JPH1183012A - ガス燃焼器具の立消え防止装置 - Google Patents

ガス燃焼器具の立消え防止装置

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JPH1183012A
JPH1183012A JP23972797A JP23972797A JPH1183012A JP H1183012 A JPH1183012 A JP H1183012A JP 23972797 A JP23972797 A JP 23972797A JP 23972797 A JP23972797 A JP 23972797A JP H1183012 A JPH1183012 A JP H1183012A
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JP
Japan
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gas
semiconductor
flame
pilot burner
valve
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JP23972797A
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English (en)
Inventor
Tadayoshi Akutsu
忠良 阿久津
Kenji Terakado
健次 寺門
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NHK Spring Co Ltd
Original Assignee
NHK Spring Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 パイロットバーナの炎の熱を検出した
ら燃料ガスを供給可能とし、パイロットバーナの炎が立
消えしたら燃料ガス供給を停止するガス燃焼器具の立消
え防止装置の電磁開閉弁の応答性を複雑化することなく
安価に改善する。 【解決手段】 パイロットバーナの炎の熱を検出する
べく、P型FeSi2半導体とN型FeSi2半導体とを
接合してなる熱発電素子を用い、その起電力によりガス
の電磁開閉弁を制御することにより、殆ど構造変更する
ことなく熱電対を用いた場合に比較して電磁開閉弁の吸
着時間を同程度にコイルの巻数等を調節すると、電磁開
閉弁の開放時間が約半分の時間となり、即ち立消え発生
時の応答性が向上する。特に熱発電素子のP型FeSi
2半導体とN型FeSi2半導体との接合部付近の断面積
を他の部分よりも小さくすることでその効果が一層向上
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガス燃焼器具の立
消え防止装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、例えばバランス型の風呂釜に
は、バイメタルや熱電対を用いて温度によりパイロット
バーナ(口火)の炎の立消えを検出し、その検出結果に
応じてガスの開閉弁を制御する立消え防止装置が装着さ
れている。
【0003】上記した立消え防止装置のうち、熱電対を
用いたものについてはその起電力によりガスバーナのガ
ス供給路に設けられた電磁開閉弁の弁体を吸着し、開状
態で保持し、立消え発生時には熱電対が冷却され、起電
力を失うことによりばね付勢された弁体が閉じてガスの
供給を停止するようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記電磁開閉弁の弁体
の吸着力は、コイル電流×巻数の2乗に比例して一定で
ある。従来の一般的なものでは立消え発生後、約40秒
後に電磁開閉弁が閉じるようになっているが、立消え発
生後にはできる限り早期に電磁開閉弁が閉じることが望
ましく、応答性の改善が望まれていた。例えばコイル巻
き数を少なくして吸着力を小さくしたものを使用すれ
ば、早期に電磁開閉弁が閉じるが、熱電対(白金−白金
ロジウム、アルメル−クロメル)が電磁開閉弁を吸着保
持(ガス開)可能な電圧レベルに達するまで、即ち立ち
上がりに時間を要する。その間強制的に使用者が手動で
弁体を開保持する必要があり使い勝手が悪い。逆に、コ
イル巻き数を多くして吸着力を大きくしたものを使用す
れば、電磁開閉弁を早期に吸着保持(開)可能な電圧レ
ベルに達するが、吸着力が大きいと立消え発生時に応答
性が悪くなる。
【0005】そこで、例えば特開平7−324738号
公報には、点火時には弁体の吸着力を大きくして早期に
吸着保持(ガス開)可能なレベルに達するようにし、立
消えしたときにも早期に弁体が離脱(ガス閉)されるよ
うに、コイルへの通電を切り替えて吸着力を変えるよう
にした、電磁開閉弁の応答性の良いものも提案されてい
るが、この構造は、複数のコイル及び切替スイッチ等が
必要であり、構造が複雑になり、コストが高騰化する問
題がある。
【0006】本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑
みなされたものであり、パイロットバーナの炎の熱を検
出した状態では開閉弁を吸着してガス供給管から燃料ガ
スを供給可能とし、パイロットバーナの炎が立消えした
ら開閉弁の吸着を解除してガス供給管からの燃料ガス供
給を停止するガス燃焼器具の立消え防止装置の電磁開閉
弁の応答性を、複雑化することなく安価に改善すること
を目的とする。
【0007】本発明者らは、パイロットバーナの炎の熱
を検出する熱発電素子に着目した。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記した目的は、パイロ
ットバーナの炎の熱を検出したらガス供給管から燃料ガ
スを供給可能とし、パイロットバーナの炎が立消えした
らガス供給管からの燃料ガスの供給を停止するガス燃焼
器具の立消え防止装置であって、パイロットバーナの炎
の熱を検出するべく、P型FeSi2半導体とN型Fe
Si2半導体とを接合してなる熱発電素子を用いたこと
を特徴とするガス燃焼器具の立消え防止装置を提供する
ことにより達成される。特に、前記熱発電素子のP型F
eSi2半導体とN型FeSi2半導体との接合部付近の
断面積が他の部分よりも小さくなっていると良い。
【0009】このようにすれば、熱発電素子が電磁開閉
弁の弁体を吸着保持(ガス開)可能な電圧レベルに達す
るまでの時間、即ち立ち上がり時間を短縮することがで
きる。従って、コイル巻き数を最適化したものを使用し
た場合、従来の熱電対を用いたものと同程度の立ち上が
り時間となり、かつ立消え発生時に応答性が改善され
る。しかも複数のコイルや切り替え機構を必要としない
簡単な構造となる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下に、添付の図面を参照して本
発明によるガス燃焼器具の立消え防止装置の好適な実施
形態について詳細に説明する。
【0011】図1(a)は、本発明による立消え防止装
置が適用されたガス燃焼器具の概略構成を示す図であ
る。燃焼ガスの供給管1は、ノズル2に開口1aをもっ
て連通している。ノズル2はエア導入部3を介してバー
ナ部4に燃焼ガスを供給するべく接続されている。ま
た、ノズル2の中間部には、パイロットバーナ管5が接
続されている。
【0012】一方、開口1aは、電磁開閉弁6により開
閉制御されるようになっている。この電磁開閉弁6は、
開口1aを選択的に塞ぐことができる弁体7と、外部か
ら弁体7の開閉操作をするべくこの弁体7とロッド8a
を介して一体をなし、外部に突出する摘み部8と、ロッ
ド8aに巻装され、弁体7を閉方向に付勢するコイルば
ね9と、弁体7を磁気的に吸引するための電磁石10と
を有している。電磁石10はコイル11を有し、その両
端はパイロットバーナ管5の開口、即ち炎の出る部分に
配置された後記する熱発電素子12の電極に接続されて
いる。
【0013】このようなガス燃焼器具にあっては、図1
(b)に示すように、コイルばね9の付勢力に抗して摘
み部8を押して開口1aを開いた状態で図示されない点
火装置によりパイロットバーナ管5の開口にてガスに点
火する。その炎により熱発電素子12が加熱されて起電
力が生じ、電磁石10が作動して弁体7を吸引し、開口
1aの開状態を保持する。その後、パイロットバーナ管
5とノズル2先端のガス供給口との間に設けられた図示
されない開閉弁が開かれ、バーナ部4にてガスが燃焼す
る(図1(b))。ここで、パイロットバーナ管5の開
口にて口火のみついている状態で、ガスの元栓が閉じら
れ、または立消えが発生すると、パイロットバーナ管5
の開口の炎が消え、熱発電素子12が冷却されてその起
電力が失われ、弁体7が電磁石10から離反してコイル
ばね9の付勢力により開口1aを閉じることとなる。
【0014】図2(a)、図2(b)に示すように、熱
発電素子12は、P型FeSi2半導体とN型FeSi2
半導体とをその中央部で接合してなる馬蹄型をなしてい
る。また、その接合部近傍を削り取ること、または成形
時に型の形状を変えることにより、図3(a)、図3
(b)に示すように、接合部近傍に薄肉部分12aを形
成したり、図4(a)、図4(b)に示すように、その
幅を狭くした幅狭部分12bを形成したり、図5
(a)、図5(b)に示すように、接合部近傍に1本ま
たは2本以上のスリット12cを形成することにより接
合部近傍の断面積を他の部分よりも小さくしたものを用
いても良い。図6に、全体の肉厚t0を2.5mm、全
長を20mmとした熱発電素子の立上り特性と、他の部
分の肉厚t0を2.5mm、接合部近傍の薄肉部分1a
の肉厚t1を1.0mm、全長を20mmとした熱発電
素子の立上り特性と、従来の熱電対の立上り特性とを示
す。横軸は時間(単位:秒)、縦軸は開放端電圧(単
位:mV)である。使用した熱発電素子の組成はP型が
Fe:45.73wt%、Si:50.36wt%、M
n:3.85wt%であり、N型がFe:46.78w
t%、Si:50.49wt%、Co:2.73wt%
である。
【0015】図6に示すように、本発明による熱発電素
子は従来の熱発電素子に比較して初期の開放端電圧が高
くなり、即ち立ち上がり勾配が大きく、立ち上がり特性
が良いと共に得られる電圧も高いことがわかる。
【0016】電磁石10のコイル11は熱発電素子12
の内部抵抗を考慮しつつ、電磁弁10を充分に作動させ
るには、約1000gの吸着力が必要であるとする(ば
ねの密着荷重は560gとして、約2倍の荷重をとって
1000gとした)と、コイル線径を0.2mm、コイ
ル巻き数を24巻きにすれば、電磁弁への印加電流20
0mAを得られ、吸着力も1000gを達成することが
できる。コイルへの印可電流と吸着力との関係を図7に
示す。印加電流が200mAであれば、図6のグラフか
ら3〜4秒以内で電磁弁を吸着することが可能となり、
熱電対を用いた立消え防止装置の吸着時間と同等にな
る。表1に、本発明による熱発電素子を用いた立消え防
止装置と従来の熱電対を用いた立消え防止装置とで、電
磁弁の吸着時間及び電磁弁の開放時間を比較する。
【0017】
【表1】
【0018】表1により明らかなように、両者とも電磁
弁の吸着時間は同程度であるが、本発明による立消え防
止装置は、従来の熱電対を用いた立消え防止装置に比較
して電磁弁の開放時間が約半分の時間となり、その応答
性が著しく向上していることがわかる。
【0019】尚、上記熱発電素子12の接合部近傍の形
状加工は、粉末からプレス成形する際の金型を加工して
行う方法と、成形後にリュータ等の研削冶具を用いて削
る方法とがあり、そのいずれでも同様な効果が得られ
る。
【0020】
【発明の効果】以上の説明により明らかなように、本発
明によるガス燃焼器具の立消え防止装置によれば、パイ
ロットバーナの炎の熱を検出するべく、P型FeSi2
半導体とN型FeSi2半導体とを接合してなる熱発電
素子を用い、その起電力によりガスの電磁開閉弁を制御
することにより、殆ど構造変更することなく熱電対を用
いた場合に比較して電磁開閉弁の吸着時間を同程度にコ
イルの巻数等を調節すると、電磁開閉弁の開放時間が約
半分の時間となり、即ち立消え発生時の応答性が向上す
る。特に熱発電素子のP型FeSi2半導体とN型Fe
Si2半導体との接合部付近の断面積を他の部分よりも
小さくすることでその効果が一層向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は、本発明による立消え防止装置が適用
されたガス燃焼器具の概略構成を示す図、(b)はその
作動を説明する図。
【図2】本発明による立消え防止装置に用いられる熱発
電素子の形状を示す平面図、(b)は(a)の側面図。
【図3】本発明による立消え防止装置に用いられる熱発
電素子の形状を示す平面図、(b)は(a)の側面図。
【図4】本発明による立消え防止装置に用いられる熱発
電素子の形状を示す平面図、(b)は(a)の側面図。
【図5】本発明による立消え防止装置に用いられる熱発
電素子の形状を示す平面図、(b)は(a)の側面図。
【図6】図2及び図3の熱発電素子及び従来の熱電対の
立ち上がり特性を示すグラフ。
【図7】本発明による立消え防止装置に用いられる電磁
弁の印加電流と吸着力との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
1 燃焼ガスの供給管 1a 開口 2 ノズル 3 エア導入部 4 バーナ部 5 パイロットバーナ管 6 電磁開閉弁 7 弁体 8 摘み部 8a ロッド 9 コイルばね 10 電磁石 11 コイル 12 熱発電素子

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 パイロットバーナの炎の熱を検出した
    らガス供給管から燃料ガスを供給可能とし、パイロット
    バーナの炎が立消えしたらガス供給管からの燃料ガスの
    供給を停止するガス燃焼器具の立消え防止装置であっ
    て、 パイロットバーナの炎の熱を検出するべく、P型FeS
    2半導体とN型FeSi2半導体とを接合してなる熱発
    電素子を用いたことを特徴とするガス燃焼器具の立消え
    防止装置。
  2. 【請求項2】 前記熱発電素子のP型FeSi2半導
    体とN型FeSi2半導体との接合部付近の断面積が他
    の部分よりも小さくなっていることを特徴とする請求項
    1に記載のガス燃焼器具の立消え防止装置。
  3. 【請求項3】 前記熱発電素子の接合部付近が、薄肉
    または幅狭に成形すること、スリットを形成することま
    たは部分的に削落すことによりその断面積が他の部分よ
    りも小さくなっていることを特徴とする請求項2に記載
    のガス燃焼器具の立消え防止装置。
  4. 【請求項4】 前記熱発電素子の起電力により直接作
    動する電磁弁をもってガスの流路を選択的に開閉するよ
    うになっていることを特徴とする請求項1乃至請求項3
    のいずれかに記載のガス燃焼器具の立消え防止装置。
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