(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーナを備えた燃焼室のケーシングの周囲に配設され、導電パターンを形成した感熱シートと、前記導電パターンに電気的接続され、前記導電パターンの抵抗値を所定の判定値と比較する比較手段と、前記導電パターンの抵抗値が前記判定値を超えた場合に前記燃焼室の異常過熱と判断する判断手段とを備えた燃焼器具の過熱防止装置であって、
前記導電パターンの抵抗値を、正常時で前記導電パターンの短絡時より高い値となるように設定すると共に、前記比較手段の判定値を、前記導電パターンの正常時の抵抗値を含んで上限値と下限値とが設定される所定範囲に設定して、前記比較手段は、前記所定範囲の上限値と下限値とを交互に切り換えて前記導電パターンの抵抗値と比較し、前記抵抗値が前記所定範囲内の場合はパルス信号を出力して、前記導電パターンの抵抗値が前記所定範囲を上回る場合と下回る場合とには、前記比較手段からの前記パルス信号が得られなくなることで前記判断手段が異常と判断することを特徴とする燃焼器具の過熱防止装置。
【請求項２】
判断手段が異常と判断した場合にはバーナの燃焼を停止させる請求項１に記載の燃焼器具の過熱防止装置。
【請求項３】
導電パターンの抵抗値が判定値を超える場合又は下回る場合には、判断手段の判断に拘わらず直接バーナの燃焼を停止させる誤動作防止手段を設けた請求項１又は２に記載の燃焼器具の過熱防止装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バーナを備えた燃焼室のケーシングの周囲に、導電パターンを形成した感熱シートを配設し、ケーシングに異常過熱によるひび割れ等が生じた際の導電パターンの抵抗値の変化でこれを検知可能とする燃焼器具の過熱防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記過熱防止装置は、熱溶融性の樹脂シートに導電パターンを印刷した感熱シートを、バーナを備えた燃焼室のケーシングの周囲に配設すると共に、導電パターンを、バーナの燃焼を制御するコントローラに電気的接続して構成される。即ち、異常過熱により燃焼室にひび割れや穴あき等が発生し、そこから燃焼ガスが噴出すると、感熱シートの溶断と共に導電パターンの当該箇所が破断してその抵抗値が急増或は無限大となることから、その抵抗値の変化を検知したコントローラが異常過熱と判断してバーナへの燃料ガスの供給を停止するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記過熱防止装置においては、導電パターンの抵抗値は数Ω程度のものが多く用いられているため、一旦異常過熱により溶断し、燃料の供給が停止されても、その溶断箇所や導電パターンの両端をリード線で短絡することで、導電パターンによる異常過熱の検知状態が解除され、ケーシング側のひび割れ等が手当てされないまま継続使用可能となってしまう。
【０００４】
そこで、請求項１に記載の発明は、異常過熱の検知後は安易に再使用不能として、安全性を高めることができる燃焼器具の過熱防止装置を提供することを目的としたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、導電パターンの抵抗値を所定の判定値と比較する比較手段と、前記導電パターンの抵抗値が前記判定値を超えた場合に前記燃焼室の異常過熱と判断する判断手段とを備えたものにおいて、前記導電パターンの抵抗値を、正常時で前記導電パターンの短絡時より高い値となるように設定すると共に、前記比較手段の判定値を、前記導電パターンの正常時の抵抗値を含んで上限値と下限値とが設定される所定範囲に設定して、前記比較手段は、前記所定範囲の上限値と下限値とを交互に切り換えて前記導電パターンの抵抗値と比較し、前記抵抗値が前記所定範囲内の場合はパルス信号を出力して、前記導電パターンの抵抗値が前記所定範囲を上回る場合と下回る場合とには、前記比較手段からの前記パルス信号が得られなくなることで前記判断手段が異常と判断することを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１の目的に加えて、異常の判断後の対処を確実に行うために、判断手段が異常と判断した場合にはバーナの燃焼を停止させる構成としたものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２の目的に加えて、判断手段の故障や暴走を考慮して異常過熱への対処を確実に行うために、導電パターンの抵抗値が判定値を超える場合又は下回る場合には、判断手段の判断に拘わらず直接バーナの燃焼を停止させる誤動作防止手段を設けたものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、燃焼器具の一例として強制給気式ガス給湯器（以下単に「給湯器」という）に本発明の過熱防止装置を適用した状態の説明図で、給湯器１において、２は、燃焼室３を内部に形成し、外周面に給水管４を螺旋状に巻回したケーシングとしての内胴で、給水管４は、内胴２の上部に備えられた熱交換器５の吸熱管６に接続されている。一方、内胴２の下方には、ガスバーナ７が設置されており、ガスバーナ７で熱交換器５を加熱することにより、熱交換器５の吸熱管６を通る水を加熱して、吸熱管６の出口側に接続した図示しない出湯管から出湯可能としている。又、燃焼室３の下部に設けた給気室８の下方には、給気ファン９が備えられて、ガスバーナ７へ燃焼用空気を強制給気可能としている。更に、１０はコントローラで、ガスバーナ７の点消火操作時のガス元弁、安全弁の開閉制御や、温度設定時の比例制御弁の開度調整等の他、後述する異常過熱検知を行うものである。
一方、内胴２の外周には、面状の感熱シート１１が配設されている。この感熱シート１１は、２００℃〜３００℃の間に融点を有する樹脂シート（例えばＰＥＴ樹脂製）の表面に、導電性インク等を用いて全面を網羅するように一本線で導電パターンを蛇行状に印刷し、その上面に、被覆層として先の樹脂シートと同じものをラミネート加工して一体化したもので、感熱シート１１に設けたクリップ１２，１２・・で給水管４を挟持させて感熱シート１１の一端を内胴２の前面に装着し、残りは給湯器１のカバーの内面に沿って内胴２の周りを非接触で一周させ、終端をネジ止め等で貼着することで、内胴２の全周を被覆させている。又、導電パターンは、抵抗値が正常時で５０ｋΩ〜１５０ｋΩとなるように設定されており、その両端はコントローラ１０に電気的接続されている。
【０００７】
そして、図２は、コントローラ１０と感熱シート１１とで構成される過熱防止回路２０を示すもので、まず、感熱シート１１の導電パターン１３は分割抵抗２１と直列に接続され、両者間で分圧された電圧としてコンパレータ２２の−入力端子及びコンパレータ２３の＋入力端子に夫々入力される。一方、導電パターン１３及び分割抵抗２１と並設され、直列接続される３つの分割抵抗２４，２５，２６のうち、コンパレータ２２の＋入力端子には、分割抵抗２４，２５間の分圧が上限電圧として、コンパレータ２３の−入力端子には、分割抵抗２５，２６間の分圧が下限電圧として夫々入力され、各コンパレータ２２，２３からの出力が判断手段としてのマイコン２７の入力ポートＩＰに入力可能となっている。
又、マイコン２７の出力ポートＯＰには、ここからの出力によってＯＮ／ＯＦＦされるトランジスタ２８，２９が配置され、その出力側には、ガスバーナ７への安全弁へ電源を供給してこれを開弁させる安全弁駆動回路３０が設けられている。
【０００８】
よって、この過熱防止回路２０によれば、通常では、導電パターン１３の抵抗値が設定された範囲内であれば、基準電圧は、コンパレータ２２への上限電圧及びコンパレータ２３への下限電圧の範囲内にあるため、コンパレータ２２，２３は夫々Ｈｉ出力となり、マイコン２７への入力もＨｉとなる。しかし、異常過熱により内胴２にひび割れや穴あき等が発生し、そこから燃焼ガスが噴出すると、感熱シート１１の導電パターン１３が破断して抵抗値が急増或は無限大になり、コンパレータ２２，２３への入力電圧が下限電圧以下となるため、コンパレータ２３の出力が反転してＬｏとなり、マイコン２７への入力もＬｏとなる。従って、これを検知したマイコン２７は異常過熱が生じたと判断し、トランジスタ２８，２９をＯＦＦさせて安全弁への通電を停止してこれを閉弁させ、ガスバーナ７への燃料ガスの供給を遮断する。又、破断した導電パターン１３が短絡されることがあっても、短絡によるコンパレータ２２，２３への入力電圧は上限電圧を上回る値となるため、この場合もコンパレータ２２の出力がＬｏとなることでマイコン２７への入力がＬｏとなり、マイコン２７は異常過熱と判断して安全弁を閉弁させる。
このように、上記過熱防止回路２０によれば、導電パターン１３の抵抗値を短絡時より高い値としてこれを所定範囲の判定値と比較させることで、導電パターン１３の破断により異常過熱を検知して対処できるのは勿論、導電パターン１３の短絡によっても同様に異常を判断できるため、破断した感熱シート１１の再使用を完全に防止可能となる。よって、過熱防止機能の信頼性が高まる。
【０００９】
尚、図２では、トランジスタ２８，２９をＯＮする出力ポートＯＰを、ダイオード３１を介してコンパレータ２２，２３の出力側に接続する誤動作防止手段を採用している。この場合、過熱防止回路２０が異常過熱を検知すると、コンパレータ２２，２３からの出力がＬｏとなるため、マイコン２７が出力ポートＯＰからトランジスタ２８のＯＮ信号を出力しても、電流はダイオード３１を介してコンパレータ２２，２３側へ流れ、トランジスタ２８，２９をＯＮさせない。よって、マイコン２７に故障や暴走等が生じても、過熱防止回路２０が異常過熱を検知した場合は確実に安全弁駆動回路３０への通電を遮断することができ、安全性の一層の向上が期待できる。
【００１０】
又、過熱防止回路は他の構成でも実現できる。図３はその変更例を示すもので、図２と同じ符号は同じ構成部である。ここに示す過熱防止回路３２では、コンパレータ３３の−入力端子に、導電パターン１３と分割抵抗２１からの電圧を、＋入力端子に分割抵抗３４，３５間の分圧を夫々入力して、コンパレータ３３の出力をマイコン２７の入力ポートＩＰに入力するものとしているが、ここでは、分割抵抗３５の片側に、ベースをマイコン２７の出力ポートＯＰ１に接続したトランジスタ３６を接続しており、マイコン２７は、常態では出力ポートＯＰ１からパルス信号を出力させてトランジスタ３６をＯＮ／ＯＦＦさせ、コンパレータ３３へ判定値をパルス入力している。尚、３７は、分割抵抗３５と並列に接続された抵抗で、トランジスタ３６のＯＦＦ時の上限値を固定するものである。
よって、この過熱防止回路３２によれば、導電パターン１３と分割抵抗２１による基準電圧が、トランジスタ３６のＯＮ／ＯＦＦで設定される上限値及び下限値の範囲内であれば、コンパレータ３３の出力はＬｏとＨｉとを交互に繰り返すパルス信号となる。ここで導電パターン１３が破断すると、抵抗値の急増或は無限大により、コンパレータ３３の出力がＨｉに固定されるため、マイコン２７は異常過熱と判断して出力ポートＯＰ２からの出力でトランジスタ２８，２９をＯＦＦさせ、安全弁を閉弁させる。一方、破断した導電パターン１３を短絡すると、コンパレータ３３の出力はＬｏに固定されるため、ここでもマイコン２７は異常と判断して安全弁を閉弁させる。
【００１１】
このように、上記過熱防止回路３２においても、高い抵抗値を有する導電パターン１３の破断により異常過熱を検知して対処できるのは勿論、導電パターン１３の短絡によっても同様に異常過熱を判断できるため、破断した感熱シート１１の再使用を完全に防止可能となり、過熱防止機能の信頼性が高まる。特にこの形態では、上下限値の設定をパルス信号で得ているため、過熱防止回路３２に回路故障が生じた際には、コンパレータ３３の繰り返しパルスが得られなくなることで、基準電圧側の回路故障も検知可能となる。
【００１２】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、導電パターンの抵抗値を短絡時より高くすると共に、比較手段の判定値をそれに合わせて設定して比較することで、導電パターンの破断により異常過熱と判断して燃焼停止等の対処ができるのは勿論、導電パターンの短絡によっても同様に異常を判断できるため、破断した感熱シートの再使用を完全に防止可能となり、過熱防止機能の信頼性が高まる。
特に、比較手段が前記所定範囲の上限値と下限値とを交互に切り換えて導電パターンの抵抗値と比較することで、正常時の比較結果が上下限の繰り返しパルスで得られるため、過熱防止回路に回路故障が生じた際には、繰り返しパルスが得られなくなることでその回路故障も異常として検知可能となる。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、判断手段が異常と判断した場合にはバーナの燃焼を停止させることで、異常過熱や回路故障の対処を確実に行うことができる。
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２の効果に加えて、導電パターンの抵抗値が判定値を超える場合又は下回る場合には、判断手段の判断に拘わらず直接バーナの燃焼を停止させる誤動作防止手段を設けたことで、判断手段に故障や暴走が生じても、比較手段の比較結果に応じた異常過熱の対処が確実に可能となり、安全性の一層の向上が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】過熱防止装置を備えた給湯器の説明図である。
【図２】過熱防止回路の回路図である。
【図３】過熱防止回路の変更例を示す回路図である。
【符号の説明】
１・・給湯器、２・・内胴、３・・燃焼室、７・・ガスバーナ、１０・・コントローラ、１１・・感熱シート、１３・・導電パターン、２０，３２・・過熱防止回路、２２，２３，３３・・コンパレータ、２７・・マイコン、２８，２９，３６・・トランジスタ、３０・・安全弁駆動回路、３１・・ダイオード。
【図１】
0004190057.tif 000002
【図２】
0004190057.tif 000003
【図３】
0004190057.tif 000004