JPS635403Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は熱発電素子を用いた充電装置に関す
る。

従来のこの種装置として、熱発電素子と充電式
電池とを接続する回路にダイオードを介入させ
て、該熱発電素子の両端子間の電圧が該充電式電
池の両端子間の電圧よりも低い場合に、該充電式
電池から該熱発電素子への逆流電流を生じ、該充
電式電池の消耗を生じることを防止するようにし
たものが知られている。しかしながら、このもの
はダイオードの電圧降下が大きいため、充電式電
池をその定格電圧にまで充電させるには、該定格
電圧に加えて該ダイオードの降下電圧分だけ余分
に大きな容量の熱発電素子を必要とする不都合が
ある。

本考案は上記不都合を無くした装置を得ること
をその目的としたもので、熱発電素子１と該熱発
電素子１の起電力により充電される充電式電池２
とを備えるものにおいて、該熱発電素子１と該充
電式電池２とを接続する接続回路３に制御スイツ
チ４を介入させると共に、該充電式電池２から該
熱発電素子１への逆流電流を検出して作動する逆
流検出器５と該熱発電素子１の両端子間にあらわ
れる該充電式電池２の充電電圧以上の電圧を検出
して作動する電圧検出器６とを設け、さらに該検
出器６の作動で該制御スイツチ４を閉成させる第
１制御回路７と該逆流検出器５の作動で該制御ス
イツチ４の閉成を解除する第２制御回路８とを設
けたことを特徴とする。

図面で９は始動スイツチを示し、該熱発電素子
１は、該始動スイツチ９の閉成時に作動するガス
燃焼器その他の熱源（図示されず）により加熱さ
れて、所定熱起電力例えば1.3V程度を発生され
るようにした。

該電圧検出器６は非反転増幅器から成る第１コ
ンパレータで構成され、該第１コンパレータ６
は、プラスの入力端子に該熱発電素子１の起電力
が印加され、マイナスの入力端子に該充電式電池
２の充電電圧例えば1.2V程度に対応した基準電
圧が印加されて、該充電電圧以上の起電力がプラ
スの入力端子に印加されたときHighレベルの出
力が得られるようにした。この場合、該基準電圧
は該充電式電池２の電圧を該始動スイツチ９を介
するコンバータ１０で昇圧して供給する給電線１
１，１１の両線間に介入する分圧抵抗により両線
間の電圧を分圧して得られるようにした。

該第１制御回路７は給電線１１，１１の両線間
に該第１コンパレータ６のHighレベルの出力で
ONされる第１スイツチングトランジスタ７ａと
第１リレー７ｂとを直列に介入して構成され、か
つ該制御スイツチ４は該第１リレー７ｂの接点で
構成されて、該第１スイツチングトランジスタ７
ａがONされれば該第１リレー７ｂが励磁され
て、該第１リレー７ｂの接点４が閉じるようにし
た。

該逆流検出器５は該接続回路３に制御スイツチ
４と直列に接続介入したコイル５ａと、該コイル
５ａに近接対向させたホール効果素子５ｂとで構
成され、該ホール効果素子５ｂは該コイル５ａに
逆流電流が流れたときのみ該電流により発生され
る磁界の方向を検知してHighレベルの出力が得
られるようにした。

該第２制御回路８は非反転増幅器から成る第２
コンパレータ８ａと第２スイツチングトランジス
タ８ｂとから構成される。該第２コンパレータ８
ａはプラスの入力端子にホール効果素子５ｂの出
力が印加され、マイナスの入力端子に基準電圧が
印加されて、該ホール効果素子５ｂのHighレベ
ルの出力によりHighレベルの出力が得られるよ
うにした。該第２スイツチングトランジスタ８ｂ
は前記第１コンパレータ６の出力端子と給電線１
１との間に介入され、該第２コンパレータ８ａの
出力端子にベース端子が接続されて、該第２コン
パレータ８ａのHighレベルの出力でONさせるよ
うにした。

次にその作動を説明するに、先ず熱源を作動さ
せると共に始動スイツチ９を閉成して給電線１
１，１１から所定電圧が得られるようにすれば、
当初、第１コンパレータ６の出力はLOWレベル
にあり、第１スイツチングトランジスタ７ａは
OFF状態にあつて第１リレー７ｂは通電されて
おらず、制御スイツチ４は開放状態にあり、また
ホール効果素子５ｂの出力はLOWレベルにあり、
したがつて第２コンパレータ８ａの出力もLOW
レベルにあつて、第２スイツチングトランジスタ
８ｂはOFF状態にあるから、熱発電素子１から
熱起電力が発生され、一定時間後に所定起電力に
達するようになると、第１コンパレータ６の出力
は第３図ＡのようにHighレベルに変わわる。こ
のHighレベルの出力により第１スイツチングト
ランジスタ７ａは第３図ＢのようにONされ、第
１リレー７ｂは通電されて制御スイツチ４が閉じ
られ、該熱発電素子１の起電力により充電式電池
２に向け充電電流が流れる。この充電電流が流れ
ている間、ホール効果素子５ｂの出力はLOWレ
ベルにあるから第２スイツチングトランジスタ８
ｂはOFF状態のままであり、該第１スイツチン
グトランジスタ８ｂはON状態を保つ。その後、
該熱発電素子１の起電力が該充電式電池２の充電
電圧以下になれば、該充電式電池２から該熱発電
素子１に向けて逆流電流が流れ、ホール効果素子
５ｂにはHighレベルの出力が得られ、第２コン
パレータ８ｂには、第３図ＣのようにHighレベ
ルの出力が得られるから、第２スイツチングトラ
ンジスタ８ｂはONされて、第１コンパレータ６
の出力端子側の電流の殆どが抵抗の小さい第２ス
イツチングトランジスタ８ｂへ流れ込み、第１ス
イツチングトランジスタ７ａのベース電流が僅少
となつて、該トランジスタ７ａがOFFに変わり、
第１リレー７ｂの接点４は開かれる。したがつ
て、この場合逆流電流は瞬時に遮断され、該充電
式電池２の消耗が防止される。

尚、上記充電装置において、逆流検出器５と電
圧検出器６とのいずれかを省略することも考えら
れるが、敢えて両検出器５，６を用いたのは、次
のような不都合を防止するためである。

１ 逆流検出器５を省略し、電圧検出器６により
熱発電素子１の熱起電力を検出するようにすれ
ば、該熱発電素子１の所定起電力の発生で該電
圧検出器６にHighレベルの出力が得られて制
御スイツチ４は閉成されるが、該制御スイツチ
４の閉成時において、該熱発電素子１の両端子
間にあらわれる電圧には、充電式電池２の充電
時における該熱発電素子１の起電力によるもの
と、既に該熱発電素子１の起電力が低下し逆流
電流が流れている時における該制御スイツチ４
を介した該充電式電池２の充電電圧によるもの
とがあり、該電圧検出器６はどちらの電圧がプ
ラス入力端子に印加されてもHighレベルの出
力を発生されて制御スイツチ４の閉成を保つた
め、逆流電流によつて該充電式電池２が消耗さ
れる場合がある。

２ また、電圧検出器６を省略し、常閉の制御ス
イツチ４を逆流検出器５により逆流電流を検出
して開放するようにすれば、熱発電素子１の起
電力が低下して逆流電流が生じた場合、該逆流
検出器５により、それが検出され、即座に制御
スイツチ４が開放されるが、該制御スイツチ４
の開放で逆流電流がなくなると直ちに制御スイ
ツチ４が閉成されれ、この制御スイツチ４の開
放と閉成とが繰り返され、結局充電式電池２が
消耗される。

したがつて、両検出器５，６を用いた上記充電
装置において、はじめて逆流電流ひいては充電式
電池２の消耗を免れることができる。

さて、上記充電装置においては、ホール効果素
子５ｂの出力を逆流電流が流れたときのみHigh
レベルとなるようにしたが、ホール効果素子５ｂ
の出力を充電電流が流れたときのみHighレベル
となるようにしても良く、この場合には、第２図
のように第２コンパレータ８ａは反転増幅器で構
成し、さらに保持タイマー８ｃを加える。ここれ
を詳述するに当初制御スイツチ４は開かれている
から、ホール効果素子５ｂにはLOWレベルの出
力が出ていて、第２コンパレータ８ａには第３図
ＥのようにHighレベルの出力が出るから、第２
スイツチングトランジスタ８ｂはONされて、第
１コンパレータ６からHighレベルの出力が出て
いても、第１スイツチングトランジスタ７ａは
OFFされて、第１リレー７ｂは通電されず、制
御スイツチ９は閉じないことになる。そこで、少
なくとも第１コンパレータ６から熱発電素子１の
起電力によるHighレベルの出力が出るまでの間
第３図ＤのようにLOWレベルの出力を出す保持
タイマー８ｃを用いて、その間第２コンパレータ
８ａのHighレベルの出力が第２スイツチングト
ランジスタ８ｂに印加されないようにし該第２ス
イツチングトランジスタ８ｂをOFF状態に保持
させ、第１コンパレータ６からHighレベルの出
力が出たとき直ちに第１スイツチングトランジス
タ７ａをONさせ、第１リレー７ｂを通電状態に
させて充電式電池２の充電電が確実に行なわれる
ようにした。

第４図は上記第２図示の充電装置をガス燃焼器
の失火安全回路の電源として用いた場合の１例を
示すもので、第２図の回路と同じ部分はそれらと
同一の符号を付して説明を省略する。

この失火安全回路は第２図の回路に加えて、プ
リパージの時間設定を行う第１タイマー２０、ガ
ス燃焼器のガス供給路に介入され該供給路を開閉
する電磁弁（図示されず）の起動コイル２１の励
磁時間をを設定する第２タイマー２２、該電磁弁
の保持コイル２３の強制励磁時間を設定する第３
タイマー２４、該第１タイマー２２のHighレベ
ルの出力でONされて第２リレー２５を通電させ
る第３スイツチトランジスタ２６、該第３タイマ
ー２４のHighレベルの出力或いは第１コンパレ
ータ６のHighレベルの出力でONされて、第３リ
レー２７を通電させる第４スイツチングトランジ
スタ２８が給電線１１，１１間に介入され、該第
２リレー２５の通電により閉じて該電磁弁の該起
動コイル２１を励磁する接点２９、該第３リレー
２７の通電により閉じて該電磁弁の該保持コイル
２３を励磁する接点３０が該充電式電池２に並列
接続される。

ここで始動スイツチ９は、ガス供給路に介入す
るガスコツクの開栓操作で閉じられるコツクスイ
ツチで構成される。

次にその作動を第５図のタイムチヤートを用い
て説明するに、ガスコツクを開栓して始動スイツ
チ９を閉成すれば、まずプリパージが行われて
T₁時間後に第５図Ｆ、Ｇ、Ｈのように第１タイ
マー２０、第２タイマー２２、第３タイマー２４
に夫々Highレベルの出が得られ、その結果第３
スイツチングトランジスタ２６、第４スイツチン
グトランジスタ２８は第５図Ｉ、ＪのようにON
されて、第２リレー２５、第３リレー２７が通電
され、それらの接点２９，３０が閉じて、電磁弁
の起動コイル２１がT₁時間からT₂時間までの第
２タイマー２２の設定時間だけ励磁され、電磁弁
は開かれて、ガス燃焼器にガスが供給される。次
いでT₂時間後に第２タイマー２２の出力がLOW
レベルに変化するが、この時点で第３タイマー２
４はHighレベルの出力を維持されるから、第４
スイツチングトランジスタ２８はONを保ち、第
３リレー２７の通電が継続されて、電磁弁の開放
が保持され、ガス燃焼器へのガスの供給は継続さ
れる。そしてT₃時間後にガス燃焼器の点火が行
なわれ、T₄時間後に第５図Ａのように第１コン
パレータ６にHighレベルの出力が得られれば、
第２図の回路と同様、第５図Ｂのように第１スイ
ツチングトランジスタ７ａがONされ第１リレー
７ｂが通電され、その接点４が閉成されて、充電
式電池２の充電が行なわれることになり、この充
電式電池２を電源とするリレー類、タイマー類、
コンパレータ類は正常作動を維持される。さらに
T₅時間後に第３タイマー２４の出力はLOWレベ
ルに変化するが、第１コンパレータ６の出力が
Highレベルに保たれていると共に第４タイマー
３１の出力がLOWレベルに保たれ第２スイツチ
ングトランジスタ８ｂがOFF状態にあるため、
第３リレー２７は引続き通電され、電磁弁は開放
状態を保つ。

何らかの原因で、T₆時間後にガス燃焼炎が消
えたとすれば、熱発電素子１の起電力が低下し、
充電式電池２から逆流電流が第１リレー７ｂの接
点４を介して熱発電素子１側へ流れるから、ホー
ル効果素子５ｂの出力はLOWレベルに変化し、
第２コンパレータ８ａの出力が第５図Ｅのように
Highレベルに変化し、その際第４タイマー３１
の出力は第５図Ｄのように既にHighレベルに変
化しているため、第４スイツチングトランジスタ
８ｂがONされて、第１コンパレータ６が充電式
電池２の電圧により出力をHighレベルにされて
いても、瞬時のT₇時間後に第１リレー７ｂ及び
第３リレー２７の通電がなくなり、第１リレー７
ｂの接点４が開かれると共に電磁弁が閉じられ
る。

したがつて第３図の回路によればガス燃焼器の
燃焼炎が失なわれると、電磁弁が閉じられ、生ガ
スの放出が防止される。

このように本考案によれば、電圧検出器６及び
第１制御回路７並びに逆流検出器５及び第２制御
回路８により制御スイツチ４の閉成並びにその解
除を行なわせるようにしたので、充電式電池２の
充電を電圧降下の極めて小さい該制御スイツチ４
を介して行なつて且つ逆流も確実に防止出来、従
来の比較的電圧降下の大きいダイオードを用いる
ものに比して熱発電素子１に発生される起電力の
消耗が少なくなり、したがつて、該電圧降下を考
慮しない必要最小限の容量の熱発電素子を使つて
充電式電池を定格電圧にまで確実に充電すること
ができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案装置の１例を示す回路図、第２
図は第１図の装置の変形例を示す回路図、第３図
は第１図及び第２図の回路のタイムチヤート、第
４図は本考案装置をガス燃焼器の失火安全回路の
電源に用いた場合の回路図、第５図はそのタイム
チヤートである。 １……熱発電素子、２……充電式電池、３……
接続回路、４……制御スイツチ、５……逆流検出
器、６……電圧検出器、７……第１制御回路、８
……第２制御回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 熱発電素子１と該熱発電素子１の起電力により
   充電される充電式電池２とを備えるものにおい
   て、該熱発電素子１と該充電式電池２とを接続す
   る接続回路３に制御スイツチ４を介入させると共
   に、該充電式電池２から該熱発電素子１への逆流
   電流を検出して作動する逆流検出器５と該熱発電
   素子１の両端子間にあらわれる該充電式電池２の
   充電電圧以上の電圧を検出して作動する電圧検出
   器６とを設け、さらに該検出器６の作動で該制御
   スイツチ４を閉成させる第１制御回路７と該逆流
   検出器５の作動で該制御スイツチ４の閉成を解除
   する第２制御回路８とを設けたことを特徴とする
   熱発電素子を用いた充電装置。