(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入水管および出湯管を備えた熱交換器と、この熱交換器を加熱するバーナと、前記バーナにガスを供給するガス供給手段と、前記入水管に設けられた入水温度検出手段と、前記入水管または出湯管に設けられた湯水の流量検知
手段と、前記出湯管より出湯される湯の出湯温度設定手段とを備えたガス湯沸器
において、
前記ガス供給手段から出力される比例弁電流をアナログ値又は必要充分なアナログ−デジタル変換値として検出する検出手段と、
燃焼動作が所定回数に達した場合、前記比例弁に最大及び最小電流を流した時に前期検出手段により検出される値を最大電流初期値及び最小電流初期値として記憶する記憶手段と、
前記比例弁に最大電流及び最小電流を流した時の電流値を検出した検出値と、前記記憶手段に記憶された前記最大電流初期値及び最小電流初期値とをそれぞれ比較する比較手段とを備え、
前記比較手段による比較結果が所定値以上の場合に異常を検出することを特徴とするガス湯沸器の燃焼制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス湯沸器などのガス燃焼機器における燃焼制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ガス湯沸器などのガス燃焼機器における燃焼制御装置では、その湯質の向上に対して、特に台所やシャワー等直接肌に当てる温度域での断続使用性についてさらなる使用勝手良さが求められている。その性能を得るために、ガス比例弁を使用し、ガスの供給量を制御するとともに、オン／オフ判定によって異常検出を行うガス湯沸器の燃焼制御装置が従来より知られている。
【０００３】
この従来のガス湯沸器の動作の概略を、図７のフローチャートに従って説明する。まず、電源がオンされ（ステップＳ７１、以下「Ｓ７１」のように表示する）、初期チェックが正常であると判断されると（Ｓ７２）、運転スイッチがオンされる（Ｓ７４）。そして、給湯栓が開かれると、水流スイッチ（流量センサ）がオンし（Ｓ７５）、バーナコントローラに通電されて送風ファンが回転し、プリパージの段階に入り、ガス比例弁がオンし、最大電流が所定時間流される（Ｓ７６）。
【０００４】
次に、ガス比例弁に最小電流が所定時間流される（Ｓ７７）。ついで、元電磁弁、及びイグナイタ（図示せず）がオンし、所定時間待機した後、ガス比例弁が一旦オフし、再び、所定時間待機する（Ｓ７８）。
【０００５】
その後、メイン電磁弁がオンし、所定時間待機後（Ｓ７９）、ガス比例弁の緩点火動作により、ガスバーナにガスが供給される。それと同時にイグナイタによる点火プラグ（図示せず）の連続的なスパークによりガスバーナが点火される（Ｓ８０）。そして緩点火動作により炎が検知されると（Ｓ８１）、イグナイタがオフされ（Ｓ８３）、ガスバーナと送風ファンとの間の比例制御が開始される（Ｓ８４）。
【０００６】
次に、このような動作における従来のガス湯沸器の燃焼制御装置のガス比例弁の出力電流の異常検出について図６を参照して説明する。同図において、６１は、フィルター回路であり、ガス比例弁の比例弁電流の値を示す信号Ｐ４１（ＰＷＭ出力）をｄｕｔｙ比に比例した電圧信号（０〜５Ｖ）に変換して、信号Ｐ４２として、比例弁電流の最大と最小を調整するガス大・ガス小設定回路６２へ出力する。
【０００７】
６０は、ＣＰＵ（中央制御装置）であり、バーナコントローラの内部に設けられ、ガス比例弁の出力電流の検出による異常検出等を含むガス比例弁の出力電流の制御を行う。このＣＰＵ６０は、ポートＰ４、Ｐ５、Ｐ６を有しており、これらが各々、フィルター回路６１、トランジスタＱ２、駆動素子ＤＴ２に接続されている。
【０００８】
このＣＰＵ６０は、ポートＰ４から、ガス比例弁の出力信号Ｐ４１をフィルター回路６１に出力する。ポートＰ５は、所定の値をしきい値とするデジタル量のデータを扱うことが可能なデジタルポートである。また、ポートＰ５へは、抵抗Ｒ２２と抵抗Ｒ２３の合成抵抗にかかる電圧値によりトランジスタＱ２をＯＮ／ＯＦＦして、０（Ｖ）または５（Ｖ）の信号Ｐ５１として供給されるようになっている。
【０００９】
さらに詳述すると、従来の燃焼制御装置の異常検出では、図８に示すように、比例弁電流が０ｍＡ以上８０ｍＡ未満の場合には、ＣＰＵ６０は、信号Ｐ５１が５Ｖの値、すなわち、比例弁電流が流れていないと認識し、比例弁電流が８０ｍＡ以上の場合には、信号Ｐ５１が０Ｖの値、すなわち、比例弁電流が流れていると認識する。
【００１０】
したがって、ＣＰＵ６０のポートＰ４から信号Ｐ４１が出力されていないにもかかわらず、信号Ｐ５１の０Ｖの値がポートＰ５に入力される場合、ガス比例弁の比例弁電流が異常出力であると認識し、異常処理を行う。以上のようにして、ＣＰＵ６０は、比例弁電流の出力を制御する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のガス湯沸器の燃焼制御装置によれば、８０ｍＡという比例弁電流の値を境にして、オン／オフ判定がなされ、さらに、ポートＰ４から信号Ｐ４１が出力されていない場合のみ、異常判定を行っていた。
【００１２】
すなわち、ガス大・ガス小設定回路の一部が断線したりショートしたりすると、正確な設定がなされず、部品故障のモードによっては、比例弁電流が８０ｍＡ以上であるにもかかわらず、異常検出ができなくなってしまっていた。そのため、設定値以上の電流が流れ、不完全燃焼になる場合があった。また、異常検出が正確になされないため、出湯温制御されず、高温の湯が出湯されることにより、使用者が火傷を負ってしまうこともあった。さらに、デジタル量を扱うインターフェースを用いていたため、しきい値からの上下により０または１の読み取りがなされ、中間的異常は発見されなかった。
【００１３】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、比例弁に最大及び最小電流を流した時に検出される電流値と予め記憶された最大及び最小電流初期値とを比較することにより、異常検出をより正確に行い、かつ、中間的な異常も発見可能なガス湯沸器の燃焼制御装置を提供することにある。これにより、より安全な燃焼制御が行われるようにしようとするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明の燃焼制御装置では、入水管および出湯管を備えた熱交換器と、この熱交換器を加熱するバーナと、前記バーナにガスを供給するガス供給手段と、前記入水管に設けられた入水温度検出手段と、前記入水管または出湯管に設けられた湯水の流量検知手段と、前記出湯管より出湯される湯の出湯温度設定手段とを備えたガス湯沸器において、前記ガス供給手段から出力される比例弁電流をアナログ値又は必要充分なアナログ−デジタル変換値として検出する検出手段と、燃焼動作が所定回数に達した場合、前記比例弁に最大及び最小電流を流した時に前記検出手段により検出される値を最大電流初期値及び最小電流初期値として記憶する記憶手段と、前記比例弁に最大電流及び最小電流を流した時の電流値を検出した検出値と、前記記憶手段に記憶された前記最大電流初期値及び最小電流初期値とをそれぞれ比較する比較手段とを備え、前記比較手段による比較結果が所定値以上の場合に異常を検出することを特徴とすることを要旨とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施例の形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明が適用されるガス湯沸器の概略構成を示したものである。ガス湯沸器１０は、給水管１２および出湯管１４が配管された熱交換器１６がケーシング１８内に配設されると共に、このケーシング１８内にはその熱交換器１６を加熱するガスバーナ２０が配設されている。
【００１６】
前記給水管１２には水の流れおよびその流量を検知する水流スイッチ（流量センサ）２２やその水の温度を検知する入水温サーミスタ２４が設けられ、またその水の流れを規制する水ガバナ２６なども設けられている。一方前記出湯管１４には出湯温度を検知する出湯温サーミスタ２８が設けられている。
【００１７】
一方、前記ガスバーナ２０のガス管路３０には元電磁弁３２、メイン電磁弁３４およびガス量を連続的に変化させるガス比例弁３６がそれぞれ設けられ、また、ガスバーナ２０に燃焼用空気を供給するための送風ファン３８が設けられている。 そしてこのガス湯沸器の運転を制御するバーナコントローラ４０の出力側にはガス比例弁３６、送風ファン３８のファンモータ（図示せず）などが接続されている。尚、出湯管１４の出湯口には給湯栓４２が設けられている。
【００１８】
次に、ガス湯沸器１０のガス比例弁３６の比例弁駆動回路を図２を参照して説明する。同図において、５１は、フィルター回路であり、ＣＰＵ５０（後述する）のポートＰ１から供給される信号Ｐ１１（ＰＷＭ出力）をデユーティ比に比例した直流電圧（０〜５Ｖ）に変換し、信号Ｐ１２として出力する。
【００１９】
５２は、ガス大・ガス小設定回路であり、フィルター回路５１から供給される信号Ｐ１１を分圧してＶ−Ｉ変換回路５３へ信号Ｐ１３として出力する。その際に、外付抵抗ＣＮ１０，ＣＮ１１及び抵抗ＶＲ１，ＶＲ２により比例弁電流Ｄ１の最大値と最小値を調整する。Ｖ−Ｉ変換回路５３は、信号Ｐ１３の値に基づいて比例弁電流Ｄ１を制御する。
【００２０】
ＣＰＵ５０は、バーナコントローラ４０の内部に設けられており、最大電流初期値Ｉmax、最小電流初期値Ｉmin、最大電流Ｉn1、最小電流Ｉn2を記憶するメモリＭを有している。そして、ガス比例弁３６の比例弁電流Ｄ１の制御をＰＷＭ出力により行う。また、ＣＰＵ５０は、ポートＰ１、Ｐ２、Ｐ３を有しており、これらが各々、フィルター回路５１、抵抗Ｒ２１、及び、トランジスタＱ１を駆動する駆動素子ＤＴ１と接続されている。
【００２１】
ＣＰＵ５０は、ポートＰ１から比例弁電流Ｄ１の信号Ｐ１１をフィルター回路５１に供給する。ポートＰ２は、アナログ量のデータを扱うことが可能であり（アナログ−デジタル変換機能）、このポートＰ２へ、抵抗Ｒ２２と抵抗Ｒ２３の合成抵抗の電圧値がアナログ量で信号Ｐ２１として供給されるようになっている。または、ＣＰＵ５０のポートＰ２の前に、アナログ−デジタル変換器５４を配置し、ポートＰ２へデジタル変換値を入力する様にしても良い。この場合、ポートＰ２はアナログ量のデータを扱うことが可能でなくても良い。ＣＰＵ５０は、この信号Ｐ２１に基づいて、ガス比例弁３６に流れている比例弁電流Ｄ１を検出する。
【００２２】
比例弁電流Ｄ１と信号Ｐ２１との関係は、図５に示すように、比例弁電流Ｄ１のさまざまな値に対して、信号Ｐ２１の値が唯一決定されるようになっている。すなわち、比例弁電流Ｄ１を具体的な電圧数値、すなわち、信号Ｐ２１として検出する。
【００２３】
また、ＣＰＵ５０は、ポート３から、信号Ｐ３１を駆動素子Ｄ１に供給する。この駆動素子Ｄ１に所定の信号が供給されると、トランジスタＱ１が作動状態になって、比例弁電流Ｄ１が流れる。このようにして、ＣＰＵ５０は、比例弁電流Ｄ１を制御する。
【００２４】
次に、このガス湯沸器１０の比例弁駆動回路の動作を含む全体の動作を、図３の制御フローチャートを参照して説明する。まず、電源がオンされ（Ｓ１）、初期チェックが正常であると判断されると（Ｓ２）、運転スイッチがオンされる（Ｓ４）。そして、給湯栓４２が開かれると、水流スイッチ（流量センサ）２２がオンし（Ｓ５）、燃焼１０回目以降であるか否かが判断される（Ｓ１５）。
【００２５】
次に、ステップ１５において燃焼１０回目以降であると判断された場合について、引き続き、図３を参照して説明する。まず、ガス比例弁３６の比例弁電流Ｄ１の最大電流の初期値Ｉmax及び最小電流の初期値Ｉminが検出されているか否かが判断される（Ｓ１６）。
【００２６】
Ｓ１６で「ＮＯ」と判断された場合には、Ｓ１７へ進み、送風ファン３８、ガス比例弁３６がオンされ、ガス比例弁３６に最大電流が流される。そして、ガス大・ガス小検出回路５２の動作に基づいて最大電流初期値メモリＭmaxに初期値Ｉmaxを設定する（Ｓ１７）。また、最小電流初期値メモリＭminに初期値Ｉminを設定する（Ｓ１８）。
【００２７】
その後、Ｓ８に進み、元電磁弁３２、及びイグナイタ（図示せず）がオンし、ガス比例弁３６が一旦オフし、再び、所定時間待機する。その後、メイン電磁弁３４がオンし、所定時間待機後（Ｓ９）、ガス比例弁３６の緩点火動作により、ガスバーナ２０にガスが供給される。それと同時にイグナイタによる点火プラグ（図示せず）の連続的なスパークによりガスバーナが点火される（Ｓ１０）。そして緩点火動作により炎が検知されると（Ｓ１１）、イグナイタがオフされ（Ｓ１３）、ガスバーナと送風ファンとの間の比例制御が開始される（Ｓ１４）。
【００２８】
次に、一旦、給湯栓４２が閉められ、再び、開かれた時について説明する。Ｓ５において水流スイッチ（流量センサ）２２がオンされたと判断され、Ｓ１５において、燃焼１０回目以降であると判断されると、Ｓ１６において最大電流初期値Ｉmax及び最小電流初期値Ｉminが検出済みと判断され、図４に示す異常検出フローに進む。
【００２９】
異常検出においては、まず、送風ファン３８、ガス比例弁３６がオンされ、ガス比例弁３６には最大電流が流される。そして、その最大電流が最大電流Ｉn1としてメモリＭに書き込まれる（Ｓ１９）。ついで、最大電流Ｉn1と最大電流初期値Ｉmaxとの差の絶対値が４０ｍＡよりも小さいか否かが判断され、「ＮＯ」と判断された場合、すなわち、その差が４０ｍＡ以上の場合には（Ｓ２０）、異常検出がなされ、エラー処理が行われる（Ｓ２１）。
【００３０】
一方、Ｓ２０で、「ＹＥＳ」と判断された場合、すなわち、その差が４０ｍＡ未満の場合には（Ｓ２０）、Ｓ２２へ進み、ガス比例弁３６に最小電流が流される。そして、その最小電流が最小電流Ｉn2としてメモリＭに書き込まれる（Ｓ２２）。ついで、最小電流Ｉn2と最小電流初期値Ｉminとの差の絶対値が３０ｍＡよりも小さいか否かが判断され、「ＮＯ」と判断された場合、すなわち、その差が３０ｍＡ以上の場合には（Ｓ２３）、異常検出がなされ、エラー処理が行われる（Ｓ２４）。
【００３１】
一方、Ｓ２３で、「ＹＥＳ」と判断された場合、すなわち、その差が３０ｍＡ未満の場合には（Ｓ２３）、異常が検出されなかったということで、図３に示すＳ８へ進み、元電磁弁、及びイグナイタ（図示せず）がオンし、所定時間待機した後、ガス比例弁が一旦オフし、所定時間待機する（Ｓ８）。
【００３２】
その後、メイン電磁弁がオンし、所定時間待機後（Ｓ９）、ガス比例弁の緩点火動作により、ガスバーナにガスが供給される。それと同時にイグナイタによる点火プラグ（図示せず）の連続的なスパークによりガスバーナが点火される（Ｓ１０）。そして緩点火動作により炎が検知されると（Ｓ１１）、イグナイタがオフされ（Ｓ１３）、ガスバーナと送風ファンとの間の比例制御が開始される（Ｓ１４）。
【００３３】
尚、本発明は、上記実施例に何等限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の改変、適用は可能である。例えば、上記実施例ではガス湯沸器の例で説明したが、本発明の燃焼制御装置は、各種のガス燃焼器具（ガス炊飯器、ガス風呂釜）に適用し得るものである。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明のガス湯沸器の燃焼制御装置によれば、バーナにガスを供給すると、比例弁電流が出力され、当該比例弁電流がアナログ値又は必要充分なアナログ−デジタル変換値として検出される。また、燃焼動作が所定回数に達した場合、着火時点または燃焼制御中に、比例弁に最大及び最小電流を流した時に検出される電流を最大電流初期値及び最小電流初期値として記憶する。そしてバーナ点火時に比例弁に最大電流及び最小電流を流した時の電流値がそれぞれ検出され、予め記憶された最大電流初期値及び最小電流初期値と比較され、その比較結果が所定値以上の場合に異常が検出される。そのため本発明に係る燃焼制御装置によれば、異常検出をより正確に行い、かつ、中間的な異常も発見可能である。これにより、より安全な燃焼制御が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の１実施例に係るガス湯沸器の概略構成を示す図である。
【図２】  本発明に係るガス湯沸器の燃焼制御装置のガス比例弁駆動回路を示す図である。
【図３】  本発明に係るガス湯沸器の制御フローチャートである。
【図４】  本発明に係るガス湯沸器の異常検出フローチャートである。
【図５】  本発明におけるガス湯沸器の比例弁電流とマイコン入力電圧値との関係を示す図である。
【図６】  従来のガス湯沸器の燃焼制御装置のガス比例駆動回路を示す図である。
【図７】  従来のガス湯沸器の制御フローチャートである。
【図８】  従来の燃焼制御装置の比例弁電流とマイコン入力電圧値との関係を示す図である。
【符号の説明】
５０  ＣＰＵ（中央制御装置）
５１  フィルター回路
５２  ガス大・ガス小設定回路
５３  Ｖ−Ｉ変換回路
【図１】
0003654606.tif 000002
【図２】
0003654606.tif 000003
【図３】
0003654606.tif 000004
【図４】
0003654606.tif 000005
【図５】
0003654606.tif 000006
【図６】
0003654606.tif 000007
【図７】
0003654606.tif 000008
【図８】
0003654606.tif 000009