JPH0241482Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、暖房、給湯等に使用する燃焼装置の
監視回路に関し、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、当該異常を検出し
て生燃料の漏出を遮断できる燃焼装置用監視回路
に関する。

〈従来の技術〉 昨今のこの種燃焼装置は、一般にマイクロコン
ピユータの指令の下に動作するが、当該点火に関
する部分の構成は第３図に示されるようになつて
いる。

まず点火動作の時は、使用者が図示しない運転
スイツチを操作すると、マイクロコンピユータ１
０は点火装置駆動信号１１を発し、これにより三
端子型半導体スイツチング素子（一般にバイポー
ラトランジスタ）１２がオンとなつて点火装置駆
動用のリレー１３が働き、図示しない点火装置か
ら点火火花が発せられる。

これとほぼ同時に、望ましくはやや遅れて、当
該マイクロコンピユータ１０からは電磁燃料弁開
放信号１４が送出され、これによつて第二の三端
子型半導体スイツチング素子（同様にバイポーラ
トランジスタ）１５がオンとなることにより、燃
料弁用リレー１６が働いて燃料流路が開き、燃焼
部に燃料が供給される。

これらの関係は第４図の波形図にも示してある
が、上記のように点火装置が稼動している状態で
燃焼部に燃料が供給されれば、当然、燃料への着
火がなされ、当該燃焼部には炎が認められるよう
になる。

この炎は炎検知回路１７にて検知され、その検
知信号１８はマイクロコンピユータ１０に帰還さ
れて、点火装置駆動信号１１を停止させるように
機能する。

したがつてこのとき以降、装置は通常の燃焼継
続状態となる。もちろん、図示しない運転スイツ
チを使用者がオフした時には、マイクロコンピユ
ータ１０から供給されている電磁燃料弁開放信号
１４も停止し、燃焼部への燃料供給が断たれて装
置は燃焼をやめる。

しかるに、この種の装置では、第４図の時刻
Toに示されるように、燃焼部における燃焼が何
等かの要因により失火した場合、生の燃料の漏出
を避けるための対策が必要であるが、第３図示の
燃焼装置では炎検知信号１８の立ち下がりをも利
用することにより、このための安全策としてい
る。

つまり、燃焼継続中に炎検知信号１８が第４図
中の時刻Toで示されるように炎を検出していな
いことを表す論理値状態となつた場合、マイクロ
コンピユータ１０はこの信号に基づいて電磁燃料
弁開放信号１４の送給をやめ（燃焼停止信号を発
し）、これにより生ガス等の燃料の漏出を避ける
処置をなすようになつている。

これに対し、マイクロコンピユータによる炎検
知信号の監視と共に、当該マイクロコンピユータ
とは別個独立なハードウエアにより、安全策を施
した従来例もある。

それは本出願人が既に特開昭60−238616号とし
て開示したものである。

この監視装置では、論理素子を駆使し、燃料弁
が開いていることを知らせる燃料弁開通信号が出
ているときには、燃料弁を開かせるための弁開放
信号と、炎検知回路からの炎検知信号の双方を監
視し、少なくともいづれか一方でも出力されてい
ない場合には直ちに異常検出信号を発するように
なつており、またその一つの実施例として、当該
異常検出信号に基づき、燃料弁開放用のリレーへ
の電源供給をも断つようになつている。

〈考案が解決しようとする問題点〉 上記した第３図示構成による従来例において問
題なのは、途中失火に対する安全策が、マイクロ
コンピユータ１０は常に正常に稼動しているもの
との前提に立つてなされていることである。

したがつて例えば、第４図中、時刻Txで示す
ように、仮に何等かの原因でマイクロコンピユー
タ１０が暴走等を起こし始めた場合、その時刻
Tx以降の時刻Toで上記のように失火が生ずる
と、例え炎検知回路１７からは炎を検知しなくな
つた旨の信号が送出されても、当該暴走している
マイクロコンピユータ１０ではこれに基づく正規
の処理が行なえず、ために第４図中に仮想線１
４′や１６′に示されるように燃料弁が開かれたま
まになり、生ガスが放出されるようになる。

一方、上記本出願人が開示した監視回路（特開
昭60−238616号）では、例えマイクロコンピユー
タが暴走等の異常状態下にあつても、別個独立な
ハードウエア部分により燃料弁を遮断でき、生燃
焼の外部漏出を良く抑えることができる。

しかし、上記したように幾つかの信号系を監視
するため、比較的複雑な論理回路系を必要とし、
これが装置の大型化、高価格化を招く点で欠点が
ないとは言えない。

本考案はこうした点にかんがみてなされたもの
で、途中失火事故が生じても、そしてまたマイク
ロコンピユータに例え暴走等の異常が生じていて
も、生燃料の漏出を確実に抑えることのできる信
頼性の高い監視装置を提供すると共に、そのため
の回路構成を極めて簡単にすることを主たる目的
としたものである。

〈問題点を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、本考案においては次
のような構成による燃焼装置用監視回路を提案す
る。

制御入力端子と一対の回路電流端子とを有し、
制御入力端子に異なる電位を受けることにより選
択的にオン、オフする三端子型半導体スイツチン
グ素子を第一、第二の二つ用い、該第一の半導体
スイツチング素子は点火装置駆動用リレーと直列
にして電源間に挿入する一方、第二の半導体スイ
ツチング素子は電磁燃料弁開放用リレーと直列に
して電源間に挿入し、マイクロコンピユータから
の点火装置駆動信号を上記第一の半導体スイツチ
ング素子をオンとする電位でその制御入力端子に
与えると共に、該マイクロコンピユータからの電
磁燃料弁開放信号も上記第二の半導体スイツチン
グ素子をオンとする電位でその制御入力端子に与
えるようにし、かつ、燃焼部において炎を検出し
たときには炎検知信号を出力する炎検知回路を有
して成る燃焼装置用の監視回路であつて； 上記三端子型半導体スイツチング素子をもう一
つ用い、これを上記第二の半導体スイツチング素
子と電磁燃料弁開放用リレーとの上記直列回路中
に選択的な電源遮断用としてさらに直列に挿入す
ると共に； 上記第一の半導体スイツチング素子がオンとな
つたとき、該第三の半導体スイツチング素子をオ
ンとする電位となる第一の回路線路部分と、上記
炎検知信号が出力されたときに該第三の半導体ス
イツチング素子をオンとする電位となる第二の回
路線路部分との双方に対し、直接に、またはその
一方あるいは双方に干渉防止用ダイオードを介し
て上記第三の半導体スイツチング素子の制御入力
端子を接続し； もつて上記第一の半導体スイツチング素子がオ
ンとなつているか、炎検知信号が出力されている
時以外には、上記第三の半導体スイツチング素子
をして上記電磁燃料弁開放用リレーに供給される
電源を遮断させるようにしたこと； を特徴とする燃焼装置用監視回路。

〈作用および効果〉 本考案の要旨構成中に定義されている三端子型
半導体スイツチング素子は、もつとも一般的には
バイポーラトランジスタが普通である。ただし、
あらかじめ述べておけば、バイポーラトランジス
タにしてもその極性は回路の都合により選択可能
な問題であるし、バイポーラトランジスタではな
く、電界効果型トランジスタやその他制御端子付
きサイリスタ等の三端子型半導体スイツチング素
子も使うことができる。

さて、上記要旨構成に記されているように、本
考案の燃焼装置用監視回路においては、まず、第
一の半導体スイツチング素子がオンとなつている
とき、つまり点火装置が稼動されて燃焼装置の燃
焼部に着火火花が飛ばされているときには、本考
案により新たに付加された第三の半導体スイツチ
ング素子がオン状態となり、したがつてこれと直
列になつている第二の半導体スイツチング素子も
マイクロコンピユータからの指令により、オンと
なり得る状態、したがつて電磁燃料弁も開放可能
な状態となつている。

これにより着火動作が開始すると、やがて炎検
知回路の出力に炎検知信号が現れる。

本考案においては、この炎検知信号が出力され
ているときに第三の半導体スイツチング素子をオ
ンにできる電位を示す第二の回路線路部分に当該
第三の半導体スイツチング素子の制御入力端子を
接続しているから、この第二の回路線路部分から
の電位指令によつても当該第三の半導体スイツチ
ング素子はオン状態を続け得るが、この炎検知の
時点では未だ点火装置が停止していないので、こ
の状態ではこの電位信号のみが有意というわけで
はない。

が、炎検知信号は、一般にマイクロコンピユータ
に帰還されて当該マイクロコンピユータからの点
火装置駆動信号の停止を生ずるから、その時以降
は炎検知回路の出力である炎検知信号に伴つて第
三の半導体スイツチング素子をオンとし得る電位
を示す第二の回路線路部分が有意となる。

すなわち、仮に着火後、何等かの要因により燃
焼部において途中失火が生ずると、当然、炎検知
信号は立ち下がり、したがつてこれに関連する上
記第二の回路線路部分も第三の半導体スイツチン
グ素子をオンとし得る電位を保ち得なくなり、た
めに当該第三の半導体スイツチング素子がオフと
なつて第二の半導体スイツチング素子および電磁
燃料弁開放用リレーの直列回路への電源供給が遮
断される。

望ましいことに、この電源遮断動作はマイクロ
コンピユータには一切、関係がない。したがつて
例えこの失火事故発生以前にすでにマイクロコン
ピユータが暴走等の異常状態にあつても、所期通
り電磁燃料弁を閉じることができ、外部への生燃
料の漏出を効果的に抑えることができる。

また、第三の半導体スイツチング素子の制御入
力端子は、上記した第一、第二の二つの回路線路
部分に対し、場合によつては直接にそのまま接続
することもできるし、第一の半導体スイツチング
素子がオンとなつた場合と炎検知信号が出力され
た場合とでそれら回路線路部分間に干渉が生じ、
例えば逆電流が流れるようであるならば、それら
第一、第二の回路線路部分の一方または双方に対
しての接続部分に、必要に応じて単にダイオード
を介挿するだけの処理でこの不都合を防ぐことが
できる。

したがつて、従来の本出願人開示の装置に見ら
れるような複雑な論理素子群を用いる必要はな
く、単なる配線の問題に帰着させることができ、
また場合により、炎検知信号をそのまま使うこと
ができず、例えば反転した信号の出力される回路
部分を第三半導体スイツチング素子の制御入力端
子の接続される第二の回路線路部分とする必要が
あつたときにも、せいぜい、当該信号反転用のト
ランジスタ等を挿入するだけでこと足りる。

結局、本考案によれば、燃焼部において途中失
火が生じたときにはマイクロコンピユータとは独
立に、かつ確実に生燃料の漏出を防ぐという安全
対策上、必須の基本機能と、回路を極力簡単にす
るという製品化上の実際的な要求の双方を共に合
理的に満たすことができる。

〈実施例〉 第１図には本考案によつて構成された燃焼装置
用監視回路の一実施例が示されており、第２図に
はその要部信号波形が示されている。

第３図に示されている回路部品と同一ないし改
変を要しないものには先と同一の符号を付して置
く。

本考案が改良の対象とする燃焼装置は、要旨
中、前段に述べられているように、制御入力端子
と一対の回路電流端子とを有し、制御入力端子に
異なる電位を受けることにより選択的にオン、オ
フする三端子型半導体スイツチング素子を第一、
第二の二つ１２，１５用い、第一の半導体スイツ
チング素子１２は点火装置駆動用リレー１３と直
列にして電源（Vcc，GND）間に挿入する一方、
第二の半導体スイツチング素子１５は電磁燃料弁
開放用リレー１６と直列にして電源（Vcc，
GND）間に挿入し、マイクロコンピユータ１０
からの点火装置駆動信号１１を上記第一の半導体
スイツチング素子１２をオンとする電位でその制
御入力端子に与えると共に、マイクロコンピユー
タ１０からの電磁燃料弁開放信号１４も上記第二
の半導体スイツチング素子１５をオンとする電位
でその制御入力端子に与えるようにし、かつ、燃
焼部において炎を検出したときには炎検知信号１
８を出力する炎検知回路１７を有するものであ
る。

しかるに、図示実施例においては、三端子型半
導体スイツチング素子としてバイポーラトランジ
スタが用いられた場合を示しており、したがつて
その制御入力端子はベース、回路電流端子はエミ
ツタ、コレクタということになる。

こうした図示燃焼装置において、本考案によれ
ば、まず、第二トランジスタ１５と電磁燃料弁開
放用リレー１６の直列回路中に、さらに第三の三
端子型半導体スイツチング素子として、この場合
やはりバイポーラの、ただし極性がpnp型に変え
られたトランジスタ２０が挿入されている。

この第三のトランジスタ２０の制御入力端子、
すなわちベースは、まず、このベース側に抵抗を
介しアノードを接続した第一のダイオード２１に
より、第一トランジスタ１２のコレクタに接続さ
れている。

したがつて、この第一のトランジスタがオンと
なつたとき、当該コレクタはほぼ接地電位に落
ち、pnp型のトランジスタ２０をオンとすること
ができるから、要旨中に言うように、この実施例
では当該第一トランジスタのコレクタが第一の回
路線路部分となる。

一方、当該第三のトランジスタ２０のベース
は、また、別なダイオード２２を介し、この実施
例において補助的に設けられたnpn型トランジス
タ２３のコレクタにも接続されている。

この補助的なトランジスタ２３は、後述のよう
にこの実施例の場合、炎検知信号１８が、ある電
位を示す論理“Ｈ”で有意としているため、これ
を反転して当該炎検知信号１８が出力されている
ときには電位的にほぼ接地に落ちる第二の回路線
路部分をこのコレクタに求めるために用いられて
いるものである。

そのため、炎検知回路１７が既述の従来例と同
様、燃焼部における炎の発生を検出しているとき
には、この補助的なトランジスタ２３はオン状態
となり、したがつてコレクタ−エミツタ間が導通
するため、ダイオード２２のカソードはほぼ接地
に落ち、本考案により挿入されているpnp型トラ
ンジスタ２０のベースもほぼ接地電位となつて、
このトランジスタ２０をオンとし得る状態とな
る。

なお、以下においても、“ほぼ接地に落ちる”
とは、ダイオードの順方向電圧降下やトランジス
タのエミツタ−コレクタ間オン電圧を無視した表
現である。

第２図の波形例も参照すると、使用者が図示し
ない運転スイツチを操作し、機器に燃焼指令を与
えると、マイクロコンピユータ１０からはまず点
火装置駆動用信号１１が出力される。

これはこの実施例の場合、接地GND以外の有
意電圧値を持つ論理信号であり、これにより第一
のトランジスタ１２がオンとなつて点火装置駆動
用リレー１３がオンとなり、図示しない燃焼部に
これも図示しない点火装置によつて点火火花が飛
ばされ始める。

このとき、当該第一トランジスタ１２のコレク
タとしての第一回路線路部分はほぼ接地に落ちる
から、ダイオード２１を介して本考案により挿入
された第三トランジスタ２０のベースはやはりほ
ぼ接地に落とされ、これにより当該第三トランジ
スタ２０はオン状態となつて第二トランジスタ１
５と電磁燃料弁用リレー１６との直列回路には電
源が供給された状態となる。

この際、もう一つのダイオード２２のカソード
側はどうなつていても関係がない。例えばある電
圧値にあれば当該ダイオード２２は逆バイアスと
なるし、フロート状態となつていれば設けられて
いないのと等価的に等しくなり、さらに接地に落
ちていれば第三トランジスタ２０のベースをほぼ
接地に落とすという上記ダイオード２１の機能と
並列的な関係になり、いづれにしても上記ダイオ
ード２１に伴う動作は何等損うことがない。実際
にはこのとき、当該ダイオード２２のカソードは
フロート状態にある。

上記のようにして点火装置が稼動されるとほぼ
同時に、望ましくは少し遅れて、当該マイクロコ
ンピユータ１０からはさらに電磁燃料弁開放信号
１４も出力される。同様に、この実施例ではこの
信号１４は特定の電位で論理“Ｈ”が有意な信号
としてあるので、これにより第二のトランジスタ
１５がオンとなり、電磁燃料弁開放用リレー１６
が稼動して図示しない燃焼部へ燃料が供給され、
したがつて飛び始めている点火火花により、燃料
着火が行なわれる。

燃焼部における燃焼は、その炎の検知という形
で従来例と同様の構成で良い炎検知回路１７によ
り検知され、したがつて炎検知信号１８が生じて
これがマイクロコンピユータ１０に帰還される。

炎検知信号１８もこの実施例では特定の電位の
論理“Ｈ”を有意としているが、これにより、マ
イクロコンピユータ１０では点火装置駆動信号１
１を非有意論理値“Ｌ”ないしほぼ接地電位と
し、以後の点火装置による点火火花の発生を止め
るようにする。

これにより、先に第一トランジスタ１２に関し
て述べた第一回路線路部分としての当該トランジ
スタのコレクタは電源電位Vccに引き上げられ、
したがつてダイオード２１は遮断状態となつてこ
の線路によつては第三トランジスタ２０をオン状
態に保つことはできなくなる。

しかし、それ以前の段階で上記のように炎検知
信号１８が出力されてくると、これをベースに受
けているnpn型トランジスタ２３がオンとなり、
ために第二のダイオード２２がオンとなる。

したがつて、第三のトランジスタ１２のベース
は今度はもつぱらこの線路を介してほぼ接地電位
に付けられるようになり、そのままオン状態を維
持することができる。これは電磁燃料弁開放用リ
レー１６の稼動を継続できることを意味し、燃料
の供給が続けられていくことを意味する。

このようにして燃焼が継続していくが、ここで
第２図中、時刻Toで示されるように、何等かの
原因により、燃焼部における炎の立ち消えが生じ
た場合を考えてみる。

当該途中失火は、炎検知回路１７により、炎検
知信号１８の論理“Ｌ”への立ち戻りという形で
検出される。一般にはこの信号により、正常にマ
イクロコンピユータ１０が稼動していれば、当該
マイクロコンピユータ１０からの電磁燃料弁開放
信号１４は途絶され、これにより電磁燃料弁が閉
ざされて燃料の供給は停止されるが、本考案の監
視回路はこれと平行に、独自の燃料遮断機能を営
む。

これはまた、マイクロコンピユータ１０が正常
であるか否かにかかわりなく機能するため、マイ
クロコンピユータ１０に例えば時刻Txで示され
るように暴走等の事故が生じていても、これに関
係なく、所期の燃料遮断機能が営まれることを意
味する。

すなわち、時刻Toで示されるように、炎検知
信号が論理“Ｌ”に立ち下がると、これにより駆
動されている補助的なトランジスタ２３はターン
オフする。

すると、当該トランジスタ２３のコレクタとし
ての第二の回路線路部分に現れる炎検知信号に対
応する信号２４は、いわゆるフロートの状態とな
り、ためにダイオード２２は遮断状態（設けられ
ていないのと同じ状態）となつて、実質的に本考
案により挿入された第三トランジスタ２０は抵抗
２５を介してそのベースに高電位を受けることに
なり、オフ状態に遷移する。

これは結局、電磁燃料弁開放用リレー１６への
電源供給を遮断することになり、ために当該電磁
燃料弁は閉じられて、燃料の吐出はこの時点以
降、確実に妨げられる。

顕かなように、用いる半導体スイツチング素子
の態様によつては、ダイオード２１，２２は用い
ないで済むようにもなるし、一方のみ、使用すれ
ば足りることもある。もちろん、実質的に何等か
の回路線路の一部分となる第一、第二回路線路部
分は、具体的な回路ごとに適当な部位を選択する
ことができる。いづれにしても本考案は、既存の
回路系にあつて点火装置の稼動、停止および炎検
知信号の発生、非発生に応じて電位の変化する回
路線路部分を巧みに利用したものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の燃焼装置用監視回路の望まし
い一実施例の回路構成図、第２図は第１図に示さ
れた回路の要部波形による動作説明図、第３図は
従来の燃焼装置の概略構成図、第４図は当該従来
の装置の要部波形による動作説明図、である。 図中、１０はマイクロコンピユータ、１１は点
火装置駆動信号、１２は第一のトランジスタ、１
３は点火装置駆動用リレー、１４は電磁燃料弁開
放信号、１５は第二のトランジスタ、１６は電磁
燃料弁開放用リレー、１７は炎検知回路、１８は
炎検知信号、２０は第三の半導体スイツチング素
子としてのトランジスタ、２１，２２はダイオー
ド、２３は補助的なトランジスタ、２４は補助ト
ランジスタのコレクタとして示された炎検知対応
信号または第二の回路線路部分、２５は抵抗、で
ある。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 制御入力端子と一対の回路電流端子とを有し、
   制御入力端子に異なる電位を受けることにより選
   択的にオン、オフする三端子型半導体スイツチン
   グ素子を第一、第二の二つ用い、該第一の半導体
   スイツチング素子は点火装置駆動用リレーと直列
   にして電源間に挿入する一方、第二の半導体スイ
   ツチング素子は電磁燃料弁開放用リレーと直列に
   して電源間に挿入し、マイクロコンピユータから
   の点火装置駆動信号を上記第一の半導体スイツチ
   ング素子をオンとする電位でその制御入力端子に
   与えると共に、該マイクロコンピユータからの電
   磁燃料弁開放信号も上記第二の半導体スイツチン
   グ素子をオンとする電位でその制御入力端子に与
   えるようにし、かつ、燃焼部において炎を検出し
   たときには炎検知信号を出力する炎検知回路を有
   して成る燃焼装置用の監視回路であつて； 上記三端子型半導体スイツチング素子をもう一
   つ用い、これを上記第二の半導体スイツチング素
   子と電磁燃料弁開放用リレーとの上記直列回路中
   に選択的な電源遮断用としてさらに直列に挿入す
   ると共に； 上記第一の半導体スイツチング素子がオンとな
   つたとき、該第三の半導体スイツチング素子をオ
   ンとする電位となる第一の回路線路部分と、上記
   炎検知信号が出力されたときに該第三の半導体ス
   イツチング素子をオンとする電位となる第二の回
   路線路部分との双方に対し、直接に、またはその
   一方あるいは双方に干渉防止用ダイオードを介し
   て上記第三の半導体スイツチング素子の制御入力
   端子を接続し； もつて上記第一の半導体スイツチング素子がオ
   ンとなつているか、炎検知信号が出力されている
   時以外には、上記第三の半導体スイツチング素子
   をして上記電磁燃料弁開放用リレーに供給される
   電源を遮断させるようにしたこと； を特徴とする燃焼装置用監視回路。