JP5273966B2 - Water heater - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、給湯器に関し、詳しくは、室内の換気不良又は熱交換器のフィンの目詰まり等に起因して不完全燃焼を起こす前に、ガス通路を遮断してバーナを消火する給湯器に関する。 The present invention relates to a water heater, and more particularly, to a water heater that extinguishes a burner by blocking a gas passage before incomplete combustion occurs due to poor ventilation in a room or clogging of fins of a heat exchanger. .
従来より、燃焼に必要な空気を室内から取り込むとともに、バーナの燃焼排気をそのまま室内に排出する元止め式給湯器が利用されている。この給湯器では、室内の換気が不十分な場合や、熱交換器が汚れてフィンの目詰まりを起こした場合等では、燃焼に必要な空気が器具内に取り込まれ難くなる。そして何れの場合にも不完全燃焼につながるため、事故の原因となるおそれがある。そこでこのような給湯器には、不完全燃焼防止装置が取り付けられているのが一般的である。この不完全燃焼防止装置によって危険な状態になる前にガスが遮断されるようになっている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a main-stop type water heater that takes in air necessary for combustion from the room and discharges combustion exhaust from the burner into the room as it is has been used. In this water heater, when the indoor ventilation is insufficient, or when the heat exchanger becomes dirty and the fins are clogged, it becomes difficult for air necessary for combustion to be taken into the appliance. And in any case, it leads to incomplete combustion, which may cause an accident. Therefore, such a water heater is generally provided with an incomplete combustion prevention device. This incomplete combustion prevention device shuts off the gas before it becomes dangerous.
例えば、熱交換器の側壁に設けた開口に熱交換器外より臨ませた熱電対と、ガスバーナの燃焼熱を受ける位置に設けた熱電対との合成出力(合成起電力)の変動によって、燃料弁を制御する制御部とを備えたガス湯沸器の安全装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。このタイプの給湯器では、例えば、バーナに設けられた一次熱電対と、熱交換器に設けられた二次熱電対とが起電力のプラス・マイナスの極性が逆向きになるように直列に接続されている。そして一次熱電対で発生した起電力から、二次熱電対で発生した起電力を差し引いた合成起電力がマグネット式の燃料弁を保持する力となる。例えば、室内の酸素濃度が低下してきた場合、バーナの炎がリフトするので、一次熱電対の起電力が低下する。すると、合成起電力が低下して燃料弁を保持できなくなるので、ガスの供給が遮断される。また、長年の使用により熱交換器のフィンが詰まってきた場合、二次熱電対の起電力が燃焼排気熱によって高くなる。これにより、前記同様に合成起電力が低下して燃料弁が閉じられるので、ガスの供給が遮断される。
しかしながら、このタイプの給湯器では、酸素濃度が低下してきた場合でも、熱交換器のフィンが詰まってきた場合でも合成起電力は低下する。そのため、何れの現象が原因で合成起電力が低下したかが分からないという問題点があった。即ち、合成起電力の低下の原因を修理者自ら給湯器を解体して究明しなければならなかった。そのような問題を解決するために、例えば、一次熱電対と、二次熱電対とを並列に設け、それぞれの起電力を監視することで不完全燃焼の発生原因を特定する方法等が考えられる。しかしながらこの方法では、熱電対から出力された起電力を増幅する増幅器や、起電力が正常か異常かを判定するための判定器等を熱電対の数に応じて新たに設けなければならない。そのため、従来の構造に比べて構成要素が増加して複雑になるため、修理がし難く、コスト的にも好ましくなかった。 However, in this type of water heater, the combined electromotive force is lowered even when the oxygen concentration is lowered or the fins of the heat exchanger are clogged. For this reason, there is a problem that it is not known which phenomenon caused the combined electromotive force to decrease. That is, the repairer himself had to disassemble the water heater to find out the cause of the decrease in the synthetic electromotive force. In order to solve such a problem, for example, a method of specifying the cause of incomplete combustion by providing a primary thermocouple and a secondary thermocouple in parallel and monitoring each electromotive force is conceivable. . However, in this method, an amplifier for amplifying the electromotive force output from the thermocouple, a determination device for determining whether the electromotive force is normal or abnormal, and the like must be newly provided according to the number of thermocouples. For this reason, the number of components is increased and complicated as compared with the conventional structure, so that the repair is difficult and the cost is not preferable.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、簡単な構造で、2つの熱電対の合成起電力の低下を検出できると共に、その低下原因を特定して記憶できる給湯器を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and provides a water heater that can detect a decrease in the combined electromotive force of two thermocouples and identify and store the cause of the decrease with a simple structure. The purpose is to do.
上記目的を達成するために、請求項1に係る発明の給湯器は、バーナと、当該バーナへの燃料供給を制御する電磁弁と、当該電磁弁を駆動する駆動手段と、前記バーナの燃焼排気熱を利用して伝熱管の通水を加熱する熱交換器と、前記バーナの炎の立ち消え及び酸欠を検知する一次熱電対と、前記熱交換器のフィンの詰まりに起因する燃焼排気熱の温度上昇を検知する二次熱電対と、当該二次熱電対に接続され、前記二次熱電対から出力される第2起電力を増幅する増幅器と、前記一次熱電対及び前記二次熱電対に接続され、前記一次熱電対から出力される第1起電力と、前記二次熱電対から出力される前記第2起電力との差分を増幅して合成起電力を出力する差動増幅器と、当該差動増幅器から出力された合成起電力が、第1基準値よりも低いか否かを判断する判断手段と、当該判断手段によって、前記合成起電力が前記第1基準値よりも低いと判断された場合に、前記電磁弁を閉塞するように前記駆動手段に指示する弁閉塞指示手段と、前記判断手段によって、前記合成起電力が前記第1基準値よりも低いと判断された場合に、前記合成起電力に対して、前記増幅器から出力された前記第2起電力を加算して、前記第1起電力を演算する演算手段と、前記合成起電力の低下の原因が、前記演算手段によって演算された前記第1起電力の低下であるか、又は前記第2起電力の上昇であるかを判断する原因判断手段と、当該原因判断手段の判断結果を記憶する記憶手段と、前記差動増幅器に接続され、前記差動増幅器から出力された前記合成起電力が前記第1基準値よりも高いか否かを判断し、前記第1基準値よりも高い場合に、前記電磁弁を開放させることを指示する開放信号を出力する第1比較器とを備え、前記駆動手段は、前記弁閉塞指示手段による閉塞の指示が無く、前記第1比較器から前記開放信号が出力された場合のみ、前記電磁弁を開くことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a water heater according to a first aspect of the present invention includes a burner, an electromagnetic valve that controls fuel supply to the burner, a driving means that drives the electromagnetic valve, and a combustion exhaust of the burner. A heat exchanger that uses heat to heat the water flow through the heat transfer pipe, a primary thermocouple that detects the disappearance and lack of oxygen in the burner, and combustion exhaust heat caused by clogging of the fins of the heat exchanger. A secondary thermocouple for detecting an increase in temperature; an amplifier connected to the secondary thermocouple for amplifying a second electromotive force output from the secondary thermocouple; and the primary thermocouple and the secondary thermocouple A differential amplifier connected and amplifying a difference between the first electromotive force output from the primary thermocouple and the second electromotive force output from the secondary thermocouple to output a combined electromotive force; The combined electromotive force output from the differential amplifier is less than the first reference value. And a valve for instructing the driving unit to close the electromagnetic valve when the determination unit determines that the combined electromotive force is lower than the first reference value. When it is determined by the blocking instruction means and the determination means that the combined electromotive force is lower than the first reference value, the second electromotive force output from the amplifier with respect to the combined electromotive force is determined. In addition, the calculation means for calculating the first electromotive force, and the cause of the decrease in the combined electromotive force is the decrease in the first electromotive force calculated by the calculation means, or the second electromotive force. A cause determination means for determining whether the increase is a rise, a storage means for storing a determination result of the cause determination means, and the combined electromotive force output from the differential amplifier connected to the differential amplifier. Whether it is higher than 1 standard value And a first comparator that outputs an open signal instructing to open the solenoid valve when the value is higher than the first reference value, and the drive means is closed by the valve close instruction means The electromagnetic valve is opened only when there is no instruction and the opening signal is output from the first comparator.
また、請求項2に係る発明の給湯器は、請求項1に記載の発明の構成に加え、前記増幅器に接続され、前記増幅器から出力された前記第2起電力が第2基準値よりも高いか否かを判断し、前記第2基準値よりも高い場合に、前記電磁弁を閉塞させることを指示する閉塞信号を出力する第2比較器を備え、当該第2比較器から前記閉塞信号が出力された場合、前記弁閉塞指示手段は、前記電磁弁を閉塞するように前記駆動手段に指示することを特徴とする。
The water heater of the invention according to
請求項1に係る発明の給湯器では、二次熱電対から出力される起電力が増幅器によって増幅される。一方、一次熱電対から出力される第1起電力は差動増幅器に入力される。差動増幅器では、第1起電力と第2起電力との差分が増幅されて合成起電力が出力される。次いで、判断手段は、その合成起電力が第1基準値よりも低いか否かを判断する。合成起電力が第1基準値よりも低い場合、第1起電力が低下したか、又は第2起電力が上昇していると推測される。この状況を放置すると、バーナの不完全燃焼が起きる可能性が高い。そこで、弁閉塞指示手段は電磁弁を閉塞するように駆動手段に指示する。これにより、不完全燃焼が起きる前にガスの供給を速やかに遮断できる。さらに合成起電力が第1基準値よりも低い場合は、その原因を特定する必要がある。そこで演算手段が、合成起電力に対して増幅器から出力された第2起電力を加算することによって、第1起電力を演算する。そして原因判断手段は、演算された第1起電力と、増幅器によって増幅された第2起電力とを元にして、合成起電力の低下の原因を分析して特定する。つまり、合成起電力の低下の原因が、第1起電力の低下であるか、又は第2起電力の上昇であるかを判断できる。さらにこの判断結果は記憶手段に記憶される。これにより給湯器の修理の際に、記憶手段に記憶された判断結果を読み出すことで、迅速な対応が可能となる。
また、差動増幅器から出力された合成起電力が第1基準値よりも低いか否かを第1比較器によっても判断することができる。そして駆動手段では、弁閉塞指示手段による閉塞の指示が無く、さらに第1比較器から開放信号の出力があった場合にのみ電磁弁を開く。例えば、合成起電力が低下しているにも関わらず、弁閉塞指示手段から電磁弁に対して閉塞の指示が無い場合は、第1比較器から開放信号が出力されないので、電磁弁を遮断することができる。したがってより安全な給湯器を提供することができる。
In the water heater of the invention according to
It can also be determined by the first comparator whether the combined electromotive force output from the differential amplifier is lower than the first reference value. The driving means opens the electromagnetic valve only when there is no instruction for closing by the valve closing instruction means and there is an output signal from the first comparator. For example, when the combined electromotive force is lowered but the valve closing instruction means does not instruct the electromagnetic valve to close, the first comparator does not output an open signal, so the electromagnetic valve is shut off. be able to. Therefore, a safer water heater can be provided.
また、請求項2に係る発明の給湯器では、請求項1に記載の発明の効果に加え、増幅器から出力された起電力が第2基準値よりも高いか否かを第2比較器が判断する。そしてその第2比較器から閉塞信号が出力された場合は、弁閉塞指示手段は電磁弁を閉塞するように駆動手段に指示する。例えば、増幅器から出力された第2起電力が、弁閉塞指示手段に正常に入力されなかった場合でも、第2比較器から閉塞信号が出力されれば、弁閉塞指示手段は電磁弁を閉塞するように駆動手段に指示をする。したがってより安全な給湯器を提供することができる。
In the water heater of the invention according to
以下、本発明の一実施形態である給湯器1について、図面を参照して説明する。図1は、給湯器1の断面図であり、図2は、給湯器1の電気的構成を示すブロック図であり、図3は、制御基板62の構成を示すブロック図であり、図4は、電磁弁駆動回路81の回路図であり、図5は、CPU71によるガス電磁弁36の制御動作を示すフローチャートである。なお、図1に示す給湯器1は、給水管16の元に設けられた給止水栓20を開くことによって給湯する元止め式の給湯器である。
Hereinafter, a
はじめに、給湯器1の全体構造について説明する。図1に示すように、給湯器1は、金属製のケース状の器具(図示外)を備える。この器具内の中段よりやや上側には、ガスを燃焼させるメインバーナ14が設けられている。このメインバーナ14には、連続スパークによってメインバーナ14に点火する点火電極44が設けられ、その点火電極44にはイグナイタ43(図2参照)が接続されている。また点火電極44の隣りには、メインバーナ14の炎を検知するためのフレームロッド45が設けられている。そしてメインバーナ14の上方には、メインバーナ14の燃焼排気熱によって伝熱管12aの通水を加熱する熱交換器12が設けられている。また器具の正面下部には操作パネル(図示外)が設けられ、その操作パネルには操作ボタン54が設けられている。
First, the overall structure of the
また、器具には、ガスが流入するガス口21と、水が流入する水入口25と、湯が流出する出湯口28とが各々設けられている。そしてガス口21とメインバーナ14との間にはガス管22が接続され、水入口25と熱交換器12の入口との間には給水管16が接続され、出湯口と熱交換器12の出口との間には出湯管18が接続されている。
The appliance is also provided with a
さらに、給水管16の元には給止水栓20が設けられている。この給止水栓20には、水栓パイロットバルブ26が設けられている。さらに水栓パイロットバルブ26と操作ボタン54との間には、操作ボタン54の操作によって動く連動レバー30,32が介設されている。つまり操作ボタン54が押下されると、連動レバー30,32は水栓パイロットバルブ26を開くように作用する。これにより給水管16に水が流れるようになっている。
Furthermore, a
他方、ガス管22の元には給ガス栓24が設けられている。この給ガス栓24には、給水管16に水が流れると連動して開く水圧応動弁34と、点火トラブル等を未然に防止するためのマグネット式のガス電磁弁36と、そのガス電磁弁36を開閉するマグネット開弁機構37と、給ガス栓24内の給ガス流路を操作ボタン54の操作によって開閉するための器具栓38とが各々設けられている。そして水栓パイロットバルブ26と水圧応動弁34とは、突棒40を介して連結されている。この突棒40には、突棒40の移動に伴ってオン/オフ信号を出力する水圧スイッチ50,51が各々設けられている。さらに給ガス栓24の下流側には、供給ガス圧の変動を調整するガスガバナ29が設けられている。
On the other hand, a
また、図1,図2に示すように、メインバーナ14には、メインバーナ14の立ち消え又は酸欠を検知する一次熱電対58が設けられている。例えば、酸欠によりメインバーナ14の炎がリフト現象を起こしている場合、一次熱電対58から炎が遠ざかるので、一次熱電対58から出力される起電力(v1)は低下する。つまり室内が酸欠状態であることがわかる。なお、一次熱電対58には、センシングバーナ53が併設されている。これにより一次熱電対58は、センシングバーナ53の炎により直接加熱される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
さらに、熱交換器12には、フィン12bの目詰まりを検知する二次熱電対60が設けられている。二次熱電対60は、熱交換器12の側壁に設けられた開口(図示外)に臨む位置に配置されている。例えば、熱交換器12のフィン12bにススや異物が詰まると、側壁の開口から燃焼排気熱が流出する。この場合、二次熱電対60から出力される起電力(v2)は上昇する。つまり熱交換器12のフィン12bが詰まっていることがわかる。このような判断は、後述する制御基板62に設けられたCPU71によってなされる。
Further, the
そして、上記構造を備えた器具内には、給湯器1の動作を制御するための制御基板62(図2参照)が設けられている。この制御基板62には、一次熱電対58、二次熱電対60、水圧スイッチ50,51、イグナイタ43、フレームロッド45、ガス電磁弁36等が各々接続されている。つまり一次熱電対58、二次熱電対60、水圧スイッチ50,51、フレームロッド45の各出力信号に基づいて、イグナイタ43及びガス電磁弁36の駆動が制御される。
And the control board 62 (refer FIG. 2) for controlling operation | movement of the
次に、制御基板62の構成について説明する。図3に示すように、制御基板62には、中央演算処理装置としてのCPU71が設けられている。さらに制御基板62には、各種制御プログラム、各種データの初期値等を記憶したROM72と、CPU71の演算処理中に発生するデータ等を一時的に記憶するRAM73と、一次熱電対58及び二次熱電対60の合成起電力の低下原因等を書き込む不揮発性のフラッシュメモリ74と、メインバーナ14の燃焼時間を計測するためのタイマ75とが各々設けられている。これらは何れもCPU71に接続されている。
Next, the configuration of the
さらに、制御基板62には、二次熱電対60から出力される起電力(v2)を増幅して、増幅起電力(V2)を出力する増幅器77と、一次熱電対58の起電力(v1)から二次熱電対60の起電力(v2)を差し引いた差分起電力(v1−v2)を増幅して、合成起電力(V1−2)を出力する差動増幅器78と、その差動増幅器78から出力された合成起電力(V1−2)と基準値(Vs)とを比較し、その比較結果に応じてデジタル信号を出力する比較器79と、CPU71及び比較器79の各出力信号に応じて、ガス電磁弁36を開閉する電磁弁駆動回路81と、その電磁弁駆動回路81に所定の電圧を印加する電源82とが各々設けられている。
Further, the
具体的に説明すると、図3に示すように、二次熱電対60は、1本の配線で制御基板62に接続され、制御基板62上で分岐して増幅器77の入力側と、差動増幅器78の片方の入力側との両方に接続されている。一次熱電対58は、差動増幅器78の他方の入力側にのみ接続されている。よって、二次熱電対60から出力される起電力(v1)は、増幅器77と差動増幅器78との両方に入力され、一次熱電対58から出力される起電力(v2)は、差動増幅器78にのみ入力される。
More specifically, as shown in FIG. 3, the
また、増幅器77はCPU71に接続されている。差動増幅器78は、CPU71と、比較器79の入力側との両方に接続されている。よって、増幅器77から出力される増幅起電力(V2)は、CPU71にのみ入力される。さらに差動増幅器78から出力される合成起電力(V1−2)は、CPU71と、比較器79の入力側との両方に入力される。
The
また、比較器79は、CPU71と、電磁弁駆動回路81との両方に接続されている。よって、比較器79から出力される信号は、CPU71と、電磁弁駆動回路81との両方に入力される。
The
また、電磁弁駆動回路81には、CPU71と、比較器79とが各々接続されている。さらに電磁弁駆動回路81には、ガス電磁弁36に駆動電流を供給する電源82と、ガス電磁弁36とが接続されている。つまりCPU71から出力される信号と、比較器79から出力される信号とによって、ガス電磁弁36の駆動が制御されるようになっている。
The electromagnetic
次に、比較器79について説明する。図3に示す比較器79は、コンパレータとも呼ばれ、2つのアナログ入力と、1つのデジタル出力とを有する周知の回路である。この比較器79では、アナログ入力の一方を基準とし、他方のアナログ入力がその基準よりも大きいか小さいかが判別される。そしてその判別結果はデジタル信号に変換されて出力される。本実施形態では、差動増幅器78から出力される合成起電力(V1−2)の基準値(Vs)が設定される。そして差動増幅器78から出力された合成起電力(V1−2)が、基準値(Vs)以上か未満かが判別され、その判別結果に応じたデジタル信号がCPU71と電磁弁駆動回路81とに各々出力されるようになっている。
Next, the
次に、電磁弁駆動回路81について説明する。図4に示すように、電磁弁駆動回路81は、2つのトランジスタ91,92が直列に接続された回路である。具体的には、トランジスタ91のコレクタ側には電源82が接続され、ベース側にはCPU71が接続され、エミッタ側にはトランジスタ92のコレクタ側が接続されている。さらにトランジスタ92のベース側には比較器79が接続され、エミッタ側にはガス電磁弁36が接続されている。
Next, the electromagnetic
このような電磁弁駆動回路81では、トランジスタ91,92の両方に電流が流れなければ、ガス電磁弁36に電流が流れず、ガス流路を開放できないようになっている。即ち、CPU71からトランジスタ91のベース電極に向かって、ガス電磁弁36の駆動を指示する駆動信号が出力されてトランジスタ91がオンとなり、比較器79からトランジスタ92のベース電極に向かって、ガス電磁弁36の開放を指示するデジタル信号が出力されてトランジスタ92がオンとなり、電源82からガス電磁弁36へ電流が流れることが、ガス電磁弁36を開放保持させる必須条件となる。このような電磁弁駆動回路81を設けることによって、CPU71の判断に誤りがあった場合でも、比較器79からガス電磁弁36の開放を指示するデジタル信号が出力されなければ、ガス電磁弁36は強制的に閉じられるので、より安全性の高い給湯器を提供することができる。
In such an electromagnetic
次に、CPU71によるガス電磁弁36の制御動作について、図5のフローチャートを参照して説明する。まず、ユーザによって操作ボタン54が押下されると、連動レバー30,32を介して水栓パイロットバルブ26が開かれる。すると、給水管16に水が流れ、その水圧によって突棒40が押されて、水圧応動弁34が開かれる。さらに突棒40に係止されたマグネット開弁機構37によって、ガス電磁弁36が開かれる。これと同時に水圧スイッチ50がオンされ、マグネット保持電流が流れて励磁されることによってガス電磁弁36が開放状態に保持される(S1)。
Next, the control operation of the
他方、器具栓38は操作ボタン54が押されることによって開かれる。これによって給ガス栓24内の給ガス流路が完全に開かれ、メインバーナ14にガスが供給される。そして突棒40が押されると同時に水圧スイッチ51がオンされる。そこでイグナイタ43を駆動させ、点火電極44を連続スパークさせることによってメインバーナ14及びセンシングバーナ53を点火する(S2)。このときメインバーナ14の燃焼時間を計測するタイマカウンタをリセットし、同時にカウントを開始する。
On the other hand, the
次いで、フレームロッド45がメインバーナ14の炎を検知したか否かを判断する(S3)。例えば、メインバーナ14の点火の際に失火を起こした場合は(S3:NO)、ガス漏れ防止のために、ガス電磁弁36を閉じ(S10)、処理を終了する。これとは逆にメインバーナ14の点火に成功した場合(S3:YES)、次いで差動増幅器78から出力された合成起電力(V1−2)が基準値(Vs)よりも高いか否かを判断する(S4)。
Next, it is determined whether or not the
例えば、室内が酸欠状態で、メインバーナ14の炎がリフト現象を起こしている場合、一次熱電対58の起電力は低下するので、合成起電力(V1−2)は低下する。また、熱交換器12のフィン12bに目詰まりを生じている場合、二次熱電対60の起電力は上昇するので、合成起電力(V1−2)は低下する。そして合成起電力(V1−2)が基準値(Vs)よりも低くなった場合(S4:NO)、その合成起電力(V1−2)の低下原因を分析するために、合成起電力(V1−2)に増幅起電力(V2)を加算することによって、一次熱電対58の増幅器電力(V1)を演算する(S7)。そして増幅起電力(V1,V2)は、RAM73に随時記憶されるが、経時的に変化する各増幅起電力(V1,V2)の勾配から、合成起電力(V1−2)の低下原因を特定することができる。そして一次熱電対58の起電力(v1)が低下したか、又は二次熱電対60の起電力(v2)が上昇したかを判断する(S8)。
For example, when the room is in an oxygen deficient state and the flame of the
ここで、合成起電力(V1−2)の低下原因が、一次熱電対58の起電力(v1)の低下であると判断した場合(S8:YES)、メインバーナ14の炎にリフト現象が生じたことをフラッシュメモリ74に記憶する(S9)。これとは逆に、合成起電力(V1−2)の低下原因が、二次熱電対60の起電力(v2)の上昇であると判断した場合(S8:NO)、熱交換器12のフィン12bに目詰まりが生じたことをフラッシュメモリ74に記憶する(S10)。そしてこの状態を放置しておけば、メインバーナ14の不完全燃焼が起きる危険性があるので、ガス電磁弁36を強制的に閉じ(S11)、メインバーナ14を消火して処理を終了する。
Here, when it is determined that the cause of the decrease in the combined electromotive force (V 1-2 ) is the decrease in the electromotive force (v1) of the primary thermocouple 58 (S8: YES), a lift phenomenon occurs in the flame of the
ところで、メインバーナ14の炎が正常であって、熱交換器12のフィン12bにも目詰まりがない場合は、一次熱電対58及び二次熱電対60の合成起電力(V1−2)は所定レベルに維持される。そして合成起電力(V1−2)が基準値(Vs)以上に維持されている場合は(S4:YES)、差動増幅器78から出力された合成起電力(V1−2)と、比較器79から出力されたデジタル信号との間に矛盾がないか否かを判断する(S5)。上記したように、比較器79から出力されるデジタル信号は、合成起電力(V1−2)と基準値(Vs)とを比較した結果を示すものである。つまり、差動増幅器78から出力された合成起電力(V1−2)が基準値(Vs)以上であると判断した場合、比較器79からもその判断結果と同じ結果を示すデジタル信号が出力されるはずである。ここで、比較器79からその判断結果と異なる結果を示すデジタル信号が出力された場合(S5:NO)、差動増幅器78からCPU71への合成起電力(V1−2)の入力に異常がある可能性が高い。この場合、安全を確保するために、ガス電磁弁36を閉じ(S11)、メインバーナ14を消火して処理を終了する。
By the way, when the flame of the
また、差動増幅器78から出力された合成起電力(V1−2)と、比較器79から出力されたデジタル信号との間に矛盾がないと判断した場合(S5:YES)、メインバーナ14の燃焼時間が連続して12分未満か否かを判断する(S6)。タイマカウンタの値から燃焼時間が12分未満の場合は(S6:YES)、S3に戻って失火の有無を検知するとともに、合成起電力(V1−2)を監視する。これとは逆に、メインバーナ14の燃焼時間が12分以上であった場合(S6:NO)、メインバーナ14の消し忘れ防止のために、ガス電磁弁36を閉じ(S11)、メインバーナ14を消火して処理を終了する。
If it is determined that there is no contradiction between the combined electromotive force ( V1-2 ) output from the
このように合成起電力(V1−2)の低下を検知して、ガス電磁弁36を強制的に閉じる安全機能に加え、その合成起電力の低下原因を特定し、フラッシュメモリ74に記憶させることができる。これにより異常のあった給湯器1のフラッシュメモリ74に記憶された内容を読み出すことによって、合成起電力の低下原因を迅速かつ容易に把握することができる。
Thus, in addition to the safety function that detects the decrease in the combined electromotive force (V 1-2 ) and forcibly closes the
以上の説明において、図3に示す電磁弁駆動回路81が本発明の「駆動手段」に相当し、フラッシュメモリ74が本発明の「記憶手段」に相当する。また、図5に示すS4の判断処理を実行するCPU71が本発明の「判断手段」に相当し、S11の処理を実行するCPU71が本発明の「弁閉塞指示手段」に相当し、S7の演算処理を実行するCPU71が本発明の「演算手段」に相当し、S8の判断処理を実行するCPU71が本発明の「原因判断手段」に相当する。
In the above description, the solenoid
なお、以上説明したように、本実施形態の給湯器1は、メインバーナ14の立ち消えや酸欠状態を検知する一次熱電対58と、熱交換器12のフィン12bの目詰まりを検知する二次熱電対60とを備える。これらの合成起電力を監視することによって、メインバーナ14の不完全燃焼を未然に防止することができる。そして一次熱電対58及び二次熱電対60は、CPU71を備える制御基板62に接続されている。制御基板62では、増幅器77によって二次熱電対60の起電力が増幅される。さらに差動増幅器78によって、一次熱電対58及び二次熱電対60の合成起電力が得られる。そして合成起電力と二次熱電対60の増幅起電力(V2)とによって、一次熱電対58の増幅起電力(V1)を演算することができる。よって合成起電力の低下原因が、一次熱電対58の起電力の低下であるか、二次熱電対60の起電力の上昇かであるかを特定することができる。さらに特定された原因はフラッシュメモリ74に記録されるので、修理時にそれらを読み出すことによって、迅速な対応が可能となる。
As described above, the
そして、一次熱電対58及び二次熱電対60を直列に接続する従来の方式に対して、それぞれの熱電対を並列に配置している。これにより各熱電対から起電力を個別に出力させると共に、差動増幅器78を利用することで、合成起電力(V1−2)のみならず、各熱電対の増幅起電力(V1,V2)を得ることができる。また制御基板62上で各回路の接続を実現したので、個別の起電力を把握できなかった従来方式と比較しても、構造が簡単でコスト的にも好ましい。
And each thermocouple is arrange | positioned in parallel with respect to the conventional system which connects the
また、電磁弁駆動回路81によって、CPU71からガス電磁弁36の駆動を指示する駆動信号が出力されるのみならず、比較器79からガス電磁弁36の開放を指示するデジタル信号が出力されなければ、ガス電磁弁36を開放保持できないようになっている。これによりCPU71の判断に誤りがあった場合でも、比較器79からガス電磁弁36の開放を指示するデジタル信号が出力されなければ、ガス電磁弁36は強制的に閉じられるので、より安全性の高い給湯器を提供することができる。
The electromagnetic
なお、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々の変更が可能であることは言うまでもない。例えば、増幅器77に比較器を接続してもよい。この場合、増幅器77から出力される二次熱電対60の増幅起電力(V2)を基準値と比較させ、その比較結果をCPU71に出力させる。そしてCPU71では、増幅器77から直接出力された増幅起電力(V2)と、比較器から出力された比較結果に相当するデジタル信号との間に矛盾がないかを確認できる。これにより二次熱電対60から増幅器77への入力の異常を検知できるので、さらに安全性の高い給湯器を提供することができる。
Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible. For example, a comparator may be connected to the
本発明の給湯器は、不完全燃焼を防止するための熱電対を少なくとも2つ備える給湯器に適用可能である。 The water heater of the present invention is applicable to a water heater provided with at least two thermocouples for preventing incomplete combustion.
1 給湯器
12 熱交換器
12a 伝熱管
12b フィン
14 バーナ
36 ガス電磁弁
58 一次熱電対
60 二次熱電対
62 制御基板
70 増幅器
74 フラッシュメモリ
77 増幅器
78 差動増幅器
79 比較器
81 電磁弁駆動回路
DESCRIPTION OF
Claims (2)
当該バーナへの燃料供給を制御する電磁弁と、
当該電磁弁を駆動する駆動手段と、
前記バーナの燃焼排気熱を利用して伝熱管の通水を加熱する熱交換器と、
前記バーナの炎の立ち消え及び酸欠を検知する一次熱電対と、
前記熱交換器のフィンの詰まりに起因する燃焼排気熱の温度上昇を検知する二次熱電対と、
当該二次熱電対に接続され、前記二次熱電対から出力される第2起電力を増幅する増幅器と、
前記一次熱電対及び前記二次熱電対に接続され、前記一次熱電対から出力される第1起電力と、前記二次熱電対から出力される前記第2起電力との差分を増幅して合成起電力を出力する差動増幅器と、
当該差動増幅器から出力された合成起電力が、第1基準値よりも低いか否かを判断する判断手段と、
当該判断手段によって、前記合成起電力が前記第1基準値よりも低いと判断された場合に、前記電磁弁を閉塞するように前記駆動手段に指示する弁閉塞指示手段と、
前記判断手段によって、前記合成起電力が前記第1基準値よりも低いと判断された場合に、前記合成起電力に対して、前記増幅器から出力された前記第2起電力を加算して、前記第1起電力を演算する演算手段と、
前記合成起電力の低下の原因が、前記演算手段によって演算された前記第1起電力の低下であるか、又は前記第2起電力の上昇であるかを判断する原因判断手段と、
当該原因判断手段の判断結果を記憶する記憶手段と、
前記差動増幅器に接続され、前記差動増幅器から出力された前記合成起電力が前記第1基準値よりも高いか否かを判断し、前記第1基準値よりも高い場合に、前記電磁弁を開放させることを指示する開放信号を出力する第1比較器と
を備え、
前記駆動手段は、前記弁閉塞指示手段による閉塞の指示が無く、前記第1比較器から前記開放信号が出力された場合のみ、前記電磁弁を開くことを特徴とする給湯器。 With a burner,
A solenoid valve for controlling fuel supply to the burner;
Driving means for driving the solenoid valve;
A heat exchanger that heats the water passing through the heat transfer tubes using the combustion exhaust heat of the burner;
A primary thermocouple for detecting the disappearance of the burner flame and oxygen deficiency;
A secondary thermocouple for detecting an increase in temperature of combustion exhaust heat due to clogging of the fins of the heat exchanger;
An amplifier connected to the secondary thermocouple and amplifying a second electromotive force output from the secondary thermocouple;
A synthesis is performed by amplifying a difference between a first electromotive force connected to the primary thermocouple and the secondary thermocouple and output from the primary thermocouple and the second electromotive force output from the secondary thermocouple. A differential amplifier that outputs an electromotive force; and
Determining means for determining whether or not the combined electromotive force output from the differential amplifier is lower than a first reference value;
A valve closing instruction means for instructing the drive means to close the electromagnetic valve when the determining means determines that the combined electromotive force is lower than the first reference value;
When the determining means determines that the combined electromotive force is lower than the first reference value, the second electromotive force output from the amplifier is added to the combined electromotive force, Computing means for computing the first electromotive force;
Cause determining means for determining whether the cause of the decrease in the combined electromotive force is a decrease in the first electromotive force calculated by the calculating means or an increase in the second electromotive force;
Storage means for storing the determination result of the cause determination means ;
The solenoid valve is connected to the differential amplifier and determines whether or not the combined electromotive force output from the differential amplifier is higher than the first reference value. When the combined electromotive force is higher than the first reference value, the electromagnetic valve A first comparator that outputs an open signal instructing to open
With
The water heater is characterized in that the drive means opens the electromagnetic valve only when there is no instruction for closing by the valve closing instruction means and the opening signal is output from the first comparator .
当該第2比較器から前記閉塞信号が出力された場合、前記弁閉塞指示手段は、前記電磁弁を閉塞するように前記駆動手段に指示することを特徴とする請求項1に記載の給湯器。 Determining whether or not the second electromotive force output from the amplifier is higher than a second reference value, and closing the solenoid valve when the second reference value is higher than the second reference value; A second comparator that outputs a blocking signal instructing
2. The water heater according to claim 1 , wherein when the closing signal is output from the second comparator, the valve closing instruction unit instructs the driving unit to close the electromagnetic valve .
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