JP2002238149A - 給湯装置の直流電源利用部品への直流電源供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 直流電源利用部品自体による場合又は修理等
の人為的による場合において過電流が発生することを防
止できる機能に優れた給湯装置の直流電源利用部品への
直流電源供給装置の提供を可能とする。 【構成】 駆動機構を持つことにより給湯装置１の給湯
機能に関与して該駆動機構を所定の状態にする制御用に
外部より直流定電源の供給が必要な駆動部品と、給湯装
置の任意の状態を検知するための制御用に外部より直流
定電源の供給が必要な監視部品と、予め定められた給湯
装置１の状態により前記駆動部品及び前記監視部品にそ
の制御用に直流定電源を供給かつ任意に非供給にするこ
とが可能な給湯装置の直流電源利用部品２５への直流電
源供給装置２において、前記給湯装置の直流電源利用部
品２５への直流電源供給装置２には前記駆動部品又は前
記監視部品へ供給される直流電源の回路が短絡した場合
に保護する過電流保護装置２４も併せて持っている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、給湯装置、特には
家庭用の石油又はガスを熱源とする給湯装置の制御回路
である給湯装置の直流電源利用部品への直流電源供給装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の給湯装置の直流電源利用部品への
直流電源供給装置においては、図５の様に、待機時や、
給湯機能等の不使用時に消費電力を削減するために直流
電源の供給は行わない様にできる回路構成となってい
た。

【０００３】図５の構成図中、５は給湯装置の直流電源
利用部品への直流電源供給装置、５１は電源用のトラン
スと整流器の組み合わせやスイッチング電源回路等を用
いて交流１００Ｖの商用電源を所定の電圧（電圧は用途
によって異なるが５０Ｖ〜５Ｖ程度の範囲の電圧）の直
流定電源の供給機能を有する直流電源部、５２は該直流
電源部５１で供給される直流定電源をスイッチング用ト
ランジスタ、リレー、無接点リレー等により供給又は遮
断を行う電源切断部、５３は該電源切断部５２に対して
直流定電源の供給又は遮断の指示をマイコンにより予め
プログラムされ操作部（図示せず。）で操作・設定した
給湯装置の給湯機能各状態に対応する制御を行う制御
部、５５は駆動機構を持つことにより給湯装置の給湯機
能に関与して該駆動機構を所定の状態にする制御用とし
て外部より直流定電源の供給が必要な駆動部品、又は給
湯装置の任意の状態を検知するための制御用として外部
より直流定電源の供給が必要な監視部品等である直流電
源利用部品で、該直流電源利用部品５５の駆動部品の例
としては、送風機の駆動部である直流電動機、風量又は
水量等の流量制御の制御弁の駆動部である直流電動機ま
たはステッピング電動機等であり、監視部品の例として
は、水量検知手段や圧力検知手段等であり、何れも直流
定電源の供給を受けていることにより駆動部品又は監視
部品としての機能を発揮する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の給湯装置の直流電源利用部品への直流電源供給装置
５は以下の課題を有していた。 ａ． 給湯装置の直流電源を使用する駆動部品及び監視
部品が短絡状態で破損した場合には給湯装置の直流電源
利用部品５５への直流電源供給装置５の直流電源を供給
する回路が同時に破損するという問題があった。

【０００５】ｂ． また、給湯装置を構成している駆動
部品及び監視部品は一体としてではなく部品として単体
の状態に分離が可能であり、修理において前記駆動部品
及び前記監視部品の各々の良否が判定できれば交換する
ことも容易となる。そこで前記駆動部品及び前記監視部
品の良否を判定する必要があり、そのための方法として
は給湯装置の直流電源利用部品への直流電源供給装置５
より前記駆動部品及び前記監視部品へ供給される直流電
源の電圧値又は電流値をテスターで測定することが一般
的であった。ところが直流電圧又は直流電流をテスター
で測定する際には一般的にはテスターピンと呼ばれる針
状の接触検知具を給湯装置の直流電源利用部品５５への
直流電源供給装置５上における充電部である金属箔また
は金属線に接触することにより行うが、測定する者の技
量や技量があってもテスターピンの接触箇所の回路配置
が細かい構成となっている場合には、誤って直流電源回
路を短絡させ前記給湯装置の直流電源利用部品５５への
直流電源供給装置５を破損してしまうという問題があっ
た。

【０００６】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、駆動部品や監視部品に直流電源を供給する回路が何
らかの理由で短絡しても破損することがない給湯装置の
直流電源利用部品への直流電源供給装置の提供を目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の給湯装置の直流
電源利用部品への直流電源供給装置は、駆動機構を持つ
ことにより給湯装置の給湯機能に関与して該駆動機構を
所定の状態にする制御用として外部より直流定電源の供
給が必要な駆動部品と、給湯装置の任意の状態を検知す
るための制御用として外部より直流定電源の供給が必要
な監視部品と、予め定められた給湯装置の状態により前
記駆動部品及び前記監視部品にその制御用として直流定
電源を供給かつ任意に非供給にすることが可能な給湯装
置の直流電源利用部品への直流電源供給装置において、
前記給湯装置の直流電源利用部品への直流電源供給装置
には前記駆動部品又は前記監視部品へ供給される直流電
源の回路が短絡した場合に保護する過電流保護装置も併
せて持つか、又は前述の内容に併せて前記過電流保護装
置は三端子レギュレータを利用したものであることによ
り、直流電源利用部品自体に破損が発生した場合や、修
理などで人為的な短絡を起こした場合に給湯装置の直流
電源利用部品への直流電源供給装置自体への破損が拡が
ることを防ぐことができるようにしたものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明における給湯装置の直流電
源利用部品への直流電源供給装置の実施の形態につい
て、以下図面を用いて説明する。図１は給湯装置の模式
図であり、図２は給湯装置の直流電源利用部品への直流
電源供給装置の構成図、図３は直流定電源の供給を受け
る側の例としての水量検出手段の説明図であり、図４は
給湯装置の直流電源利用部品への直流電源供給装置の別
の構成図である。各部の説明において、従来例と同じ箇
所には同じ符号を付けて説明を省略する。

【０００９】図１は本実施例の給湯装置をガス給湯器と
した場合の模式図で、１は家庭においてガスを燃料とし
て少なくとも台所や浴室に給湯する機能を持つ給湯装置
で、該給湯装置１にはガス配管、給水配管及び電気配線
が接続してあり、各々接続されたことにより、ガス配管
よりはＬＰＧ又は都市ガスが、給水配管からは水道水
が、電気配線よりはＡＣ１００Ｖが前記給湯装置１に供
給するようになっている。また前記給湯装置１には給湯
配管も接続してあり、前記給湯装置１に供給された水が
湯となったものを台所や浴室の蛇口まで送っている。１
１は前記給湯装置１においてガスを燃焼させるバーナー
等の加熱手段、１２は該加熱手段１１の燃焼用の空気を
強制的に送り込む送風手段、１３は銅等の熱伝導性の良
い金属の屈曲した管と同じく銅等の熱伝導性の良い金属
の多数のフィンよりなり、前記加熱手段１１で燃焼した
熱を前記金属の屈曲した管の外面に加えることで前記金
属の屈曲した管の内部を通過する水に与えることによっ
て湯とする熱交換器、１４は該熱交換器１３に連接する
管に設けられ管の内部に流れる水の量を検出する手段を
持つ水量検知手段で、該水量検知手段１４で所定の流量
を検知することで前記加熱手段１１及び前記送風手段１
２を駆動させ給湯運転を行う。１５は前記熱交換器１３
の下流側に連接する管に設けられたサーミスタ等の温度
検知手段、１６は前記給湯装置１において水量検知手段
１４及び温度検知手段１５の検知内容によって加熱手段
１１及び送風手段１２の制御を行うマイコンよりなる制
御手段、１７は該制御手段１６に対して前記給湯装置１
の運転の開始の命令、給湯目標温度を設定及び前記給湯
装置１の状態を表示する機能を持ち、前記給湯装置１の
外部又は前記給湯装置１の外面に設けられ、あるいは外
部に設けられた場合にはいわゆるリモコンと呼ばれる操
作手段である。例えば、前記加熱手段１１が加熱量の調
整機能を持つ場合において、前記操作手段１７で予め設
定されている所定の給湯目標温度になるように前記温度
検知手段１５で検知した温度に従って前記制御手段１６
は前記加熱手段１１の加熱量を制御する。

【００１０】図１の給湯装置１の構成は最小限の基本的
機能を説明したものであり、この基本機能に追加して、
浴槽内の水を循環して沸かすいわゆる追いだき機能や、
浴槽へ定量のお湯を自動的に注入するいわゆる自動お湯
張り機能、温水が循環することにより放熱する装置にお
湯を供給するいわゆる温水暖房機能等を複合して備える
場合がある。また、前述の給湯機能に関しても給湯機能
を向上させるため、水量又は風量を制御する弁、給水側
の温度検知器、前記熱交換器１３の出入り口を結ぶバイ
パス水路を持ちこの水路に温度検知器や弁を備えている
場合等がある。さらには、その他の装置として、水圧及
びガス圧、前記熱交換器１３等の炉内圧等を検知する圧
力検知手段や、安定した燃焼を継続していることを検知
するための燃焼排気ガスの検知手段等を備える場合もあ
る。

【００１１】図２は前記本発明の給湯装置１における制
御手段１６と全部又は一部が重複する給湯装置の直流電
源利用部品への直流電源供給装置の構成を説明してお
り、２は給湯装置１の直流電源利用部品への直流電源供
給装置、２１は電源用のトランスと整流器の組み合わせ
やスイッチング電源回路等を用いて交流１００Ｖの商用
電源を所定の電圧（電圧は用途によって異なるが５０Ｖ
〜５Ｖ程度の範囲の電圧）の直流定電源の供給機能を有
する直流電源部、２２は該直流電源部２１で供給される
直流定電源をスイッチング用トランジスタ、リレー、無
接点リレー等により供給又は遮断を行う電源切断部、２
３は該電源切断部２２に対して直流定電源の供給又は遮
断の指示をマイコンにより予めプログラムされ前記図１
の前記操作手段１７で操作・設定した給湯装置１の給湯
機能各状態に対応する制御を行う制御部で、少なくとも
該制御部は前記図１の制御手段１６に含まれる。２４は
前記直流電源部２１及び前記電源切断部２２の間に設け
られ前記直流電源部２１が前記電源切断部２２を介して
供給する直流定電源が所定以上の過電流となった場合に
保護する過電流保護部であり、該過電流保護部２４は三
端子レギュレータとしており、該三端子レギュレータの
場合は直流電源部２１より発生する直流電圧が変動して
も所定の電圧値に一定にするいわゆる定電圧にする機能
を有している。２５は駆動機構を持つことにより給湯装
置１の給湯機能に関与して該駆動機構を所定の状態にす
るため制御用として外部より直流定電源の供給が必要な
駆動部品、又は給湯装置１の任意の状態を検知するため
制御用として外部より直流定電源の供給が必要な監視部
品等である直流電源利用部品で、該直流電源利用部品２
５の駆動部品の例としては、送風機の駆動部である直流
電動機、風量又は水量等の流量制御の制御弁の駆動部で
ある直流電動機またはステッピング電動機等であり、監
視部品の例としては、水量検知手段や圧力検知手段等で
あり、何れも直流定電源の供給を受けていることにより
駆動部品又は監視部品としての機能を発揮する。

【００１２】図３は図２における直流電源利用部品２５
の内、監視部品の１つである図１の水量検知手段１４を
詳細に説明したもので。１４は水量検知手段、３１は該
水量検知手段１４の内部にあって水流によって回転する
水車、３２は該水車３１に連動して回転する永久磁石、
３３は該永久磁石３２の回転による磁界の変化を前記図
２の直流電源部１２より直流定電源の供給を受けること
によりパルスとして前記図１の制御手段１６に出力する
ホール素子よりなるパルス発生手段である。

【００１３】前述した図１、図２及び図３の説明に追加
して前記各図を併せた形で給湯装置１の動作について説
明する。水量検知手段１４は給湯装置１において流入す
る水の量を検知することで所定の量以上を検知すると加
熱手段１１で加熱を開始し、所定流量以下であれば加熱
手段１１の停止または加熱手段１１を起動させないもの
で、加熱手段１１の加熱開始及び停止以外にもその給湯
装置１を通過する流量を検知することで水温及び流量か
ら必要な加熱手段１１の加熱量を算出するいわゆるフィ
ードフォワード制御や、水量制御弁（図示せず）と組み
合わせて所定水量にする制御等を行うことができる。水
量検知手段１４の水量を検知する方法は給湯装置１の水
が流入する管又は流出する管の途中に設け、その通過す
る水流により水車３１を回転させ、水車３１と一体にな
って回転する永久磁石３２が起こす磁界の変化によりパ
ルス発生手段３３が水量に比例して発生する単位時間当
たりのパルスの数により水量を検知する仕組みとなって
いる。パルス発生手段３３のホール素子は給湯装置１に
水が流れれば加熱手段１１により加熱を開始する状態に
している必要があるので、常に直流電源部２１より直流
定電源の供給を受けている。しかしながら、給湯装置１
が商用電源ＡＣ１００Ｖに接続してあったとしても、給
湯装置１が使用する予定のない時まで前記水量検知手段
１４のパルス発生手段３３に直流定電源を供給するのは
待機時の消費電力を増加させることになるため、操作手
段１７に設けられた運転スイッチ（図示せず）が切って
ある時はパルス発生手段３３の直流定電源の供給を電源
切断部１２で遮断している。

【００１４】本発明は前述した給湯装置１の正常時の動
作に関するものではないので、次に異常が起きた場合等
の動作について説明する。水量検知手段１４のパルス発
生手段３３は給湯装置の直流電源利用部品への直流電源
供給装置２とのリード線等による接続部も含めて外部か
らの熱その他の影響により破損する場合がある。また、
水量検知手段１４に所定の直流定電源が供給されている
か否かやパルスが出力されているか否かを測定する給湯
装置１の修理等の人為的な場合において、直流定電源が
供給されている導電部がアース側と短絡すると直流電源
部より一気に過電流がアース側に流れることになる。そ
のため、電源切断部２２がスイッチング用トランジスタ
の場合は過電流により電源切断部２２が破損し、電源切
断部２２がリレー等の過電流に対して耐力を有している
場合は直流電源部２１が破損するかまたは、該直流電源
部２１より上流の部品が破損することとなる。しかしな
がら、過電流保護部２４を設けることにより直流電源部
２１の供給する直流定電源も、該直流定電源が通過する
電源切断部２４も過大な電流が流れる前に三端子レギュ
レータにより電流値が所定の値まで制限されることによ
り破損することはない。

【００１５】図４は本発明の図２に相当する別の実施例
であり、給湯装置全体を説明する図１及び水量検知手段
を説明する図３は同じ構成であるので説明を省略する。
よって、図４の給湯装置の直流電源利用部品への直流電
源供給装置の構成図中、４は給湯装置１の直流電源利用
部品への直流電源供給装置、４１は電源用のトランスと
整流器の組み合わせやスイッチング電源回路等を用いて
交流１００Ｖの商用電源を所定の電圧（電圧は用途によ
って異なるが５０Ｖ〜５Ｖ程度の範囲の電圧）の直流定
電源の供給機能を有する直流電源部、４２は該直流電源
部４１で供給される直流定電源をコントロール端子付三
端子レギュレータにより供給又は遮断、及び前記直流電
源部４１が供給する直流定電源が所定以上の過電流とな
った場合に保護する過電流保護付電源切断部で、前記コ
ントロール端子付三端子レギュレータの場合は直流電源
部４１より発生する直流電圧が変動しても所定の電圧値
に一定にするいわゆる定電圧にする機能を有している。
４３は該過電流保護付電源切断部４２に対して直流定電
源の供給又は遮断の指示をマイコンにより予めプログラ
ムされた給湯装置１の給湯機能各状態に対応する制御を
行う制御部、４５は駆動機構を持つことにより給湯装置
１の給湯機能に関与して該駆動機構を所定の状態にする
ため制御用として外部より直流定電源の供給が必要な駆
動部品、又は給湯装置の任意の状態を検知するために制
御用として外部より直流定電源の供給が必要な監視部品
等である直流電源利用部品で、該直流電源利用部品３５
の駆動部品の例としては、送風機の駆動部である直流電
動機、風量又は水量等の流量制御の制御弁の駆動部であ
る直流電動機またはステッピング電動機等であり、監視
部品の例としては、水量検知手段や圧力検知手段等であ
り、何れも直流定電源の供給を受けていることにより駆
動部品又は監視部品としての機能を発揮する。

【００１６】別の実施例図４においても正常時の動作に
ついては図１、図２及び図３を用いて説明したものと同
様であるので説明を省略し、次に異常が起きた場合等の
動作について説明する。水量検知手段１４のパルス発生
手段３３は給湯装置１の直流電源利用部品への直流電源
供給装置４とのリード線等による接続部も含めて外部か
らの熱その他の影響により破損する場合がある。また、
水量検知手段１４に所定の直流定電源が供給されている
か否かやパルスが出力されているか否かを測定する給湯
装置１の修理等の人為的な場合において、直流定電源が
供給されている導電部がアース側と短絡すると直流電源
部４１より一気に過電流がアース側に流れることにな
る。そのため、電源切断機能だけを持つスイッチング用
トランジスタの場合は過電流によりそれ自体が破損し、
リレー等の過電流に対して耐力を有している場合は直流
電源部４１が破損するか又は、該直流電源部４１より上
流の部品が破損することとなる。しかしながら、過電流
保護付電源切断部４２は電源切断機能だけでなく同時に
過電流保護機能を備えている三端子レギュレータとして
いるので、過大な電流が流れる前に該三端子レギュレー
タにより電流値が所定の値まで制限されることにより破
損することはない。

【００１７】以上のように実施の形態において給湯装置
の直流電源利用部品への直流電源供給装置は構成されて
いるので以下の作用を有する。ａ．請求項１において
は、直流電源利用部品またはその接続部において直流電
源利用部品自体の破損又は人為的にアース側に直流電源
が短絡した場合でも、過電流が流れないようにする作用
を有する。ｂ．請求項２においては、前記ａの作用に加
え、過電流保護部又は過電流保護付電源切断部を三端子
レギュレータとすることで、直流定電源からの電圧をよ
り一層安定して供給する作用を有する。

【００１９】

【発明の効果】本発明により、給湯装置の直流電源利用
部品への直流電源供給装置は過電流が流れないようにす
る作用を有するので電源切断部又は直流電源部が破損す
ることを防止する効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は給湯装置の模式図である。

【図２】図２は本発明の給湯装置の直流電源利用部品へ
の直流電源供給装置の構成図である。

【図３】図３は直流定電源の供給を受ける側の例として
の水量検出手段の説明図ある。

【図４】図４は給湯装置の直流電源利用部品への直流電
源供給装置の別の構成図である。

【図５】図５は従来の給湯装置の直流電源利用部品への
直流電源供給装置の構成図である。

【符号の説明】

１ 給湯装置 ２、４、５ 給湯装置の直流電源利用部品への直流電源
供給装置 １１ 加熱手段 １２ 送風手段 １３ 熱交換器 １４ 水量検知手段 １５ 温度検知手段 １６ 制御手段 １７ 操作手段 ２１、４１、５１ 直流電源部 ２２、５２ 電源切断部 ２３、４３、５３ 制御部 ２４ 過電流保護部 ２５、４５、５５ 直流電源利用部品 ３１ 水車 ３２ 永久磁石 ３３ パルス発生手段 ４２ 過電流保護付電源切断部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動機構を持つことにより給湯装置の給
   湯機能に関与して該駆動機構を所定の状態にする制御用
   として外部より直流定電源の供給が必要な駆動部品と、
   給湯装置の任意の状態を検知するための制御用として外
   部より直流定電源の供給が必要な監視部品と、予め定め
   られた給湯装置の状態により前記駆動部品及び前記監視
   部品にその制御用として直流定電源を供給しかつ任意に
   非供給にすることが可能な給湯装置の直流電源利用部品
   への直流電源供給装置において、前記給湯装置の直流電
   源利用部品への直流電源供給装置には前記駆動部品又は
   前記監視部品へ供給される直流電源の回路が短絡した場
   合に保護する過電流保護装置も併せて持つことを特徴と
   する給湯装置の直流電源利用部品への直流電源供給装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記過電流保護装置
   は三端子レギュレータを利用したものであることを特徴
   とする給湯装置の直流電源利用部品への直流電源供給装
   置。