JP2008116154A - 熱発生機器の安全装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱源供給制御手段であるガス比例弁の過熱を防止し、熱発生機器の安全性を向上させる。
【解決手段】ガス比例弁３へ電源を供給する第１のスイッチング素子１と、第１のスイッチング素子を制御する第１の制御回路２と、ガス比例弁の開度を制御する第２のスイッチング素子４と、第２のスイッチング素子を制御する第２の制御回路５と、ガス比例弁に流れる電流を検知する第３の制御回路６と、第１の制御回路と第２の制御回路と第３の制御回路を制御するマイコン７を備え、正常動作状態では流れることの無い電流がガス比例弁３に流れた際に、第３の制御回路６で検知し、第３の制御回路からの過電流信号をマイコン７が受け、第１の制御回路２へ第１のスイッチング素子１をオフする様にマイコンから信号が出力され、ガス比例弁３への電源供給を停止し、ガス比例弁の過熱を防止し、ガス比例弁の過熱時の安全性を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガスファンヒータ等の暖房機器、熱発生源のバーナにガス燃料の供給、停止を行う熱量制御手段の比例弁を搭載した熱発生機器であるガスファンヒータ、電気調理器等の安全装置に関するものである。

従来、この種の安全装置については、過熱する物体にサーミスタ素子を取付け、物体の温度が正常使用状態よりも高温に上昇したところで、安全回路を動作させ、前記物体への電源供給を停止していた（例えば、特許文献１参照）。
特開平５−４２７１０号公報

しかしながら、前記従来の技術では、正常使用状態の温度と異常高温の差がさほど無い場合、異常高温を検知する前に物体が過熱して機能が発揮できなくなる恐れがある。また、正常使用状態の温度と異常高温の差が大きく、物体の温度上昇が遅い場合に、異常高温を検知する前に物体は過熱して機能が発揮できなくなる恐れがある。また、物体の使用環境、形などの条件しだいではサーミスタが直接取り付けられない場合もある。

前記従来の技術の問題点に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、熱源供給制御手段の過熱を防止し、熱発生機器の安全性の向上を図ることにある。

上記課題を解決するために、本発明の熱発生機器の安全装置は、熱発生の元になる熱源の供給及び停止とその量を制御する熱源供給制御手段と、前記熱源供給制御手段への電源を供給する第１のスイッチング素子と、前記第１のスイッチング素子を制御する第１の制御回路と、前記熱源供給制御手段を制御し、通る熱源量を変える第２のスイッチング素子と、前記第２のスイッチング素子を制御する第２の制御回路と、前記熱源供給制御手段に流れる電流を検知する第３の制御回路と、前記第１の制御回路と第２の制御回路と第３の制御回路を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、正常動作状態では流れることのない過電流が熱源供給制御手段に流れた際に前記第３の制御回路が検知した前記過電流により、第１の制御回路へ第１のスイッチング素子をオフするように出力して前記熱源供給制御手段への電源供給を停止させることにより、熱源供給制御手段の過熱を防止し、例えば熱発生機器がガスファンヒータであればガス比例弁の過熱を防止し、安全性を向上させるものである。

本発明の熱発生機器の安全装置は、熱源供給制御手段に過電流が流れた際に制御手段により前記熱源供給制御手段への電源供給を停止するので、熱源供給制御手段の過熱を防止できるとともに、機器の安全性を向上させることができる。

第１の発明は、熱発生の元になる熱源の供給及び停止とその量を制御する熱源供給制御手段と、前記熱源供給制御手段への電源を供給する第１のスイッチング素子と、前記第１のスイッチング素子を制御する第１の制御回路と、前記熱源供給制御手段を制御し、通る熱源量を変える第２のスイッチング素子と、前記第２のスイッチング素子を制御する第２の制御回路と、前記熱源供給制御手段に流れる電流を検知する第３の制御回路と、前記第
１の制御回路と第２の制御回路と第３の制御回路を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、正常動作状態では流れることのない過電流が熱源供給制御手段に流れた際に前記第３の制御回路が検知した前記過電流により、第１の制御回路へ第１のスイッチング素子をオフするように出力して前記熱源供給制御手段への電源供給を停止させる熱発生機器の安全装置である。

これにより、制御手段は熱源供給制御手段に過電流が流れた際に前記熱源供給制御手段への電源供給を停止し、熱源供給制御手段の過熱を防止するとともに、機器の安全性を向上させる。

例えば、熱発生機器がガス比例弁搭載のガスファンヒータであれば、ガス比例弁に過電流が流れた際制御手段により前記ガス比例弁への電源供給を停止し、前記ガス比例弁の過熱を防止し機器の安全性を向上させる。

第２の発明は、特に、第１の発明の制御手段は、第２のスイッチング素子が短絡故障した際に、これを検知した第３の制御回路の出力を受けて熱源供給制御手段への電源供給を停止させる熱発生機器の安全装置であり、制御手段は第２のスイッチング素子が短絡故障したのを第３の制御回路が検知し、この検知信号を受けて熱源供給制御手段への電源供給を停止するので、熱源供給制御手段の過熱を防止するとともに、機器の安全性が向上する。

第３の発明は、特に、第１の発明の制御手段は、第２のスイッチング素子が短絡故障した際に、これを検知した第３の制御回路の出力により熱源供給制御手段への電源供給を停止させるとともに、それを報知する報知手段を備えた熱発生機器の安全装置であり、第２のスイッチング素子が短絡故障した際に第３の制御回路で検知し、熱源供給制御手段への電源供給を停止すると共に、それを報知するので、熱源供給制御手段の過熱防止および機器の安全性と、使い勝手の良さが向上する。

第４の発明は、特に、第１の発明の制御手段は、第２の制御回路が故障した際に、これを検知した第３の制御回路の出力により熱源供給制御手段への電源供給を停止する熱発生機器の安全装置であり、制御手段は第２の制御回路が故障した際に第３の制御回路で検知し、熱源供給制御手段への電源供給を停止し、熱源供給制御手段の過熱を防止するとともに、機器の安全性が向する。

第５の発明は、特に、第１の発明の制御手段は、第２の制御回路が故障した際に、これを検知した第３の制御回路の出力により熱源供給制御手段への電源供給を停止するとともに、これを報知する報知手段を備えた熱発生機器の安全装置であり、制御手段は第２の制御回路が故障した際に第３の制御回路で検知し、熱源供給制御手段への電源供給を停止し、報知手段がこれを報知するので、熱源供給制御手段の過熱防止および機器の安全性と、使い勝手の良さが向上する。

第６の発明は、特に、第１の発明において、第２のスイッチング素子が故障した際と、第２の制御回路が故障した際とでそれぞれ報知が異なる報知手段を備えた熱発生機器の安全装置であり、第２のスイッチング素子が故障した際と、第２の制御回路が故障した際とで、その報知がそれぞれ異なるので、熱源供給制御手段の過熱防止および機器の安全性と、サービス、メンテナンス作業の良さが向上する。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における熱発生機器の安全装置を示し、熱発生源のガスバーナにガス燃料の供給、停止を行う熱源供給制御手段であるガス比例弁を搭載した熱発生機器であるガスファンヒータの安全装置の例により構成図を示すものである。

図１は、ガスファンヒータのガス比例弁回路の駆動回路図を示したものである。ガスバーナ（図示せず）にガスを供給し、且つその流量も制御する熱源供給制御手段であるガス比例弁３の電源電圧は３０ＶＤＣである。そして、ガス比例弁３は、電流が流れている間は開弁状態で、ガス比例弁３に流れる電流量により、開度が可変し、電流が流れていない場合は閉弁状態となる。

また、通常状態での駆動回路の動作は、機器の運転スイッチ８が押されると、その信号を制御手段である、その周辺回路を含むマイクロコンピュータ（以下、マイコンという）７が受け、第１の制御回路２に駆動信号１０を出力する。マイコン７からの駆動信号１０を受けた第１の制御回路２は第１のスイッチング素子１をオンし、ガス比例弁３への電源電圧は３０ＶＤＣを印加する。マイコン７から第１の制御回路２に駆動信号１０を出力したタイミングから数ミリ秒遅れてマイコン７から第２の制御回路５へガスバーナの燃焼量による温度を変える温度温度調整信号１１を出力する。

マイコン７からの温度調整信号１１を受けた第２の制御回路５は、温度調整信号１１に準じた電流を第２のスイッチング素子４にパルス出力することにより、第２のスイッチング素子４でガス比例弁３に流れる電流を可変させる。このガス比例弁３に流れる電流調整により、ガス比例弁３の開度が調整され、ガスバーナの燃焼量が調整される。すなわち、ガスファンヒータの温度調整が行なわれる。なお、正常な回路状態では、最大燃焼状態でもガス比例弁３には、第２のスイッチング素子４が短絡状態になる程の電流は流れない。

このような動作をするものにあって、ガス比例弁３の巻き線状態が抵抗軽減方向に故障した場合、または第２のスイッチング素子４が短絡故障した場合に、ガス比例弁３には過電流が流れ、ガス比例弁３は過熱され回りの樹脂にも熱的影響を及ぼし、機器の異常温度上昇により重大な事故に繋がる恐れがある。

然るに本実施の形態では、正常燃焼状態では流れることの無い過電流がガス比例弁３に流れた際に、第３の制御回路６で分圧回路を用いて検出し、その検出された信号をマイコン７に予めインプットされているデータと比較し、過電流と判断した場合に、マイコン７から第１の制御回路２への駆動信号を停止し、第１のスイッチング素子１をオフすることにより、ガス比例弁３への電源供給を停止し、ガス比例弁３を閉状態とすることにより、ガスバーナへのガスの供給を停止し燃焼を停止する。

また、第２の制御回路５の故障により温度調整機能が不良になり、ガス比例弁３に過電流が流れる場合は、第２の制御回路５から第２のスイッチング素子４への信号がパルス信号ではなく、直流信号となる。そして、前記直流信号が第３の制御回路６を介してマイコン７に流れ、このマイコン７は通常のパルス信号か、異常時の直流信号かを監視しているので、前記と同じ様にガス比例弁３への電源供給を停止する。

また、上記したガス比例弁３の巻き線状態が抵抗軽減方向に故障した場合、または第２のスイッチング素子４が短絡故障した場合と、第２の制御回路５が故障にした場合とで、マイコン７により報知装置９からそれぞれ異なった報知をすることにより、故障箇所を明確にし、サービス・メンテナンス時に便利なようにしてある。

以上のように、本発明にかかる熱発生機器の安全装置は、熱源供給制御手段に過電流が流れた際に制御手段により前記熱源供給制御手段への電源供給を停止するので、熱源供給制御手段の過熱を防止するとともに、機器の安全性が向上するもので、正常使用状態の温度と異常高温の差がさほど無く、異常高温と検知する前に過熱し、重大事故になる恐れがある場合、また正常使用状態の温度と異常高温の差が大きく、物体の温度上昇が遅く、異常高温を検知する前に物体は過熱し、重大事故になる恐れがある場合、また物体の使用環境、形などの条件でサーミスタが直接取り付けられない場合に、第３の制御回路を設置し、電流で過熱状況を監視することにより、安全性を確保する用途に適用できる。

本発明の実施の形態１におけるガスファンヒータの安全装置の構成図

符号の説明

１ 第１のスイッチング素子
２ 第１の制御回路
３ ガス比例弁（熱源供給制御手段）
４ 第２のスイッチング素子
５ 第２の制御回路
６ 第３の制御回路
７ マイコン（制御手段）
９ 報知装置

Claims (6)

1. 熱発生の元になる熱源の供給及び停止とその量を制御する熱源供給制御手段と、前記熱源供給制御手段への電源を供給する第１のスイッチング素子と、前記第１のスイッチング素子を制御する第１の制御回路と、前記熱源供給制御手段を制御し、通る熱源量を変える第２のスイッチング素子と、前記第２のスイッチング素子を制御する第２の制御回路と、前記熱源供給制御手段に流れる電流を検知する第３の制御回路と、前記第１の制御回路と第２の制御回路と第３の制御回路を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、正常動作状態では流れることのない過電流が熱源供給制御手段に流れた際に前記第３の制御回路が検知した前記過電流により、第１の制御回路へ第１のスイッチング素子をオフするように出力して前記熱源供給制御手段への電源供給を停止させる熱発生機器の安全装置。
2. 制御手段は、第２のスイッチング素子が短絡故障した際に、これを検知した第３の制御回路の信号を受けて熱源供給制御手段への電源供給を停止させる請求項１記載の熱発生機器の安全装置。
3. 制御手段は、第２のスイッチング素子が短絡故障した際に、これを検知した第３の制御回路の出力により熱源供給制御手段への電源供給を停止させるとともに、それを報知する報知手段を備えた請求項１記載の熱発生機器の安全装置。
4. 制御手段は、第２の制御回路が故障した際に、これを検知した第３の制御回路の出力により熱源供給制御手段への電源供給を停止する請求項１記載の熱発生機器の安全装置。
5. 制御手段は、第２の制御回路が故障した際に、これを検知した第３の制御回路の出力により熱源供給制御手段への電源供給を停止するとともに、それを報知する報知手段を備えた請求項１記載の熱発生機器の安全装置。
6. 第２のスイッチング素子が故障した際と、第２の制御回路が故障した際とでそれぞれ報知が異なる報知手段を備えた請求項１記載の熱発生機器の安全装置。

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