(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の入力に伴って溶断するヒューズ(43)を備え、前記ヒューズ(43)の状態で前記所定の入力の履歴を保存可能としてなる記憶装置(40)であって、
前記ヒューズ(43)の前段に、前記所定の入力を保持するラッチ回路(41a)と、そのラッチ回路(41a)からの出力でＯＮして前記ヒューズ(43)を溶断させるトランジスタ(42)とを設け、
前記ラッチ回路(41a)の前段に、前記所定の入力と電圧(VＤＤ)の印加とによってＯＮする第１トランジスタ(Tr1)を設ける一方、
前記ラッチ回路(41a)を、電圧(VＢＡＴ)の印加と第１トランジスタ(Tr1)のＯＮとによってＯＮし、後段への出力を保持する一対の第２、第３トランジスタ(Tr2,Tr3)と、
前記第２、第３トランジスタ(Tr2,Tr3)のＯＮと電圧(VＤＤ)のＬｏとによってＯＮし、後段への出力を保持する一対の第４、第５トランジスタ(Tr4,Tr5)と、
前記第４、第５トランジスタ(Tr4,Tr5)のＯＮによってＯＮし、ヒューズ(46)に電圧(VＢＡＴ)を印加して溶断させる第６トランジスタ(Tr6)と、その第６トランジスタ(Tr6)のＯＮと電圧(VＢＡＴ)の印加とによってＯＮし、後段へ出力する第７トランジスタ(Tr7)と、からなるカウント回路(44,45)を少なくとも２つ接続して形成し、
前記最後段のカウント回路(45)の後段に、前記カウント回路(45)からの電圧(VＢＡＴ)の印加と前記第１トランジスタ(Tr1)のＯＮとによってＯＮし、前記トランジスタ(42)をＯＮさせる一対の最終段トランジスタ(Tr14,Tr15)を設けて、
前記所定の入力を得るごとに前記カウント回路(44,45)のヒューズ(46,47)を順に溶断させ、最後の前記所定の入力で前記ヒューズ(43)を溶断させるようにしたことを特徴とする記憶装置。
【請求項２】
器具の運転状態を監視する監視手段と、その監視手段による所定の監視結果に基づいて前記器具の使用を禁止可能なインターロック手段とを備えた開放型ガス燃焼器具であって、
請求項１に記載の記憶装置(40)を設けて前記インターロック手段の作動要求を前記記憶装置(40)に所定の入力として入力し、前記記憶装置(40)のヒューズ(43)の溶断によって前記インターロック手段が前記器具の使用禁止を実行することを特徴とする開放型ガス燃焼器具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気制御回路において所定の処理の履歴を保存するために用いられる記憶装置と、その記憶装置を用いた元止め式湯沸器等の開放型ガス燃焼器具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気制御回路で用いられる上記記憶装置としては、不揮発性メモリ等が知られている。例えば元止め式湯沸器では、バーナの近傍に設置した一次熱電対と、バーナの上方で熱交換器の燃焼室窓に臨ませた二次熱電対とを、極性が逆向きになるように直列に接続し、ここで得られる合成起電力を監視して、合成起電力が低下した場合には燃焼停止と共に器具の使用を禁止する（インターロックをかける）不完全燃焼防止装置が具備されているが、この場合、電源となる乾電池の抜き差しによってインターロックが解除されて器具の使用が可能となってしまう。そこで、記憶装置として不揮発性メモリを用いて、合成起電力の低下で発生したインターロック要求を不揮発性メモリに保存しておけば、乾電池の抜き差し後も保存されていたインターロック要求に基づいてインターロックを続行可能とすることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、不揮発性メモリは、一般に動作電圧が高いため、乾電池２本を用いる湯沸器のように電源電圧が低い場合は、昇圧回路が必要となってコスト高となる。同様に作動電圧の低い不揮発性メモリも特殊品で割高となっている。又、必要に応じて記憶内容を消去可能とするのが望ましいが、この場合リセットのためにスイッチ等による外部信号が必要となるため、構成が増えてやはりコストアップに繋がる。
更に、不揮発性メモリを用いる場合は、電気制御回路が基本的にマイコン制御でないと構築しづらく、回路設計に制約を受けることにもなる。
【０００４】
そこで、請求項１に記載の発明は、上記不揮発性メモリに係る課題を全て解決でき、電源の中断に拘わらず入力の履歴を保存でき、回路設計に制約を受けない記憶装置を簡単且つ低コストで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、所定の入力に伴って溶断するヒューズ(43)を備え、前記ヒューズ(43)の状態で前記所定の入力の履歴を保存可能としてなる記憶装置(40)であって、前記ヒューズ(43)の前段に、前記所定の入力を保持するラッチ回路(41a)と、そのラッチ回路(41a)からの出力でＯＮして前記ヒューズ(43)を溶断させるトランジスタ(42)とを設け、前記ラッチ回路(41a)の前段に、前記所定の入力と電圧(VＤＤ)の印加とによってＯＮする第１トランジスタ(Tr1)を設ける一方、前記ラッチ回路(41a)を、電圧(VＢＡＴ)の印加と第１トランジスタ(Tr1)のＯＮとによってＯＮし、後段への出力を保持する一対の第２、第３トランジスタ(Tr2,Tr3)と、前記第２、第３トランジスタ(Tr2,Tr3)のＯＮと電圧(VＤＤ)のＬｏとによってＯＮし、後段への出力を保持する一対の第４、第５トランジスタ(Tr4,Tr5)と、前記第４、第５トランジスタ(Tr4,Tr5)のＯＮによってＯＮし、ヒューズ(46)に電圧(VＢＡＴ)を印加して溶断させる第６トランジスタ(Tr6)と、その第６トランジスタ(Tr6)のＯＮと電圧(VＢＡＴ)の印加とによってＯＮし、後段へ出力する第７トランジスタ(Tr7)と、からなるカウント回路(44,45)を少なくとも２つ接続して形成し、前記最後段のカウント回路(45)の後段に、前記カウント回路(45)からの電圧(VＢＡＴ)の印加と前記第１トランジスタ(Tr1)のＯＮとによってＯＮし、前記トランジスタ(42)をＯＮさせる一対の最終段トランジスタ(Tr14,Tr15)を設けて、前記所定の入力を得るごとに前記カウント回路(44,45)のヒューズ(46,47)を順に溶断させ、最後の前記所定の入力で前記ヒューズ(43)を溶断させるようにしたことを特徴とする記憶装置としたものである。
請求項２に記載の発明は、電源の中断に拘わらず確実にインターロックを実行できる信頼性の高い開放型ガス燃焼器具を提供するために、請求項１に記載の記憶装置(40)を設けて前記インターロック手段の作動要求を前記記憶装置(40)に所定の入力として入力し、前記記憶装置(40)のヒューズ(43)の溶断によって前記インターロック手段が前記器具の使用禁止を実行することを特徴とするものである。
【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、本発明の記憶装置を適用した開放型ガス燃焼器具としての元止め式湯沸器（以下「湯沸器」という）の構造図、図２はその概略図で、湯沸器１は、燃焼室２内に、上水道に接続される給水管３からの水をバーナ４の燃焼熱で加熱し、出湯管６から湯として送り出す熱交換器５を備え、給水管３の上流には、操作ボタン７の押し操作によりレバー８を介して開閉制御される水栓９と、ダイアフラム１０の一次圧室１１とが配置され、一次圧室１１の下流に形成したベンチュリー１３を差圧管１４を介してダイアフラム１０の二次圧室１２に接続させている。又、このダイアフラム１０には、突棒１５が連結されており、水栓９の開弁により給水管３内に通水されると、ベンチュリー１３での通水によって二次圧室１２の圧力が一次圧室１１より低下してダイアフラム１０が二次圧室１２側へ動作することで、突棒１５がその動作に連動し、バーナ４へのガス流路に配置されたマグネット電磁弁１６の開弁機構１６ａを動作させてこれを開弁させ、続いて水圧応動弁１７を開弁させるようになっている。尚、１９，２０は、夫々突棒１５の動作に連動し、マグネット電磁弁１６、水圧応動弁１７の開弁に合わせて順次ＯＮされる水圧スイッチ、２１は、操作ボタン７の押し操作に伴いレバー８を介してＯＮされるレバースイッチで、夫々のＯＮ信号はコントローラ２２へ入力される。更に、ガス流路における水圧応動弁１７の下流側には、操作ボタン７の押し操作に伴い開弁する器具栓１８が設けられている。
【０００７】
一方、コントローラ２２には、バーナ４点火用の点火電極２３とイグナイタ２４、炎検知用のフレームロッド２５が夫々接続される他、バーナ４に併設したセンシングバーナ４ａの近傍に設けられる一次熱電対２６と、バーナ４の上方で燃焼室２における熱交換器５下部の内胴窓に臨ませて設けられる二次熱電対２７とが、（＋）（−）の極性を逆向きにして直列に接続され、一次，二次熱電対２６，２７の合成起電力がコントローラ２２へ入力されるようになっている。尚、２８は乾電池、２９は電池交換時期の報知用のＬＥＤランプ、３０は異常発生の報知用のＬＥＤランプである。
【０００８】
又、図３はコントローラ２２における回路図で、レバースイッチ２１、水圧スイッチ１９，２０のＯＮにより乾電池２８から電源ＶDD及びＶCCが印加される制御回路３１は、周知のタイマー回路、論理回路、電圧監視回路等から構成され、MGO1とMGO2との出力により電磁弁駆動回路３２におけるトランジスタ３３，３４を夫々ＯＮさせてマグネット電磁弁１６へ通電させ、MGO3の出力に伴うトランジスタ３５，３６のＯＮ／ＯＦＦで電磁弁電流を切替可能となっている。３７は、IGO の出力によりイグナイタ２４を動作させる点火回路で、FRI1及びFRI2には、フレームロッド２５の電流値を検知する炎検知回路３８から炎検知信号が入力される。
更に、制御回路３１のTCI1及びTCI2には、一次熱電対２６と二次熱電対２７との合成起電力を検知する起電力判定回路３９からの判定信号が入力され、タイマー回路による所定の判定時間に合成起電力の値を判定する監視手段としての不完全燃焼防止装置が構成され、後述する所定の判定結果でILO からインターロック要求信号が出力可能となっている。
【０００９】
そして、４０は記憶装置で、ILO からの出力を保持するラッチ回路４１と、ラッチ回路４１からの出力でＯＮするトランジスタ４２と、制御回路３１への電源ラインに着脱可能に配置されるヒューズ素子４３（ここでは50〜100mA で溶断するものが用いられる）とから構成される。即ち、ILO からのインターロック要求信号の出力により、ラッチ回路４１がトランジスタ４２をＯＮさせてヒューズ素子４３を溶断させ、このヒューズ素子４３の溶断によって、制御回路３１へ印加されるＶDDがＯＦＦするものである。尚、ラッチ回路４１による出力は、ILO からの信号を保持してヒューズ素子４３を確実に溶断でき、且つラッチ回路４１の電源電圧が、（乾電池２８の内部抵抗及びヒューズ素子４３等の抵抗）×ヒューズ電流の低下、によっても確保できるレベルに設定されている。
【００１０】
以上の如く構成された湯沸器１の動作を図４のフローチャートに従って説明する。まず、操作ボタン７を押し操作すると、Ｓ１で、レバースイッチ２１がＯＮすると共に、器具栓１８及び水栓９が夫々開弁し、前述の如く給水管３の通水に伴う突棒１５の動作でマグネット電磁弁１６も開弁され、器具内への通水が行われる。次にＳ２の判別で、突棒１５の動作に伴う水圧スイッチ１９のＯＮを確認すると、Ｓ３では、乾電池２８の電池電圧が１．９Ｖ以上か否かを判別する。ここで１．９Ｖを下回っていれば、Ｓ４でＬＥＤランプ２９を点灯させる。一方、１．９Ｖ以上であれば、Ｓ５で点火回路３７を介してイグナイタ２４を動作させ、点火電極２３を連続スパークさせると共に、電磁弁駆動回路３２の作動による電磁弁電流のＯＮによりマグネット電磁弁１６を開弁保持させる。
【００１１】
次にＳ６の判別で、突棒１５による水圧応動弁１７の開弁と同時の水圧スイッチ２０のＯＮ信号を確認するが、このＯＮ信号がＳ２での水圧スイッチ１９のＯＮから２秒以内に得られなければ、Ｓ７でイグナイタ２４をＯＦＦすると共に、電磁弁電流をＯＦＦしてマグネット電磁弁１６を閉弁させ、ＬＥＤランプ３０を点灯させる。
一方、Ｓ６において水圧スイッチ２０のＯＮ信号が適正に得られれば、Ｓ８で炎検知回路３８からの炎検知信号が、Ｓ６の水圧スイッチ２０のＯＮから０．７秒以内で得られるかを確認し、Ｓ９でＳ６の確認から０．７秒経過を判別すると、Ｓ１０でイグナイタ２４をＯＦＦさせる。尚、着火ミス等が生じると、Ｓ８で炎検知信号が得られないため、Ｓ７でのイグナイタ２４のＯＦＦとマグネット電磁弁１６の閉弁とが実行され、ＬＥＤランプ３０による報知がなされる。
【００１２】
続いて、不完全燃焼防止制御が実行される。まずＳ１１で、Ｓ６での水圧スイッチ２０のＯＮ確認から６秒以内で合成起電力Ｖが判定起電力ＶO を上回るか否かを判別する。６秒以内で合成起電力Ｖが判定起電力ＶO を上回らなければ、酸素不足による炎のリフトや立ち消え等が生じたとして、Ｓ７でのガスの供給遮断と報知とを行う。一方、合成起電力Ｖが判定起電力ＶO を上回る立上りを見せれば、次のＳ１２で、同じくＳ６での確認から１２秒以上３０秒以下の間で合成起電力Ｖが判定起電力ＶO を上回るか否かを判別し、合成起電力Ｖが判定起電力ＶO を上回らなければ、フィン閉塞が発生しているとして、Ｓ１３でインターロック要求信号をILO から出力し、Ｓ７での燃焼停止を実行する。すると、インターロック要求信号を得たラッチ回路４１がトランジスタ４２をＯＮさせ、ヒューズ素子４３を溶断させるため、この溶断に伴うＶDDのＯＦＦにより、制御回路３１は以後の器具の使用を禁止する。
【００１３】
よってここでは、インターロック要求信号の出力の履歴がヒューズ素子４３の溶断として保存されることになる。この履歴はヒューズ素子４３が交換されない限り変わらないから、乾電池２８の交換により電源が中断して復帰した際も、ヒューズ素子４３の溶断によるＶDDのＯＦＦを検知した制御回路３１はインターロックを続行するものとなる。
尚、Ｓ１２で合成起電力Ｖが正常な立上りを見せれば、Ｓ１４において、燃焼室２の周囲に配設される図示しない温度ヒューズが正常か否かを判別する。即ち、燃焼室２の破損等により燃焼ガスが噴出して温度ヒューズが溶断すると、その抵抗値の増大を検知してＳ７で燃焼が停止される。又、Ｓ１４で温度ヒューズが正常であれば、Ｓ１５で炎検知信号の確認、即ち燃焼状態の監視と、Ｓ１６で合成起電力Ｖが判定起電力ＶO 以上かの監視とが続行され、夫々失火又は合成起電力低下を検知するとＳ７でマグネット電磁弁１６が閉弁されることになる。
【００１４】
このように上記形態の記憶装置４０によれば、ヒューズ素子４３の状態で所定の入力の履歴を保存できるから、電源の中断に拘わらず履歴を確実に保存可能となり、高い信頼性が得られる。よって、この記憶装置４０を採用した湯沸器１においては、インターロック要求の発生を記憶装置４０のヒューズ素子４３の溶断で保存可能となるため、乾電池２８の抜き差しに拘わらずインターロックを確実に実行できる信頼性の高い湯沸器１を得ることができる。又、記憶装置４０はラッチ回路４１、トランジスタ４２、ヒューズ素子４３との回路構成で実現できるから、コストアップは少なく、回路設計に余計な制約を受けることもない。更に、履歴のリセットは、着脱可能なヒューズ素子４３の交換によって自動的に実現できるため、リセットスイッチ等による外部信号の確保の必要もなくなる。
【００１５】
尚、上記形態では、フィン閉塞の合成起電力低下を検知して直ちにインターロックをかける構成となっているが、フィン閉塞以外のガスの元栓の閉栓や風等による立ち消えに伴う合成起電力低下を排除するために、合成起電力低下を複数回検知した後にインターロックをかける構成が望ましい。この構成を実現できる記憶装置４０の変更例を以下に説明する。
図５に示す記憶装置４０において、ラッチ回路４１ａは、制御回路３１のILO にエミッタが接続され、ベースにＶDDが印加されるトランジスタ（以下ラッチ回路４１ａ内では「Tr」で表示する）Tr1 と、そのTr1 の後段に設けられ、６つのTr2 〜Tr7 とヒューズ素子４６とからなるカウント回路４４と、そのカウント回路４４の後段に設けられ、６つのTr8 〜Tr13  とヒューズ素子４７とからなるカウント回路４５と、そのカウント回路４５の後段に設けられるTr14及びTr15とからなる。又、ＶDDは、Tr5 とTr11とのコレクタ側にも夫々印加され、Tr1 のコレクタ側は、Tr8 とTr14とのベース出力側にも夫々接続されている。尚、Tr2 とTr3 、Tr4 とTr5 、Tr8 とTr9 、Tr10とTr11、Tr14とTr15との各対は、夫々両方のトランジスタがＯＮの場合に後段への出力を保持するラッチ回路となっている。又、ここでもヒューズ素子４６と４７とは着脱可能に設けられる。
【００１６】
この記憶装置４０においては、制御回路３１のILO からのインターロック要求信号はアクティブＬｏで与えられる。よって、合成起電力Ｖの低下により一回目のインターロック要求が発生すると、Tr1 がＯＮし、まずカウント回路４４で乾電池２８のＶBAT が印加されるTr2 とTr3 とを順にＯＮさせる。ここでは、たとえILO がオープンになっても、Tr2 とTr3 でラッチがかかりＯＮ状態は維持されるが、Tr4 においては、ＶDDがＨｉのためＯＦＦのままとなる。しかし、インターロック要求に伴う自動消火によって、ユーザーが操作ボタン７をＯＦＦすると、ＶDDがＬｏとなってTr4 とTr5 とが夫々ＯＮするため、ここでラッチがかかり、Tr6 がＯＮする。よって、ＶBAT が印加されるヒューズ素子４６が導通して溶断される。このとき、Tr7 はＶBAT によってＯＮ状態が継続するが、消火操作に伴うＶDDのＬｏによりTr1 がＯＮしていないので、後段のカウント回路４５は動作しない。従って、トランジスタ４２もＯＮせず、ヒューズ素子４３はそのままとなる。即ち、次の点火操作でＶDDがＨｉになり、Tr1 に続いてTr8 及びTr9 が共にＯＮするが、ILO がオープンになっても、Tr10はＶDDがＨｉのためＯＦＦのままとなるから、Tr10以降の作動はなく、制御回路３１へのＶDDの印加は継続されるため、湯沸器１は使用可能となるのである。
【００１７】
次に、二回目の使用開始時に合成起電力Ｖの低下が生じて二回目のインターロック要求が発生すると、今度は後段のカウント回路４５において前段と同様の作動がなされる。即ち、操作ボタン７のＯＦＦに伴うＶDDのＬｏによりTr10とTr11とがＯＮし、ここの保持でTr12がＯＮすることで、二番目のヒューズ素子４７が溶断されるのである。
しかしここでも、ＶBAT によってTr13はＯＮ状態が維持されるが、消火操作に伴うＶDDのＬｏにより、Tr1 がＯＮしていないので、Tr14とTr15もＯＮせず、最後のヒューズ素子４３は溶断されない。尚、この時点で点火操作を行ってＶDDがＨｉとなっても、インターロック要求が発生しないとTr1 はＯＮしないので、Tr14とTr15もＯＮせず、トランジスタ４２もＯＮしないから、制御回路３１へのＶDDの印加は継続し、湯沸器１は使用可能となる。
そして、三回目の使用開始時に合成起電力Ｖの低下が生じて三回目のインターロック要求が発生すると、Tr1 がＯＮしてTr14、Tr15を夫々ＯＮさせる。よって、Tr14からの出力によってトランジスタ４２がＯＮし、これにより最後のヒューズ素子４３が溶断される。よって、ヒューズ素子４３の溶断に伴うＶDDのＯＦＦを検知した制御回路３１が、燃焼停止に加えてその後の使用を禁止することになる。
【００１８】
このようにこの変更例にかかる記憶装置４０によれば、２つのヒューズ素子４６，４７の順の溶断により、電源の中断に拘わらず入力の履歴を二回まで確実に保存可能な信頼性の高い記憶装置が得られる。
そして、この記憶装置４０を用いた湯沸器１においては、三回目のインターロック要求で初めて最後のヒューズ素子４３が溶断されてインターロックがかかることになるから、フィン閉塞によらない他の原因を排除してインターロックの誤作動を防止可能となる。勿論、乾電池２８の抜き差しに伴う電源の中断があっても途中のカウント数は変わらず、三回目の異常発生で確実にインターロックを実行できる信頼性の高い湯沸器１を得ることができる。
【００１９】
尚、ヒューズとしては、上記ヒューズ素子以外に、筒形ヒューズ等の他のヒューズを用いるのも可能である。又、図５で説明した記憶装置４０では、後段のカウント回路４５を適宜増やすことで、途中のヒューズ素子の数、即ちカウント数を簡単且つ任意に変更でき、好ましい。
又、上記形態では、記憶装置を不完全燃焼防止装置におけるインターロック要求の履歴保存に利用しているが、必要があれば他の安全装置に係る一時的な燃焼停止等の履歴保存に用いることも可能である。勿論、電気制御回路と、その電気制御回路からの入力を得てその履歴を保存する記憶装置とを併設するものであれば、利用する対象は湯沸器等の燃焼器具に限らない。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１に記載の記憶装置によれば、所定の入力に伴って溶断するヒューズを備え、前記ヒューズの状態で前記所定の入力の履歴を保存可能としたことで、電源の中断に拘わらず履歴を確実に保存可能となり、高い信頼性を確保できる。又、ヒューズを用いた通常の回路構成で実現できるから、コストアップは少なく、回路設計に余計な制約を受けることもない。そして、履歴のリセットは、ヒューズの交換によって自動的に実現できるため、リセットスイッチ等による外部信号の確保の必要もなくなる。
加えて、上記カウント回路によってラッチ回路を形成したことで、後段のカウント回路を適宜増やすことで、途中のヒューズの数、すなわちカウント数を簡単且つ任意に変更可能となる。また、複数の入力の履歴を確実に保存可能となる。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の記憶装置を利用してインターロック手段の作動要求を前記記憶装置に所定の入力として入力し、前記記憶装置のヒューズの溶断によって状態に従って前記インターロック手段が前記器具の使用禁止を実行することで、インターロックの作動要求の履歴を記憶装置のヒューズの状態で保存可能となるため、乾電池の抜き差し等による電源の中断に拘わらずインターロックを確実に実行できる信頼性の高い開放型ガス燃焼器具を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】湯沸器の構造図である。
【図２】湯沸器の概略図である。
【図３】コントローラの回路図である。
【図４】点火制御及び不完全燃焼防止制御のフローチャートである。
【図５】記憶装置の変更例である。
【符号の説明】
１・・湯沸器、２・・燃焼室、４・・バーナ、５・・熱交換器、７・・操作ボタン、１６・・マグネット電磁弁、２２・・コントローラ、２５・・フレームロッド、２６・・一次熱電対、２７・・二次熱電対、３１・・制御回路、４０・・記憶装置、４１，４１ａ・・ラッチ回路、４２・・トランジスタ、４３，４６，４７・・ヒューズ素子。
【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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