JP3596793B2

JP3596793B2 - 燃焼機器の過熱防止装置

Info

Publication number: JP3596793B2
Application number: JP29768096A
Authority: JP
Inventors: 徹山田; 公一光藤
Original assignee: パロマ工業株式会社
Priority date: 1996-10-19
Filing date: 1996-10-19
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2016-10-19
Also published as: JPH10122563A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼機器の燃焼室等のケーシングに異常過熱によるひび割れ等が生じた際、これを検知して燃料の供給を停止させる燃焼機器の過熱防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の過熱防止装置は、特開平４−１９８６１６号公報に開示の如く、熱溶解性の第１のプラスチックフィルムと、その上面に設けられた導電パターンと、その導電パターンを被覆する第２のプラスチックフィルムとからなるシート状の感熱素子（以下感熱シートという）を燃焼室のケーシングの外周面に巻き付け、その感熱シートの導電パターンを燃焼制御回路に組み込んで構成されている。この過熱防止装置においては、異常過熱により燃焼室にひび割れや穴あき等が発生し、そこから燃焼ガスが噴出すると、プラスチックフィルムの溶断と共に導電パターンの当該箇所が破断してその抵抗値が急増或は無限大となることで、その抵抗値の変化を検知した燃焼制御回路が燃料の供給を停止するものとなっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記過熱防止装置においては、感熱シートが燃焼室等のケーシングに接触して巻回されるため、正常時においても高温となるケーシングの過熱を検知するためには、プラスチックフィルムや導電パターンの溶融温度をかなり高く設定しなければならない。よって正常時と異常時との温度差を大きくとることができず、ケーシングにひび割れ等が生じても、燃焼ガスの噴出を確実に検知できない虞れがある。
又感熱シートに形成される導電パターンは、単純な蛇行状であるため、反復される折り重ね部の間隔が広いと、その折り重ね部間の検知感度が低下し、検知感度にムラが起きることになる。
更にこの導電パターンの途中で短絡が起きた場合は、検知不能部分が生じるが、前記折り重ね部が長い導電パターンであると、検知不能部分の面積が大きくなり、過熱防止の信頼性の低下に繋がってしまう。
【０００４】
そこで請求項１に記載の発明は、簡単な構成で、上記異常過熱の性能を向上させることが可能な燃焼機器の過熱防止装置を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、前記感熱シートの一端を、前記ケーシングの前面側で前記給水管を利用して装着し、残りを前記後カバーの内面に沿って貼着することで、一枚の感熱シートで前記ケーシングの全外周を非接触で巻回させる一方、前記導電パターンを、反復される折り重ね部が互いに近接する蛇行状に形成したことを特徴とするものである。
又請求項２に記載の発明は、請求項１の目的に加えて、特に短絡に対して有効に対処するために、前記折り重ね部の長さを、前記樹脂シートの短辺の長さ以下にして前記導電パターンを形成したものである。
【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１，２は強制給気式ガス給湯器（以下給湯器という）に本発明の過熱防止装置を適用した説明図で、給湯器１において、２は燃焼室３を内部に形成すると共に、外周面に給水管４を螺旋状に巻回した内胴（ケーシング）で、給水管４は、内胴２の上部に備えられた熱交換器５の吸熱管６に接続されている。一方内胴２の下方には、ガスバーナ７が設置されており、ガスバーナ７で熱交換器５を加熱することにより、熱交換器５の吸熱管６を通る水を昇温させて、吸熱管６の出口側に接続した給湯管８から出湯可能となっている。又燃焼室３の下部に設けた給気室９の下方には、給気ファン１０が備えられて、ガスバーナ７へ燃焼用空気を強制給気可能としている。更にこの給湯器１には図示しないコントローラが設けられて、ガスバーナ７の点消火操作時のガス元弁、安全弁の開閉制御や、温度設定時の比例制御弁の弁開度の調整等を行っている。尚１１は排気筒、１２は前カバー１２ａと後カバー１２ｂとで形成される外胴、１３は断熱材である。
【０００７】
そして内胴２の外周には、帯状の感熱シート１４が配設されている。この感熱シート１４は、図３に示す如く、２００℃〜３００℃の間に融点を有する樹脂シート１５（ここではＰＥＴ樹脂を使用）の表面に、カーボンを主成分とし、樹脂バインダーを混入した導電性インクを用いて、細い線状（約３ｍｍ幅）で導電パターン１６を印刷し、その上面に、被覆層として樹脂シート１５と同じ成分の樹脂シート１７をラミネート加工して一体化したもので、同図では特に導電パターン１６を実線で示している。又導電パターン１６は、一本の線で、樹脂シート１５，１７の長手方向と平行で、互いに近接（２ｍｍ間隔）して配列される折り重ね部１６ａ，１６ａ・・と、各折り重ね部１６ａ同士の端部を交互に接続する接続部１６ｂ，１６ｂ・・とによって、樹脂シート１５の略全面を網羅するように蛇行状に形成され、その両端には、リード線１８，１８が接続されている。この端子構造は図４のように、導電パターン１６上に導電性両面テープ１９、ハンダシート２０を挟んで樹脂シート１７をラミネートし、ハンダシート２０にリード線１８を接続して、接着剤２１を塗布したものである。この両リード線１８，１８が夫々コントローラへ電気的接続されて、導電パターン１６の電気抵抗値が検知される。
この感熱シート１４を、図１〜３の如く、内胴２の前面と略同じ大きさで、上下に夫々３つのクリップ片２３，２３・・を切り起こし形成した鉄板２２に、クリップ片２３，２３・・の形成部分を四角に除いて重ね合わせ（勿論導電パターン１６もこの四角部分を除いて形成している）、両者を両面テープやネジ止め、鉄板２２に切り起こした爪等で一体化し、内胴２の前面において、クリップ片２３，２３・・で給水管４を挟ませることで、鉄板２２と共に感熱シート１４の一端を内胴２の前面へ装着できる。そして残りは、後カバー１２ｂの内面に沿って内胴２の周りを非接触で一周させ、後カバー１２ｂの内面に両面テープやネジ止め等で貼着すれば、内胴２の全外周を１枚の感熱シート１４で覆うことができる。
【０００８】
以上の如く構成された過熱防止装置は、異常過熱により内胴２の周面の何れかの位置にひび割れ等が発生し、そこから燃焼ガスが噴出すると、感熱シート１４における当該部分が溶融して導電パターン１６が断線する。するとその断線信号をコントローラが検知して安全弁を閉弁させ、ガスバーナ７の燃焼を停止させる。この感熱シート１４は、内胴２の全周に巻回されているため、どこでひび割れ等が生じても直ちに検知でき、迅速に燃焼を停止させることができる。特に導電パターン１６は、折り重ね部１６ａ，１６ａ・・が互いに近接した密状態に形成されているため、検知感度にムラがなく、どの場所でも迅速に対処できる。
又この感熱シート１４は、内胴２と非接触で巻回したことで、燃焼室や熱交換器自身の温度の影響が少なくなり、溶融温度を低く設定できる。よって正常時と異常時の温度差を余裕を持って大きくとることができ、ひび割れ等を正確に検知可能となる。
そして内胴２への巻回も、給水管４を利用してクリップ片２３で挟み込むだけで取付が簡単に行えるため、作業性が良くなると共に、前カバー１２ａへの装着の必要がなくなることで、１枚の感熱シート１４で内胴２の全面巻回が可能となり、コストの低減も達成できる。
尚上記実施の形態では、内胴２の前面はクリップ片２３を、他の周面は後カバー１２ｂを夫々利用して感熱シート１４を装着したが、他の周面においても前面と同様にクリップ片と給水管とを利用して装着しても良い。又クリップ片２３は、上記形態のように鉄板２２に切り起こし形成する他、クリップ片部分のみ別部品として作成し、感熱シートを貼り付けた鉄板にネジ止め等で取り付けることもできる。
【０００９】
尚感熱シート１４における樹脂シート１５は、ここではＰＥＴ樹脂を使用しているが、耐熱温度が２００℃以上であればこれに限定するものでなく、フェノール系樹脂、ビニル系樹脂でも良い。又導電性インクは、カーボンを主成分としたものとしているが、インクの溶ける温度はバインダーの種類によって決まるため、銅インクや銀インク等の導電性インクも使用できる。更にインクのバインダーも、ＰＥＴ樹脂との印刷性が良いポリエステル系を使用しているが、インクの溶ける温度、耐熱性を考慮して、ビニル系等他のバインダーを使用して差し支えない。
更に導電パターン１６の上面には、同じ樹脂シート１７でラミネートし、絶縁を保っているが、単に樹脂シート１７を上面から接着するのみとしたり、レジストコーティングしたりする等、絶縁性が得られるものであれば他の方法を採用することも可能である。
【００１０】
そして感熱シート１４に形成する導電パターン１６は、図５のように折り重ね部１６ａを短手方向と平行に配列し、接続部１６ｂ，１６ｂ・・で接続する形態とすることもできる。これによれば、導電パターン１６の途中で短絡が生じても、検知できない範囲が少なくて済む。例えば図３の場合は、短絡がａ点で起きたとすると、検知不能範囲はその右側の長手方向の折り重ね部１６ｃの部分となり、図５の場合は、ｂ点で起きたとすると、検知不能範囲はその下側の短手方向の折り重ね部１６ｄとなる。よって短絡のような不測の事態が起こっても影響は最小限で済み、長期に亘って広い検知可能範囲を確保できることになる。又この折り重ね部１６ａ，１６ａは、図６のように更に短手方向の約半分にして、上下二段に分けて形成する等、折り重ね部をなるべく短くする方が短絡による検知不能を少なくできる。
更に導電パターンの折り重ね部の間隔は、本発明でいう近接状態を満足させる値として３ｍｍ前後、最大でも５ｍｍ以内とすることが望ましく、同様に導電パターンの幅も、３ｍｍ前後、最大でも５ｍｍ以内と設定するのが良い。
【００１１】
【発明の効果】
以上請求項１に記載の発明によれば、感熱シートをケーシングと非接触で配設したことで、燃焼室や熱交換器自身の温度の影響を受けなくなり、溶融温度を低く設定できると共に、正常時と異常時の温度差を余裕を持って大きくとることができ、ひび割れ等を確実に検知可能となる。又導電パターンを、折り重ね部を互いに近接させて形成したことで、感熱シートにおける検知感度をムラなく均等に確保でき、より確実な過熱検知が可能となる。さらに、給水管を利用して感熱シートの装着が簡単に行え、１枚の感熱シートでもケーシングの全周への巻回が可能となって、作業性の向上とコストの低減が達成できる。
又請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、折り重ね部の長さの工夫により、短絡による検知不能部分が少なくて済み、検知性能の低下を効果的に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】過熱防止装置を備えた給湯器の説明図である。
【図２】内胴部分の横断面説明図である。
【図３】感熱シートの説明図（右側が正面、左側はＡ−Ａ線断面）である。
【図４】感熱シートの端子構造の説明図である。
【図５】感熱シートの導電パターンの変更例の説明図である。
【図６】感熱シートの導電パターンの変更例の説明図である。
【符号の説明】
１・・給湯器、２・・内胴、３・・燃焼室、５・・熱交換器、７・・ガスバーナ、１４・・感熱シート、１５，１７・・樹脂シート、１６・・導電パターン。

Claims

前面を開口させた箱状の後カバーと、その後カバーの開口に取り付けられる前カバーとで形成される外胴内に、上方に熱交換器を、下方にバーナを夫々備えて内部に燃焼室を形成するケーシングを収容すると共に、そのケーシングの周囲に、前記熱交換器に接続される給水管を螺旋状に巻回してなる燃焼機器内で、設定温度で溶融する樹脂シートと、その樹脂シートの表面に形成された導電パターンと、その導電パターンを被覆して外部と絶縁する被覆層とからなる感熱シートを、前記ケーシングの外周面に配設し、前記ケーシングの損傷に伴う前記感熱シートの導電パターンの溶断を検知して前記バーナの燃焼を停止させる燃焼機器の過熱防止装置であって、
前記感熱シートの一端を、前記ケーシングの前面側で前記給水管を利用して装着し、残りを前記後カバーの内面に沿って貼着することで、一枚の感熱シートで前記ケーシングの全外周を非接触で巻回させる一方、前記導電パターンを、反復される折り重ね部が互いに近接する蛇行状に形成したことを特徴とする燃焼機器の過熱防止装置。
前記折り重ね部の長さを、前記樹脂シートの短辺の長さ以下にして前記導電パターンを形成した請求項１に記載の燃焼機器の過熱防止装置。