(57)【要約】【課題】接続端子の増加を伴わない構成により、検出用抵抗を用いることによる弊害を回避して、リード線等の代替接続を精度良く検知して加熱運転を禁止することができる加熱装置を提供する。【解決手段】第１のトランジスタ３０及び第２のトランジスタ３２を共にＯＦＦしたときに、第１の接続端子２０に生じる電圧Ｖinが、第２の直流電源４５の出力電圧Ｖbと分圧抵抗３３，３１及び制御回路３４の抵抗値に基づいて設定された閾値電圧以上となるときに、第１のトランジスタ３０及び第２のトランジスタ３２を共にＯＦＦ状態に維持して、加熱制御手段１２による制御回路３４を介した給湯運転の実行を禁止する加熱禁止手段１１を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱手段と、
所定温度以上で溶断する温度ヒューズとダイオードとを直列に接続して成る過熱溶断用回路の該ダイオードのアノード側の一端を着脱自在に接続するための第１の接続端子、及び該過熱溶断用回路の他端を着脱自在に接続するための第２の接続端子と、
高電位側の出力部が第１のスイッチ手段を介して前記第１の接続端子と接続されると共に、低電位側の出力部が第２のスイッチ手段を介して前記第２の接続端子と接続された第１の直流電源と、
該第１の直流電源の高電位側の出力部から前記第１のスイッチ手段を介して前記第１の接続端子に至る回路、又は前記第２の接続端子から前記第２のスイッチ手段を介して前記第２の接続端子に至る回路に接続され、前記第１の接続端子及び前記第２の接続端子間に導電体が接続されて前記第１のスイッチ手段及び前記第２のスイッチ手段が共に導通状態であるときに、前記第１直流電源から電力供給される前記加熱手段の制御回路と、
前記第２の接続端子と前記第２のスイッチ手段間の回路に高電位側の出力部が接続されると共に、前記第１の接続端子と前記第１のスイッチ手段間の回路に抵抗を介して低電位側の出力部が接続された第２の直流電源と、
前記第１のスイッチ手段及び前記第２のスイッチ手段を遮断状態としたときに、前記第１の接続端子の電圧が前記第２の直流電源の出力電圧に基づく閾値電圧以上となるときには、前記制御回路による前記加熱手段の作動を禁止する加熱禁止手段とを備えたことを特徴とする加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過熱異常を防止するために、所定温度以上となったときに溶断して加熱手段の制御回路への電力供給を遮断する温度ヒューズを備えた加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ガス給湯器等の加熱装置においては、過熱異常を防止するために、加熱装置の温度が所定温度以上まで上昇したときに溶断して加熱手段の制御回路への電力供給を遮断し、これにより加熱動作を強制的に禁止する温度ヒューズが設けられている。
【０００３】
ここで、温度ヒューズは、溶断が生じたときの交換を容易にするため、接続端子により着脱自在に接続される。そして、接続端子は温度ヒューズの形状に適合するように形成されているが、温度ヒューズが溶断したときに、使用者の手元に交換すべき新品の温度ヒューズがなかったときには、使用者がリード線等により接続端子間を強引に短絡させて、加熱装置を無理やり使用可能な状態とするおそれがある。
【０００４】
しかし、このように温度ヒューズではなくリード線等が代替接続された状態で加熱装置を使用した場合、温度ヒューズの溶断による過熱異常の防止をすることができないため、かかる使用を禁止する必要がある。
【０００５】
そこで、温度ヒューズのみではなく、温度ヒューズと抵抗を直列に接続した回路を、一対の接続端子により着脱自在に加熱装置に接続するようにし、該回路を接続したときの該接続端子間の抵抗値と、該回路ではなくリード線等を接続したときの該接続端子間の抵抗値との相違により、リード線等の代替接続を検知して加熱動作を禁止するようにした加熱装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、温度ヒューズと抵抗を直列に接続した回路を、温度ヒューズの両端用の一対の接続端子と該抵抗の未接続の一端用の接続端子により着脱自在に加熱装置に接続して、温度ヒューズを介して制御回路及び該抵抗に電力供給するようにし、該回路を接続したときの温度ヒューズ用の接続端子と抵抗用の接続端子間の抵抗値と、該回路ではなくリード線等を代替接続したときの温度ヒューズ用の接続端子と抵抗用の接続端子間の抵抗値との相違により、リード線等の代替接続を検知して、加熱動作を禁止するようにした加熱装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
また、温度ヒューズのみではなく、温度ヒューズ及び該温度ヒューズを流れる電流によりＯＮするフォトカプラからなる回路を、該温度ヒューズ及び該フォトカプラの発光ダイオードを介して電力供給するための一対の電力供給用接続端子と、該フォトカプラの受光トランジスタを接続するための一対のフォトカプラ用接続端子とを備え、これらの接続端子に該回路が接続されたときのフォトカプラ用接続端子間の抵抗値と、該回路ではなくリード線等を代替接続したときのフォトカプラ用接続端子間の抵抗値との相違により、加熱動作を禁止するようにした加熱装置が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００８】
しかし、特許文献１による構成では、接続端子間の電圧降下のレベルにより接続端子間の抵抗値を検出するときに、接続端子を介して制御回路に供給される電流の変化の影響を受けるため、リード線等の代替接続を精度良く検知することが難しいという不都合があった。また、特許文献２、３による構成では、これまで２個備えれば済んだ接続端子が３個或いは４個必要になるため、接続端子のコストがアップすると共に接続端子の配置スペースが大きくなるという不都合があった。さらに、抵抗を用いてリード線等の代替接続を検知する場合は、該抵抗による電力損失や発熱等が問題となる場合もある。
【特許文献１】特開平５−６６０１３号公報
【特許文献２】特開平８−２８５２７４号公報
【特許文献３】特開平５−１６８１４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記背景を鑑みてなされたものであり、温度ヒューズの接続端子の増加を伴わない構成により、検出用抵抗を用いることによる弊害を回避してリード線等の代替接続を精度良く検知することができる加熱装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、加熱手段と、所定温度以上で溶断する温度ヒューズとダイオードとを直列に接続して成る過熱溶断用回路の該ダイオードのアノード側の一端を着脱自在に接続するための第１の接続端子、及び該過熱溶断用回路の他端を着脱自在に接続するための第２の接続端子と、高電位側の出力部が第１のスイッチ手段を介して前記第１の接続端子と接続されると共に、低電位側の出力部が第２のスイッチ手段を介して前記第２の接続端子と接続された第１の直流電源と、該第１の直流電源の高電位側の出力部から前記第１のスイッチ手段を介して前記第１の接続端子に至る回路、又は前記第２の接続端子から前記第２のスイッチ手段を介して前記第２の接続端子に至る回路に接続され、前記第１の接続端子及び前記第２の接続端子間に導電体が接続されて前記第１のスイッチ手段及び前記第２のスイッチ手段が共に導通状態であるときに、前記第１直流電源から電力供給される前記加熱手段の制御回路と、前記第２の接続端子と前記第２のスイッチ手段間の回路に高電位側の出力部が接続されると共に、前記第１の接続端子と前記第１のスイッチ手段間の回路に抵抗を介して低電位側の出力部が接続された第２の直流電源と、前記第１のスイッチ手段及び前記第２のスイッチ手段を遮断状態としたときに、前記第１の接続端子の電圧が前記第２の直流電源の出力電圧に基づく閾値電圧以上となるときには、前記制御回路による前記加熱手段の作動を禁止する加熱禁止手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
かかる本発明によれば、前記第１の接続端子及び前記第２の接続端子間に前記過熱溶断用回路が接続されている状態で、前記第１のスイッチ手段及び前記第２のスイッチ手段を遮断状態としたときは、前記第２の接続端子から前記第１の接続端子への向きは前記過熱溶断回路のダイオードのカソードからアノードに向かう逆方向となる。そのため、前記第２の接続端子に接続された前記第２の直流電源の高電位側の出力部から、前記第１の接続端子への通電が遮断される。そして、この場合、前記第１の接続端子の電圧は、前記抵抗を介して接続された前記第２の直流電源の低電位側と等しくなり、前記閾値電圧よりも低くなる。
【００１２】
一方、前記第１の接続端子及び前記第２の接続端子間に、前記過熱溶断用回路ではなくリード線等が代替接続されている状態で、前記第１のスイッチ手段及び前記第２のスイッチ手段を遮断状態としたときには、前記第１の接続端子と前記第２の接続端子間が短絡状態となっている。そのため、前記第１の接続端子の電圧は、前記第２の直流電源の高電位側の出力部と接続された前記第２の接続端子と等しくなり、前記閾値電圧以上となる。
【００１３】
したがって、前記第１のスイッチ手段及び前記第２のスイッチ手段を遮断状態としたときに、前記第１の接続端子の電圧が前記閾値電圧以上となるときには、前記第１の接続端子及び前記第２の接続端子間に前記過熱溶断用回路ではなくリード線等が代替接続されていると判断することができる。
【００１４】
そのため、前記第１のスイッチ手段及び前記第２のスイッチ手段を遮断状態としたときに、前記第１の接続端子の電圧が前記閾値電圧以上となるときに、前記加熱禁止手段により前記制御回路による前記加熱手段の作動を禁止することによって、前記過熱溶断用回路が接続されておらず温度ヒューズによる過熱防止が不能な状態で、前記加熱手段が作動することを防止することができる。
【００１５】
そして、本発明による場合、前記過熱溶断用回路の接続端子は２個あればよいので、従来の温度ヒューズのみを接続する場合よりも接続端子の数を増やす必要はない。また、温度ヒューズに電流検出用の抵抗を直列に接続した場合のように、制御回路の消費電力の相違による電流検出用の抵抗の通電量のばらつきの影響を受けないので、リード線等の代替接続を精度良く検出ことができる。さらに、温度ヒューズと直列に接続された電流検出用の抵抗への通電により該抵抗で生じる損失や発熱も回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の実施の形態について、図１〜図３を参照して説明する。図１は、本発明の加熱装置であるガス給湯器に備えられて、該ガス給湯器の全体的な作動を制御するコントローラの回路構成図、図２は過熱溶断用回路の接続の有無を検知する処理のフローチャート、図３は図１に示した回路の作動説明図である。
【００１７】
図１を参照して、コントローラ１は、ＣＰＵ、メモリ、Ｉ／Ｏ等を有するマイクロコンピュータ１０、ガス給湯器の過熱異常を防止するための過熱溶断用回路５０を着脱可能に接続するための第１の接続端子２０及び第２の接続端子２１、出力電圧Ｖaの第１の直流電源４０、出力電圧Ｖbの第２の直流電源４５、第１の直流電源４０の高電位側の出力部４１と第１の接続端子２０間の導通と遮断とを切換える第１のトランジスタ３０（本発明の第１のスイッチ手段に相当する）、第１の直流電源４０の低電位側の出力部４２と第２の接続端子２１間の導通と遮断とを切換える第２のトランジスタ３２（本発明の第２のスイッチ手段に相当する）、第２の接続端子２１と第２のトランジスタ３２との間に接続された制御回路３４、第１の接続端子２０と第１のトランジスタ３０との間の回路３６とＧＮＤ間に接続された抵抗３１、及び第２の接続端子２１と第２のトランジスタ３２との間の回路３５と第２の直流電源４５の高電位側の出力部４６間に接続された抵抗３３を備えている。
【００１８】
なお、制御回路３４は、マイクロコンピュータ１０から出力される制御信号に応じて、ガスバーナ（図示しない）への燃料ガスの供給と遮断を切り換えるガス電磁弁等の電気アクチュエータ或い電気アクチュエータを作動させる駆動回路である。また、マイクロコンピュータ１０は、制御回路３４を介してガスバーナ（図示しない）の燃焼動作を制御して給湯運転を実行する加熱制御手段１２と、第１の接続端子２０及び第２の接続端子２１間に、後述する過熱溶断用回路ではなくリード線等が代替接続されていることを検知したときに加熱制御手段１２による給湯運転の実行を禁止する加熱禁止手段１２とを備えている。
【００１９】
また、第１のトランジスタ３０のベースはマイクロコンピュータ１０の出力ポートＰ1と接続され、出力ポートＰ1の電圧レベル（Ｈigh／Ｌow）に応じて第１のトランジスタ３０のＯＮ（導通）／ＯＦＦ（遮断）が切換わる。同様に、第２のトランジスタ３２のベースはマイクロコンピュータ１０の出力ポートＰ2と接続され、出力ポートＰ2の電圧レベル（Ｈigh／Ｌow）に応じて第２のトランジスタ３２のＯＮ（導通）／ＯＦＦ（遮断）が切換わる。
【００２０】
また、第１の接続端子２０はマイクロコンピュータ１０のＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）入力ポートＡＤと接続され、Ａ／Ｄ入力ポートＡＤに入力される第１接続端子２０の電圧Ｖinがデジタルデータに変換されて検出される。
【００２１】
次に、過熱溶断用回路５０は、所定温度以上で溶断して開放状態となる温度ヒューズ５１とダイオード５２とを直列に接続して構成され、過熱溶断用回路５０のダイオード５２のアノード側の端子５３が第１の接続端子２０に着脱可能に接続され、ダイオード５３のカソード側の端子５４が第２の接続端子２１に着脱可能に接続されている。
【００２２】
図１に示したように、第１の接続端子２０及び第２の接続端子２１に過熱溶断用回路５０が接続されているときは、第１のトランジスタ３０及び第２のトランジスタ３２を共にＯＮ（導通状態）することで、第１の直流電源４０から制御回路３４に電力供給され、ガス電磁弁等のアクチュエータの作動が可能となる。これにより、加熱制御手段１２は、ガスバーナを燃焼させて給湯運転を実行することができる。
【００２３】
また、ガス給湯器内の温度が異常に上昇して前記所定温度以上となったときには、温度ヒューズ５１が溶断して制御回路３４への電力供給が遮断される。これにより、ガス電磁弁を閉弁してガスバーナを強制的に消火し、ガス給湯器が前記所定温度を超えて異常に加熱されることを防止している。
【００２４】
なお、図１に示した過熱溶断用回路５０の接続態様とは逆の向きに過熱溶断用回路５０が接続された場合、すなわち、過熱溶断用回路５０のダイオード５２のアノード側の端子５３が第２の接続端子２１に接続され、過熱溶断用回路５０のダイオード５２のカソード側の端子５４が第１の接続端子２０に接続された場合は、第１の接続端子２０から第２の接続端子２１への通電がダイオード５２により遮断されるため、制御回路３４に電力を供給することができない。そこで、このような誤接続を防止するため、過熱溶断用回路５０の端子５３は第１の接続端子２０にのみ接続可能であって、第２の接続端子２１には接続不能な形状とし、同様に、過熱溶断回路５０の端子５４は第２の接続端子２１にのみ接続可能であって、第１の接続端子２０には接続不能な形状とすることが望ましい。
【００２５】
次に、上述したように温度ヒューズ５１が溶断した場合に、ガス給湯器を再び使用するためには、温度ヒューズ５１が溶断した過熱溶断用回路５０を新品の過熱溶断用回路５０に交換する必要がある。そして、手元に新品の過熱溶断用回路５０がなかったときには、使用者が、過熱溶断用回路５０の代わりにリード線６０等の導線で第１の接続端子２０及び第２の接続端子２１間を強引に短絡させて、ガス給湯器の使用を試みることが考えられる。
【００２６】
しかし、このように第１の接続端子２０及び第２の接続端子２１間にリード線６０等の代替接続がなされた状態でガス給湯器の使用を可能とすると、ガス給湯器の過熱異常を防止することができない。そこで、マイクロコンピュータ１０に備えられた加熱禁止手段１１は、ガス給湯器への電源投入時、若しくは運転スイッチ（図示しない）の操作によりガス給湯器が待機状態から運転状態に切り替わった時に、リード線６０等の代替接続がなされているか否かを検知し、リード線６０等の代替接続がなされていることが検知されたときには、給湯運転の実行を禁止する処理を行う。以下、図２に示したフローチャートに従って、かかる処理について説明する。
【００２７】
加熱禁止手段１１は、ガス給湯器への電源投入時、若しくはガス給湯器が待機状態から運転状態に切り替わった時に、先ず、ＳＴＥＰ１で、第１のトランジスタ３０と第２のトランジスタ３２を共にＯＦＦ（遮断状態）とする。そして、次のＳＴＥＰ２で、加熱禁止手段１１は、Ａ／Ｄ入力ポートＡＤに入力される第１の接続端子２０の電圧Ｖinが、以下の式（１）により算出したＶdivよりも若干低く設定した閾値電圧Ｖth以上となるか否かを判断する。
【００２８】
【数１】
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但し、Ｖb：第２の直流電源の出力電圧、Ｒ1：抵抗３３の抵抗値、Ｒ2：抵抗３１の抵抗値、ＲL：制御回路３４の抵抗値。
【００２９】
ここで、図３（ａ）は、第１の接続端子２０及び第２の接続端子２１間に、過熱溶断用回路５０が接続された状態を示したものであり、第１のトランジスタ３０と第２のトランジスタ３２を開放接点（３０），（３２）で模式的に示している。
【００３０】
図３（ａ）の場合、第２の接続端子２１から第１の接続端子２０への向きは、ダイオード５２の逆方向となるため、図中ｃ1で示した第２の直流電源４５の出力電圧Ｖbから抵抗３３、負荷３４を経由した通電は遮断される。そして、この場合、第１の接続端子２０の出力電圧は、抵抗３１によりプルダウンされたＧＮＤレベルとなるため、Ａ／Ｄ入力ポートＡＤへの入力電圧Ｖinは、閾値電圧Ｖthよりも低くなる（Ｖin＜Ｖth）。
【００３１】
そのため、ＳＴＥＰ２からＳＴＥＰ３に進み、加熱禁止手段１１は、第１のトランジスタ３０及び第２のトランジスタ３２を共にＯＮする。これにより、第１の直流電源４０から制御回路３４に電力が供給され、加熱制御手段１２は、制御回路３４を介してガスバーナの燃焼を制御して給湯運転を実行することができる。そして、ＳＴＥＰ４に進み、加熱禁止手段１１は処理を終了する。
【００３２】
一方、図３（ｂ）は、第１の接続端子２０及び第２の接続端子２１間に、過熱溶断用回路５０ではなく、整流機能を有しないリード線６０が接続された状態を示したものである。
【００３３】
図３（ｂ）の場合、第１の接続端子２０と第２の接続端子２１間は短絡状態であるため、図中ｃ2で示した第２の直流電源４５の出力電圧Ｖbから抵抗３３、制御回路３４、第２の接続端子２１、第１の接続端子２０、及び抵抗３１を経由した通電が行われる。そして、この場合、第１の接続端子２０の出力電圧は、上記式（１）によるＶdivとなるため、Ａ／Ｄ入力ポートＡＤへの入力電圧Ｖinは、閾値電圧Ｖthよりも高くなる（Ｖin＞Ｖth）。
【００３４】
そのため、ＳＴＥＰ２からＳＴＥＰ１０に分岐し、加熱禁止手段１１は、異常報知を行う。この場合、第１のトランジスタ３０及び第２のトランジスタ３２はＯＦＦに維持される。そして、これにより、第１の直流電源４５から駆動回路３４への電力供給が遮断され、加熱制御手段１２による給湯運転の実行が不能な状態とされる。そして、ＳＴＥＰ４に進み、加熱禁止手段１１は処理を終了する。
【００３５】
このように、第１の接続端子２０及び第２の接続端子２１間にリード線６０等が代替接続された場合に、加熱禁止手段１１により、第１の直流電源４０から制御回路３４への電力供給を遮断して、加熱制御手段１２による給湯運転の実行を禁止することによって、過熱溶断用回路５０の未接続によりガス給湯器の過熱異常を防止することができない状態で、給湯運転が実行されることを防止することができる。
【００３６】
なお、本実施の形態では、本発明の加熱装置としてガス給湯器を示したが、加熱手段を備えて、着脱可能に設けられる温度ヒューズにより過熱異常を防止する加熱装置であれば、本発明の適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】ガス給湯器に備えられたコントローラの回路構成図。
【図２】過熱溶断用回路の接続の有無を検知する処理のフローチャート。
【図３】図１に示した回路の作動説明図。
【符号の説明】
【００３８】
１…コントローラ、１０…マイクロコンピュータ、１１…加熱禁止手段、１２…加熱制御手段、２０…第１の接続端子、２１…第２の接続端子、３０…第１のトランジスタ、３２…第２のトランジスタ、３４…制御回路、４０…第１の直流電源、４５…第２の直流電源、５０…過熱溶断用回路、５１…温度ヒューズ、５２…ダイオード、６０…リード線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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