JP4604270B2 - ガス燃焼器具 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はウォッベ指数の異なる燃料ガスを燃焼可能なガス燃焼器具に関する。
【0002】
【従来の技術】
現在、家庭用ガス燃焼器具へ供給するガス種としては、主に都市ガスとLPガス(プロパンを主成分とした液化石油ガスで、以下、LPGと呼ぶ)とが知られているが、LPGはやや高価である。そこで、最近、安価なジメチルエーテル(以下、DMEと呼ぶ)をLPGの代替燃料として使用することが検討されている。
また、DMEの供給は現在のところ十分なものではないので、常にDMEを使い続けることができる保障もなく、DMEの供給が滞った場合には、LPGを使う必要があり、今後LPGをDMEに置き換えるようにしても、当面の間はDMEとLPGとの並行使用をすることも考えられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、DMEとLPGとはウォッベ指数(以下、WIと呼ぶ)が大幅に異なるため、LPG用の燃焼器具にそのままDMEを供給すると、単位時間当たりの発熱量(インプット)が大幅に変化して燃焼器具の燃焼や出力などの特性が悪化してしまうので、供給ガスがDMEかLPGかを判別して、そのガス種に適したガス供給流量や燃焼用空気供給流量に調整する必要がある。
現在、燃料ガスとしてはLPG以外にも都市ガスや天然ガスが使用されており、ガス種を変更する際には、作業員がそのガス種専用ノズルに交換すると共に、空気供給口となるダンパーの開度を手作業で変更している。
しかし、このような方法でガス種に適したガス流量や空気流量に調整するのは面倒である。
そこで、本発明のガス燃焼器具は上記課題を解決し、燃料ガスの種類に応じた仕様に自動的に切り替わるガス燃焼器具を提供することを目的とする。
【0004】
【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記載のガス燃焼器具は、
ウォッベ指数(WI)の異なる2種類の燃料ガスを燃焼可能なガス燃焼器具であって、
ノズルから噴出して供給された燃料ガスと、該燃料ガスの噴出エネルギーによって吸引された燃焼用一次空気とを混合させて燃焼するバーナと、
上記バーナへ燃料ガスを供給する2つのガス供給路をそれぞれ開閉する2つの開閉弁と、
上記バーナの燃焼状態を検知する2つの炎検知素子と、
上記バーナに点火し、上記2つの炎検知素子により検知した信号に応じてガス種を判別して上記2つの開閉弁を開閉制御し、該バーナへのガス供給流量を切り替えるガス流量切替手段と、
上記バーナに吸引される燃焼用一次空気取入れ口の通過面積を変えて燃料ガスが異なっても略同流量の一次空気を吸引させる空気通過面積切替手段と
を備え、
上記2つの炎検知素子からの出力値の大小関係が燃料ガスのWIによって逆転する位置に該2つの炎検知素子を配置したことを要旨とする。
【0005】
また、本発明の請求項2記載のガス燃焼器具は、上記請求項1記載のガス燃焼器具において、
上記高WIガスが供給される場合には上記バーナの火炎の外炎の中に位置し、上記低WIガスが供給される場合には該バーナの火炎の外炎の略先端に位置するように或いは火炎から離れて位置するように、一方の上記炎検知素子を配置すると共に、
上記高WIガスが供給される場合には上記バーナの火炎の内炎の中に位置し、上記低WIガスが供給される場合には該バーナの火炎の外炎の中に位置するように、他方の上記炎検知素子を、上記一方の炎検知素子よりも上記バーナの炎口に近づけて配置したことを要旨とする。
【0006】
また、本発明の請求項3記載のガス燃焼器具は、上記請求項1記載のガス燃焼器具において、
上記各炎検知素子が検出する火炎の大きさが異なるように、該火炎の基端にある上記バーナの炎口の形状を該炎検知素子毎に変えて、該炎検知素子の出力値が互いに異なるようにしたことを要旨とする。
【0007】
また、本発明の請求項4記載のガス燃焼器具は、上記請求項1〜3の何れかに記載のガス燃焼器具において、
上記炎検知素子に熱電対を用い、上記低WIガスが供給される場合では、第1熱電対の発生起電力が所定起電力より高く第2熱電対の発生起電力が所定起電力より低くなり、上記高WIガスが供給される場合では、上記第1熱電対の発生起電力が所定起電力より低く上記第2熱電対の発生起電力が所定起電力より高くなる位置に、該熱電対をそれぞれ配置すると共に、
上記第1熱電対の発生起電力が所定起電力よりも高い場合には上記一方の開閉弁の開度を設定保持し、上記第2熱電対の発生起電力が所定起電力よりも高い場合には上記他方の開閉弁の開度を設定保持して、ガス種に適した流量で燃料ガスを上記バーナへ供給することを要旨とする。
【0008】
また、本発明の請求項5載のガス燃焼器具は、上記請求項1〜4の何れかに記載のガス燃焼器具において、
上記2つの開閉弁の下流側の上記2つのガス供給路に、開口面積の異なるオリフィスをそれぞれ設けると共に、
上記オリフィスの下流側の上記2つのガス供給路を合流させて1つのメイン流路を形成し、該メイン流路の下流先端に、開口面積が大きい方の上記オリフィスと等しい開口面積を持つノズルを設けたことを要旨とする。
【0009】
また、本発明の請求項6記載のガス燃焼器具は、上記請求項1〜5の何れかに記載のガス燃焼器具において、
上記低WIガスはジメチルエーテル、上記高WIガスはLPガスであ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記載のガス燃焼器具は、高WIガスが供給される場合には、一方の炎検知素子の出力値が他方の炎検知素子よりも大きくなり、低WIガスが供給される場合には、一方の炎検知素子の出力値が他方の炎検知素子よりも小さくなる。
このように、燃料ガスのWIによって出力値の大小関係が逆転するため、ガス種を判別でき、そのガス種に応じた開閉弁を開成してガス流量を調整すると共に一次空気の通過面積も調整して、ガス種に関係なくほぼ同じインプットで適切な空燃比にて正常にバーナを自然燃焼させる。
【0011】
また、本発明の請求項2記載のガス燃焼器具は、高WIガスでは低WIガスよりも火炎が伸びることを利用しており、高WIガスが供給される場合には、炎口から遠い炎検知素子が高温である外炎に接触して出力値が所定値以上となり、炎口に近い炎検知素子が低温である内炎(ガス未燃焼領域)に接触して出力値が所定値未満となることに対して、低WIガスが供給される場合には、炎口から遠い炎検知素子が外炎の先端に接触するか或いは火炎に接触せず出力値が所定値未満となり、炎口に近い炎検知素子が高温である外炎に接触して出力値が所定値以上となって高WIガス供給時とは出力値の大小関係が逆転するため、この大小関係からガス種を判別する。
【0012】
また、本発明の請求項3記載のガス燃焼器具は、例えば一方の炎検知素子が検出する火炎の基端にあるバーナ炎口を他方の炎検知素子側の炎口よりも小さくする等、炎口形状がそれぞれ異なるように形成されて、それぞれの火炎の大きさが異なるため、仮に炎検知素子の両方とも各炎口から等しい距離に配置されていても、炎検知素子毎に出力値が異なり、その出力値の違いからガス種を判別できる。
【0013】
また、本発明の請求項4記載のガス燃焼器具は、低WIガスが供給される場合では、第1熱電対の発生起電力が所定値に達して、一方の開閉弁が開弁保持されることに対して、第2熱電対の発生起電力が所定値に達せず、他方の開閉弁が閉弁され、バーナへは第1熱電対に対応する上記一方の開閉弁からのみ燃料ガスが供給される。
一方、高WIガスが供給される場合では、第2熱電対の発生起電力が所定値に達して、上記他方の開閉弁が開弁保持されることに対して、第1熱電対の発生起電力が所定値に達せず、上記一方の開閉弁が閉弁され、バーナへは第2熱電対に対応する上記他方の開閉弁からのみ燃料ガスが供給される。
このように、熱電対回路を使用して燃料ガスの供給流路を切り替え、適切な流量で燃料ガスをバーナへ供給する。
【0014】
また、本発明の請求項5記載のガス燃焼器具は、開口面積の異なる二つのオリフィスを備え、例えば各ガス流量をx,y(>x)とすると、燃料ガスが両方のオリフィスを通過する場合には、ガス流量がこれらの合計のx+yとなるが、ノズルによりバーナへ供給される流量が、多い方のyに規制される。従って、インプットが異常に大きくなることを防止できる。
また、片方のオリフィスから燃料をバーナへ供給する場合では、ノズルによってガス流量が規制されることがなく、ガス種に適した流量で燃料ガスをバーナへ供給できる。
【0015】
また、本発明の請求項6記載のガス燃焼器具は、DMEが供給される場合にはLPGの場合よりもガス流量と空気通過抵抗とを増加させ、LPGと同インプットでかつ正常にバーナを燃焼させる。
DMEは、LPGと同様にガスボンベに液化封入して供給できるため、LPGの代替燃料としてそのまま安全に使うことができる。
【0016】
【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、以下本発明のガス燃焼器具の好適な実施形態について説明する。
【0017】
《第1実施形態》
本発明の第1実施形態としてのテーブルこんろについて図1〜図6を用いて説明する。
テーブルこんろは、図1に示されるように、燃料ガスのWIの大きさに関係なくDME(低WIガス)でもLPG(高WIガス)でも燃焼するメインバーナ(以下、バーナと呼ぶ)10と、バーナ10の火炎状態を検知する第1熱電対28と第2熱電対48とを備える。
DMEがバーナ10に供給される場合には、第1熱電対28が第2熱電対48よりも大きな起電力を発生し、逆にLPGが供給される場合には、第2熱電対48が第1熱電対28よりも大きな起電力を発生するように、第1熱電対28を第2熱電対48よりもバーナ炎口に近づけて配置する。
【0018】
具体的には、第2熱電対48は、LPGが供給される場合には(図3)、内炎先端よりわずかに離れた外炎(高温部)中に位置し、DMEが供給される場合には(図1)、火炎より外側に位置するように配置される。
また、第1熱電対28は、DMEが供給される場合には(図1)、内炎先端よりわずかに離れた外炎(高温部)中に位置し、LPGが供給される場合には(図3)、ガス未燃焼領域の内炎(低温部)中に位置するように配置される。
【0019】
バーナ10へ燃料ガスを供給するガス流路は、図1に示されるように、上流から順に、器具の燃料ガス入口管となる主ガス管61,点火操作により主ガス管61を開くメイン弁部70,メイン弁部70から分岐する第1ガス分岐管62,第2ガス分岐管63を備える。
【0020】
この第1ガス分岐管62には後述する第1弁部21が接続され、第1弁部21のガス出口にはガス流量を規制する第1オリフィス64が接続され、更にその下流には、バーナ10へのガス供給路として第1メインガス管66が設けられる。この第1メインガス管66には、バーナ10へ供給される燃料ガスに噴出エネルギーを与えるノズル22が接続される。
【0021】
一方、第2ガス分岐管63には後述する第2弁部41が接続され、第2弁部41のガス出口にはガス量を規制する第2オリフィス65が接続され、更にその下流には、バーナ10へのガス供給路として第2メインガス管67が設けられる。この第2メインガス管67は、第1メインガス管66と接続される。
【0022】
メイン弁部70,第1弁部21,第2弁部41には、図示しないプッシュプッシュ型操作ボタンの点火・消火操作に連動して進退する(図中、上下方向)3つに分岐した操作軸71a,71b,71cがそれぞれ挿入され、メイン弁部70に挿通された操作軸71aにはメイン弁体71dが形成される。
【0023】
メイン弁部70は、メイン弁体71dと、メイン弁部70に固定されメイン弁体71dと接離するメイン弁受72と、メイン弁体71dを閉弁方向(後退方向)に付勢する戻しバネ73とを備える。
この操作ボタンには周知のハートカム機構が設けられ、操作ボタンを押し切ると、操作軸71が消火位置(図1中のa)から点火位置(図1中のb)へ前進するのに伴って、メイン弁受72に当接していたメイン弁体71dも前進する。
【0024】
そして操作ボタンから手が離されると、操作軸71が燃焼位置(図2中のc)へ若干後退し、メイン弁体71dも後退し開弁状態を保持する。
再度、操作ボタンを押し切ると、操作軸71およびメイン弁体71dが再び前進し、操作ボタンから手が離されると後退して元の位置(図1,2中のa)へ戻り、メイン弁体71dは、メイン弁受72に当接して閉弁する。
【0025】
第1弁部21は、上流側の第1ガス分岐管62と下流側の第1メインガス管66との間で第1弁部21の内部空間を仕切る第1弁受23と、第1弁受23の上流側でガス流路を開閉する第1電磁弁24とを備える。この第1弁受23には、第1弁部21の内部空間を連通する連通口23aが形成される。
【0026】
また、第1電磁弁24は、操作軸71bにより押されて移動する第1電磁弁体25と、第1電磁弁体25を吸着する第1電磁石26と、第1電磁弁体25を閉弁方向に付勢する戻しバネ27とを備える。第1電磁石26を巻回するコイル26aには第1熱電対28が接続され、第1熱電対28の起電力によって第1電磁石26が第1電磁弁体25を吸着する構成となっている。
【0027】
第2弁部41も第1弁部21と同じ構成をしており、上流側の第2ガス分岐管63と下流側の第2メインガス管67との間で第2弁部41の内部空間を仕切る第2弁受43と、第2弁受43の上流側でガス流路を開閉する第2電磁弁44とを備える。この第2弁受43には、第2弁部41の内部空間を連通する連通口43aが形成される。
【0028】
また、第2電磁弁44は、操作軸71cにより押されて移動する第2電磁弁体45と、第2電磁弁体45を吸着する第2電磁石46と、第2電磁弁体45を閉弁方向に付勢する戻しバネ47とを備える。第2電磁石46を巻回するコイル46aには第2熱電対48が接続され、第2熱電対48の起電力によって第2電磁石46が第2電磁弁体45を吸着する構成となっている。
【0029】
第1オリフィス64の内径φ64および第2オリフィス65の内径φ65は、LPGが第2オリフィス65を通過してバーナ10へ供給される時のインプットと、DMEが第1オリフィス64を通過して供給される時のインプットとが等しくなるように決められている。
後述する算出式により内径φ64は、内径φ65の1.24倍の大きさになり、各オリフィス64,65で規制されたガス流量でノズル22からバーナ10へ噴出されるように、ノズル22のノズル径φ22を内径が大きい方の第1オリフィス64の内径φ64と等しくしている。
従って、燃料ガスがどちらのオリフィス64,65を通過しても、バーナ10へのガス流量は、ノズル22によって規制されることがなく、各オリフィス64,65の内径φ64,φ65によって決定される。
【0030】
ここで各オリフィス64,65の内径φ64,φ65の算出方法を説明する。
インプットがノズル径φを2乗したものとWIとに比例することから、LPGとDMEとで同一インプットにするためには次式が成り立つようにすればよい。
φ65 2WILPG=φ64 2WIDME …式(1)
尚、WILPG:LPG(ここでは純プロパン)のWIで19,000kcal/Nm3、WIDME:DMEのWIで12,420kcal/Nm3。
式(1)を変形して、
φ64/φ65=(WILPG/WIDME)1/2 …式(2)
【0031】
式(2)に数値を代入してφ64/φ65=1.24となることから、第1オリフィス64の内径φ64を第2オリフィス65の内径φ65の1.24倍の大きさにすると、インプットを等しくすることができる。
例えば、第2オリフィス65の内径φ65を0.83mmとした場合には、第1オリフィス64の内径φ64とノズル22のノズル径φ22をそれぞれ1.03mmとすればよい。
【0032】
バーナ10には、燃料ガスと燃焼用空気とを混合させるスロート10aが形成され、スロート10aの先端開口には、燃焼用空気通過抵抗を調整するダンパー11が嵌着される。
ダンパー11は、図5に示されるように、中心でノズル22を保持するノズル保持部11dと、その周囲に扇形の空気供給口11eを左右に2つ形成した固定板11aと、回動により固定板11aと重なり合って空気供給口11eの大きさを調整する一対の回動板11bと、回動板11bから突出した作動片11cとからなる。
従って、燃焼用一次空気は、ノズル22からの燃料ガスの噴出エネルギーによって空気供給口11eから吸引され、スロート10aで燃料ガスと混合後、図示しない炎口から噴出する。
【0033】
このダンパー11の作動片11cには、図6に示されるように、バーナ10の入口となる空気供給口11e(燃焼用一次空気取入れ口)の開口面積を小さくする方向に付勢する戻しバネ12が係合されると共に、プランジャー13aを備えた電磁ソレノイド13が設けられる。
従って、電磁ソレノイド13が通電されていない時は、回動板11bが空気給気口11eの一部を覆うため、バーナ10の空気供給口11eの開口面積は小さい。
コントローラ(図示略)は、点火操作に伴ってオンするマイクロスイッチ(図示略)から信号を受けて点火操作を検知し、各熱電対28,48からの出力値から燃料ガスの種類を判断し、ガス種に応じて電磁ソレノイド13を通電制御して、空気供給口11eの開口面積を増減するものである。
【0034】
上述のように構成されたテーブルこんろでは、操作ボタンを押すと、操作軸71が図1中の矢印Fの方向に前進し、メイン弁体71dが戻しバネ73の付勢力に抗しながらメイン弁受72から離れてメイン弁部70を開弁する。
【0035】
これと同時に、操作軸71b,71cは、第1,2電磁弁体25,45を前進させて第1,2電磁石26,46に当接させ、バーナ10へのガス流路を開く。この点火操作により、燃料ガスは、第1,2オリフィス64,65を通って途中で合流してノズル22からバーナ10へ流れて、図示しないイグナイタにより点火される。この時バーナ10へ供給されるガス流量は、ノズル22によって規制される。
この際、電磁ソレノイド13が通電されることはなく、図6に示されるように、バーナ10の空気供給口11eの開口面積は小さいままである。
【0036】
燃料ガスがDME(低WIガス)の場合では、バーナ10の炎口に近い第1熱電対28は、図1に示されるように、その感熱部が火炎の高温部(内炎先端よりわずかに離れた外炎中)に位置するため、所定レベル以上の起電力を発生して、第1電磁石26が第1電磁弁体25を吸着して第1電磁弁24を開弁保持する。
これに対して、バーナ10の炎口から離れた第2熱電対48は、その感熱部が火炎に接触しないため、第2熱電対48が発生する起電力が所定レベルに達せず、第2電磁石46が第2電磁弁体45を吸着することができない。
【0037】
従って、点火操作後、操作ボタンから手が離されると、図2に示されるように、メイン弁部70の開弁状態を維持したまま操作軸71は所定位置まで後退すると同時に、操作軸71b,71cは、第1,2電磁弁体25,45への付勢を解除して離れる。従って、第2電磁石46に吸着されていない第2電磁弁体45は、戻しバネ47により後退して第2弁受43に当接し、バーナ10へのガス流路を閉じる。
【0038】
このようにして、第2電磁弁44が閉弁し、第1電磁弁24が開弁保持されるため、バーナ10は、第1オリフィス64で規制された流量の燃料ガスがノズル22から供給される。
この第1オリフィス64の内径とノズル22の内径とが等しいため、この時の火炎の大きさが、点火操作時(つまりガス種判別前)と同じになり、第1熱電対28から得られる起電力により引続き第1電磁弁24を開弁保持してバーナ10の燃焼を継続させる。
【0039】
一方、燃料ガスがLPG(高WIガス)の場合では、LPGがDMEよりも発熱量が大きいことから、DMEの場合と同じガス流量であっても、図3に示されるように、DMEの場合よりも火炎が大きく形成される。
このため、バーナ10の炎口に近い第1熱電対28は、その感熱部が火炎の低温部(ガス未燃焼領域である内炎)に位置し、第1熱電対28が発生する起電力が所定レベルに達せず、第1電磁石26が第1電磁弁体25を吸着することができない。
【0040】
これに対して、バーナ10の炎口から離れた第2熱電対48は、その感熱部が火炎の高温部(内炎先端よりわずかに離れた外炎中)に位置するため、所定レベル以上の起電力を発生して、第2電磁石46が第2電磁弁体45を吸着する。
従って、点火操作後、操作ボタンから手が離されると、図4に示されるように、第1電磁弁24が閉弁し、第2電磁弁44が開弁保持されて、バーナ10は、第2オリフィス65で規制された流量の燃料ガスがノズル22から供給される。
【0041】
この時、第2オリフィス65の内径がノズル22の内径より小さいため、火炎は、点火操作時(つまりガス種判別前)よりも小さくなる。つまり、DMEの場合とインプットが等しくなるようにガス流量が調整されるため、火炎が小さくなる。そこで、この実施形態では、後述するように吸引空気量をDMEの場合よりも若干減少させるため、火炎がDMEの場合より若干大きくなり、点火操作後も第2熱電対48を十分加熱して、それから得られる起電力により引続き第2電磁弁44を開弁保持してバーナ10の燃焼を継続させる。
【0042】
従って、WIの大きいLPGが供給される場合では、DMEの場合よりもバーナ10への供給ガス流量が減少し、同インプットで燃焼することができ、インプット過多の状態で燃焼を継続することがなく安全に使用できる。
【0043】
次に、燃焼用空気(一次空気)の調整について説明する。
点火操作から所定時間後(例えば2秒後)の第1熱電対28の起電力が所定値(例えば5mV)以上の場合には、図示しないコントローラは、供給ガスがDMEであると判断し、所定値未満の場合には、LPGであると判断する。
【0044】
DMEと判断した場合には、図6に示されるように、電磁ソレノイド13に通電しない状態を維持して、バーナ10の空気供給口11eの開口面積を小さく設定する。
第1オリフィス64がノズル22と内径が等しいため、点火操作後も、バーナ10へ供給される燃料ガスの流量は減少せず、ノズル22からの大きなガス噴出エネルギーによって燃焼用空気を十分吸引することができる。
【0045】
一方、LPGと判断した場合には、図5に示されるように、電磁ソレノイド13に通電してプランジャー13aを電磁ソレイド13の中央へ引き寄せる。これによりダンパー11の作動片11cが図5中で左回転して、固定板11aと回動板11bとが重なり、バーナ10の空気供給口11eの開口面積が大きくなる。
【0046】
従って、点火操作後、第2オリフィス65によりガス流量が制限されてノズル22からのガス噴出エネルギーが小さくなっても、バーナ10の空気供給口11eの開口面積を増加することで空気通過抵抗が減少して燃焼用空気を十分に、つまりLPGの場合とほぼ同じ流量だけ吸引することができる。厳密には、点火操作後にDMEの場合と同じインプットでバーナ10を燃焼させても、火炎がDMEよりも若干長くなるように、適正な空燃比の範囲内で、吸引空気量をDMEの場合よりも若干減少させている。
このようにして、WIの異なる燃料ガスを同じ器具を用いて同一インプットで燃焼させる際に、適切な空燃比で正常に燃焼させることができる。
【0047】
そして、点火操作後、再び操作ボタンが押し離し操作されると、操作軸71は所定距離前進した後にプッシュプッシュ機構のロックが解除されて後退し、メイン弁部70を閉弁して、バーナ10へのガス供給を遮断して消火する。
バーナ10が点火の失敗により着火しなかったり、燃焼中に立ち消えを起こすと、熱電対28,48の両方とも起電力が所定レベル未満となり、電磁弁24,44の両方とも閉弁して、バーナ10へのガス流路が全て遮断されるため、生ガスが漏出することを防止し安全である。
【0048】
以上説明したように、本実施形態のテーブルこんろでは、同じガス流量であってもバーナ10の火炎の大きさがガス種毎に異なり、各熱電対28,48の出力値からガス種を判別して、ガス種に適したガス流量に自動的に調整するため、バーナ10を所定のインプットで燃焼させることができる。
しかも、電磁ソレノイド13と戻しバネ12とを用いて空気供給口11eの通過面積を適切に調整するため、燃焼用一次空気を所定流量吸引して、正常に燃焼させることができる。
この結果、LPGとDMEとをその市場価格,供給状況に応じて適宜切り替えて使うといった並行使用が可能になり、経済的である。この際、使用者は燃料ガスを区別して器具を使用しなくてもよく、安全で使い勝手がよい。
【0049】
各熱電対28,48の起電力の大小関係がガス種によって正反対の関係になるという際立った差を利用するため、正確にガス種を判別することができる。
また、この差を出すためには各熱電対28,48のバーナ10からの距離をそれぞれ変えるだけでよく、非常に簡単である。
また、ノズル22の内径が内径の大きい第1オリフィス64の内径と等しく、ガス種判別前でもガス流量を規制するため、インプットが異常に大きくなることはなく安全である。
また、バーナ10へのガス流量を電磁弁と熱電対回路とオリフィスだけで調整することができ、複雑な制御回路が不要で、しかも、バーナ10の立ち消え安全装置と兼用できるため安価となる。
【0050】
従来はガス種毎に交換用ノズルを用意していたが、本実施形態のテーブルこんろでは、そういったガス種専用ノズルが不要であり、共通ノズルを用いたまま、ガス種に適したガス流量に自動調整することができる。
この結果、ノズルの種類が増えず、その在庫管理が容易になり、しかも製造コストを抑えることができる。
【0051】
《第2実施形態》
次に、第2実施形態について図7を用いて説明する。尚、第1実施形態と異なる部分について説明し、重複する部分に関しては同一符号を付してその説明を省略する。
図7は、操作ボタンを押し切った時の状態を示す。バーナ110に形成される火炎のうち、図中の実線はDMEが供給された場合を、二点鎖線はLPGが供給された場合を示している。
【0052】
本実施形態のテーブルこんろでは、バーナ110の炎口形成面から同じ距離に、第1熱電対28と第3熱電対148とが配置される。
この第3熱電対148が検出する火炎の基端にあるバーナ炎口110bは、第1熱電対28に対応するバーナ炎口110aやその他のバーナ炎口(図示略)よりも大きく形成される。
【0053】
具体的には、第3熱電対148が、LPGが供給される場合には内炎先端よりわずかに離れた外炎(高温部)中に位置し、DMEが供給される場合には外側境界面に近い外炎(低温部)中に位置するように、バーナ炎口110bが形成される。ここでは、開口の高さを大きくしているが、開口の幅を大きくしても構わない。
【0054】
また、第1熱電対28が、LPGが供給される場合にはガス未燃焼領域の内炎(低温部)中に位置し、DMEが供給される場合には内炎先端よりわずかに離れた外炎(高温部)中に位置するように、バーナ炎口110aが形成される。
従って、DMEがバーナ110に供給される場合には、第1熱電対28が第3熱電対148よりも大きな起電力を発生し、逆にLPGが供給される場合には、第3熱電対148が第1熱電対28よりも大きな起電力を発生する。
【0055】
上述した構成のテーブルこんろでは、開口面積の大きいバーナ炎口110bで形成される火炎は、その他のバーナ炎口で形成される火炎よりも短くなり、第3熱電対148を第1実施形態の第2熱電対48のようにバーナ炎口から遠ざけなくても、火炎との位置関係が第1実施形態の場合と等しくなる。
従って、本実施形態においても、第1実施形態と同様に、ガス種に適したガス流量に自動的に切り替えられる。また、空気通過抵抗も同様に自動調整される。
【0056】
以上説明したように、本実施形態のテーブルこんろでは、バーナ炎口の大きさを熱電対28,148毎に変えることにより、熱電対28,148のバーナ炎口との位置関係を変えることなく、出力値を異ならせることができるため、第3熱電対148をバーナ110に近づけることができる。
この結果、第3熱電対148が邪魔にならず、バーナ110の設置スペースを大きく取ることができ、レイアウトの自由度が増える。
【0057】
一般に、こんろにおいては、バーナの周囲に汁受皿が設けられ、この汁受皿に熱電対の挿入孔となる切り欠き部を形成する。
これに対して、本実施形態では、第3熱電対148のバーナ110からの距離が第1熱電対28と等しいため、汁受皿に形成される第3熱電対148用の切り欠き部が、第1熱電対28用と同じように小さく、調理鍋から煮汁がたくさんふきこぼれても受け止めることができる。
【0058】
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。
【0059】
例えば、熱電対28,48,148に代えてフレームロッドを用い、その電流を検知して電磁弁24,44の開閉制御をしてもよい。
また、高WIガスが供給される場合には1つの電磁弁を開弁保持し、低WIガスが供給される場合には2つの電磁弁を開弁保持して、ガス流量を切り替えてもよい。
【0060】
また、ノズル22の内径を第1オリフィス64の内径よりも大きくしても構わない。
また、ガス流量の切替をオリフィスといったガス流路の通過抵抗の変更により行うことに代えて、ガスガバナにより供給ガス圧を変更して行ってもよい。
また、各電磁弁24,44の出口に接続された第1,2メインガス管66,67同士を下流側で接続せずに、それぞれにノズルを設けても構わない。
【0061】
また、第1実施形態において、LPGが供給される場合では、点火操作後も第2電磁弁44を開弁保持させるために、点火操作後の吸引空気量をDMEの場合よりも若干減少させることによって、火炎が第2熱電対48に接触するようにしていたが、この方法に代えて、インプットをDMEの場合よりも若干増やすことで点火操作後も火炎が第2熱電対48に接触するようにしてもよい。
【0062】
また、DMEが供給される場合にはバーナ10の火炎に接触しない位置に第2熱電対48を配置していたが、これに代えて、外側境界面に近い外炎(低温部)中に位置するように配置してもよい。
【0063】
また、第2実施形態において、バーナ110の炎口形成面から同じ距離に、第1熱電対28と第3熱電対148とを配置しなくてもよい。また、第1熱電対28に対応するバーナ炎口110aを、第3熱電対148に対応するバーナ炎口110bやその他のバーナ炎口よりも小さく形成してもよい。
【0064】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の請求項1のガス燃焼器具によれば、出力値の大小関係が逆転になる所に炎検知素子を設けたため、ガス種の判別が容易である。
また、判別したガス種に適したガス供給流量に自動的に切り替えるため、燃料ガスのWIの大きさに関係なく同一能力でバーナを燃焼できて使い勝手がよく、しかも、空気流量も適切に自動調整するため、ガス種に関係なくバーナを正常に燃焼させることができる。この結果、2種類の燃料ガスを切り替えて使う並行使用ができる。
【0065】
更に本発明の請求項2のガス燃焼器具によれば、2つの炎検知素子を所定の位置に配置してその出力値の大小関係をガス種によって逆転することができるため、ガス種を容易に判別するための構成が簡素になり、製造コストが安価となる。
【0066】
更に本発明の請求項3のガス燃焼器具によれば、バーナの炎口の形状を炎検知素子毎に変えて、その出力値が互いに異なるようにしたため、炎検知素子の配置場所の自由度が大きくなり、設計しやすい。
また、両方の炎検知素子をバーナに近づけることもでき、その場合にはバーナの設置スペースを大きく取ることができる。
【0067】
更に本発明の請求項4のガス燃焼器具によれば、ガス種に応じて熱電対の起電力が変化することを利用してガス流量を切り替えるため、複雑な制御回路を必要とせず安価となり、しかも、誤作動を防止でき安心して使用できる。
また、2つの炎検知素子と2つの開閉弁とでバーナの立ち消え安全装置を構成するため、ガス種に応じた流路切替と立ち消え安全機能とを兼用できる。
【0068】
更に、本発明の請求項5のガス燃焼器具によれば、燃料ガスが二つのオリフィスを通過する場合であっても、ノズルによってガス流量を規制するため、インプットが異常に大きくなることを防止でき安全である。
また、片方のオリフィスから燃料をバーナへ供給する場合では、ノズルによってガス流量が規制されず、ガス種に適した流量で燃料ガスをバーナへ供給できる。
また、ノズルの数が1個となり、製造コストが安価となる。
【0069】
更に、本発明の請求項6のガス燃焼器具によれば、ガスボンベという同じガス供給形態のLPGとDMEとを判別でき切り替えて使用できるため、市場価格,供給状況等に応じて燃料ガスを選択でき、経済的である。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態としてのガス流路部の概略構成図である。
【図2】第1実施形態としてのガス流路部の概略構成図である。
【図3】第1実施形態としてのガス流路部の概略構成図である。
【図4】第1実施形態としてのガス流路部の概略構成図である。
【図5】第1実施形態としての空気流路部の概略構成図である。
【図6】第1実施形態としての空気流路部の概略構成図である。
【図7】第2実施形態としてのガス流路部の概略構成図である。
【符号の説明】
10…バーナ、11…ダンパー、12,27,47,73…戻しバネ、13…電磁ソレノイド、21,41…第1,2弁部、22…ノズル、23,43…第1,2弁受、23a,43a…連通口、24,44…第1,2電磁弁、25,45…第1,2電磁弁体、26,46…第1,2電磁石、28,48,148…第1,2,3熱電対、61〜63,66,67…ガス管、70…メイン弁部、71…操作軸。
Claims (6)
- ウォッベ指数(WI)の異なる2種類の燃料ガスを燃焼可能なガス燃焼器具であって、
ノズルから噴出して供給された燃料ガスと、該燃料ガスの噴出エネルギーによって吸引された燃焼用一次空気とを混合させて燃焼するバーナと、
上記バーナへ燃料ガスを供給する2つのガス供給路をそれぞれ開閉する2つの開閉弁と、
上記バーナの燃焼状態を検知する2つの炎検知素子と、
上記バーナに点火し、上記2つの炎検知素子により検知した信号に応じてガス種を判別して上記2つの開閉弁を開閉制御し、該バーナへのガス供給流量を切り替えるガス流量切替手段と、
上記バーナに吸引される燃焼用一次空気取入れ口の通過面積を変えて燃料ガスが異なっても略同流量の一次空気を吸引させる空気通過面積切替手段と
を備え、
上記2つの炎検知素子からの出力値の大小関係が燃料ガスのWIによって逆転する位置に該2つの炎検知素子を配置したことを特徴とするガス燃焼器具。 - 上記高WIガスが供給される場合には上記バーナの火炎の外炎の中に位置し、上記低WIガスが供給される場合には該バーナの火炎の外炎の略先端に位置するように或いは火炎から離れて位置するように、一方の上記炎検知素子を配置すると共に、
上記高WIガスが供給される場合には上記バーナの火炎の内炎の中に位置し、上記低WIガスが供給される場合には該バーナの火炎の外炎の中に位置するように、他方の上記炎検知素子を、上記一方の炎検知素子よりも上記バーナの炎口に近づけて配置したことを特徴とする請求項1記載のガス燃焼器具。 - 上記各炎検知素子が検出する火炎の大きさが異なるように、該火炎の基端にある上記バーナの炎口の形状を該炎検知素子毎に変えて、該炎検知素子の出力値が互いに異なるようにしたことを特徴とする請求項1記載のガス燃焼器具。
- 上記炎検知素子に熱電対を用い、上記低WIガスが供給される場合では、第1熱電対の発生起電力が所定起電力より高く第2熱電対の発生起電力が所定起電力より低くなり、上記高WIガスが供給される場合では、上記第1熱電対の発生起電力が所定起電力より低く上記第2熱電対の発生起電力が所定起電力より高くなる位置に、該熱電対をそれぞれ配置すると共に、
上記第1熱電対の発生起電力が所定起電力よりも高い場合には上記一方の開閉弁の開度を設定保持し、上記第2熱電対の発生起電力が所定起電力よりも高い場合には上記他方の開閉弁の開度を設定保持して、ガス種に適した流量で燃料ガスを上記バーナへ供給することを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載のガス燃焼器具。 - 上記2つの開閉弁の下流側の上記2つのガス供給路に、開口面積の異なるオリフィスをそれぞれ設けると共に、
上記オリフィスの下流側の上記2つのガス供給路を合流させて1つのメイン流路を形成し、該メイン流路の下流先端に、開口面積が大きい方の上記オリフィスと等しい開口面積を持つノズルを設けたことを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載のガス燃焼器具。 - 上記低WIガスはジメチルエーテル、上記高WIガスはLPガスであることを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載のガス燃焼器具。
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