JP6883391B2 - 給湯器の異常検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、給湯器の異常検出装置に関し、詳しくは、燃焼状態の異常などを検出するための給湯器の検出装置に関する。

給湯器には、安全性を向上させる目的で、燃焼の異常などを検出するための異常検出装置を備えたものが広く用いられている。そして、そのような給湯器の異常検出装置の１つに、特許文献１に開示されているような給湯器の異常検出装置がある。

この特許文献１に開示されている給湯器の異常検出装置は、燃焼室温度検出手段（熱電対）の検出情報に基づいて、バーナの燃焼を制御する制御手段を備えた給湯器の異常検出装置であって、図５に示すように、異なる種類の金属からなる、断面が円形の２種類の線材５１ａ，５１ｂを接合部６１において接合することにより熱電対（感熱部）５１が形成され、熱電対５１の出力端５１ａ１，５１ｂ１が、中空円筒状の金属からなる接続部材５２（５２ａ，５２ｂ）内に、電気的に導通するように挿入されているとともに、接続部材５２には、熱電対５１の出力端５１ａ１，５１ｂ１と接続部材５２との間の電気抵抗を低減するための導通促進処理が施され、かつ、接続部材５２の他端５２ａ２，５２ｂ２には、制御手段と熱電対５１の出力端とを電気的に接続するためのより線からなるリード線５３（５３ａ，５３ｂ）が、接続部材５２と電気的に導通するように接続された構造を有している。

そして、この給湯器の異常検出装置によれば、製造工程における作業性を損なうことがなく、かつ、高価な金属材料のロスを低減することが可能で、生産性、経済性に優れた給湯器の異常検出装置を提供することができるとされている。

特開２０１６−０８４９８１号公報

しかしながら、この特許文献１の給湯器の異常検出装置においては、中空円筒状の金属からなる接続部材５２の端部のうち、接合部（熱電対５１の温接点）６１側の端部が熱電対５１の出力端５１ａ１，５１ｂ１と接触すると、この接合部側の端部と熱電対５１の出力端５１ａ１，５１ｂ１との接触箇所が熱電対５１の冷接点を構成することになり、上記接合部６１側の端部と熱電対５１の出力端５１ａ１，５１ｂ１との接触箇所（冷接点）の温度が、熱交換器からの伝熱などによって上昇したときには、燃焼室温度検出手段（熱電対）５１による温度検出を適正に行うことができなくなる場合がある。

本発明は、上記課題を解決するものであり、中空円筒状の金属からなる接続部材を用いて、燃焼室温度検出手段としての熱電対と、制御手段に接続されるリード線とを接続した場合にも、熱電対を構成する熱電対形成用線材と接続部材とが、熱電対の温接点に近い位置で接触してしまうことを防止することが可能で、燃焼室の温度を確実に検出することができる、信頼性の高い給湯器の異常検出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、本発明の給湯器の異常検出装置は、
バーナの燃焼室を形成する筒胴の上部に設けられ、前記バーナによる燃料の燃焼熱により加熱される熱交換器と、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と、前記燃焼室温度検出手段の検出情報に基づいて、前記バーナの燃焼を制御する制御手段とを備えた給湯器の異常検出装置であって、
異なる種類の金属からなる２種類の熱電対形成用線材の一方側端部を接合部として互いに接合することにより形成された、前記燃焼室温度検出手段として機能する熱電対と、
前記熱電対を構成する前記２種類の熱電対形成用線材のそれぞれを、リード線を介して前記制御手段に接続するための、中空筒状で金属材料からなる一対の接続部材と、を備え、
前記熱電対を構成する前記２種類の熱電対形成用線材の、前記接合部である一方側端部とは反対側の他方側端部が、前記接続部材の前記熱電対に近い方の端部である熱電対側端部から内部に挿入され、かつ、
前記接続部材の前記熱電対側端部から所定距離だけ離れた接続箇所で、前記熱電対形成用線材と前記接続部材とが電気的に接続されているとともに、
前記接続部材の前記熱電対側端部から前記接続箇所までの領域で、前記熱電対形成用線材と前記接続部材とが導通してしまうことを阻止するための導通阻止部を備え、
前記導通阻止部は筒状の部材であって、前記熱電対形成用線材の外周面と、中空筒状である前記接続部材の内周面の間に位置するように形成されており、
前記導通阻止部の前記接続箇所側の端部は、前記熱電対形成用線材と前記接続部材とが電気的に接続されている前記接続箇所の、前記接合部に近い方の端部にまで達していること
を特徴としている。

本発明の給湯器の異常検出装置においては、前記接続部材が、前記接続箇所における前記熱電対形成用線材と前記接続部材との導通を促進する導通促進処理を施すための開口部を備えていることが好ましい。

また、前記導通阻止部が、前記熱電対形成用線材と前記接続部材との間に挿入された絶縁体であることが好ましい。

本発明の給湯器の異常検出装置においては、熱電対を構成する２種類の熱電対形成用線材の、接合部である一方側端部とは反対側の他方側端部が、中空筒状の部材である接続部材の熱電対側端部から内部に挿入され、かつ、接続部材の熱電対側端部から所定の距離だけ離れた接続箇所で、熱電対形成用線材と接続部材とが電気的に接続されているとともに、接続部材の熱電対側端部から接続箇所までの領域で、熱電対形成用線材と接続部材とが導通してしまうことを阻止するための導通阻止部を備え、導通阻止部は筒状の部材であって、熱電対形成用線材の外周面と、中空筒状である接続部材の内周面の間に位置するように形成されており、導通阻止部の接続箇所側の端部は、熱電対形成用線材と接続部材とが電気的に接続されている接続箇所の、上記２種類の熱電対形成用線材の接合部に近い方の端部にまで達しているので、熱電対による温度検出を適正に行えなくなる事態を招くことがなく、燃焼室の温度を確実に検出することができる、信頼性の高い給湯器の異常検出装置を提供することができる。

すなわち、本発明によれば、中空円筒状の接続部材を用いて、燃焼室温度検出手段としての熱電対と、制御手段に接続されるリード線とを接続するようにした場合にも、熱電対を構成する熱電対形成用線材と接続部材との、熱電対（接合部）の温接点に近い位置における接触（好ましくない位置での接触）を防止することが可能になり、給湯器の異常検出を確実に行うことができる。

また、本発明の給湯器の異常検出装置において、接続部材が、接続箇所における熱電対形成用線材と接続部材との導通を促進する導通促進処理を施すための開口部を備えた構成とした場合、例えば、開口部で、熱電対形成用線材と接続部材とを溶接したり、はんだ付けしたりする（導通促進処理を行う）ことにより、両者を確実に接続することが可能になり、本発明をより実効あらしめることができる。

また、熱電対形成用線材と接続部材との間に挿入された絶縁体を導通阻止部として機能させるようにした場合、熱電対形成用線材と接続部材との導通を確実に阻止することが可能になり、本発明をより実効あらしめることができる。

本発明の一実施形態にかかる異常検出装置を備えた給湯器を示す正面図である。 本発明の一実施形態にかかる異常検出装置を備えた給湯器において、接続部材を介してリード線が接続された状態の熱電対を示す斜視図である。 本発明の一実施形態にかかる異常検出装置を備えた給湯器において、接続部材を介してリード線が接続された状態の熱電対を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は正断面である。 本発明の一実施形態にかかる異常検出装置を備えた給湯器において、接続部材を介してリード線が接続された状態の熱電対を示す底面図である。 従来の給湯器の異常検出装置を示す図である。

以下、本発明の実施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、本発明の一実施形態にかかる異常検出装置を備えた給湯器を示す正面図である。

図１に示す本発明の実施形態にかかる給湯器の異常検出装置を備えた給湯器Ａは、給湯器本体１０と、給湯装置本体１０を覆うカバー２０と、燃料ガスを燃焼させるバーナ２１と、燃焼室２２と、燃焼室２２を形成する筒胴２４と、筒胴２４の上部に設けられ、バーナ２１により燃料を燃焼させた燃焼ガスと水との間の熱交換を行うための熱交換器２３と、筒胴２４に形成された測温用開口２５を通して燃焼室２２に臨む状態で設けられた熱電対（燃焼室温度検出手段）１と、熱電対１の検出情報に基づいて、バーナ２１の燃焼を制御する制御手段（図示せず）とを備えている。

また、給湯器Ａは、異常検出装置を備えており、熱電対１による検出温度が所定温度より高いときには、熱交換器２３が目詰りを起こし、結果として、燃焼室２２を形成する筒胴２４内の圧力が上昇し、測温用開口２５を通して筒胴２４の外へ高温の燃焼ガスが流れ出ていると判断するとともに、制御手段が電磁弁（図示せず）を閉止して燃料供給路を遮断し、バーナ２１の燃焼を停止するように構成されている。なお、制御手段は、電池（図示せず）を電源として駆動されるように構成されている。

上述のように、燃焼室温度を検出するための手段として用いられている熱電対１としては、この実施形態では、図２に示すように、異種金属からなる２つの線材（クロメルを主成分とする断面が円形の線材１ａと、コンスタンタンを主成分とする断面が円形の線材１ｂ）を、接合部１１において接合することにより形成されている。

つまり、熱電対１は、異なる種類の金属からなる２種類の熱電対形成用線材１ａおよび１ｂのそれぞれの一方側端部１ａ１，１ｂ１を接合部１１として互いに接合することにより形成されている。言い換えると、熱電対１は、２つの熱電対形成用線材１ａ，１ｂを接合した接合部１１を温接点として備えている。

なお、接合部１１における２つの熱電対形成用線材１ａ，１ｂの接合は、上記２つの線材１ａ，１ｂ同士を放電などにより高温にして溶融させる方法などにより行われている。

熱電対として用いられる２つの異種金属の組み合わせは、クロメルとコンスタンタンに限らず、公知の他の２種類の金属の組み合わせとすることも可能である。

また、この実施形態の給湯器の異常検出装置は、熱電対１を構成する２種類の熱電対形成用線材１ａ，１ｂを、リード線３（３ａ，３ｂ）を介して制御手段（図示せず）に接続するための一対の接続部材２（２ａ，２ｂ）を備えている。

接続部材２（２ａ，２ｂ）は、金属材料からなる中空筒状の部材である。そして、熱電対１を構成する２種類の熱電対形成用線材１ａ，１ｂの、接合部（温接点）１１である一方側端部１ａ１，１ｂ１とは反対側の他方側端部（熱電対の出力端）１ａ２，１ｂ２が、一対の接続部材２（２ａ，２ｂ）の熱電対１に近い方の端部である熱電対側端部２ａ１，２ｂ１から内部に挿入されている。

また、接続部材２（２ａ，２ｂ）の、長手方向の略中央には、熱電対形成用線材１（１ａ，１ｂ）と、接続部材２（２ａ，２ｂ）との導通を促進する導通促進処理を施すための開口部４０（４０ａ，４０ｂ）が設けられている。

そして、開口部４０（４０ａ，４０ｂ）には、熱電対形成用線材１ａ，１ｂの接合部（温接点）１１である一方側端部１ａ１，１ｂ１とは反対側の他方側端部（熱電対の出力端）１ａ２，１ｂ２の先端が当接して接続される仕切・当接部５ａ，５ｂが設けられている。この仕切・当接部５ａ，５ｂは、熱電対形成用線材１ａ，１ｂの他方側端部（熱電対１の出力端）１ａ２，１ｂ２が、接続部材２（２ａ，２ｂ）に電気的に接続される接続箇所２ａ２、２ｂ２として機能するように構成されている。

なお、この仕切・当接部５ａ，５ｂは、接続部材２（２ａ，２ｂ）の、熱電対形成用線材１ａ，１ｂの他方側端部（熱電対１の出力端）１ａ２，１ｂ２が挿入される領域と、リード線３（３ａ，３ｂ）が挿入される領域を仕切る仕切部としても機能するように構成されている。

そして、熱電対形成用線材１ａ，１ｂの他方側端部（熱電対の出力端）１ａ２，１ｂ２は、一対の接続部材２ａ，２ｂの熱電対側端部２ａ１，２ｂ１から所定の距離だけ離れた接続箇所２ａ２、２ｂ２において、接続部材２ａ，２ｂと電気的に接続されている。

すなわち、この実施形態において、熱電対形成用線材１ａ，１ｂの他方側端部（熱電対の出力端）１ａ２，１ｂ２は、２つの熱電対形成用線材１ａ，１ｂを接合した接合部（温接点）１１および接続部材２ａ，２ｂの熱電対側端部２ａ１，２ｂ１から所定の距離だけ離れた接続箇所２ａ２、２ｂ２である仕切・当接部５ａ，５ｂに当接した状態で、接続部材２ａ，２ｂに電気的に接続されている。

さらに、接続部材２ａ，２ｂの長手方向の略中央に設けられた開口部４０（４０ａ，４０ｂ）に臨む接続箇所２ａ２，２ｂ２において、露出した熱電対形成用線材１ａ，１ｂの他方側端部（熱電対の出力端）１ａ２，１ｂ２が、仕切・当接部５ａ，５ｂに当接した位置で、溶接（例えばスポット溶接）やはんだ付けなどの導通促進処理を行うことによって、接続部材２ａ，２ｂに確実に接続されている（図２、図３、図４）。

また、一対の接続部材２（２ａ，２ｂ）の熱電対１から遠い方の端部であるリード線側端部２ａ３，２ｂ３には、熱電対１を制御手段（図示せず）に接続するためのリード線３（３ａ，３ｂ）が挿入され、電気的に接続されている。

さらに、この実施形態の給湯器の異常検出装置は、接続部材２ａ，２ｂの熱電対側端部２ａ１，２ｂ１から上記接続箇所２ａ２、２ｂ２までの領域で、熱電対形成用線材１ａ，１ｂと接続部材２ａ，２ｂとが導通してしまうことを阻止するための導通阻止部３０を備えている。

そして、この実施形態では、熱電対形成用線材１ａと接続部材２ａの間に挿入された絶縁体４（４ａ）、および、熱電対形成用線材１ｂと接続部材２ｂの間に挿入された絶縁体４（４ｂ）が、接続部材２ａ，２ｂの熱電対側端部２ａ１，２ｂ１から上記接続箇所２ａ２、２ｂ２までの領域における、熱電対形成用線材１ａ，１ｂと接続部材２ａ，２ｂとの導通を阻止するための導通阻止部３０として機能するように構成されている（図２、図３、図４）。

本発明の給湯器の異常検出装置は、上述のように構成されており、熱電対形成用線材１ａ，１ｂと接続部材２ａ，２ｂとの導通を阻止する導通阻止部３０を備えているので、中空円筒状の金属からなる接続部材２（２ａ，２ｂ）を用いて、燃焼室温度検出手段としての熱電対１と、制御手段に接続されるリード線３（３ａ，３ｂ）とを接続した場合に、熱電対形成用線材１ａ，１ｂと、接続部材２（２ａ，２ｂ）とが、熱電対１の温接点（接合部）１１に近い位置で接触し、電気的に接続してしまうことで、燃焼室２２の温度検出を燃焼室温度検出手段である熱電対１によって適正に行えなくなることを防止して、給湯器の異常を確実に検出することが可能な異常検出装置を実現することができる。

また、熱電対形成用線材１ａ，１ｂの他方側端部（熱電対の出力端）１ａ２，１ｂ２と、接続部材２ａ，２ｂとを確実に導通させるための導通促進処理（溶接（例えばスポット溶接）やはんだ付けなど）を施すようにしているので、熱電対形成用線材１ａ，１ｂと、接続部材２ａ，２ｂとを確実に接続することが可能で信頼性の高い、給湯器の異常検出装置を提供することができる。

また、上述のように、熱電対形成用線材１ａ，１ｂと接続部材２（２ａ，２ｂ）との間に挿入された絶縁体４（４ａ，４ｂ）が導通阻止部３０を構成するようにしているので、熱電対形成用線材１ａ，１ｂと接続部材２（２ａ，２ｂ）との、熱電対１の温接点（接合部）１１に近い位置で導通を確実に阻止することが可能になり、信頼性の高い給湯器の異常検出装置を提供することができる。

なお、上記実施形態では、絶縁体４（４ａ，４ｂ）が導通阻止部３０を構成するようにしているが、導通阻止部３０は、必ずしも熱電対形成用線材１ａ，１ｂと接続部材２（２ａ，２ｂ）との間に挿入された絶縁体４（４ａ，４ｂ）から構成されている必要はなく、熱電対形成用線材１ａ，１ｂと接続部材２（２ａ，２ｂ）との間に空隙を形成して、導通阻止部とすることも可能である。

また、上記実施形態では、接続箇所２ａ２、２ｂ２における、熱電対形成用線材１ａ，１ｂと接続部材２（２ａ，２ｂ）の導通を促進するための導通促進処理として、開口部４０（４０ａ，４０ｂ）において、溶接、はんだ付けを行うようにしているので、開口部４０（４０ａ，４０ｂ）に露出した熱電対形成用線材１ａ，１ｂの他方側端部（熱電対の出力端）１ａ２，１ｂ２や仕切・当接部５ａ，５ｂなどを目視しながら溶接やはんだ付けを行うことができるため、確実な導通促進処理を行うことができる。
ただし、導通促進処理として、接続箇所２ａ２、２ｂ２において接続部材２（２ａ，２ｂ）を押しつぶして塑性変形させるカシメ処理を行うように構成することも可能である。

なお、接続部材２（２ａ，２ｂ）を接続箇所２ａ２、２ｂ２にてカシメ処理する場合には、接続部材２（２ａ，２ｂ）に開口部４０（４０ａ，４０ｂ）を設けることは特に必要ではなく、開口部を備えていない構成とすることも可能である。

また、本発明において、上述のような導通促進処理を行うことは任意の構成であり、熱電対形成用線材１ａ，１ｂと接続部材２（２ａ，２ｂ）の通常の態様で接続することによって、両者を電気的に導通させた構成とすること、すなわち、特別な導通促進処理を行わ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 熱電対
１ａ，１ｂ 熱電対形成用線材
１ａ１，１ｂ１ 熱電対形成用線材の一方側端部
１ａ２，１ｂ２ 熱電対形成用線材の他方側端部（熱電対の出力端）
２（２ａ，２ｂ） 接続部材
２ａ１，２ｂ１ 接続部材の熱電対側端部
２ａ２，２ｂ２ 接続部材の接続箇所
２ａ３，２ｂ３ 接続部材のリード線側端部
３（３ａ，３ｂ） リード線
４（４ａ，４ｂ） 絶縁体
５ａ，５ｂ 仕切・当接部
１０ 給湯器本体
１１ 熱電対の接合部（温接点）
２０ カバー
２１ バーナ
２２ 燃焼室
２３ 熱交換器
２４ 筒胴
２５ 測温用開口
３０ 導通阻止部
４０（４０ａ，４０ｂ） 開口部
Ａ 給湯器

Claims (3)

1. バーナの燃焼室を形成する筒胴の上部に設けられ、前記バーナによる燃料の燃焼熱により加熱される熱交換器と、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と、前記燃焼室温度検出手段の検出情報に基づいて、前記バーナの燃焼を制御する制御手段とを備えた給湯器の異常検出装置であって、
   異なる種類の金属からなる２種類の熱電対形成用線材の一方側端部を接合部として互いに接合することにより形成された、前記燃焼室温度検出手段として機能する熱電対と、
   前記熱電対を構成する前記２種類の熱電対形成用線材のそれぞれを、リード線を介して前記制御手段に接続するための、中空筒状で金属材料からなる一対の接続部材と、を備え、
   前記熱電対を構成する前記２種類の熱電対形成用線材の、前記接合部である一方側端部とは反対側の他方側端部が、前記接続部材の前記熱電対に近い方の端部である熱電対側端部から内部に挿入され、かつ、
   前記接続部材の前記熱電対側端部から所定距離だけ離れた接続箇所で、前記熱電対形成用線材と前記接続部材とが電気的に接続されているとともに、
   前記接続部材の前記熱電対側端部から前記接続箇所までの領域で、前記熱電対形成用線材と前記接続部材とが導通してしまうことを阻止するための導通阻止部を備え、
   前記導通阻止部は筒状の部材であって、前記熱電対形成用線材の外周面と、中空筒状である前記接続部材の内周面の間に位置するように形成されており、
   前記導通阻止部の前記接続箇所側の端部は、前記熱電対形成用線材と前記接続部材とが電気的に接続されている前記接続箇所の、前記接合部に近い方の端部にまで達していること
   を特徴とする給湯器の異常検出装置。
2. 前記接続部材が、前記接続箇所における前記熱電対形成用線材と前記接続部材との導通を促進する導通促進処理を施すための開口部を備えていることを特徴とする請求項１記載の給湯器の異常検出装置。
3. 前記導通阻止部が、前記熱電対形成用線材と前記接続部材との間に挿入された絶縁体であることを特徴とする請求項１または２記載の給湯器の異常検出装置。

Images