(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
要求に応じた温度の湯量を供給するために制御される制御負荷と、該制御負荷へ電源供給する負荷用電源供給手段と、上記制御負荷の駆動および停止を制御する制御負荷動作制御手段と、を少なくとも備える給湯機において、
当該給湯機において消費される消費電力を検出する消費電力検出手段と、
上記消費電力検出手段により検出された消費電力の情報に基づいて、上記制御負荷動作制御手段により制御される制御負荷の電力消費が正常な状態と判定できる正常条件を満たしている正常負荷状態か、正常条件を満たしていない異常負荷状態かを判定する負荷状態判定手段と、
上記制御負荷動作制御手段の機能を実現する制御回路基板へ制御用電源を供給する制御用電源供給手段と、
上記負荷用電源供給手段から制御負荷への給電が行われていない無負荷時において、上記消費電力検出手段により検出された消費電力の情報に基づいて、上記制御用電源供給手段により制御回路基板へ供給されて消費される電力が正常な待機状態と判定できる正常条件を満たしている正常待機状態か、正常条件を満たしていない異常待機状態かを判定する待機状態判定手段と、
上記負荷状態判定手段が異常負荷状態と判定すること、もしくは上記待機状態判定手段が異常待機状態と判定することに基づき、給湯機の動作を強制停止する停止制御手段と、
を備えることを特徴とする給湯機。
【請求項２】
上記負荷状態判定手段は、上記消費電力検出手段より得られる消費電力の情報が、予め設定された制御負荷の正常消費電力範囲内にあることを正常条件として、制御負荷の状態を判定するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の給湯機。
【請求項３】
上記負荷状態判定手段が判定に用いる制御負荷の正常消費電力範囲の上限値と下限値は、外部からの操作で可変設定可能としたことを特徴とする請求項２に記載の給湯機。
【請求項４】
上記負荷状態判定手段が異常負荷状態と判定することに基づき、この異常負荷状態を報知する報知手段を備えることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の給湯機。
【請求項５】
上記報知手段は、可視表示により異常を報知するようにしたことを特徴とする請求項４に記載の給湯機。
【請求項６】
上記報知手段は、可聴音により異常を報知するようにしたことを特徴とする請求項４に記載の給湯機。
【請求項７】
上記制御負荷駆動制御手段は、複数の制御負荷をそれぞれ個別に駆動および停止を制御できるものとし、
上記負荷状態判定手段も、制御負荷の状態判定を夫々個別に行えるようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の給湯機。
【請求項８】
上記制御負荷駆動手段は、予め定めた順に制御負荷を一つづつ駆動させ、上記負荷状態判定手段は、駆動中の制御負荷が正常負荷状態か異常負荷状態かを判定することで、異常負荷状態にある制御負荷を特定するようにしたことを特徴とする請求項７に記載の給湯機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、要求に応じた温度の湯量を供給するために制御される制御負荷と、該制御負荷へ電源供給する負荷用電源供給手段と、上記制御負荷の駆動および停止を制御する制御負荷動作制御手段と、を少なくとも備える給湯機に関し、特に、空気量調整用のファンモータや燃焼用ガス量調整弁作動モータなどの制御負荷が正常に機能していない状態を的確に検出できる技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の給湯機では、燃焼要求を受け、そのために各種負荷を作動させる制御を行い、負荷が動作しない、もしくは間接的に燃焼が不可能である事を判断し、そのような状態となったことをエラー表示で報知したり、給湯機の動作を強制停止したりしていた。すなわち、燃焼要求に応じた動作が不可能であれば、その要因として、ファンモータや弁作動モータなどの制御負荷に異常があった可能性を推定できるのである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来の給湯機では、制御負荷の稼働状態が正常か否かを直接判定している訳ではないので、制御負荷が本来の駆動状態とは異なる異常な駆動状態であったとしても、検出されないことがある。例えば、ファンモータにおける回転数のみをフィードバック信号として受ける場合、ファンモータの消費電力が異常に増大していても適切な回転数がフィードバックされていれば、制御負荷が異常であるとは判定できない。制御負荷が異常状態のまま動作を続けた場合、消費電力の増大が長期に亘ることとなって、電力コストが嵩む上に、異常電流が流れ続けることで他回路へ悪影響を及ぼす可能性もある。
【０００４】
なお、制御負荷の故障の前触れとして、上述したような負荷電流の上昇によって消費電力が増大する傾向にあるので、制御負荷に流れる負荷電流をモニターしていれば、制御負荷に致命的な損壊が生ずる前に、制御負荷の異常状態を知ることができる。しかし、全ての制御負荷に負荷電流測定装置を設けることは、コスト面から到底現実的な対処法とはいえなかった。
【０００５】
そこで、本発明は、制御負荷が正常に働いていない状態を的確に検出できると共に、全ての制御負荷に負荷電流測定装置を設けるよりもコストを十分抑制できる給湯機の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上気課題を解決するために、請求項１に係る発明は、要求に応じた温度の湯量を供給するために制御される制御負荷と、該制御負荷へ電源供給する負荷用電源供給手段と、上記制御負荷の駆動および停止を制御する制御負荷動作制御手段と、を少なくとも備える給湯機において、当該給湯機において消費される消費電力を検出する消費電力検出手段と、上記制御負荷へ電源供給する負荷用電源供給手段と、上記消費電力検出手段により検出された消費電力の情報に基づいて、上記制御負荷動作制御手段により制御される制御負荷の電力消費が正常な状態と判定できる正常条件を満たしている正常負荷状態か、正常条件を満たしていない異常負荷状態かを判定する負荷状態判定手段と、上記制御負荷動作制御手段の機能を実現する制御回路基板へ制御用電源を供給する制御用電源供給手段と、上記負荷用電源供給手段から制御負荷への給電が行われていない無負荷時において、上記消費電力検出手段により検出された消費電力の情報に基づいて、上記制御用電源供給手段により制御回路基板へ供給されて消費される電力が正常な待機状態と判定できる正常条件を満たしている正常待機状態か、正常条件を満たしていない異常待機状態かを判定する待機状態判定手段と、上記負荷状態判定手段が異常負荷状態と判定すること、もしくは上記待機状態判定手段が異常待機状態と判定することに基づき、給湯機の動作を強制停止する停止制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２に係る発明は、上記請求項１に記載の給湯機において、上記負荷状態判定手段は、上記消費電力検出手段より得られる消費電力の情報が、予め設定された制御負荷の正常消費電力範囲内にあることを正常条件として、制御負荷の状態を判定するようにしたことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３に係る発明は、上記請求項２に記載の給湯機において、上記負荷状態判定手段が判定に用いる制御負荷の正常消費電力範囲の上限値と下限値は、外部からの操作で可変設定可能としたことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４に係る発明は、上記請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の給湯機において、上記負荷状態判定手段が異常負荷状態と判定することに基づき、この異常負荷状態を報知する報知手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項５に係る発明は、上記請求項４に記載の給湯機において、上記報知手段は、可視表示により異常を報知するようにしたことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項６に係る発明は、上記請求項４に記載の給湯機において、上記報知手段は、可聴音により異常を報知するようにしたことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項７に係る発明は、上記請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の給湯機において、上記制御負荷駆動制御手段は、複数の制御負荷をそれぞれ個別に駆動および停止を制御できるものとし、上記負荷状態判定手段も、制御負荷の状態判定を夫々個別に行えるようにしたことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項８に係る発明は、上記請求項７に記載の給湯機において、上記制御負荷駆動手段は、予め定めた順に制御負荷を一つづつ駆動させ、上記負荷状態判定手段は、駆動中の制御負荷が正常負荷状態か異常負荷状態かを判定することで、異常負荷状態にある制御負荷を特定するようにしたことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面に基づいて、本発明に係る給湯機の一実施形態を詳細に説明する。
【００１５】
給湯機１は、要求に応じた温度の湯量を供給するために制御される制御負荷２，２，２と、各制御負荷２…へ電源供給する負荷用電源供給手段３と、上記制御負荷２…の駆動および停止を指令する動作制御手段４と、各制御負荷２に各々対応して設けられ、上記動作制御手段４からの制御指令に応じて制御負荷２の駆動・停止を行う制御負荷駆動手段５と、を少なくとも備える。
【００１６】
なお、制御負荷２…とは、電力を消費して作動する空気量調整用のファンモータや燃焼用ガス量調整弁作動モータなどで、本実施形態においては、３つの制御負荷２…を備える給湯機１として示したが、１つの制御負荷２しか備えていないものでも良いし、４つ以上の制御負荷２…を備えるものでも良い。
【００１７】
また、本実施形態においては、制御負荷２への給電回路を開閉するスイッチング機能を有する制御負荷駆動手段５と、この制御負荷駆動手段５のスイッチング動作を行う動作制御手段４とが協働することによって、「制御負荷の駆動および停止を制御する制御負荷動作制御手段」として機能する。なお、動作制御手段４は、マイクロコンピュータ等から構成されるもので、給湯機１における種々の制御を統括的に行うものであり、制御負荷駆動手段５…への制御だけでなく、機器としての安全面を考慮した種々の制御も行う。以下、動作制御手段４の諸機能について詳述する。
【００１８】
制御負荷２…に適した電源を供給する負荷用電源供給手段３へ外部の商用交流を供給する電源路の途中には、消費電力検出手段６を設けてあり、当該給湯機１において消費された消費電力が消費電力検出手段６によって検出されると、その消費電力の検出情報は動作制御手段４へ送信される。そして、動作制御手段４は、消費電力検出手段６により検出された消費電力の情報に基づいて、駆動中の制御負荷２による電力消費が正常な状態と判定できる正常条件を満たしている正常負荷状態か、正常条件を満たしていない異常負荷状態かを判定し、異常負荷状態であると判定した場合には、制御負荷駆動手段５…による制御負荷２…の動作を停止させたり、負荷用電源供給手段３を機能停止させたりして、給湯機１の動作を強制的に停止する。
【００１９】
すなわち、給湯機１の燃焼時における全消費電力は、作動中の制御負荷２…から想定される消費電力の総計として概算でき、この想定される消費電力と実際に検出された消費電力とが著しく相違していれば、制御負荷２が正常に動作していない状態（例えば、経年劣化により必要以上の電力を消費していたり、損壊して全く動作していない状態）と考えられる。このように、消費電力検出手段５より得られる全消費電力が、制御負荷２の稼働状況に応じて予め設定された正常消費電力範囲内にあることを正常条件とすれば、正常消費電力の上限値と下限値を適切な値に設定しておくだけで、正常負荷状態と異常負荷状態を判定できる。
【００２０】
また、駆動させる制御負荷２の数が増減していないにも拘わらず、急激に消費電力が増大したり低下したりした場合、短絡が生じたり制御負荷２が損壊して全く動作しなくなったりした可能性があるので、このような通常では起こり得ない急激な単位時間当りの消費電力変動が生じていないことを正常条件として、正常負荷状態と異常負荷状態とを判定するようにしても良い。とにかく、消費電力検出手段６から得られる全消費電力の情報と実際に駆動させている制御負荷２により想定される消費電力の情報とを比較することにより、駆動中の制御負荷２…が正常駆動しているか否かを判定できれば、如何様な条件を正常条件として採用しても良い。
【００２１】
上述したように、制御負荷２…を駆動させている給湯機１の燃焼時に、消費電力検出手段６から給湯機１の全消費電力として得られる情報が、実際に駆動させている制御負荷２…から想定される消費電力に応じた正常条件を満たすか否かで制御負荷２…が正常負荷状態か異常負荷状態かを判定し、異常負荷状態と判定した場合には給湯機１の動作停止制御を行うので、制御負荷２の異常動作により給湯機１が動作不能に陥るほどの故障が生ずる前段階で安全対策を施せるのである。しかも、各制御負荷２…毎に負荷電流測定装置を設けるよりも遙かに低コストで制御負荷の異常状態を検出できるという利点もある。
【００２２】
加えて、本実施形態に係る給湯機１においては、給湯機１におけるファンモータの吸気口や排気口が新聞紙などで塞がれて適正な風量調整ができなくなった場合、これを制御負荷２の一つであるファンモータの過負荷に伴う消費電力の増大として検出でき、給湯機１の強制停止を行えるので、新聞紙等に引火して引き起こされる火災や給湯機内の燃焼不良による有害ガスの発生といった二次災害を抑止でき、安全対策を一層高めることができる。
【００２３】
また、本実施形態に係る給湯機１においては、動作制御手段４が、「消費電力検出手段により検出された消費電力の情報に基づいて、上記制御負荷動作制御手段により制御される制御負荷の電力消費が正常な状態と判定できる正常条件を満たしている正常負荷状態か、正常条件を満たしていない異常負荷状態かを判定する負荷状態判定手段」としての機能と、「負荷状態判定手段が異常負荷状態と判定することに基づき、給湯機の動作を強制停止する停止制御手段」としての機能を担うものとしたが、ロジック回路等で負荷状態判定手段と停止制御手段を個別に組み込むようにしても良い。
【００２４】
なお、給湯機１には、負荷用電源供給手段３とは別に制御用電源供給手段７を設け、制御負荷２…に対する動作制御等を行う制御回路基板（動作制御手段４等の機能を実現するように電子部品を実装した回路基板）等に制御用電源供給手段７より電源供給する。よって、給湯機１で消費される全電力は、制御負荷２…に加えて制御回路基板等で消費される電力（制御負荷２による消費電力に比べれば無視し得る程度に低い電力）も含まれるので、制御負荷の正常・異常を判定する正常条件として正常消費電力範囲を定めるに際しては、これを考慮して上限値と下限値を設定することが望ましい。
【００２５】
また、正常条件として負荷状態の判定に用いる制御負荷２の正常消費電力範囲の上限値と下限値は、動作制御手段４自信の記憶領域に記憶保持するようにしても良いし、不揮発性ＲＡＭなどより構成した記憶手段８に記憶させておき、この記憶手段８から正常消費電力範囲の上限値と下限値を動作制御手段４が読み出すようにしても良い。
【００２６】
更に、給湯機１の操作パネルを介して正常消費電力範囲の上限値や下限値を入力したり、送受信部９を介してリモコン１０から正常消費電力範囲の上限値や下限値を送信したり、外部からの操作によって使用者が任意に設定できるようにすれば、給湯機１の使用状況等に応じて、正常消費電力範囲内を所望の値に設定できるので、使用上の利便性を高めることができる。
【００２７】
加えて、制御負荷２…が異常負荷状態であると判定した場合、給湯機１としての動作を強制停止するだけでなく、この異常負荷状態を報知手段１１により報知するように構成しておけば、給湯機１が強制停止したことを利用者へ気付かせることが容易となる。例えば、報知手段１１による報知としては、給湯機１本体の適所に設けたＬＥＤ表示器１１ａを点灯或いは点滅させて可視表示させても良いし、ブザー１１ｂで警告音（可聴音）を鳴らすようにしても良い。また、利用者の手近に置かれる可能性の高いリモコン１０の液晶表示器１０ａに表示させるような報知手段としても良い。
【００２８】
上述したように、本実施形態に係る給湯機１では、制御負荷２に異常が生じている状態を検出して、給湯機としての機能を強制停止するものであり、その後には修理等のメンテナンスが必要である。この時、動作制御手段４によって制御される制御負荷２が一つであれば、自ずと異常な制御負荷２を特定でき、修理を迅速に行えるのであるが、本実施形態の如く、動作制御手段４によって制御される制御負荷２…が複数ある場合は、どの制御負荷２が異常負荷状態であるのか特定できず、修理作業の効率化を期せない。そこで、本実施形態に係る給湯機１では、異常負荷状態の検出に基づく給湯機１の停止後には、動作制御手段４によってメンテナンスモードへ移行し、修理対象の制御負荷２を特定するものとした。以下、このメンテナンスモードについて詳述する。
【００２９】
メンテナンスモードにおいては、燃焼は行わない状態で、各制御負荷２…を順に駆動させてゆき、各制御負荷２…の駆動時における消費電力検出手段６により検出される消費電力の情報から、当該駆動中の制御負荷２が正常負荷状態か異常負荷状態かを判定する。すなわち、メンテナンスモードによって異常負荷状態の制御負荷２を特定するためには、複数の制御負荷２をそれぞれ個別に駆動および停止を制御できる機能と、制御負荷の状態判定を夫々個別に行える機能とが必要となる。
【００３０】
斯くするために、本実施形態に係る給湯機１では、動作制御手段４が予め定めた順で制御負荷駆動手段５へ駆動指令を行い、該指令を受けた制御負荷駆動手段５が対応する制御負荷２を駆動させ、この時の消費電力の情報が消費電力検出手段６により検出されて動作制御手段４に供給され、この消費電力情報が駆動中の制御負荷２に対応する正常条件を満たすか否かを動作制御手段４が判定し、異常負荷状態と判定された制御負荷２を修理対象として記憶し、報知手段１１によって報知する。従って、修理業者は報知手段１１によって修理対象の制御負荷２を知ることができ、効率的な作業を行うことが可能となる。
【００３１】
また、給湯機１の動作異常は制御負荷２…の異常時にだけ引き起こされるものではなく、制御回路基板の電子部品等が損耗した場合にも起こる可能性があるので、制御回路基板での消費電力異常を検出して、いち早く対応できるようにすることが望ましい。そこで、本実施形態に係る給湯機１は、負荷用電源供給手段３から制御負荷２…への給電が行われていない無負荷時に、上記消費電力検出手段６により検出された消費電力の情報に基づいて、制御用電源供給手段７により制御回路基板へ供給されて消費される電力が正常な待機状態と判定できる正常条件を満たしている正常待機状態か、正常条件を満たしていない異常待機状態かを、動作制御手段４が判定する。
【００３２】
このように、消費電力検出手段５より得られる待機時の全消費電力が、待機時の正常消費電力範囲内にあることを正常条件とすれば、正常消費電力の上限値と下限値を適切な値に設定しておくだけで、正常待機状態と異常待機状態を判定できる。また、何らの動作も行っていない待機状態であるにも拘わらず、急激に消費電力が増大したり低下したりした場合、制御回路基板に異常が生じた可能性があるので、通常の待機では起こり得ない急激な単位時間当りの消費電力変動が生じていないことを正常条件として、正常負荷状態と異常負荷状態とを判定するようにしても良い。とにかく、消費電力検出手段６から得られる全消費電力の情報と待機時に想定される制御回路基板等の消費電力の情報とを比較することにより、正常な待機状態か否かを判定できれば、如何様な条件を正常条件として採用しても良い。
【００３３】
なお、本実施形態においては、制御回路基板に実装される電子部品により構成される動作制御手段４が、「負荷用電源供給手段から制御負荷への給電が行われていない無負荷時において、上記消費電力検出手段により検出された消費電力の情報に基づいて、上記制御用電源供給手段により制御回路基板へ供給されて消費される電力が正常な待機状態と判定できる正常条件を満たしている正常待機状態か、正常条件を満たしていない異常待機状態かを判定する待機状態判定手段」としての機能を備えるものとしたが、制御回路基板に生じた異常で動作制御手段４が正常に機能しなくなると、待機状態の異常を判定できない可能性もある。そこで、動作制御手段４が設けられる制御回路基板とは別の回路基板に待機状態判定手段を構成するようにしても良い。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る給湯機によれば、消費電力検出手段から給湯機の全消費電力として得られる情報が、実際に駆動させている制御負荷から想定される消費電力に応じた正常条件を満たすか否かで制御負荷が正常負荷状態か異常負荷状態かを判定し、この負荷状態判定手段の判定結果により、停止制御手段が給湯機の動作を強制停止するので、給湯機における制御負荷異常時の安全対策を十分なものとすることができる。しかも、制御負荷が複数ある場合は、制御負荷毎に負荷電流測定装置を設けるよりも遙かに低コストで制御負荷の異常状態を検出できるという利点がある。加えて、給湯機における制御負荷の一つであるファンモータの吸気口や排気口が新聞紙などで塞がれて適正な風量調整ができなくなった場合、これを制御負荷の異常状態として検出し、給湯機の強制停止を行えるので、新聞紙等に引火して引き起こされる火災や給湯機内の燃焼不良による有害ガスの発生といった二次災害を抑止でき、安全対策を一層高めることができる。更に、負荷用電源供給手段から制御負荷への給電が行われていない無負荷時に、消費電力検出手段から給湯機の全消費電力として得られる情報に基づいて、制御用電源供給手段より給電される制御回路基板が正常待機状態か異常待機状態かを待機状態判定手段が判定し、この待機状態判定手段の判定結果により、停止制御手段が給湯機の動作を強制停止するので、給湯機における制御系に異常が発生した場合の安全対策をも十分なものとすることができる。
【００３５】
また、請求項２に係る給湯機によれば、消費電力検出手段より得られる消費電力の情報が、予め設定された制御負荷の正常消費電力範囲内にあることを正常条件として、制御負荷の状態を負荷状態判定手段が判定するものとしたので、正常消費電力範囲の上限値と下限値を適正な値に設定することで、異常負荷状態の検出を行うことができる。
【００３６】
また、請求項３に係る給湯機によれば、負荷状態判定手段が判定に用いる制御負荷の正常消費電力範囲の上限値と下限値は、外部からの操作で可変設定可能としたので、給湯機の使用状況等に応じて、使用者が任意に設定することも可能となり、使用上の利便性を高めることができる。
【００３７】
また、請求項４に係る給湯機によれば、負荷状態判定手段によって制御負荷が異常負荷状態であると判定されることに基づき、この異常負荷状態を報知する報知手段を備えるものとしたので、異常を検出して給湯機を強制停止したことを可視表示（請求項５）や可聴音（請求項６）により報らせることができる。
【００３８】
また、請求項７に係る給湯機によれば、複数ある制御負荷のどれが駆動されているかに拘わらず、負荷状態判定手段による制御負荷の状態判定を行うことができる。
【００３９】
また、請求項８に係る給湯機によれば、制御負荷駆動手段による制御負荷の駆動と負荷状態判定手段による状態判定との連携で、異常負荷状態にある制御負荷を特定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本実施形態に係る給湯機の概略構成図である。
【符号の説明】
１    給湯機
２    制御負荷
３    負荷用電源供給手段
４    動作制御手段
５    制御負荷駆動手段
６    消費電力検出手段
【図１】
0003660919.tif 000002