JP3008460B2 - 燃焼機器の点火安全装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ガス調理器等の燃焼機器の点火安全装置に
関する。

従来の技術 近年、ガス調理器等は安全性を向上するために熱電対
を用いた安全装置を備えたものが主流となっている。

従来、この種の燃焼機器の点火安全装置は第３図に示
すような構成が一般的であった。

以下、その構成について図面を参照しながら説明す
る。

図に示すように、ガス調理器等はガスの燃焼を行うバ
ーナ１と、ガスの供給および停止を行うガスコック２
と、ガスの着火のための放電点火器３などからなり、ガ
スコック２は熱電対４の熱起電力によって吸着保持され
る安全弁５と点火ボタン６の操作によってガスの通路を
開閉するメカバルブ７を有し、放電点火器３は乾電池８
の電源によって高圧を発生する回路を有し点火プラグ９
で放電させてバーナ１に着火するようにしている。上記
構成において動作を説明すると、ガスコック２の点火ボ
タン５を押すとメカバルブ６および安全弁４が開き点火
ボタン６に連動されたスイッチ10が閉成されて放電点火
器３が放電するとバーナ１に着火する。このとき、熱電
対４がバーナ１の火炎によって加熱され、安全弁５を保
持する熱起電力が発生するまで点火ボタン６を押し続け
ると安全弁５が吸着保持されバーナ１は燃焼を継続す
る。そして熱電対４の熱起電力が発生する以前に点火ボ
タン６を離したり、バーナ１が失火して熱起電力が低下
すると安全弁５が閉じガスが遮断されるようになってい
る。

発明が解決しようとする課題 このような従来の燃焼機器の点火安全装置では、安全
弁５を保持する熱起電力が発生するまで点火ボタン６を
押し続ける必要があり、また、着火操作するときに放電
点火器３などの故障により放電しないと生ガスが流出
し、さらに、消火直後に再着火するときは熱電対４が加
熱されて熱起電力が残留している間は安全弁５は吸着さ
れているので、放電点火器３が動作しなく生ガスが流出
するという問題があった。

本発明は上記問題を解決するもので、着火操作をワン
タッチででき、放電点火器など故障により点火放電され
ないときや消火直後に再着火するときに生ガスが流出し
なく、操作性と安全性を向上させることができる燃焼機
器の点火安全装置を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するために、第１の課題解決
手段はバーナの火炎に臨ませた熱電体と、この熱電対の
熱起電力によって吸着保持される安全弁を備え、前記安
全弁を電源によって着脱作動させる安全弁コイルと、こ
の安全弁コイルをスイッチング動作するタイマー手段と
を設け、前記タイマー手段は第１のタイマー回路および
第２のタイマー回路からなり、前記それぞれのタイマー
回路には時定数差を設けるとともにAND回路としている
ものであり、第２の課題解決手段はバーナと、このバー
ナの火炎に臨ませた熱電対と、この熱電対の熱起電力に
よって吸着保持される安全弁を備え、前記安全弁を吸着
保持する電源によって着脱作動させる安全弁コイルと、
この安全弁コイルをスイッチング動作するタイマー手段
と、燃焼ガスの点火を行う連続放電点火回路とを設け、
この連続放電点火回路の放電時間は前記タイマー手段の
設定時間と相関する構成とし、また熱起電力を検出する
熱起電力検出手段を設け、熱電対の熱起電力で安全弁が
吸着保持されるレベル以上になると連続放電点火回路お
よびタイマー手段の回路が遮断する構成としており、第
３の課題解決手段はバーナの消火直後の再点火操作時
に、熱電対の熱起電力で安全弁が吸着保持されるレベル
以上になると連続放電点火回路およびタイマー手段をあ
る時間閉成して動作させる構成としているものである。

作用 上記した構成において、第１の課題解決手段の作用は
点火ボタンを押すと、タイマー手段で安全弁コイルをス
イッチング動作するため、熱電対の熱起電力が安全弁を
吸着保持されるレベル以上になるまで保持でき、またAN
D回路は時定数差を設けているため、一つのタイマー手
段の部品が故障しても安全弁を閉じて生ガスを流出しな
くできるのであり、第２の課題解決手段の作用は、連続
放電点火回路の放電時間がタイマー手段の設定時間と相
関しているので生ガスを流出しなくでき、また熱起電力
検出手段が熱電対の熱起電力が安全弁を吸着保持するレ
ベル以上になっていることを検出するとタイマー手段の
回路が遮断するので安全弁を閉止できるのであり、第３
の課題解決手段の作用は、バーナの消火直後の再点火操
作時に、熱電対の熱起電力で安全弁が吸着保持されてい
てもタイマー手段をある時間閉成して放電点火回路を動
作させて着火することができる。

実施例 以下、本発明の一実施例について第１図および第２図
を参照しながら説明する。なお、本実施例において、前
述の従来例に示したものと同一構成部品には同じ符号を
付し、その説明は省略する。本実施例の燃焼機器の点火
安全装置の特徴とするところは、図に示すように前述の
従来例の燃焼機器の点火安全装置に、安全弁５を吸着作
動する安全コイル11と、この安全コイル11をスイッチン
グ動作する電子回路12によって構成されており、電子回
路12内にはタイマー手段を設けたものである。

電子回路12の構成を説明すると、 ・トランジスタQ1/Q2、コンデンサC1、抵抗R1/R2はCRの
充電特性を応用した第１の安全回路で、回路作動電圧供
給用の第１のタイマー回路であり、コンデンサC2、抵抗
R4/R5/R6/R7とコンパレータIC2はCRの充電特性を応用し
た第２の安全回路で、安全弁吸着強制保持用の第２のタ
イマー回路である。

・トランジスタQ3/Q4は点火操作時、安全弁コイル12に
第２のタイマー回路のON時間電流を流し安全弁11を強制
的に吸着保持させるスイッチングトランジスタである。

・コンパレータIC1はバーナ１に点火着火後、熱電対４
から熱起電力が発生すると、その電位を検知して点火操
作直後からの安全弁11を強制吸着保持動作と放電点火器
３の動作を自動的に停止させるICである。

・コンパレータIC3は機器を消火直後に再点火操作をす
るとき、熱電対４からの熱起電力が安全弁11を吸着保持
するレベル以上であれば、前記コンパレータIC1を強制
的にOFFさせ、安全弁11の強制吸着保持回路と放電点火
器を短時間強制動作させ、確実にバーナ１に点火させる
ICである。

次に、放電点火器部はトランジスタQ5/Q6で点火器用
電源スイッチ回路を構成し、コイルL1/L2、コンデンサC
3で点火器作動時、高電圧発生回路から生じる高レベル
のノイズ成分を除去するノイズフィルター回路を構成し
ている。

トランジスタQ7、抵抗R24、ダイオードD3、トランスT
1にて、ブロッキング発振による一次昇圧回路を構成
し、ダイオードD4で波形整形した後、高電圧発生用点火
トランスT2の一次側コイルを介してコンデンサC4に電荷
を充電する。そしてC4両端の充電電圧がショックレーダ
イオードSD1のブレークオーバー電圧以上に達すると、
高電圧発生用点火トランスT2の二次側コイルの先端に設
けた点火プラグP1/P2とバーナ１間で連続放電する高電
圧発生部から構成されている。

上記回路構成において、動作を説明すると、点火操作
するときスイッチ10は、点火ボタン６が押し込まれて、
その接点はNC−Ｃ側からNO−Ｃ側に切り替わり、乾電池
１から電源が供給される。ここでトランジスタQ1は次段
以降の回路作動用電圧供給トランジスタで、コンデンサ
C1、抵抗R2/R2/R3及びトランジスタQ2によるCRの充電特
性を応用したタイマー回路を構成しており、コンデンサ
C1に電荷が充電中はトランジスタQ2/Q1は共にONする為
に抵抗R25とツエナーダイオードZD1で定電圧化された作
動用の電圧を次段以降の回路に供給する。そしてコンデ
ンサC1に電荷が溜るとトランジスタQ2のベースにバイア
ス電流が流れ無くなる事から、トランジスタQ2/Q1は共
にOFFし、次段以降の回路作動用電圧は供給されない。
よって乾電池の電力消費も抑える事が出来る。これら前
記の回路構成は第１の安全回路で、回路作動電圧供給用
の第１のタイマー回路である。

・次に点火操作時、安全弁コイル12に強制吸着保持電流
を流すための手段について説明すると、先ず点火スイッ
チ10が押されるとトランジスタQ1がONし抵抗R25、ツエ
ナーダイオードZD1によりコンロ１回路部を駆動するた
めの定電圧化された電圧が供給される、これとともに＋
3Vラインに接続されているトランジスタQ8のベースはR1
6を介してベースバイアス電流が流れるためにトランジ
スタQ8はONする、よってコンパレータIC1の作動電圧は
正負両電源で駆動される、これはIC1を正の単電源で使
用した場合、IC1の＋／−両入力端子電圧が共にコンパ
レータIC1の許容同相入力電圧範囲を越えるためIC1の出
力が予期しにくい動作（不定動作）となることを防止す
るためである。

ここで、コンパレータIC1は熱電対４からの熱起電力
の有無を検知し判定するICであり、点火操作時直後はま
だバーナ１に着火していないため熱電対４からの熱起電
力は発生していない、この状態において、コンパレータ
IC1の＋入力端子電圧はIC1の−入力端子電圧より高くな
るように可変抵抗VR1にて設定されており、オープンコ
レクタで構成されたコンパレータIC1の出力端子はOFF状
態であるため、抵抗R10/R11を介してトランジスタQ3の
ベースにバイアス電流が流れることによりトランジスタ
Q3はON動作する。

ここで、点火操作後バーナ１に着火し熱電対４から熱
起電力／熱起電圧が発生すると、−3Vラインからみた0V
ラインは熱起電圧分（約20mV程度）高くなるため0Vライ
ンに接続されている抵抗R20を介してコンパレータIC1の
−入力端子電圧の方が、IC1の＋入力端子電圧より高く
なるためIC1の出力端子はON状態となり、抵抗R10を介し
てIC1が電流を取り込むことにより、トランジスタQ3の
ベースバイアス電流が遮断されトランジスタQ3はOFFす
る。

次に点火操作時、安全弁コイル12に強制吸着保持電流
を流すためのもう一方の手段について説明すると、コン
パレータIC2の＋入力端子には抵抗R6と抵抗R7の分割電
圧V1が印加される。一方IC2の−入力端子には抵抗R4とR
5及びコンデンサC2の充電電圧によって決定される電圧V
2が印加される。ここで電圧V2が前記＋入力端子電圧V1
より高くなる迄の期間は抵抗R9/R12を介してトランジス
タQ4をONするベースバイアス電流を供給している。そし
て前記IC2の−入力端子電圧V2が、＋入力端子電圧V1よ
り高くなるとオープンコレクタ出力で構成されたIC2の
出力端子はON状態となり、抵抗R9から給電される電流を
IC2が取り込むことにより、トランジスタQ4のベースバ
イアス電流を遮断しトランジスタQ4をOFFする。これら
前記の回路構成は第２の安全回路で、安全弁11が強制吸
着保持させる第２のタイマー回路である。

このように点火操作をしてからバーナ１に着火し熱電
対４から熱起電力が発生し、熱起電力自身で安全弁11が
吸着保持するまでの間、安全弁に電流を流し安全弁を強
制的に吸着保持させるためには、以下の条件が必要であ
る。

1. トランジスタQ1がON状態であること。

第１の安全回路で、Q1以降の回路作動電圧供給用の第
１のタイマー回路がON。

2. トランジスタQ3がON状態であること。

熱電対４からの熱起電力の有無を検知し判定するコン
パレータIC1の出力がOFF。

3. トランジスタQ4がON状態であること。

第２の安全回路で、安全弁11の強制吸着保持用の第２
のタイマー回路がON。

以上の上記1.2.3.の条件が全て満たされたときのみAN
D出力構成で安全弁11の各スイッチング回路が駆動し、
安全弁11に強制的に電流を流し吸着保持させることがで
きる。

ここで、安全弁11に強制吸着保持用の電流が流れてい
る間は、トランジスタQ4のエミッタに接続されている抵
抗R22の両端に電圧が発生するために、放電点火器３の
抵抗R23を介してトランジスタQ6のベースにバイアス電
圧が印加されるため、トランジスタQ6およびQ5がON動作
となり、放電点火器３が作動し点火プラグ９とバーナ１
間で連続放電することにより、バーナ１に点火着火す
る。

このように、機器の点火操作後不着火が発生した場合
は、第１の安全回路あるいは第２の安全回路の各タイマ
ー回路の時定数で安全弁の各スイッチング回路がOFFし
安全弁強制吸着保持動作は停止する。また機器の燃焼
中、立消えが発生した場合も、第１の安全回路あるいは
第２の安全回路の各タイマー回路は、その時定数により
既にOFFしているため安全弁11の各スイッチング回路はO
FF状態であり安全弁11の強制吸着保持動作は停止状態で
ある。さらに第１の安全回路あるいは第２の安全回路の
内の一つの回路ブロックが故障したとしても、何れかの
安全回路のタイマー回路が作動し安全弁11のスイッチン
グ回路をOFFすることにより安全弁11の強制吸着保持電
流は遮断される。

よって機器の点火操作後の不着火時、あるいは機器の
燃焼中の立消え時、さらには第１の安全回路あるいは第
２の安全回路の内の一つの回路ブロックの故障が組合わ
さるような不具合が発生したとしても、生ガスの連続流
出を未然に防止することができる。

また、コンパレータIC3は放電点火器３を強制作動用I
Cであり、機器消火直後の再点火操作時、熱電対からの
熱起電力自身で安全弁が吸着保持するレベル以上であれ
ば、前記コンパレータIC1の熱起電力検知回路が作動し
再点火操作にも係わらず安全弁強制吸着保持動作は停止
したままであり、トランジスタQ4のエミッタ抵抗R22に
電圧は発生しない、よって連続放電点火器は作動せず、
熱起電力自身で安全弁11を吸着保持できなくなるまで、
結果として生ガスが流出する。

そこで、このような不具合を無くす手段としてコンパ
レータIC3をもうけている。すなわち再点火操作時、コ
ンパレータIC3の−入力端子は抵抗R13とR14の分割電圧V
3が印加されるとともに、IC3の＋入力端子には抵抗R4/R
5、コンデンサC2による時定数回路が接続されており、I
C3の−入力端子電圧V3より＋入力端子電圧V2の方が高く
なるまでの間、オープンコレクタで構成されたコンパレ
ータIC3の出力端子はON状態となりコンパレータIC1の−
入力端子の電圧を取り込む。

これらのことより、機器を消火直後に再点火操作する
とき、熱電対４からの熱起電力自身で安全弁11が吸着保
持するレベル以上であっても、コンパレータIC1の熱起
電力検知回路の動作をコンパレータIC3にて強制的に停
止させ、トランジスタQ3をONさせる。よって安全弁強制
吸着保持回路の全てのスイッチングトランジスタQ1/Q3/
Q4がONする事により、Q4のエミッタ抵抗R22に電圧が発
生し放電点火器３が作動し、確実にバーナ１に点火着火
させることができる。

さらに、機器を消火直後に再点火操作するとき、熱電
対４からの熱起電力の有無を検知し判定するIC1が強制
的にOFFされているため、バーナ１に着火後も第２の安
全回路のタイマー回路がOFFする迄の間、放電点火器３
が作動する状態（点火器作動中は大きな放電音が発生す
る）となり、機器を使用している人に不必要な不安感を
与えるが、これを未然に防止するために、電圧V3は電圧
V2に対し低い電圧を設定し、IC2による第２の安全回路
のタイマー回路がOFFする前にIC3の動作を停止させるの
で、IC1は熱電対からの熱起電力を検知しトランジスタQ
3はOFFする、よってトランジスタQ4もOFFとなり、した
がって連続放電点火器３の動作は停止する。

発明の効果 以上の実施例の説明から明らかなように、本発明によ
ればバーナの火炎に臨ませた熱電対と、この熱電対の熱
起電力によって吸着保持される安全弁を備え、前記安全
弁を吸着保持する電源によって着脱作動させる安全弁コ
イルと、この安全弁コイルをスイッチング動作するタイ
マー手段とを設け、前記タイマー手段は第１のタイマー
回路および第２のタイマー回路からなり、前記それぞれ
のタイマー回路には時定数差を設けるとともにAND回路
としたことにより、着火操作をワンタッチででき、放電
点火器など故障により点火放電されないときや消火直後
に再着火するときに安全弁を遮断して生ガスの流出を防
ぐなど、操作性と安全性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の燃焼機器の点火安全装置の
構成図、第２図は同燃焼機器の点火安全装置の制御部の
回路図、第３図は従来例の燃焼機器の点火安全装置の構
成図である。 １……バーナ、４……熱電対、５……安全弁、11……安
全弁コイル、12……電子回路（タイマー手段）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F23Q 3/00 F23N 5/10

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】バーナと、このバーナの火炎に臨ませた熱
   電対と、この熱電対の熱起電力によって吸着保持される
   安全弁を備え、前記安全弁を吸着保持する電源によって
   着脱作動させる安全弁コイルと、この安全弁コイルをス
   イッチング動作するタイマー手段とを設け、前記タイマ
   ー手段は第１のタイマー回路および第２のタイマー回路
   からなり、前記それぞれのタイマー回路には時定数差を
   設けるとともにAND回路としてなる燃焼機器の点火安全
   装置。
2. 【請求項２】バーナと、このバーナの火炎に臨ませた熱
   電対と、この熱電対の熱起電力によって吸着保持される
   安全弁を備え、前記安全弁を吸着保持する電源によって
   着脱作動させる安全弁コイルと、この安全弁コイルをス
   イッチング動作するタイマー手段と、燃焼ガスの点火を
   行う連続放電点火回路とを設け、この連続放電点火回路
   の放電時間は前記タイマー手段の設定時間と相関する構
   成とし、また熱起電力を検出する熱起電力検出手段を設
   け、熱電対の熱起電力で安全弁が吸着保持されるレベル
   以上になると連続放電点火回路およびタイマー手段の回
   路が遮断する構成とした燃焼機器の点火安全装置。
3. 【請求項３】熱電対の熱起電力で安全弁が吸着保持され
   るレベル以上になるとタイマー手段をある時間閉成して
   連続放電点火回路および安全弁を動作させる構成とした
   請求項２記載の燃焼機器の点火安全装置。