JP3512141B2 - 燃焼制御回路 - Google Patents

燃焼制御回路

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JP3512141B2 JP05690097A JP5690097A JP3512141B2 JP 3512141 B2 JP3512141 B2 JP 3512141B2 JP 05690097 A JP05690097 A JP 05690097A JP 5690097 A JP5690097 A JP 5690097A JP 3512141 B2 JP3512141 B2 JP 3512141B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電磁安全弁に逆電流
を流し、燃焼を強制的に遮断する燃焼制御回路に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来から燃焼装置において、燃焼状態が
所定時間(例えば20分)継続した時点でバーナを強制
的に消火させるといった消し忘れ防止タイマを備えたも
のが知られている。このような燃焼制御回路として、例
えば特開平8−247449に開示されているものがあ
る。この回路は、図5に示すように、電池Eに接続され
るトランジスタQ4,ダイオードD1,コンデンサC
1,抵抗R9による直列回路と、コンデンサC1にトラ
ンジスタQ5を介して直列に接続される第2コイルM2
と、コンデンサC1及び抵抗R9と並列に接続されるM
OSFETQ1と、MOSFETQ1のゲートに接続さ
れるスイッチSWとにより構成される。
【0003】MOSFETQ1はダイオードD1とコン
デンサC1との間にドレインが接続され、ゲートはスイ
ッチSWのコモン端子Cに、またソースは抵抗R9の一
端及び電池Eのマイナス側,トランジスタQ5のベース
抵抗R10,第2コイルM2に接続される。
【0004】第2コイルM2はガス流路を開閉する電磁
安全弁の吸着コアに巻回されており、この吸着コアには
第2コイルM2とは別に、バーナの燃焼熱により加熱さ
れることで熱起電力を発生する熱電対TCに接続される
第1コイルM1も巻回されている。熱電対TCがバーナ
の燃焼熱により加熱されると、第1コイルM1に通電さ
れて磁力を発生し、電磁安全弁の吸着開弁状態を保持す
る。そのため、立消えや不完全燃焼が発生した場合に
は、第1コイルM1への通電量が減少して電磁安全弁が
閉弁し、ガスが遮断される。
【0005】スイッチSWは、充電指令信号によりコモ
ン端子Cとノーマルオープン端子NOとを接続する。そ
の後遮断指令信号によりスイッチSWを切替え、コモン
端子Cとノーマルクローズ端子NCとを接続する。
【0006】次にこの回路の動作について説明する。燃
焼開始操作がされると、充電指令信号によりコモン端子
Cとノーマルオープン端子NOとが接続してトランジス
タQ4がオンし、コンデンサC1が電池Eに接続されて
充電が行なわれる。そして、タイマ等の働きで燃焼中に
燃焼をストップする遮断指令信号によりコモン端子Cと
ノーマルクローズ端子NCとが接続すると、トランジス
タQ4がオフし、MOSFETQ1がオンして、コンデ
ンサC1の電圧がトランジスタQ5に印加されてオンす
る。そのため、コンデンサC1に充電されていた電荷が
MOSFETQ1→第2コイルM2→トランジスタQ5
の経路で流れ、熱電対TCからの通電により第1コイル
M1に発生している磁力を打ち消す方向に磁力を発生さ
せて、電磁安全弁を強制的に閉弁させることができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成では、充電経路と放電経路とを切替えるための
スイッチング素子を多く設けているため、コストが高く
なるといった問題があった。本発明の燃焼制御回路は上
記課題を解決し、電磁安全弁に逆電流を流し、燃焼を強
制的に遮断する燃焼制御回路を低コストで実現すること
を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の請求項1記載の燃焼制御回路は、バーナの燃焼熱に
より加熱される熱発電素子から通電されて発生した所定
レベル以上の磁力により、該バーナへのガス供給路に設
けられる電磁安全弁の開弁状態を保持する第1コイル
と、上記第1コイルと磁路を共有して設けられ、上記電
磁安全弁を強制閉弁する時に電池により充電されたコン
デンサから放電されることで該第1コイルと逆方向の磁
力を発生する第2コイルとを備えた燃焼制御回路であっ
て、上記コンデンサの一端に電流制限抵抗を、他端に上
記第2コイルを接続し、その直列接続された上記電流制
限抵抗、上記コンデンサ、上記第2コイルの両端に上記
電池を接続して、上記電池により上記第1コイルと同じ
励磁方向に通電して該コンデンサを充電する充電回路
と、上記コンデンサの上記電流制限抵抗接続側端を上記
第2コイルの他端に接続するスイッチング素子とを備
え、上記電磁安全弁の強制閉弁動作時に上記スイッチン
グ素子をオンすることで上記コンデンサと上記第2コイ
ルとの閉ループによる放電回路を形成し、該コンデンサ
の放電により該第2コイルに逆方向の電流を流すととも
に、上記電流制限抵抗の電気抵抗値は、上記閉ループに
よる放電回路を形成した時の、上記コンデンサと上記電
流制限抵抗との接続部の電位が、上記電池の第2コイル
接続側の電位とほぼ等しくなるような大きな値に設定さ
れていることを要旨とする。
【0009】上記課題を解決する本発明の請求項2記載
の燃焼制御回路は、バーナの燃焼熱により加熱される熱
発電素子から通電されて発生した所定レベル以上の磁力
により、該バーナへのガス供給路に設けられる電磁安全
弁の開弁状態を保持する第1コイルと、上記第1コイル
と磁路を共有して設けられ、上記電磁安全弁を強制閉弁
する時に電池により充電されたコンデンサから放電され
ることで該第1コイルと逆方向の磁力を発生する第2コ
イルとを備えた燃焼制御回路であって、上記コンデンサ
の一端に電流制限抵抗を、他端に第1付加抵抗を接続
し、その直列接続された上記電流制限抵抗、上記コンデ
ンサ、上記第1付加抵抗の両端に上記電池を接続して上
記コンデンサを充電する第1充電回路と、上記コンデン
サの上記電流制限抵抗接続側端を上記第2コイルの他端
に接続するスイッチング素子と、上記コンデンサと上記
第2コイルとの間に設けられる付加コンデンサと、上記
付加コンデンサの一端に第2付加抵抗を、他端に上記第
2コイルを接続し、その直列接続された上記第2付加抵
抗、上記付加コンデンサ、上記第2コイルの両端に、上
記第2付加抵抗と上記電流制限抵抗とが同極側となるよ
うに上記電池を接続して上記付加コンデンサを充電する
第2充電回路と、上記付加コンデンサと上記コンデンサ
との間に設けられ、上記スイッチング素子のオンにより
放電する上記コンデンサの放電動作に連動してオンする
付加スイッチング素子とを備え、上記スイッチング素子
のオン時に上記付加コンデンサと上記コンデンサとの合
成電圧により上記第2コイルに充電時と逆向きの電圧を
印加するとともに、上記電流制限抵抗の電気抵抗値は、
上記第2コイルに逆向きの電圧を印加する時の、上記コ
ンデンサと上記電流制限抵抗との接続部の電位が、上記
電池の第2コイル接続側の電位とほぼ等しくなるような
大きな値に設定されていることを要旨とする。
【0010】上記構成を有する本発明の請求項1記載の
燃焼制御回路は、バーナの燃焼が開始されると、熱発電
素子がバーナの燃焼熱により加熱されて第1コイルに通
電し、発生した磁力が所定レベル以上になることにより
バーナへのガス供給路に設けられる電磁安全弁の開弁状
態が保持される。このような電磁安全弁により、例えば
途中失火が発生した場合には、発生磁力が所定レベルを
下回り電磁安全弁が閉弁してバーナへのガスの供給を停
止するため安全である。また電池からコンデンサに充電
され、この充電電流により第2コイルに第1コイルと同
方向の磁力が発生するが、電流制限抵抗の抵抗値を大き
く設定することにより充電電流の電流値を小さくして、
第1コイルによる安全機能への影響を少なくすることが
できる。電磁安全弁の強制閉弁動作時には、スイッチン
グ素子をオンしてコンデンサと第2コイルとの閉ループ
をつくる。電流制限抵抗の抵抗値をスイッチング素子の
オン抵抗に比べて極めて大きく設定すれば、コンデンサ
の電流制限抵抗側電位が第2コイルの他端電位にほぼ等
しくなり、コンデンサが電池電圧とほぼ同じ電圧まで充
電されていると、第2コイルに充電時とは逆方向に電池
電圧とほぼ同じ電圧を印加できる。そのため、第2コイ
ルにより第1コイルと逆方向の磁力を発生させ第1コイ
ルの発生磁力を打ち消して、電磁安全弁を離脱させるこ
とができる。
【0011】上記構成を有する本発明の請求項2記載の
燃焼制御回路は、電池からコンデンサと付加コンデンサ
とにそれぞれ充電される。電磁安全弁の強制閉弁動作時
にはスイッチング素子がオンし、コンデンサの放電動作
に連動して付加スイッチング素子もオンするため、コン
デンサと付加コンデンサとに充電されている合成電圧に
より第2コイルに充電時と逆向きの電圧が印加される。
そのため、第2コイルに約2倍の放電初期電圧を印加さ
せることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以上説明した本発明の構成・作用
を一層明らかにするために、以下本発明の燃焼制御回路
の好適な実施例について説明する。図1は、本発明の第
1実施例としての燃焼制御回路の回路図である。この回
路は、電池Eに接続される抵抗R1,コンデンサC1,
第2コイルM2による直列回路と、コンデンサC1及び
第2コイルM2と並列に接続されるMOSFETQ1
と、MOSFETQ1のゲートに接続されるスイッチS
Wとにより構成される。
【0013】MOSFETQ1は抵抗R1とコンデンサ
C1との間にドレインが接続され、ゲートはスイッチS
Wのコモン端子Cに、またソースは電池Eのマイナス側
及び第2コイルM2に接続される。
【0014】第2コイルM2はガス流路を開閉する電磁
安全弁の吸着コアに巻回されており、この吸着コアには
第2コイルM2とは別に、バーナの燃焼熱により加熱さ
れることで熱起電力を発生する熱電対TCに接続される
第1コイルM1も巻回されている。熱電対TCがバーナ
の燃焼熱により加熱されると第1コイルM1に通電され
て磁力を発生し、この磁力が吸着レベル以上になると電
磁安全弁の吸着開弁状態が保持される。そのため、立消
えや不完全燃焼が発生した場合には、第1コイルM1へ
の通電量が減少し、発生磁力が吸着レベル未満に下降し
た時点で電磁安全弁が閉弁し、ガスが遮断される。
【0015】スイッチSWは20分タイマに連動し、燃
焼動作が開始されるとコモン端子Cとノーマルオープン
端子NOとを接続し、その後燃焼が20分継続した時点
でスイッチSWを切替え、コモン端子Cとノーマルクロ
ーズ端子NCとを接続する。
【0016】抵抗R1の抵抗値は、電池Eからコンデン
サC1に20分以内で充電できる範囲で大きく設定す
る。例えば3000μFの容量のコンデンサの場合、抵
抗R1の抵抗値を30kΩとすることで、3.0Vの電
池電圧で電流値を最大で0.1mAとすることができ
る。この場合7.5分間で約99%充電することがで
き、20分間で十分な充電量を得ることができる。この
ように抵抗R1の抵抗値を大きく設定することで、コン
デンサC1への充電時に電池Eから第2コイルM2に流
れる電流を極力小さくして、安全装置としての機能を損
なわないようにしている。
【0017】次に、この燃焼制御回路の動作について説
明する。燃焼開始操作がされると、バーナの燃焼熱によ
り加熱された熱電対TCから発生した熱起電力により第
1コイルM1が通電され、発生磁力が吸着レベル以上と
なると電磁安全弁の開弁状態が保持される。また、スイ
ッチSWのコモン端子Cとノーマルオープン端子NOと
が接続されてMOSFETQ1がオフし、電池Eから抵
抗R1→コンデンサC1→第2コイルM2の経路で電流
が流れ(実線矢印にて図示)、コンデンサC1に充電さ
れる。この時、第2コイルM2には第1コイルM1と同
方向の磁力が発生するが、電流値が極めて小さいため発
生磁力も小さく、立消えや不完全燃焼における第1コイ
ルM1の発生磁力によるガス遮断機能に影響を与えな
い。
【0018】その後燃焼が20分継続すると、スイッチ
SWのコモン端子Cとノーマルクローズ端子NCとが接
続されてMOSFETQ1がオンする。抵抗R1の抵抗
値はMOSFETQ1のオン抵抗に比べて極めて大きい
ため、コンデンサC1のプラス側電位は電池のマイナス
側電位とほぼ等しくなる。このときコンデンサC1は電
池電圧Vとほぼ同じ電圧まで充電されているため、コン
デンサC1のマイナス側の電位はほぼ−Vとなり、コン
デンサC1→MOSFETQ1→第2コイルM2の経路
でコンデンサC1の放電電流が流れる(破線矢印にて図
示)。そのため第2コイルM2に第1コイルM1と逆方
向の磁力が発生し、第1コイルM2による発生磁力が吸
着レベルを下回って電磁安全弁が閉弁し、燃焼が強制的
に停止される。
【0019】以上説明したように、第1実施例の燃焼制
御回路によれば、MOSFETQ1のオン時にコンデン
サC1のプラス側電位を電池のマイナス側電位にほぼ等
しくすることができるため、電池EとコンデンサC1と
の間にスイッチング素子や逆流防止ダイオードを設けず
に構成でき、部品点数を少なくして省スペース,低コス
トで実現できる。また、抵抗R1により充電電流を小さ
くすることで、充電経路の一部に第2コイルM2を設け
ることができるため、コンデンサC1と第2コイルM2
との間にスイッチング素子を設けずに構成することがで
き、回路構成をより簡単にすることができる。更に、コ
ンデンサC1に充電する際にスイッチング素子やダイオ
ード等によるロスがないため、充電電圧の損失を少なく
することができ、コンデンサC1の放電初期電圧を大き
くすることができる。加えて、第2コイルM2にコンデ
ンサC1の放電電圧を印加して電磁安全弁を閉弁させる
といった構成により、電磁安全弁を閉弁させる信頼性を
高くすることができる。例えば、第2コイルM2に電池
電圧を印加して電磁弁を閉弁させる構成では、逆向きの
励磁により発生した逆方向の磁力が電磁安全弁の吸着レ
ベルを越えてしまうと、電磁安全弁がそのまま吸着開弁
保持されてしまう恐れがあるが、コンデンサの放電電圧
を印加する構成では印加電圧が時間と共に減少していく
ため、逆向きの励磁により発生した逆方向の磁力が電磁
安全弁の吸着レベルを越えてしまった場合にも、時間と
共に吸着レベルを下回り、電磁安全弁を確実に閉弁させ
ることができる。
【0020】次に、第2実施例について図2を用いて説
明する。基本的な構成については第1実施例(図1)と
同一であるが、コンデンサC1と第2コイルM2との間
にトランジスタQ2とコンデンサC2とを挿入接続し、
トランジスタQ2のベースを抵抗R3,エミッタを抵抗
R2を介して電池Eのマイナス側に接続し、更にコンデ
ンサC2のプラス側と電池Eのプラス側とを抵抗R4を
介して接続している点で異なる。その他同一する部分に
関しては同一符号を付してその説明を省略する。
【0021】抵抗R4の抵抗値は抵抗R1と同様に、電
池EからコンデンサC2に20分以内で充電できる範囲
で大きく設定する。
【0022】次に、この燃焼制御回路の動作について説
明する。燃焼開始操作がされると、スイッチSWのコモ
ン端子Cとノーマルオープン端子NOとが接続されてM
OSFETQ1がオフし、電池Eから抵抗R1→コンデ
ンサC1→抵抗R2の経路と抵抗R4→コンデンサC2
→第2コイルM2の経路とで電流が流れ(実線矢印にて
図示)、コンデンサC1,C2にそれぞれ充電される。
この時、第2コイルM2には第1コイルM1と同方向の
磁力が発生するが、電流値が極めて小さいため発生磁力
も小さく、立消えや不完全燃焼における第1コイルM1
の発生磁力によるガス遮断機能に影響を与えない。ま
た、トランジスタQ2はエミッタ・ベース間に逆バイア
スが印加されるためオフしている。
【0023】その後燃焼が20分継続すると、スイッチ
SWのコモン端子Cとノーマルクローズ端子NCとが接
続されてMOSFETQ1がオンする。抵抗R1の抵抗
値はMOSFETQ1のオン抵抗に比べて極めて大きい
ため、コンデンサC1のプラス側電位は電池のマイナス
側電位とほぼ等しくなる。このときコンデンサC1は電
池電圧Vとほぼ同じ電圧まで充電されているため、コン
デンサC1のマイナス側の電位はほぼ−Vとなり、トラ
ンジスタQ2がオンする。そのため、コンデンサC2の
マイナス側の電位はほぼ−2Vとなり、コンデンサC1
→MOSFETQ1→第2コイルM2→コンデンサC2
→トランジスタQ2の放電回路が構成され(破線矢印に
て図示)、コンデンサC1,C2に充電されている電荷
が第2コイルM2に流れる。そのため、第2コイルM2
に印加される放電初期電圧は約2倍になる。
【0024】以上説明したように、第2実施例の燃焼制
御回路によれば、放電初期電圧を約2倍にすることで、
電池が消耗して電池電圧Vが低下しても確実に電磁安全
弁を閉弁し、燃焼を停止させることができる。
【0025】尚、第2実施例では、第2コイルM2に印
加される放電初期電圧を約2倍となるように構成した
が、図3に示すように、付加する回路を増やしていくこ
とで、任意の倍数にすることができる。
【0026】以上本発明の実施例について説明したが、
本発明はこうした実施例に何等限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる
態様で実施し得ることは勿論である。例えば、本実施例
では20分タイマのスイッチSWをHi/Loとして説
明したが、図4に示すようにOpen/Loのスイッチ
の場合にも、MOSFETQ1のベースと電池Eのプラ
ス側とを抵抗R8を介して接続することでオンさせるこ
とが可能である。
【0027】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の請求項1
記載の燃焼制御回路によれば、電流制限抵抗により閉ル
ープ形成時にコンデンサの電流制限抵抗側電位を第2コ
イルの他端電位にほぼ等しくすることができるため、充
電経路にスイッチング素子や逆流防止ダイオードを設け
ずに構成でき、部品点数を少なくして省スペース,低コ
ストで実現できる。また、電流制限抵抗により充電電流
を小さくすることで、充電経路の一部に第2コイルを設
けることができるため、回路構成をより簡単にすること
ができる。更に、コンデンサに充電する際にスイッチン
グ素子やダイオード等によるロスがないため、充電電圧
の損失を少なくすることができ、コンデンサの放電初期
電圧を大きくすることができる。加えて、第2コイルに
コンデンサの放電電圧を印加して電磁安全弁を閉弁させ
るといった構成により、電磁安全弁を閉弁させる信頼性
を高くすることができる。例えば、第2コイルに電池電
圧を印加して電磁弁を閉弁させる構成では、逆向きの励
磁により発生した逆方向の磁力が電磁安全弁の吸着レベ
ルを越えてしまうと、電磁安全弁がそのまま吸着開弁保
持されてしまう恐れがあるが、コンデンサの放電電圧を
印加する構成では印加電圧が時間と共に減少していくた
め、逆向きの励磁により発生した逆方向の磁力が電磁安
全弁の吸着レベルを越えてしまった場合にも、時間と共
に吸着レベルを下回り、電磁安全弁を確実に閉弁させる
ことができる。
【0028】更に、本発明の請求項2記載の燃焼制御回
路によれば、第2コイルに印加する放電初期電圧を約2
倍にすることができるため、電池が消耗して電池電圧が
低下しても確実に電磁安全弁を閉弁し、燃焼を停止させ
ることができる。また、同様の回路を付加することで、
第2コイルに印加する電圧を希望する倍数に設定するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例としての燃焼制御回路の回路図であ
る。
【図2】第2実施例としての燃焼制御回路の回路図であ
る。
【図3】別実施例としての燃焼制御回路の回路図であ
る。
【図4】別実施例としてのスイッチの回路図である。
【図5】従来例としての燃焼制御回路の回路図である。
【符号の説明】
E…電池、 C1…コンデンサ、 M1…第1コイル、
M2…第2コイル、Q1…MOSFET、 SW…ス
イッチ。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バーナの燃焼熱により加熱される熱発電
    素子から通電されて発生した所定レベル以上の磁力によ
    り、該バーナへのガス供給路に設けられる電磁安全弁の
    開弁状態を保持する第1コイルと、 上記第1コイルと磁路を共有して設けられ、上記電磁安
    全弁を強制閉弁する時に電池により充電されたコンデン
    サから放電されることで該第1コイルと逆方向の磁力を
    発生する第2コイルとを備えた燃焼制御回路であって、上記コンデンサの一端に電流制限抵抗を、他端に上記第
    2コイルを接続し、その直列接続された上記電流制限抵
    抗、上記コンデンサ、上記第2コイルの両端に上記電池
    を接続して、上記電池により上記第1コイルと同じ励磁
    方向に通電して該コンデンサを充電する充電回路と、 上記コンデンサの上記電流制限抵抗接続側端を上記第2
    コイルの他端に接続するスイッチング素子とを備え、 上記電磁安全弁の強制閉弁動作時に上記スイッチング素
    子をオンすることで上記コンデンサと上記第2コイルと
    の閉ループによる放電回路を形成し、該コンデンサの放
    電により該第2コイルに逆方向の電流を流すとともに、 上記電流制限抵抗の電気抵抗値は、上記閉ループによる
    放電回路を形成した時の、上記コンデンサと上記電流制
    限抵抗との接続部の電位が、上記電池の第2コイル接続
    側の電位とほぼ等しくなるような大きな値に設定されて
    いること を特徴とする燃焼制御回路。
  2. 【請求項2】 バーナの燃焼熱により加熱される熱発電
    素子から通電されて発生した所定レベル以上の磁力によ
    り、該バーナへのガス供給路に設けられる電磁安全弁の
    開弁状態を保持する第1コイルと、 上記第1コイルと磁路を共有して設けられ、上記電磁安
    全弁を強制閉弁する時に電池により充電されたコンデン
    サから放電されることで該第1コイルと逆方向の磁力を
    発生する第2コイルとを備えた燃焼制御回路であって、 上記コンデンサの一端に電流制限抵抗を、他端に第1付
    加抵抗を接続し、その直列接続された上記電流制限抵
    抗、上記コンデンサ、上記第1付加抵抗の両端に上記電
    池を接続して上記コンデンサを充電する第1充電回路
    と、 上記コンデンサの上記電流制限抵抗接続側端を上記第2
    コイルの他端に接続するスイッチング素子と、 上記コンデンサと上記第2コイルとの間に設けられる付
    加コンデンサと、上記付加コンデンサの一端に第2付加抵抗を、他端に上
    記第2コイルを接続し、その直列接続された上記第2付
    加抵抗、上記付加コンデンサ、上記第2コイルの両端
    に、上記第2付加抵抗と上記電流制限抵抗とが同極側と
    なるように上記電池を接続して上記付加コンデンサを充
    電する第2充電回路と、 上記付加コンデンサと上記コンデンサとの間に設けら
    れ、上記スイッチング素子のオンにより放電する上記コ
    ンデンサの放電動作に連動してオンする付加スイッチン
    グ素子とを備え、 上記スイッチング素子のオン時に上記付加コンデンサと
    上記コンデンサとの合成電圧により上記第2コイルに充
    電時と逆向きの電圧を印加するとともに、 上記電流制限抵抗の電気抵抗値は、上記第2コイルに逆
    向きの電圧を印加する時の、上記コンデンサと上記電流
    制限抵抗との接続部の電位が、上記電池の第2コイル接
    続側の電位とほぼ等しくなるような大きな値に設定され
    ている ことを特徴とする燃焼制御回路。
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