JP2006162202A - ガスコンロ - Google Patents

Abstract

【課題】 良好な調理環境と、熱効率向上および消費電気量低減による省エネとの両立を図ることを目的とする。
【解決手段】 バーナ２０により加熱される熱発電素子５０の起電力により駆動される排気ファン４６を設けて、排気量が増大してきたときに排気ファン４６を回して燃焼排気を排気口６０から排出する。
点火初期は、燃焼排気は吸引されないため、調理容器底面だけでなく側面も充分に加熱でき、燃焼排気の排出量が増大してきたころには、排気ファン４６が駆動するため調理環境を悪化させない。
【選択図】図１

Description

本発明は、バーナの燃焼排気を排気ファンにより排出するコンロに関する。

従来から、ガスコンロの分野においては、バーナの燃焼排気をファンにより吸引し、器体後方の排気口から排出するようにしたものが知られている。
例えば、特許文献１のものでは、トッププレートに形成した開口の下に燃焼室を設け、この燃焼室の上から調理容器を置くことで燃焼室上部を塞ぎ使用者側に燃焼排気が排出されないようにしている。

特開平７−３１８０６４号公報

もともと、このガスコンロでは、燃焼ガスが調理容器と良好に熱交換する前にそのままファンにより吸引されてしまい熱効率が悪いが、特に、調理開始時においては、点火と同時にファンが駆動するため、調理容器への加熱の立ち上がりが悪くなる。
また、ファンを駆動するために乾電池や商用電源を用いているため、省エネとはほど遠いものであった。

そこで、本発明は、熱効率向上や消費電気量低減といった総合的な省エネを図ることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、
調理容器を加熱するバーナと、
上記調理容器加熱後のバーナの燃焼排気を吸引し、所定の排気口に導く排気ファンとを備えたガスコンロであって、
上記排気ファンは、上記バーナにより加熱される熱発電素子の起電力により駆動されることを要旨とする。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
上記調理容器を載置する五徳の外周部から排出される燃焼排気を集めて、上記排気ファンにより吸引することを要旨とする。

請求項１に記載の発明によれば、燃焼開始時においては、熱発電素子の発生起電力が少ないため、調理容器を加熱した後の燃焼排気は、ファンにより吸引されずに調理容器底面を充分に加熱した後に調理容器周囲に放出される。
そして、バーナの燃焼時間が増すにつれて燃焼排気量は増大するが、これと比例して熱発電素子の発生する起電力が増大するため、それに応じてファンが回転する。このため、燃焼排気の発生量とファンの回転作動とがバランスし、適切な排気量で燃焼排気を吸引して排気口から排出できる。
従って、調理者側への排気流出を支障のない程度の抑えることが出来るとともに、ファン駆動のための乾電池や商用電源を必要とせず、しかも、調理開始時における熱効率を向上することができる。
また、請求項２に記載の発明によれば、五徳の外周部から排出される燃焼排気を集めて吸引するため、燃焼ガスが調理容器底面の全体と熱交換することとなり、調理容器と熱交換せずにそのまま排出されてしまうという従来のコンロの欠点を補うことができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、ガスコンロの一例であるテーブルコンロ１の説明図で、トッププレート２に形成された開口３の中央位置にはコンロバーナ２０が配置されている。コンロバーナ２０を囲むようにして後述するリング状の環状排気管４０が設けられる。５は環状排気管４０の上面に載置された五徳で、五徳５上に調理容器Ｐが載置される。また、環状排気管４０の内周縁には汁受皿４が載置される。
コンロバーナ２０は、本実施例ではブンゼン燃焼式のバーナで、上端にフランジ２２を周設した筒状のバーナ本体２１と、外周に多数の炎口２４，２４・・を形成した同じく筒状のバーナヘッド２３とからなる。バーナ本体２１のガス吸入口には、燃料ガスを噴出するガスノズル８が設けられている。ガスノズル８に接続されるガス管には、上流側から、安全弁となるマグネット電磁弁９、主弁１０、テーブルコンロ１の正面に設けた火力調節レバー１２によってガス流路を調節するニードル弁１１が夫々設けられている。
マグネット電磁弁９は、コンロバーナ２０近傍に設けた図示しない熱電対の熱起電力により燃焼中開弁保持される立ち消え安全装置を構成するものである。

また、コンロバーナ２０のフランジ２２より下側のバーナ本体２１外周及び汁受皿４の下面、後述する五徳５の五徳リング１５の下面は、断熱材、例えばセラミックウール１４，１４・・で被覆されている。

バーナヘッド２３は、図２にも示すように、フランジ部２６を周設した下端がバーナ本体２１の上面に凹設された凹部２７に載置され、上端が閉塞された筒状の内側リング２５（図２右端）と、内側リング２５より一回り大きい筒状体で、内側リング２５に同軸で外装される外側リング２８（図２中央）との二重筒構造となっている。この重ね合わせ状態で両リング２５，２８は略密着状態となる。
まず、内側リング２５は、真鍮製で、外周面には、断面Ｖ字状の周方向のスリット溝２９，２９・・が上下方向へ等間隔に凹設され、各スリット溝２９の底部に、角形の小孔３０，３０・・が等間隔で夫々穿設されている。この小孔３０は、各スリット溝２９間で上下方向に整列している。具体的には、内周面に上下方向の縦溝２５ａ，２５ａ・・が等間隔で形成されたリング体を鍛造で形成し、そのリング体の外周面に、スリット溝２９を周方向に旋盤で形成することで作製される。すなわち、縦溝２５ａとスリット溝２９とが重なり合った部分が小孔３０となる。

次に、外側リング２８は、耐熱性のステンレス製で、上下方向のスリット開口３１，３１・・が、周方向へ等間隔となるように穿設されている。
内側リング２５に外側リング２８を外装した状態では、図２の左端に示すように、内側リング２５の小孔３０，３０・・と外側リング２８のスリット開口３１，３１・・とが周方向にずれており、外側からは内側リング２５の小孔３０が見えないように両リング同士が位置決めされる。この配置により、バーナヘッド２３には、同図の円内拡大図に示すように、内側リング２５の小孔３０から、内側リング２５のスリット溝２９を通り、外側リング２８のスリット開口３１に至る混合ガス通路３２が形成され、スリット開口３１内の混合ガス通路３２との重なり部分が炎口２４となる。

一方、五徳５は、内周縁及び外周縁を下方に向けてリング状に折曲し、上面を外周へ行くに従って高くなる緩傾斜面とした五徳リング１５と、その五徳リング１５上に垂直方向へ立設された８つの仕切壁１６，１６・・とからなる。五徳５は、その外周縁で器体内に設けられた後述する環状排気管４０の上面に載置される。仕切壁１６は、図３，４に示すように、内側先端から外周先端にかけて五徳リング１５上面に円弧状に立設されて五徳リング１５と一体化される。また、各仕切壁１６は、コンロバーナ２０を中心とした渦巻き状となるように夫々方向を合わせて配置されて、上端は、調理容器Ｐが載置できるように同じ高さで形成され、調理容器Ｐの底面へ渦巻きライン状に当接して、調理容器Ｐを支持する五徳爪を兼ねるようになっている。

よって、五徳５には、五徳リング１５の上面と仕切壁１６と調理容器Ｐ底面とにより囲まれる渦巻き状の燃焼ガス通路３４，３４・・が形成されることになるが、ここでは、各仕切壁１６の湾曲形状の設定により、隣接する仕切壁１６，１６間の距離Ｗ（燃焼ガスの流れ方向に対して直交する水平方向の仕切壁間の距離）を、コンロバーナ２０の中心から外側へ離れるに従って狭くなるように、すなわち各燃焼ガス通路３４が、内周から外周へ行くに従って徐々に狭くなるようにしている。
また、五徳リング１５の上面が外側にいくに従って登り傾斜していることも手伝って、各燃焼ガス通路３４の通路断面積（燃焼ガスの流れと直交する断面の面積）は、コンロバーナ２０の中心から遠くなるほど狭くなっている。尚、通路断面積は、コンロバーナ２０の中心からの距離が遠くなっても略同等となっていても構わない。つまり、通路断面積はコンロバーナ２０の中心から遠くなるほど広くならなければ良いのである。

一方、コンロバーナ２０のフランジ２２上には、耐熱性ステンレス製の旋回羽根リング３５が載置されている。この旋回羽根リング３５は、内周から外周へ行くに従ってラッパ状に拡開する小リング板３６と、その小リング板３６上へ垂直方向に立設されるリフト防止板としての複数の旋回羽根３７，３７・・とからなり、フランジ２２への載置状態で、小リング板３６の最も高い外周縁が、五徳リング１５の傾斜面の最も低い内周縁と連続状に繋がるように設定されている。

旋回羽根３７は、図５，６に示すように、五徳リング１５の仕切壁１６と同様に、上方から見て円弧状に形成され、コンロバーナ２０を中心とした渦巻き状となるように夫々方向を合わせて配置されて、各旋回羽根３７，３７の間が、五徳リング１５の燃焼ガス通路３４と繋がるようになっている。
これにより、旋回羽根リング３５の旋回羽根３７，３７間には、バーナヘッド２３の炎口２４から噴出した燃焼火炎を斜め上方へ向けて、且つバーナヘッド２３の円筒外周面の接線方向に旋回させて五徳リング１５の燃焼ガス通路３４と一連となる燃焼案内通路３８，３８・・が形成されることになる。
尚、コンロ部の平面図を図７に示す。

バーナヘッド２３の炎口２４形成面と旋回羽根リング３５との間には、図１、図７に示すように熱発電素子５０が設けられる。
この熱発電素子５０は、直列型熱電対を用いたもので、棒状の第一金属部材５１（本実施例ではステンレス製）と第二金属部材５１（本実施例ではコンスタンタン製）とを交互に並べ、その上端と下端とを交互に溶接してジグザグ状に連結して構成される。この際、金属部材５１、５２間を絶縁するために両者間にシート状の耐熱絶縁体（図示略）が介装される。
この熱発電素子５０は、コンロバーナ２０のフランジ２２に絶縁体を介在させて差込まれて固定され、温接点となる上端側溶接部５３が炎口２４に向い合い、冷接点となる下端側溶接部５４がフランジ２２の下方に露出する。
この場合、熱発電素子５０は、その冷接点が断熱材１４によりバーナからの熱が遮蔽されているため低温度に維持され、その温度差により高い起電力が得られるようになっている。

五徳５の外周下方には、燃焼排気を吸引して排気口６０に送るための環状排気管４０が設けられる。この環状排気管４０は、二重管の中央を開口し、外側管４０ａと内側管４０ｂとの間に排気通路４１を形成したもので、そのリング状底面４２を閉塞し、上面には複数の排気吸引口４３が形成される。
さらに、環状排気管４０の排気吸引口４３を上から覆うリング状の覆いカバー４４（図８、図９参照）が五徳５の外周部に嵌められる。この覆いカバー４４は、その開口径の異なるものが複数用意され、調理容器Ｐの径に応じて燃焼排気が上方にぬけないように選択して使用される。また、覆いカバー４４の円筒側面には、小さな排気流出口４５が複数設けられる。
環状排気管４０は、排気ファン４６の吸引口に接続され、排気ファン４６の送風口には排気管４７が接続される。この排気管４７は、調理者側に排気が流出しないように器具の後方に設けられた排気口６０に連通するが、換気扇等の器体外の排気口に至るダクトに接続するようにしてもよい。また、グリル内蔵のものであればグリル排気口に臨ませてもよい。

この排気ファン４６は、熱発電素子５０の起電力を電力源として駆動される。本実施例では、熱発電素子５０の起電力により作動するファン駆動回路５５を経由して、熱発電素子５０の起電力が所定電圧以上に達した時に、排気ファン４６（モータ）に駆動電圧を印加するように構成する。

以上の如く構成されたコンロバーナ２０を備えたテーブルコンロ１においては、五徳５上に調理容器Ｐを載置すると、上方が調理容器Ｐの底面で、下方が五徳５の五徳リング１５及び旋回羽根リング３５の小リング板３６で夫々閉塞された燃焼空間が形成され、コンロバーナ２０と五徳５の外周側とは、旋回羽根３７，３７間の燃焼案内通路３８及び仕切壁１６，１６間の燃焼ガス通路３４によって連通する状態となる。
ここでテーブルコンロ１の正面に設けた図示しない点火ボタンを押すと、主弁１０及びマグネット電磁弁９が強制的に開弁されてコンロバーナ２０へ燃料ガスが供給され、これに伴ってガスノズル８の周囲から燃焼用空気が吸引され、炎口２４から混合気が噴出し図示しない点火器により着火する。

各炎口２４から噴出燃焼する燃焼火炎Ｆは、熱発電素子５０の温接点を加熱しつつ、外側の旋回羽根リング３５の旋回羽根３７，３７・・に当接するため、バーナヘッド２３からリフトすることがなく、旋回羽根３７，３７・・によって外側リングの接線方向へ旋回する渦巻き状に形成される。よって、燃焼ガスも、そのまま旋回羽根３７，３７間の燃焼案内通路３８を通って旋回羽根リング３５の外周へ導かれることになる。

続いて燃焼ガスは、五徳５上で渦巻き状に区画された複数の燃焼ガス通路３４，３４・・に流入し、仕切壁１６と衝突しながら渦巻き状に外周へ移動する。この仕切壁１６との衝突の際に、燃焼ガスは水平方向から上方向に流れを変化させ、調理容器Ｐ底面に衝突する。このため、調理容器Ｐ底面と燃焼ガスとの接触が良好となると共に、接触距離が長くなって伝熱効率を向上させることができる。特に、渦巻き状に分割された燃焼ガス通路３４の通路断面積が、コンロバーナ２０から遠くなるほど狭くなるように形成されているため、燃焼ガスが調理容器Ｐの底面との熱交換により温度が低下しても流速が下がることがなく、燃焼ガスの拡散が防止されて燃焼ガス通路３４の終端まで熱交換は促進される。

つまり、燃焼ガスという熱流を五徳５の内側から外側にかけて形成された狭い空間内を通過させることで、熱が拡散せずに有効に調理容器底面を加熱することができる。また、調理容器Ｐの径が五徳リング１５の径より小さい場合には、調理容器底面下を抜け出た燃焼ガスは、仕切壁１６により上方向に向けられて調理容器側面に沿って流れるため、熱流を無駄に外側に排出せず、調理加熱として有効に利用できる。
さらに、渦巻き状の仕切壁１６により火炎が囲まれるため、火炎が調理容器下面横から流出せず、使用者の着衣に引火することがなく安全である。
なお、五徳リング１５に伝熱した燃焼ガスの熱は、セラミックウール１４によって断熱されるため、燃焼ガス熱の外部への放出を抑制することができる。

五徳リング１５と調理容器Ｐとの間の燃焼ガス通路３４を通過した燃焼ガスは、燃焼開始当初においては熱発電素子５０の熱起電力が少ないことから排気ファン４６が駆動されないため、そのまま排気流出口４５を通って調理容器周囲に放出される。この場合、燃焼排気の量は、まだ少ないので調理者にとって支障はない。また、燃焼排気は、調理容器底面全体だけでなく調理容器側面をも有効に加熱するため、排気熱を調理容器への加熱に有効利用することができ、加熱の立ち上がり（被調理物の温度上昇）が早い。

燃焼が継続して燃焼排気量が増えてくる頃には、熱発電素子５０の起電力が所定電圧以上となりファン駆動回路５５から排気ファン４６に熱起電力に応じた駆動電圧が印加される。このため、燃焼排気は、排気ファン４６の吸引力により排気吸引口４３から環状排気管４０内に吸引され、排気口６０に送られ排出される。
また、火力調節されるバーナ２０の発熱量に応じて、熱発電素子５０の発生起電力も調整されるため、燃焼排気の排出量に応じた排気ファン４６の回転数が得られ、排気の発生量と吸気量とを良好にバランスさせることができる。
この際、燃焼排気の一部を排気流出口４５から調理容器Ｐの外周に流出するようにしてもよい。この場合は、燃焼排気の上昇（ドラフト力）によって、調理物から飛散する油の蒸気等を上方の換気扇にまで案内することができる。

このように、上記形態のテーブルコンロ１によれば、コンロバーナ２０の燃焼排気を所定の排気口６０に送ることで使用者側に燃焼排気が流出しないため、使用環境が良好になるだけでなく、排気ファン４６を駆動するための乾電池や商用電源を必要とせず、しかも、調理開始時における熱効率を向上することができる。
この結果、燃料代や電気代を含めた総合的な省エネと良好な環境維持とを両立することができる。
また、特許文献１で挙げて従来のコンロに対して、本実施形態のテーブルコンロ１では、調理底面全体にわたって良好に加熱できるため、その点においても熱効率が高い。つまり、従来のコンロでは、バーナを備えた燃焼室を上から調理容器で覆い、燃焼室の燃焼ガスを排気ファンで吸引する構成であるため、燃焼ガスが調理容器底面と充分熱交換しないうちに排気として吸引されてしまい、しかも、調理容器の外周部には燃焼ガスが触れないため、熱効率が悪い。これに対して、本実施形態では、五徳５に調理容器を載置し、五徳５の外周部から燃焼排気を排出するようにしているため、調理容器底面全体と良好に熱交換できる。

また、五徳リング１５上に、燃焼ガス通路３４を仕切る複数の仕切壁１６を、五徳リング１５の放射方向と異なる方向で立設し、仕切壁１６は、隣接する仕切壁１６との距離を、コンロバーナ２０の中心から外側へ離れるに従って狭くなるように設定したことで、調理容器Ｐとの熱交換により温度が低下する燃焼空間の外側でも燃焼ガスの拡散を防いで調理容器Ｐとの熱交換を促進でき、熱効率の向上を効果的に実現することができる。
また、仕切壁１６を上方から見て渦巻き状に形成しているから、調理容器Ｐ底面との接触距離を長く保つことができ、一層熱効率を向上することができる。また、隣接する仕切壁１６の距離を簡単に調整することができるため、熱流が拡散しないように各燃焼ガス通路３４の通過断面積を簡単に調整可能となる。

そして、仕切壁１６を、その内側先端から外側先端にかけて五徳リング１５に立設され、調理容器Ｐを載置した際に上端が調理容器Ｐの底面と渦巻きライン状に当接する五徳爪として、燃焼ガス通路３４を五徳リング１５上面と仕切壁１６と調理容器Ｐ底面とにより囲まれる渦巻き状に区画形成したことで、仕切壁１６を五徳爪に兼用して調理容器Ｐの底面を燃焼ガス通路３４の区画に利用できる。しかも、燃焼ガスが渦巻き状に区画された燃焼ガス通路３４に沿って外側に流れるとき、仕切壁１６に当たって上方向に導かれて調理容器Ｐ底面と良好に衝突するため、一層調理容器Ｐ底面を良好に加熱できる。また、五徳リング１５上で調理容器Ｐ底面下を抜け出た燃焼ガスも、仕切壁１６により上方向に向けられて調理容器Ｐ側面に沿って流れるため、調理容器Ｐ側面をも良好に加熱する。
従って、熱の拡散防止と燃焼ガスの流れのコントロールとにより熱効率が飛躍的に向上する。

以上本発明の実施例について説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要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、本実施形態では燃焼用空気を燃料ガスの噴出力による負圧で吸引するブンゼン燃焼方式を採用したが、給気ファンによりバーナに燃焼用空気を強制的に供給する強制燃焼方式を採用してもよい。
尚、本願発明は、排気ファンの省電力化を図るものであって、必ずしもガスコンロで必要な一切の電力源を熱発電にて賄うものに限定するものではない。

テーブルコンロの説明図である。 バーナヘッドの説明図である。 五徳リングの説明図（上が平面、下が側面）である。 五徳リングの斜視図である。 旋回羽根リングの説明図（上が平面、下がＡ−Ａ線断面）である。 旋回羽根リングの斜視図である。 コンロ部の平面図である。 覆いカバーの斜視図である。 覆いカバーの断面図である。

符号の説明

１ テーブルコンロ
２０ コンロバーナ
４０ 環状排気管
４１ 排気通路
４５ 排気流出口
４６ 排気ファン
４７ 排気管
５０ 熱発電素子
６０ 排気口

Claims (2)

1. 調理容器を加熱するバーナと、
   上記調理容器加熱後のバーナの燃焼排気を吸引し、所定の排気口に導く排気ファンとを備えたガスコンロであって、
   上記排気ファンは、上記バーナにより加熱される熱発電素子の起電力により駆動されること特徴とするガスコンロ。
2. 上記調理容器を載置する五徳の外周部から排出される燃焼排気を集めて、上記排気ファンにより吸引することを特徴とする請求項１記載のガスコンロ。

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