JP3990818B2 - 燃焼装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電池を電源とする燃焼装置に関し、燃焼炎を検出する炎検出回路と、熱起電力を検出する熱起電力検出回路とを備えた燃焼装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、燃焼装置である小型ガス湯沸器には、通常、炎の整流作用を利用して燃焼炎を検出するフレームセンサと、燃焼熱によって熱起電力を発生する熱電対により燃焼状態を検出する不完全燃焼防止装置と、押動開弁されて電池電力により燃料ガス流路を開弁状態に保持するマグネット式安全弁と、マグネット式安全弁へ通電して開弁を保持しながらフレームセンサ、および不完全燃焼防止装置（以下、熱起電力検出回路と呼ぶ）にて燃焼状態を検出し、異常な燃焼状態と判定した場合にマグネット式安全弁への通電を停止して燃料ガス流路を閉じるコントローラとを備える。
【０００３】
こうしたガス湯沸器においては、熱起電力検出回路やフレームセンサによる炎検出回路について電池電力の消費が大きく、特に、炎検出回路の消費電力が大きいため、電池寿命が短くなる問題があった。
このため、フレームセンサによる炎検出回路は、点火初期に限定して作動させ、燃焼開始後に停止して電池電力の消費を抑えている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、熱起電力検出回路は、燃焼炎消失後の応答速度が遅いために、フレームセンサによる炎検出回路に比べて燃焼炎消失時の生ガス放出時間が長くなってしまう問題があった。
例えば、燃焼炎消失後に燃料ガス流路を閉じるまでの時間は、フレームセンサによる炎検出回路では０．１〜０．５秒であるのに対して、熱起電力検出回路では６秒ほども要するため、その間、生ガスを放出することになる。
そこで、本発明の燃焼装置は上記課題を解決し、炎検出回路が消費する電池電力を低く抑えることで、点火初期ばかりでなく燃焼中から燃焼停止までフレームセンサによる炎検出回路を働かせて安全性を向上することを目的とする。
【０００６】
上記課題を解決する本発明の請求項１記載の燃焼装置は、
燃焼炎の有無を検出する炎検出手段と、点火初期を除いて熱電対による熱起電力が所定レベル以上か否かを検出する熱起電力検出手段と、
上記炎検出手段により燃焼炎が無いと判定された場合または上記熱起電力検出手段により熱起電力が所定レベル以上無いと判定された場合のいずれであってもガス流路を閉じるガス制御手段と、
上記炎検出手段、上記熱起電力検出手段およびガス制御手段に電源を供給する電池とを備えた燃焼装置において、
上記炎検出手段と上記熱起電力検出手段とを所定間隔で交互に切り替えて電源を供給し、一方を作動して他方を休止するセンサ制御手段を備えたことを要旨とする。
【０００７】
また、上記課題を解決する本発明の請求項２記載の燃焼装置は、請求項１記載の燃焼装置において、
上記炎検出手段または上記熱起電力検出手段のいずれかから常に検出出力信号が出力するように、上記炎検出手段または上記熱起電力検出手段の少なくとも一方に検出出力信号を遅延させる遅延手段を備えたことを要旨とする。
【０００８】
また、上記課題を解決する本発明の請求項３記載の燃焼装置は、請求項１記載の燃焼装置において、
上記センサ制御手段は、上記炎検出手段と上記熱起電力検出手段との切り替え時に、上記炎検出手段と上記熱起電力検出手段との両方に電源供給して両者が同時に作動するラップ期間を備えたことを要旨とする。
【０００９】
また、上記課題を解決する本発明の請求項４記載の燃焼装置は、請求項１記載の燃焼装置において、
上記炎検出手段または上記熱起電力検出手段の休止時に、休止側の検出出力信号の出力結果に基づいて、上記検出手段が故障しているか否かを判定する故障判定手段を備えたことを要旨とする。
【００１０】
また、上記課題を解決する本発明の請求項５記載の燃焼装置は、
燃焼炎の有無を検出する炎検出手段と、
熱電対による熱起電力が所定レベル以上か否かを検出する熱起電力検出手段と、
上記炎検出手段により燃焼炎が無いと判定された場合または上記熱起電力検出手段により熱起電力が所定レベル以上無いと判定された場合のいずれであってもガス流路を閉じるガス制御手段と、
上記炎検出手段、上記熱起電力検出手段およびガス制御手段に電源を供給する電池とを備えた燃焼装置において、
上記炎検出手段の検出出力信号と上記熱起電力検出手段とからの検出出力信号をガス制御手段に設けた共通の入力ポートに入力すると共に、
上記炎検出手段および上記熱起電力検出手段への電力供給を所定間隔で断続的に休止するセンサ制御手段と、
休止時の検出出力信号に基づいて、上記炎検出手段および上記熱起電力検出手段の故障有無を判定する故障判定手段を備えたことを要旨とする。
【００１１】
また、上記課題を解決する本発明の請求項６記載の燃焼装置は、請求項１記載の燃焼装置において、上記炎検出手段と上記熱起電力検出手段とからの検出出力信号が交互に有る場合には所定電圧を、交互に無い場合には電圧レベルを変える電圧変換手段と、
上記電圧を検出する電圧検出手段と、
上記電圧検出手段が検出した電圧に基づいて、上記炎検出手段および上記熱起電力検出手段の故障有無を判定する故障判定手段とを備えたことを要旨とする。
【００１３】
上記構成を有する本発明の請求項１記載の燃焼装置は、センサ制御手段が炎検出手段と熱起電力検出手段とを所定間隔で交互に切り替えて電源を供給し、一方を作動しているときに他方を休止する。
従って、炎検出手段は断続的に作動して消費する電池電力を低く抑えるため、点火初期だけでなく燃焼中から燃焼停止まで炎検出手段を作動させることができて、燃焼装置の安全性が向上する。
【００１４】
また、上記構成を有する本発明の請求項２記載の燃焼装置は、請求項１記載の燃焼装置において、
遅延手段が炎検出手段または熱起電力検出手段の少なくとも一方の検出出力信号を遅延する。
従って、センサ制御手段が炎検出手段と熱起電力検出手段とを交互に切り替えたときに、検出手段の立ち上がりが遅れて検出出力信号が途切れてしまう誤作動を防止する。
【００１５】
また、上記構成を有する本発明の請求項３記載の燃焼装置は、請求項１記載の燃焼装置において、
センサ制御手段は、炎検出手段と熱起電力検出手段とを所定間隔で交互に切り替え時に、炎検出手段と熱起電力検出手段との両方に電源供給して両者が同時に作動するラップ期間を備えているため、一方の検出手段の立ち上がりが遅れても検出出力信号が途切れない。従って、センサ制御手段により炎検出手段と熱起電力検出手段とを交互に切り替えたときに、一方の検出手段の立ち上がりが遅れて検出出力信号が途切れてしまう誤作動を防止する。
【００１６】
また、上記構成を有する本発明の請求項４記載の燃焼装置は、請求項１記載の燃焼装置において、
故障判定手段は、炎検出手段または熱起電力検出手段の休止時に、休止側の検出出力信号の出力結果に基づいて、検出手段が故障しているか否かを判定する。
従って、休止時に炎検出手段と熱起電力検出手段の故障判定をするため、信頼性が向上する。
【００１７】
また、上記構成を有する本発明の請求項５記載の燃焼装置は、炎検出手段の検出出力信号と熱起電力検出手段とからの検出出力信号をガス制御手段に設けた共通の入力ポートに入力する。更に、センサ制御手段が炎検出手段および熱起電力検出手段への電力供給を所定期間休止し、故障判定手段は、休止時の検出出力信号に基づいて、炎検出手段および熱起電力検出手段の故障有無を判定する。
即ち、休止時に、本来なら検出出力信号が無いはずにもかかわらず、有る場合には、故障判定手段が炎検出手段または熱起電力検出手段のいずれか一方を故障と判定する。
従って、検出出力信号を共通の入力ポートに入力できるためポート数を減らすことができる。また、入力ポートが共通であっても、休止時に炎検出手段と熱起電力検出手段との故障判定ができるため信頼性が向上する。
【００１８】
また、上記構成を有する本発明の請求項６記載の燃焼装置は、請求項１記載の燃焼装置において、
電圧変換手段は、炎検出手段と熱起電力検出手段とからの検出出力信号が交互に有る場合に所定電圧を、交互に無い場合に電圧レベルを変えて出力する。
そして、電圧検出手段がこの電圧を検出し、検出した電圧に基づいて、故障判定手段が炎検出手段および熱起電力検出手段の故障有無を判定する。
従って、炎検出手段と熱起電力検出手段、双方からの検出出力信号を電圧変換手段でまとめることができる。
また、炎検出手段と熱起電力検出手段との両方を休止することなく、いずれか一方を作動させながら故障判定をするため信頼性が向上する。
【００１９】
【発明の実施形態】
以上説明した本発明の構成・作用を一層明らかにするために、以下本発明の燃焼装置としての元止め式ガス湯沸器について、図１６の概略図に基づいて説明する。
水入口からの給水経路には、操作ボタン１７による手動操作によって流路を開閉する水栓１９が設けられ、その下流には水圧応動装置１が設けられる。水圧応動装置１には、前後に移動自在なダイアフラム１５が設けられ、このダイアフラム１５で仕切って一次室１３と二次室１２とが形成される。
また、水圧応動装置１の一次室１３への入路には、ダイアフラム１５と同軸上に、給水圧の変動が生じても流量を一定に保つ水ガバナ１６が設けられる。
また、一次室１３から続く流路には、湯温調節部１８が設けられる。
湯温調節部１８で流路は、ベンチュリー２２を経由し熱交換器２３へ通じた後出湯口に至る。
このベンチュリー２２は、流路を絞ると共に、流路と直角方向に横孔２２ａが設けられ、この横孔２２ａから導通路２４により水圧応動装置１の二次室１２に通じる。
【００２０】
スピンドル３７は、水圧応動装置１から移動力を伝える水側軸１４と同一軸線上に設けられ、下流方向（図右方向）に戻しバネ３２で付勢され、水圧応動装置１に通水による圧力差が生じると左方への移動力が働く。
また、この移動力が戻しバネ３２力に打ち勝つとスピンドル３７を図の左方向に前進させ、後述するマグネット式安全弁３３、開弁装置３４、給水自動ガス弁４を作動する。
【００２１】
また、図１５に示すように、マグネット式安全弁３３は、ガス流路の上流側の弁室３５に設けられる。その弁軸３６の一端にはバネ４５により閉止方向に付勢された弁体４３が流路本体１０のシート部３８と接離可能に設けられる。また、弁軸３６の他端には吸着片４６が電磁石の吸着面４７と向い合って設けられる。
【００２２】
マグネット式安全弁３３の下流には、開弁装置３４がマグネット式安全弁３３と向い合って同一の軸線上に配置され、水圧応動装置１の移動を伝えるスピンドル３７の先端に同軸に挿通される。
開弁装置３４は、マグネット式安全弁３３を開弁し吸着に至るまではスピンドル３７と係合し一体となって動き、マグネット式安全弁３３を開き切った後、スピンドル３７の前進移動によりスピンドル３７との係合を開放して、マグネット式安全弁３３が閉弁可能な位置までスピンドル３７上を摺動して後退する。通水が停止されると水圧応動装置１によりスピンドル３７が当初の停止位置まで戻ると、開弁装置３４とスピンドル３７とが係合復帰する関係に構成される。
【００２３】
開弁装置３４の下流には、スピンドル３７に摺動可能に挿通された給水自動ガス弁４が設けられ、バルブバネ３９で下流方向に閉止するように付勢され、流路本体１０のシート部４０と接離することにより弁体との区間で第２の弁室４１を形成している。
また、スピンドル３７には給水自動ガス弁４を開弁するための押部材４２が設けられる。マグネット式安全弁３３の開弁完了後でスピンドル３７と開弁装置３４との係合が解けた後に、給水自動ガス弁４は、スピンドル３７の押部材４２に押されて開弁される。
この給水自動ガス弁４の下流には、操作ボタン１７によって、バーナ２７へのガス供給経路を開閉する器具栓２５が設けられる。
【００２４】
電磁石の吸着面をもつＵ字型の鉄芯３３ａには、コントローラ５と接続されるコイル３３ｂが設けられ、通電されることによって鉄芯３３ａに電磁力を発生する。
開弁装置３４によって弁体４３が開弁されると、吸着片４６と鉄芯３３ａとが圧接され、電池電力によりコントローラ５からコイル３３ｂへ通電が行なわれ、瞬時に吸着片４６を吸着して弁体４３を開弁保持する。
【００２５】
燃料ガスを燃焼するバーナ２７には、放電により燃料ガスへ着火する点火用電極２１と、燃焼炎Ｆを検出するフレームセンサ３１とが設けられ、バーナ２７に隣接して酸素濃度の低下により敏感に燃焼状態が変化するセンシングバーナ２８とが設けられる。
【００２６】
センシングバーナ２８には、燃焼炎Ｆに加熱されて熱起電力を発生する一次熱電対２９が設けられ、熱交換器２３下部の燃焼室２６には、排気詰り検出用開口２６ａからの排気熱により加熱されて熱起電力を発生する二次熱電対３０が設けられる。
一次熱電対２９は、室内が燃焼排ガスによって酸欠雰囲気となると、一次熱電対２９を加熱しているセンシングバーナ２８の燃焼炎Ｆがリフティング（飛火）を起こし始め、熱起電力を低下する。
一方、二次熱電対３０は、一次熱電対２９に対して逆起電力を発生するように逆極性に直列接続され、熱交換器２３のフィン閉塞の程度につれて熱起電力を上昇し、一次熱電対２９と二次熱電対３０との合成した熱起電力（以下、合成起電力と呼ぶ）を低下する。
そして、酸欠状態、熱交換器２３の閉塞状態、不着火、または燃焼炎Ｆの消失等の事態が発生すると、熱電対の合成起電力が所定レベル以下に低下し、コントローラ５は、マグネット式安全弁３３への通電を停止してガス流路を閉弁し、不完全燃焼を防止する。
【００２７】
点火・消火操作を行う操作ボタン１７には、点火操作時にＯＮし、次の消火操作までＯＮ状態を維持する操作スイッチ５０が設けられる。
また、スピンドル３７の移動による位置を検出して、マグネット式安全弁３３の開弁開始直前位置を検出する第１水圧スイッチ４９ａと、給水自動ガス弁４の開弁開始直後位置を検出する第２水圧スイッチ４９ｂとがスピンドル３７近傍に設けられる。
そして、電池電力により、点火用電極２１への放電、フレームセンサ３１による燃焼炎Ｆの検出、マグネット式安全弁３３の開弁保持等を行うコントローラ５が設けられ、第１水圧スイッチ４９ａと第２水圧スイッチ４９ｂの信号線がコントローラ５にそれぞれ接続される。
【００２８】
コントローラ５は、図１に示すように、操作スイッチ５０と第１水圧スイッチ４９ａとを直列に介して電力を供給する乾電池６と、ガス湯沸器が過熱状態になった場合に溶断する温度ヒューズ９を介してマグネット式安全弁３３のコイル３３ｂとに接続される。
また、バーナ２７に連続放電をして燃料ガスに点火する点火用電極２１と、熱起電力を検出する一次熱電対２９および二次熱電対３０と、燃焼炎Ｆを検出するフレームセンサ３１と、給水自動ガス弁４の開弁位置を検出する第２水圧スイッチ４９ｂとに接続される。
【００２９】
また、コントローラ５内には、制御部の中枢で燃焼制御を行うマイコン７と、マイコン７を駆動する電源回路５９と、マイコン７の動作タイミングをとるクロック回路５４と、電池電圧の低下を検出する電圧監視回路６１と、電池電圧の低下時に電池交換ランプ８を点灯する報知回路５２と、電池電圧が所定レベル以下となった場合にマイコンの作動停止を行ってマイコン７を初期化するリセット回路５１と、マグネット式安全弁３３を開弁保持する開弁保持回路５７と、マイコンのパルス信号が無い異常時にマグネット式安全弁３３を閉弁するパルス検出回路５８と、高電圧を生じるイグナイタ回路５３と、燃焼炎を検出する炎検出回路５６と、熱起電力が所定レベル以上あるか否かを検出する熱起電力検出回路５５と、給水自動ガス弁４の開閉状態を検出する第２水圧スイッチ検出回路６０とが設けられる。
【００３０】
また、マイコン７は、周知の算術論理演算回路を構成するＣＰＵ、制御プログラムを記憶するＲＯＭ、演算処理中に各種のデータを一時的に記憶するＲＡＭ等から構成される。
このマイコン７のソフトウェアによる機能は、大別すると、通電時にリセット回路５１が作動することによりコントローラ５のマイコン７を初期化するリセット部７ａと、電圧監視回路６１からの検出信号により乾電池６の電圧が所定レベル以下に低下するか否かを監視する電圧監視部７ｂと、開弁保持回路５７へ制御信号を出してマグネット式安全弁３３のコイル３３ｂに通電して開弁保持する開弁保持部７ｃと、パルス検出回路５８へ制御信号を出して開弁状態を維持するだけの小電流（保持電流と呼ぶ）に切り替える電流切替部７ｄと、第２水圧スイッチ検出回路６０からの検出信号により給水自動ガス弁４の開閉状態を判定する開弁判定部７ｅと、合成起電力を検出する熱起電力検出回路５５からの検出信号により燃焼状態を監視する熱起電力検出部７ｆと、燃焼炎を検出する炎検出回路５６からの検出信号により燃焼炎Ｆの有無を監視する炎検出部５ｇと、熱起電力検出回路５５（熱起電力検出部７ｆを含む）と炎検出回路５６（炎検出部７ｇを含む）とを交互に間欠に作動させるセンサ制御部７ｈと、高電圧を生じるイグナイタ回路５３を点火操作時に働かせて燃料ガスに点火するイグナイタ部７ｉと、
電池電圧の低下時に報知回路５２を作動して電池交換を知らせる報知部７ｊと、連続燃焼時間を制限（例えば２０分）して消し忘れを防止すると共に、各部の作動タイミングを制御するタイマ部７ｋとから構成される。
【００３１】
次に、ガス湯沸器の点火・消火動作をコントローラ５の処理についてのフローチャート図９を用いて説明する。
点火に際して操作ボタン１７が押動されると、連動して機械的に器具栓２５と水栓１９とが開かれると共に、、操作スイッチ５０が０Ｎする（Ｓ２０）。
また、水栓１９が開かれて通水されることにより水圧応動装置１が働いて第１水圧スイッチ４９ａがＯＮし（Ｓ２１）、コントローラ５の電圧監視部７ｂは電池電圧が所定電圧以上（２．１ｖ以上）あるか否かを判断する（Ｓ２２）。
この場合に、所定電圧未満であると、電池交換ランプ８を点灯して燃焼を開始しない（Ｓ３２）。
所定電圧以上あると、ステップ２３に進み、開弁保持部７ｃが水圧押動装置１に連動する開弁装置３４により押動開弁されたマグネット式安全弁３３へ通電すると共に、イグナイタ部７ｉがイグナイタ（図略）へ電源を供給して点火用電極２１からバーナ２７へ連続放電し（Ｓ２３）、燃料ガスに点火して燃焼が開始される。
ステップ２４では、第１水圧スイッチ４９ａが０ＮしてからＴａ秒以内（２秒以内）に第２水圧スイッチ４９ｂがＯＮされたか否かによって、水圧応動装置１によって給水自動ガス弁４の開弁が正常に行われたか否かを開弁判定部７ｅが判定する（Ｓ２４）。
第２水圧スイッチ４９ｂがＯＦＦのままであれば、直ちに、イグナイタ部７ｉによる連続放電と、開弁保持部７ｃによるマグネット式安全弁３３への通電を停止して燃料ガス流路を閉じる（Ｓ３３）。
給水自動ガス弁４の開弁が正常であれば、燃料ガスに確実に着火させるため第２水圧スイッチ４９ｂがＯＮされてからＴｂ秒（０．７秒）経過してから（Ｓ２５）イグナイタ部７ｉによる連続放電を停止し、開弁保持部７ｃの電流切替部７ｄがマグネット式安全弁３３の電流を開弁維持するだけの小電流に切り替える（Ｓ２６）。
そして、ステップ２７にてフレームセンサ３１からの炎電流により炎検出部７ｇが燃焼炎Ｆの有無を判定し（Ｓ２７）、炎なしと判定した場合には、開弁保持部７ｃによるマグネット式安全弁３３への通電を停止して燃料ガス流路を閉じる（Ｓ３３）。
そして、炎有りと判定した場合には、第２水圧スイッチ４９ｂがＯＮされてからＴｃ秒（６秒）経過後に（Ｓ２８）、ステップ２９において熱電対の合成起電力が所定レベル以上か否かを熱起電力検出部７ｆが判定する。
燃焼中には、フレームセンサ３１による燃焼炎Ｆと、熱電対の合成起電力との監視が、後述するように交互に休止しながら続けられ（Ｓ２９〜Ｓ３１）、燃焼炎Ｆが消失したり、合成起電力が所定レベル以下となると、開弁保持部７ｃがマグネット式安全弁３３への通電を停止して燃焼を停止する。
そして、第１水圧スイッチ４９ａがＯＮしてから２０分経過するとタイマ部７ｋが働き、マグネット式安全弁３３への通電を停止して燃焼を停止し、ガス湯沸器の消し忘れを防止する（Ｓ３１）。
【００３２】
そして、燃焼中に、通水が停止されれば、給水自動ガス弁４がスピンドル３７の後退により閉弁して燃焼を停止すると共に、第２水圧スイッチ４９ｂ、第１水圧スイッチ４９ａがＯＦＦされて、コントローラ５への電力供給が停止される。
同様に、燃焼中に消火操作がされれば、機械的に器具栓２５と水栓１９とを閉じると共に、操作スイッチ５０がＯＦＦされて、コントローラ５への電力供給が停止され、マグネット式安全弁３３を閉弁して燃焼を停止する。
【００３３】
次に、コントローラ５のマイコン７におけるセンサ制御部７ｈについて説明する。
センサ制御部７ｈは、燃焼中に、炎検出部７ｇと熱起電力検出部７ｆとを常時働かせるのではなく、電池電力を節約するため、交互に間欠に作動させる。
つまり、図６に示すように、炎検出回路への電力供給と熱起電力検出回路への電力供給を常時行うのでは無く、図２に示すように、炎検出回路への電力供給と熱起電力検出回路への電力供給を交互に間欠に休止する。
この場合に、各回路の出力に応答遅れが生じてるとマグネット式安全弁３３が閉弁してしまうため、同時に電力供給するラップ期間Ｔｘ（重なり合う期間）を設けて応答遅れに伴う誤作動を防止する。
この間欠電力供給による休止期間（Ｔ１〜Ｔ２またはＴ３〜Ｔ４）は、炎検出回路による休止期間（Ｔ１〜Ｔ２）が長いほど失火時の生ガスの放出時間が長く、熱起電力検出回路による休止期間（Ｔ３〜Ｔ４）が長いほど不完全燃焼防止装置の応答時間が長くなる。
しかし、休止期間を設けても短ければ実使用上に差し支えなく、休止期間を設けることで消費電力を節約できる。
そこで、許容できる休止期間を０．５秒に設定し、検出回路を交互に間欠に休止して電池電力を節約する。
【００３４】
次に、センサ制御ルーチンについて、更に詳しく説明する。
図９のステップ２９〜３０にて、燃焼開始後に炎検出と熱起電力の検出が開始されると、図８に示すセンサ制御ルーチンが開始される。
センサ制御部７ｈは、ステップ１により炎検出回路に電力を供給して炎検出部７ｇにより炎検出を開始すると共に、ステップ２で熱起電力検出回路に電力供給して熱起電力検出部７ｆにより合成起電力の検出を開始し、同時に、休止期間をカウントするタイマをリセットする。
このタイマカウントの開始からＴ１秒経過（Ｓ３）すると、図２のタイムチャートに示すように、炎検出回路への電力供給を休止（Ｓ４）し、Ｔ２秒経過（Ｓ５）した時点で炎検出回路への電力供給を再開（Ｓ６）する。
また、Ｔ３秒経過（Ｓ７）した時点で今度は熱起電力検出回路への電力供給を休止（Ｓ８）する。
そして、Ｔ４秒経過（Ｓ９）した時点でステップ２に戻ってタイマをリセットすると共に、熱起電力検出回路への電力供給を再開する。
このように、各々の回路に同時に電力供給するラップ期間Ｔｘを設けつつ、交互に電力供給・休止を繰り返す。
【００３５】
次に、ガス湯沸器における具体的な回路構成の一例を図１０を用いて説明する。
ガス湯沸器の燃焼制御を行うコントローラ５は、制御部の中枢に設けられるマイコン７と、電圧監視回路６１と、報知回路５２と、リセット回路５１と、パルス検出回路５８と、開弁保持回路５７と、炎検出回路５６と、熱起電力検出回路５５と、第２水圧スイッチの検出回路６０と、電源回路５９と、クロック回路５４とから構成される。
【００３６】
電圧監視回路６１は、電池電圧Ｖｃｃ１が第１の所定電圧レベル以上（２．１ｖ）であるか否かを監視する第１のリセットＩＣ（ＩＣ３）から構成され、マイコン７の入力ポートＰＩ１に接続される。
【００３７】
報知回路５２は、点灯して電池交換時期を使用者に知らせる電池交換ランプ８と、マイコン７の出力ポートＰＯ６にベースが接続されて、電池電圧Ｖｃｃ１が２．１ｖ以下に低下したことをマイコン７が検出した場合に、電池交換ランプ８を点灯するトランジスタＱ９とから構成される。
【００３８】
リセット回路５１は、電池電圧Ｖｃｃ１が第１の所定電圧レベル以上（１．８ｖ）か否かを監視し、所定レベル以下となった場合には、マイコンの作動停止を行うと共に、マイコン７を初期化する第２のリセットＩＣ（ＩＣ４）から構成され、マイコン７の入力ポートＲＥＳＥＴに接続される。
【００３９】
パルス検出回路５８は、マグネット式安全弁３３への通電ラインに設けられるトランジスタＱ１（ＰＮＰ型）と、このトランジスタＱ１をＯＮ／ＯＦＦするトランジスタＱ４（ＮＰＮ型）とから構成され、トランジスタＱ１のベースはエミッタ接地されたトランジスタＱ４のコレクタに接続され、トランジスタＱ４のベースは、コンデンサを介してマイコン７の出力ポートＰＯ１に接続される。
マイコン７が正常な場合には、マイコン７側からパルス信号が出力されてトランジスタＱ４をＯＮし、マイコン７が暴走してＬｏまたはＨｉを出力し続ける場合は、コンデンサによりトランジスタＱ４がＯＦＦしてＱ１をＯＦＦし、マグネット式安全弁３３への通電ラインを遮断する。
従って、パルス検出回路５８はマイコン７の故障有無を監視している。
【００４０】
開弁保持回路５７は、パルス検出回路５８から続くマグネット式安全弁３３への通電ラインに設けられ、マイコン７の制御信号によって作動する（ＰＮＰ型）第１トランジスタＱ２（ＰＮＰ型）と、第２トランジスタＱ３（ＰＮＰ型）とから構成される。
第１トランジスタＱ２のエミッタは、電力供給ラインであるトランジスタＱ１のコレクタに接続され、第１トランジスタＱ２のコレクタに第２トランジスタＱ３のエミッタが接続され、第２トランジスタＱ３のエミッタとコレクタ間は抵抗を介して接続され、第２トランジスタＱ３のコレクタが温度ヒューズ９を介してマグネット式安全弁３３に接続される。
また、第１トランジスタＱ２のベースは、マイコン７の出力ポートＰＯ２（コイル３３ｂへの通電制御信号出力ポート）に接続され、第２トランジスタＱ３のベースは、出力ポートＰＯ４（マグネット式安全弁３３への通電流を小電流に切り替える切替制御信号出力ポート）に接続される。
そして、マイコン７の開弁保持部７ｃが第１トランジスタＱ２をＯＮ／０ＦＦしてマグネット式安全弁３３への通電を制御し、電流切替部７ｄが第２トランジスタＱ３をＯＦＦしてマグネット式安全弁３３への通電電流を小電流に切替えて電池電力を節約する。
【００４１】
炎検出回路５６は、マイコン７の出力ポートＰＯ４にベースを接続した回路駆動用のトランジスタＱ５（ＰＮＰ型）と、このコレクタに接続されて交流波形を発振するトランスと、炎に通電された交流波形の電流から炎の整流作用を利用して炎が有る時にＯＦＦし炎の無い時にＯＮするＦＥＴと、ＦＥＴがＯＦＦからＯＮになるとＯＦＦするトランジスタＱ７（ＮＰＮ型）とから構成される。
また、トランジスタＱ７のコレクタがマイコン７の入力ポートＰＩ２に接続され、同様の回路が並列に設けられ、トランジスタＱ６（ＮＰＮ型）のコレクタがマイコン７の入力ポートＰＩ３に接続される。
【００４２】
熱起電力検出回路５５は、回路駆動用のトランジスタＱ８と、一次熱電対２９と二次熱電対３０との合成起電力が所定レベル以上あるか否かを検出する起電力検知ＩＣ１と、並列に設けられて合成起電力を検出する起電力検知ＩＣ２とから構成される。
トランジスタＱ８（ＰＮＰ型）のコレクタは起電力検知ＩＣ１と起電力検知ＩＣ２とに接続され、ベースがマイコン７の出力ポートＰＯ５に接続される。
また、起電力検知ＩＣ１と起電力検知ＩＣ２は、マイコン７の入力ポートＰＩ４とＰＩ５にそれぞれ接続される。
【００４３】
また、高電圧を生じるイグナイタ回路５３がマイコン７の出力ポートＰＯ７に接続され、給水自動ガス弁４の開閉によってＯＮ／ＯＦＦする第２水圧スイッチの検出回路６０がマイコン７の入力ポートＶｃｃ２に接続される。
更に、マイコン７を動作させるためのクロック回路５４が入力ポートＣＬ、ＣＬに接続され、操作スイッチ５０と水圧スイッチ４９ａ、４９ｂとのＯＮによりマイコン７を駆動する電源回路５９がマイコン７の入力ポートＶｃｃ１に接続される。
【００４４】
以上の構成により、点火操作が行われると、操作スイッチ５０および水圧スイッチ４９ａ、４９ｂがＯＮし、開弁保持回路５７が働いてマグネット式安全弁３３のコイル３３ｂに通電し、開弁装置３４により開弁されたマグネット式安全弁３３を開弁状態に保持する。
この場合に、電圧監視回路６１は電池電圧Ｖｃｃ１が所定レベル以下とならないか否かを監視し、イグナイタ回路５３は点火用電極２１からバーナ２７へ連続放電して燃料ガスに点火して燃焼を開始する。
また、点火初期には、マイコン７の出力ポートＰＯ５をＨｉにして、炎検出回路５６だけを作動させ、燃焼炎Ｆの有無を監視する。
そして、点火から所定時間経過後に燃焼が開始されると、マイコン７の出力ポートＰＯ５とＰＯ４とを交互にＬｏとＨｉにすることにより、炎検出回路５６と熱起電力検出回路５５への電力供給を交互に行う。
そして、炎検出回路５６と熱起電力検出回路５５とが交互に間欠に燃焼炎Ｆと熱起電力とを検出し、マイコン７の炎検出部７ｇまたは熱起電力検出部７ｆが異常と判定した場合には、開弁保持回路５７がマグネット式安全弁３３のコイル３３ｂへの通電を停止して燃焼を停止する。
従って、炎検出回路５６と熱起電力検出回路５５を間欠的に休止することにより電力消費を低く抑え、点火初期だけでなく燃焼中から燃焼停止まで炎検出回路５６を作動させることができ、燃焼装置の安全性が向上する。
【００４５】
次に、炎検出回路５６に間欠電力供給を行う第２実施例を説明する。
第２実施例は、炎検出回路５６および熱起電力検出回路５５への電力供給を交互に間欠に行うのではなく、炎検出回路５６だけを間欠に作動させる点が異なる。
つまり、図３に示すように、センサ制御部７ｈは、点火操作後に、熱起電力検出回路５５を連続して作動させながら消費電力の大きい炎検出回路５６だけを間欠に作動させる。
従って、この場合には、炎検出回路５６による間欠休止分の電池電力を節約する。
【００４６】
また、第３実施例を図４を用いて説明する。
第３実施例は、炎検出回路５６および熱起電力検出回路５５への電力供給を間欠に行う点で第１実施例と同じであるが、間欠電力供給でのラップ期間Ｔｘを設けない点が異なる。
センサ制御部７ｈは、点火操作後に、炎検出回路５６および熱起電力検出回路５５（以下、両方を区別しない場合には検出回路と呼ぶ）とを交互に間欠に作動させると、例えば、図７の（イ）に示すように、熱起電力検出回路５５が検出を開始するまでに応答遅れ時間Ｔｚ１があるとマグネット式安全弁３３を開弁保持する電力供給制御信号が中断してしまう。
そこで、図１１に示すように、炎検出回路５６および熱起電力検出回路５５の出力側にそれぞれ遅延用コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４を設ける。
このため、図７の（ロ）に示すように、交互に間欠に電力供給しても出力が時間Ｔｚ２遅延するため、検出回路が正常である限りマグネット式安全弁３３への電力供給制御信号が中断しないことになる。
従って、第３実施例では、炎検出回路５６および熱起電力検出回路５５へ交互に間欠に電力供給する際に、余分なラップ期間Ｔｘを設ける必要が無く、第１および第２実施例よりも休止時間を長くすることができ、電池電力を更に節約できる。
尚、遅延用コンデンサによる遅延時間Ｔｚ２は応答遅れ時間Ｔｚ１より大きく設定し、いずれかの検出回路の出力を常に検出できるように設定する。
また、遅延用コンデンサは、検出回路の双方に設けることに限定されず、いずれか一方の検出回路のみに設けることにより、一方の出力だけを遅延させてラップさせても良い。
【００４７】
以上により、本実施例に挙げたガス湯沸器では、検出回路を間欠に休止して電力消費を低く抑えることで、乾電池仕様の器具であっても、燃焼中から燃焼停止まで炎検出回路５６によって炎検出を行うことができるため、燃焼炎が消失した場合の生ガス放出時間が短くなって安全性が向上する。
【００４８】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
例えば、図１２に示すように、熱起電力出力信号線Ｌ１、Ｌ２、燃焼炎出力信号線Ｌ３、Ｌ４をマイコン７の入力ポートＰＩ５、ＰＩ４、ＰＩ２、ＰＩ３に
それぞれ接続せずに、燃焼炎出力信号線Ｌ３と熱起電力出力信号線Ｌ２とをマイコン７の入力ポートＰＩ２に接続し、燃焼炎出力信号線Ｌ４と熱起電力出力信号線Ｌ１とをマイコン７の入力ポートＰＩ３に接続しても良い。
この場合に、センサ制御部７ｈには、図５に示すように、熱起電力検出部７ｆと炎検出部７ｇの双方を同時に間欠に休止する休止機能を設け、この休止期間Ｔｙ中に、開弁保持部７ｃによるマグネット式安全弁３３への強制通電を維持しながら、休止期間Ｔｙ中の検出結果により検出回路の故障判定を行う故障判定機能を設ける。
従って、熱起電力検出回路５５と炎検出回路５６の出力信号線を１つのポートに接続することによりマイコン７のポート数を少なくすることができる。
【００４９】
また、このセンサ制御部７ｈに設ける休止機能は、双方を同時に休止する休止機能を設けずに、炎検出回路５６と熱起電力検出回路５５とを交互に間欠に作動させながら検出回路の故障判定を行っても良い。
例えば、図１３に示すように、エミッタ接地してベースに熱起電力検出回路５５からの熱起電力出力信号線Ｌ１（Ｌ２）を（ＮＰＮ型）トランジスタＱ１１に、炎検出回路５６からの燃焼炎出力信号線Ｌ３（Ｌ４）を（ＮＰＮ型）トランジスタＱ１０に接続し、それぞれのコレクタに各々抵抗Ｒ３、Ｒ２を介して並列に接続してプルアップ抵抗Ｒ１を介した電源側に接続し、抵抗Ｒ２およびＲ３とプルアップ抵抗Ｒ１間を電圧レベルを検出するマイコン７のＡ／Ｄ入力ポートＰＩ８に接続しても良い。
マイコン７は、検出回路の双方を同時に休止することなく、抵抗Ｒ２およびＲ３とプルアップ抵抗Ｒ１との分圧値を検出することにより検出回路の故障判定を行うことができる。
例えば、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を１０ｋΩにし、電池電圧Ｖｃｃ１を３Ｖにした場合に、図１４に示すように、正常時には、出力電圧が１．５Ｖで変化しないが
トランジスタＱ１０、Ｑ１１の一方がＯＮ故障している場合には、出力電圧が１．５Ｖと１Ｖのパルス波形となる。また、トランジスタＱ１０、Ｑ１１の一方がＯＦＦ故障している場合には、出力電圧が１．５Ｖと３Ｖのパルス波形となる。
従って、この場合には、熱起電力出力信号線Ｌ１（Ｌ２）と燃焼炎出力信号線Ｌ３（Ｌ４）とをマイコン７の入力ポートに個々に接続するのでは無く、抵抗Ｒ２およびＲ３とプルアップ抵抗Ｒ１間を１つのポートに接続することによりマイコン７のポート数を少なくできる。
また、炎検出回路５６と熱起電力検出回路５５の作動を双方とも休止することなく故障判定ができる。
即ち、故障判定をしているときであっても、いずれかの検出回路が常に働いているので安全性が更に向上する。
【００５１】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の請求項１記載の燃焼装置によれば、炎検出手段と熱起電力検出手段とは交互に休止するため、炎検出手段および熱起電力検出手段の消費電力を低く抑える。
【００５２】
また、請求項２または３記載の燃焼装置によれば、請求項１の効果に加え、炎検出手段と熱起電力検出手段とを交互に切り替えたときに、立ち上がり遅れに伴う誤作動を防止する。
【００５３】
また、請求項４記載の燃焼装置によれば、請求項１の効果に加え、休止時に検出回路の故障判定をするため燃焼装置の信頼性が向上する。
【００５４】
また、請求項５記載の燃焼装置によれば、炎検出手段および熱起電力検出手段の消費電力を低く抑え、電池寿命を短くすることなく、点火初期ばかりでなく燃焼中から燃焼停止まで燃焼炎の有無を検出するため、安全性が向上する。しかも、炎検出と熱起電力検出との検出出力信号線を共通のポートに接続してポート数を少なくすると共に、故障判定をするため燃焼装置の信頼性が向上する。
【００５５】
また、請求項６記載の燃焼装置によれば、請求項１の効果に加え、炎検出手段と熱起電力検出手段、双方からの検出出力信号を電圧変換手段でまとめることができ、例えば、電圧検出手段を備えたマイコンの場合ではポート数を減らすことができる。
また、炎検出手段と熱起電力検出手段との両方を休止することなく、いずれか一方を作動させながら故障判定をするため信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施例としての燃焼装置におけるコントローラの概略構成図である。
【図２】第１実施例に係る間欠休止を示す図である。
【図３】第２実施例に係る間欠休止を示す図である。
【図４】第３実施例に係る間欠休止を示す図である。
【図５】同時タイミングでの間欠休止を示す図である。
【図６】間欠休止をしない場合を示す図である。
【図７】コンデンサの有無による検出出力の比較図である。
【図８】センサ制御ルーチンにおける間欠休止のフローチャートである。
【図９】ガス湯沸器の作動フローチャートである。
【図１０】一実施例としてのコントローラの回路例である。
【図１１】出力回路にコンデンサを設けたコントローラの回路例である。
【図１２】入力ポートを共有するコントローラの回路例である。
【図１３】双方の検出回路出力を統合したコントローラの回路例である。
【図１４】出力回路の分圧値により故障検出をするコントローラの回路例である。
【図１５】マグネット式安全弁、開弁装置および給水自動ガス弁の関係を示す図である。
【図１６】ガス湯沸器の概略構成図である。
【符号の説明】
５ コントローラ
７ マイコン
７ａ リセット部
７ｂ 電圧監視部
７ｃ 開弁保持部
７ｄ 電流切替部
７ｅ 開弁判定部
７ｆ 熱起電力検出部
７ｇ 炎検出部
７ｈ センサ制御部
７ｉ イグナイタ部
３３ マグネット式安全弁
５５ 熱起電力検出回路
５６ 炎検出回路
５７ 開弁保持回路
【発明の属する技術分野】
本発明は電池を電源とする燃焼装置に関し、燃焼炎を検出する炎検出回路と、熱起電力を検出する熱起電力検出回路とを備えた燃焼装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、燃焼装置である小型ガス湯沸器には、通常、炎の整流作用を利用して燃焼炎を検出するフレームセンサと、燃焼熱によって熱起電力を発生する熱電対により燃焼状態を検出する不完全燃焼防止装置と、押動開弁されて電池電力により燃料ガス流路を開弁状態に保持するマグネット式安全弁と、マグネット式安全弁へ通電して開弁を保持しながらフレームセンサ、および不完全燃焼防止装置（以下、熱起電力検出回路と呼ぶ）にて燃焼状態を検出し、異常な燃焼状態と判定した場合にマグネット式安全弁への通電を停止して燃料ガス流路を閉じるコントローラとを備える。
【０００３】
こうしたガス湯沸器においては、熱起電力検出回路やフレームセンサによる炎検出回路について電池電力の消費が大きく、特に、炎検出回路の消費電力が大きいため、電池寿命が短くなる問題があった。
このため、フレームセンサによる炎検出回路は、点火初期に限定して作動させ、燃焼開始後に停止して電池電力の消費を抑えている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、熱起電力検出回路は、燃焼炎消失後の応答速度が遅いために、フレームセンサによる炎検出回路に比べて燃焼炎消失時の生ガス放出時間が長くなってしまう問題があった。
例えば、燃焼炎消失後に燃料ガス流路を閉じるまでの時間は、フレームセンサによる炎検出回路では０．１〜０．５秒であるのに対して、熱起電力検出回路では６秒ほども要するため、その間、生ガスを放出することになる。
そこで、本発明の燃焼装置は上記課題を解決し、炎検出回路が消費する電池電力を低く抑えることで、点火初期ばかりでなく燃焼中から燃焼停止までフレームセンサによる炎検出回路を働かせて安全性を向上することを目的とする。
【０００６】
上記課題を解決する本発明の請求項１記載の燃焼装置は、
燃焼炎の有無を検出する炎検出手段と、点火初期を除いて熱電対による熱起電力が所定レベル以上か否かを検出する熱起電力検出手段と、
上記炎検出手段により燃焼炎が無いと判定された場合または上記熱起電力検出手段により熱起電力が所定レベル以上無いと判定された場合のいずれであってもガス流路を閉じるガス制御手段と、
上記炎検出手段、上記熱起電力検出手段およびガス制御手段に電源を供給する電池とを備えた燃焼装置において、
上記炎検出手段と上記熱起電力検出手段とを所定間隔で交互に切り替えて電源を供給し、一方を作動して他方を休止するセンサ制御手段を備えたことを要旨とする。
【０００７】
また、上記課題を解決する本発明の請求項２記載の燃焼装置は、請求項１記載の燃焼装置において、
上記炎検出手段または上記熱起電力検出手段のいずれかから常に検出出力信号が出力するように、上記炎検出手段または上記熱起電力検出手段の少なくとも一方に検出出力信号を遅延させる遅延手段を備えたことを要旨とする。
【０００８】
また、上記課題を解決する本発明の請求項３記載の燃焼装置は、請求項１記載の燃焼装置において、
上記センサ制御手段は、上記炎検出手段と上記熱起電力検出手段との切り替え時に、上記炎検出手段と上記熱起電力検出手段との両方に電源供給して両者が同時に作動するラップ期間を備えたことを要旨とする。
【０００９】
また、上記課題を解決する本発明の請求項４記載の燃焼装置は、請求項１記載の燃焼装置において、
上記炎検出手段または上記熱起電力検出手段の休止時に、休止側の検出出力信号の出力結果に基づいて、上記検出手段が故障しているか否かを判定する故障判定手段を備えたことを要旨とする。
【００１０】
また、上記課題を解決する本発明の請求項５記載の燃焼装置は、
燃焼炎の有無を検出する炎検出手段と、
熱電対による熱起電力が所定レベル以上か否かを検出する熱起電力検出手段と、
上記炎検出手段により燃焼炎が無いと判定された場合または上記熱起電力検出手段により熱起電力が所定レベル以上無いと判定された場合のいずれであってもガス流路を閉じるガス制御手段と、
上記炎検出手段、上記熱起電力検出手段およびガス制御手段に電源を供給する電池とを備えた燃焼装置において、
上記炎検出手段の検出出力信号と上記熱起電力検出手段とからの検出出力信号をガス制御手段に設けた共通の入力ポートに入力すると共に、
上記炎検出手段および上記熱起電力検出手段への電力供給を所定間隔で断続的に休止するセンサ制御手段と、
休止時の検出出力信号に基づいて、上記炎検出手段および上記熱起電力検出手段の故障有無を判定する故障判定手段を備えたことを要旨とする。
【００１１】
また、上記課題を解決する本発明の請求項６記載の燃焼装置は、請求項１記載の燃焼装置において、上記炎検出手段と上記熱起電力検出手段とからの検出出力信号が交互に有る場合には所定電圧を、交互に無い場合には電圧レベルを変える電圧変換手段と、
上記電圧を検出する電圧検出手段と、
上記電圧検出手段が検出した電圧に基づいて、上記炎検出手段および上記熱起電力検出手段の故障有無を判定する故障判定手段とを備えたことを要旨とする。
【００１３】
上記構成を有する本発明の請求項１記載の燃焼装置は、センサ制御手段が炎検出手段と熱起電力検出手段とを所定間隔で交互に切り替えて電源を供給し、一方を作動しているときに他方を休止する。
従って、炎検出手段は断続的に作動して消費する電池電力を低く抑えるため、点火初期だけでなく燃焼中から燃焼停止まで炎検出手段を作動させることができて、燃焼装置の安全性が向上する。
【００１４】
また、上記構成を有する本発明の請求項２記載の燃焼装置は、請求項１記載の燃焼装置において、
遅延手段が炎検出手段または熱起電力検出手段の少なくとも一方の検出出力信号を遅延する。
従って、センサ制御手段が炎検出手段と熱起電力検出手段とを交互に切り替えたときに、検出手段の立ち上がりが遅れて検出出力信号が途切れてしまう誤作動を防止する。
【００１５】
また、上記構成を有する本発明の請求項３記載の燃焼装置は、請求項１記載の燃焼装置において、
センサ制御手段は、炎検出手段と熱起電力検出手段とを所定間隔で交互に切り替え時に、炎検出手段と熱起電力検出手段との両方に電源供給して両者が同時に作動するラップ期間を備えているため、一方の検出手段の立ち上がりが遅れても検出出力信号が途切れない。従って、センサ制御手段により炎検出手段と熱起電力検出手段とを交互に切り替えたときに、一方の検出手段の立ち上がりが遅れて検出出力信号が途切れてしまう誤作動を防止する。
【００１６】
また、上記構成を有する本発明の請求項４記載の燃焼装置は、請求項１記載の燃焼装置において、
故障判定手段は、炎検出手段または熱起電力検出手段の休止時に、休止側の検出出力信号の出力結果に基づいて、検出手段が故障しているか否かを判定する。
従って、休止時に炎検出手段と熱起電力検出手段の故障判定をするため、信頼性が向上する。
【００１７】
また、上記構成を有する本発明の請求項５記載の燃焼装置は、炎検出手段の検出出力信号と熱起電力検出手段とからの検出出力信号をガス制御手段に設けた共通の入力ポートに入力する。更に、センサ制御手段が炎検出手段および熱起電力検出手段への電力供給を所定期間休止し、故障判定手段は、休止時の検出出力信号に基づいて、炎検出手段および熱起電力検出手段の故障有無を判定する。
即ち、休止時に、本来なら検出出力信号が無いはずにもかかわらず、有る場合には、故障判定手段が炎検出手段または熱起電力検出手段のいずれか一方を故障と判定する。
従って、検出出力信号を共通の入力ポートに入力できるためポート数を減らすことができる。また、入力ポートが共通であっても、休止時に炎検出手段と熱起電力検出手段との故障判定ができるため信頼性が向上する。
【００１８】
また、上記構成を有する本発明の請求項６記載の燃焼装置は、請求項１記載の燃焼装置において、
電圧変換手段は、炎検出手段と熱起電力検出手段とからの検出出力信号が交互に有る場合に所定電圧を、交互に無い場合に電圧レベルを変えて出力する。
そして、電圧検出手段がこの電圧を検出し、検出した電圧に基づいて、故障判定手段が炎検出手段および熱起電力検出手段の故障有無を判定する。
従って、炎検出手段と熱起電力検出手段、双方からの検出出力信号を電圧変換手段でまとめることができる。
また、炎検出手段と熱起電力検出手段との両方を休止することなく、いずれか一方を作動させながら故障判定をするため信頼性が向上する。
【００１９】
【発明の実施形態】
以上説明した本発明の構成・作用を一層明らかにするために、以下本発明の燃焼装置としての元止め式ガス湯沸器について、図１６の概略図に基づいて説明する。
水入口からの給水経路には、操作ボタン１７による手動操作によって流路を開閉する水栓１９が設けられ、その下流には水圧応動装置１が設けられる。水圧応動装置１には、前後に移動自在なダイアフラム１５が設けられ、このダイアフラム１５で仕切って一次室１３と二次室１２とが形成される。
また、水圧応動装置１の一次室１３への入路には、ダイアフラム１５と同軸上に、給水圧の変動が生じても流量を一定に保つ水ガバナ１６が設けられる。
また、一次室１３から続く流路には、湯温調節部１８が設けられる。
湯温調節部１８で流路は、ベンチュリー２２を経由し熱交換器２３へ通じた後出湯口に至る。
このベンチュリー２２は、流路を絞ると共に、流路と直角方向に横孔２２ａが設けられ、この横孔２２ａから導通路２４により水圧応動装置１の二次室１２に通じる。
【００２０】
スピンドル３７は、水圧応動装置１から移動力を伝える水側軸１４と同一軸線上に設けられ、下流方向（図右方向）に戻しバネ３２で付勢され、水圧応動装置１に通水による圧力差が生じると左方への移動力が働く。
また、この移動力が戻しバネ３２力に打ち勝つとスピンドル３７を図の左方向に前進させ、後述するマグネット式安全弁３３、開弁装置３４、給水自動ガス弁４を作動する。
【００２１】
また、図１５に示すように、マグネット式安全弁３３は、ガス流路の上流側の弁室３５に設けられる。その弁軸３６の一端にはバネ４５により閉止方向に付勢された弁体４３が流路本体１０のシート部３８と接離可能に設けられる。また、弁軸３６の他端には吸着片４６が電磁石の吸着面４７と向い合って設けられる。
【００２２】
マグネット式安全弁３３の下流には、開弁装置３４がマグネット式安全弁３３と向い合って同一の軸線上に配置され、水圧応動装置１の移動を伝えるスピンドル３７の先端に同軸に挿通される。
開弁装置３４は、マグネット式安全弁３３を開弁し吸着に至るまではスピンドル３７と係合し一体となって動き、マグネット式安全弁３３を開き切った後、スピンドル３７の前進移動によりスピンドル３７との係合を開放して、マグネット式安全弁３３が閉弁可能な位置までスピンドル３７上を摺動して後退する。通水が停止されると水圧応動装置１によりスピンドル３７が当初の停止位置まで戻ると、開弁装置３４とスピンドル３７とが係合復帰する関係に構成される。
【００２３】
開弁装置３４の下流には、スピンドル３７に摺動可能に挿通された給水自動ガス弁４が設けられ、バルブバネ３９で下流方向に閉止するように付勢され、流路本体１０のシート部４０と接離することにより弁体との区間で第２の弁室４１を形成している。
また、スピンドル３７には給水自動ガス弁４を開弁するための押部材４２が設けられる。マグネット式安全弁３３の開弁完了後でスピンドル３７と開弁装置３４との係合が解けた後に、給水自動ガス弁４は、スピンドル３７の押部材４２に押されて開弁される。
この給水自動ガス弁４の下流には、操作ボタン１７によって、バーナ２７へのガス供給経路を開閉する器具栓２５が設けられる。
【００２４】
電磁石の吸着面をもつＵ字型の鉄芯３３ａには、コントローラ５と接続されるコイル３３ｂが設けられ、通電されることによって鉄芯３３ａに電磁力を発生する。
開弁装置３４によって弁体４３が開弁されると、吸着片４６と鉄芯３３ａとが圧接され、電池電力によりコントローラ５からコイル３３ｂへ通電が行なわれ、瞬時に吸着片４６を吸着して弁体４３を開弁保持する。
【００２５】
燃料ガスを燃焼するバーナ２７には、放電により燃料ガスへ着火する点火用電極２１と、燃焼炎Ｆを検出するフレームセンサ３１とが設けられ、バーナ２７に隣接して酸素濃度の低下により敏感に燃焼状態が変化するセンシングバーナ２８とが設けられる。
【００２６】
センシングバーナ２８には、燃焼炎Ｆに加熱されて熱起電力を発生する一次熱電対２９が設けられ、熱交換器２３下部の燃焼室２６には、排気詰り検出用開口２６ａからの排気熱により加熱されて熱起電力を発生する二次熱電対３０が設けられる。
一次熱電対２９は、室内が燃焼排ガスによって酸欠雰囲気となると、一次熱電対２９を加熱しているセンシングバーナ２８の燃焼炎Ｆがリフティング（飛火）を起こし始め、熱起電力を低下する。
一方、二次熱電対３０は、一次熱電対２９に対して逆起電力を発生するように逆極性に直列接続され、熱交換器２３のフィン閉塞の程度につれて熱起電力を上昇し、一次熱電対２９と二次熱電対３０との合成した熱起電力（以下、合成起電力と呼ぶ）を低下する。
そして、酸欠状態、熱交換器２３の閉塞状態、不着火、または燃焼炎Ｆの消失等の事態が発生すると、熱電対の合成起電力が所定レベル以下に低下し、コントローラ５は、マグネット式安全弁３３への通電を停止してガス流路を閉弁し、不完全燃焼を防止する。
【００２７】
点火・消火操作を行う操作ボタン１７には、点火操作時にＯＮし、次の消火操作までＯＮ状態を維持する操作スイッチ５０が設けられる。
また、スピンドル３７の移動による位置を検出して、マグネット式安全弁３３の開弁開始直前位置を検出する第１水圧スイッチ４９ａと、給水自動ガス弁４の開弁開始直後位置を検出する第２水圧スイッチ４９ｂとがスピンドル３７近傍に設けられる。
そして、電池電力により、点火用電極２１への放電、フレームセンサ３１による燃焼炎Ｆの検出、マグネット式安全弁３３の開弁保持等を行うコントローラ５が設けられ、第１水圧スイッチ４９ａと第２水圧スイッチ４９ｂの信号線がコントローラ５にそれぞれ接続される。
【００２８】
コントローラ５は、図１に示すように、操作スイッチ５０と第１水圧スイッチ４９ａとを直列に介して電力を供給する乾電池６と、ガス湯沸器が過熱状態になった場合に溶断する温度ヒューズ９を介してマグネット式安全弁３３のコイル３３ｂとに接続される。
また、バーナ２７に連続放電をして燃料ガスに点火する点火用電極２１と、熱起電力を検出する一次熱電対２９および二次熱電対３０と、燃焼炎Ｆを検出するフレームセンサ３１と、給水自動ガス弁４の開弁位置を検出する第２水圧スイッチ４９ｂとに接続される。
【００２９】
また、コントローラ５内には、制御部の中枢で燃焼制御を行うマイコン７と、マイコン７を駆動する電源回路５９と、マイコン７の動作タイミングをとるクロック回路５４と、電池電圧の低下を検出する電圧監視回路６１と、電池電圧の低下時に電池交換ランプ８を点灯する報知回路５２と、電池電圧が所定レベル以下となった場合にマイコンの作動停止を行ってマイコン７を初期化するリセット回路５１と、マグネット式安全弁３３を開弁保持する開弁保持回路５７と、マイコンのパルス信号が無い異常時にマグネット式安全弁３３を閉弁するパルス検出回路５８と、高電圧を生じるイグナイタ回路５３と、燃焼炎を検出する炎検出回路５６と、熱起電力が所定レベル以上あるか否かを検出する熱起電力検出回路５５と、給水自動ガス弁４の開閉状態を検出する第２水圧スイッチ検出回路６０とが設けられる。
【００３０】
また、マイコン７は、周知の算術論理演算回路を構成するＣＰＵ、制御プログラムを記憶するＲＯＭ、演算処理中に各種のデータを一時的に記憶するＲＡＭ等から構成される。
このマイコン７のソフトウェアによる機能は、大別すると、通電時にリセット回路５１が作動することによりコントローラ５のマイコン７を初期化するリセット部７ａと、電圧監視回路６１からの検出信号により乾電池６の電圧が所定レベル以下に低下するか否かを監視する電圧監視部７ｂと、開弁保持回路５７へ制御信号を出してマグネット式安全弁３３のコイル３３ｂに通電して開弁保持する開弁保持部７ｃと、パルス検出回路５８へ制御信号を出して開弁状態を維持するだけの小電流（保持電流と呼ぶ）に切り替える電流切替部７ｄと、第２水圧スイッチ検出回路６０からの検出信号により給水自動ガス弁４の開閉状態を判定する開弁判定部７ｅと、合成起電力を検出する熱起電力検出回路５５からの検出信号により燃焼状態を監視する熱起電力検出部７ｆと、燃焼炎を検出する炎検出回路５６からの検出信号により燃焼炎Ｆの有無を監視する炎検出部５ｇと、熱起電力検出回路５５（熱起電力検出部７ｆを含む）と炎検出回路５６（炎検出部７ｇを含む）とを交互に間欠に作動させるセンサ制御部７ｈと、高電圧を生じるイグナイタ回路５３を点火操作時に働かせて燃料ガスに点火するイグナイタ部７ｉと、
電池電圧の低下時に報知回路５２を作動して電池交換を知らせる報知部７ｊと、連続燃焼時間を制限（例えば２０分）して消し忘れを防止すると共に、各部の作動タイミングを制御するタイマ部７ｋとから構成される。
【００３１】
次に、ガス湯沸器の点火・消火動作をコントローラ５の処理についてのフローチャート図９を用いて説明する。
点火に際して操作ボタン１７が押動されると、連動して機械的に器具栓２５と水栓１９とが開かれると共に、、操作スイッチ５０が０Ｎする（Ｓ２０）。
また、水栓１９が開かれて通水されることにより水圧応動装置１が働いて第１水圧スイッチ４９ａがＯＮし（Ｓ２１）、コントローラ５の電圧監視部７ｂは電池電圧が所定電圧以上（２．１ｖ以上）あるか否かを判断する（Ｓ２２）。
この場合に、所定電圧未満であると、電池交換ランプ８を点灯して燃焼を開始しない（Ｓ３２）。
所定電圧以上あると、ステップ２３に進み、開弁保持部７ｃが水圧押動装置１に連動する開弁装置３４により押動開弁されたマグネット式安全弁３３へ通電すると共に、イグナイタ部７ｉがイグナイタ（図略）へ電源を供給して点火用電極２１からバーナ２７へ連続放電し（Ｓ２３）、燃料ガスに点火して燃焼が開始される。
ステップ２４では、第１水圧スイッチ４９ａが０ＮしてからＴａ秒以内（２秒以内）に第２水圧スイッチ４９ｂがＯＮされたか否かによって、水圧応動装置１によって給水自動ガス弁４の開弁が正常に行われたか否かを開弁判定部７ｅが判定する（Ｓ２４）。
第２水圧スイッチ４９ｂがＯＦＦのままであれば、直ちに、イグナイタ部７ｉによる連続放電と、開弁保持部７ｃによるマグネット式安全弁３３への通電を停止して燃料ガス流路を閉じる（Ｓ３３）。
給水自動ガス弁４の開弁が正常であれば、燃料ガスに確実に着火させるため第２水圧スイッチ４９ｂがＯＮされてからＴｂ秒（０．７秒）経過してから（Ｓ２５）イグナイタ部７ｉによる連続放電を停止し、開弁保持部７ｃの電流切替部７ｄがマグネット式安全弁３３の電流を開弁維持するだけの小電流に切り替える（Ｓ２６）。
そして、ステップ２７にてフレームセンサ３１からの炎電流により炎検出部７ｇが燃焼炎Ｆの有無を判定し（Ｓ２７）、炎なしと判定した場合には、開弁保持部７ｃによるマグネット式安全弁３３への通電を停止して燃料ガス流路を閉じる（Ｓ３３）。
そして、炎有りと判定した場合には、第２水圧スイッチ４９ｂがＯＮされてからＴｃ秒（６秒）経過後に（Ｓ２８）、ステップ２９において熱電対の合成起電力が所定レベル以上か否かを熱起電力検出部７ｆが判定する。
燃焼中には、フレームセンサ３１による燃焼炎Ｆと、熱電対の合成起電力との監視が、後述するように交互に休止しながら続けられ（Ｓ２９〜Ｓ３１）、燃焼炎Ｆが消失したり、合成起電力が所定レベル以下となると、開弁保持部７ｃがマグネット式安全弁３３への通電を停止して燃焼を停止する。
そして、第１水圧スイッチ４９ａがＯＮしてから２０分経過するとタイマ部７ｋが働き、マグネット式安全弁３３への通電を停止して燃焼を停止し、ガス湯沸器の消し忘れを防止する（Ｓ３１）。
【００３２】
そして、燃焼中に、通水が停止されれば、給水自動ガス弁４がスピンドル３７の後退により閉弁して燃焼を停止すると共に、第２水圧スイッチ４９ｂ、第１水圧スイッチ４９ａがＯＦＦされて、コントローラ５への電力供給が停止される。
同様に、燃焼中に消火操作がされれば、機械的に器具栓２５と水栓１９とを閉じると共に、操作スイッチ５０がＯＦＦされて、コントローラ５への電力供給が停止され、マグネット式安全弁３３を閉弁して燃焼を停止する。
【００３３】
次に、コントローラ５のマイコン７におけるセンサ制御部７ｈについて説明する。
センサ制御部７ｈは、燃焼中に、炎検出部７ｇと熱起電力検出部７ｆとを常時働かせるのではなく、電池電力を節約するため、交互に間欠に作動させる。
つまり、図６に示すように、炎検出回路への電力供給と熱起電力検出回路への電力供給を常時行うのでは無く、図２に示すように、炎検出回路への電力供給と熱起電力検出回路への電力供給を交互に間欠に休止する。
この場合に、各回路の出力に応答遅れが生じてるとマグネット式安全弁３３が閉弁してしまうため、同時に電力供給するラップ期間Ｔｘ（重なり合う期間）を設けて応答遅れに伴う誤作動を防止する。
この間欠電力供給による休止期間（Ｔ１〜Ｔ２またはＴ３〜Ｔ４）は、炎検出回路による休止期間（Ｔ１〜Ｔ２）が長いほど失火時の生ガスの放出時間が長く、熱起電力検出回路による休止期間（Ｔ３〜Ｔ４）が長いほど不完全燃焼防止装置の応答時間が長くなる。
しかし、休止期間を設けても短ければ実使用上に差し支えなく、休止期間を設けることで消費電力を節約できる。
そこで、許容できる休止期間を０．５秒に設定し、検出回路を交互に間欠に休止して電池電力を節約する。
【００３４】
次に、センサ制御ルーチンについて、更に詳しく説明する。
図９のステップ２９〜３０にて、燃焼開始後に炎検出と熱起電力の検出が開始されると、図８に示すセンサ制御ルーチンが開始される。
センサ制御部７ｈは、ステップ１により炎検出回路に電力を供給して炎検出部７ｇにより炎検出を開始すると共に、ステップ２で熱起電力検出回路に電力供給して熱起電力検出部７ｆにより合成起電力の検出を開始し、同時に、休止期間をカウントするタイマをリセットする。
このタイマカウントの開始からＴ１秒経過（Ｓ３）すると、図２のタイムチャートに示すように、炎検出回路への電力供給を休止（Ｓ４）し、Ｔ２秒経過（Ｓ５）した時点で炎検出回路への電力供給を再開（Ｓ６）する。
また、Ｔ３秒経過（Ｓ７）した時点で今度は熱起電力検出回路への電力供給を休止（Ｓ８）する。
そして、Ｔ４秒経過（Ｓ９）した時点でステップ２に戻ってタイマをリセットすると共に、熱起電力検出回路への電力供給を再開する。
このように、各々の回路に同時に電力供給するラップ期間Ｔｘを設けつつ、交互に電力供給・休止を繰り返す。
【００３５】
次に、ガス湯沸器における具体的な回路構成の一例を図１０を用いて説明する。
ガス湯沸器の燃焼制御を行うコントローラ５は、制御部の中枢に設けられるマイコン７と、電圧監視回路６１と、報知回路５２と、リセット回路５１と、パルス検出回路５８と、開弁保持回路５７と、炎検出回路５６と、熱起電力検出回路５５と、第２水圧スイッチの検出回路６０と、電源回路５９と、クロック回路５４とから構成される。
【００３６】
電圧監視回路６１は、電池電圧Ｖｃｃ１が第１の所定電圧レベル以上（２．１ｖ）であるか否かを監視する第１のリセットＩＣ（ＩＣ３）から構成され、マイコン７の入力ポートＰＩ１に接続される。
【００３７】
報知回路５２は、点灯して電池交換時期を使用者に知らせる電池交換ランプ８と、マイコン７の出力ポートＰＯ６にベースが接続されて、電池電圧Ｖｃｃ１が２．１ｖ以下に低下したことをマイコン７が検出した場合に、電池交換ランプ８を点灯するトランジスタＱ９とから構成される。
【００３８】
リセット回路５１は、電池電圧Ｖｃｃ１が第１の所定電圧レベル以上（１．８ｖ）か否かを監視し、所定レベル以下となった場合には、マイコンの作動停止を行うと共に、マイコン７を初期化する第２のリセットＩＣ（ＩＣ４）から構成され、マイコン７の入力ポートＲＥＳＥＴに接続される。
【００３９】
パルス検出回路５８は、マグネット式安全弁３３への通電ラインに設けられるトランジスタＱ１（ＰＮＰ型）と、このトランジスタＱ１をＯＮ／ＯＦＦするトランジスタＱ４（ＮＰＮ型）とから構成され、トランジスタＱ１のベースはエミッタ接地されたトランジスタＱ４のコレクタに接続され、トランジスタＱ４のベースは、コンデンサを介してマイコン７の出力ポートＰＯ１に接続される。
マイコン７が正常な場合には、マイコン７側からパルス信号が出力されてトランジスタＱ４をＯＮし、マイコン７が暴走してＬｏまたはＨｉを出力し続ける場合は、コンデンサによりトランジスタＱ４がＯＦＦしてＱ１をＯＦＦし、マグネット式安全弁３３への通電ラインを遮断する。
従って、パルス検出回路５８はマイコン７の故障有無を監視している。
【００４０】
開弁保持回路５７は、パルス検出回路５８から続くマグネット式安全弁３３への通電ラインに設けられ、マイコン７の制御信号によって作動する（ＰＮＰ型）第１トランジスタＱ２（ＰＮＰ型）と、第２トランジスタＱ３（ＰＮＰ型）とから構成される。
第１トランジスタＱ２のエミッタは、電力供給ラインであるトランジスタＱ１のコレクタに接続され、第１トランジスタＱ２のコレクタに第２トランジスタＱ３のエミッタが接続され、第２トランジスタＱ３のエミッタとコレクタ間は抵抗を介して接続され、第２トランジスタＱ３のコレクタが温度ヒューズ９を介してマグネット式安全弁３３に接続される。
また、第１トランジスタＱ２のベースは、マイコン７の出力ポートＰＯ２（コイル３３ｂへの通電制御信号出力ポート）に接続され、第２トランジスタＱ３のベースは、出力ポートＰＯ４（マグネット式安全弁３３への通電流を小電流に切り替える切替制御信号出力ポート）に接続される。
そして、マイコン７の開弁保持部７ｃが第１トランジスタＱ２をＯＮ／０ＦＦしてマグネット式安全弁３３への通電を制御し、電流切替部７ｄが第２トランジスタＱ３をＯＦＦしてマグネット式安全弁３３への通電電流を小電流に切替えて電池電力を節約する。
【００４１】
炎検出回路５６は、マイコン７の出力ポートＰＯ４にベースを接続した回路駆動用のトランジスタＱ５（ＰＮＰ型）と、このコレクタに接続されて交流波形を発振するトランスと、炎に通電された交流波形の電流から炎の整流作用を利用して炎が有る時にＯＦＦし炎の無い時にＯＮするＦＥＴと、ＦＥＴがＯＦＦからＯＮになるとＯＦＦするトランジスタＱ７（ＮＰＮ型）とから構成される。
また、トランジスタＱ７のコレクタがマイコン７の入力ポートＰＩ２に接続され、同様の回路が並列に設けられ、トランジスタＱ６（ＮＰＮ型）のコレクタがマイコン７の入力ポートＰＩ３に接続される。
【００４２】
熱起電力検出回路５５は、回路駆動用のトランジスタＱ８と、一次熱電対２９と二次熱電対３０との合成起電力が所定レベル以上あるか否かを検出する起電力検知ＩＣ１と、並列に設けられて合成起電力を検出する起電力検知ＩＣ２とから構成される。
トランジスタＱ８（ＰＮＰ型）のコレクタは起電力検知ＩＣ１と起電力検知ＩＣ２とに接続され、ベースがマイコン７の出力ポートＰＯ５に接続される。
また、起電力検知ＩＣ１と起電力検知ＩＣ２は、マイコン７の入力ポートＰＩ４とＰＩ５にそれぞれ接続される。
【００４３】
また、高電圧を生じるイグナイタ回路５３がマイコン７の出力ポートＰＯ７に接続され、給水自動ガス弁４の開閉によってＯＮ／ＯＦＦする第２水圧スイッチの検出回路６０がマイコン７の入力ポートＶｃｃ２に接続される。
更に、マイコン７を動作させるためのクロック回路５４が入力ポートＣＬ、ＣＬに接続され、操作スイッチ５０と水圧スイッチ４９ａ、４９ｂとのＯＮによりマイコン７を駆動する電源回路５９がマイコン７の入力ポートＶｃｃ１に接続される。
【００４４】
以上の構成により、点火操作が行われると、操作スイッチ５０および水圧スイッチ４９ａ、４９ｂがＯＮし、開弁保持回路５７が働いてマグネット式安全弁３３のコイル３３ｂに通電し、開弁装置３４により開弁されたマグネット式安全弁３３を開弁状態に保持する。
この場合に、電圧監視回路６１は電池電圧Ｖｃｃ１が所定レベル以下とならないか否かを監視し、イグナイタ回路５３は点火用電極２１からバーナ２７へ連続放電して燃料ガスに点火して燃焼を開始する。
また、点火初期には、マイコン７の出力ポートＰＯ５をＨｉにして、炎検出回路５６だけを作動させ、燃焼炎Ｆの有無を監視する。
そして、点火から所定時間経過後に燃焼が開始されると、マイコン７の出力ポートＰＯ５とＰＯ４とを交互にＬｏとＨｉにすることにより、炎検出回路５６と熱起電力検出回路５５への電力供給を交互に行う。
そして、炎検出回路５６と熱起電力検出回路５５とが交互に間欠に燃焼炎Ｆと熱起電力とを検出し、マイコン７の炎検出部７ｇまたは熱起電力検出部７ｆが異常と判定した場合には、開弁保持回路５７がマグネット式安全弁３３のコイル３３ｂへの通電を停止して燃焼を停止する。
従って、炎検出回路５６と熱起電力検出回路５５を間欠的に休止することにより電力消費を低く抑え、点火初期だけでなく燃焼中から燃焼停止まで炎検出回路５６を作動させることができ、燃焼装置の安全性が向上する。
【００４５】
次に、炎検出回路５６に間欠電力供給を行う第２実施例を説明する。
第２実施例は、炎検出回路５６および熱起電力検出回路５５への電力供給を交互に間欠に行うのではなく、炎検出回路５６だけを間欠に作動させる点が異なる。
つまり、図３に示すように、センサ制御部７ｈは、点火操作後に、熱起電力検出回路５５を連続して作動させながら消費電力の大きい炎検出回路５６だけを間欠に作動させる。
従って、この場合には、炎検出回路５６による間欠休止分の電池電力を節約する。
【００４６】
また、第３実施例を図４を用いて説明する。
第３実施例は、炎検出回路５６および熱起電力検出回路５５への電力供給を間欠に行う点で第１実施例と同じであるが、間欠電力供給でのラップ期間Ｔｘを設けない点が異なる。
センサ制御部７ｈは、点火操作後に、炎検出回路５６および熱起電力検出回路５５（以下、両方を区別しない場合には検出回路と呼ぶ）とを交互に間欠に作動させると、例えば、図７の（イ）に示すように、熱起電力検出回路５５が検出を開始するまでに応答遅れ時間Ｔｚ１があるとマグネット式安全弁３３を開弁保持する電力供給制御信号が中断してしまう。
そこで、図１１に示すように、炎検出回路５６および熱起電力検出回路５５の出力側にそれぞれ遅延用コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４を設ける。
このため、図７の（ロ）に示すように、交互に間欠に電力供給しても出力が時間Ｔｚ２遅延するため、検出回路が正常である限りマグネット式安全弁３３への電力供給制御信号が中断しないことになる。
従って、第３実施例では、炎検出回路５６および熱起電力検出回路５５へ交互に間欠に電力供給する際に、余分なラップ期間Ｔｘを設ける必要が無く、第１および第２実施例よりも休止時間を長くすることができ、電池電力を更に節約できる。
尚、遅延用コンデンサによる遅延時間Ｔｚ２は応答遅れ時間Ｔｚ１より大きく設定し、いずれかの検出回路の出力を常に検出できるように設定する。
また、遅延用コンデンサは、検出回路の双方に設けることに限定されず、いずれか一方の検出回路のみに設けることにより、一方の出力だけを遅延させてラップさせても良い。
【００４７】
以上により、本実施例に挙げたガス湯沸器では、検出回路を間欠に休止して電力消費を低く抑えることで、乾電池仕様の器具であっても、燃焼中から燃焼停止まで炎検出回路５６によって炎検出を行うことができるため、燃焼炎が消失した場合の生ガス放出時間が短くなって安全性が向上する。
【００４８】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
例えば、図１２に示すように、熱起電力出力信号線Ｌ１、Ｌ２、燃焼炎出力信号線Ｌ３、Ｌ４をマイコン７の入力ポートＰＩ５、ＰＩ４、ＰＩ２、ＰＩ３に
それぞれ接続せずに、燃焼炎出力信号線Ｌ３と熱起電力出力信号線Ｌ２とをマイコン７の入力ポートＰＩ２に接続し、燃焼炎出力信号線Ｌ４と熱起電力出力信号線Ｌ１とをマイコン７の入力ポートＰＩ３に接続しても良い。
この場合に、センサ制御部７ｈには、図５に示すように、熱起電力検出部７ｆと炎検出部７ｇの双方を同時に間欠に休止する休止機能を設け、この休止期間Ｔｙ中に、開弁保持部７ｃによるマグネット式安全弁３３への強制通電を維持しながら、休止期間Ｔｙ中の検出結果により検出回路の故障判定を行う故障判定機能を設ける。
従って、熱起電力検出回路５５と炎検出回路５６の出力信号線を１つのポートに接続することによりマイコン７のポート数を少なくすることができる。
【００４９】
また、このセンサ制御部７ｈに設ける休止機能は、双方を同時に休止する休止機能を設けずに、炎検出回路５６と熱起電力検出回路５５とを交互に間欠に作動させながら検出回路の故障判定を行っても良い。
例えば、図１３に示すように、エミッタ接地してベースに熱起電力検出回路５５からの熱起電力出力信号線Ｌ１（Ｌ２）を（ＮＰＮ型）トランジスタＱ１１に、炎検出回路５６からの燃焼炎出力信号線Ｌ３（Ｌ４）を（ＮＰＮ型）トランジスタＱ１０に接続し、それぞれのコレクタに各々抵抗Ｒ３、Ｒ２を介して並列に接続してプルアップ抵抗Ｒ１を介した電源側に接続し、抵抗Ｒ２およびＲ３とプルアップ抵抗Ｒ１間を電圧レベルを検出するマイコン７のＡ／Ｄ入力ポートＰＩ８に接続しても良い。
マイコン７は、検出回路の双方を同時に休止することなく、抵抗Ｒ２およびＲ３とプルアップ抵抗Ｒ１との分圧値を検出することにより検出回路の故障判定を行うことができる。
例えば、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を１０ｋΩにし、電池電圧Ｖｃｃ１を３Ｖにした場合に、図１４に示すように、正常時には、出力電圧が１．５Ｖで変化しないが
トランジスタＱ１０、Ｑ１１の一方がＯＮ故障している場合には、出力電圧が１．５Ｖと１Ｖのパルス波形となる。また、トランジスタＱ１０、Ｑ１１の一方がＯＦＦ故障している場合には、出力電圧が１．５Ｖと３Ｖのパルス波形となる。
従って、この場合には、熱起電力出力信号線Ｌ１（Ｌ２）と燃焼炎出力信号線Ｌ３（Ｌ４）とをマイコン７の入力ポートに個々に接続するのでは無く、抵抗Ｒ２およびＲ３とプルアップ抵抗Ｒ１間を１つのポートに接続することによりマイコン７のポート数を少なくできる。
また、炎検出回路５６と熱起電力検出回路５５の作動を双方とも休止することなく故障判定ができる。
即ち、故障判定をしているときであっても、いずれかの検出回路が常に働いているので安全性が更に向上する。
【００５１】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の請求項１記載の燃焼装置によれば、炎検出手段と熱起電力検出手段とは交互に休止するため、炎検出手段および熱起電力検出手段の消費電力を低く抑える。
【００５２】
また、請求項２または３記載の燃焼装置によれば、請求項１の効果に加え、炎検出手段と熱起電力検出手段とを交互に切り替えたときに、立ち上がり遅れに伴う誤作動を防止する。
【００５３】
また、請求項４記載の燃焼装置によれば、請求項１の効果に加え、休止時に検出回路の故障判定をするため燃焼装置の信頼性が向上する。
【００５４】
また、請求項５記載の燃焼装置によれば、炎検出手段および熱起電力検出手段の消費電力を低く抑え、電池寿命を短くすることなく、点火初期ばかりでなく燃焼中から燃焼停止まで燃焼炎の有無を検出するため、安全性が向上する。しかも、炎検出と熱起電力検出との検出出力信号線を共通のポートに接続してポート数を少なくすると共に、故障判定をするため燃焼装置の信頼性が向上する。
【００５５】
また、請求項６記載の燃焼装置によれば、請求項１の効果に加え、炎検出手段と熱起電力検出手段、双方からの検出出力信号を電圧変換手段でまとめることができ、例えば、電圧検出手段を備えたマイコンの場合ではポート数を減らすことができる。
また、炎検出手段と熱起電力検出手段との両方を休止することなく、いずれか一方を作動させながら故障判定をするため信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施例としての燃焼装置におけるコントローラの概略構成図である。
【図２】第１実施例に係る間欠休止を示す図である。
【図３】第２実施例に係る間欠休止を示す図である。
【図４】第３実施例に係る間欠休止を示す図である。
【図５】同時タイミングでの間欠休止を示す図である。
【図６】間欠休止をしない場合を示す図である。
【図７】コンデンサの有無による検出出力の比較図である。
【図８】センサ制御ルーチンにおける間欠休止のフローチャートである。
【図９】ガス湯沸器の作動フローチャートである。
【図１０】一実施例としてのコントローラの回路例である。
【図１１】出力回路にコンデンサを設けたコントローラの回路例である。
【図１２】入力ポートを共有するコントローラの回路例である。
【図１３】双方の検出回路出力を統合したコントローラの回路例である。
【図１４】出力回路の分圧値により故障検出をするコントローラの回路例である。
【図１５】マグネット式安全弁、開弁装置および給水自動ガス弁の関係を示す図である。
【図１６】ガス湯沸器の概略構成図である。
【符号の説明】
５ コントローラ
７ マイコン
７ａ リセット部
７ｂ 電圧監視部
７ｃ 開弁保持部
７ｄ 電流切替部
７ｅ 開弁判定部
７ｆ 熱起電力検出部
７ｇ 炎検出部
７ｈ センサ制御部
７ｉ イグナイタ部
３３ マグネット式安全弁
５５ 熱起電力検出回路
５６ 炎検出回路
５７ 開弁保持回路
Claims (6)
- 燃焼炎の有無を検出する炎検出手段と、
点火初期を除いて熱電対による熱起電力が所定レベル以上か否かを検出する熱起電力検出手段と、
上記炎検出手段により燃焼炎が無いと判定された場合または上記熱起電力検出手段により熱起電力が所定レベル以上無いと判定された場合のいずれであってもガス流路を閉じるガス制御手段と、
上記炎検出手段、上記熱起電力検出手段およびガス制御手段に電源を供給する電池とを備えた燃焼装置において、
上記炎検出手段と上記熱起電力検出手段とを所定間隔で交互に切り替えて電源を供給し、一方を作動して他方を休止するセンサ制御手段を備えたことを特徴とする燃焼装置。 - 上記炎検出手段または上記熱起電力検出手段のいずれかから常に検出出力信号が出力するように、上記炎検出手段または上記熱起電力検出手段の少なくとも一方に検出出力信号を遅延させる遅延手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の燃焼装置。
- 上記センサ制御手段は、上記炎検出手段と上記熱起電力検出手段との切り替え時に、上記炎検出手段と上記熱起電力検出手段との両方に電源供給して両者が同時に作動するラップ期間を備えたことを特徴とする請求項１記載の燃焼装置。
- 上記炎検出手段または上記熱起電力検出手段の休止時に、休止側の検出出力信号の出力結果に基づいて、上記検出手段が故障しているか否かを判定する故障判定手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の燃焼装置。
- 燃焼炎の有無を検出する炎検出手段と、
熱電対による熱起電力が所定レベル以上か否かを検出する熱起電力検出手段と、
上記炎検出手段により燃焼炎が無いと判定された場合または上記熱起電力検出手段により熱起電力が所定レベル以上無いと判定された場合のいずれであってもガス流路を閉じるガス制御手段と、
上記炎検出手段、上記熱起電力検出手段およびガス制御手段に電源を供給する電池とを備えた燃焼装置において、
上記炎検出手段の検出出力信号と上記熱起電力検出手段とからの検出出力信号をガス制御手段に設けた共通の入力ポートに入力すると共に、
上記炎検出手段および上記熱起電力検出手段への電力供給を所定間隔で断続的に休止するセンサ制御手段と、
休止時の検出出力信号に基づいて、上記炎検出手段および上記熱起電力検出手段の故障有無を判定する故障判定手段を備えたことを特徴とする燃焼装置。 - 上記炎検出手段と上記熱起電力検出手段とからの検出出力信号が交互に有る場合には所定電圧を、交互に無い場合には電圧レベルを変える電圧変換手段と、
上記電圧を検出する電圧検出手段と、
上記電圧検出手段が検出した電圧に基づいて、上記炎検出手段および上記熱起電力検出手段の故障有無を判定する故障判定手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載の燃焼装置。
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