JP2001065980A - ガス式給湯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マイクロコンピュータのプログラムの暴走に
起因する軽微な異常については、ハードウェアによる安
全装置が働く前に、自動的に解消する方法を提供する方
法を提供する。 【解決手段】 リセット回路６には、各センサー４から
の出力が直接入力されたり、制御装置２を介して入力さ
れている。リセット回路６はこれらの入力の組み合わせ
を判断し、異常な組み合わせが発見された場合には、リ
セット出力を制御装置２に対して出力する。リセット出
力を受けた制御装置２は、その中のマイクロコンピュー
タをリセット状態とし、初期状態からプログラムを再ス
タートさせる。これにより、マイクロコンピュータのプ
ログラムが暴走しているような状態であっても、イニシ
ャルリセットにより回復することができ、正常な制御状
態とすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水をガスの燃焼熱
により加熱して湯とし、給湯栓や浴槽、室内暖房装置等
に供給するガス式給湯装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】水をガスの燃焼熱により加熱して湯と
し、給湯栓や浴槽、室内暖房装置等に供給するガス式給
湯装置は、一般家庭において広く使用されている。最も
簡単なものは、完全手動式のものであり、人間が点火装
置を手動で操作することにより種火に点火し、目視によ
って点火を確認してから給湯栓を開けるものである。給
湯栓が開くと、水量センサー又は水圧センサーにより水
の流れが確認され、ガス遮断弁が開となって、バーナー
ヘのガスの供給が行われ、種火からの火によりガスへの
着火が行われて、熱交換器中の水が加熱され、湯として
給湯栓から供給される。

【０００３】しかしながら、近年、給湯装置の方式は高
級化しており、各種センサーからの入力を受けて、制御
装置により給湯温度制御や、燃焼制御、安全確認を行う
自動制御方式の給湯装置が用いられるようになってきて
いる。その例を図３に示す。

【０００４】給湯器本体部１１中には、ガスバーナー１
２と熱交換器１３が設けられ、ガスバーナー１２の燃焼
熱により、熱交換器１３中の水を加熱するようになって
いる。給湯栓が開となると、給水系から水フィルター１
４を介して熱交換器１３に水が供給される。この水量は
水量センサー１５で検出されるので、それにより電装基
板内の制御装置（図示せず）が、元ガス電磁弁１６を開
とすると共に、点火プラグに電圧をかけ、その火花によ
りガスに着火させる。それにより燃焼管１８からのガス
が燃焼し、熱交換器１３中の水を加熱する。

【０００５】給水流量は、水量調節弁１９で制御され、
給湯温度は出湯サーミスター２０で検出されて、バイパ
ス水量調節弁２１の開度を制御したり、ガス比例弁２２
の開度を制御することにより目標温度に保たれる。この
制御には、入水サーミスター２３により検出された給水
の温度、缶水サーミスター２４により検出された熱交換
器１３の出口の湯の温度が同時に用いられる。目標とす
る湯の温度が大きく異なったり、給水量が大きく異なっ
て、バイパス水量調節弁２１の開度やガス比例弁２２で
制御できないときは、能力切替ガス電磁弁２５を開閉す
ることによりガスバーナーの燃焼能力を大きく変化させ
て対応する。

【０００６】燃焼用空気は燃焼ファン２６からガスバー
ナー１２に供給される。燃焼空気が供給されているかど
うかを検知するために、燃焼ファン２６の回転数センサ
ー２７が設けられている。この回転数センサー２７は、
この他に、ガス量に見合った風量を供給するように燃焼
ファン２６の回転数を制御するために使用される。

【０００７】安全装置として、給湯器本体部の過熱を検
知する過熱防止センサー２８、熱交換器１３や給湯配管
中の過圧を検出して排水することにより防止する過圧防
止安全装置２９、熱交換器中１３直近に設けられ、残り
火による熱交換器１３の過熱を検知する残火安全装置３
０、漏電を検出する漏電安全装置３１、ガスの燃焼炎を
検知する炎検知器３２等が設けられている。

【０００８】図４に、電装基板中の制御装置の主な動作
を記載した概略フローチャートを示す。ステップＳ０１
で人間が電源を「入」とすると、ステップＳ０２で漏電
安全装置が不作動であるかどうかをチェックする。不作
動である場合は正常であるので、ステップＳ０３への移
行を可能にする。ステップＳ０３で人間が運転スイッチ
を「入」とすると、運転状態に入る。この状態で、制御
装置はステップＳ０５の状態に移行し、水量センサーが
ＯＮとなるかどうかをチェックしている。ステップＳ０
４で人間が給湯栓を「開」とすると、ステップＳ０５で
水量センサーがＯＮとなるのでステップＳ０６に進む。
人間が給湯栓を「開」とするまでは水量センサーがＯＦ
Ｆであるので、ステップＳ０５の状態で待機する。

【０００９】ステップＳ０６では各種安全装置のセンサ
ーが正常であるかどうかをチェックし、全てのセンサー
が正常値を示しているとき、ステップＳ０７で燃焼ファ
ンをＯＮとする。そして、ステップＳ０８で燃焼ファン
の回転数センサーの値をチェックし、正常回転数になっ
ているかどうかを判断する。正常回転数になっていれ
ば、ステップＳ０９で点火装置をＯＮとする。これによ
り、点火プラグから火花が発生する。その上でステップ
Ｓ１０に移り、元ガス電磁弁とガス比例弁をＯＮ（開）
とする。そして、ステップＳ１１で炎検知器からの信号
をチェックし、「炎検知」となったとき、着火が確認さ
れたとしてステップＳ１２に移り点火装置をＯＦＦとす
る。そして、ステップＳ１３に移行して、目的とする湯
温が得られ、かつ完全燃焼が行われるように、ガス量と
風量の比例制御を行う。これが定常給湯状態である。

【００１０】定常給湯状態においては、ステップＳ１４
で安全装置の不作動を監視し、不作動の場合はステップ
Ｓ１５に移って水量センサーがＯＦＦとなったかどうか
をチェックする。水量センサーがＯＦＦとなっていなけ
ればステップＳ１３に戻って、定常給湯状態の制御を続
行する。

【００１１】人間が給湯栓を閉めたり、その他の理由に
より給水が行われなくなったときは、ステップＳ１５に
おいて水量センサーがＯＦＦとなったことが検出される
ので、ステップＳ１６に移行し、元ガス電磁弁とガス比
例弁をＯＦＦ（「閉」）とし、ステップＳ１７で燃焼フ
ァンをＯＦＦとして、初期状態であるステップＳ０４に
戻る。

【００１２】定常給湯状態において安全装置が作動した
ときは、ステップＳ１４からステップＳ１８にジャンプ
し、エラー表示を行うと共に、ステップＳ１９で元ガス
電磁弁とガス比例弁をＯＦＦ（「閉」）とし、ステップ
Ｓ２０で燃焼ファンをＯＦＦとする。この状態で人間が
エラー表示を見て、ステップＳ２１で給湯栓を「閉」と
し、ステップＳ２２で運転スイッチを「切」とする。す
ると、ステップＳ２３でエラー表示Ｓ２３を消灯する。
この状態で、ステップＳ２４で人間が電源を「切」と
し、ステップＳ２５で原因の除去を行う。原因が除去さ
れたと考えたとき、人間がステップＳ０１に戻って電源
の再投入を行う。

【００１３】ステップＳ０６において、各安全装置セン
サーの異常が発見されたときは、ステップＳ２６に移っ
てエラー表示を行ってからステップＳ２１に移行する。

【００１４】ステップＳ０８において、ファンの回転数
が異常であったときは、ステップＳ２７に移ってエラー
表示をした後、ステップＳ２０に移行する。

【００１５】ステップＳ１１において、所定時間の間に
炎の検知ができなかったときは着火失敗と判断して再点
火を行う。すなわち、ステップＳ２８で点火装置をＯＦ
Ｆとし、ステップＳ２９で元ガス電磁弁とガス比例弁を
ＯＦＦ（「閉」）とする。そして、ステップＳ３０で再
点火を試みた回数が所定数ｎ回以下であるかを判断す
る。ｎ回以下であるときは、ステップＳ０８に戻って点
火作業をやり直す。ｎ回を超えているときは、点火シス
テムが不良となっているとして、ステップＳ２７でエラ
ー表示を行ってステップＳ２１に移行する。

【００１６】以上のフローチャートは極概略のフローを
示したものであり、実際には、この他に安全を確保する
ための制御ルーチンが多数含まれていると共に、給湯量
の制御や、バイパス水量調整弁を用いた給湯温度の制
御、能力切替ガス電磁弁の制御等、多数の制御ルーチン
が含まれている。

【００１７】また、過熱防止装置や残火安全装置、過圧
防止安全装置等の出力は、以上の制御装置を使用した安
全制御のほかにも、ハードウェアで構成された安全装置
につながれており、万一制御装置そのものが不良となっ
ても、火災の発生等の事故につながらないようになって
いる。

【００１８】図３に示した給湯装置は、１缶１水路式と
呼ぱれ、１つの給湯器に１つの熱交換器と１つの給湯水
路を有する最も簡単なものであるが、この他に１つの給
湯器に２つの熱交換器と２つの給湯系統（例えぱ給湯栓
への給湯用と風呂の追い焚き用）を有する２缶２水路式
のもの、１つの熱交換器と２つの給水系統を有する１缶
２水路式のもの等、種々のものがある。本明細書でいう
「ガス式給湯装置」とは、これら全ての方式の給湯装置
を含むものである。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】以上のようなガス式給
湯装置の制御方式においては、制御装置そのものが正常
に作動している場合は、各アクチュエータヘの命令が正
常に出カされ、安全確認も行われているので、給湯装置
の運転が暴走することはない。しかし、制御装置はマイ
クロコンピュータを中心として構成されているため、ま
れにはノイズ等の影響により、マイクロコンピュータの
プログラムが正常でないルーチンに飛び込み暴走するこ
とがある。このような場合は、通常、ウォッチドッグタ
イマーにより、一定時間制御装置からの応答がなかった
場合に、ハードウェア的な安全装置を働かせることにし
ているが、これでも不十分な場合がある。

【００２０】もちろん、前述のように、制御装置による
安全確認の他に、火災につながるような重大な異常につ
いては、ハードウェアーにより構成された安全装置が別
に設けられているので、このような事態が発生するのは
防がれるが、たとえば、いつまでたっても着火シーケン
スに入らず、点火が行われないというような異常が発生
する恐れがある。

【００２１】また、このような制御装置の異常は、ハー
ドウェアによる安全装置を働かせなくても、マイクロコ
ンピュータを初期状態に戻すだけで解決可能な場合が多
い。

【００２２】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、マイクロコンピュータのプログラムの暴走に
起因する軽微な異常については、ハードウェアによる安
全装置が働く前に、自動的に解消する方法を提供するこ
とを課題とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する第１
の手段は、制御装置により制御され、ガスの燃焼熱によ
り水を加熱して給湯を行うガス式給湯装置であって、前
記制御装置とは別にリセット回路を有し、当該リセット
回路は、直接又は前記制御装置を介して入力される各種
センサーの状態の組み合わせが異常であるとき、前記制
御装置をリセットするリセット機能を有することを特徴
とするガス式給湯装置（請求項１）である。

【００２４】本手段においては、リセット回路に入力さ
れる各種センサーの組み合わせがありえないものである
とき、異常が発生しているのに制御装置がその異常を検
知しておらず、従って制御装置が暴走しているものと判
断し、制御装置をリセット（初期状態に戻す）するよう
にする。これは、通常、制御装置を構成するマイクロコ
ンピュータのリセット入力をＯＮとすることにより行わ
れる。これにより、制御装置は初期状態に戻されるの
で、暴走しているルーチンから抜け出すことができ、制
御を正常状態に復帰させることができる。

【００２５】前記課題を解決するための第２の手段は、
制御装置により制御され、ガスの燃焼熱により水を加熱
して給湯を行うガス式給湯装置であって、前記制御装置
とは別にリセット回路を有し、当該リセット回路は、直
接又は前記制御装置を介して入力される各種センサーの
状態の組み合わせが異常であるとき、前記制御装置への
電源供給を一旦停止して再投入する電源再投入機能を有
することを特徴とするガス式給湯装置（請求項２）であ
る。

【００２６】前記第１の手段においては、制御装置に対
してリセット出力を行って初期状態に戻していたが、本
手段においてはリセット出力の代わりに、制御装置への
電源を一旦切りとし、再投入を行うようにしている。こ
れにより、リセットと同じように、制御装置を初期状態
に戻すことができるので、前記第１の手段と同様の効果
が得られる。

【００２７】前記課題を解決する第３の手段は、前記第
１の手段又は第２の手段であって、前記リセット回路
が、リセット機能、又は電源再投入機能が所定時間中に
所定回数以上繰り返されたときは、ガス式給湯装置への
電源供給を停止する機能を有することを特徴とするもの
（請求項３）である。

【００２８】前記第１の手段、第２の手段において制御
装置の初期状態化を行っても、状況が変化しないとき
は、制御装置が重度の異常に陥っているか、リセット回
路へのセンサーからの出力が異常になっている等の理由
が考えられ、前記第１の手段、第２の手段におけるよう
な解決手段では解決が不可能である。よって、安全を確
保するために、ガス式給湯装置への電源供給を停止す
る。

【００２９】前記課題を解決するための第４の手段は、
前記第１の手段から第３の手段のいずれかであって、前
記リセット回路は、リセット又は電源再投入を、前記制
御装置が、エラーチェック中であることを示す信号を出
していないときのみ行うものであることを特徴とするも
の（請求項４）である。

【００３０】センサーの状態が異常となったときは、制
御装置がエラーチェックを行うルーチンを実行すること
が多く、このようなときに制御装置をリセットしたり電
源再投入を行うと、正常に働いていた制御装置の作動を
途中で中断することになってしまう。よって、本手段に
おいては、制御装置がエラーチェックを行っているとき
には、リセット又は電源再投入を行わないようにしてい
る。制御装置がエラーチェックを行っているかどうか
は、エラーチェックを行っているときに、制御装置から
それを示す出力を出し、それをリセット回路に入力する
ようにすればよい。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の例を
図を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態の第
１の例を示すブロック図である。図１において、１はガ
ス式給湯装置本体、２は制御装置、３は各アクチュエー
タ、４は各センサー、５は電源基板、６はリセット回路
を示す。制御装置２は、従来技術の説明で述べたよう
に、各センサー４からの入力を基に、各アクチュエータ
３に命令出力を出し、給湯温度、給湯流量等の各種の制
御や安全制御を行う。電源基板５は制御装置２に制御電
源を供給する。電源基板５からは、各アクチュエータ３
や各センサー４へも電源が供給されるが、これらについ
ては図示を省略する。

【００３２】本実施の形態においては、これらの従来の
装置に、リセット回路６を追加している。リセット回路
６には、各センサー４からの出力が直接入力されたり、
制御装置２を介して入力されている。なお、本実施の形
態においては制御装置２が不良となることを前提として
いるので、なるべく、各センサー３の出力は直接リセッ
ト回路６に入力されるようにしておくことが好ましい。

【００３３】リセット回路６はこれらの入力の組み合わ
せを判断し、異常な組み合わせが発見された場合には、
リセット出力を制御装置２に対して出力する。異常な組
み合わせとは、例えば元ガス電磁弁が「開」となってい
るのに、給湯温度が非常に低いとか、水量センサーがＯ
ＦＦであるのに元ガス電磁弁が「開」となっているよう
な状態をいう。

【００３４】リセット出力を受けた制御装置２は、その
中のマイクロコンピュータをリセット状態とし、初期状
態からプログラムを再スタートさせる。これにより、マ
イクロコンピュータのプログラムが暴走しているような
状態であっても、イニシャルリセットにより回復するこ
とができ、正常な制御状態とすることができる。実際に
センサーやアクチュエータが不良となっている場合に
は、回復後、制御装置が有するエラー処理ルーチンが働
き、安全制御とエラー出力がなされる。

【００３５】なお、以上述べたようなリセット回路６か
らのリセット出力は、制御装置２がエラー処理を行って
いるときには出力しないようにしておくことが好まし
い。それは、エラー処理を行っているときに制御装置２
をリセットすると、せっかくの正常なエラー処理が中断
されることになるからである。よって、本実施の形態に
おいては、制御装置２がエラー処理を行っている間は、
「エラー判別」出力をリセット回路６に送り、リセット
回路６は、この出力がある間はリセット出力を出力しな
いようにしている。

【００３６】なお、本実施の形態においては、所定時間
中に所定回数のリセット出力が出力されたときは、電源
基板５に指令を出し、制御装置２をはじめ、全ての機器
への電源供給を停止するようにしている。これは、複数
回のリセットを繰り返しても異常状態が継続されている
場合には、安全上問題があるとして、ハードウェア的に
安全が保たれるようにするためである。全ての電源が切
られると、元ガス電磁弁、ガス比例弁が「閉」となるの
で、火災等の発生が確実に防止される。

【００３７】図２は、本発明の実施の形態の第２の例を
示すブロック図である。図２において７は電源スイッチ
であり、その他の符号は図１に示した要素と同じ要素を
示す図２に示す実施の形態の作動は、図１に示した実施
の形態の作動と基本的には同じであるが、リセット回路
６より、リセット出力を制御装置２に与える代わりに、
電源スイッチ７により制御装置２への電源供給を一旦切
り、その後再投入することのみが異なっている。電源の
再投入が行われると、制御装置２内のマイクロコンピュ
ータは初期状態にリセットされ、そこから再び制御が開
始されるので、リセットをかけたのと同じ効果が得られ
る。

【００３８】その他の動作については、図１に示したも
のと同じなので説明を省略するが、この場合において
も、所定時間中に所定回数のリセット出力が出力された
ときは、電源基板５に指令を出し、制御装置２をはじ
め、全ての機器への電源供給を停止するようにしてい
る。その理由は、電源スイッチ７により制御装置２への
電源を切るだけでは、安全上対策が不十分であるからで
ある。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のうち請求
項１に係る発明、請求項２に係る発明においては、制御
装置内のマイクロコンピュータが暴走しているような場
合でも、制御装置を初期状態にもどすことにより、暴走
しているルーチンから抜け出すことができ、制御を正常
状態に復帰させることができる。よって、ハードウェア
によって形成された安全回路が働いてシステム全体が停
止される前に、自動的に制御を正常に復帰させることが
できる。

【００４０】請求項３に係る発明においては、リセット
や電源再投入を繰り返しても異常が復帰しないとき、全
システムを停止することができるので、安全なガス式給
湯装置とすることができる。

【００４１】請求項４に係る発明においては、制御装置
がエラーチェックを行っていないときのみ、リセット又
は電源再投入を行うようにしているので、エラーチェッ
クが途中で中断されてしまうようなことがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の第１の例を示すブロック
図である。

【図２】本発明の実施の形態の第２の例を示すブロツク
図である。

【図３】ガス式給湯装置の例を示す概要図である。

【図４】ガス式給湯装置の制御装置の動作の例を示すフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１…ガス式給湯装置本体 ２…制御装置 ３…各アクチュエータ ４…各センサー ５…電源基板 ６…リセット回路 ７…電源スイッチ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 制御装置により制御され、ガスの燃焼熱
   により水を加熱して給湯を行うガス式給湯装置であっ
   て、前記制御装置とは別にリセット回路を有し、当該リ
   セット回路は、直接又は前記制御装置を介して入力され
   る各種センサーの状態の組み合わせが異常であるとき、
   前記制御装置をリセットするリセット機能を有すること
   を特徴とするガス式給湯装置。
2. 【請求項２】 制御装置により制御され、ガスの燃焼熱
   により水を加熱して給湯を行うガス式給湯装置であっ
   て、前記制御装置とは別にリセット回路を有し、当該リ
   セット回路は、直接又は前記制御装置を介して入力され
   る各種センサーの状態の組み合わせが異常であるとき、
   前記制御装置への電源供給を一旦停止して再投入する電
   源再投入機能を有することを特徴とするガス式給湯装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載のガス式給
   湯装置であって、前記リセット回路は、リセット機能、
   又は電源再投入機能が所定時間中に所定回数以上繰り返
   されたときは、ガス式給湯装置への電源供給を停止する
   機能を有することを特徴とするガス式給湯装置。
4. 【請求項４】 請求項１から請求項３のうちいずれか１
   項に記載のガス式給湯装置であって、前記リセット回路
   は、リセット又は電源再投入を、前記制御装置が、エラ
   ーチェック中であることを示す信号を出していないとき
   のみ行うものであることを特徴とするガス式給湯装置。