特許 7000231 加熱調理器における火力調節方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2021-12-27

(45)【発行日】2022-01-19

(54)【発明の名称】加熱調理器における火力調節方法

(51)【国際特許分類】

   F23N 1/00 20060101AFI20220112BHJP

   F23K 5/00 20060101ALI20220112BHJP

【ＦＩ】

F23N1/00 103Z

F23K5/00 301D

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2018071034

(22)【出願日】2018-04-02

(65)【公開番号】P2019184083

(43)【公開日】2019-10-24

【審査請求日】2020-11-19

(73)【特許権者】

【識別番号】000115854

【氏名又は名称】リンナイ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000305

【氏名又は名称】特許業務法人青莪

(72)【発明者】

【氏名】葛谷 廣太郎

【審査官】古川 峻弘

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－１７１０３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３１２８１６２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平１１－２４５４４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２５９５９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２５７３２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１０５７５９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２３Ｋ ５／００

Ｆ２３Ｎ １／００－５／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被調理物を加熱するバーナと、バーナへのガス供給路に介設された、ステッピングモータにより駆動される弁体を有する流量調節弁と、流量調節弁を制御する制御手段とを備える加熱調理器における火力調節方法であって、ステッピングモータに印加する原点位置からのパルス数として、強弱複数の設定火力に対応する複数の火力パルス数を設定するステップと、制御手段により、ステッピングモータに各火力パルス数のパルスを印加してバーナの火力を各設定火力に調節する火力調節制御を行う火力調節ステップとを有するものにおいて、
ステッピングモータに印加する原点位置からのパルス数と流量調節弁の下流側のガス圧又はガス流量を検出して求められるバーナの実際の火力との関係を表す実火力特性を予め計測するステップと、設定された火力パルス数を、実火力特性に基づきバーナの実際の火力が設定火力になるように補正する補正ステップとを有し、制御手段による火力調節ステップでは、補正された火力パルス数を用いて火力調節制御を行うことを特徴とする加熱調理器における火力調節方法。

【請求項2】

火力パルス数の補正のための複数の調整値が予め設定され、前記補正ステップでは、これら調整値のうちから実火力特性に基づいて選択される調整値を設定された火力パルス数に加算して、火力パルス数を補正することを特徴とする請求項１記載の加熱調理器における火力調節方法。

【請求項3】

加熱調理器の適所に、補正済みの火力パルス数と設定された火力パルス数との差である調整値を表す表示を付すステップを有することを特徴とする請求項１又は２記載の加熱調理器における火力調節方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被調理物を加熱するバーナと、バーナへのガス供給路に介設された、ステッピングモータにより駆動される弁体を有する流量調節弁と、流量調節弁を制御する制御手段とを備える加熱調理器における火力調節方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種の加熱調理器では、ステッピングモータに印加する原点位置からのパルス数として、強弱複数の設定火力に対応する複数の火力パルス数を設定し、制御手段は、ステッピングモータに各火力パルス数のパルスを印加してバーナの火力を各設定火力に調節する火力調節制御を行うように構成されている。

【0003】

然し、流量調節弁の弁体の製造公差等により、ステッピングモータに設定された火力パルス数のパルスを印加しても、バーナの火力が設定火力からずれて、製品ごとに火力のバラツキを生ずることがある。そして、火力を自動的に調節する自動調理を行う場合、火力のバラツキに起因して、調理の仕上がりにバラツキが発生してしまう。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００６－１０２４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、以上の点に鑑み、バーナの火力をバラツキなく正確に調節することができるようにした加熱調理器における火力調節方法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】

【0006】

上記課題を解決するために、本発明は、被調理物を加熱するバーナと、バーナへのガス供給路に介設された、ステッピングモータにより駆動される弁体を有する流量調節弁と、流量調節弁を制御する制御手段とを備える加熱調理器における火力調節方法であって、ステッピングモータに印加する原点位置からのパルス数として、強弱複数の設定火力に対応する複数の火力パルス数を設定するステップと、制御手段により、ステッピングモータに各火力パルス数のパルスを印加してバーナの火力を各設定火力に調節する火力調節制御を行う火力調節ステップとを有するものにおいて、ステッピングモータに印加する原点位置からのパルス数と流量調節弁の下流側のガス圧又はガス流量を検出して求められるバーナの実際の火力との関係を表す実火力特性を予め計測するステップと、設定された火力パルス数を、実火力特性に基づきバーナの実際の火力が設定火力になるように補正する補正ステップとを有し、制御手段による火力調節ステップでは、補正された火力パルス数を用いて火力調節制御を行うことを特徴とする。

【0007】

本発明によれば、バーナの実際の火力が設定火力になるように火力パルス数が補正されるため、バーナの火力をバラツキなく正確に調節することができる。尚、実火力特性の計測及び火力パルス数の補正は、製造検査時や取り付け施工時に行えばよい。

【0008】

また、本発明においては、火力パルス数の補正のための複数の調整値が予め設定され、前記補正ステップでは、これら調整値のうちから実火力特性に基づいて選択される調整値を設定された火力パルス数に加算して、火力パルス数を補正することが望ましい。これによれば、調整値を常識的な範囲内としておくことにより、火力パルス数を過って致命的な問題を生ずるほど過大に補正してしまうことを防止できる。

【0009】

また、本発明においては、加熱調理器の適所に、補正済みの火力パルス数と設定された火力パルス数との差である調整値を表す表示を付すステップを有することが望ましい。これによれば、メンテナンスで部品交換する際に、表示されている調整値を参考にして補正を行うことができ、便利である。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施形態の加熱調理器を示す斜視図。

【図2】実施形態の加熱調理器のガス回路を示す図。

【図3】実施形態の加熱調理器で用いる流量調節弁の断面図。

【図4】図３の流量調節弁の要部の分解斜視図。

【図5】実施形態の加熱調理器における流量調節弁のステッピングモータに印加するステップ数とバーナの火力との関係を示すグラフ。

【図6】実火力特性の一例を示すグラフ。

【発明を実施するための形態】

【0011】

図１は、本発明の実施形態の加熱調理器であるビルトイン式コンロを示している。このコンロは、図示省略したシステムキッチンのカウンタトップに開設したコンロ開口に落とし込むようにして設置されるコンロ本体１と、コンロ本体１の上面を覆うようにしてカウンタトップ上に載置される天板２と、天板２上に露出する前側左右２個と後側１個の計３個のコンロバーナ３と、コンロ本体１内に組み込んだグリル４とを備えている。

【0012】

図２を参照して、コンロのガス供給路５は、これに介設した元弁５１の下流側で４本の分岐路５ａに分岐され、そのうち３本の分岐路５ａが３個のコンロバーナ３に接続され、残りの１本の分岐路５ａがグリル４に設けられたグリルバーナ４ａに接続されている。コンロバーナ用の各分岐路５ａには、電磁安全弁５２と流量調節弁５３とが介設され、グリルバーナ用の分岐路５ａには、電磁安全弁５２と開閉式の温調弁５４と温調弁５４に並列のオリフィス５５とが介設されている。

【0013】

各コンロバーナ３には、点火電極６１が付設されている。そして、３個のコンロバーナ３の３個の点火電極６１に高電圧を印加する点火手段たるイグナイタ６が設けられている。また、グリルバーナ４ａにも点火電極６１´が付設されている。この点火電極６１´には、上記イグナイタ６とは別のイグナイタ６´から高電圧が印加される。また、各コンロバーナ３には、被調理物（鍋等）の温度を検出する鍋底温度センサ３１と、図示省略した熱電対等の火炎検知素子も付設されている。

【0014】

コンロ本体１の前面パネル１ａには、電源スイッチ１１と、コンロバーナ用の３個の操作ボタン１２と、グリル用の点消火ボタン１３とが設けられ、更に、前面パネル１ａの下方には、前蓋１ｂで隠された、前方に出没自在な操作盤が設けられている。操作盤には、自動調理の運転スイッチや温度設定スイッチ等の各種スイッチが配置されている。電源スイッチ１１、コンロバーナ用の操作ボタン１２やグリル用の点消火ボタン１３の図示省略した操作検知スイッチ及び操作盤の各種スイッチからの信号は、鍋底温度センサ３１や火炎検知素子からの信号と共に制御手段たるマイクロコンピュータから成るコントローラ７に入力される。そして、このコントローラ７により、元弁５１、電磁安全弁５２、流量調節弁５３、温調弁５４及びイグナイタ６，６´が制御される。

【0015】

コンロバーナ用の操作ボタン１２は、プッシュプッシュ式であって、前面パネル１ａとほぼ面一の消火位置から一旦押し込んでこの押し込みを解除することにより前面パネル１ａの前方の燃焼位置に突出し、この燃焼位置で火力調節のために回動自在である。そして、コントローラ７は、操作ボタン１２が消火位置から押し込まれたときに、この操作ボタン１２に対応するコンロバーナ用の電磁安全弁５２を開弁させると共に、流量調節弁５３をコンロバーナ３の火力が所定の点火火力になるように制御し、更に、イグナイタ６に通電して点火電極６１に高電圧を印加し、コンロバーナ３に点火火力で点火する点火制御を行う。操作ボタン１２がその押し込み解除で燃焼位置に突出すると、点火制御を終了し、以後、コンロバーナ３の火力を操作ボタン１２の回動角度に応じて可変する制御を行う。操作盤の自動調理の運転スイッチがオンされたときは、自動調理の制御パターンに従い鍋底温度センサ３１の検出温度に応じてコンロバーナ３の火力を自動的に調節する。また、操作ボタン１２が燃焼位置から消火位置に戻され、或いは、コンロバーナ３が失火して火炎検知素子で火炎が検知されなくなったときは、電磁安全弁５２を閉弁させてコンロバーナ３へのガス供給を停止する。尚、全てのコンロバーナ３及びグリルバーナ４ａが消火されている状態で点火制御を開始するときは、電磁安全弁５２と共に元弁５１を開弁させる。

【0016】

グリル用の点消火ボタン１３が押されると、コントローラ７は、グリル用の電磁安全弁５２及び温調弁５４を開弁させると共に、イグナイタ６´に通電して点火電極６１´に高電圧を印加することにより、グリルバーナ４ａに点火する制御を行い、その後、グリル庫内の温度センサ（図示せず）の検出温度が所定の設定温度以上になったときに温調弁５４を閉弁し、この検出温度が設定温度を下回ったときに温調弁５４を開弁する温調制御を行い、点消火ボタン１３が再度押されたときに、電磁安全弁５２を閉弁させてグリルバーナ４ａへのガス供給を停止する。

【0017】

図３を参照して、流量調節弁５３は、流入ポート５３１ａと流出ポート５３１ｂとを有する弁筐５３１内に、ステッピングモータ５３２により回転駆動される円板状の弁体５３３を備えている。この弁体５３３は、弁筐５３１に固定の円板状の弁座５３４に対し、バネ５３５の付勢力により当接した状態で回転自在に摺接している。図４を参照して、弁座５３４には、同一円周上に第１乃至第５の５個の弁孔５３４ａ～５３４ｅが形成され、また、弁体５３３には、弁孔５３４ａ～５３４ｅの配置円と同心、同径の円周上に位置する長孔状の開口部５３３ａが形成されている。また、弁座５３４には、弁体５３３と反対側の面に、パッキン５３６を介してオリフィス板５３７が重ねられている。オリフィス板５３７には、パッキン５３６に形成した透孔５３６ａ～５３６ｅを介して弁孔５３４ａ～５３４ｅに連通する第１乃至第５の５個のオリフィス孔５３７ａ～５３７ｅが形成されており、周方向一方の端の第１オリフィス孔５３７ａから周方向他方の端の第５オリフィス孔５３７ｅに向けて孔径が順に大きくなる。尚、第１オリフィス孔５３７ａから第５オリフィス孔５３７ｅに向けて孔径が同一又は小さくなる部分があってもよい。

【0018】

そして、弁体５３３の回転により、開口部５３３ａに重なる弁孔５３４ａ～５３４ｅの組み合わせが変化し、コンロバーナ３に供給されるガス流量、即ち、コンロバーナ３の火力が、図５に示す如く、最小の設定火力であるＱ１から最大の設定火力であるＱ９までの９段階に変化する。ここで、Ｑ１の設定火力になるのは、開口部５３３ａが周方向一方の端の第１弁孔５３４ａのみに重なる状態、Ｑ３の設定火力になるのは、開口部５３３ａが第１と第２の両弁孔５３４ａ，５３４ｂに重なる状態、Ｑ５の設定火力になるのは、開口部５３３ａが第１乃至第３の３個の弁孔５３４ａ，５３４ｂ，５３４ｃに重なる状態、Ｑ７の設定火力になるのは、開口部５３３ａが第２乃至第４の３個の弁孔５３４ｂ，５３４ｃ，５３４ｄに重なる状態、Ｑ９の設定火力になるのは、開口部５３３ａが第３乃至第５の３個の弁孔５３４ｃ，５３４ｄ，５３４ｅに重なる状態である。そして、弁体５３３の回転角度が夫々所定範囲内に存する間は、これらＱ１，Ｑ３，Ｑ５，Ｑ７，Ｑ９の各火力に維持されるが、弁体５３３の回転角度が所定範囲から外れると、弁体５３３の回転角度の変化に比例して火力が変化する。そこで、Ｑ１とＱ３の中間火力をＱ２の設定火力、Ｑ３とＱ５の中間火力をＱ４の設定火力、Ｑ５とＱ７の中間火力をＱ６の設定火力、Ｑ７とＱ９の中間火力をＱ８の設定火力としている。

【0019】

また、ステッピングモータ５３２に印加する所定の原点位置からのパルス数として、Ｑ１～Ｑ９の設定火力に夫々対応するＰ１ｓ～Ｐ９ｓの火力パルス数が設定され、このＰ１ｓ～Ｐ９ｓの設定火力パルス数がコントローラ８に記憶されている。そして、コントローラ７は、ステッピングモータ５３２に各火力パルス数のパルスを印加してコンロバーナ３の火力を各設定火力に調節する火力調節制御を行う。

【0020】

尚、本実施形態では、ステッピングモータ５３２が所定の回転角度に回転したときに、ステッピングモータ５３２の回転軸５３２ａに連結したカム５３８に押されてオンするマイクロスイッチ５３９が設けられている。そのため、マイクロスイッチ５３９がオフからオンに切り替わる位置を原点位置としてもよいが、ステッピングモータ５３２を脱調させて、原点位置とすることも可能である。また、コンロバーナ３の点火時や消火時や電池交換時などに、ステッピングモータ５３２を原点位置に戻す原点出しを行い、ステッピングモータ５３２での滑りに起因する火力調節精度の悪化を回避する。尚、本実施形態では、原点位置をパルス数が０の位置としているが、マイクロスイッチ等のセンサで原点合せを行う場合は、原点位置を例えばＰ５ｓ等の中間点とすることも可能である。

【0021】

ところで、個々の流量調節弁５３で開口部５３３ａ及び弁孔５３４ａ～５３４ｅの位置やステッピングモータ５３２の原点位置のずれを生ずることがあり、この場合、ステッピングモータ５３２に画一的に設定された火力パルス数のパルスを印加したのでは、コンロバーナ３の火力が設定火力からずれてしまう。

【0022】

そこで、本実施形態では、ステッピングモータ５３２に印加する原点位置からのパルス数とコンロバーナ３の実際の火力との関係を表す実火力特性を予め計測して、Ｐ１ｓ～Ｐ９ｓの設定火力パルス数を、実火力特性に基づきコンロバーナ３の実際の火力がＱ１～Ｑ９の設定火力になるように補正している。そして、補正された補正済み火力パルス数をコントローラ７に記憶させ、この補正済み火力パルス数を用いて火力調節制御を行うようにしている。実火力特性の計測及び火力パルス数の補正は、製造検査時や取り付け施工時に行えばよい。

【0023】

尚、実火力特性の計測に際し、コンロバーナ３を燃焼させて実際の火力を測定することも可能であるが、そのためには、設備が大がかりになり、コストが嵩む。ここで、流量調節弁５３の下流側のガス圧やガス流量と火力との間には一定の相関関係がある。そのため、流量調節弁５３の下流側のガス圧やガス流量を検出して、実火力特性を計測することが望ましい。

【0024】

次に、計測された実火力特性が図６に示すものである場合を例にして、火力パルス数の補正の仕方について説明する。図６の実火力特性では、ステッピングモータ５３２に印加する原点位置からのパルス数がＰ４ｓ，Ｐ６ｓ以外のＰ１ｓ，Ｐ２ｓ，Ｐ３ｓ，Ｐ５ｓ，Ｐ７ｓ，Ｐ８ｓ，Ｐ９ｓの設定火力パルス数に達したとき、コンロバーナ３の実際の火力が設定火力パルス数に対応するＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ５，Ｑ７，Ｑ８，Ｑ９の設定火力になっている。そのため、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ５，Ｑ７，Ｑ８，Ｑ９の各設定火力に対応する補正済み火力パルス数Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ５，Ｐ７，Ｐ８，Ｐ９は、Ｐ１ｓ，Ｐ２ｓ，Ｐ３ｓ，Ｐ５ｓ，Ｐ７ｓ，Ｐ８ｓ，Ｐ９ｓの各設定火力パルス数と等しい。一方、原点位置からのパルス数がＰ４ｓの設定火力パルス数に達したとき、コンロバーナ３の実際の火力はＱ４の設定火力よりも大きい。そこで、実際の火力がＱ４と同等になるときのパルス数に対する差を調整値（＝－Ｃ１）として、Ｑ４の設定火力に対応する補正済み火力パルス数Ｐ４を設定火力パルス数Ｐ４ｓに調整値を加算した値、即ち、Ｐ４＝Ｐ４ｓ－Ｃ１にしている。また、原点位置からのパルス数がＰ６ｓの設定火力パルス数に達したとき、コンロバーナ３の実際の火力はＱ６の設定火力よりも小さい。そこで、実際の火力がＱ６と同等になるときのパルス数に対する差を調整値（＝＋Ｃ２）として、Ｑ６の設定火力に対応する補正済み火力パルス数Ｐ６を設定火力パルス数Ｐ６ｓに調整値を加算した値、即ち、Ｐ６＝Ｐ６ｓ＋Ｃ２にしている。

【0025】

ところで、流量調節弁５３に個体差があるといってもさほど大きな差があるわけではなく、火力パルス数の補正のための調整値は、さほど大きな値にならない。そこで、＋８、＋４，０、－４、－８といった複数の調整値を予め設定し、これら調整値のうちから実火力特性に基づいて選択される調整値を設定火力パルス数に加算して火力パルス数を補正するようにしてもよい。これによれば、補正工程を簡素化でき、更に、火力パルス数を過って致命的な問題を生ずるほど過大に補正してしまうことを防止できる。

【0026】

また、コンロの適所、例えば、コントローラ８の配置部近傍等に、補正済みパルス数と設定火力パルス数との差である調整値を表す印字やＱＲコード（登録商標）から成る表示をラベルなどに記載して貼付してもよい。これによれば、メンテナンスで部品交換する際に、表示されている調整値を参考にして補正を行うことができ、便利である。

【0027】

以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記実施形態では、流量調節弁５３として、ステッピングモータ５３２により回転駆動される円板状の弁体５３３を有するものを用いているが、ステッピングモータにより送りねじ機構を介して軸方向に進退するニードル状の弁体を有する流量調節弁を用いてもよい。また、上記実施形態の加熱調理器はコンロであるが、コンロ以外の加熱調理器にも同様に本発明を適用できる。

【符号の説明】

【0028】

３…コンロバーナ（バーナ）、５…ガス供給路、５３…流量調節弁、５３２…ステッピングモータ、５３３…弁体、７…コントローラ（制御手段）、Ｑ１～Ｑ９…設定火力、Ｐ１ｓ～Ｐ９ｓ…設定された火力パルス数、Ｐ１～Ｐ９…補正された火力パルス数。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】