JPH0972610A - 給湯装置および給湯装置の温度検出手段の故障検知方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 給湯装置の水管に３個以上設けられた温度検
出手段のうち故障している温度検出手段を迅速適確に検
知できる方法およびその故障を判定する判断手段を備え
た給湯装置を提供すること。 【解決手段】 上水道より水を導入するとともに加熱さ
れた水を給湯する水管と、水管の途中に設けられた熱交
換器と、熱交換器を加熱するためのバーナと、バーナに
ガスを供給するガス供給管と、水管内の温度を検出する
ために設けられた３個以上の温度検出手段とを有し、温
度検出手段から出力される温度情報に基づいて給湯温度
を制御する給湯装置において、水管内全体に同一温度の
水を流し、同一温度の水に基づいて各温度検出手段から
出力される温度情報を比較し、他の温度検出手段から出
力される温度情報との差が所定値を越える温度情報を出
力する温度検出手段が故障していると判断するようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は給湯装置に関し、特
に給湯装置内の水管に設けられた温度検出手段のの故障
検知に関する。

【０００２】

【従来の技術】家庭用給湯装置は、給湯専用または風呂
沸かし専用の単機能機と、給湯と風呂の追い焚き機能を
合わせ持つ複合機とに大別できるが、近年は、セントラ
ル式給湯専用機および風呂の追い焚き機能を合わせ持つ
複合機が主流になっており、また、マイクロプロセッサ
を組み込むことにより、給湯運転の開始・停止、給湯温
度の調節、不完全燃焼・立ち消え・過熱等を防止するた
めの安全装置等を電気的に制御するものが主流となって
いる。

【０００３】例えば、ガス給湯器の給湯温度制御の一例
について簡単に説明すると、使用者が設定した給湯温度
と使用者が操作する給湯栓の開度によって変化する入水
量に対し、ガス給湯器への入水温度と、熱交換器で加熱
直後の水の温度と、給湯栓からの出湯温度とを温度セン
サ（通常はサーミスタが用いられる）で監視し、ＣＰＵ
がそれらの温度センサから出力される温度情報に基づい
て水流量とガス流量と燃焼ファンによって送り込む風量
とを自動的にコントロールするような制御が行われてい
る。

【０００４】そのため、温度センサ（温度を検出する温
度センサ本体およびその駆動回路、検出回路といった一
連の系統を含む）に断線・ショート・出力異常等の故障
が生じると給湯温度制御が適切に機能しなくなる。例え
ば、温度センサとして通常用いられるサーミスタは、温
度の変化につれて電気抵抗値が大きく変化することを利
用して温度を検出しているが、この抵抗値の出力が正常
時の出力値からずれて出力されるような故障が起きて実
際の温度よりも低い温度情報をＣＰＵに送るようになる
と、ＣＰＵの方では水を加熱するための燃焼度を高めて
もなかなか湯温が設定温度に達しないとして水流量を絞
るように制御するので、使用者の方にしてみると給湯栓
をいっぱいに開いても出る湯量がいつまでたっても少な
いという現象が起きる。また、サーミスタが実際の温度
よりも高い温度情報をＣＰＵに送るようになるとＣＰＵ
の方では実際の給湯温度が設定温度に達していないにも
かかわらず設定温度に達したと判断してそれ以上の加熱
を行わないので、使用者の方にしてみるといつまでたっ
ても給湯栓から出るお湯が設定温度にならないという現
象が起きる。

【０００５】使用者はこのような現象に気がつくと地域
の修理サービスセンターに連絡して修理作業員に修理を
依頼する。連絡を受けた修理作業員はその現象からサー
ミスタの故障が考えられるのでその点検を行うことにな
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】サーミスタが出力する
温度情報を常にＣＰＵは監視しているので、例えばサー
ミスタ系統がショートして抵抗値が０または無限大とな
れば、ＣＰＵ側ではそのようなあり得ない値を出力した
サーミスタは故障していると判断することができる。

【０００７】しかしながら、サーミスタが出力する抵抗
値が上記したように正常値とずれるような故障であった
場合は、すべてのサーミスタをひとつひとつ点検しなけ
ればならない。さらに、サーミスタは抵抗値で出力値が
正常か異常かを判断しなければならず、またサーミスタ
はメーカによって仕様が異なるので、サーミスタの出力
異常を点検するにはマニュアルなどを参照しテスタでい
ちいち抵抗値を測定しながら測定温度と抵抗値の整合性
を確認しなければならないので、手間や時間がかかり作
業効率が良くない。

【０００８】また、サーミスタが原因と思われる故障は
サーミスタ本体のみならずその駆動回路や検出回路の配
線系統で起こっている場合も考えられるので、テスタに
よる点検ではどこで故障しているか判断するためには予
測される箇所すべてについて点検作業を行わなければな
らない。最近の家庭用給湯装置では小型化の要請もあ
り、給湯装置内の部品は狭いスペースに非常にコンパク
トに収納されているので、特に配線系統をチェックした
い場合にはわざわざ制御基板を取り外して給湯器の外に
引き出さないと点検できない場合も多く、故障原因を特
定するのに非常に時間や手間を要する。

【０００９】しかし、少なくとも複数個設けられたサー
ミスタのどのサーミスタの系統に異常があるかを絞り込
めれば修理の効率は大幅にアップする。１つのサーミス
タの系統全体を部品の交換単位として、修理の際その系
統ごと交換してしまえばよいからである。

【００１０】本発明は上記の問題点にかんがみてなされ
たものであり、その目的は、給湯装置の水管に３個以上
設けられた温度検出手段のうち故障している温度検出手
段を迅速適確に検知できる方法およびその故障を判定す
る判断手段を備えた給湯装置を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、上水道より水を導入するとともに加熱され
た水を給湯する水管と、該水管の途中に設けられた熱交
換器と、該熱交換器を加熱するためのバーナと、該バー
ナにガスを供給するガス供給管と、前記水管内の温度を
検出するために設けられた３個以上の温度検出手段とを
有し、該温度検出手段から出力される温度情報に基づい
て給湯温度を制御する給湯装置において、 前記水管内
全体に同一温度の水を流し、同一温度の水に基づいて前
記各温度検出手段から出力される温度情報を比較し、他
の温度検出手段から出力される温度情報との差が所定値
を越える温度情報を出力する温度検出手段が故障してい
ると判断することを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明による実施の形態に
ついて図面を参照して説明する。

【００１３】図１は本発明による給湯装置の実施の形態
の構成を示すブロック図であり、給湯装置１は、上水道
より給湯装置１内に水を導入し出湯する水管６と、水管
６の途中に設けられた熱交換器１６と、熱交換器１６の
下部に設けられたバーナ１０と、バーナ１０にガスを供
給するためのガス供給管７とから構成されている。

【００１４】水管６には、給湯装置１より下流側に設け
られた給湯栓２３が開栓されて水が流れ出したことを感
知するための水量センサ２と、水管６内への入水の温度
を監視するために設けられた温度センサＳ１と、熱交換
器１６を通過後の水管６内の湯温を監視するために設け
られた温度センサＳ２と、水管６から給湯する湯の温度
を監視するために設けられた温度センサＳ３と、水量制
御弁１９とが設けられている。また、水管６の途中には
熱交換器１６で加熱された湯に加熱前の水を混合して出
湯するためのバイパス通路８が設けられ、熱交換器１６
からのお湯とバイパス通路８からの水を最適な割合で混
合させる混合弁２０が設けられている。

【００１５】ガス供給管７には、ガスの供給を開始、停
止するための元ガス電磁弁１７および切替電磁弁２５、
２６と、供給されるガス量を調節するためのガス比例弁
１８とが設けられている。さらに、バーナ１０の近くに
は、点火装置９に接続された点火プラグ１１および炎を
検知するためのフレームロッド１３が設けられ、バーナ
１０の下部には、ガスの燃焼反応を促進させるために空
気を送り込む燃焼ファン１５が設けられている。

【００１６】給湯装置１の動作はコントローラ２２のＣ
ＰＵ２２ａによって制御されている。ＣＰＵ２２ａは水
量センサ２からの流水感知信号を受け、コントローラ２
２を介して燃焼ファン１５の回転の開始・停止、点火装
置９による点火プラグ１１のスパークの開始・停止、元
ガス電磁弁１７および切替電磁弁２５、２６の開閉を制
御し、また、温度センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３で検出される
温度情報を受け、給湯温度が使用者の設定した温度にな
るように燃焼ファン１５の回転、ガス比例弁１８および
水量制御弁１９、混合弁２０の動作、切替電磁弁２５、
２６の動作等をコントローラ２２を介して制御する。

【００１７】一方、ＣＰＵ２２ａに接続された固定記憶
装置であるメモリ２４には給湯装置１の通常の給湯運転
制御を行うための動作プログラムを始め、故障を自己診
断するための故障診断プログラムや故障診断用の動作モ
ードを制御するプログラム等が記憶されている。

【００１８】また、給湯装置１の外部には使用者が給湯
温度等を設定するための表示部付きリモートコントロー
ル装置２７が設けられ、ＣＰＵ２２ａに設定温度等のデ
ータを送信したり、ＣＰＵ２２ａから受信した設定デー
タやエラーコード等を表示するようになっている。

【００１９】なお、本実施の形態における温度センサＳ
１、Ｓ２、Ｓ３としては通常サーミスタが用いられてい
るが、他のものでもよい。

【００２０】次に、給湯装置１の給湯運転動作について
説明する。

【００２１】給湯栓２３が閉まっている状態では、水管
６内は上水道の水圧によって給湯栓２３の口まで水が満
たされている。この状態で、給湯栓２３を開くと、水管
６内の水は水圧によって給湯栓２３から流れ出し、その
結果水量センサ２が作動して流水感知信号をＣＰＵ２２
ａに伝達する。水量センサ２を通過した水は熱交換器１
６を通過する経路とバイパス通路８に分岐され、熱交換
器１６で加熱された湯とバイパス通路８を経た水は混合
されて給湯栓２３へ流れる。

【００２２】ＣＰＵ２２ａは水量センサ２からの流水感
知信号の送信を監視しており、水量センサ２から流水感
知信号を受信すると、コントローラ２２を介してまず燃
焼ファン１５の回転を開始させ、次いで点火プラグ１１
のスパークを開始させ、元ガス電磁弁１７および切替電
磁弁２６を開にするための信号を送る。

【００２３】その結果、正常時ではバーナ１０にガスが
供給されると点火プラグ１１により点火され、ガス燃焼
が開始するので、フレームロッド１３が炎検知信号をＣ
ＰＵ２２ａに送信する。ＣＰＵ２２ａは、スパーク点火
動作に入った後フレームロッド１３から炎検知信号を受
信するか否か監視しており、炎検知信号を受信すれば、
正常に運転開始したとして、給湯運転開始制御は終了
し、通常の運転動作に移行する。その後は、バーナ１０
によって熱交換器１６が加熱され、水管６内の流水が加
熱されて給湯栓２３から給湯される。ガス供給量を増加
させる場合は、ＣＰＵ２２ａは切替電磁弁２５を開にす
る信号を送信する。ＣＰＵ２２ａは温度センサＳ１、Ｓ
２、Ｓ３で検出される温度を示す温度信号を受け、給湯
温度が使用者の設定した温度になるように燃焼ファン１
５の回転、ガス比例弁１８および水量制御弁１９、混合
弁２０の動作、切替電磁弁２６、２５の動作等をコント
ローラ２２を介して制御する。また、給湯運転中に出湯
量、水量、水圧変化等により出湯温度が変化した場合に
は、温度センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３、水量センサ２で感知
し、設定温度差を温度センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３及び水量
センサ２からの情報に基づき演算して、偏差値を切替電
磁弁２６、ガス比例弁１８、水量制御弁１９、混合弁２
０に伝え、設定温度を保つようにする。

【００２４】ところで、温度センサＳ１は給湯装置１へ
入水する水の温度、温度センサＳ２は熱交換器１６で加
熱後の水の温度、温度センサＳ３は熱交換器１６で加熱
された湯がバイパス通路８からの水と混合された後の給
湯温度をそれぞれ検出するために設けられており、給湯
運転が正常に行われている時には温度センサＳ１〜Ｓ３
はそれぞれが異なった温度値を示すのが普通である。そ
のため、温度センサＳ１〜Ｓ３のどれかの出力値が異常
であってもＣＰＵ２２ａの方ではそれを検知することが
できない。

【００２５】しかし、水管６に水を流し、ガス燃焼を行
わせない状態にすると、同一の温度条件で温度センサＳ
１〜Ｓ３の出力値を比較することが可能となる。もしＳ
１〜Ｓ３のすべての温度センサが正常であればほぼ同一
の出力値がＣＰＵ２２ａに送られる。一方、温度センサ
の系統に故障が生じていれば、故障した温度センサだけ
が他の温度センサとは異なる異常な値を出力しＣＰＵ２
２ａに送るので、それにより故障した温度センサを検知
することが可能となる。

【００２６】なお、本実施の形態においては、現在使用
されている自動温度制御機能付きの給湯装置が３個の温
度センサを有していることが多いことを考慮し、３個以
上の温度センサを持つ給湯装置の温度センサの故障検知
を対象とする。また、３個以上使用されている温度セン
サの内１個が故障している場合の故障検知を対象とす
る。２個以上の温度センサが同時に故障することはほと
んどあり得ないのでこのような場合は除外するようにし
た。

【００２７】次に、図１および図２を参照しながら、Ｃ
ＰＵ２２ａにおいて温度センサの故障を検知する動作の
流れを説明する。図２は本実施の形態による温度センサ
の故障検知のフローチャートである。

【００２８】本実施の形態における温度センサの故障検
知は使用者からの修理依頼に応じて修理作業員が使用者
のもとに赴き給湯装置１の点検を行う時に実施される。

【００２９】ＣＰＵ２２ａに接続されたメモリ２４には
通常の給湯運転制御の動作プログラムの他に故障診断用
の動作モードを制御するプログラムが記憶されている。
修理作業員は温度センサの故障診断を行うためにＣＰＵ
２２ａに外部端末装置を接続するなどしてこの温度セン
サの診断モードを起動させる（Ｓ−１）。次に給湯栓２
３を開にして流水を開始させる（Ｓ−２）。通常の給湯
運転動作モードでは流水が開始すると、燃焼ファン１５
の回転、点火プラグ１１のスパーク、元ガス電磁弁１７
および切替電磁弁２５の開が順次行われガス燃焼が開始
するが、温度センサの診断モードでは流水が開始しても
燃焼ファン１５の回転、点火プラグ１１のスパーク、元
ガス電磁弁１７および切替電磁弁２５の開は行われない
ので、水管６内の水は加熱されず、水管６内全体に同一
温度の水が流れる。ＣＰＵ２２ａは温度センサＳ１、Ｓ
２、Ｓ３から出力される流水開始後の出力値Ｔ１、Ｔ
２、Ｔ３を検出し（Ｓ−３）、それぞれの出力値の差、
すなわち（Ｔ１−Ｔ２）、（Ｔ１−Ｔ３）、（Ｔ２−Ｔ
３）の絶対値αを演算する（Ｓ−４）。もし、温度セン
サＳ１〜Ｓ３がすべて正常であればＴ１〜Ｔ３はほぼ同
一の値を示す。そこで、許容できる誤差の範囲を所定値
としてあらかじめ設定しておき、演算したすべてのαが
所定値以下であるかどうか判断する（Ｓ−５）。

【００３０】演算したすべてのαが所定値以下であれば
すべての温度センサが正常であると判断する（Ｓ−
６）。一方、ステップ（Ｓ−６）で演算したαの内で所
定値を越えるものがあれば、まずαが所定値以下である
温度センサの組み合わせは両方共正常であると判断し
（Ｓ−７）、かつαが所定値を越えた組み合わせはどち
らかが故障していると判断する（Ｓ−８）。そして、ス
テップ（Ｓ−７）とステップ（Ｓ−８）から故障した温
度センサを特定し（Ｓ−９）、その結果を例えばリモー
トコントロール装置２７に表示する（Ｓ−１０）。

【００３１】図１および図２に示した実施の形態では温
度センサを３個有する給湯装置の温度センサの故障検知
について述べたが、温度センサの数は３個に限られず、
３個以上の複数の温度センサを有している給湯装置では
同様の方法で本発明が実施可能である。

【００３２】また、図２のフローチャートに示した実施
の形態では温度センサの故障を判断する手段を給湯装置
内部に設けているが、修理作業員が携帯するＣＰＵ内蔵
の携帯端末装置内にこのような判断手段を持たせるよう
にしてもよい。この場合は、修理作業員が修理作業を行
う際に、給湯装置内のＣＰＵ２２ａにこの端末装置を接
続させて端末装置側に記憶させている判断プログラムに
よって温度センサの故障を判断する。このようにすれば
給湯装置の製造コストを抑えることができる。

【００３３】本発明は同一の温度の水に対するそれぞれ
の温度センサでの検出値を比較することに特徴があるの
で、水だけでなく同一の温度のお湯に対する検出値を比
較してもよい。数種類の温度の異なる温水を流して同様
の診断を行えば、診断ポイントが増えるため精度をさら
に向上させることができる。例えば、熱交換器１６の下
流側に３個以上温度センサが設けられている場合は、バ
イパス通路８を閉鎖して給湯動作を行えば、熱交換器１
６より下流側の温度センサの故障を診断することが可能
となる。

【００３４】なお、上記実施の形態に示したガス給湯装
置は給湯専用の単機能機であるが、風呂の追い炊き機能
を合わせ持つ複合機であっても、給湯のための点火機構
は同様であるので本発明が実施可能である。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、３個以
上設けられている複数の温度センサの出力値を比較して
故障を診断するようにしたので、次のような効果を奏す
る。 （１）それぞれの温度センサの出力値を一つずつ正確に
測定しなくても故障している温度センサを特定すること
ができるので、修理作業時間の短縮と作業性の向上が図
れる。 （２）ＣＰＵを通して診断するため、温度センサで検出
した出力値をそのまま診断に利用することができ、マニ
ュアルなどを参照する必要がない。このため修理作業時
間の短縮と作業性の向上が図れる。 （３）ＣＰＵを通して判断するため、温度センサ本体と
配線は１つの系統つまり交換部品単位で診断することが
できる。このため修理作業時間の短縮と作業性の向上が
図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による給湯装置の実施例の構成を示すブ
ロック図である。

【図２】温度センサの故障検知についてのフローチャー
トである。

【符号の説明】

１ 給湯装置 ２ 水量センサ Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３ 温度センサ ６ 水管 ７ ガス供給管 ８ バイパス通路 ９ 点火装置 １０ バーナ １１ 点火プラグ １２ 碍子 １３ フレームロッド １５ 燃焼ファン １６ 熱交換器 １７ 元ガス電磁弁 １８ ガス比例弁 １９ 水量制御弁 ２０ 混合弁 ２２ コントローラ ２２ａ ＣＰＵ ２３ 給湯栓 ２４ メモリ ２５、２６ 切替電磁弁 ２７ リモートコントロール装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 康一郎 東京都墨田区緑２−13−７ アーバンハイ ツ両国1109 (72)発明者 石本 雅 神奈川県川崎市高津区梶ケ谷２−11−２ 梶ケ谷寮222号 (72)発明者 森田 哲 東京都大田区中央６−９−５ 大森寮24号

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上水道より水を導入するとともに加熱さ
   れた水を給湯する水管と、該水管の途中に設けられた熱
   交換器と、該熱交換器を加熱するためのバーナと、該バ
   ーナにガスを供給するガス供給管と、前記水管内の温度
   を検出するために設けられた３個以上の温度検出手段と
   を有し、該温度検出手段から出力される温度情報に基づ
   いて給湯温度を制御する給湯装置において、 前記水管内全体に同一温度の水を流す制御手段と、 同一温度の水に基づいて前記各温度検出手段から出力さ
   れる温度情報を比較し、他の温度検出手段から出力され
   る温度情報との差が所定値を越える温度情報を出力した
   温度検出手段が故障していると判断する判断手段とを設
   けたことを特徴とする給湯装置。
2. 【請求項２】 上水道より水を導入するとともに加熱さ
   れた水を給湯する水管と、該水管の途中に設けられた熱
   交換器と、該熱交換器を加熱するためのバーナと、該バ
   ーナにガスを供給するガス供給管と、前記水管内の温度
   を検出するために設けられた３個以上の温度検出手段と
   を有し、該温度検出手段から出力される温度情報に基づ
   いて給湯温度を制御する給湯装置の温度検出手段の故障
   検知方法であって、 前記水管内全体に同一温度の水を流し、同一温度の水に
   基づいて前記各温度検出手段から出力される温度情報を
   比較し、他の温度検出手段から出力される温度情報との
   差が所定値を越える温度情報を出力した温度検出手段が
   故障していると判断する給湯装置の温度検出手段の故障
   検知方法。