JPS6120157B2 - - Google Patents
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- JPS6120157B2 JPS6120157B2 JP52105200A JP10520077A JPS6120157B2 JP S6120157 B2 JPS6120157 B2 JP S6120157B2 JP 52105200 A JP52105200 A JP 52105200A JP 10520077 A JP10520077 A JP 10520077A JP S6120157 B2 JPS6120157 B2 JP S6120157B2
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Landscapes
- Control Of Combustion (AREA)
Description
本発明は種火センサーに関するものであり、性
能の良い種火センサーを提供することを目的とす
るものである。 ガス湯沸器等のガス機器は、点火のために種火
が必要である。しかしながらこの種火は通常小さ
い火であるので、風が吹いて消えてしまい、生ガ
スが放出してしまう危険性を有してしている。種
火センサーは種火の燃焼状態を監視し、種火が不
用意に消えた場合に自動的に弁を閉じ生ガスの放
出を未然に防止するものである。 従来、熱起電力を利用し、電磁弁を直接制御す
る種火センサーとして、クロメル−コンスタンタ
ンの金属熱電対が用いられている。また熱源から
電気エネルギーを取り出す際の変換効率の大小を
示すのに性能指数Ｚが用いられる。すなわち、熱
起電力をΘ（μV/℃）、固有抵抗をρ（Ωcm）、
熱伝導率をｋ（W/cm・℃）とするとＺ＝Θ２／ρ
ｋで表わされる。同じ熱源から電気エネルギーを
取り出す場合、Ｚの値が大きいいほど多く取り出
せる。Ｚの大きい材料としてはBi2（Te−Se）3、
（Bi−Sb）2Te3などが知られているが不安定で高
価ななめ種火センサーとしては使用されていな
い。 本発明は種火センサーを改良し、温度差が小さ
くとも大きな出力で電磁弁を直接開閉できる、安
価かつ小型で長寿命の種火センサーを提供するも
のであり、以下、本発明の実施例を図面を用いて
説明する。 第１図において、１はヨウ化第一銅（CuI）の
成型体、２は上記成型体の一端に取り付けられた
高温側電極、３は上記成型体の他端に取り付けら
れた低温側電極であり、これらは金型中で２t/cm2
の圧力により同時にプレス成型したものである。
４は密封のための金属ケースであり、コンスタン
タンあるいはステンレス等が適当である。５は熱
硬化性樹脂であり、ポリイミドフイルム６に塗布
し上記金属ケース４の内面に貼布し、温度130℃
で約１時間加熱処理したものである。上記熱硬化
性樹脂５としてはフエノール樹脂、エポキシ樹
脂、シリコン樹脂などが適当である。７はCuIの
抵抗値を下げるためのヨウ素体であり、ヨウ素粉
末あるいはヨウ素錯体が用いられ、上記CuIの成
型体１の外周に設けられる。上記ヨウ素錯体とし
てはＮ−アルキルピリジンヨウ素錯体（アルキル
基としてはCH3 -、C2H5 -、C4H9 -など）などがあ
り、いずれもＰ型半導体である。８は低温側電極
３と低温側リード１３とを電気的に接続する耐ヨ
ウ素性の金属ばねであり、金メツキしたリン青銅
が用いられる。９は種火の炎の熱を熱起電力素子
高温側に伝達するための金属棒であり、ステンレ
スが用いられる。上記金属ケース４の開口部はハ
ーメチツクシール部を有するガラスのふた１１で
密封され、溶接部１０で金属ケース４とふた１１
とは溶接されるものである。１２は高温側リード
であり、上記ふた１１に接続されている。リード
１２，１３はともに鉄、ニツケル、銅などのいず
れか一種から成るが、低温側リード１３の金属ケ
ース４内の先端は金メツキないしはばね８と接触
後、熱硬化性樹脂で被覆されている。 第２図に他の実施例を示す。第２図において第
１図と同一個所には同一番号を付して説明する。
この実施例では溶接接続に代え、嵌入によりふた
１１′を固定したものである。１０′は嵌入接合部
である。 従来のクロメル−コンスタンタンと本発明の
CuI−コンスタンタンの場合の性能指数Ｚの比較
と第１表に示す。
能の良い種火センサーを提供することを目的とす
るものである。 ガス湯沸器等のガス機器は、点火のために種火
が必要である。しかしながらこの種火は通常小さ
い火であるので、風が吹いて消えてしまい、生ガ
スが放出してしまう危険性を有してしている。種
火センサーは種火の燃焼状態を監視し、種火が不
用意に消えた場合に自動的に弁を閉じ生ガスの放
出を未然に防止するものである。 従来、熱起電力を利用し、電磁弁を直接制御す
る種火センサーとして、クロメル−コンスタンタ
ンの金属熱電対が用いられている。また熱源から
電気エネルギーを取り出す際の変換効率の大小を
示すのに性能指数Ｚが用いられる。すなわち、熱
起電力をΘ（μV/℃）、固有抵抗をρ（Ωcm）、
熱伝導率をｋ（W/cm・℃）とするとＺ＝Θ２／ρ
ｋで表わされる。同じ熱源から電気エネルギーを
取り出す場合、Ｚの値が大きいいほど多く取り出
せる。Ｚの大きい材料としてはBi2（Te−Se）3、
（Bi−Sb）2Te3などが知られているが不安定で高
価ななめ種火センサーとしては使用されていな
い。 本発明は種火センサーを改良し、温度差が小さ
くとも大きな出力で電磁弁を直接開閉できる、安
価かつ小型で長寿命の種火センサーを提供するも
のであり、以下、本発明の実施例を図面を用いて
説明する。 第１図において、１はヨウ化第一銅（CuI）の
成型体、２は上記成型体の一端に取り付けられた
高温側電極、３は上記成型体の他端に取り付けら
れた低温側電極であり、これらは金型中で２t/cm2
の圧力により同時にプレス成型したものである。
４は密封のための金属ケースであり、コンスタン
タンあるいはステンレス等が適当である。５は熱
硬化性樹脂であり、ポリイミドフイルム６に塗布
し上記金属ケース４の内面に貼布し、温度130℃
で約１時間加熱処理したものである。上記熱硬化
性樹脂５としてはフエノール樹脂、エポキシ樹
脂、シリコン樹脂などが適当である。７はCuIの
抵抗値を下げるためのヨウ素体であり、ヨウ素粉
末あるいはヨウ素錯体が用いられ、上記CuIの成
型体１の外周に設けられる。上記ヨウ素錯体とし
てはＮ−アルキルピリジンヨウ素錯体（アルキル
基としてはCH3 -、C2H5 -、C4H9 -など）などがあ
り、いずれもＰ型半導体である。８は低温側電極
３と低温側リード１３とを電気的に接続する耐ヨ
ウ素性の金属ばねであり、金メツキしたリン青銅
が用いられる。９は種火の炎の熱を熱起電力素子
高温側に伝達するための金属棒であり、ステンレ
スが用いられる。上記金属ケース４の開口部はハ
ーメチツクシール部を有するガラスのふた１１で
密封され、溶接部１０で金属ケース４とふた１１
とは溶接されるものである。１２は高温側リード
であり、上記ふた１１に接続されている。リード
１２，１３はともに鉄、ニツケル、銅などのいず
れか一種から成るが、低温側リード１３の金属ケ
ース４内の先端は金メツキないしはばね８と接触
後、熱硬化性樹脂で被覆されている。 第２図に他の実施例を示す。第２図において第
１図と同一個所には同一番号を付して説明する。
この実施例では溶接接続に代え、嵌入によりふた
１１′を固定したものである。１０′は嵌入接合部
である。 従来のクロメル−コンスタンタンと本発明の
CuI−コンスタンタンの場合の性能指数Ｚの比較
と第１表に示す。
【表】
クロメルーコンスタンタンの場合、Ｚが小さい
ため電磁弁を動作させるには、高温側接点を直接
種火炎の中へ入れる必要があり、接点の熱腐食が
起り寿命が短くなるという欠点を有していた。こ
れに対し本発明の種火センサーはＺの大きい材料
の組金せより構成されるため、素子の高温側が
300℃であれば十分電磁弁を働かしうる。CuIはI2
が逸散すると抵抗が増大する。 本発明は熱起電力素子を種火センサーに応用し
たもので、点火時は熱起電力による出力でガス流
路の途中にある電磁弁を吸着しており、消火時
は、熱起電力の消失という形で消火を検出し、電
磁弁の吸着がはずれ、主バルブを閉じるというし
くみである。電磁弁の抵抗は30ｍΩで最小1.35ｍ
Ｗの出力で吸着する。そこで種火センサーの抵抗
をＲ（ｍΩ）、熱起電力をＶ（ｍＶ）とすると ｛Ｖ／（Ｒ＋30）｝２×30≧1.35 即ちＶ≧0.21（Ｒ＋30） ……（） なる関係を満たせば電磁弁は吸着する。一方本発
明のCuI−コンスタンタンおよび従来のクロメル
ーコンスタンタンの熱起電力と温度差の関係を第
３図に示した。これれにより熱起電力は温度差に
比例し、温度差を△Ｔ（℃）としたとき、本発明
のCuI−コンスタンタンおよび従来のクロメル−
コンスタンタンの熱起電力Ｖ（ｍＶ）はそれぞれ
200×10-3△Ｔ、68×10-3△Ｔで表わされる。そ
れぞれの場合に電磁弁の吸着に必要な最小温度差
を（）式により求めたのが第２表である。
ため電磁弁を動作させるには、高温側接点を直接
種火炎の中へ入れる必要があり、接点の熱腐食が
起り寿命が短くなるという欠点を有していた。こ
れに対し本発明の種火センサーはＺの大きい材料
の組金せより構成されるため、素子の高温側が
300℃であれば十分電磁弁を働かしうる。CuIはI2
が逸散すると抵抗が増大する。 本発明は熱起電力素子を種火センサーに応用し
たもので、点火時は熱起電力による出力でガス流
路の途中にある電磁弁を吸着しており、消火時
は、熱起電力の消失という形で消火を検出し、電
磁弁の吸着がはずれ、主バルブを閉じるというし
くみである。電磁弁の抵抗は30ｍΩで最小1.35ｍ
Ｗの出力で吸着する。そこで種火センサーの抵抗
をＲ（ｍΩ）、熱起電力をＶ（ｍＶ）とすると ｛Ｖ／（Ｒ＋30）｝２×30≧1.35 即ちＶ≧0.21（Ｒ＋30） ……（） なる関係を満たせば電磁弁は吸着する。一方本発
明のCuI−コンスタンタンおよび従来のクロメル
ーコンスタンタンの熱起電力と温度差の関係を第
３図に示した。これれにより熱起電力は温度差に
比例し、温度差を△Ｔ（℃）としたとき、本発明
のCuI−コンスタンタンおよび従来のクロメル−
コンスタンタンの熱起電力Ｖ（ｍＶ）はそれぞれ
200×10-3△Ｔ、68×10-3△Ｔで表わされる。そ
れぞれの場合に電磁弁の吸着に必要な最小温度差
を（）式により求めたのが第２表である。
【表】
低温側は熱伝導により温度上昇するため、第２
表に示した最小必要温度差を得るためには、クロ
メルーコンスタンタンの場合は約500℃、本発明
CuI−コンスタンタンの場合は約250℃であれば
良い。このように本発明のCuI−コンスタンタは
低い熱源で電磁弁の動作が可能であり、クロメル
−コンスタンタンの場合のように接点を直接炎に
当てる必要がないため熱腐食の問題が解決され
た。 本発明の目的は種火センサーの抵抗値を低く
し、長期の使用に対し、一定値に保つことにおか
れている。即ち、CuIが常にヨウ素と共存状態に
あり、かつ電気的接触部の接触抵抗が低く、一定
値であればよいものである。 ヨウ化第一銅の粉末を2+／cm2でプレス成型した
７φ、10mm長さの円筒型ペレツトの両端に各種電
極材料を接触させて抵抗を測定した結果を第３表
に示す。
表に示した最小必要温度差を得るためには、クロ
メルーコンスタンタンの場合は約500℃、本発明
CuI−コンスタンタンの場合は約250℃であれば
良い。このように本発明のCuI−コンスタンタは
低い熱源で電磁弁の動作が可能であり、クロメル
−コンスタンタンの場合のように接点を直接炎に
当てる必要がないため熱腐食の問題が解決され
た。 本発明の目的は種火センサーの抵抗値を低く
し、長期の使用に対し、一定値に保つことにおか
れている。即ち、CuIが常にヨウ素と共存状態に
あり、かつ電気的接触部の接触抵抗が低く、一定
値であればよいものである。 ヨウ化第一銅の粉末を2+／cm2でプレス成型した
７φ、10mm長さの円筒型ペレツトの両端に各種電
極材料を接触させて抵抗を測定した結果を第３表
に示す。
【表】
これより仕事関数の大きい材料が低抵抗値にな
つている。そこで電極材料としてはグラフアイ
ト、金、白金あるいは、銅に金、白金などをメツ
キしたものを用いた。 金属ケースの材質としてはコンスタンタンある
いはステンレスを選んだ。コンスタンタンは金属
の中で負のゼーベツク係数が−40μV/deg（対
銅）と比較的大きく、コンスタンタンによる熱起
電力の相乗効果をねらつた。ステンレスは耐ヨウ
素性がコンスタンタンに比べ大きいことと、安価
な点で選んだ。熱硬化性樹脂およびポリイミドフ
イルムによる金属ケースの被覆は、ヨウ素による
金属ケースの腐食を防ぎかつ耐熱性が良いもので
ある。 前述したように種火センサー使用状態において
ヨウ素の共存することが必要なため、完全密封す
る必要がある。溶接法、圧入法によつて密封した
試料を、5atm He中に３時間放置後、Heのリー
ク量を質量分析計で測定する、いわゆるHeリー
クデイテクターによる検査の結果、いずれの方法
も８×10-10c.c./sec以下のリークであつた。これ
はICの保証リーク１×10-8c.c./secに比べても良好
である。 クロメル−コンスタンタンを用いた種火センサ
ーでは接点部の外側に耐熱性のクロメルが用いら
れているが、接点を直接炎で加熱するためクロメ
ルの劣化が即種火センサーの劣化につながる。し
かし本発明の種火センサーの金属棒は単に高温側
電極へ熱を伝えるだけであるため、熱によるわず
かの腐食は問題とならない。材質としては、クロ
メルと同等又はそれ以上の耐食性のステンレスを
用いた。 ヨウ素共存の必要なことは前述した。そこでヨ
ウ素源としてヨウ素そのもの、あるいはヨウ素錯
体を用いた。ヨウ素錯体の中には常温で液体状態
のものがあり、ヨウ素に比べてヨウ素としての充
填率が良い。一例としてＮ−エチルピリジンのヨ
ウ素錯体
つている。そこで電極材料としてはグラフアイ
ト、金、白金あるいは、銅に金、白金などをメツ
キしたものを用いた。 金属ケースの材質としてはコンスタンタンある
いはステンレスを選んだ。コンスタンタンは金属
の中で負のゼーベツク係数が−40μV/deg（対
銅）と比較的大きく、コンスタンタンによる熱起
電力の相乗効果をねらつた。ステンレスは耐ヨウ
素性がコンスタンタンに比べ大きいことと、安価
な点で選んだ。熱硬化性樹脂およびポリイミドフ
イルムによる金属ケースの被覆は、ヨウ素による
金属ケースの腐食を防ぎかつ耐熱性が良いもので
ある。 前述したように種火センサー使用状態において
ヨウ素の共存することが必要なため、完全密封す
る必要がある。溶接法、圧入法によつて密封した
試料を、5atm He中に３時間放置後、Heのリー
ク量を質量分析計で測定する、いわゆるHeリー
クデイテクターによる検査の結果、いずれの方法
も８×10-10c.c./sec以下のリークであつた。これ
はICの保証リーク１×10-8c.c./secに比べても良好
である。 クロメル−コンスタンタンを用いた種火センサ
ーでは接点部の外側に耐熱性のクロメルが用いら
れているが、接点を直接炎で加熱するためクロメ
ルの劣化が即種火センサーの劣化につながる。し
かし本発明の種火センサーの金属棒は単に高温側
電極へ熱を伝えるだけであるため、熱によるわず
かの腐食は問題とならない。材質としては、クロ
メルと同等又はそれ以上の耐食性のステンレスを
用いた。 ヨウ素共存の必要なことは前述した。そこでヨ
ウ素源としてヨウ素そのもの、あるいはヨウ素錯
体を用いた。ヨウ素錯体の中には常温で液体状態
のものがあり、ヨウ素に比べてヨウ素としての充
填率が良い。一例としてＮ−エチルピリジンのヨ
ウ素錯体
【式】の場合、ヨウ素分と
して4.10ｇ/cm3、ヨウ素そのもので2.54ｇ/cm3であ
る。但しヨウ素錯体はＰ型半導性があり、熱起電
力が小さいため、充填後250℃で加熱して分解す
る必要がある。
る。但しヨウ素錯体はＰ型半導性があり、熱起電
力が小さいため、充填後250℃で加熱して分解す
る必要がある。
第１図は本発明の一実施例における溶接法によ
つて密封した種火センサーの断側面図、第２図は
同他の実施例における圧入法による種火センサー
の断側面図、第３図は従来のクロメル−コンスタ
ンタンを用いた種火センサーと、本発明のCuI−
コンスタンタンの温度差に対する熱起電力の関係
の比較特性図である。 １……ヨウ化第一銅、２，３……電極、４……
金属ケース、５……熱硬化性樹脂、６……ポリイ
ミドフイルム、７……ヨウ素体、９……金属棒、
１１……ふた。
つて密封した種火センサーの断側面図、第２図は
同他の実施例における圧入法による種火センサー
の断側面図、第３図は従来のクロメル−コンスタ
ンタンを用いた種火センサーと、本発明のCuI−
コンスタンタンの温度差に対する熱起電力の関係
の比較特性図である。 １……ヨウ化第一銅、２，３……電極、４……
金属ケース、５……熱硬化性樹脂、６……ポリイ
ミドフイルム、７……ヨウ素体、９……金属棒、
１１……ふた。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ヨウ化第一銅を熱起電力素子として用い、こ
の熱起電力素子を柱状に形成し、さらにその両端
に耐ヨウ素性の端子をそれぞれ設けるとともに、
外周にヨウ化第一銅の抵抗値を下げるヨウ素体を
設け、上記ヨウ素体の外周に耐ヨウ素性でかつ耐
熱性の樹脂層を介して金属ケースを上記熱起電力
素子にかぶせ、上記金属ケースをふたで密封状態
とし、上記金属ケースから突出した金属棒に上記
熱起電力素子の一方の電極を近接して設け、上記
熱起電力素子の一対の電極から出力を得ることを
特徴とする種火センサー。 ２ 金属ケースを密封するふたを溶接したことを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の種火セン
サー。 ３ 金属ケースにふたを嵌合して密封したことを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の種火セン
サー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10520077A JPS5437926A (en) | 1977-08-31 | 1977-08-31 | Small fire sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10520077A JPS5437926A (en) | 1977-08-31 | 1977-08-31 | Small fire sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5437926A JPS5437926A (en) | 1979-03-20 |
| JPS6120157B2 true JPS6120157B2 (ja) | 1986-05-21 |
Family
ID=14401013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10520077A Granted JPS5437926A (en) | 1977-08-31 | 1977-08-31 | Small fire sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5437926A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58107448U (ja) * | 1982-01-18 | 1983-07-21 | 株式会社日立ホームテック | サ−モカツプル |
-
1977
- 1977-08-31 JP JP10520077A patent/JPS5437926A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5437926A (en) | 1979-03-20 |
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