JPH06231663A - 過熱焼損防止具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構造で、燃焼機器等の発熱部分の過熱
を広い範囲で捉えることができるようにする。 【構成】 所定面積を有する基板２上に所定のパターン
で薄膜状に、かつ所定間隔をおいて所定幅の切断部３ｃ
を有するように断続的に導体部３を形成する。切断部３
ｃにより分断される導体部３の導体部片３ｄ同士を接続
するよう薄膜状の低融点金属４を付着する。燃焼機器等
の発熱部分で過熱が生じると、いずれかの低融点金属４
が溶断し、過熱焼損を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は過熱焼損防止具に関し、
特に、燃焼機器、電熱機器等の過熱を広範囲で捉えるこ
とができる過熱焼損防止具に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、給湯器、家庭用ガスレンジ、電気
こたつ等の燃焼機器や電熱機器には、これらの焼損を防
止するため、過熱が生じた場合に所定温度で溶断して電
気回路を遮断させ、ガス供給弁等を遮断動作させたり、
発熱部への通電を遮断する温度ヒューズが取付けられて
いる。そして、かかる温度ヒューズとしては、つめ付き
ヒューズ、筒形ヒューズ等があり、例えば、給湯器であ
れば、温度が高くなり易い熱交換部やバーナー付近に対
応させ、また、電熱機器等では放熱板等に対応させて取
付けられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の温度ヒューズはいずれも発熱部分の大きさに比較
してかなり小さいのが通常であり、本体機器の過熱を部
分的にしか捉えることができなかった。したがって、燃
焼機器等の異常により予期せぬ個所が過熱している場合
に、温度ヒューズの作動が遅れ、燃焼機器等が焼損して
しまう事故などが生じていた。

【０００４】また、図７に示したように、給湯器５００
等の場合には、熱交換部５０１の周囲に５〜１０個の温
度ヒューズ５０５を直列に接続して配設することも行わ
れている。これは、図６に示したように、熱交換部５０
１の壁面５０８に熱応力によって小さな穴５０８ａが穿
たれ、燃焼室内の高温ガスがその穴５０８ａから噴出す
ると、ガスの熱が熱交換部５０１の壁面５０８と給湯器
外板５０７との間に形成される空間に充満して、その空
間内の温度上昇により温度ヒューズ５０５が作動する。
そして、図７に示すガス供給弁５０６が遮断され、バー
ナー５０２ａの燃焼が停止するものである。しかしなが
ら、熱交換部５０１の壁面５０８に穿たれた穴５０８ａ
がきわめて小さい場合には、温度ヒューズ５０５が必ず
しもこの穴５０８ａ付近に配設されているとは限られな
いため、高温ガスが噴出しても給湯器外板５０７を局部
的に過熱するのみで、熱交換部５０１の壁面５０８と給
湯器外板５０７とにより形成される空間内を、この温度
ヒューズ５０５が作動する程度に上昇させるまでには相
当の時間がかかる場合がある。この場合には、その間に
局部的に過熱した給湯器外板５０７の熱により、建物の
外壁５１０が燃焼してしまう場合もある。

【０００５】この対策として、温度ヒューズを熱交換器
の周囲にさらに緻密に配置することが考えられるが、こ
の場合には数多くの温度ヒューズを一つ一つ接続しなけ
ればならず、作業に手間がかかる。さらに、温度ヒュー
ズを多数接続すると、接続部における接触抵抗が増大す
るが、ガス供給弁の遮断動作を確保する必要もあること
から、必然的に接続する電線を太いものとせざるを得な
い。これらの電線は熱交換部と給湯器外板とにより形成
される空間に配設されるが、太いものを使用しなければ
ならないため、空間内の空気流動が妨げられ、局部的な
過熱を誘発する原因ともなる。

【０００６】また、例えば、熱交換器などは、平常運転
時においてもバーナー付近が高温で、その上部付近は低
温というように温度分布が異なる。したがって、燃焼機
器等の過熱を広範囲に捉えられるものであっても、例え
ば、仮に温度ヒューズを緻密に配置したとしても、この
温度分布に合わせてヒューズの溶融温度を設定しない
と、バーナー付近では平常運転時でも溶断してしまうこ
とも予想される。逆に、溶融温度をあまり高く設定する
と、熱交換器上部のように平常運転で温度の低い部分に
おいては、その部分が過熱しても迅速にこれを検知でき
ないおそれもある。

【０００７】本発明は上記課題を解消するためになされ
たものであり、簡単な構造で、しかも燃焼機器等の発熱
部分の過熱を広い範囲で捉えることができる過熱焼損防
止具の提供を目的とする。また、本発明は燃焼機器等の
発熱部分の温度分布にしたがって、過熱を迅速かつ確実
に検知し作動する過熱焼損防止具の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の過熱焼損防止具は、所定面積を有する基板上に
所定のパターンで薄膜状に形成されていると共に、所定
間隔をおいて所定幅の切断部を有するように断続的に形
成された導体部と、該切断部により分断される導体部の
導体部片同士を接続するよう付着される薄膜状の低融点
金属と、を有して構成されることを特徴とする。

【０００９】

【作用】常態においては、導体部及び低融点金属が導通
しており、電熱機器等は平常状態で作動している。これ
に対し、電熱機器等のいずれかの個所でも過熱すれば、
本発明の過熱焼損防止具は所定の面積を有しているた
め、かかる過熱を確実に捉え、いずれかの低融点金属が
溶断して電気回路が遮断される。これにより、電熱機器
等の作動が停止する。

【００１０】

【実施例】以下、本発明にかかる過熱焼損防止具を図面
に示した実施例に基づきさらに詳細に説明する。図にお
いて、１は過熱焼損防止具、２は基板、３は導体部、４
は低融点金属を示す。

【００１１】基板２は所定の面積を有する略正方形に形
成され、また、材料としては、不燃性又は難燃性の絶縁
体であればどのようなものであってもよい。ただし、取
付けた際に邪魔にならないように、その厚みはできるだ
け薄いものが好ましく、さらには凹凸面等への取付けも
可能とするため、不燃性又は難燃性の柔軟な樹脂材料等
を用いることが好ましい。このような基板材料として
は、例えばポリイミド、ポリアミドイミド、フッ素樹
脂、ポリフェニレンサルファイド、ガラスエポキシを用
いることができる。なお、本実施例では上述したように
略正方形に形成したものを用いているが、これに限定さ
れず、燃焼機器や電熱機器の発熱部分に応じて、長方形
や円形等、適宜面積、形状のものを用いることができ
る。また、テープ状に形成し、ガス供給管等の外周部に
巻き付けたり、管内部に挿入して使用する構成としても
よい。

【００１２】導体部３は薄膜状で、かつ基板２の隅部付
近にリード線接続用の接続部３ａ，３ｂを有する所定パ
ターンに形成される。なお、本実施例では、かかる導体
部３を、図１及び図２に示したように、一定間隔をおい
て所定幅の切断部３ｃが形成されるようにパターン形成
している。薄膜状のパターン形成法としては、使用する
材料によって適宜選択されるが、エッチング、印刷、熱
プレス、蒸着等を用いることができる。また、耐熱温度
の高い接着剤を用いて該導体部３を接着してもよいし、
また塗布により形成してもよい。この導体部３を構成す
る材料としては、Ａｇ−Ｃ（銀カーボン）、銅、ニッケ
ル、インジウム、はんだ等を用いることができる。

【００１３】低融点金属４は、図１及び図２に示したよ
うに、導体部３が所定間隔をおいて切断部３ｃを有する
ため、該切断部３ｃにより分断される導体部３の導体部
片３ｄ同士を接続するように薄膜状に付着される。付着
方法は特に限定されるものではなく、上述した導体部３
と同様、エッチング、印刷、熱プレス、塗布、はんだ付
け等の方法を用いることができる。この低融点金属４は
電熱器具等に過熱が生じたときに、この過熱により溶融
して導体部３により形成される回路を遮断する機能を果
たすものであるため、これを構成する材料としては、導
体部３よりも融点が低いものを用いる必要がある。この
ような材料としては、低温溶融はんだ、インジウム、リ
チウム等を用いることができる。

【００１４】また、低融点金属４を付着するにあたって
は、導体部片３ｄ同士を接続できればよく、図１，図２
に示したような接続方法であってもよいが、図３に示し
たように、隣接する導体部片３ｄの対向部分の一部を略
凹状に切欠き、この切欠き部分３ｅ間に低融点金属４を
付着させる構成とすることが好ましい。これにより、低
融点金属４として、例えば、はんだを用いた場合、はん
だが溶融すると導体部片３ｄに形成した切欠き部分３ｅ
へ表面張力により引き寄せられるため、より確実に導体
部片３ｄ同士の導通を遮断することができる。

【００１５】また、導体部３に形成した切断部３ｃの間
隔は４〜８ｍｍ程度とし、低融点金属４は直径１ｍｍ以
下とすることが好ましい。切断部３ｃの間隔が４ｍｍ未
満であると、所定の温度で低融点金属４が溶融しても溶
融状態で導体部片３ｄ同士が導通されたままの状態とな
るからである。８ｍｍより大きくすると低融点金属の直
径が小さいことから抵抗値の総和が増大して、電圧の降
下によりガス供給弁を動作させることができる供給電圧
を確保できず、ガス供給弁が開状態にならなくおそれが
ある。したがって、低融点金属４を直径１ｍｍ未満にす
ることにより、切断部３ｃの間隔が４〜８ｍｍの範囲に
ある場合に、良好に溶融切断する。また、抵抗値のきわ
めて低い小さな抵抗を導体部片３ｄ，３ｄ間にはんだに
より接続して配設する構成としてもよい。はんだの溶融
により該抵抗が基板上から脱落するため、確実に導通を
遮断することができる。

【００１６】さらに、低融点金属４として、燃焼機器等
の温度分布に応じて溶融温度の異なる複数の種類を使用
するのが好ましい。すなわち、例えば、図４に示すよう
に、横１４５ｍｍ、縦２５０ｍｍのガラスエポキシ基板
２上に、導体部３を形成し、各導体部片３ｄを接続する
低融点金属４として、溶融温度１２０℃のはんだ４ａ、
溶融温度１４０℃のはんだ４ｂ、溶融温度１６０℃のは
んだ４ｃを付着する。なお、低融点金属４の溶融温度を
代える手段としては、例えば、はんだの場合には、鉛と
すずの含有量を変化させることにより行うことができ
る。

【００１７】５は被覆材であり（図２参照）、上記した
導体部３及び低融点金属４の表面に、該導体部３及び低
融点金属４を保護し、また酸化を防止するため、基板２
に対して貼着される。貼着方法は特に限定されるもので
はなく、接着、熱融着等を用いることができる。また、
この被覆材５を構成する材料としては、上記した基板２
と同様の不燃性又は難燃性の樹脂材料や紙材等を用いる
ことができる。

【００１８】次に、本実施例の過熱焼損防止具１の作用
を、図５に示したように、給湯器６に取付けた場合につ
いて説明する。まず、給湯器６の熱交換部の壁面６ａに
対面する給湯器外壁６ｂに、基板２の各隅部を固着する
ことにより取付ける。リード線接続部３ａ，３ｂには、
ガス供給弁（図示せず）に接続されているリード線（図
示せず）を接続しておく。なお、７は給湯器６のバーナ
ー部、８は給水管、９は給湯器６を取り付けるための建
物の外壁である。

【００１９】常態においては、導体部３と、該導体部３
に設けた切断部３ｃを被覆する低融点金属４とに電流が
流れ、ガス供給弁は開弁状態を維持している。一方、給
湯器６のいずれかの個所で過熱が生じると、過熱焼損防
止具１のいずれかの低融点金属４が溶融し、導体部３と
低融点金属４とにより形成される電気回路が遮断され
る。これにより、ガス供給弁が遮断動作して、ガスの供
給が止まる。

【００２０】また、図４に示した過熱焼損防止具１を用
いた場合には、給湯器等の熱交換部の壁面６ａと給湯器
外壁６ｂとの間において、溶融温度１２０℃のはんだ４
ａが熱交換部の上部に、溶融温度１４０℃のはんだ４ｂ
が熱交換部の下部に、１６０℃のはんだ４ｃがバーナー
部７に対応するように配置する。これにより、熱交換部
のうち比較的温度の低い熱交換部上部が１２０℃になる
と、はんだ４ａが溶融してガス供給弁を作動させること
ができる。一方、平常時でも温度が高い燃焼源付近すな
わちバーナー部７付近においては、低融点金属４として
熱交換部上部と同じ程度の溶融温度のものを用いると、
平常時でも低融点金属４が溶融してしまうおそれがあ
り、熱交換部としての円滑な動作が阻害される可能性も
ある。本実施例によれば、このバーナー部７付近には溶
融温度１６０℃のはんだ４ｃを対応させて配設している
ため、１６０℃になるまでは、熱交換部として円滑な動
作が確保される一方、何らかの要因により、この付近の
温度が１６０℃以上になれば確実に溶融し、ガス供給弁
を遮断動作させることができる。なお、上記した実施例
は主として給湯器を例に説明したが、家庭用ガスレン
ジ、電気こたつなど、種々の燃焼機器や電熱機器に応用
できることはもちろんである。

【００２１】

【発明の効果】本発明の過熱焼損防止具によれば、導体
部等が一定の面積を有する基板に、所定パターンで付着
されていると共に、導体部が所定間隔をおいて切断部を
有し、この切断部により分断される導体部片同士を接続
する低融点金属を設けているため、燃焼機器、電熱機器
の過熱を広範囲で捉えることができ、予期せぬ個所で過
熱が生じた場合にも、これらの機器の焼損等を防ぐこと
ができる。しかも、導体部等を基板に薄膜状に付着した
構造であるため、基板として柔軟な素材を用いることが
でき、種々の場所への取付けが可能である。さらに、基
板に対して、導体部等をエッチング等により付着するだ
けでよいため、製造コスト的にも有利である。

【００２２】また、低融点金属として溶融温度が異なる
複数の種類のものを使用した場合には、燃焼機器等の発
熱部分の温度分布に従い、その過熱を迅速かつ確実に検
知し、過熱焼損を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明にかかる過熱焼損防止具の一実
施例を示す平面図である。

【図２】図２は、同実施例の側面図である。

【図３】図３は、同実施例において、導体部片と低融点
金属の接続手段を説明するための一部拡大平面図であ
る。

【図４】図４は、同実施例の過熱焼損防止具において、
低融点金属として溶融温度が異なる複数の種類のものを
用いた態様を示す平面図である。

【図５】図５は、同実施例の過熱焼損防止具を給湯器の
過熱検知用として取付けた場合の配設状態を模式的に示
す断面図である。

【図６】図６は、給湯器の過熱検知用として従来使用さ
れていた温度ヒューズを取付けた場合の配設状態を示す
断面図である。

【図７】図７は、給湯器の過熱検知用として従来使用さ
れていた温度ヒューズを取付けた場合の配設状態を模式
的に示す配線図である。

【符号の説明】

１ 過熱焼損防止具 ２ 基板 ３ 導体部 ４ 低融点金属 ５ 被覆材 ６ 給湯器

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定面積を有する基板上に所定のパター
   ンで薄膜状に形成されていると共に、所定間隔をおいて
   所定幅の切断部を有するように断続的に形成された導体
   部と、該切断部により分断される導体部の導体部片同士
   を接続するよう付着される薄膜状の低融点金属と、を有
   して構成されることを特徴とする過熱焼損防止具。
2. 【請求項２】 前記低融点金属として、溶融温度が異な
   る複数の種類のものを用いた請求項１記載の過熱焼損防
   止具。
3. 【請求項３】 前記基板が柔軟な不燃性又は難燃性の樹
   脂材料からなる請求項１又は２記載の過熱焼損防止具。
4. 【請求項４】 前記導体部と低融点金属の上面に、保護
   用被覆材が被覆されてなる請求項１〜３のいずれか１に
   記載の過熱焼損防止具。
5. 【請求項５】 燃焼機器又は電熱機器の発熱部分の周囲
   に配設した請求項１〜４のいずれか１に記載の過熱焼損
   防止具。