CN114659264A - 热水供给装置 - Google Patents

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CN114659264A
CN114659264A CN202111505166.5A CN202111505166A CN114659264A CN 114659264 A CN114659264 A CN 114659264A CN 202111505166 A CN202111505166 A CN 202111505166A CN 114659264 A CN114659264 A CN 114659264A
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ignition
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浜上俊彦
冈田英幸
山西健太
早瀬久贵
西村和裕
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Noritz Corp
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Abstract

热水供给装置包括燃烧部、燃烧风机、热交换部、供水部、热水排出部及控制部,在加热运转的预吹扫工序中基于对燃烧风机的扫气转速的旋转响应性及偏差来判定有无扰乱因素,在无扰乱因素的情况下,在点火工序中基于对燃烧风机的点火转速的旋转响应性及偏差来进行故障预兆的探测。在点火工序中探测火焰的多个火焰探测部件是与包含点火区域及延烧区域的多个燃烧区域对应地设置,由对应的火焰探测部件探测到在加热运转开始时经点火的点火区域的火焰后,基于延烧至延烧区域时的延烧时间来进行燃烧部的故障预兆的探测。

Description

热水供给装置
技术领域
本发明涉及一种燃烧式的热水供给装置,特别涉及一种以下述方式构成的热水供给装置,即:在燃烧部发生故障之前探测其预兆。
背景技术
一直以来,例如像专利文献1的热水供给装置那样,已知有下述技术,即:基于对燃烧风机的目标转速的旋转响应性、偏差,来探测由所述燃烧风机的劣化所致的故障预兆。由于根据燃烧风机的劣化的进行状况来预测热水供给装置的可使用期间(寿命),因而在研究零件更换、热水供给装置换新等应对策略的方面发挥作用。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2002-149865号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
但是,对燃烧风机的目标转速的旋转响应性、偏差容易受到作为来自外部的扰乱因素的、例如当天气为强风时吹入至排气口而倒流的外气的影响而变动,因而有可能误探测故障预兆。
而且,关于燃烧部的点火时间,例如在低温时点火装置的能力容易降低,因而有所述点火时间变长的倾向。而且,在点火时为了使燃料气体与空气的混合气容易着火,而减小燃烧风机的送风量,因而在强风时受到吹入至排气口而倒流的外气的影响,点火时间容易变长。这样,点火时间容易因来自外部的扰乱因素而变动,因而有可能误探测故障预兆。
本发明的目的在于提供一种热水供给装置,可防止燃烧部的故障预兆的误探测,并且在故障之前探测故障预兆而促使检查。
[解决问题的技术手段]
本发明的热水供给装置包括燃烧部、用于向所述燃烧部供给燃料气体的气体供给部、用于向所述燃烧部供给燃烧用空气的燃烧风机、热交换部、供水部、热水排出部及控制部,且构成为,进行利用所述燃烧部所产生的燃烧热在所述热交换部中将从所述供水部供给的热水加热的加热运转,并在所述热水排出部排出热水,所述控制部基于加热运转中的对控制目标值的响应性及偏差,来进行构成所述热水供给装置的多个零部件的故障预兆的探测及通知,且所述热水供给装置的特征在于,所述加热运转通过控制对所述多个零部件分别设定的多个工序而运转,所述控制部基于所述多个工序中的初始工序中检测的对控制目标值的响应性及偏差来判定热水供给装置的状况,在判定为所述状况正常的情况下,基于继初始工序之后的后续工序中检测的对控制目标值的响应性及偏差来进行所述故障预兆的探测。
根据所述结构,基于多个工序中的初始工序中检测的对控制目标值的响应性及偏差来判定热水供给装置的状况,在判定为所述状况正常的情况下,基于继初始工序之后的后续工序中的对控制目标值的响应性及偏差来进行所述故障预兆的判定,因而可进行不受扰乱等影响的、精度高的故障预兆探测。
本发明可采用如下的优选的各种实施方式。
第一实施方式:
所述加热运转中包含:作为所述初始工序的预吹扫(pre-purge)工序,将所述目标转速设为规定的扫气转速并将所述燃烧风机驱动规定时间;以及作为所述后续工序的点火工序,在所述预吹扫工序后,将所述目标转速设为规定的点火转速,驱动所述燃烧风机并且进行点火动作,所述控制部在所述预吹扫工序中,基于对作为控制目标值的所述燃烧风机的所述扫气转速的旋转响应性及偏差来判定有无来自外部的扰乱因素,在判定为无所述扰乱因素的情况下,在所述点火工序中,基于对作为所述燃烧风机的所述控制目标值的所述点火转速的旋转响应性及偏差来进行所述故障预兆的探测。
根据所述结构,基于加热运转时的对燃烧风机的目标转速的旋转响应性及偏差,在预吹扫工序中判定有无扰乱因素,在无扰乱因素的情况下,在点火工序中进行燃烧风机的故障预兆的探测。因此,每当进行加热运转时进行燃烧风机的故障预兆探测,因而不易错过故障预兆,且由于判定有无扰乱因素,因而可防止由扰乱引起的故障预兆的误探测。
第二实施方式:
所述控制部预先存储与所述燃烧风机的旋转响应性及偏差有关的设置最初的初始数据,通过将所述燃烧风机的当前的旋转响应性及偏差与所述初始数据比较而进行所述故障预兆的探测。
根据所述结构,通过与热水供给装置的设置最初的初始数据的比较来进行燃烧风机的故障预兆的探测,因而可探测燃烧风机的经年劣化所致的故障预兆。因此,可在因燃烧风机的故障而无法使热水供给装置运行之前促使检查。
第三实施方式:
所述控制部预先存储与被判定为故障的所述燃烧风机的旋转响应性及偏差有关的故障基准数据,通过将所述燃烧风机的当前的旋转响应性及偏差与所述故障基准数据比较而进行所述故障预兆的探测。
根据所述结构,基于与燃烧风机被判定为故障的故障基准数据的比较来进行燃烧风机的故障预兆的探测,因而可在判定为故障之前探测故障预兆。因此,可在因燃烧风机的故障而无法使热水供给装置运行之前促使检查。
第四实施方式:
所述燃烧部构成为,划分为包含在所述加热运转开始时点火的点火区域及与所述点火区域邻接的延烧区域的、多个燃烧区域,并且根据必要的燃烧量来变更燃烧的燃烧区域,用于探测火焰的多个火焰探测部件以与包含所述点火区域及所述延烧区域的多个所述燃烧区域对应的方式设置,所述控制部在所述加热运转开始时的作为所述初始工序的点火工序中,利用对应的所述火焰探测部件来探测经点火的所述点火区域的火焰,基于相对于作为控制目标值的点火重试次数的偏差来判定热水供给装置的状况,在判定为所述热水供给装置的状况正常的情况下,在作为所述后续工序的延烧工序中,基于作为延烧至所述延烧区域时的控制目标值的延烧时间来进行所述燃烧部的故障预兆的探测。
根据所述结构,在加热运转时对燃烧部的点火区域进行点火而燃烧,在判定为热水供给装置正常后,基于使燃烧区域扩大至与点火区域邻接的延烧区域时的延烧时间,来进行燃烧部的故障预兆的探测。因此,可不受点火装置的影响、强风的影响,防止由扰乱引起的故障预兆的误探测。
第五实施方式:
所述控制部预先存储所述延烧时间的设置最初的初始数据,通过将当前的延烧时间与所述初始数据比较而进行所述故障预兆的探测。
根据所述结构,通过与热水供给装置的设置最初的初始数据的比较来进行燃烧部的故障预兆的探测,因而可探测燃烧部的经年劣化所致的故障预兆。因此,可在因燃烧部的故障而无法使热水供给装置运行之前促使检查。
第六实施方式:
所述控制部预先存储判定为所述燃烧部发生堵塞故障的延烧时间作为故障基准值,在当前的延烧时间超过所述故障基准值的情况下,判定为所述燃烧部发生堵塞故障,通知所述燃烧部的堵塞故障。
根据所述结构,基于当前的延烧时间与判定为燃烧部发生堵塞故障的故障基准值的比较来进行燃烧部的堵塞故障的判定。因此,可防止由扰乱引起的燃烧部的故障的误判定,并且在判断为燃烧部发生堵塞故障的情况下,通知燃烧部的堵塞故障。
[发明的效果]
根据本发明及优选实施方式,可防止由扰乱引起的燃烧风机的故障预兆的误探测,并在故障之前探测故障预兆而通知促使检查。
另外,可防止由扰乱引起的燃烧部的堵塞故障预兆的误探测,并在故障之前探测故障预兆而通知促使检查。
附图说明
图1为本发明的实施例1的燃烧式的热水供给装置的说明图。
图2为所述热水供给装置的控制部的结构及通信路径的说明图。
图3为所述热水供给装置的加热运转的工序说明图。
图4为探测例1的燃烧风机故障预兆探测控制的流程图。
图5为探测例2的燃烧风机故障预兆探测控制的流程图。
图6为探测例3的燃烧风机故障预兆探测控制的流程图。
图7为实施例2的燃烧部故障预兆探测控制的流程图。
[符号的说明]
1:热水供给装置
2:燃烧部
2a:第一燃烧区域(点火区域)
2b:第二燃烧区域(延烧区域)
2c:第三燃烧区域
2d:第四燃烧区域
3:热交换部
3a:第一热交换器
3b:第二热交换器
3c:排水盘
4:供水部
4a:供水通路
4b:供水分支通路
4c:供水流量传感器
4d:供水温度传感器
5:热水排出部
5a:热水排出通路
5b:热水排出温度传感器
5c:热水供给温度传感器
6:燃料供给部(燃烧供给通路)
6a~6d:第一气体电磁阀~第四气体电磁阀
6e:燃料流量调整阀
7:排气口
8:燃烧风机
9:中和器
9a:中和槽
9b:导入通路
9c:排水通路
10:流量调整阀
11:热水供给龙头
12a~12d:第一气体电磁阀~第四气体电磁阀
14:点火装置
15a:第一火焰棒
15b:第二火焰棒
16:控制部
16a:运算部
16b:存储部
16c:通信部
17:操作终端
18:通信网关
19:通信网
20:管理服务器
具体实施方式
以下,基于实施例对本发明的实施方式进行说明。
[实施例1]
燃烧式的热水供给装置1通常设置于室外。热水供给装置1如图1所示,具有燃烧部2、热交换部3、供水部4及热水排出部5,构成为进行下述加热运转,即:利用燃烧部2所产生的燃烧热在热交换部3中将从供水部4供给的自来水加热,并在热水排出部5排出热水。在燃烧部2,连接有用于供给燃料气体(天然气或丙烷气体)的燃料供给部6。
在燃烧部2的附近,为了向所述燃烧部2供给燃烧用空气,并且将因燃烧而产生的燃烧热的介质即燃烧气体送入至热交换部3并从排气口7向外部排出,而配备有燃烧风机8。燃烧部2例如划分为第一燃烧区域2a~第四燃烧区域2d作为将从燃料供给部6供给的燃料气体与燃烧用空气混合并燃烧的多个燃烧区域,根据用于产生必要热量的必要燃烧量来变更燃烧的区域。
燃料供给部6具有:第一气体电磁阀6a~第四气体电磁阀6d,与第一燃烧区域2a~第四燃烧区域2d对应;以及燃料流量调整阀6e,调整对燃烧部2供给的燃料流量。燃料供给部6构成为调整燃料流量,并且可对这些第一燃烧区域2a~第四燃烧区域2d分别切换燃料气体的供给/停止。
热交换部3具有翅片管(fin and tube)型的第一热交换器3a、及由多个热水通路构成的第二热交换器3b。第一热交换器3a将刚燃烧后的高温的燃烧气体的显热回收而将热水加热。第二热交换器3b将显热经回收而温度降低的燃烧气体的潜热回收而将自来水加热。
所述第二热交换器3b中,燃烧气体所含的水分凝缩而产生凝缩水。此凝缩水包含燃烧气体的成分而成为强酸性。因此,直接排水并不合适,因而导入至收容有作为中和剂的例如碳酸钙粒的中和槽9a,进行中和后排水。在第二热交换器3b中潜热经回收而温度降低的燃烧气体从排气口7向外部排出。
对中和槽9a连接导入通路9b及排水通路9c而形成有中和器9,所述导入通路9b将滴落至配设于第二热交换器3b的下侧的排水盘(drain pan)3c的凝缩水引导至中和槽9a,所述排水通路9c将经中和的凝缩水向热水供给装置1的外部排出。在所述中和槽9a的上端部,配备有一对电极棒9d作为探测凝缩水的水位(规定水位)的水位探测部件。预先在一对电极棒9d之间施加电压,达到规定水位时在接触凝缩水的一对电极棒9d之间经由凝缩水流动电流,由此探测规定水位。
供水部4具有:供水通路4a,将从自来水源供给的自来水供给于第二热交换器3b;以及供水分支通路4b,从供水通路4a分支且包括流量调整阀10。经第二热交换器3b加热的热水被导入至第一热交换器3a,进一步加热至高温。经第一热交换器3a加热的热水供给于热水排出通路5a。在对所述热水排出通路5a连接供水分支通路4b而形成的热水排出部5中,将经加热的热水与自来水混合而调整温度,向热水供水目标的例如热水供给龙头11供给热水。
燃烧部2的第一燃烧区域2a为在开始加热运转时点火而最先燃烧的点火区域。在与此第一燃烧区域2a对应的位置,配设有通过放电而产生火花的点火装置14、及第一火焰棒(flame rod)15a,所述第一火焰棒15a为火焰探测部件,用于探测第一燃烧区域2a的火焰以确认点火。
与第一燃烧区域2a邻接的第二燃烧区域2b为延烧区域,为了使燃烧量增加以增加燃烧热的产生,而最先使燃烧区域从第一燃烧区域2a扩大。在与所述第二燃烧区域2b对应的位置,配设有第二火焰棒15b作为探测第二燃烧区域2b的火焰的火焰探测部件。可通过使燃烧区域也扩大至第三燃烧区域2c、第四燃烧区域2d,从而使燃烧量增加。此外,也可配设有与第三燃烧区域2c、第四燃烧区域2d对应的火焰棒,作为探测第三燃烧区域2c、第四燃烧区域2d的火焰的火焰探测部件。
在供水通路4a,配设有供水流量传感器4c及供水温度传感器4d,所述供水流量传感器4c探测对热交换部3供给的自来水的供水流量,所述供水温度传感器4d探测供水温度。在热水排出通路5a,配设有热水排出温度传感器5b,此热水排出温度传感器5b探测经热交换部3加热的热水的热水排出温度。在所述热水排出通路5a的较与供水分支通路4b的连接部更靠下游侧,配设有热水供给温度传感器5c,此热水供给温度传感器5c用于探测与自来水混合而温度经调整的热水的热水供给温度。
热水供给装置1为了基于供水流量、供水温度及热水排出温度来进行热水供给设定温度的热水供给,包括控制加热运转的控制部16。热水供给设定温度是通过操作连接于控制部16的操作终端17而设定。加热运转中,控制部16例如基于热水供给设定温度、供水流量及供水温度来算出必要的燃烧量(必要热量)。然后,控制部16为了产生必要热量,而设定燃烧部2的燃烧的燃烧区域、燃烧风机8的目标转速及燃料供给部6的燃料流量。而且,控制部16以热水供给温度接近热水供给设定温度的方式调整流量调整阀10的开度,调整自来水与经加热的热水的混合比率。
如图2所示,控制部16具有执行各种控制程序的运算部16a、预先存储各种控制程序及控制参数等的存储部16b、以及通信部16c。运算部16a经由与热水供给装置1的内置机器及操作终端17通信的通信部16c来控制流量调整阀10及燃料供给部6的阀类和燃烧风机8,并且接收供水温度传感器4d等传感器类的探测信号、操作终端17的操作内容。
操作终端17例如经由具备家庭网络(home network)构建功能的通信网关18连接于外部的通信网19(国际互联网)。在所述通信网19,为了管理与包含热水供给装置1的当前设置的热水供给装置及其他机器有关的信息,而连接有管理服务器20,此管理服务器20是由进行热水供给装置1的施工、保养的服务店(service shop)或制造厂商所设置。由此,控制部16可与管理服务器20通信。此外,通信部16c或操作终端17也可直接连接于通信网19。
若因开始使用热水供给而供水流量传感器4c所探测的供水流量达到规定的最低流量以上,则开始加热运转。如图3所示,加热运转分为预吹扫工序、点火工序、燃烧工序及后吹扫工序。预吹扫工序中,燃烧风机8的目标转速设定为扫气转速(例如3000rpm),将燃烧风机8以扫气转速驱动规定的预吹扫时间(例如5秒钟)。由此,将滞留于燃烧部2及热交换部3的空气从排气口7排出,并且停止的燃烧风机8的转速增加至扫气转速的程度。
此种目标转速变更时,实际转速相对于目标转速变大或变小的转速之差为相对于燃烧风机8的目标转速的偏差。另外,偏差越大,而且也包括实际转速不稳定的情况而偏差大的状态持续地越长,则为燃烧风机8的旋转响应性的降低越大的状态。
接下来进入点火工序,将与第一燃烧区域2a(点火区域)对应的第一气体电磁阀12a打开,目标转速设定为点火转速(例如2500rpm),将燃烧风机8以点火转速驱动。另外,作为点火动作,为了对第一燃烧区域2a进行点火而驱动点火装置14。若第一燃烧区域2a的火焰由第一火焰棒15a探测到(确认点火),则进入燃烧工序。
接下来,燃烧工序中,设定燃烧部2的燃烧的燃烧区域、燃烧风机8的目标转速及燃料供给部6的燃料流量,以可供给所算出的必要热量。接着,将燃烧风机8以目标转速驱动,并且将与燃烧的燃烧区域对应的燃料气体电磁阀打开,以所设定的燃料流量来供给燃料,产生必要热量而进行热水供给设定温度的热水供给。
若因结束使用热水供给而供水流量低于规定的最低流量,则进入后吹扫工序。后吹扫工序将打开的气体电磁阀全部关闭后停止燃烧部2的燃烧,目标转速设定为扫气转速,将燃烧风机8以扫气转速驱动后吹扫时间(例如10秒)。由此,以燃烧气体不残留于燃烧部2及热交换部3的方式排气。最后,使燃烧风机8停止,加热运转结束。
在设置热水供给装置1时,为了确认热水供给装置1正常运行而进行试运转。控制部16将所述试运转时的加热运转数据作为设置最初的初始数据而预先存储于存储部16b或管理服务器20的存储区域。
加热运转中,通常在热水供给装置1的设置最初,可大致如目标转速那样控制燃烧风机8,但由于经年劣化而逐渐无法调整为目标转速。另外,若达到判定为故障的故障基准,则控制部16禁止加热运转,并且通过例如操作终端17向用户通知燃烧风机8发生故障,经由管理服务器20向施工保养业者通知燃烧风机8发生故障。得知所述故障发生的用户或施工保养业者着手检查、修理。
仅通知燃烧风机8发生故障的情况下,从发生故障到检查、修理结束为止无法使用热水供给装置1而不便,因而在燃烧风机8出现故障之前探测故障预兆,向管理服务器20通知有故障的预兆。关于所述故障预兆探测,基于图4对探测例1的燃烧风机故障预兆探测控制的流程图进行说明。图中的Si(i=1、2、···)表示步骤。
若随着开始加热运转而燃烧风机故障预兆探测控制开始,则S1中,将燃烧风机8的目标转速设定为扫气转速而进入S2。S2中,以成为目标转速的方式将燃烧风机8驱动预吹扫时间(例如5秒),获取此期间的实际转速,进入S3。
S3中,判定目标转速与实际转速之差(偏差的绝对值)是否为规定的基准值(例如200rpm)以下。例如在天气为强风的情况下,可能风从外部吹入至排气口7而倒流,产生妨碍燃烧风机8旋转而实际转速降低的扰乱。在有此种扰乱因素的情况下,有可能误探测燃烧风机8的故障预兆。S3为用于排除所述误探测的可能性的步骤。
在S3的判定为是(Yes)的情况下,视为无扰乱因素而进入S4。在S3的判定为否(No)的情况下,视为有扰乱因素,结束所述燃烧风机故障预兆探测控制,继续进行加热运转。到此为止相当于预吹扫工序,进入接下来的点火工序。
S4中,将燃烧风机8的目标转速设定为点火转速而进入S5。由于燃烧的区域限于第一燃烧区域2a(点火区域),而且由于若送风量大则点火困难,因而点火转速设定为较扫气转速更低的转速。另外,S5中以成为目标转速的点火转速的方式将燃烧风机8驱动规定时间(例如7秒),并且获取此期间的实际转速,进入S6。
S6中,判定目标转速与实际转速之差超过200rpm的状态是否持续A秒(例如5秒)以上。由于S3中已判定为无扰乱因素,因而相对于目标转速而偏差大的状态及其持续时间表示旋转响应性降低的燃烧风机8当前的劣化程度。
在S6的判定为是(Yes)的情况下,进入S7。此时,燃烧风机8的劣化进行至某种程度,因而S7中通知探测到燃烧风机8的故障预兆,结束所述燃烧风机故障预兆探测控制,进入燃烧工序而继续进行加热运转。此时,经由管理服务器20向例如服务店通知探测到故障预兆而促使检查,例如也可通过操作终端17的灯点亮而通知用户。
另一方面,在S6的判定为否(No)的情况下,燃烧风机8的劣化并未进行得那么严重,因而视为未探测到燃烧风机8的故障预兆,结束所述燃烧风机故障预兆探测控制,进入燃烧工序而继续进行加热运转。如以上那样,每当进行加热运转时进行燃烧风机8的故障预兆的探测,因而不易错过燃烧风机8的故障预兆。而且,判定有无扰乱因素,在无扰乱因素的情况下进行故障预兆探测,因而可防止由扰乱引起的故障预兆的误探测,可防止向管理服务器20发送故障预兆的误探测信息而减少通信量。
[探测例2]
基于图5的流程图对局部地变更所述探测例1而成的探测例2的燃烧风机故障预兆探测控制进行说明。对与探测例1相通的部分标注与探测例1相同的符号,省略说明。
热水供给装置1的结构与所述探测例1相同。所述热水供给装置1的加热运转的预吹扫工序中,如S1~S3那样判定有无妨碍燃烧风机8旋转的扰乱因素,在无扰乱因素而判定为是(Yes)的情况下,进入点火工序,进入S4。在有扰乱因素因而判定为否(No)的情况下,结束燃烧风机故障预兆探测控制,进入点火工序而继续进行加热运转。
S4中,将燃烧风机8的目标转速设定为点火转速而进入S5。接下来,S5中以成为目标转速的点火转速的方式将燃烧风机8驱动规定时间(例如7秒),并且获取此期间的实际转速,进入S16。
S16中,作为与初始数据的比较,判定目标转速与实际转速之差超过200rpm的状态的持续时间B秒是否持续长达热水供给装置1的设置最初的初始数据的X倍(例如10倍)以上。初始数据为在热水供给装置1的试运转时收集并存储于控制部16(存储部16b)或管理服务器20的数据,初始数据中的目标转速与实际转速之差超过200rpm的状态的持续时间例如为0.3秒左右。由于预吹扫工序中已判定为无扰乱因素,因而相对于此目标转速的偏差大的状态及其持续时间表示旋转响应性降低的燃烧风机8当前的劣化程度。
在S16的判定为是(Yes)的情况下,进入S7。此时,燃烧风机8的劣化进行至某种程度,因而S7中通知探测到燃烧风机8的故障预兆,结束所述燃烧风机故障预兆探测控制,进入燃烧工序而继续进行加热运转。此时,经由管理服务器20向例如服务店通知探测到故障预兆而促使检查,例如也可通过操作终端17的灯点亮而通知用户。
另一方面,在S16的判定为否(No)的情况下,燃烧风机8的劣化并未进行得那么严重,因而视为未探测到燃烧风机8的故障预兆,结束所述燃烧风机故障预兆探测控制,进入燃烧工序而继续进行加热运转。如以上那样,每当进行加热运转时进行燃烧风机8的故障预兆探测,因而不易错过燃烧风机8的故障预兆。而且,判定有无扰乱因素,在无扰乱因素的情况下进行故障预兆探测,因而可防止由扰乱引起的故障预兆的误探测,可防止在与管理服务器20之间收发初始数据、故障预兆的误探测信息而减少通信量。
[探测例3]
基于图6的流程图对局部地变更所述探测例1而成的示例进行说明。对与探测例1相通的部分标注与探测例1相同的符号,省略说明。
热水供给装置1的结构与所述探测例1相同。在所述热水供给装置1的加热运转的预吹扫工序中,如S1~S3那样判定有无妨碍燃烧风机8旋转的扰乱因素,在无扰乱因素而判定为是(Yes)的情况下,进入点火工序,进入S4。在有扰乱因素因而判定为否(No)的情况下,结束燃烧风机故障预兆探测控制,进入点火工序而继续进行加热运转。
S4中,将燃烧风机8的目标转速设定为点火转速而进入S5。接下来,S5中以成为目标转速的点火转速的方式将燃烧风机8驱动规定时间(例如7秒),并且获取此期间的实际转速而进入S26。
S26中,作为与故障基准数据的比较,判定故障基准转速与实际转速之差小于200rpm的状态是否持续C秒(例如5秒)以上。故障基准转速是基于燃烧部2的燃烧实验等作为可正常点火并燃烧的上限及下限的转速而预先设定,例如相对于点火转速如+/-500rpm那样预先存储于控制部16(存储部16b)。由于预吹扫工序中已判定为无扰乱因素,因而故障基准转速与实际转速之差小的状态、也就是目标转速与实际转速之差大的状态及其持续时间表示旋转响应性降低的燃烧风机8当前的劣化程度。
在实际转速处于上限转速与较上限小200rpm的转速的范围内的状态、或处于下限转速与较下限大200rpm的转速的范围内的状态的持续时间为C秒以上的情况下,也就是在S26的判定为是(Yes)的情况下,进入S7。此时,燃烧风机8的劣化进行至某种程度,因而S7中通知探测到燃烧风机8的故障预兆,结束所述燃烧风机故障预兆探测控制,进入燃烧工序而继续进行加热运转。此时,经由管理服务器20向例如服务店通知探测到故障预兆而促使检查,例如也可通过操作终端17的灯点亮而通知用户。
另一方面,在S26的判定为否(No)的情况下,燃烧风机8的劣化并未进行得那么严重,因而视为未探测到燃烧风机8的故障预兆,结束所述燃烧风机故障预兆探测控制,进入燃烧工序而继续进行加热运转。如以上那样,每当进行加热运转时探测燃烧风机8的故障预兆,因而不会错过故障预兆。而且,判定有无扰乱因素,在无扰乱因素的情况下进行故障预兆的探测,因而可防止由扰乱引起的故障预兆的误探测,可防止向管理服务器20发送故障预兆的误探测信息而减少通信量。
对所述实施例1的热水供给装置1的作用、效果进行说明。
热水供给装置1的控制部16基于加热运转时的对燃烧风机8的目标转速的旋转响应性及偏差,在预吹扫工序中判定有无扰乱因素,在无扰乱因素的情况下,在点火工序中进行燃烧风机8的故障预兆的探测。因此,每当进行加热运转时进行燃烧风机8的故障预兆探测,因而不易错过故障预兆,且由于判定有无扰乱因素,因而可防止由扰乱引起的故障预兆的误探测。
而且,在通过与热水供给装置1的设置最初的初始数据的比较来进行燃烧风机8的故障预兆的探测的情况下,可探测燃烧风机8的经年劣化所致的故障预兆。因此,可在因燃烧风机8的故障而无法使热水供给装置1运行之前促使检查。
另一方面,在基于与判定为燃烧风机8故障的故障基准数据的比较来进行燃烧风机8的故障预兆的探测的情况下,可在判定为故障之前探测故障预兆。因此,可在因燃烧风机8的故障而无法使热水供给装置1运行之前促使检查。
以在预吹扫工序中判定扰乱因素且在点火工序中进行故障预兆的探测的情况为例进行了说明,但例如也可在后吹扫工序中判定扰乱因素后,在后吹扫工序的中途变更目标转速而进行故障预兆的探测。而且,也可根据规定的驱动时间的、实际转速偏离基准的次数(实际转速的偏差)来进行故障预兆的探测。在以实际转速成为目标转速的方式使驱动燃烧风机8的电流增减的情况下,也可基于与和所述电流值相关的设置最初的初始数据或故障基准的比较来进行故障预兆的探测。
[实施例2]
接下来,对实施例2的热水供给装置的加热运转进行说明。
此外,关于热水供给装置(图1)、热水供给装置的控制部的结构及通信路径(图2)、以及热水供给装置的加热运转的工序(图3),与所述实施例1相同,因而省略说明。
加热运转中,例如点火工序中的点火重试次数(点火时间)、燃烧工序中的延烧时间有因经年劣化而逐渐增加的倾向。另外,例如若延烧时间达到存储于控制部16的、判定为燃烧部2发生堵塞故障的故障基准值,则控制部16为了安全而禁止加热运转。另外,控制部16例如通过操作终端17向用户通知燃烧部2发生故障,并且经由管理服务器20向例如服务店通知燃烧部2发生故障。得知所述故障发生的用户或服务店着手检查、修理。
仅通知燃烧部2发生故障的情况下,从发生故障到检查、修理结束为止无法使用热水供给装置1而不便。因此,控制部16在出现故障之前探测燃烧部2的故障预兆,经由管理服务器20向服务店通知探测到故障的预兆而促使检查。基于控制部16进行的图7的燃烧部故障预兆探测控制的流程图来对所述燃烧部2的故障预兆探测进行说明。图中的Si(i=31、32、···)表示步骤。
若因开始加热运转而在预吹扫工序中将燃烧部2、热交换部3的滞留的空气排出并导入新鲜空气,进入点火工序,则开始燃烧部故障预兆探测控制。S31中,开始点火装置14的点火动作而进入S32。
接下来,S32中判定是否探测到第一燃烧区域2a(点火区域)的火焰。所述火焰的探测是每隔规定时间(例如0.5秒),通过探测经由火焰在第一火焰棒15a中流动的电流而进行。在点火成功而可探测到火焰,S32的判定为是(Yes)的情况下,进入S33。接下来在S33中,结束点火动作,将未探测到点火的次数重置为零并进入燃烧工序,并且进入S34。未探测到点火的次数为本次加热运转中S32中未探测到火焰的次数。
S34中,以成为可供给所算出的必要热量的燃烧量的方式使燃烧风机8的转速增加,并且打开第二燃烧区域2b(延烧区域)的第二气体电磁阀6b,从第一燃烧区域2a延烧至第二燃烧区域2b,进入S35。接下来,S35中判定是否探测到第二燃烧区域2b的火焰。所述火焰的探测是每隔规定时间(例如0.5秒),探测经由火焰在第二火焰棒15b中流动的电流而进行。在延烧成功而探测到火焰,S35的判定为是(Yes)的情况下,进入S36。在S35的判定为否(No)的情况下,进行S40。
S36中,将未探测到延烧的次数重置为零并进入S37。未探测到延烧的次数为本次的加热运转的S35中未探测到第二燃烧区域2b的火焰的次数。
S37中,获取从第一燃烧区域2a向第二燃烧区域2b的延烧时间并进入S38。延烧时间例如为确认到第一燃烧区域2a的火焰后,从打开第二气体电磁阀12b至确认到第二燃烧区域2b的火焰为止所需要的时间。可测量时间而获取延烧时间,也可基于火焰探测的规定时间及未探测到延烧的次数来获取延烧时间。
S38中,将S37中获取的延烧时间与控制部16或管理服务器20所存储的初始数据的延烧时间进行比较,判定本次延烧时间是否超过初始数据的X倍(例如7倍)。在延烧时间增加而S38的判定为是(Yes)的情况下,进入S39。接下来,在S39中通知探测到燃烧部2的故障预兆,保持继续进行加热运转而结束燃烧部故障预兆探测控制。在S38的判定为否(No)的情况下,视为未探测到燃烧部2的故障预兆,保持继续进行加热运转而结束燃烧部故障预兆探测控制。
在S35的判定为否(No)的情况下,在S40中使未探测到延烧的次数增加1而进入S41,S41中判定未探测到延烧的次数是否超过未探测到延烧的基准次数。在判定为燃烧部2发生堵塞故障的故障基准值设定为例如5秒的情况下,未探测到延烧的基准次数设定为10次,在基于火焰探测的规定时间及未探测到延烧的次数而延烧时间超过故障基准值的情况下,判定为燃烧部2发生堵塞故障。也可基于所测量的延烧时间及故障基准值来判定。
在S41的判定为否(No)的情况下,回到S35。在S41的判定为是(Yes)的情况下进入S42,S42中通知燃烧部2发生了故障,结束加热运转,因而进入后吹扫工序并且结束燃烧部故障预兆探测控制。
另一方面,在点火工序中无法确认到第一燃烧区域2a的火焰,S32的判定为否(No)的情况下,进入S43,S43中使未探测到点火的次数增加1而进入S44。接下来,S44中,判定未探测到点火的次数是否超过未探测到点火的基准次数。未探测到点火的基准次数例如预先设定为10次。
在S44的判定为否(No)的情况下,回到S32。在S44的判定为是(Yes)的情况下,进入S45,S45中通知点火装置14发生故障及燃烧部2发生堵塞故障,结束加热运转,因而进入后吹扫工序并且结束燃烧部故障预兆探测控制。点火不良的原因是在于点火装置14还是在于燃烧部2并不明确,因而在检查时确定原因进行修理。
对所述实施例2的热水供给装置1的作用、效果进行说明。
热水供给装置1的控制部16在加热运转时对燃烧部2的第一燃烧区域2a(点火区域)进行点火而燃烧后,基于使燃烧区域扩大至与第一燃烧区域2a邻接的第二燃烧区域2b(延烧区域)的延烧时间,来进行燃烧部2的故障预兆的探测。因此,可不受点火装置14的影响、强风的影响,防止由扰乱引起的故障预兆的误探测。
而且,通过与热水供给装置1的设置最初的初始数据的比较来进行燃烧部2的故障预兆的探测,因而可探测燃烧部2的经年劣化所致的故障预兆。因此,可在因燃烧部2的故障而无法使热水供给装置1运行之前促使检查。
基于当前的延烧时间与判定为燃烧部2发生堵塞故障的故障基准值的比较来进行燃烧部2的堵塞故障的判定。因此,可防止由扰乱引起的燃烧部2的堵塞故障的误判定,并且在判定为燃烧部2发生堵塞故障的情况下,为了安全而通知燃烧部2的堵塞故障。
例如,在燃烧部2的火焰孔一点一点地堆积煤并堵塞而导致延烧时间增加的情况下,煤越进行堆积而火焰孔的开口径越变小,则所述开口径变小的速度越增加,延烧时间的增加率越变大。因此,例如也可将前一次与本次的延烧时间进行比较,基于所述延烧时间的增加率来检测故障预兆。
此外,只要为本领域技术人员,则可在不偏离本发明主旨的情况下以对所述实施例附加各种变更的实施方式来实施,本发明也包含此种变更实施方式。

Claims (7)

1.一种热水供给装置,包括燃烧部、用于向所述燃烧部供给燃料气体的气体供给部、用于向所述燃烧部供给燃烧用空气的燃烧风机、热交换部、供水部、热水排出部及控制部,且构成为,进行利用所述燃烧部所产生的燃烧热在所述热交换部中将从所述供水部供给的热水加热的加热运转,在所述热水排出部排出热水,所述控制部基于加热运转中的对控制目标值的响应性及偏差,来进行构成所述热水供给装置的多个零部件的故障预兆的探测及通知,且所述热水供给装置的特征在于,
所述加热运转通过控制对所述多个零部件分别设定的多个工序而运转,
所述控制部基于所述多个工序中的初始工序中检测的对控制目标值的响应性及偏差来判定热水供给装置的状况,在判定为所述状况正常的情况下,基于继初始工序之后的后续工序中检测的对控制目标值的响应性及偏差来进行所述故障预兆的探测。
2.根据权利要求1所述的热水供给装置,其特征在于,
所述控制部基于对所述燃烧风机的目标转速的旋转响应性及偏差来进行所述燃烧风机的故障预兆的探测及通知,
所述加热运转中包含:作为所述初始工序的预吹扫工序,将所述目标转速设为规定的扫气转速并将所述燃烧风机驱动规定时间;以及作为所述后续工序的点火工序,在所述预吹扫工序后,将所述目标转速设为规定的点火转速,驱动所述燃烧风机并且进行点火动作,
所述控制部在所述预吹扫工序中,基于对作为所述燃烧风机的控制目标值的所述扫气转速的旋转响应性及偏差来判定有无来自外部的扰乱因素,在判定为无所述扰乱因素的情况下,在所述点火工序中,基于对作为所述燃烧风机的所述控制目标值的所述点火转速的旋转响应性及偏差来进行所述故障预兆的探测。
3.根据权利要求2所述的热水供给装置,其特征在于,
所述控制部预先存储与所述燃烧风机的旋转响应性及偏差有关的设置最初的初始数据,通过将所述燃烧风机的当前的旋转响应性及偏差与所述初始数据比较而进行所述故障预兆的探测。
4.根据权利要求2所述的热水供给装置,其特征在于,
所述控制部预先存储与被判定为故障的所述燃烧风机的旋转响应性及偏差有关的故障基准数据,通过将所述燃烧风机的当前的旋转响应性及偏差与所述故障基准数据比较,从而进行所述故障预兆的探测。
5.根据权利要求1所述的热水供给装置,其特征在于,
所述燃烧部构成为,划分为包含在所述加热运转开始时点火的点火区域及与所述点火区域邻接的延烧区域的、多个燃烧区域,并且根据必要的燃烧量来变更燃烧的燃烧区域,
用于探测火焰的多个火焰探测部件以与包含所述点火区域及所述延烧区域的多个所述燃烧区域对应的方式设置,
所述控制部在所述加热运转开始时的作为所述初始工序的点火工序中,利用对应的所述火焰探测部件来探测经点火的所述点火区域的火焰,基于相对于作为控制目标值的点火重试次数的偏差来判定热水供给装置的状况,在判定为所述热水供给装置的状况正常的情况下,在作为所述后续工序的延烧工序中,基于作为延烧至所述延烧区域时的控制目标值的延烧时间来进行所述燃烧部的故障预兆的探测。
6.根据权利要求5所述的热水供给装置,其特征在于,
所述控制部预先存储所述延烧时间的设置最初的初始数据,通过将当前的延烧时间与所述初始数据比较而进行所述故障预兆的探测。
7.根据权利要求5所述的热水供给装置,其特征在于,
所述控制部预先存储判定为所述燃烧部发生堵塞故障的延烧时间作为故障基准值,在当前的延烧时间超过所述故障基准值的情况下,判定为所述燃烧部发生堵塞故障而通知所述燃烧部的堵塞故障。
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