JPH0151740B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は燃焼器具の安全装置に関するものであ
る。

従来より用いられている燃焼器具の安全装置と
して熱電対安全弁方式のものがある。これは、燃
焼炎により熱電対を加熱させ、その熱起電力によ
り安全弁の開成状態を保持させて燃焼を保持させ
るものであり、失火時には熱電対の熱起電力の消
失により安全弁の励磁がなくなり、安全弁が閉塞
して生燃料の流出を防止するものである。本方式
は電気回路の構成が簡単で信頼性も高いため、従
来より多く用いられているが次の様な欠点があ
る。使用開始時、手動により安全弁の開成状態を
押圧を加えて、手で保持する必要があり、コツク
と機械的な連動がきる様な位置、又は手動により
押圧が加えられる位置に安全弁が配置しなければ
ならず、その位置が制限され、かつ機械的な連動
装置が複雑であり、加えて使用勝手も悪く、従つ
て信頼性も悪い。

上記の欠点を解決するために熱起電力を増巾し
て、電磁弁の初期開成を行なう方式のものもある
が、増巾器のオフセツト電圧とほぼ同じ値しかな
い極めて小さい熱起電力を検知して増巾するため
には、極めて複雑な電気回路が必要であり、しか
も、その電源電圧が少しでも変動すれば正確な検
知は不可能であり、実用上、このようなフラツト
な電源回路を作ることは、極めて複雑であり、不
可能に近いものであり、信頼性に欠けていた。

本発明は以上の欠点を解決したものである。

本発明の構成を３個のバーナを有するガステー
ブルに応用した一実施例により説明する。

第１図に本発明の全体を示す。ガス回路はコツ
ク７８，８２，８６、電磁弁８９、バーナ７６，
８０，８４より成る。バーナ近傍には熱電対７
７，８１，８５が設けられており、コツクには始
動操作時に点火器８８を一定時間作動させ、か
つ、ガス回路を開けるためのスイツチが設けられ
ている。９１は換気扇が始動していない時は90の
制御回路への電源供給を停止させる換気扇連動装
置９２を通して制御回路に電源が供給される。

第２図に、本発明のシーケンスのフローチヤー
トを示す。

第３図に、本発明の制御回路を示す。制御回路
はコンパレータを使用した発振回路、比較回路電
磁弁駆動回路、点火器タイマー回路等により成
り、制御部分の電源は１のツエナーダイオードと
７４の抵抗で安定化されている。発振回路は２，
５３のコンパレータ、３，４，５，６，７，５
４，５５の抵抗及び８のコンデンサで構成され
る。比較回路９，１０，１１のコンパレータ１
２，１３，１４，１５，１６，１７，１８，１
９，２０，２１，２２，２３の抵抗により構成さ
れる。この中で抵抗１２，１３，１４は電源間に
直列に接続され、抵抗１２は電源の端子、抵抗
１４は電源の端子に接続され、抵抗１３は規定
の電圧を設定し、かつ抵抗１２及び１４より低い
値の抵抗を示す。１５，１６，１７，１８，１
９，２０はコンデンサ５６，５７，５８の放電抵
抗２１，２２，２３はコンパレータ９，１０，１
１の入力保護抵抗を示す。電磁弁駆動回路は２４
のコンパレータ、２５，２６，２７，２８，２
９，３０，３１，３２，３３，３４，３５の抵
抗、３６，３７，３８，３９のコンデンサ、４
０，４１，４２，４３のダイオード、４４，４５
のトランジスタより成る。また、点火器タイマー
回路は４６のコンパレータ、４７，４８，４９，
５０，５１の抵抗、５２のトランジスタ、さらに
５６，５７，５８のコンデンサ、５９，６０，６
１，６２，６３，６４のダイオード、６５，６６
の抵抗により構成されている。加えて、器具が不
使用状態の時には、ガス回路を閉じるように６７
のコンパレータ、６８，６９，７０，７１，７
２，７３の抵抗により論理回路が構成されてい
る。

以上の構成を操作順に詳しく説明する。まず、
９２の換気連動装置により９１の換気扇が回り、
９０の制御回路に電源が供給されると６６，７４
の抵抗、７９，８３，８７のスイツチを通して５
６，５７，５８のコンデンサに充電される。この
時にはまだ８９の電磁弁も８８の点火器も動作し
ない。次に、コツクの１つ例えば７８を開くと、
これに連動されたスイツチ７９がNO端子側（白
丸部）に閉じて、５６のコンデンサより６２のダ
イオード、６５の抵抗を通じて放電が始まる。こ
れによつて４６のコンパレータ出力がハイレベル
となり、５２のトランジスタを通して８８の点火
器が一定時間すなわち抵抗４７，４８で決められ
る電圧にコンデンサ５６が放電する間、作動する
と同時に、５５の抵抗を通して５３のコンパレー
タが発振を開始し、発振波形が比較回路に伝えら
れる。一方５６のコンデンサの放電回路として、
５９のダイオード、１４，１５，１６の抵抗を通
る回路もあり、これによつて同時に、燃焼状態に
関係なく強制的に一定時間、すなわちコンデンサ
５６の放電電圧と抵抗１５，１６，１７で分割さ
れる電位より決められる発振電圧のピーク値がコ
ンパレータ９の端子電圧に低下するまで発振は
次段のコンパレータ１０，１１に伝えられコンデ
ンサ３６に発振波形のみコンデンサ３７に充電
し、コンパレータ２４の出力をハイレベルにした
トランジスタ４４をオンさせて電磁弁８９を開成
する。正常に着火すれば熱電対７７がこの間に起
電力を発生するのでコンパレータ９の端子電圧
は抵抗１３と１４間の電圧よりさらに低くなる一
方、端子電圧に印加される発振電圧のピーク値
はコンデンサ５６が放電しきつても上記抵抗１３
と１４間の電圧に落ちつくのでコンパレータ９の
出力は発振し上記の如く発振電圧は次段へと受け
継がれ電磁弁は開成状態を保持し燃焼は続行され
る。すなわち、電源間に設けられた１２，１３，
１４の抵抗の値を、例えば１３の抵抗の両端で
5mV発生するように選べば、熱起電力のないと
きは、コンパレータの端子電圧は端子電圧よ
り5mV低い値となつているが、熱起電力が5mV
以上発生すればコンパレータは反転し発振する。
従つて増巾器なしで数mVの微少電圧を検知する
ことができる。又、他のバーナを使用する時もこ
れと全く同様であるが、燃焼中風や煮こぼれ等に
よりバーナの燃焼炎が失火した場合、電磁弁は閉
じられた生ガスの流出は防がれる。これは、燃焼
炎の消失により熱起電力が低下し、コンパレータ
の端子電圧が端子電圧の発振電圧の上限値以
上になる為出力端子が常にローレベルとなる為
で、発振は次段へ伝えられず電磁弁は閉じられ
る。これらの動作中、電源から抵抗１２を通つて
ノイズが侵入した場合、抵抗１２と１３間の電
圧、すなわち熱電対７７の端子はそのノイズに
応じて激しく電圧が変動する。しかし、抵抗１３
と１４間の電圧、すなわちコンパレータ９の端
子電圧も同じく抵抗１２，１３，１４の電流通路
であるので同じくタイミング及び波形で激しく変
動するので結果としてコンパレータ９は，端
子とも、ノイズによる電圧変動は同じとなり信号
源である熱電対７７の起電力のみ比較される。
尚、さらにノイズの影響を受け難くするためには
抵抗１３の値を抵抗１２，１４の値より十分小さ
くし、ノイズの大きさ、種類によりその比率を適
当に選ぶことが可能であるが、基本的にノイズの
侵入通路である抵抗１２，１３，１４の中間の抵
抗１３から比較する基準電圧と信号とをとり出し
て比較しているので従来の増幅する方式や信号源
とは別に基準電圧を設ける方式に対しはるかにノ
イズに強い。

又、本発明では電源投入時コツクが開らかれて
いた場合電磁弁が開らかれる事はなく、安全であ
るが、これは電源投入時コツクが開かれていると
コンデンサ５６，５８に充電されず上記理由で発
振回路の発振が次段に伝わらず、一度を回路を閉
にし上記コンデンサを全て充電しないと電磁弁が
開成されない様に構成されている為である。

次に電磁弁駆動回路を説明する。本回路に電源
が投入されると同時に抵抗３５を通じてコンデン
サ３８は電源電圧まで充電される。さらに、コン
デンサ３９及びトランジスタ４５により電源電圧
のほぼ２倍の電圧がコンデンサ３８に充電され
る。トランジスタ４５は前述の発振回路によりオ
ン、オフしており、オン時にはコンデンサ３９は
電源電圧まで充電され、オフ時はコンデンサ３９
の側が電源電圧に抵抗３４により達するのでコ
ンデンサ３９の充電電圧はダイオード４２，４３
によりコンデンサ３８に再充電される。そして、
使用時に回路が開らかれると前述の如くトランジ
スタ４４がオンし、電磁弁８９に初期電源電圧の
２倍のコンデンサ３８の放電電流により開成され
る。その後電磁弁８９には抵抗３９で制限された
保持電流により開成状態は保持される。電磁弁の
作動電流は大きい値が必要であるが、一度開成す
れば、電磁弁の電磁石と鋲心の距離は縮まり、起
磁力は距離に逆比例するので少なくても開成は保
持できる。従つて、電磁弁の駆動部例えばトラン
ジスタ４４のシヨート故障時には最初からコンデ
ンサ３８には電源電圧が充電されず電磁弁には保
持電流しか供給されないので電磁弁は開成されず
安全故障となる。

又、本発明では前段に発振回路を設け、最終段
にはコンデンサーカツプリングにより電磁弁を駆
しているので回路中のコンパレータ等が故障した
場合電磁弁は開成されず安全故障となる。例えば
コンパレータがシヨート故障、オープン故障した
場合発振は停止し、コンデンサ３６は発振波形し
か伝えないので電磁弁は開成される事はない。

本発明によれば、熱電対の極めて小さな熱記電
力を増巾する必要なく、コンパレータにより検知
し、しかも、コンパレータで検知するために必要
な基準電圧を抵抗の分割により設定しているため
電源電圧の変動に対しても、基準電圧は変化する
ことがなく、極めて正確に検知することができ
る。

また、温度変化に対しても、基準電圧が同等の
温係数を持つ分割により定められているため、極
めて安定している。さらに制御回路中の電源端子
間に３個の直列接続した抵抗を設け、電源端子間
に直接接続されない抵抗で電位差を生じさせ、こ
の前記抵抗の一端を比較器の端子に、他端は熱
電対を介して比較器の端子に接続したもので、
例えノイズが入つてきても比較器の端子、端
子に同相ノイズとして乗るから、ノイズの影響を
受けない信頼性の高いものにできる。

同様ノイズに対しても、分割抵抗の両端から信
号をコンパレータに入力しているため、同等のノ
イズが同時に両方の入力に入つてくるため、ノイ
ズによる誤動作が少ない。

加えて、回路中のいかなる部品が故障しても、
コンパレータからの出力は発振せず、後段の回路
に、信号が伝わらないため、安全故障となる。

以上の如き効果を持つ回路の構成が極めて簡単
に実現されており（基準電圧は僅か３本の抵抗で
設定されている）、コスト的にも極めて有利であ
りかつ故障も少なく、非常に信頼性の高い実用性
のある燃焼安全器である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における燃焼制御装
置の構成図、第２図は同装置のフローチヤート、
第３図は同装置の制御回路図を示す。 ５３……コンパレータ、８５……熱電対、８９
……電磁弁、９０……制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 燃焼器具の燃焼炎の近傍に設けられた熱電対
   と、上記燃焼炎を形成する燃焼部への燃料通路中
   に設けられた電磁弁と、上記燃焼部に電極を有す
   る点火器と、上記燃焼部に燃料を供給するコツク
   と、コツクと連動するスイツチと、上記電磁弁を
   制御する制御回路とを有し、制御回路中に発振回
   路及びこの回路の電源間に３個の直列接続した抵
   抗を設けるとともに前記電源の端子、端子に
   直接接続されず、かつ前記電源の端子、端子
   に接続される抵抗値より低い値の抵抗で規定の電
   圧を設定し、上記発振回路により規定の上記電圧
   の一端を発振させるとともに、上記熱電対の一端
   を規定の電圧のもう一方の一端に接続し、比較器
   により熱電対のもう一方の一端と、上記規定の電
   圧の発振端を比較し、熱起電力が規定値を越える
   と発振を次段に伝える比較回路を有し、発振電圧
   を整流し電磁弁を開成保持する事を特徴とする燃
   焼安全装置。