(57)【要約】【課題】直流電源を用いて検出対象水に交流電流を流す。【解決手段】検出対象水に浸される電極１０に電流を流し、検出対象水の有無を検知する水検知電極回路１００であって、第１の抵抗器３１と第３の抵抗器３３と電極１０と第４の抵抗器３４と第１のスイッチ素子２２ａとをこの順に直列接続した第１の直列回路と、第２の抵抗器３５と第４の抵抗器３４と電極１０と第３の抵抗器３３と第２のスイッチ素子とをこの順に直列接続した第２の直列回路と、第１の直列回路の両端、及び第２の直列回路の両端に電圧を印加する直流電源と、第１の抵抗器３１と第３の抵抗器３３との接続点、及び第２の抵抗器３５と第４の抵抗器３４との接続点の何れか一方又は双方の電位を検出するＡＤ入力ポートと、第１のスイッチ素子の短絡時間と第２のスイッチ素子の短絡時間とを略等しくする制御部とを備えることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出対象水に浸される電極に電流を流し、前記検出対象水の有無を検知する水検知電極回路であって、
第１の抵抗器と第３の抵抗器と前記電極と第４の抵抗器と第１のスイッチ素子とをこの順に直列接続した第１の直列回路と、
第２の抵抗器と前記第４の抵抗器と前記電極と前記第３の抵抗器と第２のスイッチ素子とをこの順に直列接続した第２の直列回路と、
前記第１の直列回路の両端、及び前記第２の直列回路の両端に電圧を印加する直流電源と、
前記第１の抵抗器と前記第３の抵抗器との接続点、及び前記第２の抵抗器と前記第４の抵抗器との接続点の何れか一方又は双方の電位を検出する電位検出回路と、
前記第１のスイッチ素子の短絡時間と前記第２のスイッチ素子の短絡時間とを略等しくする制御部と
を備えることを特徴とする水検知電極回路。
【請求項２】
請求項１に記載の水検知電極回路であって、
前記第３の抵抗器、及び前記第４の抵抗器は、短絡状態であることを特徴とする水検知電極回路。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の水検知電極回路であって、
前記第１のスイッチ素子、及び前記第２のスイッチ素子は、フォトカプラ内部のフォトトランジスタであり、
前記制御回路は、前記フォトカプラ内部のフォトダイオードを発光させて前記短絡時間を制御することを特徴とする水検知電極回路。
【請求項４】
検出対象水に浸される電極に電流を流し、前記検出対象水の有無を検知する水検知電極回路であって、
第１可動接点が第１固定接点に接続されるとき、第２可動接点が第３固定接点に接続され、前記第１可動接点が第２固定接点に接続されるとき、前記第２可動接点が第４固定接点に接続される、２回路２接点リレーと、
一端が前記第１固定接点、及び第４固定接点に接続される抵抗器と、
前記抵抗器の他端と前記第２固定接点、及び前記第３固定接点との間に直流電圧を印加する直流電源と、
前記抵抗器と前記第１固定接点との接続点の電位を検出する電位検出回路と、
前記２回路２接点リレーのコイルの通電時間と非通電時間とを略等しくする制御部とを備え、
前記電極は、前記第１可動接点と前記第２可動接点とに接続されている
ことを特徴とする水検知電極回路。
【請求項５】
請求項４に記載の水検知電極回路であって、
前記電極と前記第１可動接点とを接続する接続線と、前記電極と前記第２可動接点とを接続する接続線と、前記第１固定接点、前記第３固定接点、前記抵抗器、及び前記直流電源を直列接続する複数の接続線との何れか一又は複数の接続線に挿入されるスイッチ素子をさらに備える
ことを特徴とする水検知電極回路。
【請求項６】
バーナで直接加熱する一次熱交換器と、水を前記一次熱交換器の排ガスで予備加熱し、該予備加熱された水を前記一次熱交換器に供給する二次熱交換器と、前記二次熱交換器で結露した結露水を中和する中和器とを備えた給湯器であって、
請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の水検知電極回路をさらに備え、
前記電極は、前記中和器の内部に備えられていることを特徴とする給湯器。
【請求項７】
検出対象水に浸される電極に電流を流し、前記検出対象水の有無を検知する水検知電極回路であって、
抵抗器と前記電極とを直列接続した直列回路と、
前記電極に流れる電流の方向を反転させるスイッチ回路と、
前記抵抗器の一端に電圧を印加する直流電源と、
前記抵抗器の他端の電位を検出する電位検出回路と、
前記スイッチ回路が前記電極に電流を正方向に流す時間と反転電流を流す時間とを略等しくする制御部と
を備えることを特徴とする水検知電極回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水検知電極回路、及び給湯器に関し、例えば、潜熱回収型給湯器の中和器に備えられる水検知電極回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
台所や浴室で使用される給湯器は、一次熱交換器、及び二次熱交換器を備え、二次熱交換器で再加熱を行う潜熱回収型給湯器が使用されるようになってきている。潜熱回収型給湯器は、二次熱交換器から流れ出した酸性の結露水を中和器で中和するように構成されており、この中和器から燃焼ガスが漏洩しないよう中和器に水封構造を設けている。このため、潜熱回収型給湯器は、バーナを点火する前に中和器に十分な結露水が蓄えられているか検知する水位検知用電極が必要である。特許文献１は、給湯器において、適正水位検知用電極、危険水位検知用電極、最低水位検知用電極が開示されている。
【０００３】
水検知回路は、水（検出対象水）が浸された電極に直流電流を流したり、トランスを用いて交流電流を流したりして、電極の電気抵抗の大小により水の有無を判定する回路が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５１４６７２７号公報（段落００８８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
検出対象水に交流電流を流す交流通電方式は、電極に流れる電流が一定時間毎に逆向きになるので、電気分解による電極の腐食や水に溶解している不純物の析出が生じ難く、動作不良が発生しにくい。しかしながら、交流変圧器を用いた交流通電方式は、構成部品が高価になり、基板上の部品専有面積が大きくなる問題点がある。一方、直流通電方式は、フォトカプラやリレー等のスイッチ素子を用いて構成されるので、回路構成部品が安価であり、基板上の部品専有面積が小さい。しかしながら、直流通電方式は、電極に流れる電流が常に一定方向であるので、電気分解による電極の腐食や水（検出対象水）に溶解している不純物の析出が生じやすい。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、直流電源を用いて検出対象水に交流電流を流すことができる水検知電極回路、及び給湯器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】
【０００７】
前記目的を達成するために、第１発明は、検出対象水に浸される電極に電流を流し、前記検出対象水の有無を検知する水検知電極回路であって、第１の抵抗器（３１）と第３の抵抗器（３３）と前記電極（１０）と第４の抵抗器（３４）と第１のスイッチ素子（フォトトランジスタ２２ａ）とをこの順に直列接続した第１の直列回路と、第２の抵抗器（３５）と前記第４の抵抗器（３４）と前記電極（１０）と前記第３の抵抗器（３３）と第２のスイッチ素子（フォトトランジスタ２０ａ）とをこの順に直列接続した第２の直列回路と、前記第１の直列回路の両端、及び前記第２の直列回路の両端に電圧を印加する直流電源と、前記第１の抵抗器（３１）と前記第３の抵抗器（３３）との接続点、及び前記第２の抵抗器（３５）と前記第４の抵抗器（３４）との接続点の何れか一方又は双方の電位を検出する電位検出回路（例えば、Ａ／Ｄ変換器１５６）と、前記第１のスイッチ素子の短絡時間と前記第２のスイッチ素子の短絡時間とを略等しくする制御部（１５２）とを備えることを特徴とする。ここで、前記第３の抵抗器、及び前記第４の抵抗器は、短絡状態であっても構わない。なお、（  ）内の符号や文字は例示である。
【０００８】
また、第２発明は、検出対象水に浸される電極（１０）に電流を流し、前記検出対象水の有無を検知する水検知電極回路（１０４）であって、第１可動接点が第１固定接点に接続されるとき、第２可動接点が第３固定接点に接続され、前記第１可動接点が第２固定接点に接続されるとき、前記第２可動接点が第４固定接点に接続される、２回路２接点リレー（５１）と、一端が前記第１固定接点、及び第４固定接点に接続される抵抗器（４１）と、前記抵抗器の他端と前記第２固定接点、及び前記第３固定接点との間に直流電圧を印加する直流電源と、前記抵抗器と前記第１固定接点との接続点の電位を検出する電位検出回路（例えば、Ａ／Ｄ変換器１５６）と、前記２回路２接点リレーのコイルの通電時間と非通電時間とを略等しくする制御部（１５２）とを備え、前記電極は、前記第１可動接点と前記第２可動接点とに接続されていることを特徴とする。なお、（  ）内の符号や文字は例示である。
【０００９】
また、第３発明は、検出対象水に浸される電極に電流を流し、前記検出対象水の有無を検知する水検知電極回路であって、抵抗器と前記電極とを直列接続した直列回路と、前記電極に流れる電流の方向を反転させるスイッチ回路と、前記抵抗器の一端に電圧を印加する直流電源と、前記抵抗器の他端の電位を検出する電位検出回路と、前記スイッチ回路が前記電極に電流を正方向に流す時間と反転電流を流す時間とを略等しくする制御部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、直流電源を用いて検出対象水に交流電流を流すことができる。また、スイッチ素子を用いるので、変圧器を用いて交流電流を流すよりも安価であり、部品専有面積も小さくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態である水検知電極回路の回路図である。
【図２】本発明の第１実施形態である水検知電極回路を備える給湯器の構成図である。
【図３】本発明の第１実施形態である給湯器のブロック図である。
【図４】水検知電極回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図５】本発明の比較例である水検知電極回路の回路図である。
【図６】本発明の第２実施形態である水検知電極回路の回路図である。
【図７】本発明の第３実施形態である水検知電極回路の回路図である。
【図８】本発明の第４実施形態である水検知電極回路の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態（以下、「本実施形態」と称する）につき詳細に説明する。なお、各図は、本発明を十分に理解できる程度に、概略的に示してあるに過ぎない。よって、本発明は、図示例のみに限定されるものではない。また、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。
【００１３】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態である水検知電極回路の回路図である。
水検知電極回路１００は、電極１０と、２個のフォトカプラ２０，２２と、４本の抵抗器３１，３３，３５，３７，３９とを備え、マイコン１５０（図３）のＡ／Ｄ変換器１５６のＡＤ入力ポート、及びＩ／Ｏポート１５８の出力ポートに接続される。
【００１４】
フォトカプラ２０，２２は、スイッチ素子としてのフォトトランジスタ２０ａ，２２ａと、フォトダイオード２０ｂ，２２ｂとを有し、フォトカプラアレイを使えば、製造時のロットバラツキが排除され、特性が揃いやすくなる。なお、Ａ／Ｄ変換器１５６は、電位検出回路として機能する。
【００１５】
電極１０は、２本の金属棒１０ａ，１０ｂを備え、２本の金属棒１０ａ，１０ｂが水（検出対象水）に浸される。抵抗器３１は、一端が５Ｖの直流電源（片電源）に接続されており、他端がフォトトランジスタ２０ａのコレクタに接続されている。また、フォトトランジスタ２０ａのエミッタは接地されている。また、フォトトランジスタ２２ａは、エミッタが接地され、コレクタが抵抗器３５の一端に接続され、抵抗器３５の他端は５Ｖの直流電源に接続されている。
【００１６】
電極１０の一方の金属棒１０ａは、抵抗器３３を介して、抵抗器３１の他端とフォトトランジスタ２０ａのコレクタとの接続点（Ａ点）に接続されており、該接続点がマイコン１５０（図３）のＡＤ入力ポート（Ａ／Ｄ変換器１５６）に接続されている。電極１０の他方の金属棒１０ｂは、抵抗器３４を介して、抵抗器３５の一端とフォトトランジスタ２２ａのコレクタとの接続点に接続されている。なお、抵抗器３３，３４は、ノイズ対策用である。
【００１７】
言い換えれば、直流電源は、抵抗器３１、抵抗器３３、電極１０、抵抗器３４、フォトトランジスタ２２ａの直列回路と、抵抗器３５、抵抗器３４、電極１０、抵抗器３３、フォトカプラ２０ａの直列回路とを接続していることになる。
【００１８】
フォトダイオード２０ｂは、アノードが抵抗器３９を介して５Ｖの直流電源に接続されており、カソードがマイコン１５０の出力ポート２に接続されている。フォトダイオード２２ｂは、アノードが抵抗器３７を介して５Ｖの直流電源に接続されており、カソードがマイコン１５０の出力ポート１に接続されている。なお、出力ポート１，２は、プルアップされたオープンコレクタになっている。
【実施例】
【００１９】
以下、実施例として、抵抗器３１，３３，３４，３５，３７，３９の具体的抵抗値を例示する。抵抗器３１，３５は、抵抗値８２ｋΩであり、抵抗器３３，３４は、抵抗値２．２ｋΩであり、抵抗器３７，３９は、抵抗値１ｋΩである。
【００２０】
（動作）
水検知電極回路１００は、マイコン１５０（図３）の出力ポート１、及び出力ポート２が交互にＬＯＷレベルになって動作するように構成されている。
まず、出力ポート１がＬＯＷレベルになり、出力ポート２がＨＩＧＨレベルだとする。これにより、フォトカプラ２２は、フォトダイオード２２ｂが発光し、フォトトランジスタ２２ａがＯＮ状態になる。一方、フォトカプラ２０は、フォトダイオード２０ｂが消灯し、フォトトランジスタ２０ａがＯＦＦ状態になる。
【００２１】
水検知電極回路１００は、３本の抵抗器３１，３３，３４と電極１０（水）との直列回路に５Ｖの直流電源（片電源）と接続され、抵抗器３１からフォトトランジスタ２２ａの方向に直流電流が流れる。このとき、マイコン１５０のＡＤ入力ポートが接続されているＡ点の電位は、水が無ければ、＋５Ｖの電源電圧であり、水があれば、電源電圧よりも抵抗器３１の電圧降下だけ低下する。このため、マイコン１５０は、Ａ点の電位を検出することにより、水の有無を判定することができる。
【００２２】
次に、マイコン１５０の出力ポート２がＬＯＷレベルに変化し、出力ポート１がＨＩＧＨレベルに変化したとする。これにより、フォトカプラ２０は、フォトダイオード２０ｂが発光し、フォトトランジスタ２０ａがＯＮ状態になる。一方、フォトカプラ２２は、フォトダイオード２２ｂが消灯し、フォトトランジスタ２２ａがＯＦＦ状態になる。
【００２３】
水検知電極回路１００は、３本の抵抗器３５，３４，３１と電極１０（水）との直列回路が５Ｖの直流電源と接続され、抵抗器３５からフォトトランジスタ２０ａの方向に直流電流が流れる。このとき、マイコン１５０のＡＤ入力ポートが接続されているＡ点の電位は、水が有っても無くても、接地電位である。このため、この状態では、マイコン１５０は、水の有無を判定することができない。しかしながら、マイコン１５０は、ＡＤ入力ポートが抵抗器３４と抵抗器３５との接続点（Ｂ点）の電位を測定すれば、水の有無を判定することができる。
【００２４】
さらに、マイコン１５０の出力ポート１，２が共に、ＨＩＧＨレベルだとする。この場合は、フォトトランジスタ２０ａ，２２ａは、共にＯＦＦ状態であり、水が有っても無くても、Ａ点の電位は、電源電位になる。また、水が有っても、電流は流れない。
【００２５】
マイコン１５０の出力ポート１、及び出力ポート２が交互にＬＯＷレベルになることにより、水検知電極回路１００は、抵抗器３１からフォトトランジスタ２２ａの方向に直流電流が流れたり、抵抗器３５からフォトトランジスタ２０ａの方向に直流電流が流れたりする。したがって、電極１０は、交互に逆方向の電流が流れる。
【００２６】
また、マイコン１５０は、出力ポート１がＬＯＷレベルになる時間と、出力ポート２がＬＯＷレベルになる時間とが等しくなるように制御すれば、電極１０は方形波状の交流電流を水に流す。また、マイコン１５０は、出力ポート１をＬＯＷレベルにする時間と、出力ポート２をＬＯＷレベルにする時間との間に、出力ポート１，２を共にＨＩＧＨレベルにする時間を設けることにより、電極１０は、所定周期の矩形波状（奇関数波形）の交流電流を水に流す（図４（ｄ）参照）。
【００２７】
図２は、本発明の第１実施形態である水電極検知回路を備える給湯器の構成図である。
給湯器２００は、一次熱交換器２１０と、二次熱交換器２２０と、バーナ２３０と、中和器２５０とを備える。また、給湯器２００は、給水された水が二次熱交換器２２０、及び一次熱交換器２１０を通流して、給湯するように給水管が配設されており、バーナ２３０で発生した燃焼排ガスは、一次熱交換器２１０で熱交換されて顕熱を奪われ、さらに二次熱交換器２２０で潜熱を奪われるようにして給水を加熱するように構成されている。
【００２８】
つまり、給湯器２００は、給水された水を二次熱交換器２２０で予備加熱し、予備加熱された温水を一次熱交換器２１０で再加熱するように構成されている。これにより、二次熱交換器２２０は、一次熱交換器２１０の約２００℃の排熱を約６０℃になるまで再利用（潜熱回収）し、総合的な熱効率を高めている。
【００２９】
また、二次熱交換器２２０は、潜熱回収するときに、発生する結露水中に燃焼排ガス中の微量の成分が溶け込むため、結露水（ドレイン水）は酸性になる。中和器２５０は、障壁２５５と前記した電極１０とを備え、結露水を貯留すると共に、二次熱交換器２２０から流れ落ちる結露水を炭酸カルシウム等の中和剤で中和するものである。
【００３０】
障壁２５５は、燃焼ガスの通流を阻止するものであり、中和器２５０に水封装置としての機能を兼ねさせている。ここで、電極１０の下端部は障壁２５５の下端部よりも上部に配置されており、水検知電極回路１００が水を検知すれば、給湯器２００は、必ず、水封されていることになる。つまり、電極１０は、水封検知電極としての機能を有する。
【００３１】
ところで、中和器２５０は、中和剤が充填されているので、詰まりが発生し、水が充満することがある。中和器２５０は、電極１０よりも高い位置に他の電極１０（図示せず）を備え、他の電極１０が水の充満を検出することが好ましい。
【００３２】
給湯器２００は、中和器２５０の内部に前記した水検知電極回路１００を備えている。水検知電極回路１００は、水に交流電流を流すので、電気分解による電極の腐食や水に溶解している不純物の析出が生じにくい。特に、中和器２５０の水は、中和剤である炭酸カルシウム等が溶解しているので、カルシウムが析出し易いが、水検知電極回路１００は交流電流を流すので、このカルシウムの析出が発生しにくい。
【００３３】
図３は、本発明の第１実施形態である給湯器のブロック図である。
給湯器２００は、前記した水検知電極回路１００と、マイコン１５０と、バーナ点火回路２３５と、操作部２４０とを備え、マイコン１５０は、制御部１５２と記憶部１５４とＡ／Ｄ変換器１５６とＩ／Ｏポート１５８とを備える。Ａ／Ｄ変換器１５６は、前記したＡＤ入力ポートを備え、Ｉ／Ｏポート１５８は、前記した出力ポート１，２を備える。
【００３４】
記憶部１５４は、ＦＲＯＭ（Flash Read Only Memory）、及びＲＡＭ（Random Access Memory）から構成されている。制御部１５２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）であり、ＦＲＯＭに格納されているプログラムを実行することにより、Ａ／Ｄ変換器１５６、及びＩ／Ｏポート１５８を制御し、水検知電極回路１００やバーナ点火回路２３５を機能させる。
【００３５】
バーナ点火回路２３５は、バーナ２３０（図２）を点火させるものであり、制御部１５２は、水検知電極回路１００を機能させて、水が中和器２５０に蓄えられていることを確認してから、バーナ点火回路２３５を機能させて、バーナ２３０（図２）を点火させる。
【００３６】
操作部２４０は、表示部２４５を備え、例えば、中和器２５０（図２）に水が足りない旨を表示し、使用者に異常を報知する。
【００３７】
図４は、水電極検知回路の動作を示すタイミングチャートであり、マイコン１５０の出力ポート１，２の時間変化と、ＡＤ入力ポートに接続されるＡ点（図１）の電位変化と、電極１０の電流とを示している。
マイコン１５０の出力ポート１と出力ポート２とは、交互にＬＯＷレベルになっており、このＬＯＷレベルの幅は、共に時間Ｔ１である（図４（ａ）（ｂ）参照）。Ａ点の電位は、出力ポート１がＬＯＷレベルの時間帯で電圧Ｖ１になり、出力ポート２がＬＯＷレベルの時間帯で接地電位になり、他の時間帯は、５Ｖの電源電位になっている（図４（ｃ）参照）。また、電極１０に流れる電流は、出力ポート１，２がＬＯＷレベルの時間帯のみ電流が流れる矩形波電流（奇関数波形）である（図４（ｄ）参照）。
【００３８】
（比較例）
図５は、本発明の比較例である水電極検知回路の回路図であり、図５（ａ）は直流通電方式を示し、図５（ｂ）は交流通電方式を示す。
図５（ａ）の直流通電方式において、電極１０は、一方の金属棒１０ａが抵抗器３１を介して電源Ｖｃｃに接続されており、他方の金属棒１０ｂが接地されている。また、抵抗器３１と一方の金属棒１０ａとの接続点がマイコン１５０（図３）のＡＤ入力ポート（電位検出回路）に接続されている。
【００３９】
直流通電方式は、電極１０を介して水（検出対象水）に流れる電流が常に一定方向であるので、電気分解による金属棒１０ａ，１０ｂの腐食や、水に溶解している不純物の析出が生じやすい。
【００４０】
図５（ｂ）の交流通電方式において、電極１０は、一方の金属棒１０ａが抵抗器３１を介してトランス６５の二次側巻線の一端に接続されており、他方の金属棒１０ｂが接地されている。また、抵抗器３１と一方の金属棒１０ａとの接続点がマイコン１５０のＡＤ入力ポートに接続されている。トランス６５は、二次側巻線の他端が接地されており、一次側巻線の両端に交流電源（例えば、商用電源）が接続されている。
【００４１】
交流通電方式は、電極１０を介して水に流れる電流が一定時間毎に逆向きになるので、直流通電方式よりも、電気分解による金属棒１０ａ，１０ｂの腐食や水に溶解している不純物の析出による動作不良が発生しにくい。しかしながら、交流通電方式は、トランス６５を用いるので、構成部品が高価になり、基板上の部品専有面積が大きくなる。
【００４２】
これらの比較例に対して、第１実施形態の水検知電極回路１００は、変圧器（トランス６５）を用いることなく、片電源のみで、水に交流電流（直流分を含まない方形波電流）を流す交流通電方式を実現している。つまり、水検知電極回路１００は、電気分解による金属棒１０ａ，１０ｂの腐食や水に溶解している不純物の析出による動作不良が発生しにくい。また、水検知電極回路１００は、フォトカプラ２０，２２を用いて構成されているので、構成部品が安価であり、基板上の部品専有面積が小さい。
【００４３】
（第２実施形態）
第１実施形態の水検知電極回路１００は、電極１０に抵抗器３３，３４を介して接続していたが、抵抗器３３，３４を省略することができる。
図６は、本発明の第２実施形態である水検知電極回路の回路図である。
水検知電極回路１０２は、水検知電極回路１００（図１）に比較して、抵抗器３３，３４は、その抵抗値を略０にして、短絡状態にさせている点で相違する。言い換えれば、水検知電極回路１００は、水検知電極回路１０２に対して、電極１０と、抵抗器３１及びフォトトランジスタ２０ａとの間に抵抗器３３を挿入し、電極１０と、抵抗器３５及びフォトトランジスタ２２ａとの間に抵抗器３４を挿入したものである。
【００４４】
これにより、水検知電極回路１０２は、フォトトランジスタ２０ａやフォトトランジスタ２２ａが短絡したとき、Ａ点の電位が水検知電極回路１００の電位と異なるが、Ａ／Ｄ変換器１５６がＡ点の電位を測定することにより、水の有無を判定できることや、水に交流電流（直流分を含まない方形波電流）が流れることは水検知電極回路１００と同様である。
【００４５】
（第３実施形態）
第１実施形態の水検知電極回路１００や第２実施形態の水検知電極回路１０２は、フォトカプラ２０，２２を用いたが、代わりにリレーを用いて構成することもできる。なお、リレーは、機械式リレーでも半導体リレーでもよい。
【００４６】
図７は、本発明の第３実施形態である水検知電極回路の回路図である。
水検知電極回路１０４は、電極１０と、２回路２接点リレー５１（２接点スイッチ５１ａ，５１ｂ、コイル５１ｃ）と、抵抗器４１と、接地されたＤＣ電源（直流電源）と、デジタルトランジスタ６０とを備え、マイコン１５０（図３）のＡＤ入力ポート、及び出力ポートに接続される。
【００４７】
２回路２接点リレー５１は、第１固定接点と第２固定接点と第１可動接点とを備える２接点スイッチ５１ａと、第３固定接点と第４固定接点と第２可動接点とを備える２接点スイッチ５１ｂと、２接点スイッチ５１ａ，５１ｂの接点を同時に切り替えるコイル５１ｃとを備える。なお、図７には、第１固定接点に符号１を付し、第２固定接点に符号２を付し、第３固定接点に符号３を付し、第４固定接点に符号４を付している。
【００４８】
２回路２接点リレー５１は、コイル５１ｃの通電状態／非通電状態に応じて、第１可動接点が第１固定接点に接続されるとき、第２可動接点が第３固定接点に接続され、第１可動接点が第２固定接点に接続されるとき、第２可動接点が第４固定接点に接続されるものである。
【００４９】
なお、本実施形態では、区別する必要がないが、２回路２接点リレー５１は、コイル５１ｃに電流が流れていないときに閉じている固定接点を常閉接点（ＮＣ:Normally Close）といい、コイル５１ｃに電流が流れていないときに開いている固定接点を常開接点（ＮＯ:Normally Open）という。
【００５０】
デジタルトランジスタ６０は、トランジスタに加えて、２本の内部抵抗器を備え、デジタル入力可能に構成されたものである。デジタルトランジスタ６０は、内部のトランジスタのベースとエミッタとの間に内部抵抗器が接続され、ベースから他の内部抵抗器を介して外部と接続されるように構成されている。
【００５１】
電極１０の一方の金属棒１０ａは、第１可動接点に接続され、第１固定接点は抵抗器４１の一端に接続され、抵抗器４１の他端は直流電源に接続される。電極１０の他方の金属棒１０ｂは、第２可動接点に接続され、第３固定接点は、接地されている。また、第１固定接点と第４固定接点とが接続され、第２固定接点と第３固定接点とが接続されている。
【００５２】
コイル５１ｃは、一端が直流電源に接続され、他端がデジタルトランジスタ６０のコレクタに接続される。デジタルトランジスタ６０のエミッタは、接地され、ベースは内部抵抗器を介してマイコン１５０（図３）の出力ポート１に接続される。
【００５３】
（動作）
まず、マイコン１５０の出力ポート１は、ＬＯＷレベルを出力したとして説明する。
デジタルトランジスタ６０はＯＦＦ状態になり、コイル５１ｃには電流が流れない。本実施形態においては、２回路２接点リレー５１は、コイル５１ｃが非通電状態になることにより、第１固定接点と第１可動接点とが接続し、第３固定接点と第２可動接点とが接続するとする。
【００５４】
水検知電極回路１０４は、直流電源が抵抗器４１、第１固定接点、第１可動接点、電極１０（検出対象水）、第２可動接点、第３固定接点を介して、この方向に電流を流す。つまり、電極１０に水が浸されていれば、ＡＤ入力ポート（Ａ点）は、電源電圧から抵抗器４１の電圧降下を減じた電位になる。一方、電極１０に水が浸されていない場合には、ＡＤ入力ポート（Ａ点）は、電源電圧になる。
【００５５】
次に、出力ポート１は、ＨＩＧＨレベルに変化したとする。
デジタルトランジスタ６０はＯＮ状態になり、コイル５１ｃに電流が流れる。このとき、２回路２接点リレー５１は、コイル５１ｃが通電状態になることにより、第２固定接点と第１可動接点とが接続し、第４固定接点と第２可動接点とが接続する。
【００５６】
水検知電極回路１０４は、直流電源が抵抗器４１、第４固定接点、第２可動接点、電極１０、第１可動接点、第２固定接点を介して、この方向に電流を流す。つまり、電極１０に流れる電流は、マイコン１５０の出力ポート１がＬＯＷレベルを出力したときと逆方向になる。したがって、出力ポート１がＨＩＧＨレベルとＬＯＷレベルとを交互に出力すれば、電極１０を浸している水に流れる電流は、直流分を有した矩形波電流になる。また、出力ポート１が出力するＨＩＧＨレベルの時間とＬＯＷレベルの時間とが同一であれば、方形波電流（直流分を含まない交流電流）となり、電気分解による電極の腐食や水に溶解している不純物の析出による動作不良が発生しにくくなる。
【００５７】
また、電極１０に水が浸されている場合は、ＡＤ入力ポート（Ａ点）は、電源電圧から抵抗器４１の電圧降下を減じた電位になり、一方、電極１０に水が浸されていない場合には、ＡＤ入力ポート（Ａ点）は、電源電位になる。
【００５８】
本実施形態の水検知電極回路１０４によれば、水に方形波電流（直流分を含まない交流電流）が流れるので、電気分解による電極の腐食や水に溶解している不純物の析出による動作不良が発生しにくい。また、変圧器（トランス６５（図５（ｂ））を備えていないので、安価であり、構成部品の占有面積が少ない。なお、機械式リレーはコイルが１個であるが、トランスは２巻線必要である。
【００５９】
（第４実施形態）
第３実施形態の水検知電極回路１０４は、常に方形波電流が水に流れており、水に流れる電流をＯＦＦさせることができなかった。このため、給湯器２００（図２）は、バーナ２３０（図２）の点火前に水の有無を確認してからも、直流電源が直流電力を供給している限り、水に方形波電流が流れ続けていた。
【００６０】
図８は、本発明の第４実施形態である水電極検知回路の回路図である。
水検知電極回路１０６は、第３実施形態の水検知電極回路１０４に対して、フォトカプラ２４（フォトトランジスタ２４ａ，フォトダイオード２４ｂ）、及び抵抗器４５を追加したものである。
【００６１】
水検知電極回路１０６は、電極１０と、２回路２接点リレー５３（５３ａ、５３ｂ、５３ｃ）と、抵抗器４３と、接地されたＤＣ電源（直流電源）と、フォトカプラ２４（２４ａ，２４ｂ）と、デジタルトランジスタ６０とを備え、マイコンのＡＤ入力ポート、及び出力ポート１，２に接続される。
【００６２】
２回路２接点リレー５３は、第１固定接点と第２固定接点と第１可動接点とを備える２接点スイッチ５３ａと、第３固定接点と第４固定接点と第２可動接点とを備える２接点スイッチ５３ｂと、２接点スイッチ５３ａ，５３ｂの可動接点を同時に可動させるコイル５３ｃとを備える。
【００６３】
電極１０の一方の金属棒１０ａは、第１可動接点に接続され、第１固定接点はフォトトランジスタ２４ａのエミッタに接続され、コレクタが抵抗器４３の一端に接続される。また、抵抗器４１の他端は直流電源に接続される。電極１０の他方の金属棒１０ｂは、第２可動接点に接続され、第３固定接点は、接地されている。また、第１固定接点と第４固定接点とが接続され、第２固定接点と第３固定接点とが接続されている。
【００６４】
コイル５３ｃは、一端が直流電源に接続され、他端がデジタルトランジスタ６０のコレクタに接続される。デジタルトランジスタ６０のエミッタは、接地され、ベースは内部抵抗器を介してマイコン１５０（図３）の出力ポート１に接続される。また、フォトダイオード２４ｂは、アノードが抵抗器４５の一端に接続され、他端が直流電源に接続される。またフォトダイオード２４ｂのカソードは、マイコン１５０の出力ポート２に接続される。
【００６５】
（動作）
まず、マイコンの出力ポート２がＬＯＷレベルであるとする。この場合は、フォトダイオード２４ｂに電流が流れ、フォトトランジスタ２４ａがＯＮ状態になるので、水検知電極回路１０６の動作は、第３実施形態の水検知電極回路１０４の動作と同様である。
次に、マイコン１５０（図３）の出力ポート２がＨＩＧＨレベルであるとする。この場合は、フォトダイオード２４ｂに電流が流れず、フォトトランジスタ２４ａがＯＦＦ状態に遷移し、何れの方向にも電極１０に電流が流れず、マイコン１５０のＡＤ入力ポートは、ＨＩＧＨレベルとなる。
【００６６】
つまり、水検知電極回路１０６は、水検知電極回路１０４と異なり、電極１０に流れる電流を遮断することができる。給湯器２００（図２）は、バーナ２３０の点火前に、水検知電極回路１０６が水の有無を確認し、確認後、電極１０に流れる電流を遮断すれば、水検知電極回路１０４の構成よりも、電気分解による電極の腐食や水に溶解している不純物の析出による動作不良が発生しにくい。
【００６７】
（変形例）
本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような種々の変形が可能である。
（１）前記第１実施形態の水検知電極回路１００（図１）は、抵抗器３１と抵抗器３３の接続点（Ａ点）の電位を測定していたが、抵抗器３５と抵抗器３４の接続点の電位を測定してもよい。同様に、前記第２実施形態の水検知電極回路１０２（図６）は、抵抗器３１と電極１０の接続点（Ａ点）の電位を測定していたが、抵抗器３５と電極１０の接続点（Ｂ点）の電位を測定してもよい。
【００６８】
（２）前記第３実施形態の水検知電極回路１０４（図７）は、抵抗器４１の一端に直流電圧を印加し、２接点スイッチ５１ｂの第３固定接点を接地していたが、抵抗器４１の一端を接地し、２接点スイッチ５１ｂの第３固定接点に直流電圧を印加してもよい。つまり、抵抗器４１の一端と２接点スイッチ５１ｂの第３固定接点との間に直流電源を接続すればよい。
【００６９】
（３）前記第４実施形態の水検知電極回路１０６（図８）は、２接点スイッチ５３ａの第１固定接点と抵抗器４３との間にフォトトランジスタ２４ａを挿入していたが、挿入箇所は、抵抗器４３と直流電源との間でもよく、２接点スイッチ５３ａの第１可動接点と電極１０問の間でもよく、電極１０と２接点スイッチ５３ｂの第３固定接点との間でもよく、２接点スイッチ５３ｂの第２可動接点との間でもよい。つまり、スイッチ素子（フォトトランジスタ）は、電極１０と第１可動接点とを接続する接続線と、電極１０と第２可動接点とを接続する接続線と、第１固定接点、第３固定接点、抵抗器、及び直流電源を直列接続する複数の接続線との何れか一又は複数の接続線に挿入すればよい。
【００７０】
（４）水検知電極回路１００（図１），１０２（図６）は、抵抗器３１と電極１０とが直列接続されており、スイッチ素子であるフォトカプラ２２ａと、抵抗器３５及びフォトカプラ２０ａとの組み合わせが電極１０に流れる電流の方向を反転させるスイッチ回路を構成する。また、水検知電極回路１０４（図７），１０６（図８）は、２接点スイッチ５１ａ，５１ｂ，５３ａ，５３ｂが電極１０に流れる電流の方向を反転させるスイッチ回路を構成する。
【００７１】
（５）前記各実施形態は、Ａ／Ｄ変換器１５６を用いて、電極１０の電位を検出したが、コンパレータ乃至ヒステリシスコンパレータを用いて、所定の設定電位と比較してもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１０  電極
１０ａ，１０ｂ  金属棒
２０，２２，２４  フォトカプラ
２０ａ，２２ａ，２４ａ  フォトトランジスタ（スイッチ素子）
２０ｂ，２２ｂ，２４ｂ  フォトダイオード
３１，３３，３４，３５，３７，３９，４１，４３，４５  抵抗器
５１，５３  ２回路２接点リレー
５１ａ，５１ｂ，５３ａ，５３ｂ  ２接点スイッチ
５１ｃ，５３ｃ  コイル
６０  デジタルトランジスタ
６５  トランス
１００，１０２，１０４，１０６  水検知電極回路
１５０  マイコン
１５２  制御部
１５４  記憶部
１５６  Ａ／Ｄ変換器（電位検出回路）
１５８  Ｉ／Ｏポート
２００  給湯器
２１０  一次熱交換器
２２０  二次熱交換器
２３０  バーナ
２３５  バーナ点火回路
２４０  操作部
２４５  表示部
２５０  中和器
２５５  障壁
【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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【図８】
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