(57)【要約】【課題】ガラス天板２の下側に、ガラス天板２で上面を閉塞される燃焼筐３を配置し、燃焼筐３の下部に燃焼面４ａを上向きにして表面燃焼式のバーナ４を設け、ガラス天板２の上面に載置する被加熱物Ｐを加熱するようにしたガスコンロにおいて、被加熱物Ｐの有無を判別できるようにする。【解決手段】燃焼筐３内に、ガラス天板２の下面近傍に位置させて、温度センサ１１を配置し、この温度センサ１１をガラス天板２に対向する上面部分を除いて断熱材１３で被包する。温度センサ１１に対する燃焼排ガスの熱影響が断熱材１３により低減され、温度センサ１１の検出温度がガラス天板２の温度変化に応じて感度良く変化する。そのため、温度センサ１１の検出温度の変化に基づいて、ガラス天板２上の被加熱物Ｐの有無を判別することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス天板の下側に、ガラス天板で上面を閉塞される燃焼筐を配置し、燃焼筐の下部に燃焼面を上向きにして表面燃焼式のバーナを設け、ガラス天板の上面に載置する被加熱物を加熱するようにしたガスコンロにおいて、
燃焼筐内に、ガラス天板の下面近傍に位置させて、温度センサを配置し、この温度センサをガラス天板に対向する上面部分を除いて断熱材で被包し、温度センサの検出温度の変化に基づいて、ガラス天板上の被加熱物の有無を判別することを特徴とするガスコンロ。
【請求項２】
前記燃焼筐の上部に、上面が開放された樋状の支持部材をガラス天板の下面に近接対向するように設け、この支持部材に前記断熱材を介して前記温度センサを支持させることを特徴とする請求項１に記載のガスコンロ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、天板としてバーナ用の開口を具備しないガラス天板を用いた、所謂、フルフラット式のガスコンロに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のガスコンロとして、ガラス天板の下側に、ガラス天板で上面を閉塞される燃焼筐を配置し、燃焼筐の下部に燃焼面を上向きにして表面燃焼式のバーナを設け、ガラス天板の上面に載置する鍋等の被加熱物を加熱するようにしたものは知られている(例えば、特許文献１参照。)。
【０００３】
尚、このものでは、バーナを環状に形成して、バーナの内径部に通気性を有する輻射体を装着し、燃焼筐内の燃焼排ガスを輻射体を通して排気することにより、バーナの燃焼面に加えて輻射体も赤熱させ、燃焼面および輻射体からの輻射熱と燃焼排ガスの熱とによりガラス天板を介して被加熱物が加熱されるようにしている。
【特許文献１】特開２００２−２０６７１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ガラス天板は、セラミックガラス等の耐熱ガラスで形成されているが、温度が高くなるとガラス天板の耐用時間(寿命)は等比級数的に減少する。そこで、従来は、ガラス天板の温度が熱劣化を生じ始める所定温度以上に上昇しないようにバーナの燃焼量を制御し、所要の耐用時間を確保している。然し、バーナ燃焼中にガラス天板上の被加熱物が取り外されると、ガラス天板の温度が所定温度以上に上昇してしまい、耐用時間が短くなってしまう。
【０００５】
そこで、燃焼筐内に、ガラス天板の下面近傍に位置させてガラス天板の温度を検出する温度センサを設け、温度センサの検出温度の変化に基づいて、ガラス天板上の被加熱物の有無を判別し、被加熱物無しと判別されたときは、バーナの燃焼を停止したり、燃焼量を減少することが考えられる。然し、温度センサは燃焼筐内の高温の燃焼排ガスに晒されるため、温度センサの検出温度は元々高温になり、ガラス天板上の被加熱物が取り外されてガラス天板の温度が上昇しても、温度センサの検出温度は左程変化せず、被加熱物の有無を判別することは困難である。
【０００６】
尚、温度センサをガラス天板の下面に接するように設けると、温度センサの検出温度がガラス天板の温度に応じて或る程度変化するようになるが、これでは、重量物をガラス天板に載置したときのガラス天板の撓みで温度センサやガラス天板の破損を生ずる可能性があり、実用的ではない。
【０００７】
本発明は、以上の点に鑑み、ガラス天板上の被加熱物の有無を正確に判別できるようにしたフルフラット式のガスコンロを提供することをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明では、ガラス天板の下側に、ガラス天板で上面を閉塞される燃焼筐を配置し、燃焼筐の下部に燃焼面を上向きにして表面燃焼式のバーナを装着して、ガラス天板の上面に載置する被加熱物を加熱するようにしたガスコンロにおいて、燃焼筐内に、ガラス天板の下面近傍に位置させて、温度センサを配置し、この温度センサをガラス天板に対向する上面部分を除いて断熱材で被包し、温度センサの検出温度の変化に基づいて、ガラス天板上の被加熱物の有無を判別している。
【０００９】
上記の構成によれば、温度センサに対する燃焼排ガスの熱やバーナの燃焼面からの輻射熱の影響が断熱材により低減される。そして、断熱材で被包されていない温度センサの上面部分にガラス天板からの熱影響が及び、温度センサをガラス天板に接触させなくても、温度センサの検出温度はガラス天板の温度に応じて感度良く変化する。即ち、ガラス天板上の被加熱物が取り外されてガラス天板の温度が上昇すると、温度センサの検出温度も上昇する。従って、検出温度の変化に基づいて被加熱物の有無を正確に判別できる。
【００１０】
ところで、温度センサが熱電対等の感熱素子を被覆する被覆管付きの棒状タイプのセンサで構成される場合、温度センサをその基端部において燃焼筐に片持ち支持させることも可能である。然し、これでは、温度センサの傾きにより温度センサとガラス天板との上下方向距離がばらつき易く、温度センサの検出温度とガラス天板の温度との相関性を保てなくなって、被加熱物の有無を正確に判別できなくなる可能性がある。この場合、燃焼筐の上部に、上面が開放された樋状の支持部材をガラス天板の下面に近接対向するように設け、この支持部材に断熱材を介して温度センサを支持させれば、温度センサを定位置に安定して支持できる。そのため、温度センサとガラス天板との上下方向距離も一定になり、上記の不具合は生じない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１を参照して、１はフルフラット式ガスコンロのコンロ本体であり、コンロ本体１の上面には、セラミックガラス等の耐熱ガラス製のガラス天板２が装着されている。コンロ本体１内には、図２に示す如く、円筒状の燃焼筐３が配置されており、燃焼筐３の上端のフランジ３ａをパッキン３ｂを介してガラス天板２の下面に気密に接触させ、燃焼筐３の上面がガラス天板２で閉塞されるようにしている。燃焼筐３の下部には、環状の表面燃焼式バーナ４が燃焼面４ａを上向きにした状態で設けられている。また、バーナ４の内径部には、セラミックファイバの集合体等から成る通気性を有する多孔質材で形成される輻射体５が配置されている。尚、バーナ４の燃焼面４ａも輻射体５と同様の多孔質材で形成されている。
【００１２】
コンロ本体１には、更に、バーナ４に燃料ガスを供給するガス供給手段６と、バーナ３に燃焼用空気を供給すると共に、燃焼筐３内の燃焼排ガスを輻射体５を介して排気する給排気手段７とが配置されている。給排気手段７は、バーナ４に連通する給気通路７１と、輻射体５の下側の空間をコンロ本体１の上面後部の排気口７２に連通する排気通路７３と、給気通路７１の上流端に設けたファン７４とで構成されている。また、ガス供給手段６は、給気通路７１に接続したノズル６１と、ノズル６１に連通するガス通路６２と、ガス通路６２に介設した上流側の電磁開閉弁６３と、下流側の電磁比例弁６４とで構成されており、ノズル６１から噴出する燃料ガスがファン７４からの空気に混合して、バーナ４に混合気となって供給される。バーナ４の燃焼時は、燃焼面４ａが赤熱されると共に、輻射体５を通過する燃焼排ガスの熱で輻射体５も赤熱され、ガラス天板２上に載置する鍋等の被加熱物Ｐが燃焼面４ａ及び輻射体５からの輻射熱と燃焼筐３内の燃焼排ガスの熱によりガラス天板２を介して加熱される。
【００１３】
電磁開閉弁６３、電磁比例弁６４およびファン７４は、マイクロコンピュータから成るコントローラ８で制御される。コントローラ８には、コンロ本体１の前面に設けた点火スイッチ兼用の火力調節子９からの信号と、排気通路７３に設けた排気温センサ１０からの検出信号とが入力されている。火力調節子９は火力を複数段、例えば、最小の「１」から最大の「４」までの４段階に可変設定できるように構成されている。そして、各火力に対応する排気温度を設定し、排気温センサ１０の検出温度が火力調節子９による設定火力に対応する設定排気温度になるように、電磁比例弁６４およびファン７４の制御でバーナ４の燃焼量を制御する。
【００１４】
設定排気温度は、例えば、火力「１」のとき１００℃、火力「２」のとき２００℃、火力「３」のとき３００℃、火力「４」のとき４５０℃に設定される。設定火力が「４」で、排気温度が４５０℃になるように燃焼量を制御した場合でも、ガラス天板２上に被加熱物Ｐが載置されていれば、ガラス天板２の温度は３５０℃程度で、熱劣化を生じ始める温度(劣化開始温度、例えば６００℃)までは上昇しない。然し、ガラス天板２上に被加熱物Ｐが無い場合には、ガラス天板２の温度が劣化開始温度以上に上昇することがある。ここで、ガラス天板２の耐用時間(寿命)は、ガラス天板２の温度が劣化開始温度より高くなると等比級数的に減少する。例えば、劣化開始温度での耐用時間が５０００時間である場合、熱劣化開始温度より５０℃高くなると１０００時間、劣化開始温度より１００℃高くなると１００時間、劣化開始温度より１５０℃高くなると１０時間になる。従って、被加熱物Ｐの有無を判別し、被加熱物Ｐが無いときのガラス天板２の温度上昇を抑制することが必要になる。そこで、本実施形態では、燃焼筐３内に温度センサ１１を設け、この温度センサ１１の検出信号をコントローラ８に入力して、後記詳述するようにガラス天板２上の被加熱物Ｐの有無を判別している。
【００１５】
温度センサ１１は、被覆管で熱電対等の感熱素子を被覆した棒状のタイプであり、例えば、ＣＡ熱電対センサで構成される。そして、図４に示すように、平面視で燃焼筐３の後方から燃焼筐３内の中心に達するように温度センサ１１を配置している。この場合、燃焼筐３の後側の壁部に温度センサ１１を片持ち状態で支持させることも可能であるが、これでは温度センサ１１の傾きを生じ易く、温度センサ１１とガラス天板２との間の上下方向距離がばらつく。そこで、本実施形態では、燃焼筐３の上部に、ガラス天板２の下面に近接対向させて、図３に示すように上面を開放した樋状の支持部材１２を設け、この支持部材１２に温度センサ１１を支持させている。支持部材１２は、燃焼筐３内の中心を通る前後方向の直径線上に位置させた状態で燃焼筐３の上端のフランジ３ａの前後の部分に両端支持されており、そのため、温度センサ１１は、ガラス天板２の下面近傍位置に支持部材１２により安定に支持される。
【００１６】
また、ガラス天板２上に重量物を載置したときのガラス天板２の撓みや、運送中の振動等によりガラス天板２が支持部材１２や温度センサ１１に当接して、ガラス天板２や温度センサ１１の破損を生じないように、支持部材１２とガラス天板２との間に若干の隙間(例えば、２〜３ｍｍ)を空け、支持部材１２内にその上縁より下方位置に収まるように温度センサ１１を配置して、温度センサ１１とガラス天板２との間にも隙間(例えば、８〜１０ｍｍ)が空くようにしている。尚、支持部材１２の上縁部に弾力性を有するパッキンを取り付けて、支持部材１２とガラス天板２との間の隙間を閉塞することも可能である。
【００１７】
また、温度センサ１１は、ガラス天板２に対向する上面部分を除いてグラスウール等の断熱材１３で被覆されており、この断熱材１３を介して支持部材１２に支持されている。このように断熱材１３で温度センサ１１を被包することにより、温度センサ１１に対する燃焼排ガスの熱影響および燃焼面４ａや輻射体５からの輻射熱の熱影響が低減される。そして、断熱材１３で被包されていない温度センサ１１の上面部分にガラス天板２からの熱影響が及び、温度センサ１１をガラス天板２に接触させなくても、温度センサ１１の検出温度はガラス天板２の温度に応じて感度良く変化する。
【００１８】
図５は、火力「４」での燃焼時の温度測定結果を示しており、図中ａ線は温度センサ１１の検出温度、ｂ線はガラス天板２の温度、ｃ線は排気温センサ１０の検出温度である。図中のｄの期間はガラス天板２上の被加熱物Ｐを取り外した期間であり、被加熱物Ｐを取り外すと、ガラス天板２の温度が上昇し、これに伴い温度センサ１１の検出温度も上昇するが、排気温センサ１０の検出温度は殆ど変化しないことが分かる。尚、温度センサ１１の検出温度はガラス天板２の温度より高い、７００℃程度なっている。これは、温度センサ１１の上面側に不可避的に回り込む燃焼排ガスの影響によるものであるが、断熱材１３がない場合、温度センサ１１の検出温度は９００℃程度まで上昇するから、断熱材１３により温度センサ１１に対する燃焼排ガスの熱影響が低減されていることが分かる。このように燃焼排ガスの熱影響が低減されるため、被加熱物Ｐが無い状態では、ガラス天板２の温度上昇によるガラス天板２からの熱影響を受けて、温度センサ１１の検出温度は感度良く上昇する。また、図５のａ´線は、ガラス天板２に被加熱物Ｐを載置せずに燃焼を開始したときの温度センサ１１の検出温度の変化を示しており、被加熱物Ｐが有る場合に比し、検出温度が後記する第１設定温度ＹＴＧ１に上昇するまでの時間が短くなる。
【００１９】
コントローラ８は、このような温度センサ１１の検出温度の変化に基づいてガラス天板２上の被加熱物Ｐの有無を判別する。被加熱物Ｐの有無判別処理の詳細は、図６に示す通りであり、以下、これについて詳述する。先ず、点火時にタイマーをスタートし(Ｓ１)、点火後は設定火力に係りなく火力「４」での運転を行う(Ｓ２)。そして、温度センサ１１の検出温度ＴＧが所定の第１設定温度ＹＴＧ１(例えば、６００℃)に上昇したか否かを判別し(Ｓ３)、ＴＧ≧ＹＴＧ１になったとき、タイマーにより計時される点火時からの経過時間ｔが所定の設定時間Ｙｔ以内であるか否かを判別する(Ｓ４)。設定時間Ｙｔは、温度センサ１１の検出温度ＴＧが所定の第１設定温度ＹＴＧ１に上昇するまでに要する時間が、ガラス天板２上に被加熱物Ｐが載置されていない場合にはＹｔより短く、ガラス天板２上に被加熱物Ｐが載置されている場合にはＹｔより長くなるような時間に設定されている。そして、ｔ≦Ｙｔであれば、ガラス天板２上に被加熱物Ｐが載置されていない(被加熱物無し)と判断し、被加熱物Ｐの有無表示フラグＦＰを被加熱物Ｐが無いことを示す「０」にセットすると共に(Ｓ５)、火力「３」での運転に切換える(Ｓ１３)。
【００２０】
また、ｔ＞Ｙｔのときは、フラグＦＰを被加熱物Ｐが有ることを示す「１」にセットした後(Ｓ６)、設定火力での運転に移行する(Ｓ７)。次に、排気温センサ１０の検出温度ＴＨが火力「２」の設定排気温度より高く、火力「３」の設定排気温度より低い所定の第１排気温度ＹＴＨ１(例えば、２５０℃)以上であるか否かを判別する(Ｓ８)。ここで、被加熱物Ｐが載置されていない状態での加熱によりガラス天板２の温度が劣化開始温度以上に上昇する可能性があるのは、火力「３」以上での燃焼時であり、火力が「３」以上であるか否かを判別するためにＳ８のステップが設けられている。尚、火力判定を排気温度に基づいて行うのは、排気温センサ１０の検出温度ＴＨが設定火力に対応する設定排気温度になるように燃焼量を制御する際に排気温度のオーバーシュートを生じ、火力「２」の燃焼時であっても、一時的にガラス天板２の温度が劣化開始温度まで上昇する可能性があることを考慮したためである。
【００２１】
Ｓ８のステップでＴＨ≧ＹＴＨ１と判別されたときは、次に、温度センサ１１の検出温度ＴＧが第２設定温度ＹＴＧ２以上であるか否かを判別する(Ｓ９)。第２設定温度ＹＴＧ２は、被加熱物Ｐが載置されている状態での火力「３」での燃焼時における温度センサ１１の検出温度(例えば、５６０℃)に設定されている。そして、ＴＧ≧ＹＴＧ２のときは、検出温度ＴＧの変化を監視し、検出温度ＴＧが安定したときにその温度を平衡温度として記憶する(Ｓ１０)。
【００２２】
その後、検出温度ＴＧが平衡温度から所定温度ΔＴ(例えば、２０℃)上昇したとき(Ｓ１１)、ガラス天板２上の被加熱物Ｐが取り外された(被加熱物無し)と判断して、フラグＦＰを「０」にリセットすると共に(Ｓ１２)、設定火力が「４」であっても火力「３」での運転に強制的に切換えて、燃焼量を減少する(Ｓ１３)。その後、所定時間(例えば、３０秒)経過するまでに温度センサ１１の検出温度ＴＧが下降しなければ(Ｓ１４)、バーナ４の燃焼を停止し(Ｓ１５)、検出温度ＴＧが下降したときは、被加熱物Ｐが再度載置されたと判断して、フラグＦＰを「１」にセットすると共に(Ｓ１６)、設定火力での運転に戻す(Ｓ７)。
【００２３】
尚、被加熱物無しと判断したときに、Ｓ１３のステップにおいて火力「２」に切換えるようにしても良いが、被加熱物Ｐを一時的に取り外して再加熱する場合、火力を「２」にまで低下させたのでは、再加熱に際して加熱遅れを生ずる。そのため、本実施形態では、Ｓ１３のステップで火力「３」に切換えている。尚、火力「３」では、ガラス天板２は被加熱物無しでも劣化開始温度程度にしか上昇せず、耐用時間は十分に確保できる。
【００２４】
また、本実施形態では、サブルーチンでガラス天板２の寿命判定のための処理も行っている。寿命判定処理は、一定の時間間隔で繰り返し実行されるもので、その詳細は図７に示す通りである。寿命判定処理では、先ず、フラグＦＰが「０」になっているか否かを判別し(Ｓ１０１)、ＦＰ＝０であれば、排気温センサ１０の検出温度ＴＨが上記第１排気温度ＹＴＨ１以上であるか否かを判別し(Ｓ１０２)、ＴＨ≧ＹＴＨ１であれば、検出温度ＴＨが火力「３」の設定排気温度より高く、火力「４」の設定排気温度より低い所定の第２排気温度ＹＴＨ２(例えば、３５０℃)以上であるか否かを判別する(Ｓ１０３)。
【００２５】
そして、ＹＴＨ１≦ＴＨ＜ＹＴＨ２であれば、第１のタイマーカウント値Ｃ１の前回値に１を加算し(Ｓ１０４)、ＴＨ≧ＹＴＨ２であれば、第２のタイマーカウント値Ｃ２の前回値に１を加算する(Ｓ１０５)。ここで、ＹＴＨ１≦ＴＨ＜ＹＴＨ２になるのは基本的に火力「３」での燃焼時であり、第１タイマーカウント値Ｃ１は、実質的に被加熱物Ｐが無い状態での火力「３」での累積燃焼時間を表すことになる。また、ＴＨ≧ＹＴＨ２になるのは基本的に火力「４」での燃焼時であり、第２タイマーカウント値Ｃ２は、実質的に被加熱物Ｐが無い状態での火力「４」での累積燃焼時間を表すことになる。尚、本実施形態では、火力「４」での燃焼時に被加熱物無しと判断したときは、図６のＳ１３のステップで火力「３」に切換えるため、通常は第１タイマーカウント値Ｃ１が加算されるが、燃焼量が火力「３」相当に減少されるまでの過程でＴＨ≧ＹＴＨ２になっている間は、第２タイマーカウント値Ｃ２が加算される。
【００２６】
次に、第２タイマーカウント値Ｃ２に所定の係数Ｋを乗算した値と第１タイマーカウント値Ｃ１との合計値Ａを求め(Ｓ１０６)、この合計値Ａと所定の寿命判定値Ｂとを比較して、Ａ＜Ｂであるか否かを判別する(Ｓ１０７)。ここで、寿命判定値Ｂは、ガラス天板２の劣化開始温度における耐用時間に合わせて設定されている。被加熱物Ｐが無い状態での火力「３」での燃焼時におけるガラス天板２の温度は劣化開始温度にほぼ等しいが、被加熱物Ｐが無い状態での火力「４」での燃焼時におけるガラス天板２の温度は劣化開始温度より５０℃程度高くなり、この温度での耐用時間は劣化開始温度での耐用時間の１／５程度になる。従って、被加熱物Ｐが無い状態での火力「４」での累積燃焼時間を表す第２タイマーカウント値Ｃ２を劣化開始温度における耐用時間に合わせて設定される寿命判定値Ｂと比較し得る値に変換するには、第２タイマーカウント値Ｃ２を５倍する必要がある。尚、被加熱物Ｐが無い状態での火力「４」相当の燃焼量での燃焼時にガラス天板２の温度が劣化開始温度より５０℃以上高くなる可能性もある。そこで、安全率を考慮して前記係数Ｋを例えば１０に設定し、ガラス天板２の温度が劣化開始温度になった累積時間に相当する値Ａを、Ａ＝Ｃ１＋Ｋ・Ｃ２の式で求めている。
【００２７】
Ａ＝Ｂになったときは、ガラス天板２が耐用限界に達したと判断し、コンロ本体１の前面に設けた報知手段としての表示ランプ１４を適宜の形態で点灯させ、ガラス天板２が耐用限界に達したことをユーザに報知して(Ｓ１０８)、ガラス天板２の交換を促す。これにより、使用中にガラス天板２の寿命が尽きて、ガラス天板２が不用意に壊れるといった不具合を回避することができる。
【００２８】
また、被加熱物Ｐをガラス天板２上で図４に仮想線で示すように左右方向や前方にずらすことがあり、このずれで被加熱物Ｐから外れたガラス天板２の部分の温度が劣化開始温度以上に上昇することがある。尚、ガラス天板２の後方には排気口７２が存在するため、被加熱物Ｐを後方にずらすことは殆どない。ここで、本実施形態では、温度センサ１１を、平面視で燃焼筐３の後方から燃焼筐３内の中心に達するように配置している。従って、被加熱物Ｐをガラス天板２上でずらすと、温度センサ１１の直上位置から被加熱物Ｐが外れ、この部分でのガラス天板２の温度上昇により、温度センサ１１の検出温度ＴＧも上昇して、図６のＳ１１のステップで被加熱物無しと判別される。そのため、Ｓ１３のステップでの燃焼量の減少処理や、Ｓ１０４，Ｓ１０５のステップにおける寿命判定のための計時処理が実行され、被加熱物Ｐのずれに起因した温度上昇による不測の事態の発生を回避できる。
【００２９】
以上、燃焼筐３にバーナ４に加えて燃焼排ガスが通過する輻射体５を設けたフルフラット式のガスコンロについて説明したが、輻射体５を設けずに、燃焼筐３の側部から燃焼排ガスを排出するようにしたフルフラット式のガスコンロにも同様に本発明を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明ガスコンロの実施形態の斜視図。
【図２】実施形態の内部構造を示す断面図。
【図３】図２のＩＩＩ―ＩＩＩ線で切断した切断面図。
【図４】実施形態における温度センサの平面視での配置位置を示す図。
【図５】実施形態の温度測定結果を示すグラフ。
【図６】実施形態における被加熱物の有無判別を含む処理を示すフロー図。
【図７】実施形態におけるガラス天板の寿命判定処理を示すフロー図。
【符号の説明】
【００３１】
２…ガラス天板、３…燃焼筐、４…バーナ、４ａ…燃焼面、１１…温度センサ、１２…支持部材、１３…断熱材
【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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