JPH0481705B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、貯湯槽の有する加熱体を制御する
ことによつて、常に一定の温度の湯を供給する貯
湯式の給湯装置の異常検出方法に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

第５図は従来の給湯装置を示す構成図であり、
図において、１は常に一定量の湯を蓄えている貯
湯槽、２はこの貯湯槽１に水を供給する給水栓、
３はこの給水栓２に取り付けられ、前記貯湯槽１
内の水位を一定にするためのボールタツプ、４は
このボールタツプ３の異常等で水位が一定値に保
てなくなつた場合に、余分な湯を排出して貯湯槽
１の溢れを防止するオーバフロー管、５は貯湯槽
１内の底部に配置された加熱体としての電気ヒー
タ、６はその電気ヒータ５に直列に接続された温
度ヒユーズ、７は前記給水栓２からの水を貯湯槽
１内の電気ヒータ５の近傍に導く導水管、８は例
えば温度によつて抵抗値が変化するサーミスタ等
を用い、貯湯槽１内の湯の温度に対応する電気信
号を出力する温度センサ、９は貯湯槽１内の湯を
必要に応じて取り出す給水栓、１０は前記温度セ
ンサ８の出力信号を基準値と比較して、前記電気
ヒータ５の発熱を制御するための情報を生成する
温度制御手段、１１は電気ヒータに供給される電
源、１２は前記温度制御手段１０の出力情報に従
つて動作し、前記電気ヒータ５に供給される電源
１１のオン・オフを制御するリレー回路である。

次に動作について説明する。まず、給水栓２の
コツクが開かれて貯湯槽１内に水が満たされる。
その場合、貯湯槽１内の水位が上昇してボールタ
ツプ３が所定の位置に達すると、その作用によつ
て給水栓２からの給水は停止する。何等かの原因
で、所定の水位を越えても給水が停止されない場
合でも、余分な水はオーバーフロー管４より排出
され、貯湯槽１より溢れだすことはない。ここ
で、温度制御手段１０による温度制御を開始する
と、貯湯槽１内はまだ水であるため、温度センサ
８からの電気信号は基準値よりははるかに低く、
温度制御手段１０はリレー回路１２のリレーをオ
ンさせる情報を出力している。従つて、電源１１
はこの出力回路１２を介して電気ヒータ５へ供給
され、電気ヒータは貯湯槽１内の水を沸かす。貯
湯槽１内の湯の温度が上昇すると温度センサ８の
出力する電気信号のレベルも上昇し、湯温が所定
値まで上昇すると温度センサ８の出力信号のレベ
ルも基準値に達する。温度制御手段１０は温度セ
ンサ８の出力信号が基準値に達したことを検出す
ると、出力回路１２へそのリレーをオフさせる情
報を出力する。従つて、電気ヒータ５にはこの出
力回路１２を介して供給されていた電源１１が断
たれ、電気ヒータ５は発熱を停止する。

ここで、給湯栓９のコツクが開かれて湯が使わ
れると、貯湯槽１の水位が低下してボールタツプ
３が所定位置より下降し、その作用によつて給水
栓２からの給水が開始される。この供給された水
は温度が低いため貯湯槽１内に蓄えられた湯の温
度を低下させ、従つて、温度センサ８の出力する
電気信号のレベルも低下する。温度センサ８の出
力信号のレベルが基準値より低くなつたことを検
出すると、温度制御手段１０はリレーをオンさせ
る情報を出力し、リレー回路１２はこの出力情報
に基づいて電気ヒータ５への電源１１の供給を再
開する。この時、給水栓２からの水は導水管７に
よつて貯湯槽１の底部の電気ヒータ５の近傍へ導
かれ、効率よく加熱される。この電気ヒータ５へ
の電源１１の供給は、前述の場合と同様に、貯湯
槽１内の湯温が所定値に達し、温度センサ８の出
力信号のレベルが基準値に達するまで断続する。
また、貯湯槽１内の湯が使われなくとも、長時間
経過して湯が冷めた場合にも前述の場合と同様の
処理が進行し、貯湯槽１内の湯温が所定値に保た
れる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の給湯装置は以上のように構成されている
ので、加熱体の通電を制御する出力回路のリレー
溶着等の異常検出は、電流センサによつて直接加
熱体に電流が流れているか否かを判断することに
より行つている。

しかし、この構成では、電流センサや該電流セ
ンサからの信号をマイクロコンピユータ（以下、
マイコンと称す）が処理できるように変換する信
号変換器が必要であり、コスト・アツプ及びスペ
ースをとるという問題点があつた。

この発明は上記のような問題点を解消するため
になされたもので、出力回路の異常検出をソフ
ト・ウエアに依存させることでコスト・ダウンと
装置の小型化を図ることのできる給湯装置の異常
検出方法を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る給湯装置の異常検出方法は、温
度制御機能部から加熱体の発熱停止情報が出力さ
れているにもかかわらず一定時間経過しても湯温
が低下しないことを条件に診断機能部で異常と判
断するものである。

〔作用〕

この発明における診断機能部は、加熱体の発熱
停止情報が出力されているにもかかわらず一定時
間経過しても湯温が低下しないことを条件に異常
と判断することにより、ハード・ウエアに依存せ
ずにリレー接点の溶着などの異常を検出でき、コ
スト・ダウンおよび装置の小形化を可能とする。

〔実施例〕

以下、この発明の異常検出方法を実施する給湯
装置の一実施例を図について説明する。第１図に
おいて、１は貯湯槽、２は給水栓、３はボールタ
ツプ、４はオーバフロー管、５は電気ヒータ、６
は温度ヒユーズ、７は導水管、８は温度センサ、
９は給湯栓、１２はリレー回路であり、第５図に
同一符号を付した従来のそれらと同一、あるいは
相当部分であるため詳細な説明は省略しており、
さらに、この第１図においては温度センサ８の付
帯回路、電気ヒータ５に供給する電源１１等は図
示も省略している。

１４は蓄えられている湯を全て排出するために
貯湯槽１の底部に設けられた排水管、１５はこの
排水管１４に取り付けられてその排水／停止の制
御を行う熱動弁、１６は前記給水栓２にコツクに
代えて取り付けられてその給水／停止の制御を行
う熱動弁であり、前記リレー回路１２は電気ヒー
タ５の通電制御の外にこれら熱動弁１５，１６の
制御をも行う点で従来のものとは多少異なつてい
る。また、１７は温度センサ８の出力信号に基づ
いて、加熱体としての前記電気ヒータ５の発熱を
制御するための情報を生成する温度制御機能、１
８は時を刻みながら、その時の日付、時刻、曜日
等の情報を出力するカレンダ機能、１９は第２図
にその詳細を示すように当該給湯装置の利用形態
が予め設定された第１及び第２のスケジユールテ
ーブル３０，３１を有し、これら両スケジユール
テーブルに設定された情報を参照しながら前記カ
レンダ機能１８の出力する情報を用いて前記温度
制御機能１７の動作／停止を制御する運転制御機
能、２０は前記温度制御機能１７の出力情報と前
記温度センサ８からの出力信号に基づいて、前記
電気ヒータ５及び出力回路１２の異常を診断する
診断機能、２１はこれら温度制御機能１７、カレ
ンダ機能１８、運転制御機能１９、診断機能２０
を実現するマイクロコンピユータ（以下マイコン
という）、２２は前記温度センサ８の出力信号を
前記マイコン２１が処理可能な情報に変換する入
力回路、２４は使用者がこのマイコン２１へ情報
を入力し、マイコン２１からの出力情報を表示す
るためのコンソール等によるマン・マシンインタ
ーフエースである。

次に動作について説明する。ここで、第３図は
運転制御機能１９の動作手順を示すフローチヤー
トである。まず、ステツプST1にて今日が排水の
指定日であるか否かのチエツクを行う。即ち、運
転制御機能１９は第２図ａに示す第１のスケジユ
ールテーブル３０を参照して、カレンダ機能１８
から送られてくる曜日の情報が、その排水の欄に
フラグ“１”が立てられた月曜日であるか否かを
判別し、月曜日であれば、ステツプST2にて排水
処理の開始時刻になつたことを検出し、ステツプ
ST3にて排水処理を実行する。即ち、ステツプ
ST2で、カレンダ機能１８から送られてくる時刻
の情報が第２図ｂに示す第２のスケジユールテー
ブル３１の排水の欄に設定された排水処理の開始
時刻“４時30分”を過ぎたことを検出すると、ス
テツプST3にて、運転制御機能１９よりリレー回
路１２へ情報を出力してそのリレーを制御し、熱
動弁１５を開き１６を閉じる。これによつて貯湯
槽１内に残留していた湯（水）は排水管１４より
排出され、給水栓２からの水の供給はないため貯
湯槽１は空となる。その後、運転制御機能１９は
第２のスケジユールテーブル３１の排水の欄に設
定された終了時刻“５時30分”になると、そのス
テツプST3による排水処理を終了してリレー回路
１２に情報を送り、熱動弁１５を閉じて１６を開
く。従つて、給水栓２より給水が開始され、貯湯
槽１にはボールタツプ３が所定の位置に達する水
位まで水が満たされる。

次に、前記カレンダ機能１８からの曜日情報
が、第１のスケジユールテーブル３０の臨床休業
の欄にフラグ“１”が立てられた。祝祭日等の臨
時休業の日に該当するかのチエツクをステツプ
ST4にて行い、臨時休業の日であればステツプ
ST5にて前記第１のスケジユールテーブル３１の
臨時休業の欄の該当フラグを“０”にクリアして
その日の運転を終了する。また、臨時休業の日で
なければステツプST6にて、前記曜日情報に基づ
いて使用すべきタイマがタイマであるか否かの
チエツクを第１のスケジユールテーブル３０を参
照しながら行い、そのタイマの欄に立てられた
フラグ“１”に基づいて、前記曜日情報が月曜〜
金曜であればステツプST7でタイマを選択して
処理をステツプST10へ進める。それ以外の場合
にはステツプST8にて使用タイマがタイマであ
るのかチエツクを行い、タイマの欄に立てられ
たフラグ“１”に基づいて、曜日情報が土曜であ
ればステツプST9でタイマを選択して処理をス
テツプST10へ進め、日曜であればタイマの選択
を行わず、そのままその日の運転を終了する。ス
テツプST10では、カレンダ機能１８から送られ
てくる時刻の情報が、第２のスケジユールテーブ
ル３１のタイマの欄、もしくはタイマの欄に
設定された開始時刻“６時30分”になつたか否か
を監視しており、前記開始時刻を過ぎたことを検
出すると、運転制御機能１９はステツプST11に
て、温度制御機能１７に温度制御の開始を指示す
る情報を出力し、その日の運転を開始する。

この時点では貯湯槽１内はまだ水であるため、
温度センサ８にて測定された湯温は設定湯温より
ははるかに低く、入力回路２２からの出力情報は
基準値に達せず、温度制御機能１７は出力回路１
２のリレーをオンさせる情報を出力し、電気ヒー
タ５を駆動して貯湯槽１内の水を沸かす。貯湯槽
１内の湯の温度が上昇すると温度センサ８の出力
する電気信号のレベルも上昇し、入力回路２２の
出力情報が基準値に達すると、温度制御機能１７
はリレー回路１２へそのリレーをオフさせる情報
を出力し、電気ヒータ５は電源の供給を断たれた
発熱を停止する。

温度センサ８の出力信号を変換した入力回路２
２からの情報により、貯湯槽１内に蓄えられた湯
の温度が設定湯温よりデイフアレンシヤル幅以上
低下したことを検知すると、温度制御機能１７は
リレーはオンさせる情報を出力し、リレー回路１
２はこの出力情報に基づいて電気ヒータ５への給
電を再開する。

この電気ヒータ５への給電は貯湯槽１内の湯温
が設定湯温に達すると、前述の場合と同様に、温
度制御手段１７はリレー回路１２に情報を出力し
て電気ヒータ５への給電を停止する。このような
温度制御は、カレンダ機能１８からの時刻情報
が、タイマが選択された月曜日から金曜日まで
の間は、第２のスケジユールテーブル３１のタイ
マの欄に設定された終了時刻“18時30分”にな
るまで、また、タイマが選択された土曜日には
第２のスケジユールテーブル３１のタイマの欄
に設定された終了時刻“12時30分”がステツプ
ST12で判断されるまで継続される。

ここで、第１及び第２のスケジユールテーブル
３０，３１の内容は、マン・マシンインタフエー
ス２４のキーボード等から、使用者による当該給
湯装置の利用形態に合わせて設定するものであ
る。

このような温度制御は診断機能部２０によつて
自己診断されており、異常が検出されるとアラー
ムによつて使用者に通報される。第４図はこの診
断機能部２０の動作手順を示すフローチヤートで
ある。処理の開始時に、ステツプST21にてまず
初期設定を行い、リレー溶着検出用カウンタ
CNTを“０”にクリアする。次に、ステツプ
ST22にて、温度制御機能１７が電気ヒータ５の
駆動を指示する情報をリレー回路１２へ送出して
いるか否かを判定する。

ステツプST22の判定の結果、温度制御機能１
７が電気ヒータ５の駆動を指示する情報をリレー
回路１２へ出力していない場合には、処理はステ
ツプST23へ移り、出力回路１２のリレーの接点
溶着の自己診断を行うルーチンに入る。

リレー溶着の自己診断ルーチンでは、まず、ス
テツプST23でカウンタCNTを歩進させ、次い
で、ステツプST24にて温度センサ８で測定した
その時の湯温PVと設定された設定湯温SPから１
℃差し引いた値とを比較する。その結果、湯温
PVの方が大きければ処理をステツプST25へ移
し、ステツプST25にてカウンタCNTの計数開始
時点から１時間経過していないことを確認して、
ステツプST23へ処理を戻す。以下、この処理を
繰り返し、ステツプST25にて１時間が経過した
ことを検出しても湯温PVが（SP−１）よりも降
下しない場合には、リレー回路１２のリレー接点
が溶着しているものとみなして処理をステツプ
ST26へ進め、診断機能部２０はリレーの接点溶
着を示唆するアラームをマン・マシンインタフエ
ース２４に送り、ブザー、発光表示器等によつて
使用者に知らせる。

ステツプST25が１時間の経過を検出するより
も前にステツプST24にて湯温PVが（SP−１）
の降下があつた場合には、処理をステツプST27
へ進め、その湯温PVと基準湯温SPからデイフア
レンシヤル幅Tdを差し引いた値、即ち、温度制
御機能１７が電気ヒータ５の駆動を指示する情報
を送出すべき湯温（SP−Td）とを比較し、測定
した湯温PVの方が小さくなるまで処理をステツ
プST23へ戻してその処理を繰り返す。これは、
貯湯槽１内に給水栓２より水が供給されて一時的
に湯温が低下した場合の影響を除くための処理で
ある。

湯温PVが（SP−Td）以下になつて初めて、
リレー回路１２のリレーは正常であると判定し、
処理はステツプST27よりステツプST28へ進めら
れ、カウンタCNTの計数を停止して、ステツプ
ST29でその計数値を“０”にクリアし、ステツ
プST30を介してステツプST22へ処理を戻す。

上記リレー溶着の自己診断ルーチンは、前記ス
テツプST30が温度制御の終了を検出するまで、
適宜繰り返して実行される。

なお、上記実施例ではウオーターハンマ現象を
防止するための熱動弁を用いているが、他の電磁
弁で代替することも可能である。

また、異常判断の一定時間は、加熱体の容量、
貯湯槽の大きさ、放熱係数等によつて決定する。
この一定時間は上記実施例では、カウントアツプ
により計時しているが、カウントダウンでも、ル
ーチンに入つた時刻と現在時刻を比較することで
も計時できる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、マイコンに
含まれる診断機能部で、加熱体の発熱停止情報が
出力されているにもかかわらず一定時間経過して
も湯温が低下しないことを条件に異常と判断する
ことにより、ハード・ウエアに依存せずにリレー
回路の異常を検出でき、コスト・ダウンおよび装
置の小形化が可能となるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による給湯装置を
示す構成図、第２図はスケジユールテーブルを示
す説明図、第３図は運転制御機能部の動作手順を
示すフローチヤート、第４図は診断機能部の動作
手順を示すフローチヤート、第５図は従来の給湯
装置を示す構成図である。 １は貯湯槽、５は加熱体（電気ヒータ）、８は
温度センサ、１２はリレー回路、１７は温度制御
機能部、２０は診断機能部、２２は入力回路。な
お、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示
す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 加熱体で沸かした湯を蓄える貯湯槽と、前記
   貯湯槽内の湯の温度を測定する温度センサと、前
   記温度センサの出力信号に基づいて前記加熱体の
   発熱を制御するための情報を生成する温度制御機
   能部と、前記温度制御機能部の出力情報に従つて
   前記加熱体の通電路を開閉するリレー回路と、時
   を刻み、日時、曜日等の情報を出力するカレンダ
   機能と、前記カレンダ機能の出力する情報を用い
   て前記温度制御機能の動作／停止を制御する運転
   制御機能とを有する給湯装置において、前記温度
   制御機能部から前記加熱体の発熱停止の情報が出
   力された後一定時間経過しても前記湯の温度が低
   下しないとき、前記リレー回路に異常が発生した
   と診断機能部で判断することを特徴とする給湯装
   置の異常検出方法。