JPS5872819A - 燃焼制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ガス瞬間湯沸器等の燃焼制御装置に関し、
特に、燃料供給路に設Ｇノられｌｃ電磁流量制御弁を所
定の制御偏差に応じて比例的に制御Ｊる燃焼制御装置に
関Ｊる。

近年、省］ニネルギー等の観点から比例制御方式の燃焼
機器は特に注目を浴びている。例えばガス瞬間湯沸器＆
Ｊおいて熱交換器から出る園の温爪を検出するとともに
、ｆｆ息に設定される１１標記１良との偏差を求めその
偏差に従っ−（ガス供給路に設置）られた流量制御弁を
比例的に制御ＪることにＪ、り湯温を目標温度に保つＪ
：うにした制御方式の燃焼制御装置を備えたものが出現
している。これによれば、従来広く用いられ（いる燃焼
能力が一定か段階的にしか切替られないガス瞬間渕沸器
と異なり、水温や出湯量の変化に係わらず常に希望する
温度の潟が安定に得られるどいつ人きな効果がある。

この種の燃焼制御装置に用いられる電磁流量制御弁は、
周知のように、駆動電流の大きざを連続的に変化さＵた
り、あるいは一定周波数の駆動信号のテコ−ティー比を
変化させて駆動電）〕を変化さ１１これによって電気回
路を調ｉｌｌるｂのである。ｔ、ｌこ、この電磁流ｆｔ
ｉ　Ｉｆ、制御弁の構造としくは、非駆動゛状態÷弁が
全閉どイνり駆動電力に比例的に弁開度が大きくなる常
閉！−ツのものど、非駆動状態（゛全開どなり駆動型ノ
コに比例的【ご開度が小ざくなる常開型の−ｂのとがあ
る。

いろいろイ１事情から常開型の流量制御弁を便用して燃
焼制御装置を構成覆る場合は、流１ｔｌ　８．＋１　Ｉ
ＩＩ弁のコイル断線や配線の断線、あるいｌ；１．　ｊ
ｒ駆動素子のＡ−ブン故障等の異常があるど、この流量
制御弁は駆動されることが０いのて／：１″に全開とイ
νる。

そのＪ：うな状態で点火、燃焼制御が行われると、設定
温度や検出温度の如何に係わらす燃利流鯖が最大の状態
で燃焼Ｊることと＜Ｔる。例えば１述のガス瞬間湯沸器
の場合、使用者１ま、比例制御方式の燃焼制御ｌ装置を
採用しくいるが故番こ安定した湯温が得られるど情じき
って使用【）ているので、上達した流量制御弁駆動系の
故障が生じｌこ１１）、湯沸器から最高温Ｉ復の熱温が
吹き出（ことと＜ｆり非常に危険−である。これの対策
どして、８１１沸器本体に温度ピー１−ズやバイメタル
方式の異常湯度検出器を設置たものもあるが、このよう
な異常湯度検出器はある程度の応８時間が必要で、瞬時
には動作しないので熱温の吹き出しは防止できない。

この発明は」−達した従来の問題点に鑑みなされたもの
であり、その目的は、常開型の電磁流量制御弁を用いた
燃焼制御装置において、流量制御弁のコイル断線や配線
の断線、あるいは駆動素子のオープン故障等の異常があ
っても、常に安全側に動作し、そのような異常時に燃焼
が開始されないようにした）−〔イルレーフ機能をもだ
ぼることにある。

上記の目的を達成するために、この発明は、燃料供給路
に燃料供給を入・切する常閉型の電磁切替弁と、非駆動
状態で全開どなり、駆動電力に反比例的に開度が小さく
なる電磁流ｉ制御弁とが直列に設（〕られ、上記切替弁
および流出制御弁を閉じた状態で一定時間プレバージ動
作を行なった後、上記切替弁および流量制御弁を聞いて
点火し、その後は上記流量制御弁を所定の制御偏差に応
じて比例制御づる燃焼制御ｌ装置において、１記流量制
御弁駆動回路の駆動電流の有無を検出りる検出回路と、
上１ｉ３ブレバージ動作時に１−閉検出回路にて上記駆
動電流が検出された藺に動１′１シ、−１記１．ＩＪ台
台紐駆動回路駆動可能な状態にＪる駆りＪ　ｉｔ　ｌ’
１回路とを段重゛またことを特徴とする。

以下、この発明の実施例を図面に鳥１づい−（汀線に説
明′りる。

第１図はこの発明による燃焼制御ｌ装置を適用したガス
瞬間湯沸器の構成図である７、第１図において湯沸器本
体はバーナ４．熱交換器５．ファンモータ９１点火トラ
ンス１１の出力を受【）て点火火花を発生ずる点火電極
棒１２．パーツ４の炎を検出するフレームレッド１４．
熱交換器５の水入１］側に段番プられで水流を検知した
ときに１ノ作りろ水流スイッチ８．熱交換器５の流出１
−１側に設（）られて湖の温良を検出りる渇Ｉ褒ｌ？ン
リ６．ツノＩン゛し一タ９の回転の状態を検知Ｊ６風Ｉ
Ｊス、イツチ１０を備えている。また、バーナ４に至る
ガス供給路にはガス圧を調整するガスガバナー゛１．ガ
ス供給を５− 入・切する常閉型の電磁切ｔ４弁２．非駆動状態で全開
どなり、駆動電力に反比例的に間痕が小さくなる常開型
の電磁流量制御弁３が直列に設（プられている。

上記電磁切替弁２．電磁冷間制御弁３２点火１〜ランス
１１．ファンモータ９．水流スイッチ８゜風圧スイッチ
１０．温度レンザ６．フレーム１」ラド１４は燃焼制御
回路７に接続されており、これらのうらの各入力信号源
の信号に基づいて、燃焼制御回路７が動作し所定の手順
でもって冬山）〕機器を制御りる。燃焼制御回路７には
異常動作があったときに警報を発するブＩＪ″−１３も
接続されている。

次に、蛇口を捻ってからバーナ４に点火され、＆Ｎｆｉ
を設定温度に覆る制御が行なわれるまでの制御手順につ
いて説明り”る。まず、蛇口を捻って潟を出そうとする
と、水路途中に設【」られた水流スイッチ８が水流を検
知し、その検知信号が燃焼制御回路７に入力され、これ
に応答してファンモータ９を回転駆動りる。ファン−Ｅ
−夕９が回転を聞６一 始すると、風の通路に段重ノられた（噴１圧ス、イツヂ
１０がｌＩｌ圧を検知して、その検知信号が燃焼制御回
路７に入力される。燃焼制御回路７は、Ｌｉ；［！風圧
スイッチ１０の検知信号を受ＧＪでブレバージタイマ回
路を起動し、一定時間だ【ノブ１ノパージ動作を行なう
。この時、流量制御弁を駆動しくこれを仝閉状態にして
プレパージがｆｉへ４′）れる。ノ゛１ノパージタイマ
回路はタイムアツプＪるど、燃焼シリ御回路７は切替弁
２を駆動してこれを聞くどどもに流量制御弁３に所定デ
ユーディ比の駆動信号を向えてこれの聞痘を予め設定さ
れ−（いる点火ｌＩ、ｓ　ｌ１ｉｌ　Ｕにし、バーナ４
に所定流感のガスを供給する４、同１１、管に点火トラ
ンス１１を駆動して点火ｉｔ２極棒１２からスパークを
発生させ、バーブ４に点火を試みる。

これにＪ：ってバーナ４に着火りれぼフレーム［Ｉラド
１４［よって着火が検出され、イの検知信号が燃焼１１
１１１回路７に入力され、こ４′電を受（Ｊで１１１１
１　Ｍ１１回路７は点火動作を終了するａ　＜’Ｔお、
一定１１４間内にフレームロッド１４からの者火検知に
４月が供給されない場合、装置各部を初期状態に戻しく
Ｍべての制御出力をオフにする）、ブザー１３を動作さ
せて使用者に異常を知らせる。一方、流入した水は熱交
換器５で温度上昇して湯となり、聞かれた蛇口から突出
りる。イの潟の温度は渇疫しンリ６で検出され、その燃
焼検出信号（ま制御回路７に入力される。燃焼制御回路
７では、上記検出温度と制御回路７中の温陵設定器に任
意に設定された設定温度とを比較し、両温度の偏差に基
づいて流量制御弁３に与えるべき駆動信号のデユーディ
比を変化さｕ１上配偏斧がＯになるようにフィードバッ
ク制御づる。

以−Ｆはフィードバック制御方式の燃焼制御装置を適用
したガス瞬間湯沸器の基本的ｉ＞制御動作であり、これ
は従来から良く知られている。

次に、この発明の要部である」−記流量制御弁３に係わ
るフェイルセーフ回路について説明する。

第２図はこの発明に係る）１イルセ一ノ回路を含んだ切
替弁２および流量制御弁３の駆動系の一実施例を示す回
路図である。同図において、ＸＰＧよ上記切替弁２の駆
動用リレーで、このリレーＸ　Ｐが駆動された時、図示
しないリレー接点を介し“（切替弁２が駆動され、該切
ハ弁２が聞りにうになっている。このリレーＸＰは、１
！２５ｄ’−リ−る駆＊ｈ　ＲＱ”ｉｊ１回路の出力素
子である１゛・ランジスタＱ３がオンしている状態にお
いて、燃焼シークジス制御回路２０の出力信号ａによっ
て制御される１−ランジスタＱ１がオンした時に駆動さ
れる。この発明１Ｊ係る）丁イルセーフ回路は、上記流
量制御ブ、ｊ　３自体ａ３よびその駆動回路が正常であ
る場合に、１．　ｉｉ！　’／’　１ノパージ朗聞にて
、ト記］〜ランジスタＱ３をオンにし、燃焼シーケンス
制御回路２０によ・）でリレーＸ　Ｐを駆動し得るＪ：
うにするものである。

流量制御弁３は子の駆動索子で・ある１〜ソンジスタＱ
２と１列に接続され、このトランジスタＱ２が弁駆動信
号発生回路２１からのも１号１１にＪ、つ−（オン・Ａ
′）駆動される。また、この流量制御弁３の駆動回路に
直列に抵抗Ｒ１が、１と続きね−（いる。

この抵抗Ｒ１は、流量制御弁３の駆動電流の有無を検出
するＩこめの電流検出用の抵抗であり、流量制御弁３に
駆動電流が流れている時、Ｃ白の電９− 位が比較的低レベルとイ蒙り、流量制御弁３に駆動電流
が流れていない時には０点の電位が高レベルとなる。ト
ランジスタＱ４はト記電流検出用抵抗Ｒ１ににる０点の
電圧変化を抵抗Ｒ２を介してベースに受け、これでもっ
てオン・Ａ）駆動される。

１〜ランジスタＱ４がオンづるど、該トランジスタＱ４
．抵抗Ｒ３、抵抗Ｒ４を介してコンデンリ０１に充電電
流が流され、ｅ点の電位が徐々に上昇する。トランジス
タＱ５はこのｅ点に電圧によってオン・Ａフ駆動される
。つまり、トランジスタＱ５のエミッタには抵抗Ｒ５と
抵抗Ｒ６によって一定のバイアス電圧が与えられτおり
、そのベースに印加されるｅ点の電圧がバイアス電圧よ
りある程度高くなれば該１〜ランジスタ０５がオンする
ようになっている。上記１−ランジスタＱ３のベース側
はトランジスタＱ５のコレクタ側回路に接続されていて
、１−ランジスタＱ５がオンしたときにトランジスタ０
３もオンするようになっている。

また、トランジスタＱ３のコレクタと、抵抗Ｒ３とＲ４
の接続点どが接続されており、１−ランジス−１０− タＱ３がＡンＪれば、これを通じＵｌ−シンジスタＱ５
にベース電流が供給され、１〜ランジスタＱ３およびＱ
５のオフ状態が！〜ランジスタＱ４の状態に係わらず維
持されるようになっている１、更に、抵抗Ｒ３の値はリ
レーＸＰの工１イルインピーダンスに比べて充分大きく
選ばれており、トランジスタＱ３がオフである駆動不；
ｘｊ＋］状ＲＩＪにおいて、何らかの異常により１〜ラ
ンジスタ０１がオンし、かつ１〜ランジスタＱ４もオン
したどし−Ｃｂ１リレー×Ｐが動作しイ【いようになっ
ている。

以上（１）　ｈＭ成において、流Ｆｄ　ｉ＋！Ｉ　ｌ＃
ｌｌ　１Ｐ３１７）１１　イ）Ｌｔ　７９（線もなく、
また弁配線の断線ムなく、史に駆動１−ランジスタ０２
も正常である場合の動作についＣ説明する。前述しＩ、
：ように、風圧スイッチ′１０の検出信号に応答してプ
レパージタイマが起動されると流量制御弁３を全ＩＪ７
１状態にりる／、：めに、弁駆動信号発生回路２１の出
力信号１３４；Ｌ連続的に１ルベルどなり、１−ランジ
スタＱ２を連続的（こＡ−ン駆動Ｊる。これにより流量
制ａｌｌ弁３３に駆動電流が流され、電流検出用１１（
抗Ｒ１の一〇ｉηＩＣの電１１１、目１（トする。する
と、１〜ランジスタ０４がオンし、コンデンサＣ１が徐
々に充電され、０点の霜月−がある値まで上昇した時ｉ
〜ランジスタ５がＡ−ンし、従ってトランジスタＱ３も
ＡンＪる。これでし−）で上記切替弁２の駆動用リレー
ＸＰに対して駆動ｎ可がうえられたこととなる。′：ｆ
して、プレパージタイマ回路がタイムアツプ覆ると、点
火シーケンスに移り、燃焼シーケンス制御回路２０の出
力信号ａ、が（ルベルとなりトランジスタＱ１をオン駆
動する。従つで、リレーＸＰが駆動され、切替弁２が駆
動されて開となる。また、点火シーク°ンスに移ると、
流量制御弁３を予め設定されている緩点火用の弁開度に
ずべく図示しないＭ点火回路からの指令を受りて弁駆動
信号発生回路２１からは予め定められた一定のデユーデ
ィ比の一定周波数の駆動信号わが出力され、これを受り
Ｃ’　ｌ−ランジスタＱ２が断続的にオン・オフ駆動さ
れる。この時の流量制御弁３の駆動電流の変化によって
１−ランジスタＱ４がオン・Ａ）してしまうが、１〜ラ
ンジスタＱ５のオフ状態はトランジスタＱ３に」；つて
保持されているので全く影響は＜Ｎい。ぞして、正常に
着火すると定帛°燃焼シークンスに移行し、弁駆動信号
発生回路２１からは、検出温石と設定渇痕の制御偏差に
応じたデーＬ−ラ゛Ｃ比の駆１」信号ｌ）が出力され、
これによって流吊制υ１１弁３の弁開度が比例的に制御
され、熱交換器！５　／１１１ら出る湖の渇）腹を目標
渇１食に一致ざＵるＪ、うイＴフィードバック制御がな
される。

以上の正常な動作に灼し、流量制御弁３の二１イルが断
線していたり、流量制御弁３と駆動回路を接続Ｊ−る配
線が断線あるし唱よ接続し忘れていＩこり、あるいは流
量制御弁３の駆動１〜ランジスタＱ２がオープン故障り
る等の異常がある場合、本発明に係る回路が次のように
安全側にｖＪ作１る。つまり、上述したようにプレパー
ジシーケンスに移ｆｊりると、弁駆動信号発生回路２１
の出力信号１）番よｊＩｌｊ続的に１−ニレベルとなつ
τ流１ｆ３制岨弁３′Ｉを全開状態に駆動づべく制御が
ｋされる訳であるが、−１−７１４のような異常がある
と流量制御ブ１３の駆！＋Ｊ１経路に電流が流れないた
め、勿論電流検出用抵抗Ｒ１にも電１３− 流が流れず、０点の電位は１ルベルのままであり、従っ
てトランジスタ０４はオフ状態のままとなっており、」
ンデンリ０１が充電されず、１〜ランジスタＱ５はＡン
μず、そのためリレーＸ　ｌ）の駆動系に駆動許可を与
える］−ランジスタＱ３もオフしたままで１駆動許可が
向えられないことどなる。

従ってプレパージ動作が終了しく点火ジ−タンスに移行
し、燃焼シーケンス制御回路２０の出力信Ｑ　ａが１ル
ベルとなって１〜ランジスタＱ１がオン駆動されてす、
　トランジスタＱ３がオフのままなのでリレーＸ　Ｐは
駆動されず、従って切替弁２も駆動されず該弁２は閉じ
たままどなっている。そのため流量制御弁３が全開状態
になっているのにも係わらずバーナ４にガスが供給され
ることがなく、点火動作は成功しない。従って前述した
ようにブリ“−１３が駆動され警報が発ぼられる。

第３図はこの発明の他の実施例を示す回路図である。第
３図の回路図では、上記抵抗Ｒ１，Ｒ２をなくし、トラ
ンジスタＱ４の１ミツタベ一ス回路を流量制御弁３の駆
動回路に直列に接続し、こ１４− のトランジスタＱ４それ自体を駆ＩＪ＋電流検出用素子
どしている。この場合、比例弁３を駆動するに必要な最
大電流がトランジスタＱ４に流し１１するベース電流よ
り小さくな【ノればならない。

以上詳細に説明したように、この発明に係る燃焼制御装
置は、燃料流間を制御Ｊる流量制御弁として非駆動状態
にて全開どなる常開型の流量制御弁を使用するものにＪ
３い−（、該流量制御ｉｔのコイル断線、配線の断線、
駆動索子のＡ−ブン故障どいった流量制御弁に駆動電流
が流れ＜ｒ　＜　％る安常が生じた時には、燃料供給を
入・切り−る電磁切替弁の駆動回路に駆動１可がりえら
れず、該切替弁が開くことがないので、意図−ｌずに１
ａ人燃焼状態で燃焼さ口てしまうことがなくｈる。す／
にわら、前述したガス瞬間湯沸器等におい−Ｃ，段定渇
１σを低くしているにもかかわらず、使用開始（〕だ途
端に熱湿が吹き出１といった事故を防１！りることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は比例制御方式の燃焼制ｔｉ１１装置を適用した
ガス瞬間湯沸器の構成図、第２図はこの発明に係るフェ
イルセーフ回路をイ」加した電磁切替弁および電磁流量
制御弁の駆動系を示す回路図、第３図は本発明の他の実
施例を示す回路図である。 １・・・・・・・・・ガスガバナー ２・・・・・・・・・電磁切替弁 ＸＰ・・・・・・電磁切替弁２の駆動用リレー３・・・
・・・・・・電磁流量制御弁 ４　・・・　・・・　・・・　バ　−　ブー５・・・・
・・・・・熱交換器 ６・・・・・・・・・渇ｌ徒センサ ７・・・・・・・・・燃焼制御回路 ８・・・・・・・・・水流スイッチ ９・・・・・・・・・ファンモータ １０・・・・・・風圧スイッチ １１・・・・・・点火トランス １２・・・・・・点火電極棒 １３・・・・・・ブ暴ｔ− １４・・・・・・フレームロツド

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　燃料供給路に燃料供給を入・切する常閉型の電
   磁切替弁と、非駆動状態で全開となり、駆動電力に反比
   例的に開度が小さくなる電磁流量制御弁とが直列に設け
   られ、上記切替弁および流量制御弁を閉じた状態で一定
   時間プレパージ動作を行なった後、上記切替弁および流
   量制御弁を開いて点火し、その後は上記流量制御弁を所
   定の制御偏差に応じて比例制御する燃焼制御装置におい
   て、上記流量制御弁駆動回路の駆動電流の有無を検出す
   る検出回路と、上記ブレパージ動作時に上記検出回路に
   て上記駆動電流が検出された時に動作し、上記切替弁駆
   動回路を駆動可能な状態にする駆動許可回路とを設けた
   ことを特徴とする燃焼制御装置。