JP2731858B2 - ガス機器の安全装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、異常となる前にガス流路を閉じるガス機器
の安全装置に関し、詳しくは点火時にマグネット式安全
弁を開弁位置にセットする設定装置を備えたガス機器の
安全装置に関する。

（従来の技術） この種のガス機器の安全装置としては、例えば実開昭
60−71869号公報に示す技術があり、操作つまみの押し
込みと機械的に連動してマグネット式安全弁を開き、操
作つまみの回動と連動してガス弁を開くと同時に点火装
置を作動させてバーナから噴出するガスに点火し、この
バーナにより加熱される熱電対の熱起電力によりマグネ
ット式安全弁を開状態に吸着保持するようにしている。
これにより、何等かの理由でバーナの火が消えれば熱起
電力が消滅するので、マグネット式安全弁が閉じて未燃
焼ガスの放出を防止することができる。しかしながらこ
のような従来技術は、操作つまみを押し込んでから回動
する必要があるので、始動操作が面倒である。

このような問題を解決するために、ワンタッチ式ボタ
ンと連動して作動するスイッチを介して乾電池電力によ
り常閉型のマグネット式安全弁を開とするプッシュソレ
ノイドを備え、これにより一旦開状態としたマグネット
式安全弁を乾電池電力により作動する一時保持ソレノイ
ドにより一時的に開状態に吸着保持し、次いで熱電対か
らの熱起電力により作動する保持ソレノイドにより引き
続き開状態に吸着保持するようにしたものがある。常閉
型のマグネット式安全弁をプッシュソレノイドへの通電
により開状態に吸着するに要する時間は、例えば第４図
に示す如く、乾電池の電圧により変化するが、２個の乾
電池を使用した場合、使用初期の乾電池電圧が３ボルト
の場合は吸着に約40ミリ秒を要し、乾電池が消耗して電
圧が２ボルトに低下すれば約100ミリ秒を要する。この
ため上記従来技術においては、電池消耗及び特性変動を
考慮して、プッシュソレノイドへの通電時間を例えば15
0ミリ秒と一定の値にしている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、常閉型のマグネット式安全弁を開にす
るには、プッシュソレノイドに相当な大電流を供給する
必要があり、しかも前記従来技術においては、乾電池の
電圧が低下した状態に合せて通電時間を長めの一定値に
設定しているので、電圧が高い場合には必要以上に長い
時間プッシュソレノイドに通電することになり、全体と
して無駄な電力を消費し、乾電池電力の消耗が激しいと
いう問題がある。

本発明は、150ミリ秒という瞬間的なプッシュソレノ
イドによる作動時間に着目し、使用する乾電池電圧に応
じてプッシュソレノイドへの通電時間を適切にして、乾
電池の無駄な消耗を防ぎ、乾電池を長持ちさせることを
目的とする。

（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記載のガス機器
の安全装置は、 バーナへのガス供給路に設けた常閉型のマグネット式
安全弁と、 乾電池電力により上記マグネット式安全弁を一時的に
押圧して開状態に設定するプッシュソレノイドと、 開状態となった上記マグネット式安全弁を乾電池電力
により所定時間開状態に吸着保持する一時保持ソレノイ
ドと、 上記所定時間経過後に上記マグネット式安全弁を上記
バーナにより加熱される熱電対の熱起電力により開状態
に吸着保持する保持ソレノイドと、 ワンタッチ式押ボタンと連動して上記乾電池から上記
プッシュソレノイドへの通電を開始させるスイッチ手段
と、 よりなるガス機器の安全装置において、 上記マグネット式安全弁を吸着開弁位置まで押し開く
のに必要な上記プッシュソレノイドへの最適通電時間を
上記乾電池の電圧に応じて設定する時間設定手段を設け
たことを要旨とする。

（作用） 上記構成を有する本発明の請求項１記載のガス機器の
安全装置は、ワンタッチ式押ボタンを操作すると、連動
するスイッチ手段が働いて乾電池からプッシュソレノイ
ドへ通電を開始する。

この際の通電時間は、バーナへのガス供給路に設けた
マグネット式安全弁を吸着開弁位置まで押し開くのに必
要な最適時間として、時間設定手段により乾電池の電圧
に応じて設定される。

そして、プッシュソレノイドは、この通電時間だけ乾
電池電力によりマグネット式安全弁を押圧して開状態に
する。

また、一時保持ソレノイドが開状態となったマグネッ
ト式安全弁を乾電池電力により所定時間だけ開状態に吸
着保持する。

続いて、所定時間内に、バーナにより加熱される熱電
対が熱起電力を発生すると、保持ソレノイドがこの熱起
電力によってマグネット式安全弁を開状態に吸着保持
し、燃焼が継続される。

一方、燃焼炎が失火する等して熱電対の熱起電力が低
下する場合には、保持ソレノイドがマグネット式安全弁
を開状態に吸着保持できなくなり、バーナへのガス供給
路を閉じて燃焼が停止される。

従って、時間設定手段は、プッシュソレノイドへの最
適な通電時間を設定するので、一定時間通電する場合に
比べて、プッシュソレノイドが余分な電力を消費しな
い。その結果、乾電池の寿命を延ばすことができる。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明のガス機器の安全装置に
よれば、マグネット式安全弁を開弁して安全装置として
設定するのに必要な最適時間だけプッシュソレノイドへ
通電される。

従って、無駄な電力を消費することがなくなり、乾電
池電力の消耗を少なくして乾電池を長持ちさせることが
できるという優れた効果を奏する。

（実施例） 以下に、添付図面に示す実施例により、本発明の説明
をする。

第１図に示す如く、ガス供給路10にはガス源側から手
動の元栓（図示省略）とマグネット式安全弁である電磁
弁13が設けられ、電磁弁13の下流側は２つに分岐されて
その一方には比例制御弁14を経てメインバーナ11に接続
され、他方はパイロットバーナ12に接続されている。図
示は省略したが、本実施例のガス機器は瞬間湯沸器であ
り、メインバーナ11により加熱されるフィンチューブ型
の熱交換器への給水通路には給水量に応じて作動するダ
イヤフラム作動装置が設けられている。比例制御弁14は
このダイヤフラム作動装置と連動して開度が変化し、給
水両に応じた量のガスをメインバーナ11に供給し、瞬間
湯沸器は給水量が増減しても常にほぼ設定温度の出湯を
行うようになっている。給水通路にはダイヤフラム作動
装置よりも給水源側に、ワンタッチで給水通路を開閉す
る押ボタン式の水開閉弁と、給水量を手動で増減する水
制御弁が設けられている。

電磁弁13は、第１図に示す如く、ガス供給路10に設け
た弁本体13aと、ロッドを介してこの弁本体13aを押し開
く可動磁石片13bと、鉄心13cと、この鉄心13cに吸着さ
れて弁本体13aを開状態に保持する吸着片13dよりなる常
閉型のもので、可動磁石片13bの周囲にはプッシュソレ
ノイドL1が設けられ、また鉄心13cには、一時保持ソレ
ノイドL2及び保持ソレノイドL3が巻回されている。プッ
シュソレノイドL1は２個の乾電池を直列接続した一次電
池20により電流が供給されて常閉型の電磁弁13を開くの
に必要な押力を可動磁石13bに与えるだけのアンペアタ
ーン数を有し、一時保持ソレノイドL2は一次電池20によ
り充電される一時保持用コンデンサ23の放電電流が供給
されて、一旦開となった電磁弁13を一定時間（例えば６
秒間）開状態に保持するのに必要なアンペアターン数を
有し、また保持ソレノイドL3はパイロットバーナ12によ
り加熱される熱電対27の熱起電力が供給されて、一旦開
となった電磁弁13を開状態に保持するのに必要なアンペ
アターン数を有している。なお、一時保持ソレノイドL2
と保持ソレノイドL3は、本実施例の如く別個に設ける代
わりに、１個で兼用させてもよい。

一時保持用コンデンサ23は切換スイッチ22により一次
電池20側と一時保持ソレノイドL2側に切換接続され、こ
の切換スイッチ22は一次電池20と後述する通電時間制御
手段30の間に接続された開閉スイッチ21と連動してい
る。この両スイッチ21,22は前述のダイヤフラム作動装
置により連動して作動され、給水通路の通水量が０の場
合は、第１図に示す如く開閉スイッチ21は開となり切換
スイッチ22は一次電池20側に接続されているが、ワンタ
ッチ式押ボタンにより前述の水開閉弁が開いてダイヤフ
ラム作動装置が僅かでも作動した後は、開閉スイッチ21
は閉となり切換スイッチ22は一時保持ソレノイドL2側に
接続されるようになっている。

切換スイッチ22と一時保持ソレノイドL2の間には点火
リレー24の励磁コイル24aが接続され、点火リレー24の
常開接点24bは一次電池20と点火装置25の間に接続され
ている。点火装置25の点火栓26は、パイロットバーナ12
から噴出するガスに点火するように配置されている。

通電時間制御手段30は、第１図に示す如く、抵抗とツ
ェナダイオード31よりなる定電圧回路40、コンデンサ32
と抵抗33よりなるCR充電回路41、２個の抵抗34,35より
なる電池電圧分圧回路42、比較器36よりなる電圧比較回
路43及びトランジスタ37と３個の抵抗よりなるソレノイ
ド駆動回路44を備えており、プッシュソレノイドL1はト
ランジスタ37のコレクタと、開閉スイッチ21の通電時間
制御手段30側との間に接続されている。開閉スイッチ21
が閉となれば、定電圧回路40のａ点は、一次電池20の消
耗による電圧低下とは無関係に、ツェナダイオード31の
ツェナ電圧により定まる一定電圧Ａ（一次電池20の最低
電圧よりも低い値）となり、CR充電回路41のｂ点の電圧
は、第２図の曲線Ｂに示す如く、開閉スイッチ21が閉と
なった時点を基準として時間の経過に応じて、電圧Ａか
ら次第に低下する。一方、電池電圧分圧回路42のｃ点の
電圧は一次電池20の電圧に応じた値となる。電圧比較回
路43はｂ点とｃ点の電圧を入力して比較し、ｂ点の電圧
Ｂの方が高ければソレノイド駆動回路44のｄ点の電圧を
一次電池20の電圧とし、電圧ｂの方が低ければｄ点の電
圧を０とする。ｄ点の電圧が一次電池20の電圧であれば
抵抗38に流れる電流によりベースとエミッタの間に電位
差が生じ、トランジスタ37が導通してプッシュソレノイ
ドL1に通電され、ｄ点の電圧が０となればトランジスタ
37が遮断されてプッシュソレノイドL1への通電は停止さ
れる。

これを更に具体的に説明すれば、一次電池20が新し
く、その電圧が3.0ボルトの場合は、ｃ点の電圧はC1
（第２図参照）であり、開閉スイッチ21が閉となった時
点ではｂ点の電圧Ｂの方が高いが時間t1（例えば80ミリ
秒）の経過後は電圧Ｂの方が低くなる。従ってこの場合
は、第３図の下部に示す如く、開閉スイッチ21が閉じる
と同時にトランジスタ37が導通されてプッシュソレノイ
ドL1に通電され、時間t1の経過後はトランジスタ37が遮
断されてプッシュソレノイドL1への通電は停止される。
一次電池20が消耗してその電圧が2.5ボルトになれば、
これに応じてｃ点の電圧も低下してC2となり、従ってト
ランジスタ37が遮断され、プッシュソレノイドL1への通
電が停止される停止時期は時間t1よりも長い時間t2（例
えば100ミリ秒）の経過後となるが、その他の作動は前
記と全く同一である。一次電池20が更に消耗してその電
圧が2.0ボルトになれば、前記停止時期は時間t2よりも
更に長い時間t3（例えば150ミリ秒）の経過後となる
が、その他の作動は前記と全く同じである。すなわち、
プッシュソレノイドL1への通電時間は一次電池20の電圧
の低下に応じて増大する。この通電時間の変化特性は、
ツェナダイオード31、コンデンサ32及び抵抗33〜35を選
択することにより、電磁弁13に適合したものとすること
ができる。

次に、上記実施例の全体的作動につき説明する。

前記水開閉弁（図示省略）が閉じている状態では、開
閉スイッチ21は開で、切換スイッチ22は一次電池20側に
接続されており、一時保持用コンデンサ23は充電されて
おり、電磁弁13は閉じている。ワンタッチ式押ボタン
（図示省略）により水開閉弁を開けば、前記手動の水制
御弁の開度に応じた量の水が給水通路より前記熱交換器
に供給され、ダイヤフラム作動装置が作動して比例制御
弁14をこの給水量に応じた開度にすると共に両スイッチ
21、22を作動させる。すなわち、開閉スイッチ21を閉と
し、切換スイッチ22を一時保持ソレノイドL2側に切り換
える。これにより、次に述べる如く、電磁弁13が開き、
メインバーナ11及びパイロットバーナ12から噴出するガ
スには所定時間作動する点火装置25の点火栓26により点
火され、メインバーナ11は熱交換器を加熱して設定温度
の出湯を行う。

両スイッチ21、22が上述の如く作動すれば、プッシュ
ソレノイドL1には一次電池20からの電流の供給が開始さ
れ、一時保持ソレノイドL2及び点火リレー24の励磁コイ
ル24aには一時保持用コンデンサ23からの放電電流が供
給される。プッシュソレノイドL1への電流は、前述の如
く一時電池20の電圧に応じた通電時間が経過すれば停止
されるが、そのときには吸着片13dが鉄心13cに完全に吸
着されて電磁弁13は開となっており、一時保持ソレノイ
ドL2への放電電流により電磁弁13は引き続き約６秒間開
状態に保持される。また、点火リレー24は切換スイッチ
22の作動と同時に常開接点24bを閉じて点火装置25を約
６秒間作動させ、点火栓26に生ずる火花によりパイロッ
トバーナ12から噴出するガスに点火し、この炎はメイン
バーナ11から噴出するガスに点火すると同時に熱電対27
の温接点の加熱を開始する。一時保持用コンデンサ23か
らの放電電流は次第に減少し、約６秒経過後にはそれの
みでは電磁弁13と開状態に保持できなくなるが、それま
でには保持ソレノイドL3に供給される熱電対27からの熱
起電力が増加しているので電磁弁13は閉じることはな
く、引き続き開状態に保持され、瞬間湯沸器は出湯を続
行する。なお、点火用リレー24は、前記放電電流が減少
して所定値以下となれば常開接点24bを開き、点火装置2
5の作動を停止させる。

ワンタッチ式押ボタンにより水開閉弁を閉じれば給水
は停止され、ダイヤフラム作動装置により比例制御弁14
が閉じてメインバーナ11は消火され、両スイッチ21、22
は図示の不作動状態となって一時保持用コンデンサ23に
充電を行う。なお、図示は省略したが、電磁弁13の鉄心
13cには解除用ソレノイドが巻回され、この解除用ソレ
ノイドは保持ソレノイドL3と逆向きの磁界が生ずるよう
に一時保持用コンデンサ23への充電電流を印加し、切換
スイッチ22が不作動状態となると同時に保持ソレノイド
L3による磁界を打ち消して電磁弁13を開とし、パイロッ
トバーナ12を消火するようにしている。

しかして本実施例によれば、前述の如く、一次電池20
の電圧が高く、従ってプッシュソレノイドL1への印加電
流が大なる状態では通電時間が短く、電圧が低下して印
加電流が減少すれば通電時間が増大するので、そもそも
相当な電力を必要とする電磁弁13を開くため無駄な電力
を消費することがなくなり、一次電池20の消耗を少なく
して長持ちさせることができる。

なお、本発明は図示の実施例のような電気回路を用い
たものに限定されるものではなく、通電制御手段30及び
スイッチ手段（開閉スイッチ）21としてマイクロプロセ
ッサを用いて実施することも可能である。

また、上記実施例においては、開閉スイッチ21はワン
タッチ式押ボタンとの連動を給水流により作動するダイ
ヤフラム作動装置を介して行っているが、もっと単純な
機械的または電気的連動装置を介して行ってもよい。な
お、本発明はパイロットバーナ12を廃止して点火栓26に
よりメインバーナ11に直接点火するようにし、熱電対27
はメインバーナ11により加熱するようにして実施しても
よい。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本発明によるガス機器の始動装置の一実施例
を示し、第１図は全体構成を示す回路図、第２図及び第
３図は第１図の回路の作動を説明する図、第４図は電磁
弁への印加電圧と吸着時間の間の特性図である。 符号の説明 10……ガス供給路、12……バーナ（パイロットバー
ナ）、13……電磁弁、20……一次電池、21……スイッチ
手段（開閉スイッチ）、23……一時保持用コンデンサ、
27……熱電対、30……通電時間制御手段、L1……プッシ
ュソレノイド、L2……一時保持ソレノイド、L3……保持
ソレノイド。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】バーナへのガス供給路に設けた常閉型のマ
   グネット式安全弁と、 乾電池電力により上記マグネット式安全弁を一時的に押
   圧して開状態に設定するプッシュソレノイドと、 開状態となった上記マグネット式安全弁を乾電池電力に
   より所定時間開状態に吸着保持する一時保持ソレノイド
   と、 上記所定時間経過後に上記マグネット式安全弁を上記バ
   ーナにより加熱される熱電対の熱起電力により開状態に
   吸着保持する保持ソレノイドと、 ワンタッチ式押ボタンと連動して上記乾電池から上記プ
   ッシュソレノイドへの通電を開始させるスイッチ手段
   と、 よりなるガス機器の安全装置において、 上記マグネット式安全弁を吸着開弁位置まで押し開くの
   に必要な上記プッシュソレノイドへの最適通電時間を上
   記乾電池の電圧に応じて設定する時間設定手段を設けた
   ことを特徴とするガス機器の安全装置。