JPS6235566B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、バーナの着火に必要な動作を所定
のシーケンスにしたがつて自動的に遂行する機能
を有する燃焼安全制御装置に関し、とくに燃焼室
内に供給される空気量を調節する手段を備えた燃
焼安全制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

燃焼室内に燃焼用空気を供給する機能を備えた
燃焼安全制御装置においては、点火に先立つて行
われるプリパージ動作中では、確実なプリパージ
を行うために空気量を最大にし、またプリパージ
後に行われる点火動作中には、点火および炎の安
定化を妨げないように、空気量を最小にすること
が必要である。またプリパージ動作の終了後に、
空気量が最小になつたことを確認してから点火ト
ライアル時間を計測することが望まれる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、従来は点火トライアル時に送風を絞
つていなかつたため、着火に確実性が期待できな
いという問題点があつた。

この発明は上記の問題点を解消するためになさ
れたもので、着火が確実に行われ、動作の安定性
および安全性に優れた燃焼安全制御装置を得るこ
とを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明にかかる燃焼安全制御装置は、第１図
に示すように、ダンパ開度方向選択手段４Ｋ１を
介して交流電源１に接続されたダンパ駆動手段４
０と、前記ダンパ駆動手段４０で駆動されたダン
パ４１の最大開度状態を検出する最大開度検出手
段４３および最小開度状態を検出する最小開度検
出手段４４と、前記ダンパ開度方向選択手段４Ｋ
１を切換え制御するリレー４ＫとトランジスタＱ
３とを直列接続したリレー回路Ａと、第１のトラ
ンジスタＱ６の導通を条件に第２のトランジスタ
Ｑ７が導通して該第１のトランジスタの導通状態
を維持するラツチ回路Ｂと、前記最大開度検出手
段４３の作動で閉成される最大開度確認手段４３
Ａと直列接続したタイマ回路Ｃと、トランジスタ
Ｑ８と直接接続した点火制御回路Ｄと、前記リレ
ー回路Ａとラツチ回路Ｂとタイマ回路Ｃおよび点
火制御回路ＤをサーモスイツチTHを介してそれ
ぞれ並列接続した直流電源７と、前記最小開度検
出手段４４の作動で閉成される最小開度確認手段
４４Ａを介して前記直流電源７に並列接続される
ゲート回路Ｅと、前記ラツチ回路Ｂの第１のトラ
ンジスタＱ６のベースに出力側を接続したパルス
検出回路Ｆとを備え、前記リレー回路Ａのトラン
ジスタＱ３のベースを前記直流電源７の正極側と
前記ラツチ回路Ｂの出力側に接続し、前記タイマ
回路Ｃの出力側を前記ゲート回路Ｅおよびパルス
検出回路Ｆの入力側に接続し、前記ゲート回路Ｅ
の出力側を前記点火制御回路Ｄと直列のトランジ
スタＱ８のベースに接続し、前記タイマ回路Ｃを
充電時定数でプリパージ時間を計測し放電時定数
で点火トライアル時間で計測する充放電コンデン
サと該充放電コンデンサの充電電圧が基準電圧よ
り高くなつたとき導通するスイツチング素子とし
て構成したものである。

〔作用〕

この発明における燃焼安全制御装置は、熱要求
でサーモスイツチTHが閉じると、トランジスタ
Ｑ３がONするためリレー回路Ａも閉成され、リ
レー４Ｋがダンパ開度方向選択手段４Ｋ１をダン
パ４１を開く方向に選択する。これにより、ダン
パ駆動手段４０はダンパ４１を最大開度位置まで
駆動する。

最大開度検出手段４３がダンパ４１の最大開度
を検出して最大開度確認手段４３Ａを閉成する
と、タイマ回路Ｃに電源７が接続されてプリパー
ジ時間の計測に入る。従つて、プリパージはダン
パが最大開度にあることによる最大風量下で効果
的に実行される。

タイマ回路Ｃが所定時間の後にタイムアツプし
てプリパージ終了信号を送出すると、パルス検出
回路Ｆが上記プリパージ終了信号の立上りを検出
してラツチ回路Ｂを励磁する。その結果、ラツチ
回路Ｂの出力はサーモスイツチTHからの信号が
あつてもトランジスタＱ３をクランプしてリレー
回路Ａを開成させるため、リレー４Ｋがダンパ開
度方向選択手段４Ｋ１をダンパ４１を閉じる方向
に選択する。これにより、ダンパ駆動手段４０は
ダンパ４１を最小開度位置まで駆動する。

最小開度検出手段４４がダンパ４１の最小開度
を検出して最小開度確認手段４４Ａを閉成する
と、ゲート回路Ｅが作動することによつてタイマ
回路Ｃのコンデンサに充電されていた電荷により
トランジスタＱ８も導通し、点火制御回路Ｄに電
源７が接続されて点火トライアルの実行となる。
従つて、この点火トライアルは最小風量下で安定
に実行される。

なお、上記ゲート回路Ｅはタイマ回路Ｃのコン
デンサのデイスチヤージによるプリパージ終了信
号が消滅するときまで付勢されるので、点火トラ
イアル時間はこの付勢時間で決定される。

〔実施例〕

以下にこの発明の一実施例について図面を参照
して説明する。第２図において交流電源１の両端
間には、トランス２の一次巻線が接続され、また
複数の接点からなる負荷駆動制御回路３０を介し
て、空気供給制御装置４０、フアン用モータ３、
パイロツトバーナ用バルブ４、メインバーナ用バ
ルブ５および点火器６がそれぞれ接続されてい
る。空気供給制御装置４０は、燃焼室内に供給さ
れる空気の総流量を制御するためのもので、その
代表例として、ダンパ４１およびその開度を調節
するためのリサイクルモータ４２と、ダンパ４１
の大きなる開度である高位置でオンになる高スイ
ツチ４３及び小さなる開度である低位置でオンに
なる低スイツチ４４とを有する二位置制御装置を
示す。

またトランス２の二次巻線には、ダイオードブ
リツジ７およびコンデンサＣ１からなる整流平滑
回路が接続され、その出力が後段の電子回路に供
給されるようになつている。すなわち熱要求があ
るときにオンになるスイツチ、たとえばサーモス
タツトTHがオンになると、抵抗Ｒ１〜Ｒ４から
なる分圧回路に電圧が印加され、トランジスタＱ
１が導通する。

トランジスタＱ１が導通すると、そのコレクタ
電流は、安全リレーのセツトコイルＬ１、常閉動
作の風圧スイツチAFの閉接点、抵抗Ｒ５および
リレー１Ｋの常閉接点１Ｋ１を通つてサイリスタ
Ｑ２のゲートに流れ、これによつてサイリスタＱ
２が導通し、その負荷であるリレー１Ｋが動作し
て、その２つの常閉接点１Ｋ１，１Ｋ２をオフ
に、そして３つの常開接点１Ｋ３，１Ｋ４，１Ｋ
５をオンにする。

接点１Ｋ４がオンになることによつて、リレー
２Ｋの常閉接点２Ｋ２を経てフアン用モータ３に
動作電流が供給される。すなわちリレー１Ｋの付
勢は、安全リレーのセツトコイルＬ１に断線がな
く、そして風圧スイツチAFが常閉接点側にある
こと（すなわち開接点側に溶着していないこと）
を確認して行われる。なお風圧スイツチAFを通
つて流れる電流は微小であるので、安全リレーは
プルインされない。

一方、トランジスタＱ３は、抵抗Ｒ６〜Ｒ９か
らなる分圧回路から印加されるベースバイアス受
けて、サーモスタツトTHがオンになつた直後に
導通し、リレー４Ｋを動作させる。このリレー４
Ｋの動作によつて接点４Ｋ１が切替わり、空気供
給制御回路４０のリサイクルモータ４２がダンパ
４１を大きなる開位置にもたらすように動作す
る。この動作によつて燃焼室に供給される風量が
徐々に増大し、これを検知して風圧スイツチAF
が常閉接点側から開接点側に切替わり、また、ダ
ンパ４１の開度が高位置に達することで低スイツ
チ４４がオフに、高スイツチ４３がオンになる。

この状態で、風圧スイツチAFの開接点側か
ら、閉動作になつた高スイツチ４３の接点４３
Ａ、すでにオンになつている接点１Ｋ３および抵
抗Ｒ１０を経てコンデンサＣ２に充電電流が流
れ、この時点からプリパージ時間Ｔ１の計測が始
まる。このプリパージ時間Ｔ１の計測は、抵抗Ｒ
１〜Ｒ４およびＲ１１，Ｒ１２によつて設定され
た第１の設定電圧に対してコンデンサＣ２の端子
電圧を比較するPUT Ｑ４の動作で行われる。

コンデンサＣ２の充電が進み、その端子電圧が
設定電圧に達すると、PUT Ｑ４が導通し、プリ
パージ時間Ｔ１の終了を示す信号が抵抗Ｒ１３を
経て、ツイントランジスタからなるトランジスタ
Ｑ５のベースに供給されるが、そのエミツタ側は
すでにオフになつている低スイツチ４４の接点４
４Ａによつて開放されているので、このトランジ
スタＱ５は導通せず、低スイツチ４４がオンにな
るのを待つ。しかしプリパージ時間終了信号は、
ダイオードＤ１を通り、コンデンサＣ３でパルス
化されたのちトランジスタＱ６のベースに供給さ
れてこれを導通させる。

なおダイオードＤ１および抵抗Ｒ１４を通して
コンデンサＣ２の放電電流が流れるが、抵抗Ｒ１
４の抵抗値を1MΩ程度の大きい値に選んでおく
ことにより、コンデンサＣ２の放電は抑制されて
いる。

トランジスタＱ６が導通すると、抵抗Ｒ６〜Ｒ
９からなる分圧回路からベースバイアスを受けて
オフに保持されていたトランジスタＱ７が導通
し、そのコレクタ側に接続された抵抗Ｒ１５，Ｒ
１６によつてトランジスタＱ６にベースバイアス
が与えられるために、トランジスタＱ６およびＱ
７は導通状態で安定する。またトランジスタＱ６
が導通すると、トランジスタＱ３のベースバイア
スが引下げられるためにこのトランジスタＱ３が
オフになり、リレー４Ｋが非動作になる。これに
よつて接点４Ｋ１が切替わり、リサイクルモータ
４２によつてダンパ４１が小さなる開度に閉じ始
める。ダンパ４１が大きなる開度に設定され、高
スイツチ４３がオンしてからトランジスタＱ３が
オフになるまでの時間がプリパージ時間Ｔ１に相
当し、その後にダンパ４１が小さなる開度に移動
して高スイツチ４３がオフに、低スイツチ４４が
オンになつた時点から点火トライアル時間Ｔ２が
始まる。

低スイツチ４４がオンになりその接点４４Ａが
閉成すると、抵抗Ｒ１３を経てベースバイアスを
受けているトランジスタＱ５は、そのエミツタ側
が閉路されるために導通する。これによつて、抵
抗Ｒ１７とＲ１８の分割電圧によりトランジスタ
Ｑ８のペースがバイアスされ、トランジスタＱ８
が導通し、そのコレクタ電流が抵抗Ｒ１９を経て
サイリスタＱ９のゲートに供給されサイリスタＱ
９はONする。

一方、トランジスタＱ５が導通すると同時に、
抵抗Ｒ２０とＲ２１の分割電圧によりトランジス
タＱ１０のベースがバイアスされ該トランジスタ
が導通し、その負荷であるリレー３Ｋが動作す
る。すなわちダンパ４１が小さなる開度まで移動
することによつて低スイツチ４４がオンになる
と、リレー２Ｋおよび３Ｋが瞬時に動作し、各々
の接点２Ｋ２，３Ｋ１がオフに、常開接点２Ｋ
３，２Ｋ４，３Ｋ２，３Ｋ３がオンになる。この
ためパイロツトバーナ用バルブ４および点火器６
が同時に動作して、パイロツトバーナの点火が試
みられる。

この結果、PUT Ｑ４のカソード側の出力電流
が、ダイオードＤ２、閉成した接点３Ｋ３、リレ
ー２Ｋ、風圧スイツチAFおよびサイリスタＱ９
を通つて流れ、リレー２Ｋが動作するとともに、
コンデンサＣ２の放電が促進される。リレー２Ｋ
が動作することによつて、その常開接点２Ｋ１が
オンになると、トランジスタＱ８のコレクタ電流
は、この接点２Ｋ１および抵抗Ｒ３を通つてリレ
ー２Ｋにも流れてこれを自己保持するとともに、
トランジスタＱ８がオンすることで、トランジス
タＱ１のエミツタ・ベース間を短絡し、トランジ
スタＱ１をオフにする。低スイツチ４４がオンに
なつてから、コンデンサＣ２の放電が終了してト
ランジスタＱ５がオフになるまでの期間が点火ト
ライアル時間Ｔ２に相当する。すなわち、コンデ
ンサＣ２が放電することでトランジスタＱ５がオ
フすると、トランジスタＱ１０がオフし、リレー
３Ｋが非励磁となることで点火トライアルが終了
する。なお、このコンデンサＣ２の放電は、リレ
ー２Ｋを介して急激に行なわれるため、点火トラ
イアル時間Ｔ２は適切な短い時間に設定される。

リレー２Ｋと直列にリレー３Ｋの常開接点３Ｋ
３を接続したのは、リレー３Ｋが動作しないのに
リレー２Ｋが動作するという事態が起るのを防止
するためである。いま、プリパージ時間Ｔ２が終
了してPUT Ｑ４が導通した状態で炎検出回路
FCが疑似火炎を検出したとすると、もし接点３
Ｋ３がないと、ダンパ４１が小さなる開度まで閉
じないうちにリレー２Ｋが動作し、点火動作に入
る可能性がある。このような事態は強い風量化で
点火トライアルに入るため、点火が実行できず、
従つて、生ガスの放出という極めて危険な状態に
なる。接点３Ｋ３はこのような誤動作を防止して
いる。

さらにトランジスタＱ１０が導通すると、その
コレクタ電流の一部がダイオードＤ３を経てコン
デンサＣ４にも流れてこれを瞬時に充電し、つい
で抵抗Ｒ２２を経てトランジスタＱ１１のベース
に供給されてこれを導通させる。このためサイリ
スタＱ２はシヤントされるが、リレー１Ｋの動作
はトランジスタＱ１１によつて保持される。

以上の説明から明らかなように、PUT Ｑ４を
主体として構成された電子的タイマ回路は、プリ
パージ時間Ｔ１および点火トライアル時間Ｔ２の
両方を計測する機能を有している。すなわちダン
パ４１が大きな開度に達したことを示す高スイツ
チ４３がオンした時点を起点として、第３図に示
すように、コンデンサＣ２の充電が開始されるこ
とによつて、PUT Ｑ４のアノード電圧レベルは
徐々に上昇し、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２からなる分圧
回路で定められた一定のゲート電圧レベルに達し
たとき、PUT Ｑ４が導通する。ここまでがプリ
パージ時間Ｔ１であり、この時点でプリパージ終
了信号が発生する。

またPUT Ｑ４が導通すると、そのカソード側
からトランジスタＱ６を導通させるのに必要な電
流が流れるが、トランジスタＱ６の導通は、抵抗
Ｒ１４およびコンデンサＣ３からなるパルス発生
回路からのパルスで行われるので、コンデンサＣ
２の放電量はわずかである。

そして、低スイツチ４４がオンになつてから、
コンデンサＣ２の電荷はリレー２Ｋを通つて急激
に放電して、その端子電圧はPUT Ｑ４の導通電
圧EDまで低下し、この時点で点火トライアル時
間Ｔ２が終わる。

なお、第３図において、PUT Ｑ４がオンする
ことでダンパ４１が大きなる開度である高位置か
ら閉じ始め、低スイツチ４４がオンする小さなる
開度に達するまでの時間をｔ２で示している。

ここまでの動作は自動的に進行するが、以後の
動作は、点火トライアル時間Ｔ２内に点火に成功
した場合と失敗した場合とで異なる。

（点火に成功した場合） リレー２Ｋおよび３Ｋが動作した時点から点火
が試みられ、点火トライアル時間Ｔ２内に火炎が
確立すると、この火炎を炎検出器Ｆが検出するこ
とによつて、炎検出回路FCは、トランジスタＱ
８のベースを抵抗を介してコモン電位に接地する
ので、点火トライアル時間Ｔ２が過ぎてトランジ
スタＱ５がオフになつたのちにも、トランジスタ
Ｑ８は導通状態に保持されることになる。したが
つて、サイリスタＱ９は導通したままであり、リ
レー２Ｋは動作状態に保持され続ける。

さらに、トランジスタＱ５がオフになると同時
にトランジスタＱ１０がオフに、したがつて、リ
レー３Ｋが非動作になり、接点３Ｋ２がオフにな
ることによつて点火器６の動作が停止し、この時
点からパイロツト安定化時間Ｔ３が始まる。

またトランジスタＱ１０がオフになると同時
に、ダイオードＤ３のアノード電位が低下し、コ
ンデンサＣ４の放電が始まる。そしてコンデンサ
Ｃ４の放電が終了すると、トランジスタＱ１１が
オフになり、したがつてリレー１Ｋが非動作にな
る。このトランジスタＱ１０がオフしてから、リ
レー１Ｋが非動作になるまでの時間が、パイロツ
ト安定化時間Ｔ３である。これによつて常開接点
１Ｋ４，１Ｋ５はオフになるが、常閉接点１Ｋ２
がオンになることによつてメインバーナ用バルブ
５が動作し、メインバーナに燃料が供給され、こ
の時点から定常燃焼状態に入る。

さらにトランジスタＱ１１がオフになると、サ
イリスタＱ２もすでにオフになつているために、
抵抗Ｒ２３を介して低レベルに保持されていたト
ランジスタＱ３のベース電位が、抵抗Ｒ２３，Ｒ
８，Ｒ９の分圧比で定まる高レベルに上昇し、ト
ランジスタＱ３が再び導通し、リレー４Ｋが再動
作する。ここで、Ｒ２３は、リレー１Ｋをプルイ
ンさせない程度の電流となるように、その抵抗値
が選択される。これによつて接点４Ｋ１が切替わ
り、リサイクルモータ４２がダンパ４１を再び開
方向に移動させる。そしてこの状態は、熱要求が
なくなつてサーモスタツトTHがオフになるまで
継続する。

点火に成功した場合の各部の動作シーケンスを
第４図に示す。

（点火に失敗した場合） 点火トライアル時間Ｔ２内に点火に成功しなか
つた場合には、炎検出回路FCは、トランジスタ
Ｑ８のベースを抵抗を介してコモン電位に接地し
ないので、コンデンサＣ２の放電が終了してトラ
ンジスタＱ５がオフになつた時点で、トランジス
タＱ８がオフになり、したがつてトランジスタＱ
１がオンになる。すなわちこの時点で、安全リレ
ーのセツトコイルＬ１に直列に接続されているト
ランジスタＱ１およびサイリスタＱ９の両方が導
通の状態となり、この系路を通つて流れる電流に
よつて安全リレーがプルインされ、その接点LS
がオフになる。

この結果、接点LS以降の回路の電源が遮断さ
れて全てのリレー１Ｋ〜４Ｋが非動作となり、負
荷駆動制御回路３０の各接点はサーモスタツト
THがオンになる前の状態に復帰する。

安全リレーはそのままでは復帰せず、接点LS
およびサーモスタツトTHをバイパスするように
抵抗Ｒ２４およびリセツトスイツチRSを介して
接続されたリセツトコイルＬ２に、リセツトスイ
ツチRSを手動でオンにして動作電流を供給する
ことによつてはじめて復帰するような構成になつ
ている。なお安全リレーの代りに、熱動形の安全
遮断スイツチを使用し、そのヒータをセツトコイ
ルＬ１の位置に、また遮断スイツチを接点LSの
位置にそれぞれ接続した場合にも同様の動作が得
られる。

また低スイツチ４４が閉溶着故障を起している
場合には、プリパージ動作の開始時に高スイツチ
４３がオンになつたときに、トランジスタＱ１，
セツトコイルＬ１、風圧スイツチAFの開接点、
高スイツチ４３の接点４３Ａおよび低スイツチ４
４の接点４４Ａを通つて流れる電流で安全リレー
が動作する。また高スイツチ４３が溶着している
場合には、点火トライアル時に低スイツチ４４が
オンになつたときに同じ経路を通つて流れる電流
で安全リレーが動作する。

なお高スイツチ４３を省略する場合には、第５
図に示すように、高スイツチ４３が接続されてい
る端子１１および１２間をジヤンパ線４５で接続
すればよい。また端子１３および１４間をジヤン
パ線で接続すれば低スイツチ４４をキヤンセルす
ることができるので、空気供給制御装置４０を有
さないものにも適用できる。

以上のようにこの発明によれば、タイマ回路に
おけるプリパージ時間の計測時は、ダンパが最大
開度に開かれているので、プリパージは最大風量
下で効果的に行なわれる。また、タイマ回路にお
ける点火トライアル時間の計測の開始は、インタ
ーロツク手段が一つの状態、すなわち燃焼室内に
供給される空気量が最小であることを確認した状
態でのみ行われる。したがつて点火が常に確実に
行われ、動作の安定性および安全性が大幅に向上
する。

更に、この実施例の構成は、高スイツチ４３の
接点４３Ａ及び低スイツチ４４の接点４４Ａの溶
着に対しても安全サイドに動作する優れた特性を
有している。つまり、低スイツチ４４の接点４４
Ａが溶着しているならば、高スイツチ４３がオン
するとき、すなわちプリパージの開始時に安全リ
レーが動作する。また高スイツチ４３の接点４３
Ａが溶着しているならば、低スイツチ４４がオン
するとき、すなわち点火トライアルの開始時に安
全リレーが動作するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の基本原理を説明する図、第
２図はこの発明の一実施例による燃焼安全制御装
置の回路図、第３図は同装置のタイマ回路の動作
を示すグラフ、第４図は正常な着火が行われた場
合のシーケンス図、第５図は高スイツチを省略し
た場合の結線を示す一部の回路図である。 １……交流電源、２……トランス、３……フア
ン用モータ、４……パイロツトバーナ用バルブ、
５……メインバーナ用バルブ、６……点火器、７
……ダイオードブリツジ、３０……負荷駆動制御
回路、４０……空気供給制御装置、４１……ダン
パ、４２……リサイクルモータ、４３……高スイ
ツチ、４４……低スイツチ、４５……ジヤンパ
線、TH……サーモスタツト、１Ｋ〜４Ｋ……リ
レー、Ｆ……炎検出器、FC……炎検出回路、AF
……風圧スイツチ、Ｌ１……セツトコイル、Ｌ２
……リセツトコイル、LS……接点、RS……リセ
ツトスイツチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ダンパ開度方向選択手段を介して交流電源に
   接続されたダンパ駆動手段と、前記ダンパ駆動手
   段で駆動されたダンパの最大開度検出手段および
   最小開度検出手段と、前記ダンパ開度方向選択手
   段を切換え制御するリレーとトランジスタとを直
   列接続したリレー回路と、第１のトランジスタの
   導通を条件に第２のトランジスタが導通して該第
   １のトランジスタの導通状態を維持するラツチ回
   路と、前記最大開度検出手段の作動で閉成される
   最大開度確認手段と直列接続したタイマ回路と、
   トランジスタと直接接続した点火制御回路と、前
   記リレー回路とラツチ回路とタイマ回路および点
   火制御回路をサーモスイツチを介してそれぞれ並
   列接続した直流電源と、前記最小開度検出手段の
   作動で閉成される最小開度確認手段を介して前記
   直流電源に並列接続されるゲート回路と、前記ラ
   ツチ回路の第１のトランジスタのベースに出力側
   を接続したパルス検出回路とを備え、前記リレー
   回路のトランジスタのベースを前記直流電源の正
   極側と前記ラツチ回路の出力側に接続し、前記タ
   イマ回路の出力側を前記ゲート回路およびパルス
   検出回路の出力側に接続し、前記ゲート回路の出
   力側を前記点火制御回路のトランジスタのベース
   に接続し、前記タイマ回路を充電時定数でプリパ
   ージ時間を計測し放電時定数で点火トライアル時
   間を計測する充放電コンデンサと該充放電コンデ
   ンサの充電電圧が基準電圧より高くなつたとき導
   通するスイツチング素子とで構成したことを特徴
   とする燃焼安全制御装置。