以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は原則的に繰り返さないものとする。
図1は、本発明の実施の形態に従う燃焼装置が適用された給湯装置1の概略構成図である。図1を参照して、給湯装置1は、入水管2と、出湯管3と、熱交換器4と、燃焼バーナ5a,5bと、電源回路20と、コントローラ30と、リモコン90とを備える。給湯装置1は、さらに、燃焼バーナ5a,5bに対して燃料ガスを供給するための、ガス供給管6a,6b,8およびガス電磁弁7a,7bを備える。熱交換器4および燃焼バーナ5a,5bは、図示しない缶体に格納されている。
入水管2には、水道水等の非加熱水が給水される。熱交換器4は、燃焼バーナ5a,5bによる燃料ガスの燃焼熱により入水管2からの非加熱水を熱交換によって加熱する。熱交換器4による加熱水は、出湯管3から出湯される。
ガス供給管8は、燃焼バーナ5aへのガス供給管6aと燃焼バーナ5bへのガス供給管6bとに分岐される。ガス供給管6aにはガス電磁弁7aが介挿される。ガス供給管6bにはガス電磁弁7bが介挿される。燃焼バーナ5a,5bの各々から出力された燃料ガスは、図示しない送風ファンによって導入された燃焼用空気と混合されて、図示しない点火装置によって着火される。混合気が着火されることにより、燃料ガスが燃焼された火炎が生じる。燃焼バーナ5a,5bからの火炎によって生じる燃焼熱は、熱交換器4に与えられる。
図1の例では、燃焼バーナ5a,5bは、熱交換器4に対して並列に配置されている。したがって、燃焼バーナ5a,5bのうちの、燃料ガスの供給対象となる燃焼バーナの本数を切り換えることも可能である。
ガス電磁弁7a,7bは、コントローラ30からの制御指令に応じて開閉される。ガス電磁弁7a,7bは、常時閉の電磁弁であり、ソレノイドが通電されることによって閉状態から開状態に遷移する。ガス電磁弁7aは燃焼バーナ5aへの燃料ガスの供給を実行/遮断する機能を有する。ガス電磁弁7bは燃焼バーナ5bへの燃焼ガスの供給を実行/遮断する機能を有する。
なお、図示は省略するが、ガス電磁弁7aと直列に、ガス供給管6aのガス流量を制御するためのガス比例弁をさらに設けてもよい。同様に、ガス電磁弁7bと直列に、ガス供給管6bのガス流量を制御するためのガス比例弁をさらに設けてもよい。缶体での発生熱量は、燃焼バーナの本数およびガス流量の組み合わせによって決まる、燃焼バーナ全体への供給熱量に比例する。
図1に示した構成において、燃焼バーナ5a,5b、ガス供給管6a,6b,8、ガス電磁弁7a,7bおよびコントローラ30によって、本実施の形態に従う「燃焼装置」が構成される。すなわち、燃焼バーナ5a,5bの各々は「燃焼部」の一実施例に対応し、ガス電磁弁7aは「第1の弁」の一実施例に対応し、ガス電磁弁7bは「第2の弁」の一実施例に対応する。弁の開閉を制御するための構成は後ほど詳細に説明する。
給湯装置1は、さらに、給湯装置1内の異常を検知するための構成として、ハイリミットスイッチ9を備える。ハイリミットスイッチ9は缶体に配置される。ハイリミットスイッチ9は、缶体の異常な高温を監視するための検知素子である。ハイリミットスイッチ9は、缶体が一定値以上の温度になると、その接点が開放することにより、電気的に導通状態から遮断状態に遷移する。なお、ハイリミットスイッチ9は、缶体の温度が下がると、その接点が自動的に復帰するように構成されている。
リモコン90は、遠隔から給湯装置1を操作するための機器である。リモコン90には、給湯装置1の動作状態を表示するためのディスプレイ、各種スイッチおよびスピーカなどが装備されている。
電源回路20は、外部電源10からの交流電圧を電源配線80および接地配線84間の直流電圧Vsに変換する。外部電源10は、代表的には100VACまたは200VACの商用系統電源である。以下では、直流電圧Vsを電源電圧Vsとも称する。電源電圧Vsは、たとえば、15V程度に制御される。
コントローラ30は、電源配線80および接地配線84の間に接続される。コントローラ30は、電源配線80から電源電圧Vsの供給を受けて動作する。具体的には、コントローラ30は、リモコン90におけるユーザ操作に応じて給湯装置1の動作を制御する。たとえば、ユーザ操作は、給湯運転のオンオフ指示や、給湯の設定温度指示を含む。代表的な機能として、コントローラ30は、出湯温度が設定温度に従って制御されるように、燃焼バーナ5a,5bへの制御指令を生成する。制御指令に従って燃焼バーナ5a,5bによる燃焼熱が制御されることにより、給湯装置1における出湯温度が制御される。
コントローラ30は、駆動回路40、監視回路50、メインマイクロコンピュータ(以下、メインマイコンと称する)60、およびサブマイクロコンピュータ(以下、サブマイコンと称する)70を有する。
メインマイコン60は、給湯装置1の動作を統括制御する。具体的には、メインマイコン60は、燃焼バーナ5a,5bへの着火、出湯温度の調整、ガス電磁弁7a,7bを含む各種電磁弁の制御、送風ファンの制御などを実行する。メインマイコン60はリモコン90と通信を行なうことにより、リモコン90からの各種指示を受信するとともに、リモコン90に対して給湯装置1の動作状態を送信する。
メインマイコン60は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、およびI/F(Interface)回路を有する。CPUは、ROMに記憶されたプログラムを、RAMを作業メモリにして実行する。ROMに記憶されているプログラムには、給湯装置1の動作を制御する機能などが含まれている。I/F回路には駆動回路40、監視回路50および各種センサ(図示せず)が接続される。
サブマイコン70は、メインマイコン60とは独立して、燃焼バーナ5a,5bへの燃料ガスの供給の遮断を制御する。すなわち、サブマイコン70は、メインマイコン60とは独立して、ガス電磁弁7a,7bの閉止を制御することができる。
サブマイコン70は、メインマイコン60と同様、CPU、ROM、RAMおよびI/F回路を有する。I/F回路には駆動回路40、監視回路50および各種センサが接続される。サブマイコン70のI/F回路は、メインマイコン60のI/F回路と電気的に接続されており、互いのデータを送受信することが可能である。
駆動回路40は、メインマイコン60およびサブマイコン70からの制御指令に従って、ガス電磁弁7a,7bの開閉を制御する。図2で後述するように、駆動回路40は、制御指令に従ってガス電磁弁7a,7bへの通電を制御する。
監視回路50は、ガス電磁弁7a,7bの各々の通電状態を監視する。監視回路50は、ガス電磁弁7a,7bの各々の通電状態を示す信号をメインマイコン60およびサブマイコン70に出力する。メインマイコン60およびサブマイコン70は、監視回路50からの信号に基づいて、ガス電磁弁7a,7bの各々が通電および非通電のいずれの状態にあるか、すなわち、ガス電磁弁7a,7bの各々が開弁および閉弁のいずれの状態にあるかを検出することができる。
次に、図2を用いて、ガス電磁弁7a,7bへの通電を制御するための構成について説明する。
図2を参照して、電源配線80は、ハイリミットスイッチ9を介して給電線82と接続される。電源配線80は、給電線82に電源電圧Vsを供給する。電源電圧Vsは、電源回路20によって、たとえば15Vに制御される。具体的には、電源回路20は、ダイオードブリッジ21およびDC/DCコンバータ22を有する。ダイオードブリッジ21は、外部電源10からの交流電圧を整流する。DC/DCコンバータ22は、ダイオードブリッジ21によって整流された電圧を電源電圧Vsに変換する。給電線82にはガス電磁弁7a,7bが接続される。給電線82には、さらに、図示しない他の負荷が接続されてもよい。
ハイリミットスイッチ9は、給湯装置1が正常に動作しており、缶体の温度が一定値未満の状態では、その接点を閉状態に保つことで、ハイリミットスイッチ9が挿入されている経路を導通させる。一方、缶体が異常な高温となり、缶体の温度が一定値以上になると、その接点が開放状態となり、ハイリミットスイッチ9が挿入されている経路を遮断する。
メインマイコン60およびサブマイコン70は、電源配線86および接地配線88の間に接続される。メインマイコン60およびサブマイコン70は、電源配線86から電源電圧Vcの供給を受けて動作する。電源電圧Vcは、図示しない電源により、たとえば5Vに制御される。
メインマイコン60は、ガス電磁弁7a,7bへの通電を制御するための制御指令S1a,S1b,S2を生成する。生成された制御指令S1a,S1b,S2は駆動回路40へ入力される。
サブマイコン70は、ガス電磁弁7a,7bへの通電を制御するための制御指令S3を生成する。生成された制御指令S3は駆動回路40へ入力される。
駆動回路40は、給電線82と接地配線84との間に、ガス電磁弁7aと電気的に直列に接続される。駆動回路40は、また、給電線82と接地配線84との間に、ガス電磁弁7bと電気的に直列に接続される。以下では、接地配線84の電圧を接地電圧GNDと表記する。
駆動回路40は、メインマイコン60からの制御指令S1aに従って、給電線82からガス電磁弁7aへの通電を制御する。ガス電磁弁7aは、通電されることによって閉状態から開状態に遷移する。駆動回路40は、また、メインマイコン60からの制御指令S1bに従って、給電線82からガス電磁弁7bへの通電を制御する。ガス電磁弁7bは、通電されることによって閉状態から開状態に遷移する。駆動回路40は、さらに、メインマイコン60からの制御指令S2およびサブマイコン70からの制御指令S3に従って、給電線82に対する電源供給を制御する。
具体的には、駆動回路40は、スイッチQ1a,Q1bと、スイッチQ2と、スイッチQ3とを有する。スイッチQ1aは、給電線82と接地配線84との間に、ガス電磁弁7aと電気的に直列に接続される。スイッチQ1aは、たとえばFET(Field Effect Transistor:電界効果トランジスタ)により構成される。スイッチQ1aは、ドレインがガス電磁弁7aに接続され、ソースが接地配線84に接続され、ゲートにメインマイコン60からの制御指令S1aを受ける。
スイッチQ1aは、H(論理ハイ)レベルの制御指令S1aを受けたときに導通状態となり、給電線82と接地配線84との間にガス電磁弁7aを接続する。一方、スイッチQ1aは、L(論理ロー)レベルの制御指令S1aを受けたときに遮断状態となり、給電線82と接地配線84との間にガス電磁弁7aを非接続とする。
スイッチQ1bは、給電線82と接地配線84との間に、ガス電磁弁7bと電気的に直列に接続される。スイッチQ1bは、たとえばFETにより構成される。スイッチQ1bは、ドレインがガス電磁弁7bに接続され、ソースが接地配線84に接続され、ゲートにメインマイコン60からの制御指令S1bを受ける。
スイッチQ1bは、Hレベルの制御指令S1bを受けたときに導通状態となり、給電線82と接地配線84との間にガス電磁弁7bを接続する。一方、スイッチQ1bは、Lレベルの制御指令S1bを受けたときに遮断状態となり、給電線82と接地配線84との間にガス電磁弁7bを非接続とする。
スイッチQ2およびスイッチQ3は、電源配線80と給電線82との間に電気的に直列に接続される。スイッチQ2,Q3の各々は、たとえばFETにより構成される。スイッチQ2は、ゲートにメインマイコン60からの制御指令S2を受ける。スイッチQ3は、ゲートにサブマイコン70からの制御指令S3を受ける。
スイッチQ2は、Hレベルの制御指令S2を受けたときに導通状態となり、Lレベルの制御指令S2を受けたときに遮断状態となる。スイッチQ3は、Hレベルの制御指令S3を受けたときに導通状態となり、Lレベルの制御指令S3を受けたときに遮断状態となる。スイッチQ2,Q3がともに導通状態であるとき、電源配線80と給電線82とが電気的に接続される。言い換えれば、スイッチQ2,Q3のいずれかが遮断状態であるとき、電源配線80と給電線82とは非接続とされる。
なお、本実施の形態では、スイッチQ1a,Q1b,Q2,Q3の各々にFETを用いる構成を例示しているが、各スイッチには、バイポーラトランジスタなどのFET以外の半導体スイッチング素子を用いることができる。
監視回路50は、ガス電磁弁7aおよびスイッチQ1aを接続するノードNaの電圧を検出し、検出した電圧を示す信号をメインマイコン60およびサブマイコン70に出力する。監視回路50は、また、ガス電磁弁7bおよびスイッチQ1bを接続するノードNbの電圧を検出し、検出した電圧を示す信号をメインマイコン60およびサブマイコン70に出力する。
監視回路50は、たとえば分圧回路を有する。分圧回路は、ノードNa,Nbの各々の電圧を所定の分圧比で分圧して分圧電圧を生成する。なお、所定の分圧比は、分圧電圧が、メインマイコン60およびサブマイコン70の電源電圧Vc以下の電圧になるように設定されている。
ガス電磁弁7aの通電状態と非通電状態では、ノードNaに現れる電圧が異なる。よって、メインマイコン60およびサブマイコン70は、監視回路50から入力される信号が示すノードNaの電圧に基づいて、ガス電磁弁7aが通電状態であるか非通電状態であるかを検出することができる。
同様に、ガス電磁弁7bの通電状態と非通電状態では、ノードNbに現れる電圧が異なる。よって、メインマイコン60およびサブマイコン70は、監視回路50から入力される信号が示すノードNbの電圧に基づいて、ガス電磁弁7bが通電状態であるか非通電状態であるかを検出することができる。
メインマイコン60は、自己が発する制御指令、給湯装置1の動作状態、および監視回路50や各種センサからの信号に基づいて異常を検知する機能を有している。異常には、たとえば、未燃焼ガス(未燃焼燃料)の漏出や燃焼バーナ5a,5bの空焚きなどが含まれる。メインマイコン60は、異常を検知すると、Lレベルの制御指令S1a,S1b,S2を生成し、生成した制御指令S1a,S1b,S2を駆動回路40に出力する。駆動回路40は、Lレベルの制御指令S1a,S1b,S2に従ってスイッチQ1a,Q1b,Q2をそれぞれ遮断することにより、ガス電磁弁7a,7bを非通電状態とする。これにより、ガス電磁弁7a,7bが閉状態となり、燃焼バーナ5a,5bへの燃料ガスの供給が遮断される。したがって、燃焼中であれば燃焼が停止され、燃焼停止中であれば燃焼の開始が阻止される。
サブマイコン70も、給湯装置1の動作状態、および監視回路50や各種センサからの信号に基づいて異常を検知する機能を有している。サブマイコン70は、異常を検知すると、Lレベルの制御指令S3を生成し、生成した制御指令S3を駆動回路40に出力する。
駆動回路40は、Lレベルの制御指令S3に従ってスイッチQ3を遮断することにより、ガス電磁弁7a,7bを非通電状態とする。これにより、ガス電磁弁7a,7bが閉状態となり、燃焼バーナ5a,5bへの燃料ガスの供給が遮断される。
このように、メインマイコン60およびサブマイコン70は、互いに独立して異常を検知して燃焼バーナ5a,5bへの燃料ガスの供給を遮断するように構成されている。ただし、メインマイコン60のI/F回路とサブマイコン70のI/F回路とは電気的に接続されており、互いのデータを送受信することが可能である。これにより、メインマイコン60およびサブマイコン70は、データの送受信を通じてお互いの動作を監視し合うことにより、自己の異常(マイコンの暴走など)または他の異常を検知することができる。
また、メインマイコン60およびサブマイコン70は、互いに相手に対してリセット信号を出力することができる。リセット信号を受信したマイコンは停止および再起動を実行する。すなわち、コントローラ30は、2つのマイコン60,70を備えることで、自己診断機能を実現している。
さらに、本実施の形態に従う給湯装置1によれば、1つのガス電磁弁への通電を、該ガス電磁弁に対して電気的に直列に接続された3つのスイッチの導通/遮断によって制御する構成を採用している。これにより、3つのスイッチのうちの2つのスイッチにオン故障が生じたことに起因して該ガス電磁弁が通電されることを防止することができる。なお、本願明細書において、オン故障とは、スイッチが導通状態に固着され、遮断状態とならない故障をいう。
以下、図3および図4を参照して、本実施の形態に従う給湯装置1が奏する作用効果について詳細に説明する。
図3は、図2に示した制御構成のうち、ガス電磁弁7aへの通電を制御する部分のみを抽出して示す図である。図3を参照して、電源配線80および接地配線84の間には、ガス電磁弁7aと3つのスイッチQ1a,Q2,Q3とが電気的に直列に接続されている。したがって、これら3つのスイッチQ1a,Q2,Q3のすべてが導通状態であるときに、図中に矢印k1で示されるように、電源配線80からガス電磁弁7aへの通電経路が形成されることとなる。
ここで、3つのスイッチQ1a,Q2,Q3は、2つのスイッチQ1a,Q2がメインマイコン60によって導通および遮断が制御され、残りの1つのスイッチQ3がサブマイコン70によって導通および遮断が制御されるように構成されている。
このような構成とすることにより、メインマイコン60およびサブマイコン70は、互いに独立してガス電磁弁7aを非通電状態とすることができる。したがって、たとえば、メインマイコン60が暴走して給湯装置1を正常に制御できなくなる事態が生じた場合、サブマイコン70がスイッチQ3を遮断することで、ガス電磁弁7aを非通電状態として燃焼バーナ5aへの燃料ガスの供給を遮断することができる。
さらに、3つのスイッチQ1a,Q2,Q3のうちの2つのスイッチにおいてオン故障が同時に発生した場合に、コントローラ30の意図することなくガス電磁弁7aが通電されることを防止することができる。この点について、図4に示される比較例を用いて、さらに詳細に説明する。
図4を参照して、比較例に従う給湯装置1Aは、図2に示した実施の形態に従う給湯装置1と比較してコントローラの構成が異なる。具体的には、比較例に従う給湯装置1Aにおけるコントローラ30Aは、図2に示したコントローラ30における駆動回路40を、駆動回路40Aに置き換えたものである。
駆動回路40Aは、スイッチQ11a,Q11bと、スイッチQ12と、スイッチQ13とを有する。スイッチQ11aは、図2のスイッチQ1aと同様であり、給電線82と接地配線84との間に、ガス電磁弁7aと電気的に直列に接続される。スイッチQ11aは、メインマイコン60からHレベルの制御信号S11aを受けたときに導通状態となり、給電線82と接地配線84との間にガス電磁弁7aを接続する。一方、スイッチQ11aは、Lレベルの制御指令S11aを受けたときに遮断状態となり、給電線82と接地配線84との間にガス電磁弁7aを非接続とする。
スイッチQ11bは、図2のスイッチQ1bと同様であり、給電線82と接地配線84との間に、ガス電磁弁7bと電気的に直列に接続される。スイッチQ11bは、Hレベルの制御信号S11bを受けたときに導通状態となり、給電線82と接地配線84との間にガス電磁弁7bを接続する。一方、スイッチQ11bは、Lレベルの制御指令S11bを受けたときに遮断状態となり、給電線82と接地配線84との間にガス電磁弁7bを非接続とする。スイッチQ11a,Q11bの各々は、たとえばFETにより構成される。
スイッチQ12は、電源配線80と給電線82との間に電気的に接続される。スイッチQ12は、たとえばFETにより構成される。スイッチQ12は、ドレインが電源配線80に接続され、ソースが給電線82に接続される。
スイッチQ13は、スイッチQ12とメインマイコン60との間に電気的に接続される。スイッチQ13は、たとえばNPNトランジスタにより構成される。スイッチQ13は、コレクタがスイッチQ12をなすFETのゲートに接続され、エミッタがメインマイコン60に接続され、ベースにサブマイコン70からの制御指令S13を受ける。
スイッチQ13は、Lレベルの制御指令S13を受けたときに導通状態となり、スイッチQ12のゲートとメインマイコン60とを電気的に接続する。一方、スイッチQ13は、Hレベルの制御指令を受けたときに遮断状態となり、スイッチQ13のゲートとメインマイコン60とを非接続とする。
スイッチQ12は、スイッチQ13が導通状態であって、メインマイコン60からHレベルの制御指令S12を受けたときに導通状態となり、電源配線80と給電線82とを接続する。一方、スイッチQ12は、スイッチQ13が非導通状態のとき、または、スイッチQ13が導通状態であって、メインマイコン60からLレベルの制御指令S12を受けたときに非導通状態となり、電源配線80と給電線82とを非接続とする。すなわち、スイッチQ12,Q13がいずれも導通状態であるとき、電源配線80と給電線82とが電気的に接続される。
比較例に従う給湯装置1Aでは、電源配線80と接地配線84との間に、ガス電磁弁7aと2つのスイッチQ11a,Q12とが電気的に直列に接続されている。そして、この2つのスイッチQ11a,Q12のうちの一方のスイッチQ12は、スイッチQ13が導通状態であるときに導通することが可能となっている。
このような構成とすることにより、比較例に従う給湯装置1Aにおいても、3つのスイッチQ11a,Q12,Q13がすべて導通状態であるときに、電源配線80からガス電磁弁7aへの通電経路が形成されることとなる。
比較例では、スイッチQ11aはメインマイコン60によって導通および遮断が制御され、スイッチQ12はメインマイコン60およびサブマイコン70によって導通および遮断が制御されるように構成されているため、メインマイコン60およびサブマイコン70は互いに独立してガス電磁弁7aを非通電状態とすることができる。
しかしながら、比較例に従う給湯装置1Aにおいては、3つのスイッチQ11a,Q12,Q13のうちの2つのスイッチにオン故障が生じた場合に、ガス電磁弁7aが通電されてしまう事態が起こり得る。
たとえば、スイッチQ11aおよびスイッチQ12にオン故障が生じると、電源配線80からガス電磁弁7aへの通電経路が形成されることとなる。この場合、サブマイコン70がスイッチQ13を遮断状態としてもスイッチQ12を遮断させることができないため、ガス電磁弁7aは通電状態に固定されてしまう。このように、2つのスイッチに同時にオン故障が生じると、コントローラ30の意図することなく、ガス電磁弁7aが開状態となる可能性がある。したがって、燃焼停止中にもかかわらず、ガス電磁弁7aを通じて燃焼バーナ5aに燃料ガスが供給される事態を招くことが懸念される。
このような事態は、スイッチQ13およびスイッチQ11aに同時にオン故障が生じた場合においても起こり得る。このように、比較例に従う給湯装置1Aには、2つのスイッチに同時にオン故障が発生した場合に、ガス電磁弁7aが通電されるため、燃焼バーナ5aへの燃料ガスの供給を遮断できなくなるという課題がある。
これに対して、本実施の形態に従う給湯装置1では、図3に示したように、ガス電磁弁7aに対して3つのスイッチQ1a,Q2,Q3が電気的に直列に接続されているため、3つのスイッチのうちの2つのスイッチに同時にオン故障が生じた場合であっても、残りの1つのスイッチを遮断状態とすることで、ガス電磁弁7aを非通電状態とすることができる。
たとえば、スイッチQ1a,Q2に同時にオン故障が生じた場合には、サブマイコン70がスイッチQ3を遮断状態とすることで、ガス電磁弁7aへの通電を停止させることができる。したがって、ガス電磁弁7aを閉状態として、燃焼バーナ5aへの燃料ガスの供給を遮断することができる。スイッチQ1a,Q3に同時にオン故障が生じた場合、およびスイッチQ2,Q3に同時にオン故障が生じた場合においても、ガス電磁弁7aへの通電を停止させることができる。
このように、本実施の形態に従う給湯装置1によれば、コントローラ30内で2つのスイッチが同時にオン故障したことに起因して、ガス電磁弁が意図せずに通電されることを未然に防ぐことができる。したがって、給湯装置の安全性を向上させることができる。
なお、図3では、スイッチQ2,Q3を電源配線80と給電線82との間に直列に接続する構成を例示しているが、スイッチQ2,Q3をスイッチQ1aと接地配線84との間に直列に接続してもよい。あるいは、スイッチQ2,Q3の一方を電源配線80と給電線82の間に接続し、かつ、スイッチQ2,Q3の他方をスイッチQ1aと接地配線84との間に接続してもよい。
さらに、図3では、ガス電磁弁7aと接地配線84との間にスイッチQ1aを接続する構成を例示しているが、給電線82とガス電磁弁7aとの間にスイッチQ1aを接続してもよい。
すなわち、スイッチQ1a,Q2,Q3は、電源配線80と接地配線84との間に、ガス電磁弁7aに対して電気的に直列に接続されていればよく、各スイッチの位置については図3の構成に限定されるものではない。
上述した実施の形態において、メインマイコン60は「第1の制御部」および「第2の制御部」の一方を構成し、サブマイコン70は「第1の制御部」および「第2の制御部」の他方を構成する。また、スイッチQ1a,Q2,Q3は「第1から第3のスイッチ」の一実施例に対応する。本実施の形態に従う給湯装置1において、3つのスイッチQ1a,Q2,Q3のうちのいずれか2つのスイッチの導通および遮断をメインマイコン60およびサブマイコン70の一方が制御し、残りの1つのスイッチをメインマイコン60およびサブマイコン70の他方が制御すればよい。
(スイッチの故障判定処理)
本実施の形態に従う給湯装置1では、スイッチQ1a,Q1b,Q2,Q3の各々がオン故障したか否かを判定することができる。これによると、コントローラ30は、いずれか1つのスイッチにオン故障が生じた時点で、ユーザに対して異常を報知することができる。
以下、図5を参照して、スイッチQ1a,Q1b,Q2,Q3の故障判定処理について説明する。図5に示されるフローチャートは、たとえば、所定の条件が成立したときに、メインマイコン60およびサブマイコン70が協働して実行することができる。なお、所定の条件には、給湯装置1が燃焼停止中であること、および、前回の故障判定処理からの経過時間が所定時間以上であることなどが含まれる。
図5を参照して、故障判定処理は、スイッチQ2の故障を判定するステップ(STEP1)、スイッチQ3の故障を判定するステップ(STEP2)、スイッチQ1a,Q1bの故障を判定するステップ(STEP3)で構成される。
スイッチQ2の故障を判定するステップ(STEP1)では、ステップS01により、メインマイコン60は、スイッチQ2を遮断状態とするべく、Lレベルの制御指令S2を駆動回路40に与える。サブマイコン70は、Hレベルの制御指令S3を駆動回路40に与えて、スイッチQ3を導通状態とする。
次に、メインマイコン60は、ステップS02により、Hレベルの制御指令S1aを駆動回路40に与えて、スイッチQ1aを導通状態とする。すなわち、ガス電磁弁7aに直列に接続されるスイッチQ1a,Q2,Q3のうちの2つのスイッチQ1a,Q3を導通状態とする。
メインマイコン60は、ステップS03により、監視回路50からの信号に基づいて、ガス電磁弁7aが通電および非通電のいずれの状態であるかを検出する。ガス電磁弁7aが通電状態であると検出されたとき、メインマイコン60は、スイッチQ2がオン故障していると判定する。スイッチQ2がオン故障していると判定されると(S04のYES判定時)、メインマイコン60は、ステップS13に進み、リモコン90を用いて、スイッチQ2のオン故障を報知する。
なお、スイッチQ2のオン故障を報知した後、サブマイコン70は、Lレベルの制御指令S3を駆動回路40に与えてスイッチQ3を遮断状態としてもよい。これによると、ガス電磁弁7a,7bが非通電状態となるため、燃焼バーナ5a,5bへの燃料ガスの供給の開始が阻止されることとなる。
一方、スイッチQ2が正常である(オン故障していない)と判定されると(S04のNO判定時)、続いて、スイッチQ3の故障を判定するステップ(STEP2)が実行される。スイッチQ3の故障を判定するステップ(STEP2)では、ステップS05により、メインマイコン60は、Hレベルの制御指令S2を駆動回路40に与えて、スイッチQ2を導通状態とする。サブマイコン70は、スイッチQ3を遮断状態とするべく、Lレベルの制御指令S3を駆動回路40に与える。メインマイコン60は、ステップS06により、Hレベルの制御指令S1aを駆動回路40に与えて、スイッチQ1aを導通状態とする。すなわち、ガス電磁弁7aに直列に接続されるスイッチQ1a,Q2,Q3のうちの2つのスイッチQ1a,Q2を導通状態とする。
次に、メインマイコン60は、ステップS07により、監視回路50からの信号に基づいて、ガス電磁弁7aが通電および非通電のいずれの状態であるかを検出する。ガス電磁弁7aが通電状態であると検出されたとき、メインマイコン60は、スイッチQ3がオン故障していると判定する。スイッチQ3がオン故障していると判定されると(S08のYES判定時)、メインマイコン60は、ステップS13に進み、リモコン90を用いて、スイッチQ3の故障を報知する。
なお、スイッチQ3のオン故障を報知した後、メインマイコン60は、Lレベルの制御指令S2を駆動回路40に与えてスイッチQ2を遮断状態としてもよい。これによると、ガス電磁弁7a,7bが非通電状態となるため、燃焼バーナ5a,5bへの燃料ガスの供給の開始が阻止されることとなる。
一方、スイッチQ3が正常であると判定されると(S08のNO判定時)、スイッチQ1a,Q1bのオン故障を判定するステップ(STEP3)が実行される。スイッチQ1a,Q1bの故障を判定するステップ(STEP3)では、ステップS09により、メインマイコン60は、Hレベルの制御指令S2を駆動回路40に与えて、スイッチQ2を導通状態とする。サブマイコン70は、Hレベルの制御指令S3を駆動回路40に与えて、スイッチQ3を導通状態とする。メインマイコン60は、ステップS10により、スイッチQ1a,Q1bを遮断状態とするべく、Lレベルの制御指令S1a,S1bを駆動回路40に与える。すなわち、ガス電磁弁7aに直列に接続されるスイッチQ1a,Q2,Q3のうちの2つのスイッチQ2,Q3を導通状態とする。また、ガス電磁弁7bに直列に接続されるスイッチQ1b,Q2,Q3のうちの2つのスイッチQ2,Q3を導通状態とする。
メインマイコン60は、ステップS11により、監視回路50からの信号に基づいて、ガス電磁弁7a,7bの各々が通電および非通電のいずれの状態であるかを検出する。ガス電磁弁7aが通電状態であると検出されたとき、メインマイコン60は、スイッチQ1aがオン故障していると判定する。メインマイコン60は、また、ガス電磁弁7bが通電状態であると検出されたとき、スイッチQ1bがオン故障していると判定する。
スイッチQ1a,Q1bの少なくとも一方がオン故障していると判定されると(S12のYES判定時)、メインマイコン60は、ステップS13に進み、リモコン90を用いてスイッチQ1a,Q1bのオン故障を報知する。なお、メインマイコン60およびサブマイコン70は、スイッチQ2,Q3の少なくとも一方を遮断状態としてもよい。これによると、ガス電磁弁7a,7bが非通電状態となるため、燃焼バーナ5a,5bへの燃料ガスの供給の開始が阻止されることとなる。
一方、スイッチQ1a,Q1bがともに正常であると判定された場合(S12のNO判定時)、メインマイコン60およびサブマイコン70は故障判定処理を終了する。
(給湯装置の構成例)
最後に、本実施の形態に従う給湯装置の構成例について説明する。
図1および図2では、2つのガス電磁弁7a,7bを有する給湯装置1の構成について説明したが、本発明に従う給湯装置において、ガス電磁弁の個数は単数であってもよいし、複数であってもよい。なお、いずれの場合においても、各ガス電磁弁には電気的に直列に第1から第3のスイッチが接続される。そして、第1の制御部によって第1および第2のスイッチの導通および遮断が制御され、かつ、第2の制御部によって第3のスイッチの導通および遮断が制御される。
これによると、第1および第2の制御部は互いに独立してガス電磁弁を非通電として、燃焼バーナへの燃料ガスの供給を遮断することができる。また、第1から第3のスイッチのうちの2つのスイッチにオン故障が生じた場合において、第1および第2の制御部の意図することなく、ガス電磁弁への通電が行なわれることを防止することができる。
図2に示したように、給湯装置1が2つのガス電磁弁7a,7bを有する場合には、コントローラ30の駆動回路40は、給電線82および接地配線84の間に、ガス電磁弁7aおよびスイッチQ1aの直列回路と、ガス電磁弁7bおよびスイッチQ1bの直列回路とを並列に接続することが好ましい。この場合、ガス電磁弁7aは「第1の弁」に対応し、スイッチQ1aは「第1のスイッチ」に対応し、ガス電磁弁7aおよびスイッチQ1aの直列回路は「第1の直列回路」を構成する。また、ガス電磁弁7bは「第2の弁」に対応し、スイッチQ1bは「第4のスイッチ」に対応し、ガス電磁弁7bおよびスイッチQ1bの直列回路は「第2の直列回路」を構成する。
このようにすると、ガス電磁弁7aの通電経路とガス電磁弁7bの通電経路との間で、スイッチQ2,Q3を共用することができる。さらに、ガス電磁弁を3以上に増やす場合においても、上記第1および第2の直列回路に対して、ガス電磁弁およびスイッチの直列回路を並列に接続することで、3以上の直列回路の間でスイッチQ2,Q3を共用することが可能となる。
なお、図2では、メインマイコン60がスイッチQ1a,Q1bの導通および遮断を制御する構成としたが、サブマイコン70がスイッチQ1a,Q1bの導通および遮断を制御する構成としてもよい。あるいは、メインマイコン60およびサブマイコン70の一方がスイッチQ1aの導通および遮断を制御し、メインマイコン60およびサブマイコン70の他方がスイッチQ1bの導通および遮断を制御するようにしてもよい。
また、図1では2つのガス電磁弁7a,7bが別々のガス供給管6a,6bに介挿される構成について説明したが、図6に示すように、単一のガス供給管に対して2つのガス電磁弁7a,7bが直列に介挿される構成としてもよい。この場合、ガス電磁弁7a,7bのいずれかが非通電状態とされることにより、燃焼バーナへの燃料ガスの供給が遮断される。
また、本実施の形態では、給湯装置に適用される、ガスを燃料とする燃焼装置における、燃料を供給するための弁への通電制御を例示したが、本発明の適用はこのような構成に限定されるものではない。すなわち、石油等の他の燃料を供給する弁を有する燃焼装置において、当該弁への通電を、本実施の形態と同様に制御することが可能である。
今回開示した実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。