(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス通路面積を変化させてガスバーナーへの燃料ガスの供給量を調節する可動弁を備え、内部がダイヤフラムで仕切られて一方の上流室と他方の下流室とが該可動弁の上流側及び下流側にそれぞれ接続されたチャンバを設け、該ダイヤフラムを付勢手段により上流室に向かって付勢したガス器具の火力調節装置において、
点火操作時に可動弁を中火位置に強制的に移動する手段を備え、該中火位置の状態でガス通路に燃料ガスを流すことで可動弁の上流側のガス通路内の圧力が下流側より高くなって圧力差が生じた場合に、該圧力差による力が前記付勢手段の付勢力より大きくなるように前記付勢手段の付勢力を設定し、下流室の容積を減少させる方向へのダイヤグラムの移動を許容することを特徴とするガス器具の火力調整装置。
【請求項２】
前記ダイヤフラムの移動を、下流室に溜まったガスの少なくとも略半分を押し出すまで許容するようにしたことを特徴とする請求項１記載のガス器具の火力調節装置。
【請求項３】
前記付勢手段は下流室の内壁面とダイヤフラムとの間に縮設したばねであることを特徴とする請求項１または請求項２記載のガス器具の火力調節装置。
【請求項４】
前記可動弁の上流側及び下流側と、前記チャンバの上流室及び下流室とはそれぞれ第１及び第２の連通路を介して接続され、第２連通路の通路面積を第１連通路の通路面積より大きく設定したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のガス器具の火力調節装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスバーナーへ供給する燃料ガス量を調節するガス器具の火力調節装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ガスコンロのガスバーナーでは、該ガスバーナーの混合管に噴射ノズルから燃料ガスを噴射すると共に該燃料ガスの噴射に伴うエゼクタ効果によってノズル周辺の空気を該混合管に吸込ませ、適正な比率の混合ガスがガスバーナーに供給されるように構成されている。ガスバーナーの火力調節は、ガスコンロの前面の火力調節レバーによって噴射ノズルに連なるガス通路に介設した絞り弁を操作してガス通路の通路面積を調節し、噴射ノズルからの燃料ガス噴射量を増減させて行われる。ここで、火力調整レバーは、ガスバーナー点火時の確実な点火操作などの観点から、従来公知の手段（例えば、特開平８−２８５２７９号公報）により中火位置に移動される。
【０００３】
ガスバーナーの点火後には、絞り弁を操作して噴射ノズルからの燃料ガス噴射量を減少させると空気の吸込量が減少し、他方で、噴射ノズルからの燃料ガス噴射量を増加させると空気の吸込量が増加するので、ガスバーナーには所定の混合比に保たれた混合ガスが供給される。ところが、絞り弁を強火状態から弱火状態に急激に操作した場合（以下、「急速絞り操作」という）、エゼクタ効果によって吸込まれる空気の慣性によって混合管に吸込まれる空気の減少速度は、燃料ガスの減少速度より遅くなる。このため、空気に対する燃料ガスの混合比が低下し、併せてガスバーナーに供給される混合ガスの量が減少することでガスバーナーが失火する場合があった。
【０００４】
このため、従来のガス器具の火力調整装置では、内部がダイヤフラムで仕切られて一方の上流室と他方の下流室とが絞り弁の上流側及び下流側にそれぞれ接続されたチャンバを設けている（例えば、特開平７ー３０５８３６号公報参照）。この場合、急速絞り操作が行なわれ下流側のガス通路内の圧力が急激に低下すると、絞り弁の上流側と下流側とのガス通路に圧力差が生じ、チャンバの上流室から、圧力が低下した下流室の方向にダイヤフラムが押され、該下流室に蓄えられている燃料ガスが下流側のガス通路に押し出される。そして、この押し出された燃料ガスが補充されることでガス供給量の減少速度を緩和し、ガスバーナーの失火を防止する。
【０００５】
ところが、このものでは、ガス源の供給ガス圧が変動して高くなると下流側のガス通路の圧力は上流側のガス通路の圧力より遅れて上昇するので、ダイヤフラムがガス通路の上流側と下流側との間に生じた圧力差により下流室の容積を減少させる方向に移動するという問題があった。この場合、チャンバの下流室に蓄えられる燃料ガスの量は減少するので、この状態で急速絞り操作が行われると、補充される燃料ガス量の不足によりガス供給量の減少速度を緩和することができず、ガスバーナーの失火を防止できない。
【０００６】
この問題を解決するため、上流室に向かってダイヤフラムを付勢するように、下流室の内壁面とダイヤフラムとの間にばねを縮設することが提案されている（特願２００１−０００９８１号）。ばねの付勢力は、ガス源の供給ガス圧が変動して高くなった場合には、下流室の容積を減少させる方向へのダイヤフラムの移動を阻止するが、急速絞り操作を行うことで上流室と下流室との間の急激な圧力差が生じた場合には、下流室の容積を減少させる方向へのダイヤフラムの移動を許容する力の大きさに設定している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ガスバーナーを消火するとガス通路及びチャンバ内は大気開放され、この状態で長時間放置するとガス通路及びチャンバの内部は空気に置換され、下流室に空気が充満した状態となる。この場合、上記ものでは、長時間放置した後にガスバーナーの点火を行い、その直後に急速絞り操作が行われると、下流室内の空気が下流側のガス通路に流れ、ガス供給量の減少速度は緩和されず、空気過剰によりガスバーナーが失火する場合があるという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、長時間放置したガス器具を点火した後に急速絞り操作が行われた場合にガスバーナーの失火が確実に防止できるガス器具の火力調節装置を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するため、本発明のガス器具の火力調節装置は、ガス通路面積を変化させてガスバーナーへの燃料ガスの供給量を調節する可動弁を備え、内部がダイヤフラムで仕切られて一方の上流室と他方の下流室とが該可動弁の上流側及び下流側にそれぞれ接続されたチャンバを設け、該ダイヤフラムを付勢手段により上流室に向かって付勢したガス器具の火力調節装置において、点火操作時に可動弁を中火位置に強制的に移動する手段を備え、該中火位置の状態でガス通路に燃料ガスを流すことで可動弁の上流側のガス通路内の圧力が下流側より高くなって圧力差が生じた場合に、該圧力差による力が前記付勢手段の付勢力より大きくなるように前記付勢手段の付勢力を設定し、下流室の容積を減少させる方向へのダイヤグラムの移動を許容することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、ガスバーナーの点火操作時に、付勢手段の付勢力に抗してダイヤフラムが下流室に向かって移動することでチャンバの下流室に残留する空気は下流側のガス通路に押し出される。そして、可動弁を強火位置にすると、可動弁の上流側及び下流側の各ガス通路内の圧力が等しくなるので、付勢手段の付勢力により再びダイヤフラムが上流室の方向に移動し、それに伴って、下流側のガス通路内の燃料ガスが下流室に吸込まれる。この吸込まれた燃料ガスによって下流室に残留する空気は置換される。この状態から急速絞り操作が行われると、上流側及び下流側のガス通路に圧力差が生じることで、付勢手段の付勢力に抗してダイヤフラムが再度下流室の容積を減少させる方向に移動する。この場合、チャンバの下流室からガス通路の下流側に燃料ガスが補充されるので、ガス供給量の減少速度が緩和され、ガスバーナーの失火が確実に防止される。
【００１１】
ここで、前記ダイヤフラムの移動を、下流室に溜まったガスの少なくとも略半分を押し出すまで許容するようにすれば、絞り弁を中火位置から強火位置にした場合に、チャンバの下流室に吸込まれる燃料ガスによって該下流室内に残留する略半分の空気を置換できるので、急速絞り操作が行われてもガス供給量の減少速度を緩和してガスバーナーの失火を防止できる。
【００１２】
また、前記付勢手段は、例えば、下流室の内壁面とダイヤフラムとの間に縮設したばねとすればよい。
【００１３】
さらに、前記可動弁の上流側及び下流側と、前記チャンバの上流室及び下流室とをそれぞれ第１及び第２の連通路を介して接続し、第２連通路の通路面積を第１連通路の通路面積より大きく設定すれば、点火操作時に下流室に溜まった空気が排出され易く、点火操作後に可動弁を中火位置から強火位置にした場合に下流室に吸込まれる燃料ガスの量が増加する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１を参照して、１は、例えば、ガスコンロのコンロ本体に設けられたガスバーナー（図示せず）の混合管Ｍへの燃料ガスのガス供給量を調節する火力調節装置である。火力調節装置１の下側には、該火力調節装置１に燃料ガスを供給するガスバルブ２がシール材３を介して連結されている。
【００１５】
コンロ本体の前面に設けた点火／消火ボタン４により操作されるガスバルブ２は、上流側（図１の右側）から第１及び第２の収容室２１ａ、２１ｂを有するアルミダイカスト製のバルブケーシング２１を備えている。第１収容室２１ａには電磁安全弁２２が収容されている。また、第２収容室２１ｂには、点火／消火ボタン４がばね５の付勢力に抗して押操作されると、バルブケーシング２１の長手方向に沿って移動し、電磁安全弁２２の弁口を開放する操作ロッド６の先端部が収容されている。これらの収容室２１ａ、２１ｂは電磁安全弁２２の弁体２２ａによって区画される。
【００１６】
電磁安全弁２２はマグネットケース２２ｂを備え、このマグネットケース２２ｂには、ガスバーナーの着火時に、例えばガスバーナーの炎口の近傍に配設された熱電対などの火炎検知素子からの信号に基づいて励磁される電磁石とこれに吸着される吸着片とが収容されている。そして、操作ロッド６により押圧されることで弁体２２ａに連結した吸着片が励磁された電磁石に吸着されている間、電磁安全弁２２は開弁状態に保持される。また、第１収容室２１ａに連通するようにバルブケーシング２１には、ガス源に一端が接続されたガス管の他端が接続される燃料ガス流入部２３が設けられている。
【００１７】
第２収容部２１ｂの下流側には、内部を操作ロッド６が貫通するガス通路２４が設けられ、該ガス通路２４は、火力調節装置１のガス通路１１ａに連通するようにバルブケーシング２１に開設した燃焼ガス流出口２５に連通する。消火位置では、第２収容室２１ｂとガス通路２４とが操作ロッド６に取付けられた弁体６１によって仕切られ、点火／消火ボタン４の押操作により操作ロッド６が長手方向に移動すると弁体６１が開弁して弁口が開放される。
【００１８】
火力調整装置１の装置本体１０にはガス通路１１ａ、１１ｂとチャンバ１２とが形成されている。一端がガスバルブ２のガス流出口２５に連通するガス通路１１ａ、１１ｂは折れ曲って形成され、他端には、ガスバーナーの混合管Ｍに燃料ガスを噴射する噴射ノズル７が装着されている。また、装置本体１０には、ガスバルブ２の燃料ガス流出口２５に対向して上方に延びる案内路１３が、ガス通路１１ａ、１１ｂに連通して開設されている。該案内路１３には、通路面積を増減して噴射ノズル７への燃料ガスのガス供給量を調節する可動弁である絞り弁１４が昇降運動自在に挿入されている。この場合、絞り弁１４が上昇すると通路面積が広がり、逆に下降すると通路面積が小さくなるように設定されている。
【００１９】
絞り弁１４にはピン１４ａが突出して嵌入され、装置本体１０に取付けられた案内板Ｇに形成された斜め方向の長穴１４ｂに挿通されている。また、該ピン１４ａの先端部はコンロ本体の前面に設けた火力調節レバー８に係止され、火力調節レバー８の回動に連動して絞り弁１４が昇降運動する。即ち、火力調節レバー８を強火位置にした場合には、ピン１４ａが長穴１４ｂの上方に導かれて絞り弁１４が上昇位置に保持される。他方で、弱火位置にした場合にはピン１４ａが長穴１４ｂの下方に導かれて下降位置に保持される。また、火力調整レバー８には、点火／消火ボタン４による点火操作に連動して、絞り弁１４が中火位置になるように該火力調整レバー８を強制的に移動させる戻しレバー（図示せず）が設けられている。
【００２０】
チャンバ１２はゴム等の弾性体からなるダイヤフラム１５で隔絶された上流室１２ａ及び下流室１２ｂを有する。上流室１２ａ及び下流室１２ｂは、装置本体１０に形成された第１及び第２の連通路１６、１７を介して絞り弁１４の上流側及び下流側のガス通路１１ａ、１１ｂにそれぞれ連通接続されている。この場合、各連通路１６、１７の通路面積は、上流室１２ａ及び下流室１２ｂが上流側及び下流側の各ガス通路１１ａ、１１ｂとそれぞれ同じ圧力になるように設定されている。そして、急速絞り操作が行われると、上流室１２ａから、圧力が急激に低下した下流室１２ｂの方向にダイヤフラム１５が押されることで下流室１２ｂ内に蓄えられた燃料ガスを第２連通路１７を介してガス通路１１ｂに押し出す。この押し出された燃料ガスが補充されることでガス供給量の減少速度を緩和し、ガスバーナーの失火を防止する。
【００２１】
ここで、ガス通路１１ａ、１１ｂに絞り弁１４を設けた上述の構成では、ガス源の供給ガス圧が変動して高くなると、下流側のガス通路１１ｂ内の圧力は上流側のガス通路１１ａ内の圧力より遅れて上昇する。この場合、ダイヤフラム１５は、ガス通路１１ａとガス通路１１ｂとの間に生じた圧力差により下流室１２ｂの容積を減少させる方向に移動する。このダイヤフラムの移動を制限するため、チャンバ１２の下流室１２ｂ内にダイヤフラムを付勢する付勢手段であるばね１８を縮設した。強火状態においてばね１８は、ダイヤフラム１５の中央部１５ａが上流室１２ａの内面に設けた弁座１９ａに着座するようにダイヤフラム１５を付勢している。
【００２２】
ところで、ガスバーナーを消火すると、電磁安全弁２２及び弁体６１が閉弁されるため、弁体６１より下流側のガス通路１１ａ、１１ｂ及びチャンバ１２内は大気開放され、この状態で長時間放置するとガス通路１１ａ、１１ｂ及びチャンバ１２ａ、１２ｂの内部は空気に置換され、下流室１２ｂ内には空気が充満した状態になる。このため、長時間放置した後にガスバーナーの点火を行い、その直後に強火位置から弱火位置への急速絞り操作が行われると、下流室１２ｂ内の空気が下流側のガス通路１１ｂに流れることでガス供給量の減少速度は緩和されず、空気過剰によりガスバーナーが失火する場合がある。
【００２３】
本実施の形態では、ばね１８の付勢力は、点火操作時に絞り弁１４が中火位置に移動した状態でガスバルブ２を介してガス通路１１ａ、１１ｂに燃料ガスを流すことで上流側のガス通路１１ａ内の圧力（一次圧力）が下流側のガス通路１１ｂ内の圧力（二次圧力）より高くなった場合に、ダイヤフラム１５が下流室１２ｂ側に移動して少なくとも下流室１２ｂに残留する空気の５５％を押し出すことができ、また、ガス源の供給ガス圧の変動により一次圧力が二次圧力より過渡的に高くなってもダイヤフラム１５の移動を許容しない力の大きさに設定した。さらに、点火操作時に下流室１２ｂに溜まった空気が排出され易く、絞り弁１４を中火位置から強火位置にした場合に下流室１２ｂに吸込まれる燃料ガスの量が増加するように、本実施形態では、第２連通路１７の通路面積を第１連通路１６の通路面積の約２倍に設定した。尚、弁座１９ａには、該弁座１９ａにダイヤフラム１５の中央部１５ａが着座した状態で上流側のガス通路１１ａと上流室１２ａとが同じ圧力になるように複数の開口が設けられている。また、下流室１２ｂの内壁面には、弁座１９ａに対向してばね１８の位置決めを行う凸状のストッパ１９ｂが設けられている。
【００２４】
次に、図２から図５を参照してチャンバ１２の作用を説明する。図２は、ガスバーナーを消火した後、長時間放置した状態のチャンバ１２内の様子を示す。この状態では、一次圧力及び二次圧力は大気圧であるから、ダイヤフラム１５は、ばね１８の付勢力Ｆｓにより弁座１９ａに着座したままである。
【００２５】
この状態から点火／消火ボタン４を操作してガスバーナーの点火操作を行うと、図３に示すように、戻しレバーにより火力調整レバー８が中火位置に強制的に移動されて絞り弁１４が中火位置に移動する。同時に、ガスバルブ２が操作されて燃料ガスが該ガスバルブ２を介してガス通路１１ａ、１１ｂに流入する。この場合、絞り弁１４が中火位置にあるため一次圧力Ｐ１は二次圧力Ｐ２より高くなり、圧力差が生じる。ここで、ダイヤフラム１５の上流側には、一次圧力Ｐ１とダイヤフラム１５の表面積Ａとの積から算出される力Ｆ１が、ダイヤフラムの下流側には、二次圧力Ｐ２とダイヤフラムの表面積Ａとの積からなる力Ｆ２及びばね１８の付勢力Ｆｓが作用しているが、ばね１８の付勢力は、上記中火位置での圧力差で生じる力、即ち、Ｆ１と力Ｆ２との差より小さく設定されているので（Ｆ１−Ｆ２＞Ｆｓ）、力Ｆ１は、力Ｆ２及び付勢力Ｆｓの和より大きくなる（Ｆ１＞Ｆ２＋Ｆｓ）。このため、ダイヤフラム１５が一旦下流室１２ｂの容積を減少させる方向に移動し、下流室１２ｂ内の空気の約５５％を第２連通路１７を介して下流側のガス通路１１ｂに押し出す。
【００２６】
この状態から絞り弁１４を強火位置にすると、一次圧力Ｐ１と二次圧力Ｐ２とが等しくなり、その圧力差がゼロになる。この場合、力Ｆ１と力Ｆ２とは等しくなり、ばね１８の付勢力Ｆｓのみがダイヤフラム１５に作用している状態となる。このため、力Ｆ１は、該力Ｆ２と付勢力Ｆｓとの和より小さくなり（Ｆ１＜Ｆ２＋Ｆｓ）、図４に示すように、ダイヤフラム１５は弁座に着座するまで上流室１２ａの方向へ移動する。そして、ダイヤフラム１５が上流室１２ａの方向に移動するのに伴って、下流室１２ｂには、ガス通路１１ｂ内の燃料ガスが下流室１２ｂに吸込まれ、該燃料ガスによって下流室に残留する略半分の空気は置換される。
【００２７】
ここで、絞り弁１４の強火状態で一次圧力Ｐ１が変動してダイヤフラム１５に作用する力Ｆ１が大きくなっても、この力Ｆ１が力Ｆ２と付勢力Ｆｓとの和より大きくならない限り、ダイヤフラム１５は移動せず、チャンバ１２の下流室１２ｂにガスバーナーの失火を防止し得るのに必要な量の燃料ガスが蓄えられる。
【００２８】
そして、急速絞り操作を行うと、二次圧力Ｐ２が急激に低下し（この場合、絞り弁１４が中火位置にある場合の二次圧力Ｐ２よりさらに低下するので、一次圧力Ｐ１と二次圧力Ｐ２との圧力差は、中火点火操作の際に生じる圧力差より大きくなる。）、上流側からダイヤフラム１５に作用する力Ｆ１は再び下流側からダイヤフラム１５に作用する力Ｆ２及び付勢力Ｆｓの和より大きくなる（Ｆ１＞Ｆ２＋Ｆｓ）。このため、図５に示すように、ダイヤフラム１５が下流室１２ｂの方向に移動し、ダイヤフラム１５の中央部１５ａがストッパ１９ｂに当接するまでは下流室１２ｂに蓄えられた燃料ガスが下流側のガス通路１１ｂに補充される。そして、チャンバ１２の下流室１２ｂから下流側のガス通路１１ｂに、燃料ガスが補充されるので、ガス供給量の減少速度が緩和され、ガスバーナーの失火が確実に防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】火力調整装置の構成を説明する断面図
【図２】絞り弁の上流側及び下流側の両ガス通路内の圧力が同じ場合におけるチャンバ内部の様子を示す図
【図３】絞り弁の中火位置で点火操作した場合のチャンバ内部の様子を示す図
【図４】点火操作後、絞り弁を強火状態にした場合のチャンバ内部の様子を示す図
【図５】絞り弁を強火状態から弱火状態まで急激に操作した場合のチャンバ内部の様子を示す図
【符号の説明】
１    火力調節装置
２    ガスバルブ
１１ａ、１１ｂ  ガス通路
１２  チャンバ
１２ａ、１２ｂ  上流室及び下流室
１４  絞り弁
１５  ダイヤフラム
１６、１７  連通路
１８  ばね
【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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