WO2019159877A1 - 燃焼装置 - Google Patents

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政宏 森
岸本　知樹
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株式会社ノーリツ
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    • F24H9/2007—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters
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Definitions

  • the present invention relates to a combustion apparatus such as a gas hot water supply apparatus.
  • a gas proportional valve is provided in the gas supply path in order to supply a desired gas to the burner.
  • the gas proportional valve controls the gas supply amount by changing the opening of the valve according to the magnitude of the drive current. If a large amount of drive current flows to this gas proportional valve for some reason, problems such as the hot water temperature becoming abnormally high will occur. Conventionally, a monitoring circuit for monitoring the drive current of the gas proportional valve has been provided. Yes.
  • Patent Document 1 describes a combustion control device including a proportional valve current detection circuit for detecting the opening of a gas proportional valve.
  • Patent Document 2 describes a gas combustion device including a driving current monitoring circuit that outputs a monitoring voltage signal corresponding to a current value of a driving current of a gas proportional valve to a control unit.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a combustion apparatus that can detect a failure of a monitoring circuit for a driving current of a gas proportional valve as reliably as possible.
  • a combustion apparatus outputs a gas proportional valve for adjusting the amount of gas supplied to the combustion section, and an opening signal for controlling the gas proportional valve.
  • a control circuit that supplies a driving current corresponding to the opening signal to the gas proportional valve, and a monitoring circuit that generates a monitoring voltage corresponding to the driving current and outputs the monitoring voltage to the control section.
  • the monitoring circuit includes a voltage generation unit that generates a monitoring voltage according to the drive current, and a monitoring voltage generated by the voltage generation unit connected to each of two terminals of the control unit
  • a branch output unit that outputs to each of the terminals through the two branched paths, and the control unit compares the monitoring voltages input to each of the two terminals, and When the voltage difference is greater than or equal to the criterion value
  • a voltage difference between the monitoring voltages is the determination.
  • a second determination process is performed to determine that the monitoring circuit is faulty when it is less than a reference value and at least one of the monitoring voltages is not within a predetermined normal range.
  • a combustion apparatus includes a gas proportional valve for adjusting the amount of gas supplied to the combustion unit, and a control unit that outputs an opening degree signal for controlling the gas proportional valve,
  • a combustion apparatus comprising: a drive circuit for supplying a drive current corresponding to the opening signal to the gas proportional valve; and a monitor circuit for generating a monitor voltage corresponding to the drive current and outputting the monitor voltage to the control unit.
  • the monitoring circuit includes a voltage generation unit that generates a monitoring voltage according to the drive current, and a plurality of branches that are connected to each of the plurality of terminals of the control unit, the monitoring voltage generated by the voltage generation unit A branch output unit that outputs to each of the terminals through a path, and the control unit compares the monitoring voltage input to each of the plurality of terminals, and the maximum voltage difference between the monitoring voltages is The monitoring circuit when the reference value is equal to or greater than When performing the first determination process for determining that there is a failure and controlling the gas proportional valve to be in a predetermined state, the maximum voltage difference between the monitored voltages is the determination reference value. And when the at least one monitoring voltage is not within a predetermined normal range, a second determination process is performed to determine that the monitoring circuit is faulty.
  • the first determination process determines that the monitoring circuit is faulty
  • a failure of the branch output unit is considered, and the second determination process indicates that the monitoring circuit is faulty.
  • the failure of the monitoring circuit for the drive current of the gas proportional valve can be detected as reliably as possible.
  • the control unit may be configured to perform the second determination process using the first predetermined range as the normal range when the gas proportional valve is controlled to be in a closed state. . According to this configuration, the second determination process can be performed when the combustion operation by the combustion unit is not performed.
  • the control unit uses the second predetermined range as the normal range when controlling the gas proportional valve to have a predetermined opening degree immediately before the ignition of the combustion unit or immediately before the ignition. You may be comprised so that a 2nd determination process may be performed. According to this configuration, the second determination process can be performed immediately before or at the initial stage of the combustion operation by the combustion unit.
  • the control unit may be composed of a plurality of microcontrollers capable of communicating with each other, and each of the terminals may be provided in a different microcontroller.
  • the present invention has the above-described configuration, and has an effect of providing a combustion device that can detect a failure of a monitoring circuit for a driving current of a gas proportional valve as reliably as possible.
  • FIG. 1 is a circuit diagram illustrating an example of a drive circuit and a monitoring circuit of a gas proportional valve provided in the combustion apparatus of the present embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of a main part of the combustion apparatus of the present embodiment.
  • FIG. 1 is a circuit diagram illustrating an example of a drive circuit and a monitoring circuit of a gas proportional valve provided in the combustion apparatus of the present embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic view showing an example of a main part of the combustion apparatus of the present embodiment.
  • the combustion apparatus of the present embodiment is, for example, a gas hot water supply apparatus, and as shown in FIG. 2, heat exchange including a primary heat exchanger 16 a and a secondary heat exchanger 16 b in a can body (metal container) 20.
  • the heat exchanger 16, the burner (combustion unit) 15 for heating the heat exchanger 16, the capacity switching electromagnetic valve 14, the gas proportional valve 13, and the original gas electromagnetic valve 12 are accommodated.
  • the heat exchanger 16 includes a secondary heat exchanger 16b for recovering latent heat and a primary heat exchanger 16a.
  • One end of the water inlet path 17 is connected to the inflow side of the secondary heat exchanger 16 b, and the other end of the water inlet path 17 is not shown, but is connected to the water supply, and the secondary heat exchanger 16 b is connected via the water inlet path 17. Water flows into the water.
  • One end of the hot water path 18 is connected to the outflow side of the primary heat exchanger 16a, and the other end of the hot water path 18 is not shown.
  • hot water flowing out from the other end side of the hot water path 18 After the temperature is adjusted by mixing with the water that is branched from the water and flowing in, it flows out from a hot water tap such as a curan through an external pipe.
  • the heat exchanger 16 may be composed of one heat exchanger connected between the water inlet path 17 and the hot water path 18.
  • the gas introduced from the gas supply source (not shown) through the gas pipe 11 is supplied to the burner 15 through the original gas solenoid valve 12, the gas proportional valve 13 and the capacity switching solenoid valve 14 in the open state. Burned.
  • the original gas solenoid valve 12 and the capacity switching solenoid valve 14 are ON / OFF control solenoid valves.
  • a plurality of capability switching solenoid valves 14 are provided so that the number of combustion tubes of the burner 15 can be switched in several stages.
  • the gas proportional valve 13 is a proportional control electromagnetic valve, and the flow rate of gas supplied to the burner 15 can be adjusted by adjusting the opening degree.
  • main microcontroller 2 (hereinafter referred to as “main microcomputer 2”) of the control unit 1 shown in FIG. Is done by.
  • the control unit 1 provided in the present combustion apparatus is composed of a main microcomputer 2 and a sub-microcontroller 3 (hereinafter referred to as “sub-microcomputer 3”) which are connected so as to communicate with each other.
  • the main microcomputer 2 controls the entire combustion apparatus.
  • a circuit related to the gas proportional valve 13 will be described. As shown in FIG. 1, for example, a gas proportional valve 13, a resistor R1, a driving transistor Q1, and a resistor R2 are connected between a power line Vcc of 15V and a ground line in order from the power line Vcc side.
  • a drive circuit 4 for supplying a drive current to the gas proportional valve 13 and a monitoring voltage (analog signal) corresponding to the current value of the drive current of the gas proportional valve 13 are generated and monitored by the main microcomputer 2 and the sub-microcomputer 3 respectively.
  • the drive circuit 4 is configured by a constant current circuit that supplies a drive current corresponding to the opening signal to the gas proportional valve 13, and this constant current circuit includes an operational amplifier OP1 and performs voltage conversion for impedance conversion of the opening signal.
  • the base of the driving transistor Q1 is connected to the output of the operational amplifier OP2, and the emitter of the driving transistor Q1 is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier OP2.
  • a negative feedback circuit is configured.
  • a constant current is supplied to the gas proportional valve 13 as a drive current when equal to the reference voltage. This constant current is output from the emitter of the drive transistor Q1.
  • the monitoring circuit 5 includes a voltage generation unit 51 and a branch output unit 52 having a plurality of branch paths.
  • the voltage generator 51 includes a load resistor R2 connected to the emitter of the drive transistor Q1, and when a drive current flowing through the gas proportional valve 13 flows through the load resistor R2, a voltage corresponding to the drive current is changed to a load resistor. Occurs at R2.
  • the voltage of the load resistor R2 is taken out through a low pass filter composed of a resistor R5 and a capacitor C1.
  • the voltage (output voltage of the voltage generation unit 51) taken out through this low-pass filter is supplied to the branch output unit 52 and given to the monitoring voltage input terminal T1 of the main microcomputer 2 through the branch path having the resistor R6. And supplied to the monitoring voltage input terminal T2 of the sub-microcomputer 3 through a branch path having a resistor R7.
  • the combustion apparatus of the present embodiment When the combustion apparatus is operated to burn, here, when the hot water supply operation of the gas hot water supply apparatus is performed, the main microcomputer 2 is connected to the set temperature input from the operation remote controller (not shown) or the like, the incoming water path 17 and the hot water path 18. Based on the detected value of a temperature sensor (not shown) provided, the fuel gas supply amount to the burner 15 is calculated, and the opening signal of the gas proportional valve 13 corresponding to the calculated amount is output from the output terminal T3.
  • the main microcomputer 2 determines whether, for example, the voltage input to the input terminal T1 is equal to or lower than a predetermined allowable value during combustion of the burner 15, and the time exceeding the allowable value continues for a predetermined time. Then, it is determined that the drive circuit 4 has failed (for example, ON failure of the drive transistor Q1), and a predetermined safety process (for example, closing control of the original gas solenoid valve 12 and the capacity switching solenoid valve 14) is performed.
  • a predetermined safety process for example, closing control of the original gas solenoid valve 12 and the capacity switching solenoid valve 14
  • the main microcomputer 2 performs failure diagnosis of the monitoring circuit 5 based on the voltage value of the input terminal T1 and the voltage value of the input terminal T2 of the sub-microcomputer 3.
  • the sub-microcomputer 3 information on the voltage value given to the input terminal T2 is transmitted to the main microcomputer 2.
  • a failure diagnosis method for the monitoring circuit 5 will be described.
  • the main microcomputer 2 performs a first determination process and a second determination process in order to diagnose a failure of the monitoring circuit 5.
  • the main microcomputer 2 compares the voltage value of the terminal T1 with the voltage value of the terminal T2, and if the difference between these voltage values is equal to or greater than a predetermined determination reference value, the monitoring circuit 5 Is determined to be malfunctioning. In this case, a failure of the branch output unit 52 such as an open failure in which the terminals T1 and T2 are lifted from the transmission line due to solder cracks, or an open failure in which the resistors R6 and R7 are lifted from the transmission line can be considered. .
  • This first determination process can be performed at any time, regardless of whether the combustion operation of the burner 15 is performed, that is, regardless of the operation state of the gas proportional valve 13.
  • the main microcomputer 2 controls the difference between the voltage value at the terminal T1 and the voltage value at the terminal T2 when controlling the gas proportional valve 13 to be in a predetermined state. Is less than the determination reference value, and it is determined that the monitoring circuit 5 has failed if the voltage value of either of the terminals T1 and T2 is not within the normal range. In this case, a failure of the voltage generation unit 51 such as an open failure that causes the resistor R5 to float from the transmission line can be considered.
  • the second determination process can be roughly divided into first and second cases described below.
  • the burner 15 when the burner 15 is not performing the combustion operation, that is, when the gas proportional valve 13 is not operated (the gas proportional valve 13 is closed), Monitoring when the difference between the voltage value of the terminal T1 and the voltage value of the terminal T2 is less than the determination reference value and the voltage value of either of the terminals T1 and T2 is not within the first predetermined range (normal range). It is determined that the circuit 5 (voltage generation unit 51) has failed.
  • the drive current does not flow through the gas proportional valve 13 and the applied voltage at both terminals T1 and T2 is 0V.
  • the resistor R5 of the voltage generation unit 51 becomes an open failure, the voltage values of the terminals T1 and T2 are uniquely determined by the input impedance and voltage inside the microcomputers 2 and 3, and do not become 0V. If the branch output unit 52 is normal, the applied voltages at both terminals T1 and T2 are equal.
  • the first predetermined range described above can be set to a range that can be regarded as 0V to approximately 0V (for example, a range of 0V to 0.5V).
  • the combustion apparatus of the present embodiment when the combustion operation of the burner 15 is performed, the operation of the gas proportional valve 13 is checked immediately before the burner 15 is ignited, and the electromagnetic valves 12 and 14 are closed and the gas is closed.
  • the proportional valve 13 is fully opened (predetermined opening degree A) and then closed. If there is an abnormality in the operation check, the combustion operation is stopped. If there is no abnormality, the solenoid valves 12 and 14 are opened, and the burner is operated with the gas proportional valve 13 set to a predetermined opening B slightly smaller than the opening A. 15 ignitions are performed. Therefore, immediately before ignition of the burner 15, the gas proportional valve 13 is set to a predetermined opening A, and at the initial stage of ignition of the burner 15, the gas proportional valve 13 is set to a predetermined opening B.
  • the monitoring voltage corresponding to the drive current flowing through the gas proportional valve 13 The normal range (second predetermined range) is stored in the main microcomputer 2 in advance.
  • the normal range (second predetermined range) of the drive current and the monitoring voltage is naturally different between the opening degree A (fully open) and the opening degree B. For example, if the normal range (second predetermined range) of the monitoring voltage in the case of the opening A (fully open) is 4.5 ⁇ 0.2 V, the normal range of the monitoring voltage in the case of the opening B (first) 2 predetermined range) is a slightly lower level than the range for the opening degree A.
  • the main microcomputer 2 controls the gas proportional valve 13 to the opening B when the gas proportional valve 13 is controlled to the opening A (fully opened) immediately before the burner 15 is ignited, or at the initial stage of ignition of the burner 15.
  • the difference between the voltage value of the terminal T1 and the voltage value of the terminal T2 is less than the determination reference value, and the voltage value of either one of the terminals T1 and T2 is a second predetermined range corresponding to each case. When it is not within the (normal range), it is determined that the monitoring circuit 5 (voltage generation unit 51) has failed.
  • the failure determination process in the second case may be performed in either case of opening degree A (fully open) or opening degree B, or in both cases. May be.
  • predetermined safety processing for example, the solenoid valves 12 and 14 and the gas proportional valve 13 are performed. Is closed, the gas supply to the burner 15 is shut off, the combustion operation is stopped, and the combustion operation is stopped immediately before the combustion operation.
  • a failure of the branch output unit 52 is considered, and by the second determination process, it is determined that the monitoring circuit 5 is faulty.
  • a failure of the voltage generator 51 is considered. Thereby, the failure of the monitoring circuit 5 for the drive current of the gas proportional valve 13 can be detected as reliably as possible.
  • the failure diagnosis of the monitoring circuit 5 is performed by the main microcomputer 2.
  • the sub microcomputer 3 transmits the information of the voltage value of the terminal T1 from the main microcomputer 2 to the sub microcomputer 3.
  • a failure diagnosis of the monitoring circuit 5 may be performed.
  • the failure diagnosis of the monitoring circuit 5 may be performed by both the main microcomputer 2 and the sub-microcomputer 3.
  • control unit 1 is composed of two microcomputers, ie, the main microcomputer 2 and the sub-microcomputer 3, it may be composed of one microcomputer.
  • two branch paths are provided as the branch output unit 52.
  • three or more branch paths are provided, and the output ends of the respective branch paths are connected to the respective terminals of the control unit 1, Based on the terminal voltage (monitoring voltage), failure diagnosis (first and second determination processing) of the monitoring circuit 5 may be performed.
  • the first determination process compares the monitoring voltages input to the respective terminals of the control unit 1, and if the maximum voltage difference between the monitoring voltages is equal to or greater than the determination reference value, the monitoring circuit has failed.
  • the second determination process is performed between the monitored voltages input to the respective terminals.
  • the present invention is useful as a combustion apparatus or the like that can detect a failure of a monitoring circuit for a driving current of a gas proportional valve as reliably as possible.

Abstract

ガス比例弁の駆動電流の監視回路の故障をできるだけ確実に検出できる燃焼装置を提供する。本発明の燃料装置の一例は、ガス比例弁（１３）と、開度信号を出力する制御部（１）と、開度信号に応じた駆動電流をガス比例弁（１３）に供給するための駆動回路（４）と、監視回路（５）とを備えた燃焼装置であって、監視回路（５）は、駆動電流に応じた監視電圧を生成する電圧生成部（５１）と、監視電圧を制御部（１）の複数の端子の各々へ出力する分岐出力部（５２）と、を有し、制御部（１）は、複数の端子に入力される監視電圧間の電圧差が判定基準値以上である場合に、監視回路（５）の故障であると判定するとともに、ガス比例弁（１３）を予め定められた状態となるように制御しているときに、監視電圧間の電圧差が判定基準値未満であり、かつ、少なくとも１つの監視電圧が予め定められた正常範囲内ではない場合に、監視回路（５）の故障であると判定する。

Description

燃焼装置
　本発明は、ガス給湯装置等の燃焼装置に関する。
　ガス給湯装置等の燃焼装置では、バーナへ所望のガスを供給するためにガス供給路にガス比例弁が設けられている。ガス比例弁は、駆動電流の大きさによって弁の開度を変化させてガス供給量を制御するものである。このガス比例弁に何らかの要因で大電流の駆動電流が流れると、給湯温度が異常な高温となる等の不具合が発生するので、従来、ガス比例弁の駆動電流を監視する監視回路が設けられている。
　特許文献１には、ガス比例弁の開度を検知するために比例弁電流検出回路を備えた燃焼制御装置が記載されている。
　また、特許文献２には、ガス比例弁の駆動電流の電流値に応じた監視電圧信号を制御部に出力する駆動電流監視回路を備えたガス燃焼機器が記載されている。
特許４８７７６０４号公報 特開２０１７－１１６１７６号公報
　前述のように、ガス比例弁の駆動電流の監視回路を備えた場合、さらに安全面を考慮すると監視回路の故障をできるだけ確実に検出することが望まれる。
　本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、ガス比例弁の駆動電流の監視回路の故障をできるだけ確実に検出することができる燃焼装置を提供することを目的としている。
　上記目的を達成するために、本発明のある態様に係る燃焼装置は、燃焼部へ供給するガス量を調整するためのガス比例弁と、このガス比例弁を制御するための開度信号を出力する制御部と、前記開度信号に応じた駆動電流を前記ガス比例弁に供給するための駆動回路と、前記駆動電流に応じた監視電圧を生成し前記制御部に出力する監視回路とを備えた燃焼装置であって、前記監視回路は、前記駆動電流に応じた監視電圧を生成する電圧生成部と、前記電圧生成部で生成される監視電圧を前記制御部の２つの端子の各々に接続された２つの分岐経路を通じて各々の前記端子へ出力する分岐出力部と、を有し、前記制御部は、前記２つの端子の各々に入力される前記監視電圧を比較し、前記監視電圧間の電圧差が判定基準値以上である場合に、前記監視回路の故障であると判定する第１の判定処理を行うとともに、前記ガス比例弁を予め定められた状態となるように制御しているときに、前記監視電圧間の電圧差が前記判定基準値未満であり、かつ、少なくとも１つの前記監視電圧が予め定められた正常範囲内ではない場合に、前記監視回路の故障であると判定する第２の判定処理を行うよう構成されている。
　また、本発明の他の態様に係る燃焼装置は、燃焼部へ供給するガス量を調整するためのガス比例弁と、このガス比例弁を制御するための開度信号を出力する制御部と、前記開度信号に応じた駆動電流を前記ガス比例弁に供給するための駆動回路と、前記駆動電流に応じた監視電圧を生成し前記制御部に出力する監視回路とを備えた燃焼装置であって、前記監視回路は、前記駆動電流に応じた監視電圧を生成する電圧生成部と、前記電圧生成部で生成される監視電圧を前記制御部の複数の端子の各々に接続された複数の分岐経路を通じて各々の前記端子へ出力する分岐出力部と、を有し、前記制御部は、前記複数の端子の各々に入力される前記監視電圧を比較し、前記監視電圧間の最大の電圧差が判定基準値以上である場合に、前記監視回路の故障であると判定する第１の判定処理を行うとともに、前記ガス比例弁を予め定められた状態となるように制御しているときに、前記監視電圧間の最大の電圧差が前記判定基準値未満であり、かつ、少なくとも１つの前記監視電圧が予め定められた正常範囲内ではない場合に、前記監視回路の故障であると判定する第２の判定処理を行うよう構成されている。
　以上に述べた燃焼装置の構成によれば、第１の判定処理により監視回路の故障であると判定されたときには分岐出力部の故障が考えられ、第２の判定処理により監視回路の故障であると判定されたときには電圧生成部の故障が考えられる。これにより、ガス比例弁の駆動電流の監視回路の故障をできるだけ確実に検出することができる。
　前記制御部は、前記ガス比例弁を閉弁状態となるように制御しているときに、前記正常範囲に第１所定範囲を用いて前記第２の判定処理を行うよう構成されていてもよい。この構成によれば、燃焼部による燃焼動作が行われていないときに第２の判定処理を行うことができる。
　前記制御部は、前記燃焼部の点火直前または点火初期において、前記ガス比例弁を予め定められた開度となるように制御しているときに、前記正常範囲に第２所定範囲を用いて前記第２の判定処理を行うよう構成されていてもよい。この構成によれば、燃焼部による燃焼動作の直前または初期において第２の判定処理を行うことができる。
　前記制御部は、相互に通信可能な複数のマイクロコントローラで構成され、それぞれの前記端子が異なる前記マイクロコントローラに備えられていてもよい。
　本発明は、以上に説明した構成を有し、ガス比例弁の駆動電流の監視回路の故障をできるだけ確実に検出することができる燃焼装置を提供することができるという効果を奏する。
図１は、本実施形態の燃焼装置に備えられるガス比例弁の駆動回路及び監視回路等の一例を示す回路図である。 図２は、本実施形態の燃焼装置の主要部の一例を示す概略図である。
　以下、好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されない。
　（実施形態）
　図１は、本実施形態の燃焼装置に備えられるガス比例弁の駆動回路及び監視回路等の一例を示す回路図である。また、図２は、本実施形態の燃焼装置の主要部の一例を示す概略図である。
　本実施形態の燃焼装置は、例えばガス給湯装置であり、図２に示すように、缶体（金属製の容器）２０内に、一次熱交換器１６ａ及び二次熱交換器１６ｂからなる熱交換器１６と、熱交換器１６を加熱するバーナ（燃焼部）１５と、能力切替電磁弁１４と、ガス比例弁１３と、元ガス電磁弁１２とが収容されている。
　熱交換器１６は、潜熱回収用の二次熱交換器１６ｂと一次熱交換器１６ａとで構成されている。二次熱交換器１６ｂの流入側には入水経路１７の一端が接続され、入水経路１７の他端は図示されていないが、上水道に接続され、入水経路１７を介して二次熱交換器１６ｂへ水が流入される。一次熱交換器１６ａの流出側には出湯経路１８の一端が接続され、出湯経路１８の他端は図示されていないが、例えば、出湯経路１８の他端側から流出する湯は、入水経路１７から分岐されて流入する水と混合されて温度調整等が行われた後、外部配管を通ってカラン等の給湯栓から流出される。なお、熱交換器１６は、入水経路１７と出湯経路１８との間に接続された１つの熱交換器で構成されていてもよい。
　ガス供給源（図示せず）からガス管１１を通って導入されるガスは、開弁状態の元ガス電磁弁１２、ガス比例弁１３及び能力切替電磁弁１４を通ってバーナ１５へ供給されて燃焼される。元ガス電磁弁１２及び能力切替電磁弁１４は、ＯＮ／ＯＦＦ制御電磁弁である。能力切替電磁弁１４は、バーナ１５の燃焼管の燃焼本数を数段階に切り替えられるように複数設けられている。ガス比例弁１３は、比例制御電磁弁であり、その開度を調整することによってバーナ１５へ供給するガス流量を調整することができる。
　元ガス電磁弁１２及び能力切替電磁弁１４の開閉の制御、並びに、ガス比例弁１３の開度の制御は、図１に示す制御部１のメインマイクロコントローラ２（以下「メインマイコン２」という）によって行われる。
　本燃焼装置に備えられた制御部１は、相互に通信可能に接続されたメインマイコン２と、サブマイクロコントローラ３（以下「サブマイコン３」という）とで構成されている。本例では、メインマイコン２が燃焼装置全般の制御を行う。
　次に、ガス比例弁１３に関する回路について説明する。図１に示すように、例えば１５Ｖの電源ラインＶｃｃと接地ラインとの間に、電源ラインＶｃｃ側から順に、ガス比例弁１３、抵抗Ｒ１、駆動トランジスタＱ１、抵抗Ｒ２が接続されている。
　そして、本実施形態の燃焼装置は、ガス比例弁１３に関して、メインマイコン２の開度信号出力端子（アナログ出力ポート）Ｔ３から出力されるガス比例弁１３の開度信号（アナログ信号）に応じた駆動電流をガス比例弁１３に供給するための駆動回路４と、ガス比例弁１３の駆動電流の電流値に応じた監視電圧（アナログ信号）を生成しメインマイコン２とサブマイコン３のそれぞれの監視電圧入力端子（アナログ入力ポート）Ｔ１、Ｔ２へ出力する監視回路５とを備えている。
　駆動回路４は、開度信号に応じた駆動電流をガス比例弁１３に供給する定電流回路により構成されており、この定電流回路は、オペアンプＯＰ１を備えて開度信号のインピーダンス変換を行うボルテージフォロア４１と、変換後の開度信号を抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４とで分圧して基準電圧を出力する分圧回路４２と、非反転入力端子に上記基準電圧が入力されるオペアンプＯＰ２と、このオペアンプＯＰ２の出力に接続されたＮＰＮ型の駆動トランジスタＱ１とを備えている。駆動トランジスタＱ１のベースがオペアンプＯＰ２の出力に接続され、駆動トランジスタＱ１のエミッタがオペアンプＯＰ２の反転入力端子に接続されて負帰還回路が構成されており、これによりオペアンプＯＰ２のバーチャルショートによりエミッタ電圧が上記基準電圧と等しくなって、定電流が駆動電流としてガス比例弁１３に供給される。この定電流は駆動トランジスタＱ１のエミッタから出力される。
　監視回路５は、電圧生成部５１と複数の分岐経路を有する分岐出力部５２とを備えている。電圧生成部５１は、駆動トランジスタＱ１のエミッタに接続された負荷抵抗Ｒ２を備えており、この負荷抵抗Ｒ２にガス比例弁１３に流れる駆動電流が流れることによって、駆動電流に応じた電圧が負荷抵抗Ｒ２に生じる。この負荷抵抗Ｒ２の電圧は、抵抗Ｒ５及びコンデンサＣ１で構成されるローパスフィルタを介して取り出される。このローパスフィルタを介して取り出された電圧（電圧生成部５１の出力電圧）は、分岐出力部５２へ供給されて、抵抗Ｒ６を有する分岐経路を介してメインマイコン２の監視電圧入力端子Ｔ１に与えられるとともに、抵抗Ｒ７を有する分岐経路を介してサブマイコン３の監視電圧入力端子Ｔ２に与えられる。
　次に、本実施形態の燃焼装置の動作及び故障の診断方法等について説明する。
　本燃焼装置を燃焼動作させる際、ここではガス給湯装置の給湯運転を行う際、メインマイコン２は、操作リモコン（図示せず）等から入力される設定温度や、入水経路１７や出湯経路１８に設けられている温度センサ（図示せず）等の検出値に基づいて、バーナ１５への燃料ガス供給量を算出し、それに応じたガス比例弁１３の開度信号を出力端子Ｔ３から出力する。
　そして、メインマイコン２では、バーナ１５の燃焼中には、例えば、入力端子Ｔ１に入力される電圧が所定の許容値以下であるか否かを判断し、許容値を超えた時間が所定時間継続すると、駆動回路４の故障（例えば駆動トランジスタＱ１のＯＮ故障等）と判定し、所定の安全処理（例えば、元ガス電磁弁１２及び能力切替電磁弁１４を閉弁制御する）を行う。
　一方、メインマイコン２では、入力端子Ｔ１の電圧値とサブマイコン３の入力端子Ｔ２の電圧値とに基づいて、監視回路５の故障診断を行う。ここで、サブマイコン３では、入力端子Ｔ２に与えられる電圧値の情報をメインマイコン２へ送信するようにしている。以下に、監視回路５の故障診断方法について説明する。
　メインマイコン２は、監視回路５の故障診断を行うために、第１の判定処理と第２の判定処理とを行う。
　まず、第１の判定処理では、メインマイコン２は、端子Ｔ１の電圧値と端子Ｔ２の電圧値とを比較し、これらの電圧値の差が所定の判定基準値以上であれば、監視回路５が故障していると判定する。この場合、端子Ｔ１，Ｔ２がはんだクラック等によって伝送線から浮いた状態となるオープン故障や、抵抗Ｒ６，Ｒ７が伝送線から浮いた状態となるオープン故障等の分岐出力部５２の故障が考えられる。この第１の判定処理は、バーナ１５の燃焼動作が行われているときも行われていないときも、すなわち、ガス比例弁１３の動作状態にかかわらず、常時、行うことができる。
　次に、第２の判定処理では、メインマイコン２は、ガス比例弁１３を予め定められた状態となるように制御しているときに、端子Ｔ１の電圧値と端子Ｔ２の電圧値との差が判定基準値未満であって、両端子Ｔ１，Ｔ２のいずれかの電圧値が正常範囲内ではない場合に、監視回路５が故障していると判定する。この場合、抵抗Ｒ５が伝送線から浮いた状態となるオープン故障等の電圧生成部５１の故障が考えられる。この第２の判定処理は、次に述べる第１，第２の２つのケースに大別できる。
　まず、第１のケースでは、メインマイコン２は、バーナ１５が燃焼動作を行っていないとき、すなわち、ガス比例弁１３を動作させていない状態（ガス比例弁１３が閉弁状態）のときに、端子Ｔ１の電圧値と端子Ｔ２の電圧値との差が判定基準値未満であって、両端子Ｔ１，Ｔ２のいずれかの電圧値が第１所定範囲（正常範囲）内ではない場合に、監視回路５（電圧生成部５１）が故障していると判定する。
　例えば、監視回路５が正常な場合で、ガス比例弁１３が動作していない閉弁状態のときには、ガス比例弁１３に駆動電流は流れず、両端子Ｔ１，Ｔ２の印加電圧は０Ｖである。ところが、電圧生成部５１の抵抗Ｒ５がオープン故障になると、端子Ｔ１，Ｔ２の電圧値は、それぞれのマイコン２，３内部の入力インピーダンスや電圧によって一意に決まり、０Ｖにならない。また、分岐出力部５２が正常であれば、両端子Ｔ１，Ｔ２の印加電圧は等しい。
　よって、ガス比例弁１３が閉弁状態のときに、両端子Ｔ１，Ｔ２の印加電圧は等しいが０Ｖでない場合には、上述のように電圧生成部５１の故障と判定できる。前述の第１所定範囲は、０Ｖから略０Ｖとみなすことができる範囲（例えば、０Ｖ～０．５Ｖの範囲）に設定することができる。
　次に、第２のケースについて説明する。本実施形態の燃焼装置では、バーナ１５の燃焼動作を行う際には、バーナ１５の点火を行う直前に、ガス比例弁１３の動作チェックを行い、電磁弁１２，１４を閉じた状態で、ガス比例弁１３を全開（所定の開度Ａ）状態にしてから閉じる。この動作チェックに異常があれば燃焼動作を中止し、異常がなければ、電磁弁１２，１４を開くとともに、ガス比例弁１３を開度Ａより少し小さい所定の開度Ｂとした状態で、バーナ１５の点火を行うようにしている。よって、バーナ１５の点火直前には、ガス比例弁１３を所定の開度Ａとし、バーナ１５の点火初期には、ガス比例弁１３を所定の開度Ｂとするようにしている。
　そして、第２のケースでは、ガス比例弁１３をバーナ１５の点火直前の開度Ａ（全開）または点火初期の開度Ｂに制御したときにガス比例弁１３に流れる駆動電流に応じた監視電圧の正常範囲（第２所定範囲）を、予めメインマイコン２に記憶させておく。なお、開度Ａ（全開）の場合と開度Ｂの場合とでは、駆動電流及び監視電圧の正常範囲（第２所定範囲）は当然異なる。例えば、開度Ａ（全開）の場合の監視電圧の正常範囲（第２所定範囲）が、４．５±０．２Ｖの範囲であれば、開度Ｂの場合の監視電圧の正常範囲（第２所定範囲）は、開度Ａの場合の範囲よりも少し低いレベルの範囲となる。
　そして、メインマイコン２は、バーナ１５の点火直前においてガス比例弁１３を開度Ａ（全開）に制御しているとき、または、バーナ１５の点火初期においてガス比例弁１３を開度Ｂに制御しているときに、端子Ｔ１の電圧値と端子Ｔ２の電圧値との差が判定基準値未満であって、両端子Ｔ１，Ｔ２のいずれかの電圧値がそれぞれの場合に応じた第２所定範囲（正常範囲）内ではない場合に、監視回路５（電圧生成部５１）が故障していると判定する。
　上記の第２のケースにおける故障の判定処理は、開度Ａ（全開）の場合と開度Ｂの場合とのいずれか一方の場合において行うようにしてもよいし、両方の場合において行うようにしてもよい。
　以上のようにして、メインマイコン２は、監視回路５が故障していると判定した場合に、バーナ１５が燃焼状態のときには、所定の安全処理、例えば、電磁弁１２，１４及びガス比例弁１３を閉弁状態にしてバーナ１５へのガスの供給を遮断し、燃焼動作を停止させ、燃焼動作の直前のときは燃焼動作をとりやめる。
　本実施形態では、第１の判定処理により監視回路５の故障であると判定されたときには分岐出力部５２の故障が考えられ、第２の判定処理により監視回路５の故障であると判定されたときには電圧生成部５１の故障が考えられる。これにより、ガス比例弁１３の駆動電流の監視回路５の故障をできるだけ確実に検出することができる。
　なお、本実施形態では、監視回路５の故障診断をメインマイコン２で行うようにしたが、メインマイコン２から端子Ｔ１の電圧値の情報をサブマイコン３へ送信するようにして、サブマイコン３で監視回路５の故障診断を行うようにしてもよい。また、メインマイコン２とサブマイコン３との両方で監視回路５の故障診断を行うようにしてもよい。
　また、制御部１を、メインマイコン２とサブマイコン３との２つのマイコンで構成したが、１つのマイコンで構成してもよい。
　また、本実施形態では、分岐出力部５２として、２つの分岐経路を設けたが、３つ以上の分岐経路を設け、各分岐経路の出力端を制御部１の各端子に接続し、それらの端子の電圧（監視電圧）に基づいて、監視回路５の故障診断（第１及び第２の判定処理）を行うようにしてもよい。この場合、第１の判定処理は、制御部１の各々の端子に入力される監視電圧を比較し、監視電圧間の最大の電圧差が判定基準値以上である場合に、監視回路の故障であると判定するようにして行われ、第２の判定処理は、ガス比例弁１３を予め定められた状態となるように制御しているときに、各々の端子に入力される監視電圧間の最大の電圧差が判定基準値未満であり、かつ、少なくとも１つの監視電圧が予め定められた正常範囲内ではない場合に、監視回路の故障であると判定するようにして行われる。また、監視電圧を入力する複数の端子の１つずつが相互に通信可能な複数のマイコンのそれぞれに備えられる場合、各々の端子に入力される監視電圧を比較するためにマイコン間での通信が行われる。また、監視電圧を入力する複数の端子が１つのマイコンからなる制御部１に備えられてもよい。
　上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。
　本発明は、ガス比例弁の駆動電流の監視回路の故障をできるだけ確実に検出することができる燃焼装置等として有用である。
１　制御部
２　メインマイクロコントローラ
３　サブマイクロコントローラ
４　駆動回路
５　監視回路
５１　電圧生成部
５２　分岐出力部
１３　ガス比例弁
１５　バーナ

Claims (5)

  1. 　燃焼部へ供給するガス量を調整するためのガス比例弁と、このガス比例弁を制御するための開度信号を出力する制御部と、前記開度信号に応じた駆動電流を前記ガス比例弁に供給するための駆動回路と、前記駆動電流に応じた監視電圧を生成し前記制御部に出力する監視回路とを備えた燃焼装置であって、
    　前記監視回路は、
    　前記駆動電流に応じた監視電圧を生成する電圧生成部と、前記電圧生成部で生成される監視電圧を前記制御部の２つの端子の各々に接続された２つの分岐経路を通じて各々の前記端子へ出力する分岐出力部と、を有し、
    　前記制御部は、
    　前記２つの端子の各々に入力される前記監視電圧を比較し、前記監視電圧間の電圧差が判定基準値以上である場合に、前記監視回路の故障であると判定する第１の判定処理を行うとともに、前記ガス比例弁を予め定められた状態となるように制御しているときに、前記監視電圧間の電圧差が前記判定基準値未満であり、かつ、少なくとも１つの前記監視電圧が予め定められた正常範囲内ではない場合に、前記監視回路の故障であると判定する第２の判定処理を行うよう構成された、
    　燃焼装置。
  2. 　燃焼部へ供給するガス量を調整するためのガス比例弁と、このガス比例弁を制御するための開度信号を出力する制御部と、前記開度信号に応じた駆動電流を前記ガス比例弁に供給するための駆動回路と、前記駆動電流に応じた監視電圧を生成し前記制御部に出力する監視回路とを備えた燃焼装置であって、
    　前記監視回路は、
    　前記駆動電流に応じた監視電圧を生成する電圧生成部と、前記電圧生成部で生成される監視電圧を前記制御部の複数の端子の各々に接続された複数の分岐経路を通じて各々の前記端子へ出力する分岐出力部と、を有し、
    　前記制御部は、
    　前記複数の端子の各々に入力される前記監視電圧を比較し、前記監視電圧間の最大の電圧差が判定基準値以上である場合に、前記監視回路の故障であると判定する第１の判定処理を行うとともに、前記ガス比例弁を予め定められた状態となるように制御しているときに、前記監視電圧間の最大の電圧差が前記判定基準値未満であり、かつ、少なくとも１つの前記監視電圧が予め定められた正常範囲内ではない場合に、前記監視回路の故障であると判定する第２の判定処理を行うよう構成された、
    　燃焼装置。
  3. 　前記制御部は、
    　前記ガス比例弁を閉弁状態となるように制御しているときに、前記正常範囲に第１所定範囲を用いて前記第２の判定処理を行うよう構成された、
    　請求項１または２に記載の燃焼装置。
  4. 　前記制御部は、
    　前記燃焼部の点火直前または点火初期において、前記ガス比例弁を予め定められた開度となるように制御しているときに、前記正常範囲に第２所定範囲を用いて前記第２の判定処理を行うよう構成された、
    　請求項１～３のいずれかに記載の燃焼装置。
  5. 　前記制御部は、
    　相互に通信可能な複数のマイクロコントローラで構成され、
    　それぞれの前記端子が異なる前記マイクロコントローラに備えられた、
    　請求項１～４のいずれかに記載の燃焼装置。
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