JPH02133751A - 給湯システム用異常検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、給湯システム用の異常検出方法に関し、特に
、昨今では最〒者通になっている最低限の機能として、
出湯１１が開けられて熱交換器を介する水流が生ずると
自動的にバーナに着火Ｊ−る指令を発し、逆に出湯口が
閉じられて熱交換器を介しての水流が停止すると自動的
にバーナを消火する指令を発する機能を有し、さらに、
上記バーナにおける燃焼中は、各種センサや使用者の設
定する設定温度指定回路等から取込んだ各種入力データ
に応じ、当該燃焼を最適に制御する燃焼制御装置を有す
る給湯システムにおいて、安全のために設けられた各セ
ンサから燃焼制御装置へ送られるシステムの異常検出信
号や、当該入力データ自身の異常を検出し、実際に回復
不能な異常であるか否かをできるたけ正確に判断するた
めの異常検出方法に関する。

［従来の技術］ 上記のような機能を少なくとも有する燃焼制御装置を持
つ給湯システムとしても、昨今ではもっと多くの機能が
実現可能になっているが、比較的基本的な構成例を挙げ
ても、一般には第２図示のようになっている。

燃料はガスを例に採るが、バーナ１２への供給ガス量は
当該ガス供給路の途中に設けられているガス量調節弁（
いわゆる比例弁）１８により、そのときどきに最適な量
に制御される。

一方、バーナ１２の消火命令時には、一般にこのガス量
調節弁１８が全開とされる外、単にガス供給路の開放や
遮断のみのためにガス電磁弁（図示せず）が別途に設け
られている場合、これも全開とされる。ただし簡明のた
め、このガス電磁ブＬについては以降も省略して説明す
る。装置によってはもちろん、ガス量調節弁１８が燃料
供給路の開閉機能をそのまま兼用しているものもある。

カス量調節介１８は、燃焼制御装置１１からのガス量調
節信号により制御されるか、当該制御装置１１はまた、
昨今ではマイクロ・コンピュータ２０を内蔵するものが
増えている。

ここで始めに、ガス量調節弁１８が全閉状態にあって、
バーナ１２が消火状態にあるときから動作を説明する。

般に出湯系統は複数有り、複数の蛇口やシャワー等で湯
を利用可能なようにされるが、第２図示の場合は説明の
簡単化のため、出湯系統としては蛇口１５の一系統のみ
を示している。

今、使用者が蛇口１５の弁を開き、これにより、般に水
道源から供給される水が熱交換器１３を介して流れ始め
、当該館［コ１５から出水が開始したとすると、この流
路中にあり、それまでは水流停止信号を発していた水流
スイッチ１７は、水流が生じたことを表す信号を燃焼制
御装置１１に送る。

これを受けた燃焼制御装置１１は、ガス量調節弁１８に
所定量の開度をｌｊ、える信号を送出し、対応した流量
のガスをバーナ１２に供給するようにすると共に、空気
量調節弁Ｉ９に空気量調節信号を送出して、燃焼に適当
なる量の空気をバーナ１２に与え、図示しない着火機構
を動作させる。

これによりバーナ１２における燃焼が開始し、熱交換器
１３が加熱されて、この熱交換器１３を通る水が暖めら
れ、蛇「１１５から湯となって出湯される。

逆に、使用者が湯を出していた蛇に］Ｉ５を閉じ、湯を
１１−ぬると、水流スイッチ１７は水流停止信号を燃焼
制御装置１１に送出し、これを受りた燃焼制御装置１１
では、ガス量調節弁１８に全閉信号を送出して、バーナ
１２を速やかに消火するべく機能する。

なお空気量の調節は、図示しないファン・モータの回転
数制御により行なわれることもある。

また、昨今における燃焼制御装置１１は、上記の基本機
能に加え、出湯温度の制御その他、安全のための、また
快適な使用のための種々の制御も行ない得るようになっ
ていて、例えば熱交換器１３にはハイリミット・スイッ
チ１６が付され、こむが異常な温度にまでの過熱状態を
検出して過熱信号を燃焼制御装置１１に送出すると、燃
焼制御装置１１は直ちにバーナ１２の強制消火動作に入
る。

また、サーミスタその他、適当なる感熱素子を利用した
出湯温検出素子１９から実際の出湯温度を燃焼制御装置
１１に取込んだり、場合によっては図示されていないが
給水温度等も燃焼制御装置１１に取込んで、使用者があ
らかじめ設定操作している希望の出湯温度である設定温
度と比較し、さらには、同様に図示されていないが、そ
のときどきの実際の出湯流量等も加味して、当該設定温
に極力近い出湯温度が維持されるように、ガス量調節弁
１８の開度や空気量調節弁１９の開度等をも制御する。

もちろん、バーナ１２において実際に燃焼が開始Ｉノで
いるか否か、換古′ずればバーナ１２が現に燃焼状態に
あるのか消火状態にあるのかも重要な取込み信号である
ので、フレーム・ロンド等、適当なる炎検知素子（図示
せず）により、燃焼制御装置Ｉ＋は舌通、この情報をも
得るようになっており、その外、ファン・モータを用い
ている場合には、こわにり、えた回転数設定信号と実際
の回転数とが整合しているか否かを見るため、実際の回
転数データ等をも取込むようになっている。

しかるに、従来のこうした給湯システムにおいても、上
記の各種制御を燃焼制御装置１１に内蔵させたマイクロ
・コンピュータ２０で行なう場合には特に、上記したよ
うな水流スイッチ１７から得られる水流データ、ハイリ
ミット・スイッチ１６から得られる過熱信号、ザーミス
タ１９から得られる出湯温イ：１号等々、各種センサの
発するデータを始め、設定温データ等々、種々の数量デ
ータも、それらが生ずれば直ちにマイクロ・コンピュー
タがこれを取込むようにはなっておらず、一定時間以上
（一般に２〜３秒程度）、それらか安定に出力されてい
る場合に限り、有効なデータとして取込むようになって
いる。

そうでないと、例えばハイリミット・スイッチからの過
熱信号等、入力データの内容自体がシステムの何等かの
異常を表すものである場合、例えそれが一過性のもので
あって、致命的なものではなかったか、あるいは外乱に
よりノイズが載った結果であったようなときにも、その
たびごとにシステムは自動的に警報動作に入り、一般に
はさらに燃焼停止ト状態に入ってしまうので、これを回
復させ、マイクロ・コンピュータに初期リセットを掛は
直すには、使用者に運転スイッチを一巨切ってもらい、
再度投入してもらう操作をそのたびごとに強要しなけわ
ばならない。

また、入力データが例えば設定温データ等、アナログ的
ないしデジタル的に特定の範囲を伴う数量データであっ
た場合、外乱等により、そのデータに合理的と思ねねる
範囲を越えた内容のデータがマイクロ・コンピュータに
送出されてくることも考えられるが、こう１７だ場合に
も、入力データ自身の異常として検出し、直ちに上記と
同様な警報動作に入ってＩ７まうのはやはり具合が悪く
、従来装置では、このような数量データの異常に関して
も、同様に２〜３秒程度はそれに回復の機会を′ｆえて
いた。

［発明が解決しようとする問題点］ 以ト、これまで開発されている給湯システムの基本的な
構成例と、こわらに用いられている異常検出力法につき
述べたが、実際にこれに即して構成された給湯システム
にあって、上記のように入力データの安定化を待つため
の待機時間を２〜３秒程度に設定したシステムでもなお
、外乱により、システムが警報動作に入り、燃焼が自動
停止してしまう事態が発生した。

具体的にＪうと、その給湯システムではファン・モータ
を用いていて、その実際の回転数データを取込むように
構成されていたが、設置されている場所が自動車道の近
くであった。

この自動市道を走行する車の中で、恐らくは違法とされ
る極めて高出力の無線を使うものがあったのであろうか
、この給湯システムの性能基準を越えるノイズがファン
・千−夕の回転数取込みセンサに入力してしまった。

この給湯システムでは、既述のように、穴常となったフ
ァン・モータ回転数データについても、２〜３秒程度は
回復を待ったが、たまたま、このノイズ侵入時間がこれ
より長く、システムは警報モードに入り、自動的に燃焼
を停止してしまった。

このような場合、そわではデータの安定化時間をもっと
長目に採れば良いではないかとの議論が生まれるかも知
れないが、それは成立しない。既述のように、燃焼制御
装置中のマイクロ・コンピュータは極めて多くの入力デ
ータを極めて高速に取扱わねばならず、したがって一つ
一つの入力データに関し、安定化ないし確定化のための
待機時間を上記以」−に延ばすことは実際にはできない
からである。

本発明はこのような実情の下に成されたもので、各入力
データに対し、例え安定化のための時間を設けるにして
も、その長さは従来と同程度に留めて良く、場合によっ
てはこのような時間による監視という手法を排斥して、
繰返しての検査による回数による監視に変えることによ
り、外乱等に対しての抵抗力を増し、入力データが真に
表すシステムの異常ないしは入力データ自身の異常を１
Ｆ確に判断できるようにした異常検出方法を提供せんと
するものである。

［問題点を解決するだめの手段］ 本発明は既述したような一般的な給湯システム、すなわ
ち、 ｒ出湯口が開けられることにより、熱交換器を介する水
流が生ずるとバーナに着火し、該熱交換器を加熱して上
記出湯口から出力さ才する水を湯にする一方、上記出湯
口が閉じられ、上記熱交換器を介する水流が停止すると
−に記バーナを消火する機能を持ち、かつ、各種入力デ
ータを取込んで、こわらに基づき、上記燃焼を制御する
燃焼制御装置を有する給湯システム１ における異常検出方法として、 ０　上記燃焼制御装置に取込むべき上記各種入力データ
を所定の周期で繰返し検査し； ■　その結果、連続する所定の回数の上記検査において
、−に記入力データが何等かのシステム異常または当該
入力データ自身の異常を送出１７ていることが検出され
た場合には、上記給湯システムをして使用者に警報を発
する警報モードとする一方； ■　＋記異常が、Ｌ記所定回数に至る曲のどれかの検査
回において検出されなくなったときには、上記給湯シス
テムを上記警報モートに入れず、上記燃焼制御装置によ
る燃焼制御を継続させること： を特徴とする給湯システム用異常検出方法を提案する。

［作　　用］ 本発明は上記のように構成されているので、繰返される
検査の中、何回、同じ入力データに関して同じ異常（シ
ステム異常または入力データ自身の異常）が検出された
ら真の異常と判断するのかという当該回数は任意に設泪
でき、換言すれば他の入力データの取込み等に悪影響を
与えることなく、当該回数の最適設定により、−過性の
異常と真の異常とを正確に弁別することができる。

もちろん、真の異常と判断された場合には、システムは
警報モードに入り、使用者に警報を発する。警報モード
はまた、システムの燃焼を自動的、強制的に停止卜させ
る機能を含んで良い。

［実　施　例］ 以下、第１図に即し、本発明の一実施例につき説明する
が、本発明を適用し得る装置ないし給湯システムは、先
に第２図に即ｌノて説明されたようなシステムであって
良いので、本実施例もそう１７だ場合を想定し、各部の
符号等は必要に応じ、第２図中に（＝１１／た符号を援
用する。

燃焼制御装置１１はマイクロ・コンピュータ２０を内蔵
し、所定のプログラムに従って走っているが、その中に
は、例えばハイリミット・スイッチ１［ｉからの断線信
号（Ａ熱信号）とか、空気す調節弁１９の異常検出信号
等々、システム中のどこかの部位の異常を検出し得る入
力データ群を検査するルーチンが含まれている。

第１図は、このような異常チエツク・ルーチンに本発明
を適用した場合を示しており、次のように動作する。

異常チエツク・ルーチンは図示の場合、最初にハイリミ
ット・スイッチ１６の状態を表す過熱信号を検査する。

その結果、当該ハイリミット・スイッチ１６が断線して
おらず、システム中の熱交換器】３に熱的な異常が生じ
ていないと認められたときには、次いで次の異常検出デ
ータ、例えば空気量調節弁１９に関する異常検出信号を
検査する。

この信号に関しても、異常が認められなかった場合には
、以降、全く同様にして、システム中の他の各部位の異
常検出に関する各入力データ群を検査し、最後のデータ
を検査し終えた結果、どの異常検出データも異常を検出
していなかった場合には、後述するカウンタの内容を帰
零した−１−二で、再び、次の異常チエツク・ルーチン
の開始から同様の検査シーケンスを採る。

方、ある異常チエック・ルーチンにおいて、例えばハイ
リミット・スイッチの異常検出信号（過熱信号）が異常
を表していると認められると、例えば既述ｌノた従来の
時間待機法を併用する場合には、その信号が一定時間以
上、継続して出力し続けるか否かが検査さＪする。

タイム・アップしなかった場合には、第１図中からも明
らかなように、従来の手法に従って元の異常チエツク・
ルーチンに入り直すが、タイム・アップした場合には、
本発明によると第１図中、右−丁のシーケンスに移り、
まず、直前に同一内容の兄常検出仁−号があったか否か
が判断される。

なかった場［１、ずなわら、ハイリミット・スイッチか
Ｉ−１のＬ４．−；ｉｉ’検出信号の出力は今回が始め
ての場合には、７リウン　の内容を“１”にした後、例
えばマイクロ・コンピュータ２０にリセットを掛け、燃
焼シーケンスを　旦リセットすることにより、燃焼は実
質的に継続させる　ｈ−で、再度、異常チエツク・ルー
チンに入る。

次回の異常チエック・ルーチンにおいても同じようにハ
イリミット・スイッチ１６が異常を検出し続けている場
合には、上記のように、直前に同内容の異常があったか
否かの判断ステップにおける判断の結果は当然、イエス
になるので、こわに伴い、本発明に従って備えられるカ
ウンタの内容は、１ｊドは更新されて、例えば２”にな
る。

このカウンタには、その内容に関しカウント・アップ値
Ｍが定められており、上記更新されたカウンタ内容はこ
の上限値Ｍと比較される。

今、当該カウント・アップ値Ｍが”５”であったどする
と、カウント・アップしたか否かの判断ステップにおけ
る答はノーとなるので、再度、マイクロ・コンピュータ
ないし燃焼シーケンスにリセットを掛けた後、実質的に
燃焼を継続させながら、再度の異常チエック・ルーチン
に入る。

カウント・アップ値”Ｍ−５”に至る以前に、へ−ｒリ
ミット・スイッチ１６からの異常検出信号が失わわた場
合には、異常チエツク・ルーチン中、ハイリミ・ント・
スイッチ１６が断線し２ているか否かの判断スデ・ツブ
の回答がノーになるので、先に説明した通り、他の異常
データがなけわば、入力データ検査　巡後、カウンタ内
容か零にリセットされ゛（”、次の異常検出デ・−夕の
到来を待つ。

力、すでに説明したシーケンスに従い、結局は５回連続
する異常チエツク・ルーチンに↓５いていずオ］もハイ
リミット・スイッチ１６の断線が検出さ才また場合には
、カウンタ内容がＭ＝５となってカウント・アップ１ノ
、システムは警報モードに入り、「呼損表示手段や可聴
表示手段による警報の発！４と共に、カス置網節介１８
を全閉にするに伴う燃焼の強制停［トを行なう。

もちろん、上記のように加算方式のカウント・アップで
はなく、所定の数値Ｍからの減算法に従い、当該カウン
タ内容が零となった時点でカウント・７ツブとするＨ法
でも良いが、いずわにしてｔ）このよ５）な動作は、ハ
イリミット・スイッチ１６（（口開１〕でのみならず、
第１図中で引き続いて示さｆｆＴＴいる空気に調節弁異
常検出信号に関して・ｂ　’ｈ、”く同様に行なわれ、
図承していない他の賃常検出伝月に関しても同様となる
。

さらに、与えられる入力データが、Ｉ“記のハイリミッ
ト・スイッチ断線信号のように、そわ自体、システムの
各部位の異常を検出するデータである場合に限らず、例
えば使用者が好みの出湯温を設定する設定温指定データ
とか、ファン・モータ回転数データ等々、入力データそ
のものはアナログ的ないしデジタル的な数量データであ
る場合にも、そうした数量データにはまた、おのずから
、システム運用上、合理的な数量値範囲というものがＨ
４″４−るので、本発明を通１１目−ると、このような
数量データが当該合理的な範囲にあるか否かを検出′１
″ることもできる。

例えば先に例記したように、ファン・モータ回転数デー
タ等に外乱ノイズがかなり長い間にわたっ′τ載った結
果、１常ならば決１７て発し得ない数値を指示するよう
なデータになってしまっているような場合、本発明を適
用すると、繰返してのｍ＝のデー　タの検査により、連
続し１−所定の回数、そうした異常が検出された場合に
限り、シスデム異常として警報モードに入れることがで
きる。

逆に、長いとは言っても回復可能な時間内である場合に
は、当該連続しての検査回数の上限値Ｍの設定いかんに
より、システムを無駄に休止することなく、燃焼を継続
させることができる。

［効　　果］ 本発明によりば、単に特定の入力データに関し、ずっと
継続的、時間的にそのデータが異常検出状態を出力して
いるか否か、または入力データ自体が異常であるか否か
を固定的に監視するのではなく、周期的に訪わる各入力
データの検査ステップにおいて当該入力データの内容と
しての異常データまたは入力データ自体の異常を検出し
、これが連続して所定回数の検査回にわたって継続した
場合に限り、システムを警報モードに付け、あるいはさ
らに燃焼停止に至らせるようになっているので、燃焼シ
ーケンスを不測にも停止させることがなく、真の異常と
みなせるような異常をのみ、合理的に判断でき、また、
そのため、回復可能な異常であってもシステムがたびた
び警報モードに入るような恐れを低減できるのて、使用
者の使い勝手、使用感の向上にも大いに寄与する。

しかも、本発明方法が開示されれば、より下位の概念で
これを具体的に実現することは当業者にとって極めて容
易であり、マイクロ・コンピュータを用いる場合にはソ
フト的な対処も容易であって、給湯機装置として大きな
コスト・アップを招くことのない実利がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の給湯システム用異常検出方法の一実施
例における動作の説明図。 第２図は本発明の通用可能な給湯システム構成例を示す
概略構成図。 である。 図中、１１は燃焼制御装置、１２はバーナ、１３は熱交
換器、１５は蛇口、１６はハイリミット・スイッチ、１
７は水流スイッチ、１８はガス量調節弁、１９は空気量
調節弁、２０はマイクロ・コンピュータ、である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）出湯口が開けられることにより、熱交換器を介す
   る水流が生ずるとバーナに着火し、該熱交換器を加熱し
   て上記出湯口から出力される水を湯にする一方、上記出
   湯口が閉じられ、上記熱交換器を介する水流が停止する
   と上記バーナを消火する機能を持ち、かつ、各種入力デ
   ータを取込んで、これらに基づき、上記燃焼を制御する
   燃焼制御装置を有する給湯システムにおいて； 上記燃焼制御装置に取込むべき上記各種入力データを所
   定の周期で繰返し検査し； その結果、連続する所定の回数の上記検査において、上
   記入力データが何等かのシステム異常または当該入力デ
   ータ自身の異常を送出していることが繰返し検出された
   場合には、上記給湯システムをして使用者に警報を発す
   る警報モードとする一方； 上記異常が、上記所定回数に至る前のどれかの検査回に
   おいて検出されなくなったときには、上記給湯システム
   を上記警報モードに入れず、上記燃焼制御装置による燃
   焼制御を継続させること； を特徴とする給湯システム用異常検出方法。
2. （２）燃焼制御装置は、上記警報モードにおいて上記バ
   ーナにおける燃焼を強制的に消火する指令機能を持つこ
   と； を特徴とする請求項１に記載の給湯システム用異常検出
   方法。