JPS589071Y2 - 炎検知制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はバーナ炎の有無を確認しながら燃焼器の運転を
行なわせる炎検知制御装置に関するものである。

炎の検知にはバイメタルなどの物体の熱膨張を利用した
もの、フォトチューブやフォトセルなどの光電効果を利
用したもの、ならびに炎の電気的性質（例えば炎の発電
性、導電性、整流性など）を利用したものなどがある。

しかし、物体の熱膨張を利用したものは応答時間が比較
的長いことなどのために精度の高い制御を行なうことは
困難である。

また、光電効果を利用するものは受光部に煤などが付着
すると誤動作を起してし曾う欠点がある。

これに対し、炎の電気的な性質を利用したものは検知棒
を炎の中に設けることによって炎の存在を直接確認する
ので、上記の如き誤動作を起し難い利点がある。

特に、炎の整流性を利用するものは炎に交流電圧を印加
して整流し、この整流された直流の電流電圧を検知する
ため、炎の存在の有無を正確に検知することができるば
かりでなく、検知棒の短絡についても即座に検知するこ
とができるので、信頼性がより高い利点がある。

第１図に上記炎検知制御装置の従来例を示す。

図にかいて、１，２はトランス３の入力端子であって交
流電源に接続する。

トランス３の二次巻線の端子６はダイオード９を介し、
端子８はダイオード１０を介して平滑用の電解コンデン
サ１１の正極に接続する。

中間端子７は電解コンデンサ１１の負極に接続する。

この接続により、電解コンデンサ１１の両端に直流電圧
Ｖｃｃが発生する。

電解コンデンサ１１と並列にツェナーダイオード１２と
抵抗１３の直列回路を接続し、ツェナーダイオード１２
０両端に定電圧ＶＺを発生させる。

ツェナーダイオード１２と抵抗１３の接続点を接地する
。

また、電解コンデンサ１１に並列にトランジスタ１４（
エミッタ、コレクタ間）、トランジスタ１５（工□ツタ
、コレクタ間）、リレー１６のコイル１６′の直列回路
を接続する。

リレー１６のコイル１６′ニ並列に抵抗１７と電解コン
デンサ１８の直列回路を接続するとともに、ダイオード
１９を接続する。

抵抗ＩＴと電解コンデンサ１８はリレー１６の接点１６
′物チヤタリング防止ダイオード１９はトランジスタ１
４．１５がオンからカットオフした際のリレー１６のコ
イル１６′の電流引き込みに対する対策である。

ツェナーダイオード１２と並列にトランジスタ２０（エ
ミッタ、コレクタ間）と抵抗２１の直列回路を接続する
とともに、トランジスタ２２（エミッタ、コレクタ間）
と抵抗２３の直列回路を接続しまた、抵抗２４とボリュ
ーム２５の直列回路を接続するとともに、抵抗２６とボ
リューム２７の直列回路を接続スる。

トランジスタ２０のコレクタを抵抗２８を介してトラン
ジスタ１５０ベースに接続する。

トランジスタ２２のコレクタを抵抗２９を介してトラン
ジスタ１４のベースに接続する。

電解コンデンサ１１の正極を抵抗３０を介して電界効果
トランジスタ（以後ＦＥ’ｌ’と呼ぶ）３１のドレイン
に接続するとともに、ＦＥＴ３１のドレインを抵抗３２
を介してトランジスタ２００ベース１／Ｃ接続する。

ＦＥＴ３１のソースをボリューム２５の中間端子に接続
する。

同様に、電界コンデンサ１１の正極を抵抗３３を介して
ＦＥＴ３４のドレインに接続するとともに、ＦＥＴ３４
のドレインを抵抗３５を介してトランジスタ２２のベー
スに接続スる。

ＦＥＴ３４のソースをボリューム２７の中間端子に接続
する。

抵抗２４、ボリューム２５はＦＥＴ３１のドレイン電流
の調節のために設けたものであシ、抵抗２６、ボリュー
ム２７はＦＥＴ３４のドレイン電流の調節のために設け
たものである。

ＦＥＴ３１および３４のゲートは抵抗３６を介して接地
する。

抵抗３６と並列にコンデンサ（平滑用）３７を接続する
。

一方、トランス３の他方の二次巻線の端子４（図面を見
易くするために、端子４，５を二ケ所に書く。

）は抵抗３８を介して検知棒３９１Ｃ接続するとともに
、コンデンサ４０および抵抗４１を介して接地する。

コンデンサ４０、抵抗４１の直列回路はノイズフィルタ
である。

また、 トランス３の二次巻線の端子５はコンデンサ（
バイパス用）４２を介して接地する。

コンデンサ４２と並列に抵抗４３とツェナーダイオード
４４の直列回路を接続し ツェナーダイオード４４は抵
抗３６と並列に接続する。

抵抗３８は検知棒３９が接地に短絡した時の過電流防止
に設けたものである。

な卦トランジスタ１４．１５，２０．２２はＰＮＰ型Ｆ
ＥＴ３１，３４はＮチャンネルジャンクション型である
。

以上の接続において、燃焼器（図示せず）を動作させる
ために、トランス３の入力端子１．２間に交流電圧が印
加されると、上述の如く電解コンデンサ１１の両端に直
流電圧が発生し、ツェナーダイオード１２０両端に定電
圧が発生する。

一方端子４，５間に交流電圧を発生する。

検知棒３９は炎中ＶＣ，ｆＺ＜、したがってコンデンサ
４２は交流的に短絡であるから、ＦＥＴ３１，３４のゲ
ート電圧はＯｖである。

このときＦＥＴ３１，３４のドレイン電流は多く流れ、
ドレイン電圧は低レベルとなる。

このため、トランジスタ２０．２２のベース電流が流れ
てトランジスタ２０．２２Ｕオンとなり、トランジスタ
２０．２２のコレクタ電圧は高レベルとなる。

したがってトランジスタ１４．１５のベース電流は流れ
ず、トランジスタ１４．１５はカットオフし、リレー１
６のコイル１６′に電流は流れない。

な訃、端子４，５を含むトランス３の二次コイルの負荷
電流はコンデンサ４０．４２が交流的に短絡であるため
、抵抗４１によって決まる。

次に、燃焼器のバーナが着火し、検知棒３９が炎に晒れ
ると、炎は図の点線で示すように電気的には抵抗とダイ
オードの直列回路と等価となるので、直流電流が炎を介
して抵抗３６１Ｃ流れる。

このため、ＦＥＴ３１．３４のゲート電圧は負の電圧と
なる。

ツェナーダイオード４４（および抵抗４３）はＦＥＴ３
１．３４（７）ゲート電圧を−ｆｖｃするために、コン
デンサ３７は平滑にするために設ケたものである。

このようにして、ＦＥＴ３１゜３４のゲート電圧が負す
電圧となると、ドレイン電流が少なくなり、ドレイン電
圧は高レベルとなる。

このため、トランジスタ２０．２２のベース電流はほと
んど流れなくなυ、トランジスタ２０゜２２はカットオ
フ（−！たは、わずかにコレクタ電流が流れる）とな９
、トランジスタ２０．２２のコレクタ重臣は低レベルと
なる。

したがって＼トランジスタ１４．１５のベース電流が流
れてトランジスタ１４．１５はオンし、リレー１６のコ
イル１６′に電流が流れる。

リレー１６の接点１６“を被制御機構に接続しておけば
、炎の有無により制御することができる。

第１図に示したように、従来の炎検知制御装置ではＦＥ
Ｔ３１、トランジスタ２０．１５を含む回路と、同一接
続の回路（ＦＥＴ３４、トランジスタ２２．１４を含む
回路）を並列に設けている。

このように、同一接続の回路を並タリに設けている理由
は、ＦＥＴの不良率によるものである。

ＦＥＴは製造プロセス＆ｌ−いて、ボンディングミスな
どにより若干の不良品ができるわけであるが、構造上完
全な判別が難かしく、不良品を用いて回路を構成した場
合には、炎検知制御装置の使用目的（燃焼器の安全装置
が主である）からして、重大な問題を引き起す。

そこで、従来の炎検知制御装置１Ｃ＞いては、回路を並
列にしてリレーを駆動し、事故発生の確率を下げている
。

しかしながら、二つのＦＥＴが不良である場合もあり、
満足のいくものではなかった。

また、コストも高いという欠点を有していた。

本考案の目的は上記した従来の欠点を解消し、コストが
低くかつ信頼性の高い炎検知制御装置を提供することで
ある。

上記目的を達成するために、本考案はＦＥＴからリレー
を駆動するトランジスタ壕での回路を一本化し、ＦＥＴ
の故障を積極的に検知し、ＦＥＴが故障している場合に
はリレーを動作させない安全回路を付加するものであっ
て、安全回路の構成要因として自己保持型半導体素子を
用いる。

以下本考案を図面を用いて説明する。

第２図に本考案による炎検知制御装置の一実施例を示す
。

第２図において、第１図と同一物は同一番号とする。

第２図が第１図と異なる点は、ＦＥＴ３４、抵抗３３．
２６ 、３５．２３ 、２９、ボリューム２７、トラン
ジスタ２２．１４からなる回路を除き、トランジスタ１
４の接続位置にサイリスタ４６（アノード、カソード）
を接続し、サイリスタ４６のゲートを抵抗４５を介して
トランジスタ２０のコレクタに接続するとともに、サイ
リスタ４６のカソードとトランジスタ１５のエミッタの
接続点を抵抗４７を介して接地した点である。

サイリスタ４６はゲートにトリガ電流が流れ込んだ場合
にオンするものとする。

なお、リレー１６のコイル１６′のみ図示する。

第１図で述べた如く、入力端子１，２間に交流電圧が印
加された場合に検知棒３９は１だ炎中になく、トランジ
スタ２０のコレクタ電圧は高レベルになる。

したがって、サイリスタ４６のゲートに抵抗４５を通っ
てトリガ電流が流れ込み、サイリスタ４６はオンとなり
、トランジスタ１５はカットオフしているので、抵抗４
７にサイリスタ４６の保持電流が流れる。

トランジスタ１５はベース電圧が高レベルであるのでカ
ットオフしており、コイル１６′に電流は流れず、した
がってリレー１６は動作しない。

やがて、燃焼器のバーナが着火し検知棒３９が炎に晒れ
ると、トランジスタ２０のコレクタ電圧は低レベルとな
るが）サイリスタ４６は保持電流が流れているのでオン
となったま１である。

ここで、トランジスタ１５はサイリスタ４６がオンであ
り、渣たベース電圧が低しベルテするのでオンし、コイ
ル１６′に電流が流してリレー１６は動作する。

ＦＥＴ３１が開放に故障していると入力端子１，２間に
交流電圧が印加されたときにＦＥＴ ３１のドレイ／電
圧は高レベルとなシ、トランジスタ２０はカットオフし
てコレクタ電圧は低レベルとなる。

したがって、サイリスタ４６のゲート電流（トリガ電流
）は流れず、サイリスクはカットオフしているために、
コイル１６′に電流は流れない。

つ１す、リレー１６は動作しない。

また、ＦＥＴ３１が短絡に故障していると、入力端子１
，２間に交流電圧が印加されたときにＦＥＴ３１のドレ
イン電圧は低レベルとなす、トランジスタ２０はオンし
てコレクタ電圧は高レベルとなる。

したがって、サイリスタ４６のゲート電流が流れ、サイ
リスタはオンしている。

しかし、トランジスタ１５はベース電圧が高レベルであ
るのでカットオフしてお゛す、コイル１６′に電流は流
れない。

つ１す、リレー１６は動作しない。

本考案は以上説明したように、自己保持型半導体素子（
サイリスタ）を用いた安全回路を付加することにより、
信頼性が向上し、かつコストの安い炎検知制御装置を提
供することができる。

なお、第２図に示した実施例では、燃焼器のバーナが着
火する１でサイリスタ４６のゲート電流を流す場合につ
いて述べたが、抵抗４５のかわりに、コンデンサとダイ
オードの直列回路（ただしダイオードのアノードをトラ
ンジスタ２０のコレクタ側に接続する。

）を接続し、サイリスタ４６のゲート、カソード間に抵
抗を接続して、ゲート（トリガ）電流をパルスとして与
えても本考案の効果は有効である。

さらに、自己保持型半導体素子としてサイリスタ（ＳＣ
Ｒ）を用いたが、トライアック（ＴＲＩＡＣ）等を用い
ても本考案は有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の炎検知制御装置（回路構成）を示す図、
第２図は本考案による炎検知制御装置の一実施例を示す
図である。 図にち・いて、１，２・・・入力端子、３・・・トラン
ス、１４．１５・・・トランジスタＣＰＮＰ型）、１６
・・・リレー、１６′・・・リレー１６のコイル、３１
．３４・・・電界効果トランジスタ（Ｎチャンネルジャ
ンクション型）、３９・・・検知棒、４６・・・サイリ
スタ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 炎中の検知棒に交流電圧を印加し、該交流電圧を炎の整
   流性を利用して整流することによって炎の存在を検知し
   、検討制御機構を動作させるものにおいて、炎検知部部
   品の故障を自己保持型半導体素子を含む故障検知回路で
   検知−故障が発生している場合には上記被制御機構を動
   作させない構成とするとともに、上記自己保持型半導体
   素子のゲートトリガ電流を電源電圧印加後から上記炎の
   発生１での間に流すことを特徴とする炎検知制御装置。