JPH1026345A - 給湯器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 過熱防止や凍結防止を安価な構成で行なう。 【解決手段】 燃焼動作の間、コントローラ２０は点ａ
の電位Ｖａを検出する。燃焼室１２の異常過熱により導
電パターン４２の抵抗値が増加し、電位Ｖａが所定値以
上になると、元電磁弁１８を閉弁して燃焼動作を停止す
ると共に、異常報知を行なう。また、燃焼停止中に入水
サーミスタの検出温度の変化により、凍結の恐れがある
と判断した場合には、リレーをＯＮして導電パターン４
２への通電量を増加させて発熱させ、凍結することを防
ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は過熱防止装置と凍結
防止装置とを備えた給湯器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、給湯器には安全に使用できる
ための種々の安全装置が備えられている。その一例とし
て、熱交換器の詰まりやオーバーインプットにより燃焼
室が異常過熱してひび割れや穴あきを生じ、そこから高
温の排ガスが漏れて外胴ケーシングを焼損し火災の原因
となることを防止するための過熱防止装置がある。過熱
防止装置は、リード線で接続された複数の温度ヒューズ
を取付けた過熱検出板を燃焼室の背面と外胴ケーシング
との間に設けると共に、その温度ヒューズを燃焼制御回
路に接続し、燃焼室に生じた穴あきから漏れた高温の排
ガスが温度ヒューズを溶融するとガスの供給が直ちに停
止されるようにするものである。また、冬場に給水，給
湯パイプが凍結することに起因して損傷することを回避
するため、サーマルスイッチにより作動するヒータを数
ヵ所に設け、凍結の恐れがある場合には給水，給湯パイ
プを加熱することにより凍結防止を図るといった凍結防
止装置も備えている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな過熱防止装置や凍結防止装置は、給湯動作には直接
必要とされないものの、安全面や器具の保護のために無
くすことはできず、その分コストが高くなってしまうと
いった問題があった。

【０００４】本発明の給湯器は上記課題を解決し、過熱
防止や凍結防止を安価な構成で行なうことを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の請求項１記載の給湯器は、燃料ガスを燃焼するバー
ナと、上記バーナの燃焼が行なわれる燃焼室と、上記燃
焼室を収納する外胴ケーシングと、上記燃焼室と上記外
胴ケーシングとの間に設けられ、上記燃焼室の過熱を検
出する過熱検出手段と、上記過熱検出手段による過熱の
検出に基づいて上記バーナの燃焼を停止するか或は異常
報知する燃焼制御手段とを備えた給湯器において、上記
過熱検出手段は、絶縁基板面全域に温度により抵抗が変
化する導電体を備え、該導電体に通電して検出した抵抗
値に基づいて上記燃焼室の過熱を検出すると共に、燃焼
停止時に凍結の恐れがある場合には該導電体への通電量
を大きくして発熱させることを要旨とする。

【０００６】上記課題を解決する本発明の請求項２記載
の給湯器は、請求項１記載の給湯器において、上記導電
体は自己発熱により抵抗値が増加することにより、電流
を減少させて自身で温度制御することを要旨とする。

【０００７】上記課題を解決する本発明の請求項３記載
の給湯器は、請求項１又は２記載の給湯器において、上
記導電体はカーボンと樹脂との混合物であることを要旨
とする。

【０００８】上記構成を有する本発明の請求項１記載の
給湯器は、絶縁基板全体に設けられた導電体に通電し
て、その抵抗値を検出する。ここで燃焼室が異常過熱し
た場合には導電体の抵抗値が変化し、その抵抗変化を検
出することで異常過熱を検出してバーナの燃焼を停止す
るか或は異常報知する。また燃焼停止時に凍結の恐れが
ある場合には、導電体への通電量を増加させることで発
熱させ、凍結を防止する。

【０００９】上記構成を有する本発明の請求項２記載の
給湯器は、自己発熱により抵抗値が増加して通電量を減
らし、温度が過剰に上昇することを防ぐことができる。

【００１０】上記構成を有する本発明の請求項３記載の
給湯器は、導電体をカーボンと樹脂との混合体とするこ
とで、温度変化により樹脂が熱膨張収縮して、分散して
いるカーボン粒子間の距離を変えることにより、抵抗値
が急激に変化するため、部分的な過熱でも全体の抵抗変
化を検出しやすくなる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以上説明した本発明の構成・作用
を一層明らかにするために、以下本発明の給湯器の好適
な実施例について説明する。図１は本発明の一実施例と
しての給湯器の概略構成図である。この給湯器は、ブラ
ケット３０により壁に取付けされる外胴ケーシング１１
と、外胴ケーシング１１内の略中央に設けられた燃焼室
１２と、燃焼室１２の上方に設けられ、供給される水を
加熱して出湯する熱交換器１３と、燃焼室１２内でガス
燃焼を行なうバーナ１４と、燃焼用空気を燃焼室１２内
へ供給する給気ファン１５と、給気ファン１５から吐出
された燃焼用空気を整流してバーナ１４へ送る多孔整流
板１６とが設けられる。また、バーナ１４へのガス供給
路としてのガス導管１７にはその上流側からガス流路を
開閉する元電磁弁１８と、ガス流量を調節する比例弁１
９とが設けられる。そして、こうしたガス供給量や空気
供給量は、コントローラ２０により制御される。また、
燃焼室１２及び熱交換器１３の背面に向い合って過熱防
止と凍結防止とを行なう過熱凍結防止装置４０が外胴ケ
ーシング１１に取付けられる。

【００１２】コントローラ２０は、図示しない周知の算
術論理演算回路を構成するＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭと、
各種センサからの信号を入力する入力インタフェース
と、各種アクチュエータに駆動信号を出力する出力イン
タフェース等から構成される。また、コントローラ２０
は、入水温度を検出する入水サーミスタ（図示略）によ
り止水時の水温変化を検出し、凍結の恐れがあるかどう
かをチェックする。

【００１３】過熱凍結防止装置４０は、図２に示すよう
に、樹脂製の絶縁シート４１に導電性カーボンと樹脂
（本実施例ではフッ素樹脂を用いる）との混合物である
カーボンインクで、一本の蛇行線状の一連の導電パター
ン４２を全域にわたって均一に印刷したものである。そ
して、この過熱凍結防止装置４０は、燃焼室１２及び熱
交換器１３と外胴ケーシング１１の後面との間に挿入設
置され、燃焼室１２と熱交換器１３の背面全域を覆うと
共に、導電パターン４２からのリード線４３を介してコ
ントローラ２０に接続されている。

【００１４】カーボンインクは、温度変化によりフッ素
樹脂が熱膨張収縮して、分散している導電性カーボン粒
子間の距離を変える。そのため図３のグラフに示すよう
に、カーボンインクの電気抵抗は温度変化により急激に
変化する。尚、本実施例のカーボンインクは１００℃附
近で急激に抵抗値が変化するように設定してある。

【００１５】ここで、導電パターン４２を図４に示すよ
うに長さＬで断面積がＳとした場合、全体の抵抗値Ｒ
は、 Ｒ＝ρＬ／Ｓ （ρ：体積抵抗率） となる。ここで、部分的な過熱により、長さＬａの部分
だけが過熱されると、全体の抵抗Ｒａは、 Ｒａ＝ρ（Ｌ−Ｌａ）／Ｓ＋ρａＬａ／Ｓ （ρａ：過熱部分の体積抵抗率） となる。部分的な過熱であるため過熱部分の長さＬａは
全体の長さＬに比べはるかに小さく、Ｌ−Ｌａ＝Ｌと近
似でき、 Ｒａ／Ｒ＝１＋ρａＬａ／ρＬ となる。この式から、ＬａがＬに比べはるかに小さくて
も、ρａがρに比べはるかに大きければ、抵抗変化が検
出可能であることが分かる。カーボンインクの抵抗変化
は急激であるため、部分的な過熱であっても十分検出が
可能となる。導電パターン４２は絶縁シート４１の全域
にわたって印刷されているため、燃焼室のどの部分に穴
があいても確実に検出できる。

【００１６】バーナ１４の燃焼動作中には、過熱凍結防
止装置４０は燃焼室１２の異常過熱を検出するが、バー
ナ１４の燃焼停止中に凍結の恐れがある場合には、凍結
防止ヒータとなって給水路及び出湯路を加熱して、凍結
を防止する。図５は導電パターン４２への通電回路の概
略図である。この回路は、導電パターン４２の抵抗値Ｒ
よりはるかに大きい抵抗値Ｒｂをもつ抵抗Ｒｂと、抵抗
Ｒｂを短絡する電気経路のスイッチングを行なうリレー
Ｘ１とからなり、電圧Ｖが印加されている。通常はリレ
ーをＯＦＦし、点ａの電位を検出する。点ａの電位Ｖａ
は、 Ｖａ＝Ｖ×Ｒ／（Ｒ＋Ｒｂ） となり、燃焼室１２の異常過熱により抵抗値Ｒが上昇す
ると電位Ｖａも上昇するため、電位Ｖａを検出すること
で異常過熱の検出が可能となる。

【００１７】また、バーナ１４の燃焼停止中に、入水サ
ーミスタの検出する温度変化により凍結の恐れがあると
判断した場合には、リレーＸ１をＯＮして導電パターン
４２への通電量を増加させる。そのため導電パターン４
２は発熱するが、温度が上昇すると抵抗値が増加するた
め自身で電流値を減らし、発熱温度を一定に保つ。その
ため発熱温度が過剰に上昇することを防止できる。

【００１８】次に、本実施例の給湯器の動作について説
明する。燃焼動作の間、コントローラ２０は点ａの電位
Ｖａを検出する。熱交換器１３の詰まりやオーバーイン
プットにより燃焼室１２が異常過熱してひび割れや穴あ
きを生じると、給気ファン１５により燃焼室１２内の圧
力が高くなっているため、ひび割れ等から高温の排ガス
が噴出され、導電パターン４２を部分的に過熱する。そ
のため導電パターン４２の抵抗値が増加して電位Ｖａが
所定値以上になると、元電磁弁１８を閉弁して燃焼動作
を停止すると共に、異常報知を行なう。

【００１９】また、燃焼停止中に入水サーミスタの検出
温度の変化により、凍結の恐れがあると判断した場合に
は、リレーをＯＮして導電パターン４２への通電量を増
加させて発熱させ、凍結することを防ぐ。

【００２０】以上説明したように、本実施例の給湯器に
よれば、過熱防止装置と凍結防止装置とを一体として形
成したことにより、それぞれを別々に設けるといった構
成に比べ、コストを低減できる。また、絶縁シート４１
に導電パターン４２を印刷するといった簡単な構成なの
で、製造コストを低減できる。また、導電パターン４２
が絶縁シート４１の全域にわたって均一に印刷されてお
り、更にカーボンインクの抵抗変化が急激であることに
より、部分的な過熱であっても検出することができるた
め、安全性が高い。また、凍結防止時には、導電パター
ン４２が自己温度制御するため、オーバーヒートの心配
がなく安全である。また、通常出湯温制御に用いる入水
サーミスタの検出温度の変化から凍結の恐れがあるかど
うかを判断しているため、別に温度センサを設ける必要
がなくコストを低減できる。

【００２１】尚、本実施例においては、入水サーミスタ
の検出する温度変化によって凍結の恐れがあるかどうか
を判断したが、出湯動作停止してからしばらく後に出湯
温度を検出する出湯サーミスタの検出値により判断しも
よく、また簡易的なサーミスタを例えばコントローラ２
０の基板上に設けて外気温を検出してもよく、またサー
マルスイッチ等の温度変化によりＯＮ／ＯＦＦするスイ
ッチにより導電パターン４２への通電をＯＮ／ＯＦＦし
てもよい。

【００２２】以上本発明の実施例について説明したが、
本発明はこうした実施例に何等限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる
態様で実施し得ることは勿論である。

【００２３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の請求項１
記載の給湯器によれば、導電体を備えた絶縁基板によ
り、異常過熱の検出と凍結防止のための加熱との両方を
行なうため、従来のように異常過熱装置と凍結防止装置
とを別々に設けるといった構成に比べ、コストを低減で
きる。また、導電体が絶縁基板全体に設けられているこ
とにより、部分的な異常過熱をその発生場所によらず検
出できるため安全性が高い。

【００２４】更に、本発明の請求項２記載の給湯器によ
れば、自己発熱により抵抗値が増加して通電量を減ら
し、温度が過剰に上昇することを防ぐため、オーバーヒ
ートの心配がなく安全である。

【００２５】更に、本発明の請求項３記載の給湯器によ
れば、温度変化に対する抵抗変化が急激であることによ
り、部分的な過熱でも検出しやすくなるため、安全性が
高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての給湯器の概略構成図
である。

【図２】過熱凍結防止装置の概略構成図である。

【図３】カーボンインクの温度−抵抗特性を表すグラフ
である。

【図４】導電パターンの概略図である。

【図５】導電パターンへの通電回路の概略図である。

【符号の説明】

１１…外胴ケーシング、 １２…燃焼室、 １３…熱交
換器、 １４…バーナ、１５…給気ファン、 ２０…コ
ントローラ、 ４０…過熱凍結防止装置、４１…絶縁シ
ート、 ４２…導電パターン。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料ガスを燃焼するバーナと、 上記バーナの燃焼が行なわれる燃焼室と、 上記燃焼室を収納する外胴ケーシングと、 上記燃焼室と上記外胴ケーシングとの間に設けられ、上
   記燃焼室の過熱を検出する過熱検出手段と、 上記過熱検出手段による過熱の検出に基づいて上記バー
   ナの燃焼を停止するか或は異常報知する燃焼制御手段と
   を備えた給湯器において、 上記過熱検出手段は、絶縁基板面全域に温度により抵抗
   が変化する導電体を備え、該導電体に通電して検出した
   抵抗値に基づいて上記燃焼室の過熱を検出すると共に、
   燃焼停止時に凍結の恐れがある場合には該導電体への通
   電量を大きくして発熱させることを特徴とする給湯器。
2. 【請求項２】 上記導電体は自己発熱により抵抗値が増
   加することにより、電流を減少させて自身で温度制御す
   ることを特徴とする請求項１記載の給湯器。
3. 【請求項３】 上記導電体はカーボンと樹脂との混合物
   であることを特徴とする請求項１又は２記載の給湯器。