JP4190057B2 - Overheat prevention device for combustion equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バーナを備えた燃焼室のケーシングの周囲に、導電パターンを形成した感熱シートを配設し、ケーシングに異常過熱によるひび割れ等が生じた際の導電パターンの抵抗値の変化でこれを検知可能とする燃焼器具の過熱防止装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
上記過熱防止装置は、熱溶融性の樹脂シートに導電パターンを印刷した感熱シートを、バーナを備えた燃焼室のケーシングの周囲に配設すると共に、導電パターンを、バーナの燃焼を制御するコントローラに電気的接続して構成される。即ち、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、感熱シート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から、その抵抗値の変化を検知したコントローラが異常過熱と判断してバーナへの燃料ガスの供給を停止するものである。
【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、導電パターンの抵抗値は数Ω程度のものが多く用いられているため、一旦異常過熱により溶断し、燃料の供給が停止されても、その溶断箇所や導電パターンの両端をリード線で短絡することで、導電パターンによる異常過熱の検知状態が解除され、ケーシング側のひび割れ等が手当てされないまま継続使用可能となってしまう。
【0004】
そこで、請求項1に記載の発明は、異常過熱の検知後は安易に再使用不能として、安全性を高めることができる燃焼器具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、導電パターンの抵抗値を所定の判定値と比較する比較手段と、前記導電パターンの抵抗値が前記判定値を超えた場合に前記燃焼室の異常過熱と判断する判断手段とを備えたものにおいて、前記導電パターンの抵抗値を、正常時で前記導電パターンの短絡時より高い値となるように設定すると共に、前記比較手段の判定値を、前記導電パターンの正常時の抵抗値を含んで上限値と下限値とが設定される所定範囲に設定して、前記比較手段は、前記所定範囲の上限値と下限値とを交互に切り換えて前記導電パターンの抵抗値と比較し、前記抵抗値が前記所定範囲内の場合はパルス信号を出力して、前記導電パターンの抵抗値が前記所定範囲を上回る場合と下回る場合とには、前記比較手段からの前記パルス信号が得られなくなることで前記判断手段が異常と判断することを特徴とするものである。
請求項2に記載の発明は、請求項1の目的に加えて、異常の判断後の対処を確実に行うために、判断手段が異常と判断した場合にはバーナの燃焼を停止させる構成としたものである。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2の目的に加えて、判断手段の故障や暴走を考慮して異常過熱への対処を確実に行うために、導電パターンの抵抗値が判定値を超える場合又は下回る場合には、判断手段の判断に拘わらず直接バーナの燃焼を停止させる誤動作防止手段を設けたものである。
【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は、燃焼器具の一例として強制給気式ガス給湯器(以下単に「給湯器」という)に本発明の過熱防止装置を適用した状態の説明図で、給湯器1において、2は、燃焼室3を内部に形成し、外周面に給水管4を螺旋状に巻回したケーシングとしての内胴で、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を通る水を加熱して、吸熱管6の出口側に接続した図示しない出湯管から出湯可能としている。又、燃焼室3の下部に設けた給気室8の下方には、給気ファン9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、10はコントローラで、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開度調整等の他、後述する異常過熱検知を行うものである。
一方、内胴2の外周には、面状の感熱シート11が配設されている。この感熱シート11は、200℃〜300℃の間に融点を有する樹脂シート(例えばPET樹脂製)の表面に、導電性インク等を用いて全面を網羅するように一本線で導電パターンを蛇行状に印刷し、その上面に、被覆層として先の樹脂シートと同じものをラミネート加工して一体化したもので、感熱シート11に設けたクリップ12,12・・で給水管4を挟持させて感熱シート11の一端を内胴2の前面に装着し、残りは給湯器1のカバーの内面に沿って内胴2の周りを非接触で一周させ、終端をネジ止め等で貼着することで、内胴2の全周を被覆させている。又、導電パターンは、抵抗値が正常時で50kΩ〜150kΩとなるように設定されており、その両端はコントローラ10に電気的接続されている。
【0007】
そして、図2は、コントローラ10と感熱シート11とで構成される過熱防止回路20を示すもので、まず、感熱シート11の導電パターン13は分割抵抗21と直列に接続され、両者間で分圧された電圧としてコンパレータ22の−入力端子及びコンパレータ23の+入力端子に夫々入力される。一方、導電パターン13及び分割抵抗21と並設され、直列接続される3つの分割抵抗24,25,26のうち、コンパレータ22の+入力端子には、分割抵抗24,25間の分圧が上限電圧として、コンパレータ23の−入力端子には、分割抵抗25,26間の分圧が下限電圧として夫々入力され、各コンパレータ22,23からの出力が判断手段としてのマイコン27の入力ポートIPに入力可能となっている。
又、マイコン27の出力ポートOPには、ここからの出力によってON/OFFされるトランジスタ28,29が配置され、その出力側には、ガスバーナ7への安全弁へ電源を供給してこれを開弁させる安全弁駆動回路30が設けられている。
【0008】
よって、この過熱防止回路20によれば、通常では、導電パターン13の抵抗値が設定された範囲内であれば、基準電圧は、コンパレータ22への上限電圧及びコンパレータ23への下限電圧の範囲内にあるため、コンパレータ22,23は夫々Hi出力となり、マイコン27への入力もHiとなる。しかし、異常過熱により内胴2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、感熱シート11の導電パターン13が破断して抵抗値が急増或は無限大になり、コンパレータ22,23への入力電圧が下限電圧以下となるため、コンパレータ23の出力が反転してLoとなり、マイコン27への入力もLoとなる。従って、これを検知したマイコン27は異常過熱が生じたと判断し、トランジスタ28,29をOFFさせて安全弁への通電を停止してこれを閉弁させ、ガスバーナ7への燃料ガスの供給を遮断する。又、破断した導電パターン13が短絡されることがあっても、短絡によるコンパレータ22,23への入力電圧は上限電圧を上回る値となるため、この場合もコンパレータ22の出力がLoとなることでマイコン27への入力がLoとなり、マイコン27は異常過熱と判断して安全弁を閉弁させる。
このように、上記過熱防止回路20によれば、導電パターン13の抵抗値を短絡時より高い値としてこれを所定範囲の判定値と比較させることで、導電パターン13の破断により異常過熱を検知して対処できるのは勿論、導電パターン13の短絡によっても同様に異常を判断できるため、破断した感熱シート11の再使用を完全に防止可能となる。よって、過熱防止機能の信頼性が高まる。
【0009】
尚、図2では、トランジスタ28,29をONする出力ポートOPを、ダイオード31を介してコンパレータ22,23の出力側に接続する誤動作防止手段を採用している。この場合、過熱防止回路20が異常過熱を検知すると、コンパレータ22,23からの出力がLoとなるため、マイコン27が出力ポートOPからトランジスタ28のON信号を出力しても、電流はダイオード31を介してコンパレータ22,23側へ流れ、トランジスタ28,29をONさせない。よって、マイコン27に故障や暴走等が生じても、過熱防止回路20が異常過熱を検知した場合は確実に安全弁駆動回路30への通電を遮断することができ、安全性の一層の向上が期待できる。
【0010】
又、過熱防止回路は他の構成でも実現できる。図3はその変更例を示すもので、図2と同じ符号は同じ構成部である。ここに示す過熱防止回路32では、コンパレータ33の−入力端子に、導電パターン13と分割抵抗21からの電圧を、+入力端子に分割抵抗34,35間の分圧を夫々入力して、コンパレータ33の出力をマイコン27の入力ポートIPに入力するものとしているが、ここでは、分割抵抗35の片側に、ベースをマイコン27の出力ポートOP1に接続したトランジスタ36を接続しており、マイコン27は、常態では出力ポートOP1からパルス信号を出力させてトランジスタ36をON/OFFさせ、コンパレータ33へ判定値をパルス入力している。尚、37は、分割抵抗35と並列に接続された抵抗で、トランジスタ36のOFF時の上限値を固定するものである。
よって、この過熱防止回路32によれば、導電パターン13と分割抵抗21による基準電圧が、トランジスタ36のON/OFFで設定される上限値及び下限値の範囲内であれば、コンパレータ33の出力はLoとHiとを交互に繰り返すパルス信号となる。ここで導電パターン13が破断すると、抵抗値の急増或は無限大により、コンパレータ33の出力がHiに固定されるため、マイコン27は異常過熱と判断して出力ポートOP2からの出力でトランジスタ28,29をOFFさせ、安全弁を閉弁させる。一方、破断した導電パターン13を短絡すると、コンパレータ33の出力はLoに固定されるため、ここでもマイコン27は異常と判断して安全弁を閉弁させる。
【0011】
このように、上記過熱防止回路32においても、高い抵抗値を有する導電パターン13の破断により異常過熱を検知して対処できるのは勿論、導電パターン13の短絡によっても同様に異常過熱を判断できるため、破断した感熱シート11の再使用を完全に防止可能となり、過熱防止機能の信頼性が高まる。特にこの形態では、上下限値の設定をパルス信号で得ているため、過熱防止回路32に回路故障が生じた際には、コンパレータ33の繰り返しパルスが得られなくなることで、基準電圧側の回路故障も検知可能となる。
【0012】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明によれば、導電パターンの抵抗値を短絡時より高くすると共に、比較手段の判定値をそれに合わせて設定して比較することで、導電パターンの破断により異常過熱と判断して燃焼停止等の対処ができるのは勿論、導電パターンの短絡によっても同様に異常を判断できるため、破断した感熱シートの再使用を完全に防止可能となり、過熱防止機能の信頼性が高まる。
特に、比較手段が前記所定範囲の上限値と下限値とを交互に切り換えて導電パターンの抵抗値と比較することで、正常時の比較結果が上下限の繰り返しパルスで得られるため、過熱防止回路に回路故障が生じた際には、繰り返しパルスが得られなくなることでその回路故障も異常として検知可能となる。
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、判断手段が異常と判断した場合にはバーナの燃焼を停止させることで、異常過熱や回路故障の対処を確実に行うことができる。
請求項3に記載の発明によれば、請求項1又は2の効果に加えて、導電パターンの抵抗値が判定値を超える場合又は下回る場合には、判断手段の判断に拘わらず直接バーナの燃焼を停止させる誤動作防止手段を設けたことで、判断手段に故障や暴走が生じても、比較手段の比較結果に応じた異常過熱の対処が確実に可能となり、安全性の一層の向上が期待できる。
【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】過熱防止回路の回路図である。
【図3】過熱防止回路の変更例を示す回路図である。
【符号の説明】
1・・給湯器、2・・内胴、3・・燃焼室、7・・ガスバーナ、10・・コントローラ、11・・感熱シート、13・・導電パターン、20,32・・過熱防止回路、22,23,33・・コンパレータ、27・・マイコン、28,29,36・・トランジスタ、30・・安全弁駆動回路、31・・ダイオード。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In the present invention, a thermal sheet having a conductive pattern is disposed around a casing of a combustion chamber equipped with a burner, and this is detected by a change in the resistance value of the conductive pattern when a crack or the like is caused by abnormal overheating in the casing. The present invention relates to an overheat prevention device for a combustion appliance that can be detected.
[0002]
[Prior art]
The overheat prevention device is provided with a heat-sensitive sheet obtained by printing a conductive pattern on a heat-meltable resin sheet around a casing of a combustion chamber provided with a burner, and the conductive pattern is used as a controller for controlling combustion of the burner. Configured by electrical connection. In other words, cracks and holes are generated in the combustion chamber due to abnormal overheating, and when the combustion gas is ejected from the crack, the portion of the conductive pattern breaks with the fusing of the thermal sheet, and the resistance value increases rapidly or becomes infinite. Therefore, the controller that detects the change in the resistance value determines that the overheating is abnormal and stops the supply of the fuel gas to the burner.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the overheat prevention device, a resistance value of the conductive pattern of about several Ω is often used, so even if the fuel supply is stopped due to abnormal overheating once, the fusing point or both ends of the conductive pattern By short-circuiting with the lead wire, the abnormal overheat detection state due to the conductive pattern is released, and the casing can be continuously used without being cracked.
[0004]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an overheat prevention device for a combustion appliance that can be easily reused after detection of abnormal overheating and can improve safety.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is characterized in that the comparing means for comparing the resistance value of the conductive pattern with a predetermined determination value, and the resistance value of the conductive pattern exceeds the determination value, And a determination means for determining that the combustion chamber is abnormally overheated, wherein the resistance value of the conductive pattern is set to be higher than that at the time of short-circuiting of the conductive pattern in a normal state, and the determination of the comparison means The value is set to a predetermined range in which an upper limit value and a lower limit value are set including a normal resistance value of the conductive pattern, and the comparing means alternately sets the upper limit value and the lower limit value of the predetermined range. Switching and comparing with the resistance value of the conductive pattern, when the resistance value is within the predetermined range, a pulse signal is output, and when the resistance value of the conductive pattern is above and below the predetermined range, The comparison means The pulse signal is possible by the determination unit not obtained in is characterized in that it is determined that the abnormality.
In addition to the object of the first aspect, the invention described in
In addition to the object of the first or second aspect, the invention according to claim 3 is characterized in that the resistance value of the conductive pattern is determined as a determination value in order to reliably cope with abnormal overheating in consideration of failure or runaway of the determination means. When it exceeds or falls below, malfunction prevention means for directly stopping combustion of the burner is provided regardless of the judgment of the judgment means.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an explanatory view of a state where an overheating prevention device of the present invention is applied to a forced air supply type gas water heater (hereinafter simply referred to as “hot water heater”) as an example of a combustion appliance. The chamber 3 is formed inside, and an inner cylinder as a casing in which a
On the other hand, a planar heat-
[0007]
FIG. 2 shows an
[0008]
Therefore, according to the
As described above, according to the
[0009]
In FIG. 2, a malfunction preventing means for connecting the output port OP for turning on the
[0010]
Further, the overheat prevention circuit can be realized with other configurations. FIG. 3 shows an example of the change, and the same reference numerals as those in FIG. 2 denote the same components. In the
Therefore, according to this
[0011]
As described above, the
[0012]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the resistance value of the conductive pattern is made higher than that at the time of the short circuit, and the determination value of the comparison means is set in accordance with the comparison value and compared, thereby determining abnormal overheating due to the breakage of the conductive pattern. As a result, it is possible to determine whether an abnormality is caused by a short circuit of the conductive pattern as well as to cope with stopping the combustion. Therefore, it is possible to completely prevent reuse of the broken heat-sensitive sheet, and the reliability of the overheat prevention function is improved.
In particular, the comparison means alternately switches between the upper limit value and the lower limit value of the predetermined range and compares it with the resistance value of the conductive pattern. When a circuit failure occurs, it becomes possible to detect the circuit failure as an abnormality because the repeated pulse cannot be obtained.
According to the second aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect, when the determination means determines that an abnormality has occurred, the combustion of the burner is stopped to reliably deal with abnormal overheating and circuit failure. be able to.
According to the third aspect of the invention, in addition to the effect of the first or second aspect, when the resistance value of the conductive pattern exceeds or falls below the judgment value, the burner directly burns regardless of the judgment of the judgment means. By providing a malfunction prevention means that stops operation, even if a failure or runaway occurs in the judgment means, it is possible to reliably handle abnormal overheating according to the comparison result of the comparison means, and further improvement in safety can be expected. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a water heater provided with an overheat prevention device.
FIG. 2 is a circuit diagram of an overheat prevention circuit.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a modification example of the overheat prevention circuit.
[Explanation of symbols]
1 .. Hot water heater, 2 .... Inner shell, 3 .... Combustion chamber, 7 .... Gas burner, 10 .... Controller, 11 .... Thermal sheet, 13 .... Conductive pattern, 20, 32 ... Overheat prevention circuit, 22 , 23, 33... Comparator, 27 .. Microcomputer, 28, 29, 36 .. Transistor, 30... Safety valve drive circuit, 31.
Claims (3)
前記導電パターンの抵抗値を、正常時で前記導電パターンの短絡時より高い値となるように設定すると共に、前記比較手段の判定値を、前記導電パターンの正常時の抵抗値を含んで上限値と下限値とが設定される所定範囲に設定して、前記比較手段は、前記所定範囲の上限値と下限値とを交互に切り換えて前記導電パターンの抵抗値と比較し、前記抵抗値が前記所定範囲内の場合はパルス信号を出力して、前記導電パターンの抵抗値が前記所定範囲を上回る場合と下回る場合とには、前記比較手段からの前記パルス信号が得られなくなることで前記判断手段が異常と判断することを特徴とする燃焼器具の過熱防止装置。A thermal sheet disposed around a casing of a combustion chamber provided with a burner and formed with a conductive pattern; and a comparison means that is electrically connected to the conductive pattern and compares the resistance value of the conductive pattern with a predetermined determination value; An overheat prevention device for a combustion appliance, comprising: a determination unit that determines that the combustion chamber is abnormally overheated when a resistance value of the conductive pattern exceeds the determination value;
The resistance value of the conductive pattern is set to be higher than normal when the conductive pattern is short-circuited, and the determination value of the comparing means includes an upper limit value including the resistance value when the conductive pattern is normal. It is set to a predetermined range and the lower limit value is set and, the comparison means, the upper limit of the predetermined range and the lower limit value is switched alternately compared with the resistance value of the conductive pattern, wherein the resistance value of the A pulse signal is output when the value is within the predetermined range, and the determination unit is configured such that the pulse signal from the comparison unit cannot be obtained when the resistance value of the conductive pattern exceeds or falls below the predetermined range. The overheat prevention device for a combustion appliance is characterized in that it is determined as abnormal.
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