JPS5839291B2 - 検知回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は感熱サイリスクを用いた検知回路に係り、特
に浴槽等の湯温検出、水位検知および監視などの機能を
兼ね具えた検知回路に関するものである。

従来から浴槽の湯温検知にはサーミスタ、バイメタルな
どを利用した商品が市販されている。

しかし、サーミスタは温度検知の機能のみしか持たない
ので、温度を検知して警報器を働かすのみでもトランジ
スタなどのスイッチング素子を併用せねばならない。

また、バイメタルの場合は機械的接点の開閉を利用する
ので、浴室のような高湿の場所ではその接点の寿命に問
題がある。

さらに、浴槽への給水時の水位検知もしくは空だき防止
のための水位監視などの機能を附加しようとすればトラ
ンジスタなどの素子が多数必要であった。

この発明は以上のような点に鑑みてなされたもので、感
熱サイリスクの感熱機能とスイッチング機能とを利用す
ることによって、極めて少ない能動素子で構成され、か
つ浴槽等の湯温検出、水位検知および監視などの機能を
兼ね具えた検知回路を提供することを目的とするもので
ある。

感熱サイリスクは周囲温度が所定温度以上になると非導
通（オフ）状態から導通状態（オン）状態に移行する温
度検知機能とスイッチング機能とを兼ね備えた素子であ
り、第１図にその一例の断面図を示すように、アノード
領域を構成するＰ形シリコン基板１中に拡散技術などに
よってＮ形ベース層２．Ｐ形ベース層３、およびＮ形カ
ソード領域４が順次形成されており、それぞれアノード
端子Ａ、Ｎゲート端子ＧＮ、Ｐゲート端子ＧＰ、および
カソード端子Ｋが設けられている。

第２図は感熱サイリスクを利用したこの発明の一実施例
を示す回路図で、感熱サイリスクにはＮゲート端子ＧＮ
を用いる方法と、Ｐゲート端子ＧＰを用いる方法と２つ
の方法があり、この実施例はＮゲート端子ＧＮを用いる
方法のものである。

図において、Ｒ１は感熱サイリスタＴ８を流れる電流を
制限する抵抗、Ｒ２はＮゲート端子ＧＮと電源Ｅの正極
との間に接続された可変抵抗で、この可変抵抗Ｒ２を調
整することによって感熱サイリスタＴｓのスイッチング
温度を調整するものである。

Ｒ３はＮゲート端子〜とカソード端子にとの間に接続さ
れた抵抗である。

Ｓｌは電源スィッチ、Ｓ２は切換えスイッチでその切換
接点イは電源電池点検用、口は水位検知用、ハは湯温検
知および空だき防止用接点である。

Ｒ６は切換接点イと感熱サイリスタＴｓのカソード端子
にとの間に接続された抵抗、ａは切換接点口に接続され
た電極、Ｃは感熱サイリスタＴｓのカソード端子Ｋに接
続された共通電極で両電極ａ、ｃは水位が所定位置に達
すると水に浸漬して電気的導通を生ずるように配設され
ている。

ＴＲＩはコレクタが切換接点ハにエミッタが感熱サイリ
スタＴｓのカソード端子Ｋに接続されたＮＰＮ形トラン
ジスタ、ｂは空だき防止用水位検知電極、Ｒ４，Ｒ５は
電源Ｅの正極と電極極すとの間の電圧を分圧してトラン
ジスタＴＲＩのベースへ供給する抵抗である。

電極すは共通電極Ｃと並行して配設され浴槽の水が十分
あるときは両電極す、ｃは水に浸漬して電気的に導通し
、水漏れなどがあり水位が低下すると両電極す、ｃ間は
非導通になる。

従って、電極ａ、ｂ、ｃは共通電極Ｃが最下位に電極ａ
、ｂが同じレベルもしくは電極ａの方を若干上位になる
ように浴槽内に設けるのが普通である。

なお、Ｘは出力端子である。

抵抗Ｒ１〜Ｒ６の値は次のような条件で決定する。

抵抗Ｒ１は感熱サイリスタＴｓが導通した時でも、その
保持電流よりやへ大きい程度の電流に抑え、感熱サイリ
スクのターン・オフを確実にする。

浴槽に水が入っておらず電極ａ、ｂ、ｃ間が開放のとき
切換えスイッチＳ２を接点口へ切換えると感熱サイリス
タＴｓはターンオフするように抵抗Ｒ２。

Ｒ３の値を設定する。

一方電極す、ｃ間が水で浸漬されたときトランジスタＴ
□１は非導通になるように抵抗Ｒ４，Ｒ５の値を選ぶ。

抵抗Ｒ５の抵抗値はゼロであってもよい。

抵抗Ｒ６の値は切換えスイッチＳ２を接点イヘ切換えた
とき、電源Ｅの電圧が規定値以上あるときは感熱サイリ
スタＴＳは導通し、電源Ｅの電圧が許容値以下に低下し
たときは感熱サイリスタＴｓは非導通になるように設定
される。

以上の構成の説明からこの回路の動作は容易に理解でき
るものとは思うが、まとめて略説する。

まず、電源スィッチＳ１を投入するとこの回路は動作状
態に入る。

切換えスイッチＳ２を接点イへ切換えたときは電源電池
点検動作をするもので、電源電池電圧が規定値以上ある
と感熱サイリスタＴ８は導通し出力端子Ｘの電圧はその
オン電圧まで低下し極めて低くなる。

ところが、電源電池電圧が低下して感熱サイリスタＴｓ
のブレークオーバ電圧に達しなくなると、もはや導通せ
ず、電池電圧そのまＸが出力端子Ｘに現れる。

これによって、電源電池の点検が可能である。

次に、切換えスイッチＳ２を接点口に切換えたときは浴
槽への給水時の水位検知動作をする。

すなわち、水が電極ａ、Ｃ間を浸漬しない間は両電極ａ
、ｃ間は開放しているので、感熱サイリスタＴｓは非導
通状態にあり出力端子Ｘへは電源電圧が現れる。

給水が進んで電極ａ、ｃ間を浸漬すると感熱サイリスタ
Ｔｓは導通し、出力端子Ｘの電位は低下する。

従って、給水完了の報知信号を出そうとする場合はに電
源Ｅの正極端子と出力端子Ｘとの間の電圧を利用するよ
うにした方が好都合である。

更に、切換えスイッチＳ２を接点ハに切換えると、湯温
検知および空だき防止の動作をする。

すなわち、水が電極す、ｃ間を浸漬しているのが普通で
あるから、トランジスタＴＲ□は非導通になっている。

従って、加熱当初は感熱サイリスタＴｓは非導通状態に
あり出力端子Ｘには電源電圧が現れている。

湯温の上昇とともに感熱サイリスクＴ８の温度も上昇し
そのスイッチング温度に達すると導通し出力端子Ｘの電
位は低下する。

これによつて湯温検知が可能で、上記スイッチング温度
は抵抗Ｒ２を調整して任意に設定できる。

ところで、万一水漏れなどのために浴槽内の水位が低下
しているときは、空だきとなり火災の危険もある。

この回路では浴槽内の水位が低下して電極す、ｃ間が開
路されるとトランジスタＴＲ１は導通し、感熱サイリス
クＴｓは温度に関係なく導通し出力端子Ｘの電位を低下
して警報を発せしめる。

以上の説明では出力端子Ｘの電位の高低によって検知で
きる旨述べたが、実用的には電子式ブヂ回路などを出力
端子Ｘの電位によって動作させるようにすればよい。

なお、感熱サイリスクの電流を利用できれば、この回路
に直接警報発生装置を入れるのが最も効率的である。

なお、上記実施例では、感熱サイリスタＴ８のオンおよ
びオフに応じて出力端子Ｘにそれぞれ低および高の電位
が取り出せたが、抵抗Ｒ１を感熱サイリスタＴｓのカソ
ード側に入れ、出力信号を感熱サイリスタＴｓのカソー
ドに側からＢｊＭ出ｆようにすれば上記と逆相の出力を
摩り出すこともできる。

また、上記実施例において、空だき防止用回路を構成す
るトランジスタＴＲＩを感熱サイリスタＴｓのゲート端
子ＧＮとカソード端子にとの間に接続したが、ゲート端
子ＧＮとアノード端子Ａとの間に並列に接続しても、同
様の機能をもつようｌこ構成することは容易である。

第３図はこの発明の他の実施例を示す回路図で、感熱サ
イリスタＴｓのＰゲート端子ＧＰを利用したものである
。

第２図の実施例回路とは回路構成部分の結線配置が感熱
サイリスタＴｓのアノード端子Ａとカソード端子にとを
入れ換え、しかも電源Ｅは当然ながらアノード端子Ａ側
に正極をカソード端子に側に負極を接続しており、回路
構成上トランジスタＴ□１にはＰＮＰ ｌ−ランジスク
を用いている。

従って、出力端子Ｘには感熱サイリスクＴｓの導通時に
高電位、非導通時に低電位の出力を出す。

この回路の動作は第２図のものから容易に理解できるで
あろう。

第３図の実施例においても、抵抗Ｒ１を感熱サイリスタ
のアノード端子Ａ側に入れ、出力端子Ｘもアノード端子
Ａ側から取出すようにして、逆の位相の出力を得ること
もできる。

上記各回路とも直流電源のみならず交流電源でも動作し
、浴槽以外の温水器などにも適用できる。

以上詳述したように、この発明では感熱サイリスクの感
熱スイッチング機能と通常のサイリスクとしてのゲート
電位によるスイッチング機能とを利用したので槽内の湯
温検出、水位検知および監視による空だき防止装置が極
めて数少い素子で、しかも機械的開閉素子を用いること
なく実現でき、信頼度の高い長寿命の検知回路装置が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に用いる感熱サイリスクの一例を示す
断面図、第２図および第３図はそれぞれこの発明の一実
施例を示す回路図である。 図において、Ｔｓは感熱サイリスク、Ａはそのアノード
端子、Ｋはカソード端子、ＧＮ、ＧＰはゲート端子、Ｅ
は電源、Ｒ１は陽極回路の抵抗、Ｒ２゜Ｒ３はゲート回
路の抵抗、ａは第２の電極、ｂは第３の電極、Ｃは第１
の電極、ＴＢ□ｙＴＲ２はトランジスタ、Ｒ５ｐ Ｒ６
はそのベース回路の抵抗、口は第１の接点、ハは第２の
接点、Ｓ２は切換えスイッチである。 なお、図中同一符号は同一もしくは相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 槽内の貯水が所定水位に達した時に相互間が上記貯
   水を通じて電気的に導通する第１および第２の電極、上
   記槽内の貯水が上記所定水位にある時は上記第］の電極
   と上記貯水を通じての電気的導通を保持し上記貯水が上
   記所定水位から許容水位だけ低下した時に上記第１の電
   極との電気的導通が断たれる第３の電極、上記貯水の温
   度が伝達され上記貯水の温度の変化に追随して温度が変
   化するように配設されたｎゲート（またはｐゲート：形
   の感熱サイリスク、この感熱サイリスクの陽極に直接（
   または抵抗を介して）正極が接続され上記感熱サイリス
   クの陰極に抵抗を介して（または直接）負極が接続され
   た直流電源、この直流電源電圧を分圧して常温では上記
   感熱サイリスクを非導通に保持し上記貯水の温度が所望
   値になったときに上記感熱サイリスクを導通させるよう
   な電圧を上記感熱サイリスクのゲートに供給する抵抗分
   圧器、上記第２の電極に接続された第１の接点、上記第
   １の電極を上記直流電源の負極（または正極）に接続す
   る接続線、上記第１の電極にトランジスタのエミッタ・
   コレクタ回路を介して接続された第２の接点、上記第１
   の電極と上記第３の電極との間の導通および非導通に応
   じてそれぞれ上記トランジスタを非導通および導通にす
   るような電位を上記トランジスタのベースに与える抵抗
   回路、並びに上記感熱サイリスクのゲートを上記第１お
   よび第２の接点の間に切換える切換えスイッチを備えた
   検知回路。 ２ 感熱サイリスクのゲートに電圧を供給する抵抗分圧
   器の分圧比を調整して上記感熱サイリスクのスイッチン
   グ温度を調整するようにしたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の検知回路。