JP2008298366A - 湯沸し器 - Google Patents

Abstract

【課題】燃焼加熱式の湯沸し器において、熱交熱電対への煤付着を検出できる湯沸し器を提供する。
【解決手段】燃焼運転ごとに所定のタイミングで熱交熱電対７の起電力を検出し、その値をコントローラ５に記憶させるとともに、検出された熱交熱電対７の起電力と上記コントローラ５に記憶された過去分の起電力データとを比較して、検出された起電力が過去分の起電力データに対して予め設定される所定の割合を超えて低下しているかを判断し、所定の割合を超えて低下していた場合には、熱交熱電対７への煤の付着があると判定して燃焼運転を禁止する。
【選択図】 図１

Description

この発明は湯沸し器に関し、より詳細には、燃焼加熱式の湯沸し器において熱交換器の閉塞を検出するために設けられる熱電対への煤の付着を検出する技術に関する。

従来、屋内に設置される給湯装置として、いわゆる自然給排気型の湯沸し器が提案されている。この種の湯沸し器は、給排気用の送風ファンを有さず、電源として乾電池を用いることができることから、台所や洗面所などお湯を必要とする場所の近傍に設置できる利点があり、簡易かつ安価な給湯装置として広く普及している。

図１(a)は、このような自然給排気型の湯沸し器の一例を示す概略構成図である。図示のように、この種の湯沸し器１は、バーナ２と、燃焼室３と、熱交換器４とを主要部として備え、入水管（図示せず）から供給される冷水を熱交換器４で加熱昇温して出湯管（図示せず）を介して出湯するように構成されている。なお、図において符号５は、湯沸し器１の各部を制御するコントローラである。

ところで、このような湯沸し器１においては、バーナ２の燃焼状態等を熱電対（温度に比例した起電力を生じる素子）を用いて検出するものが提案されている。具体的には、バーナ２の着火、断火、酸欠（不完全燃焼）を検出するための検出手段としてバーナ２の火炎形成位置に第１の熱電対（以下、バーナ熱電対）６を備えるとともに、熱交換器４の閉塞（フィン４ａの詰まり）を検出するための検出手段として燃焼室３に設けた小窓状の開口部３ａに臨んで第２の熱電対（以下、熱交熱電対）７を備えた湯沸かし器１が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

図６は、このように構成された湯沸かし器１における熱電対６，７の発生起電力と燃焼状態等との関係を示す説明図である。バーナ２での燃焼が正常である場合、図６(a)に示すように、バーナ熱電対６の起電力は、燃焼運転の開始後に急激に上昇し、一定の値（この値は湯沸し器の機種や燃焼能力により変わる）まで上昇した後に上記一定値付近で安定する。これは、燃焼運転の開始とともにバーナ熱電対６がバーナ２の火炎Ｆにさらされて急激に加熱され起電力が上昇する一方、火炎Ｆの温度付近まで加熱されると発生する起電力が安定するからである。

一方、熱交熱電対７の起電力は、熱交換器４に閉塞がなければ（換言すれば、熱交換器４のフィン４ａが煤などで目詰まりしていなければ）、燃焼運転の開始後に僅かに上昇し、その後低いレベルで安定する。これは、熱交換器４に閉塞がなければ、燃焼運転の開始とともに加熱昇温される燃焼室３内の空気の殆どが燃焼室３の上方（熱交換器４側）に抜け出ることから燃焼室３の開口部３ａから外部に流出する熱風は少なく、熱交熱電対７は殆ど加熱されないからである。

これに対して、バーナ２が酸欠状態になると、図６(b)に示すように、上記一定値に安定していたバーナ熱電対６の起電力が酸欠状態の進行に追随して徐々に低下する。これは、酸欠状態に陥るとバーナ２の火炎Ｆが延び、バーナ熱電対６が火炎Ｆによって十分に加熱されなくなるからである。また、熱交換器４が閉塞している場合には、図６(c)に示すように、燃焼運転の開始に伴って熱交熱電対７の起電力が上記正常燃焼時の低いレベルで安定せずに徐々に上昇する。これは、熱交換器４が閉塞状態にあると、燃焼室３内の加熱された空気の多くが燃焼室３の開口部３ａから噴き出して熱交熱電対７が加熱されるからである。

従来の湯沸かし器１においては、このような熱電対６，７の起電力をコントローラ５で監視することによってバーナ２の燃焼状態等を検出するが、その検出は、バーナ２の燃焼が安定するのを待って（たとえば、燃焼運転の開始から一定時間（数十秒程度）が経過するのを待って）、各熱電対６，７の起電力を検出することにより行なわれている。そして、バーナ熱電対６の起電力が予め設定された所定値Ａ（図６(b)参照）を下回っていた場合には酸欠状態にあると判断してバーナ２の燃焼を停止させる処理を実行する一方、熱交熱電対７の起電力が予め設定された所定値（閉塞状態検知閾値）Ｂを上回っていた場合には熱交換器４が閉塞していると判断してバーナ２の燃焼を停止させる処理を実行している。
特開平２０００−１８５８０号公報

しかしながら、このような従来の構成では以下のような問題があり、その改善が望まれていた。

すなわち、従来の構成では、燃焼運転の開始から熱電対６，７による燃焼状態等の検出までに数十秒程度の時間差があるため、バーナ２が燃焼不良（不完全燃焼等）の状態にあっても毎回（燃焼運転ごとに）数十秒程度の使用が可能であった。このような燃焼不良の状態を繰り返すと燃焼によって発生した煤が熱交熱電対７に付着することとなり、付着した煤によって熱交熱電対７は実際の温度よりも温度を低く検出し、熱交換器４の閉塞があってもそれを検出できなくなるという事態が生じ得る。

図７は、熱交熱電対７の起電力と湯沸し器の使用回数（燃焼運転の回数）との関係を示す説明図である。この図を用いて説明すると、熱交換器４の閉塞のみが進行している場合（熱交熱電対７への煤付着はないと仮定した場合）は、図７(a)に示すように、燃焼運転ごとに検出される熱交熱電対７の起電力は徐々に上昇するが、熱交熱電対７への煤付着のみが進行している場合（熱交換器４の閉塞はないと仮定した場合）には、図７(b)に示すように、熱交熱電対７の起電力は燃焼運転ごとに徐々に低下する。

そのため、熱交換器４の閉塞の進行が熱交熱電対７への煤付着の進行よりも早ければ、燃焼運転ごとの熱交熱電対７の起電力は、図７(c)に示すように、燃焼運転を繰り返すことによって緩やかに上昇し、最終的には閉塞状態検知閾値Ｂを上回ることとなって熱交換器４の閉塞を検出することができるが、その反対に、熱交換器４の閉塞の進行よりも熱交熱電対７への煤付着の進行が早ければ、図７(d)に示すように、燃焼運転を繰り返しても熱交熱電対７の起電力は徐々に低下するので閉塞状態検知閾値Ｂを上回ることがなく、その結果、熱交換器４の閉塞を検出できない事態が生じる。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、燃焼加熱式の湯沸し器において、熱交熱電対への煤付着を検出できる湯沸し器を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の湯沸し器は、燃焼室の胴体部に設けられた開口部に臨んで熱電対が配設され、この熱電対の起電力を検出することにより熱交換器の閉塞を検出するように構成された燃焼加熱式の湯沸かし器において、制御手段と記憶手段とを備え、上記制御手段は、燃焼運転ごとに所定のタイミングで上記熱電対の起電力を検出して上記記憶手段に記憶させる第１の制御構成と、燃焼運転ごとに上記所定のタイミングで検出される熱電対の起電力と上記記憶手段に記憶された過去分の起電力データとを比較して、検出された起電力が過去分の起電力データに対して予め設定される所定の割合を超えて低下している場合には燃焼運転を禁止する処理を実行する第２の制御構成とを有することを特徴とする。

すなわち、請求項１に記載の湯沸し器では、燃焼運転ごとに所定のタイミングで熱電対（熱交熱電対）の起電力を記憶手段に記憶させる。そして、燃焼運転ごとに検出される熱交熱電対の起電力と上記記憶手段に記憶された過去分の起電力データとを比較して、検出された起電力が過去分の起電力データに対して予め設定される所定の割合を超えて低下しているかを判定することで熱交熱電対への煤の付着があるか否かを判断する。そして、上記所定の割合を超えて低下している場合には煤付着があるとして燃焼運転を禁止する。

そのため、本発明によれば、熱交熱電対の起電力が上記閉塞状態検知閾値Ｂに達しない場合であっても、熱交熱電対への煤付着が検出されることによって燃焼運転が禁止される。これにより、熱交熱電対に煤が付着した状態、つまり、熱交換器の閉塞を検出できない状態にある時には燃焼運転ができないので、危険な状態で湯沸かし器が使用されることを回避することができる。

また、請求項２に記載の湯沸し器は、請求項１記載の湯沸し器において、上記所定のタイミングが燃焼運転開始から一定時間が経過した時点に設定される。つまり、この一定時間を適時に設定することにより、バーナの燃焼状態が安定するタイミング（より具体的には熱交熱電対の出力（起電力）が安定するであろうタイミング）で熱交熱電対の煤付着の判定を行なうことができる。

また、請求項３に記載の湯沸し器は、請求項１または２記載の湯沸し器において、上記制御手段は、上記第２の制御構成における過去分の起電力データとして、所定回数前の燃焼運転の際に記憶した起電力データを用いることを特徴とする。すなわち、燃焼運転の際に比較する過去分の起電力データとして直近の燃焼運転の際のデータだけでなくそれ以前（たとえば数回前に行なわれた燃焼運転の際）のデータを用いることで、熱交熱電対への煤の付着が緩やかに進行しているような場合でも、熱交熱電対の起電力の低下を確実に捉えることができるようになる。

また、請求項４に記載の湯沸し器は、請求項１から３のいずれかに記載の湯沸し器において、上記制御手段は、燃焼運転ごとに上記所定のタイミングで検出される熱電対の起電力と上記記憶手段に記憶された過去分の起電力データのうちの最大値とを比較して、検出された起電力が上記過去分の最大値から予め定めた所定値を超えて低下している場合には燃焼運転を禁止する処理を実行する第３の制御構成を有することを特徴とする。

すなわち、請求項４に記載の湯沸し器によれば、記憶手段に記憶された過去分の起電力データのうちの最大値との比較で熱交熱電対への煤付着の有無が判断されるので、熱交熱電対への煤の付着が極めて緩やかに進行している場合であっても熱交熱電対の起電力の低下を捉えることができる。

また、請求項５に記載の湯沸し器は、燃焼室の胴体部に設けられた開口部に臨んで熱電対が配設され、この熱電対の起電力を検出することにより熱交換器の閉塞を検出するように構成された燃焼加熱式の湯沸かし器において、制御手段と記憶手段とを備え、上記制御手段は、燃焼運転時に上記熱電対の起電力を検出してその起電力が安定したときの最大値を最大安定起電力として上記記憶手段に記憶させるステップと、上記最大安定起電力よりも低いポイントで起電力の低下判定閾値を設定するステップと、燃焼運転中に検出される起電力と上記低下判定閾値とを比較して、上記低下判定閾値を下回る電力分から上記低下判定閾値を上回る電力分を減算して燃焼運転ごとに低下判定閾値を下回る電力分の総量を求め、燃焼運転停止時にこの総量を上記記憶手段に積算記憶させるステップと、上記記憶手段に積算記憶された積算値が予め設定した所定値を超えた場合に燃焼運転を禁止するステップとを制御構成として備えることを特徴とする。

すなわち、請求項５に記載の湯沸し器によれば、制御手段は、燃焼運転時に熱電対（熱交熱電対）の起電力を検出してその起電力が安定したときの最大値を最大安定起電力として上記記憶手段に記憶させるとともに、この最大安定起電力よりも低いポイント（たとえば最大安定起電力のｘパーセント）に起電力の低下判定閾値を設定する。そして、燃焼運転中に検出される起電力と低下判定閾値とを比較して、上記低下判定閾値を下回る電力分から上記低下判定閾値を上回る電力分を減算して燃焼運転ごとに低下判定閾値を下回る電力分の総量を求め、燃焼運転停止時にこの総量を上記記憶手段に積算記憶させる。そして、このようにして記憶手段に積算記憶された積算値が予め設定した所定値を超えた場合には熱交熱電対に煤付着があると判断して燃焼運転を禁止する。つまり、本発明では、一回の燃焼運転中における熱交熱電対の起電力の変化を総合的に監視して熱交熱電対への煤付着の検出を行うので、エアコンや窓からの突風によって一時的に熱交熱電対の起電力が低下したような場合に誤って煤付着と判断することを防止でき、熱交熱電対の煤付着を正確に検出することができる。

また、請求項６に記載の湯沸し器は、請求項１から５のいずれかに記載の湯沸し器において、上記燃焼室の開口部に煤を付着させるための通気性を有するフィルタを設けたことを特徴とする。すなわち、この場合、燃焼室の開口部と熱交熱電対との間に通気性のあるフィルタが介装されるので、燃焼室の開口部から噴き出す煤はこのフィルタに付着する。そのため、熱交熱電対の起電力の低下が促進され、煤付着の検出を容易に行なうことができる。

また、請求項７に記載の湯沸かし器は、請求項１から６のいずれかに記載の湯沸し器において、上記記憶手段として不揮発性の記憶装置が用いられることを特徴とする。そのため、この発明によれば、湯沸かし器の電源として乾電池が用いられている場合でも電池交換等によってデータが失われることがないので、熱交熱電対への煤付着を確実に検出できる。

さらに、請求項８に記載の湯沸かし器は、請求項１から７のいずれかに記載の湯沸し器において、上記制御手段が上記燃焼運転を禁止する処理を実行する際に、上記熱電対が異常である旨または熱電対に煤が付着した旨を報知する報知手段を備えたことを特徴とする。これにより、湯沸かし器のユーザは燃焼運転が禁止された原因を容易に知ることができる。

請求項１に記載の発明によれば、燃焼運転ごとに所定のタイミングで熱電対の起電力が記憶手段に記憶されるとともに、燃焼運転ごとに検出された熱電対の起電力と記憶手段に記憶された過去分の起電力データとが比較され、検出された起電力が過去分の起電力データに対して予め設定される所定の割合を超えて低下している場合には燃焼運転が禁止されることから、熱電対に煤が付着した場合には燃焼運転が禁止されるので、危険な状態（熱交換器の閉塞を検出できない状態）で燃焼運転が行なわれることが回避され、安全な湯沸かし器を提供できる。

請求項２に記載の発明によれば、バーナの燃焼状態が安定するタイミング（より具体的には熱交熱電対の出力（起電力）が安定するであろうタイミング）に合わせて熱電対の煤付着の判定を行なうことができるので、煤付着の判定をより正確に行なうことができる。

請求項３に記載の発明によれば、燃焼運転時に検出される熱電対の起電力と比較する過去分の起電力データとして、所定回数前の燃焼運転の際に記憶した起電力データを用いるので、熱交熱電対への煤の付着が緩やかに進行しているような場合であっても、熱電対の起電力の低下を確実に捉えることができる。

請求項４に記載の発明によれば、燃焼運転ごとに検出される熱電対の起電力と記憶手段に記憶された過去分の起電力データのうちの最大値とを比較して煤付着の有無を判断するので、熱交熱電対への煤の付着が極めて緩やかに進行している場合であっても熱電対の起電力の低下を捉えることができる。

請求項５に記載の発明によれば、燃焼運転時における熱電対の起電力が安定したときの最大値（最大安定起電力）よりも低いポイントで低下判定閾値が設定され、燃焼運転中に検出される起電力がこの低下判定閾値を下回った電力分の総量を求め、燃焼運転停止時にこの総量を上記記憶手段に積算記憶させ、この積算値が予め設定した所定値を超えた場合に熱交熱電対に煤付着があると判断して燃焼運転を禁止するので、エアコンや窓からの突風などによって一時的に熱電対の起電力が低下したような場合に誤って煤付着と判断することを防止でき、熱電対の煤付着を正確に検出することができる。

請求項６に記載の発明によれば、燃焼室の開口部に煤を付着させるための通気性を有するフィルタが設けられることにより、燃焼室の開口部から噴き出した煤がこのフィルタに付着するため、熱電対の起電力の低下が促進され、煤付着の検出をより際立たせることができ煤付着の検出が容易になる。

請求項７に記載の発明によれば、上記記憶手段として不揮発性の記憶装置が用いられるので、湯沸かし器の電源として乾電池が用いられている場合であっても電池交換等によってデータが失われることがないので、熱電対への煤付着を確実に検出できる。

請求項８に記載の発明によれば、上記制御手段が上記燃焼運転を禁止する処理を実行する際に、上記熱電対が異常である旨または熱電対に煤が付着した旨を報知する報知手段を備えることから、ユーザは燃焼運転が禁止された原因を容易に知ることができ、熱電対の煤の除去等の対応を迅速に行なうことができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明に係る湯沸し器１は、図１に示したのと同様の構成を備えた自然給排気型の湯沸し器であって、バーナ２と、燃焼室３と、熱交換器４とを主要部として備え、入水管（図示せず）から供給される冷水を熱交換器４で加熱昇温して出湯管（図示せず）を介して出湯するように構成されている。

そして、湯沸し器１の内部に各部を制御するコントローラ５が備えられている。ここで、本実施形態に示すコントローラ５においては、制御用のプログラムを搭載した図示しないマイコン（制御手段）と、後述する起電力データ等を記憶するための記憶装置（図示せず）とを有してなり、電源には乾電池（図示せず）が用いられている。より具体的には、上記マイコンは、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭなどを備えた周知の構成を備え、上記記憶装置にはＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性のメモリが用いられている。

また、バーナ２の火炎形成位置には、着火、断火、酸欠（不完全燃焼）を検出するためのバーナ熱電対６が備えられ、さらに、燃焼室３の胴体部に設けられた小窓状の開口部３ａに臨んで熱交換器４の閉塞を検出するための熱交熱電対（熱電対）７が備えられる点及びこれら熱電対６，７で検出される起電力をコントローラ５（具体的には上記マイコン）で監視し、バーナ２が酸欠状態にあるときや、熱交換器４が閉塞状態にあるときに燃焼運転を停止させる点は上述した従来の湯沸し器と同様である。

なお、燃焼室３の胴体部に設けられる開口部３ａは、図１(a)に示す例では燃焼室３の上部に設けられているが燃焼室３の中ほどに設けても良く、また、開口部３ａの形状も図示のような矩形の開口に限らず適宜変更可能である。

本発明は、このように構成された湯沸し器１において、上記熱交熱電対７に対する煤や埃などの付着を以下のようにして検出している。

実施形態１
図２は、バーナ２が燃焼不良の状態で繰り返し燃焼運転が行なわれたときの熱交熱電対７の起電力と湯沸し器１の使用回数（燃焼運転の回数）との関係の一例を示す説明図である。なお、この図２に示す熱交熱電対７の起電力は、コントローラ５が燃焼運転ごとに予め定められた所定のタイミング（具体的には、コントローラ５が燃焼運転の開始を指示してから燃焼が安定するまでに必要な時間として機種ごとに予め設定された一定時間が経過した時点）で検出された値を示している。

ところで、上述したように熱交熱電対７に対する煤等の付着が進行すると、燃焼運転ごとの熱交熱電対７の起電力を図示すると、図２(a)に示すように、起電力を示すラインに下り勾配を生じる。本実施形態では、コントローラ５がこの下り勾配を検出した場合に熱交熱電対７に煤等の付着があるとコントローラ５が判定するように構成される。

具体的には、このような判定を行なうために、コントローラ５のマイコンには以下のような制御を実行する制御プログラムが搭載される。

まず、コントローラ５は、燃焼運転ごとに上述した所定のタイミングで熱交熱電対７の起電力を検出して上記記憶手段に記憶させる。

その一方、コントローラ５は、燃焼運転ごとに上記所定のタイミングで検出される熱交熱電対７の起電力と上記記憶手段に記憶された過去分の起電力（起電力データ）とを比較して、検出された起電力が過去分の起電力データに対して予め設定される所定の割合αを超えて低下しているか否かを判断する。つまり、図２(a)に示すように、コントローラ５のマイコンが図に示す（ｂ／ａ）の演算を行い、その結果得られた値が上記所定の割合αより大きいか否か（つまり、α＜（ｂ／ａ））の判断を行なう。

なお、ここで上記判断における「ａ」を如何に設定するか、換言すれば、過去分の起電力データとしていつ行なわれた燃焼運転の起電力データを用いるかは、適宜設定可能である。たとえば、直前（つまり１回前）の燃焼運転における起電力データを用いてもよいことは勿論のこと、数回前の燃焼運転の起電力データを用いてもよい。つまり、上記過去分の起電力データとしては、所定回数前の燃焼運転の際に記憶した起電力データを用いることができる。

そして、この判断の結果、上記所定の割合αを超えて熱交熱電対７の起電力が低下していると判定した場合（α＜（ｂ／ａ）の条件を満たす場合）には、コントローラ５は、熱交熱電対７に煤等の付着があると判定し、燃焼運転を禁止する処理を実行する。

なお、この燃焼運転の禁止処理は、燃焼運転を停止させるだけでなく、ユーザが燃焼運転開始の操作をしても燃焼運転が行なわれないようにするものであり、この燃焼運転の禁止処理は、コントローラ５に対する所定の操作（たとえば、所定のコネクタをショートさせる操作や所定のスイッチ操作など）がなされない限り解除されないように構成される。また、この燃焼運転の禁止処理は、上記不揮発性のメモリからなる記憶手段にも記憶するように構成され、電源となる乾電池を抜いただけでは解除されないように構成される。

また、この燃焼運転の禁止処理に関連して、湯沸し器１に目視または聴取により確認可能な報知手段（たとえば、表示手段や音声等の出力手段など）を設けておき、コントローラ５が上述した燃焼運転の禁止処理を実行した際には、この報知手段を通じて熱交熱電対７が異常である旨または熱交熱電対７に煤が付着した旨が報知されるように構成しておくことができる。

このように、本実施形態においては、燃焼運転ごとに検出される熱交熱電対７の起電力の下り勾配を捉えて熱交熱電対７への煤等の付着を判定するので、たとえば、熱交熱電対７の起電力に下限値を設定して煤付着を検出しようとした場合には検出できないような煤付着（図２(b)に示すように、熱交熱電対７の起電力が燃焼運転ごとに上下するような場合）についても（煤付着と同時に熱交換器４の閉塞が進行することがあっても）、熱交熱電対７に対する煤等の付着を容易に検出することができる。

実施形態２
次に、本発明の第２の実施形態を図３に基づいて説明する。この第２の実施形態に示す制御は、上述した実施形態１に示す制御の改変例であって、具体的には、上記実施形態１の制御とともに実行される制御である。

すなわち、上述した実施形態１の制御のみでは、たとえば、燃焼運転ごとに検出される熱交熱電対７の起電力の下り勾配が緩やかで、上述した所定の割合αを超えない場合には熱交熱電対７への煤等の付着が検出されない場合が生じ得る。本実施形態は、このように緩やかな下り勾配を呈する場合においても熱交熱電対７の煤等の付着を検出できるように、コントローラ５のマイコンには以下のような内容の制御プログラムが付加されている。

本実施形態の制御では、コントローラ５は、燃焼運転ごとに上記所定のタイミングで検出される熱電対の起電力と上記記憶手段に記憶された過去分の起電力データのうちの最大値とを比較して、検出された起電力が上記過去分の最大値から予め定めた所定値を超えて低下している場合には燃焼運転を禁止する処理を実行する第３の制御構成を有する。

まず、コントローラ５が燃焼運転ごとに上述した所定のタイミングで熱交熱電対７の起電力を検出して上記記憶手段に記憶させる点は上記実施形態１と共通する。したがって、この手順は実施形態１の制御プログラムにおける手順を利用する。

そして、コントローラ５は、燃焼運転ごとに上記所定のタイミングで検出される熱交熱電対７の起電力と上記記憶手段に記憶された過去分の起電力データのうちの最大値とを比較して、検出された起電力が過去分の最大値から予め定めた所定値βを超えて低下しているか否かを判断する。つまり、図３に示すように過去分の起電力データの最大値と検出された起電力の差がｃであるとした場合、コントローラ５では（β＜ｃ）の判断を行なう。

そして、この判断の結果、上記所定値βを超えて熱交熱電対７の起電力が低下していると判定した場合（β＜ｃの条件を満たす場合）には、コントローラ５は、熱交熱電対７に煤等の付着があると判定し、上記実施形態１と同様に燃焼運転を禁止する処理を実行する。

なお、この燃焼運転の禁止処理の内容やその解除方法、さらにはその報知の態様等については上記実施形態１と同様であるので説明を省略する。

このように、本実施形態においては、燃焼運転ごとに検出される熱交熱電対７の起電力を過去分の最大値と比較してその低下幅により熱交熱電対７への煤等の付着を判定するので、仮に、燃焼運転ごとに検出される熱交熱電対７の起電力の下り勾配が上述した所定の割合αを超えない程度の緩やかなものであったとしても熱交熱電対７への煤等の付着を検出することができる。

実施形態３
次に、本発明の第３の実施形態を図４に基づいて説明する。この第３の実施形態に示す制御は、熱交熱電対７への煤等の付着を検出するにあたり、燃焼運転が開始されてから燃焼運転が停止するまでの間（換言すれば一度の燃焼運転の間）における熱交熱電対７の起電力の変化に基づいて熱交熱電対７への煤等の付着の有無を検出するものである。

具体的には、この第３の実施形態では、コントローラ５のマイコンには以下のような制御を実行する制御プログラムが搭載される。

すなわち、燃焼運転が開始されると、コントローラ５は、熱交熱電対７の起電力を検出してその起電力が安定したときの最大値を最大安定起電力として上記記憶手段に記憶させる。たとえば、熱交熱電対７の起電力が図４に示すように変化している場合には、時間ｔで示すときに検出された起電力ｄが最大安定起電力となる。

そして、最大安定起電力が決まると、次にコントローラ５は、この最大安定起電力よりも低いポイント（具体的には、最大安定起電力に対してｘパーセント、ただしｘは湯沸かし器の機種に応じて決定される）で起電力の低下判定閾値を設定する。

そして、燃焼運転中に検出される起電力と上記低下判定閾値とを比較して、上記低下判定閾値を下回る電力分から上記低下判定閾値を上回る電力分を減算して燃焼運転ごとに低下判定閾値を下回る電力分の総量を求める。つまり、図４における低下判定閾値を下回る部分の面積から上回る部分の面積を減算する演算が行なわれる。その際、演算結果の下限は「０」とされ、負の値はすべて「０」として扱う。

このようにして、燃焼運転中における熱交熱電対７の起電力と上記低下判定閾値との比較・演算が行なわれ、燃焼運転が停止すると、その時にこの演算によって求めた総量が上記記憶手段に積算記憶させる。つまり、燃焼運転が停止した際に得られた上記総量が、これまでの燃焼運転によって記憶手段に記憶されている過去分の値に加算・記憶される。

このように燃焼運転ごとに積算・記憶される総量の積算値が、予め設定した所定値γを超えると、コントローラ５は、熱交熱電対７に煤等の付着があると判定し、燃焼運転を禁止する処理を実行する。

なお、この燃焼運転の禁止処理の内容やその解除方法、さらにはその報知の態様等については上記実施形態１及び２と同様であるので説明を省略する。

このように、本実施形態においては、燃焼運転中における熱交熱電対７の起電力の変化を総合して熱交熱電対７への煤等の付着を判定するので、仮に、燃焼運転中にエアコンや窓からの突風によって熱交熱電対７の起電力が一時的に下がったとしても、それによって誤って熱交熱電対７への煤等の付着と判断することが回避される。

実施形態４
次に、本発明の第４の実施形態を図５に基づいて説明する。この第４の実施形態は、上記燃焼室３の開口部３ａに煤を付着させるためのフィルタ８を設けるものであり、上述した実施形態１ないし３のいずれかと組み合わせて用いられる。

すなわち、上述した実施形態１乃至３に示す湯沸かし器１は、いずれも熱交熱電対７に煤等が付着することによって熱交熱電対７の起電力が低下すること（換言すれば、煤等の付着によって熱交熱電対７の加熱が妨げられる状態）を検出するものであるところ、本実施形態は、上記燃焼室３の開口部３ａにフィルタ８を設けることによって開口部３ａから噴き出す煤等をこのフィルタ８で捕捉するようにし、これによって開口部３ａから噴き出す熱風が熱交熱電対７に当たりにくい状態（つまり、煤等によって熱交熱電対７の加熱が妨げられる状態）を積極的に作り出し、熱交熱電対７の起電力の低下をより顕著に生じさせるものである。

ここで、上記フィルタ８として、図５では網状のフィルタ８を示したが、このフィルタ８は通気性を有し、かつ煤等の付着を促進する構造であれば、たとえば格子状のフィルタや、布状・綿状のフィルタなど他の形態のフィルタを用いてもよい。

そして、このようなフィルタ８を上記開口部３ａに装着することにより、燃焼不良等で煤等が発生した場合には、発生した煤等がこのフィルタ８に捕捉されるので、熱交熱電対７の起電力の低下が顕著に現れ、上記実施形態１ないし３に示すいずれの制御を用いた場合でも熱交熱電対７への煤等の付着の判定をより容易に行なうことができるようになる。

なお、上述した実施形態はあくまでも本発明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれらに限定されることなくその範囲内で種々の設計変更が可能である。

たとえば、上述した実施形態では、バーナ２の着火、断火、酸欠（不完全燃焼）を検出するための検出手段としてバーナ熱電対６を備えた湯沸し器について説明したが、本発明は熱交熱電対７の起電力の検出が可能な湯沸かし器であればよく、バーナ２の着火、断火、酸欠（不完全燃焼）を検出するための検出手段としてバーナ熱電対６以外の検出手段（たとえば、フレームロッドなど）を備える湯沸かし器にも適用可能である。

また、上述した実施形態では、コントローラ５の電源として乾電池を用いる場合を示したが、乾電池以外の電源（たとえば、商用電源）に基づいて動作するように構成されていてもよい。

また、上述した実施形態では、熱交熱電対７の煤付着の検出を行なう際のバーナ２の燃焼能力については特に示していないが、燃焼能力が一定の条件の際に熱交熱電対７の起電力を検出・記憶するように構成するか、あるいは燃焼能力ごとに熱交熱電対７の起電力を検出・記憶するように構成し、同一の燃焼能力についてのデータに基づいて煤付着の判定を行なうのは勿論である。

本発明を適用した湯沸かし器の説明図であって、図１(a)は、自然給排気型の湯沸し器の概略構成の一例を示しており、図１(b)は同湯沸かし器において熱交換器の閉塞を検出するための熱電対の配置状態を示している。 同湯沸し器において、燃焼不良の状態で繰り返し燃焼運転が行なわれたときの熱交熱電対の起電力と湯沸し器の使用回数（燃焼運転の回数）との関係の一例を示す説明図であり、図２(a)は実施形態１に示す熱交熱電対の煤付着の検出手順を示し、図２(b)は起電力の下限値を設定して煤付着の検出を行なう場合を示している。 同湯沸し器において、燃焼不良の状態で繰り返し燃焼運転が行なわれたときの熱交熱電対の起電力と湯沸し器の使用回数（燃焼運転の回数）との関係の一例を示す説明図であり、特に実施形態２に示す熱交熱電対の煤付着の検出手順を示している。 同湯沸し器において、燃焼不良の状態で燃焼運転が行なわれたときの熱交熱電対の起電力と時間との関係の一例を示す説明図であり、特に実施形態３に示す熱交熱電対の煤付着の検出手順を示している。 同湯沸し器において、燃焼室の開口部にフィルタを設けた状態を説明する説明図である。 バーナ熱電対と熱交熱電対の発生起電力と燃焼状態等との関係を示す説明図である。 熱交熱電対の起電力と湯沸し器の使用回数（燃焼運転の回数）との関係を示す説明図である。

符号の説明

１ 湯沸し器
２ バーナ
３ 燃焼室
３ａ 開口部
４ 熱交換器
５ コントローラ
６ バーナ熱電対
７ 熱交熱電対（熱電対）

Claims (8)

1. 燃焼室の胴体部に設けられた開口部に臨んで熱電対が配設され、この熱電対の起電力を検出することにより熱交換器の閉塞を検出するように構成された燃焼加熱式の湯沸かし器において、
   制御手段と記憶手段とを備え、
   前記制御手段は、燃焼運転ごとに所定のタイミングで前記熱電対の起電力を検出して前記記憶手段に記憶させる第１の制御構成と、燃焼運転ごとに前記所定のタイミングで検出される熱電対の起電力と前記記憶手段に記憶された過去分の起電力データとを比較して、検出された起電力が過去分の起電力データに対して予め設定される所定の割合を超えて低下している場合には燃焼運転を禁止する処理を実行する第２の制御構成とを有する
   ことを特徴とする湯沸し器。
2. 前記所定のタイミングが、燃焼運転の開始から一定時間が経過した時点に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の湯沸し器。
3. 前記制御手段は、前記第２の制御構成における過去分の起電力データとして、所定回数前の燃焼運転の際に記憶した起電力データを用いることを特徴とする請求項１または２に記載の湯沸し器。
4. 前記制御手段は、燃焼運転ごとに前記所定のタイミングで検出される熱電対の起電力と前記記憶手段に記憶された過去分の起電力データのうちの最大値とを比較して、検出された起電力が前記過去分の最大値から予め定めた所定値を超えて低下している場合には燃焼運転を禁止する処理を実行する第３の制御構成を有する
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の湯沸し器。
5. 燃焼室の胴体部に設けられた開口部に臨んで熱電対が配設され、この熱電対の起電力を検出することにより熱交換器の閉塞を検出するように構成された燃焼加熱式の湯沸かし器において、
   制御手段と記憶手段とを備え、
   前記制御手段は、燃焼運転時に前記熱電対の起電力を検出してその起電力が安定したときの最大値を最大安定起電力として前記記憶手段に記憶させるステップと、
   前記最大安定起電力よりも低いポイントで起電力の低下判定閾値を設定するステップと、
   燃焼運転中に検出される起電力と前記低下判定閾値とを比較して、前記低下判定閾値を下回る電力分から前記低下判定閾値を上回る電力分を減算して燃焼運転ごとに低下判定閾値を下回る電力分の総量を求め、燃焼運転停止時にこの総量を前記記憶手段に積算記憶させるステップと、
   前記記憶手段に積算記憶された積算値が予め設定した所定値を超えた場合に燃焼運転を禁止するステップとを制御構成として備える
   ことを特徴とする湯沸し器。
6. 前記燃焼室の開口部に煤を付着させるための通気性を有するフィルタを設けたことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の湯沸し器。
7. 前記記憶手段として、不揮発性の記憶装置が用いられることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の湯沸し器。
8. 請求項１から７のいずれかに記載の湯沸し器であって、前記制御手段は前記燃焼運転を禁止する処理を実行する際に、前記熱電対が異常である旨または熱電対に煤が付着した旨を報知する報知手段を備えたことを特徴とする湯沸かし器。
   

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