロディ素子１６ａが発するメロディ音を拡大できる。この共鳴部材１６ｂは、湾曲状のグリップ部１６ｃに取り付けられて一体化されている。
かかるグリップ部１６ｃは、その湾曲部に鍋１２の取手１２ａを着脱自在に挟み込むことができ、電子メロディ素子１６ａを具備する警報器１６を取手１２ａに着脱自在に装着できる。
【００１２】
図１〜図４に示す火炎監視システムでは、燃料電池２０のアノード層２０ｂ側が鍋１２を加熱する火炎１４の一部に晒される。このため、燃料電池２０には、火炎１４中に存在する炭化水素、水素、ラジカル（ＯＨ、ＣＨ、Ｃ２、Ｏ２Ｈ、ＣＨ３）等を燃料として利用し、カソード層２０ｃ側の大気中の酸素との電気化学反応によって起電力が発現する。
この起電力は、リード線１８を経由して鍋１２の取手１２ａに装着された警報器１６の電子メロディ素子１６ａを駆動し、警報器１６から所定のメロディが流れる。警報器１６からのメロディによって、調理人等にガスコンロ１０で火炎を発生させて調理していることを知らせることができる。
【００１３】
かかる調理中に、鍋１２からの吹きこぼれ等によって火炎１４が消火されたとき、燃料電池２０のアノード層２０ｂ側が火炎１４に晒されておらず、燃料電池２０の起電力は消滅する。このため、警報器１６の電子メロディ素子１６ａの駆動が停止され、警報器１６から流れていたメロディが停止する。かかる警報器１６から流れていたメロディの停止によって、調理人等はガスコンロ１０の火炎が消火されたことを知り、直ちにガスコンロ１０にガスを供給する供給配管のバルブを閉じることができる。
従って、鍋１２からの吹きこぼれ等によって火炎１４が消火された状態を放置し、調理室内にガスが充満する事態を防止できる。
【００１４】
図１〜図４に示す火炎監視システムでは、ガスコンロ１０に火炎１４が点火されている状態では、警報器１６から所定のメロディが流れるが、ガスコンロ１０の火炎１４が消火されたときに、警報器１６からメロディが流れるようにしてもよい。
この場合には、図５に示す様に、燃料電池２０と警報器１６との間に制御部２２を設ける。この制御部２２では、燃料電池２０のアノード層２０ｂ側がガスコンロ１０の火炎１４に晒されているとき、燃料電池２０に発生する起電力を検知して、電子メロディ素子１６ａから流れる警報としてのメロディを停止する停止信号を警報器１６に発信し、且つ火炎１４が鍋１２の吹きこぼれ等によって消火されたとき、燃料電池２０の起電力の消滅を検知して、警報としての所定のメロディを発する駆動信号を警報器１６に発信する。
かかる制御部２２は、警報器１６と一体化して、鍋１２の取手１２ａに着脱自在に装着することが好ましい。
この様に、ガスコンロ１０の火炎１４が消火されたときに、警報器１６からメロディが流れるようにするには、警報器１６を駆動する電力を供給する二次電源としての電池を具備することが好ましい。
【００１５】
ところで、燃料電池２０は、そのアノード層２０ｂ側が火炎１４に晒された際には、急激に温度が昇温される。他方、火炎１４が消火された際には、燃料電池２０が急激に冷却される。
この様に、燃料電池２０には、急激な加熱・冷却が繰り返して加えられるため、アノード層２０ｂやカソード層２０ｃにクラックが発生することがある。かかるクラックが発生しても、アノード層２０ｂ及びカソード層２０ｃの各々が電気的に接続されている限り、電気的には問題ない。
但し、クラックが発生したアノード層２０ｂやカソード層２０ｃでは、その強度が低下して、部分的に欠損部が発生するおそれがある。
この点、図６に示す様に、アノード層２０ｂ及びカソード層２０ｃの各々に金網２０ｄを埋め込むことによって、アノード層２０ｂ及びカソード層２０ｃにクラックが発生しても、アノード層２０ｂ及びカソード層２０ｃの各強度を保持できる。
また、アノード層２０ｂ及びカソード層２０ｃの各々に埋め込まれた金網２０ｄには、リード線１８ａ，１８ｂの各一端を容易に接続できる。
尚、図１に示す火炎監視システムでは、警報器１６を鍋１２の取手１２ａに着脱自在に装着しているが、取手１２ａを有しない鍋の場合には、鍋１２の縁等にクリップ等の装着具によって警報器１６を装着する。
【００１６】
これまでは、警報器１６等をガスコンロ１０に掛ける調理器具に設ける火炎監視システムについて説明してきたが、ガスコンロ１０側に火炎監視システムを設けてもよい。
かかるガスコンロ１０側に設けた火炎監視システムの一例を図７に示す。図７に示す火炎監視システムでは、燃料電池２０、リード１８、制御部２２及び警報器１６がガスコンロ１０側に設けられている。
図７に示す火炎監視システムにおいて、鍋３０が掛けられるガスコンロ１０内に設けられたガスバーナー３２では、ガスバーナー３２のノズル３６から噴出したガスに着火して火炎３８が形成される。この火炎３８によって、鍋３０が加熱されると共に、燃料電池２０のアノード層２０ｂ側が晒される。
燃料電池２０のアノード層２０ｂ側が火炎３８によって晒されたとき、燃料電池２０で発現した起電力は、燃料電池２０とリード１８によって接続されている制御部２２で検知され、警報を停止する停止信号を警報器１６に発信する。
他方、火炎３８が消火したとき、燃料電池２０での起電力の消滅は、制御部２２で検知され、警報を発する駆動信号を警報器１６に発信する。
【００１７】
図７に示す火炎監視システムにおいても、燃料電池２０と警報器１６とをリード１８によって直接接続し、燃料電池２０の起電力によって警報器１６から警報を出させてもよい。この場合、ガスバーナー３２の火炎３８が継続している間は、警報器１６からの警報が続行され、ガスバーナー３２の火炎３８が消火したとき、警報器１６からの警報が停止される。
尚、図７に示す火炎監視システムにおいて、図１に示す火炎監視システムと同一部材については同一番号を付与して、詳細な説明を省略した。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る火炎監視システムの一例を説明する説明図である。
【図２】図１に示す火炎監視システムで用いる警報器１６、位置調整部材１８及び燃料電池２０の一例について説明する説明図である。
【図３】位置調整部材１８として用いたリードによる燃料電池２０の位置調整方法を説明する説明図である。
【図４】図１に示す火炎監視システムで用いた警報器１６の断面図である。
【図５】図１に示す火炎監視システムで用いる警報器１６、位置調整部材１８及び燃料電池２０の他の例について説明する説明図である。
【図６】図１に示す火炎監視システムで用いることのできる燃料電池２０の他の例を示す横断面図である。
【図７】本発明に係る火炎監視システムの他の例を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００１９】
１０  ガスコンロ
１２，３０  鍋（調理器具）
１４，３８  火炎
１６  警報器
１８  リード（位置調整部材）
２０  燃料電池
２０ａ  固体電解質層
２０ｂ  アノード層
２０ｃ  カソード層
２０ｄ  金網
２２  制御部
３２  ガスバーナー
３６  ノズル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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