(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
メインバーナを含むメインバーナ系と、メインバーナに点火するためのパイロットバーナを含むパイロットバーナ系と、パイロットバーナに点火するためのスパークロッドを含むスパークロッド系と、スパークロッドを駆動するための点火トランスを含む点火トランス系とから構成されると共に、前記メインバーナ或いはパイロットバーナからの火炎、及びスパークロッドからのスパークを検出するためのフレーム検知器を具え、所定のシーケンスに従って、バーナから噴出される燃料に点火し、火炎を発生させる燃焼系の全体或いは一部を対象として、その故障を診断する装置であって、
燃焼系が前記所定のシーケンスに従って動作する過程における各構成機器の挙動を表わす複数種類のデータを測定する測定手段と、
測定手段から得られる複数種類の測定データに関して、診断対象とする１或いは複数の構成機器に発生し得る複数種類の故障の原因との因果関係が、知識データとして格納された診断知識ベースと、
測定手段から得られる測定データに基づいて前記診断知識ベースを駆動し、故障原因についての診断データを導出する知識ベース駆動手段
とを具え、知識ベース駆動手段は、測定手段から得られる測定データに基づいて、故障診断の判定指標となる複数種類の指標データを作成するデータ処理手段を具える一方、診断知識ベースは、前記指標データに基づいて故障状態の類型を判別するための条件が類型毎に規定されている条件知識部と、故障の類型毎に１或いは複数種類の指標データと複数の故障原因との関連強度が規定されている関連強度知識部とから構成され、知識ベース駆動手段は、条件知識部に基づいて、前記指標データから故障状態の類型を判断した後、関連強度知識部に基づいて、判断された類型毎に、前記指標データから各故障原因が真の原因である確率を表わす診断データを算出することを特徴とする故障診断装置。
【請求項２】
診断対象は点火トランス系であって、測定データは、点火トランスに電圧を印加してからスパークロッドによるスパークが検出されるまでの時間(測定データａ)と、点火トランスの一次側を流れる電流(測定データｂ)と、パイロットバーナへの燃料を遮断した状態でスパークロッド系によるスパーク発生動作を行なわしめたときにフレーム検知器から出力されるフレーム電流(測定データｃ)と、パイロットバーナへ燃料を供給した状態でスパークロッド系によるスパーク発生動作を行なわしめたときにフレーム検知器から出力されるフレーム電流(測定データｄ)とを含んでおり、診断知識ベースの条件知識部は、故障状態の類型を判別するための条件として、
条件１：測定データａが異常のとき
条件２：測定データｂが異常のとき
条件３：測定データｃが正常のとき
条件４：測定データｂが異常、且つ測定データｃが異常、且つ測定データｄが正常のとき
条件５：測定データｂが異常、且つ測定データｃが異常、且つ測定データｄが異常のとき
条件６：測定データｂが正常、且つ測定データｃが異常のとき
の６つの条件を設定している請求項１に記載の故障診断装置。
【請求項３】
診断知識ベースの関連強度知識部は、条件１については、測定データａの異常度、測定データａの異常発生頻度の異常度、測定データｂの異常度、測定データｃの異常度、及び測定データｃの異常発生頻度の異常度を指標データとして、複数の故障原因との関連強度を規定し、条件２については、測定データｂの異常度、測定データｃの異常度、及び測定データｃの異常発生頻度の異常度を指標データとして、複数の故障原因との関連強度を規定し、条件３については、測定データｂの異常度を指標データとして、複数の故障原因との関連強度を規定し、条件４については、測定データｂの異常度及び測定データｃの異常度を指標データとして、複数の故障原因との関連強度を規定し、条件５については、測定データｂの異常度及び測定データｃの異常度を指標データとして、複数の故障原因との関連強度を規定し、条件６については、測定データｃの異常度及び測定データｃの異常発生頻度の異常度を指標データとして、複数の故障原因との関連強度を規定している請求項２に記載の故障診断装置。
【請求項４】
診断対象はスパークロッド系であって、測定データは、点火トランスに電圧を印加した後にスパークロッドからのスパークが検出されるまでの時間(測定データａ)と、点火トランスの一次側を流れる電流(測定データｂ)と、パイロットバーナへの燃料を遮断した状態でスパークロッド系によるスパーク発生動作を行なわしめたときにフレーム検知器から出力されるフレーム電流(測定データｃ)と、パイロットバーナへ燃料を供給した状態でスパークロッド系によるスパーク発生動作を行なわしめたときにフレーム検知器から出力されるフレーム電流(測定データｄ)と、パイロットバーナに燃料を供給してからパイロットバーナが着火するまでの遅れ時間(測定データｅ)と、パイロットバーナのみが点火された状態でフレーム検知器から出力されるフレーム電流(測定データｆ)とを含んでおり、診断知識ベースの条件知識部は、故障状態の類型を判別するための条件として、
条件１：測定データａが異常のとき
条件２：測定データｂが異常のとき
条件３：測定データｃが正常のとき
条件４：測定データｂが異常、且つ測定データｃが異常、且つ測定データｄが正常のとき
条件５：測定データｂが正常、且つ測定データｃが異常のとき
条件６：測定データｂが正常、且つ測定データｃが異常、且つ測定データｅが異常のとき
条件７：測定データｂが正常、且つ測定データｄが異常、且つ測定データｅが異常のとき
条件８：測定データｄが異常、且つ測定データｆが正常のとき
条件９：測定データｄが異常、且つ測定データｆが異常のとき
の９つの条件を設定している請求項１に記載の故障診断装置。
【請求項５】
診断知識ベースの関連強度知識部は、条件１については、測定データａの異常度、測定データａの異常発生頻度の異常度、測定データｂの異常度、測定データｃの異常度、及び測定データｃの異常発生頻度の異常度を指標データとして、複数の故障原因との関連強度を規定し、条件２については、測定データｂの異常度、測定データｃの異常度、及び測定データｃの異常発生頻度の異常度を指標データとして、複数の故障原因との関連強度を規定し、条件３については、測定データｂの異常度を指標データとして、複数の故障原因との関連強度を規定し、条件４については、測定データｂの異常度及び測定データｃの異常度を指標データとして、複数の故障原因との関連強度を規定し、条件５については、測定データｃの異常度及び測定データｃの異常発生頻度の異常度を指標データとして、複数の故障原因との関連強度を規定し、条件６については、測定データｄの異常度、測定データｅの異常度、及び測定データｅの異常発生頻度の異常度を指標データとして、複数の故障原因との関連強度を規定し、条件７については、測定データｄの異常度、測定データｅの異常度、測定データｅの異常発生頻度の異常度を指標データとして、複数の故障原因との関連強度を規定し、条件８については、測定データｄの異常度を指標データとして、複数の故障原因との関連強度を規定し、条件９については、測定データｄの異常度及び測定データｆの異常度を指標データとして、複数の故障原因との関連強度を規定している請求項４に記載の故障診断装置。
【請求項６】
診断対象はパイロットバーナ系であって、測定データは、点火トランスの一次側を流れる電流(測定データａ)と、パイロットバーナへの燃料を遮断した状態でスパークロッド系によるスパーク発生動作を行なわしめたときにフレーム検知器から出力されるフレーム電流(測定データｂ)と、パイロットバーナへ燃料を供給した状態でスパークロッド系によるスパーク発生動作を行なわしめたときにフレーム検知器から出力されるフレーム電流(測定データｃ)と、パイロットバーナに燃料を供給してからパイロットバーナが着火するまでの遅れ時間(測定データｄ)と、パイロットバーナのみが点火された状態でフレーム検知器から出力されるフレーム電流(測定データｅ)と、メインバーナへの燃料供給を開始してからパイロットバーナへの燃料供給を停止するまでの期間の前半にてフレーム検知器から出力されるフレーム電流(測定データｆ)とを含んでおり、診断知識ベースの条件知識部は、故障状態の類型を判別するための条件として、
条件１：測定データａが正常、且つ測定データｂが正常のとき
条件２：測定データａが正常、且つ測定データｂが異常、且つ測定データｄが異常のとき
条件３：測定データａが正常、且つ測定データｂが正常、且つ測定データｄが異常のとき
条件４：測定データａが正常、且つ測定データｃが異常、且つ測定データｄが異常のとき
条件５：測定データｃが正常、且つ測定データｅが異常のとき
条件６：測定データｃが異常、且つ測定データｅが異常のとき
条件７：測定データｅが異常、且つ測定データｆが正常のとき
条件８：測定データｅが異常、且つ測定データｆが異常のとき
条件９：測定データｆが異常のとき
の９つの条件を設定している請求項３に記載の故障診断装置。
【請求項７】
診断知識ベースの関連強度知識部は、条件１については、測定データｃの異常度を指標データとして、複数の故障原因との関連強度を規定し、条件２については、測定データｃの異常度、測定データｄの異常度、及び測定データｄの異常発生頻度の異常度を指標データとして、複数の故障原因との関連強度を規定し、条件３については、測定データｃの異常度、測定データｄの異常度、及び測定データｄの異常発生頻度の異常度を指標データとして、複数の故障原因との関連強度を規定し、条件４については、測定データｃの異常度、測定データｄの異常度、及び測定データｄの異常発生頻度の異常度を指標データとして、複数の故障原因との関連強度を規定し、条件５については、測定データｅの異常度を指標データとして、複数の故障原因との関連強度を規定し、条件６については、測定データｃの異常度及び測定データｅの異常度を指標データとして、複数の故障原因との関連強度を規定し、条件７については、測定データｅの異常度を指標データとして、複数の故障原因との関連強度を規定し、条件８については、測定データｅの異常度及び測定データｆの異常度を指標データとして、複数の故障原因との関連強度を規定し、条件９については、測定データｆの異常度を指標データとして、複数の故障原因との関連強度を規定している請求項６に記載の故障診断装置。
【請求項８】
診断対象はメインバーナ系であって、測定データは、パイロットバーナのみが点火された状態でフレーム検知器から出力されるフレーム電流(測定データａ)と、メインバーナへの燃料供給を開始してからパイロットバーナへの燃料供給を停止するまでの期間の前半にてフレーム検知器から出力されるフレーム電流(測定データｂ)と、前記期間の後半にてフレーム検知器から出力されるフレーム電流(測定データｃ)と、パイロットバーナへの燃料供給を停止した後にメインバーナへの燃料供給を外部回路による制御に切り換えるまでの一定期間にてフレーム検知器から出力されるフレーム電流(測定データｄ)とを含んでおり、診断知識ベースの条件知識部は、故障状態の類型を判別するための条件として、
条件１：測定データａが正常、且つ測定データｂが異常のとき
条件２：測定データｃが異常のとき
条件３：測定データｃが正常、且つ測定データｄが異常のとき
条件４：測定データｃが異常、且つ測定データｄが正常のとき
条件５：測定データｃが異常、且つ測定データｄが異常のとき
の５つの条件を設定している請求項１に記載の故障診断装置。
【請求項９】
診断知識ベースの関連強度知識部は、条件１については、測定データｂの異常度を指標データとして、複数の故障原因との関連強度を規定し、条件２については、測定データｃの異常度を指標データとして、複数の故障原因との関連強度を規定し、条件３については、測定データｄの異常度を指標データとして、複数の故障原因との関連強度を規定し、条件４については、測定データｃの異常度を指標データとして、複数の故障原因との関連強度を規定し、条件５については、測定データｃの異常度及び測定データｄの異常度を指標データとして、複数の故障原因との関連強度を規定している請求項８に記載の故障診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸収式冷凍機の高温再生器や、大型のボイラー等に装備される燃焼系を対象として、各種の故障を診断する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば吸収式冷凍機の高温再生器に装備されている燃焼系は、図２に示す如く燃焼室（１０）に設置されたメインバーナ（１５）と、メインバーナ（１５）に点火するためのパイロットバーナ（１７）と、パイロットバーナ（１７）に点火するためのスパークロッド（２０）を具えており、先ずスパークロッド（２０）からスパークを発生させて、パイロットバーナ（１７）を点火した後、パイロットバーナ（１７）から発生する火炎によってメインバーナ（１５）を点火する。
この過程では、スパークロッド（２０）にスパークを発生させるための点火トランス（１９）、各バーナに燃料を供給するためのパイロット弁（１６）やメイン弁（１２）（１３）等、燃焼系を構成する複数の機器を所定のシーケンスに従って動作させる。
尚、メインバーナやパイロットバーナから発生する火炎、及びスパークロッドから発生するスパークは、フレーム検知器（２１）によって検出され、その検出信号が動作シーケンスに組み込まれる。
【０００３】
この様に複数の構成機器からなる燃焼系に於いては、これらの機器を所定のシーケンスに従って動作させる過程で各種の故障が発生し得る。この場合、１つの故障は、複数の構成機器の挙動を表わす種々の測定データ、例えば点火トランスに電圧を印加してからスパークロッドからスパークが発生するまでの時間（スパーク検出時間）、点火トランスの一次側を流れる電流、フレーム検知器から出力されるフレーム電流などに、様々な強さで影響を及ぼすことになる。
そこで、燃焼系に何らかの故障が発生したときには、保守点検員がそのときの燃焼系の動作シーケンスの進行に伴う測定データの変化を観察することによって、故障原因の診断を行なっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、燃焼系に於いては、１つの故障が複数の測定データに様々な強さで影響を及ぼすばかりでなく、複数の故障が同時に発生して、異なる故障が同一の測定データに相乗して影響を及ぼしたり、１つの故障が故障状態の違いによって異なる測定データに影響を及ぼすことがあるので、測定データの観察に基づいて故障原因を診断するには、長い経験と高度な知識が必要であった。このため、経験の浅い保守点検員には診断が極めて困難であり、故障原因の解明までに多大な時間を費やす問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、燃焼系を対象として、複数の測定データから自動的に定量的な診断データが得られる故障診断装置を提供し、経験の浅い保守点検員にとっても故障原因の解明を容易なものとすることである。
【０００６】
【課題を解決する為の手段】
本発明に係る燃焼系の故障診断装置は、
（ａ）  燃焼系が所定のシーケンスに従って動作する過程における各構成機器の挙動を表わす複数種類のデータを測定する測定手段と、
（ｂ）  測定手段から得られるべき複数種類の測定データに関して、診断対象とする１或いは複数の構成機器に発生し得る複数種類の故障の原因との因果関係が、知識データとして格納された診断知識ベースと、
（ｃ）  測定手段から得られる測定データに基づいて前記診断知識ベースを駆動し、故障原因についての診断データを導出する知識ベース駆動手段
とを具えている。
【０００７】
上記故障診断装置においては、熟練した保守点検員が経験に基づいて知得している故障原因についての知識が、予め診断知識ベースに知識データとして格納されている。従って、複数の測定データに基づいて診断知識ベースを駆動することにより、その故障原因についての診断データを得ることが出来る。この診断データは、定量的であって、故障原因を直接的に表わし、或いは真の故障原因についての示唆を含んでいる。
【０００８】
具体的構成に於いて、知識ベース駆動手段は、測定手段から得られる測定データに基づいて、故障診断の判定指標となる複数種類の指標データを作成するデータ処理手段を具えている。一方、診断知識ベースは、前記指標データに基づいて、故障状態の類型を判別するための条件が類型毎に規定されている条件知識部と、故障の類型毎に１或いは複数種類の指標データと複数の故障原因との関連強度が規定されている関連強度知識部とから構成される。
ここで、知識ベース駆動手段は、診断知識ベースの条件知識部に基づいて、前記指標データから故障状態の類型を判断した後、関連強度知識部に基づいて、判断された類型毎に、前記指標データから各故障原因が真の原因である確率を表わす診断データを算出するものである。
【０００９】
燃焼系に於いては、１つの故障が複数の指標データ（症状）に様々な強さで影響を及ぼすばかりでなく、複数の故障が同時に発生して、異なる故障が同一の指標データに相乗して影響を及ぼしたり、１つの故障が故障状態の違いによって異なる指標データに影響を及ぼすことがある。図５は、この状態を模式的に表わしたものであって、１つの故障原因が、そのときの条件の違いによって異なる症状となって現われたり、条件が同じでも複数の症状となって現われることになる。ここで、故障原因と症状を互いに結びつける条件は、燃焼系の動作シーケンスによって決まり、条件毎に故障の類型が異なると考えられる。
【００１０】
又、経験的にも、燃焼系の故障には、シーケンスの進行と直接に結びついた故障状態の類型があって、類型毎に、故障原因とそのときの症状との関係を整理すれば、両者には１対１の関係が成り立つことが経験的に判明している。図６は、故障原因と症状との関係を条件毎に分類して整理したものであって、１つの条件の成立によって特定される故障の類型毎に観察すれば、１つの故障原因と、これによって生じる複数の症状との間には、一定の対応関係が成立する。例えば、図６に於いて、故障原因Ｖが発生したとき、その症状は、条件１と条件２で異なる症状となって現われる。即ち、条件１の下では、指標データＡには強い影響を及ぼし、指標データＣには中程度の影響を及ぼし、他の指標データには影響を及ぼさないのに対し、条件２の下では、指標データＡには弱い影響を及ぼし、他の指標データには影響を及ぼさない。他の故障原因についても、条件によって現われる症状は異なる。従って、仮にこの状態を条件毎に分類せずに、故障診断を行なったとすると、故障原因を特定することが出来ない。
【００１１】
そこで、上記具体的構成に於いては、診断知識ベースを条件知識部と関連強度知識部から構成し、条件知識部によって、先ず故障状態の類型毎に設定された条件を判断して、故障原因の解明に際して考慮すべき１或いは複数の類型を導出した後、関連強度知識部によって、故障状態の類型毎に診断データを算出する。該診断方式によれば、ある症状と故障原因との関係が、故障状態の類型毎に検証されるので、正確な診断が可能である。
【００１２】
【発明の効果】
本発明に係る燃焼系の故障診断装置によれば、燃焼系の挙動を表わす測定データに基づいて、自動的に定量的な診断データが得られ、該診断データは、故障原因を直接的に表わし、或いは真の故障原因についての示唆を含んでいるので、経験の浅い保守点検員にとっても故障原因の解明は容易となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明を図２に示す燃焼系に実施した形態につき、図面に沿って詳述する。
図２に於いて、燃焼室（１０）には、メインバーナ（１５）が設置されると共に、メインバーナ（１５）の側部にパイロットバーナ（１７）、パイロットバーナ（１７）の側部にスパークロッド（２０）が設置されている。又、燃焼室（１０）にはブロア（２２）が接続されて、燃焼用の空気が供給される。
都市ガス（１１）は、緊急遮断弁としての機能を有するメイン弁（１２）（１３）を経てメインバーナ（１５）へ供給されると共に、パイロット弁（１６）を経てパイロットバーナ（１７）へ供給される。パイロットバーナ（１７）へ供給される都市ガス（１１）の流量と、ブロア（２２）によって燃焼室（１０）へ送り込まれる空気の量は、リンク機構（２４）により互いに連結されたダンパ（１４）（２３）によって調整される。又、スパークロッド（２０）には、点火トランス（１９）を介して点火電源（１８）が接続されている。
【００１４】
メインバーナ（１５）に点火する際には、先ず、点火トランス（１９）に電圧を印加して、スパークロッド（２０）からスパークを発生させる。そして、パイロットバーナ（１７）へ都市ガス（１１）を供給して、パイロットバーナ（１７）に点火する。次に、メインバーナ（１５）へ都市ガス（１１）を供給して、メインバーナ（１５）を点火する。
この過程で、スパークロッド（２０）から発生するスパークや、パイロットバーナ（１７）或いはメインバーナ（１５）から発生する火炎は、フレーム検知器（２１）によって検知される。燃焼室（１０）内の排ガス（２５）は外部へ排出される。
図３は、スパークロッド（２０）の取付け状態を示しており、スパークロッド（２０）は、パイロットバーナ（１７）上に碍子（２７）を介して支持され、その先端部は、保炎板（２８）を貫通して燃焼室側へ突出している。スパークロッド（２０）の基端部には、前記点火電源（１８）から伸びるケーブル（２６）が接続されている。
【００１５】
メインバーナ（１５）に点火する際の一連のシーケンスは、燃焼系制御装置（１）によって制御されている。図４は、燃焼系制御装置（１）が実行する一連のシーケンスを示している。
“点火待ち”タイミングでは、点火トランス（１９）に電圧が印加されて、スパークチェックが行なわれた後、点火トランス（１９）に対する電圧印加を停止した状態で、フレーム検知器（２１）の出力信号のチェック（ＵＶチェック）が行なわれる。次に、“イグニッショントライアル”タイミングでは、パイロット弁（１６）を開いた状態で点火トランス（１９）に電圧が印加されて、スパークロッド（２０）からのスパークによってパイロットバーナ（１７）に点火され、その後の“パイロットオンリー”タイミングで点火トランス（１９）に対する電圧の印加が停止される。更に、“メイントライアル”タイミングではメイン弁（１２）（１３）が開かれて、メインバーナ（１５）に点火される。次に、“メイン安定”タイミングでは、パイロットバーナ（１７）に対する燃料の供給が停止され、“定常燃焼”へ移行する。
【００１６】
尚、点火トランス系の故障には、点火トランス二次側コードの損傷や絶縁不良、或いは断線、点火トランス電源ラインの接続不良、供給電圧の低下等が挙げられる。又、スパークロッド系の故障には、碍子損傷、スパークギャップ調整不良、異物、汚れによるスパーク電流のリーク等が挙げられる。パイロットバーナ系の故障には、バイロットバーナインプット量不足、空燃比調整不良、パイロットガバナ動作不良等が挙げられる。更に、メインバーナ系の故障には、バーナ破損、流量制御の不具合、メイン遮断弁の動作不良、ガバナ圧力調整不良等が挙げられる。
【００１７】
図１は、上記燃焼系を対象とする故障診断装置（９）の構成を表わしており、故障診断装置（９）には、燃焼系制御装置（１）から得られる各種測定データが供給される。ここで、測定データには、
・点火トランスに電圧を印加してからスパークロッドによるスパークが検出されるまでの時間（スパーク検出時間）
・点火トランスの一次側を流れる電流（点火トランス一次電流）
・スパークチェックタイミングにてフレーム検知器から出力される信号（フレーム電流）
・イグニッショントライアルタイミングにおけるフレーム電流
・パイロットバーナに燃料を供給してからパイロットバーナが着火するまでの遅れ時間
・パイロットオンリータイミングにおけるフレーム電流
・メイントライアルタイミング前半１．５秒におけるフレーム電流
・メイントライアルタイミング後半７．５秒におけるフレーム電流
・メイン安定タイミングにおけるフレーム電流
が含まれる。
尚、点火トランス一次電流やフレーム電流については適宜、サンプリングした電流値を平均して、測定データとする。
【００１８】
以下、図２に示す燃焼系を、点火トランス系、スパークロッド系、パイロットバーナ系、及びメインバーナ系の４つの系統に分類して、各系統毎に故障診断装置（９）を構成した例について夫々説明する。
【００１９】
点火トランス系について
燃焼系制御装置（１）から異常度算出回路（２）には下記の測定データが供給される。
・スパーク検出時間（測定データａ）
・スパーク検出時間の異常発生頻度（過去一定期間においてスパーク検出時間が所定の限界値を越えた回数）
・点火トランス一次電流（測定データｂ）
・スパークチェックタイミングにおけるフレーム電流（測定データｃ）
・スパークチェックタイミングにおけるフレーム電流の異常発生頻度（過去一定期間においてフレーム電流の正常値との偏差が所定の限界値を越えた回数）
・イグニッショントライアルタイミングにおけるフレーム電流（測定データｄ）
【００２０】
異常度算出回路（２）は、上記各測定データに対してｋ個のしきい値Ｔ１〜Ｔｋを有し、下記数１によって各測定データＤの異常の程度を表わす異常度Ａを算出するものである。尚、各測定データに対するしきい値は、異常度算出回路（２）に接続された異常度しきい値格納メモリ（３）に予め格納されている。
【数１】
Ｄ＜Ｔ１          のとき、Ａ＝０  （正常）
Ｔ１≦Ｄ＜Ｔ２    のとき、Ａ＝１
Ｔ２≦Ｄ＜Ｔ３    のとき、Ａ＝２
・                  ・
・                                    ・
Ｔｋ−１≦Ｄ＜Ｔｋ  のとき、Ａ＝ｋ−１
Ｔｋ≦Ｄ          のとき、Ａ＝ｋ
【００２１】
これによって得られる各測定データに対する異常度Ａは２値化回路（４）へ供給される。２値化回路（４）では、異常度Ａ＝０の場合を正常、異常度Ａ≧１の場合を異常として、測定データを正常／異常に２値化し、その結果は条件判定回路（５）へ供給される。条件判定回路（５）では、後述の条件判定によって故障状態の類型が判断され、その判断結果と前記異常度算出回路（２）から得られる異常度Ａとは、診断データ算出回路（６）へ供給される。条件判定回路（５）及び診断データ算出回路（６）には診断知識ベース（７）が接続されている。
【００２２】
診断知識ベース（７）には、故障状態の類型を判別するための条件として、図７に示す如く、
条件１：測定データａが異常のとき
条件２：測定データｂが異常のとき
条件３：測定データｃが正常のとき
条件４：測定データｂが異常、且つ測定データｃが異常、且つ測定データｄが正常のとき
条件５：測定データｂが異常、且つ測定データｃが異常、且つ測定データｄが異常のとき
条件６：測定データｂが正常、且つ測定データｃが異常のとき
の６つの条件が設定されている。
【００２３】
条件判定回路（５）は、２値化回路（４）から得られる２値化データが上記の何れの条件に該当するかを判断し、その結果を診断データ算出回路（６）へ供給する。ここで、２値化データが該当する条件は、通常は１つに限らず、複数の条件に該当することになる。
【００２４】
又、診断知識ベース（７）には、図７に示す如く条件毎に、診断に考慮すべき１或いは指標データが規定されると共に、各指標データと複数の故障原因との間の関連強度Ｗが規定されている。
即ち、条件１については、下記の５つの指標データが規定されている。
（１−１）  測定データａの異常度
（１−２）  測定データａの異常発生頻度の異常度
（１−３）  測定データｂの異常度
（１−４）  測定データｃの異常度
（１−５）  測定データｃの異常発生頻度の異常度
条件２については、下記３つの指標データが規定されている。
（２−１）  測定データｂの異常度
（２−２）  測定データｃの異常度
（２−３）  測定データｃの異常発生頻度の異常度
条件３については、下記の指標データが規定されている。
（３−１）  測定データｂの異常度
条件４については、下記２つの指標データが規定されている。
（４−１）  測定データｂの異常度
（４−２）  測定データｃの異常度
条件５については、下記２つの指標データが規定されている。
（５−１）  測定データｂの異常度
（５−２）  測定データｃの異常度
条件６については、下記２つの指標データが規定されている。
（６−１）  測定データｃの異常度
（６−２）  測定データｃの異常発生頻度の異常度
【００２５】
尚、図７に示す条件や関連強度は、熟練した複数の保守点検員の知識を聴取し、その結果を集約することによって得られるものである。
【００２６】
診断データ算出回路（６）は、診断知識ベース（７）から各指標データについての関連強度を読み出すと共に、異常度算出回路（２）から得られる各指標データについての異常度を取り込む。
一般に条件Ｎについて、その下に設定された指標データｍの異常度をＡＮ−ｍ、想定した故障原因ｉと指標データｍとの関連強度をＷｉ，Ｎ−ｍとしたとき、故障原因ｉについての診断データＦｉは下記数２によって算出することが出来る。
【数２】
Ｆｉ＝ΣＮΣｍ（ＡＮ−ｍ×Ｗｉ，Ｎ−ｍ）
但し、ΣＮはＮについての総計を表わし、Σｍはｍについての総計を表わす。こで、条件Ｎが成立しないときは、Ｗｉ，Ｎ−ｍ＝０とする。
【００２７】
この様にして得られた診断データＦは出力装置（８）から出力される。ここで、診断データＦｉが相対的に大きいほど、故障原因ｉが点火トランス系故障の真の原因である確率が高いものと推測出来る。
【００２８】
尚、上記数２の如き、総計による診断データの算出方式に限らず、各故障原因についての積（ＡＮ−ｍ×Ｗｉ，Ｎ−ｍ）の最大値を診断データとする方式を採用することも可能である。
又、上記数２による診断データの算出に於いて、算出結果が一定値を越えたときは、診断データを該一定値に抑える頭切り演算を採用することも可能である。
【００２９】
スパークロッド系について
燃焼系制御装置（１）から異常度算出回路（２）には下記の測定データが供給される。
・スパーク検出時間（測定データａ）
・スパーク検出時間の異常発生頻度
・点火トランス一次電流（測定データｂ）
・スパークチェックタイミングにおけるフレーム電流（測定データｃ）
・スパークチェックタイミングにおけるフレーム電流の異常発生頻度
・イグニッショントライアルタイミングにおけるフレーム電流（測定データｄ）
・着火遅れ時間（測定データｅ）
・着火遅れ時間の異常発生頻度（過去一定期間において、着火遅れ時間が所定の限界値を超えた回数）
・パイロットオンリータイミングにおけるフレーム電流（測定データｆ）
【００３０】
異常度算出回路（２）は、同様に各測定データについてのしきい値Ｔ１〜Ｔｋを有し、上記数１によって各測定データＤの異常の程度を表わす異常度Ａを算出する。
これによって得られる各測定データに対する異常度Ａは２値化回路（４）へ供給されて、正常／異常に２値化され、その結果は条件判定回路（５）へ供給される。
【００３１】
診断知識ベース（７）には、故障状態の類型を判別するための条件として、図８に示す如く、
条件１：測定データａが異常のとき
条件２：測定データｂが異常のとき
条件３：測定データｃが正常のとき
条件４：測定データｂが異常、且つ測定データｃが異常、且つ測定データｄが正常のとき
条件５：測定データｂが正常、且つ測定データｃが異常のとき
条件６：測定データｂが正常、且つ測定データｃが異常、且つ測定データｅが異常のとき
条件７：測定データｂが正常、且つ測定データｄが異常、且つ測定データｅが異常のとき
条件８：測定データｄが異常、且つ測定データｆが正常のとき
条件９：測定データｄが異常、且つ測定データｆが異常のとき
の９つの条件が設定されている。
【００３２】
そこで、条件判定回路（５）は、２値化回路（４）から得られる２値化データが上記の何れの条件に該当するかを判断し、その結果を診断データ算出回路（６）へ供給する。
【００３３】
又、診断知識ベース（７）には、図８に示す如く条件毎に、診断に考慮すべき１或いは指標データが規定されると共に、各指標データと複数の故障原因との間の関連強度Ｗが規定されている。
即ち、条件１については、下記の５つの指標データ規定されている。
（１−１）  測定データａの異常度
（１−２）  測定データａの異常発生頻度の異常度
（１−３）  測定データｂの異常度
（１−４）  測定データｃの異常度
（１−５）  測定データｃの異常発生頻度の異常度
条件２については、下記３つの指標データが規定されている。
（２−１）  測定データｂの異常度
（２−２）  測定データｃの異常度
（２−３）  測定データｃの異常発生頻度の異常度
条件３については、下記の指標データが規定されている。
（３−１）  測定データｂの異常度
条件４については、下記２つの指標データが規定されている。
（４−１）  測定データｂの異常度
（４−２）  測定データｃの異常度
条件５については、下記２つの指標データが規定されている。
（５−１）  測定データｃの異常度
（５−２）  測定データｃの異常発生頻度の異常度
条件６については、下記３つの指標データが規定されている。
（６−１）  測定データｄの異常度
（６−２）  測定データｅの異常度
（６−３）  測定データｅの異常発生頻度の異常度
条件７については、下記３つの指標データが規定されている。
（７−１）  測定データｄの異常度
（７−２）  測定データｅの異常度
（７−３）  測定データｅの異常発生頻度の異常度
条件８については、下記の指標データが規定されている。
（８−１）  測定データｄの異常度
条件９については、下記２つのの指標データが規定されている。
（９−１）  測定データｄの異常度
（９−２）  測定データｆの異常度
【００３４】
診断データ算出回路（６）は、同様に、診断知識ベース（７）から各指標データについての関連強度を読み出すと共に、異常度算出回路（２）から得られる各指標データについての異常度を取り込み、前記数２によって、故障原因ｉについての診断データＦｉを算出する。この様にして得られた診断データＦは出力装置（８）から出力される。
【００３５】
パイロットバーナ系
燃焼系制御装置（１）から異常度算出回路（２）には下記の測定データが供給される。
・点火トランス一次電流（測定データａ）
・スパークチェックタイミングにおけるフレーム電流（測定データｂ）
・イグニッショントライアルタイミングにおけるフレーム電流（測定データｃ）
・着火遅れ時間（測定データｄ）
・着火遅れ時間の異常発生頻度
・パイロットオンリータイミングにおけるフレーム電流（測定データｅ）
・メイントライアルタイミング前半１．５秒間におけるフレーム電流（測定データｆ）
【００３６】
異常度算出回路（２）は、同様に各測定データについてのしきい値Ｔ１〜Ｔｋを有し、上記数１によって各測定データＤの異常の程度を表わす異常度Ａを算出する。
これによって得られる各測定データに対する異常度Ａは２値化回路（４）へ供給されて、正常／異常に２値化され、その結果は条件判定回路（５）へ供給される。
【００３７】
診断知識ベース（７）には、故障状態の類型を判別するための条件として、図９に示す如く、
条件１：測定データａが正常、且つ測定データｂが正常のとき
条件２：測定データａが正常、且つ測定データｂが異常、且つ測定データｄが異常のとき
条件３：測定データａが正常、且つ測定データｂが正常、且つ測定データｄが異常のとき
条件４：測定データａが正常、且つ測定データｃが異常、且つ測定データｄが異常のとき
条件５：測定データｃが正常、且つ測定データｅが異常のとき
条件６：測定データｃが異常、且つ測定データｅが異常のとき
条件７：測定データｅが異常、且つ測定データｆが正常のとき
条件８：測定データｅが異常、且つ測定データｆが異常のとき
条件９：測定データｆが異常のとき
の９つの条件が設定されている。
【００３８】
そこで、条件判定回路（５）は、２値化回路（４）から得られる２値化データが上記の何れの条件に該当するかを判断し、その結果を診断データ算出回路（６）へ供給する。
【００３９】
又、診断知識ベース（７）には、図９に示す如く条件毎に、診断に考慮すべき１或いは指標データが規定されると共に、各指標データと複数の故障原因との間の関連強度Ｗが規定されている。
即ち、条件１については、下記の指標データ規定されている。
（１−１）  測定データｃの異常度
条件２については、下記３つの指標データが規定されている。
（２−１）  測定データｃの異常度
（２−２）  測定データｄの異常度
（２−３）  測定データｄの異常発生頻度の異常度
条件３については、下記３つの指標データが規定されている。
（３−１）  測定データｃの異常度
（３−２）  測定データｄの異常度
（３−３）  測定データｄの異常発生頻度の異常度
条件４については、下記３つの指標データが規定されている。
（４−１）  測定データｃの異常度
（４−２）  測定データｄの異常度
（４−３）  測定データｄの異常発生頻度の異常度
条件５については、下記の指標データが規定されている。
（５−１）  測定データｅの異常度
条件６については、下記２つの指標データが規定されている。
（６−１）  測定データｃの異常度
（６−２）  測定データｅの異常度
条件７については、下記の指標データが規定されている。
（７−１）  測定データｅの異常度
条件８については、下記２つの指標データが規定されている。
（８−１）  測定データｅの異常度
（８−２）  測定データｆの異常度
条件９については、下記の指標データが規定されている。
（９−１）  測定データｆの異常度
【００４０】
そして、各指標データについて、複数の故障原因との関連強度Ｗが規定されている。
診断データ算出回路（６）は、同様に、診断知識ベース（７）から各指標データについての関連強度を読み出すと共に、異常度算出回路（２）から得られる各指標データについての異常度を取り込み、前記数２によって、故障原因ｉについての診断データＦｉを算出する。この様にして得られた診断データＦは出力装置（８）から出力される。
【００４１】
メインバーナ系
燃焼系制御装置（１）から異常度算出回路（２）には下記の測定データが供給される。
・パイロットオンリータイミングにおけるフレーム電流（測定データａ）
・メイントライアルタイミング前半１．５秒間におけるフレーム電流（測定データｂ）
・メイントライアルタイミング後半７．５秒間におけるフレーム電流（測定データｃ）
・メイン安定タイミングにおけるフレーム電流（測定データｄ）
【００４２】
異常度算出回路（２）は、同様に各測定データについてのしきい値Ｔ１〜Ｔｋを有し、上記数１によって各測定データＤの異常の程度を表わす異常度Ａを算出する。
これによって得られる各測定データに対する異常度Ａは２値化回路（４）へ供給されて、正常／異常に２値化され、その結果は条件判定回路（５）へ供給される。
【００４３】
診断知識ベース（７）には、故障状態の類型を判別するための条件として、図９に示す如く、
条件１：測定データａが正常、且つ測定データｂが異常のとき
条件２：測定データｃが異常のとき
条件３：測定データｃが正常、且つ測定データｄが異常のとき
条件４：測定データｃが異常、且つ測定データｄが正常のとき
条件５：測定データｃが異常、且つ測定データｄが異常のとき
の５つの条件が設定されている。
【００４４】
そこで、条件判定回路（５）は、２値化回路（４）から得られる２値化データが上記の何れの条件に該当するかを判断し、その結果を診断データ算出回路（６）へ供給する。
【００４５】
又、診断知識ベース（７）には、図１０に示す如く条件毎に、診断に考慮すべき１或いは指標データが規定されると共に、各指標データと複数の故障原因との間の関連強度Ｗが規定されている。
即ち、条件１については、下記の指標データ規定されている。
（１−１）  測定データｂの異常度
条件２については、下記の指標データが規定されている。
（２−１）  測定データｃの異常度
条件３については、下記の指標データが規定されている。
（３−１）  測定データｄの異常度
条件４については、下記の指標データが規定されている。
（４−１）  測定データｃの異常度
条件５については、下記２つのの指標データが規定されている。
（５−１）  測定データｃの異常度
（５−２）  測定データｄの異常度
【００４６】
そして、各指標データについて、複数の故障原因との関連強度Ｗが規定されている。
診断データ算出回路（６）は、同様に、診断知識ベース（７）から各指標データについての関連強度を読み出すと共に、異常度算出回路（２）から得られる各指標データについての異常度を取り込み、前記数２によって、故障原因ｉについての診断データＦｉを算出する。この様にして得られた診断データＦは出力装置（８）から出力される。
【００４７】
尚、図７〜図１０に示す各条件及び関連強度の設定に際しては、下記の事項が考慮されている。
即ち、点火トランス系の条件１と、スパークロッド系の条件１については、スパーク検出時間に遅れが発生した場合に、その原因となるのは、点火トランス系又はスパークロッド系に限られ、パイロットバーナ系やメインバーナ系には依存しないので、点火トランス系及びスパークロッド系の診断に於いては、スパーク検出遅れ時間に異常があることを条件としたものである。そして、この条件の下に、点火トランス系及びスパークロッド系の診断に用いることの出来る測定データ（点火トランス一次電流、スパークチェックタイミング中のフレーム電流）を組み合わせることで、故障原因としてスパークロッド系も特定するが、特に点火トランス系を特定するロジックとした。
【００４８】
点火トランス系の条件２と、スパークロッド系の条件２については、点火トランス一次電流に異常が発生した場合、その原因となるのは点火トランス系又はスパークロッド系に限られ、パイロットバーナ系やメインバーナ系には依存しないので、点火トランス系及びスパークロッド系の診断において、点火トランス一次電流に異常があることを条件としたものである。そして、この条件の下に、スパークチェックタイミング中のフレーム電流に異常があったとき、故障原因として点火トランス系も特定するが、特にスパークロッド系を特定するロジックとした。
【００４９】
点火トランス系の条件３と、スパークロッド系の条件３については、点火トランス一次電流に異常が発生した場合、その原因となるのは点火トランス系又はスパークロッド系に限られ、パイロットバーナ系やメインバーナ系には依存しないので、点火トランス系及びスパークロッド系の診断に於いては、点火トランス一次電流の異常度に基づく診断に際して、スパークチェックタイミング中のフレーム電流が正常であることを前提として、スパークロッド系も診断するが、特に点火トランス系を診断するロジックとした。
【００５０】
パイロットバーナ系の条件１については、点火トランス一次電流及びスパークチェックタイミング中のフレーム電流が正常である場合、点火トランス系及びスパークロッド系は正常であるという条件を設定した。そして、この条件の下で、イグニッショントライアルタイミング中のフレーム電流に異常があったとき、故障原因として、特にパイロットバーナ系を特定するロジックとした。
【００５１】
点火トランス系の条件４と、スパークロッド系の条件４については、点火トランス系、スパークロッド系の故障による異常度が小さい場合、パイロットバーナは正常に点火するので、イグニッショントライアルタイミング中のフレーム電流が正常であることを前提とした。そして、更に点火トランス一次電流及びスパークチェックタイミング中のフレーム電流が異常であるとき、その原因を特定するロジックとした。
【００５２】
点火トランス系の条件５については、点火トランス系の故障状態として、点火トランス一次電流、スパークチェックタイミング中のフレーム電流、及びイグニッショントライアルタイミング中のフレーム電流に異常が発生する場合があり、これらの条件によって、特に点火トランス系を特定するロジックとした。
【００５３】
点火トランス系の条件６と、スパークロッド系の条件５については、スパークチェックタイミング中のフレーム電流に異常があり、且つ点火トランス一次電流が正常であったとき、その原因の多くはスパークロッド系にあるため、これらの条件によって故障原因を特定する。
【００５４】
スパークロッド系の条件６と、パイロットバーナ系の条件２及び３については、点火トランス一次電流が正常で、且つ着火遅れ時間に異常がある場合、その故障原因は点火トランス系になく、スパークロッド系又はパイロットバーナ系にあるため、これらを条件とした。そして、この条件の下で、故障原因を特定する場合、スパークチェックタイミング中のフレーム電流に異常があったときは、パイロットバーナ系に重きを置きながらも、スパークロッド系も特定するが、スパークチェックタイミング中のフレーム電流が正常の場合はパイロットバーナ系に特定する。
【００５５】
スパークロッド系の条件７と、パイロットバーナ系の条件４については、イグニッショントライアルタイミング中のフレーム電流及び着火遅れ時間に異常があったとき、その故障原因はスパークロッド系又はパイロットバーナ系にあるので、これを明確にするため、点火トランス系が正常であるいう条件、即ち、点火トランス系一次電流が正常であるという条件を設定した。
【００５６】
スパークロッド系の条件８及び９と、パイロットバーナ系の条件５及び６は、イグニッショントライアルタイミング中のフレーム電流と、パイロットオンリータイミング中のフレーム電流に着目した診断条件であって、夫々の正常／異常の組合せによって、スパークロッド系又はパイロットバーナ系に故障原因を特定するものである。
【００５７】
パイロットバーナ系の条件７及び８と、メインバーナ系の条件１は、パイロットオンリータイミング中のフレーム電流と、メイントライアルタイミング前半中のフレーム電流に着目した診断条件であって、夫々の正常／異常の組合せによって、スパークロッド系又はパイロットバーナ系に故障原因を特定する。
【００５８】
パイロットバーナ系の条件９と、メインバーナ系の条件２は、メイントライアルタイミング前半のフレーム電流と、メイントライアルタイミング後半のフレーム電流に着目した診断条件であって、夫々の正常／異常の組合せによって、パイロットバーナ系又はメインバーナ系に故障原因を特定する。
【００５９】
更に、メインバーナ系の条件３、４及び５は、メイントライアルタイミング後半のフレーム電流と、メイン安定タイミング中のフレーム電流に着目した診断条件であって、夫々の正常／異常の組合せによって、パイロットバーナ系又はメインバーナ系に故障原因を特定するものである。
【００６０】
上記の点火トランス系、スパークロッド系、パイロットバーナ系及びメインバーナ系に対する各故障診断装置によれば、予め想定した複数の故障原因の夫々について、その故障原因が真の原因である確率の大小を表わす診断データが出力されるので、経験の浅い保守点検員であっても、これらの診断データに基づいて迅速な故障診断が可能である。ここで、故障診断に用いられる診断知識ベース（７）は、熟練した保守点検員の知識を集約して構築されているので、診断結果の信頼性は高いものとなる。
又、診断知識ベース（７）を用いた故障診断においては、先ず、燃焼系のシーケンスによって特徴づけられる故障状態の類型が判別されて、その類型毎に、故障原因と症状との関連が検証され、各故障原因についての診断データが算出されるので、１つの故障原因がシーケンスと絡み合って多くの判定指標に影響を与える場合にも、診断データの精度は高いものとなる。
【００６１】
上記実施の形態の説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。
例えば、上記の説明では、燃焼系を、点火トランス系、スパークロッド系、パイロットバーナ系及びメインバーナ系の４つに分類して、各系統に故障診断装置を構成しているが、燃焼系全体を同時に診断対象とすることも可能であって、この場合、図７〜図１０に示す条件及び関連強度をそのまま適用すればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る故障診断装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明を実施すべき燃焼系の構成を示す系統図である。
【図３】スパークロッドの支持状態を示す側面図である。
【図４】燃焼系の動作シーケンスを示す図である。
【図５】故障原因と症状の関係を説明する図である。
【図６】条件毎に各指標と故障原因の関連強度を設定することを説明する図表である。
【図７】点火トランス系についての診断知識ベースの内容を表わす図表である。
【図８】スパークロッド系についての同上の図表である。
【図９】パイロットバーナ系についての同上の図表である。
【図１０】メインバーナ系についての同上の図表である。
【符号の説明】
（１）  燃焼系制御装置
（９）  故障診断装置
（１１）  都市ガス
（１５）  メインバーナ
（１７）  パイロットバーナ
（１９）  点火トランス
（２０）  スパークロッド
（２１）  フレーム検知器
【図１】
0003587604.tif 000002
【図２】
0003587604.tif 000003
【図３】
0003587604.tif 000004
【図４】
0003587604.tif 000005
【図５】
0003587604.tif 000006
【図６】
0003587604.tif 000007
【図７】
0003587604.tif 000008
【図８】
0003587604.tif 000009
【図９】
0003587604.tif 000010
【図１０】
0003587604.tif 000011