JPS6025689B2 - 燃焼制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ‘ィ｝ 産業上の利用分野 この発明は、ガス湯磁器等の燃焼制御装置に関する。

‘ｏ）従来技術 従来のガス傷沸器では小型のものにあっては炎がついて
いるか否かを監視する安全装置はほとんど付いていず、
また中型のものにあってはサーモカップルで炎検出を行
なうタイプのものが多い。

ところでこのサーモカップルで炎検出を行なう場合には
その熱応答が非常に遅いため着火時に炎検出信号が出力
されるまで約１硯荻まどかかり、この間手動で燃料弁を
開にしておいたりするわずらわしい手間が必要であり、
また着火がなかなか行なわれない場合には長い間燃料弁
を開いているので未燃焼の燃料（生ガス等）が放出され
続け、非常に危険な状態となる。

し一目的 この発明は、着火時のわずらわしごを解消し、かつ安全
性をも高めた燃焼制御装置を提供することを目的とする
。

Ａ構成 この発明によれば、 炎検出回路と、タイマ回路と、第１のリレーと第２のリ
レーと、第２のリレー常開接点に直列接続されるパイロ
ット弁開閉器と、上記第２のリレーの常開接点に上記第
１のリレーの常開接点を介して直列接続されるメイン弁
開閉器と、上記第２のリレーの常開接点に上記第１のリ
レーの常閉接点を介して直列接続される点火器とを有す
る燃焼制御装置において、上記炎検出回路は、炎検出素
子と、この炎検出素子が接続される演算増幅器と、この
演算増幅器の出力端子にそのベースが接続されている第
１のトランジスタとからなり、上記タイマ回路は、抵抗
とコンデンサとを直列接続した時定数回路と、このコン
デンサの両端の電圧が所定の電圧に達したときにオンす
るスイッチング素子と、このオンしたスイッチング素子
を流れる上記コンデンサの放電電流がそのベースに与え
られる第２のトランジスタとからなり、上記第１のトラ
ンジスタのコレクタに上記第１のリレーを接続するとと
もに、抵抗を介して上言己タイマ回路のコンデンサの一
端に接続し、上記第２のトランジスタのコレクタに上記
第２のリレーを後続し、さらに第２のトランジスタのコ
レクタ・ェミツ外こ対し、第３のトランジスタのコレク
タ・ェミッタを並列接続し、この第３のトランジスタの
ベースを「上記第２のリレーの他の常開接点を介して電
源端子に接続するとともに、上記炎検出回路の演算増幅
器の出力端子に接続したことを特徴とする。

的 実施例 第１図に示されるようにこの発明の一実施例にかかる燃
焼制御装置は、炎検出回路（後に詳しく述べる）と、タ
イマ回路（後に詳しく述べる）と、第１のリレーＸＦと
、第２のリレーＸＰと、第２のリレーＸＰの常開接点Ｘ
ＰＩに直列接続されるパイロット弁開閉器ＰＶと、上記
第２のリレーＸＰの常開接点ＸＰＩに上記第１のリレー
ＸＦの常開接点ＸＦＩを介して直列接続されるメイン弁
開閉器ＭＶと、上記第２のリレーＸＰの常開接点ＸＰＩ
に上記第１のリレーＸＦの常開俵点×Ｆ２を介して直列
接続される点火器ＩＧとを有している。

炎検出回路は、炎検出素子であるサーモカップルＴＣと
、このサーモカツプルＴＣが接続される演算増幅器Ａと
、この演算増幅器Ａの出力端子にそのベースが接続され
ているトランジスタＴｒｌとからなる。

タイマ回路は、抵抗Ｒ９とコンデンサＣＩとを直列接続
した時定数回路と、このコンデンサＣＩの両端の電圧が
所定の電圧に達したときにオンするスイッチング素子で
あるＰＵＴ（プログラマフル・ユニジヤンクシヨン・ト
ランジスタ）と、このオンしたＰＵＴのカソードを流れ
る上記コンデンサＣＩの放電電流がそのベースに与えら
れるトランジスタＴｒ２とからなる。

そして、上記の所定の電圧というのは抵抗Ｒ１２，Ｒ１
３の直列回路により構成される分圧回路により与えられ
る電圧であり、具体的には図に示す通りＰＵＴのゲート
に印加される。さらに、トランジスタＴｒｌのコレクタ
にはリレーＸＦが接続されるとともに、抵抗Ｒ８および
ダイオードＤＩを介して上記タイマ回路のコンデンサＣ
Ｉの一端が接続される。

またトランジスタＴｒ２のコレクタに第２のリレーＸＰ
を接続している。

さらに、このトランジスタＴｒ２のコレクタ・ヱミツ外
こ対し、第３のトランジスタＴｒ３のコレクタ・ェミツ
夕を並列接続し、このトランジスタＴｒ３のベースを、
上記のＩＪレーＸＰの他の常開接点ＸＰ３を介して電源
端子に接続するとともに、上記炎検出回路の演算増幅器
Ａの出力端子に接続している。

第３のリレーＸＨは、その常開接点ＸＨＩとＩＪレーＸ
Ｐの常開接点ＸＰ４との並列接続回路を介して、電源端
子間に接続される。

抵抗Ｒ１８とコンデンサＣ４との直列回路がリレーＸＰ
の常開接点ＸＰ２を介して電源端子間に接続され、この
抵抗Ｒ１８とコンデンサＣ４との接続点にリレーＸＰの
一端が接続される。メイン弁開閉器ＭＶに並列接続され
ている発光ダイオード（ＬＥＤ）ＬＩは、メイン弁開閉
器ＭＶが通電されて、メイン弁が開かれ定常燃焼中であ
ることを表示する表示灯として機能し、リレーＸＰの常
閉接点ＸＰ５を介して電源端子間に接続されるＬＥＤＬ
２は炎が着火されていないことを表示する表示灯として
機能する。

次に動作について第２図を参照しながら説明する。まず
、電源スイッチＳＷを投入するとＩＪレーＸＨの常閉接
点ＸＨ２および抵抗Ｒ９を通じてコンデンサＣＩに充電
が行なわれ始める。そして時間が経過してこのコンデン
サＣＩの電圧が抵抗Ｒ１２，Ｒ１３によって定められた
電圧より高くなったときＰＵＴがオンし、その結果トラ
ンジスタＴｒ２もまたオンし、リレーＸＰがオンとなる
。この電源投入時よりトランジスタＴｒ２がオンするま
での時間が点火待機時間ｔｌ（約５秒）である。電源投
入後、この点火待機時間が経過した後リレーＸＰが動作
し、その常開接点ＸＰＩを閉じる。その結果パイロット
弁開閉器ＰＶに通電され、パイロット弁が開く。このと
き常閉接点ＸＰＩを通った電流がリレーＸＦの常開接点
ＸＦ２を経て点火器ＩＧに流れるので、点火器ＩＧが動
作して点火動作が行なわれる。この点火動作が行なわれ
る時間が着火を試みる時間すなわちトライアル時間ｔ２
（約１９砂）である。

このトライアル時間はコンデンサＣＩの電荷が抵抗ＲＩ
０、ＰＵＴ、トランジスタＴｒ２を経て放電されつくし
トランジスタＴｒ２がオフになるまでの時間として定め
られる。このトライアル時間のあいだに着火が行なわれ
て炎検出回路により炎が検出されたとすると、演算増幅
器Ａの出力端子が“Ｈ”となる。そのため前記リレーＸ
Ｐがオンしたことにより閉じられた常開接点ＸＰ３およ
びダイオード○２を経て演算増幅器Ａの出力端子に流れ
込んでいた電流がトランジスタＴｒ３のベースに流れる
ようになってこのトランジスタＴｒ３がオンとなる。こ
のトランジスタＴｒ３は前記トランジスタＴｒ２と並列
に接続されているためリレーＸＰのオン状態は、トライ
アル時間が終了してトランジスタＴｒ２がオフになつ後
も保持されることになる。ところで、炎検出回路が炎を
検出して演算増幅器Ａの出力端子が“Ｈ”となったので
、トランジスタＴｒｌがオンし、そのためリレーＸＦが
オンとなり、その常開接点ＸＦＩを閉じ、常閉接点ＸＦ
２を開く。

その結果メイン弁開閉器ＭＶに通電されてメイン弁が開
き、他方、点火器ＩＧの動作が終了する。こうして定常
燃焼運転に入る。トライアル時間の間に炎検出がなされ
ない場合には、演算増幅器Ａの出力端子は“Ｌ’’のま
まである。

したがって、リレーＸＰの常開接点ＸＰ３を流れる電流
はダイオードＤ２を通って演算増幅器Ａの出力端子に流
れ込み、そのためトランジスタＴｒ３はオフのままであ
る。その結果トライアル時間が終了してトランジスタＴ
ｒ２がオフするとともに、リレーＸＰは復帰し、その常
開接点ＸＰＩが開き、パイロット弁開閉器ＰＶへの通電
が停止し、パイロット弁が閉じられ、点火器ＩＧの動作
も終了する。そして常閉接点ＸＰ５が閉じるので、ＬＥ
ＤＬ２が点灯して不着火であることを表示する。またこ
のとき常開接点ＸＰ４は復帰して開くがリレーＸＨは、
先に常開接点ＸＰ４が一旦閉じたときにオンとなってそ
の常開接点ＸＨＩを閉じて自己保持しているため、この
ことに関係なくオンの状態を続け、そのため常閉接点Ｘ
Ｈ２はオフのままである。したがってこの着火不成功時
には再びコンデンサＣＩが充電されることがないので、
トライアル時間終了後は、すべての動作が停止した状態
が保たれる。再び着火動作を行なうためには電源スイッ
チＳＷを一旦オフにした後再度オンとして、上記の点火
待機時間およびトライアル時間に行なわれるシーケンス
をくり返すようにすればよい。

前記のように、定常燃焼運転時になんらかの原因で途中
で炎が消えた時には、演算増幅器Ａの出力端子が“Ｌ”
となるのでトランジスタＴｒ３がただちのオフし、その
ためリレーＸＰがオフとなって前記着火不成功時と同様
にすべての動作が停止するとともに、ＬＥＤＬ２が点灯
する。この時にも再び着火するには電源スイッチＳＷを
一旦オフした後再度投入する必要がある。なお、この実
施例の回路においては、すべての素子の種々の態様の故
障に対して安全側に働くよう（フェィルセィフ機能を果
すよう）構成されている。

まず、炎検出回路においてトランジスタＴｒｌがオン方
向に動作するような故障が生じた場合に対して、トラン
ジスタＴｒｌのコレクタとコンデンサＣＩの正側一端と
の間に抵抗Ｒ８とダイオードＤＩとの直列回路を接続し
、かっこの抵抗Ｒ８の抵抗値を、抵抗Ｒ９の抵抗値より
も十分小さいものとしている。このことによって、トラ
ンジスタＴｒｌがオンする方向に故障した場合、コンデ
ンサＣＩの充電鷺位をほぼゼロボルトとし、タイマ回路
がいつまでたってもタイムアップしないようにしてリレ
ーＸＰをオごせず、点火動作等の次のシーケンスに移ら
ないようにして安全を図っている。また、炎検出回路に
おいてトランジスタＴｒｌがオフする方向での故障が生
じた場合には、炎検出がなされない時と同様の動作がな
されるので安全である。タイマ回路のトランジスタＴｒ
２および着火時の保持用トランジスタＴｒ３がオン方向
に動作するような故障に対しては、次のようにして安全
を図っている。

抵抗Ｒ１４の抵抗値をリレーＸＰのコイルの抵抗値との
割合を、Ｖｍｉｎ＞ＶｃｃＸ｛ＸＰの抵抗値／（Ｒ１４
の抵抗値＋ＸＰの抵抗値）｝ （ＶｍｉｎはリレーＸＰの最４・動作電圧、Ｖｃｃは電
源電圧）となるように選び、また抵抗Ｒ１８の抵抗値が
、Ｖｍａｘ＜Ｖｃｃ× ｛ＸＰの抵抗値／ （Ｒ１８の抵抗値＋ＸＰの抵抗値）｝ （ＶｍａｘはリレーＸＰの最大復帰電圧）となるように
している。

そのためリレー一ＸＰは、抵抗Ｒ１４を通じて行なわれ
る充電によってコンデンサＣ４の電圧が充分に高くなっ
ている状態でトランジスタＴｒ２がオンになったときの
み、このコンデンサＣ４の放電電流がオンとなることが
でき、故障していてトランジスタＴｒ２，Ｔｒ３が最初
からオンしている場合には、コンデンサＣ４の充電電圧
はリレーＸＰの最小動作電圧に到達しないためオンする
に至ることがない。また、リレーＸＰが一旦動作すると
、その常開接点ＸＰ２がオンするので抵抗Ｒ１８を経て
リレーコイルの両端に最大復帰電圧以上の電圧が加えら
れることになってリレーＸＰは動作状態を保持すること
になる。なお、上記実施例では、炎検出回路はサーモカ
ップルＴＣと演算増幅器Ａとで構成したが、他の熱に感
応する素子、たとえばフレームロッドのような炎検出素
子を用いたり、あるいはＣｄＳなどの光電式の炎検出素
子を用いることもできる。

また、上記の実施例でパイロット弁開閉器ＰＶ、メイン
弁開閉器ＭＶ、点火器ＩＧおよび炎検出素子ＴＣのみを
燃焼装置近辺にとりつけ、他の制御回路を離れた位置に
置かれた制御箱に納めるよう構成して遠隔操作すること
も可能である。Ｈ効果 この発明による燃焼制御装置では、炎検出回路の第１の
トランジスタが短絡故障した場合、タイマ回路の時定数
回路をなすコンデンサは、上記短絡した第１のトランジ
スタにより抵抗を介して短絡されてしまうので、このコ
ンデンサの両端電圧が上昇せず、スイッチング素子がオ
ンになることがなく、その結果第２のトランジスタがオ
ンにならないので第２のリレ−はいつまでたってもオン
にならず、その常開援点がオンにならないため、パイロ
ット弁開閉器、メイン弁開閉器、および点火器のいずれ
にも通電されることがなく、安全が確保されるなどの種
々のフェィルセィフ機能を実現できる。

さらにサーモカップル等の熱応答の遅い素子により炎検
出を行なう場合にも自動的に点火動作を行なうことがで
きるとともに、未燃焼の燃料が長い間放出し続けるとい
うことも回避できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の−実施例を示す回路図、第２図は第１
図の動作を説明するためのタイム・チャートである。 ＰＶ・・・・・・パイロット弁開閉器、ＭＶ・・…・メ
イン弁開閉器、ＩＧ・・・・・・点火器、Ｔｒｌ…・・
・炎検出回路の出力トランジスタ、Ｔｒ２・・・…タイ
マ回路の出力トランジスタ、Ｔｒ３…・・・着火時の保
持用トランジスタ、ＸＰ，ＸＦ，ＸＨ・・・・・・リレ
ー。 図＾ 球 図 Ｎ 様

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 炎検出回路と、タイマ回路と、第１のリレーと、第
   ２のリレーと、第２のリレーの常開接点に直列接続され
   るパイロツト弁開閉器と、上記第２のリレーの常開接点
   に上記第１のリレーの常開接点を介して直列接続される
   メイン弁開閉器と、上記第２のリレーの常開接点に上記
   第１のリレーの常開接点を介して直列接続される点火器
   とを有する燃焼制御装置において、 上記炎検出回路は
   、炎検出素子と、この炎検出素子が接続される演算増幅
   器と、この演算増幅器の出力端子にそのベースが接続さ
   れている第１のトランジスタとからなり、 上記タイマ
   回路は、抵抗とコンデンサとを直列接続した時定数回路
   と、このコンデンサの両端の電圧が所定の電圧に達した
   ときにオンするスイツチング素子と、このオンしたスイ
   ツチング素子を流れる上記コンデンサの放電電流がその
   ベースに与えられる第２のトランジスタとからなり、
   上記第１のトランジスタのコレクタに、上記第１のリレ
   ーを接続するとともに、抵抗を介して上記タイマ回路の
   コンデンサの一端を接続し、 上記第２のトランジスタ
   のコレクタに上記第２のリレーを接続し、 さらにこの
   第２のトランジスタのコレクタ・エミツタに対し、第３
   のトランジスタのコレクタ・エミツタを並列接続し、こ
   の第３のトランジスタのベースを、上記第２のリレーの
   他の常開接点を介して電源端子に接続するとともに、上
   記炎検出回路の演算増幅器の出力端子に接続したことを
   特徴とする燃焼制御装置。