(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２種の異なる金属線を交互に直列につなぎ合わせ、
そのつなぎ合わせた複数の接点の熱起電力を合成して発生する直列型熱電対において、
上記接点はリング状のホルダー内に収めガス燃焼器のバーナの周りに設置し、
上記ホルダーは内外の板より構成され、上記接点をそれらの板の間に挟み込んで固着させることにより該ホルダーに固定していることを特徴とする直列型熱電対。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は例えば炎検出による吹き消え安全装置を備えたガステーブルコンロ等のガス燃焼器において、炎の熱起電力を発生させる直列型熱電対に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりガステーブルコンロ等のガス燃焼器において、炎の吹き消えを検出するために、熱電対を炎に臨ませ、炎の燃焼熱により発生した熱起電力を検出する安全装置を備える。そして、検出した熱起電力が所定値以下に低下した時に、吹き消えと判断して安全装置を働かせ燃料ガスを遮断するものである。また、近年、さらに燃焼制御等の電源として蓄電池をも備え、炎の燃焼熱により発生した熱起電力を利用して蓄電池を充電するタイプのガス燃焼器もある。
こうしたガス燃焼器の吹き消え安全装置の炎検出部品として使用される熱電対においては、吹き消え時に燃料ガスを遮断する安全弁を安定して作動させるために、高い起電力が望ましい。あるいは、蓄電池を効率よく容易に充電するために、高い起電力を得る必要がある。そのために複数個の熱電対素子を直列に接続して集積した構成の熱電対が使用される。例えば、１個の熱電対素子で２０〜３０ｍＶの起電力しか得られない場合であっても、５０個の熱電対素子を集積して全体として１．５Ｖの起電力を得ることができる。そこで、図６に示すように２種の異なる金属線材６１，６２の端部を溶接してジグザグ状に連結し複数個の熱電対素子６４が連なる熱電対集積体６０を作る。熱電対素子６４は互いにつながって温接点部６４ａと冷接点部６４ｂとを構成し、先頭と最後にそれぞれリード線６０ａ，６０ｂとを溶接して接続する。このようにして作成された熱電対集積体６０は、さらに図７に示すように、熱電対素子６４を束ねてから冷接点部６４ｂをホルダー７５に収め、残った温接点部６４ａに筒状のカバー７４をかぶせる。カバー７４とホルダー７５とは、嵌合させる。
こうして、作成された直列型熱電対７０は、図８に示すようにこんろバーナ８１の炎８１ａに臨むように設置される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、直列型熱電対７０は、多数の熱電対素子６４を束ねてカバー７４がかぶせてあるため、例えばバーナ８１の火力が小さく炎８１ａのように炎が小さい場合は、炎８１ａの高温部分と低温部分とを同時に測定することになるため、外炎の温度を測定しようとすると、熱電対素子６４の約半数は火炎８１ａから、外れてしまう。いっぽう、バーナ８１の火力が増大して、火炎が８１ｂのように大きくなった場合には、熱電対素子６４はいずれも火炎８１ｂ内に入るが、今度は温度の低い内炎にかかってしまって、高い起電力が得られない。
また、多数の熱電対素子６４を備えながら、それを束ねて集中させ、炎の局所の温度を測定するため、直列型熱電対７０全体としては、炎からの熱を十分得ることができない。
いずれにしても、こうしたことから起電力が十分得られない。また、熱電対素子６４同志が密着集積されているため、熱応答性が悪く、起電力の立ち上がりや立ち下がり時間が長くなってしまう。そのうえ温度測定点の温度が均一にならず、全体の起電力も安定しない。
本発明は上記課題を解決し、安定した高起電力が得られ、しかも熱応答性のよい直列型熱電対を提供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第１の直列型熱電対は、２種の異なる金属線を交互に直列につなぎ合わせ、そのつなぎ合わせた複数の接点の熱起電力を合成して発生する直列型熱電対において、上記接点はリング状のホルダー内に収めガス燃焼器のバーナの周りに設置し、上記ホルダーは内外の板より構成され、上記接点をそれらの板の間に挟み込んで固着させることにより該ホルダーに固定していることを要旨とする。
【０００６】
【作用】
上記構成を有する本発明の第１の直列型熱電対は、２種の異なる金属線を交互に直列につなぎ合わせて熱電対を構成し、各接点から発生する熱起電力を合成起電力として取り出す。こうした接点をリング状のホルダーに均一に収め、ガス燃焼器のバーナの周りに設置しているので、バーナから発生する熱を効率よく大量に受けることができる。
そのため、個々の接点から発生する熱起電力の応答性がよく、熱起電力の立ち上がり時間が短い。また、バーナの温度分布の均一な所にまんべんなく設置されることになるため、全体の熱起電力も安定する。仮にバーナの温度が不安定になって、個々の接点から発生する熱起電力がそれに応じて揺らいでも、複数の接点からまんべんなく熱起電力が発生しているので、合成された全体の起電力には揺らぎが少なくなり安定する。
さらに、個々の接点は少量の熱しか受けていなくとも、熱電対全体としては、大量の熱を受け、直列に接続された接点からの起電力を合成して取り出すので、高い熱起電力を発生させることができる。
【０００７】
さらに、接点をホルダーに収めるにあたって、ホルダーを構成する内外の板の間に接点を挟み込んで固着させることにより、ホルダーに接点を固定している。こうした構成から、バーナから発生する熱がすぐに接点に伝わる。また、接点のみを固着させているので、温接点と冷接点の温度差が大きくとれる。
従って、熱起電力の立ち上がりが早いと共に得られる起電力そのものも大きい。つまり、熱応答性がよりいっそう良好である。
【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、以下本発明の直列型熱電対の好適な第１実施例について図１を用いて説明する。なお、熱電対の基本的な構成について従来例と重複する部分の詳しい説明は省略する。
直列型熱電対１０は、従来の技術で説明したように（図６，７参照）、まず２種の異なる金属線材６１，６２の端部を溶接してジグザグ状に連結し、温接点部６４ａと冷接点部６４ｂとを構成して、複数個の熱電対素子６４が連なる熱電対集積体６０を作る。なお、熱電対素子６４は、さらに、先頭と最後にそれぞれリード線６０ａ，６０ｂと接続される。また、熱電対集積体６０は、お互いの接点どうしが電気的に短絡することを防止するために、表面にホーローを施す。
熱電対集積体６０は、両端面を拡管したリング状のホルダー内板８外周に、熱電対素子６４を均等に配置して添わせてから、ホルダー内板８よりわずかに内径の大きいリング状のカバーを形成できる広さのホルダー外板９を外側からリング状に形成しながら被せることにより、そのまま全体を収められる。ホルダー内板８とホルダー外板９とは、両端面をそろえ、熱電対素子６４を収めたまま、ホルダー内板８の端面をホルダー外板９の端面に内側から折り曲げてかぶせ、かしめる。この時同時に、温接点部６４ａのみは、ホルダー内板８とホルダー外板９との間に挟み込み、密着，固定する。
こうして、作成された直列型熱電対１０は、図２に示すようにこんろバーナ１の火炎１ａ周囲に設置され、その温接点部６４ａが火炎１ａに臨む。
【０００９】
設置形態について、詳しく説明する。
こんろバーナ１は、鋳鉄等の鋳物で作成されたバーナ本体２と、そのバーナ本体２に上から嵌合された黄銅等の熱間鍛造品からなる略円盤状のバーナヘッド３とから構成される。バーナ本体２は、導入された燃料ガスと１次空気とを混合する混合管４と、その下流にあって混合気を環状に分布させバーナヘッド３との隙間より噴出させる環状の混合室５とが一体となっている。
混合室５の混合気噴出側（バーナヘッド３との嵌合側）の中央には、燃焼時の２次空気通路を兼ねた円筒状の位置決めガイド６が設けられ、バーナヘッド３の中央部に形成されたリング状の突起７がそこに位置決めされながら嵌合される。混合管４より混合室５へ送られた混合気は、バーナヘッド３とバーナ本体２との合わせ面により形成された隙間を炎口として噴出し、リング状の火炎１ａを形成する。
直列型熱電対１０は、この火炎１ａの下方から温接点部６４ａが火炎１ａに臨む位置に固定され、熱起電力を発生する。発生した熱起電力に応じて、立ち消え安全装置（図示略）を作動させる。
【００１０】
この直列型熱電対１０によれば、多数の熱電対素子６４を直列につないで、しかもその温接点部６４ａをリング状のホルダー内板８とホルダー外板９との間に挟み込んでかしめることによりリング状の周囲に均一に収め、こんろバーナ１の火炎１ａ全体に臨ませている。その結果、火炎１ａから発生する熱をもれなく大量に受けることができることができると同時に、火炎１ａから発生する熱がすぐに温接点部６４ａに伝わる。
従って、所定の熱起電力が発生するまでの時間がより短い。つまり、個々の温接点部６４ａから発生する熱起電力の応答性がよく、熱起電力の立ち上がりが早く得られる起電力も高い。
また、どの温接点部６４ａであっても、均一の火炎１ａ温度が得られるので、特性も非常に安定しており、信頼性が高い。仮に火炎１ａが揺らいで個々の温接点部６４ａの測定温度がそれに応じて揺らいでも、多数の温接点部６４ａからまんべんなく熱起電力が発生しているので、合成された全体の起電力には揺らぎがなくなり安定する。しかも、全体として、火炎１ａから発生する熱を大量に受けることができ、直列に接続された多数の温接点部６４ａから発生した熱起電力を合成して取り出すので、個々の温接点部６４ａから発生する熱起電力が低くても、全体としては、すばやく高い起電力が得られる。
【００１１】
次に、第２実施例について図３を用いて説明する。
直列型熱電対３０は、第１実施例と同様にホルダー内板３８とホルダー外板３９との間に熱電対集積体６０を収めた構成であるが、その収め方が若干異なる。まず、片方の端面を拡管したリング状のホルダー内板３８外周に、熱電対素子６４を均等に配置して添わせてから、ホルダー内板３８よりわずかに内径が大きく片方の端面を狭く絞ったリング状のホルダー外板３９に、そのまま全体を収める。ホルダー内板３８とホルダー外板３９とは、両端面を嵌合させ、熱電対素子６４を収めたまま、シーム溶接またはかしめ加工により組み付ける。この時、温接点部６４ａや冷接点部６４ｂは、ホルダー内板８とホルダー外板９との間に挟み込んで固定することはしない。
こうして、作成された直列型熱電対３０も、同様にして、図２に示すようにこんろバーナ１の火炎１ａ周囲に設置され、第１実施例と同じ作用・効果がある。
【００１２】
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、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。例えば図４に示すように、こんろバーナ１のかわりに親子バーナ４１を使用し、直列型熱電対１０または３０を、その子バーナ４１ｂの火炎４１ａの周囲に臨ませてもよい。
親子バーナ４１は、火力の大きい親バーナ４１ｃの中央部に火力の小さい子バーナ４１ｂを設けたもので、調理品に応じてどちらかあるいは両方に点火して、火力を調節するようにしたバーナである。こうした親子バーナ４１であっても、親バーナ４１ｃばかりでなく、中央に設けられた子バーナ４１ｂにおいても同様にして直列型熱電対１０または３０を設置することができ、同様の作用・効果が得られる。
また、安全装置の他に、燃焼制御等に使用する蓄電池（図示略）を備え、直列型熱電対１０または３０により発生させた熱起電力を利用して、その蓄電池を充電してもよい。先に述べたように、個々の温接点部６４ａから発生する熱起電力を合成して取り出すことから高い起電力が得られるので、容易に蓄電池を充電することができる。この場合は、蓄電池を備えながら充電が不用という使い勝手がよい燃焼装置を構成できる。
他に、図５に示すように、給湯器の点火用パイロットバーナ５１に設置してもよい。これは、燃料ガスと空気との混合気を燃焼させるブンゼンバーナ５３を備えた給湯器において、ブンゼンバーナ５３点火用に常火として少量の炎を燃焼させておくパイロットバーナ５１を設け、その火炎５１ａ周囲に直列型熱電対１０または３０を設置したものである。そして、検出する熱起電力が低下した時、パイロットバーナ５１の火炎５１ａの吹き消えと判断する。この場合においても、安定した高い起電力が得られるため、信頼性のある安全装置を構成できる。
【００１３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の第１の直列型熱電対は、直列に接続した接点をリング状のホルダーに収め、ガス燃焼器のバーナの周りに均一に設置しているので、バーナから発生する熱を効率よく大量に受けることができる。そのため、高い熱起電力を発生させることができ、熱起電力の立ち上がり時間も短く熱応答性がよい。さらに、全体の起電力も安定している。
その結果、立ち消え安全装置等に利用した場合には、検出精度のよい安定した信頼性の高い安全装置等を構成できる。あるいは、蓄電池を備えた燃焼装置に利用した場合には、熱起電力が高いから容易に蓄電池へ充電できるので、蓄電池を備えながら充電が不用という使い勝手がよい燃焼装置を構成できる。
【００１４】
さらに、ホルダーを構成する板の間に接点を固着しているので、熱応答性がよりいっそう良好である。その結果、いっそう信頼性が高く高性能の直列型熱電対となり、安全装置や燃焼装置に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例としての直列型熱電対の概略構成図である。
【図２】第１実施例の直列型熱電対をこんろバーナに設置した概略図である。
【図３】第２実施例としての直列型熱電対の概略構成図である。
【図４】第１または第２実施例の直列型熱電対を親子バーナに設置した概略図である。
【図５】第１または第２実施例の直列型熱電対をパイロットバーナに設置した概略図である。
【図６】直列型熱電対素子の概略構成図である。
【図７】従来例としての直列型熱電対の概略構成図である。
【図８】従来例の直列型熱電対をこんろバーナに設置した概略図である。
【符号の説明】
１  こんろバーナ
１ａ  火炎
２  バーナ本体
３  バーナヘッド
４  混合管
８  ホルダー内板
９  ホルダー外板
１０，３０  直列型熱電対
４１  親子バーナ
４１ａ  火炎
４１ｂ  子バーナ
４１ｃ  親バーナ
５１  パイロットバーナ
５１ａ  火炎
６０  熱電対集積体
６０ａ，６０ｂ  リード線
６１，６２  金属線材
６４  熱電対素子
６４ａ  温接点部
６４ｂ  冷接点部
７０  直列型熱電対
７４  カバー
７５  ホルダー
８１  こんろバーナ
８１ａ，８１ｂ  火炎
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003704665.tif 000008
【図８】
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