JPS6238871B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6238871B2 JPS6238871B2 JP53124453A JP12445378A JPS6238871B2 JP S6238871 B2 JPS6238871 B2 JP S6238871B2 JP 53124453 A JP53124453 A JP 53124453A JP 12445378 A JP12445378 A JP 12445378A JP S6238871 B2 JPS6238871 B2 JP S6238871B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- side electrode
- temperature side
- temperature
- low
- thermoelectromotive force
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 229910021589 Copper(I) bromide Inorganic materials 0.000 claims description 24
- NKNDPYCGAZPOFS-UHFFFAOYSA-M copper(i) bromide Chemical compound Br[Cu] NKNDPYCGAZPOFS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 24
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 12
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 11
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 10
- LSXDOTMGLUJQCM-UHFFFAOYSA-M copper(i) iodide Chemical compound I[Cu] LSXDOTMGLUJQCM-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 229910021595 Copper(I) iodide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims description 5
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims description 5
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 17
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001006 Constantan Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 229910002909 Bi-Te Inorganic materials 0.000 description 1
- LIXXICXIKUPJBX-UHFFFAOYSA-N [Pt].[Rh].[Pt] Chemical compound [Pt].[Rh].[Pt] LIXXICXIKUPJBX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 229910001179 chromel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 101150003556 cul-5 gene Proteins 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005036 potential barrier Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Feeding And Controlling Fuel (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は熱起電力素子およびガス点火安全装置
に関し、一つめの発明の目的は熱起電力が大きく
かつ長寿命で信頼性の高い熱起電力素子を提供
し、また二つめの発明の目的は上記熱起電力素子
を備え性能のすぐれたガス点火安全装置を提供す
ることにある。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a thermoelectromotive force element and a gas ignition safety device, and a first object of the invention is to provide a thermoelectromotive force element with a large thermoelectromotive force, long life, and high reliability; A second object of the invention is to provide a gas ignition safety device that includes the thermoelectromotive force element described above and has excellent performance.
熱起電力素子としては、従来から銅−コンスタ
ンタン、アルメル−クロメル、白金−白金ロジウ
ムのような金属の熱電対、Bi−Te,Bi−Sbなど
の半導体の熱電体が知られている。ところでその
熱起電率は金属の熱電対で数+μV/℃、半導体
の熱電対で100〜300μV/℃程度しか得られず、
安定温度範囲(融解したり、化学的に酸化したり
しない温度範囲)での起電力は精々10mVのオー
ダしか得られない。また、熱安定性の高い酸化
物、炭化物、窒化物、珪化物では酸化物および珪
化物以外は熱起電率が低く、数μV/℃程度であ
る。珪化物の熱起電率は〜200μV/℃、そして
酸化物のそれは数百μV/℃であり、したがつて
これらの素子では、ガスの種火の表示をしたり、
あるいはガス機器の消火を検知した上で警報した
り、バルブの制御をするには起電力が小さく、こ
のため増巾のため回路に電流を流す必要があり、
特に電池を電源とする場合には頻繁に取替える欠
点があり実用に至らなかつた。 As thermoelectromotive force elements, metal thermocouples such as copper-constantan, alumel-chromel, platinum-platinum rhodium, and semiconductor thermoelectric bodies such as Bi-Te and Bi-Sb have been known. By the way, the thermal electromotive force is only several +μV/℃ for metal thermocouples, and only about 100 to 300μV/℃ for semiconductor thermocouples.
In a stable temperature range (temperature range in which it does not melt or chemically oxidize), the electromotive force can only be on the order of 10 mV at most. Furthermore, among oxides, carbides, nitrides, and silicides that have high thermal stability, the thermoelectromotive rate is low, on the order of several μV/° C., except for oxides and silicides. The thermoelectromotive coefficient of silicides is ~200 μV/°C, and that of oxides is several hundred μV/°C, so these devices can be used to display gas pilots,
Alternatively, in order to issue an alarm or control a valve after detecting the extinguishment of a gas appliance, the electromotive force is small, so it is necessary to flow current through the circuit to increase the width.
In particular, when batteries are used as a power source, they have to be replaced frequently, making them impractical.
一方種火表示には、従来から二つの方式があ
る。その一つは白金線を種火にあたるように炎中
に挿入し、光をオプチカルフアイバーで表示部に
導びくものである。この場合可動部がないという
良い点があるが、光の強度が低い、また高価にな
るという欠点がある。今一つは、クロメル−コン
スタンタンのような金属の熱電対を炎中に挿入
し、起電力で電圧計を動作させるものである。前
者に較べて安価であるが、可動部があり、取付け
位置が問題となつたり、また表示部に水分が入ら
ないようにする必要がある。 On the other hand, there have been two conventional methods for pilot flame display. One method involves inserting a platinum wire into the flame to act as a pilot flame, and guiding the light to the display using an optical fiber. In this case, the advantage is that there are no moving parts, but the disadvantages are that the light intensity is low and it is expensive. Another method is to insert a metal thermocouple such as chromel-constantan into the flame and use the electromotive force to operate a voltmeter. Although it is cheaper than the former, it has moving parts, the mounting position becomes a problem, and it is necessary to prevent moisture from entering the display part.
本発明は要部が臭化第1銅単独あるいは臭化第
1銅に沃化第1銅を加えたものから構成され、熱
起電率が数mV/℃というように大きな固有領域
を有し、かつその固有領域に移る温度および要部
の融点を任意に変えれる熱起電力素子を提供し、
またその熱起電力素子を要部に備えたガス点火安
全装置を提供することにより、上述のような従来
における欠点を除去しようとするもので、以下に
それぞれ図面を用い実施例を説明する。 The main part of the present invention is composed of cuprous bromide alone or cuprous bromide plus cuprous iodide, and has a large specific region with a thermoelectrification rate of several mV/℃. , and provides a thermoelectromotive force element that can arbitrarily change the temperature transferred to its specific region and the melting point of its essential parts,
Furthermore, by providing a gas ignition safety device that includes the thermoelectromotive force element as a main part, the present invention attempts to eliminate the above-mentioned conventional drawbacks.Examples will be described below with reference to the drawings.
まず、一つめの本発明の一実施例である熱起電
力素子の構成を第1図を用いて説明する。図にお
いて、1は純度99.5%以上の臭化第一銅
(CuBr)および沃化第一銅(Cul)を、窒素、あ
るいは希ガス中で融点附近迄加熱し、遊離するハ
ロゲンがなくなるまで処理したものを粉砕し、
CuBr単独、あるいはこれにCulを混合して成型し
た熱起電力素子本体である。2,2′は、素子本
体1の両側に本体と一体に成型したグラフアイト
の薄層である。この薄層をグラフアイトで構成し
たのは、CuBrおよびCulがP型半導体であり、こ
のため接触部に電位障壁を作らずしかも熱的に安
定でかつ安価な材料としてグラフアイトが優れて
いるためである。3は一方のグラフアイト薄層2
に接触するようにして設けた高温側電極で、ここ
では容器としての機能も兼ね備えている。高温側
電極3は、その一端面から突出した突起3′が炎
中に入るため、高温での耐蝕性にすぐれる金属材
料で作られている。具体的にはクロムが16%以上
含まれるステンレス鋼が上記条件にかない適当で
ある。高温側電極3の開口側端部は折曲され、絶
縁リング5を介し銅キヤツプ4を押え付けてい
る。6は高温側リードで高温側電極3にスポツト
溶接により接続されている。7は低温側リードで
銅キヤツプ4に半田8により熔着されている。な
おグラフアイト薄層2および突起3′も含め高温
側電極3のグラフアイト薄層2近傍部分が広義に
いう高温側電極を構成し、一方グラフアイト薄層
2′、銅キヤツプ4、半田8等が同じく広義にい
う低温側電極を構成する。 First, the structure of a thermoelectromotive force element, which is a first embodiment of the present invention, will be explained with reference to FIG. In the figure, 1 shows cuprous bromide (CuBr) and cuprous iodide (Cul) with a purity of 99.5% or higher heated in nitrogen or rare gas to near the melting point and treated until free halogen is eliminated. crush things,
The thermoelectromotive element body is molded using CuBr alone or a mixture of CuBr and Cu. 2 and 2' are thin layers of graphite molded on both sides of the element body 1 integrally with the body. This thin layer was made of graphite because CuBr and Cul are P-type semiconductors, and graphite is excellent as a material that does not create a potential barrier at the contact area, is thermally stable, and is inexpensive. It is. 3 is one graphite thin layer 2
The high-temperature side electrode is placed in contact with the container, and here it also functions as a container. The high-temperature side electrode 3 is made of a metal material that has excellent corrosion resistance at high temperatures because a protrusion 3' protruding from one end face enters the flame. Specifically, stainless steel containing 16% or more of chromium is suitable as it meets the above conditions. The open end of the high-temperature side electrode 3 is bent and presses the copper cap 4 through an insulating ring 5. 6 is a high temperature side lead connected to the high temperature side electrode 3 by spot welding. 7 is a lead on the low temperature side and is welded to the copper cap 4 with solder 8. Note that the portion of the high temperature side electrode 3 near the graphite thin layer 2, including the graphite thin layer 2 and the protrusions 3', constitutes the high temperature side electrode in a broad sense, while the graphite thin layer 2', the copper cap 4, the solder 8, etc. also constitutes a low temperature side electrode in a broad sense.
次に以下のような構成になつた熱起電力素子の
特性について説明する。第2図aは高温側電極を
加熱したときの低温側電極との温度差に対する熱
起電力発生の状態を示す。図中曲線AはCuBr単
独で成型したもの、BはCuBr95%・Cul5%の混
合物を成形したもの、CはCuBr90%・Cul10%の
混合物を成形したものである。この測定に供した
試料における本体部は何れも径7.0mmφ、長さ15
mm、グラフアイト層の厚みは0.5mmである。高温
側電極は先端で径7.0mm、開放端で8.0mmの内径を
持つ円錐台状をなしている。低温側電極の温度を
第1図aにおいて破線tで示している。CuBr単
独のものは、温度差が120℃附近から起電力の急
激の立上りが起るが、温度差が200℃附近になる
と熱起電力は約700mVに達し、それ以上温度差
を与えても上昇は小さい。CuBr95%の場合は310
℃の温度差で急激な上昇が起り、CuBr90%の場
合には360℃の温度差で熱起電力の上昇が起つて
いる。そしてそれぞれの高温側電極の温度が本体
をなす材料の融点(後述する)相当の温度まで加
熱されたときには、熱起電力が750mVにも達し
た。 Next, the characteristics of the thermoelectromotive force element having the following configuration will be explained. FIG. 2a shows the state of thermoelectromotive force generation with respect to the temperature difference between the high-temperature electrode and the low-temperature electrode when the high-temperature electrode is heated. In the figure, curve A is a molded product made of CuBr alone, curve B is a product molded with a mixture of 95% CuBr and 5% Cul, and curve C is a product molded with a mixture of 90% CuBr and 10% CuBr. The main body of the samples used for this measurement had a diameter of 7.0 mmφ and a length of 15 mm.
mm, and the thickness of the graphite layer is 0.5 mm. The high temperature side electrode has a truncated conical shape with an inner diameter of 7.0 mm at the tip and 8.0 mm at the open end. The temperature of the low-temperature electrode is indicated by a broken line t in FIG. 1a. With CuBr alone, the electromotive force suddenly rises when the temperature difference is around 120℃, but when the temperature difference is around 200℃, the thermoelectromotive force reaches about 700mV and increases even if the temperature difference is increased beyond that. is small. 310 for CuBr95%
A rapid increase occurs with a temperature difference of ℃, and in the case of CuBr90%, a rise in thermoelectromotive force occurs with a temperature difference of 360℃. When the temperature of each high-temperature side electrode was heated to a temperature equivalent to the melting point (described later) of the material forming the main body, the thermoelectromotive force reached 750 mV.
ここで第1図bに前記3種類の試料についてそ
れぞれ測定した導電率の温度特性を示す。この導
電率は実質的には素子本体部の導電率に相当す
る。なお図中各曲線には第1図aにおける場合と
同一符号を付しそれぞれ対応させている。 FIG. 1b shows the temperature characteristics of conductivity measured for the three types of samples. This electrical conductivity substantially corresponds to the electrical conductivity of the element main body. Note that each curve in the figure is given the same reference numeral as in FIG. 1a to correspond to each curve.
さて第1図aにおける熱起電力の急激な上昇
は、第1図bに示した温度特性からわかるよう
に、伝導が固有領域に達した辺りの温度から起つ
ており、その熱起電率は約5mV/℃であつた。
またCuBr単独の場合にみられる熱起電率の低下
はイオン電導が優勢になる温度領域でおこつてい
る。熱起電力の急激な上昇領域を利用すれば精度
の高い温度検出が可能になる。一定熱起電力を得
て温度制御をしようとする場合、第2図aから明
らかなように、CuBr単独の場合より、CuBrに
Culを加えた場合の方が、例えば500mVの熱起電
力が得られる高温側電極の温度がCuBr単独の場
合では250℃、CuBr90%、Cul10%の場合では470
℃というように、制御する温度を高くすることが
できる。 Now, as can be seen from the temperature characteristics shown in Figure 1b, the rapid rise in thermoelectromotive force in Figure 1a occurs at a temperature around which conduction reaches its characteristic region, and the thermoelectromotive force is It was about 5 mV/°C.
Furthermore, the decrease in thermal electromotive force observed in the case of CuBr alone occurs in the temperature range where ionic conduction becomes dominant. Highly accurate temperature detection becomes possible by utilizing the region where the thermoelectromotive force rapidly increases. When trying to control temperature by obtaining a constant thermoelectromotive force, as is clear from Figure 2a, CuBr
For example, when CuBr is added, the temperature of the high-temperature side electrode where a thermoelectromotive force of 500 mV can be obtained is 250 °C when CuBr is used alone, and 470 °C when CuBr is 90% and Cul is 10%.
The temperature to be controlled can be increased, such as ℃.
次にCuBrにCulを加えた場合の融点の変化を第
3図に示す。図から明らかなようにCulを加える
ことにより融点は上昇する。熱起電力素子を種火
表示に使う場合には、高温側電極近傍の素子本体
部の温度が500℃に達することも充分あり得る。
このような場合CuBr単独で素子本体部を構成す
ると本体部の一部が溶融するという懸念が生じる
が、Culが5〜10%含まれるもので本体部を構成
しておくことによりそのような懸念は払拭され
る。CuBrにCulを加えるとそれ自体の応答速度は
遅くなるが、種火表示に用いられる場合のように
高温側電極が高温中におかれて温度を検出すると
きには、むしろ高温側電極近傍の本体部の昇温速
度が素子全体としての応答速度を支配し、しかも
種火は一般的に単位容積当りの熱量が大きいの
で、電極近傍の本体部は素速く昇温され、したが
つて本体部自体の応答の遅れは無視できるものと
なる。これに対しガスコンロでの消火などの異状
を検出するのに用いる場合には、コンロ火の単位
容積当りの熱量は種火にくらべて低く、かつ検出
温度領域が低いところにあるので、CuBr単独で
本体部を構成したものを用いる方が、本体部自体
の応答が速いという特徴を発揮できる。 Next, Figure 3 shows the change in melting point when Cul is added to CuBr. As is clear from the figure, the melting point increases by adding Cul. When a thermoelectromotive force element is used as a pilot flame display, it is quite possible that the temperature of the element body near the high-temperature side electrode reaches 500°C.
In such a case, if the element body is made of CuBr alone, there is a concern that part of the body will melt, but if the body is made of a material containing 5 to 10% Cu, such concerns can be avoided. is wiped away. Adding Cul to CuBr slows down its own response speed, but when the high-temperature side electrode is placed in a high temperature and detects the temperature, such as when used for a pilot flame display, the main body near the high-temperature side electrode The rate of temperature rise in The response delay becomes negligible. On the other hand, when used to detect abnormalities such as extinguishing a gas stove, CuBr alone is used because the amount of heat per unit volume of the stove flame is lower than that of the pilot flame, and the detection temperature range is low. By using a structure with a main body part, the main body part itself can have a faster response.
次に本体部低温側での放熱作用による熱起電力
特性への影響について調べるための実験をおこな
つたので、それについて述べる。 Next, we conducted an experiment to investigate the effect of heat dissipation on the thermoelectromotive force characteristics on the low-temperature side of the main body, and will discuss this.
まず第4図aに示すようにCuBr95%・Cul5%
の混合物を成形して作つた素子本体1の片側に設
けたカーボン薄層2の上面にはヒータ9を内蔵し
た熱板10を接触せしめるとともに側面には高温
側リード6を接続し、また本体1の他の片側に設
けたカーボン薄層2′の下面には放熱板11(直
径10cm、厚み2cmの銅板よりなる)を接触せしめ
るとともに側面には低温側リード7を接続して低
温側における放熱性のすぐれた試料イを作つた。
なを図中12,12′はカーボン薄層2,2′にお
ける温度を測定するために設けられた熱電対であ
る。 First, as shown in Figure 4 a, CuBr95%/Cul5%
A hot plate 10 with a built-in heater 9 is brought into contact with the upper surface of the carbon thin layer 2 provided on one side of the element body 1 made by molding a mixture of A heat dissipation plate 11 (made of a copper plate with a diameter of 10 cm and a thickness of 2 cm) is brought into contact with the lower surface of the carbon thin layer 2' provided on the other side, and a low temperature side lead 7 is connected to the side surface to improve heat dissipation on the low temperature side. An excellent sample was prepared.
In the figure, 12 and 12' are thermocouples provided to measure the temperature in the thin carbon layers 2 and 2'.
また第4図bに示すようにaにおけると同じ組
成の混合物を成形した本体1を備える試料ロを作
つた。構造の大部分が第1図における場合と共通
している。ただこの場合には低温側電極をなす銅
キヤツプ4が容器(第1図での場合と同様高温側
電極3がこれを兼ねる)の開口部より幾分奥まつ
たところに位置し、一方その開口部は中央に端子
13を備えたガラスハーメチツク蓋体14により
封口されている。そして銅キヤツプ4と端子13
は圧着スプリング15により電気的にも熱的にも
接続されている。 In addition, as shown in FIG. 4b, sample 2 was prepared, which included a main body 1 molded from a mixture having the same composition as in a. Most of the structure is the same as in FIG. However, in this case, the copper cap 4 forming the low-temperature side electrode is located somewhat deeper than the opening of the container (the high-temperature side electrode 3 also serves as this, as in the case in Figure 1); The section is sealed with a glass hermetic lid 14 having a terminal 13 in the center. And copper cap 4 and terminal 13
are electrically and thermally connected by a compression spring 15.
このような構造になつていることにより、銅キ
ヤツプ4等よりなる低温側電極の外気中への放熱
が押えられている。なお熱電対11は高温側電極
3の突起3′が設けられている面の温度を測定で
き、またもう一つの熱電対12は端子13の温度
を測定できるように設けられている。 With this structure, heat radiation from the low-temperature side electrode made of the copper cap 4 or the like to the outside air is suppressed. The thermocouple 11 is provided to measure the temperature of the surface of the high temperature side electrode 3 on which the protrusion 3' is provided, and the other thermocouple 12 is provided to measure the temperature of the terminal 13.
また試料ハとしては第1図に示したのと同一の
ものが準備された。本体1の材料組成は第4図
a,bにおけるものと同じである。なお熱電対は
第4図bにおけると同様な状態になるようにして
設けた。 Further, as sample C, the same one as shown in FIG. 1 was prepared. The material composition of the body 1 is the same as in FIGS. 4a, b. The thermocouple was placed in the same state as in FIG. 4b.
さて以上のようにして準備した3種類の試料
イ,ロ,ハのそれぞれについて高温側電極を加熱
しその時の熱起電力および低温側電極の温度を測
定した結果を第5図に示す。ここで図中実線は熱
起電力を示し、破線は低温側電極の温度を示す。
また各曲線に付した符号は前記試料に対応する。
図から明らかなように低温側電極の放熱を押えた
構造のもの、すなわち試料ロでは当然のことなが
らその低温側電極の温度が他の二つに比べ高くな
り、一方それが原因となつて試料イ,ハにみられ
るような熱起電力の急激な立上がりはみられな
い。このことから低温側電極での放熱が充分なさ
れるような構造とすることの必要性が理解され
る。なお図に示すように試料ハは試料イとの間に
ほとんど差がみられない。これは第1図に示した
ような構造のものであれば、試料イのように放熱
板を設けたものと低温側電極の放熱に関し同等な
効果を有していることを示すものである。このよ
うな放熱効果は第1図に示すように銅キヤツプ4
面上の広い面積にわたつて半田8が被着され、そ
の半田8がまた広い面積にわたつて外気に接して
いることに基づく。低温側電極の放熱を図るの
に、むろん第1図に示したような構造に限定され
るものではない。 Now, for each of the three types of samples A, B, and C prepared as described above, the high-temperature side electrode was heated, and the thermoelectromotive force and temperature of the low-temperature side electrode at that time were measured. The results are shown in FIG. Here, the solid line in the figure shows the thermoelectromotive force, and the broken line shows the temperature of the low temperature side electrode.
Further, the symbols attached to each curve correspond to the above-mentioned samples.
As is clear from the figure, in the case of sample RO, which has a structure that suppresses heat dissipation from the low-temperature side electrode, the temperature of the low-temperature side electrode is naturally higher than the other two; There is no sudden rise in thermoelectromotive force as seen in A and C. From this, it is understood that it is necessary to have a structure that allows sufficient heat dissipation at the low temperature side electrode. As shown in the figure, there is almost no difference between sample C and sample A. This shows that the structure shown in FIG. 1 has the same effect on heat radiation from the low-temperature side electrode as the one provided with a heat sink like sample A. This kind of heat dissipation effect is achieved by copper cap 4 as shown in Figure 1.
This is because the solder 8 is applied over a wide area on the surface, and the solder 8 is also in contact with the outside air over a wide area. In order to dissipate heat from the low-temperature side electrode, the structure is not limited to that shown in FIG. 1, of course.
次に第5図に前記3種類の試料イ,ロ,ハのそ
れぞれについて、2時間加熱、2時間放置の繰り
返えし寿命試験をおこなつた結果を示す。各曲線
に付した符号は試料イ,ロ,ハにそれぞれ対応す
る。この図からも明らかなように試料ハが長時間
にわたりそのすぐれた熱電力特性を安定に維持し
ている。なお試料イにおいて低温側電極の放熱が
図れる構造になつているにもかかわらず、図中曲
線イのように熱起電力が漸次低下しているのは電
極部分の構造が暫定的なものになつていること等
に起因しているものと思われる。 Next, FIG. 5 shows the results of a repeated life test of heating for 2 hours and leaving for 2 hours for each of the three types of samples A, B, and C. The symbols attached to each curve correspond to samples A, B, and C, respectively. As is clear from this figure, sample C stably maintains its excellent thermoelectric properties over a long period of time. Although sample A has a structure that allows for heat dissipation from the low-temperature side electrode, the reason why the thermoelectromotive force gradually decreases as shown by curve A in the figure is because the structure of the electrode part is temporary. This seems to be due to the fact that
次に二つめの本発明の実施例であるガス点火安
全装置について第7図を用い説明する。 Next, a gas ignition safety device which is a second embodiment of the present invention will be explained using FIG.
図において21は一つめの本発明により提供さ
れる熱起電力素子、22はトランジスタでそのベ
ースおよびエミツタが熱起電力素子21の両端子
に接続されている。23は発光ダイオードでその
−端子はトランジスタ22のコレクタに接続さ
れ、他端は可変抵抗25を介して電池24の−端
子に接続されている。電池24の他端子はトラン
ジスタ22のエミツタに接続されている。 In the figure, 21 is a thermo-electromotive force element provided by the first invention, and 22 is a transistor whose base and emitter are connected to both terminals of the thermo-electromotive force element 21. 23 is a light emitting diode whose minus terminal is connected to the collector of the transistor 22, and the other end is connected to the minus terminal of the battery 24 via a variable resistor 25. The other terminal of the battery 24 is connected to the emitter of the transistor 22.
次に本装置の動作について述べる。熱起電力素
子21の高温側電極の端面から突出した突起(第
1図3′に相当)がガス燃焼器の種火の炎中に位
置するようにして熱起電力素子21を配設する。
種火がついていないときには起電力素子21の両
端子間に熱起電力は生じず、したがつてこの状態
ではトランジスタ22は非導通であり、発光ダイ
オード23は点灯されない。いま種火がついて上
記高温側電極の突起が加熱されると熱起電力が生
じてトランジスタ22のベースに電流が流れ、し
たがつてトランジスタ22は導通状態となつて発
光ダイオード23は点灯する。種火が消えると前
述のようにベース電流が流れず発光ダイオードは
消灯する。 Next, the operation of this device will be described. The thermoelectromotive force element 21 is arranged so that the protrusion (corresponding to FIG. 1 3') protruding from the end face of the high temperature side electrode of the thermoelectromotive force element 21 is located in the flame of the pilot flame of the gas combustor.
When the pilot flame is not lit, no thermal electromotive force is generated between both terminals of the electromotive force element 21, and therefore, in this state, the transistor 22 is non-conductive and the light emitting diode 23 is not lit. When the pilot flame is lit and the protrusion of the high-temperature side electrode is heated, a thermoelectromotive force is generated and a current flows to the base of the transistor 22, so that the transistor 22 becomes conductive and the light emitting diode 23 lights up. When the pilot flame is extinguished, no base current flows and the light-emitting diode turns off as described above.
以上のような構成において熱起電力素子は種火
による加熱により大きな熱起電力を生じるので、
トランジスタを駆動するのに熱起電力を増巾する
必要がなく、したがつて本装置を構成する部品が
少なく、むろん増巾のための電源も必要としない
など装置全体が極めて簡単となり安価にしてでき
る。そして本装置の心蔵部をなすともいえる熱起
電力素子の寿命特性がすぐれることから、本装置
は長時間にわたりその機能を安定に維持する。さ
らにまた熱起電力の急な立上がりにともない発光
ダイオードは急に明るさを増すので遠方からその
表示を容易に確認することができる。さらには可
変抵抗で発光ダイオードに流れる電流が規制され
かつトランジスタの1次側に電池からの電流が流
れ込むことはないので電力消費が極めて少ない。 In the above configuration, the thermoelectromotive force element generates a large thermoelectromotive force when heated by the pilot flame, so
There is no need to increase the thermoelectromotive force to drive the transistor, so there are fewer parts that make up this device, and of course there is no need for a power source to increase the width, making the entire device extremely simple and inexpensive. can. Since the thermoelectromotive force element, which can be said to form the heart of this device, has excellent life characteristics, this device maintains its function stably for a long time. Furthermore, as the thermoelectromotive force suddenly rises, the light emitting diode suddenly increases in brightness, so the display can be easily seen from a distance. Furthermore, since the current flowing through the light emitting diode is regulated by the variable resistor and no current from the battery flows into the primary side of the transistor, power consumption is extremely low.
なお上記の実施例では発光ダイオードを設けて
種火の光表示ができるようにしたが、発光ダイオ
ードの代りに例えば制御リレーを設け、その動作
により表示灯を点灯したりあるいはブザーを鳴ら
して警告できるようにしてもよい。さらにはソレ
ノイドバルブを設けてガス供給、停止の操作が自
動的に行なわれるようにしてもよい。発光ダイオ
ードと制御リレーあるいはソレノイドバルブとを
併設してももちろんよい。制御リレーあるいはソ
レノイドバルブ等はトランジスタのコレクター、
エミツタ間が切断状態になつたときに動作するよ
うに構成しておけば電池の消費を低く押えること
ができる。 In the above embodiment, a light emitting diode was provided to display the light of the pilot flame, but instead of the light emitting diode, for example, a control relay may be provided, and its operation can light up an indicator light or sound a buzzer to warn the driver. You can do it like this. Furthermore, a solenoid valve may be provided to automatically supply and stop the gas. Of course, a light emitting diode and a control relay or solenoid valve may also be provided together. Control relays or solenoid valves, etc. are transistor collectors,
By configuring the device to operate when the emitter is disconnected, battery consumption can be kept low.
第8図は第7図に示したガス点火安全装置の変
形を示す。基本的には第7図に示したのと同一構
成であるが、只この場合には二つのトランジスタ
22′,22″で構成するダーリントン回路に熱起
電力素子21が接続されている。第7図における
場合と同様トランジスタの1次側に流れる電流は
押えられているので電池の消費は極めて少ない。 FIG. 8 shows a modification of the gas ignition safety device shown in FIG. Basically, it has the same configuration as shown in FIG. 7, but in this case, the thermoelectromotive element 21 is connected to a Darlington circuit composed of two transistors 22' and 22''. As in the case shown in the figure, the current flowing to the primary side of the transistor is suppressed, so battery consumption is extremely low.
なお各図面間で共通する要素についてはその説
明を省略した。 Note that explanations of elements common to each drawing have been omitted.
以上のように一つめの本発明により得られる熱
起電力素子は熱起電力が大きく、しかも素子本体
部をなす臭化第1銅に沃化第1銅を適当な割合で
混合することにより、熱起電力が急な立上がりを
する固有領域の温度を任意に変えることが可能
で、したがつてある温度領域において、精度よく
温度を検出しようとする場合、あるいはある温度
領域においてより大きな熱起電力を得ようとする
場合に容易に対処することができる。 As described above, the thermoelectromotive force element obtained by the first invention has a large thermoelectromotive force, and by mixing cuprous bromide and cuprous iodide in an appropriate ratio, It is possible to arbitrarily change the temperature in a specific region where thermoelectromotive force rises rapidly. Therefore, if you want to detect temperature accurately in a certain temperature range, or if you want to detect a larger thermoelectromotive force in a certain temperature range. It can be easily dealt with when trying to obtain.
又低温側電極の温度上昇を押えるだけの簡単な
構造により、高温側電極との温度差を大きくして
より大きな熱起電力が取出せるばかりでなく、長
時間にわたり再現性よくその熱起電力を取出すこ
とができ、信頼性の高いものとすることができ
る。 In addition, with a simple structure that only suppresses the temperature rise of the low-temperature side electrode, it is possible to not only increase the temperature difference with the high-temperature side electrode and extract a larger thermoelectromotive force, but also to suppress the thermoelectromotive force over a long period of time with good reproducibility. It can be taken out and can be highly reliable.
一方二つめの本発明により得られるガス点火安
全装置は上記熱起電力素子のすぐれた性能を備え
ることにより、ガスの着消火を精度よく検出し、
しかもガスの着消火を知らせ警告する表示灯ある
いはブザー等の駆動、あるいはガス供給停止の自
動操作を指令するために上記素子の熱起電力を増
巾する必要のないことから装置の構成が簡単にな
つて安価にしてできるなど数多のすぐれた利点を
備える。 On the other hand, the gas ignition safety device obtained by the second invention is equipped with the excellent performance of the thermoelectromotive force element, and can accurately detect gas ignition and extinguishment.
Furthermore, there is no need to increase the thermoelectromotive force of the above-mentioned elements to drive an indicator light or buzzer that warns when the gas is on or off, or to issue an automatic command to stop the gas supply, which simplifies the configuration of the device. It has many excellent advantages, such as being able to be made at low cost.
第1図は本発明の一実施例である熱起電力素子
の断面図、第2図aは上記熱起電力素子の熱起電
力を示す曲線図、第2図bは上記熱起電力素子の
要部をなす材料の導電率の温度特性を示す曲線
図、第3図は上記要部をなす材料の組成に対する
融点の変化を示す曲線図、第4図a,bはそれぞ
れ上記熱起電力素子を構成する低温側電極の放熱
効果を調べるために作つた試料の正面図および断
面図、第5図は上記熱起電力素子および上記試料
の熱起電力特性を示す曲線図、第6図は同じく上
記熱起電力素子および上記試料の寿命特性を示す
曲線図、第7図は二つめの本発明の実施例である
ガス点火安全装置の回路図、第8図は上記ガス点
火安全装置の変形の回路図である。
1……素子本体、2,2′……カーボン薄層、
3……高温側電極、4……銅キヤツプ、6……高
温側リード、7……低温側リード、12,12′
……熱電対、21……熱起電力素子、22,2
2′,22″……トランジスタ、23……発光ダイ
オード、24……電池。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a thermoelectromotive force element according to an embodiment of the present invention, FIG. 2a is a curve diagram showing the thermoelectromotive force of the thermoelectromotive force element, and FIG. FIG. 3 is a curve diagram showing the temperature characteristics of the electrical conductivity of the material forming the main part, FIG. 3 is a curve chart showing the change in melting point with respect to the composition of the material forming the main part, and FIGS. 5 is a front view and a cross-sectional view of a sample made to examine the heat dissipation effect of the low-temperature side electrode that makes up the device. FIG. 5 is a curve diagram showing the thermoelectromotive force characteristics of the thermoelectromotive force element and the sample. A curve diagram showing the life characteristics of the above thermoelectromotive force element and the above sample, Fig. 7 is a circuit diagram of a gas ignition safety device which is a second embodiment of the present invention, and Fig. 8 is a modification of the above gas ignition safety device. It is a circuit diagram. 1...Element body, 2, 2'...Carbon thin layer,
3...High temperature side electrode, 4...Copper cap, 6...High temperature side lead, 7...Low temperature side lead, 12, 12'
... Thermocouple, 21 ... Thermoelectromotive force element, 22,2
2', 22''...Transistor, 23...Light emitting diode, 24...Battery.
Claims (1)
第1銅を含む成形体と、この成形体の両側にそれ
ぞれグラフアイト層を介し圧着された高温側電極
と低温側電極とを有する熱起電力素子。 2 成形体が遊離するハロゲンのないように調整
した沃化第1銅を含む特許請求の範囲第1項記載
の熱起電力素子。 3 高温側電極が筒状体と一体になつて一端が開
口した容器を構成し、かつその容器に成形体とと
もに収納された低温側電極の端面がセラミツクス
からなる耐熱絶縁リングを介して容器開口端に形
成した折曲部により押圧されるとともに絶縁リン
グの内側に低温側電極に接合された半田層が設け
られた特許請求の範囲第1項記載の熱起電力素
子。 4 高温電極がクロムを16%以上含むステンレス
鋼よりなる特許請求の範囲第1項又は第3項記載
の熱起電力素子。 5 低温側電極が銅よりなる特許請求の範囲第1
項又は第3項記載の熱起電力素子。 6 遊離するハロゲンのないように調整した臭化
第1銅を含む成形体と、この成形体の両側にそれ
ぞれグラフアイト層を介して設けられ高温雰囲気
中に位置される高温側電極および低温雰囲気中に
位置される低温側電極とを備える熱起電力素子が
トランジスタの入力回路に挿入されかつガスの着
消火をしらせる表示装置およびガスの供給を制御
する制御装置の少なくとも一つが上記トランジス
タの出力回路に挿入されたことを特徴とするガス
点火安全装置。 7 成形体が遊離するハロゲンのないように調整
した沃化第1銅を含む特許請求の範囲第6項記載
のガス点火安全装置。 8 表示装置として発光ダイオードを用いた特許
請求の範囲第6項記載のガス点火安全装置。[Scope of Claims] 1. A molded body containing cuprous bromide adjusted to be free of halogen, and a high-temperature side electrode and a low-temperature side electrode that are crimped to both sides of this molded body through graphite layers, respectively. A thermoelectromotive force element having 2. The thermoelectromotive element according to claim 1, wherein the molded body contains cuprous iodide adjusted to be free of halogen. 3. The high-temperature side electrode is integrated with the cylindrical body to form a container with one end open, and the end surface of the low-temperature side electrode housed in the container together with the molded body is connected to the open end of the container through a heat-resistant insulating ring made of ceramics. 2. The thermoelectromotive force element according to claim 1, further comprising a solder layer pressed by a bent portion formed in the insulating ring and bonded to the low-temperature side electrode on the inside of the insulating ring. 4. The thermoelectromotive element according to claim 1 or 3, wherein the high temperature electrode is made of stainless steel containing 16% or more of chromium. 5 Claim 1 in which the low temperature side electrode is made of copper
The thermoelectromotive force element according to item 1 or 3. 6 A molded body containing cuprous bromide adjusted to be free of halogen, a high-temperature side electrode provided on both sides of this molded body through graphite layers, and located in a high-temperature atmosphere, and a low-temperature atmosphere. A thermoelectromotive force element having a low-temperature side electrode located at the input circuit of the transistor is inserted into the input circuit of the transistor, and at least one of a display device that indicates whether the gas is turned on or off and a control device that controls the supply of the gas is inserted into the output circuit of the transistor. A gas ignition safety device characterized by being inserted. 7. The gas ignition safety device according to claim 6, wherein the molded body contains cuprous iodide adjusted to be free of halogen. 8. The gas ignition safety device according to claim 6, which uses a light emitting diode as the display device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12445378A JPS5550676A (en) | 1978-10-09 | 1978-10-09 | Thermoelectromotive force element and gas ignition safety device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12445378A JPS5550676A (en) | 1978-10-09 | 1978-10-09 | Thermoelectromotive force element and gas ignition safety device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5550676A JPS5550676A (en) | 1980-04-12 |
| JPS6238871B2 true JPS6238871B2 (en) | 1987-08-20 |
Family
ID=14885885
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12445378A Granted JPS5550676A (en) | 1978-10-09 | 1978-10-09 | Thermoelectromotive force element and gas ignition safety device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5550676A (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61169985U (en) * | 1985-04-11 | 1986-10-21 | ||
| JPS6323997U (en) * | 1986-08-01 | 1988-02-17 | ||
| JP7597579B2 (en) * | 2018-09-03 | 2024-12-10 | 住友電気工業株式会社 | Thermoelectric conversion element, thermoelectric conversion module, optical sensor, method for producing thermoelectric conversion material, and method for producing thermoelectric conversion element |
-
1978
- 1978-10-09 JP JP12445378A patent/JPS5550676A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5550676A (en) | 1980-04-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3251654A (en) | Combustible gas detecting elements and apparatus | |
| US2818482A (en) | High speed clinical thermometers | |
| US4904090A (en) | Temperature sensing arrangement | |
| GB1134556A (en) | Surface temperature measuring device | |
| JPS61283830A (en) | Electric oil level monitor device | |
| JPS6238871B2 (en) | ||
| US2239540A (en) | Thermostatic control | |
| CN203398009U (en) | Waterproof temperature controller | |
| US3600946A (en) | Liquid level sensor | |
| US2677711A (en) | Radiation thermocouple | |
| US3434349A (en) | Electronic clinical thermometer | |
| US3112790A (en) | Control systems | |
| US2810005A (en) | Thermocouple structure | |
| US2720615A (en) | Thermoelectric generators | |
| US3538379A (en) | Photo-electric light-activated switch apparatus | |
| US4157522A (en) | Electrical melting fuse combined with a Peltier element | |
| US3033960A (en) | Thermostatic switch | |
| US2744947A (en) | Radiation thermocouple | |
| US4203779A (en) | Flame detection thermocouple | |
| US2936125A (en) | Thermostatic control device | |
| US2416455A (en) | Thermoelectric generating device | |
| US2470864A (en) | Thermoelectric control device | |
| US10031030B2 (en) | Temperature sensor arrangement with an electrically and thermally insulating covering | |
| US2590605A (en) | Series lamp cutout | |
| JPH01168427A (en) | Thermocouple for plastic tube joint of electric welding type |