(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼排気を排気口へ導く煙道を備えた燃焼装置において、
上記煙道の内側面に、一対の煙道外側に凹んだ凹部を互いに対向して設け、一方の凹部内に、上記煙道にあふれるあふれ炎とほぼ同じ波長域の光を検出する受光部を、他方の凹部内に、上記受光部に対向して上記あふれ炎とほぼ同じ波長域の光を発光する発光部をそれぞれ設けるとともに、
所定の周期で点滅させながら上記発光部から発光させる発光制御手段と、
上記発光状態が上記発光部で所定の周期で検出されなかった場合に、煙道内にあふれ炎が侵入したと判定するあふれ炎判定手段とを設けたことを特徴とする燃焼装置。
【請求項２】
上記あふれ炎判定手段があふれ炎有りと判定した時は、燃料供給を停止する燃料停止手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の燃焼装置。
【請求項３】
上記あふれ炎判定手段があふれ炎有りと判定した時は、排気口または煙道を閉じる煙道遮断手段を設けたことを特徴とする請求項１乃至２記載の燃焼装置。
【請求項４】
上記発光制御手段による点滅周期が変化することを特徴とする請求項１乃至３記載の燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、煙道にあふれる炎を検出する燃焼装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、燃焼装置の一つであるガステーブルこんろにおいては、魚等の被調理物を加熱調理できるグリルを備えたタイプのものがある。
このようなグリルでは、調理の際に前もって受け皿に一定量の水を入れてから加熱を開始し、焼網上で焼かれた魚等の被調理物から出る油脂分、即ち、焼き油を水面に落とすことによって焼き油の発火を防止する。
しかしながら、受け皿に水を入れ忘れると、焼き油に着火して発火のおそれがあり、また、グリルを消し忘れた場合には、油脂分の多い乾燥した干物等の被調理物ではそのもの自身発火することがある。このようなことは通常使用においてはまずあり得ないことであるが、万が一発火すると、グリル庫内の火炎が煙道にまで延び、ついには、排気口から器体外にあふれるおそれがある。
【０００３】
そこで、このような火炎のあふれを防止するために、多数の通気孔を備えたフレームトラップを煙道に配置し、被調理物へ引火した場合にこのフレームトラップにより消炎する技術が、特開平９−７２５４６号公報に開示されている。
【０００４】
このフレームトラップは、プレートに複数の通気孔を形成したもので、燃焼排ガスが排気口から器体外に排出される際に、通気孔により燃焼排ガスの熱を奪って火炎の伝播を阻止し、消炎して火炎のあふれを防止する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなフレームトラップでは、消炎効果を確実に確保しようとすると、通気孔を小さくする必要があり、油や埃等により目詰まりし易くなり、目詰まりすると排気抵抗となって燃焼排ガスをスムーズに排出できなくなる問題があった。
そこで、本発明の燃焼装置は上記課題を解決し、油や埃等によって排気流路が目詰まりすることなく、排気口から火炎があふれないようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の請求項１記載の燃焼装置は、
燃焼排気を排気口へ導く煙道を備えた燃焼装置において、
上記煙道の内側面に、一対の煙道外側に凹んだ凹部を互いに対向して設け、一方の凹部内に、上記煙道にあふれるあふれ炎とほぼ同じ波長域の光を検出する受光部を、他方の凹部内に、上記受光部に対向して上記あふれ炎とほぼ同じ波長域の光を発光する発光部をそれぞれ設けるとともに、
所定の周期で点滅させながら上記発光部から発光させる発光制御手段と、
上記発光状態が上記発光部で所定の周期で検出されなかった場合に、煙道内にあふれ炎が侵入したと判定するあふれ炎判定手段とを設けたことを要旨とする。
【０００７】
また、上記課題を解決する本発明の請求項２記載の燃焼装置は、請求項１記載の燃焼装置において、
上記あふれ炎判定手段があふれ炎有りと判定した時は、燃料供給を停止する燃料停止手段を設けたことを要旨とする。
【０００８】
また、上記課題を解決する本発明の請求項３記載の燃焼装置は、請求項１乃至２記載の燃焼装置において、上記あふれ炎判定手段があふれ炎有りと判定した時は、排気口または煙道を閉じる煙道遮断手段を設けたことを要旨とする。
【０００９】
また、上記課題を解決する本発明の請求項４記載の燃焼装置は、請求項１乃至３記載の燃焼装置において、
上記発光制御手段による点滅周期が変化することを要旨とする。
【００１０】
上記構成を有する本発明の請求項１記載の燃焼装置は、発光制御手段による所定の点滅周期で発光部があふれ炎の波長とほぼ同じ波長の光を受光部に向けて発光し、受光部はあふれ炎の波長とほぼ同じ波長域の光を検出する。
そして、発光部で検出した発光状態が所定の点滅周期で検出されなかった場合に、あふれ炎判定手段は、煙道内にあふれ炎が侵入したと判定する。
即ち、あふれ炎がある場合には、受光部は所定の点滅周期の光とあふれ炎の光との両方を検出し、検出された光は所定の点滅周期でなくなるため、あふれ炎判定手段はあふれ炎有りと判定する。
また、あふれ炎が無い場合には、受光部は、発光制御手段による所定の点滅周期で発光状態を検出することとなりあふれ炎判定手段があふれ炎無しと判定する。
従って、煙道にあふれるあふれ炎を的確に検出できる。
また、あふれ炎と波長の異なる光が煙道に入っても誤作動しない。
さらに、上記発光部および受光部は、煙道の内側面に互いに対向して設けた凹部内に配置されるため、煙道を通る燃焼排気による汚れを抑えることができるとともに、発光部からの光に指向性をもたせることができる。
【００１１】
また、上記構成を有する本発明の請求項２記載の燃焼装置は、あふれ炎判定手段があふれ炎有りと判定した時は、燃料停止手段が燃料供給を停止する。
従って、煙道内にあふれ炎が流入した場合には、直ちに燃焼を停止するため安全性が向上する。
【００１２】
また、上記構成を有する本発明の請求項３記載の燃焼装置は、あふれ炎判定手段があふれ炎有りと判定した時は、煙道遮断手段が排気口または煙道を閉じる。例えば、被調理物を収納して加熱するグリル庫を備えた燃焼装置では、グリル庫で被調理物や油脂分等が発火した場合に、排気口または煙道を閉じて火炎が器体外にあふれず、また、排気口を閉じることにより酸欠となって消炎するので安全性が向上する。また、通常の加熱調理では、排気口または煙道が全開状態となっているので油や埃等によって排気流路が目詰まりすることもなく燃焼排ガスをスムーズに排出できる。
【００１３】
また、上記構成を有する本発明の請求項４記載の燃焼装置は、発光制御手段により点滅周期を変化させて発光部から発光する。
このため、他の光源から侵入した光が点滅する光であっても変化する点滅周期と一致できなくなり、あふれ炎検知の信頼性が更に増す。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以上説明した本発明の構成・作用を一層明らかにするために、以下本発明の燃焼装置の好適な実施形態について説明する。
図８は、燃焼装置の一つである後方排気式のテーブルこんろの外観図を示している。
テーブルこんろは、トッププレート３に２組のこんろバーナ４ａ、４ｂが設けられ、それらの周囲に設けられたごとく５ａ、５ｂ上に調理鍋（図示せず）を載せ、テーブルこんろの前面に設けられる操作ボタン２１ａ、２１ｂを押すことによりそれぞれのこんろバーナ４ａ、４ｂが点火され、ごとく５上の調理鍋が加熱されるものである。
【００１５】
また、こんろバーナ４ａ、４ｂ間の器体の中心部に、魚等を焼くためのグリル１が設けられ、操作ボタン２１ｃを押して点火し加熱調理が行われる。
グリル１は、図１〜図３に示すように、被調理物Ｆを収納して加熱するグリル庫１０を備え、グリル庫１０内で魚等を加熱調理するものである。
グリル庫１０内には、上段左右に燃料ガスを燃焼させて被調理物Ｆを加熱する表面燃焼式のグリルバーナ４０と、中段に被調理物Ｆを載せる焼網２０と、下段に焼網２０を載せたまま手前にスライドさせて引き出すことができる受け皿３０とが設けられている。
【００１６】
また、グリル庫１０の正面には、受け皿３０と一体的に固定され、受け皿３０を手前に引き出す取手１６と、受け皿３０を引き出す時に連動して開閉する開閉扉１８とが設けられ、その開閉扉１８にはガラス製の覗き窓１８ａが設けられる。
取手１６を手前に引き出すと、取手１６に固定された受け皿３０がグリル庫１０底面をスライドし、受け皿３０に載置された焼網２０が同時に引き出される。また、グリル庫１０の底面には外部空気が進入できる隙間１１が設けられている。
【００１７】
グリルバーナ４０は、グリル庫１０の上部左右側面に設けられ、このグリルバーナ４０からの燃焼排ガスをグリル庫１０内にこもらせて被調理物Ｆが加熱される。
グリルバーナ４０は、多孔質セラミックスの平面プレートに多数の小炎口を貫通させた燃焼面を有する全１次空気式のバーナで、燃焼面は、垂直面に対して上方向に傾斜させて設置される。
また、燃料ガスに着火する点火用電極（図略）と、燃焼熱により熱起電力を発生する熱電対２６とがグリルバーナ４０の炎口と向かい合うように設けられる。
【００１８】
グリルバーナ４０へのガス供給経路には、点火操作による押圧力にて開弁され、押圧操作力を解くと閉弁可能状態とされるマグネット式安全弁２４が設けられる。
マグネット式安全弁２４は、後述するコントローラ９から電力が供給される保持コイル２４ａと、この保持コイル２４ａに通電されることによって電磁力を発生する鉄芯（図略）と、この鉄芯に吸着して弁体（図略）を開弁保持する吸着片（図略）と、弁体を閉弁方向に付勢するバネ（図略）とが設けられる。
また、マグネット式安全弁２４の下流には、点火操作時に押動されることによって機械的にガス通路を開き、消火操作時に閉じる器具栓２５が設けられる。
【００１９】
グリル庫１０の後方には、仕切壁７１を介して並設される煙道６０が設けられ、この仕切壁７１に開口してグリル庫１０と煙道６０とを連通する連通口７０が設けられる。
この連通口７０は、開口部上端が焼網２０における被調理物Ｆの載置面より少し低い位置となるように設けられる。
また、図５に示すように、煙道６０には、光センサであるホトトランジスタ６ａが流路断面の短辺側の側面に設けられ、受光方向を流路水平断面の長辺方向に平行となるように向けられ、詳しくは、受光箇所が煙道６０内の連通口７０寄りで連通口７０上端より少し上の位置となるように配置される。
また、このホトトランジスタ６ａに対向して他方の短辺側の側面に、通電されて所定の波長で発光するＬＥＤ６ｂ（発光ダイオード）が設けられ、ＬＥＤ６ｂは煙道６０にあふれ炎による光とほぼ同じ波長で発光するものが組み込まれる。
【００２０】
煙道６０内にあふれるあふれ炎は、被調理物Ｆが燃える炎、被調理物Ｆから受皿３０に落下した焼き油が燃える炎、不適切な燃焼による燃焼炎が想定できる。これらのあふれ炎の光は、図４のスペクトル分布図に示すようにほぼ一定の波長域をもっている。
このため、あふれ炎の光だけを検出し、他の光源の光をできるだけ検出しないように、余分な波長をカットする光学フィルターをホトトランジスタ６ａに被せる（図略）。
【００２１】
また、ホトトランジスタ６ａは、煙道６０内に流入する他の光源の光による影響を排除するためと、燃焼排気による汚れを防ぐために、煙道６０の内面より外面側に凹んだ凹部に設けられる。同様に、ＬＥＤ６ｂについても、燃焼排気による汚れを防ぐためと、ホトトランジスタ６ａに対して光に指向性をもたせるために、煙道６０の内面より外面側に凹んだ凹部に設けられる。
そして、ホトトランジスタ６ａ下流の煙道６０には、煙道６０を開閉するシャッター８が設けられ、煙道６０の外側にはコントローラ９から通電されてシャッター８を閉じるソレノイド７が設けられる（図１）。
【００２２】
また、コントローラ９には、グリルバーナ４０に設けた熱電対２６の熱起電力が所定レベル以上か否かにより燃焼状態か否かを判定する炎検知部９ａと、発振して所定の点滅周期で光るようにＬＥＤ６ｂに通電する発光制御部９ｅと、発光制御部９ｅによる所定の点滅周期がホトトランジスタ６ａで検出されなかった場合に火炎有りと判断する煙道火炎検出部９ｃと、火炎有りと判断したときにソレノイド７に通電してシャッター８を閉じる煙道開閉部９ｄと、乾電池電力を供給してガス流路を開弁保持し、炎検知部９ａが燃焼状態でないと判定したときや煙道火炎検出部９ｃが煙道６０に火炎有りと判断したときにガス流路を閉じる開弁保持部９ｂとが設けられる。
【００２３】
また、コントローラ９は図示しない乾電池電源と接続され、コントローラ９の煙道火炎検出部９ｃは煙道６０のホトトランジスタ６ａに、発光制御部９ｅは、煙道６０のＬＥＤ６ｂに、煙道開閉部９ｄはシャッター８を閉じるソレノイド７に、開弁保持部９ｂはマグネット式安全弁２４に、炎検知部９ａは熱電対２６に接続される。
【００２４】
次に、このようなグリル１の動作を説明する。
このグリルでは、点火操作を行うと、グリル庫１０内のグリルバーナ４０全体に火移りして燃焼が開始される。
点火開始から所定時間内には、コントローラ９の開弁保持部９ｂが、保持コイル２４ａへ強制的に電池電力を供給すると共に、その後は、熱電対２６の熱起電力が所定レベル以上であれば、開弁保持部９ｂから保持コイル２４ａへ電池電力の供給が継続されて燃焼が続けられる。
【００２５】
グリル庫１０内では、高温の燃焼排ガスが加熱庫１０上部にたまり、グリル庫１０後方の連通口７０へあふれてから、ドラフト効果により排気室６０内を上昇する。
そして、焼網２０の載置面に置かれた被調理物Ｆは、加熱庫１０上部に充満する高温の燃焼排ガスの対流に包まれる燃焼熱によって、隅々まで加熱されて良好に調理される。
しかも、加熱庫１０下部の受け皿３０に溜まった焼き油への加熱を低減しつつ加熱庫１０内での燃焼排ガスを上方から下方に対流させ、この対流熱で焼網２０上の被調理物Ｆを加熱調理することにより加熱調理性能を損なうことなく焼き油の温度を発火点以下に下げることができ、受け皿３０に水を張らないでも過熱による焼き油の発火が防止される。
【００２６】
燃焼中には、コントローラ９の炎検知部９ａが熱電対２６の熱起電力を監視しており、炎が消失して熱電対２６の熱起電力を所定レベル以下と判定すると、開弁保持部９ｂがマグネット式安全弁２４への供給電力を遮断してガス流路を閉じる。
【００２７】
次に、コントローラ９が実行する煙道火炎検出ルーチンについて、図７に示すフローチャートを用いて説明する。
本ルーチンは、燃焼が開始されると共に起動し、煙道内の火炎の有無を監視する。
燃焼が開始されると、ＬＥＤ６ｂを所定の点滅周期で発光させ、ホトトランジスタ６ａによりその光を検出し始める（Ｓ１）。
また、煙道火炎検出部９ｃは、発光制御部９ｅによる所定の点滅周期をホトトランジスタ６ａで検出できたか否かにより、煙道にあふれ炎が流入したか否かの判定を開始する（Ｓ２）。
即ち、グリルバーナ４０を消し忘れる等によって、グリル庫１０内の被調理物Ｆに着火して燃え出し、火炎が煙道６０内にも広がると、ホトトランジスタ６ａは、所定の点滅周期をもった光に加えて、発振していないあふれ炎の光を検出するため、結果的に所定の点滅周期の一つ一つが確認できないこととなり、煙道火炎検出部９ｃが「火炎有り」と判定する。
この判定結果に基づいて、コントローラ９の煙道開閉部９ｄは、直ちにソレノイド７に通電し、シャッター８を回動して煙道６０を閉じる（図６の（ロ））と共に、開弁保持部９ｂがマグネット式安全弁２４を閉弁して燃焼を停止する（Ｓ３）。
従って、万が一グリル庫１０で発火した場合に、煙道６０を閉じると共に、燃焼を停止するため、火炎が器体外にあふれることはない。また、排気口を閉じることにより酸欠となって消炎するので安全性が向上する。
【００２８】
尚、グリル庫１０内の火炎が消火した場合に、このフローチャートに示す制御に加え、ホトトランジスタ６ａがＬＥＤ６ｂから所定の点滅周期をもった光を再び検出して、コントローラ９の煙道火炎検出部９ａが「炎無し」と判定するようにしても良い。
この場合には、一旦「炎有り」と判定した後に、煙道６０を閉じたまましばらく維持してグリル庫１０および煙道６０を冷却し、所定時間経過後に、煙道開閉部９ｃがソレノイド７への通電を停止し、ソレノイド７による押力を解かれたシャッター８がバネ（図略）により再び煙道６０を開いても良い（図６の（イ））。
【００２９】
以上説明したように、本実施形態のガスグリルによれば、グリルバーナ４０を消し忘れる等によって、万が一グリル庫１０内で発火した場合に、煙道６０を閉じて器体外へ火炎のあふれを防止し、排気口を閉じることにより酸欠となって消炎するので極めて安全性が高い。
また、ＬＥＤ６ｂとホトトランジスタ６ａとが煙道６０内の連通口７０近傍に配置されるため、炎が連通口７０にあふれ始める初期段階で炎を検出することができる。
更に、ＬＥＤ６ｂとホトトランジスタ６ａとは、煙道６０内に配置されることで、グリル庫１内に配置されることに比べて、正常時の光度と発火時の光度との差が大きくとれて誤作動し難くなる。
また、通常の加熱調理の場合には、煙道６０がそのまま大きく開口しているので、油や埃等によって排気流路が目詰まりすることもなく燃焼排ガスをスムーズに排出でき、フレームトラップのような小さな孔や網目が無いため、煙道６０は、油や埃等によって目詰まりすることもなく、フレームトラップを設けることと比べてより耐久性が向上する。
【００３０】
また、ホトトランジスタ６ａは、あふれ炎とほぼ同じ波長域の光だけを検出するように設けられているので、波長域が異なる他の光源の光により誤作動しない。  しかも、他の光源の光が同じ波長域であっても、ＬＥＤ６ｂの発光光度は、予想される他の光源の光より大きな光度に設定されているため、煙道火炎検出部９ｃによる判定光度のしきい値をＬＥＤ６ｂの発光光度以上とすることにより更に誤作動を防止できる。
【００３１】
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、本発明の趣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。
例えば、あふれ炎を検知してシャッター８を閉じた後に、手動でシャッター８を開けるようにしても良い。
【００３２】
また、シャッター８は、排気口５０に設けられても良く、回動により開閉するのではなく、スライド移動により開閉されても良い。
【００３３】
あるいは、ソレノイド７によりシャッター８を係止するトリガーを作動させてバネ力によりシャッター８を閉じるようにしても良い（図略）。
【００３４】
また、光センサは、ホトダイオード等であっても良い。
【００３５】
また、ＬＥＤから発する光の点滅周期は、段階的にあるいは連続的に変化させるようにしても良い。
つまり、他の光源から侵入した光が変化する点滅周期と一致することはまず考えられないので、あふれ炎検知の信頼性が増す。
また、燃焼開始前に、他の光源の光を検出していないことと、点滅周期の検出が適切に行われることの機能チェックを行うようにしても良い。
この機能チェックによりあふれ炎検知の信頼性をより向上させることができる。
【００３６】
また、ホトトランジスタ６ａに被せた同様の光学フィルターをＬＥＤ６ｂ側にも被せて特定の波長域を更に絞って発光させるようにしても良い。
【００３７】
燃焼装置は、テーブルこんろに限定されず、当然に、給湯器等、他の燃焼装置であっても良い。
【００３８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の請求項１記載の燃焼装置によれば、万が一、あふれ炎が煙道にまで達した場合に、波長の異なる他の光源の光を検出せず、あふれ炎を的確に検出できるという優れた効果を奏する。また、煙道の内側面に互いに対向して設けた一方の凹部内に発光部を、他方の凹部内に受光部をそれぞれ設けることで、これら発光部、受光部が煙道内を通る燃焼排ガスにより汚れるのを抑えることができる。また、凹部により発光部の指向性を高めることもできる。
【００３９】
また、本発明の請求項２記載の燃焼装置によれば、煙道内にあふれ炎が流入した場合には、直ちに燃焼を停止するため安全性が向上する。
【００４０】
また、本発明の請求項３記載の燃焼装置によれば、万が一、煙道内に火炎が流入した場合に、排気口または煙道を閉じて火炎が器体外にあふれないので安全性が向上する。
【００４１】
また、本発明の請求項４記載の燃焼装置によれば、あふれ炎検知の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るガスグリルの概略システム構成図である。
【図２】第１実施形態としてのガスグリルの概略構成図である（Ａ−Ａ断面）。
【図３】第１実施形態としてのガスグリルの概略構成図である（正面断面図）。
【図４】あふれ炎とＬＥＤにおける光のスペクトル分布図である。
【図５】ＬＥＤとホトトランジスタを組み込んだ煙道の概略図である。
【図６】（回動開閉式）シャッター８の作動説明図である。
【図７】煙道火炎検出ルーチンの作動フローチャートである。
【図８】ガスグリルの外観図である。
【符号の説明】
ホトトランジスタ      ６ａ
ＬＥＤ                ６ｂ
ソレノイド            ７
シャッター            ８
コントローラ          ９
グリル庫            １０
焼網                ２０
マグネット式安全弁  ２４
受け皿              ３０
グリルバーナ        ４０
排気口              ５０
煙道                ６０
連通口              ７０
仕切壁              ７１
【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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【図８】
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