JPH0151738B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、暖房、給湯等に使用する燃焼装置の
監視回路に関し、殊にガス等の燃料が燃焼部に供
給されているにも拘らず点火動作が為されなかつ
たり、或いは燃焼していた炎が何等かの要因によ
り途中で立ち消えた時に、当該異常を検出できる
燃焼装置用監視回路に関する。

昨今のこの種燃焼装置は、一般にマイクロコン
ピユータ等の主制御回路の指令の下に動作する
が、先づ点火動作の時は、点火回路へ点火指令を
送つて着火動作を開始させた後、燃料弁制御回路
へ弁開放信号を送つて上記点火回路の臨む点火部
へ燃料を供給するようになつている。

然し、点火部に燃料を送つたにも拘らず、既に
動作を開始していた筈の点火回路が何等かの要因
により正常に動作しておらず、或いは正常に動作
はしているが周囲の環境の如何が影響して当該燃
料に正常に着火されないこともままある。

而るに、こうした場合、従来の制御回路構成で
は直ぐ様これを検出することはできず、検出でき
るにしても或る程度の時間を要するため、当該検
出迄の間、生ガス等の燃料は漏出を続け、危険な
状態が起る場合があつた。

同様のことは所謂“立ち消え”に就いても言
え、点火動作完了後、正規の燃焼モードに入つて
主燃焼部へ燃料が供給され続け、そして本来なら
ば炎も燃え続けている筈の時に、何等かの原因に
より当該炎が途中失火したとしても、従来の制御
回路構成ではやはりこの事故を直ちに検出でき
ず、或る程度の時間に亘つて燃料が漏出し続ける
虞れを回避できなかつた。

本発明は主としての点に鑑みて成されたもの
で、燃料弁制御信号が弁開放信号を送つて燃料弁
が開放されている時には、点火回路からの点火回
路動作信号と燃焼部にての燃焼を検出する燃焼検
出信号を同時に監視し、少なくともいづれか一方
が発生していない限り（即ち両者共に発生してい
なければ）、直ちに異常と判断して異常検出信号
を出力する判断回路を設けるようにしたものであ
る。

第１図はこうした本発明の第一の実施例を示し
ている。

最近のこの種燃焼装置では、主制御回路１はマ
イクロコンピユータで構成されている場合が多
い。この実施例でもそうした装置を想定し、その
ため、後述する本発明判断部からの異常検出信号
は、当該主制御回路１としてのマイクロコンピユ
ータ１のリセツト信号として適当なように波形変
換される。

使用者が第１図示の燃焼装置を稼動させようと
して適当な点火スイツチ等を操作すると、主制御
回路としてのマイクロコンピユータ１から点火指
令信号Ｓ１が出され、これを受けた点火回路３で
は点火火花を発生させると共に、点火動作中であ
ることを示す点火回路動作信号Ｓ４を発する。

用いる点火回路３の点火動作に係る回路装置部
分は公知既存の構成と同様のもので良い。

点火回路３の動作開始に少し遅れて、やはりマ
イクロコンピユータ１から送られる燃料弁制御信
号（燃料弁開放信号）Ｓ２により、燃料弁制御回
路４が稼動し、燃料弁が開かれて点火回路３が臨
んでいる点火部に燃料が供給され、燃焼の開始が
図られる。

この燃料弁及び燃料弁制御回路４も、その制御
動作に係る部分の構成は公知既存のもので良い
が、燃料弁を開いている時とそうでない時とで電
気的に弁別のできる信号Ｓ５を出力できる必要が
ある。用いる燃料弁制御装置４にそうした機能が
なければ、改良して燃料開通信号Ｓ５を得るよう
にするが、こうした改良は当業者であれば極めて
容易に行なえる。

一列として第３図にそのように改良した燃料弁
制御回路４を示す。

こうした燃料弁制御回路にあつて従来からの構
成部分は例えば次のような構成になつている。

論理“Ｈ”で燃料弁開放を指令する燃料弁制御
信号Ｓ２が主制御回路たるマイクロコンピユータ
１から送られてくると、スイツチング素子として
のパワートランジスタ１１がターン・オンし、リ
レー１０の励磁巻線が付勢される。これにより当
該リレー１０の接点が閉じ、交流電源A.C.から
単に“負荷”として示した電磁燃料弁機構に電力
が供給されて弁が開き、燃料が出始める。

このような構成の場合は、ダイオード１２とト
ランジスタ１３を組合せて燃料弁が開いている時
に論理“Ｈ”で有意の燃料開通信号Ｓ５を得るこ
とができる。

即ち、トランジスタ１１がターン・オフしてい
る時には、ダイオード１２の両端電位は共に略ゞ
電源電位B⁺にあり、従つて非導通状態にあるた
め、トランジスタ１３のベースには当該トランジ
スタ１３の閾値電位を越える電位が与えられて当
該トランジスタ１３はオン状態になつており、そ
のコレクタ端子は略ゞエミツタ−コレクタ間オン
電圧にまで低下している。これを実質的に論理
“Ｌ”に相当させると、燃料弁開通信号Ｓ５はこ
のコレクタから取出しているため、この時には当
該信号Ｓ５は非有意レベル“Ｌ”にある。

燃料弁制御信号Ｓ２が“Ｈ”になり（即ち燃料
開放信号Ｓ２が出されると）、既述のようにトラ
ンジスタ１１がターン・オフする。すると、ダイ
オード１２のカソードは当該トランジスタ１１の
コレクタ−エミツタ間オン電圧にまで引き下げら
れ、従つて順バイアスとなつて導電する。

そのため、トランジスタ１３のベース電位もタ
ーン・オフ電位以下に引き下げられてターン・オ
フし、当該トランジスタ１３のコレクタ端子から
取出している燃料開通信号Ｓ５はこの時、所期通
り略ゞ電源電位B⁺にまで引き上げられて論理
“Ｈ”となる。

勿論、第３図示構成以外の構成も既存の技術の
援用で当業者であれば簡単に組むことができる
し、また、点火回路３が動作している時に点火回
路動作信号Ｓ４を得るために構成もこれから推し
て簡単に組むことができる。

本発明ではまた、点火部または主燃焼部にて燃
焼が行なわれている時にその旨の出力を発する燃
焼検出回路２をも必要とする。が同様の理由で、
例えば炎を検出して論理“Ｈ”で有意の信号を発
する等の構成はまた、公知センサ技術の援用で簡
単に得ることができるし、現に入手することがで
きる。尚、以下ではこうした燃焼検出回路２は炎
検出回路２とし、従つて燃焼検出信号Ｓ３は炎検
出信号Ｓ３として説明する。

このような各種の信号群の中、本発明において
は炎検出信号Ｓ３、点火回路動作信号Ｓ４、燃料
開通信号Ｓ５を同時に監視する。

この実施例では、二つのエクスクルツシブ・オ
ア回路５，６の各一入力に燃料開通信号Ｓ５を与
え、一方のエクスクルツシブ・オア回路５の他入
力には燃焼検出信号乃至炎検出信号Ｓ３を、そし
てもう一方のエクスクルツシブ・オア回路６の他
入力には点火回路動作信号Ｓ４を与えており、両
エクスクルツシブ・オア回路５，６の出力相互は
アンド回路７の各入力に与えている。

原理的にはこうした二つのエクスクルツシブ・
オア回路５，６及びアンド回路７のみで異常検出
のための判断回路を構成することができるが、先
にも少し述べたように、この実施例では異常検出
信号をマイクロコンピユータ１のリセツト信号と
することから、アンド回路７の出力を反転するイ
ンバータ８を設けてその出力を異常検出信号Ｓ６
と考えている。

即ち、この第一実施例の場合、異常検出信号Ｓ
６はこれだけは他と異なり論理“Ｌ”で有意とな
つている。

勿論、異常検出信号Ｓ６はこれを反転した形で
も意味する所は同じであるから、アンド回路７の
出力もまた異常検出信号と考えても良い。

第２図に即し本発明回路の動作を点火開始から
設明すると、マイクロコンピユータ１からの点火
指令信号Ｓ１により点火回路３が正規の点火動作
を開始すれば、第２図左半分の点に示すよう
に、点火回路動作信号Ｓ４が或る程度の時間以上
に亘つて論理“Ｈ”に立ち上がる。

従つて、この時点ではエクスクルツシブ・オア
回路６の方では他入力としての信号Ｓ５が未だ論
理“Ｌ”であることからエクスクルツシブ・オア
が採れ、当該回路６の出力は論理“Ｈ”になる
が、他方のエクスクルツシブ・オア回路５では両
入力Ｓ５，Ｓ３が共に論理“Ｌ”のままであるこ
とからその出力論理も“Ｌ”であり、従つてアン
ド回路７の出力は論理“Ｌ”、インバータ８の出
力は論理“Ｈ”となつて異常のないことを表す。

この状態にやや遅れて、第２図中、点で示す
ように燃料弁制御信号Ｓ２が立ち上がつて燃料弁
開放信号Ｓ２となり、これに基き燃料弁制御回路
４が正しく稼動し、点で示すように燃料開通信
号Ｓ５が立ち上がると、エクスクルツシブ・オア
回路６での両入力Ｓ５，Ｓ３が共に論理“Ｈ”に
なるため、この回路６の出力は論理“Ｌ”に立ち
下がる。

従つて、他方のエクスクルツシブ・オア回路５
の方でこの時点で炎検出信号Ｓ３が“Ｌ”、燃料
開通信号Ｓ５が“Ｈ”となることによりエクスク
ルツシブ・オアが採れたとしても、アンド回路７
の出力で見れば状態に変わりはない。

その後、正規に燃料に点火して炎が検出されれ
ば、点で示すように炎検出信号Ｓ３は論理
“Ｈ”になり、以後、燃料開通信号Ｓ５と共に論
理“Ｈ”を維持するため、エクスクルツシブ・オ
ア回路５によるエクスクルツシブ・オアは採れ
ず、従つてその後に点火回路が予め定められてい
る時間に亘る点火動作を終了し、点で示すよう
に点火回路動作信号Ｓ４が論理“Ｌ”に立ち下が
つても、アンド回路７の出力状態に変動はなく、
論理“Ｌ”を保つて正常な状態であることを知ら
せる。

即ち、上記のように正常に点火動作が行なわれ
る限り、インバータ８の出力には正常信号として
の論理“Ｈ”の信号が現れ、論理“Ｌ”で有意の
異常検出信号Ｓ６は現れない。

次に、既述したように点火動作は正常に行なわ
れ、一応は正常に燃焼が開始したが、何等かの要
因により途中失火を起こした場合に就き考えてみ
る。これは第２図中、左半分の中でも右手に示し
てある。

点で示すように、燃料開通信号Ｓ５がずつと
論理“Ｈ”を保つているにも拘らず、即ち燃料が
供給され続けているにも拘らず、炎が立ち消える
と、炎検出信号Ｓ３は点で示すように論理
“Ｌ”に立ち下がる。

すると、この時点で論理“Ｈ”であるのは燃料
開通信号Ｓ５だけとなり、他の炎検出信号Ｓ３及
び点火回路動作信号Ｓ４は論理“Ｌ”であるか
ら、エクスクルツシブ・オア回路５，６の双方に
おいてエクスクルツシブ・オアが採れ、両回路出
力共に論理“Ｈ”になる。

ということは、アンド回路７にてアンドが採れ
てその出力が論理“Ｈ”に反転することを意味
し、従つてインバータ８の出力は論理“Ｌ”に反
転して、点で示すように当該論理“Ｌ”で有意
の異常検出信号Ｓ６が発せられる。

この異常検出信号Ｓ６は既述したようにこの実
施例ではマイクロコンピユータ１のリセツト信号
として利用されているため、当該リセツト信号Ｓ
６の発生によりマイクロコンピユータ１はリセツ
トされ、点で示すように燃料弁制御信号Ｓ２が
立ち下げられて、燃料弁制御回路４をして燃料弁
を閉じさせる。その結果は点で示すように、燃
料開通信号Ｓ５の立ち下がりとして表され、これ
が立ち下がればエクスクルツシブ・オア回路５，
６は双方共に出力を“Ｌ”に戻し、異常検出信号
Ｓ６は解除されて論理“Ｈ”に立ち戻る。その後
の処理は主制御回路としてのマイクロコンピユー
タ１に任される問題であり、再点火を図るならば
そのようにすれば良い。

次に点火動作が行なわれない異常に就き考慮す
る。

これは第２図中、右半分に示してあるが、点火
指令があつたにも拘らず、点火回路３にて所期の
動作が行なわれなかつた時には、燃料弁開放信号
Ｓ２が点で示すように燃料弁制御回路４に送ら
れ、当該回路ではこれを受けて正規の動作をし、
燃料弁を開いて燃料を供給し始め、点で示すよ
うに燃料開通信号Ｓ５が出ても、点で示すよう
に点火回路動作信号が論理“Ｌ”のままである状
態となる。

このような場合には、点火回路動作信号Ｓ４及
び炎検出信号Ｓ３は当該、論理“Ｌ”を維持する
から、当該燃料開通信号Ｓ５の立ち上がりの時点
で両エクスクルツシブ・オア回路５，６共、エク
スクルツシブ・オアを採る結果となり、従つて直
ちにアンド回路７でのアンドが採れてインバータ
８の出力として論理“Ｌ”の異常検出信号乃至マ
イクロコンピユータリセツト信号Ｓ６が得られ
る。

このように本発明においては、燃料開通信号Ｓ
５がある時には少なく共、点火回路動作信号Ｓ４
が燃焼検出信号（実施例では炎検出信号）Ｓ３が
あることを正常状態としての必須条件としてお
り、そうでない時、即ち燃料開通信号Ｓ５のみし
か発せられていない時には異常と判断する判断回
路部を設けたので、この異常検出信号と主制御回
路に対するフエイル・セイフな信号として一般に
利用することができ、製品としての燃焼装置の安
全度を大きく採ることができる。

第４図及び第５図示の実施例は更に安全性を高
めたものである。即ち、異常が起こつて上記のメ
カニズムにより本発明回路系が動作し、マイクロ
コンピユータ１をリセツトして当該マイクロコン
ピユータから燃料弁を閉ざす信号を出させようと
した時に、マイクロコンピユータ自体が故障して
いてこの信号が出なかつた場合にも、確実に燃料
の漏出を防げるようにしたものである。

換言すれば、主制御回路１にのみ頼らず、異常
が起こつた時には主制御回路１とは無関係に強制
的に燃料弁を閉じる回路を付加したものがこの第
二の実施例である。

図中、同一の符号は先の第一実施例中と同一の
構成子を示すので説明を省略するものもあるが、
この第二の実施例で付加されている構成子は、点
火回路３及び燃料弁制御回路４へのB⁺電源ライ
ンに介在した選択的スイツチング手段９と、これ
を駆動するため選択的に発せられるリレー電源遮
断信号Ｓ７である。

リレー電源遮断信号Ｓ７は既述の異常検出信号
Ｓ６とは論理的に見て反転関係にあり、従つて先
にも述べた通り、この信号Ｓ７もやはり異常検出
信号と考えて良いが、このリレー電源遮断信号Ｓ
７はアンド回路７の出力から直接に取出されてい
る。

従つて、第５図に示すように、既述のメカニズ
ムにより主制御回路１のリセツト信号としての異
常検出信号Ｓ６の方が点，で異常を検出して
論理“Ｌ”に立ち下がつた場合には、このリレー
電源遮断信号Ｓ７は点，で示すように論理
“Ｈ”に立ち上がり、逆に装置が正常状態を維持
している時には論理“Ｌ”を維持する。

既述した各原因によりアンド回路７の出力論理
が“Ｈ”になつて異常を知らせると、当該アンド
回路出力としてのリレー電源遮断信号Ｓ７はこの
場合PNPトランジスタとしたスイツチング手段
９のベースに接続しているため、当該トランジス
タ９がターン・オフし、第５図中、点，で示
すように点火回路３及び燃料弁制御回路４への
B⁺電源は遮断される。

従つて、第３図示のような燃料弁制御回路４で
はリレー１０の付勢が解かれて、“負荷”として
示した燃料弁機構は弁を閉じ、また点火動作中で
あつた場合は点火回路３において当該点火動作に
係るリレーの付勢が解かれ、点火動作が中断乃至
行なわれないようにされる。

この第二実施例のような構成にすると、万一、
マイクロコンピユータ１が故障していても、少な
くとも燃料弁制御回路４の燃料送給に係る回路装
置部分の電源は遮断することができ、燃料の漏出
を確実に防ぐことができる。

更に言えば、本発明回路により得られる異常検
出信号は、第一、第二実施例のように主制御回路
１のリセツト信号Ｓ６としては利用せず、電源遮
断信号Ｓ７としてだけ利用しても、異常時の燃料
漏出を確実に防ぐことができる。

従つて結局、本発明は、燃料弁制御信号が弁開
放信号を送つた時には、点火回路からの点火回路
動作信号と燃焼検出信号を同時に監視し、少なく
ともいづれか一方が発生していない限り、直ちに
異常と判断する異常判断回路を設けることに特徴
と有するものであり、その異常検出信号をどのよ
うに利用するかまでは特定しないものであるとま
とめることができる。

勿論、第一実施例の異常検出信号Ｓ６とリレー
電源遮断信号Ｓ７とは構成によつて論理的にも全
く同一の信号となる場合もあるし、第二実施例で
図示した電源遮断用スイツチング素子９も他の適
当な構成のものに変更することができる外、論理
回路部の正負論理転換等は当業者に自明の範囲で
ある。

以上詳記のように、本発明によれば、点火が正
常に行なわれなかつたり、燃焼が途中で立ち消え
た時等、そうした異常を速やかに検出することが
でき、この異常検出信号は一般にフエイル・セイ
フのために利用できるから、この種の燃焼装置の
安全性を増す意味で極めて有用な装置を提供でき
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明第一の実施例の概略構成図、第
２図は第１図示実施例の要部の信号波形図、第３
図は燃料弁制御回路一例の概略構成図、第４図は
本発明第二の実施例の概略構成図、第５図は第４
図示実施例の要部の信号波形図、である。 図中、１はマイクロコンピユータ、２は燃焼検
出回路としての炎検出回路、３は点火回路、４は
燃料弁制御回路、５，６はエクスクルツシブ・オ
ア回路、７はアンド回路、である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 主制御回路からの弁開放信号により燃料弁を
   開く燃料弁制御回路と；点火部に臨んで上記主制
   御回路からの点火指令信号により燃料への点火動
   作をする点火回路と；燃焼が行なわれている時に
   その旨検出する燃焼検出回路と；を有する燃焼装
   置において燃料の非着火及び途中失火を検出する
   ための監視回路であつて、 上記燃料弁制御回路から燃料弁が開いているこ
   とを知らせる燃料開通信号が発せられている時に
   は、上記点火回路からの点火回路動作信号と上記
   燃焼検出回路からの燃焼検出信号とを同時に監視
   し、該点火回路動作信号及び燃焼検出信号の中、
   少なくともいづれか一方が発生していない限り、
   直ちに異常検出信号を発する異常判断回路を設け
   たことを特徴とする燃焼装置用監視回路。 ２ 異常検出信号は、主制御回路に対するリセツ
   ト信号となつていることを特徴とする特許請求の
   範囲１に記載の燃焼装置用監視回路。 ３ 異常検出信号は、燃料弁制御回路の燃料弁開
   放に係る回路装置部分の電源を遮断する遮断信号
   となつていることを特徴とする特許請求の範囲１
   に記載の燃焼装置用監視回路。