JPS60194228A - 熱電対式ガス安全器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［分野］ 本発明は１ｕ磁式ガス弁と、該ガス弁の作動電源として
の乾電池と熱電対を用いた熱電対式ガス安全器に関づ“
る。

［従来技術］ 風呂釜や瞬間渇わかし器などに広く使われているパイロ
ットバーナーの立ち消えによるガス洩れの危険を防止す
るための熱電対式ガス安全器は、パイロットバーナーを
熱源として発生ずる熱起電力によって、常時は閉状態を
保とうどする電磁式ガス安全弁を電磁力の働きで開弁状
態に維持させつづレプようとするものであるから、熱起
電力が所望の水準に到達するまでの間に何らかの手段に
よって強制的にガス安全弁を開状態に保たなければなら
ない。電磁式ガス安全弁および電磁式ガスメイン弁を点
火操作当初の一定時間、つまり熱電対の起電力が充分に
高められるまでの間、およびガスメイン弁に点火させる
までの間、開または閉状態に保ちつづけさせる方法とし
ては、従来は手動によって弁体作動ボタンを一定時間押
しつづけるか、乾電池から直接的に供給される電力に依
存づることが行われてきた。しかし手動による方法は操
作がわずられり、いし、押しつけ圧の不足あるいは押圧
時間不足による点火失敗も往々にして起った。また電池
を直接的に電源として働かせるロックｅｕｉは、安全弁
に所望時間だけ制御用電流を供給するための比較的コス
トのかさむ熱電対の起電力センサ付スイッチング機構と
か、タイマー機構例ぎスイッチング機構を別に用意しな
ければならないし、乾電池の消耗もかなり早くて電池交
換のわずられしさも無視し得ないものがあった。

［発明の目的］ 本発明は、電磁式ガス安全弁または電磁式ガスメイン弁
と、該電磁弁の作動電源としての乾電池と熱電対を用い
た熱電対式ガス安全器において、点火操作の当初に限っ
て、これら前記１または２つの電磁弁を確実に所望時間
だけ開またはｆＷＪ弁状態に維持させておくために電力
を供給する４！Ｉ構の簡易化と、あわせて乾電池の消耗
を遅らせる方法の提供にある。

［発明の構成〕 本発明の熱電対式ガス安全器は、電磁式ガス安全弁と、
該ガス安全弁に作動電力を供給するための熱電対および
これと並列に接続されたコンデンサーと、該コンデンサ
ーを充電するための乾電池と、コンデンサーを乾電池ま
たはガス安全弁に接続するための回路切換スイッチとを
組合せてなり、点火操作当初のみコンデンサーによって
開状態に保たれ、以後はパイロットバーナーに近接して
配置された熱電対の熱起電力によって？）ｆｆ記ガス安
全弁を同状態に維持しつづけさせることを構成とする。

本発明のより好ましい構成によれば、本発明の熱電対式
ガス安全器は、ガス供給路に設けられ抑圧操作により吸
着状態となり、通電時に弁体の自己保持力のみを右する
電磁式ガス安全弁と、抑圧操作により吸着状態となり、
通電時に弁体の自己保持りのみを有し、前記ガス安全弁
と電気的に並列に接続されると共に下流のガス供給路に
その押圧および吸着時には閉弁状態にその離脱時には開
弁状態となるように設けられた電磁式ガスメイン弁と、
パイロットバーナーに近接して配され前記ガス安全弁に
通電するための熱電対と、該熱電対と並列に接続され、
前記ガス安全弁および前記ガスメイン弁に通電するため
のコンデンサーと、該コンデンサーを充電するための乾
２Ｈｓとを備えており、前記ガス安全弁は点火当初は前
記コンデンサーの放電電流により開弁状態が保たれ、つ
づいて前記熱雷対の出力により開弁状態に維持されつづ
けると共に、前記ガスメイン弁は、点火操作後ガスメイ
ンバーナーの点火までの間は前記コンデンサーの働きに
よって閉弁状態に保たれるように構成される。

［発明の効果］ 上記の構成により本発明の熱電対式ガス安全器は、次の
効果を秦する。

イ）点火操作の初期の熱電対による熱起電力が所要水準
に到達するまでの期間に限ってコンデンサーの放電特性
を利用することによって従来の起電力センナ、あるいは
タイマーとスイッチ類とを組み合わせた電流制御手段に
較べて著しく構造が簡略化され、装置の容積とコストと
の両面からの低減効果が得られる。

口）上記イ）の方法を講じたことによって乾電池はコン
デンサーの充電のみに消費されることとなり、電池の寿
命が伸びて電池交換の手間が大幅に軽減される。

ハ）熱雷対とガスメイン弁とが連なる回路に抵抗Ｒ１お
よびＲ２を介在させたことによって、熱電対の起電力が
ガスメイン弁の閉鎖の１＝めに働く不都合を避けられる
。またこの抵抗Ｒ１およびＲ２はコンデンサ°−の時定
数の調整にも役立つ。

二）点火操作当初に２つの電磁式ガス弁に作動電力を供
給するだめのコンアン１ナーを充電または放電回路に切
換接続するためのスイッチと、パイロットバーナ一点火
装置への電流を断続するためのスイッチとが点火操作軸
の動きを介して連動関係に置かれているので、点火操作
を至極単純化できるうえに、ガス洩れの危険や点火ミス
を完全に排除することができる。

［実施例〕 次に本発明の熱電対式ガス安全器を図に示ず実施例に基
づいて説明する。

本発明の熱電対式ガス安全器は、乾電池ＤＣと、２次電
源として働く比較的大容量のコンデンυ−〇と、該コン
デンサー〇が蓄えた電力をガス供給路Ｂに設けられた電
磁式ガス安全弁２およびその下流のガス供給路Ｂに設け
られた電磁式ガスメイン弁４に供給するための回路を切
換える役目を帯びた２接点スイッチＳＷ１と、乾電池Ｄ
Ｃからパイロットバーナー着火用スパーカ−１１への電
流を０ＮＳＯＦＦする１ｃめのスイッチＳＷ２と、この
スイッチＳＷ２と連動関係にあり、コンデンサー〇を乾
電池ＤＣによって充電させるための回路（第１図）と、
コンデンサー〇の放電を制御し、電磁式ガス安全弁２お
よび電磁式ガスメイン弁４への電流を調整すると共に、
熱電対の発生電流を電磁式ガスメイン弁４に流入させな
いための抵抗Ｒ１およびＲ２ど、電磁式ガス安全弁２に
電力を供給するための熱電対１３とから構成されている
。

これらの主要構成要素の配置を第２図に示す。

電磁式ガス安全弁２より下流のガス供給路Ｂに電磁式ガ
スメイン弁４が介在し、その先にメインバーナー１９が
設けられている。また電磁式ガス安全弁２の下流には電
磁式ガスメイン弁４と並列する状態でパイロットバーナ
ー弁３が、そしてその先にパイロン１−バーナー１２が
取り付けである。このパイロットバーナー１２に近接さ
せて点火装置１８および熱電対１３が組みつけられてい
る。

次に安全器の４１６造およびその作動をその平面図並び
に縦断図面としての第３図および第４図によって説明す
る。

全体としてはほぼボックス状をなし、ガスの滞留空間で
もある安全器ケーシングＡの上面に取付けられた点火操
作軸１と、この軸１を囲む様にしてケーシングＡの各壁
面に接して設けられたガス導入口の開閉をつかさどる弁
体２ａを備えた電磁式ガス安全弁２、パイロットバーナ
ー弁３、およびメインバーナー１９へのガスの導入・遮
断のための電磁式ガス安全弁２より下流のガス供給路Ｂ
に介在され、弁体４ａを備えた電磁式ガスメイン弁４と
、これら８弁２．３．４を常時は閉または開の状態に保
つために組み込まれたばねの作用力に抗して弁を解放さ
せるための機械的作用力をおよばずだめの点火操作軸１
に取付けられたカム７．９．１０、並びにカム７．９．
１０と連動する押圧片５と、電磁弁の開閉用電流を所望
時期に所要時間だけ供給するための乾電池ＤＣによって
充電される比較的大容量のコンデンサーＣの充放電をつ
かさどる連動式のスイッチＳＷ１、およびパイロットバ
ーナ一点火装置１８の電源断続用スイッチＳＷ２と、こ
のスイッチＳＷ２をＯＮ、ＯＦＦさ往るためのカム１０
と連動するスピンドル６とを主要要素とし、これに熱電
対１３の起電力を計るための電流計２１、スパーカ一点
火時用のネオンランプ２２．８３よび空炊き防止スイッ
チ２３を付属させて構成されている。

上記の様な構成を有する安全器の作動の有様を以下に順
次説囮する。

安全器の点火操作軸１が“つまみ止″の位置を占めたと
きの状態を安全器の平面および縦断面について描いた第
３図および第４図、並びに電磁弁の開閉をつかさどる電
気回路図としての第１図において、電磁式ガス安全弁２
ばばねａによって押され閉状態にある。パイロットバー
ナー弁３はばねｂによって閉状態に置かれＣいる。電磁
式ガスメイン弁４は押圧片５によって強制的に押され閉
状態にある。連動関係にある１組のスイッチＳＷ１とＳ
Ｗ２はばねＣの働きによってスピンドル６が戻され、Ｓ
Ｗ２は開、ＳＷｌの充電側の接点は閉状態に置かれる。

スイッチＳＷ１とＳＷ２を連動させる方法としては、ス
ピンドル６に代る別の連動機構を用いてもよい。

次に点火操作軸１を反時８１方向に９０°近くまでつま
り“つまみ開″の状態まで回転させたときの安全器の平
面と縦断面をそれぞれ描いた第５図と第６図および第１
図において、点火操作軸１が回転するとカム７の働きに
よって突片８が回され電磁式ガス安全弁２が開き、カム
９の働きによってパイロットバーナー弁３がばねｂに抗
して間き始める。そのときカム１０が働いてスピンドル
θがばねＣに抗して引っばられ、２つのスイッチＳＷ１
、ＳＷ２のそれぞれの回路が切換わり、電磁式ガスメイ
ン弁４および電磁式ガス安全弁２の電磁石に電流が流れ
、スパーカ−１１が働いてパイロットバーナー１２が点
火し、次いで熱雷対１３に起電力が発生し電流計２１の
指針が振れ始める。そのとぎ電磁式ガス安全弁２、電磁
式ガスメイン弁４は比較的大容量のコンデンサーＣが保
有する電力によって強制的に吸着され、ネオンランプ２
２も点灯する。

乾電池ＤＣはここでは１．５ｖのものを使用、コンデン
サーＣは本発明の目的を達成するためには例えば６．８
Ｆ、１．８Ｖといった容量のものが必要である。

コンデンサー保有電力を有効に取り出せる時間中は１０
秒前後が適当で、この時間中は抵抗Ｒ１゛およびＲ２並
びにコンデンサーの容置等の選択によって決定される。

抵抗Ｒ１とＲ２の働きはａ）コンデンサーＣからの電流
を制限して電磁式ガス安全弁２と電磁式ガスメイン弁４
の離脱時間を任意に設定さ虻る。

ｂ）コンデンサーＣからのＨＦＥにより電流計２１の指
針が点火時まで振れない様にする。

Ｃ）熱雷対１３の起電力によって電磁式ガスメイン弁４
が吸着しつづけないようにする。

といった３点が上げられる。抵抗値をＲ１−Ｒ２として
も電磁式ガス安全弁２に対して電流計２１、空だき防止
スイッチ２３等が並列に入っているために、ｍ脱時間は
電磁式ガス安全弁２より電磁式ガスメイン弁４の方が長
くなる。電磁式ガス安全弁２より電磁式ガスメイン弁４
の離脱時間を長く設定しないと安全性に問題を生じる。

上述の理由から電気回路構成要素の各々の抵抗値の関係
は次の様に定める必要がある。

Ｒ１、Ｒ２＞ＭＶＲ（電磁式ガスメイン弁４の抵抗）　
、ＳＶＲ（電磁式ガス安全弁２の抵抗）、ＴＣＰ　（熱
電対１３の抵抗） Ｒ１とＲ２はほぼ同じ抵抗値でよ＜、ＭＶＲ。

ＳＶＲ，およびＴＣＲはほぼ同じ抵抗値である。

点火操作軸１をａｍ位置まで回転させコンデンサーＣの
放電電圧が低下した後の時期における安全器の平面およ
び縦断面が第７および第８に示されている。

コンデンサーＣが放電を開始し、その有効電圧が低下す
るまでの前記約１０秒前後の間は、電磁式ガスメイン弁
４と電磁式ガス安全弁２はコンデンサー〇の保有電力に
よって強制的に吸着されているが、熱電対１３の発生電
圧も徐々に増加しその電圧は電磁式ガス安全弁２に加算
される。抵抗Ｒ１の働きによって電磁式ガスメイン弁４
には加算されることはない。そしてコンデンサー〇の保
有電力は徐々に放出される。

電磁式ガスメイン弁４に加えられる電圧が吸着維持力を
失う程に低下すると電磁式ガスメイン弁４は強制力から
解除され、電磁式ガスメイン弁４はばねｄの働きによっ
て開き、ガスが流れてメインバーナー１９に着火し、ガ
ス器具は使用状態に入る。同時にばねｄの働きによって
ロック片２０がはずれ、スピンドル６はばねＣによって
戻されＳＷ２は閉から開に、ＳＷｌは間から閉に切換わ
る。

そしてスパーカ−１１は停止し、ネオンランプ２２は消
灯し、コンデンサーＣへの充電が開始されるようになる
。電磁式ガス安全弁２は当初はコンデンサー〇の電力に
より強制吸着しているが、途中から熱電対１３の発生電
力が加わり、そのまま吸着をつづける。

“つまみ止パの位置にもたらす時は、点火操作軸１を時
計回りに回転させると、カム９の働きによって抑圧片５
が作動し電磁式ガスメイン弁４が強制的に押されてメイ
ンバーナー１９へのガスの供給が止まると同時にカム９
によってパイロットバーナー弁３が閉じパイロットバー
ナー１２へのガス供給が停止する。そして熱電対１３は
冷却し始め、電磁式ガス安全弁２への供給電圧が降下し
て電磁式ガス安全弁２も閉じ、最初の゛つまみ止″の状
態に戻る。

また第９図に点火操作軸１を゛つまみ止″の位置から“
つまみ開”を経て再び“′つまみ止″の位置にまで変化
させた間の熱雷対１３、電磁式ガス安全弁２および電磁
式ガスメイン弁４の電圧と、電磁式ガス安全弁２、電磁
式ガスメイン弁４、パイロットバーナー弁３およびＳＷ
２の動き、並びにスパーカ−１１の働き、そしてパイロ
ットバーナー１２およびメインバーナー１９へのガス供
給状態の変化の相互間係を縦軸方向に変動する水平線図
として集約的に示した。

゛つまみ止″から゛つまみ聞゛′に回ずとスパーカ−１
１に乾電池電流を流すためのスイッチＳＷ２が閉じ、同
時にＳＷｌが連動してコンデンサー〇が蓄えた電力を電
磁式ガス安全弁２および電磁式ガスメイン弁４に流入さ
せ、コンデンサーＣが放電し終るまでの約１０秒間、前
者を開、後者を閉の状態に麓持しつづりさせる。この間
着火したパイロットバーナー１２によっ又加熱された熱
雷対１３は次第に起電力を増し、少くとも点火動作後１
０秒以内には、電磁式ガス安全弁２を開状態に保ちつづ
けるための水準に到達する。一方電磁式ガスメイン弁４
に送入されるコンデンサー電力の衰弱によって電磁式ガ
スメイン弁４が解放されメインバーナー１９が燃焼を始
める。゛っまみ止″に戻すと熱電対１３の起電力は衰え
て電磁式ガス安全弁２はスプリング力によって閉鎖され
電磁式ガスメイン弁４は機械的に封鎖される。

第１０図および第１１図は乾電池ＤＣの電圧が低下して
きた状態の時、およびガスが供給されていない状態につ
いて、第９図と同様に各主要構成要素の電圧または位置
の変化を点火操作軸１の動きに対応させグラフ化したタ
イムチャートであり、いずれもフェイルセイフティに作
動することが判る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、電磁弁のＲ１！Ａをつかさどる電気回路の略
解図、第２図は本発明安全器の主要構成要素においての
作動系統略示図、第３図および第４図は、本発明の熱電
対式ガス安全器の低下操作軸が″つ仕み止゛の位置にあ
るときの安全器の上面図Ｊ５よび縦断面図、第５図およ
び第６図は同じく点火操作軸が゛つまみ開″の位置にも
たらされ■っコンデンサーの放電電圧が充分高い時期の
安全器の上面図と１断面図、第７図および第８図は゛っ
まみ開″の位置にあプて且っコンデンサー電圧が低下し
た時期の安全器の上面および縦断面図、第９図は作動説
明のためのタイムチャート、第１０図および第１１図は
乾電池の電圧が低下してきた状態の時、およびガスが供
給されていない状態についてのタイムチャー１〜である
。 図中　１・・・点火操作軸　２・・・電磁式ガス安全弁
　３・・・パイロン１〜バーナー弁　４・・・電磁式ガ
スメイン弁　５・・・押圧片　６・・・スピンドル　７
．９．１０・・・カム　１２・・・パイロツｉ〜バーナ
ー　１３・・・熱電対１９・・・メインバーナー　２０
・・・ロック片　ａ、ｂ。 Ｃ１ｄ・・・ばね　ＳＷｌ　、ＳＷ２・・・連動式スイ
ッチＲ１、Ｒ２・・・抵抗　Ａ・・・ケーシング　Ｂ・
・・ガス供給路　Ｃ・・・コンデンサー　ＤＣ・・・乾
電池代理人　石黒健二 第１図 ３ 第２図 第９図 第１０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）電磁式ガス安全弁と、該ガス安全弁に作動電力を供
   給するための熱電対およびこれと並列に接続されたコン
   デンサーと、該コンデンサーを充電するための乾電池と
   、コンデンサーを乾電池またはガス安全弁に接続するた
   めの回路切換スイッチとを組合せてなり、点火操作当初
   のみコンデンサーによって開状態に保たれ、以後はパイ
   ロットバーナーに近接して配置された熱電対の熱起電力
   によって前記ガス安全弁を開状態に維持しつづけさせる
   ことを特徴とする熱電対式ガス安全器。 ２）ガス供給路に設けられ押圧操作により吸着状態とな
   り、通電時に弁体の自己保持力のみを有する電磁式ガス
   安全弁と、抑圧操作により吸着状態となり、通電時に弁
   体の自己保持力のみを有し、前記ガス安全弁と電気的に
   並列に接続されると共に下流のガス供給路にその押圧お
   よび吸着時には閉弁状態にその離脱時には開弁状態とな
   るように設けられた電磁式ガスメイン弁と、パイロット
   バーナーに近接して配され前記ガス安全弁に通電するた
   めの熱電対と、該熱電対と並列に接続され、前記ガス安
   全弁および前記ガスメイン弁に通電するためのコンデン
   サーと、該コンデンサーを充電するための乾電池とを備
   えており、前記ガス安全弁は点火当初は前記コンデンサ
   ーの放電電流により開弁状態が保たれ、つづいて前記熱
   電対の出力により開弁状態に維持されつづけると共に、
   前記ガスメイン弁は、点火ｎ作後ガスメインバーナーの
   点火までの間は前記コンデンサーの働きによって開弁状
   態に保持されることを特徴とする熱電対式ガス安全器。