JPS5947805B2 - 自動燃料点火装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、燃料点火器への燃料の流れを安全Ｅこ制御す
る燃料点火装置に関する。

燃料の燃料点火器への流れを安全に制御するための装置
は従来から公知であるが、従来の装置は重大な欠点をも
っている。

最初の頃のそのような装置は電気的に制御されるもので
はなく、機械的故障を生じやすい装置であった。

電気的点火器を採用した最初の装置は、燃料の燃焼開始
後に電流が点火器を流れるのを停止させるように設計さ
れていた。

゛この装置では、点火器がすぐに燃えてしまうのを防ぐ
ために、電気式点火器を流れる電流を停止させるための
手段が必要であった。

さらに、燃焼が偶然に止まってしまった場合ｔこ燃料供
給源から燃料が流れるのを中断させるための複雑な装置
が必要であった。

その後、燃料が燃料供給源から流れている間中、点火器
に電流が連続的ｔこ流れるよう（こせしめる、改良され
た電気式点火器が開発された。

このような連続的１こ作動する点火器を採用した従来の
装置は、点火器の機能が停止した場合に燃料の流れを遮
断するための複雑な電気的および機械的装置を利用した
。

点火器が機能を停止したときＥこ燃料供給源から燃料が
流れるのを停止させるための装置を内蔵していない装置
は、燃焼が偶然に止まってしまった場合ｌこ、燃焼する
ことのない燃料が燃料供給源から流れ続けて、爆発およ
び中毒の危険を生じるので、安全ではないと考えられる
。

本発明は、（ａ）流体燃料を点火するための電気抵抗式
点火器手段と、（ｂ）通常は閉じている流体燃料弁を備
えた流体燃料供給手段と、（Ｃ）該流体燃料弁が開いて
いるときｔこ燃料を該点火器手段の近傍に流すための流
体燃料流出手段と、（ａ）該点火器手段が流体燃料の点
火温度以上の温度になった後ｌこ該流体燃料弁を開くた
めの、該点火器手段と直列に電気的に接続されている、
遅延リレーを備えた弁開放手段とを具備することを特徴
とする自動流体燃料点火装置を提供する。

本発明の装置は、簡単な設計になっており、機械部品を
ほとんど利用していなく、しかも点火器が機能を停止し
た場合ｉこ燃料供給源から燃料が流れるのを安全に止め
る。

本発明に従った自動燃料点火装置は、本質的に、電源か
ら充分な電流が流れたときｆこ燃料の点火温度以上の温
度に達する点火器を具備する。

点火器と直列１こ電源に接続されている遅延リレーが設
けられている。

この遅延リレーは、電源から該リレーおよび該点火器に
流れる電流Ｅこよってリレーが作動されると、ある時間
遅れの後に閉じられる、通常は開いている一組の電気接
点を備えている。

リレーを作動させるためには、点火器を燃料の点火温度
以上の温度まで加熱するのｆこ充分な量の電流が流れな
ければならない。

サーモスタット、手動スイッチ、あるいはリレー作動ス
イッチのような主制御手段内 ていて、これは、該点火器および該遅延リレーと直列に
該電源に接続された一組の電気接点を有する。

この主制御手段は、該主制御手段内の該接点が閉じられ
たときに該電源から該点火器および該遅延リレーに電流
を流れさせる。

通常は閉じている燃料弁が燃料供給装置と燃料射出手段
との間に接続されている。

この燃料弁は、該遅延リレー内の該接点と直列に電源に
電気的１こ接続され、該遅延リレー内の該接点が閉じた
とき１こその開いた位置に電気的に作動される。

燃料射出手段は、燃料供給源から出て燃料射出手段内を
通る燃料を、該燃料の点火が行われるようＥこ該点火器
に充分に近接して通過せしめ得るように位置付けられて
いる。

点火器が機能を停止するということは、電源の故障によ
るか、あるいは点火器が燃えてしまって点火器に間隙が
生じることＥこよって点火器回路に電流が流れなくなる
場合（こだけ起こることであるが、もしそのような事態
が発生した場合には、点火器回路を流れる電流によって
作動されるようになっている遅延リレーが非作動状態Ｅ
こなる。

遅延リレーが非作動状態Ｅこなると、リレー内の接点が
開き、燃料弁に流れる電流が止まり、このために燃料弁
が閉じて、燃料供給源から流れる燃料が止まる。

したがって、点火器が燃料を燃料供給源から流出させる
よう１こ作動していることが明らかである。

さらに、点火器が作動している間は、燃料供給源から流
出した燃料の燃焼は止まることがない。

なぜなら、点火器が連続的に作動しているためｆこ、も
しそうでなければ燃焼を停止させてしまうような状態が
一時的１こ生じた後も、燃料供給源から流出した燃料は
燃えるからである。

そのような一時的状態とは、たとえば燃料供給源から流
出する燃料の流れの中断である。

点火器が連続的（こ作動しているために、燃えていない
燃料が点火器Ｅこ接触する吉すぐ１ここの燃料の燃焼が
再開するので、燃えることのない燃料がたまるという危
険な状態は生じない。

電源は、約７５〜約６００ボルトの間の高圧電源でも、
約６〜７５ボルトの間の低圧電源でもよい。

さらに本発明の装置は、高圧電源と低圧電源を組み合わ
せた形で動作することもできる。

電源は、たとえば６０ヘルツの交流電源でも、直流電源
でもよい。

高圧電源吉低圧電源の両方を使用する場合は、それらは
互いに独立していても、相互依存していてもよい。

たきえは高圧電源は一般ｔこ供給されている電力でも、
多数の、すなわち５０個以上の直流セルから成る電池で
もよい。

低圧電源は、小数の直流セル、すなわち約４〜５０個の
セルから成る電池から供給される低圧直流電源でも、あ
るいは高圧電源から電圧を下げる変圧器から得られるも
のであってもよい。

高圧電源と低圧電源の組み合わせを使用する場合は、一
般に高圧電源は点火器回路に使用され、低圧電源は回路
の他の部分、すなわち主制御手段と燃料弁を作動させる
のに使用される。

装置を作動させる電源は、それが高圧電源であれ、低圧
電源であれ、あるいは高圧電源と低圧電源の組み合わせ
であれ、通常は交流である。

しかし変圧器のような、電気誘導に頼って動作する要素
が装置の中Ｅこない場合は、電源は直流でもよい。

点火器は、これを通る電流の大部分を熱１こ変える電気
抵抗であって、好ましくは炭化けい素で作られており、
電源から充分な量の電流が流されると、点火器は燃料の
点火温度以上の温度Ｅこ達する。

さらＥこ点火器は、その自ら発生した熱によって燃焼す
ることなく連続動作できる。

点火器および点火器に接続された電源は、燃料の点火温
度以上の温度を発生させるのに充分な量の電流が点火器
を流れるように、そして点火器を溶融あるいは燃焼させ
て点火器回路ｔこ電気的間隙を生じさせるほど多量の電
流が点火器に流れないようｔこ整合していなければなら
ない。

適切な点火器は、たとえば特許第５４１，１３０号、特
願昭５０−７，９２２号および１９７４年６月１０日付
米国特許出願第４７７．７０７号に示されている。

本発明の装置と組み合わせて使用される燃料は、燃料油
、ケロシン、アルコール、プロパン、フタン、石炭ガス
、ガソリン、天然ガス、アセチレンなど発火性流体なら
何でもよい。

点火器と直列に電源に接続される遅延リレーは、電気的
に作動される遅延リレーならば何でもよい。

一般に、本発明の装置ｆこ結合されるのに好ましい遅延
リレーは、充分な電流が流れたときｔこ加熱される電気
抵抗と、この電気抵抗ｆこよって発生した熱によって加
熱されるバイメタル片とから成る。

点火器吉リレーが直列接続されているために、点火器が
加熱されるまでリレーの電気抵抗は充分には加熱されな
い。

最初のうち電流は冷い点火器およびリレーを小量しか流
れないが、やがて点火器が（電流【こよって）充分をこ
加熱されると、点火器の抵抗値が下がり、そのために電
流が増加する。

このようｆこ点火器が加熱されて、電流が増加すると、
リレーの電気抵抗を流れる電流も増加して、バイメタル
片を湾曲させる熱が発生する。

バイメタル片が湾曲すると、遅延リレー内の一組の電気
接点が閉じる。

この第２遅延（第１遅延は、点火器の抵抗を下げるのに
充分な量の電流が点火器を通過するのＦこ要する時間で
ある）は、リレー内の電気抵抗が加熱されて、この熱が
バイメタル片に伝達されて、バイメタル片が接点に近付
くように湾曲するのに必要な時間遅れによるものである
。

本発明の好ましい具体例に従えば、バイメタル片を加熱
する電気抵抗は点火器回路の中で点火器と直列に接続さ
れており、そして抵抗がバイメタル片を湾曲させるのに
充分なだけは加熱されるが、遅延リレー内の電気抵抗が
溶融したり、燃えたりするほど過熱されることのないよ
うに、この電気抵抗は点火器回路内を流れる電流と電気
的ｔこ整合している。

点火器および遅延リレーと直列な形で電源１こ接続され
ている一組の電気接点を有する主制御手段は、手動スイ
ッチ、サーモスタット、自動電気スイッチ、あるいはこ
れらの組合わせ、たとえばガス・オーブンの場合のよう
に手動スイッチとサーモスタットの組合わせのような主
制御手段なら何でもよい。

主側（財）手段が自動電気スイッチの場合は、高圧ある
いは低圧電源から出る電流（こよって自動操作されるこ
とが好ましい。

主側商ｊ手段を操作するの（こ電流を使用する場合は、
高圧電流でも良いのではあるが、高電圧による事故を防
ぐため（こ低圧電流の方が好ましい。

本発明の好ましい具体例では、主制御手段はリレー・コ
イルｔこよって制御される一組の電気接点を有していて
、リレー・コイルは低電圧源１こよって作動状態１こさ
れたときｆこ接点を閉じる。

本発明の好ましい具体例（こ従えば、サーモスタットが
リレー・コイルと直列（こ低電圧源ｌこ接続されている
ことが好ましい。

サーモスタットの周囲の温度が充分子こ下がると、サー
モスタット接点が閉じて、リレー・コイルを作動状態に
し、このリレー・コイルが点火器回路に直列に接続され
ている電気接点を閉じる。

点火器回路内の電気接点が閉じると、点火器回路が完成
し、点火器が燃料の点火温度以上の温度に加熱される。

リレー・コイルを作動させる低圧電源は、点火器と接続
されている電源と同じ高圧電源にその一次側が接続され
ている逓降変圧器の二次側であることが好ましい。

燃料供給源と燃料射出手段との間に接続されている、通
常は閉じている燃料弁は、これが接続されている電源に
よって電気的ｔこ作動される弁であれば何でもよい。

通常は閉じているこの弁は、遅延リレー内の接点と直列
に作動電源ｔこ接続されている電磁コイルを有する電磁
弁がであるのが普通である。

燃料弁は、遅延リレー内の接点が閉じたときに、その開
いた位置に電気的に作動される。

“通常“モードは、点火器が冷えていて、燃料を流さな
いときの状態である。

燃料射出手段は、これを通る燃料が点火器Ｅこ充分ｔこ
近い所を通って点火されるように位置付けられており、
一般ｔこ燃料導管の先端に置かれたオリフィスである。

燃料射出手段は、一連のオリフィスを有するノズルおよ
び燃料バーナを含むことが適切である。

燃料弁が接続されている燃料供給装置はどんな燃料供給
装置でもよく、市販のガス管でも、あるいは低圧ガス・
シリンダまたはオイル・タンクのような燃料容器でもよ
い。

通常は閉じている燃料弁は、高圧あるいは低圧電源のど
ちらで作動されてもよい。

しかし高電圧による事故を避けるために低圧電源で燃料
弁を操作する方が好ましい。

この低圧電源は、点火器ｆこ接続されている電源と同じ
高圧電源にその一次側が接続されている逓降変圧器の二
次側であることが好ましい。

点火器１こ直列に接続されたスイッチあるいは電気接点
が、低圧電源によって作動されるリレー・コイルによっ
て制御され、通常は閉じている燃料弁が低圧電源（こよ
って作動される場合は、リレー・コイルおよび通常は閉
じている燃料弁のための低圧電源は同じものでよい。

動作の際−こは、主側薗手段内の一組の電気接点が手動
Ｅこよっであるいは自動的に閉じられる。

主制御手段の電気接点は点火器および遅延リレーと直列
に電源（こ接続されているので、主制御手段の電気接点
が閉じると、この接続された電源から出た電流が点火器
および遅延リレーを流れる。

電流が点火器を流れると、まもなく点火器は燃料の点火
温度より高い温度（こ達する。

遅延リレーを流れる電流は、ある時間遅れの後ｌこ、遅
延リレー内の通常は開いている一組の電気接点を閉じる
。

遅延リレー内の電気接点は、通常は閉じている燃料弁内
の作動コイルと直列に電源ｔこ接続されているので、遅
延リレー内の接点が閉じることによって、通常は閉じて
いる燃料弁内の作動コイルｆこ電源から電流が流れて、
燃料弁が開き、燃料が点火器の近くを流れるようｔこな
る。

この結果、点火器の熱が燃料の点火を行う。

点火器への燃料の流れが何かの拍子に中断して、燃焼が
停止しても、点火器は加熱された状態を続け、燃料が再
び流れ始めたときＥこ燃料の再点火を行う。

このようＥこ点火器が連続的に作動状態にあるので、不
燃燃料がたまって危険な状態ｆこなるということはない
。

何かの拍子に、たとえば点火器が燃えてしまって、点火
器回路が壊われると、遅延リレーは電流が流れなくなる
ためをこすぐ（こ非作動状態ｌこなり；このために燃料
弁が閉じた非作動状態になって燃料の流れを遮断する。

したがって本発明の装置は、安全で簡単で、信頼性があ
り、従来の流体燃料点火装置の欠点を克服する自動燃料
点火装置であることが明白である。

次１こ、図面ｌこついて説明すると、第１図は本発明を
最も簡単、明瞭な形で示すものであって、本発明の自動
燃料点火装置は本質的ｌこ、点火器１０を具備している
。

この点火器１０は一般に電気抵抗であって、点火器１０
に電源１２から充分な量の電流を流すと、点火器１０は
燃料１１の点火温度以上の温度Ｅこ達する。

遅延リレー１３が導電体１４，１５．１６および１７を
介して電源１２）こ接続されている。

この遅延リレー１３は点火器１０および主制御手段１８
と直列に電源に接続されている。

遅延リレー１３は一組の通常開放の電気接点２０を有し
ていて、この接点２０は、電源１２からリレー１３と点
火器１０を流れる電流ｆこよってリレー１３が作動され
たときｆこ、ある時間遅れの後に閉じられる。

主制御手段１８は、導電体１４，１５．１６および１７
を介して点火器１０および遅延リレー１３と直列に電源
１２に接続されている一組の電気接点２２を有する。

主制御手段１８は、主制御手段１８内の接点２２が閉じ
られたときに電流を電源１２から点火器１０および遅延
リレー１３に流す役をする。

通常は閉じている燃料弁２４が燃料供給源２６と燃料射
出手段３０との間に接続されている。

燃料供給源２６とは導管２８を介して接続されている。

燃料弁２４は、導電体１４．１？、３２および３３を介
して遅延リレー１３内の電気接点２０と直列に電源１２
１こ電気的ｔこ接続されている。

燃料弁２４は、遅延リレー１３内の接点２０が閉じたと
きに、その開いた位置に電気的に作動される。

燃料射出手段３０は、燃料射出手段３０を通過する燃料
１１が点火器１０（こ充分近い位置を通って点火される
よう１こ位置している。

主制御手段１８は、第１図に示すように、サーモスタッ
トあるいは手動動作スイッチのような適当な電気スイッ
チ機構Ｅこなっている。

動作の際には、電気接点２２が閉じられると、電流が電
源１２から点火器１０、遅延リレー１３および導電体１
４，１５，１６および１７を流れる。

点火器１０ｒこ電流が流れると吉ｌこよって、点火器１
０は燃料１１の点火温度以上の温度にすぐＥこ達する。

遅延リレー１３ｒこ電流が流れることｔこよって、ある
遅れの後に電気接点２０が閉じる。

電気接点２０が閉じると、導電体１４，１７，３２およ
び３３を介して電気接点２０と直列に電源１２）こ電気
的（こ接続されている燃料弁２４がその開いた位置（こ
電気的２こ作動され、このために燃料１１が燃料供給源
２６から弁２４および燃料射出手段３０を介して、燃料
１１を点火させるための点火器１０ｒこ流れる。

点火器１０を流れる電流は連続的なので、点火器１０は
燃料１１の点火温度以上の温度「こ維持される。

点火器１０への燃料１１の流れが中断されると、点火が
停止する。

しかし燃料の流れが復活すれば、点火器１０が燃料を再
点火するので、燃料１１かたまるという危険な状態は生
じない。

いかなるときｌこても点火器１０を流れる電流が、たき
えば点火器１０が燃えてしまって、停止すると、遅延リ
レー１３が非作動状態になって電気接点２０が開き、こ
のために燃料弁２４が閉じて燃料射出手段３０への燃料
の流れが遮断される。

第２図は本発明の別の具体例を示す。

この具体例は、本質的（こは、第１図１こ示す具体例と
同様に動作するが、相異点は、燃料弁２４ａが高電圧で
はなく、低電圧で動作し、そして導体３２ａ、３３ａお
よび３４ａを介して遅延リレー１３ａの接点２０ａ、！
：直列に低圧電源３５ａに電気的に接続されていること
である。

低圧電源３５ａは逓降変圧器３６ａの二次側である。

変圧器３６ａの一次側３７ａは導電体３８ａ。１４．１
７，１６および３９ａを介して主制御手段１８さ直列に
電源１２に電気的に接続されていて、主制御手段１８の
電気接点２２が閉じると、変圧器３５ａの一次側３７ａ
が作動状態になって、変圧器３６ａの二次側３５ａも作
動状態になる。

第３図は本発明のさらに別の具体例を示す。

この具体例は、本質的には、第２図（こ示す具体例と同
様１こ動作するが、相異点は、主制御手段がリレー・コ
イル４ｏｂによって制御される一組の電気接点２２ｂか
ら成り、リレー・コイル４０ｂが、低圧電源３５ａ１こ
よって作動状態にされたさきｆこ接点２２ｂを閉じるよ
うになっているこさである。

低圧電源３５ａは導電体４２ｂ、４４ｂ、３４ａおよび
４６ｂを介してリレー・コイル４０ｂと接続されている
。

主制御スイッチ１８ｂはリレー４０ｂと直列に低圧電源
３５ａに接続されている。

主制御スイッチ１８ｂはサーモスタットあるいは手動ス
イッチである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の装置の略図であって、本発明のすべ
ての要素は一個の電源１こよって作動するようｆこなっ
ている。 第２図は、本発明の装置の別の具体例の略図であって、
燃料弁は低圧電源によって作動され、点火器は高圧電源
によって作動されるようになっている。 第３図は、本発明のさらＥこ別の具体例の略図であって
、主制御手段上燃料弁は低圧電源によって作動され、点
火器は高圧電源によって作動されるようになっている。 １０・・・・・・点火器、１１・・・・・・燃料、１２
・・・・・・電源、１３および１３ａ・・・・・・遅延
リレー、１８および１８ｂ・・・・・・主制御手段、２
０および２０ａ・・・・・・電気接点、２２および２２
ｂ・・・・・・電気接点、２４および２４ａ・・・・・
・燃料弁、２６・・・・・・燃料供給源、３０・・・・
・・燃料射出手段、３５ａ・・・・・・低電圧源（変圧
器二次側）、３６ａ・・・・・・逓降変圧器、３７ａ・
・・・・・変圧器−次側、４０ｂ・・・・・・リレー・
コイル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １（ａ）流体燃料を点火するための電気抵抗式点火器手
   段と、 （ｂ） 通常は閉じている流体燃料弁を備えた流体燃
   料供給手段と、 （Ｃ） 流体燃料弁が開いているときに燃料を該点火
   器手段の近傍に流すための流体燃料流出手段と、（ｄ）
   該点火器手段が流体燃料の点火温度以上の温度にな
   った後に該流体燃料弁を開くための、該点火器手段と直
   列に電気的「こ接続されている遅延リレーを備えた弁開
   放手段と、 （ｅ） を流が該点火器手段および該遅延リレーを通
   って流れるようｌこせしめるための主制御手段と を具備することを特徴とする自動流体燃料点火装置。 ２ 該遅延リレーが、リレーを流れる電流に応答して、
   ある時間の流れの後に閉じることができへ通常は開いて
   いる一組の電気接点を有している特許請求の範囲第１項
   記載の装置。 ３ 該点火器手段、該遅延リレーおよび該主制御手段が
   電気的に直列に接続されている特許請求の範囲第２項記
   載の装置。 ４ 点火器手段、遅延リレーおよび主制御手段が電気的
   ｔこ直列に一つの電源ｌこ接続されている特許請求の範
   囲第３項記載の装置。 ５（ａ）電源から充分な電流が流れたときに燃料の点火
   温度以上の温度に達する点火器と、（ｂ） 該点火器
   と直列に電源に接続されている遅延リレーであって、該
   点火器を燃料の点火温度以上の温度に到達させるのに充
   分な電流が該電源から該リレーおよび該点火器に流れる
   ことによってリレーが作動されると、ある時間遅れの後
   Ｅこ閉じられる、通常は開いている一組の電気接点を備
   えている遅延リレーと、 （Ｃ） 該点火器および該遅延リレーと直列に該電源
   ｔこ接続された一組の電気接点を有する主制御手段であ
   って、該主制御手段内の該接点が閉じられたときｔこ該
   電源から該点火器および該遅延リレーＥこ電流を流れさ
   せる主制御手段と、（ｄ） 燃料供給装置と燃料射出
   手段との間に接続された、通常は閉じている燃料弁であ
   って、該遅延リレー内の該接点と直列に電源に電気的に
   接続され、該遅延リレー内の該接点が閉じたときにその
   開いた位置に電気的ｆこ作動されるようになっている弁
   とを具備し、そして該燃料射出手段は、該燃料射出手段
   内を通る燃料を該燃料の点火が行われるように該点火器
   に充分に近傍して通過せしめ得るように位置付けられて
   いることを特徴とする自動流体燃料点火装置。 ６ 該点火器および該遅延リレーが直列に接続されてい
   る該電源が高圧電源である特許請求の範囲第５項記載の
   装置。 ７ 該主制御手段がサーモスタットである特許請求の範
   囲第６項記載の装置。 ８ 該弁に接続された該電源が低圧電源である特許請求
   の範囲第７項記載の装置。 ９ 該弁に接続された電源が該点火器Ｅこ接続された該
   高圧電源である特許請求の範囲第７項記載の装置。 １０該弁に接続された該電源が、該点火器に接続されて
   いる該電源と同一の該高圧電源にその一次側が接続され
   ている逓降変圧器の二次側である特許請求の範囲第８項
   記載の装置。 １１ サーモスタットが高圧電源および変圧器の一次
   側と直列に接続されている特許請求の範囲第１０項記載
   の装置。 １２該主制御手段内の該電気接点がリレー・コイルＥこ
   よって制御され、該リレー・コイルが低圧電源Ｅこよっ
   て作動されたときに該主制御手段内の該接点が閉じるよ
   うになっている特許請求の範囲第６項記載の装置。 １３サーモスタツトが該リレー・コイルと直列に該低圧
   電源「こ接続されている特許請求の範囲第１２項記載の
   装置。 １４該リレー・コイルに接続された該電源が、該点火器
   Ｅこ接続されている該電源と同一の高圧電源にその一次
   側が接続されている逓降変圧器の二次側である特許請求
   の範囲第１３項記載の装置。 １５該弁Ｅこ接続されている該電源が低圧電源であって
   、該リレー・コイルＥこ接続されている低圧電源と同一
   のものである特許請求の範囲第１４項記載の装置。