▶ エスシーピー ホールディングス，アン アシュームド ビジネス ネーム オブ ナイトライド イグナイターズ，リミティド ライアビリティ カンパニーの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-10-24
(54)【発明の名称】セラミックヒーター付き熱作動式ガスバルブ
(51)【国際特許分類】
H05B 3/14 20060101AFI20221017BHJP
H05B 3/74 20060101ALI20221017BHJP
F23Q 7/22 20060101ALI20221017BHJP
【ＦＩ】
H05B3/14 A
H05B3/74
F23Q7/22 615A
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022511019
(86)(22)【出願日】2020-08-17
(85)【翻訳文提出日】2022-04-15
(86)【国際出願番号】 US2020046623
(87)【国際公開番号】W WO2021034748
(87)【国際公開日】2021-02-25
(31)【優先権主張番号】62/888,872
(32)【優先日】2019-08-19
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】520373486
【氏名又は名称】エスシーピー ホールディングス，アン アシュームド ビジネス ネーム オブ ナイトライド イグナイターズ，リミティド ライアビリティ カンパニー
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100092624
【弁理士】
【氏名又は名称】鶴田 準一
(74)【代理人】
【識別番号】100114018
【弁理士】
【氏名又は名称】南山 知広
(74)【代理人】
【識別番号】100153729
【弁理士】
【氏名又は名称】森本 有一
(72)【発明者】
【氏名】ジャック エー．シンドル
(72)【発明者】
【氏名】イン リウ
(72)【発明者】
【氏名】ジョセフ エル．マーク
(72)【発明者】
【氏名】ジェイコブ ペンランド
【テーマコード（参考）】
3K092
【Ｆターム（参考）】
3K092PP20
3K092QB02
3K092QB04
3K092QB08
3K092QB11
3K092QB13
3K092QB21
3K092QB76
3K092RF11
(57)【要約】
セラミックヒーターを備える、熱作動可能なガスバルブアセンブリが開示される。ガスバルブアセンブリは、ガス入口とガス出口とを備えた、ハウジングを備える。バイメタル熱作動部品は、ハウジングの内部からガス出口を取り外し可能に密封する、バルブプラグを有する。セラミックヒーターは、通電可能であり、熱作動部品を撓ませて、それによりガス出口からバルブプラグを外し、それによりガス出口をガス入口及びハウジングの内部と流体連通するように配置される。ガスバルブアセンブリが窒化ケイ素セラミック点火装置に調理ガスを選択的に供給する、ガス加熱システムもまた図示され、説明される。点火装置及びヒーターは、直列に接続されており、従って点火装置とヒーターとに渡って交流源が印加されると、バルブアセンブリが開く前に、点火装置は、燃焼ガスの自己発火温度に達する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
熱作動式ガスバルブアセンブリであって、ガス入口と、ガス出口と、該ガス出口に選択的に流体連通する内容積と、を有するハウジングと、
前記内容積に配設された熱作動部品と、
該熱作動部品に動作するように接続され、且つ前記内容積から前記ガス出口を選択的に密封するように配置された、バルブプラグと、
セラミックヒーターであって、前記熱作動部品と熱的に連通するセラミックヒーターと、
を備える熱作動式ガスバルブアセンブリ。
【請求項2】
前記セラミックヒーターは、セラミック本体と、該セラミック本体内に配設された導電性インクパターンと、を備える請求項１に記載の熱作動式ガスバルブアセンブリ。
【請求項3】
前記セラミック本体は窒化ケイ素を備える請求項２に記載の熱作動式ガスバルブアセンブリ。
【請求項4】
前記セラミックヒーターは、正の抵抗率温度係数を有する導電性インク回路を有する請求項１～３の何れか一項に記載の熱作動式ガスバルブアセンブリ。
【請求項5】
前記熱作動部品は、前記バルブプラグを前記ガス出口との密封係合の中と外に選択的に配置するように熱的に撓むことができる、少なくとも１つのバイメタル部材を備える、請求項１～４の何れか一項に記載の熱作動式ガスバルブアセンブリ。
【請求項6】
前記熱作動部品はバイメタル部材を備え、該バイメタル部材は、前記ハウジングの前記内部の中の位置に固定された第１の端部と、前記バイメタル部材の長さ軸に沿って前記第１の端部から離間した第２の自由端部と、を有し、前記バイメタル部材が撓み温度に曝されると、前記バイメタル部材の前記第２の端部が、前記バルブプラグを前記ガス出口との密封係合から離脱するよう動かすように、前記バルブプラグは前記バイメタル部材の前記第２の自由端部に接続する、請求項１に記載の熱作動式ガスバルブアセンブリ。
【請求項7】
前記撓み温度は、約６５．６℃（１５０°Ｆ）～約５３８℃（１０００°Ｆ）である、請求項６に記載の熱作動式ガスバルブアセンブリ。
【請求項8】
前記バイメタル部材は、ＡＳＴＭ Ｄ３８８－０６に従って測定された、約１２．６×１０+6℃+1（７．０×１０-6°Ｆ-1）～約１９．８×１０-6℃-1（１１．０×１０-6°Ｆ-1）の屈曲性を有する、請求項６に記載の熱作動式ガスバルブアセンブリ。
【請求項9】
前記セラミックヒーターは、約５オーム～約１５オームの室温抵抗を有する導電性インクパターンを有する、請求項１に記載の熱作動式ガスバルブ。
【請求項10】
１１７０℃（２１３８°Ｆ）～１４８２℃（２７００°Ｆ）の温度範囲に渡って、前記導電性インクパターンは１７Ω～２８Ωの高温抵抗を有する、請求項９に記載の熱作動式ガスバルブ。
【請求項11】
前記導電性インクパターンは、約６．５×１０-5Ω・ｃｍ～約２×１０-4Ω・ｃｍの室温抵抗率を有する、請求項９又は１０に記載の熱作動式ガスバルブアセンブリ。
【請求項12】
セラミックヒーターは導電性インクパターンを備え、前記導電性インクは、前記導電性インクの約３０重量パーセント以下の量の窒化ケイ素と、前記導電性インクの約７０重量パーセント以上の量の少なくとも１つの導電性成分と、を有し、前記少なくとも１つの導電性成分は、タングステンと、タングステンカーバイドと、マンガンと、二ケイ化モリブデンと、アルミナと、シリカと、からなる群から選択される、請求項１に記載の熱作動式ガスバルブアセンブリ。
【請求項13】
前記導電性インクは、酸化物と金属と希土類酸化物とからなる群から選択される、焼結助剤の約６重量パーセント以下を有する、請求項１２に記載の熱作動式ガスバルブアセンブリ。
【請求項14】
前記セラミックヒーターは、約１０．２（０．４インチ）～約２５．４ｍｍ（１．０インチ）の長さ軸に沿った長さと、約３．８１（０．１５インチ）～約８．８９ｍｍ（０．３５インチ）の幅軸に沿った幅と、約０．７６２ｍｍ（０．０３インチ）～約２．０３２ｍｍ（０．０８インチ）の厚さ軸に沿った厚さと、を有し、前記長さは前記幅よりも長く、前記幅は前記厚さよりも長い、請求項１～１３の何れか一項に記載の熱作動式ガスバルブアセンブリ。
【請求項15】
前記セラミックヒーターは、長さ軸に沿った長さと、幅軸に沿った幅と、厚さ軸に沿った厚さと、を有し、導電性インクパターンは、約０．００５１ｍｍ（０．０００２インチ）以上で且つ約０．０７６ｍｍ（０．００３インチ）以下の前記厚さ軸に沿った事前焼製された厚さを有する、請求項１に記載の熱作動式ガスバルブアセンブリ。
【請求項16】
ガス加熱システムであって、請求項１に記載の前記熱作動式ガスバルブアセンブリと、
前記ガス出口と流体連通するセラミック点火装置と、
を備えるガス加熱システムにおいて、
前記セラミック点火装置及び前記セラミックヒーターは、交流源に選択的に接続しており、互いに対して直列である、ガス加熱システム。
【請求項17】
前記セラミック点火装置は室温抵抗を有し、前記セラミックヒーターは室温抵抗を有し、前記セラミックヒーターの室温抵抗に対する前記セラミック点火装置の室温抵抗の比は約１．９～約４．０である、請求項１６に記載のガス加熱システム。
【請求項18】
前記セラミック点火装置は高温抵抗を有しており、前記セラミックヒーターは高温抵抗を有し、１１７０℃（２１３８°Ｆ）～１４８２℃（２７００°Ｆ）までの温度範囲に渡って、前記セラミックヒーターの高温抵抗に対する前記セラミック点火装置の高温抵抗の比は約１．９～約８．０である、請求項１６又は１７に記載のガス加熱システム。
【請求項19】
前記セラミック点火装置は約２０オーム～約６０オームの室温抵抗を有する、請求項１６～１８の何れか一項に記載のガス加熱システム。
【請求項20】
前記セラミック点火装置は室温抵抗を有し、前記セラミックヒーターは室温抵抗を有し、前記セラミック点火装置の室温抵抗と前記セラミックヒーターの室温抵抗との合計は約２５オーム～約６５オームである、請求項１７に記載のガス加熱システム。
【請求項21】
前記セラミック点火装置は高温抵抗を有し、前記セラミックヒーターは高温抵抗を有し、１１７０℃（２１３８°Ｆ）～１４８２℃（２７００°Ｆ）の温度範囲に渡って、前記セラミックヒーターの前記高温抵抗と前記セラミック点火装置の前記高温抵抗との合計は約１４５Ω～約２８８Ωである、請求項２０に記載のガス加熱システム。
【請求項22】
前記セラミック点火装置は長さ軸を規定する長さと、幅軸を規定する幅と、厚さ軸を規定する厚さと、を有するセラミック本体を有し、前記セラミック点火装置は、
それぞれの外面を有する第１と第２のセラミックタイルと、
前記第１と第２のセラミックタイルの間に配設された、導電性インクパターンと、を備え、
前記セラミック点火装置は、約１．１９（０．０４７）～約１．５２ｍｍ（０．０６０インチ）の、厚さ軸に沿った厚さを有し、１２０ＶのＡＣ ｒｍｓの電位差に曝された場合に、それぞれのセラミック点火装置の外面の少なくとも１つは、８秒以内において少なくとも７６０℃（１４００°Ｆ）の温度に達する、請求項１６に記載のガス加熱システム。
【請求項23】
前記セラミック点火装置の導電性インクは、厚さ軸に沿って約０．０１０２ｍｍ（０．０００４インチ）～約０．０５１ｍｍ（０．００２インチ）の厚さを有する、請求項２２に記載のガス加熱システム。
【請求項24】
前記セラミック点火装置の前記導電性インクパターンを備え、前記導電性インクは窒化ケイ素と炭化タングステンとを有する、ことを特徴とする請求項２２又は２３に記載のガス加熱システム。
【請求項25】
前記セラミック点火装置は正の抵抗率温度係数を有する導電性インクパターンを備える、請求項１６に記載のガス加熱システム。
【請求項26】
前記セラミックヒーターは、正の抵抗率温度係数を有する導電性インクパターンを備える、請求項２５に記載のガス加熱システム。
【請求項27】
ガス加熱システムであって、正の抵抗率温度係数を有する導電性インクパターンを備えるセラミック点火装置と、
熱作動式ガスバルブアセンブリであって、
（ｉ）ガス入口と、ガス出口と、前記ガス出口と選択的に流体連通する内容積と、を有するハウジングと、
（ｉｉ）前記内容積に配設された熱作動部品と、
（ｉｉｉ）前記熱作動部品に動作するように接続し、且つ前記内容積から前記ガス出口を選択的に密封するように配置されたバルブプラグと、
（ｉｖ）前記熱作動部品と熱的に連通するヒーターと、を有する、熱作動式ガスバルブアセンブリと、
を備えるガス加熱システム。
【請求項28】
前記ヒーターは導電性インクパターンを備えるセラミックヒーターである、請求項２７に記載のガス加熱システム。
【請求項29】
前記セラミックヒーターの導電性インクパターンは正の抵抗率温度係数を有する、請求項２８に記載のガス加熱システム。
【請求項30】
ガスを点火する方法であって、セラミック点火装置と選択的に流体連通する、燃焼ガス源を提供するステップと、
熱作動部品と、該熱作動部品に熱的に連通するセラミックヒーターと、を備えるガスバルブアセンブリを提供するステップであって、前記ガスバルブアセンブリが、燃焼ガス源を前記セラミック点火装置と流体連通するように選択的に配置するように動作可能である、ステップと、
前記セラミック点火装置は前記燃焼ガスの発火温度以上の表面温度に達するように、前記セラミック点火装置に通電する手順と、
前記燃焼ガス源を前記セラミック点火装置と流体連通させるように配置するために、前記セラミックヒーターに通電するステップと、
を備えるガスを点火する方法。
【請求項31】
前記熱作動部品が撓み可能な部材を備え、前記燃焼ガス源を前記セラミック点火装置と流体連通させるように配置するために、前記セラミックヒーターに通電するステップは、前記熱作動部品が撓むように該熱作動部品を加熱するステップを備える、請求項３０に記載の方法。
【請求項32】
前記セラミック点火装置は室温抵抗を有し、前記セラミックヒーターは室温抵抗を有し、前記セラミックヒーターの室温抵抗に対する前記セラミック点火装置の室温抵抗の比は約１．９Ω～約４．０Ωである、請求項３０に記載の方法。
【請求項33】
前記セラミックヒーターは高温抵抗を有し、１１７０℃（２１３８°Ｆ）～１４８２℃（２７００°Ｆ）の温度範囲に渡って、前記セラミックヒーターの高温抵抗は約１７Ω～約２８Ωである、請求項３０～３２の何れか一項に記載の方法。
【請求項34】
前記セラミック点火装置は高温抵抗を有し、前記セラミックヒーターは高温抵抗を有し、１１７０℃（２１３８°Ｆ）～１４８２℃（２７００°Ｆ）までの温度範囲に渡って、前記セラミックヒーターの高温抵抗に対する前記セラミック点火装置の高温抵抗の比は約１．９～約８．０である、請求項３０～３２の何れか一項に記載の方法。
【請求項35】
前記セラミック点火装置は約２０オーム～約６０オームの室温抵抗を有する、請求項３０に記載の方法。
【請求項36】
１１７０℃（２１３８°Ｆ）～１４８２℃（２７００°Ｆ）までの温度範囲に渡って、前記セラミック点火装置は約１１５Ω～約２８０Ωの高温抵抗を有する、請求項３０～３４の何れか一項に記載の方法。
【請求項37】
前記セラミック点火装置は室温抵抗を有し、前記セラミックヒーターは室温抵抗を有し、前記セラミック点火装置の室温抵抗と前記セラミックヒーターの室温抵抗との合計は約２５オーム～約６５オームである、請求項３０に記載の方法。
【請求項38】
前記セラミック点火装置は高温抵抗を有し、前記セラミックヒーターは高温抵抗を有し、１１７０℃（２１３８°Ｆ）～１４８２℃（２７００°Ｆ）の温度範囲に渡って、前記セラミックヒーターの高温抵抗と前記セラミック点火装置の高温抵抗との合計は約１４５Ω～約２８８Ωである、請求項３０～３２、３５及び３７の何れか一項に記載の方法。
【請求項39】
前記ガスバルブアセンブリはガス入口とガス出口とを備え、前記熱作動部品は、前記ガスバルブアセンブリ内のセラミック絶縁体に対して一端部に固定され、バルブプラグに接続する自由端部を有し、前記熱作動部品が撓むと、前記バルブプラグがガス出口から外れ、前記ガス入口が前記ガス出口と流体連通するように配置されるように、前記バルブプラグが前記ガス出口に取り外し可能に着座する、請求項３０～３８の何れか一項に記載の方法。
【請求項40】
前記セラミック点火装置が前記燃焼ガスの発火温度に到達すると直ぐに、前記ガス入口は前記ガス出口と流体連通するように配置される、請求項３９に記載の方法。
【請求項41】
前記セラミック点火装置及び前記セラミックヒーターは、互いに且つ交流源と直列に配置される、請求項３０～４０の何れか一項に記載の方法。
【請求項42】
前記交流源は約１０２ＶのＡＣから約１３２ＶのＡＣのｒｍｓ電圧を有する、請求項４１に記載の方法。
【請求項43】
前記セラミック点火装置に通電するステップは、前記セラミック点火装置の表面温度が約８秒以上で前記燃焼ガスの発火温度に達するように、前記セラミック点火装置に通電するステップを備える、請求項３０に記載の方法。
【請求項44】
前記発火温度は約７６０℃（１４００°Ｆ）以上である、請求項４３に記載の方法。
【請求項45】
前記熱作動部品は、第１の軸に沿った長さと第２の軸に沿った幅とを有する、バイメタル部材を備え、前記セラミックヒーターは、前記第２の軸に沿った長さと前記第１の軸に沿った幅とを有する本体を備える、請求項３０～４４の何れか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、セラミックヒーターにより熱的に作動される、ガス制御バルブと、セラミック点火装置を備えたその様な制御バルブを備える、ガス加熱システムと、に関する。
（関連出願に関する相互参照）
本出願は、２０１９年８月１９日に出願された米国仮特許出願第６２／８８８８７２号明細書の利益を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
（関連出願に関する相互参照）
本出願は、２０１９年８月１９日に出願された米国仮特許出願第６２／８８８８７２号明細書の利益を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【0002】
米国及び海外の多くのオーブンキャビティは、炭化ケイ素高温表面点火装置等のセラミック点火装置を使用してガスにより加熱される。炭化ケイ素セラミック点火装置は、電位差が適用される、熱的端部を備えた半導電性セラミック本体を備える。セラミック本体に電流が流れることにより、本体が加熱されて温度が上昇し、燃焼ガスの発火源を提供する。この様なオーブン加熱システムでは、一旦可燃性ガスが、燃焼ガスと空気の可燃性混合物が発火する、表面温度に達した時だけに、可燃性ガスが炭化ケイ素点火装置に供給されることを確実にするように、バイメタルガスバルブアセンブリと呼ばれることもある、熱作動式ガス制御バルブアセンブリを備えることが標準である。
【0003】
ガスバルブアセンブリ及び炭化ケイ素点火装置は、回路への電気の流れを制御する、スイッチ又はリレーを介してＡＣ（公称１２０ＶのＡＣ）主電源に直列に接続する。オーブンが熱を要求する時に、スイッチが閉じられて、電気が最初に炭化ケイ素点火装置に流れ、次にバイメタルバルブアセンブリに流れる。点火装置は、負の抵抗温度係数と室温における高い抵抗とを有しており、そのことは、バイメタルバルブアセンブリへの電圧及び電流を制限する。高い初期抵抗は、高温表面点火装置が燃焼ガスの発火温度に達してしまう前にバルブが開くことを防止する。高温表面点火装置が加熱され始めると、その抵抗は、低下し始めて（抵抗係数が負であるため）、最終的には１１６ＶのＡＣにおいて約３５オーム及び１４８２℃（２７００°Ｆ）（最高温度）で安定する。
【0004】
点火装置の抵抗が低下すると、電流が、バイメタルバルブアセンブリに流れ始める。アセンブリの内部には、ワイヤ抵抗要素と熱的に撓み可能なバイメタル帯体とがある。ワイヤ抵抗要素は、バイメタル帯体の一部の周りに巻き付けられ、そして電流が流れ始めると、抵抗要素が加熱され始める。抵抗要素が熱くなると、バイメタル帯体は、撓み温度に達し、そこで、バイメタル帯体は、ガスバルブアセンブリのガス出口からバルブプラグを外すように撓み、それにより、アセンブリの内部とそのガス入口とをガス出口と流体連通させて、ガスが流れることを可能にする。３．０３～３．３０ＶのＡＣの必要な電圧及び３．２～３．６アンペアは、炭化ケイ素点火装置が所望の動作温度になるまで、回路から供給されない。バイメタル帯体は、異なる膨張係数を有する２つの金属を備える。異なる膨張係数により、帯体が曲げられるので、従ってバイメタル帯体のバルブプラグの端部が離れるように撓み、ガス出口から外れる。
【0005】
この設計の利点は、バイメタルガスバルブを開くのに必要な電流が、高温表面点火装置がその動作温度になるまで存在しないことである。これにより、高温表面点火装置がガスの点火を確実にする温度になるまで、可燃性ガスの流れが可能にならないことを確保する。
【0006】
残念ながら、炭化ケイ素点火装置と組み合わせてそれら（既知の熱作動式ガス制御バルブアセンブリ及びガス加熱システム）を利用する、既知の熱作動式ガス制御バルブアセンブリ及びガス加熱システムには不利益が存在する。先ず、炭化ケイ素点火装置、特にＭ回路設計は、非常に壊れ易く、工場での据え付け、最終使用者の自宅でのオーブンの出荷及び据え付け中に簡単に破損する。更に、炭化ケイ素点火装置は、加熱が遅く、殆どの場合、炭化ケイ素点火装置の所望の動作温度に達するまでに１０～２０秒を要する。
【0007】
更に、バイメタルバルブも遅く、炭化ケイ素点火装置がその所望の作動温度に達した後に、開くために更に２０～４０秒を必要とする。その結果、点火までの所要時間は、３０～６０秒の間のどこかになる。更に、炭化ケイ素高温表面点火装置は、炭化ケイ素粒及びリードの表面上に二酸化ケイ素絶縁層を形成し、時間の経過と共に点火装置の室温抵抗の増大を生じる。この抵抗の増大により、温度までの全体的な時間が更に長くなり、システムの全体的な性能は低下する。また、炭化ケイ素は半導体であり、点火装置全体が導電性である。このことは、火傷又は電気的短絡を防ぐように、オーブンの操作者が、不注意による接触から保護されなければならないことを必要とする。
【0008】
窒化ケイ素点火装置は、給湯器及び炉の用途で長い間使用されており、炭化ケイ素点火装置に比べて幾つかの利点を有する。先ず、窒化ケイ素点火装置は、優れた強度と破壊靭性とを有するので、炭化ケイ素点火装置の様々な用途において炭化ケイ素点火装置を非常に耐久性のあるものにする。更に、窒化ケイ素点火装置の表面は、絶縁性であるので、電気的短絡のリスクが排除される。更に、温度までの時間は、炭化ケイ素と比較して５０～７５％より速く、消費電力は、炭化ケイ素より８０％より少ない。殆どの材料と同様に、窒化ケイ素点火装置が正の抵抗温度係数を有することも注目に値する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
オーブンキャビティにおける窒化ケイ素点火装置の採用に対する障害は、点火装置のオン及びオフの切り換えに必要とされる、制御システムの費用であった。一般的な窒化ケイ素点火装置により消費される電流は、一般的なワイヤ抵抗要素によりガスバルブアセンブリを開くためには十分ではない。従って、バイメタルバルブは、ソレノイドの様なバルブに置換される必要があり、そして制御基板が、点火装置をオンにして、温度に達した時を感知し、更にソレノイドに信号を送信して開くために追加される必要があるであろう。これらの形態の組み合わせにより、導入コストは法外に高くなる。対照的に、バイメタルガスバルブと組み合わせた炭化ケイ素点火装置は、非常にコスト競争力がある。従って、前述の事項に対処する、ガスバルブアセンブリの必要性が生じる。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本開示の第１の形様によれば、ハウジングと熱作動部品とバルブプラグとセラミックヒーターとを備える、熱作動可能なガスバルブアセンブリが提供される。ハウジングは、ガス入口と、ガス出口と、ガス出口に選択的に流体連通する内容積と、を有する。熱作動部品は、内容積内に配設されており、バルブプラグは、熱作動部品に動作するように接続する。バルブプラグは、ガス出口を内容積から選択的に密封するように配置されており、セラミックヒーターは、熱作動部品と熱的に連絡する。特定の例において、熱作動部品は、撓み温度に加熱されると撓む、バイメタル部材又はバイメタル部材アセンブリを備える。同じ又は別の例において、セラミックヒーターは、セラミック本体と、セラミック本体内に配設された導電性インクパターンと、を備える。同じ又は別の例において、セラミック本体は、窒化ケイ素を備える。同時に又は別の例において、セラミックヒーターの導電性インクパターンは、約６．５×１０-5Ω・ｃｍ～約２×１０-4Ω・ｃｍの室温抵抗率を有する。同時に又は別の例において、導電性インクパターンは、約５Ω～約１５Ωの室温抵抗を有する。
【0011】
本開示の第２の形態によれば、セラミック点火装置と、ハウジングと熱作動部品とバルブプラグとセラミックヒーターとを備える、熱作動式ガスバルブアセンブリと、を備えるガス加熱システムが提供される。ハウジングは、ガス入口と、ガス出口と、ガス出口に選択的に流体連絡する内容積と、を有する。熱作動部品は、内容積内に配設されており、バルブプラグは、熱作動部品に動作するように接続する。バルブプラグは、ガスバルブアセンブリの内容積からガス出口を選択的に密封するように配置されており、セラミックヒーターは、熱作動部品と熱的に連絡する。特定の例において、熱作動部品は、撓み温度に加熱されると撓む、バイメタル部材又はバイメタル部材アセンブリを備える。特定の例において、セラミック点火装置の室温抵抗の、セラミックヒーターの室温抵抗に対する比は、約１．９～約４．０である。同時に、セラミック点火装置の室温抵抗とセラミックとの合計は、約２５Ω～約６５Ωまでである。
【0012】
本開示の第３の形態によれば、正の抵抗率温度係数を有する導電性インクパターンを備えるセラミック点火装置と、熱作動式ガスバルブアセンブリと、を備える、ガス加熱システムが提供される。熱作動式ガスバルブアセンブリは、ｉ）ガス入口と、ガス出口と、ガス出口と選択的に流体連絡する内容積と、を有するハウジングと、（ｉｉ）内容積に配設された熱作動部品と、（ｉｉｉ）熱作動部品に動作するように接続していて且つ内容積からガス出口を選択的に密封するように配置されたバルブプラグと、（ｉｖ）熱作動部品と熱的に連絡するヒーターと、を備える。特定の例において、ヒーターは、導電性インクパターンを備える、セラミックヒーターである。同時に又は別の例において、セラミックヒーターは、正の抵抗率温度係数を有する。
【0013】
本開示の第４の形態によれば、ガスを点火する方法が提供される。この方法が、セラミック点火装置と選択的に流体連通する、燃焼ガス源を提供する手順と、燃焼ガス源をセラミック点火装置と流体連通するように選択的に配置するように動作可能である、ガスバルブアセンブリを提供する手順と、セラミック点火装置が燃焼ガスの発火温度以上の表面温度に達するように、セラミック点火装置に通電する手順と、セラミックヒーターに通電して、燃焼ガス源をセラミック点火装置と流体連通させるように配置する手順と、を備える。ガスバルブアセンブリは、熱作動部品と、熱作動部品に熱的に連通するセラミックヒーターと、を備える。特定の例において、熱作動部品は、撓み可能な部材であり、そしてセラミックヒーターに通電して、燃焼ガス源をセラミック点火装置と流体連通させるように配置する手順は、熱作動部品を、熱作動部品が撓むように加熱する手順を備える。同時に又は別の例において、セラミック点火装置の室温抵抗のセラミックヒーターの室温抵抗に対する比は、約１．９～約４．０である。同時に又は別の例において、セラミック点火装置の室温抵抗とセラミックヒーターの室温抵抗との合計は、約２５Ω～約６５Ωである。同時に又は別の例において、セラミックヒーターに通電する手順は、セラミックヒーターに少なくとも約１５ＶのＡＣ ｒｍｓの電位差を印加する手順を備える。同時に又は別の例において、セラミック点火装置に通電する手順は、セラミック点火装置に、少なくとも約７５ＶのＶ ｒｍｓの電位差を印加する手順を備える。同時に又は別の例において、ガスバルブアセンブリは、ガス入口とガス出口とを備えており、熱作動部品は、ガスバルブアセンブリ内のセラミック絶縁体に対して一端部に固定され、更にバルブプラグに接続する自由端部を有しており、そしてバルブプラグは、ガス出口に取り外し可能に着座するので、熱作動部品が撓むと、バルブプラグは、ガス出口から外れて、ガス入口をガス出口と流体連通するように配置する。同時に又は別の例において、セラミック点火装置が燃焼ガスの自己発火温度に達すると直ぐに、ガス入口は、ガス出口と流体連通するように配置される。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図7B】図７Ｂは、互いに直列に接続する、セラミック点火装置及びセラミックヒーターに渡る電位差の、入力電圧に対するグラフであり、セラミックヒーターの抵抗は、セラミック点火装置の抵抗よりも著しくより低いことを示す。
【図8】図８は、互いに直列のセラミック点火装置及びセラミックヒーターを横切る電位差及びそれらによる消費電力の、回路入力電圧に対するグラフであり、セラミックヒーター及びセラミック点火装置は、室温抵抗の第１の比を有する。
【図9】図９は、互いに直列のセラミック点火装置とセラミックヒーターとに亘る電位差及びそれらによる消費電力の、回路入力電圧に対するグラフであり、セラミックヒーター及びセラミック点火装置は室温抵抗の第２の比を有する。
【図10】図１０は、互いに直列のセラミック点火装置とセラミックヒーターとに渡る電位差及びそれらによる消費電力の、回路入力電圧に対するグラフであり、セラミックヒーター及びセラミック点火装置は室温抵抗の第３の比を有する。
【0015】
同様の参照番号は、図中の同様の部分を指示する。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下に説明するのは、セラミックヒーターを備える、熱作動式ガスバルブアセンブリと、その様なガスバルブアセンブリ及びセラミック点火装置を備える、ガス加熱システムと、の例である。ガスバルブアセンブリは、撓み温度に曝されると撓む、熱作動部品を備えており、それにより、ガスバルブアセンブリの出口ポートからバルブプラグを外し、出口ポートを入口ポートと流体連通するように配置する。特定の例において、セラミック点火装置は、窒化ケイ素点火装置である。同じ又は別の例において、セラミックヒーターは、窒化ケイ素ヒーターである。既知のガスバルブアセンブリと比較して、本明細書に記載されているものは、破壊に対してより耐性があり、燃焼ガスをより迅速に発火させる。
【0017】
図１Ａを参照すると、従来技術のガスバルブアセンブリ２０が示される。ガスバルブアセンブリ２０は、ハウジング２２と、ハウジング２２上に適合して密閉された内部２４を画定する頂部２５と、を備える。密閉された内部２４は、ある量の可燃性ガスを含む。ガス入口ポート３８は、ガス源（図示せず）から密閉された内部２４へガスを受け入れる。ガス出口ポート４０は、バーナー（図示せず）に接続する。炭化ケイ素点火装置（図示せず）は、バーナーと流体連通して、ガスバルブアセンブリ２０により選択的に供給される、燃焼ガスを点火する。
【0018】
熱作動部品２６は、ガス出口ポート４０の入口４３に選択的且つ密封的に係合する、バルブプラグ４２に取り付けられる。バルブプラグ４２が入口４３に密封的に係合する時に、ガス出口ポート４０は、ガスバルブアセンブリ２０の入口ポート３８又はガスバルブアセンブリ２０のハウジング２２の内部２４に流体連通せず、その場合に、可燃性ガスは、ガスバルブアセンブリ２０から、ガス出口ポート４０が接続するバーナーに流れない。
【0019】
熱作動部品２６は、熱に応答して撓み、バルブプラグ４２を、ガス出口ポート４０の入口４３と係合及び離脱するように移動させることが好ましい。特定の好適な例において、熱作動部品２６は、熱膨張係数が異なる２つの金属から形成される、バイメタル部材アセンブリ２３を備える。図１Ａ及び１Ｂの例において、バイメタル部材アセンブリ２３は、２つのバイメタル部材２８及び３０を備えており、バイメタル部材２８及び３０の各々は、異なる熱膨張係数を有する、２つの金属を備える。２つの金属は、Ｚ軸に沿ってお互いに隣接する。
【0020】
バイメタル部材アセンブリ２３は、Ｘ軸に沿ってお互いに離間する、第１の端部３４と第２の端部３７とを有する。バイメタル部材アセンブリ２３は、片持ち梁状である。第１の端部３４は、リベット３５を介して絶縁体ブロック３６に固定的に取り付けられる。絶縁体ブロック３６は、ハウジング２２の内部に固定的に取り付けられる。第２の端部３７は、ハウジングに固定的に取り付けられない、バルブプラグ４２に直接的又は間接的のいずれかで取り付けられる。バイメタル部材アセンブリ２３が撓み温度に加熱されると、第２の端部３７は、Ｚ軸に沿う方向においてガス出口ポート４０の入口４３から離れて移動し、ガス出口ポート４０のガス入口４３からバルブプラグ４２を外して、ガス出口ポート４０が接続する、バーナー（単数又は複数）に可燃性ガスを供給する。
【0021】
第１のバイメタル部材２８は、第１の端部３４において絶縁体ブロック３６に取り付けられており、そして第２の端部３９において第２のバイメタル部材３０に取り付けられる。第１のバイメタル部材２８は、Ｘ軸に沿った方向において第２のバイメタル部材３０取り付けられ且つ重なる。ワイヤ抵抗ヒーター４４は、第１のバイメタル部材２８に沿って且つその周りを包むように提供されており、選択的に通電でき、バイメタル部材アセンブリ２３を撓み温度（バイメタル部材アセンブリ２３が十分に撓んで、バルブプラグ４２をガス出口ポート４０のガス入口４３から外す温度）を超える温度に加熱する。１つの既知の例において、ワイヤ抵抗ヒーター４４は、第１のバイメタル部材２８の少なくとも一部の周りに巻き付けられて、Ｘ軸に沿う部材２８の長さの少なくとも一部に沿って伸びる、ニッケルクロム合金コイルを備える。
【0022】
絶縁体ブロック３６は、セラミック材料を備えており、そしてワイヤ抵抗ヒーター４４を電気回路に配置して且つ交流源と電気的に連通するように使用される、上部リベットヘッド４５ａ及び４５ｂを有する、２つのリベット（別個に識別されない）を備えることが好ましい。２つのリベットの各々は、Ｚ軸方向に沿って絶縁体ブロック３６を介して伸びる。上部リベットヘッド４５ａ及び４５ｂは、絶縁体ブロック３６とそれぞれのシリコーンＯリングシール５１ａ及び５１ｂとを介して伸びる、それぞれのリベットの端部に配設される。絶縁体ブロック（図１Ｂ）の下で、下部リベットヘッド４８ａ及び４８ｂは、それらの対応する上部リベットヘッド４５ａ及び４５ｂと同様に導電性である。カバー２５がハウジング２２と係合すると、上部リベットヘッド４５ａ及び４５ｂは、開口部４６ａ及び４６ｂ（図１Ｂ）に着座し、それらが、対応する導電性プロング４７ａ及び４７ｂと電気的に連通するように雲母絶縁体２９を介して突出する。プロング４７ａ及び４７ｂは、約１０２ＶのＡＣ ｒｍｓ～１３２ＶのＡＣ ｒｍｓまでの範囲にあることが好ましい、交流源に差し込み接続する。プラスチック絶縁体４２は、上部リベットヘッド４５ａ及び４５ｂを覆う。
【0023】
図１Ｂを再び参照すると、ワイヤ抵抗ヒーター４４は、電気コネクタ４９ａを介して下部リベットヘッド４８ａに電気的に接続しており、それは、例えば、溶接された抵抗又はワイヤ抵抗ヒーター４４の一部であってもよく、下部リベットヘッド４８ａ、次いで下部リベットヘッド４８ａに溶接される抵抗まで伸長してもよい。ワイヤ抵抗ヒーター４４から下部リベットヘッド４８ｂへの接続は、接地接続であり、図１において見えない。しかしながら、図１Ｂに示されるように、中央リベット３５は、例えば、リベット３３と下部リベットヘッド４８ｂとに接続する金属帯体又は溶接された抵抗であってもよい、コネクタ４９ｂを介して下部リベットヘッド４８ｂに電気的に接続することにより接地される。
【0024】
図１Ｃ及び１Ｄを参照すると、ガスバルブアセンブリ２０は、ガス出口ポート４０がハウジング２２の内部２４又はガス入口ポート３８と流体連通していない、第１の動作構成（図１Ｃ）において示される。この構成において、可燃性ガスは、ガスバルブアセンブリ２０から、ガス出口ポート４０が接続するバーナーに供給されない。バイメタル部材アセンブリ２３は、撓みのない構成にあり、バルブプラグ４２は、ガス出口ポート４０のガス入口４３に密封的に係合する。この第１の構成において、ワイヤ抵抗ヒーター４４は、バイメタル部材アセンブリ２３を撓み温度に加熱していない。
【0025】
第２の動作構成（図１Ｄ）において、ワイヤ抵抗ヒーター４４は、交流源及び炭化ケイ素点火装置と直列にそれを配置すること等により、選択的に通電される。結果として、バイメタル部材アセンブリ２３は、最小撓み温度を超える温度に加熱される。バイメタル部材アセンブリ２３と絶縁体ブロック３６との間の片持ち梁接続により、第１のバイメタル部材２８は、Ｚ軸に沿って下向きに曲がり、それにより第２のバイメタル部材３０に下向きの（Ｚ軸）力を加える。更に、第２のバイメタル部材３０はまた、第１のバイメタル部材２８に対して撓み、ガス出口ポート４０のガス入口４３からバルブプラグ４２を外す。図１Ｄの第２の構成において、ガス入口ポート３８は、ガス出口ポート４０及びハウジング２２の内部２４と流体連通する。その結果、可燃性ガスは、ガス入口ポート３８からガス出口ポート４０を介して、ガス出口ポート４０が接続する、バーナーに流れる。
【0026】
図１Ａ～１Ｄの従来技術のガスバルブアセンブリ２０は、正の抵抗温度係数を有する、セラミック点火装置、即ち炭化ケイ素点火装置、と共に使用されて、ガス加熱システムを形成する。オーブンキャビティに使用される、既知の熱作動可能なガスバルブアセンブリ２０の特定の例において、ワイヤ抵抗ヒーター４４は、熱作動部品２６を撓ませて、ガス出口ポート４０のガス入口４３からバルブプラグ４２を外すように、３．０３～３．３０ＶのＡＣ（ｒｍｓ）の電位差及び３．２～３．６アンペアのｒｍｓ交流を供給されなければならない。その様な場合において、熱作動部品２６がガス出口ポート４０のガス入口４３からバルブプラグ４２を外す前に、炭化ケイ素点火装置が可燃性ガスの発火温度に達するので、それにより、点火されていない燃焼ガスがバーナーに流入することを防止する。
【0027】
本開示によれば、熱作動可能なガスバルブアセンブリは、窒化ケイ素点火装置と共に使用される。炭化ケイ素点火装置とは異なり、窒化ケイ素点火装置は、正の抵抗温度係数を有する。もし現在利用可能な熱作動式ガス制御バルブに見られるタイプのワイヤ抵抗ヒーター及び１２０ＶのＡＣ（ｒｍｓ）電流源と直列に配置された場合には、流れる電流が低過ぎるので、バルブプラグ４２は、ガス出口ポート４０のガス入口４３から外れることはない。既知のワイヤ抵抗ヒーターは、バイメタル部材アセンブリ２３を撓ませるのに十分な熱を提供するためには、長さを大幅且つ非現実的に伸長しなければならないであろう。
【0028】
セラミックヒーターが、ワイヤ抵抗ヒーターの代わりに使用されて十分な熱を生成し、更にガス出口ポート４０からバルブプラグ４２を外して、流体結合されたバーナーにバルブアセンブリから可燃性ガスを供給してもよいことが発見された。一実施の形態によれば、窒化ケイ素点火装置５２が提供され、図２に示されるように、交流源５０及びセラミックヒーター５４と直列に配置される。交流源は、１０２Ｖ～１３２ＶのｒｍｓＡＣ電圧を有することが好ましい。点火装置５２及びヒーター５４の抵抗は、ヒーター５４が、バイメタル部材又は熱作動部品を形成するように使用される、部材の最小撓み温度に達する前に、点火装置５２がガスの自己発火温度に達するように選択されることが好ましい（「最小撓み温度」は、ガス出口ポート４０からバルブプラグ７２を外すことができる最低温度である）。ヒューズ５５がまた、もしセラミックヒーター５４の熱作動部品が過熱してその最大撓み温度を超えてもよい、レベルに電流が達した場合に、回路を開くように設けられる。現在の熱作動可能なガスバルブアセンブリ及び炭化ケイ素点火装置は、もしヒューズが追加された場合には、ガスバルブを作動させるために利用可能な電圧がバルブを開くには不十分であろうために、ヒューズと共に使用可能ではない。図には示されないが、スイッチが、使用者がセラミック点火装置５２及びセラミックヒーター５４に選択的に通電することを可能にするように設けられてもよい。
【0029】
本明細書に記載のガスバルブアセンブリに関連して有用なセラミック点火装置は、米国特許出願第１６／３６６，４７９号明細書に記載されるものを備えており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0030】
図２において抵抗器５２として表されているが、本明細書に記載のガス加熱システムにおいて有用なセラミック点火装置は、長さ軸を規定する長さと、幅軸を規定する幅と、厚さ軸を規定する厚さとを有する、セラミック本体を有する高温表面点火装置を備える。点火装置は、それぞれの外面を有する第１と第２のセラミックタイル（化粧レンガ）を備える。導電性インクパターンは、第１と第２のセラミックタイルの間に配設される。点火装置は、厚さ軸に沿って約１．１９ｍｍ（０．０４７インチ）～約１．５２ｍｍ（０．０６０インチ）、好適には約１．２７（０．０５０）～約１．４７ｍｍ（０．０５８インチ）、より好適には約１．３２ｍｍ（０．０５２インチ）～約１．３７ｍｍ（０．０５４インチ）、の厚みを有する。図３Ａ～３Ｈ及び米国特許出願第１６／３６６，４７９号明細書の対応する本文を参照されたい。
【0031】
本明細書に記載のセラミック点火装置は一般的に、長方形の立方体の形状であり、そして２つの主要な面と、２つの小さな面と、頂部と、底部とを備える。主要な面は、セラミック点火装置本体の第１（長さ）と第２（幅）の最長の寸法により画定される。小さな面は、点火装置本体の第１（長さ）と第３（厚さ）の最長寸法により画定される。点火装置本体はまた、点火装置本体の第２（幅）と第３（厚さ）最長寸法により画定される、頂面と底面とを備える。
【0032】
点火装置タイルは、セラミックであり、窒化ケイ素を備えることが好ましい。導電性インク回路は、タイルの間に配設されており、通電すると熱を発生する。セラミックタイルは、電気絶縁性であるが、しかし所望の時間間隔内において、天然ガス、プロパン、ブタン、ブタン１４００（加熱値５２．１６Ｊ／ｃｍ3（１４００Ｂｔｕ／ｆｔ3）を有するブタンと空気との混合物）等の可燃性ガスを点火するために必要な外面温度に達するのに十分な熱伝導性がある。
【0033】
以下により深く詳細に説明するように、特定の例において、セラミックタイルは、窒化ケイ素と酸化イッテルビウムと二ケイ化モリブデンとを備える。同じ又は別の例において、導電性インク回路は、炭化タングステンを備えており、そして特定の具体的な実施例において、導電性インクは、酸化イッテルビウムと窒化ケイ素と炭化ケイ素とを追加的に備える。
【0034】
特定の例において、１２０ＶのＡＣの電位差が加えられると、本明細書に記載のセラミック点火装置は、少なくとも７６０℃（１４００°Ｆ）、好適には９８２℃（１８００°Ｆ）以上、より好適には１１４９℃（２１００°Ｆ）以上、そして更により好適には１１６６℃（２１３０°Ｆ）以上の表面温度に達する。これらの温度は、電位差が印加された後に、好適には８秒以内に到達し、より好適には６秒以内に到達し、更により好適には４秒以内に到達する。
【0035】
同じ又は追加の例において、本明細書のセラミック点火装置の表面温度は、定常状態の温度に達した後を含み、全波１３２ＶのＡＣ電位差が印加された後は常に、１４２７℃（２６００°Ｆ）を超えず、好適には１３９９℃（２５５０°Ｆ）を超えず、より好適には１３７１℃（２５００°Ｆ）を超えず、更により好適には１３４３℃（２４５０°Ｆ）である。
【0036】
本開示によるセラミック点火装置の同じ又は別の例において、１０２ＶのＡＣの電位差が加えられると、本明細書に記載のセラミック点火装置は、１０２ＶのＡＣ電位差が最初に印加された後に、１７秒以内、好適には１０秒以内、より好適には約７秒以内において、少なくとも７６０℃（１４００°Ｆ）、好適には少なくとも９８２℃（１８００°Ｆ）、そして更により好適には少なくとも１１４９℃（２１００°Ｆ）の表面温度に達する。これらの温度は、４秒以内に到達することが好ましく、３秒以内に到達することがより好ましい。
【0037】
同じ又は追加の例において、高温表面点火装置の導電性インク回路の厚さ（厚さ軸に沿って測られる）は、約０．０５１ｍｍ（０．００２インチ）以下、好適には約０．０３８ｍｍ（０．００１５インチ）以下、より好適には約０．０２３ｍｍ（０．０００９インチ）以下である。同じ又は追加の例において、導電性インク回路の厚さ（厚さ軸に沿って測られる）は、約０．００８９ｍｍ（０．０００３５インチ）以上、好適には約０．００７６ｍｍ（０．０００３インチ）以上、より好適には約０．０１０２ｍｍ（０．０００４インチ）以上である。
【0038】
本開示の高温表面点火装置はまた、理論密度の、少なくとも５０パーセント、より好適には少なくとも５５パーセント、更により好適には理論密度の少なくとも６０パーセント、のグリーンボディ密度を有することが好ましい。
【0039】
米国特許出願第１６／３６６，４７９号明細書に記載されるように、本明細書に記載のガス加熱システムで使用されるセラミック点火装置は、セラミック組成物を焼結することにより調製される。焼結後に、点火装置５２（導電性インク回路を含まない）を形成するように使用されるタイルは、１０12Ω・ｃｍ以上、好適には１０13Ω・ｃｍ以上、より好適には１０14Ω・ｃｍ以上の室温抵抗率を有する。同じ又は別の例において、タイルは、４８２℃（９００°Ｆ）以上、好適には５１０℃（９５０°Ｆ）以上、より好適には５３８℃（１０００°Ｆ）以上の、ＡＳＴＭ Ｃ－１５２５に準拠した熱衝撃値を有する。
【0040】
導電性インク回路を備える導電性インクは、約１．４×１０-4Ω・ｃｍ～約４．５×１０-4Ω・ｃｍ、好適には約１．８×１０-4Ω・ｃｍ～約４．１×１０-4Ω・ｃｍ、より好適には約２．２×１０-4Ω・ｃｍ～約３．７×１０-4Ω・ｃｍ、の（焼結後の）室温抵抗率を有する。その長さに沿って一定の断面積を有する材料の場合において、よく知られる以下の数式に従って、所定の温度Ｔにおける抵抗率ρは、同じ温度Ｔにおける抵抗Ｒに関係する。
【0041】
【数1】
ρ＝温度Ｔにおける導電性回路材料の抵抗率（Ω・ｃｍ）
Ｒ＝温度Ｔにおけるオーム（Ω）の抵抗
Ｔ＝温度（°Ｆ又は℃）
Ａ＝電流の方向に垂直な導電性インク回路の断面積（ｃｍ2）
ｌ＝電流の方向に沿った導電性インク回路の全長（ｃｍ）
【0042】
導電性回路の長さに沿って変化する断面積の場合において、抵抗は、次のように表されてもよい。
【0043】
【数2】
【0044】
本明細書のセラミック点火装置を備える、セラミック本体は、窒化ケイ素と希土類酸化物焼結助剤とを備えることが好ましく、そこでは希土類元素は、イッテルビウムとイットリウムとスカンジウムとランタンとの内の１つ以上である。焼結助剤は、前述の希土類酸化物と、シリカとアルミナとマグネシアとの内の１つ以上と、から選択されるコードーパント(co-dopants)として提供されてもよい。緻密化を促進する、焼結助剤保護剤もまた具備されることが好ましい。好適な焼結助剤保護剤は、二ケイ化モリブデンである。希土類酸化物焼結助剤（コードーパント有り又は無）は、セラミック本体の、好適には約２～約１５重量パーセント、より好適には約８～約１４重量パーセント、そして更により好適には約１２～約１４重量パーセント、の範囲の量で存在する。二ケイ化モリブデンは、セラミック本体の、好適には約３～約７重量パーセント、より好適には約４～約７重量パーセント、更により好適には約５．５～約６．５重量パーセント、の範囲の量で存在する。残りは窒化ケイ素である。
【0045】
導電性インク回路は、約２０Ω～約６０Ω、好適には約２５Ω～約５５Ω、より好適には約３０Ω～約５０Ω、のセラミック点火装置（焼結後）の室温抵抗（ＲＴＲ）をもたらすように、セラミックタイルの１つの表面に印刷されることが好ましい。同時に、１１７０℃（２１３８°Ｆ）～１４８２℃（２７００°Ｆ）の温度範囲にわたるセラミック点火装置の高温抵抗（ＨＴＲ）は、好適には約１１５Ω～約２８０Ω、好適には約１２０Ω～約２７０Ω、より好適には約１２８Ω～約２６０Ωである。
【0046】
点火装置内の導電性インクは、インク重量の、約２０～約８０重量パーセント、好適には約３０パーセント～約８０パーセント、より好適には約７０～約７５重量パーセント、の範囲の量の炭化タングステンを備えるべきである。窒化ケイ素は、インク重量の、約１５～約４０重量パーセント、好適には約１５～約３０重量パーセント、より好適には約１８～約２５重量パーセント、の範囲の量で提供されることが好ましい。セラミック本体について記載されたものと同じ焼結助剤又はコードーパントもまた、インク重量の、約０．０２～約６重量パーセント、好適には約１～約５重量パーセント、より好適には約２～約４重量パーセント、の範囲の量で具備されることが好ましい。
【0047】
本出願のセラミックヒーター５４（図２）は、セラミック点火装置とほぼ同じ方法で製作される。しかしながら、セラミック点火装置５２が可燃性ガスの発火温度に到達することを確実にするように、点火装置５２の室温抵抗は、セラミックヒーター５４のそれよりも著しくより高いことが好ましい。セラミック点火装置５２及びセラミックヒーターの合計室温抵抗はまた、点火装置が可燃性ガスの自己発火温度に到達するかどうか、及びセラミックヒーターが熱作動部品５６の撓み温度に到達するかどうかを決定する際にも重要である。本明細書のセラミックヒーターの室温抵抗に対する本明細書のセラミック点火装置の室温抵抗の比は、好適には約１．９～約４．０、より好適には約２．０～約３．８、更により好適には約２．２～約３．６である。同時に、１１７０℃（２１３８°Ｆ）～１４８２℃（２７００°Ｆ）の温度範囲にわたる本明細書のセラミックヒーターの高温抵抗に対する本明細書のセラミック点火装置の高温抵抗の比は、約１．９～約８．０、好適には約２．２～約７．８、より好適には約２．５～約７．３である。同時に、セラミック点火装置５２とセラミックヒーター５４との室温抵抗の合計は、好適には約２５Ω～約６０Ω、より好適には約３０Ω～約６０Ω、更により好適には約３５Ω～約５５Ωであり、及び１１７０℃（２１３８°Ｆ）～１４８２℃（２７００°Ｆ）の温度範囲にわたる本明細書のセラミックヒーターとセラミック点火装置との高温抵抗の合計は、約１４５Ω～約２８８Ω、好適には約１５０Ω～約２８０Ω、より好適には約１７０Ω～約２６０Ωである。
【0048】
本開示による熱作動可能なガスバルブアセンブリの例は次に、図３Ａ～６Ｂを参照して説明される。各熱作動可能なガスバルブアセンブリの各々は、ガスバルブアセンブリが、ワイヤ抵抗ヒーターの代わりにセラミックヒーターを使用してバルブを熱的に作動させること以外は、図１Ａ～１Ｄに示されるものと同様に構造化され、動作する。図３Ａ及び３Ｂを参照すると、本開示によるガスバルブアセンブリ６０の第１の例が示される。ハウジング２２及びカバー２５（図１Ａ～１Ｄ）は、図３Ａ及び３Ｂには示されない。しかし、ハウジング２２及びカバー２５は、本例において実質的に同様であろう。バイメタル部材を備える熱作動部品６６が提供されており、第１の端部７４（図３Ｂ）において絶縁体ブロック７６に接続しており、第２の端部７７においてバルブプラグ７２に接続する。バイメタル部材６６は、高熱膨張係数材料と低熱膨張係数材料とを備えており、低熱膨張係数材料は、バイメタル部材６６の底部側（セラミックヒーター６４に面する）にあり、そして高熱膨張係数材料は、カバー２５に面するバイメタル部材６６の上面（Ｚ軸に沿ってセラミックヒーター６４から離れる方向において）にある。高及び低熱膨張係数材料のこの配向により、Ｚ軸に沿って上向きに見た時に（図３Ｂのように）バイメタル部材６６の底面（ヒーター６４に面する表面）が凹状であるように、バイメタル部材を曲げる。
【0049】
バルブプラグ７２及びコネクタ６７は、高温に耐性があって且つ一体的に形成された、エラストマー構造を画定する。バルブプラグ７２は、バイメタル部材の第２の端部７７においてバイメタル部材６６に接続しており、その際コネクタ６７は、バイメタル部材６６の第２の端部７７の穴（図示せず）を介して挿入されて、第２の端部７７をバルブプラグ７２に接続する。リベット６９は、熱作動部品６６の第１の端部７４を絶縁体ブロック７６に接続する。リベット６９のリベットヘッド６８（図３Ａ）は、絶縁体ブロック７６の上面の開口部８０に着座する。熱作動部品６６の第１と第２の端部７４及び７７は、長さ（Ｘ）軸に沿って離間しており、そして熱作動部品６６は、Ｙ軸に沿った幅と、Ｚ軸に沿った厚さと、を有する。
【0050】
セラミックヒーター６４は、米国特許出願第１６／３６６４７９号明細書に記載されていて且つそこに記載される方法及び技術に従って製造された、窒化ケイ素高温表面点火装置に類似することが好ましい。セラミックヒーター６４は、熱作動部品６６の第１の端部７４の近くに設けられており、熱作動部品６６がＺ軸に沿って、頂部２５（図１Ａ）とセラミックヒーター６４との間にあるように、Ｚ軸に沿って熱作動部品６６から離間する。Ｚ軸の間隔は、熱作動部品６６がＺ軸に沿って撓んで、ガスがガス出口ポート４０を通過することを可能にする時に（図１Ａ～１Ｄ）、熱作動部品６６とセラミックヒーター６４との間の接触を回避するために十分大きいことが好ましい。セラミックヒーター６４は、導電性インク回路を備えた、２つの絶縁セラミックタイルからなる窒化ケイ素ヒーターであることが好ましく、導電性インク回路は、１つのタイルの一表面に印刷されており、タイルの間に挟まれることが好ましい。セラミックヒーター６４は、Ｙ軸に沿った長さと、Ｘ軸に沿った幅と、並びにＺ軸に沿った厚さと、を有する。長さは、幅よりも大きく、幅は厚さよりも大きい。コネクタ８４ａ及び８４ｂは、Ｙ軸に沿ってセラミックヒーター６４の両端に蝋付けされ、導電性インク回路を、ガスバルブアセンブリのカバー２５のプロング４７ａ及び４７ｂに接続する（図１Ａ）、端子ポスト７８ａ及び７８ｂ（それぞれのリベットから形成された）のそれぞれの１つと電気的に連通するように設置される。分岐部分８６ａ及び８６ｂ（図３Ｂ）は、各コネクタ８４ａ及び８４ｂを端子８８ａ及び８８ｂに接続し、これらの端子の各々は、リベット９０ａ及び９０ｂの内の１つに電気的に接続する。リベット９０ａ及び９０ｂは、導電性金属から形成され、絶縁体ブロック７６を介してＺ軸に沿って伸びる。リベット６９は、熱作動部品６６を絶縁体ブロック７６に固定する。端子ポスト７８ａ及び７８ｂは、Ｚ軸に沿って絶縁体ブロック７６から離れるように伸びており、それぞれのシリコーンＯリングシール８２ａ及び８２ｂを介して伸長し、それらの下側の開口部４６ａ及び４６ｂを介してカバー２５内に伸長して、図１Ａ及び１Ｂに関して前述したように、導電性プロング４７ａ及び４７ｂに電気的に接続する。
【0051】
バイメタル部材６６は、コネクタ８４ａ及び８４ｂがバイメタル部材６６と短絡しないことを確保にするために十分な余裕で、Ｙ軸に沿ってセラミックヒーター６４のＹ軸端部の内側に配置されることが好ましい。セラミックヒーター６４は、約１０．１６ｍｍ（０．４インチ）～約２５．４ｍｍ（１．０インチ）、好適には約１２．７ｍｍ（０．５インチ）～約２０．３ｍｍ（０．８インチ）、より好適には約１４．０ｍｍ（０．５５インチ）～約１９．０５ｍｍ（０．７５インチ）、のＹ軸に沿った長さを有する。セラミックヒーター６４は、約３．８１ｍｍ（０．１５インチ）～約８．８９ｍｍ（０．３５インチ）、好適には約４．５７ｍｍ（０．１８インチ）～約７．６２ｍｍ（０．３０インチ）、より好適には約６．１０ｍｍ（０．２４インチ）～約６．６０ｍｍ（０．２６インチ）、のＸ軸に沿った幅と、そして約０．７６２ｍｍ（０．０３０インチ）～約２．０３ｍｍ（０．０８インチ）、好適には１．０２ｍｍ（約０．０４０インチ）～約１．７８ｍｍ（０．０７０インチ）、より好適には約１．２７ｍｍ（０．０５インチ）～約１．５２ｍｍ（０．０６インチ）のＺ軸に沿った厚さと、を有する。
【0052】
セラミックヒーター６４は、そこに埋め込まれた導電性インクを備えるセラミック本体を画定する、セラミックタイルを備えることが好ましい。セラミック本体は、窒化物セラミックと炭化物セラミックと酸化物セラミックとから選択される少なくとも１つを備える。好適な炭化物セラミックは、炭化ケイ素と炭化チタンと炭化タンタルとを備える。好適な酸化物は、アルミナとコーディエライトとからなる群から選択される。好適な窒化物は、窒化ケイ素と窒化アルミニウムとを備える。セラミックヒーター６４は、正の抵抗温度係数と正の抵抗率温度係数とを有することが好ましい。
【0053】
セラミックヒーター６４を備えるセラミックタイルの間の導電性インクパターンは、焼結前に、好適には約０．００５１ｍｍ（０．０００２インチ）～約０．０７６ｍｍ（０．００３インチ）、より好適には約０．００７６ｍｍ（０．０００３インチ）～約０．０６３５ｍｍ（０．００２５インチ）、更により好適には約０．０１０２ｍｍ（０．０００４インチ）～約０．０５１ｍｍ（０．００２インチ）、の予備焼成厚さを有することが好ましい。導電性インクパターンを備えるインクは、導電性インクの約３０重量パーセント以下の量の窒化ケイ素と、導電性インクの約７０重量パーセント以上の量の少なくとも１つの導電性成分と、を備えており、そこでは導電性成分は、タングステンと炭化タングステンとモリブデンと二ケイ化モリブデンと窒化チタンとからなる群から選択される。
【0054】
焼結助剤はまた、導電性インクの約８重量パーセント以下、好適には導電性インクの約７重量パーセント以下、更により好適には導電性インクの約６重量パーセント以下の量で使用されてもよい。同じ又は別の例において、焼結助剤は、導電性インクの少なくとも約０．０１重量パーセントの量で存在してもよい。適切な焼結助剤は、酸化物と金属と希土類酸化物とからなる群から選択される。適切な酸化物は、Ｙ2Ｏ3とＭｇＯとＡｌ2Ｏ3とＳｉＯ2とを備える。適切な金属は、ＮｉとＣｏとＣｕとＰｄとＲｕとＲｈとを備える。適切な希土類酸化物は、ＹｂとＳｃとＬａとＨｆとを備える。セラミックヒーター５４の導電性インクは、約６．５×１０-5Ω・ｃｍ～約２×１０-4Ω・ｃｍ、好適には８．０×１０-5Ω・ｃｍ～約１．８×１０-4Ω・ｃｍ、より好適には約１．０×１０-4Ω・ｃｍ～約１．２×１０-4Ω・ｃｍ、の焼結後の室温抵抗率を有する。導電性インクは、約５Ω～約１５Ω、好適には約６Ω～約１１Ω、より好適には約８Ω～約１０Ωの室温抵抗を有する。定常状態（即ち、１１７０℃（２１３８°Ｆ）～約１４８２℃（２７００°Ｆ）の温度）での高温抵抗は、約１７Ω～約２８Ω、好適には約１９Ω～約２６Ω、より好適には約２３Ω～約２５Ω、までである。導電性インクパターンは、インクの抵抗率の観点から所望の抵抗を達成するように選択される。
【0055】
図３Ａ及び３Ｂの例において、熱作動部品は、異なる熱膨張係数を有する２つの金属から構成される、単一のバイメタル部材６６であることが好ましい。撓み温度に曝された時に撓むことに適した様々なバイメタル材料の詳細は、Ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓが配布する「Ｔｈｅｒｍｏｓｔａｔｉｃ Ｂｉｍｅｔａｌ Ｄｅｓｉｇｎｅｒ’ｓ Ｇｕｉｄｅ」において提供されており、それは、本明細書においてその全体が参照により組み込まれており、そして次において入手できる。
（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｅｍｓｃｌａｄ．ｃｏｍ／ｆｉｌｅａｄｍｉｎ／Ｄａｔａ／Ｄｉｖｉｓｉｏｎｓ／ＥＭＳ／Ｈｅａｄｅｒ／Ｂｉｍｅｔａｌ＿Ｄｅｓｉｎｇｅｒｓ＿Ｇｕｉｄｅ．ｐｄｆ．）
（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｅｍｓｃｌａｄ．ｃｏｍ／ｆｉｌｅａｄｍｉｎ／Ｄａｔａ／Ｄｉｖｉｓｉｏｎｓ／ＥＭＳ／Ｈｅａｄｅｒ／Ｂｉｍｅｔａｌ＿Ｄｅｓｉｎｇｅｒｓ＿Ｇｕｉｄｅ．ｐｄｆ．）
【0056】
バイメタル部材は、約６５．６℃（１５０°Ｆ）～約５３８℃（１０００°Ｆ）、好適には約９３．３℃（２００°Ｆ）～約４２７℃（８００°Ｆ）、より好適には約１２１℃（２５０°Ｆ）～約３９９℃（７５０°Ｆ）の撓み温度を有することが好ましい。図２の回路において実装された場合に、ヒューズ５５は、電流が最大撓み温度を超えるレベルを下回ることを確保するように定格決定される。
【0057】
バイメタル材料は、ガスバルブ装置の寸法と所望の撓み温度及び特性とに基づいて選択されることが好ましい。一例において、ＡＳＴＭタイプＴＭ４バイメタルが、使用されてもよい（ＡＳＴＭ Ｄ３８８－０６）。ＴＭ４は、マサチューセッツ州アトルボロのＥｎｇｉｎｅｅｒｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ＳｏｌｕｔｉｏｎｓからＴｒｕｆｌｅｘ（登録商標）Ｅ４として供給される。
【0058】
一例において、バイメタル部材６６は、第１の金属を備えており、第１の金属は、ニッケルとクロムと鉄とを備えており、好適には本質的にニッケルとクロムと鉄とからなり、より好適にはニッケルとクロムと鉄とからなる。同時に、バイメタル部材６６は、第２の金属を備えており、第２の金属は、ニッケルと鉄とを備えており、好適には本質的にはニッケルと鉄とからなり、より好適にはニッケルと鉄とからなる。第１の金属は、バイメタル部材の約４０～約６０重量パーセント、好適にはバイメタル部材の約４５～約５５重量パーセント、より好適にはバイメタル部材の約４８～約５２重量パーセント、の範囲の量で存在する。好適な例において、第１の金属は、第２の金属よりも大きい熱膨張係数を有する。
【0059】
同じ又は別の例において、バイメタル部材６６は、約６９４７ｋｇ／ｍ3（０．２５ｌｂ／ｉｎ3）～約９７１４ｋｇ／ｍ3（０．３５ｌｂ／ｉｎ3）、好適には約７５００ｋｇ／ｍ3（０．２７ｌｂ／ｉｎ3）～約９１６１ｋｇ／ｍ3（０．３３ｌｂ／ｉｎ3）、より好適には約７７７７ｋｇ／ｍ3（０．２８ｌｂ／ｉｎ3）～約８８８４ｋｇ／ｍ3（０．３２ｌｂ／ｉｎ3）、の密度を有する。同じ又は別の例において、バイメタル部材６６は、約０．１５９Ｐａ（２３×１０-6ｐｓｉ）～約０．１８６Ｐａ（２７×１０-6ｐｓｉ）、好適には約０．１６５Ｐａ（２４×１０-6ｐｓｉ）～約０．１８３Ｐａ（２６．５×１０-6ｐｓｉ）、より好適には約０．１７２Ｐａ（２５×１０-6ｐｓｉ）～約０．１７９Ｐａ（２６×１０-6ｐｓｉ）、の弾性係数を有する。
【0060】
同じ又は別の例において、バイメタル部材６６は、約１２．６×１０-6℃-1（７．０×１０-6°Ｆ-1）～約１９．８×１０-6℃-1（１１．０×１０-6°Ｆ-1）、好適には約１３．５×１０-6℃-1（７．５×１０-6°Ｆ-1）～約１８．９×１０-6℃-1（１０．５×１０-6°Ｆ-1）、より好適には約１５．３×１０-6℃-1（８．５×１０-6°Ｆ-1）～約１６．２×１０-6℃-1（９×１０-6°Ｆ-1）、の３７．８℃（１００°Ｆ）～１４８．９℃（３００°Ｆ）（ＡＳＴＭ Ｄ３８８－０６に従って測定される）における屈曲性を有する。
【0061】
その様な例によれば、バイメタル部材６６は、約２５．４ｍｍ（１．０インチ）～約７６．２ｍｍ（３．０インチ）、好適には約３１．８ｍｍ（１．２５インチ）～約６９．９ｍｍ（２．７５インチ）、より好適には約３８．１ｍｍ（１．５インチ）～約６０．３ｍｍ（２．３７５インチ）まで、の長さ（Ｘ軸に沿って）を有する。同時に、バイメタル部材６６は、約５．０８ｍｍ（０．２００インチ）～約１５．９ｍｍ（０．６２５インチ）の幅と、約０．３０５ｍｍ（０．０１２インチ）～約０．５５９ｍｍ（０．０２２インチ）、好適には約０．３５６ｍｍ（０．０１４インチ）～０．５０８ｍｍ（０．０２０インチ）、より好適には約０．４０６ｍｍ（０．０１６インチ）～約０．４５７ｍｍ（０．０１８インチ）、の厚さ（Ｚ軸に沿った）と、を有する。
【0062】
ガス加熱システムは、ガスバルブアセンブリ６０のガス出口ポート４０をバーナーと流体連通するように配置することにより、及び前述したタイプのセラミック点火装置５２（図２）をセラミックヒーター５４と交流源とに直列に配置することにより、提供されてもよい。交流電源は、１０２Ｖ以上で且つ１３２Ｖ以下のＡＣ ｒｍｓ電圧を有することが好ましい。その様なシステムのための例示的な電気回路は、前述のように、図２に提供される。
【0063】
ガスバルブアセンブリ７０（ハウジング２２及びカバー２５が取り外される状態）の第２の例が、図４Ａ及び４Ｂに示される。ガスバルブアセンブリ７０は、熱作動部品以外の全ての点において図３Ａ及び３Ｂのガスバルブアセンブリ６０と同一である。ガスバルブアセンブリ７０は、バイメタル部材アセンブリ９６を備える、熱作動部品を備える。バイメタル部材アセンブリ９６は、第１のバイメタル部材９８と第２のバイメタル部材１００とを備える。バイメタル部材アセンブリ９６の第１の端部９７は、Ｘ軸に沿って、バイメタル部材アセンブリ９６の第２の端部９９から離間する（図４Ｂ）。第１のバイメタル部材９８の第１の端部９７はまた、バイメタル部材アセンブリ９６の第１の端部９７であり、そして第２のバイメタル部材１００の第２の端部９９はまた、バイメタル部材アセンブリ９６の第２の端部９９である。第１のバイメタル部材９８は、第１のバイメタル部材９８の第２の端部１０５がＸ軸に沿ってバイメタル部材９８の第１の端部９７から離間する状態で、片持ち梁方式でリベット６９により第１の端部９７において絶縁体ブロック７６の下側に固定される。第１のバイメタル部材９８の一部が、Ｘ軸に沿って第２のバイメタル部材の一部と重なるように、第１のバイメタル部材の第２の端部１０５は、第２のバイメタル部材１００の第１の端部１０７に取り付けられる。第２のバイメタル部材１００の第２の端部９９は、図３Ａ及び３Ｂに関して前述したように、コネクタ６７によりバルブプラグ７２に取り付けられる。
【0064】
図４Ａ及び４Ｂの場合において、高熱膨張係数及び低熱膨張係数の材料の配向は、第１のバイメタル部材９８及び第２のバイメタル部材１００においてお互いに逆である。第１のバイメタル部材９８において、低熱膨張係数材料は、Ｚ軸に沿ってセラミックヒーター６４に面しており、高熱膨張係数材料は、セラミックヒーター６４から離れて面する。しかし、第２のバイメタル部材１００において、高熱膨張係数材料が、Ｚ軸に沿った方向においてヒーター６４に向かって面するのに対して、低熱膨張係数材料は、Ｚ軸に沿った方向においてセラミックヒーター６４から離れて面する。高膨張合金及び低膨張合金のこのＺ軸転置法は、バイメタル部材アセンブリ９６の所与の長さに対してバルブプラグ７２のＺ軸撓みを減少させる手段を提供する。
【0065】
初期温度Ｔ１から加熱された後に撓み温度Ｔ２に曝される、単純な片持ち梁要素（図３Ａ及び３Ｂのバイメタル部材６６等）は、次の関係に従って、自由端部においてＺ軸に沿って量Ｂだけ撓む。
【0066】
【数3】
Ｂ＝片持ち梁部材の自由端部のＺ軸撓み（インチ）
Ｔ2－Ｔ1＝温度変化（°Ｆ）
Ｌ＝片持ち梁部材の長さ（インチ）
Ｆ＝屈曲性（°Ｆ-1）
ｔ＝Ｚ軸厚さ（インチ）
図３Ａ～Ｂ及び図６Ａ～Ｂ（以下で説明）の設計におけるＺ軸撓みは、上記の数式を使用して計算できる。
【0067】
図４Ａ及び４Ｂを参照すると、第１のバイメタル部材９８の高熱膨張係数合金が頂部に向けられていて（Ｚ軸に沿ってカバー２５に面する）、且つ第２のバイメタル部材１００において、高熱膨張係数合金が底部に配置される（Ｚ軸に沿ってカバー２５から離れる方向を向く）、逆片持ち梁要素を設計することも可能である。第１のバイメタル部材９８及び第２のバイメタル部材１００の長さは、等しい必要はなく、同じことがそれらのそれぞれの厚さについても当てはまる。次の関係は、厚さと長さとが異なる２つの異なる材料により作られていて且つ重ね溶接された片持ち梁要素を説明するために使用される。
【0068】
【数4】
Ｂ＝片持ち梁部材の自由端部のＺ軸撓み（インチ）
Ｔ２－Ｔ１＝温度変化（°Ｆ）
Ｆa＝第１のバイメタル部材９８の屈曲性
Ｆb＝第２のバイメタル部材１００の屈曲性
ｔa＝第１のバイメタル部材９８のインチ単位の厚さ
ｔb＝第２のバイメタル部材１００のインチ単位の厚さ
ａ＝Ｘ軸に沿った第１のバイメタル部材９８のインチ単位の長さ
ｂ＝Ｘ軸に沿った第２のバイメタル部材１００のインチ単位の長さ
各バイメタル部材９８及び１００の長さ及び厚さを変えることにより、上記の数式を利用することにより、Ｚ軸撓み（Ｂ）は、最適化可能である。図１Ａ～Ｄ及び図４Ａ～５Ｂの設計におけるＺ軸撓みは、上記の数式２を使用して計算できる。
【0069】
図５Ａ及び５Ｂを参照すると、ハウジング２２及びカバー２５が取り外された、熱作動可能なガスバルブアセンブリ７５の第３の例が、示される。熱作動可能なガスバルブアセンブリ７５は、ガスバルブアセンブリ７５が異なる熱作動部品を有するという点で、アセンブリ６０及び７０とは異なるが、しかし別の全ての点において同じである。熱作動部品は、第１のバイメタル部材１０５を備える、バイメタル部材アセンブリ１０４であり、第１のバイメタル部材１０５は、一般的に長方形の形状であるが、しかし第１のバイメタル部材１０５が切り欠き１０７を備える。切り欠き１０７は、バイメタル部材構成部１０６ａ及び１０６ｂを画定しており、バイメタル部材構成部１０６ａ及び１０６ｂの各々は、各部材構成部１０６ａ及び１０６ｂのＸ軸の長さが部材構成部１０６ａ及び１０６ｂのそれぞれのＹ軸の幅を超えるように、Ｘ軸に沿った長さとＹ軸に沿った幅とを有する。切り欠き１０７は、第１のバイメタル部材１０５の熱質量を減少させ、バイメタル部材アセンブリ１０４の応答時間を改善する。バイメタル部材構成部１０６ａ及び１０６ｂのＸ軸の長さは、各バイメタル部材構成部１０６ａ及び１０６ｂのＹ軸の幅と同様に、等しいことが好ましい。第１のバイメタル部材１０５の近位端部７４（図５Ａ）もまた、バイメタル部材アセンブリ１０４の近位端部でもあり、単一である（複数のバイメタル部材構成部に分割されていない）。バイメタル部材アセンブリの近位端部７４（図５Ａ）は、前述のように、リベット６９を使用して絶縁体ブロック７６に固定される。第１のバイメタル部材１０５の遠位端部７９（図５Ａ）もまた、単一であり、第２のバイメタル部材１０８の近位端部１０９に重なる。
【0070】
第２のバイメタル部材１０８は、バイメタル部材アセンブリ１０４の遠位端部７７をバルブプラグ７２に固定するようにリベット６７が通って配設される、遠位端部開口部を除いて単一である。各バイメタル部材１０５及び１０８は、バイメタル部材６６（図３Ａ～３Ｂ）及びバイメタル部材アセンブリ９６（図４Ａ～４Ｂ）と同じバイメタル材料により構成されることが好ましい。
【0071】
例示的なガスバルブアセンブリ６０、７０及び７５において、セラミックヒーター６４は、その長手（最長寸法）がバイメタル部材６６又はバイメタル部材アセンブリ９６、１０４の長手（最長寸法）に直交するように配向されるので、セラミックヒーター６４の最長寸法は、Ｙ軸に沿って伸長する一方で、バイメタル部材６６又はバイメタル部材アセンブリ９６、１０４の最長寸法は、Ｘ軸に沿って伸長する。この配置の１つの利点は、リベット９０ａ及び９０ｂに接触するようにヒーター端子８８ａ及び８８ｂを曲げる必要がないことである。図３Ａ～３Ｂ、４Ａ～４Ｂ、及び５Ａ～５Ｂの各々に示されるように、コネクタ８４ａ及び８４ｂは、端子８８ａ及び８８ｂと同様に、Ｘ軸に沿った長さを有しており、そこではコネクタ８４ａ及び８４ｂの長さは、それらのそれぞれのＹ軸幅又はＺ軸厚さよりも長い。この配置が有益である一方で、別の配置もまた使用されてもよい。
【0072】
図６Ａ及び６Ｂを参照すると、ガスバルブアセンブリ１０１が示される（ハウジング２２及びカバー２５が取り外される状態で）。図６Ａ及び６Ｂにおいて、ガスバルブアセンブリ１０１は、セラミックヒーター１２０がセラミックヒーター６４の代わりに設けられる点において、図３Ｂのガスバルブアセンブリ６０とは異なる。セラミックヒーター１２０は、セラミックヒーター６４について説明したものと同じセラミック材料と導電性インクとを備える。しかし、セラミックヒーター１２０は、Ｘ軸に沿って配向された、即ちバイメタル部材６６の長さ軸に平行な、長さを有する。セラミックヒーター１２０は、Ｘ軸に沿って遠位端部１２３から離間する、近位端部１２１（図６Ｂ）を有する。近位端部１２１において、コネクタ１２２ａ及び１２２ｂは、セラミックヒーター１２０の側縁部に蝋付けされており、Ｙ軸に沿ってお互いに離間する。端子１２４ａ及び１２４ｂはそれぞれ、対応するコネクタ１２２ａ及び１２２ｂに接続しており、そしてコネクタ１２２ａ及び１２２ｂに対して垂直に配向される。各端子１２４ａ及び１２４ｂは、対応するリベット９０ａ及び９０ｂに電気的に接続して、バイメタル部材６６を絶縁体ブロック７６に固定する。バイメタル部材６６がガス出口ポート４０からバルブプラグ７２を外すように撓む時、及び同様にバイメタル部材６６が撓まない状態にある時に、バイメタル部材６６がセラミックヒーター１２０に接触しないように、セラミックヒーター１２０は、Ｚ軸に沿ってバイメタル部材６６から離間することが好ましい。しかしながら、図３Ａ～３Ｂ、４Ａ～４Ｂ及び５Ａ～５Ｂの例とは対照的に、セラミックヒーター１２０は、バイメタル部材６６に沿う位置まで、Ｘ軸に沿って伸長しており、その位置において、ガスバルブアセンブリの出口ポート４０を入口ポート３８（図１Ａ～１Ｄ）と流体連通するように配置する時に、幾らかのＺ軸撓みが生じる。従って、バイメタル部材６６が、撓む時に、セラミックヒーター１２０を損傷させることを防ぐ程度まで、セラミックヒーターは、Ｚ軸に沿ってバイメタル部材６６から離間することが好ましい。
【0073】
ガスを点火する方法が、以下で、図３Ａ～３Ｂを参照して説明される。しかしながら、それは、図３Ａ～６Ｂのガスバルブアセンブリのいずれにも等しく適用可能である。前に示したように、ガスバルブアセンブリは、図１Ａ～１Ｄのハウジング２２と頂部２５とを備えると想定されるが、しかしさもなければ図３Ａ～６Ｂに示されるように修正される。この方法によれば、燃焼ガス源は、セラミック点火装置（図示されない）と選択的に流体連通するように配置される。燃焼ガス源は、例えば、燃焼ガス源をガスバルブアセンブリの入口ポート３８（図１Ａ）に流体結合することにより、及びセラミック点火装置の近くに配置された１つ以上のガスオリフィスを有する、バーナーにガス出口ポート４０を流体結合することにより、セラミック点火装置と選択的に流体連通するように配置されるであろう。
【0074】
セラミック点火装置は、それが燃焼ガスの発火温度以上の表面温度に達するように通電されており、そしてセラミックヒーターが通電されて、バイメタル部材６６を撓ませ、バルブプラグ７２を、ガス出口ポート４０の入口４３と係合するシールから外れるように引き、その時点において、ガス出口ポート４０は、ガスバルブアセンブリ（図１Ａ）の内部２４と、ガスバルブアセンブリのガス入口ポート３８（図１Ａ）と、に流体連通する。ガスバルブアセンブリ２０が点火装置と流体連通するように配置される前に、セラミック点火装置が、燃焼ガス発火温度に到達することが好ましい。
【0075】
セラミック点火装置及びセラミックヒーターは、図２に示されるように、１０２Ｖ～１３２Ｖのｒｍｓ電圧を有する、交流源と直列にセラミック点火装置及びセラミックヒーターを配置することにより通電される。この電源電圧の回路への印加は、セラミック点火装置を横切って、少なくとも約７５Ｖ、好適には少なくとも８０Ｖ、より好適には少なくとも約８５Ｖの電位差を印加することが好ましく、更に電源電圧の回路への印加はまた、セラミックヒーターを横切って、少なくとも約１２Ｖ、好適には少なくとも約１５Ｖ、より好適には少なくとも約２０Ｖ、の電位差を印加することが好ましい。同時に、セラミック点火装置の消費電力は、少なくとも約４５Ｗ、好適には少なくとも約５０Ｗ、より好適には少なくとも約５５Ｗであることが好ましい一方で、セラミックヒーターの消費電力は、約７．５Ｗ～約２０Ｗ未満、好適には約１０Ｗ～約２０Ｗ未満、より好適には約１５Ｗ～約２０Ｗ未満であることが好ましい。同時に、バルブプラグ７２がガス出口ポート４０から確実に外れるように、セラミックヒーターの消費電力は、少なくとも８Ｗ、好適には少なくとも８．５Ｗ、より好適には少なくとも９Ｗであることが好ましい。前述の値において、セラミック点火装置及びセラミックヒーター（それらは同じ電流を有する）に供給されるｒｍｓ電流は、約４００ｍＡ～約７００ｍＡ、好適には約４５０ｍＡ～約６５０ｍＡ、より好適には約５００ｍＡ～約６００ｍＡであることが好ましい。一例において、本方法は、オーブンキャビティにおいて実行される。
【0076】
図２に反映されるように且つ前述のように、お互いに且つ交流源に直列に配置される場合に、セラミックヒーター５２、６４、１２０及びセラミック点火装置５２の抵抗の合計（及びそれらの比）は、セラミック点火装置５２が発火温度に到達するかどうか、及びそれ（抵抗の合計（及びそれらの比））が、許容可能な時間枠内に到達するかどうかを決定する。抵抗の合計及び比はまた、セラミックヒーター５２、６４、１２０が、バイメタル部材６６又はバイメタル部材アセンブリ９６、１０４を過熱及び損傷することなく、バイメタル部材６６又はバイメタル部材アセンブリ９６、１０４の撓み温度に到達するかどうかを決定する。点火装置及びヒーターの抵抗を変化させたことの影響は、次の例において示される。
【0077】
(例)
以下の例において、セラミックヒーターは、図１２に示されるように、セラミック点火装置及び交流源と直列に配置される。セラミックヒーターへの入力電圧は、Ｖinである。セラミックヒーターからの出力電圧は、ＶOUTとして表される。従って、セラミックヒーターを横切る電位差は、Ｖin－ＶOUTである。セラミック点火装置への入力電圧は、ＶOUTであり、セラミック点火装置からの出力電圧は、ゼロ（接地）である。Ｒ１は、セラミックヒーターの抵抗であり、そしてＲ２は、セラミック点火装置の抵抗である。
以下の例において、セラミックヒーターは、図１２に示されるように、セラミック点火装置及び交流源と直列に配置される。セラミックヒーターへの入力電圧は、Ｖinである。セラミックヒーターからの出力電圧は、ＶOUTとして表される。従って、セラミックヒーターを横切る電位差は、Ｖin－ＶOUTである。セラミック点火装置への入力電圧は、ＶOUTであり、セラミック点火装置からの出力電圧は、ゼロ（接地）である。Ｒ１は、セラミックヒーターの抵抗であり、そしてＲ２は、セラミック点火装置の抵抗である。
【0078】
オームの法則によれば、セラミックヒーターへのｒｍｓ入力電圧は、以下のように、セラミックヒーター及びセラミック点火装置の各々へのｒｍｓ電流に関連付けることができる。
【0079】
【数5】
Ｖin＝セラミックヒーターｒｍｓ入力電圧（ボルト）
Ｉ＝セラミックヒーター及びセラミック点火装置へのｒｍｓ電流（アンペア）
Ｒ１＝セラミックヒーター抵抗（オーム）
Ｒ２＝セラミック点火装置抵抗（オーム）
セラミックヒーターへの入力電圧及びセラミックヒーターからの出力電圧（セラミック点火装置への入力電圧である）は、次のように分圧器の数式を使用して関連付けられてもよい。
【0080】
【数6】
【0081】
(例１)
図７Ａ～７Ｂを参照すると、室温抵抗Ｒ１＝４２Ωを有する、セラミックヒーターが提供されており、同様に２つのセラミック点火装置が提供されており、一方は、Ｒ２＝３４Ωの室温抵抗を有し、もう一方は、９２Ωの室温抵抗を有する。各点火装置は、図１２に示されるように、ヒーターと交流源とを備えた回路に別々に配置されており、そしてＡＣ電源からの入力電圧（Ｖin）が変化する。ヒーターを横切る理想的な電位差（Ｖin－ＶOUT）は、数式（３）から計算されており、やはり点火装置を横切る電位差（ＶOUT－０＝ＶOUT）と同様に測定される。点火装置及びヒーターの両方のためのセラミック本体は、８２重量パーセントの窒化ケイ素と、１３重量パーセントの酸化イッテルビウムと、５重量パーセントの二ケイ化モリブデンと、により構成される。インク組成物は、セラミック点火装置とセラミックヒーターとの両方用であり、７５重量パーセントの炭化タングステンと、２０重量パーセントの窒化ケイ素と、２重量パーセントの炭化ケイ素と、である。点火装置及びヒーターの導電性インクの厚さは、抵抗を、指定された値に制御するように変更される。
図７Ａ～７Ｂを参照すると、室温抵抗Ｒ１＝４２Ωを有する、セラミックヒーターが提供されており、同様に２つのセラミック点火装置が提供されており、一方は、Ｒ２＝３４Ωの室温抵抗を有し、もう一方は、９２Ωの室温抵抗を有する。各点火装置は、図１２に示されるように、ヒーターと交流源とを備えた回路に別々に配置されており、そしてＡＣ電源からの入力電圧（Ｖin）が変化する。ヒーターを横切る理想的な電位差（Ｖin－ＶOUT）は、数式（３）から計算されており、やはり点火装置を横切る電位差（ＶOUT－０＝ＶOUT）と同様に測定される。点火装置及びヒーターの両方のためのセラミック本体は、８２重量パーセントの窒化ケイ素と、１３重量パーセントの酸化イッテルビウムと、５重量パーセントの二ケイ化モリブデンと、により構成される。インク組成物は、セラミック点火装置とセラミックヒーターとの両方用であり、７５重量パーセントの炭化タングステンと、２０重量パーセントの窒化ケイ素と、２重量パーセントの炭化ケイ素と、である。点火装置及びヒーターの導電性インクの厚さは、抵抗を、指定された値に制御するように変更される。
【0082】
図７Ａは、数式（６）により予測された（且つ測定された）、Ｒ１＝４２Ω及びＲ２＝３４Ωの場合の入力電圧Ｖinに対するセラミックヒーターとセラミック点火装置とを横切る定常状態電位差を示す。図７Ａの上部のグラフ（「Ｖ１理想値」）及びデータポイントの上部のセットは、セラミックヒーターを横切る電位差（Ｖin－ＶOUT）を表す。図７Ａの下部のグラフ（「Ｖ２理想値」）及び下部のデータポイントのセットは、セラミック点火装置を横切る電位差（Ｖｏｕｔ）を表す。
【0083】
図７Ｂは、数式（６）により予測された（且つ測定された）、Ｒ１＝４２Ω及びＲ２＝９４Ωの場合の入力電圧Ｖinに対する、セラミックヒーター及びセラミック点火装置間の定常状態電位差を示す。図７Ａの上部のグラフ（「Ｖ２理想値」）及びデータポイントの上部のセットは、セラミック点火装置を渡る定常状態電位差（ＶOUT）を表す一方で、下部のグラフ（「Ｖ１理想値」）及びデータポイントの下部のセットは、セラミックヒーターを渡る定常状態電位差（Ｖin－ＶOUT）を表す。セラミック点火装置の室温抵抗（Ｒ２）が、セラミックヒーターの室温抵抗（Ｒ１）よりも大幅に大きい場合に、ヒーターに対する点火装置を横切る総電位差（Ｖin）の比は、入力電圧（Ｖin）の増加と共に増加する。測定された電位差と数式（６）により予測された電位差との間の偏差は、窒化ケイ素セラミックヒーター及び点火装置が正の抵抗温度係数を有するという事実に起因することが予想されており、つまり、抵抗は、温度とともに増加する。従って、点火装置が著しくより高い室温抵抗を有する場合（図７Ｂ）に、点火装置は、より高い熱量を比例して生成し、それによりその抵抗を、セラミックヒーターのそれよりも速い速度で増加させる。対照的に、室温の抵抗の大きさが同じである場合に、点火装置及びヒーターは、同じ速度で加熱され、それらのそれぞれの電位差を数式（６）に、より厳密に準拠させる。
【0084】
以下の例において、セラミック点火装置は、オーブンキャビティにおいて使用されており、１０２ＶのｒｍｓＡＣ～１３０ＶのｒｍｓＡＣの範囲の入力電圧（ｒｍｓ）において、１１７０℃（２１３８°Ｆ）～１４８２℃（２７００°Ｆ）の所望の定常状態温度を有する。同時に、セラミックヒーター（図１２のＲ１）は、同じ範囲の入力電圧Ｖinにわたって、約９３．３℃（２００°Ｆ）～５３８℃（１０００°Ｆ）の定常状態のバイメタル部材の撓み温度を有する。所望の定常状態温度を達成するために必要な点火装置最小消費電力は、少なくとも４５Ｗである。バイメタル部材の最大撓み温度を下回るためのヒーター最大消費電力は、２０Ｗ以下である。所望の温度を達成するために、点火装置の室温抵抗Ｒ１のヒーターのそれ（室温抵抗）Ｒ２に対する比は、好適には約１．９～約４．０、より好適には約２．０～約３．８、更により好適には約２．２～約３．６である。同時に、セラミック点火装置及びセラミックヒーターの室温抵抗の合計は、好適には約２５Ω～約６０Ω、より好適には約３０Ω～約６０Ω、更により好適には約３５Ω～約５５Ωである。
【0085】
(例２)
セラミックヒーター（図１２）が、提供されており、タイル間に埋め込まれた導電性インク回路を備える、２つの窒化ケイ素セラミックタイルを備える。導電性インク回路の室温抵抗率は、１．１×１０-4Ω・ｃｍであり、回路の厚さは、約１３ミクロンである。室温抵抗は、１４Ωである。導電性インクは、１００重量パーセントのタングステンにより構成される。
セラミックヒーター（図１２）が、提供されており、タイル間に埋め込まれた導電性インク回路を備える、２つの窒化ケイ素セラミックタイルを備える。導電性インク回路の室温抵抗率は、１．１×１０-4Ω・ｃｍであり、回路の厚さは、約１３ミクロンである。室温抵抗は、１４Ωである。導電性インクは、１００重量パーセントのタングステンにより構成される。
【0086】
セラミック点火装置（図１２）が提供されており、タイル間に埋め込まれた導電性インク回路を備える、２つの窒化ケイ素タイルを備える。導電性インクの室温抵抗率は、３．５×１０-4Ω・ｃｍであり、回路の厚さは、約２５ミクロンである。導電性インクは、７５重量パーセントの炭化タングステンと、２０重量パーセントの窒化ケイ素と、３重量パーセントの酸化イッテルビウムと、２重量パーセントの窒化ケイ素と、により構成される。室温抵抗Ｒ２は、３１Ωである。セラミックヒーター及び点火装置は、図１２に示すように、お互いに且つ交流源に直列に配置される。室温抵抗比Ｒ２／Ｒ１は、２．２であり、室温抵抗の合計Ｒ１＋Ｒ２は、４５Ωである。
【0087】
本例及び以下の例において、点火装置及びヒーターの両方のためのセラミック本体は、８２重量パーセントの窒化ケイ素と、１３重量パーセントの酸化イッテルビウムと、５重量パーセントの二ケイ化モリブデンと、からなる。図１２を参照すると、入力ｒｍｓ電圧（Ｖin）は、０～１３０Ｖｒｍｓまで変化する。ヒーター（Ｒ１）及び点火装置（Ｒ２）を横切るオーム単位の抵抗が、測定され、ヒーター（Ｖ１）と点火装置（Ｖ２）を横切る電圧の電位差も、同様である。ｒｍｓ電流Ｉ（アンペア）もまた測定され、点火装置及びヒーターに関して同じである。ヒーターの消費電力Ｐ１（ワット）及び点火装置の消費電力Ｐ２（ワット）もまた、決定される。結果は、表１及び図８に示される。
【0088】
【表1】
【0089】
(例３)
１．１×１０-4Ω・ｃｍの室温抵抗率を有するセラミックヒーターが、提供される。その導電性インク回路は、１００重量パーセントのタングステンを備えており、厚さは、１７ミクロンの厚さを有する。室温抵抗Ｒ１は、９Ωである。
１．１×１０-4Ω・ｃｍの室温抵抗率を有するセラミックヒーターが、提供される。その導電性インク回路は、１００重量パーセントのタングステンを備えており、厚さは、１７ミクロンの厚さを有する。室温抵抗Ｒ１は、９Ωである。
【0090】
室温抵抗率３．５×１０-4Ω・ｃｍを有するセラミック点火装置が、提供される。その導電性インク回路は、７５重量パーセントの炭化タングステンと、２０重量パーセントの窒化ケイ素と、３重量パーセントの酸化イッテルビウムと、２重量パーセントの炭化ケイ素と、を備える。回路の厚さは、約２５ミクロンである。室温抵抗Ｒ２は、３２Ωである。セラミックヒーター及びセラミック点火装置は、図１２に示すように、お互いに且つ交流源と直列に配置される。入力電圧Ｖinは、０～１３０ＶのＡＣ ｒｍｓまで変化し、消費電力と電流と電圧と抵抗とは、例２のように決定される。結果は、表２及び図９に提供される。
【0091】
【表2】
【0092】
１００Ｖ～１３０ＶのＡＣ ｒｍｓまで、点火装置の消費電力Ｐ２は、４５Ｗを超えており、そしてヒーターの消費電力Ｐ１は、ガスがバーナーに流れることを可能にするために８Ｗを超えるが、依然として、熱作動部品が過熱することを防ぐように２０Ｗ未満のままである。従って、点火装置は、ヒーターが最大バイメタル部材撓み温度を超えない一方で、その所望の発火温度に到達するのに十分な電力を有する。従って、室温抵抗の比Ｒ２／Ｒ１が３．６であって且つ室温抵抗の合計Ｒ１＋Ｒ２が４１Ωである、Ｒ１とＲ２のこの組み合わせは、所望の点火装置及び熱作動式ガスバルブの要件を達成する。
【0093】
(例４)
２．９×１０-4Ω・ｃｍの室温抵抗率を有する、セラミックヒーターが、提供される。その導電性インク回路は、１００％炭化タングステンを備えており、厚さは、約１７ミクロンである。室温抵抗Ｒ１は、２５Ωである。
２．９×１０-4Ω・ｃｍの室温抵抗率を有する、セラミックヒーターが、提供される。その導電性インク回路は、１００％炭化タングステンを備えており、厚さは、約１７ミクロンである。室温抵抗Ｒ１は、２５Ωである。
【0094】
セラミック点火装置は、３．５×１０-4Ω・ｃｍの室温抵抗率を備えるように提供される。その導電性インク回路は、７５重量パーセントの炭化タングステンと、２０重量パーセントの窒化ケイ素と、３重量パーセントの酸化イッテルビウムと、２重量パーセントの炭化ケイ素と、を備える。回路の厚さは、約２０ミクロンである。室温抵抗Ｒ２は、４２Ωである。室温抵抗の比Ｒ２／Ｒ１は、１．７であり、室温抵抗の合計Ｒ１＋Ｒ２は、６７Ωである。入力電圧Ｖinは、０～１３０ＶのＡＣ ｒｍｓまで変化し、消費電力と電流と電圧と抵抗とは、例２のように決定される。結果は、表３及び図１０に示される。
【0095】
【表3】
【0096】
ヒーターが２０Ｗのその最大の所望の電力消費量を超えないが、１３０Ｖの電源電圧Ｖinにおいてでさえも、点火装置は、その所望の発火温度に到達するように、４５Ｗのその最小の所望の電力消費量に到達できない。これは主に、回路の総抵抗Ｒ１＋Ｒ２が高いことによる。従って、Ｒ１とＲ２のこの組み合わせは、所望の点火装置及び熱作動式ガスバルブの基準を満たさない。
【0097】
(例５)
２．８×１０-4Ω・ｃｍの室温抵抗率を有する、セラミックヒーターが、提供される。その導電性インク回路は、８４重量パーセントの炭化タングステンと、１２重量パーセントの窒化ケイ素と、３重量パーセントの酸化イッテルビウムと、２重量パーセントの炭化ケイ素と、を備える。回路の厚さは、約１７ミクロンである。室温抵抗Ｒ１は、３７Ωである。
２．８×１０-4Ω・ｃｍの室温抵抗率を有する、セラミックヒーターが、提供される。その導電性インク回路は、８４重量パーセントの炭化タングステンと、１２重量パーセントの窒化ケイ素と、３重量パーセントの酸化イッテルビウムと、２重量パーセントの炭化ケイ素と、を備える。回路の厚さは、約１７ミクロンである。室温抵抗Ｒ１は、３７Ωである。
【0098】
セラミック点火装置は、３．５×１０-4Ω・ｃｍの室温抵抗率を備えるように提供される。導電性インク回路は、７５重量パーセントの炭化タングステンと、２０重量パーセントの窒化ケイ素と、３重量パーセントの酸化イッテルビウムと、２重量パーセントの炭化ケイ素と、を備える。回路の厚さは、約２０ミクロンである。室温抵抗Ｒ２は、４２Ωである。室温抵抗の比Ｒ２／Ｒ１は、１．１であり、室温抵抗の合計Ｒ１＋Ｒ２は、７９Ωである。
【0099】
入力電圧Ｖinは、０～１３０ＶのＡＣ ｒｍｓまで変化し、消費電力と電流と電圧と抵抗とは、例２のように決定される。結果は、表４及び図１１に提供される。
【0100】
【表4】
【0101】
点火装置の消費電力Ｐ２は、１０２Ｖ～１３０ＶのＡＣ ｒｍｓまでの入力電圧（Ｖｉｎ）の範囲にわたって点火装置の点火要件を満たすには低過ぎる。更に、ヒーターの消費電力が、１２０ＶのＡＣ ｒｍｓ以上で高過ぎるため、バイメタル部材の最大撓み温度を超える温度に結果的になるであろう。従って、抵抗Ｒ１とＲ２のこの組み合わせは、セラミック点火装置又は熱作動式ガスバルブの要件を満たさない。
【0102】
前述の例は、３．６の室温抵抗比Ｒ２／Ｒ１及び４１Ωの室温全抵抗Ｒ１＋Ｒ２が、所望の点火装置及び熱作動式ガスバルブ性能を達成することを示す。４５Ωの全抵抗における２．２の比Ｒ２／Ｒ１は、十分ではなかった。但し、もし例２の熱作動部品が最大撓み温度が５３８℃（１０００°Ｆ）を超えるバイメタル部材により製作される場合には、４５Ωの全抵抗における２．２の比は、十分であってもよい。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【国際調査報告】