(57)【要約】【課題】本発明は、水検知装置において、電極の腐蝕を防止しつつ、水の電気分解量を低減することを目的としたものである。【解決手段】水中に設けた２本の電極１と電極２と、前記２本の電極間に交互に正負の電圧を印加するための正パルス発生手段３と、負パルス発生手段４と、前記２本の電極間に流れる電流を検知する導通検知手段６と、前記正パルス発生手段３と前記負パルス発生手段４とを間欠的に交互に駆動するタイマー手段７で構成したものである。【選択図】  図１
2004226242.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中に設けた２本の電極と、前記２本の電極間に交互に正負の電圧を印加するための正パルス発生手段と、負パルス発生手段と、前記２本の電極間に流れる電流を検知する導通検知手段と、前記正パルス発生手段と前記負パルス発生手段とを間欠的に交互に駆動するタイマー手段で構成される水検知装置。
【請求項２】
導通検知手段は、タイマー手段と同期したタイミングで検知を行うよう構成した請求項１記載の水検知装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導電性の水の有無を検知する水検知装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の水検知装置は、２本の電極に交流の電圧を印加し、流れる電流を検知することで水の有無を検知するものがある（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。このような水検知装置は、温水暖房ボイラーによく使用される。温水暖房ボイラーは、寒冷地で家全体を暖房するセントラルヒーティングの熱源機として用いられてきた。温水暖房ボイラーで温水を作り、その温水を各部屋の放熱器に循環させることで暖房を行うものである。このようなシステムにおいてボイラーの空焚きを防止するために、循環水の有無を検知する必要があり、水検知装置を設けていた。
【０００３】
【特許文献１】
特公平２−８２４７号公報
【特許文献２】
特開平４−１２５２３３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の水検知装置では、交流印加により電極の腐蝕は防止されるものの、水の電気分解による酸素ガス、水素ガスの発生は避けられなかった。水が電気分解されガスが発生すると、その分、循環水の補充が必要であった。
【０００５】
本発明は上記課題を解決するもので、電極の腐蝕を防止しつつ、水の電気分解を極めて少量に抑制できる水検知装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するため、水中に設けた２本の電極と、前記２本の電極間に交互に正負の電圧を印加するための正パルス発生手段と、負パルス発生手段と、前記２本の電極間に流れる電流を検知する導通検知手段と、前記正パルス発生手段と前記負パルス発生手段とを間欠的に交互に駆動するタイマー手段で構成したものである。
【０００７】
上記発明によれば、タイマー手段により、正パルス発生手段と負パルス発生手段の駆動を交互に行っているので、電位のかたよりが無く、電極の腐蝕を防止できる。また、前記タイマー手段により、正パルス発生手段と負パルス発生手段を間欠的に駆動しているので、連続的に駆動する場合に比べて、電極に流す電流を削減でき、水の電気分解の量を抑えることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、水中に設けた２本の電極と、前記２本の電極間に交互に正負の電圧を印加するための正パルス発生手段と、負パルス発生手段と、前記２本の電極間に流れる電流を検知する導通検知手段と、前記正パルス発生手段と前記負パルス発生手段とを間欠的に交互に駆動するタイマー手段で構成したものである。
【０００９】
そして、タイマー手段により、正パルス発生手段と負パルス発生手段の駆動を交互に行っているので、電位のかたよりが無く、電極の腐蝕を防止できる。また、タイマー手段により、正パルス発生手段と負パルス発生手段を間欠的に駆動しているので、連続的に駆動する場合に比べて、電極に流す電流を削減でき、水の電気分解の量を抑えることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、導通検知手段は、タイマー手段と同期したタイミングで検知を行うよう構成したものである。
【００１１】
そして、導通検知手段で水の導通を検知できるのは電極に電流を流している期間だけである。しかしながら、タイマー手段で、正パルス発生手段または負パルス発生手段を駆動する時間と、駆動停止する時間を設定しているが、駆動停止する時間の比率を高くすればするほど、電極に流す単位時間当たりの電流を削減できる。したがって、水の電気分解の量を抑えるために、電極に電流を流す期間を短くすると、導通検知手段の検知結果電圧をコンデンサなどにより保持するのが困難になる。
【００１２】
しかし、タイマー手段で正パルス発生手段または負パルス発生手段を駆動するタイミングに合わせて、導通検知手段で水の導通を検知すれば、駆動停止時間を長く設定しても、導通検知手段の検知結果電圧をコンデンサなどにより保持することなく、水の導通検知することができる。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の一実施例について図面を用いて説明する。図１は水検知装置の回路ブロック図、図２は詳細な回路図、図３は各部の電圧波形を示した図である。
【００１４】
まず、図１において、１と２は電極、３は電極１に正のパルス電圧を印加するための正パルス発生手段、４は電極１に負のパルス電圧を印加するための負パルス発生手段、６は電極１と電極２間の導通を検知する導通検知手段、７は正パルス発生手段３と負パルス発生手段４の駆動と停止の時間を設定するタイマー手段、８は制御部である。続いて、具体的な回路図である図２において、１と２は電極、９と１０はトランジスタで、前記トランジスタ９と１０は正パルス発生手段３の構成要素となっている。１１はトランジスタで、負パルス発生手段４の構成要素となっている。１２はコンデンサで、直流から交流を作るために設けている。１３と１４はトランジスタである。１５は抵抗で、前記トランジスタ１３のエミッタ−ベース間に接続される。１６は抵抗で、一端はトランジスタ１３のベースに、他端は電極１に接続される。トランジスタ１３と１４、抵抗１５と１６は、導通検知手段６の構成要素となっている。１７はマイクロコンピュータ（以下、マイコンと省略する）で、トランジスタ９と１１の駆動、停止を行い、タイマー手段７の機能と、制御部８の機能を併せ持つ。１８と１９はマイコン１７の出力、２０はコンデンサ１２の電極１側の電圧測定端子、２１はマイコン１７の入力端子である。２２はダイオードで、トランジスタ１３のベースにアノードを接続し、トランジスタ１３のエミッタにカソードを接続している。
【００１５】
このように構成された水検知回路を図３の電圧波形図を用いて、その動作を説明する。図３において、ａは出力１８の電圧波形で、正パルス発生手段３に対する駆動波形を示す。ｂは出力１９の電圧波形で、負パルス発生手段４に対する駆動波形を示す。出力１８と１９は０．５秒ごとに交互に出力されている。また、正パルス発生手段３と負パルス発生手段４の駆動時間は、０．０５秒となっている。
【００１６】
まず、図３のａのように、出力１８にＨ電圧が出力されると、トランジスタ９がオンし、続いてトランジスタ１０がオンする。コンデンサ１２の＋極が、Ｖｃｃ電圧（例えば５Ｖ）に引き上げられる。よって、コンデンサ１２の−極もＶｃｃ電圧まで引き上げられる。コンデンサ１２の−極は、電圧測定端子２０と同じである。この時の電圧波形は、図３のｃである。電圧測定端子２０の電圧が高いとき、電極１と電極２の間に水が存在すると、電圧測定端子２０から抵抗１５、抵抗１６を経由して、電極２へ電流が流れる。抵抗１５を流れる電流で電圧降下が発生し、トランジスタ１３のベース−エミッタ間電圧が約０．６Ｖ程度になると、トランジスタ１３がオンする。続いて、トランジスタ１４もオンし、マイコン１７の入力端子２１はＬ電圧となる。図３のｄが入力端子２１の電圧波形である。出力端子１８がオンした直後に入力端子２１の状態を検知し、Ｌ電圧であれば、電極１と電極２間の導通があると判断できる。このタイミングで、入力端子２１がＨ電圧で有れば、導通無しと判断できる。出力端子１８がオフする直前では、コンデンサ１２に充電ができているので、コンデンサ１２の＋極は、Ｖｃｃ電圧に上昇している。また、−極はＧＮＤレベルになっている。
【００１７】
次に、出力端子１９がオンしたときは、トランジスタ１１がオンし、コンデンサ１２の＋極は、ＧＮＤレベルになる。コンデンサ１２にはＶｃｃ電圧が充電されていたので、＋極がＧＮＤレベルになると、コンデンサ１２の−極は、−Ｖｃｃレベルに引き下げられる。このようにして、負パルスが発生される。この時は、電極２から電極１に向かって電流が流れる。その電流は、抵抗１６、ダイオード２２を経由して、コンデンサ１２の−極に流れ込み、コンデンサ１２を放電させる。この負パルスを発生しているときには、トランジスタ１３はオンしないので、導通検知は行われない。
【００１８】
以上のように、電極１に対して、正パルス発生手段３と負パルス発生手段４を交互に駆動することにより、交流電圧を電極１に印加することができ、電位のかたよりがなく、電極を腐蝕させることがない。また、正パルス発生手段３と負パルス発生手段４の駆動の間に、停止期間を設け、間欠的に駆動することにより、電極１と電極２の間に流す単位時間当たりの電流を削減することができる。本実施例では正パルス発生手段３の駆動時間が０．０５秒で、次に負パルス発生手段４を駆動するまでの停止期間が０．４５秒である。よって、停止期間がない従来例よりも、１０分の１に電流を減らすことができ、水の電気分解の量も１０分の１に低減できる。
【００１９】
なお、タイマー手段７は、マイコン１７で構成したが、ディスクリート部品で構成してもよいことはい言うまでもない。
【００２０】
なお、本実施例では、正パルス発生手段３と負パルス発生手段４の駆動間隔を０．５秒としたが、間隔を伸ばせば伸ばすほど、電極１と電極２間に流れる単位時間当たりの電流を低減でき、水の電気分解量を低減できる。
【００２１】
なお、電極２は、水を入れるタンクで兼用してもよい。
【００２２】
なお、図２の回路図上で示したＶｃｃは、電極１に印加する最大電圧を考慮して設定すればよい。
【００２３】
なお、本実施例では、マイコン１７を使用し、導通検知手段６の検知タイミングを、タイマー手段７と同期したタイミングで検知している。しかしながら、トランジスタ１４のコレクタ−エミッタ間に静電容量の大きなコンデンサを接続し、トランジスタ１４のコレクタに接続されている抵抗の抵抗値を大きくすることにより、前記コンデンサへの充電時定数が大きくなり、検知タイミングを同期させる必要はなくなる。例えば、コンデンサの静電容量を１００μＦ、抵抗の抵抗値を１００ｋΩとすれば、トランジスタ１４がオンして、コンデンサの放電が行われた後、トランジスタ１４がオフして、コンデンサの充電が始まり、次のトランジスタ１４のオンまでの１秒間に充電される電圧は、約０．５Ｖであり、マイコンのＬ電圧の判定範囲である。このように、導通検知手段のタイミングを同期させなくてもよいが、同期させることにより、コンデンサなどを設ける必要がなく、安価に構成できる。また、同期させることにより、正パルス発生手段３と負パルス発生手段４の駆動間隔を自由に設定することができる。例えば、間隔を１時間であるとか、１日であるとか長時間に設定することができ、水の電気分解を極めて少量に抑制することもできる。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、電極に印加される電位のかたよりがなく、電極の腐蝕を防止できる。また、単位時間に流れる電流を低減できるので、水の電気分解を極めて少量に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における水検知装置の回路ブロック図
【図２】同装置における水検知回路の回路図
【図３】同装置における水検知回路の電圧波形図
【符号の説明】
１  電極
２  電極
３  正パルス発生手段
４  負パルス発生手段
６  導通検知手段
７  タイマー手段
【図１】
2004226242.tif 000003
【図２】
2004226242.tif 000004
【図３】
2004226242.tif 000005