(57)【要約】【課題】ガス流量制御装置をガスコンロに設けると、ガスコンロ内の温度変化に伴って圧力センサ７の特性が変化し、ガスバーナーの火力が変動する。【解決手段】ガス噴射ノズルに連なるガス通路１１に、ガス噴射ノズルへの燃料ガスのガス流量を調節する流量調節手段２と、該流量調節手段の下流側におけるガス通路内の燃料ガスの二次圧を検出する圧力センサ７とを設ける。流量調節手段は、ガス通路の開度を変更してガスバーナーの設定火力を定める最小ガス流量から最大ガス流量までのガス流量を増減する。流量調節手段を調節して最小ガス流量の燃料ガスをガス通路に流し、前記二次圧検出手段によって二次圧を検出する。検出した二次圧から各設定火力を定めるガス流量に対応する流量調節手段の開度を補正し、補正後の開度でガスバーナーの火力調節を行う。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス噴射ノズルに連なるガス通路に、ガス噴射ノズルへの燃料ガスのガス流量を調節する流量調節手段と、該流量調節手段の下流側におけるガス通路内の燃料ガスの二次圧を検出する二次圧検出手段とを備え、
該流量調節手段は、ガス通路の開度を変更してガスバーナーの設定火力を定める最小ガス流量から最大ガス流量までのガス流量を増減するガス流量制御装置において、
前記流量調節手段を調節して最小ガス流量の燃料ガスをガス通路に流し、前記二次圧検出手段によって二次圧を検出し、該検出した二次圧から各設定火力を定めるガス流量に対応する流量調節手段の開度を補正し、補正後の開度でガスバーナーの火力調節を行うことを特徴とするガス流量制御装置。
【請求項２】
前記最小ガス流量は、ガス通路の上流側と下流側とをバイパスするパイパス通路に設けたオリフィスで設定することを特徴とする請求項１記載のガス流量制御装置。
【請求項３】
前記流量調節手段を、少なくとも１個の第１連通孔を開設した固定ディスクと、第２連通孔を開設した駆動手段を有する回転ディスクとから構成し、最小ガス流量時には第２連通孔がバイパス通路のみに一致することを特徴とする請求項２記載のガス流量制御装置。
【請求項４】
前記駆動手段がステッピングモータであり、最小ガス流量の際の回転ディスクの回転角を、ステッピングモータのパルス数またはステッピングモータに付設したリミットスイッチで制御することを特徴とする請求項３記載のガス流量制御装置。
【請求項５】
前記検出した二次圧が、火力変化を許容できる二次圧の範囲内にあると流量調節手段の開度の補正を行わないことを特徴とする請求項１乃至請求項４記載のいずれか１項に記載のガス流量制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスコンロ等のガス調理器具に使用され、ガス調理器具に設けたガスバーナーの設定火力の変化を少なくするガス流量制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のガス流量制御装置は、例えば、特開２００１−５６１１８号公報が知られている。ガス流量制御装置は、ガスバーナーの混合管に接続されたガス噴射ノズルに連なるガス通路を有し、ガス通路には、例えばステッピングモータで駆動されてガス通路の開度を変更する流量調節手段が設けられている。
【０００３】
流量調節手段の上流側であってガス噴射ノズルの下流側のガス通路には、燃料ガスの二次圧を検出する二次圧検出手段である圧力センサが設けられている。このガス流量制御装置を、例えばガスコンロに設けてガスバーナーの設定火力を調節する場合、ガスコンロに設けたマイコンによって、圧力センサで検出した二次圧が予めマイコンに記憶させた目標二次圧に一致するようにモータを制御して流量調節手段の開度を調節する。
【０００４】
ところで、複数のガスバーナーを設けたガスコンロでは、器具内の温度変化が大きい。このような雰囲気中に圧力センサを設けると温度変化に伴って圧力センサの特性が変化してその出力が変化する。特に、ガス器具の小型化に伴って小型の圧力センサを設けた場合、その特性の変化量は大きい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のものでは、圧力センサの特性変化に対応して補正を行っていない。このため、圧力センサで検出した二次圧を目標二次圧に一致させても、その時のガスバーナーの火力が、圧力センサの特性が変化する前のガスバーナーの火力と一致しない。
【０００６】
この場合、温度変化の影響を受け難い大型の圧力センサを使用することも考えらえるが、コスト高を招くと共に、ガス流量制御装置自体が大型化する。
【０００７】
そこで、本発明は、上記点に鑑み、低廉な圧力センサを使用でき、圧力センサの特性が変化してもガスバーナーの各設定火力を一致させることができる使い勝手のよいガス流量制御装置を提供することを課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明のガス流量制御装置は、ガス噴射ノズルに連なるガス通路に、ガス噴射ノズルへの燃料ガスのガス流量を調節する流量調節手段と、該流量調節手段の下流側におけるガス通路内の燃料ガスの二次圧を検出する二次圧検出手段とを備え、該流量調節手段は、ガス通路の開度を変更してガスバーナーの設定火力を定める最小ガス流量から最大ガス流量までのガス流量を増減するガス流量制御装置において、前記流量調節手段を調節して最小ガス流量の燃料ガスをガス通路に流し、前記二次圧検出手段によって二次圧を検出し、該検出した二次圧から各設定火力を定めるガス流量に対応する流量調節手段の開度を補正し、補正後の開度でガスバーナーの火力調節を行うことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、ガス通路内のガス流量がガス噴射ノズルのノズル圧の平方根に比例することから圧力センサの特性変化による火力変化が大きい最小ガス流量の燃料ガスをガス通路に流して二次圧検出手段で二次圧を検出する。
【００１０】
検出した二次圧が所定値と一致しないと、これに基いて各設定火力に対応した流量調節手段の開度を補正する。補正後の開度に応じて流量調節手段を制御し、ガスバーナーの各火力が調節される。
【００１１】
前記最小ガスは、例えばガス通路の上流側と下流側とをバイパスするパイパス通路に設けたオリフィスで設定すればよい。
【００１２】
また、前記流量調節手段を、少なくとも１個の第１連通孔を開設した固定ディスクと、第２連通孔を開設した駆動手段を有する回転ディスクとから構成し、最小ガス流量時には第２連通孔がバイパス通路のみに一致するようにするのがよい。
【００１３】
この場合、前記駆動手段がステッピングモータであり、第２連通孔とバイパス通路とが一致する回転ディスクの回転角を、ステッピングモータのパルス数またはステッピングモータに付設したリミットスイッチで制御するようにするのがよい。
【００１４】
ところで、設定火力を補正する際、バイパス通路を介してガス通路に燃料ガスを流した際の二次圧が多少の変動しただけでその補正を行っていたのでは使い勝手が悪くなる。
【００１５】
この場合、前記検出した二次圧が、火力変化を許容できる二次圧の範囲内にあると流量調節手段の開度の補正を行わないようにしてもよい。
【００１６】
これにより、流量調節手段の上流側に位置する圧力センサの応答性がステッピングモータの応答性に比べて劣ることや部品間のがたつきで、圧力センサの出力値と設定値とを一致させるのにステッピングモータが必要以上に回転される等の問題は生じない。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１及び図２を参照して、１は、例えばガスコンロに設けられる本発明のガス流量制御装置である。ガス流量制御装置１は、ガスコンロに設けたガスバーナーの混合管に接続されたガス噴射ノズル（図示せず）に連なるガス通路１１を備えた装置本体１２を有する。装置本体１２の一端の下面には、ガス噴射ノズルへの燃料ガスのガス流量を調節する流量調節手段であるガスバルブ２が設けられている。
【００１８】
ガスバルブ２は、ガス通路１１に連通する内部通路２１を設けたバルブケーシング２２を有し、バルブケーシング２２の上面には、内部通路２１に連通するガス流入口２３が開設されている。
【００１９】
バルブケーシング２２の下面には、回転角検出手段３１を有するステッピングモータ３が連結され、モータ３の回転軸３２の一端はシール材３３を介して内部通路２１に突出している。
【００２０】
内部通路２１には、ガス流出口２３の上流側に位置して回転軸３２の一端に連結された回転ディスク４と、該回転ディスク４の上方に位置してバルブケーシング２２に嵌着された固定ディスク５とが設けられている。回転ディスク４と固定ディスク５とによって内部通路２１の通路面積の開度を変更してガス流量が調節される。
【００２１】
図２に示すように、固定ディスク５には、第１連通孔である４個の孔５１、５２、５３、５４が、相互に開口面積を相違させて同一円周上に形成され、後述の最小ガス流量を定める第１孔５１以外の他の孔５２、５３、５４は連続して形成されている。
【００２２】
回転ディスク４には、回転軸３２が所定の角度回転すると第１連通孔の各孔５１、５２、５３、５４に一致して内部通路２１とガス通路１１との連通を許容する１個の楕円形第２連通孔４１が開設されている。
【００２３】
ここで、ガスバーナーの火炎が消えない程度の最小ガス流量は、使用する燃料ガスの種類やガスバーナーの能力に応じて相違する。このため、使用する燃料ガスの種類等の異なるガス器具ごとに最小ガス流量を設定できるようにするのがよい。
【００２４】
本実施の形態では、第１連通孔の第１孔５１とガス通路１１とを連通するバイパス通路１３を装置本体１２に設けると共に、バイパス通路１３に最小ガス流量を設定するオリフィス１４を挿設した。このため、オリフィス１４を交換することで燃料ガスの種類やガスバーナーの能力に対応した最小ガス流量を設定できる。
【００２５】
そして、第２連通孔４１が第１連通孔のいずれの孔５１、５２、５３、５４にも一致しないと内部通路２１が閉止され、ガス通路１１への燃料ガスの供給が停止される（図２（ａ）参照）。
【００２６】
他方で、モータ３を駆動して回転ディスク４を回転させ、第２連通孔４１を、第１連通孔５１、５２、５３、５３、５４のいずれかに一致させることで開度を変更してガス流量が調節される。尚、安全性等を考慮して、ガス流入口２３の上流側に、開閉弁である電磁安全弁６を設けている（図１参照）。
【００２７】
また、ガス通路１１には、該ガス通路１１内の二次圧を検出する圧力センサ７が設けられている。圧力センサ７は、ガス通路１１から垂直方向に設けた分岐路１１ａにシール材７１を介して挿設した導入筒７２を有し、該導入筒７２内を介して連通する密閉状の空室７３内には樹脂製の薄板（図示せず）が組込まれている。
【００２８】
そして、ガス通路１１に燃料ガスを流すと、導入筒７２を通って空室７３内に導入された燃料ガスの二次圧で薄板が変形し、その時の薄板１１の歪量を該薄板に付設した歪ゲージで検出して二次圧が検出される。
【００２９】
ここで、調理者の利便性を高めるため作動が電子制御されたガスコンロでは、ガスバーナーの火力調節が、例えば操作パネルに設けたライトタッチスイッチによって行われる。この場合、ガスバルブ２は、例えばガスバーナーの火力を火力１から火力４までの４段階に設定できるように制御される。
【００３０】
この場合、ライトタッチスイッチを押して火力１にすると、モータ３を駆動して回転軸３２を一方に回転させ、第２連通孔４１を第１連通孔の第１孔５１に一致させる。この場合、ガスバーナーの火炎が消えない程度の最小ガス流量が流れる（図２（ｂ）参照）。
【００３１】
次に、タッチスイッチを押して火力２に設定すると、モータ３を駆動して回転軸３２が一方に回転させ、第２連通孔４１を、第１連通孔の第１孔５１及び第２孔５２に一致させる。この場合、ガスバーナーの火力を小にする流量の燃料ガスがガス通路１１へと流れる。尚、ガス通路１１への燃料ガスの流量は、第１連通孔の第１孔５１及び第２孔５２と第２連通孔４１とが一致する面積に応じて変更できる（図２（ｃ）参照）。
【００３２】
そして、火力３で、第２連通孔４１を第１連通孔の第２孔５２及び第３孔５３に（図２（ｄ）参照）、火力４では第２連通孔４１を第１連通孔の第３孔５３及び第４孔５４に（図２（ｅ）参照）に一致させるとガスバーナーの火力をそれぞれ中及び強にする流量の燃料ガスがガス通路１１へと流れる。この場合もまた、第２連通孔４１が一致する第１連通孔の各孔５１乃至５４の面積を変更することでガス流量が調節できる。
【００３３】
ここで、初期状態では、最小ガス流量を除く、第２連通孔４１と第１連通孔の各孔５２、５３、５４との間の一致する面積は次のように調節されている。即ち、圧力センサ７によって、最小ガス流量（火力１）におけるガス通路１１の燃料ガスの圧力（以下、「二次圧」という）と、最大ガス流量（火力４）における二次圧とをそれぞれ検出する。
【００３４】
これらの二次圧を３等分して火力２及び火力３に対応する二次圧を算出し、圧力センサ７の検出値がそれらの二次圧になるようにモータ３を駆動して回転ディスク４を回転させてガスバルブ２の開度（ガス流量）が調節されている。
【００３５】
この場合、調節されたモータ３の回転軸３２の回転角を回転角検出手段３１で検出すると共に、その時の各火力における回転角と二次圧とを初期値としてガスコンロの作動を制御するマイコンに記憶させている。
【００３６】
ところで、複数のガスバーナーを設けたガスコンロでは器具内の温度変化が大きい。このような雰囲気中に圧力センサ７を設けると温度変化に伴って圧力センサ７の特性が変化してその出力が変化する。特に、ガス器具の小型化に伴って小型の圧力センサを設けた場合、その特性の変化量は大きくなる。
【００３７】
この場合、マイコンに予め記憶させた初期二次圧に一致するように、圧力センサ７で検出した二次圧からフィードバック制御してモータ３を介して回転軸３２の回転角を制御しても、その時のガスバーナーの火力は、圧力センサ７の特性が変化する前のガスバーナーの火力と一致しない。
【００３８】
ここで、図３には、温度を変化させたときの圧力センサ７の出力の変化が示されている。これによると、温度が２５℃上昇すると圧力センサ７の出力は、初期状態（線ａ）に対して全体として一定の幅Ｂで上方にシフトした（線ｂ）。さらに、温度が５０℃上昇すると圧力センサ７の出力は、初期状態（線ａ）に対して全体として一定の幅Ｃで上方にシフトした（線ｃ）。
【００３９】
また、図４を参照して、初期状態において０であったセンサ出力の０点が、ガスコンロの温度変化により０．２５まで上昇した場合を想定し、ガスバルブ２を調節して各設定火力（火力１乃至火力４）における圧力センサ７の出力とガスバーナーの発熱量を測定すると、設定火力が小さい（火力１）程、圧力センサ７の出力値の変化が大きくなると共に、ガスバーナーの発熱量の変化も大きくなった。
【００４０】
これは、ガス通路１１内のガス流量がガス噴射ノズルのノズル圧の平方根に比例することから、ノズル圧が小さい程、ガス通路１１内のガス流量に対する影響が大きいためである。
【００４１】
以上を考慮して、本実施の形態では、圧力センサ７の特性変化による影響が大きい最小ガス流量である火力１を基準として各設定火力を補正することとした。この場合、火力１となる回転ディスク４の回転角をステッピングモータ３のパルス数で制御する。そして、第２連通孔４１と第１連通孔の第１孔５１とが一致すると圧力センサ７で二次圧を検出し、その検出値に応じて、各設定火力に対応する設定二次圧を変更して各設定火力を補正する。
【００４２】
設定火力を補正する際、火力１における圧力センサ７の出力が多少の変動しただけでその補正を行っていたのでは使い勝手が悪い。このため、圧力センサ７で検出した二次圧が、火力変化を許容できる二次圧の範囲内にあると設定火力の補正を行わないようにした。
【００４３】
これにより、圧力センサ７の応答性がステッピングモータ３の応答性に比べて劣ることや部品間のがたつきで、圧力センサ７の出力値と設定値とを一致させるのにステッピングモータ３が必要以上に回転される等の問題は生じない。尚、火力変化を許容できる二次圧の範囲は、予め実験等により算出しマイコンに記憶させておく。
【００４４】
次に、各設定火力の補正について説明する。所定の位置までモータ３を駆動して回転ディスク４を回転させ、点火操作を行った後、火力１の位置まで回転ディスク４を回転させる。
【００４５】
回転ディスク４１の回転角はステッピングモータ３のパルス数で制御する。そして、所定の回転角まで回転ディスク４１を回転させた後圧力センサ７でガス通路１１内の二次圧を検出する。
【００４６】
検出した二次圧が所定の設定二次圧の範囲を超えている場合、各設定火力に対応した設定二次圧を変更して各設定火力を補正する。この場合、上述したように圧力センサ７の出力は全体として一定の幅で上方にシフトするので、図５に示すように、各設定火力に対応した設定二次圧を、火力１における圧力センサ７の出力の変化量Ｒだけ全体的にシフトさせる。これにより、圧力センサ７の特性が初期状態から変化しても、各設定火力における火力を初期状態の火力にほぼ一致させることが可能になる。
【００４７】
その後、タッチスイッチを操作して火力を調節する場合、補正した値に基いて、各設定火力に対応した圧力センサ７の出力がその設定二次圧と一致するようにスッテッピングモータ３が制御される。この場合、このときの回転角を回転角検出手段３１で検出しマイコンに記憶させてもよい。
【００４８】
尚、本実施の形態では、ステッピングモータ３のパルス数で、第２連通孔４１と第１連通孔とが一致するモータの回転角を制御することとしたが、これに限定されるものではなく、例えば、公知のリミットスイッチをステッピングモータ３の回転軸３２に設けて制御するようにしてもよい。
【００４９】
また、本発明のガス流量制御装置では、バイパス通路１３を設け、該バイパス通路１３にオリフィス１４を設けたが、図６に示すように、第１連通孔の第１孔５１の上流側に所定のオリフィス孔８ａを設けたオリフィス板８を装着してもよい。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のガス流量制御装置では、低廉な圧力センサを使用し、圧力センサの特性が変化してもガスバーナーの各設定火力を一致させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガス流量制御装置を説明する断面図
【図２】（ａ）乃至（ｅ）は、ガスバルブによる流量調節を説明する図
【図３】温度変化に伴う圧力センサの特性の変化を説明するグラフ
【図４】初期状態から圧力センサの特性が変化した場合の各設定火力における圧力センサの出力とガスバーナーの発熱量とを説明するグラフ
【図５】圧力センサの特性の変化に伴う設定二次圧の変更を説明するグラフ図
【図６】他の実施の形態にかかるガス流量制御装置を示す図
【符号の説明】
１　ガス流量制御装置
１１　ガス通路
１３　バイパス通路
１４　オリフィス
２　ガスバルブ
４　回転ディスク
５　固定ディスク
７　圧力センサ
【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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