JPS6333614B2 - - Google Patents

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JPS6333614B2
JPS6333614B2 JP55006526A JP652680A JPS6333614B2 JP S6333614 B2 JPS6333614 B2 JP S6333614B2 JP 55006526 A JP55006526 A JP 55006526A JP 652680 A JP652680 A JP 652680A JP S6333614 B2 JPS6333614 B2 JP S6333614B2
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JP
Japan
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circuit
switch element
semiconductor switch
gate
output
Prior art date
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Application number
JP55006526A
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English (en)
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JPS56102612A (en
Inventor
Juji Yamamoto
Shigeru Shiragaki
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Azbil Corp
Original Assignee
Azbil Corp
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Publication date
Application filed by Azbil Corp filed Critical Azbil Corp
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Publication of JPS56102612A publication Critical patent/JPS56102612A/ja
Publication of JPS6333614B2 publication Critical patent/JPS6333614B2/ja
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  • Regulation And Control Of Combustion (AREA)
  • Control Of Combustion (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、燃料供給装置あるいは安全遮断スイ
ツチのような負荷を駆動するための半導体スイツ
チ素子を有する負荷駆動回路を備えた燃焼制御装
置において、半導体スイツチ素子が正常にスイツ
チ動作を行うことを確認したのちにはじめて通常
の起動動作を行わせるために適用される起動チエ
ツク回路に関するものである。
熱要求に応じて燃焼器を起動させる場合、所定
のシーケンスにしたがつて、あるいは異常発生時
に動作して負荷を制御する半導体スイツチが起動
時に所定の状態にあり、かつ制御信号に応じて動
作することを確認することは、安全な燃焼制御を
行うためにはきわめて重要である。たとえば主燃
料弁を制御する半導体スイツチ素子は、起動時か
ら所定のシーケンスが完了するまで確実にオフ状
態を保持していることが必要であり、もし導通故
障を起していたとすると、起動直後から主燃料弁
が開いて大量の燃料が未着火のまま放出されるこ
とになる。また安全遮断スイツチを制御する半導
体スイツチ素子の場合には、起動時にはオフであ
ることはもちろん、所定の信号を受けたときには
確実にオンになることが要求され、もしオンにな
らなければ、安全遮断スイツチを動作させること
ができず、安全性が保証されない。
この出願の第1発明は、燃焼制御装置の起動時
に、燃料供給装置あるいは安全遮断スイツチのよ
うな負荷を駆動するための半導体スイツチを有す
る負荷駆動回路が起動時に正常な状態にあり、か
つ所定の状態で確実に動作するかどうかを自動的
にチエツクする機能を有する起動チエツク回路を
提供することを目的としている。
この出願の第2発明は、上記のチエツク結果を
一時記憶させることにより、一旦電源を切らない
限り、起動のたびに再チエツクすることを不要と
した起動チエツク回路を提供することを目的とし
ている。
以下図面と共に本発明のデジタル燃焼制御装置
の動作を説明する。
第1図に於いては、各種燃焼制御機器に共通し
て利用される基本制御ケーシン動作を行なう燃焼
集積制御装置を示している。なお、図中、安全ス
イツチ部ならびに負荷リレー駆動部以外に、この
集積制御装置に接続されるべき機器たとえば火炎
検出回路、あるいはサーモスタツト起動スイツチ
などは、図示してない。また、負荷リレーによつ
て制御される送風機、弁あるいはポンプ、点火器
などは、各種の接続が考えられるが、ここでは第
2図にその一例を示し、その動作を後述すること
にする。
図に於いて、10は状態判別回路であつて、図
示しないサーモスタツトあるいは手動起動スイツ
チからの出力信号すなわち熱要求信号11と、図
示しない火炎検出回路からの出力信号を反転した
反転火炎信号13と、後述するANDゲート14
の出力16との三つの信号を入力とするNAND
ゲート15が設けられている。ここでは、熱要求
信号11は、熱要求があるときに“1”を、ない
ときに“0”を出し、また一方、火炎検出回路は
火炎があるとき“1”を、ないときに“0”を出
すので反転火炎信号13は火炎があるとき“0”
を、ないとき“1”をNAND15の入力へ与え
ている。一方、この反転火炎信号13とプリパー
ジ信号M3を示す信号20とを入力とするORゲ
ート18の出力と、上述したNANDゲート15
の出力は、もう一つのNANDゲート17に加え
られ、これより状態判別論理回路の出力を出して
いる。また28はクロツク発生回路であつて、商
用交流電源29よりクロツク1のパルスを、また
これを分周器27を経てクロツク2の二つのクロ
ツク信号を作つている。クロツク2は、起動スイ
ツチからの熱要求信号が本制御装置に供給するタ
イミングの同期を得て、安全スイツチ回路21の
動作が正規のタイミングで得られるようにしてい
る。
安全スイツチ回路21は、トランジスタQ1と、
そのコレクタと電源間に接続した安全スイツチ負
荷で構成される。安全スイツチ負荷は、瞬時動作
型遮断スイツチあるいは熱応動スイツチのような
所定インターバル型遮断スイツチの加熱駆動負荷
である。一方、トランジスタ23のスイツチ状態
を感知するためさらにそのコレクタ25と、後述
する第1タイマ回路からの状態感知信号C1との
双方を入力とするNANDゲート27が設けられ、
その出力はラツチ回路として働くS−Rフリツ
プ・フロツプ31へ入力される。このラツチ回路
31には、上述した電源商用周波と同期したクロ
ツク1の信号が与えられ、その出力はNOTゲー
ト32を経てANDゲート33と、さらに出力IN
2として別のラツチ回路17に与えられる。
ANDゲート33には、ANDゲート27の出力が
直接加えられ、さらにANDゲート33の出力は、
ラツチすなわちメモリ回路M1に加えられる。一
方、AND27の出力と、メモリ出力34とさら
に後述するもう1つのメモリ回路M3のメモリ出
力39とを入力とするANDゲート37が設けら
れ、その第1弁駆動出力は、集積制御部の外部に
設けた負荷リレー駆動回路70のトランジスタ7
1およびリレー75を開閉する。さらに、メモリ
回路M1の出力34と、メモリ回路56の出力3
9の反転出力3とを入力とする別のANDゲー
ト35が設けられ、この出力側にもさらに別のラ
ツチ回路すなわちメモリ回路36が設けられてお
り、その出力から、燃焼用フアンモータ駆動が出
され、負荷リレー駆動回路70のトランジスタ7
3およびリレー76を付勢する。
一方、NOT回路32の出力IN2はラツチ回路
17に加えられ、そのラツチ回路17の出力とク
ロツク2とを入力とするANDゲート18の出力
が第1タイマ回路40の各S−Rフリツプ・フロ
ツプに与えられる。
一方、プリパージタイミングを与えている第1
タイマ回路40は、フアンモータ駆動状態を示す
メモリ出力2をNOTゲート42を介して与え
られる入力と時間設定端子TP入力との双方を入
力とするNAND41の出力は、複数のS−Rフ
リツプ・フロツプ42を縦続接続したタイマ回路
に“0”信号を供給し、クロツク2の信号によつ
て、“0”シフトのレジスタを構成し、各段のフ
リツプ・フロツプ出力からは、出力46がAND
ゲート14の入力に接続されて第1タイマ回路を
形成している。一方、フリツプ・フロツプ42の
各段の出力には、NOTゲート44とNANDゲー
ト45とで構成した、段間ゲート回路43が接続
され、各段間ゲート回路43のNANDゲート4
5には、反転火炎信号Fが印加されている。最終
段フリツプ・フロツプ42の出力Fmは、AND
ゲート14に供給されるだけでなく、上述した
ANDゲート27の入力C1としても、また、さら
に次段点火トライアルタイミングを確保する第2
タイマ回路50の入力信号にもなつている。さら
に第2タイマ回路50は、第1タイマ回路40と
ほぼ同様のタイマ動作をするが、初段フリツプ・
フロツプ51の出力のみに擬似火炎ラツチ回路5
2が与えられ、次段以後には設けていない。第2
タイマ回路50のフリツプ・フロツプ回路は、通
常のS−Rフリツプ・フロツプでも良いが、ここ
では、フエイル−セーフ型フリツプ・フロツプ回
路を使用しているため、クロツク2をNOTゲー
ト53を介して加えられるフリツプ・フロツプ5
1と、NOTゲート53を介さないで加えたフリ
ツプ・フロツプ51′とが交互に接続されており、
第1タイマ回路40と同様に各段の出力は、
ANDゲート14の入力に加えられている。
一方、第1タイマ回路の最終段フリツプフロツ
プ42の入力信号と、最終段火炎ラツチ回路45
のNOTゲート44の出力信号と、さらに第2タ
イマ回路の初段フリツプフロツプ51の出力信号
とをそれぞれ入力とするANDゲート55が設け
てあり、この出力をラツチ回路すなわちメモリ回
路M3にてその状態を記憶させている。このメモ
リ回路56は、プリパージタイミングが終了した
か否かを判別している。
さらにまた、ANDゲート14の入力には、第
1および第2タイマ回路の各フリツプフロツプ出
力が接続され、この等の入力が全て“1”になつ
たときだけ、出力を16に加えられる。
ANDゲート14の出力は、先に述べたNAND
15に入力しているだけでなく、次段のパイロツ
トオンリタイミングすなわち、パイロツト安定時
間を与えるための第3タイマ回路60に接続され
る。すなわち、火炎が確立したことを示す火炎信
号13′(反転してない)と、ANDゲート出力1
6と、さらにプリパージ終了信号39とを入力と
するNANDゲート61に加えられ、縦続接続さ
れた複数のS−Rフリツプフロツプ62をクロツ
ク2によつて駆動しNOTゲート63より第2弁
などを駆動する出力V2を与え、負荷リレー駆動
回路70のトランジスタ73およびリレー77を
付勢する。
80は、リサイクル−ノンリサイクル設定回路
であつて、外部セツト端子85を介して、本制御
装置をリサイクル動作させたいとき、すなわち一
旦消炎しても再度自動的に着火シーケンスを行わ
せたいときに“1”を、ノンリサイクル動作をさ
せたいときに“0”を与える。また2つの記憶回
路34および36の出力M1,M2をORゲート
83に入力し、その出力を反転火炎信号13にて
S−Rフリツプフロツプ82に読み出し、さらに
そのフリツプフロツプ82の出力と、外部セツト
信号85と、プリパージタイミング信号M3とを
入力とするANDゲート81の出力84により、
リサイクル動作をさせるときに、各ラツチ回路す
なわちメモリ回路M1,M2,M4およびM5を
リセツトし、再起動可能な状態に本制御装置を戻
している。
次にこの様な構成の動作を、一例として図示し
た第2図の負荷駆動回路の動作と共に説明する。
第2図は、フアンモータ2、パイロツト弁3、
点火器4および主弁5を良く知られた結線で示し
たガスバーナ用負荷駆動回路である。なお、第1
図の負荷リレー駆動回路を利用して、公知の各種
オイルバーナ用負荷駆動回路をも本制御装置によ
つて制御できるが、ここでは、ガス燃焼器用の最
も一般的に結線例によつて説明する。
まず、全てのゲート回路に電源が供給され付勢
されていると仮定し、さらにバーナには火炎が存
在せず、起動スイツチすなわちサーモスタツトを
熱要求が無いものとする。このとき第1および第
2タイマ回路40および50からANDゲート1
4の全入力端には“1”の信号が加えられている
ため、ANDゲート14の出力は“1”である。
したがつて、状態判別回路10のNANDゲー
ト15には、火炎の無いことを示す=“1”
と、ANDゲート14の出力“1”とが印加され
た状態にある。この状態では、NAND17の出
力は“0”で、安全スイツチ駆動回路21のトラ
ンジスタQ1は付勢されず、さらに第1タイマ回
路40も付勢されていないので、その最終段F−
F42からC1=“1”の信号と、安全スイツチ
回路21が付勢されてないことを示す信号“1”
がANDゲート27に加えられ、その出力“1”
がS−Rフリツプフロツプ31に与えられNOT
ゲート32の出力は“0”を保持し、第1および
第2タイマ回路の動作は停止している。このた
め、ラツチ回路34および36の出力はいずれも
“0”となつている。
この様な状態のところへ、サーモスタツトが熱
要求信号“1”を出すと、ラツチ回路12に常時
加えられているクロツク2と同期して、NAND
ゲート15に熱要求信号“1”が印加される。す
ると、NANDゲート15の出力は“1”から
“0”に、NANDゲート17の出力は“0”から
“1”に、さらにANDゲート27の出力は、その
入力端25が“0”となるので、その出力を
“0”にする。このためフリツプフロツプ31は
この“0”を呼び込み、インバータ32のIN2
出力を“1”にするが、ANDゲート33の他の
入力“0”が与えられているので、そのアンドゲ
ート33以後は変化がない。しかし、インバータ
出力“1”はラツチ回路17に与えられるので、
クロツク2と共に印加されたANDゲート18は
出力からはクロツク2がそのまま第1および第2
タイマ回路の各フリツプフロツプ42,51に印
加される。このため、最初のクロツク2の印加に
よつて第1タイマ回路の初段S−Rフリツプフロ
ツプ42は、NANDゲート41の“0”出力を
呼び込む。段間ゲート回路43には反転火炎信号
“1”が加つているので、その出力端46の初段
F11には“0”出力がANDゲート14に加わる。
以上の動作は、熱要求信号1とクロツク2との
信号が同期してNANDゲート15を作動したと
き同時に行われる。クロツク1は、ここでは交流
電源からクロツク発生器28で交流電源の2倍の
周波数約100Hzのパルスであるが、クロツク2は、
これを分周し、約1秒パルスを発生している。こ
のため、クロツク1のパルスによつて瞬時に
ANDゲート14の出力16は“1”から“0”
に反転し、この“0”信号がプリパージ動の開始
を意味する。この“0”信号は、NANDゲート
15に加えられるため、再びNANDゲート15
の出力は“1”に、NANDゲート17の出力は
“0”に、さらにANDゲート27の出力を再び
“1”にする。このためANDゲート33には2つ
の“1”信号が入るので、この時点で始めてメモ
リ回路34を“1”にラツチし、その“1”信号
がANDゲート35に加わる。ANDゲート35に
は、さらにプリパージタイミングがまだ完了して
ないことを示すメモリ回路56の反転出力3=
“1”が加わつているので、メモリ回路36も
“1”にラツチされる。このため集積制御装置か
らフアンモータ2(第2図)を駆動する信号が、
M出力端子から出され、リレー1Rを駆動し、フ
アンモータ2の動作を開始する。
このように、状態判別回路10に熱要求信号
“1”が加わつた時点で即メモリ回路M1,M2
を駆動させず、一旦クロツク1で定まる瞬時間だ
け安全スイツチ駆動回路21を動作させて、さら
にラツチ回路31を設け、次のクロツク1で始め
て第1および第2タイマ回路40および50を動
作させて、ANDゲート14の動作をみて、再び
状態判別回路10のNANDゲート15の出力を
反転させているのは、安全スイツチ駆動回路21
すなわち特にトランジスタ23が正常に機能して
いるか否かをチエツクするためである。すなわ
ち、ANDゲート27の出力が“1”→“0”→
“1”のワンサイクル動作も行われない場合には
プリパージ動作も始動せず、フアンモータ2も駆
動されず、特にこの実施例では外部結線されるト
ランジスタ23の導通故障時には、安全スイツチ
を遮断させる。なお、このワンサイクル動作中、
クロツク1のパルスタイミングで決る瞬時間だ
け、トランジスタ23は駆動されるが、このタイ
ミングでは、通常の安全遮断スイツチはいかなる
型式のものでもプルインされることはない。な
お、この実施例では、安全スイツチ回路のみの動
作チエツクを示したが、負荷リレー駆動回路の動
作チエツクを行わせることもできる。
さて、上述した、判別回路10の出力が“1”
→“0”→“1”のサイクル動作後は、第2図の
リレー1Rの接点1R1が閉成するので、フアン
モータ2のみが動作し、その後は、第1および第
2タイマ回路40および50が順次動作する。第
1タイマ回路40の各フリツプフロツプ42に約
1秒の間隔のクロツクパルス2が与えられるの
で、出力F11の“0”信号は、次段のF12に“0”
を送り込み、さらに次のクロツクパルス2で順次
次段のフリツプフロツプにシフトして行く。この
ためANDゲート14の全入力の1つは“0”信
号が加えられるため、そのANDゲート14の出
力は、第1および第2タイマ40および50のい
ずれかのフリツプフロツプ42または51が計時
動作中であることを示す。プリパージ期間が終了
し出力F1o47に“0”信号がシフトするとAND
ゲート55の3入力信号は全て1になるため、メ
モリ回路56を“1”にラツチする。しかし、ク
ツク2のパルスは常時フリツプフロツプ51も与
えられているので最終出力F1oは続いて、点火ト
ライアルタイミング用第2タイマ回路に供給さ
れ、フリツプフロツプ51の出力F21,F22……
F2nに順次“0”シフト動作を継続していく。
一方、メモリ回路56が“1”にラツチされる
と同時に、この出力M3(=1)は、ANDゲー
ト37の入力端39に印加される。ANDゲート
37の他の入力48および49では、それぞれモ
ータ出力が付勢されていること、ならびに安全ス
イツチが正常であることを示す信号“1”が印加
されているので、ANDゲート37の出力は“1”
に反転し、トランジスタ71およびリレー2Rを
付勢する。
第2図に示す如く、パイロツト弁3を付勢する
と共に、集積制御装置外で予じめ火炎検出回路出
力リレー接点FC6を介して点火装置4が同時に
動作する。
ここで、もし燃焼器に火炎が確立したとする
と、図示しない火炎検出器は、火炎を検出し、リ
レー接点FCを反転し、状態判別回路10へ反転
火炎信号=0の信号をNANDゲート15に印
加する。しかし、この時点では、まだ点火トライ
アル時間が完了していないため、リレー3Rは付
勢されておらず、ANDゲート14の出力は、第
2タイマ回路50が動作中であることを示す
“0”出力がNANDゲート15に加わつているの
で、状態判別回路10のNANDゲート17の出
力には、変化がなく“0”のままであり、主弁4
が付勢されることは無い。
しかし、第2タイマ回路50がタイムアツプす
るとANDゲート14には、フリツプフロツプか
らの“0”入力が無くなるので、全て“1”入力
となり、その出力にタイムアツプしたことを示す
“1”信号が出力される。このトライアルタイミ
ングが終了するとその出力“1”が出されるが、
状態判別回路10では、火炎が確立していること
を示す=0がNANDゲート15に加つている
ので、その出力には変化が無い。
一方、この時点ではANDゲート14の“1”
出力と、メモリ回路56の“1”出力と火炎信号
F=1とがNANDゲート61に印加されるので、
“0”出力がパイロツト・オンリ時間を確保する
第3タイマ回路60のS−Rフリツプフロツプ6
0に印加され、この“0”信号はクロツク2のパ
ルスと共にシフトし、所定時間経過後にNOTゲ
ート63を介してV2出力端に“1”の信号を与
え、リレー3Rを付勢する。このため第2図に於
て、既に火炎の確立によつて反転している火炎リ
レー接点6およびリレー接点3R1を介して主弁
5が開放し、パイロツト炎によつて主燃料に着火
され定常燃焼に移る。この正常燃焼動作シーケン
スを第3a図に示す。なお、第1図において、
ANDゲート14の出力をNANDゲート61に印
加せず、NANDゲート61の入力をメモリ出力
39と火炎出力13′との二入力とすると、点火
トライアル時間と無関係に、火炎が確立した時点
かパイロツト・オンリ時間を確保することができ
る。
次に点火トライアルにおける着火失敗動作を述
べる。点火トライアルタイミングに至るまでは、
前述と同様正常であるとすると、ANDゲート3
7は付勢されるが、点火トライアルタイミングを
経過するとANDゲート14の出力が“0”から
“1”に反転するためNANDゲート15の入力は
全て“1”になり、NANDゲート17の出力は
“1”に反転し、安全遮断駆動回路21が動作し、
第2図に示すSSWが開放し、ノンリサイクルで
使用する場合は全ての電源が遮断される。なお、
リサイクル動作として使用するときは、安全スイ
ツチ駆動部24を設けなくても良く、サイクル判
別回路80を働らかせ、再度始めのシーケンスを
繰り返させることもできる。第3b図は、安全ス
イツチを働らかせた場合を示している。
次に擬似火炎がある場合について述べる。=
0となつているのでサーモスタツト出力が“1”
になつてなく、状態判別論理回路10および負荷
ラツチ制御回路30が一循サイクル動作をするこ
とが無いので、制御シーケンスが進むことがな
い。また、プリパージ中に擬似火炎が発生する
と、第1タイマ回路40の各段間に設けた段間ゲ
ート回路43への擬似火炎信号が=0となるた
め、いずれかの段間でシフト動作を続けている
“0”信号はこの段階ゲート回路43によつて消
失する。このためANDゲート14の出力には、
タイマ動作停止を示す“1”信号が出され、判別
論理回路10を介して安全スイツチ遮断回路を駆
動しシーケンス動作を停止する。この様子を第3
c図に示す。
以上のように本出願の第1発明の起動チエツク
回路においては、起動時に、安全遮断スイツチを
負荷とするトランジスタ23を瞬時的にオンにし
て該安全遮断スイツチ及びその回路が正常である
ことを確認後このとき得られる信号によつて以後
のシーケンスが進行する。したがつてトランジス
タ23が何かの故障で導通しない場合には、着火
の動作は行われず、したがつて危険な状態が生じ
るおそれはない。また、本出願の第2発明によれ
ば、上記のチエツク結果を一時記憶させることに
より、一旦電源を切らない限り起動のたびに再チ
エツクすることを不要にできる。
なお上記の実施例では、安全遮断スイツチを負
荷とするトランジスタ23の起動チエツクについ
て説明したが、パイロツト弁あるいは主燃料弁を
制御するトランジスタについても同様に適用する
ことが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す回路図、第2
図は同装置の出力によつて制御されるガス燃焼器
用負荷駆動回路の回路図、第3a図から第3c図
は同装置の各部の動作シーケンスを示すシーケン
ス図である。 10……状態判別論理回路、20……安全スイ
ツチ駆動回路、30……負荷制御ラツチ回路、4
0……第1タイマ回路、50……第2タイマ回
路、60……第3タイマ回路、70……負荷リレ
ー駆動回路、80……リサイクル・ノンリサイク
ル設定回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 燃料供給装置または安全遮断スイツチ等の負
    荷を駆動するための半導体スイツチ素子を有する
    負荷駆動回路と、フアンモータ駆動回路と、プリ
    パージ時間もしくは点火トライアル時間を確保す
    るためのタイマ回路とを有する燃料制御装置にお
    いて、上記半導体スイツチ素子のオン状態オフ状
    態を判別する判別用回路を設け、この判別用回路
    からの信号を上記タイマ回路の動作条件判別回路
    に与え、さらに該タイマ回路の動作状態を判別す
    るタイマ動作状態判別用ゲート回路の信号を上記
    半導体スイツチ素子の動作条件判別回路に与える
    構成とすることで、熱要求信号が供給されたとき
    に、上記半導体スイツチ素子を瞬時的に動作さ
    せ、この半導体スイツチ素子が正常に動作したこ
    とを確認してから上記半導体スイツチ素子を非動
    作状態に復帰させ、ついで上記フアンモータ駆動
    回路を動作させるようにした燃焼制御装置の起動
    チエツク回路。 2 燃料供給装置または安全遮断スイツチ等の負
    荷を駆動するための半導体スイツチ素子を有する
    負荷駆動回路と、フアンモータ駆動回路と、プリ
    パージ時間もしくは点火トライアル時間を確保す
    るためのタイマ回路と、上記フアンモータ駆動回
    路の前段に設けたラツチ制御回路とを有する燃焼
    制御装置において、上記半導体スイツチ素子のオ
    ン状態オフ状態を判別する判別用回路を設け、こ
    の判別用回路からの信号を上記タイマ回路の動作
    条件判別回路に与え、さらに該タイマ回路の動作
    状態を判別するタイマ動作状態判別用ゲート回路
    の信号を上記半導体スイツチ素子の動作条件判別
    回路に与える構成とすることで、熱要求信号が供
    給されたときに、上記半導体スイツチ素子を瞬時
    的に動作させ、この半導体スイツチ素子が正常に
    動作したことを確認してから上記半導体スイツチ
    素子を非動作状態に復帰させ、上記ラツチ制御回
    路をセツトしてからこのラツチ制御回路の出力信
    号により上記フアンモータ駆動回路を動作させる
    ようにした燃焼制御装置の起動チエツク回路。
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