JP3158094B2 - ガス加熱器具の安全装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、都市ガスやプロパ
ンガスのような燃料ガスを燃焼させるガス加熱器具にお
いて、燃焼ガスの供給路上に安全弁を設けたガス加熱器
具の安全装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ガスコンロやオーブンのよう
なガス調理器具、風呂用のガス釜、ガスストーブなどの
ガス加熱器具では、燃料ガスの供給路上に安全弁を設
け、燃焼異常時には安全弁を遮断することによってガス
漏れや不完全燃焼による事故を防止することが考えられ
ているこの種の安全装置は、例えば図３に示すように、
電池と定電圧回路とで定電圧電源１０を構成し、一定電
圧を安全弁Ｂに印加している。また、定電圧電源１０と
安全弁Ｂとの間には直列接続された一対のトランジスタ
Ｑ₁，Ｑ₂と抵抗Ｒとの直列回路が挿入されている。制御
部ＣＮは、図示していないセンサにより燃焼異常が検出
されると両トランジスタＱ₁，Ｑ₂をオフすることによっ
て、安全弁Ｂを遮断する。ここに、安全弁Ｂには電磁弁
が用いられており、電磁弁では開放させる際に必要な感
動電流に比較して開放状態を維持するのに必要な保持電
流は小さいものであるから、安全装置での電力消費を少
なくするために保持電流をできるだけ小さくすることが
考えられている。

【０００３】ところで、この種の安全弁Ｂは異常発生時
に遮断することが保証されていなければならないから、
上述のように電磁弁よりなる安全弁Ｂの励磁コイルへの
定電圧電源１０からの給電経路には上述の２つのトラン
ジスタＱ₁，Ｑ₂のコレクタ・エミッタ間が直列に接続さ
れ、いずれか一方のトランジスタＱ₁，Ｑ₂が何らかの原
因で短絡したとしても、他方のトランジスタＱ₁，Ｑ₂を
オフにすることで、安全弁Ｂを遮断できるようにしてあ
る。

【０００４】上記構成の安全装置では、安全弁Ｂの励磁
コイルへ流れる電流を安定にすることができる。しかし
ながら、定電圧回路として低電圧で動作する定電圧ＩＣ
を使用した場合、安全弁Ｂの数だけ定電圧ＩＣを必要と
し、コストが高くなってしまうという不具合があった。

【０００５】この種の不具合を解決するために、図４に
示すように、定電圧電源１０の替わりに電池からなる電
源Ｅを用い電源Ｅから安全弁Ｂへの給電経路に挿入され
た２つのトランジスタＱ₁，Ｑ₂のうちの一方をオンオフ
制御することにより安全弁Ｂへの供給電流を制御するこ
とが考えられている。

【０００６】なお、図４に示す安全装置には電源Ｅの電
圧を検出する電圧検出部２が設けられており、制御部Ｃ
Ｎは、電圧検出部２による検出電圧に基づいて２つのト
ランジスタＱ₁，Ｑ₂のうちの一方をオンオフ制御する。
ここにおいて、２つのトランジスタＱ₁，Ｑ₂と抵抗
Ｒ₁₁，Ｒ₁₂，Ｒ₂₁，Ｒ₂₂と抵抗Ｒとで電流制御部を構成
している。

【０００７】ところで、ガスコンロのようなガス加熱器
具では、調理容器の底に接触させる温度センサによる検
出温度に基づいて調理容器の温度を調整する目的で、燃
焼装置１による火力を段階的（例えば、大火、小火）に
切り換えるためのバイパスおよびバイパス上に配置され
る自己保持型の電磁弁よりなる負荷を備えたものが提供
されている。ここに、負荷は制御部ＣＮからの駆動信号
によりオンオフ制御され、電源Ｅから給電される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図４に
示した従来構成では、電源Ｅの電圧を電圧検出部２によ
り検出し制御部ＣＮにて電圧検出部２による検出電圧を
読み取った後にオンオフ制御を行っているので、電源Ｅ
の電圧が一時的に急激に低下した場合、安全弁Ｂに供給
される電流が保持電流を下回り、燃焼異常が発生してい
ないにもかかわらず安全弁Ｂの遮断に至ることがあっ
た。このような例を図５を参照して説明する。図５
（ａ）は電圧検出部２により検出される電源Ｅの電圧
を、同図（ｂ）は図示しない電源スイッチのオンオフ状
態を、同図（ｃ）は安全弁Ｂに供給される電流を、同図
（ｄ）は制御部ＣＮから負荷へ駆動信号を、それぞれ示
す。図５（ｂ）に示すように電源スイッチがオンされる
と、図５（ａ）に示すように電圧検出部２により電源Ｅ
の電圧が検出され、制御部ＣＮによりトランジスタ
Ｑ₁，Ｑ₂のうちの一方がオンオフ制御される（他方はオ
ン）ことによって図５（ｃ）に示すように安全弁Ｂに電
流が供給され燃焼が開始される。その後、図５（ｄ）に
示すように負荷に駆動信号を与えると（単一のパルス電
流）、図５（ａ）に示すように電源Ｅの電圧が降下する
が、制御部ＣＮは電圧検出部２による検出電圧を読み取
った後に電流制御部３を制御するので、安全弁Ｂへ供給
される電流が安全弁Ｂの保持電流を下回ることがあっ
た。このような過程において、安全弁Ｂに流れる電流が
一時的に減少した際に保持電流を下回ると、その時点で
安全弁Ｂが遮断されるという不具合が発生するのであ
る。

【０００９】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、電源の電圧が一時的に急激に低下し
た場合に安全弁が遮断されるのを防ぐことができるガス
加熱器具の安全装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、上記
目的を達成するために、燃焼装置への燃料ガスの供給路
上に配置された電磁弁よりなる安全弁と、電源から安全
弁への給電路に挿入され安全弁への供給電流を可変とす
る電流制御部と、電源の電圧を検出する電圧検出部と、
電圧検出部による検出電圧に基づいて安全弁の開放状態
を維持するのに必要な保持電流が安全弁へ供給されるよ
うに電流制御部を制御する制御部と、制御部により制御
されて電源から給電される負荷とを備え、制御部は、負
荷を制御する直前に、安全弁への供給電流を増加させる
ように電流制御部を制御することを特徴とするものであ
り、負荷を動作させる直前に、安全弁に供給される電流
が大きくなるので、負荷の動作に伴って電圧検出部によ
り検出される電圧が低下しても安全弁の保持電流を確保
することができ、燃焼時に負荷を動作させたことにより
安全弁が遮断されるという不具合の発生を防止すること
ができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本実施形態では、図１に示すよう
に、ガスバーナよりなり燃料ガスを燃焼させる燃焼装置
１への燃焼ガスの供給路上に電磁弁よりなる安全弁Ｂを
設けてある。安全弁Ｂへの電源Ｅからの給電路上には、
安全弁Ｂへの供給電流を制御する電流制御部３が挿入さ
れている。また、電源Ｅの電圧を検出する電圧検出部２
を設けてある。制御部ＣＮは電圧検出部２による検出電
圧に基づいて電流制御部２を制御する。ここに、電源Ｅ
には電池電源を用いている。さらに、具体的に説明す
る。電流制御部３は、図４に示した従来構成における２
個のトランジスタＱ₁，Ｑ₂と抵抗Ｒ₁₁，Ｒ₁₂，Ｒ₂₁，Ｒ
₂₂と抵抗Ｒとからなる。すなわち、安全弁Ｂの励磁コイ
ルには抵抗Ｒが直列接続され、両トランジスタＱ₁，Ｑ₂
のエミッタ・コレクタ間と抵抗Ｒとの直列回路が電源Ｅ
と安全弁Ｂの励磁コイルとの間に挿入されている。

【００１２】また、電流制御部３と電圧検出部２との接
続点と、電源Ｅとの間には燃焼装置１の点火、消火の操
作に連動する電源スイッチＳＷが挿入されている。制御
部ＣＮは、マイクロコンピュータであって、電源Ｅによ
り給電され、上述のように電圧検出部２による検出電圧
に基づいて電流制御部３を制御するようになっている。
また、図示していないが、電源投入に伴って制御部ＣＮ
をリセットするリセット回路が設けられている。さら
に、制御部ＣＮには、自己保持型の電磁弁よりなる負荷
５が接続されており、制御部ＣＮは負荷５のオンオフを
制御する機能を備えている。ここに、負荷５は、電源ス
イッチＳＷを介して電源Ｅに接続されている。本実施形
態の安全装置は、ガスコンロに設けられるものであっ
て、調理容器の底に接触させる温度センサによる検出温
度に基づいて調理容器の温度を調整する目的で、燃焼装
置１による火力を段階的（例えば、大火、小火）に切り
換えるためのバイパス上に負荷５が配置される。要する
に、制御部ＣＮは温度センサによる検出温度に基づいて
負荷５を制御する。

【００１３】次に、制御部ＣＮの動作について図２を参
照しながら説明する。まず、図２（ｂ）に示すように電
源スイッチＳＷがオンになると、リセット回路により制
御部ＣＮがリセットされ、制御部ＣＮでは電流制御部３
の両トランジスタＱ₁，Ｑ₂を同時にオンにする。この状
態では、安全弁Ｂに対して直流電圧が印加される。そし
て、制御部ＣＮは、安全弁Ｂを開放状態に維持するのに
必要な保持電流が流れるように、電流制御部３を構成す
るトランジスタＱ₁，Ｑ₂の一方をＰＷＭ制御によりスイ
ッチングさせる（すなわち、一定周期でスイッチングさ
せ、オンデューティを変化させる）。したがって、安全
弁Ｂには図２（ｃ）に示すように保持電流よりも大きな
ほぼ一定の電流Ｉ₁が供給される。ただし、この電流Ｉ₁
は保持電流以上であればよく、電流Ｉ₁の値が小さいほ
ど電源Ｅ（電池）の寿命が長くなる。

【００１４】上述のようにして電源投入時には、両トラ
ンジスタＱ₁，Ｑ₂を連続的にオンにして感動電流を流す
ことにより安全弁Ｂを開放させ、安全弁Ｂが開放された
後には電流Ｉ₁が安全弁Ｂの励磁コイルに流れるように
両トランジスタＱ₁，Ｑ₂の一方をスイッチングすること
で、安全弁Ｂの開放状態の維持に必要な保持電流を流す
ようにしている。

【００１５】その後、制御部ＣＮは、負荷５をオン制御
するための駆動信号を出力する前に、図２（ｃ）に示す
ように安全弁Ｂに供給される電流が上述の電流Ｉ₁より
も大きな電流Ｉ₄になるように電流制御部３の両トラン
ジスタＱ₁，Ｑ₂の一方をスイッチングさせる。ここに、
電流Ｉ₄の大きさは負荷５がオンした際に安全弁Ｂに供
給される電流が保持電流を確保できるような値に設定さ
れる。本実施形態では、制御部ＣＮは、負荷５をオン制
御する直前に、負荷５がオンした直後に安全弁Ｂに供給
される電流が上述の電流Ｉ₁よりも大きな電流Ｉ₂（Ｉ₁
≦Ｉ₂＜Ｉ₄）になるように、電流制御部３を制御する。
その後、制御部ＣＮは、図２（ｄ）に示すような負荷５
をオン制御する駆動信号を出力（例えば、０．１秒間の
みパルス的に電流を流す）して負荷５をオンさせる。す
ると、電源Ｅから負荷５へ負荷電流が流れるので、この
負荷電流と電池の内部抵抗とにより電圧降下が生じて電
圧検出部２により検出される電圧が図２（ａ）に示すよ
うに急激に低下し、電源Ｅから安全弁Ｂに供給される電
流はＩ₄からＩ₂まで低下するが、保持電流よりも低下す
ることはない。

【００１６】その後、制御部ＣＮが電圧検出部２による
検出電圧に基づいて電流制御部３を制御することによ
り、安全弁Ｂに流れる電流が図２（ｃ）に示すようにＩ
₁となる。そして、図２（ｄ）に示すように制御部ＣＮ
から負荷５への駆動信号がＬレベルになると、負荷電流
は流れなくなるので、電圧検出部２による検出電圧は図
２（ａ）に示すように、負荷５がオンする前の値に戻
る。ここにおいて、安全弁Ｂに供給される電流は、負荷
５への駆動信号がＬレベルになった直後は図２（ｃ）に
示すように一時的に大きくなるが制御部ＣＮが電圧検出
部２による検出電圧に基づいて電流制御部３を制御する
ことによりＩ₁となる。

【００１７】しかして、本実施形態の安全装置では、負
荷５の動作に伴って電圧検出部２による検出電圧が低下
しても安全弁Ｂの保持電流を確保することができるか
ら、燃焼時に負荷５を動作させたことにより安全弁Ｂが
遮断されるという不具合の発生を防止することができ、
しかも不必要に大きな保持電流を流す事がなく、結果的
に電源Ｅの寿命が長くなるのである。

【００１８】

【発明の効果】請求項１の発明は、燃焼装置への燃料ガ
スの供給路上に配置された電磁弁よりなる安全弁と、電
源から安全弁への給電路に挿入され安全弁への供給電流
を可変とする電流制御部と、電源の電圧を検出する電圧
検出部と、電圧検出部による検出電圧に基づいて安全弁
の開放状態を維持するのに必要な保持電流が安全弁へ供
給されるように電流制御部を制御する制御部と、制御部
により制御されて電源から給電される負荷とを備え、制
御部は、負荷を制御する直前に、安全弁への供給電流を
増加させるように電流制御部を制御するので、負荷を動
作させる直前に安全弁に供給される電流が大きくなり、
負荷の動作に伴って電圧検出部により検出される電圧が
低下しても安全弁の保持電流を確保することができるか
ら、燃焼時に負荷を動作させたことにより安全弁が遮断
されるという不具合の発生を防止することができるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１を示すブロック図である。

【図２】同上の動作説明図である。

【図３】従来例を示す回路図である。

【図４】他の従来例を示す回路図である。

【図５】同上の動作説明図である。

【符号の説明】

１ 燃焼装置 ２ 電圧検出部 ３ 電流制御部 ５ 負荷 Ｅ 電源 ＣＮ 制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−253053（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F23N 5/24 110

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃焼装置への燃料ガスの供給路上に配置さ
   れた電磁弁よりなる安全弁と、電源から安全弁への給電
   路に挿入され安全弁への供給電流を可変とする電流制御
   部と、電源の電圧を検出する電圧検出部と、電圧検出部
   による検出電圧に基づいて安全弁の開放状態を維持する
   のに必要な保持電流が安全弁へ供給されるように電流制
   御部を制御する制御部と、制御部により制御されて電源
   から給電される負荷とを備え、制御部は、負荷を制御す
   る直前に、安全弁への供給電流を増加させるように電流
   制御部を制御することを特徴とするガス加熱器具の安全
   装置。