(57)【要約】【課題】温度検出器としてのサーミスタを備える燃焼装置において、燃焼時における温度検出感度の確保と、非燃焼時における消費電力抑制とを両立可能な回路構成を提供する。【解決手段】サーミスタ５０は、燃料燃焼時における燃焼部の温度を検出するために配置され、温度上昇に応じて電気抵抗値が低下する特性を有する。抵抗切換回路１１０は、トランジスタＱ１のオフ時には、抵抗素子Ｒ１単独による高抵抗状態で動作する一方で、トランジスタＱ１のオン時には、抵抗素子Ｒ１およびＲ２の並列接続による低抵抗状態で動作する。抵抗切換回路１００は、電源配線５１および接地配線５２の間に、ノードＮ１を経由してサーミスタ５０と直列に接続される。マイクロコンピュータ３０では、ノードＮ１の電圧Ｖｎに基づいて、サーミスタ５０による検出温度が取得される。トランジスタＱ１は、燃焼部の作動時にはオンするように制御される。【選択図】図２
2018054197.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼装置であって、
燃料を燃焼するための燃焼部と、
前記燃焼部に配置された、温度上昇に応じて電気抵抗値が変化する特性を有するサーミスタと、
第１の電気抵抗値と、前記第１の電気抵抗値よりも低い第２の電気抵抗値との一方を選択的に有するように構成された抵抗切換回路とを備え、
前記抵抗切換回路は、所定の電圧差を有する電源配線および接地配線間に、所定のノードを経由して前記サーミスタと直列に接続され、
前記燃焼装置は、
前記所定のノードの電圧に基づいて、前記燃焼部の温度を検出するための制御回路をさらに備え、
前記抵抗切換回路は、前記燃焼部の作動時には前記第２の電気抵抗値を選択する、燃焼装置。
【請求項２】
前記抵抗切換回路は、前記第１の電気抵抗値を有する場合には、前記電源配線および接地配線間に、前記第１の電気抵抗値を有する第１の抵抗素子、前記所定のノード、および前記サーミスタを経由する電流経路が形成されるように構成される、請求項１記載の燃焼装置。
【請求項３】
前記抵抗切換回路において、前記第１の抵抗素子は、前記電源配線および接地配線の一方の配線と前記所定のノードとの間に接続され、
前記抵抗切換回路は、
前記一方の配線および前記所定のノードの間に直列に接続された、第２の抵抗素子およびスイッチ素子をさらに有し、
前記第２の抵抗素子および前記スイッチ素子は、前記第１の抵抗素子に対して電気的に並列接続され、
前記スイッチ素子は、前記燃焼部の停止時にはオフする一方で、前記燃焼部の作動時にはオンするように構成され、
前記第２の抵抗素子の電気抵抗値は、前記第１の電気抵抗値よりも低い、請求項２記載の燃焼装置。
【請求項４】
前記制御回路は、前記燃焼部の停止時において、前記所定のノードの電圧に基づいて、前記サーミスタの断線故障および短絡故障を検知する、請求項２または３記載の燃焼装置。
【請求項５】
前記抵抗切換回路は、前記制御回路からの制御信号に基づいて、前記第１の電気抵抗値および前記第２の電気抵抗値の一方を有するように構成され、
前記制御回路は、前記燃焼部の停止時において、前記抵抗切換回路が前記第１の電気抵抗値を有する状態での前記所定のノードの電圧に基づいて前記断線故障の発生を検知するとともに、前記抵抗切換回路が前記第２の電気抵抗値を有する状態での前記所定のノードの電圧に基づいて前記短絡故障の発生を検知する、請求項４記載の燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は燃焼装置に関し、より特定的には、温度検出器としてのサーミスタを備える燃焼装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より温度検出器として、温度上昇に対して電気抵抗値が変化する特性を有するサーミスタが用いられている。
【０００３】
特開平６−１６８３８７号公報（特許文献１）には、サーミスタと既知抵抗値の抵抗素子との直列回路による分圧電圧をＡ／Ｄコンバータに入力することによって、サーミスタの電気抵抗値、すなわち、サーミスタによる検知温度を求める熱感知器が記載される。
【０００４】
特に、サーミスタによる検知可能温度範囲（−１０℃〜８０℃）を３つの分割温度範囲（−１０℃〜＋２０℃、＋２０℃〜＋５０℃，＋５０℃〜＋８０℃）のそれぞれにおいて、サーミスタの検知温度の変化に対する分圧電圧の変化が略正比例となるように、サーミスタと直列回路を構成する抵抗素子を切換える構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１６８３８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の熱感知器は、火災検出用途が想定されており、温度検出を連続的に実行することを前提として構成されている。これに対して、燃料燃焼による加熱を行う燃焼装置に設けられたサーミスタは、燃焼時にのみ温度検出が必要であり、非燃焼時には温度検出が不要である。
【０００７】
さらに、燃焼装置のサーミスタは、検知対象温度が比較的高温であるため、温度検出時の電気抵抗値は低くなる。したがって、サーミスタと直列接続される抵抗素子は電気抵抗値が低くないと、サーミスタでの電気抵抗値変化の検出感度が低下する。
【０００８】
一方で、燃焼装置では、燃焼動作時以外では温度検出が不要である。このため、低抵抗素子がサーミスタと直列接続された状態が維持されると、サーミスタの通過電流が大きくなるため、待機電力が増大することが懸念される。
【０００９】
この発明はこのような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、温度検出器としてのサーミスタを備える燃焼装置において、燃焼時における温度検出感度の確保と、非燃焼時における消費電力抑制とを両立可能な構成を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明のある局面では、燃焼装置は、燃料を燃焼するための燃焼部と、燃焼部に配置されたサーミスタと、抵抗切換回路と、制御回路とを備える。サーミスタは、温度上昇に応じて電気抵抗値が変化する特性を有する。抵抗切換回路は、第１の電気抵抗値と、第１の電気抵抗値よりも低い第２の電気抵抗値との一方を選択的に有するように構成される。抵抗切換回路は、所定の電圧差を有する電源配線および接地配線間に、所定のノードを経由してサーミスタと直列に接続される。制御回路は、所定のノードの電圧に基づいて、燃焼部の温度を検出するように構成される。抵抗切換回路は、燃焼部の作動時には第２の電気抵抗値を選択する。
【００１１】
上記燃焼装置によれば、サーミスタによる温度検出が必要な燃焼部の作動時には、抵抗切換回路の電気抵抗値を低下させて、サーミスタの通過電流を増加させることにより、サーミスタの電気抵抗値の変化に対する所定のノードの電圧変化のレートを高くすることで、温度検出感度を確保することができる。一方で、サーミスタによる温度検出が不要な燃焼部の停止時には、抵抗切換回路を高電気抵抗値（第１の電気抵抗値）で動作させることが可能であるので、サーミスタの通過電流を小さくすることによって消費電力を抑制することが可能となる。この結果、燃焼時における温度検出感度の確保と、非燃焼時における消費電力抑制とを両立可能な構成を提供することができる。
【００１２】
好ましくは、抵抗切換回路は、第１の電気抵抗値を有する場合には、電源配線および接地配線間に、第１の電気抵抗値を有する第１の抵抗素子、所定のノード、およびサーミスタを経由する電流経路が形成されるように構成される。
【００１３】
このように構成すると、サーミスタによる温度検出が不要である燃焼部の停止時において、所定のノードには、第１の抵抗素子およびサーミスタによる分圧電圧が発生される。このため、制御回路は、燃焼部の停止期間中において、所定のノードの電圧に基づいて、サーミスタの開放（断線）または短絡による故障の発生を検知することができる。
【００１４】
さらに好ましくは、抵抗切換回路において、第１の抵抗素子は、電源配線および接地配線の一方の配線と所定のノードとの間に接続される。抵抗切換回路は、一方の配線および所定のノードの間に直列に接続された、第２の抵抗素子およびスイッチ素子をさらに有する。第２の抵抗素子およびスイッチ素子は、第１の抵抗素子に対して電気的に並列接続される。スイッチ素子は、燃焼部の停止時にはオフする一方で、燃焼部の作動時にはオンするように構成される。第２の抵抗素子の電気抵抗値は、第１の電気抵抗値よりも低い。
【００１５】
このようにすると、簡易な回路構成によって接続切換回路を構成することができる。
また、さらに好ましくは、制御回路は、前記燃焼部の停止時において、前記所定のノードの電圧に基づいて、前記サーミスタの断線故障および短絡故障を検知する。さらに、抵抗切換回路は、制御回路からの制御信号に基づいて、第１の電気抵抗値および第２の電気抵抗値の一方を有するように構成される。制御回路は、燃焼部の停止時において、抵抗切換回路が第１の電気抵抗値を有する状態での所定のノードの電圧に基づいてサーミスタの断線故障の発生を検知するとともに、抵抗切換回路が第２の電気抵抗値を有する状態での所定のノードの電圧に基づいてサーミスタの短絡故障の発生を検知する。
【００１６】
このように構成すると、サーミスタの電気抵抗値がゼロに近付く短絡故障の発生検知時における、短絡故障の有無に応じた所定のノードの電圧変化、および、サーミスタの電気抵抗値が無限大に近付く断線故障（開放故障）の発生検知時における、断線故障の有無に応じた所定のノードの電圧変化の両方を確保することができる。この結果、サーミスタの短絡故障および断線故障を高精度に検知することができる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、温度検出器としてのサーミスタを備える燃焼装置において、燃焼時における温度検出感度の確保と、非燃焼時における消費電力抑制とを両立可能な構成を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態に従う燃焼装置を含むガス給湯装置の概略構成図である。
【図２】実施の形態１に従う温度検出回路の構成を説明する回路図である。
【図３】図２に示された温度検出回路の動作を説明するための概念的な波形図である。
【図４】実施の形態２に従う温度検出回路の構成を説明する回路図である。
【図５】図４に示された温度検出回路の動作を説明するための概念的な波形図である。
【図６】実施の形態３に従う温度検出回路の構成を説明する回路図である。
【図７】図６に示された温度検出回路の動作を説明するための概念的な波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下では、図中の同一または相当する部分には同一符号を付して、その説明は原則的に繰り返さない。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態に従う燃焼装置を含むガス給湯装置の概略構成図である。
【００２１】
図１を参照して、ガス給湯装置５は、燃焼ガスを燃焼させるバーナ１０と、送風ファン１１と、熱交換器１２と、マイクロコンピュータ３０と、水流スイッチ４０と、サーミスタ５０と、フレームロッド回路６０とを備える。図１に例示したガス給湯装置５において、バーナ１０、マイクロコンピュータ３０、および、サーミスタ５０を含む温度検出回路（後述）によって、本発明が適用される燃焼装置を構成することができる。すなわち、バーナ１０は「燃焼部」の一実施例に対応する。また、マイクロコンピュータ３０は、「制御回路」の一実施例に対応する。
【００２２】
送風ファン１１は、バーナ１０に対して空気を供給する。送風ファン１１からの送風量は、ファン回転数に応じて決まる。熱交換器１２は、バーナ１０によって発生された燃焼ガスから熱回収を行なって、熱交換器１２内部を通流する湯水を加熱する。これにより、ガス給湯装置５は、入水路から導入された水を加熱して出湯することができる。
【００２３】
水流スイッチ４０は、熱交換器１２に水が流れるとオンするように構成される。フレームロッド回路６０は、バーナ１０での燃焼による炎の発生を検知するように構成される。水流スイッチ４０およびフレームロッド回路６０の出力信号は、マイクロコンピュータ３０に入力される。
【００２４】
サーミスタ５０は、バーナ１０に配置されて、バーナ１０の作動時における温度を検出する。以下では、サーミスタ５０は、温度上昇に応じて電気的抵抗値が低下する特性を有する、いわゆるＮＴＣ（Negative  Temperature  Coefficient）サーミスタであるものとして説明する。なお、サーミスタ５０によって検出されたバーナ１０の温度を用いると、たとえば、バーナ１０での燃焼異常や失火の発生を検知することができる。
【００２５】
マイクロコンピュータ３０は、図示しないメモリに記憶された所定プログラムの実行により、ガス給湯装置５の構成機器の動作を制御する。たとえば、マイクロコンピュータ３０は、バーナ１０の作動（燃焼）／停止およびバーナ１０への燃料ガス供給量を制御するとともに、送風ファン１１の作動／停止ならびに作動時のファン回転数を制御する。また、マイクロコンピュータ３０は、バーナ１０での燃焼異常の発生を検知すると、警報音発生や警報表示などにより異常を報知するとともに、燃料ガスの供給を遮断することによりバーナ１０の燃焼を強制的に停止することができる。
【００２６】
マイクロコンピュータ３０は、ガス給湯装置５が運転オン状態のときは、熱交換器１２への水の通流が検知されると（水流スイッチ４０がオンのとき）、バーナ１０を作動させて、加熱による出湯を実行する。一方で、マイクロコンピュータ３０は、ガス給湯装置５が運転オン状態であっても、熱交換器１２への水の通流が検知されないときには（水流スイッチ４０がオフのとき）、バーナ１０を停止する。また、マイクロコンピュータ３０は、ガス給湯装置５が運転オフ状態のときは、水流スイッチ４０のオンオフに関わらず、バーナ１０の停止を維持する。
【００２７】
次に、サーミスタ５０を用いた温度検出について詳細に説明する。
図２は、実施の形態１に従う温度検出回路１００の構成を説明する回路図である。
【００２８】
図２を参照して、温度検出回路１００は、抵抗切換回路１１０を含む。抵抗切換回路１１０は、所定の電源電圧Ｖｃｃを供給する電源配線５１と、接地電圧ＧＮＤを供給する接地配線５２の間に、ノードＮ１を経由して、サーミスタ５０と電気的に直列接続される。
【００２９】
抵抗切換回路１１０は、電源配線５１およびノードＮ１の間に接続された抵抗素子Ｒ１と、電源配線５１およびノードＮ１の間に直列接続されたトランジスタＱ１および抵抗素子Ｒ２とを有する。トランジスタＱ１および抵抗素子Ｒ２は、抵抗素子Ｒ１に対して電気的に並列接続されている。抵抗素子Ｒ２は、抵抗素子Ｒ１よりも電気抵抗値が低くなるように設計される。
【００３０】
ノードＮ１および接地配線５２の間には、ノードＮ１の電位を保持するためのキャパシタＣ１が、サーミスタ５０と並列に接続されている。ノードＮ１は、抵抗素子Ｒ３を経由して、マイクロコンピュータ３０の入力ポート３１に対して電気的に接続されている。なお、以下では、抵抗素子Ｒ１〜Ｒ３の電気抵抗値についても、それぞれＲ１〜Ｒ３と表記する。
【００３１】
トランジスタＱ１は、たとえばｐｎｐトランジスタで構成される。トランジスタＱ１のオフ時には、抵抗切換回路１１０による、電源配線５１およびノードＮ１間の電気抵抗値Ｒｓｗ＝Ｒ１となる。一方で、トランジスタＱ１のオン時には、抵抗切換回路１１０による電気抵抗値Ｒｓｗは、抵抗素子Ｒ１およびＲ２の並列接続によって得られる合成抵抗値Ｒｓ＝Ｒ１・Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）となる（Ｒｓｗ＝Ｒｓ）。Ｒｓ＝Ｒ１・１／（１＋Ｒ１／Ｒ２）と変形できるから、Ｒｓ＜Ｒ１（特に、Ｒ１＞Ｒ２より、２・Ｒｓ＜Ｒ１）であることが理解される。また、Ｒｓ＝Ｒ２・１／（１＋Ｒ２／Ｒ１）とも変形できるから、Ｒｓ＜Ｒ２であることが理解できる。さらに、Ｒ１＞＞Ｒ２であれば、Ｒｓ≒Ｒ２となる。
【００３２】
抵抗切換回路１１０は、トランジスタＱ１のオンオフに応じて、電気抵抗値Ｒｓｗが２段階（Ｒ１またはＲｓ）に切換えられるように構成される。上記のように、Ｒ１，Ｒ２を設計するので、Ｒ１＞Ｒｓである。すなわち、Ｒ１は「第１の電気抵抗値」に対応し、Ｒｓは「第２の電気抵抗値」に対応する。また、抵抗切換回路１１０において、抵抗素子Ｒ１は「第１の抵抗素子」に対応し、抵抗素子Ｒ２は「第２の抵抗素子」に対応し、トランジスタＱ１は「スイッチ素子」に対応する。また、ノードＮ１は「所定のノード」に対応する。
【００３３】
温度検出回路１００では、電源配線５１および接地配線５２の間に、抵抗切換回路１１０による電気抵抗値Ｒｓｗと、サーミスタ５０とが直列に接続される。ここで、サーミスタ５０の電気抵抗値Ｒｔｈを用いて、ノードＮ１の電圧Ｖｎ（以下、検出電圧Ｖｎとも称する）は、下記（１）式で示される。
【００３４】
Ｖｎ＝Ｖｃｃ・Ｒｔｈ／（Ｒｔｈ＋Ｒｓｗ）        …（１）
マイクロコンピュータ３０は、入力ポート３１への入力電圧をアナログ／デジタル変換することにより、ノードＮ１に生じた検出電圧Ｖｎを取得することができる。マイクロコンピュータ３０には、サーミスタ５０についての、検出温度Ｔｔｈと、検出温度に応じて変化する電気抵抗値Ｒｔｈの間の特性関係を示すデータが予め記憶されている。
【００３５】
したがって、マイクロコンピュータ３０は、検出電圧Ｖｎから、式（１）に従って電気抵抗値Ｒｔｈを逆算するとともに、上記特性関係を参照することによって、サーミスタ５０による検出温度Ｔｔｈ（すなわち、バーナ１０の温度）を取得することができる。
【００３６】
トランジスタＱ１のベース（制御電極）は、ノードＮｂと電気的に接続されるので、トランジスタＱ１は、ノードＮｂの電圧に応じてオンオフする。図２の構成例では、ノードＮｂは、マイクロコンピュータ３０の出力ポート３２と電気的に接続される。マイクロコンピュータ３０は、出力ポート３２に制御信号Ｓｄｔを出力する。したがって、トランジスタＱ１のオンオフは、マイクロコンピュータ３０からの制御信号Ｓｄｔによって制御される。
【００３７】
図３は、図２に示された温度検出回路１００の動作を説明するための概念的な波形図である。
【００３８】
図３を参照して、マイクロコンピュータ３０は、バーナ１０の停止時（非燃焼時）には、制御信号Ｓｄｔを論理ハイレベル（以下、単に「Ｈレベル」とも称する）に設定する。一方で、マイクロコンピュータ３０は、バーナ１０の作動時（燃焼時）には、制御信号Ｓｄｔを論理ローレベル（以下、単に「Ｌレベル」とも称する）に設定する。
【００３９】
したがって、図３の例では、バーナ１０が作動する時刻ｔ０〜ｔ１間において、制御信号ＳｄｔがＬレベルに設定される一方で、バーナ１０が停止する時刻ｔ０以前および時刻ｔ１以後では、制御信号ＳｄｔはＨレベルに設定される。
【００４０】
これにより、バーナ１０の作動期間（時刻ｔ０〜ｔ１間）では、トランジスタＱ１がオンすることにより、抵抗切換回路１１０の電気抵抗値Ｒｓｗは、抵抗素子Ｒ１およびＲ２の並列接続によるＲｓに低下する。
【００４１】
バーナ１０の燃焼によるサーミスタ５０の検出温度上昇は、電気抵抗値Ｒｔｈの変化（低下）によって検出される。したがって、燃焼時の高温を高精度で検知するためには、電気抵抗値Ｒｔｈの変化に対する検出電圧Ｖｎの変化レート、すなわち、サーミスタ５０の通過電流（Ｉｔｈ＝Ｖｃｃ／（Ｒｔｈ＋Ｒｓｗ）を確保する必要がある。
【００４２】
上述のように、トランジスタＱ１のオン期間における電気抵抗値Ｒｓｗは、Ｒ２によって決まるため、バーナ１０の燃焼時における検出温度に対応するサーミスタ５０の電気抵抗値に対応させて、温度検出感度が確保されるように電気抵抗値Ｒ２（すなわち、Ｒｓ）が設計される。たとえば、Ｒ２は２〜３ｋΩ程度に設定される。
【００４３】
これに対して、バーナ１０の停止期間（時刻ｔ０以前、および、時刻ｔ１以後）では、トランジスタＱ１がオフすることにより、抵抗切換回路１１０の電気抵抗値Ｒｓｗは、抵抗素子Ｒ１の電気抵抗値で与えられる（Ｒｓｗ＝Ｒ１）。バーナ１０の停止期間では、サーミスタ５０による温度検出は不要であるが、サーミスタ５０を通過する電流Ｉｔｈによって待機電力が消費される。したがって、電気抵抗値Ｒ１については電流Ｉｔｈを抑制するように高い値に設定すれば、バーナ１０の停止期間には、抵抗切換回路１１０を高電気抵抗値で動作させることで（Ｒｓｗ＝Ｒ１）、サーミスタ５０の通過電流による消費電力を抑制することが可能となる。たとえば、Ｒ１は数十ｋΩ程度に設定することができる。
【００４４】
なお、バーナ１０の停止期間においても、抵抗切換回路１１０を経由してサーミスタ５０を含む電流経路を形成できるため、ノードＮ１には、抵抗切換回路１１０およびサーミスタ５０の電気抵抗値の比に従った電圧（検出電圧Ｖｎ）が発生する。検出電圧Ｖｎは、サーミスタ５０に開放故障（Ｒｔｈ＝∞）が発生するとほぼ電源電圧Ｖｃｃと等しくなり、反対に、サーミスタ５０に短絡故障（Ｒｔｈ＝０）が発生するとほぼ接地電圧ＧＮＤと等しくなる。このため、バーナ１０の停止期間（すなわち、温度検出不要期間）において、マイクロコンピュータ３０に入力される検出電圧Ｖｎに基づいて、サーミスタ５０の短絡故障および開放故障（断線故障）を検知することができる。
【００４５】
具体的には、バーナ１０の停止時におけるバーナ温度範囲に対応するサーミスタ５０の電気抵抗値の範囲に対応させて検出電圧Ｖｎの正常範囲が予め定義できるので、検出電圧Ｖｎが当該正常範囲を外れて上昇するとサーミスタ５０の開放故障（断線故障）を検知することができる。一方で、検出電圧Ｖｎが正常範囲を外れて低下するとサーミスタ５０の短絡故障を検知することができる。
【００４６】
特に、バーナ１０の停止時における、断線故障の検知処理時と短絡故障の検知処理時との間で抵抗切換回路１１０の電気抵抗値を変えることによって、断線故障および短絡故障の検出精度を向上することができる。具体的には、断線故障の検知処理時には、制御信号ＳｄｔをＬレベルに設定して抵抗切換回路１１０を高抵抗（Ｒ１）で動作させることにより、サーミスタ５０の短絡故障の発生有無に対する検出電圧Ｖｎの変化を大きくすることができるので、高精度な検知が可能となる。反対に、短絡故障の検知処理時には、制御信号ＳｄｔをＨレベルに設定して抵抗切換回路１１０を低抵抗（Ｒｓ）で動作させることにより、サーミスタ５０の短絡故障の発生有無に対する検出電圧Ｖｎの変化を大きくすることができるので、高精度な検知が可能となる。この場合には、断線故障の検知処理時と短絡故障の検知処理時との間で、検出電圧Ｖｎの正常範囲は別個に定義される。
【００４７】
このような構成とすることにより、本実施の形態に従う燃焼装置では、バーナ１０の停止期間（すなわち、温度検出不要期間）では、抵抗切換回路１１０を高抵抗（Ｒ１）とすることにより、サーミスタ５０の通過電流を抑制することによって消費電力を抑制することができる。一方で、バーナ１０の作動期間（すなわち、温度検出必要期間）では、抵抗切換回路１１０を低抵抗（Ｒｓ≒Ｒ２）とすることにより、サーミスタ５０の通過電流を増加することによって、サーミスタ５０の温度変化に対する検出電圧Ｖｎの変化を大きくすることができる。この結果、待機時の消費電力の抑制と温度検出精度の確保とを両立可能な回路構成を提供することができる。
【００４８】
（実施の形態２）
実施の形態１では、抵抗切換回路１１０での電気抵抗値は、マイクロコンピュータ３０からの制御信号Ｓｄｔをトリガとして切換えられた。以降の実施の形態では、マイクロコンピュータ３０を経由せずに、バーナ１０の作動期間（すなわち、温度検出必要期間）を検知するための構成例を説明する。
【００４９】
図４は、実施の形態２に従う温度検出回路１０１の構成を説明する回路図である。
図４を参照して、実施の形態２に従う温度検出回路１０１は、図２に示された温度検出回路１００に加えて、フレームロッド回路６０および抵抗切換回路１１０の間に接続された信号伝達回路６５をさらに備える。
【００５０】
信号伝達回路６５は、抵抗素子Ｒ４と、キャパシタＣ２と、トランジスタＱ２とを有する。抵抗素子Ｒ４は、フレームロッド回路６０の出力ノードと接続されたノードＮ２と、電源配線５１との間に接続される。キャパシタＣ２は、ノードＮ２および接地配線５２の間に接続される。
【００５１】
トランジスタＱ２は、ｎｐｎトランジスタで構成されて、ノードＮｂと接地配線５２との間に接続される。トランジスタＱ２のベース（制御電極）は、ノードＮ２と電気的に接続される。
【００５２】
フレームロッド回路６０は、炎の導電性を利用して炎の有無を検出する回路である。ノードＮ２の電圧は、フレームロッド回路６０による炎の検知の有無により、Ｈレベル（Ｖｃｃ）またはＬレベル（ＧＮＤ）に設定される。具体的には、フレームロッド回路６０が炎を検知すると、ノードＮ２にはＨレベルの電圧が出力され、反対に、フレームロッド回路６０が炎を検知しないときには、ノードＮ２の電圧は、Ｌレベルに変化する。
【００５３】
ノードＮ２は、マイクロコンピュータ３０の入力ノード３３と電気的に接続される。これにより、マイクロコンピュータ３０は、入力ノード３３の電圧Ｖｆｒ（すなわち、ノードＮ２の電圧）に基づいて、フレームロッド回路６０による炎の検知結果を取得することができる。
【００５４】
トランジスタＱ２は、フレームロッド回路６０が炎を検知している期間にはオンされる。このとき、ノードＮｂが接地配線５２と電気的に接続されることにより、抵抗切換回路１１０内のトランジスタＱ１をオンすることができる。
【００５５】
これに対して、トランジスタＱ２は、フレームロッド回路６０が炎を検知していない期間にはオフされる。これにより、ノードＮｂは、接地配線５２から切り離される。このとき、抵抗切換回路１１０内のトランジスタＱ１は、ベース・エミッタ間の抵抗素子によってベース（制御電極）が電源配線５１と接続されているため、オフに維持される。
【００５６】
このように、温度検出回路１０１では、ノードＮｂの電圧がフレームロッド回路６０の出力に応じて制御されて、炎が検出された期間では、実施の形態１での制御信号ＳｄｔのＬレベル期間と同様に、抵抗切換回路１１０が動作する。同様に、炎が検出されない期間では、実施の形態１での制御信号ＳｄｔのＨレベル期間と同様に、抵抗切換回路１１０が動作する。
【００５７】
図５は、図４に示された温度検出回路１０１の動作を説明するための概念的な波形図である。
【００５８】
図５を参照して、マイクロコンピュータ３０がバーナ１０の作動（燃焼）を指令することによって、バーナ１０の炎が生じると、フレームロッド回路６０の出力電圧が上昇する。これにより、時刻ｔ０において、ノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）がＨレベルに変化する。
【００５９】
その後、マイクロコンピュータ３０がバーナ１０の停止（燃焼停止）を指令することによって、バーナ１０の炎が消滅すると、フレームロッド回路６０の出力電圧が低下する。これにより、時刻ｔ１において、ノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）がＨレベルからＬレベルに変化する。
【００６０】
したがって、炎が検出された期間（時刻ｔ０〜ｔ１）において、トランジスタＱ１のベースと接続されたノードＮｂの電圧Ｖｂは、図３での制御信号ＳｄｔのＬレベル期間と同様となる。これにより、炎の検出に応じて、バーナ１０の作動期間を検知することにより、トランジスタＱ１をオンして、抵抗切換回路１１０を低抵抗（Ｒｓ≒Ｒ２）で動作させることができる。
【００６１】
これに対して、炎が検出されない期間（時刻ｔ０以前および時刻ｔ１以後）では、トランジスタＱ１のベースと接続されたノードＮｂの電圧Ｖｂは、図３での制御信号ＳｄｔのＨレベル期間と同様となる。これにより、炎の非検出に応じて、バーナ１０の停止期間を検知することにより、トランジスタＱ１をオフして、抵抗切換回路１１０を高抵抗（Ｒ１）で動作させることができる。
【００６２】
したがって、実施の形態２の構成によれば、フレームロッド回路６０による炎の検出の有無に応じて、バーナ１０の作動期間（温度検出必要期間）および停止期間（温度検出不要期間）を検出するとともに、当該検出結果に従って、実施の形態１と同様に抵抗切換回路１１０を制御することができる。これにより、マイクロコンピュータ３０の出力信号を用いることなく、フレームロッド回路６０の出力信号を用いて、実施の形態１と同様の効果を享受することができる。
【００６３】
（実施の形態３）
図６は、実施の形態３に従う温度検出回路１０２の構成を説明する回路図である。
【００６４】
図６を参照して、実施の形態３に従う温度検出回路１０２は、図２に示された温度検出回路１００に加えて、水流検出回路１３０と、タイマ回路１４０とをさらに備える。温度検出回路１０２は、水流スイッチ４０の出力に基づいて、バーナ１０の作動期間（温度検出必要期間）および停止期間（温度検出不要期間）を検出する。
【００６５】
水流検出回路１３０は、抵抗素子Ｒ５〜Ｒ７と、トランジスタＱ３と、キャパシタＣ３とを有する。タイマ回路１４０は、抵抗素子Ｒ８〜Ｒ１２と、キャパシタＣ４と、オペアンプ１２５とを有する。以下では、抵抗素子Ｒ８〜Ｒ１２の電気抵抗値についてもＲ８〜Ｒ１２とそれぞれ表記し、キャパシタＣ３，Ｃ４のキャパシタンス値についてもＣ３，Ｃ４と表記するものとする。
【００６６】
水流検出回路１３０において、抵抗素子Ｒ５は、電源電圧Ｖｄｄを供給する電源配線５３とノードＮ４との間に接続される。ノードＮ４は、水流スイッチ４０のオンオフに連動する電気接点４１を経由して、接地配線５２と接続される。電気接点４１は、ガス給湯装置５の運転オン状態において、水流スイッチ４０のオン時には導通する一方で、水流スイッチ４０のオフ時には遮断される。また、ガス給湯装置５の運転オフ状態では、電気接点４１は遮断状態に維持される。
【００６７】
抵抗素子Ｒ６は、ノードＮ４およびＮ５の間に接続される。キャパシタＣ３は、ノードＮ５と接地配線５２との間に接続される。トランジスタＱ３は、ｎｐｎトランジスタで構成されて、ノードＮｓと接地配線５２との間に接続される。トランジスタＱ３のベース（制御電極）は、ノードＮ５と電気的に接続される。抵抗素子Ｒ７は、電源配線５１とノードＮｓとの間に接続される。
【００６８】
タイマ回路１４０において、抵抗素子Ｒ８およびＲ９は、ノードＮｓおよびノードＮ６の間に直列に接続される。キャパシタＣ４は、抵抗素子Ｒ８およびＲ９の接続ノードと、接地配線５２との間に接続される。抵抗素子Ｒ８およびキャパシタＣ４は、ノードＮｓの電圧変化に対するノードＮ６の電圧変化を遅延されるＲＣフィルタを構成する。
【００６９】
抵抗素子Ｒ１０およびＲ１１は、ノードＮ７を経由して、電源配線５１および接地配線５２の間に電気的に直列接続される。ノードＮ７には、抵抗素子Ｒ１０およびＲ１１によって分圧された参照電圧Ｖｒ（Ｖｒ＝Ｖｃｃ・Ｒ１１／（Ｒ１０＋Ｒ１１））が現れる。
【００７０】
オペアンプ１２５の反転入力端子はノードＮ６と接続され、非反転入力端子は、ノードＮ７と接続されて参照電圧Ｖｒを入力される。抵抗素子Ｒ１２は、オペアンプ１２５の出力端子と、ノードＮ７（非反転入力端子）との間に帰還抵抗として接続される。したがって、オペアンプ１２５は、ノードＮ６の電圧が参照電圧Ｖｒよりも高いときに、Ｌレベル信号出力する一方で、ノードＮ６の電圧が参照電圧Ｖｒよりも低いときにＨレベル信号を出力する、コンパレータとして動作する。オペアンプ１２５の出力端子は、抵抗切換回路１１０のノードＮｂと接続される。
【００７１】
次に、水流スイッチ４０のオンオフに伴う、水流検出回路１３０およびタイマ回路１４０の動作を説明する。
【００７２】
水流スイッチ４０のオフにより電気接点４１が遮断状態のときには、キャパシタＣ３が電源電圧Ｖｃｃで充電されることにより、ノードＮ５の電圧は電源電圧Ｖｃｃに上昇する。これによりトランジスタＱ３がオンされると、キャパシタＣ４の電荷を接地配線５２へ放電する経路が形成されるので、ノードＮｓおよびＮ６の電圧は接地電圧ＧＮＤへ低下する。これに応じてノードＮ６の電圧が参照電圧Ｖｒよりも低くなると、オペアンプ１２５は、Ｈレベル信号を出力する。これにより、抵抗切換回路１１０のノードＮｂは、Ｈレベル電圧に設定されて、トランジスタＱ１はオフされる。
【００７３】
この状態から、水流スイッチ４０のオンにより電気接点４１が導通すると、キャパシタＣ３の電荷を接地配線５２へ放電する経路が形成されるので、ノードＮ５の電圧は接地電圧ＧＮＤへ低下する。これによりトランジスタＱ３がオフされると、キャパシタＣ４の電源電圧Ｖｃｃによる充電が開始されるので、ノードＮｓおよびノードＮ６の電圧は、電源電圧Ｖｃｃへ向けて上昇する。これに応じてノードＮ６の電圧が参照電圧Ｖｒよりも高くなると、オペアンプ１２５は、Ｌレベル信号を出力する。これにより、抵抗切換回路１１０のノードＮｂは、Ｌレベル電圧に設定されて、トランジスタＱ１はオンされる。
【００７４】
このように、水流検出回路１３０およびタイマ回路１４０によれば、ガス給湯装置５の運転オン状態において、水流スイッチ４０のオンオフに応じて、抵抗切換回路１１０のノードＮｂの電圧を変化させることができる。さらに、水流スイッチ４０のオンオフが切換わる際には、キャパシタＣ３，Ｃ４の充放電を通じてノードＮｂの電圧が変化することから、充放電の際のＲＣ時定数に応じた遅延時間ΔＴを付与することができる。遅延時間ΔＴは、主にキャパシタンス値Ｃ４、電気抵抗値Ｒ８，Ｒ９によって調整することができる。
【００７５】
図７は、図６に示された温度検出回路１０２の動作を説明するための概念的な波形図である。
【００７６】
図７を参照して、ガス給湯装置５の運転オン状態において、時刻ｔｘで、水流スイッチ４０がオンする。水流スイッチ４０のオンに応じてタイマ回路１４０内のノードＮ６の電圧Ｖ（Ｎ６）が上昇し、時刻ｔ１からタイマ回路１４０によって付与される遅延時間ΔＴが経過した時刻ｔ０において、Ｖ（Ｎ６）＞Ｖｒとなって、抵抗切換回路１１０のノードＮｂの電圧がＨレベルからＬレベルに変化する。
【００７７】
一方で、マイクロコンピュータ３０は、時刻ｔｘでの水流スイッチ４０のオンにより、熱交換器１２への水の通流が検知されると、バーナ１０の作動（燃焼）を指令する。タイマ回路１４０による遅延時間ΔＴは、マイクロコンピュータ３０の動作を介して、水流スイッチ４０のオンオフからバーナ１０において実際に燃焼が開始または停止されるまでのタイムラグと同等になるように調整される。
【００７８】
時刻ｔｙで、水流スイッチ４０がオフすると、これに応じて、タイマ回路１４０内のノードＮ６の電圧Ｖ（Ｎ６）が低下し、時刻ｔｙからタイマ回路１４０によって付与される遅延時間ΔＴが経過した時刻ｔ１において、Ｖ（Ｎ６）＜Ｖｒとなって、抵抗切換回路１１０のノードＮｂの電圧がＬレベルからＨレベルに変化する。
【００７９】
同様に、マイクロコンピュータ３０は、時刻ｔ１での水流スイッチ４０のオフに応じて、バーナ１０の停止を指令する。したがって、タイマ回路１４０による遅延時間ΔＴを、上述のタイムラグと同等に調整することにより、バーナ１０の作動期間（すなわち、温度検出必要期間）に対応させて、時刻ｔ０〜ｔ１の期間では、図３での制御信号ＳｄｔのＬレベル期間と同様にトランジスタＱ１をオンすることができる。これにより、バーナ１０の作動期間（時刻ｔ０〜ｔ１）に対応させて、抵抗切換回路１１０を低抵抗（Ｒｓ≒Ｒ２）で動作させることができる。
【００８０】
また、水流スイッチ４０のオフ期間に対応した、時刻ｔ０以前および時刻ｔ１以後では、図３での制御信号ＳｄｔのＨレベル期間と同様にトランジスタＱ１をオフすることができる。これにより、バーナ１０の停止期間に対応させて、抵抗切換回路１１０を高抵抗（Ｒ１）で動作させることができる。
【００８１】
したがって、実施の形態３の構成によれば、バーナ１０の作動および停止のトリガとなる水流スイッチ４０のオンオフに連動させて、バーナ１０の作動期間（温度検出必要期間）および停止期間（温度検出不要期間）を検出するとともに、当該検出結果に従って、実施の形態１と同様に抵抗切換回路１１０を制御することができる。これにより、マイクロコンピュータ３０の出力信号を用いることなく、水流スイッチ４０の出力信号を用いて、実施の形態１と同様の効果を享受することができる。
【００８２】
実施の形態１〜３から理解されるように、本実施の形態に従う燃焼装置において、バーナ１０の停止時（非燃焼期間）および作動時（燃焼期間）との間で抵抗切換回路１１０の電気抵抗値を切換えるためのトリガ信号は、マイクロコンピュータ３０によって発生されてもよく、その他のセンサ検出信号に基づいてマイクロコンピュータ３０を経由せずに発生されてもよい。すなわち、抵抗切換回路１１０に対する電気抵抗値の切換指令については、バーナ１０の作動および停止と連動できるものであれば、任意の態様で生成することができる。
【００８３】
本実施の形態では、燃料としてガスが燃焼するバーナ１０における温度検出について説明したが、燃焼のための燃料は特に限定されるものではない。すなわち、任意の燃料が燃焼する「燃焼部」に対して、サーミスタを用いた当該「燃焼部」の温度検出について、本発明を適用することが可能である。また、温度検出回路１００において、抵抗切換回路１１０およびサーミスタ５０の接続順序を入れ換えて、電源配線５１側にサーミスタ５０を接続し、接地配線５２側に抵抗切換回路１１０を接続することも理論的には可能である。
【００８４】
また、本実施の形態では、サーミスタ５０をＮＴＣサーミスタとして説明したが、サーミスタ５０は、温度上昇に応じて電気的抵抗値が地上昇する特性を有する、ＰＴＣ（Positive  Temperature  Coefficient）によって構成することも可能である。この場合にも、バーナ１０の停止期間（温度検出不要期間）には、抵抗切換回路１１０を高抵抗（Ｒ１）とすることにより、消費電力を抑制することができる。一方で、バーナ１０の作動期間（温度検出必要期間）では、抵抗切換回路１１０を低抵抗（Ｒｓ）とすることにより、サーミスタ５０の通過電流を増加することによって、サーミスタ５０の温度変化に対する検出電圧Ｖｎの変化を大きくすることができる。すなわち、ＮＴＣサーミスタを用いた場合と同様に、待機時の消費電力の抑制と、温度検出精度の確保とを両立可能な回路構成を提供することができる。
【００８５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８６】
５  ガス給湯装置、１０  バーナ、１１  送風ファン、１２  熱交換器、３０  マイクロコンピュータ、３１  入力ポート、３２  出力ポート、３３  入力ノード、４０  水流スイッチ、４１  電気接点、５０  サーミスタ、５１，５３  電源配線、５２  接地配線、６０  フレームロッド回路、６５  信号伝達回路、１００，１０１，１０２  温度検出回路、１１０  抵抗切換回路、１２５  オペアンプ、１３０  水流検出回路、１４０  タイマ回路、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４  キャパシタ（キャパシタンス値）、ＧＮＤ  接地電圧、Ｑ１〜Ｑ３  トランジスタ、Ｒ１〜Ｒ１２  抵抗素子（電気抵抗値）、Ｓｄｔ  制御信号、Ｖｃｃ，Ｖｄｄ  電源電圧、Ｖｎ  検出電圧、Ｖｒ  参照電圧。
【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】
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