JP3554430B2

JP3554430B2 - 燃焼器具の温度検出回路

Info

Publication number: JP3554430B2
Application number: JP4540396A
Authority: JP
Inventors: 智彦加藤
Original assignee: パロマ工業株式会社
Priority date: 1996-02-07
Filing date: 1996-02-07
Publication date: 2004-08-18
Anticipated expiration: 2016-02-07
Also published as: JPH09210808A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、サーミスタを用いて広い範囲の温度を正確に検出し、自動消火温度及びサーミスタの断線等を検出する燃焼器具の温度検出回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
燃焼器具においては、天ぷら火災防止のため、天ぷら鍋の温度が２５０℃に達すると自動消火するように設定したり、また、サーミスタが断線すると自動消火するようにし安全性を図っている。サーミスタの断線の検出はサーミスタ温度が冷凍食品が鍋に入れられた場合を考え、冷凍食品の温度でサーミスタが断線したと判断しないように、判断基準を−２２℃とし、サーミスタ温度が−２２℃に低下するとサーミスタが断線したと判断して自動消火するように設定している。
したがって、サーミスタで検出する温度は２５０℃〜−２２℃の広い範囲に及び、サーミスタの抵抗値は数百Ω〜数百ｋΩの範囲で変化することになる。それ故、この広い温度範囲において、正確に温度を検出することが困難であった。
【０００３】
そこで、従来の燃焼器具の温度検出回路は、図９に示す様に、サーミスタＴＨ′に直列に抵抗Ｒ_１′を接続し電源電圧Ｖ_ＤＤ′を分圧し、その分圧電圧Ｖ_１′を自動消火温度検出用のコンパレータＵ_１′に入力すると共に、電源電圧Ｖ_ＤＤ′を抵抗Ｒ_４′と抵抗Ｒ_５′で分圧した分圧電圧Ｖ_３′を設定電圧としてコンパレータＵ_１′に入力して、サーミスタ温度が２５０℃以下ならＬｏ、以上ならＨｉを出力させ、これにより自動消火温度に達しているか否かを判定できるようにし、また、前記分圧電圧Ｖ_１′を抵抗Ｒ_２′と抵抗Ｒ_３′により分圧し、その分圧電圧Ｖ_２′をサーミスタ断線検出用のコンパレータＵ_２′に入力すると共に、電源電圧Ｖ_ＤＤ′を抵抗Ｒ_７′と半固定抵抗ＶＲ′からなる直列回路と、抵抗Ｒ_６′とで分圧し、その分圧電圧Ｖ_４′を設定電圧としてコンパレータＵ_２′に入力し、サーミスタＴＨ′が正常ならばＬｏ、サーミスタＴＨ′に断線異常があるとＨｉを出力させ、これによりサーミスタＴＨ′が断線しているか否かを判定できるようにしたものが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術で述べたものは、自動消火温度（２５０℃）におけるサーミスタと抵抗による分圧電圧Ｖ_１′と、断線判断温度（−２２℃）におけるサーミスタと抵抗による分圧電圧が、検出したい温度近辺で大きく変化する様に抵抗Ｒ_１′を決定しているが、抵抗Ｒ_１′の値が一定であり、高温（２５０℃）におけるサーミスタ抵抗値と、低温（−２２℃）におけるサーミスタ抵抗値との両方で必要な精度が得られず、半固定抵抗ＶＲ′を設けて設定電圧を調節して一定の精度を得るようにしているが、検出温度の広範囲化、高精度化に充分対応することができないという問題点があった。
【０００５】
この発明は従来技術の有するこの様な問題点に鑑み、パルス制御方式の燃焼制御装置に使用する場合において、サーミスタと抵抗とにより分圧電圧を得るために接続する抵抗をパルス信号を利用して切替えできるようにし、
測定しようとする温度近辺で分圧電圧の変化を大きくしサーミスタの分解能を向上させ、広い範囲の温度の検出精度を高くし、また、低温側（サーミスタの断線検出用）と高温側（自動消火温度検出用）の２種類の分圧電圧を得られるようにし、低温側の設定電圧と高温側の設定電圧とをそれぞれ比較することにより温度検出の高精度化を図った燃焼器具の温度検出回路を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の燃焼器具の温度検出回路は、ガス供給路を開閉する電磁安全弁を駆動する電磁安全弁駆動回路と、パルス信号を発生するパルス発生部と、異常検出回路とを備え、正常時にはパルス発生部から発信されたパルス信号が異常検出回路を経由して電磁安全弁駆動回路に送られ、異常検出時にはパルス信号がストップして燃焼を停止するようにしたパルス制御方式の燃焼器具の温度検出回路において、
サーミスタの両端にそれぞれ抵抗を接続し、上記パルス信号を入力しパルス信号のＨｉ−Ｌｏに応じてこれらの抵抗を交互に切替えて接続する切替え手段を設け、サーミスタとサーミスタに接続される抵抗で得られる分圧電圧を、高温側と低温側の２種類発生させ、高温側の設定電圧と低温側の設定電圧とをそれぞれ比較することにより、検出温度が所定の自動消火温度以上あるいはサーミスタ断線検出温度以下であれば燃焼を停止させるもので、実施形態で使用した符号を用いて示すと、サーミスタＴＨの両端にそれぞれ抵抗Ｒ_４，Ｒ_５を接続し、パルス信号のＨｉ−Ｌｏに応じてこれらの抵抗Ｒ_４，Ｒ_５を切替え接続する切替え手段を設け、サーミスタＴＨとサーミスタＴＨに接続される抵抗Ｒ_４，Ｒ_５で得られる分圧電圧Ｖ_３，Ｖ_４を、高温側（自動消火温度検出用）と低温側（サーミスタの断線検出用）の２種類発生させ、高温側の設定電圧Ｖ_６と低温側の設定電圧Ｖ_７とそれぞれ比較し温度を検出する。この場合、パルス信号を利用してパルス電圧Ｖ_２のＨｉ−Ｌｏに応じてサーミスタＴＨに直列に接続されるこれらの抵抗Ｒ_４，Ｒ_５を切替え、サーミスタＴＨに抵抗Ｒ_４が直列に接続された場合は、高温側の温度すなわち自動消火温度に達しているか否かを判断するための分圧電圧Ｖ_３が得られ、サーミスタＴＨに抵抗Ｒ_５が直列に接続された場合は、低温側の温度すなわちサーミスタＴＨが断線しているか否かを判断するための分圧電圧Ｖ_４が得られ、高温側の設定電圧と低温側の設定電圧とそれぞれ比較して自動消火温度以上であるか否か、サーミスタが断線しているか否かを判定する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図１〜図７を参照して説明する。
図１は参考例としての回路を示すもので、ＴＨはサーミスタで、これに抵抗Ｒ_１と第１電界効果トランジスタＦＥＴ_１の直列回路と、抵抗Ｒ_２と第２電界効果トランジスタＦＥＴ_２の直列回路と、抵抗Ｒ_３のみの回路との並列回路が接続され、接続点における電源電圧Ｖ_ＤＤの分圧電圧Ｖ_１がマイクロコンピュータＡに入力できるようにアナログポートＡＮに接続され、上記第１，第２電界効果トランジスタＦＥＴ_１，ＦＥＴ_２のゲートもマイクロコンピュータＡに接続されている。マイクロコンピュータＡの出力側には電磁安全弁駆動トランジスタＴ_ｒ１のベースが接続され、該トランジスタＴ_ｒ１のコレクターには電磁安全弁のマグネットコイルＭｇが接続され、エミッターには電源が接続されている。
そして、電源電圧Ｖ_ＤＤをサーミスタＴＨと抵抗とで分圧した電圧Ｖ_１が、マイクロコンピュータＡに入力され、電圧レベルの判定がされ温度レベルに応じてＦＥＴ_１，ＦＥＴ_２に指令が出されオン又はオフされ、第１，第２電界効果トランジスタＦＥＴ_１，ＦＥＴ_２がオフされると抵抗Ｒ_３のみがサーミスタＴＨに直列接続され、低温の温度変化に対応でき、第２電界効果トランジスタＦＥＴ_２がオンされサーミスタＴＨに直列に抵抗Ｒ_２と抵抗Ｒ_３の並列回路が接続されると、抵抗値Ｒ_３のみと比べ抵抗値が小さくなるため、抵抗Ｒ_３のみが直列接続されている時よりサーミスタ温度が高い温度（中温）になった場合の温度変化に対応でき、また、第１，第２電界効果トランジスタＦＥＴ_１，ＦＥＴ_２の両者がオンされると、サーミスタＴＨに直列に抵抗Ｒ_１，抵抗Ｒ_２，抵抗Ｒ_３の並列回路が接続され、サーミスタＴＨに直列に接続される並列回路の合成抵抗がより小さくなるため更に高温になった場合の温度変化に対応できるように設定される。
この様に、サーミスタＴＨに直列接続される抵抗が温度レベルに合せて切替えられるので、サーミスタＴＨと直列接続された抵抗とによる分圧電圧Ｖ_１によりマイクロコンピュータＡにおいて高精度のサーミスタ温度が検出され、この温度判定データによりマイクロコンピュータＡより電磁安全弁駆動トランジスタＴ_ｒ１に制御信号が出力され、該トランジスタＴ_ｒ１をオン又はオフし、電磁安全弁のマグネットコイルＭｇへの通電を制御する。
温度範囲が焼物の温度（３５０℃）、天ぷら鍋温度（２５０℃）、煮物温度（１００℃）、サーミスタ断線判断温度（−２２℃）等の様にさらに広い場合や、より高い精度が必要な場合は、切替え数を増加し、サーミスタＴＨに直列接続できる抵抗値の種類を増やすことで対応することが可能である。
【０００８】
図２は、本発明の実施形態であるパルス制御方式の燃焼器具に使用する温度検出回路で、サーミスタＴＨは調理容器の底に密接するように設置され、該サーミスタＴＨの一端と電源との間に抵抗Ｒ_４が、サーミスタＴＨの他端と電源との間には抵抗Ｒ_５が接続され、また、２つの第３，第４電界効果トランジスタＦＥＴ_３，ＦＥＴ_４のドレインがサーミスタＴＨの両端に接続されている。２つのＦＥＴ_３，ＦＥＴ_４のそれぞれのゲートはＦＥＴ_３とＦＥＴ_４を交互にオン−オフする反転素子ＤＴを介して接続されている。
さらに、サーミスタＴＨの一端（抵抗Ｒ_４側）は自動消火温度検出用のコンパレータＵ_１の＋入力端子に接続され、コンパレータＵ_１の−入力端子には抵抗Ｒ_８と抵抗Ｒ_９の分圧点が接続され、該抵抗Ｒ_８，抵抗Ｒ_９により分圧された電源電圧Ｖ_ＤＤの分圧電圧Ｖ_６を高温側の設定電圧としてコンパレータＵ_１に入力できるようになっている。サーミスタの他端（抵抗Ｒ_５側）は抵抗Ｒ_{５，}Ｒ_{６，}Ｒ_７の直列回路の抵抗Ｒ_５とＲ_６の接続点に接続され、抵抗Ｒ_６とＲ_７の接続点はサーミスタ断線検出用のコンパレータＵ_２の−入力端子に接続され、サーミスタＴＨに直列に抵抗Ｒ_５が接続されたときの分圧電圧Ｖ_４をコンパレータＵ_２の同相入力電圧範囲に入れる必要があるので抵抗Ｒ_６と抵抗Ｒ_７によりさらに分圧し、その分圧電圧Ｖ_５を入力できるようにしている。抵抗Ｒ_１０と抵抗Ｒ_１１は電源電圧Ｖ_ＤＤを分圧して低温側の設定電圧Ｖ_７をコンパレータＵ_２に入力できるように、その分圧点が＋入力端子に接続されている。
そして、入力されるパルス電圧Ｖ_２により第３電界効果トランジスタＦＥＴ_３がオフし第４電界効果トランジスタＦＥＴ_４がオンの時は、図３に示す等価回路となり、ＦＥＴ_４のオンによりサーミスタＴＨのＦＥＴ_４側はＧＮＤ電位となり、電源電圧Ｖ_ＤＤはサーミスタ抵抗と抵抗Ｒ_４により分圧され分圧電圧Ｖ_３が得られる。抵抗Ｒ_４はサーミスタ断線検出（低温側）には全く影響しない抵抗で、自動消火検出温度に合せて決定できる。尚、抵抗値が小さいと消費電流が増加するため、所定の検出精度を満す範囲で抵抗値を決定する。したがって図５に示す通り２５０℃近辺で最も分圧電圧Ｖ_３が変化するようにできる。この分圧電圧Ｖ_３は自動消火温度検出用のコンパレータＵ_１に入力され設定電圧と比較され、２５０℃以上であればパルス信号が出力されず、２５０℃以下であれば継続してパルス信号が出力される。
次に、ＦＥＴ_３がオンしＦＥＴ_４がオフとなった場合は図４の等価回路となり、ＦＥＴ_３のオンによりサーミスタのＦＥＴ_３側がＧＮＤ電位となり、ＦＥＴ_４がオフでサーミスタは抵抗Ｒ_６とＲ_７と並列接続となり、抵抗Ｒ_５とにより電源電圧Ｖ_ＤＤが分圧され分圧電圧Ｖ_４が得られる。そして抵抗Ｒ_５，Ｒ_６，Ｒ_７は自動消火検出温度には全く影響しない抵抗であるから、抵抗Ｒ_５，Ｒ_６，Ｒ_７はサーミスタＴＨの断線検出に合せて決定でき、抵抗Ｒ_５を断線検出レベルのサーミスタ抵抗付近の値に設定すると、最も検出精度を高くすることができる。この分圧電圧Ｖ_４は図６に示す様に−２２℃近辺で最も大きく変化するように設定でき、該分圧電圧Ｖ_４はコンパレータＵ_２の同相電圧範囲に入る様に抵抗Ｒ_６とＲ_７で分圧し、その分圧電圧Ｖ_５をコンパレータＵ_２に入力し、設定された設定電圧Ｖ_７と比較し（図７）サーミスタＴＨが断線しているか否かを検出する。
【０００９】
【実施例】
以下に、この発明の実施例を図８に基づいて説明する。
図８において、１は電磁安全弁Ｖを駆動しガス供給通路を開閉する電磁安全弁駆動回路で、パルス発生部２も備え、電源回路７に接続されている。パルス発生部２には電池電圧監視回路３、本発明に係る温度検出回路４、熱電対ＴＣを用いた炎検知回路５の順に各異常検出回路が接続され、パルス発生部２から発信されたパルス信号が上記各異常検出回路を経由して再び電磁安全弁駆動回路１及びパルス発生部２にフィードバックされている。６はパルス監視回路で電池電圧監視回路３に接続され、パルス信号が停止したとき電源回路７の出力をオフするもので、また、乾電池ＥにイグナイタースイッチＳＷを介してイグナイターＩＧが接続され、イグナイタースイッチＳＷをオンするとパルス監視回路６がオンし電源回路７から電磁安全弁駆動回路１に出力するようになっている。そして、上記電池電圧監視回路３、温度検出回路４、炎検知回路５等の各異常検出回路が正常ならばパルス発生部２から発信されたパルス信号が次々に伝達され再び電磁安全弁駆動回路１及びパルス発生部２にフィードバックされパルス発生部２からも継続してパルス信号が発信され、電磁安全弁Ｖのマグネットコイルを継続して励磁し電磁安全弁を開に保持し燃焼を継続し、異常を検出するとパルス信号がスットプし燃焼を停止しする。
この様なパルス制御方式の燃焼器具に本発明の温度検出回路を組込むと、パルス信号が入力されパルス電圧Ｖ_２で抵抗の切替えがパルスに同期して行なわれ、常時高温側と低温側の分圧電圧Ｖ_３，Ｖ_４が得られ、分圧電圧Ｖ_３はコンパレータＵ_１に入力され自動消火温度である２５０℃以上であるか否かが監視され、２５０℃以上になるとコンパレータＵ_１からパルス信号が出力されず、燃焼を停止することができる。このように燃焼器具のフェールセーフ性も向上させることができる。そして、低温側の分圧電圧Ｖ_４はコンパレータＵ_２の同相電圧範囲内に入る様にさらに抵抗Ｒ_６，Ｒ_７により分圧され、その分圧電圧Ｖ_５がコンパレータＵ_２に入力され、サーミスタＴＨが断線しているか否かを監視する。サーミスタＴＨが断線するとコンパレータＵ_２の出力がＬ_ｏとなり別の回路を介してシステムを停止し燃焼をストップする。
【００１０】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように構成されているので、以下に記載するような効果を奏する。
【００１１】
この発明によれば、パルス制御方式の燃焼器具のパルス信号を利用して抵抗値を切替えることができるので、検出したい温度での電圧変化量を大きくでき、かつ低温側と高温側の分圧電圧が得られるので、この分圧電圧と設定電圧とを比較して自動消火温度とサーミスタの断線を監視できる。それ故、検知精度を上げることができ、パルス制御方式の燃焼器具の安全性を向上させることができる。また、従来のように半固定抵抗を用いて設定電圧を調整する必要もなく便利である。そして、パルス信号に同期してサーミスタに接続する抵抗が切替えられるので、常時低温側と高温側の分圧電圧をサーミスタの両端に発生させることができ、同時に低温側と高温側の温度監視ができる。さらに、低温側の分圧電圧を得るときは、高温側の抵抗を無関係にし、反対に、高温側の分圧電圧を得るときは、低温側の抵抗を無関係にすることができるので、抵抗値を検出しようとする温度に合せて最も検出精度を高くする値に設定でき、高温側と低温側とで検出温度に大きな差があっても高精度で温度検出ができ、消費電力も少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電界効果トランジスタを制御してサーミスタに直列接続する抵抗を切替える燃焼器具の温度検出回路の回路図である。
【図２】入力するパルス信号によりサーミスタに接続する抵抗を切替える燃焼器具の温度検出回路の回路図である。
【図３】図２においてＦＥＴ_３がオフ、ＦＥＴ_４がオンした場合の等価回路である。
【図４】図２においてＦＥＴ_３がオン、ＦＥＴ_４がオフした場合の等価回路である。
【図５】サーミスタ温度に対する高温側の分圧電圧Ｖ_３の変化と、設定電圧の関係を示す図である。
【図６】サーミスタ温度に対する低温側の分圧電圧Ｖ_４の変化を示す図である。
【図７】サーミスタ温度に対する分圧電圧Ｖ_５の変化と、設定電圧との関係を示す図である。
【図８】パルス制御方式の燃焼制御回路の説明図である。
【図９】従来例の回路図である。
【符号の説明】
ＴＨ…サーミスタ、Ｒ_１，Ｒ_２，Ｒ_３，Ｒ_４，Ｒ_５，Ｒ_６，Ｒ_７…抵抗、ＦＥＴ_１，ＦＥＴ_２，ＦＥＴ_３，ＦＥＴ_４…電界効果トランジスタ、Ａ…マイクロコンピュータ、ＤＴ…反転素子、Ｖ_１，Ｖ_３，Ｖ_４，Ｖ_５…分圧電圧、Ｖ_２…パルス電圧。

Claims

ガス供給路を開閉する電磁安全弁を駆動する電磁安全弁駆動回路と、パルス信号を発生するパルス発生部と、異常検出回路とを備え、正常時にはパルス発生部から発信されたパルス信号が異常検出回路を経由して電磁安全弁駆動回路に送られ、異常検出時にはパルス信号がストップして燃焼を停止するようにしたパルス制御方式の燃焼器具の温度検出回路において、
サーミスタの両端にそれぞれ抵抗を接続し、上記パルス信号を入力しパルス信号のＨｉ−Ｌｏに応じてこれらの抵抗を交互に切替えて接続する切替え手段を設け、サーミスタとサーミスタに接続される抵抗で得られる分圧電圧を、高温側と低温側の２種類発生させ、高温側の設定電圧と低温側の設定電圧とをそれぞれ
比較することにより、検出温度が所定の自動消火温度以上あるいはサーミスタ断線検出温度以下であれば燃焼を停止させることを特徴とする燃焼器具の温度検出回路。