JPS64452Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本考案は、フロートスイツチによりオン・オフ
駆動されるヒータを使用した衛生洗浄装置の空焚
き防止制御装置に関する。 〔従来の技術〕 衛生洗浄装置の貯湯槽は、外部から供給される
水を槽内に入れるための入水口、槽内に貯えられ
た温水を吐出する出湯口、槽内の水温を検知する
温度センサ及び槽内の水を加熱するためのヒータ
を備えている。そして、ヒータは、槽内の水を効
率よく加熱するために、通常槽の底部に配置され
ている。すなわち、ヒータと槽とは、極めて接近
した位置にある。また、この衛生洗浄装置に付設
される制御器は、貯湯槽の温水を常に洗浄快適温
度に保つために温度制御回路を備えている。この
温度制御回路は、貯湯槽の温水が洗浄快適温度範
囲にあるか否かをを貯湯槽内に設けられた温度セ
ンサによつて検出し、その検出結果に基づき水加
熱用ヒータのオン・オフ作動を制御している。 このような衛生洗浄装置において、貯湯槽が水
で充満されていないまま電源が投入された場合、
ヒータが周辺に水のない状態で通電される。した
がつて、ヒータが赤熱し、このヒータと隣接する
貯湯槽を焼損又は異常な高温に加熱して、火災に
発展させる恐れがあり、非常に危険である。 このような状況、いわゆる空焚きを防止するた
めに、槽内の水の充満状態を検知するフロートス
イツチを貯湯槽の上部に設けることが従来から考
えられている。従来の空焚き検知機構において
は、ヒータのオン・オフ作動を制御するため、該
フロートスイツチの接点を直接ヒータの商用電源
供給回路に直列に接続することが一般に採用され
ている手段である。 〔考案が解決しようとする問題点〕 このフロートスイツチの接点で直接ヒータのオ
ン・オフ作動を制御する方式においては、フロー
トスイツチの接点容量をヒータ容量に見合つたも
のにする必要がある。そのため、フロートスイツ
チもそれなりに大形となる。 すなわち、衛生洗浄装置において使用されるヒ
ータの容量は通常数100Wあり、また、商用電源
の電圧は100Vであるので、フロートスイツチの
接点容量は数Ａ以上なければならない。更に、フ
ロートスイツチの接点の耐圧が、この商用電源の
電圧に対して充分高くなければならず、フロート
スイツチとして大電流、高電圧に耐える大型のも
のを使用しなければならない。 その結果、形状、大きさ等に制限がある衛生洗
浄装置用の貯湯槽に対しては、構造上の制約から
フロートスイツチを取り付けることが出来ないと
いう欠点があつた。 本考案は、従来の衛生洗浄装置におけるこのよ
うな欠点を除くために考案されたものであり、温
度制御回路の電子回路側にフロートスイツチの接
点を介在せしめることにより、フロートスイツチ
として小型のものを使用できるようにすることを
目的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 本考案は、その目的を達成すべく、商用電源か
ら衛生洗浄装置の貯湯槽のヒータへの電流通路に
リレーを設け、前記商用電源から分離して、前記
貯湯槽に設けられた感温センサからの温度検出電
圧と温度設定用の基準電位とを比較しこの比較結
果に基づいて前記リレーのオンオフを制御する温
度制御用の比較回路を設けるとともに、前記温度
検出電圧を前記温度設定用の基準電圧とは異なる
故障検知用の基準電位と比較し前記感温センサが
断線したときの前記温度検出電圧の変化を検出し
て前記リレーを強制的にオフとする故障検知用の
比較回路を前記温度制御用の比較回路に対して並
列的に設け、更に、前記貯湯槽内の水量が設定レ
ベル以下になつたときに作動するフロートスイツ
チを、該フロートスイツチの作動時に前記故障検
知用の比較回路が前記感温センサが断線したとき
と同じ出力を発生するような接続関係で前記故障
検知用の比較回路の入力側に接続したことを特徴
とする。 〔実施例〕 以下、図面に示した実施例により、本考案の特
徴を具体的に説明する。 図は、本実施例で使用した温度制御回路を示す
ものである。なお、本実施例の温度制御回路にお
いては、以下の３種類の機能を有する。第１の機
能は、第１及び第２の温度センサにより槽内の温
水の温度を２点で検知し、少なくともその一方の
温度が設定温度より低下したときは、ヒータに通
電して温水を加熱し、温水の温度が設定温度に一
致するように制御することである。第２の機能
は、第１の温度センサとしての負特性サーミスタ
がオープン故障したときには、この負特性サーミ
スタによる温度制御を停止すると共に第２の温度
センサとしての負特性サーミスタにより温度制御
を行い、第２の温度センサとしての負特性サーミ
スタがオープン故障したときには、温水の温度に
無関係に強制的にヒータへの通電を停止すること
である。また、第３の機能は、貯湯槽が水で充満
されていないときは、温水の温度に無関係に強制
的にヒータへの通電を停止することであつて、こ
の点が本考案の特徴である。 先ず、第１の機能である温度制御を実現するた
めの回路について説明する。 該温度制御回路に於いて、第１及び第２の温度
センサとして、それぞれ負特性サーミスタ１及び
２１を用いている。 端子ととの間に印加されている直流電圧
は、第１の温度センサとしての負特性サーミスタ
１の抵抗値と抵抗器２及び制御温度設定用可変抵
抗器３の合成抵抗値との抵抗比に応じて分圧さ
れ、(イ)点電位が第１の温度検出電圧として電圧比
較用IC６の−側入力端子及び電圧比較用IC９の
＋側入力端子に入力される。 また、端子ととの間に印加されている直流
電圧は、抵抗器４と抵抗器５との抵抗比に応じて
分圧され、(ロ)点の電位が温度設定用の第１の基準
電位として電圧比較用IC６の＋側入力端子に入
力されている。 抵抗器７は、電圧比較用IC６の出力電位の高
低に応じて第１の基準電位である(ロ)点電位を変化
させ、電圧比較用IC６の動作にヒステリシスを
持たせる。 抵抗器８は、電圧比較用IC６及び電圧比較用
IC９のそれぞれの出力端子の出力電位を安定に
する作用を呈する。一般に、電圧比較用IC内の
出力トランジスタはオープンコレクタ出力となつ
ており、＋側入力端子の電位が−側入力端子の電
位よりも低いときは出力トランジスタがオンとな
り、低インピーダンスになるので出力電位はロー
レベルに固定される。しかし、＋側入力端子の電
位が−側入力端子の電位よりも高いときは出力ト
ランジスタがオフとなつて、出力インピーダンス
が高くなり、出力電位が不安定となるので、抵抗
器８により出力電位を電源電圧までプルアツプし
て、出力電位がハイレベルに安定に維持されるよ
うにしている。 また、端子ととの間に印加されている直流
電圧は、第２の温度センサとしての負特性サーミ
スタ２１の抵抗値と抵抗器２２及び制御温度設定
用可変抵抗器２３の合成抵抗値との抵抗比に応じ
て分圧され、(チ)点電位が第２の温度検出電圧とし
て電圧比較用IC１５の−側入力端子及び電圧比
較用IC１２の−側入力端子に入力される。 また、端子ととの間に印加されている直流
電圧は、抵抗器１９と抵抗器２０との抵抗比に応
じて分圧され、(ト)点の電位が温度設定用の第２の
基準電位として電圧比較用IC１５の＋側入力端
子に入力されている。 抵抗器１６は、抵抗器７と同様に、電圧比較用
IC１５の出力電位の高低に応じて第２の基準電
位である(ト)点電位を変化させ、電圧比較用IC１
５の動作にヒステリシスを持たせる。 また、端子ととの間に印加されている直流
電圧を、抵抗器１０と抵抗器１１の抵抗比で分圧
して得られる(ニ)点電位を、電圧比較用IC９の−
側入力端子及び電圧比較用IC１２の＋側入力端
子に、負特性サーミスタ１及び２１のオープン故
障検知用の第３の基準電位として供給する。この
第３の基準電位は上述の温度設定用の第１及び第
２の基準電位に比べてかなり低い電位に設定され
ている。第１の温度検出電圧（(イ)点電位）は、第
１の基準電位（(ロ)電位）の近傍で変化し、また、
第２の温度検出電圧（(チ)電位）は第２の基準電位
（(ト)電位）の近傍で変化するので、通常の動作状
態においては、(ニ)点電位に比べて(イ)点電位及び(チ)
点電位の方が高くなり、電圧比較用IC１２の出
力である(ホ)点電位がローレベルになる。また、こ
のとき、電圧比較用IC９の出力はハイレベルに
なろうとするが、電圧比較用IC９の出力は前述
したように高インピーダンスであるので、電圧比
較用IC９の出力の電位は電圧比較用IC６の出力
に応じて変化する。 また、電圧比較用IC６の出力（(ハ)点電位）及
び電圧比較用IC１５の出力（(ヘ)点電位）はNOR
ゲートIC１７の各入力端子に供給され、NORゲ
ートIC１７の出力及び電圧比較用IC１２の出力
（(ホ)点電位）はNORゲートIC１８の各入力端子に
供給される。 なお、抵抗器１３，１４は抵抗器８と同様に電
圧比較用IC１２，１５の出力電位をそれぞれ安
定化するための抵抗器である。 NORゲートIC１８の出力は抵抗器２４を介し
てトランジスタ２５のベースに供給される。 ソリツドステートリレー２６は、この入力側に
接続されるトランジスタ２５のオン・オフ条件に
応じて、加熱部であるヒータ２７への通電開始及
び通電停止を制御する機能を持つ。該ソリツドス
テートリレー２６の入力側の一端は直流電源の端
子に接続され、入力側の他の一端はトランジス
タ２５のコレクタに接続されている。また、ソリ
ツドステートリレー２６の出力側の一端は端子
に接続され、出力側の他の一端はヒータ２７を介
して端子に接続されている。これにより、商用
電源からの交流電圧がソリツドステートリレー２
６を介してヒータ２７に印加される。 なお、本考案においてはソリツドステートリレ
ー２６より前段を電子回路と称し、該リレー２６
より後段を電力供給回路と称するものとする。 更に、本考案の実施例においては、第２の温度
検出電圧を得るための抵抗器２２及び可変抵抗器
２３の直列回路に並列にフロートスイツチ２８が
接続される。該フロートスイツチ２８はフロート
の上下動作に応じて接点を開閉する。本実施例に
おいては、フロートが浮上したとき、すなわち、
槽内に水が充満している状態のとき、フロートス
イツチ２８の接点はオフとなる。また、フロート
が下降したとき、すなわち、槽内に水が充満して
ない状態のとき、その接点はオンとなる。 次に、この温度制御回路の動作について前述の
３種の機能別に順次説明する。 先ず、第１の機能である温度制御動作について
説明する。 いま、第１の温度センサとしての負特性サーミ
スタ１の感熱部付近にある温水の温度が低くなる
と、負特性サーミスタ１の抵抗値が大きくなり、
(イ)点電位は(ロ)点電位より低くなり、電圧比較用
IC６の出力である(ハ)点電位がハイレベルとなる。
したがつて、NORゲートIC１７の出力である(リ)
点電位は、電圧比較用IC１５の出力である(ヘ)点
電位の高低に無関係に、ローレベルとなる。ま
た、上述したように、通常の動作状態では、電圧
比較用IC１２の出力である(ホ)点電位はローレベ
ルであるので、NORゲートIC１８の出力はハイ
レベルとなり、トランジスタ２５がオンとなり、
ソリツドステートリレー２６を介してヒータ２７
に通電され、温水が加熱される。 また、第２の温度センサとしての負特性サーミ
スタ２１の感熱部付近にある温水の温度が低くな
ると、負特性サーミスタ２１の抵抗値が大きくな
り、(チ)点電位は(ト)点電位より低くなり、電圧比較
用IC１５の出力である(ヘ)点電位がハイレベルと
なる。したがつて、(リ)点電位は、電圧比較用IC
６の出力である(ハ)点電位の高低に無関係に、ロー
レベルとなる。なお、このときフロートスイツチ
２８の接点はオフであるので、回路動作には影響
を与えない。また、上述したように、(ホ)点電位は
ローレベルであるので、NORゲートIC１８の出
力はハイレベルとなり、トランジスタ２５がオン
となり、ソリツドステートリレー２６を介してヒ
ータ２７に通電され、温水が加熱される。 すなわち、負特性サーミスタ１及び２１で検出
された２点の温水の温度の少なくとも一方が設定
温度よりも低いときは、ヒータ２７に通電され、
温水が加熱される。 なお、負特性サーミスタ１及び２１で検出され
た２点の温水の温度の両方が設定温度以上である
ときは、(イ)点電位が(ハ)点電位よりも高くなると共
に、(チ)点電位が(ト)点電位より高くなるので、電圧
比較用IC６の出力である(ハ)点電位及び電圧比較
用IC１５の出力である(ヘ)点電位の両方がローレ
ベルになる。このため、NORゲートIC１７の出
力である(リ)点の電位はハイレベル、NORゲート
IC１８の出力はローレベルとなり、トランジス
タ２５がオフとなり、ヒータ２７への通電が停止
され、温水の加熱が停止される。 したがつて、上述の動作により、温水の温度が
設定温度に一致するように温度制御される。 ここで説明した、(ハ)点電位、(ヘ)点電位、(リ)点電
位、(ホ)点電位及びNORゲートIC１８の出力の関
係を示すと以下の真理値表のようになる。なお表
中、Ｈはハイレベルを示し、Ｌはローレベルを示
す。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案においては、貯湯
槽内に設置した空焚き防止用フロートスイツチの
接点を前記温度制御回路の電子回路内に設けられ
た電圧比較用回路の入力側に接続し、該接点の作
動により前記加熱部への通電を停止する構成とし
ている。これにより、フロートスイツチの接点に
流れる電流が極めて小さくなると共に印加される
電圧も低くなり、フロートスイツチの接点として
小電力、小容量のもの、すなわち小型のものを使
用することができる。したがつて、本考案の空焚
き防止制御装置によるとき、従来のフロートスイ
ツチの接点で直接ヒータをオン・オフするシーケ
ンス回路構成のものに比べ、容量、耐消耗性、寿
命等の点で優れた効果が得られる。また、空焚き
防止用の回路として温度制御用の電圧比較回路を
使用しているので、空焚き防止用の回路を別途設
ける必要がなく、回路構成が複雑雑になることが
ない。

【図面の簡単な説明】

図は本考案の衛生洗浄装置の温度制御回路及び
空焚き防止制御装置の一実施例を示す回路図であ
る。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 商用電源から衛生洗浄装置の貯湯槽のヒータへ
   の電流通路にリレーを設け、前記商用電源から分
   離して、前記貯湯槽に設けられた感温センサから
   の温度検出電圧と温度設定用の基準電位とを比較
   しこの比較結果に基づいて前記リレーのオンオフ
   を制御する温度制御用の比較回路を設けるととも
   に、前記温度検出電圧を前記温度設定用の基準電
   位とは異なる故障検知用の基準電位と比較し前記
   感温センサが断線したときの前記温度検出電圧の
   変化を検出して前記リレーを強制的にオフとする
   故障検知用の比較回路を前記温度制御用の比較回
   路に対して並列的に設け、更に、前記貯湯槽内の
   水量が設定レベル以下になつたときに作動するフ
   ロートスイツチを、該フロートスイツチの作動時
   に前記故障検知用の比較回路が前記感温センサが
   断線したときと同じ出力を発生するような接続関
   係で前記故障検知用の比較回路の入力側に接続し
   たことを特徴とする衛生洗浄装置の貯湯槽の空焚
   き防止制御装置。