JP2000009518A - 気液判別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 故障の発生を確実に検出しながら、気液判別
を精度よく行うことが可能となる気液判別装置を提供す
る点にある。 【解決手段】 制御手段Ｈが、加熱目標温度として、雰
囲気が空気であるときにはその温度変化に拘わらず到達
可能で、雰囲気が液体であるときにはその温度が低いと
きには到達不能な温度を設定し、かつ、加熱目標温度に
向けて可変抵抗素子９を加熱する際において、可変抵抗
素子９の雰囲気が気液いずれであっても到達可能な故障
判別用温度を、雰囲気の温度に対応付けて設定し、加熱
制御の実行により昇温された可変抵抗素子９の個体温度
が、故障判別用温度未満であるときには、故障であると
判別し、故障判別用温度以上でかつ加熱目標温度未満で
あるときには、液体であると判別し、加熱目標温度以上
であるときには、気液判別制御を実行するように構成さ
れている気液判別装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気抵抗値が温度
によって変化する可変抵抗素子と、この可変抵抗素子を
自己発熱により加熱させるようにこの可変抵抗素子自体
に電力を供給する、または、この可変抵抗素子を加熱素
子にて加熱させるようにこの加熱素子に電力を供給する
電力供給手段と、前記可変抵抗素子の抵抗値の変化に基
づいて前記可変抵抗素子の個体温度を検出する温度検出
手段と、その温度検出手段の検出情報に基づいて前記可
変抵抗素子の雰囲気が気液いずれであるかを判別するた
めに、前記可変抵抗素子の雰囲気温度が高いほど高い加
熱目標温度を設定して、その加熱目標温度に前記可変抵
抗素子を昇温させるように前記電力供給手段を作動させ
る加熱制御を実行し、かつ、その後気液判別制御を実行
する制御手段とが設けられた気液判別装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記のように、可変抵抗素子の雰
囲気温度が高いほど高い加熱目標温度を設定して、その
加熱目標温度にまで可変抵抗素子を昇温させ、その後、
可変抵抗素子の雰囲気が気体であるか液体であるかによ
って放熱量が異なることを利用し、可変抵抗素子の個体
温度を加熱目標温度に維持するのに要する電力に基づい
て、可変抵抗素子の雰囲気が気体であるか液体であるか
を判別するように構成されたものが知られている（例え
ば、特開平１０−１２２９３２号公報参照）。そして、
この種の気液判別装置では、従来、可変抵抗素子を含む
気液判別回路におけるショート故障やオープン故障を検
知するものは知られていたが、その他の故障、例えば、
可変抵抗素子の劣化による故障などを検知するものは存
在しなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ちなみに、上記公報に
開示のものでも、可変抵抗素子を前記加熱目標温度にま
で昇温し、その昇温に要する電力などに基づいて可変抵
抗素子の劣化による故障を検知することは可能である
が、その場合には、装置が大がかりになるという問題が
生じる。つまり、雰囲気が空気であると、可変抵抗素子
を昇温させるための加熱能力が低くても、雰囲気温度の
変化に拘わらず到達可能な加熱目標温度を設定すること
が可能であるが、雰囲気が液体であると、特に、その雰
囲気温度が低いときに、加熱目標温度にまで昇温するに
は大きな加熱能力を必要とし、そのため、装置そのもの
が大がかりになるという問題があり、また、加熱能力が
低い状態で劣化故障を検知しようとすると、雰囲気が液
体で、かつ、その雰囲気温度が低いときに、可変抵抗素
子の劣化故障によるものか、可変抵抗素子の雰囲気が液
体であるかの判別ができず、故障であるにも拘わらず、
雰囲気が液体であると誤判別する虞れがある。

【０００４】そこで、本発明は、かかる点に着目してな
されたものであり、その目的は、比較的小さな加熱能力
を備えたものでも、可変抵抗素子の雰囲気が気体である
か液体であるかに拘わらず、可変抵抗素子そのものの故
障などを判別することができ、その後の気液判別制御を
確実に行うことのできる気液判別装置を提供する点にあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明によれば、制御手段が、加熱
目標温度として、雰囲気が空気であるときにはその温度
変化に拘わらず到達可能で、雰囲気が液体であるときに
はその温度が低いときには到達不能な温度を設定し、か
つ、加熱目標温度に向けて可変抵抗素子を加熱する際に
おいて、可変抵抗素子の雰囲気が気液いずれであっても
到達可能な故障判別用温度を、雰囲気の温度に対応付け
て設定し、加熱制御の実行により昇温された可変抵抗素
子の個体温度が、故障判別用温度未満であるときには、
故障であると判別し、故障判別用温度以上でかつ加熱目
標温度未満であるときには、液体であると判別し、加熱
目標温度以上であるときには、気液判別制御を実行する
ように構成されている。つまり、雰囲気が液体で、か
つ、その雰囲気温度が低いときに、加熱能力を大きくす
ることなく、故障判別用温度に基づいて可変抵抗素子の
劣化などの故障を検出することができるので、比較的小
さな加熱能力を備えたものでも、可変抵抗素子の雰囲気
が気体であるか液体であるかに拘わらず、可変抵抗素子
そのものの故障などを判別することができ、その後の気
液判別制御を確実に行うことが可能となる。

【０００６】請求項２に記載の発明によれば、制御手段
が、加熱制御を、予め定められた加熱制御用の設定時間
の間実行するように構成されているので、可変抵抗素子
の温度が加熱目標温度に達すると加熱制御の実行を停止
するものと比較して、雰囲気自体の温度変化などにより
加熱制御を誤作動することもなく、かつ、加熱制御の実
行時間を容易に設定することが可能となる。

【０００７】請求項３に記載の発明によれば、制御手段
が、気液判別制御として、可変抵抗素子の個体温度を加
熱目標温度に保温用の設定時間維持させるように電力供
給手段を作動させる定温加熱制御、および、その後の加
熱を停止した状態おいて、可変抵抗素子の個体温度の時
間経過に伴う変化状態を測定して気液を判定する判定制
御を実行するように構成されている。したがって、定温
加熱制御を実行することにより、可変抵抗素子内部での
熱分布がほぼ一様になり、熱容量の差によって生じる熱
分布のバラツキに起因した判別誤差を少ないものにで
き、さらに、個体温度の時間経過に伴う変化状態は、こ
の可変抵抗素子の放熱量に対応するので、結果的に、個
体温度の時間経過に伴う変化状態の測定結果に基づい
て、可変抵抗素子が存在する雰囲気の状態を確実に判別
することが可能となる。

【０００８】請求項４に記載の発明によれば、制御手段
が、気液判別制御として、可変抵抗素子の個体温度を加
熱目標温度に保温用の設定時間維持させるように電力供
給手段を作動させる定温加熱制御、および、その定温加
熱制御における供給電力量または供給電力相当量に基づ
き、気液を判定する判定制御を実行するように構成され
ている。つまり、可変抵抗素子の個体温度を加熱目標温
度に維持するために、可変抵抗素子の抵抗値を温度検出
手段で電流値または電圧値として検出して個体温度を測
定し、測定した個体温度に基づいて電力供給手段を制御
することで熱平衡状態を維持し、この熱平衡状態におい
て気液を判定するので、判定精度を向上させることが可
能となる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる気液判別装
置を給湯装置に適用した場合について説明する。この給
湯装置は、図１に示すように、供給される水を加熱して
給湯する給湯部Ｋ、この給湯部Ｋの動作を制御する制御
部Ｈ、制御部Ｈに動作指令を与えるリモコン操作部Ｒを
備えて構成されている。前記給湯部Ｋは、燃焼室１の内
部に設けられた水加熱用の熱交換器２と、この熱交換器
２を加熱するガス燃焼式バーナ３と、このバーナ３に燃
焼用空気を通流するモータ駆動式の通風ファン４などで
構成され、前記熱交換器２に入水路５と出湯路６とがそ
れぞれ接続されて入水路５から供給される水を加熱して
出湯路６から図示しない出湯栓に向けて出湯するように
構成されている。前記入水路５には、この入水路５内を
通流する通水量を計測する通水量センサ７と、入水温度
を計測する入水温サーミスタ８とが備えられ、前記出湯
路６には熱交換器２から出湯される湯の温度を検出する
出湯温サーミスタ９が備えられている。また、前記バー
ナ３に対する燃料供給路１０には開閉弁１１と燃料供給
量を変更調節自在な電磁比例弁１２とが備えられ、バー
ナ３の近くには、バーナ３に点火するための点火イグナ
イタ１３、および、着火状態を検出するフレームロッド
１４が備えられている。

【００１０】前記リモコン操作部Ｒには、給湯運転のＯ
Ｎ／ＯＦＦを指令する運転スイッチ１５、目標出湯温度
を変更設定するための湯温設定スイッチ１６、給湯温度
を表示する温度表示部１７、後述するように異常状態を
報知する報知ランプ１８などが備えられている。

【００１１】前記制御部Ｈは、マイクロコンピュータ１
９およびその周辺回路を備えて構成され、リモコン操作
部Ｒの操作指令に基づいて出湯温度が目標給湯温度にな
るように給湯部Ｋの動作を制御する燃焼制御、および、
前記出湯温サーミスタ９を用いて熱交換器２の内部に湯
水が存在しているか否かを判別する気液判別処理などを
実行するように構成されている。

【００１２】次に、前記燃焼制御における制御部Ｈの制
御動作について説明する。運転スイッチ１５がＯＮ操作
されている状態で、給湯栓が開かれることによって通水
量センサ７が設定量以上の通水量を検出するに伴って、
ファン４の通風を開始させるとともに、開閉弁１１およ
び電磁比例弁１２を開弁操作させてバーナ３に燃料を供
給し、かつ、点火イグナイタ１３によりバーナ３に点火
させてバーナ３の燃焼による加熱動作を開始させる。フ
レームロッド１４により着火が確認されると点火動作を
停止して、出湯温度が目標給湯温度になるようにガス燃
焼量とファン４の通風量を変更調節する。つまり、入水
温サーミスタ８の検出値と目標給湯温度との偏差、並び
に、通水量センサ７により検出される通水量とに基づい
てバーナ３の必要燃焼量を求めて、その燃焼量になるよ
うにバーナ３の燃焼量（具体的には電磁比例弁１２の弁
開度）とファン通風量（具体的にはファンモータの回転
数）とをフィードフォワード制御するとともに、出湯温
サーミスタ９の検出値が目標給湯温度になるように、バ
ーナ３の燃焼量とファン通風量とをフィードバック制御
する。その後、給湯栓が閉じられて通水量センサ７によ
り検出される通水量が設定水量以下になると、電磁比例
弁１２および開閉弁１１を閉弁してバーナ３の燃焼を停
止するとともに、ファン４の通風を停止させる。

【００１３】次に、気液判別処理について説明する。つ
まり、出湯温サーミスタ９は、電気抵抗値が温度によっ
て変化する可変抵抗素子である点を利用して、制御部Ｈ
が、前記出湯温サーミスタ９に対して自己加熱させるべ
く加熱用の電力を供給するとともに、出湯温サーミスタ
９の温度変化による可変抵抗値に基づいて、その周囲の
温度を検出するようにして、さらに、出湯温サーミスタ
９の個体温度を設定温度まで上昇させて、保温用の設定
時間が経過する間その設定温度に維持した後に電力供給
を停止し、その後において、出湯温サーミスタ９の個体
温度の時間経過に伴う変化状態を測定し、その測定結果
に基づいて、出湯温サーミスタ９が液体中にあるか気体
中にあるか、すなわち、熱交換器２内部に湯水が存在し
ているか否かを判別するように構成されている。

【００１４】詳述すると、前記制御部Ｈには、図２に示
すように、出湯温サーミスタ９に対して、自己加熱用の
電力（約２９Ｖ）をスイッチングトランジスタ２１ａ，
２１ｂを介して間欠的に供給する電力供給手段としての
電力供給部２２と、自己加熱用の電力が供給されていな
い状態で加熱用電力における電圧よりも低い測定用直流
電源２３（約５Ｖ）が印加された状態で出湯温サーミス
タ９の抵抗値（温度により変化する）に対応する出力電
圧を検出するための温度検出用回路２４とが、マイクロ
コンピュータ１９の外付け回路として備えられている。

【００１５】そして、マイクロコンピュータ１９には、
前記出力電圧に基づいて出湯温サーミスタ９が存在する
領域、つまり、出湯路６の内部の温度を検出する温度検
出部１００、この温度検出部１００の検出情報に基づい
て、出湯温サーミスタ９の個体温度を設定温度まで上昇
させるべく、加熱制御用の設定時間の間出湯温サーミス
タ９を加熱して、保温用の設定時間が経過する間その設
定温度に維持させる定温加熱制御を実行し、かつ、保温
用の設定時間が経過すると前記定温加熱制御による電力
供給を停止すべく、前記電力供給部２２による電力供給
状態を制御する電力制御部１０１、前記定温加熱制御に
よる前記電力供給が停止された後において、出湯温サー
ミスタ９の個体温度の時間経過に伴う変化状態を測定す
る温度変化測定部１０２、この温度変化測定部１０２の
測定結果に基づいて、出湯温サーミスタ９が液体中にあ
るか気体中にあるかを判別する気液判定部１０３のそれ
ぞれが備えられている。

【００１６】前記電力供給部２２は、加熱用の電力を、
制御部Ｈからのパルス信号に基づいて間欠的にＯＮ／Ｏ
ＦＦするスイッチングトランジスタ２１ａ，２１ｂを介
して出湯温サーミスタ９に供給するように構成され、パ
ルス信号のデューティ比を変更調節することで加熱用電
力を変更調節するように構成されている。なお、図中２
５は、マイクロコンピュータ１９からのパルス信号にて
断続する保護抵抗付きのトランジスタを含むスイッチン
グ回路である。

【００１７】前記温度検出用回路２４は、温度検出時に
出湯温サーミスタ９の抵抗値を検出するための電流を測
定用直流電源２３から供給するための負荷抵抗２６が備
えられ、この負荷抵抗２６と出湯温サーミスタ９との接
続点Ｎ１における測定電圧が入力されるマイクロコンピ
ュータ１９の入力端子Ｎ２に対して、加熱用の高電圧が
印加されることを保護するための保護抵抗２７および保
護ダイオード２８，２９が備えられている。つまり、ス
イッチングトランジスタ２１ａ，２１ｂがＯＮしている
時は、出湯温サーミスタ９に加熱用の電力が供給される
と、同時に前記接続点Ｎ１に高電圧が印加されるが、保
護ダイオード２８の順方向の抵抗値が保護抵抗２７に比
べて充分低くかつ接触電位の低いショットキーバリアダ
イオードを使用しているので、マイクロコンピュータ１
９に対する入力端子Ｎ２は約５Ｖ近い電位に維持されて
保護回路として機能するように構成されている。なお、
図中３０はノイズ除去用のコンデンサである。また、ス
イッチングトランジスタ２１ａ，２１ｂがＯＦＦしてい
る時には、前記負荷抵抗２６と出湯温サーミスタ９で分
圧された出力電圧が前記接続点Ｎ１に出力されるが、こ
の出力電圧は５Ｖ以下であるため、保護ダイオード２８
は逆バイアス状態であり保護ダイオード２８にはマイク
ロコンピュータ１９の入力端子Ｎ２の入力リーク電流相
当の微小電流が流れるだけで接続点Ｎ１と入力端子Ｎ２
の電圧レベルはほぼ等しくなる。

【００１８】前記温度検出部１００は、温度検出時（ス
イッチングトランジスタ２１がＯＦＦしている時）に、
前記入力端子Ｎ２の電圧値をアナログ・ディジタル（Ａ
／Ｄ）変換して、変換後の電圧値に基づいて出湯温サー
ミスタ９の個体温度を演算するように構成され、この温
度検出部１００と前記温度検出用回路２４により、出湯
温サーミスタ９の抵抗値の変化に基づいて出湯温サーミ
スタ９の個体温度を検出する温度検出手段ＴＤを構成す
る。

【００１９】前記電力制御部１０１は、スイッチング回
路２５を断続的にＯＮ／ＯＦＦさせる一定周期の制御パ
ルス信号を出力し、電力供給部２２から出湯温サーミス
タ９への電力供給量を調節するように構成され、前記温
度検出部１００の検出情報に基づいて、出湯温サーミス
タ９の個体温度を加熱目標温度（雰囲気温度＋４０℃）
まで上昇させるべく加熱制御用の設定時間（例えば、１
０秒）の間加熱制御を実行して、保温用の設定時間（約
３秒間）が経過する間その設定温度に維持させる定温加
熱制御を実行し、かつ、前記設定時間が経過すると前記
定温加熱制御による電力供給を停止すべく、電力供給部
２２による電力供給状態を制御するように構成されてい
る。具体的には、温度検出部１００の検出情報に基づい
て、制御パルス信号のデューティ比をフィードバック制
御することで、前記定温加熱制御を実行するように構成
されている。

【００２０】前記温度変化測定部１０２は、前記定温加
熱制御による前記電力供給が停止された後において、出
湯温サーミスタ９の個体温度の時間経過に伴う変化状
態、具体的には、前記温度検出部１００の検出値が設定
温度未満になった時点から設定経過時間（約４秒間）が
経過した時点における温度検出部１００の検出値（出湯
温サーミスタ９の個体温度）を測定するように構成され
ている。

【００２１】前記気液判定部１０３は、前記温度変化測
定部１０２による検出情報（温度検出部１００の検出
値）が気液判定用の閾値以下であれば液体である（熱交
換器２内に湯水が存在している状態）と判別し、閾値を
上回っていれば気体である（熱交換器２内に湯水が存在
していない状態）と判別するように構成されている。

【００２２】また、この気液判別処理において、出湯温
サーミスタ９を含む回路におけるショート故障とオープ
ン故障を検出するとともに、出湯温サーミスタ９の劣化
などによる故障をも検出するように構成されている。つ
まり、ショート故障とオープン故障の検出については、
自己加熱用の電力を供給する前の出湯温サーミスタ９の
雰囲気温度に基づいて、その雰囲気温度がショート故障
判別用設定温度（例えば、１２０℃）以上であると、シ
ョート故障として判別し、その雰囲気温度がオープン故
障判別用設定温度（例えば、−２０℃）以下であると、
オープン故障として判別する。

【００２３】そして、出湯温サーミスタ９の劣化などに
よる故障の検出については、出湯温サーミスタ９の雰囲
気が気液いずれであっても到達可能な故障判別用温度
を、自己加熱用の電力を供給する前の出湯温サーミスタ
９の雰囲気温度に対応付けて設定し、その故障判別用温
度に基づいて、出湯温サーミスタ９の個体温度が故障判
別用温度未満であるときには、故障であると判別し、出
湯温サーミスタ９の個体温度が故障判別用温度以上で、
かつ、加熱目標温度未満であるときには、液体であると
判別するようにしている。

【００２４】つまり、図３の実験データに示すように、
雰囲気が液体で、かつ、その雰囲気温度が５℃未満のよ
うに低い温度の場合には、上述した加熱制御用の設定時
間の間に、出湯温サーミスタ９の個体温度が自己加熱目
標温度（図中、点線で示す）まで到達しないので、故障
判別用温度が、雰囲気が気液いずれであっても到達可能
な温度で、かつ、自己加熱目標温度よりも低い温度を、
雰囲気温度に対応付けて設定している。例えば、雰囲気
温度が２℃においては、故障判別用温度を１０℃として
設定し、出湯温サーミスタ９の個体温度が１０℃未満で
あれば、出湯温サーミスタ９そのものの劣化などによる
故障と判別し、出湯温サーミスタ９の個体温度が１０℃
以上で、かつ、自己加熱目標温度（雰囲気温度２℃のと
きは４２℃）未満であると、液体であると判別するよう
にしている。

【００２５】また、雰囲気温度が５℃以上においては、
故障判別用温度と自己加熱目標温度が一致するように設
定され、出湯温サーミスタ９の個体温度が故障判別用温
度未満であると、出湯温サーミスタ９そのものの劣化な
どによる故障と判別し、故障判別用温度以上であると、
その後の出湯温サーミスタ９の個体温度の時間経過に伴
う変化状態に基づいて気液判別する。なお、図３の実験
データでは、空気中の測定結果について５３℃付近の温
度のみプロットしているが、検知対象となる全温度域
（０〜５５℃）において自己加熱目標温度に到達し得る
ことは確認済みである。

【００２６】このようにして、ショート故障とオープン
故障を検出するだけでなく、出湯温サーミスタ９の劣化
などによる故障をも検出することができ、さらに、出湯
温サーミスタ９の雰囲気が気液いずれであっても到達可
能な故障判別用温度を、雰囲気温度に対応付けて設定し
ているので、比較的小さな加熱能力において、雰囲気が
液体で、かつ、雰囲気温度が低いときにも、上述の故障
を確実に検出し、かつ、気液判別を精度よく行うことが
可能となる。

【００２７】以下、制御部Ｈにおける気液判別処理の動
作について、図４および図５に示すフローチャートに基
づいて説明する。まず、温度検出部１００によりそのと
きの検出温度を雰囲気温度Ｔｏとして読み込み、その雰
囲気温度Ｔｏがショート故障判別用設定温度（例えば、
１２０℃）以上であると、ショート故障として判別し、
その雰囲気温度がオープン故障判別用設定温度（例え
ば、−２０℃）以下であると、オープン故障として判別
する（ステップ１〜５）。

【００２８】そして、図６に示すように、その雰囲気温
度Ｔｏに４０℃を加算した温度を加熱目標温度Ｔｈとし
て設定し、加熱目標温度Ｔｈでの保温用の設定時間ｔｓ
を設定し、故障判別用温度Ｔｅも設定する（ステップ
６）。ここで、前記加熱目標温度Ｔｈでの保温用の設定
時間ｔｓは、雰囲気温度Ｔｏの違いに応じて、雰囲気温
度Ｔｏが高いほど短くなるように変更設定するように構
成されている。この設定値は、出湯温サーミスタ９の熱
分布が均一になるような最短の所要時間になるように、
雰囲気温度Ｔｏ（サーミスタの雰囲気温度に対応）と保
温用の設定時間ｔｓとの変化特性が、実験などに基づい
て予め決定されて設定記憶されており、そのときの雰囲
気温度Ｔｏと変化特性から保温用の設定時間ｔｓが決定
されることになる。

【００２９】次に、前記設定経過時間を計時するための
加熱用タイマーをリセット（Ｎ＝０）し、電力供給部２
２による出湯温サーミスタ９に対する設定量の加熱用電
力の供給が行われる（ステップ７，８）。つまり、制御
パルス信号のデューティ比を設定値に維持して、サーミ
スタ９を加熱して、加熱用タイマーをカウントする。そ
して、加熱用タイマーをカウントし（Ｎ＝Ｎ＋１、１カ
ウント０．１秒）、検出用タイマーが設定時間（Ｎ＝１
００、つまり１０秒）になると、温度検出部１００によ
る温度検出値Ｔｎが故障判別用温度Ｔｅ未満であると、
出湯温サーミスタ９の劣化などによる故障であると判別
し、温度検出値Ｔｎが故障判別用温度Ｔｅ以上でかつ加
熱目標温度Ｔｈ未満であると、「水あり」と判別する
（ステップ１０〜１４）。また、温度検出値Ｔｎが加熱
目標温度Ｔｈ以上であると、その時点から保温用の設定
時間ｔｓが経過するまでの間、温度検出部１００の検出
値Ｔｎが加熱目標温度Ｔｈに維持されるように、電力供
給部２２の供給電力量を調整する定温加熱制御を実行す
る（ステップ１５，１６）。具体的には、スイッチング
回路２５に対する制御パルス信号のデューティ比を変更
調節するフィードバック制御を実行する。前記保温用の
設定時間ｔｓが経過すると、出湯温サーミスタ９に対す
る加熱を停止する（ステップ１７）。

【００３０】なお、温度検出部１００による温度検出動
作は、スイッチング回路２５（スイッチングトランジス
タ２１ａ，２１ｂ）がＯＦＦ状態になっているときに、
つまり、測定直流電源からの電圧だけが出湯温サーミス
タ９に印加されているときに実行するようになってい
る。

【００３１】加熱停止後、放熱によって出湯温サーミス
タ９の個体温度が低下し始めて温度検出部１００の検出
値Ｔｎが加熱目標温度Ｔｈ以下になった時点から検出用
タイマーによるカウントを開始し（ステップ１８，１
９）、検出用タイマーがカウントアップして設定経過時
間ｔｍが経過した時に、温度検出部１００の検出値Ｔｎ
が雰囲気温度Ｔｏよりも３℃高い閾値温度Ｔｓｈ以下で
あれば「水あり」と判別し（ステップ２０〜２２）、温
度検出部１００の検出値Ｔｎが雰囲気温度Ｔｏよりも３
℃高い閾値温度Ｔｓｈ以上であれば「水なし」と判別す
る（ステップ２１，２３）。つまり、図５に示すよう
に、出湯路６の熱交換器２出口部分の内部に湯水が存在
していれば、出湯温サーミスタ９の放熱量が大になり、
前記閾値温度Ｔｓｈよりも低い温度にまで低下するが、
出湯路６内に湯水が存在せず空気だけであれば放熱量が
少なく、前記閾値温度Ｔｓｈよりも高い温度になるので
ある。

【００３２】このようにして、気液判別処理を行って、
「水なし」と判別した場合には、熱交換器２内部に湯水
が存在していないので、バーナ３による加熱を実行する
と空焚きとなるので、バーナ３の燃焼作動を禁止すると
ともに、報知ランプ１８を点灯して報知する。また、
「水あり」と判別した場合には、その後、給湯栓が開か
れて通水量センサ７により通水量が設定水量以上になっ
たことが検出されると上述の燃焼制御を実行する。そし
て、例えば、給湯装置が新たに設置されたような場合
や、断水などにより給水が停止された後などにおいて熱
交換器２内部に湯水が存在しない状態で誤って燃焼動作
を実行するなどの不利を未然に回避できることになる。

【００３３】〔別実施形態〕 （１）上記実施形態では、出湯温サーミスタ９の加熱制
御を、予め設定された加熱制御用の設定時間の間実行す
るように構成しているが、これに代えて、次のように構
成してもよい。つまり、図４のフローチャートにおいて
は、電力供給部２２による出湯温サーミスタ９に対する
設定量の加熱用電力の供給を行い、サーミスタ９を加熱
して、加熱用タイマーをカウントし（Ｎ＝Ｎ＋１）、タ
イマーが設定時間になると、そのときの温度検出部１０
０の温度検出値Ｔｎに基づいて出湯温サーミスタ９の故
障などを判別していた。しかし、図７のフローチャート
に示すように、加熱用タイマーによるカウントが設定時
間に達する前であっても、温度検出値Ｔｎが加熱目標温
度Ｔｈ以上になっていると、出湯温サーミスタ９は正常
であるとして、定温加熱制御を実行する（ステップ８，
９，９ａ，１５）。この場合、サーミスタ９の個体温度
の温度上昇度に基づいて、加熱用の設定時間が経過する
前に出湯温サーミスタ９が正常であるか否かを判別し、
正常であると、定温加熱制御を実行するようにしてもよ
い。なお、図７のフローチャートにおいて、図４のフロ
ーチャートと同様のステップについては、同じステップ
番号を記すことにより、その説明を省略する。

【００３４】（２）上記実施形態では、加熱目標温度に
保温用の設定時間維持させるように電力供給手段２２を
作動させる定温加熱制御を実行し、その後の加熱を停止
した状態において、出湯温サーミスタ９の個体温度の時
間経過に伴う変化状態を測定して気液を判定するように
構成しているが、定温加熱制御における供給電力量また
は供給電力相当量に基づき、気液を判定するように構成
してもよい。また、定温加熱制御による電力供給が停止
された後に、温度検出部１００の検出値Ｔｎが気液判定
用の閾値に低下するのに要する所要時間が設定値より長
いときは気体であり、所要時間が設定値より短いときは
液体である判別するような構成としてもよく、または、
前記定温加熱制御による電力供給が停止された後に、温
度検出部１００の検出値Ｔｎの単位時間当たりの下降量
（微分値）が設定閾値よりも大きいか小さいかにより気
液判定するなど、各種の形態で実施することができる。

【００３５】（３）上記実施形態では、前記電力制御部
１０１がスイッチング回路２５を間欠的にＯＮ／ＯＦＦ
させる制御パルス信号を出力し、出湯温サーミスタ９へ
の電力供給量を調整するようにしたが、この構成に代え
て、次のように構成してもよい。

【００３６】例えば、図８に示すように、前記電力供給
手段２２がマイクロコンピュータ１９で出力電圧値を制
御される定電圧電源であり、サーミスタ９と第１抵抗Ｒ
１が直列接続されるとともに、別の２つの第２、第３抵
抗Ｒ２，Ｒ３が直列接続され、夫々が並列に電力供給手
段２２から電流が供給される構成とし、サーミスタ９と
第１抵抗Ｒ１の中点Ｎ３と第２抵抗Ｒ２と第３抵抗Ｒ３
との中点Ｎ４の各電圧値をマイクロコンピュータ１９が
読み取る構成とする。そして、中点Ｎ４の電圧値より電
力供給手段２２の電源電圧値が第２抵抗Ｒ２と第３抵抗
Ｒ３との分圧比より検出でき、中点Ｎ３の電圧値と第１
抵抗Ｒ１の抵抗値よりサーミスタ９に供給される電流
値、及び、中点Ｎ３の電圧値と検出された電力供給手段
２２の電源電圧値よりサーミスタ９の両端電位差が検出
でき、サーミスタ９に供給される電力量と抵抗値つま
り、個体温度が同時に検出できる。

【００３７】（４）上記実施形態では、加熱目標温度に
維持する保温用の設定時間ｔｓを、雰囲気温度が高いほ
ど短く時間になるように自動で変更設定するようにした
が、実験等に基づいて決定された一定時間に設定する構
成としてもよく、あるいは、雰囲気温度に応じて人為的
に変更設定するような構成としてもよい。

【００３８】（５）上記実施形態では、可変抵抗素子と
してのサーミスタを自己加熱するようにしたが、図９に
示すように、電力供給手段２２から電力供給される加熱
用素子ＫＳを設け、サーミスタ９が加熱用素子により加
熱されるような構成としてもよい。なお、電力供給手段
２２からスイッチング回路２５を介して加熱用素子ＫＳ
に電力が供給され、電力制御部１０１がスイッチング回
路２５に対して供給する制御パルス信号を温度検出部１
００の検出情報に基づいてフィードバック制御する構成
等、その他の構成は点は上記実施形態と同様である。こ
のような構成によれば、サーミスタの加熱と温度検出と
を同時に実行されるため、電力供給量の調整構成に対す
る設定自由度が高く、スイッチング回路２５を使用した
デューティ比制御以外の制御手段を用いても構わない。

【００３９】（６）上記実施形態では、給湯装置におけ
る出湯温サーミスタを加熱して温度変化状態を測定する
ようにしたが、出湯温サーミスタに代えて入水温サーミ
スタを利用してもよく、このような一般給湯用湯路中の
サーミスタに限らず、例えば、浴槽の追焚き用の循環路
内に設けられたサーミスタを利用して温度変化状態を測
定して、気液判定を行うようにしてもよい。

【００４０】（７）上記実施形態では、制御部Ｈにマイ
クロコンピュータ１９を用いたが、論理回路及び記憶回
路等を組み合わせて構成するものでもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】給湯装置の概略構成図

【図２】制御部の回路構成図

【図３】サーミスタの到達温度と雰囲気温度の実験デー
タ

【図４】制御動作のフローチャート

【図５】制御動作のフローチャート

【図６】温度変化状態を示す図

【図７】別実施形態を示す制御動作のフローチャート

【図８】別実施形態を示す制御部の回路構成図

【図９】別実施形態を示す制御部の回路構成図

【符号の説明】

９ 可変抵抗素子 ２２ 電力供給手段 ＫＳ 加熱素子 Ｈ 制御手段 ＴＤ 温度検出手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤本 善夫 大阪府大阪市港区南市岡１丁目１番52号 株式会社ハーマン内 (72)発明者 吉田 豊 大阪府大阪市港区南市岡１丁目１番52号 株式会社ハーマン内 Ｆターム(参考） 2F014 CA02

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気抵抗値が温度によって変化する可変
   抵抗素子と、 この可変抵抗素子を自己発熱により加熱させるようにこ
   の可変抵抗素子自体に電力を供給する、または、この可
   変抵抗素子を加熱素子にて加熱させるようにこの加熱素
   子に電力を供給する電力供給手段と、 前記可変抵抗素子の抵抗値の変化に基づいて前記可変抵
   抗素子の個体温度を検出する温度検出手段と、 その温度検出手段の検出情報に基づいて前記可変抵抗素
   子の雰囲気が気液いずれであるかを判別するために、前
   記可変抵抗素子の雰囲気温度が高いほど高い加熱目標温
   度を設定して、その加熱目標温度に前記可変抵抗素子を
   昇温させるように前記電力供給手段を作動させる加熱制
   御を実行し、かつ、その後気液判別制御を実行する制御
   手段とが設けられた気液判別装置であって、 前記制御手段が、 前記加熱目標温度として、前記雰囲気が空気であるとき
   にはその温度変化に拘わらず到達可能で、前記雰囲気が
   液体であるときにはその温度が低いときには到達不能な
   温度を設定し、かつ、 前記加熱目標温度に向けて前記可変抵抗素子を加熱する
   際において、前記可変抵抗素子の雰囲気が気液いずれで
   あっても到達可能な故障判別用温度を、前記雰囲気の温
   度に対応付けて設定し、 前記加熱制御の実行により昇温された前記可変抵抗素子
   の個体温度が、前記故障判別用温度未満であるときに
   は、故障であると判別し、前記故障判別用温度以上でか
   つ前記加熱目標温度未満であるときには、液体であると
   判別し、前記加熱目標温度以上であるときには、前記気
   液判別制御を実行するように構成されている気液判別装
   置。
2. 【請求項２】 前記制御手段が、前記加熱制御を、予め
   定められた加熱制御用の設定時間の間実行するように構
   成されている請求項１記載の気液判別装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段が、前記気液判別制御とし
   て、前記可変抵抗素子の個体温度を前記加熱目標温度に
   保温用の設定時間維持させるように前記電力供給手段を
   作動させる定温加熱制御、および、その後の加熱を停止
   した状態おいて、前記可変抵抗素子の個体温度の時間経
   過に伴う変化状態を測定して気液を判定する判定制御を
   実行するように構成されている請求項1 または２記載の
   気液判別装置。
4. 【請求項４】 前記制御手段が、前記気液判別制御とし
   て、前記可変抵抗素子の個体温度を前記加熱目標温度に
   保温用の設定時間維持させるように前記電力供給手段を
   作動させる定温加熱制御、および、その定温加熱制御に
   おける供給電力量または供給電力相当量に基づき、気液
   を判定する判定制御を実行するように構成されている請
   求項1 または２記載の気液判別装置。