JP5627374B2

JP5627374B2 - 給湯器システム

Info

Publication number: JP5627374B2
Application number: JP2010218437A
Authority: JP
Inventors: 裕正高島; 和男豊田
Original assignee: Yazaki Energy System Corp
Current assignee: Yazaki Energy System Corp
Priority date: 2010-09-29
Filing date: 2010-09-29
Publication date: 2014-11-19
Anticipated expiration: 2030-09-29
Also published as: JP2012072970A

Description

本発明は、給湯器と、燃焼時の排気中の一酸化炭素濃度（以下「ＣＯ濃度」という。）を検知するＣＯ検知器とを備え、排気ガス中のＣＯ濃度が所定の基準値を超えたときに燃焼動作を遮断するようにした給湯器システムに関する。

従来、家庭の台所等で使用されている給湯器には、ＣＯ検知器を内蔵するものは少ないが、不完全燃焼等を考慮して一酸化炭素の発生を検出することが要求される。このため、ＣＯ濃度を検出するＣＯセンサを備え、排気ガス中のＣＯ濃度が所定の基準値を超えたときに燃焼動作を遮断するようにした給湯器がある（特許文献１参照）。

また、上記同様の目的で、ＣＯ検知器を備えることができるような給湯器がある。このような給湯器では、接続しているＣＯ検知器が一酸化炭素を検知している場合や、ＣＯ検知器が接続されていない場合や、ＣＯ検知器と給湯器本体の燃焼制御部との間で通信線が断線している場合や、ＣＯ検知器が故障や電池寿命に至っている場合は、安全のため給湯器の運転を行わないように制御している。

また、燃焼機器の不完全燃焼時のＣＯ濃度を検出して警報するＣＯ警報器において、ＣＯセンサの劣化や異常を判断する自己診断機能を備えたＣＯ警報器が知られている（特許文献２参照）。このように、ＣＯセンサの自己診断は、ＣＯ検知器の信頼性を確保する上で必要であり、所定時間ごと定期的に実施する必要がある。

なお、ＣＯ検知器のＣＯセンサとしては、従来から接触燃焼式センサ、半導体センサ、電気化学式センサ等が知られている。

特開２００２−１３１２６３号公報特開２００８−１５２３２２号公報

特許文献２のように、最近のＣＯ警報器においては、所定時間（例えば４８時間）ごとに、ガスセンサの自己診断を行い、その特性から合否を判断しているものがある。その自己診断には、所定時間（例えば１５秒程度）を要するが、その間は、通常のＣＯ濃度の検知を行うことはできない。このため、自己診断中は給湯器の運転（燃焼動作）を行わないことが要求される。すなわち、ＣＯ検知器が正常な監視状態にない場合、給湯器は運転を開始することができない。このため、自己診断のタイミングを考慮しないと使い勝手が悪くなるという問題がある。

本発明は、給湯器とＣＯ検知器とを備えた給湯器システムにおいて、給湯器の運転を阻害しないようにＣＯセンサの自己診断を行い、ＣＯ検知器の信頼性を確保するとともに使い勝手を良くすることを課題とする。

請求項１の給湯器システムは、燃焼制御部により燃焼装置の燃焼状態を制御する給湯器と、前記燃焼制御部に接続されるとともに前記燃焼装置で発生する排気ガス中のＣＯ濃度を検知するＣＯ検知器とを備えた給湯器システムであって、前記ＣＯ検知器は、前記ＣＯ濃度を検出するＣＯセンサの異常を検出する自己診断機能を有し、予め設定された所定の設定時間を周期とする自己診断タイミングで自己診断機能を実施する際に、前記燃焼制御部による前記燃焼装置の制御中に自己診断タイミングとなったときは、自己診断機能の実施を禁止し、前記燃焼制御部による前記燃焼装置の制御が終了したタイミングで前記自己診断機能を実施することを特徴とする。

請求項２の給湯器システムは、燃焼制御部により燃焼装置の燃焼状態を制御する給湯器と、前記燃焼制御部に接続されるとともに前記燃焼装置で発生する排気ガス中のＣＯ濃度を検知するＣＯ検知器とを備えた給湯器システムであって、前記ＣＯ検知器は、前記ＣＯ濃度を検出するＣＯセンサの異常を検出する自己診断機能を有し、予め設定された所定の設定時間を周期とする自己診断タイミングで自己診断機能を実施する際に、前記燃焼制御部による前記燃焼装置の制御中に自己診断タイミングとなったときは、次の自己診断タイミングまで自己診断機能の実施を禁止することを特徴とする。

請求項３の給湯器システムは、燃焼制御部により燃焼装置の燃焼状態を制御する給湯器と、前記燃焼制御部に接続されるとともに前記燃焼装置で発生する排気ガス中のＣＯ濃度を検知するＣＯ検知器とを備えた給湯器システムであって、前記ＣＯ検知器は、前記ＣＯ濃度を検出するＣＯセンサの異常を検出する自己診断機能を有し、前記ＣＯ濃度を検知する際に前記燃焼制御部による前記燃焼装置の制御状態を検出して、前記燃焼装置で燃焼動作が行われる前記給湯器の稼動時間帯を学習し、該稼動時間帯以外の時間帯に自己診断タイミングを設定し、該設定した自己診断タイミングにて前記自己診断機能を実施することを特徴とする。

請求項１の給湯器システムによれば、燃焼制御部による燃焼装置の制御中に自己診断タイミングとなったときは、自己診断機能の実施を禁止し、燃焼制御部による燃焼装置の制御が終了したタイミングで自己診断機能を実施するので、給湯器の運転を阻害しないようにしてＣＯセンサの自己診断を行うことができ、ＣＯ検知器の信頼性を確保できるとともに、給湯器の使い勝手を良くすることがきる。

請求項２の給湯器システムによれば、燃焼制御部による燃焼装置の制御中に自己診断タイミングとなったときは、次の自己診断タイミングまで自己診断機能の実施を禁止するので、給湯器の運転を阻害しないようにしてＣＯセンサの自己診断を行うことができ、ＣＯ検知器の信頼性を確保できるとともに、給湯器の使い勝手を良くすることがきる。

請求項３の給湯器システムによれば、ＣＯ検知器が給湯器の稼動時間帯を学習し、この稼動時間帯以外の時間帯に自己診断タイミングを設定し、その自己診断タイミングにて自己診断機能を実施するので、給湯器の運転を阻害しないようにしてＣＯセンサの自己診断を行うことができ、ＣＯ検知器の信頼性を確保できるとともに、給湯器の使い勝手を良くすることがきる。

本発明の実施形態に係る給湯器システムの要部ブロック図である。実施形態における燃焼制御部のマイコンが実行する運転制御処理の要部フローチャートである。実施形態におけるＣＯ検知器のマイコンが実行する警報監視処理の要部フローチャートである。実施形態におけるＣＯ検知器のマイコンが実行する第１実施例の自己診断処理の要部フローチャートである。実施形態におけるＣＯ検知器のマイコンが実行する第２実施例の自己診断処理の要部フローチャートである。実施形態におけるＣＯ検知器のマイコンが実行する第３実施例の自己診断処理の要部フローチャートである。

次に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の実施形態に係る給湯器システムの要部ブロック図である。図に示すように、給湯器システムは、給湯器１とＣＯ検知器２とを備えている。給湯器１は、燃焼制御部１０、給湯スイッチ２０、燃焼装置３０、供給バルブ４０及び燃焼ファン５０を備えている。燃焼制御部１０は、マイクロコンピュータ（以下、マイコンという）１１とインターフェース回路（Ｉ／Ｆ）１２とで構成されている。ＣＯ検知器２は、マイコン２１、インターフェース回路（Ｉ／Ｆ）２２、ＣＯセンサ２３、自己診断回路２４、警報出力回路２５を備えている。そして、燃焼制御部１０とＣＯ検知器２は、インターフェース回路１２、２２を介して互いに通信可能に接続されている。

給湯器１において、給湯スイッチ２０、燃焼装置３０、供給バルブ４０及び燃焼ファン５０は、図示しなＩ／Ｏポートを介して燃焼制御部１０のマイコン１１に接続されている。給湯スイッチ２０がＯＮとなると、燃焼制御部１０は燃焼装置２０の制御を開始する。先ず、給湯スイッチ２０のＯＮにより、供給バルブ４０による燃料ガスの供給及び燃焼装置３０で点火が行われ、燃焼装置３０で燃焼が開始される。また、燃焼ファン５０の回転により燃焼装置３０のバーナに空気が送り込まれる。そして、この燃焼装置３０で発生した排気ガス中のＣＯ濃度がＣＯ検知器２により検出され、ＣＯ濃度が警報設定点以上となると給湯器１の運転が遮断される。

また、燃焼制御部１０は、燃焼時（運転時）にはローレベルの信号（状態信号Ｌ）を、非燃焼時（運転停止時）にはハイレベルの信号（状態信号Ｈ）を、インターフェース回路１２を介してＣＯ検知器２に出力する。また、後述のようにＣＯ検知器２から出力されるロック信号がＯＮのときは、燃焼制御部１０は点火できない状態（インターロック状態）となり、ロック信号がＯＦＦのときは、上記の点火及び燃焼の制御が可能となる。

ＣＯ検知器２において、ＣＯセンサ２３、自己診断回路２４及び警報出力回路２５は図示しないＩ／Ｏポートを介してマイコン２１に接続されている。なお、ＣＯセンサ２３は、例えば電気化学式センサであり、ＣＯ濃度に応じて発生する電流を電圧に変換してマイコン２１に出力する。マイコン２１は、処理プログラムに従って各種の処理を行うＣＰＵと、ＣＰＵが行う処理のプログラムなどを格納したＲＯＭと、ＣＰＵでの各種の処理過程で利用するワークエリア、各種データを格納するＲＡＭ、所定のレジスタに設定された時間の計測あるいは日時、時刻等を計時するためのタイマ等で構成されており、これらの各要素はバスラインによって接続されている。

そして、マイコン２１は、所定のサンプリング周期により、ＣＯセンサ２３から出力される電圧信号によりＣＯのＣＯ濃度を計測し、そのＣＯ濃度が警報設定点以上となった時に警報出力回路２５から警報を発するとともに、インターフェース回路２２を介して燃焼制御部１０にロック信号ＯＮを出力する。また、警報解除設定点以下になったときに警報を停止するとともに、燃焼制御部１０にロック信号ＯＦＦを出力する。

自己診断回路２４はマイコン２１からの指示によりＣＯセンサ２３の自己診断を実行する回路である。この自己診断回路２４によるＣＯセンサ２３の自己診断は、このＣＯセンサ２３の種類による。例えばＣＯセンサ２３が電気化学式センサの場合、ＣＯセンサ２３を一種のコンデンサとみなし、自己診断回路２４はＣＯセンサ２３に対して充電及び放電の切換動作を行い、放電電流を電圧に変換する。マイコン２１は、その充放電特性（放電カーブ）を検出し、正常時の充放電特性と比較してＣＯセンサ２３の劣化の有無を判断する。そして、劣化が生じている場合はその旨を図示しない表示手段を使って報知するとともに、燃焼制御部１０に対してロック信号ＯＮを出力する。

図２は燃焼制御部１０のマイコン１１が実行する運転制御処理の要部フローチャートであり、先ず、ステップＳ１で、ＣＯ検知器２からのロック信号がＯＦＦであるかを判定し、ロック信号がＯＦＦでなけれはロック信号がＯＦＦとなるまで待機する。ロック信号がＯＦＦであれば、ステップＳ２で給湯スイッチ２０がＯＮとなるのを監視し、給湯スイッチ２０がＯＮとならなければ、ステップＳ１に戻る。ロック信号ＯＦＦかつ給湯スイッチ２０がＯＮとなれば、ステップＳ３で点火して燃焼制御を行う。このとき、状態信号ＬをＣＯ検知器２に出力する。次に、ステップＳ４でロック信号がＯＮであるかを判定し、ロック信号がＯＮであれば、ステップＳ６で燃焼停止してステップＳ１に戻る。ロック信号がＯＮでなければ、ステップＳ５で給湯スイッチ２０がＯＦＦであるかを判定し、給湯スイッチ２０がＯＦＦでなければステップＳ３に戻ってそのまま燃焼制御を続行する。給湯スイッチ２０がＯＦＦとなれば、ステップＳ６で燃焼を停止するとともに、状態信号ＨをＣＯ検知器２に出力してステップＳ１に戻る。

以上の処理により、ＣＯ検知器２からのロック信号がＯＦＦのときには、給湯スイッチ２０がＯＮとなると点火及び燃焼制御を行うとっともに、給湯スイッチ２０がＯＦＦとなると、消火して燃焼を停止する。また、ＣＯ検知器２でＣＯ濃度が警報設定点に達したり、自己診断によりＣＯセンサ２３の劣化と判定されて、ロック信号がＯＮとなると、消火して燃焼を停止するか、燃焼制御を開始しない。

図３はＣＯ検知器２のマイコン２１が実行する警報監視処理の要部フローチャート、図４はＣＯ検知器２のマイコン２１が実行する第１実施例の自己診断処理の要部フローチャート、図５はＣＯ検知器２のマイコン２１が実行する第２実施例の自己診断処理の要部フローチャート、図６はＣＯ検知器２のマイコン２１が実行する第３実施例の自己診断処理の要部フローチャートであり、同図に基づいてＣＯ検知器２の動作を説明する。

図３の警報監視処理は第１乃至３実施例に共通であり、例えば３０秒毎の所定のサンプリング周期で起動される。先ず、ステップＳ１１で、燃焼制御部１０からの状態信号（Ｌ／Ｈ）に基づいて、給湯器１の運転状態を学習する。例えば、現在時刻において燃焼中であるか否かを記憶しておき、これらの過去の記憶状態により給湯器１が点火されて給湯に使用される時間帯（すなわち稼動時間帯）を求める。また、この稼動時間帯の情報を逐次検出する運転状態に応じて更新する。そして、ステップＳ１２で、この稼動時間帯に応じて、給湯器１が使用されないような時間帯中の時刻を自己診断を行う設定時間として設定（あるいは更新）する。なお、このステップＳ１１及びステップＳ１２の処理は後述の第３実施例に対応する処理であり、第１実施例及び第２実施例ではこれらの処理は行わなくてもよい。

次に、ステップＳ１３で自己診断中であるかを判定し、自己診断中であればそのまま処理を終了する。自己診断中でなければ、ステップＳ１４で、ＣＯセンサ２３の出力に基づいてＣＯ濃度を測定し、ステップＳ１５で所定の演算処理を行う。そして、ステップＳ１６でＣＯ濃度が警報が必要な状態か否かを判定し、必要であればステップＳ１７で警報を出力するとともにロック信号をＯＮにして１回の処理を終了する。警報が必要でなければ、ステップＳ１８で警報状態であれば警報を解除するとともに、ロック信号をＯＦＦにして、１回の処理を終了する。

図４の第１実施例の自己診断処理はマイコン２１のタイマに設定される設定時間（例えば４８時間）を周期として起動される。先ず、ステップＳ２１で、燃焼制御部１０からの状態信号により給湯器１が運転中（燃焼制御部１０による燃焼装置３０の制御中）であるか否かを判定し、運転中であれば運転中でなくなるまで待機し、運転中でなければ、あるいは運転中でなくなれば、ステップＳ２２以降で自己診断を行う。先ず。ステップＳ２２で自己診断中であることを示すロック信号ＯＮを燃焼制御部１０に出力し、ステップＳ２３でＣＯセンサ２３の自己診断を行って、ステップＳ２４で診断結果を判定する。そして、ステップＳ２５で、診断結果によりＣＯセンサ２３が異常であるかを判定し、異常あれば、ステップＳ２６で異常である表示等の出力を行うとともにロック信号をＯＮにして処理を終了する。異常でなければ、ステップＳ２７でロック信号をＯＦＦにして、処理を終了する。

図５の第２実施例の自己診断処理もマイコン２１のタイマに設定される設定時間（例えば４８時間）を周期として起動される。この第２実施例のステップＳ３１〜Ｓ３７は図示のように第１実施例のステップＳ２１〜２７と同じ処理であり、第１実施例と異なるところは、ステップＳ３１で当該給湯器が運転中である場合の処理である。運転中であれば、ステップＳ３８で、前回の自己診断結果を今回の自己診断結果として設定し、処理を終了する。すなわち、給湯器１の運転中に、ＣＯセンサ２３の自己診断を行うタイミングが到来した場合、前回の診断結果を採用し、自己診断を（一回）パスする。

図６の第３実施例のステップＳ４２〜Ｓ４７は図示のように第１実施例のステップＳ２２〜２７と同じ処理であり、第１実施例と異なるところは、ステップＳ４１の処理である。この第３実施例の自己診断処理は、タイマ割り込み処理により例えば１分毎に軌道され、ステップＳ４１で現在時刻が設定時間（ステップＳ１２で設定された設定時間）であるかを判定し、設定時間であれば、ステップＳ４２以降の自己診断を行い、設定時間でなければ処理を終了する。すなわち、設定時間は図３のステップＳ１１の学習処理及びステップＳ１２により設定した設定時間であり、何時何分のように、当該給湯器が使用されないような時間帯中の時刻である。

この第３実施例によれば、給湯器が使用される時間には自己診断を行わないので、例えば、使用者によって給湯器の給湯ボタンが押された場合、ＣＯ検知器の自己診断中でインターロックが掛かるようなことがないため、使用者が不用意に給湯器が故障しているのではないか等という疑いを持つようなこともない。

ＣＯ検知器２は、給湯器１に対してケーブル等により外付けで接続するようなシステムでもよいし。給湯器１の本体内に内蔵するシステムでもよい。また、ＣＯ検知器２は特に外付けする場合は、ＣＯ警報器でもよい。

実施形態では、燃焼制御装置１０からＣＯ検知器２に対して、給湯器１の運転時に状態信号Ｌを出力し、給湯器１の停止時に状態信号Ｈを出力するようにしているが、給湯器１の運転開始時に運転開始を示す信号を出力し、運転停止時に運転停止を示す信号を出力するようにしてもよい。

また、実施形態では、ＣＯセンサ２３として電気化学式センサの場合について説明したが、このＣＯセンサ２３としては、接触燃焼式センサ、半導体センサ等でもよい。

１給湯器
２ＣＯ検知器
１０燃焼制御部
３０燃焼装置
１１マイコン
１２インターフェース回路
２１マイコン
２２インターフェース回路
２３ＣＯセンサ
２４自己診断回路
２５警報出力回路

Claims

燃焼制御部により燃焼装置の燃焼状態を制御する給湯器と、前記燃焼制御部に接続されるとともに前記燃焼装置で発生する排気ガス中のＣＯ濃度を検知するＣＯ検知器とを備えた給湯器システムであって、
前記ＣＯ検知器は、前記ＣＯ濃度を検出するＣＯセンサの異常を検出する自己診断機能を有し、予め設定された所定の設定時間を周期とする自己診断タイミングで自己診断機能を実施する際に、前記燃焼制御部による前記燃焼装置の制御中に自己診断タイミングとなったときは、自己診断機能の実施を禁止し、前記燃焼制御部による前記燃焼装置の制御が終了したタイミングで前記自己診断機能を実施することを特徴とする給湯器システム。
燃焼制御部により燃焼装置の燃焼状態を制御する給湯器と、前記燃焼制御部に接続されるとともに前記燃焼装置で発生する排気ガス中のＣＯ濃度を検知するＣＯ検知器とを備えた給湯器システムであって、
前記ＣＯ検知器は、前記ＣＯ濃度を検出するＣＯセンサの異常を検出する自己診断機能を有し、予め設定された所定の設定時間を周期とする自己診断タイミングで自己診断機能を実施する際に、前記燃焼制御部による前記燃焼装置の制御中に自己診断タイミングとなったときは、次の自己診断タイミングまで自己診断機能の実施を禁止することを特徴とする給湯器システム。
燃焼制御部により燃焼装置の燃焼状態を制御する給湯器と、前記燃焼制御部に接続されるとともに前記燃焼装置で発生する排気ガス中のＣＯ濃度を検知するＣＯ検知器とを備えた給湯器システムであって、
前記ＣＯ検知器は、前記ＣＯ濃度を検出するＣＯセンサの異常を検出する自己診断機能を有し、前記ＣＯ濃度を検知する際に前記燃焼制御部による前記燃焼装置の制御状態を検出して、前記燃焼装置で燃焼動作が行われる前記給湯器の稼動時間帯を学習し、該稼動時間帯以外の時間帯に自己診断タイミングを設定し、該設定した自己診断タイミングにて前記自己診断機能を実施することを特徴とする給湯器システム。