(57)【要約】【課題】暖房熱源機において、水位電極による水位検出によって暖房用タンクの補水制御を行なうとき、水位検知部から延び金属筐体に接続されるアース線が外れて水位検出不能となり、過剰な補水により水が溢れるのを防止する。【解決手段】水位電極５，６と金属筐体１との通電のＯＦＦが検知されたときは、アース線１２と金属筐体１の接続を検知し、接続時に補水を開始し、非接続時に補水を停止してエラー表示をさせる。アース線１２と金属筐体１の接続の検知は、バーナ４を燃焼させフレームロッド１３の炎検知出力をアース線１２を通して検出するか、または地絡回路１８により金属筐体１に電源電圧を加え、そのときの電圧上昇をアース線１２を通し地絡検出回路１７で検出して行なう。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属筐体に接続されるアース線を通して、暖房用タンク内に設けた水位電極と金属筐体の通電を調べ、そのＯＮ・ＯＦＦにより水位を検出して暖房用タンクの補水制御を行うコントローラを備えた暖房熱源機において、
前記通電のＯＦＦが検出されたとき、アース線と金属筐体の接続を検知し、接続時に補水を開始し、非接続時に補水を停止するようにコントローラが構成されていることを特徴とする暖房熱源機。
【請求項２】
前記アース線によって接地側の接続がされている火炎検知器を備え、前記コントローラが、水を加熱するバーナを燃焼させ、その後の前記火炎検知器の炎検知出力によって、アース線と金属筐体の接続を検知するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載した暖房熱源機。
【請求項３】
前記アース線を通して金属筐体の電位を検出して電源線の金属筐体への地絡を検知する地絡検出回路を備え、前記コントローラが、前記アース線とは別の電路を通して金属筐体に電源電圧を地絡させ、これを前記地絡検出回路によって検出することによって、アース線と金属筐体の接続を検知するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載した暖房熱源機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、暖房熱源機に付属する暖房用タンクの補水制御に関し、より詳細には、暖房用タンクに設けられた水位電極で水位を検出するために、コントローラから延びて金属筐体に接続されているアース線の外れによる水溢れを防止する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
給湯器付風呂釜、多機能給湯器、給湯器等の暖房熱源機は、床暖房パネルやファンコンベクタ等の暖房端末機との間に温水の循環経路を形成し、この循環経路中（暖房熱源機内）に補水用の暖房用タンクを備えている。そして、この暖房用タンク内に貯留される湯水の量を安定させるために、暖房用タンクの水位を検出して低下したときには補水を行う水位制御を行っている。
【０００３】
この水位検出の仕組みを、図５に基づいて説明する。符号１で示すのは暖房熱源機の金属筐体で、暖房用タンク２、コントローラ３、バーナ４を収容している。暖房用タンク２は、塩化ビニール等の樹脂製のタンクで構成され、その上部天板部分には長短二本の棒状の水位電極５，６が下向きに取り付けられている。水位電極５，６は、暖房用タンク２内に貯留された循環水に電位を生じさせるためにその先端に定電流回路（図示せず）を備えている。また、暖房用タンク２の下部には、暖房端末機からの循環戻り配管１００と、熱交換器７を介して暖房端末機へ通じる循環往き配管１０１とが接続され、暖房往き配管１０１中に循環ポンプ８が設けられて上記循環経路が形成されている。そして、循環戻り配管１００および循環往き配管１０１は、いずれも金属筐体１の取り付けられた接続用金具９を介して筐体外部の配管と接続されている。つまり、図示の暖房熱源機は、上記暖房用タンク２に循環水を満たしたときに、配管１００，１０１内にある循環水を抵抗体として、上記水位電極５，６と金属筐体１とが接続用金具９または熱交換器７を介して電気的に接続されるように構成されている。
【０００４】
コントローラ３は、暖房熱源機の各種制御を行う制御基板３Ａをケースに収納したものである。この制御基板３Ａからは、暖房用タンク２の水位を検出するために、上記水位電極５，６に接続される電線１０，１１と、金属筐体１に接続されるアース線１２が延ばされている。そして、暖房用タンク２内の水位の検出にあたっては、抵抗体である水が水位電極５，６と接触すると、水位電極５，６と金属筐体１とが通電するので、このときの電位を検出することにより水位が水位電極５，６のいずれの先端に達しているか否か検出できる。つまり、水位の検出は、長短二本の水位電極５，６が共に水から離れる低い水位状態と、長い電極５が水と接触するが、短い電極６が水と離れる中間の水位状態と、長短二本の水位電極５，６が水に接触する高い水位状態の３種類について行われる。それぞれの状態に応じて、制御基板３Ａは、所定の制御回路によって暖房用タンク２への補水を行なう（補水用のバルブ等の図示は省略する）。
【０００５】
また、制御基板３Ａから延びた炎検知信号線１４が、バーナ４の側壁に設けた火炎検知器であるフレームロッド１３に接続されている。バーナ４は金属筐体１に固定され金属筐体１と電気的に接続されるので、上記アース線１２を通して、制御基板３Ａに接続される。バーナ４が燃焼しているとき、先端を火炎内に入れたフレームロッド１３とバーナ４との間に電圧を加えると火炎の持つ整流作用により電流が流れ、燃焼が停止すると電流が流れなくなる。制御基板３Ａは、これを利用して、バーナ４の燃焼の有無を検知して制御に利用する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の構成によると、上記アース線１２と金属筐体１の接続は、生産現場におけるビス止めなどの手作業により行われているために、この接続が不良となり、事後的に外れるといった事態が起こり得る。
【０００７】
ちなみに、水位電極５，６と電線１０，１１との接続、およびフレームロッド１３と炎検知信号線（電線）１４との電気的接続は、部品の製造工程において、専用の機械で機械的強度を十分に与えて行われる。また、コントローラの制御基板３Ａからの電線１０，１１，１２，１４の引出しはコネクタが用いられる。したがって、これらの接続箇所については上述した接続不良の問題は起こりにくい。
【０００８】
アース線１２が金属筐体１に接続されていないときに、コントローラ３の制御基板３Ａで水位電極５，６と金属筐体１の通電を検知すると、暖房用タンク２の水位にかかわらず、両電極５，６とも通電のＯＦＦが検出される。これは、長短二本の水位電極５，６がともに水から離れる低い水位状態であることを示すものであり、制御基板３Ａは、暖房用タンク２に水がないと判断して、補水を開始する。
【０００９】
補水制御は、安全のために、例えば２分間といった所定時間続けて補水しても水位電極５，６の通電ＯＮが検出されないときは、「多量漏れ」と判断して補水を停止するという条件が設定されている。これによって、水漏れは遅れて止められるが、暖房用タンク２から所定量の水が溢れ出ることは防止できない。
【００１０】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、水位電極による水位検出による補水制御を改良し、暖房用タンクの水溢れを防止して安全を確保した暖房熱源機を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、金属筐体に接続されるアース線を通して、暖房用タンク内に設けた水位電極と金属筐体の通電を調べ、そのＯＮ・ＯＦＦにより水位を検出して暖房用タンクへの補水制御を行うコントローラを備えた暖房熱源機において、上記通電のＯＦＦが検出されたとき、所定の手段によりアース線と金属筐体の接続を検知し、接続時に補水を開始し、非接続時に補水を停止するようにコントローラが構成されていることを特徴とする。
【００１２】
上記アース線と金属筐体の接続の検知は、上記コントローラによって、水を加熱するバーナを燃焼させ、その後に、上記アース線によって接地側の接続がされている火炎検知器の炎検知出力の発生を確認することによって行なうことができる。
【００１３】
さらに、上記アース線と金属筐体の接続の検知は、上記コントローラによって、このアース線とは別の電路を通して金属筐体に電源電圧を地絡させ、この地絡を、上記アース線を通して金属筐体の電位を検出している筐体地絡検出回路によって検出することによって行なうことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
実施形態１
本発明の一実施形態を図１及び図２について説明する。図１は、図５の暖房熱源機の電気的接続を示している。この電気回路は、コントローラ３の制御基板３Ａに組み込まれた水位検知部１５によって水位電極５，６の通電を検知し、コントローラ３の制御基板３Ａに組み込まれたフレームロッド検知部１６によって、フレームロッド１３の出力を検知する。
【００１５】
水位検知部１５は、電線１０，１１により水位電極５，６に接続されると同時に、アース線１２および金属筐体１を通して、金属製の接続用金具９（または熱交換器７）に接続されている。これによって水位電極５，６と接続用金具９（または熱交換器７）の間で通電のＯＮ・ＯＦＦを調べ、水位が２つの水位電極５，６に達しているか否か検出できる。このそれぞれの検出状態に応じて、制御基板３Ａは、所定の制御回路によって暖房用タンク２への補水を行なう。
【００１６】
フレームロッド検知部１６は、電線１４によりフレームロッド１３に接続されると同時に、アース線１２及び金属筐体１を通してバーナ４に接続されている。バーナ４が燃焼しているとき、フレームロッド１３とバーナ４の間に電圧を加えると火炎の持つ整流作用により電流が流れるので、バーナ４の燃焼が検出できる。上記電気的接続で、フレームロッド検知部１６が燃焼を検出するということは、アース線１２が金属筐体１に接続されているということになる。
【００１７】
このような図１の構成において、コントローラ３は、その制御基板３Ａに組み込まれたマイクロコンピュータの制御プログラムにより、上述した水位電極５，６の通電検出機能とバーナ４の燃焼検出機能を用いて、図２のフローチャートに示すように補水制御を行なう。
【００１８】
始めにコントローラ３は、水位電極５，６の通電がＯＦＦか調べる（図２ステップＳ１参照）。そして、通電がＯＦＦになると、水を加熱するバーナ４をイグナイタによって強制的に着火させる（図２ステップＳ２参照）。この燃焼時間は、熱交換機の水経路に水がなく、バーナ４が空焚きの状態になっても支障がない時間とされる。より具体的には、例えばイグナイタによる着火の一回目を５秒間とし、この後に、所定の時間をおいて、２秒ずつの着火を数回繰り返すものとする。ここで、イグナイタによる着火動作を繰り返すのは、燃焼ガスがバーナの吹き出し口に到達するのに時間がかかる等の原因により、一回の着火では燃焼が開始されない場合があることを考慮したものである。
【００１９】
このようにして、バーナ４への着火動作を行うと、次にコントローラ３は、これらの燃焼期間に、フレームロッド１３がＯＮ出力をしたか調べる（図２ステップＳ３参照）。そして、フレームロッド１３からＯＮ出力が検出されれば、アース線１２は金属筐体１に接続されていると判断できるので、バーナ４の燃焼を停止し、自動補水を開始する（図２ステップＳ４参照）。
【００２０】
一方、これらの燃焼期間内にフレームロッド１３のＯＮ出力が検出されなければ、アース線１２が金属筐体１から外れていると判断できるので、バーナ４の燃焼を停止させ、アース接続エラーの表示を、図示しないコントローラ３の図示しない表示器によって行なう（図２ステップＳＳ５参照）。
【００２１】
このように本発明の第一の実施形態に示す暖房熱源機では、アース線１２が金属筐体１から外れて、水位電極５，６による水位検出ができなくなったときに、コントローラ３が補水を停止してエラー表示を行うので、温水タンク２から水が溢れ出る事故を防止し、その修復を速やかに行なうことができる。
【００２２】
実施形態２
次に、アース線１２と金属筐体１の接続の検知を、上記フレームロッド１３とは別の手段によって行なう場合を、図３および図４に基づいて説明する。
【００２３】
図３は、図１に示すように水位電極５，６と水位検知部１５を持つ暖房熱源機において、アース線１２と金属筐体１の接続を検出するために用いられる回路を示したもので、１７は既設の地絡検出回路、１８は新設の地絡回路、１９は既設の負荷駆動回路である。
【００２４】
地絡検出回路１７は、電源線の金属筐体１への地絡を検知するもので、アース線１２を通して金属筐体１の電位を検出し、一対の抵抗からなる分圧回路２０によって得た電圧と比較し、金属筐体１の電位が上回ったとき、オペアンプ２１からマイクロコンピュータ２２に地絡のＯＮ出力がされる。
【００２５】
電源線の金属筐体１への地絡は、金属筐体１のエッジ部分に、通信線（ＤＣ２５Ｖ）や２芯リモコン線（ＤＣ１５Ｖ）等の電源線が噛み込む等によって金属筐体１の電圧を上昇させるもので、このとき、水位電極５，６による水位検出が不能になる。この検出不能を監視するために、上記の地絡検出回路１７は、水位電極５，６を用いて水位検出を行なう暖房熱源機に全て備えられている。
【００２６】
地絡回路１８は、コントローラ３内の電源電圧を、マイクロコンピュータ２２で制御されるトランジスタ２３の導通によって金属筐体１に供給し、上記電源線の地絡と同様の状態を作り出す回路で構成される。
【００２７】
この金属筐体１への電源電圧の供給は、図示例では、他の負荷駆動回路１９の接地線２３を利用して行っている。この接地線２３は、他の負荷駆動回路１９に侵入した雷サージを耐雷素子Ｚを通して大地に逃がすために、金属筐体１に接続されているものである。
【００２８】
このような図３に示す構成では、地絡回路１８によって電源電圧を金属筐体１に供給し、このときの金属筐体１の電圧上昇をアース線１２を通して地絡検出回路１７で検出すれば、アース線１２の金属筐体１との接続を確認することができる。
【００２９】
本発明の第二の実施形態に示す暖房熱源機は、このような図３の構成を備えた暖房熱源機において、コントローラ３の制御基３Ａ板に組み込まれたマイクロコンピュータの制御プログラムにより、図４のフローチャートに示す処理を実行するように構成されている。
【００３０】
すなわち、コントローラ３は、始めに水位電極５，６の通電がＯＦＦか調べる（図４ステップＳ１参照）。そして、通電がＯＦＦになると、地絡回路１６のトランジスタ２１を、コントローラ３のマイクロコンピュータで導通させて、接地線２４を通して電源電圧を金属筐体１に加える（図４ステップＳ２参照）。この状態で地絡検出回路１７が地絡検出のＯＮ出力をしたか調べる（図４ステップＳ３参照）。地絡検出回路１７からＯＮ出力が検出されれば、アース線１２は金属筐体１に接続されているので、地絡回路１８のトランジスタ２３をＯＦＦし、自動補水を開始する（図４ステップＳ４参照）。
【００３１】
一方、地絡検出のＯＮ出力が検出されなければ、アース線１２が金属筐体１から外れているので、地絡回路１８のトランジスタ２３をＯＦＦし、アース接続エラーの表示を、図示しないコントローラ３の図示しない表示器によって行なう（図４ステップＳ５参照）。
【００３２】
このように本発明の第二の実施形態における補水制御も、図２の補水制御と同様に、水位電極５，６による水位検出ができなくなったときに、補水を停止してエラー表示をするので、温水タンク２から水が溢れ出る事故を防止し、その修復を速やかに行なうことができる。
【００３３】
特に、この補水制御は、アース線１２の金属筐体１への接続検出を、電気回路のみで行ない機械的手段を用いないので、検知を迅速に行なえる利点がある。
【００３４】
なお、上述した実施形態は、本発明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれらに限定されることなく、その範囲内で種々設計変更可能である。
【００３５】
たとえば、上述した第二の実施形態では、地絡回路１８により金属筐体１に電源電圧を加える電路として、他の負荷駆動回路１９の接地線２３を利用して行う場合を示したが、この電路は、検出対象のアース線１２を除き、金属筐体１と確実に接続されるものであれば、どのようなものであってもよい。
【００３６】
ただし、図３に示す実施形態では、負荷駆動回路１９の発生した雷サージを筐体に逃がすため設けられた既設の接地線２４を上記電路として用いるので、専用の電路を設ける場合に比べて、コストを削減することができるという利点がある。
【００３７】
【発明の効果】
本発明は、暖房熱源機の暖房用タンクの補水制御に改良を加え、水位電極による水位検出ができなくなったときに、補水を停止してエラー表示をするので、温水タンクから水が溢れ出る事故を防止し、その修復を速やかに行なうことができる。
【００３８】
また、本発明においてアース線と金属筐体の接続の検知を、バーナの強制燃焼と、その後の火炎検知器の炎検知出力の検出によって行なう構成は、部品の追加および回路の変更をしないで、コントローラの制御プログラムの改良だけで行なえるので、低コストに実施できる。
【００３９】
さらに、本発明においてアース線と金属筐体の接続の検知を、地絡回路による金属筐体への電源電圧の供給と、地絡検出回路による金属筐体の電位検出によって行なう構成は、検出が全て電気的に行われ機械的手段を用いないので、検出が迅速に行われ、制御遅れが生じない利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の暖房熱源機の一実施形態を示す電気回路図である。
【図２】図１の構成において、水位電極ＯＦＦ時に行われる補水制御を示すフローチャートである。
【図３】本発明の暖房熱源機の他の実施形態において、アース線の金属筐体への接続を検出する回路部分を示す電気回路図である。
【図４】図３の構成において、水位電極ＯＦＦ時に行われる補水制御を示すフローチャートである。
【図５】暖房熱源機の暖房タンクの一般的な水位検出機構を示す説明図である。
【符号の説明】
１　　　金属筐体
２　　　暖房用タンク
３　　　コントローラ
４　　　バーナ
５，６　水位電極
７　　　熱交換器
８　　　循環ポンプ
９　　　接続用金具
１２　　　アース線
１３　　　フレームロッド（火炎検知器）
１７　　　地絡検出回路
１８　　　地絡回路
２４　　　接地線（電路）
１００　　　循環戻り配管
１０１　　　循環往き配管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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