(57)【要約】【課題】簡易な構成で複数の検知対象の異常を検知することが可能な異常検知装置を提供する。【解決手段】異常検知装置１００は、電源配線３０と特定のノードＮ１との間に、温度ヒューズ２４および抵抗素子Ｒ１を電気的に直列に接続するための第１の直列回路ＳＣ１と、オイルセンサ２６および抵抗素子Ｒ２を電気的に直列に接続するための第２の直列回路ＳＣ２と、ノードＮ１と接地配線３４との間に電気的に接続される抵抗素子Ｒ３とを備える。温度ヒューズ２４およびオイルセンサ２６は異常発生時において電気的に導通状態から遮断状態に遷移する。第２の直列回路ＳＣ２は、第１の直列回路ＳＣ１の少なくとも一部に対して並列に接続される。マイコン４０はノードＮ１の電圧に基づいて、少なくとも温度ヒューズ２４およびオイルセンサ２６のいずれかが遮断状態になったこと、および電源電圧の異常上昇を検出する。【選択図】図２
2018054178.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の検知対象の異常発生時において電気的に導通状態から遮断状態に遷移するように構成された第１の検知素子と、
第２の検知対象の異常発生時において電気的に導通状態から遮断状態に遷移するように構成された第２の検知素子と、
第１および第２の抵抗素子と、
所定の電源電圧を供給するための電源配線と第１のノードとの間に、前記第１の検知素子と前記第１の抵抗素子とを電気的に直列に接続するための第１の直列回路と、
前記電源配線と前記第１のノードとの間に、前記第２の検知素子と前記第２の抵抗素子とを電気的に直列に接続するための第２の直列回路と、
前記第１のノードと接地配線との間に電気的に接続される第３の抵抗素子と、
前記第１のノードの電圧に基づいて、少なくとも前記第１および第２の検知素子のいずれかが前記遮断状態になったこと、および、前記電源電圧の異常上昇を検出するための制御部とを備え、
前記第２の直列回路が前記第１の直列回路の少なくとも一部に対して並列に接続されることにより、前記第１の検知素子のみが前記遮断状態に遷移した第１の状態、前記第２の検知素子のみが前記遮断状態に遷移した第２の状態、および、前記第１および第２の検知素子の両方が前記導通状態である第３の状態の間で、前記第１および第２の検知素子および前記第１および第２の抵抗素子による前記電源配線および前記第１のノードの間での合成抵抗が変化するように構成される、異常検知装置。
【請求項２】
前記第１の直列回路において、前記第１の抵抗素子は、前記第１の検知素子と前記第１のノードとの間に電気的に接続され、
前記第２の直列回路は、前記第１の抵抗素子に対して並列に接続される、請求項１に記載の異常検知装置。
【請求項３】
前記第２の検知素子は、前記第１の検知素子と負荷に前記電源電圧を供給するための給電線との間に電気的に接続される、請求項２に記載の異常検知装置。
【請求項４】
前記第２の直列回路は、前記第１の直列回路に対して並列に接続される、請求項１に記載の異常検知装置。
【請求項５】
前記第２の検知素子は、前記電源配線と負荷に前記電源電圧を供給するための給電線との間に電気的に接続される、請求項４に記載の異常検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、異常検知装置に関し、より特定的には、複数の検知対象の異常を検知するための異常検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料（たとえば灯油やガス）を燃焼させ、被加熱物（たとえば水）を加熱する各種の装置（たとえば給湯装置）においては、燃料や炎の漏れ、被加熱物の温度の異常上昇、電源電圧の異常上昇などの異常が発生した場合、これらの異常を確実に検知できることが求められる。たとえば、特許第５５９７０４５号公報（特許文献１）には、風呂給湯装置において、熱交換器の温度の異常上昇を検出するために、温度ヒューズおよびハイリミットスイッチを設けた構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５５９７０４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１において、温度ヒューズは、缶体からの炎漏れなどにより一定値以上の温度を検知すると断線（溶断）し、断線信号を出力するように構成されている。一方、ハイリミットスイッチは、熱交換器からの異常な高温出湯により一定値以上の温度を検知すると、その接点が開放されてオフ信号を出力するように構成されている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１では、温度ヒューズの断線信号と、ハイリミットスイッチのオフ信号とは別々の信号伝達経路を経由して、マイクロコンピュータ（以下、マイコンとも称する）の入力ポートに入力される。すなわち、特許文献１は、複数の検知素子にそれぞれ対応して複数の信号伝達経路を設けている。また、マイコンにおいても、複数の検知素子がそれぞれ出力する複数の信号を受け付けるために、複数の入力ポートが必要となっている。
【０００６】
そのため、特許文献１では、複数の検知素子を内蔵する回路において、複数の信号伝達経路を形成するために用いられる回路素子数が多くなり、回路構成が複雑、かつ大規模化する。また、当該回路の出力信号を受けるマイコンでは、検知素子数に応じてポート数が増大する。この結果、異常を検知するための装置の大型化および高コスト化を招いてしまうという問題があった。
【０００７】
この発明はこのような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、簡易な構成で複数の検知対象の異常を検知することが可能な異常検知装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明のある局面に従えば、異常検知装置は、第１および第３の検知素子と、第１から第３の抵抗素子と、第１および第２の直列回路と、制御部とを備える。第１の検知素子は、第１の検知対象の異常発生時において電気的に導通状態から遮断状態に遷移するように構成される。第２の検知素子は、第２の検知対象の異常発生時において電気的に導通状態から遮断状態に遷移するように構成される。第１の直列回路は、所定の電源電圧を供給するための電源配線と第１のノードとの間に、第１の検知素子と第１の抵抗素子とを電気的に直列に接続するための回路である。第２の直列回路は、電源配線と第１のノードとの間に、第２の検知素子と第２の抵抗素子とを電気的に直列に接続するための回路である。第３の抵抗素子は、第１のノードと接地配線との間に電気的に接続される。制御部は、第１のノードの電圧に基づいて、少なくとも第１および第２の検知素子のいずれかが遮断状態になったこと、および、電源電圧の異常上昇を検出するように構成される。異常検知回路は、第２の直列回路が第１の直列回路の少なくとも一部に対して並列に接続されることにより、（ｉ）第１の検知素子のみが遮断状態に遷移した第１の状態、（ｉｉ）第２の検知素子のみが遮断状態に遷移した第２の状態、および、（ｉｉｉ）第１および第２の検知素子の両方が導通状態である第３の状態の間で、第１および第２の検知素子および第１および第２の抵抗素子による電源配線および第１のノードの間での合成抵抗が変化するように構成される。
【０００９】
上記異常検知装置によれば、上記第１から第３の状態の間で、第１のノードには異なる電圧が現われる。さらに、第３の状態であっても、電源電圧の異常上昇によって、第１のノードに現われる電圧が異なる。これにより、制御部は、第１のノードの電圧に基づいて、少なくとも第１および第２の検知素子のいずれかが遮断状態になったこと、および、電源電圧の異常上昇を検出することができる。この結果、複数の検知素子にそれぞれ対応して複数の信号伝達経路を設ける、従来技術に比べて、異常検知構成の回路素子数を減らすとともに、制御部における入力ポート数の増大を抑制することができる。この結果、簡易な構成で複数の検知対象の異常を検知することが可能な異常検知装置を実現することができる。
【００１０】
好ましくは、第１の直列回路において、第１の抵抗素子は、第１の検知素子と第１のノードとの間に電気的に接続される。第２の直列回路は、第１の抵抗素子に対して並列に接続される。
【００１１】
このようにすると、制御部は、第１のノードの電圧に基づいて、少なくとも第１の検知素子が遮断状態になったこと、第２の検知素子のみが遮断状態になったこと、および、電源電圧の異常上昇を検知することができる。
【００１２】
より好ましくは、第２の検知素子は、第１の検知素子と負荷に電源電圧を供給するための給電線との間に電気的に接続される。このようにすると、少なくとも第１および第２の検知素子のいずれかが遮断状態となったときには、負荷に対する電源電圧の供給を遮断することができる。したがって、第１および第２の検知対象の異常発生時において負荷の運転を速やかに停止させることができる。
【００１３】
好ましくは、第２の直列回路は、第１の直列回路に対して並列に接続される。このようにすると、制御部は、第１のノードの電圧に基づいて、第１の検知素子のみが遮断状態になったこと、第２の検知素子のみが遮断状態になったこと、第１および第２の検知素子の両方が遮断状態になったこと、および、電源電圧の異常上昇を検知することができる。
【００１４】
より好ましくは、第２の検知素子は、電源配線と負荷に電源電圧を供給するための給電線との間に電気的に接続される。このようにすると、第２の検知素子が遮断状態となったときには、負荷に対する電源電圧の供給を遮断することができる。したがって、第２の検知対象の異常発生時において負荷の運転を速やかに停止させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、簡易な構成で複数の検知対象の異常を検知することが可能な異常検知装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態１に従う異常検知装置が適用される給湯装置の全体構成図である。
【図２】実施の形態１に従う異常検知構成を説明するための概略的な回路図である。
【図３】給湯装置の状態と、図２に示した異常検知構成における、電源配線およびノードＮ１の間での合成抵抗、ならびにマイコンへの入力値との関係を説明するための図である。
【図４】実施の形態２に従う異常検知構成を説明するための概略的な回路図である。
【図５】給湯装置の状態と、図４に示した異常検知構成における、電源配線およびノードＮ１の間での合成抵抗、ならびにマイコンへの入力値との関係を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は原則的に繰り返さないものとする。
【００１８】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に従う異常検知装置が適用される給湯装置の全体構成図である。給湯装置２００は、例えば、燃料オイル（灯油等）を燃焼させるオイル給湯装置である。
【００１９】
図１を参照して、給湯装置２００は、熱交換器１と、バーナ２と、送風ファン３と、燃料供給管５と、リターン管６と、入水管７と、バイパス管８と、出湯管９と、給湯管１０と、コントローラ１００とを備える。熱交換器１、バーナ２および送風ファン３は缶体４内に格納されている。
【００２０】
入水管７には、水道水等の低温水（非加熱水）が給水される。入水管７および出湯管９の間には、缶体４をバイパスして、入水管７からの非加熱水を通流するためのバイパス管８が配置される。入水管７およびバイパス管８の間には、バイパス管８の流量を制御するための分配弁１１が介挿接続される。
【００２１】
分配弁１１を経由して缶体４へ供給された低温水は、熱交換器１によって加熱される。熱交換器１によって所定温度まで加熱された高温水は、出湯管９から出力される。
【００２２】
出湯管９は、合流部１２においてバイパス管８と接続される。したがって、給湯装置２００では、缶体４によって加熱された出湯管９からの高温水（加熱水）と、バイパス管８を通過した低温水（非加熱水）とが合流部１２で混合されて、給湯管１０から出力される。これにより、給湯管１０から、給湯栓１３や図示しない風呂への注湯回路などの所定の給湯箇所に、適温の湯が供給される。
【００２３】
入水管７には、温度センサ１４および流量センサ１５が配置される。温度センサ１４は、低温水の温度（入水温度）を検出する。流量センサ１５は、分配弁１１よりも下流側（缶体側）に配置される。流量センサ１５によって検出される流量は、缶体４を通過する流量に相当する。
【００２４】
出湯管９には、温度センサ１６が設けられる。温度センサ１６は、出湯管９とバイパス管８との合流部１２よりも上流側（缶体側）に配置されて、缶体４からの出湯温度を検出する。
【００２５】
給湯管１０には、流量調整弁１７および温度センサ１８が設けられる。流量調整弁１７は、缶体４での加熱能力の不足により、設定湯温に従って給湯することが困難な場合に、給湯流量を絞るように制御される。温度センサ１８は、高温水および低温水が混合された後の給湯温度を検出する。
【００２６】
缶体４において、バーナ２は、その火炎を下向きに噴射するように配設される。バーナ２は、例えば、リターン式噴射ノズルを有するガンタイプバーナである。燃料供給管５は、図示しない燃料タンクからの燃料オイルをバーナ２に供給する。燃料供給管５には、電磁比例弁１９および電磁供給ポンプ２０が介挿接続される。
【００２７】
バーナ２は、燃料供給管５を経由して供給された燃料オイルを噴霧する。バーナ２は、供給された燃料オイルの一部をリターン油としてリターン管６を通して燃料供給管５に戻すように構成される。リターン管６には、リターン油の温度を検出する温度センサ２１およびリターン油の流量を比例制御する流量制御弁２２が配置される。
【００２８】
バーナ２から噴霧された燃料オイルは、送風ファン３からの燃焼用空気と混合される。点火装置によって混合気が着火されることにより、燃料オイルが燃焼されて火炎が生じる。バーナ２からの火炎によって生じる燃焼熱は、缶体４内で熱交換器１へ与えられる。熱交換器１は、バーナ２による燃料オイルの顕熱（燃焼熱）により入水を熱交換によって加熱する。このように、缶体４では、バーナ２での燃焼による発生熱量により、熱交換器１で、入水管から供給された水を加熱する。
【００２９】
缶体４での燃焼制御は、流量制御弁２２を所定の一定開度に固定した状態で電磁供給ポンプ２０を交互にオン・オフさせてオン燃焼とオフ燃焼とを繰り返すことにより行なわれる。あるいは、燃焼制御は、流量制御弁２２によりリターン油の流量を要求号数に応じて比例的に変更して、バーナ２からの噴霧量を要求号数に応じた値に調整することにより行なわれる。
【００３０】
また、上記燃焼制御において、送風ファン３による送風量は、バーナ２からの噴霧量との空燃比が所定値（例えば、理論空燃比）となるように制御される。
【００３１】
缶体４の外周には、温度ヒューズ２４が配置される。温度ヒューズ２４は、缶体４からの炎が漏れ出すことを監視するための検知素子である。温度ヒューズ２４は、缶体４の破損等によって缶体４外部にバーナ２の炎があふれ出たときに、その炎で加熱されて一定値以上の温度になると溶断するように構成されている。
【００３２】
つまり、温度ヒューズ２４は、給湯装置２００が正常に動作しており、温度ヒューズ２４で検知される温度が一定値未満の状態であれば、電気的に導通状態になる。これにより、温度ヒューズ２４が挿入されている経路をショートさせる。一方、缶体４から炎が漏れ出して、温度ヒューズ２４で検知される温度が一定値以上になると、温度ヒューズ２４は溶断して、電気的に導通状態から遮断状態に遷移する。これにより、温度ヒューズ２４が挿入された経路をオープンにする。
【００３３】
缶体４には、ハイリミットスイッチ２５が配置される。ハイリミットスイッチ２５は、缶体４からの異常な高温出湯を監視するための検知素子である。ハイリミットスイッチ２５は、缶体４が一定値以上の温度になると、その接点が開放することにより、電気的に導通状態から遮断状態に遷移する。なお、ハイリミットスイッチ２５は、缶体４の温度が下がると、その接点が自動的に復帰するようになっている。
【００３４】
つまり、ハイリミットスイッチ２５は、給湯装置２００が正常に動作しており、ハイリミットスイッチ２５で検知される温度が一定値未満の状態では、その接点が閉成状態を保つことで、ハイリミットスイッチ２５が挿入されている経路をショートさせる。一方、缶体４から異常な高温出湯があり、ハイリミットスイッチ２５で検知される温度が一定値以上になると、その接点が開放状態となり、ハイリミットスイッチ２５が挿入されている経路をオープンにする。
【００３５】
燃料供給管５の近傍には、オイルセンサ２６が配置される。オイルセンサ２６は、燃料オイルの漏れを監視するための検知素子である。オイルセンサ２６は、オイル通過用のケーシングを有し、当該ケーシング内に燃料オイルが浸入したときにこれを検知するように構成される。例えば、貫通孔が形成されたケーシング内には、油潤滑物質、可動部材および検出スイッチが収容されている。油潤滑物質は、油を吸収すると、その体積が増加する特性を有している。貫通孔を通じてケーシング内に燃料オイルが浸入すると、油潤滑物質の体積の増加に伴なって、可動部材が移動し、検出スイッチの接点を遮断する。これにより、オイルセンサ２６は、電気的に導通状態から遮断状態に遷移する。
【００３６】
つまり、オイルセンサ２６は、燃料オイルの漏れが生じていない状態では、その接点が閉成状態を保つことにより、オイルセンサ２６が挿入されている経路をショートさせる。一方、燃料オイルの漏れが発生すると、その接点が開放状態となり、オイルセンサ２６が挿入されている経路をオープンにする。
【００３７】
コントローラ１００は、コンセント１０２を経由して図示しない外部電源と電気的に接続される。外部電源は、代表的にはＡＣ１００ＶまたはＡＣ２００Ｖの商用系電源である。コンセント１０２およびコントローラ１００の間には、ＡＣアダプタ１０４が接続される。ＡＣアダプタ１０４は、外部電源からの交流電圧を、負荷６０（図２参照）の電源である電源電圧Ｖｓおよびマイコン４０（図２参照）の電源である電源電圧Ｖｃに変換してコントローラ１００に出力する。
【００３８】
電源電圧Ｖｓは、例えば１５Ｖに制御される。電源電圧Ｖｓは電源配線３０（図２参照）へ出力される。電源電圧Ｖｃは、例えば５Ｖに制御される。電源電圧Ｖｃは、電源配線３２（図２参照）へ出力される。
【００３９】
コントローラ１００は、各センサからの出力信号（検出値）およびリモコン５０からのユーザ操作を受け付けて、給湯装置２００の全体動作を制御するために、各機器への制御指令を発生する。ユーザ操作には、給湯装置２００の運転オン／オフ指令および設定湯温指令が含まれる。制御指令には、各弁の開閉および開度指令、送風ファン３への電気的入力指令等が含まれる。
【００４０】
コントローラ１００は、給湯装置２００の運転指令がオンされると、流量センサ１５によって検出される流量が最低作動流量（ＭＯＱ）を超えるのに応じて、缶体４での燃焼動作をオンする。燃焼動作がオンすると、電磁比例弁１９が開放されて、電磁供給ポンプ２０が駆動されることにより、バーナ２への灯油の供給が開始される。
【００４１】
コントローラ１００は、燃焼オン時には、給湯温度が設定湯温に制御されるように、分配弁１１の開度および缶体４での発生熱量（すなわち、バーナ２への供給燃料）を制御する。
【００４２】
コントローラ１００は、さらに、燃焼オン時において、給湯装置２００内の予め設定された複数の検知対象の異常を検知する。本実施の形態１において、複数の検知対象には、缶体４からの炎の漏れ、燃料オイルの漏れ、電源電圧Ｖｓの異常上昇が含まれる。すなわち、コントローラ１００は「異常検知装置」の一実施例に対応する。
【００４３】
以下、実施の形態１に従うコントローラ１００における、異常を検知するための構成（以下、異常検知構成とも称する）について説明する。
【００４４】
図２は、実施の形態１に従う異常検知構成を説明するための概略的な回路図である。
図２を参照して、コントローラ１００は、複数の検知素子２４，２６と、複数の抵抗素子Ｒ１〜Ｒ３と、マイコン４０とを備える。コントローラ１００は負荷６０を制御する。負荷６０は図１に示した各機器を含む。
【００４５】
本実施の形態において、コントローラ１００は、複数の検知素子として、温度ヒューズ２４およびオイルセンサ２６を備える。上記のように、温度ヒューズ２４は、缶体４からの炎漏れの発生時において、電気的に導通状態から遮断状態に遷移するように構成される。オイルセンサ２６は、燃料オイル漏れの発生時において、電気的に導通状態から遮断状態に遷移するように構成される。缶体４からの炎漏れは「第１の検知対象」に対応し、温度ヒューズ２４は「第１の検知素子」に対応する。燃料オイル漏れは「第２の検知対象」に対応し、オイルセンサ２６は「第２の検知素子」に対応する。
【００４６】
抵抗素子Ｒ１は「第１の抵抗素子」に対応し、抵抗素子Ｒ２は「第２の抵抗素子」に対応し、抵抗素子Ｒ３は「第３の抵抗素子」に対応する。
【００４７】
コントローラ１００において、ノードＮ１は、第１の直列回路ＳＣ１および第２の直列回路ＳＣ２を経由して、電源配線３０と電気的に接続される。ノードＮ１は、また、抵抗素子Ｒ３を経由して接地配線３４と電気的に接続される。
【００４８】
第１の直列回路ＳＣ１は、直列接続された温度ヒューズ２４および抵抗素子Ｒ１を有する。第１の直列回路ＳＣ１は、電源配線３０とノードＮ１との間に接続される。これにより、電源配線３０とノードＮ１との間には、温度ヒューズ２４および抵抗素子Ｒ１が電気的に直列に接続される。
【００４９】
第２の直列回路ＳＣ２は、直列接続されたオイルセンサ２６および抵抗素子Ｒ２を有する。第２の直列回路ＳＣ２は、第１の直列回路ＳＣ１の一部に対して並列に接続される。具体的には、第１の直列回路ＳＣ１において、抵抗素子Ｒ１は、温度ヒューズ２４とノードＮ１との間に電気的に接続される。第２の直列回路ＳＣ２は、抵抗素子Ｒ１に対して並列に接続される。
【００５０】
第２の直列回路ＳＣ２において、抵抗素子Ｒ２は、オイルセンサ２６とノードＮ１との間に電気的に接続される。オイルセンサ２６は、さらに、温度ヒューズ２４と給電線４５との間に電気的に接続される。給電線４５は、負荷６０に電源電圧Ｖｓを供給するための配線である。抵抗素子Ｒ２とノードＮ１との間には、ダイオードＤ１が接続されている。
【００５１】
マイコン４０は、電源配線３２から電源電圧Ｖｃの供給を受けて動作する。マイコン４０は、コントローラ１００によって制御される負荷６０に対して制御指令を生成する。
【００５２】
ノードＮ１は、抵抗素子Ｒ４を経由してマイコン４０の入力ポート４２と電気的に接続される。なお、入力ポート４２と電源配線３２との間には、電源電圧Ｖｃを超える電圧から入力ポート４２を保護するためのダイオードＤ２が接続されている。
【００５３】
実施の形態１に従う異常検知構成によれば、電源配線３０とノードＮ１との間には、第１の直列回路ＳＣ１を経由する第１の経路と、第２の直列回路ＳＣ２を経由する第２の経路とが形成される。異常検知構成は、少なくとも以下に示す第１〜第３の状態において、電源配線３０およびノードＮ１の間での合成抵抗が異なるように形成される。
【００５４】
第１の状態とは、缶体４からの炎漏れが発生したことにより、温度ヒューズ２４のみが電気的に導通状態から遮断状態に遷移した状態である。
【００５５】
第２の状態とは、燃料オイル漏れが発生したことにより、オイルセンサ２６が導通状態から遮断状態に遷移した状態である。
【００５６】
第３の状態とは、温度ヒューズ２４およびオイルセンサ２６の両方が導通している状態である。
【００５７】
上記３つの状態の間では、電源配線３０およびノードＮ１の間での合成抵抗が変化するため、結果的に当該合成抵抗に対する接地配線３４およびノードＮ１の間の電気抵抗の比率も変化する。したがって、上記３つの状態の間で、ノードＮ１に現われる電圧Ｖ１も変化することになる。
【００５８】
マイコン４０は、入力ポート４２に受けるノードＮ１の電圧Ｖ１に基づいて、少なくとも温度ヒューズ２４およびオイルセンサ２６のいずれかが遮断状態となったこと、および、電源電圧Ｖｓの異常上昇を検知する。すなわち、マイコン４０は、単一のノードＮ１の電圧Ｖ１に基づいて、複数の検知対象の異常を検知することができる。マイコン４０は「制御部」の一実施例に対応する。
【００５９】
以下、図３を参照しながら、マイコン４０における異常検知動作について説明する。
図３は、給湯装置２００の状態と、図２に示した異常検知構成における、電源配線３０およびノードＮ１の間での合成抵抗、ならびにマイコン４０への入力値（ノードＮ１の電圧Ｖ１に相当）との関係を説明するための図である。なお、図３において、記号「Ｓ」は検知素子が電気的に導通状態であって、当該検知素子が挿入される経路をショートさせている状態を示す。記号「Ｏ」は検知素子が電気的に遮断状態であって、当該検知素子が挿入される経路をオープンにする状態を示す。また、抵抗素子Ｒ１〜Ｒ３の電気抵抗値をＲ１〜Ｒ３で表記する。また、説明の容易化のため、ダイオードＤ１による電圧降下を考慮しないものとする。
【００６０】
図３を参照して、給湯装置２００が正常に動作しており、温度ヒューズ２４およびオイルセンサ２６の両方が導通状態である場合（上記第３の状態に相当）、電源配線３０とノードＮ１との間に第１および第２の経路が形成される。したがって、電源配線３０およびノードＮ１の間での合成抵抗Ｒは、Ｒ＝Ｒ１・Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）で示される。よって、ノードＮ１の電圧Ｖ１は、合成抵抗Ｒに対する抵抗素子Ｒ３の抵抗値の比率で決まる。詳細には、ノードＮ１の電圧Ｖ１は、Ｖ１＝Ｒ３／（Ｒ＋Ｒ３）×Ｖｓ＝Ｒ３／｛Ｒ１・Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）＋Ｒ３｝×Ｖｓで示される。
【００６１】
一方、缶体４からの炎漏れが発生して温度ヒューズ２４が作動（溶断）した場合には、温度ヒューズ２４のみが遮断状態に遷移する（上記第１の状態に相当）。この場合、電源配線３０とノードＮ１との間には第１および第２の経路のいずれもが形成されず、結果的に合成抵抗Ｒは無限大となる。よって、ノードＮ１の電圧Ｖ１は、Ｖ１＝０で示される。
【００６２】
または、燃料オイル漏れが発生してオイルセンサ２６が作動した場合には、オイルセンサ２６のみが遮断状態に遷移する（上記第２の状態に相当）。この場合、電源配線３０とノードＮ１との間に第１の経路のみが形成されるため、合成抵抗Ｒは、Ｒ＝Ｒ１で示される。よって、ノードＮ１の電圧Ｖ１は、Ｖ１＝Ｒ３／（Ｒ１＋Ｒ３）×Ｖｓで示される。
【００６３】
一方、温度ヒューズ２４およびオイルセンサ２６の両方が作動した場合には、温度ヒューズ２４およびオイルセンサ２６の両方が遮断状態に遷移する。この場合、電源配線３０とノードＮ１との間には第１および第２の経路のいずれが形成されず、結果的に合成抵抗は無限大となる。よって、ノードＮ１の電圧Ｖ１は、Ｖ１＝０で示される。
【００６４】
なお、温度ヒューズ２４およびオイルセンサ２６の両方が導通状態であるが（上記第３の状態に相当）、電源電圧Ｖｓが所定の電圧（たとえば、１５Ｖ程度）よりも上昇した場合（電源電圧Ｖｓの異常上昇）、合成抵抗Ｒは、上記の給湯装置２００が正常に動作している場合の合成抵抗Ｒと等しい値となる。ただし、電源電圧Ｖｓが所定の電圧よりも高いため、ノードＮ１の電圧Ｖ１は、給湯装置２００が正常に動作している場合の電圧Ｖ１に比べて高くなる。詳細には、異常上昇時の電源電圧ＶｓをＶＨ（＞１５Ｖ）とすると、ノードＮ１の電圧Ｖ１＝Ｒ３／｛Ｒ１・Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）＋Ｒ３｝×ＶＨで示される。
【００６５】
マイコン４０は、図３に示す関係を参照することにより、ノードＮ１の電圧Ｖ１に基づいて給湯装置２００の状態を検知する。なお、温度ヒューズ２４（第１の検知素子）のみが遮断状態となったときと、温度ヒューズ２４（第１の検知素子）およびオイルセンサ２６（第２の検知素子）の両方が遮断状態となったときとでは、ノードＮ１の電圧Ｖ１がともに０となる。そこで、ノードＮ１の電圧Ｖ１が０である場合、マイコン４０は、少なくとも温度ヒューズ２４が遮断状態となったことを検知する。
【００６６】
このように、実施の形態１に従う異常検知構成は、第１の検知素子（温度ヒューズ２４）が遮断状態となったことが、第２の検知素子（オイルセンサ２６）が遮断状態となったことに比べて優先的に検知されるように構成されている。本構成は、第１の検知対象（たとえば、缶体４からの炎漏れ）が、第２の検知対象（たとえば、燃料オイル漏れ）に比べて、異常検知の優先度が高い場合において好適である。
【００６７】
マイコン４０は、少なくとも温度ヒューズ２４およびオイルセンサ２６のいずれかが遮断状態となったことを検知したとき、または、電源電圧Ｖｓの異常上昇を検知したときには、負荷６０に対して停止指令を与えることにより、負荷６０の運転を停止させる。
【００６８】
ここで、図２に示した異常検知構成においては、給電線４５は、温度ヒューズ２４およびオイルセンサ２６を経由して電源配線３０と接続されている。したがって、少なくとも温度ヒューズ２４およびオイルセンサ２６のいずれかが遮断状態に遷移すると、給電線４５から負荷６０に対する電源電圧Ｖｓの供給が停止される。したがって、異常発生時において負荷６０の運転を速やかに停止させることができる。
【００６９】
このように、実施の形態１によれば、電源配線３０とノードＮ１との間に第１および第２の検知素子（たとえば、温度ヒューズ２４およびオイルセンサ２６）および複数の抵抗素子（抵抗素子Ｒ１，Ｒ２）を電気的に接続して構成した異常検知構成において、（ｉ）第１の検知素子のみが遮断状態に遷移した第１の状態、（ｉｉ）第２の検知素子のみが遮断状態に遷移した第２の状態、および、（ｉｉｉ）第１および第２の検知素子の両方が導通状態である第３の状態の間で、電源配線３０とノードＮ１との間での合成抵抗が変化する。言い換えれば、上記第１〜第３の状態の間で、合成抵抗が変化するように、電源配線３０とノードＮ１との間に第１および第２の検知素子および複数の抵抗素子が電気的に接続されている。
【００７０】
このような構成とすることにより、第１から第３の状態の間で、合成抵抗に対するノードＮ１および接地配線の間の電気抵抗の比率が変化するため、ノードＮ１に現われる電圧Ｖ１も第１から第３の状態で異なる電圧値となる。さらに、電源電圧Ｖｓの異常上昇においてもノードＮ１には、異なる電圧値が現われる。したがって、制御部（マイコン４０）は、入力ポート４２に受けるノードＮ１の電圧Ｖ１に基づいて、少なくとも第１および第２の検知素子のいずれかが遮断状態となったこと、および、電源電圧の異常上昇を検出することができる。
【００７１】
この結果、複数の検知素子にそれぞれ対応して複数の信号伝達経路を設ける、従来技術に比べて、異常検知構成の回路素子数を減らすことができるため、回路構成を簡単にすることができる。また、制御部では、従来、複数の検知素子にそれぞれ対応して設けられていた複数の入力ポートを、単一の入力ポートに集約できるため、入力ポート数の増大を抑制することができる。したがって、簡易な構成で複数の検知対象の異常を検知することが可能な異常検知装置を実現することができる。
【００７２】
［実施の形態２］
実施の形態２では、コントローラ１００における異常検知構成のバリエーションを説明する。
【００７３】
図４は、実施の形態２に従う異常検知構成を説明するための概略的な回路図である。
図４を図２と比較して、実施の形態２に従う異常検知構成は、実施の形態１に従う異常検知構成と比較して、第１の直列回路ＳＣ１が温度ヒューズ２４に代えて、ハイリミットスイッチ２５を含む点、および、第２の直列回路ＳＣ２が第１の直列回路ＳＣ１に対して並列に接続される点が異なる。
【００７４】
上記のように、ハイリミットスイッチ２５は、缶体４からの異常な高温出湯の発生時において、電気的に導通状態から遮断状態に遷移するように構成される。実施の形態２では、熱交換器からの異常な高温出湯は「第１の検知対象」に対応し、ハイリミットスイッチ２５は「第１の検知素子」に対応する。
【００７５】
実施の形態２に従う異常検知構成においても、実施の形態１に従う異常検知構成と同様に、電源配線３０とノードＮ１との間には、第１の直列回路ＳＣ１を経由する第１の経路と、第２の直列回路ＳＣ２を経由する第２の経路とが形成される。異常検知構成は、以下に示す第１〜第４の状態において、電源配線３０およびノードＮ１の間での合成抵抗が異なるように形成される。
【００７６】
第１の状態とは、缶体４から異常な高温出湯が発生したことにより、ハイリミットスイッチ２５のみが電気的に導通状態から遮断状態に遷移した状態である。
【００７７】
第２の状態とは、燃料オイル漏れが発生したことにより、オイルセンサ２６が導通状態から遮断状態に遷移した状態である。
【００７８】
第３の状態とは、ハイリミットスイッチ２５およびオイルセンサ２６の両方が導通している状態である。
【００７９】
第４の状態とは、ハイリミットスイッチ２５およびオイルセンサ２６の両方が導通状態から遮断状態に遷移した状態である。
【００８０】
上記４つの状態の間では、電源配線３０およびノードＮ１の間での合成抵抗が変化するため、結果的に当該合成抵抗に対する接地配線３４およびノードＮ１の間の電気抵抗の比率も変化する。したがって、上記４つの状態の間で、ノードＮ１に現われる電圧Ｖ１も変化することになる。
【００８１】
マイコン４０は、入力ポート４２に受けるノードＮ１の電圧Ｖ１に基づいて、少なくともハイリミットスイッチ２５およびオイルセンサ２６のいずれかが遮断状態となったこと、および、電源電圧Ｖｓの異常上昇を検知する。すなわち、マイコン４０は、単一のノードＮ１の電圧Ｖ１に基づいて、複数の検知対象の異常を検知することができる。
【００８２】
以下、図５を参照しながら、マイコン４０における異常検知動作について説明する。
図５は、給湯装置２００の状態と、図４に示した異常検知構成における、電源配線３０およびノードＮ１の間での合成抵抗、ならびにマイコン４０への入力値（ノードＮ１の電圧Ｖ１に相当）との関係を説明するための図である。なお、図５に示される記号「Ｓ」および「Ｏ」は、図３に示される記号「Ｓ」および「Ｏ」とそれぞれ同義である。また、説明の容易化のため、ダイオードＤ１による電圧降下を考慮しないものとする。
【００８３】
図５を参照して、給湯装置２００が正常に動作しており、ハイリミットスイッチ２５およびオイルセンサ２６の両方が導通状態である場合（上記第３の状態に相当）、電源配線３０とノードＮ１との間に第１および第２の経路が形成される。したがって、電源配線３０およびノードＮ１の間での合成抵抗Ｒは、Ｒ＝Ｒ１・Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）で示される。よって、ノードＮ１の電圧Ｖ１は、Ｖ１＝Ｒ３／（Ｒ＋Ｒ３）×Ｖｓ＝Ｒ３／｛Ｒ１・Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）＋Ｒ３｝×Ｖｓで示される。
【００８４】
一方、缶体４から異常な高温出湯が発生してハイリミットスイッチ２５が作動（溶断）した場合には、ハイリミットスイッチ２５のみが遮断状態に遷移する（上記第１の状態に相当）。この場合、電源配線３０とノードＮ１との間には第２の経路のみが形成されるため、合成抵抗ＲはＲ＝Ｒ２となる。よって、ノードＮ１の電圧Ｖ１は、Ｖ１＝Ｒ３／（Ｒ２＋Ｒ３）×Ｖｓで示される。
【００８５】
または、燃料オイル漏れが発生してオイルセンサ２６が作動した場合には、オイルセンサ２６のみが遮断状態に遷移する（上記第２の状態に相当）。この場合、電源配線３０とノードＮ１との間に第１の経路のみが形成されるため、合成抵抗Ｒは、Ｒ＝Ｒ１で示される。また、ノードＮ１の電圧Ｖ１は、Ｖ１＝Ｒ３／（Ｒ１＋Ｒ３）×Ｖｓで示される。
【００８６】
一方、ハイリミットスイッチ２５およびオイルセンサ２６の両方が作動した場合（上記第４の状態に相当）には、ハイリミットスイッチ２５およびオイルセンサ２６の両方が遮断状態に遷移する。この場合、電源配線３０とノードＮ１との間には第１および第２の経路のいずれが形成されず、結果的に合成抵抗Ｒは無限大となる。よって、ノードＮ１の電圧Ｖ１は、Ｖ１＝０で示される。
【００８７】
なお、ハイリミットスイッチ２５およびオイルセンサ２６の両方が導通状態であるが（上記第３の状態に相当）、電源電圧Ｖｓが所定の電圧（１５Ｖ程度）よりも上昇した場合（電源電圧Ｖｓの異常上昇）、合成抵抗Ｒは、上記の給湯装置２００が正常に動作している場合の合成抵抗Ｒと等しい値となる。ただし、ノードＮ１の電圧Ｖ１は、電源電圧Ｖｓが所定の電圧よりも高いため、給湯装置２００が正常に動作している場合の電圧Ｖ１に比べて高くなる。詳細には、異常上昇時の電源電圧ＶｓをＶＨ（＞１５Ｖ）とすると、ノードＮ１の電圧Ｖ１＝Ｒ３／｛Ｒ１・Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）＋Ｒ３｝×ＶＨで示される。マイコン４０は、図５に示す関係を参照することにより、ノードＮ１の電圧Ｖ１に基づいて給湯装置２００の状態を検知する。
【００８８】
このように、実施の形態２に従う異常検知構成では、実施の形態１に従う異常検知構成に対して、第１の検知素子（ハイリミットスイッチ２５）のみが遮断状態となったことと、第１の検知素子および第２の検知素子（オイルセンサ２６）の両方が遮断状態となったこととを区別して検知することができる点が異なる。本構成は、第１の検知対象（たとえば、熱交換器からの異常な高温出湯）と、第２の検知対象（たとえば、燃料オイル漏れ）との間で異常検知の優先度が等しい場合において好適である。
【００８９】
マイコン４０は、少なくともハイリミットスイッチ２５およびオイルセンサ２６のいずれかが遮断状態となったことを検知したとき、または、電源電圧Ｖｓの異常上昇を検知したときには、負荷６０に対して停止指令を与えることにより、負荷６０の運転を停止させる。
【００９０】
ここで、図４に示した異常検知構成においては、給電線４５は、オイルセンサ２６を経由して電源配線３０と接続されている。したがって、オイルセンサ２６が遮断状態に遷移すると、給電線４５から負荷６０に対する電源電圧Ｖｓの供給が停止される。したがって、異常発生時において負荷６０の運転を速やかに停止させることができる。なお、図示は省略するが、給電線４５を、ハイリミットスイッチ２５を経由して電源配線３０と接続する構成とすれば、ハイリミットスイッチ２５が遮断状態に遷移したときに、給電線４５から負荷６０に対する電源電圧Ｖｓの供給を停止させることができる。
【００９１】
このように、実施の形態２によれば、上述した実施の形態１と同様に、電源配線３０とノードＮ１との間に第１および第２の検知素子（たとえば、ハイリミットスイッチ２５およびオイルセンサ２６）および複数の抵抗素子（抵抗素子Ｒ１，Ｒ２）を電気的に接続して構成した異常検知構成において、（ｉ）第１の検知素子のみが遮断状態に遷移した第１の状態、（ｉｉ）第２の検知素子のみが遮断状態に遷移した第２の状態、および、（ｉｉｉ）第１および第２の検知素子の両方が導通状態である第３の状態の間で、電源配線３０とノードＮ１との間での合成抵抗が変化する。さらには、（ｉｖ）第１および第２の検知素子の両方が遮断状態に遷移した第４の状態においても、合成抵抗が変化する。言い換えれば、上記第１〜第４の状態の間で、合成抵抗が変化するように、電源配線３０とノードＮ１との間に第１および第２の検知素子および複数の抵抗素子が電気的に接続されている。
【００９２】
したがって、ノードＮ１に現われる電圧Ｖ１は、第１〜第４の状態で異なる電圧値となる。さらに、電源電圧Ｖｓの異常上昇においてもノードＮ１には、異なる電圧値が現われる。これにより、制御部（マイコン４０）は、入力ポート４２に受けるノードＮ１の電圧Ｖ１に基づいて、少なくとも第１および第２の検知素子のいずれかが遮断状態となったこと、および、電源電圧の異常上昇を検知することができる。この結果、簡易な構成で複数の検知対象の異常を検知することが可能な異常検知装置を実現することができる。
【００９３】
なお、本実施の形態１および２を通じて、異常検知構成における回路構成は図２および図４に示したものに特に限定されるものではない。本実施の形態に従う異常検知構成は、電源配線と、制御部の単一の入力ポートに繋がる特定のノードとの間に、第１および第２の検知素子および複数の抵抗素子が複数の経路を経由して電気的に接続されており、かつ、第１および第２の検知素子の少なくともいずれかが電気的に導通状態から遮断状態に遷移したとき（第１の検知素子のみが遮断状態に遷移したとき、および、第２の検知素子のみが遮断状態に遷移したとき）、および、第１および第２の検知素子の両方が導通状態であるとき、の間で電源配線と特定のノードとの間での合成抵抗が変化するように構成されていれば、任意の回路構成を適用することができる。
【００９４】
また、本実施の形態１および２を通じて、特定のノードＮ１の電圧に基づいて複数の検知対象の異常を検知する制御部は、当該電圧をデジタル値に変換して異常を検知するマイコンに限定されるものではなく、アナログ電圧であるノードＮ１の電圧を基に異常を検知するように構成されたアナログ回路であってもよい。
【００９５】
また、本実施の形態１および２では、給湯装置における燃焼機構での燃料としてオイルを例示したが、任意の燃料を用いる燃焼機器に対して、本発明の適用が可能である。さらには、本実施の形態に従う異常検知装置は、異常検知装置が適用される装置を特に限定することなく、複数の検知対象を備えた任意の装置を適用することが可能である。
【符号の説明】
【００９６】
１  熱交換器、２  バーナ、３  送風ファン、４  缶体、５  燃料供給管、６  リターン管、７  入水管、８  バイパス管、９  出湯管、１０  給湯管、１１  分配弁、１２  合流部、２４  温度ヒューズ、２５  ハイリミットスイッチ、２６  オイルセンサ、３０，３２  電源配線、３４  接地配線、４０  マイクロコンピュータ（マイコン）、４２  入力ポート、４５  給電線、５０  リモコン、６０  負荷、１００  コントローラ、１０２  コンセント、１０４  ＡＣアダプタ、２００  給湯装置、Ｒ１〜Ｒ４  抵抗素子、Ｄ１，Ｄ２  ダイオード、ＳＣ１  第１の直列回路、ＳＣ２  第２の直列回路。
【図１】
2018054178.tif 000003
【図２】
2018054178.tif 000004
【図３】
2018054178.tif 000005
【図４】
2018054178.tif 000006
【図５】
2018054178.tif 000007