JP3535941B2 - 自動消火装置 - 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、テーブルこんろ等
の燃焼器具に設けられ、例えば鍋底温度の過熱時や地震
時、タイマー作動時等の所望のタイミングでガスバーナ
を消火可能な自動消火装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の自動消火装置の一例を図１１に示
す。この自動消火装置４０は、テーブルこんろの天ぷら
火災防止用として構成されており、鍋底温度を検知して
作動する。まずこんろ部の中央に突出するホルダー４１
内で、鍋底に接触するキャップ４２の裏面には、感温フ
ェライト４３が設けられ、その感温フェライト４３に
は、下方に作動軸４４を連結した磁石４５が吸着してい
る。又作動軸４４は、戻しバネ４８によって下方へ付勢
されると共に、その下端には、ガスバーナへのガス流路
を開弁するマグネット電磁弁５０のコイルと、ガスバー
ナ近傍に配置される熱電対５１とを直列接続してなる熱
電回路４９を開閉するマイクロスイッチ４６を連結して
おり、磁石４５が感温フェライト４３に吸着する上限位
置では、マイクロスイッチ４６はスイッチ板４７に当接
してＯＮ状態となる。よって鍋底温度上昇によるキュリ
ー点到達で感温フェライト４３が強磁性から常磁性とな
ることで、戻しバネ４８の付勢力によって磁石４５が感
温フェライト４３から離反し、下方へ落下すると、作動
軸４４と共にマイクロスイッチ４６も下方へ移動してＯ
ＦＦし、熱電回路４９の通電を停止してマグネット電磁
弁５０を閉弁させ、ガスの供給を遮断して自動消火させ
る構成となっている。一方他には、前記作動軸の下端に
ガス流路を直接開閉する弁体を下方（閉弁方向）へ付勢
して設け、同様に感温フェライトの磁性変化によって吸
着していた磁石が離反すると、付勢によって弁体が閉弁
してガス流路を遮断する構成も採用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記自動消火装置にお
いて、前者のものは、熱電回路４９の回路抵抗が合わせ
て５０ｍΩ程度とかなり小さく、マイクロスイッチ４６
の接点抵抗の変化、即ち接触抵抗の増加により、点火不
良や火力の絞り性能の悪化といった燃焼器具自体の性能
に影響を及ぼす不具合が生じてしまう。又同様に後者の
ものも、ガス流路を直接開閉する構造のため、弁体に高
いシール荷重が必要となり、閉弁方向の付勢力を大きく
している。しかし逆にその付勢力に抗して感温フェライ
トに吸着できるように磁石の磁力を大きくする必要があ
るため、センサーの作動性能が悪くなる。

【０００４】そこで請求項１，２に記載する本発明の目
的は、熱電回路の回路抵抗の変動を抑え、器具性能の劣
化を生じさせずに、好適な作動性能を維持できる自動消
火装置を簡単な構成で提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の第一発明は、ガス流路に配置した電磁弁
の励磁コイルを、ガスバーナの近傍に配置される熱電素
子と接続し、前記熱電素子の熱起電力により、強制的に
開弁させた前記電磁弁を吸着開弁保持させて、前記ガス
バーナへのガス供給を維持する熱電回路を備え、その熱
電回路にコイルを組み込むと共に、そのコイルに対して
相対的に接近又は離反可能な磁石を設けて、前記コイル
又は磁石に、所望のタイミングで前記相対的な接近又は
離反運動をさせることで、前記コイルに前記熱電素子に
よる熱起電力と逆方向の誘導起電力を誘起させ、その逆
電流により前記電磁弁への順電流を減少させて電磁弁を
閉弁可能とすると共に、前記逆電流により前記電磁弁へ
供給される電流が、逆電流側での閉弁レベルを超えない
ように逆電流の値を調整したことを特徴とするものであ
る。又上記目的を達成するために、請求項２の第二発明
は、ガス流路に配置した電磁弁の鉄心に２つの励磁コイ
ルを巻回して、一方の励磁コイルをガスバーナの近傍に
配置される熱電素子と接続し、その熱電素子の熱起電力
により、強制的に開弁させた前記電磁弁を吸着開弁保持
させ、前記ガスバーナへのガス供給を維持する熱電回路
を構成する一方、他方の励磁コイルを、別のコイルに接
続すると共に、そのコイルに対して相対的に接近又は離
反可能な磁石を設けて、前記コイル又は磁石に、所望の
タイミングで前記相対的な接近又は離反運動をさせるこ
とで、前記コイルに誘導起電力を誘起させて前記他方の
励磁コイルに通電し、前記一方の励磁コイルによる励磁
と逆方向に励磁させて、その逆起磁力により前記電磁弁
の吸着力を減少させて電磁弁を閉弁可能とすると共に、
前記逆起磁力により前記電磁弁に発生する合成起磁力
が、逆起磁力側での閉弁レベルを超えないように逆起磁
力の値を調整したことを特徴とするものである。

【０００６】又請求項３の発明は、請求項１又は２の目
的に加えて、特にテーブルこんろの天ぷら火災防止に好
適な自動消火装置を構成するために、前記磁石を、温度
センサとして所定の箇所に設けられた感温フェライトに
吸着する第二の磁石に連結部材を介して連結し、前記コ
イル又は磁石の相対的な接近又は離反運動とそのタイミ
ングを、前記感温フェライトの温度上昇に伴う磁性の変
化に応じて、前記第二の磁石が前記感温フェライトから
離脱する作動により得るものとしたことを特徴とする。
又請求項４の発明は、請求項３の目的に加えて、自動消
火装置のセットのし忘れを解消するために、前記ガスバ
ーナの点火操作に連動して前記第二の磁石を前記感温フ
ェライトとの吸着位置へ復帰させるリセット機構を設け
たことを特徴とするものである。又請求項５の発明は、
請求項１〜４の目的に加えて、逆電流や逆起磁力を効果
的に利用するために、前記熱電回路に、前記磁石又はコ
イルの相対的な接近又は離反運動に連動して閉成し、前
記熱電素子の両端を短絡させるスイッチを設けたことを
特徴とするものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づいて説明する。図１はテーブルこんろに構成した自
動消火装置の説明図で、自動消火装置１は、点滅器本体
２に組み込まれ、点火ボタン３の矢印方向へのプッシュ
動作によって強制的に開弁してバーナ本体４へのガス流
路を開放するマグネット電磁弁６と、バーナヘッド５の
中央を貫通して上方に突出する温度センサ７と、バーナ
ヘッド５の近傍に配置され、炎を感知して熱起電力をマ
グネット電磁弁６へ供給する熱電対８とから構成され
る。まず温度センサ７の詳細を図２に示す。テーブルこ
んろ内部の固定板９に立設された筒状の支柱１０には、
感熱キャップ１１を上部に披着すると共に、その裏面に
感温フェライト１２を収納した筒状のホルダー１３が、
上下にスライド可能に外嵌されている。このホルダー１
３は、前記感温フェライト１２と支柱１０上部の拡開部
１０ａとの間に設けられた圧縮スプリング１４によって
上方へ付勢され、ホルダー１３の内面に突設したストッ
パ１３ａと前記拡開部１０ａとの係止により、その上限
位置を規制されるものである。又支柱１０の内部には、
フェライト磁石１５を上端に把持する筒状のヨーク１６
が設けられ、そのヨーク１６の下方には作動軸１７が連
結されている。この作動軸１７は、下方のフランジ１８
と前記固定板９との間に設けられた戻しバネ１９によっ
て下方へ付勢されており、感温フェライト１２の温度が
キュリー点（例えば２５０℃）到達前の強磁性体の時
は、フェライト磁石１５が吸着し、作動軸１７は戻しバ
ネ１９の付勢に抗してヨーク１６と共に上限位置にあ
り、感温フェライト１２の温度がキュリー点に到達して
常磁性体となった時は、戻しバネ１９の付勢力が上回っ
てフェライト磁石１５は感温フェライト１２から離反
し、ヨーク１６と共に作動軸１７は落下するものとな
る。更に作動軸１７におけるヨーク１６の下方位置に
は、極性を上下に配置したネオジウム磁石２１が一体に
装着されている。尚この作動軸１７とヨーク１６との連
結は、抜け止め部１７ａを形成した作動軸１７の上部を
ヨーク１６内に挿着してなされるが、ヨーク１６上方の
仕切板１６ａと抜け止め部１７ａとの間に設けた補正バ
ネ２０によって、軸方向で互いに離反する向きへ付勢さ
れる。又ここでは支柱１０とヨーク１６は非磁性体で形
成されている。そして支柱１０の外面で、固定板９との
取り付け際には、コイル２２が巻回されている。このコ
イル２２を加えて、ここでは図１下部に示す通り、前記
熱電対８とマグネット電磁弁６内の励磁コイル６ａとを
夫々直列に接続して、熱電回路２３を構成している。

【０００８】以上の如く構成された自動消火装置１にお
いては、こんろ部の五徳に鍋等をセットすると、ホルダ
ー１３が圧縮スプリング１４の付勢に抗して押し下げら
れ、感熱キャップ１１が鍋底に密着して鍋底温度が感温
フェライト１２へ伝わる。感温フェライト１２の温度が
キュリー点に到達しない通常時は、前述のようにフェラ
イト磁石１５が感温フェライト１２に吸着して、作動軸
１７を図２の位置に保持し、ネオジウム磁石２１は、コ
イル２２の上方に位置する。そして点火ボタン３のプッ
シュ操作によってマグネット電磁弁６が強制的に開弁さ
れ、ガスバーナが点火されると、炎を感知した熱電対８
の熱起電力により熱電回路２３が通電し、マグネット電
磁弁６のコイル６ａへ吸着電流が流れて、マグネット電
磁弁６は開弁保持される。ここで立ち消えが発生する
と、熱電対８の熱起電力低下により、熱電回路２３の通
電が停止してマグネット電磁弁６は閉弁する。一方、鍋
底温度が上昇して温度センサ７における感温フェライト
１２がキュリー点に達すると、その磁性が強磁性体から
常磁性体へ変化するため、戻しバネ１９の付勢力によっ
てフェライト磁石１５が感温フェライト１２から離脱
し、図３のように作動軸１７と共に下方へ落下する。す
ると作動軸１７と一体のネオジウム磁石２１も支柱１０
内を落下してコイル２２へ接近するが、このネオジウム
磁石２１の移動に伴って変化する磁束がコイル２２と交
差し、コイル２２の両端に起電力を誘起させることにな
る。この誘導起電力による電流は、熱電対８の熱起電力
によるマグネット電磁弁６への吸着電流とは逆方向へ流
れる設定（コイル２２の巻き方向やネオジウム磁石２１
の極性等によって設定される）となっており、これによ
って熱電回路２３における吸着電流が減少してマグネッ
ト電磁弁６は閉弁し、ガスの供給が停止して自動消火す
るのである。

【０００９】この作動を図４のグラフで説明する。同図
は上記自動消火装置作動時のマグネット電磁弁６への吸
着電流の時間による変化を示す（吸着時の順電流を上
側、逆電流を下側に示す）もので、作動軸１７の落下、
即ちネオジウム磁石２１の落下が始まったＰ点から、磁
束の交差による逆電流の発生によって、順電流は減少し
て吸着レベルを下回り、開弁維持可能な下限値である離
脱レベル（ａ点）に達し、０となる。そしてそのまま逆
電流の増加によって逆電流側のレベルが上昇し、逆の離
脱レベルから吸着レベル（ｂ点）を超えた後、ネオジウ
ム磁石２１の停止に伴う逆電流の減少によって、再び順
電流側へ移行して元のレベルに復帰する。即ち吸着電流
が、順側の離脱レベル（ａ点）から逆側の吸着レベル
（ｂ点）まで移行する時間ｔ₁ の間で、マグネット電磁
弁６は閉弁するのである。又ここで閉弁しなくても、逆
電流が減少して逆側の離脱レベル（ｃ点）から順側の吸
着レベル（ｄ点）まで達する間の時間ｔ₂ によっても閉
弁し得ることになる。尚ここでは逆電流の増加によって
逆側の吸着レベル（ｂ点）を超えた値まで達している
が、この超えた逆電流値によってもマグネット電磁弁６
は吸着し得るため、点線αで示すように下限値を逆側の
離脱レベルまでに止めるのが望ましい。これにより、順
側の離脱レベル（ａ点）から再び順側の吸着レベル（ｄ
点）に達するまでの時間ｔ₃ がマグネット電磁弁６の離
脱し得る時間となり、閉弁時間を長く確保できてより確
実となる。

【００１０】そして本形態の自動消火装置１には、先の
図１に示すように点火ボタン３のプッシュ動作に連動し
て軸方向にスライドする連結軸２４が設けられており、
その先端には、連結軸２４のスライドによって回転する
偏心カム２５が、前記作動軸１７の下方位置で軸着（Ｏ
₁ に示す）されている。この偏心カム２５は、右回りで
周方向に沿って徐々に回転中心Ｏとの距離が長くなるカ
ム周面２５ａを形成しており、図５（Ａ）の消火状態か
ら点火ボタン３のプッシュ操作により連結軸２４が右方
向へスライドすると、偏心カム２５は左回転して、感温
フェライト１２から離れて落下している作動軸１７をカ
ム周面２５ａに沿って押し上げ、点火ボタン３の押し切
り状態では同図（Ｂ）のように、回転中心Ｏから最も離
れた位置まで押し上げる。即ちここで、押し上げられた
フェライト磁石１５が再び感温フェライト１２に吸着す
るのである。そして点火ボタン３を放した燃焼状態で
は、連結軸２４の若干の後退により、同図（Ｃ）のよう
に、フェライト磁石１５の吸着により当該位置を維持さ
れる作動軸１７を残して僅かに左回転し、カム周面２５
ａを作動軸１７の下方から回避させて、自動消火の際に
は同図（Ｄ）の如く作動軸１７が落下できるようになっ
ている。尚ここで点火ボタン３をプッシュ操作（消火）
すると、連結軸２４は後退して同図（Ａ）の消火位置に
戻る。よってこの構成により、点火操作時には必ず温度
センサ７のフェライト磁石１５が感温フェライト１２に
吸着するリセット状態に強制的に設定されることにな
り、自動消火装置は確実にセットできるのである。尚こ
のリセット時には、ヨーク１６は補正バネ２０によって
上方へ突出するため、五徳に載置した鍋底形状によって
ホルダー１３の上下位置が変わっても、或は鍋が載置さ
れずにホルダー１３が上限位置にあっても、フェライト
磁石１５は感温フェライト１２へ確実に吸着する。ちな
みに図１における作動軸１７の位置は、中心線の左側が
偏心カム２５による押し上げ位置、右側が偏心カム２５
の回避に伴い、補正バネ２０に抗した戻しバネ１９の付
勢による押し下げ位置である。

【００１１】又上記実施の形態ではネオジウム磁石２１
を移動させて誘導起電力を得たが、逆にネオジウム磁石
２１を下方に固定し、コイル２２を作動軸１７と一体に
落下させる構成としても良く、同様に磁石やコイルを互
いに近づけるものでなく、接近位置から互いに遠ざける
ことでも誘導起電力を得ることができる。更に磁石の形
状も、上下に長い棒磁石を採用したり、例えば図６のよ
うに、中心の棒体２７と、その周壁２８に夫々極性を付
与した筒状の磁石２６を用いて、図７の如く作動軸１７
の下端に連結し、下方にセットしたコイル２２に対し
て、棒体２７を挿入或は離脱させるようにすれば、磁束
密度が大きくなって誘導起電力を効果的に得られる。そ
の他誘導起電力を効果的に得るには、コイルの巻数を増
やしたり、磁石の形状を変更したり、又コイルの回りを
鉄等の強磁性体で囲んだりする等が考えられるが、図８
に示す熱電回路２３ａの如く、熱電対８の両端をマイク
ロスイッチ２９で短絡し、作動軸１７の落下時にフラン
ジ１８等との当接でこれをＯＮさせるようにすれば、マ
グネット電磁弁６へ流れる電流を減少させることがで
き、少ない逆電流でも効果的にマグネット電磁弁６の閉
弁が可能となる。

【００１２】そして上記実施の形態では、熱電回路２３
に温度センサ７のコイル２２を直列に接続したものであ
るが、本発明は、コイルに対する磁石の磁束の変化によ
って誘導起電力を得て電磁弁を閉弁させる趣旨であるた
め、その目的が達成されるものであれば、図９，１０に
示すような構成も可能である。即ち、マグネット電磁弁
６の鉄心３０に、励磁コイル６ａと、その励磁コイル６
ａと逆巻きの逆励磁コイル３１とを夫々巻回し、図１０
の如く、励磁コイル６ａを熱電対８と直列接続して熱電
回路２３ｂを構成する一方、逆励磁コイル３１を温度セ
ンサ７のコイル２２と直列に接続するのである。よって
ここでは、作動軸１７の落下によるコイル２２の誘導起
電力により、マグネット電磁弁６に熱電回路２３ｂの通
電による起磁力と逆方向の起磁力が生じ、弁体３３を連
結する吸着片３２への吸着力が減少し、弁体３３が閉弁
することになる。この構成によれば、熱電回路２３ｂに
コイル２２を組み込むこともなくなり、回路抵抗の変動
を抑えて器具の性能への影響をより好適に防止できる。
勿論この構成においても、図４で説明したように、合成
起磁力を逆起磁力側での閉弁レベルを超えないように設
定すれば、閉弁時間を長く確保できる。又マグネット電
磁弁の構造と回路構成を除いて図１と同じ態様であるた
め、上記偏心カム２５や短絡のためのマイクロスイッチ
２９等の採用も適宜可能で、同じ作用効果が得られる。

【００１３】一方上記では、テーブルこんろにおいて温
度センサと関連させて、天ぷら火災防止に効果的な自動
消火装置を説明したが、振動センサやタイマー等と関連
させることで、地震消火装置やタイマー消火装置等、所
望のタイミングで消火する自動消火装置を任意に構成で
きる。

【００１４】

【発明の効果】以上請求項１及び２の発明によれば、熱
電素子と電磁弁とで構成される熱電回路における回路抵
抗の変動を少なくして、点火不良、絞り特性の悪化とい
った器具性能への影響をなくし、所望のタイミングで確
実に消火する信頼性の高い自動消火装置を簡単に構成可
能となる。特に、逆電流や逆起磁力の調整により、電磁
弁が閉弁する電流や起磁力レベルを時間的に長く確保で
き、自動消火の確実性をより向上させることができる。
又請求項３の発明によれば、請求項１又は２の効果に加
えて、従来の温度センサと組み合わせて、所望の温度で
消火する自動消火装置が簡単に構成でき、特にテーブル
こんろの天ぷら火災防止用として好適となる。又請求項
４の発明によれば、請求項３の効果に加えて、リセット
機構によって点火操作時には第二の磁石が感温フェライ
トに吸着する作動が常に得られ、自動消火装置を確実に
作動可能状態にセット可能となる。又請求項５の発明に
よれば、請求項１〜４の効果に加えて、スイッチによっ
て熱電素子が短絡され、電磁弁への電流が少なくなるた
め、小さい逆電流や逆起磁力でも効果的に自動消火可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】自動消火装置の概略図である。

【図２】温度センサの説明図である。

【図３】温度センサの作動状態を示す説明図である。

【図４】自動消火作動時のマグネット電磁弁への電流の
変移を示すグラフである。

【図５】（Ａ）偏心カムの作動を示す説明図である。 （Ｂ）偏心カムの作動を示す説明図である。 （Ｃ）偏心カムの作動を示す説明図である。 （Ｄ）偏心カムの作動を示す説明図である。

【図６】磁石の形態の変更例を示す説明図である。

【図７】磁石の形態の変更例を示す説明図である。

【図８】自動消火装置の変更例を示す概略図である。

【図９】第二発明におけるマグネット電磁弁の説明図で
ある。

【図１０】第二発明の自動消火装置の回路図である。

【図１１】従来の自動消火装置の説明図である。

【符号の説明】

１・・自動消火装置、３・・点火ボタン、６・・マグネ
ット電磁弁、７・・温度センサ、８・・熱電対、１２・
・感温フェライト、１５・・フェライト磁石、１７・・
作動軸、２１・・ネオジウム磁石、２２・・コイル、２
３・・熱電回路、２５・・偏心カム。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−132540（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−217714（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−145366（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−28877（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−121346（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−101246（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−114201（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F23N 5/24 F23N 1/00 F23N 5/10

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガス流路に配置した電磁弁の励磁コイル
   を、ガスバーナの近傍に配置される熱電素子と接続し、
   前記熱電素子の熱起電力により、強制的に開弁させた前
   記電磁弁を吸着開弁保持させて、前記ガスバーナへのガ
   ス供給を維持する熱電回路を備え、その熱電回路にコイ
   ルを組み込むと共に、そのコイルに対して相対的に接近
   又は離反可能な磁石を設けて、前記コイル又は磁石に、
   所望のタイミングで前記相対的な接近又は離反運動をさ
   せることで、前記コイルに前記熱電素子による熱起電力
   と逆方向の誘導起電力を誘起させ、その逆電流により前
   記電磁弁への順電流を減少させて電磁弁を閉弁可能とす
   ると共に、前記逆電流により前記電磁弁へ供給される電
   流が、逆電流側での閉弁レベルを超えないように逆電流
   の値を調整したことを特徴とする自動消火装置。
2. 【請求項２】 ガス流路に配置した電磁弁の鉄心に２つ
   の励磁コイルを巻回して、一方の励磁コイルをガスバー
   ナの近傍に配置される熱電素子と接続し、その熱電素子
   の熱起電力により、強制的に開弁させた前記電磁弁を吸
   着開弁保持させ、前記ガスバーナへのガス供給を維持す
   る熱電回路を構成する一方、他方の励磁コイルを、別の
   コイルに接続すると共に、そのコイルに対して相対的に
   接近又は離反可能な磁石を設けて、前記コイル又は磁石
   に、所望のタイミングで前記相対的な接近又は離反運動
   をさせることで、前記コイルに誘導起電力を誘起させて
   前記他方の励磁コイルに通電し、前記一方の励磁コイル
   による励磁と逆方向に励磁させて、その逆起磁力により
   前記電磁弁の吸着力を減少させて電磁弁を閉弁可能とす
   ると共に、前記逆起磁力により前記電磁弁に発生する合
   成起磁力が、逆起磁力側での閉弁レベルを超えないよう
   に逆起磁力の値を調整したことを特徴とする自動消火装
   置。
3. 【請求項３】 前記磁石を、温度センサとして所定の箇
   所に設けられた感温フェライトに吸着する第二の磁石に
   連結部材を介して連結し、前記コイル又は磁石の相対的
   な接近又は離反運動とそのタイミングを、前記感温フェ
   ライトの温度上昇に伴う磁性の変化に応じて、前記第二
   の磁石が前記感温フェライトから離脱する作動により得
   るものとした請求項１又は２に記載の自動消火装置。
4. 【請求項４】 前記ガスバーナの点火操作に連動して前
   記第二の磁石を前記感温フェライトとの吸着位置へ復帰
   させるリセット機構を設けた請求項３に記載の自動消火
   装置。
5. 【請求項５】 前記熱電回路に、前記コイル又は磁石の
   相対的な接近又は離反運動に連動して閉成し、前記熱電
   素子の両端を短絡させるスイッチを設けた請求項１乃至
   ４の何れかに記載の自動消火装置。