JP3387662B2 - 燃焼装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、ガスこんろ等の燃焼装
置に関し、詳しくはバーナの燃焼熱を利用して電磁弁等
の電気的負荷を作動させる燃焼装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来から、バーナの燃焼熱を利用して電
気的負荷を作動させる燃焼装置に於いては、電力源とし
ての熱発電素子だけでなく、この発生電力を充電する２
次電池を備えたものが知られている。例えば、特開昭５
２−１２１８３０に示されるように、バーナの燃焼熱を
利用して熱起電力を発生するパワーパイルとその発生電
力を充電する２次電池とを備えたガス冷蔵庫にあって、
その冷蔵庫の庫内照明用ランプを２次電池を以て点灯さ
せる様に構成してある。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た従来の装置において、起動時の電気的負荷を駆動する
電源は２次電池に限られておりその容量が不足すると負
荷は駆動できない。また、電磁弁等のガス制御弁を２次
電池で駆動するものでは、燃焼開始すらできなくなって
しまう。例えば、長期にわたる燃焼装置の不使用期間が
続くと２次電池は、自然放電により必要な容量以下に低
下する。その場合使用者はわざわざ２次電池の充電や交
換といった面倒な処置を施す必要が有った。本発明の燃
焼装置は上記課題を解決し、使用者による使い勝手を良
くすることを目的とする。 【０００４】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の燃焼装置は、燃料ガスを燃焼させるバーナと、上記
バーナの燃焼熱を利用して熱起電力を発生する熱発電素
子と、上記熱起電力で作動する電気的負荷と、上記熱発
電素子の起電力を昇圧回路を介して充電する２次電池と
を備え、少なくとも燃焼開始時には上記充電された電力
により電気的負荷を駆動させる燃焼装置において、上記
２次電池の充電量が少ない時に、上記電気的負荷への電
力供給をバックアップすると共に上記２次電池の充電を
行う１次電池を備え、上記バックアップ動作及び充電動
作を上記燃焼装置の使用中に限って行うことを要旨とす
る。 【０００５】 【０００６】 【０００７】 【作用】上記構成を有する本発明の燃焼装置は、バーナ
の燃焼熱を利用した熱発電素子で熱起電力を発生させ、
その熱起電力により電気的負荷を作動させると共に２次
電池への充電を行う。燃焼開始時は、熱発電素子からの
熱起電力が少ないため２次電池により電気的負荷を駆動
させるが、その２次電池の充電量が少ない場合、１次電
池より電気的負荷への通電と２次電池の充電とを行なう
ので、次回起動時の２次電池の電圧を、ある程度高い値
にできる。しかも、バックアップ動作及び２次電池の充
電を燃焼装置の使用時のみ行うので１次電池の寿命が長
くなる。 【０００８】 【実施例】以上説明した本発明の構成・作用を一層明ら
かにするために、以下本発明の好適な実施例について説
明するが、実施例の説明に先立って、参考例について説
明する。図１は一参考例としてのこんろの概略構成図で
ある。本参考例のこんろは、鍋を加熱するバーナ２と、
バーナ２へ燃料ガスを供給するガス導管５と、ガス流路
を開閉する電磁弁６と、バーナ２の燃焼熱により起電力
を発生する熱電対からなる熱発電素子７と、点火器８
と、電磁弁６及び点火器８を駆動する負荷駆動回路３と
から構成される。 【０００９】負荷駆動回路３は、熱発電素子７の熱起電
力を昇圧する昇圧回路３１と、点火器８を駆動するイグ
ナイター３３と、電磁弁６を開閉する励磁コイル３２
と、それらの負荷を駆動する蓄電池３８と、蓄電池３８
の電圧を検知する電圧検出器３６と、蓄電池をバックア
ップする乾電池３５と、蓄電池３８と乾電池３５との電
源ルートを切り替える切替スイッチ３４と、電流制限抵
抗３７と、各々の電力源から電気的負荷への通電方向を
規制するダイオードＤ３１，Ｄ３２，Ｄ３３と、スイッ
チＳ３１，Ｓ３２，Ｓ３３とから構成される。 【００１０】次に負荷駆動回路３の動作について説明す
る。負荷駆動回路３は、点火レバー（図示略）の操作に
よりスイッチＳ３１，Ｓ３２，Ｓ３３が投入される。こ
のとき、蓄電池３８の電圧が所定電圧以上の場合は、電
圧検知器３６により切替スイッチ３４は、通常のＡ側
（蓄電池３８側）にセットされる。従って、蓄電池３８
より抵抗３７を介してイグナイター３３及び励磁コイル
３２へ電力を供給するので、電磁弁６、点火器８がＯＮ
となり点火が行なわれる。また、同時に昇圧回路３１に
も動作用電力が供給される。こうしてバーナの燃焼によ
り徐々に電力発生した熱発電素子７の起電力は昇圧回路
３１により昇圧される。一方、点火時に、蓄電池３８の
電圧が所定電圧未満の場合は、電圧検知器３６により切
替スイッチ３４がＢ側（乾電池３５側）にセットされ
る。乾電池３５より切替スイッチ３４を介して昇圧回路
３１、イグナイター３３及び励磁コイル３２へ電力を供
給するので、電磁弁６、点火器８がＯＮとなり点火が行
なわれる。 【００１１】燃焼動作は、着火後約１〜３秒を経てスイ
ッチＳ３３をＯＦＦしてイグナイター３３への通電を断
つと共に、乾電池３５あるいは蓄電池３８からの電源供
給路を断つ。従って、昇圧回路３１によって昇圧された
熱発電素子７の熱起電力のみが励磁コイル３２へ供給さ
れる。それと同時に抵抗３７を通して蓄電池３８へも充
電される。消火動作はスイッチＳ３１，Ｓ３２をＯＦＦ
にして励磁コイル３２への電力供給が断たれ電磁弁６が
ＯＦＦとなり消火する。尚、こんろの未使用時はスイッ
チＳ３１，Ｓ３２，Ｓ３３がすべてＯＦＦになるので乾
電池は電気的負荷や蓄電池の充電に使用されない。失火
の場合は熱発電素子７の起電力がなくなり励磁コイル３
２に電流が流れないので、電磁弁６はＯＦＦとなる。 【００１２】以上説明した参考例によれば、バックアッ
プ乾電池３５を設けた為、長期未使用状態が続いて２次
電池電圧３８が低下しても何等支障なく使用出来てメン
テナンス性が良い。また、２次電池３８電圧を検知する
電圧検出器３６と切替スイッチ３４を備え、自動的に電
源を切り替える為、蓄電池の残容量を気にする事なく使
い勝手が良い。未使用時にはバックアップ乾電池３５
は、電気的負荷は勿論のこと蓄電池の充電にも使用され
ないので寿命が長くなる。電源に関する心配がないので
燃料ガスの有るいかなる場所でも使用出来る。また、熱
発電素子７がバーナの失火を検出するセンサと供給電源
を兼ねているため構成が簡単である。 【００１３】次に本発明の実施例としてのこんろについ
て図２を用いて説明する。尚、この実施例は、先の参考
例の負荷駆動回路以外は共通しているので、共通部分に
ついては、同一符号を付して説明を省略する。負荷駆動
回路４は、熱発電素子７の熱起電力を昇圧する昇圧回路
４１と、点火器８を駆動するイグナイター４３と、電磁
弁６を開閉する励磁コイル４２と、それらの負荷を駆動
する蓄電池４８と、順方向電位差が所定電圧（本実施例
では０．３Ｖ）以上になると導通するショットキーダイ
オード４６と、蓄電池４８をバックアップする乾電池４
５と、電流制限抵抗４７と、各電力源から電気的負荷へ
の通電方向を規制するダイオードＤ４１，Ｄ４２と、ス
イッチＳ４１，Ｓ４２，Ｓ４３，Ｓ４４とから構成され
る。本実施例のショットキーダイオード４６は、蓄電池
４８の電圧（正確には抵抗４７の電圧降下も加えた電
圧）が（乾電池４５電圧−０．３Ｖ）未満に低下してい
る時は導通するように設定されている。 【００１４】点火レバー（図示略）を入れて、スイッチ
Ｓ４１，Ｓ４２，Ｓ４３，Ｓ４４を投入した後の動作を
説明する。蓄電池４８の電圧が所定電圧（乾電池４５電
圧ー０．３Ｖ）以上の場合はショットキーダイオード４
６が非導通であり、蓄電池４８から抵抗４７を通して昇
圧回路４１及びイグナイター４３、励磁コイル４２へ電
力を供給して電磁弁６、点火器８がＯＮとなり点火が行
なわれる。同時に昇圧回路４１を駆動して熱発電素子７
の熱起電力の昇圧を開始する。 【００１５】蓄電池４８の電圧が所定電圧（乾電池４５
電圧−０．３Ｖ）未満の場合は、乾電池４５よりショッ
トキーダイオード４６を通して電流が流れる。乾電池か
ら昇圧回路４１、イグナイター４３、励磁コイル４２へ
電力を供給しかつ抵抗４７を通して蓄電池４８へも充電
される。 【００１６】燃焼動作は着火後約１〜３秒を経てスイッ
チＳ４２、Ｓ４３をＯＦＦにしてイグナイター４３への
通電を断つと共に、乾電池４５あるいは蓄電池４８から
の電源供給路を断つ。従って、昇圧回路４１によって昇
圧された熱発電素子７の熱起電力のみが励磁コイル４２
へ供給される。それと同時に抵抗４７を通して蓄電池４
８へも充電される。消火動作は消火時スイッチＳ４１、
Ｓ４４をＯＦＦにして励磁コイル４２への電力供給が断
たれ、電磁弁６がＯＦＦとなり消火する。尚、こんろの
未使用時はスイッチＳ４１，Ｓ４２，Ｓ４３，Ｓ４４が
全てＯＦＦになるので乾電池は電気的負荷や蓄電池の充
電に使用されない。失火の場合は熱発電素子７の起電力
がなくなり励磁コイル４２に電流が流れないので、電磁
弁６はＯＦＦとなる。 【００１７】以上説明した本実施例によれば、参考例の
効果に加えて起動時に乾電池４５から負荷へ電力供給す
ると同時に蓄電池４８への充電を行うことで、次回の起
動時に蓄電池４８の電圧が有る程度高いところで使用で
きるため、昇圧回路自身の効率が良くなり昇圧による負
荷電流が多く取れる。電源に関する心配がないので燃料
ガスの有るいかなる場所でも使用出来る。熱発電素子７
がバーナの失火を検出するセンサと供給電源を兼ねてい
るため構成が簡単である。 【００１８】図３は、蓄電池（２次電池）と乾電池（１
次電池）の経過年数と容量の関係を一般的に知られてい
るニッカド蓄電池、リチウム乾電池、マンガン乾電池の
特性値をもって表したものである。ニッカド蓄電池は、
自然放電により３ヶ月で６０％まで減少して、７ヶ月程
度で起動に必要な最低電圧１０％以下にさがる。リチウ
ム乾電池、マンガン乾電池は、３年を経過してもそれぞ
れ９４％，８５％で自然放電による容量の減少は、蓄電
池のそれと比較して極めて少ない。乾電池の寿命は、使
用回数と経過年数により決まってくるが、バックアップ
による回数は燃焼装置の耐用年数１０〜２０年と推定し
てもせいぜい数１０回程度であり、自然放電分を含めて
も容量は充分足りるので乾電池の交換は不要となる。 【００１９】図４は、２次電池（蓄電池）の充電状態と
電圧の関係を表したものである。燃焼装置の長期未使用
状態が続いて２次電池の容量が減少している場合、熱発
電素子の発生起電力からの充電だけでは充分な容量が得
られない、本発明によれば起動時に１次電池からの電力
も加えられるので２次電池の容量は充分満たされて（発
電装置の起電力＋１次電池からの充電）、次回の起動時
には２次電池の電圧が有る程度高いところで使用できる
ため、昇圧回路の有る場合、回路自身の効率が良くなり
昇圧による負荷電流が多く取れる。これは一般的に昇圧
回路の電源電圧の高い方が、昇圧のスイッチング素子の
ＯＮ抵抗が小さくなる事による。以上本発明の実施例に
ついて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定
されるものではなく、例えば炊飯器，オーブン，ストー
ブ等の商用電源を使用しないガス器具に適用するもので
有っても良く、本発明の要旨を逸脱しない範囲に於い
て、種々なる態様で実施し得る事は勿論である。 【００２０】 【発明の効果】以上詳述したように、本発明の燃焼装置
によれば、長期不使用時に於ける２次電池の電圧低下に
対して従来の様に２次電池の充電、交換、または、外部
電源に頼るといった手間や負担を使用者にかけずに済
む。また、電池の交換が不要の為メンテナンスフリーで
あり、家庭用に好適である。使用ガスエネルギーの一部
を電気エネルギーに変換するものであり省エネルギーと
なる。 【００２１】更に、１次電池から２次電池への充電を行
うことで次回の起動時に２次電池の電圧が有る程度高い
ところで使用できるため、特に昇圧回路自身の効率が良
くなり、昇圧による負荷電流が多く取れ作動が安定す
る。 【００２２】また、１次電池によるバックアップ動作及
び充電動作は使用中に限っているので１次電池の寿命は
長くなる。

【図面の簡単な説明】 【図１】参考例としてのこんろの概略構成図である。 【図２】本実施例に係るこんろの概略構成図である。 【図３】蓄電池と乾電池の経過時間に対する残容量関係
を示すグラフである。 【図４】本発明の実施例に係わる２次電池の充電状態を
示すグラフである。 【符号の説明】 ２…バーナ ５…配管 ６…電磁弁 ７…熱発電素子 ８…点火器 ３１，４１…昇圧回路 ３２，４２…励磁コイル ３３，４３…イグナイター ３４…電圧検知器 ３５，４５…乾電池 ３６…電圧検出器 ４６…ショットキーダイオード ３７，４７…抵抗 ３８，４８…蓄電池

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F23N 5/10 320 F23N 5/24 110 F23Q 3/00 102

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 燃料ガスを燃焼させるバーナと、 上記バーナの燃焼熱を利用して熱起電力を発生する熱発
   電素子と、 上記熱起電力で作動する電気的負荷と、 上記熱発電素子の起電力を昇圧回路を介して充電する２
   次電池とを備え、 少なくとも燃焼開始時には上記充電された電力により電
   気的負荷を駆動させる燃焼装置において、 上記２次電池の充電量が少ない時に、上記電気的負荷へ
   の電力供給をバックアップすると共に上記２次電池の充
   電を行う１次電池を備え、上記バックアップ動作及び充電動作を上記燃焼装置の使
   用中に限って行うこと を特徴とする燃焼装置。