JP6545990B2 - 給湯装置 - Google Patents

Description

本発明は、給湯装置に関し、詳しくは、異常燃焼時などに溶断する温度ヒューズを備えた給湯装置に関する。

ガス給湯器などの給湯装置には、熱交換器からの異常な高温出湯や缶体からの炎漏れなどを検知して給湯装置に安全動作を行わせるために、異常温度検知センサを備えたものがある。

そのような給湯装置として、特許文献１には、缶体からの炎漏れなどを検知する温度ヒューズを備える給湯装置が提案されている。
この特許文献１の給湯装置においては、温度ヒューズのグランド側の一端がマイコンの入力ポートに入力されており、温度ヒューズの溶断を検出することができるように構成されている。

しかしながら、温度ヒューズの一端をマイコンの入力ポートに入力するためには、マイコンが配置される制御部と温度ヒューズの一端とを接続するコネクタに、温度ヒューズの一端を接続するための電極が必要になるばかりでなく、温度ヒューズの一端とコネクタとを接続するための電線が必要となり、給湯装置の構成が複雑になるという問題点がある。

また、コネクタの極数が増えたり、電線の数が増えたりすることによる製造コストの上昇を招くという問題点がある。

これに対し、異常燃焼を検出するために、熱電対などによる温度検出体によって給湯装置が備えるバーナに形成される炎の近傍の温度を検出する方法が考えられる。そして、この方法の場合、炎の近傍の温度を検出する温度検出体と直列に温度ヒューズを挿入しておけば、もし、缶体からの炎漏れなどが生じた場合にも、バーナを消火することが可能になり、給湯装置を安全に停止することが可能になる。

また、本来給湯装置が備える、炎の近傍の温度を検出する温度検出体と制御部とを接続するための電極や電線以外に、特許文献１では必要となるような、温度ヒューズの一端とコネクタとを接続するための、別段の電極や電線を必要としないことから、製造コストの上昇を抑制できるという利点がある。

しかしながら、炎の近傍の温度を検出する温度検出体と直列に温度ヒューズを挿入しただけの構成では、（ａ）温度ヒューズが溶断した場合と、（ｂ）温度検出体と温度ヒューズの直列接続体と制御部とを接続するための電極や電線に断線が発生している場合と、を区別した判定を制御部において行うことができず、適切な対応をとることができないという問題点がある。

特開２０１４−１０６２１９号公報

本発明は、上記の課題を解決するものであり、炎の近傍の温度を検出する温度検出体と制御部とを接続するための電極や電線以外に、温度ヒューズの一端とコネクタとを接続するための別段の電極や電線が不要で、製造コストの低減を図ることが可能であり、かつ、温度ヒューズが溶断した場合と、温度検出体と制御部とを接続するための電極や電線に断線が発生している場合とを区別した判定を行うことが可能な給湯装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の給湯装置は、
バーナと、前記バーナへの点火時に起動する点火手段と、前記バーナに形成される炎によって加熱される温度検出体と、前記バーナの燃焼室を形成する筒胴と、前記筒胴の上部に設けられ前記バーナの燃焼熱により加熱される熱交換器と、前記筒胴の周辺に配置された温度ヒューズと、前記バーナに供給される燃料ガスの供給路に配置されたガス電磁弁と、前記温度検出体および前記温度ヒューズが接続され、前記ガス電磁弁の開閉を制御し、前記点火手段の起動を制御する制御部とを備えた給湯装置において、
前記温度検出体と前記温度ヒューズとを直列に接続して直列接続体を形成し、該直列接続体の両端を前記制御部に入力し、 前記制御部が、前記点火手段の起動前に前記直列接続体の抵抗値が所定の抵抗値より増大したことを検出したときに、前記直列接続体が断線していると判断して断線処理を実行し、
前記制御部が、前記点火手段の起動後に前記直列接続体の抵抗値が所定の抵抗値より増大したことを検出したときに、前記温度ヒューズが溶断していると判断して温度ヒューズ溶断処理を実行するように構成されているとともに、
前記筒胴に形成された測温用開口を通して前記燃焼室に臨む状態で設けられた燃焼室温度検出手段を備え、
前記燃焼室温度検出手段の検出温度が所定の閾値より高い状態であるにもかかわらず、前記直列接続体の出力が、前記温度検出体が前記バーナに形成される炎によって加熱されたときの出力値を示さないときは、前記制御部が、前記直列接続体と前記制御部とを接続するための電極や電線に短絡故障が発生していると判断し、短絡処理を実行するように構成されていること
を特徴としている。

本発明の給湯装置においては、
履歴記憶部を備え、
前記断線処理の実行によって、前記履歴記憶部に前記直列接続体が断線している旨の情報を記憶し、
前記温度ヒューズ溶断処理の実行によって、前記履歴記憶部に前記温度ヒューズが溶断している旨の情報を記憶するとともに、
前記履歴記憶部に記憶された前記情報を読み出すことができるように構成されていること
が好ましい。

本発明の給湯装置は、上述のように、温度検出体と温度ヒューズとを直列に接続して直列接続体を形成し、この直列接続体の両端を制御部に入力し、制御部が、点火手段の起動前に直列接続体の抵抗値が所定の抵抗値より増大したことを検出したときに、直列接続体が断線していると判断して断線処理を実行し、制御部が、点火手段の起動後に直列接続体の抵抗値が所定の抵抗値より増大したことを検出したときに、温度ヒューズが溶断していると判断して温度ヒューズ溶断処理を実行するように構成されているので、温度検出体と制御部とを接続するための電極や電線以外の、温度ヒューズの一端とコネクタとを接続するための別段の電極や電線を不要にすることが可能になり、製造コストの上昇を抑制することができる。

なお、「断線処理」とは、直列接続体に断線が生じたことを記憶したり、断線が生じたこと表示したりする処理を意味するものである。ただし、上述の記憶や表示以外の処理を行うように構成することも可能である。

また、「温度ヒューズ溶断処理」とは、温度ヒューズが溶断したことを記憶したり、溶断が生じたこと表示したりする処理を意味するものである。ただし、上述の記憶や表示以外の処理を行うように構成することも可能である。

また、本発明によれば、制御部において、温度ヒューズが溶断した場合と、直列接続体と制御部とを接続するための電極や電線に断線が発生している場合とを区別した判定を行うことが可能になる。すなわち、点火手段の起動前に直列接続体の抵抗値が所定の抵抗値より増大した場合には、温度ヒューズが溶断するような原因がないことから、直列接続体が断線していると判断する。また、点火手段の起動後に直列接続体の抵抗値が所定の抵抗値より増大した場合には、それまで低かった抵抗値が、点火後に増大したことから、温度ヒューズが溶断した蓋然性が極めて高いため、温度ヒューズが溶断していると判断する。
これによって、温度ヒューズが溶断した場合と、直列接続体と制御部とを接続するための電極や電線に断線が発生している場合とを明確に区別することが可能になる。

なお、もし仮に、上述の「直列接続体が断線しているとの判断」、あるいは、「温度ヒューズが溶断しているとの判断」が誤っていたとしても、抵抗値の増大は確実に検出されるため、直列接続体が断線したまま燃焼が継続したり、温度ヒューズが溶断したまま燃焼が継続したりすることは確実に回避できるため、安全性は確保されることになる。

また、本発明の給湯装置は、筒胴に形成された測温用開口を通して燃焼室に臨む状態で設けられた燃焼室温度検出手段を備え、燃焼室温度検出手段の検出温度が所定の閾値より高い状態であるにもかかわらず、直列接続体の出力が温度検出体がバーナに形成される炎によって加熱されたときの出力値を示さないときは、制御部が、直列接続体と制御部とを接続するための電極や電線に断線（短絡故障）が発生していると判断し、断線処理を実行するように構成されているので、例えば、温度検出体として熱電対のように抵抗値が小さい素子が用いられており、直列接続体の抵抗値が小さい場合であっても、直列接続体と制御部とを接続するための電極や電線に短絡故障が発生していることを適正に判定することができる。

また、履歴記憶部を備え、断線処理の実行によって、履歴記憶部に直列接続体が断線している旨の情報を記憶し、温度ヒューズ溶断処理の実行によって、履歴記憶部に温度ヒューズが溶断している旨の情報を記憶するとともに、履歴記憶部に記憶された情報を読み出すことができるように構成した場合には、温度ヒューズが溶断した場合と、温度検出体および温度ヒューズの直列接続体と制御部とを接続するための電極や電線に断線が発生している場合の、それぞれの状況に応じた適切な対応（修理など）をとることが可能になり、有意義である。

本発明の一実施形態にかかる給湯装置の概略構成を示す図である。 比較のために示す、本発明によらない従来の給湯装置の概略構成を示す図である。 本発明の他の実施形態にかかる給湯装置の概略構成を示す図である。

以下に、本発明の実施の形態を示して、本発明の特徴とするところをさらに詳しく説明する。

図１は、本発明の実施形態にかかる給湯装置１０の概略構成を示す図である。
この給湯装置１０は、バーナ１と、このバーナ１への点火時に起動する点火手段（図示せず）と、バーナ１の燃焼室を形成する筒胴２と、筒胴２の上部に設けられ、バーナ１の燃焼熱により加熱される熱交換器３とを備えている。

また、給湯装置１０は、バーナ１に形成される炎によって加熱される温度検出体（第１熱電対）１１と、筒胴２の周辺に配置された第１温度ヒューズ２１と、第２温度ヒューズ２２を備えている。なお、温度検出体（第１熱電対）１１は本来、炎によって加熱されることにより炎を検出（着火を検出）する検出体として機能するものである。

また、給湯装置１０は、バーナ１に供給される燃料ガスの供給路３１に配置されたガス電磁弁３２を備えたガス量調節部３３と、温度検出体（第１熱電対）１１と、第１温度ヒューズ２１および第２温度ヒューズ２２が接続された、ガス電磁弁３２の開閉を制御し、点火手段（図示せず）の起動を制御する制御部４０を備えている。

なお、第１熱電対１１は、バーナ１の構成素材（例えばＳＵＳ４０３）と異なる金属（例えばコンスタンタン）をバーナ１から突出した突出部（図示せず）に溶接することにより構成され、コンスタンタンが第２温度ヒューズ２２、第１温度ヒューズ２１を経由して制御部４０の入力端子Ｃに接続され、バーナ１（ＳＵＳ４０３）が制御部４０の入力端子Ｄに接続されている。

また、第１温度ヒューズ２１は筒胴２の前面側に配置され、第２温度ヒューズ２２は筒胴２の背面側に配置されている。

なお、この給湯装置１０において、温度検出体（第１熱電対）１１と、温度ヒューズ（第１温度ヒューズ２１および第２温度ヒューズ２２）とは、直列に接続されることにより、直列接続体Ｓが形成されており、この直列接続体Ｓの両端は、上述のように制御部４０のＣおよびＤに入力されている。

また、この給湯装置１０は、点火手段（図示せず）の起動前の段階において、制御部４０が直列接続体Ｓの抵抗値が所定の抵抗値（例えば１０ｋΩ）より増大したことを検出した場合には、直列接続体Ｓが断線していると判断して断線処理（例えば、直列接続体に断線が生じたことを記憶したり、表示したりする処理）を実行するとともに、点火手段（図示せず）の起動後において、制御部４０が直列接続体Ｓの抵抗値が所定の抵抗値（例えば１０ｋΩ）より増大したことを検出した場合には、第１温度ヒューズ２１および第２温度ヒューズ２２の少なくとも一方が溶断していると判断して温度ヒューズ溶断処理（例えば、温度ヒューズに溶断が生じたことを記憶したり、表示したりする処理）を実行するように構成されている。

また、この実施形態の給湯装置１０は、制御部４０に履歴記憶部（図示せず）を備えており、断線処理の実行によって、履歴記憶部（図示せず）に直列接続体Ｓが断線している旨の情報を記憶し、第１温度ヒューズ２１、第２温度ヒューズ２２の溶断処理の実行によって、履歴記憶部（図示せず）に温度ヒューズ（第１温度ヒューズ２１、第２温度ヒューズ２２の少なくとも一方）が溶断している旨の情報を記憶するように構成されている。

また、履歴記憶部（図示せず）に記憶された情報は、読み出すことができるように構成されてる。

さらに、この実施形態の給湯装置１０は、筒胴２に形成された測温用開口４を通して燃焼室（筒胴２）に臨む状態で設けられた燃焼室温度検出手段（第２熱電対）１２を備えている。
なお、この燃焼室温度検出手段（第２熱電対）１２は、筒胴２の測温用開口４を通して筒胴２内の温度を検出したり、筒胴２からの炎漏れなどを検知する機能を果たす温度検出手段である。

そして、この燃焼室温度検出手段（第２熱電対）１２の検出温度が、所定の閾値（例えば１ｍＶ）より高い状態であるにもかかわらず、直列接続体Ｓの出力が温度検出体（第１熱電対）１１がバーナ１に形成される炎によって加熱されたときの出力値（例えば１．２ｍＶ）を示さないときは、制御部４０が、直列接続体Ｓと制御部４０とを接続するための電極Ｃ、Ｄや電線５１，５２，５３などに短絡故障が発生していると判断し、短絡処理を実行するように構成されている。

この実施形態の給湯装置１０は、上述のように構成されているので、本来備える炎の近傍の温度を検出して炎を検出（着火を検出）する温度検出体（第１熱電対）１１と制御部４０とを接続するための電極Ｃ、Ｄ、電線５１，５２と、燃焼室温度検出手段（第２熱電対）１２と制御部４０とを接続するための電極Ａ、Ｂ、電線５３，５４は不可欠の要素であるが、それ以外の、温度ヒューズ（第１温度ヒューズ２１と第２温度ヒューズ２２を接続した接続体）の両端と制御部４０を接続するための別段の電極や電線が不要であり、製造コストの削減を図ることができる。

さらに、制御部４０において、第１温度ヒューズ２１および第２温度ヒューズ２２の少なくとも一方が溶断した場合と、上記直列接続体Ｓと制御部４０とを接続するための電極や電線に断線が発生している場合とを、区別して判定することができる。すなわち、点火手段の起動前に直列接続体Ｓの抵抗値が所定の抵抗値より増大した場合には、温度ヒューズ２１，２２が溶断するような原因がないことから、直列接続体Ｓが断線していると判断し、また、点火手段の起動後に直列接続体Ｓの抵抗値が所定の抵抗値より増大した場合には、それまで低かった抵抗値が、点火後に増大したことから、温度ヒューズ２１，２２が溶断した蓋然性が極めて高いため、温度ヒューズが溶断していると判断することで、第１温度ヒューズ２１および第２温度ヒューズ２２の少なくとも一方が溶断した場合と、上記直列接続体Ｓと制御部４０とを接続するための電極や電線に断線が発生している場合とを確実に区別することができる。

これに対し、例えば、上述の特許文献１に開示されているような従来の給湯装置１１０では、図２に示すように、本来備える炎検出体（温度検出体）１１と制御部４０とを接続するための電極Ｃ、Ｄや電線５１，５２と、燃焼室温度検出手段（第２熱電対）１２と制御部４０とを接続するための電極Ａ、Ｂ、電線５３，５４以外に、温度ヒューズ（第１温度ヒューズ２１および第２温度ヒューズ２２を接続した接続体）の一端を制御部４０に接続するための、別段の電極Ｇ、Ｈと、別段の電線５５，５６とが必要であり、本発明による給湯装置と比べて製造コストが上昇する。
なお、図２において、図１と同一符号を付した部分は、同一または相当する部分を示す。

また、この給湯装置１０は、上述のように、制御部４０に、情報を読み出し可能に記憶する履歴記憶部（図示せず）を備えているので、給湯装置の故障時に、これらの情報を読み出して参照することが可能になり、温度ヒューズが溶断したときと、温度検出体および温度ヒューズの直列接続体Ｓと制御部とを接続するための電極や電線に断線が発生しているときの、それぞれの状況に応じた故障診断を容易に行うことが可能になり、適切な修理を効率よく行うことが可能になる。

また、この給湯装置１０は、燃焼室温度検出手段（第２熱電対）１２を備えており、燃焼室温度検出手段１２の検出温度が所定の閾値より高い状態であるにもかかわらず、直列接続体Ｓの出力が温度検出体（第１熱電対）１１がバーナ１に形成される炎によって加熱されたときの出力値を示さないときは、直列接続体Ｓと制御部４０とを接続するための電極や電線に短絡故障が発生していると判断し、短絡処理を実行するように構成されているので、例えば、温度検出体１１として、熱電対（第１熱電対）のような抵抗値の小さい素子が用いられ、直列接続体Ｓの抵抗値が小さい場合であっても、直列接続体Ｓと制御部４０とを接続するための電極や電線に短絡故障が発生していることを適正に判定することができる。

［別実施形態］
（１）上記実施形態では、直列接続体Ｓが第１温度ヒューズ２１と第２温度ヒューズ２２の複数（２つ）の温度ヒューズを備えた構成を例にとって説明したが、温度ヒューズの数は、１つとすることも可能であり、また３つ以上とすることも可能である。

（２）上記実施形態では、温度検出体（第１熱電対）１１と直列に温度ヒューズ（２１，２２）が挿入されるように構成されている場合を例にとって説明したが、図３に示す給湯装置１０Ａのように、燃焼室温度検出手段（第２熱電対）１２と直列に温度ヒューズ（２１，２２）が挿入された直列接続体Ｓが形成されるような構成とすることも可能である。なお、図３において、図１と同一符号を付した部分は、同一または相当する部分を示す。

（３）また、上記実施形態では、燃焼室温度検出手段（第２熱電対）１２を備えた構成について説明したが、本発明の給湯装置においては、燃焼室温度検出手段（第２熱電対）を備えていない構成とすることも可能である。

（４）また、上記実施形態では、制御部４０が履歴記憶部を備えている構成について説明したが、本発明の給湯装置は、履歴記憶部を備えていない構成とすることも可能である。

なお、本発明は上記実施形態および変形例に限定されるものではなく、発明の範囲内において種々の応用、変形を加えることが可能である。

１ バーナ
２ 筒胴
３ 熱交換器
１０ 給湯装置
１１ バーナの炎によって加熱される温度検出体（第１熱電対）
１２ 燃焼室温度検出手段（第２熱電対）
２１ 第１温度ヒューズ
２２ 第２温度ヒューズ
３１ 燃料ガスの供給路
３２ ガス電磁弁
３３ ガス量調節部
４０ 制御部
５１〜５４ 電線
Ａ〜Ｄ 電極
Ｓ 直列接続体

Claims (2)

1. バーナと、前記バーナへの点火時に起動する点火手段と、前記バーナに形成される炎によって加熱される温度検出体と、前記バーナの燃焼室を形成する筒胴と、前記筒胴の上部に設けられ前記バーナの燃焼熱により加熱される熱交換器と、前記筒胴の周辺に配置された温度ヒューズと、前記バーナに供給される燃料ガスの供給路に配置されたガス電磁弁と、前記温度検出体および前記温度ヒューズが接続され、前記ガス電磁弁の開閉を制御し、前記点火手段の起動を制御する制御部とを備えた給湯装置において、
   前記温度検出体と前記温度ヒューズとを直列に接続して直列接続体を形成し、該直列接続体の両端を前記制御部に入力し、 前記制御部が、前記点火手段の起動前に前記直列接続体の抵抗値が所定の抵抗値より増大したことを検出したときに、前記直列接続体が断線していると判断して断線処理を実行し、
   前記制御部が、前記点火手段の起動後に前記直列接続体の抵抗値が所定の抵抗値より増大したことを検出したときに、前記温度ヒューズが溶断していると判断して温度ヒューズ溶断処理を実行するように構成されているとともに、
   前記筒胴に形成された測温用開口を通して前記燃焼室に臨む状態で設けられた燃焼室温度検出手段を備え、
   前記燃焼室温度検出手段の検出温度が所定の閾値より高い状態であるにもかかわらず、前記直列接続体の出力が、前記温度検出体が前記バーナに形成される炎によって加熱されたときの出力値を示さないときは、前記制御部が、前記直列接続体と前記制御部とを接続するための電極や電線に短絡故障が発生していると判断し、短絡処理を実行するように構成されていること
   を特徴とする給湯装置。
2. 履歴記憶部を備え、
   前記断線処理の実行によって、前記履歴記憶部に前記直列接続体が断線している旨の情報を記憶し、
   前記温度ヒューズ溶断処理の実行によって、前記履歴記憶部に前記温度ヒューズが溶断している旨の情報を記憶するとともに、
   前記履歴記憶部に記憶された前記情報を読み出すことができるように構成されていること
   を特徴とする請求項１記載の給湯装置。

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