JP6327064B2 - 燃焼装置 - Google Patents

Description

この発明は燃焼装置に関し、より特定的には、マイクロコンピュータからの信号によって制御される、燃料供給のための機器に対する電源供給の制御に関する。

給湯装置において、異常時に複数の電磁弁に対する通電を遮断する構成が、特許第３７５８５１９号公報（特許文献１）に記載されている。特に、特許文献１では、いわゆる非対称マルチプロセッシング機能を実現したマイクロコンピュータ（マイコン）を組み込んだ給湯装置において、メインマイコンおよびサブマイコン間でのマイコン間通信を利用して相互の異常検出を行うことが記載されている。

さらに、特許文献１には、異常時への対応として、メインマイコンからのハイアクティブのスイッチング信号に応じて負荷に対して電源供給する一方で、サブマイコンからのハイアクティブのリセット信号に応じて当該負荷への電圧供給を停止することによって電磁弁が強制的に閉じた状態を形成することが記載されている。

また、特許第４８７２７５４号公報（特許文献２）には、誘導性負荷である電磁ポンプの駆動回路において、交流電源を半波整流した直流電圧を電源として作動する電磁ポンプと直列に接続されたリレー接点を、電圧および電流の両方がゼロである期間内に開閉する制御が記載されている。

特許第３７５８５１９号公報 特許第４８７２７５４号公報

特許文献１の構成において、メインマイコンの異常状態の１つとして、負荷への給電を指示する信号（スイッチング信号）がアクティブ状態に固定されることが考えられる。上述のように、特許文献１では、このような異常に対しては、サブマイコンが、メインマイコンの異常を検知してリセット信号をアクティブにすることによって、負荷への電圧供給を停止することができる。

しかしながら、特許文献１は、メインマイコンおよびサブマイコンの両方を装備した構成を前提としているため、複数のマイクロコンピュータを装備していない構成には適用することができない。

特に、燃焼装置では、灯油やガス等の燃焼用燃料を供給するための機器が搭載されているので、マイクロコンピュータからの出力が一定電圧に固定される状態となる異常が発生しても当該機器を確実に停止するための構成を、マイクロコンピュータの構成を問わず実現することが重要となる。

この発明はこのような課題を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、燃料供給に関連する機器の制御に関するマイクロコンピュータからの出力信号が一定電圧に固定された状態となる異常が発生しても、燃料供給を確実に停止するための燃焼装置のシステム構成を提供することである。

この発明によれば、燃焼装置は、燃料供給のための第１の機器と、第１の開閉器と、マイクロコンピュータと、第１の励磁回路とを備える。第１の開閉器は、第１の機器の電源に対して第１の機器と直列に接続される。マイクロコンピュータは、第１の開閉器の開閉を制御するための第１の制御信号を出力する。第１の励磁回路は、第１の制御信号に応じて第１の励磁コイルへの通電を制御するように構成される。第１の励磁コイルは、通電時に第１の開閉器がオンされる一方で非通電時に第１の開閉器がオフされるように設けられる。マイクロコンピュータは、第１の開閉器をオンすべき期間において、ハイレベル期間およびローレベル期間を交互に繰り返すパルス信号を、第１の制御信号として出力する。第１の励磁回路は、制御トランジスタと、微分回路と、第１および第２のキャパシタと、第１および第２の抵抗素子とを含む。制御トランジスタは、高電圧の第１の電源配線および低電圧の第２の電源配線の間に第１の励磁コイルと直列に接続されて、制御電極の電圧が所定電圧よりも高いときに第１の励磁コイルに通電する一方で、制御電極の電圧が所定電圧よりも低いときに第１の励磁コイルを非通電とするように設けられる。微分回路は、第１の制御信号がローレベルからハイレベルへ変化したときにハイレベルの電圧を制御ノードに伝達するように構成される。第１のキャパシタは、制御ノードおよび第２の電源配線の間に電気的に接続される。第１の抵抗素子は、制御ノードおよび制御電極の間に電気的に接続される。第２の抵抗素子は、制御電極および第２の電源配線の間に電気的に接続される。第２のキャパシタは、制御電極および第２の電源配線の間に、第２の抵抗素子と並列に接続される。パルス信号の周波数またはデューティと、第１および第２のキャパシタならびに第１および第２の抵抗素子の回路定数とは、微分回路の故障により制御ノードの電圧がパルス信号の電圧に従って周期的に変化しても制御トランジスタがオン状態を維持するように定められる。

上記燃焼装置によれば、電源に対して第１の機器と直列に接続された第１の開閉器をパルス信号の有無に応じて開閉駆動することによって、マイクロコンピュータに異常が発生した場合にも、第１の機器への電源供給の遮断により燃料供給を確実に停止できるシステム構成を実現することができる。特に、第１の励磁回路に第２のキャパシタを設けるとともに、パルス信号の周波数またはデューティを適正化することによって、第１の励磁回路内に故障、たとえば、微分回路の故障によってパルス信号がそのまま制御ノードに伝達されるような故障が生じた場合であっても、マイクロコンピュータからのパルス信号の出力時には、チャタリングを発生することなく安定的に第１の開閉器をオンすることができる。

好ましくは、第１の励磁回路は、制御トランジスタのオンオフ状態を検知するための検知回路をさらに含む。マイクロコンピュータは、パルス信号を第１の制御信号として出力している期間において、検知回路の出力に基づいて制御トランジスタがオンおよびオフを繰り返していることを検知すると、パルス信号の周波数を、制御トランジスタがオン状態に維持されている場合の第１の周波数よりも高い第２の周波数に上昇させる。第２の周波数は、微分回路の故障により制御ノードの電圧がパルス信号の電圧に従って周期的に変化しても制御トランジスタがオン状態を維持するような周波数に定められる。

このようにすると、微分回路の故障によってパルス信号がそのまま制御ノードに伝達される故障によって、制御トランジスタがオンオフを繰り返した場合には、パルス信号の周波数を上昇させることによって、安定的に第１の開閉器をオンすることができる。これにより、通常時（チャタリング非発生時）には、パルス信号の周波数を抑制できるので、周波数を常時高くする場合と比較して、マイクロコンピュータの負荷および回路素子の熱損失が無用に増大することを回避できる。

さらに好ましくは、燃焼装置は、第２の開閉器と、第２の励磁回路とをさらに備える。第２の開閉器は、第１の機器の電源である交流電源に対して、第１の機器および第１の開閉器と直列に接続される。第２の励磁回路は、マイクロコンピュータからの第２の制御信号に応じて第２の励磁コイルへの通電を制御する。第２の励磁コイルは、通電時に第２の開閉器がオンされる一方で非通電時に第２の開閉器がオフされるように設けられる。第２の励磁回路は、第２の制御信号がローレベルおよびハイレベルのうちの所定の一方のレベルであるときに第２の励磁コイルに通電する一方で、他方のレベルであるときに第２の励磁コイルを非通電とするように構成される。マイクロコンピュータは、交流電源の電圧位相に応じて制御される第２の開閉器のターンオフタイミングにおいて、第２の制御信号をローレベルおよびハイレベルのうちの一方のレベルから他方のレベルへ遷移させる。

このようにすると、パルス信号の有無に応じた開閉駆動（第１の開閉器）と所定レベルをアクティブレベルとする制御信号に応じた開閉タイミング制御を伴う開閉駆動（第２の開閉器）との組み合わせによって、燃料供給に関連する第１の機器に対して直列に接続された第１および第２の開閉器の開閉を制御することができる。これにより、マイクロコンピュータからの出力信号が一定電圧に固定された状態となる異常が発生した場合には第１の開閉器のオフにより燃料供給を確実に停止できるとともに、第２の開閉器の開閉タイミングを交流電圧位相に応じて制御することによって溶着の発生防止を図ることができる。

好ましくは、燃焼装置は、交流電源と接続された第１および第２の電力線をさらに備える。第１の機器は、燃料供給のための電磁ポンプである。第１の開閉器は、第１の電力線と、電磁ポンプを含む複数の機器と電気的に接続された第３の電力線との間に接続される。第２の開閉器は、第２の電力線および第３の電力線の間に電磁ポンプと直列に接続される。

このようにすると、電磁ポンプによって燃料を供給する燃焼装置において、電磁ポンプへの通電タイミングを制御可能な第２の開閉器の開閉タイミングを交流電圧位相に応じて制御することによって溶着発生防止を図った上で、マイクロコンピュータに異常が発生した場合にも、他の機器と共通の第１の開閉器のオフにより第１の機器への電源供給を遮断して燃料供給を確実に停止できるシステム構成を実現することができる。

また好ましくは、マイクロコンピュータは、マイクロコンピュータの正常動作時に、一定周期の所定パルス信号を第１の制御信号とは独立に出力するように構成される。第１の励磁回路は、遮断トランジスタと、遮断回路とをさらに含む。遮断トランジスタは、第１の励磁コイルと直列に接続される。遮断回路は、所定パルス信号の非生成時において、遮断トランジスタおよび制御トランジスタのうちの少なくとも一方を強制的にオフするように構成される。

このようすると、第１の制御信号および所定パルス信号の独立な２個のパルス信号の両方が正常であるときに限って、第１の励磁回路が第１の励磁コイルに通電する構成とすることができる。したがって、マイクロコンピュータに何らかの異常が発生した場合に、第１の開閉器を確実にオフすることにより、燃料装置での燃料供給をさらに確実に停止することが可能となる。

この発明によれば、燃料供給に関連する機器の制御に関するマイクロコンピュータからの出力信号が一定電圧に固定された状態となる異常が発生しても、燃料供給を確実に停止するための燃焼装置のシステム構成を提供することである。

本発明の実施の形態に従う燃焼装置の代表例として示される給湯装置の概略構成を説明するブロック図である。 図１に示された燃焼バーナの構成を詳細に説明するためのブロック図である。 燃焼バーナの主要機器に対する電源供給の制御構成を説明するためのブロック図である。 コモンリレーの励磁回路の構成の比較例を示す回路図である。 図４に示した励磁回路の正常時の動作波形図である。 図４に示した励磁回路に異常が生じたときの動作波形図である。 実施の形態１に従うコモンリレーの励磁回路の構成を示す回路図である。 図７に示した励磁回路に図６と同様の異常が生じたときの第１の動作波形図である。 図７に示した励磁回路に図６と同様の異常が生じたときの第２の動作波形図である。 実施の形態２に従うコモンリレーの励磁回路の構成を示す回路図である。 実施の形態２に従う燃焼装置におけるパルス信号の制御を説明するためのフローチャートである。 パルス信号周波数が基本周波数のときの励磁回路の動作を説明する動作波形図である。 パルス信号周波数の上昇時における励磁回路の動作を説明する動作波形図である。 実施の形態３に従う燃焼バーナの主要機器に対する電源供給の制御構成を説明するためのブロック図である。 ＥＰリレーの励磁回路の構成を説明するための回路図である。 交流電圧位相を検出するための入力電圧監視回路の構成例を説明する回路図である。 入力電圧監視回路の動作およびＥＰリレーの開閉タイミング制御を説明するための波形図である。 マイクロコンピュータによるコモンリレーおよびＥＰリレーの開閉制御を説明する機能ブロック図である。 実施の形態４に従うコモンリレーの励磁回路の構成を説明するための回路図である。 実施の形態４に従う燃焼装置におけるコモンリレーおよびＥＰリレーの開閉制御を説明する機能ブロック図である。 実施の形態４に従うコモンリレーの励磁回路の動作を説明するための図表である。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では図中の同一または相当部分には同一符号を付し、その説明は原則的に繰返さないものとする。

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態に従う燃焼装置の代表例として示される給湯装置１０の概略構成を説明するブロック図である。

図１を参照して、給湯装置１０は、燃焼缶体６と、燃焼バーナ７と、点火トランス７８と、送風ファン８と、入水管１１と、熱交換器１２と、出湯管１６と、排煙筒３０と、マイクロコンピュータ１００とを含む。図１の構成例では、給湯装置１０のうちの燃焼バーナ７およびマイクロコンピュータ１００によって、本実施の形態による燃焼装置を構成することができる。

入水管１１は、たとえば水道管と接続されて、水道水を被加熱媒体として熱交換器１２に入力するように構成される。燃焼バーナ７の噴射ノズル７０は、燃焼缶体６の上部に配設される。

燃焼バーナ７は、たとえば、液体燃料として石油（灯油）を噴霧する噴射ノズル７０を有するガンタイプバーナによって構成される。燃焼バーナ７は、さらに、電磁開閉弁７１と、電磁ポンプ７２と、燃料供給管７３と、リターン管７４と、油温検出センサ７５と、流量制御弁７６とを有する。送風ファン８は、燃焼バーナ７に燃焼用空気を供給する。

噴射ノズル７０から噴霧された燃料は、送風ファン８からの燃焼用空気と混合される。点火トランス７８によって着火されることにより、噴射ノズル７０からの燃料が燃焼されて火炎が生じる。燃焼バーナ７からの火炎によって生じる燃焼熱は、燃料缶体６内で熱交換器１２へ与えられる。燃焼缶体６の燃焼ガスの流れ方向下流側には熱交換後の燃焼排ガスを排出処理するための排煙筒３０が開口されている。

熱交換器１２は、燃焼バーナ７からの燃焼熱によって、熱交換器１２内を通流する入水管１１からの水道水を加熱する。熱交換器１２によって加熱された湯は、出湯管１６を経由してカラン１５等から出湯される。

入水管１１には、入水温度を検出するための温度センサ１７と、通水流量を検出する流量センサ１８が設けられる。出湯管１６には、出湯温を検出するための温度センサ１９が設けられている。

マイクロコンピュータ１００は、ユーザ操作に応じて、給湯装置１０の動作を制御する。たとえば、ユーザ操作は、給湯運転のオンオフ指示や、給湯の設定温度を含む。代表的な機能として、マイクロコンピュータ１００は、出湯温度Ｔｈが設定温度Ｔｒに従って制御されるように、燃焼バーナ７への制御指令を生成する。制御指令に従って燃焼バーナ７による燃焼熱が制御されることにより、給湯装置１０における出湯温度Ｔｈが制御される。

図２は、燃焼バーナ７の構成を詳細に説明するためのブロック図である。
図２を参照して、燃料供給管７３は、図示しない燃料タンクから噴射ノズル７０へ液体燃料（以下、単に燃料とも称する）を導く。燃料供給管７３には、電磁開閉弁７１および電磁ポンプ７２が介装される。

電磁開閉弁７１は、図示しない燃料タンクから燃料供給管７３への燃料供給をオンオフするために、マイクロコンピュータ１００からの制御指令Ｓｏに応じて開閉する。電磁ポンプ７２は、電源供給を受けると作動して、開状態の電磁開閉弁７１を経由して供給された燃料を昇圧する。電磁ポンプ７２によって昇圧された燃料は、噴射ノズル７０から霧状に噴射される。後述するように、電磁ポンプ７２に対する電力供給は、マイクロコンピュータ１００によって制御される。

リターン管７４は、燃料供給管７３により供給された液体燃料の一部を、燃料供給管７３に戻すように配設される。図２の例では、リターン管７４は、電磁開閉弁７１よりも下流側であって、電磁ポンプ７２よりも上流側に燃料を戻すように構成される。

リターン管７４には、リターン油の油温を検出する油温検出センサ７５と、リターン油の流量を制御するための流量制御弁７６と、リターン油の逆流を防止するための逆止弁７７とが介装されている。

流量制御弁７６の弁開度は、マイクロコンピュータ１００からの制御指令Ｓｖに応じて調整される。電磁ポンプ７２が作動する下で流量制御弁７６によってリターン油の流量が調整されることにより、噴射ノズル７０から噴霧される燃料量（以下、単に「燃料量」とも称する）が制御される。基本的には、燃焼バーナ７による燃焼量は、燃料量に比例する。したがって、流量制御弁７６の弁開度を制御することによって、燃焼バーナ７による燃焼量を制御できる。

噴射ノズル７０による燃料噴霧口の周囲には、バーナコーン８０が配設される。バーナコーン８０には、送風ファン８から供給された燃焼用空気を導入するための孔（図示せず）が複数設けられている。導入された空気と噴霧後に蒸発した燃料との混合気が燃焼されることにより、各孔に火炎が形成される。

次に、図３を用いて、燃焼バーナ７の主要機器に対する電源供給の制御構成を説明する。

図３を参照して、交流電源１０５は、電力線ＰＬおよび電力線ＮＬと接続されて、交流電圧Ｖａｃを供給する。電力線ＣＬは、点火トランス７８および電磁ポンプ７２と共通に接続される。コモンリレー１２０は、電力線ＰＬおよび電力線ＣＬの間に電気的に接続される。

リレー１３０は、電力線ＣＬおよび電力線ＮＬの間に、電磁ポンプ７２と直列に接続される。さらに、電磁ポンプ７２に対しては、ダイオードＤ０が直列に接続されている。リレー１４０は、電力線ＣＬおよび電力線ＮＬの間に、点火トランス７８と直接に接続される。

コモンリレー１２０は、電力線ＣＬ、すなわち、電磁ポンプ７２および点火トランス７８に対する電源供給を共通に制御する。一方で、リレー１３０および１４０は、電磁ポンプ７２および点火トランス７８のそれぞれに対する電源供給を独立に制御する。以下では、リレー１３０をＥＰリレー１３０とも称する。また、リレー１４０をＩＴリレー１４０とも称する。

コモンリレー１２０のオンオフは、マイクロコンピュータ１００からの制御信号Ｐｃｒに応じて、励磁回路２００によって制御される。ＥＰリレー１３０のオンオフは、マイクロコンピュータ１００からの制御信号Ｓｅｐｒに応じて、励磁回路３００によって制御される。同様に、リレー１４０のオンオフは、マイクロコンピュータ１００からの制御信号Ｓｉｔに応じて、励磁回路３５０によって制御される。

このように、電磁ポンプ７２は、交流電源１０５に対して、コモンリレー１２０およびＥＰリレー１３０と直列に接続される。したがって、コモンリレー１２０がオンされた状態で、ＥＰリレー１３０をオンすることによって、電磁ポンプ７２に電源が供給される。これにより、電磁ポンプ７２が作動して燃料を圧送することによって、燃料供給が実行される。電磁ポンプ７２は、特許文献２と同様に、交流電圧ＶａｃをダイオードＤ０によって半波整流した直流電圧を電源として作動する。

同様に、コモンリレー１２０がオンされた状態で、ＩＴリレー１４０をオンすることによって、点火トランス７８に電源が供給される。これにより、点火トランス７８は、マイクロコンピュータ１００からの指令に応じて、燃料に着火するための火花を発生することが可能な状態となる。

マイクロコンピュータ１００は、給湯装置１０の動作制御の一環として、電磁ポンプ７２および点火トランス７８の作動期間を制御するとともに、当該作動期間に対応して電磁ポンプ７２および点火トランス７８に対する電源供給を制御する。すなわち、電磁ポンプ７２および点火トランス７８の少なくとも一方の作動期間においてコモンリレー１２０をオンし、電磁ポンプ７２の作動期間においてＥＰリレー１３０をオンし、点火トランス７８の作動期間においてＩＴリレー１４０をオンするように、マイクロコンピュータ１００は、制御信号Ｐｃｒ，Ｓｅｐｒ，Ｓｉｔを生成する。

なお、実施の形態１において、電磁ポンプ７２は、燃料供給のための「第１の機器」の一実施例に対応し、コモンリレー１２０は「第１の開閉器」の一実施例に対応し、励磁回路２００は「第１の励磁回路」に対応する。また、制御信号Ｐｃｒは「第１の制御信号」に対応する。

図４は、コモンリレー１２０の励磁回路の構成の比較例を示す回路図である。
図４を参照して、比較例に従う励磁回路２００♯は、電源配線１０１および接地配線１０２の間に直列に接続された、励磁コイル２１０、制限抵抗２１１および制御トランジスタ２２０を有する。ｎ型トランジスタで構成された制御トランジスタ２２０がオン状態になると、電源配線１０１から接地配線１０２に至る電流経路が形成されるため、励磁コイル２１０は通電される。励磁コイル２１０の通電時において、図３に示したコモンリレー１２０は、接点間が電気的に接続されてオンする。一方で、励磁コイル２１０の非通電時には、コモンリレー１２０はオフされる。たとえば、コモンリレー１２０は、励磁コイル２１０の通電によって生じる電磁力によって接点間が電気的に接続されるように構成される。

マイクロコンピュータ１００は、コモンリレー１２０をオンすべき期間には、論理ローレベル（以下、単に「Ｌレベル」とも称する）および論理ハイレベル（以下、単に「Ｈレベル」とも称する）を交互に繰返すパルス信号を、制御信号Ｐｃｒとして出力する。一方で、マイクロコンピュータ１００は、コモンリレー１２０をオフすべき期間には、パルス信号（制御信号Ｐｃｒ）を発生しない。

励磁回路２００♯は、微分回路２０５を有する。微分回路２０５は、制御信号Ｐｃｒが伝達されるノードおよびノードＮ１の間に直列に接続された抵抗素子Ｒ０およびキャパシタＣ０を有する。さらに、微分回路２０５は、ダイオードＤ１およびＤ２を有する。ダイオードＤ１は、ノードＮ１およびノードＮ２の間に、ノードＮ１からノードＮ２に向かう方向を順方向として接続される。ダイオードＤ２は、接地配線１０２およびノードＮ１の間に、接地配線１０２からノードＮ１へ向かう方向を順方向として接続される。

励磁回路２００♯は、さらに、抵抗素子Ｒ１，Ｒ２と、キャパシタＣ１とを有する。キャパシタＣ１は、ノードＮ２および接地配線１０２の間に電気的に接続される。抵抗素子Ｒ１は、ノードＮ２と制御トランジスタ２２０の制御電極（ゲート）との間に電気的に接続され、抵抗素子Ｒ２は、接地配線１０２および制御トランジスタ２２０のゲートの間に電気的に接続される。

抵抗素子Ｒ１，Ｒ２は、キャパシタＣ１によって保持された電荷を接地配線１０２へ放電することによって、ノードＮ２の電圧（制御電圧Ｖｃｎ）を低下させる。制御トランジスタ２２０のゲート電圧Ｖｇは、制御電圧Ｖｃｎを抵抗素子Ｒ１，Ｒ２によって分圧した電圧となる。制御トランジスタ２２０は、ゲート電圧Ｖｇがしきい値電圧Ｖｔｈよりも高いとオン状態となる一方で、ゲート電圧Ｖｇがしきい値電圧Ｖｔｈよりも低いとオフ状態となる。

図５は、図４に示された比較例の励磁回路の正常動作時の波形図である。
図５を参照して、制御信号Ｐｃｒは、マイクロコンピュータ１００からパルス信号として出力される。微分回路２０５によって、制御信号ＰｃｒがＬレベルからＨレベルに変化する毎に、ノードＮ２の電圧（制御電圧Ｖｃｎ）が、Ｈレベル電圧に従って上昇する。一方で、それ以外の期間では、制御電圧Ｖｃｎは、上記のＲＣ時定数に従って徐々に低下する。この結果、制御電圧Ｖｃｎは、図５に示すように、のこぎり波状に周期的に変化する。制御トランジスタ２２０のゲート電圧Ｖｇは、制御電圧Ｖｃｎに従って変化する。

パルス信号（Ｐｃｒ）の入力時にＶｇ＞Ｖｔｈが維持されることにより、マイクロコンピュータ１００が制御信号Ｐｃｒとしてパルス信号を出力する期間に対応させて、制御トランジスタ２２０をオン状態に維持することができる。

再び図４を参照して、制御信号ＰｃｒがＨレベルまたはＬレベルに固定される場合には、微分回路２０５中のキャパシタＣ０によって直流分がカットされるため、制御信号ＰｃｒがＨレベルまたはＬレベルに維持される期間を通じて、制御電圧Ｖｃｎおよびゲート電圧Ｖｇは、抵抗素子Ｒ１，Ｒ２により接地電圧ＧＮＤへ向けて低下し続ける。これにより、制御トランジスタ２２０がオフされるので、励磁コイル２１０は非通電とされてコモンリレー１２０はオフされる。

図６は、励磁回路２００♯に異常が生じた場合の動作波形図である。図６には、励磁回路２００♯において、微分回路２０５の故障（たとえば、ダイオードＤ１の短絡故障）により、パルス信号がノードＮ２にそのまま伝達される異常が発生した場合の動作が示される。

図６を参照して、ノードＮ２にパルス信号（制御信号Ｐｃｒ）が伝達されると、ゲート電圧Ｖｇも、ノードＮ２に伝達されたパルス信号を分圧したパルス状の電圧となる。この結果、制御トランジスタ２２０は、パルス信号の周波数に従ってオンオフを繰り返す。これにより、コモンリレー１２０は、オンオフを高速に繰り返す、チャタリング状態となる。

すなわち、図４に示した励磁回路２００♯は、パルス信号（Ｐｃｒ）の入力期間にのみ、コモンリレー１２０をオンするように作動できる一方で、微分回路２０５に異常が発生すると、パルス信号（Ｐｃｒ）の入力に応じてコモンリレー１２０にチャタリング状態が発生するため、リレー故障の誘発が懸念される。

したがって、本実施の形態では、このようなチャタリング状態の発生を防止可能な励磁回路の構成を説明する。

図７は、実施の形態１に従うコモンリレー１２０の励磁回路２００の構成を説明する回路図である。

図７を図４と比較して、実施の形態１に従う励磁回路２００は、比較例に従う励磁回路２００♯（図４）と比較して、ゲート電圧Ｖｇを保持するためのキャパシタＣ２をさらに有する。キャパシタＣ２は、制御トランジスタ２２０の制御電極（ゲート）と接地配線１０２との間に接続される。微分回路２０５、抵抗素子Ｒ１，Ｒ２およびキャパシタＣ１の配置については、励磁回路２００♯と同様であるので、詳細な説明は繰り返さない。

図７の構成において、ノードＮ２は「制御ノード」に対応し、励磁コイル２１０は「第１の励磁コイル」に対応する。さらに、キャパシタＣ１は「第１のキャパシタ」に対応し、キャパシタＣ２は「第２のキャパシタ」に対応し、抵抗素子Ｒ１は「第１の抵抗素子」に対応し、抵抗素子Ｒ２は「第２の抵抗素子」に対応する。

励磁回路２００では、ノードＮ２の電圧（制御電圧Ｖｃｎ）が低下する速度は、励磁回路２００♯と同様に、キャパシタＣ１および抵抗素子Ｒ１，Ｒ２によるＲＣ時定数によって決まる。一方で、制御トランジスタ２２０のゲート電圧Ｖｇが低下する速度は、キャパシタＣ２および抵抗素子Ｒ２によるＲＣ時定数によって決まるので、励磁回路２００♯よりも遅くなる。

微分回路２０５の正常動作時には、励磁回路２００は、励磁回路２００♯による図５の動作波形図とほぼ同等に動作する。厳密には、ゲート電圧Ｖｇの上昇時（パルス信号のＨレベル時）および低下時（パルス信号のＬレベル時）における電圧変化速度が図５よりも低下するが、図５と同様に安定的にＶｇ＞Ｖｔｈとすることについては、特に支障はない。このため、励磁回路２００についても、マイクロコンピュータ１００からのパルス信号（制御信号Ｐｃｒ）の出力に応じて、励磁コイル２１０に通電することによってコモンリレー１２０をオンすることができる。さらに、マイクロコンピュータ１００の異常によって、制御信号Ｐｃｒがアクティブレベル（Ｈレベル）に固定される異常が生じた場合にも、コモンリレー１２０が誤ってオンされることがない。

図８には、励磁回路２００に図６と同様の微分回路２０５の異常が発生したときの動作波形図が示される。すなわち、ノードＮ２に、パルス信号（制御信号Ｐｃｒ）が伝達されたときのゲート電圧Ｖｇの推移が示されている。

図８を図６と比較して、励磁回路２００では、キャパシタＣ２の配置により、パルス信号に応じたゲート電圧Ｖｇの上昇速度および低下速度が抑制される。したがって、ゲート電圧Ｖｇの低下、特に、Ｖｇの最低電圧Ｖｇｍｉｎの低下が抑制できる。

Ｖｇｍｉｎは、ＲＣの回路定数によって決まる放電速度に加えて、パルス信号（制御信号Ｐｃｒ）の周波数およびデューティにも依存する。したがって、さらに、パルス信号（制御信号Ｐｃｒ）の周波数を適切にすることによって、Ｖｇｍｉｎ＞Ｖｔｈとできる。

図９には、図８の動作波形図と同等の条件下でパルス信号の周波数を上昇したときの励磁回路２００の動作波形が示される。

図９を参照して、パルス信号（制御信号Ｐｃｒ）の周波数を上昇することによって、Ｖｇの最低電圧Ｖｇｍｉｎを、制御トランジスタ２２０のしきい値電圧Ｖｔｈよりも高くすることができる。これにより、励磁回路２００は、微分回路２０５の故障時にも、パルス信号の入力に応じてチャタリングを発生させることなく、コモンリレー１２０をオンすることができる。

このように、本実施の形態１に従う燃焼装置では、交流電源１０５に対して電磁ポンプ７２と直列に接続されたリレー（コモンリレー）をパルス信号の有無に応じて開閉駆動（励磁回路２００）することによって、マイクロコンピュータ１００に異常が発生した場合にも、電磁ポンプ７２への電源供給の遮断により燃料供給を確実に停止できるシステム構成を実現することができる。特に、励磁回路２００にキャパシタＣ２を設けるとともに、パルス信号（制御信号Ｐｃｒ）の周波数またはデューティの適正化（たとえば、図９相当の周波数）によって、励磁回路２００内に故障（微分回路２０５の故障）が生じた場合であっても、マイクロコンピュータ１００からのパルス信号の出力時に、チャタリングを発生することなく安定的にリレーをオンすることができる。

［実施の形態２］
実施の形態１では、パルス信号（制御信号Ｐｃｒ）の周波数を、図９相当の高周波数に固定することによって、微分回路２０５が故障してもチャタリングが回避される。しかしながら、パルス信号の周波数を常時高くすることは、マイクロコンピュータ１００の負荷や、回路素子での熱損失（たとえば、キャパシタ）の面で問題が生じることが懸念される。

図１０は、実施の形態２に従う励磁回路２０１の構成を示す回路図である。実施の形態２において、燃焼装置を含む給湯装置の構成は、励磁回路の構成を除いて、実施の形態１と同様である。

図１０を参照して、実施の形態２に従う励磁回路２０１は、実施の形態１に従う励磁回路２００と比較して、電圧監視回路２２２をさらに有する点で異なる。励磁回路２０１のその他の構成は、実施の形態１に従う励磁回路２００と同様であるので説明は繰り返さない。

電圧監視回路２２２は、制御トランジスタ２２０および制限抵抗２１１の接続ノードの電圧Ｖｄをマイクロコンピュータ１００へ出力する。電圧Ｖｄは、制御トランジスタ２２０のオン時とオフ時で異なる電圧となる。したがって、マイクロコンピュータ１００では、パルス信号（制御信号Ｐｃｒ）の周波数を考慮したサンプリング周期で、電圧監視回路２２２からの電圧Ｖｄを監視することによって、制御トランジスタ２２０がオンオフを繰り返している状態、すなわち、チャタリング状態であるか否かを判定することができる。電圧監視回路２２２は、制御トランジスタ２２０のオンオフ状態を検知するための「検知回路」の一実施例に対応する。

図１１は、実施の形態２に従う燃焼装置におけるパルス信号の制御を説明するためのフローチャートである。図１１に示されたフローチャートに従う制御処理は、マイクロコンピュータ１００がバルス信号を制御信号Ｐｃｒとして出力している期間（すなわち、コモンリレー１２０をオンすべき期間）において、繰り返し実行される。

図１１を参照して、マイクロコンピュータ１００は、ステップＳ１００により、電圧監視回路２２２からの電圧Ｖｄを一定期間監視する。そして、マイクロコンピュータ１００は、ステップＳ１１０により、一定期間監視したＶｄに基づいて、制御トランジスタ２２０がオンオフを繰り返す状態（チャタリング状態）が発生しているか否かを判定する。

チャタリング状態の非発生時（Ｓ１１０のＮＯ判定時）、すなわち、制御トランジスタ２２０がオン状態を維持している場合には、マイクロコンピュータ１００は、ステップＳ１２０に処理を進めて、パルス信号（制御信号Ｐｃｒ）の周波数ｆｅｐを基本周波数ｆ１に設定する。

図１２は、パルス信号周波数が基本周波数のときの励磁回路の動作を説明する動作波形図である。

図１２には、パルス信号（制御信号Ｐｃｒ）の周波数ｆｅｐがｆ１（基本周波数）のときのゲート電圧Ｖｇについて、微分回路２０５に故障が発生していない正常動作時の電圧波形が点線で示される一方で、微分回路２０５の故障によりパルス信号がノードＮ２に伝達されたときの電圧波形が実線で示されている。

図１２を参照して、パルス信号（制御信号Ｐｃｒ）のＬレベルからＨレベルへの変化のみに応じてノードＮ２の電圧（制御電圧Ｖｃｎ）が上昇する正常動作時には、パルス信号周波数が低くても（ｆｅｐ＝ｆ１）、Ｖｇ＞Ｖｔｈの状態が安定的に維持できる。したがって、チャタリングの非発生時には、パルス信号周波数をｆ１に抑制できる。

一方で、微分回路２０５の故障によりパルス信号がノードＮ２に伝達された場合には、キャパシタＣ２の配置によってゲート電圧Ｖｇの低下は抑制されているものの、パルス信号周波数が低いとき（ｆｅｐ＝ｆ１）には、一時的にＶｇ＜Ｖｔｈとなる期間が繰り返し出現する。これにより、制御トランジスタ２２０がオンオフを繰り返すことにより、チャタリングが発生する。このとき、図１０の電圧監視回路２２２の出力も、制御トランジスタ２２０のオンオフに対応して変動するので、上述のように、マイクロコンピュータ１００は、チャタリングの発生を検出することができる。

再び図１１を参照して、マイクロコンピュータ１００は、チャタリング状態の発生時（Ｓ１１０のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ１３０に処理を進めて、パルス信号（制御信号Ｐｃｒ）の周波数ｆｅｐを基本周波数ｆ１よりも高いｆ２へ上昇させる。すなわち、ｆ１は「第１の周波数」に対応し、ｆ２は「第２の周波数」に対応する。

図１３は、パルス信号周波数の上昇時における励磁回路の動作を説明する動作波形図である。

図１３を参照して、周波数ｆ２は、実施の形態１で説明したのと同様に、微分回路２０５の故障によりパルス信号がノードＮ２に伝達されたときにも、Ｖｇ＞Ｖｔｈの状態が維持されるように決められる。すなわち、周波数ｆ２は、図９の場合におけるパルス信号周波数と同等に設定される。

これにより、微分回路２０５の故障によってチャタリングが発生した場合には、パルス信号（制御信号Ｐｃｒ）の周波数を上昇することによって、制御トランジスタ２２０を安定的にオン状態に維持することができる。

このように、実施の形態２に従う燃焼装置によれば、パルス信号の有無に応じて開閉駆動されるリレーの励磁回路に異常が発生したときに限定して、チャタリング回避のためにパルス信号の周波数を上昇させる。すなわち、通常時（チャタリング非発生時）には、パルス信号の周波数を抑制できるので、実施の形態１のように、パルス信号周波数を常時高める構成と比較して、マイクロコンピュータ１００の負荷および回路素子の熱損失が無用に増大することを回避できる。

なお、実施の形態２では、チャタリングの発生が検出されて、パルス信号周波数が上昇された場合には、ガイダンスによって故障発生の旨を通知するとともに、以降では、パルス信号周波数についてはｆｅｐ＝ｆ２に固定することが好ましい。

また、実施の形態１および２では、コモンリレー１２０をパルス信号の有無に応じて開閉駆動する構成を例示したが、ＥＰリレー１３０をパルス信号の有無に応じて開閉駆動する構成とすることも可能である。この場合にも、ＥＰリレー１３０のオフによって、電磁ポンプ７２への電源供給の遮断により燃料供給を確実に停止できるので、同様の効果を享受することができる。すなわち、実施の形態１および２では、コモンリレー１２０およびＥＰリレー１３０の各々が「第１の開閉器」に対応し得る。

［実施の形態３］
実施の形態３では、電磁ポンプ７２に対して直列に接続される複数のリレーの制御について説明する。

図１４は、実施の形態３に従う燃焼バーナの主要機器に対する電源供給の制御構成を説明するためのブロック図である。

図１４を参照して、実施の形態３に従う構成では、図３に示した構成と比較して、入力電圧監視回路１５０がさらに設けられている。なお、コモンリレー１２０は、実施の形態１または２に従う励磁回路２００または２０１によって駆動される。

実施の形態３に従う燃焼装置では、ＥＰリレー１３０の開閉は、特許文献２と同様に、交流電圧の位相に応じて制御される。すなわち、実施の形態３では、コモンリレー１２０は「第１の開閉器」に対応し、ＥＰリレー１３０は「第２の開閉器」に対応する。

図１５には、ＥＰリレー１３０の励磁回路３００の回路構成例が示される。
図１５を参照して、励磁回路３００は、電源配線１０１および接地配線１０２の間に直列に接続された、励磁コイル３１０、制限抵抗３１１および、トランジスタ３２０を有する。トランジスタ３２０は、ｎｐｎトランジスタによって構成される。トランジスタ３２０の制御電極（ベース）には、抵抗素子Ｒ３を経由して、マイクロコンピュータ１００からの制御信号Ｓｅｐｒが入力される。制御信号Ｓｅｐｒは、電磁ポンプ７２の停止期間にＬレベルに設定される一方で、電磁ポンプ７２の作動期間にＨレベルに設定される、ハイアクティブの制御信号である。

制御信号ＳｅｐｒがＨレベルに設定されると、トランジスタ３２０のオンに応じて、励磁コイル３１０が通電される。これにより、ＥＰリレー１３０がオンされる。一方で、制御信号ＳｅｐｒがＬレベルに設定されると、トランジスタ３２０がオフされることにより、励磁コイル３１０は非通電となる。これにより、ＥＰリレー１３０がオフされる。すなわち、励磁コイル３００は「第２の励磁回路」に対応し、励磁コイル３１０は「第２の励磁コイル」に対応し、制御信号Ｓｅｐｒは「第２の制御信号」に対応する。

なお、図示は省略するが、ＩＴリレー１４０の励磁回路３５０についても、励磁回路３００と同様の構成とすることが可能である。すなわち、ハイアクティブの制御信号Ｓｉｔに応じて、ＩＴリレー１４０のオンオフを制御することが可能である。ＥＰリレー１３０およびＩＴリレー１４０についても、コモンリレー１２０と同様に、対応の励磁コイルの通電によって生じる電磁力によって接点間が電気的に接続されるように構成することができる。

ＥＰリレー１３０は、コモンリレー１２０がオンされた状態で、ターンオンまたはターンオフされる。しかしながら、電流が流れている状態でＥＰリレー１３０をターンオフすると、あるいは、電圧がゼロでない状態でＥＰリレー１３０をターンオンすると、火花の発生によってリレー溶着が発生する虞がある。

したがって、実施の形態３では、特許文献２と同様に、ＥＰリレー１３０のターンオンタイミングおよびターンオフタイミングのうち、少なくともターンオフタイミングについては、電圧および電流がゼロの期間に設けられるように、交流電圧Ｖａｃの位相に応じて制御される。なお、好ましくは、以下に例示するように、ターンオンタイミングおよびターンオフタイミングの両方とも、電圧および電流がゼロの期間に設けられる。

図１６は、交流電圧位相を検出するための入力電圧監視回路１５０の構成例を説明する回路図である。

図１６を参照して、入力電圧監視回路１５０は、ダイオードＤ３ａと、抵抗素子Ｒ４ａ〜Ｒ７ａと、キャパシタＣ５ａと、フォトカプラ１５２とを有する。フォトカプラ１５２は、フォトダイオードＰＤ１およびフォトトランジスタＰＴ１を有する。フォトトランジスタＰＴ１は、フォトダイオードＰＤ１の通電期間にオンする一方で、非通電期間にオフする。

ダイオードＤ３ａ、抵抗素子Ｒ４ａおよび、キャパシタＣ５ａは、電力線ＰＬおよび電力線ＮＬの間に直列に接続される。抵抗素子Ｒ５ａおよびフォトダイオードＰＤ１は、キャパシタＣ５ａと並列に接続される。フォトトランジスタＰＴ１は、抵抗素子Ｒ６ａと直列に、電源配線１０１および接地配線１０２の間に接続される。抵抗素子Ｒ７ａは、抵抗素子Ｒ６ａと直列に、電源配線１０１と検出信号Ｓｚｃを出力する出力ノードＮｓとの間に接続される。

図１７は、入力電圧監視回路１５０の動作およびＥＰリレーの開閉タイミングを説明するための波形図である。

図１７を参照して、交流電源１０５の出力電圧Ｖａｃは、一定周波数で、正電圧期間（Ｖａｃ＞０）および負電圧期間（Ｖａｃ＜０）を交互に繰り返す正弦波状の電圧である。

図１６に示された入力電圧監視回路１５０において、負電圧期間（Ｖａｃ＜０）には、ダイオードＤ３ａが非導通となるので、フォトダイオードＰＤ１も非通電状態となる。これにより、フォトトランジスタＰＴ１がオフするので、出力ノードＮｓは、抵抗素子Ｒ６ａ，Ｒ７ａを経由して電源配線１０１と接続される。これにより、出力ノードＮｓの電圧は電源電圧Ｖｃとなる。

一方で、正電圧期間（Ｖａｃ＞０）には、ダイオードＤ３ａが導通するのに応じて、フォトダイオードＰＤ１が導通する。これにより、フォトトランジスタＰＴ１がオンするので、出力ノードＮｓは、フォトトランジスタＰＴ１および抵抗素子Ｒ７ａを経由して接地配線１０２と接続される。これにより、出力ノードＮｓの電圧は、負電圧期間よりも低下する。

この結果、図１７に示されるように、入力電圧監視回路１５０の出力ノードＮｓに生成される検出信号Ｓｚｃは、交流電圧Ｖａｃの正電圧期間および負電圧期間に応じてＬレベルおよびＨレベルに設定される、パルス信号となる。入力電圧監視回路１５０がパルス信号（検出信号Ｓｚｃ）を出力しているか否かの監視により、交流電源１０５から交流電圧が正常に出力されているか否かを監視することができる。

さらに、図１７から理解されるように、検出信号ＳｚｃのＬレベルからＨレベルへの遷移タイミングおよびＨレベルからＬレベルへの遷移タイミングは、交流電圧Ｖａｃのゼロクロス点と対応している。

電磁ポンプ７２は誘導性負荷であるため、電磁ポンプ７２を流れる電流Ｉｅｐは、交流電圧Ｖａｃに対して位相が遅れる。この位相遅れ時間Ｔｄｌは、実機実験等によって予め求めることができる。

したがって、検出信号ＳｚｃがＬレベルからＨレベルに変化する時刻ｔ０から位相遅れ時間Ｔｄｌが経過した時刻ｔ１から、次に検出信号ＳｚｃがＨレベルからＬレベルに変化する時刻ｔ２までの間にＥＰリレー１３０をターンオンおよびターンオフすれば、ＥＰリレー１３０を電圧および電流がゼロの状態で開閉することができる。なお、時刻ｔ０〜ｔ２の間の経過時間は、交流電圧Ｖａｃの半周期に相当する所定時間である。

したがって、マイクロコンピュータ１００は、ＥＰリレー１３０をターンオフする場合には、検出信号ＳｚｃがＬレベルからＨレベルに変化するタイミング（時刻ｔ０）から、所定時間Ｔｘが経過した時刻ｔ３において、制御信号ＳｅｐｒをＨレベルからＬレベルに変化させる。なお、所定時間Ｔｘは、位相遅れ時間Ｔｄｌと、制御信号Ｓｅｐｒの設定からＥＰリレー１３０が実際に開閉されるまでの所要時間とを考慮して、予め定めることが可能である。

同様に、ＥＰリレー１３０をターンオンする場合にも、マイクロコンピュータ１００は、同様の期間内（時刻ｔ１〜ｔ２）において、制御信号ＳｅｐｒをＬレベルからＨレベルに変化させればよい。

図１８は、マイクロコンピュータ１００によるコモンリレー１２０およびＥＰリレー１３０の開閉を制御するための機能ブロック図である。図１８中の各機能ブロックは、マイクロコンピュータ１００によるソフトウェア処理（プログラム実行）および／またはハードウェア処理（電子回路の動作）によって実現される。

図１８を参照して、マイクロコンピュータ１００は、パルス生成部１１０およびタイミング制御部１１５を有する。

パルス生成部１１０は、電磁ポンプ７２の作動および停止を指示する制御信号Ｐｏｎと、点火トランス７８の作動および停止を指示する制御信号Ｔｏｎとに応じて、制御信号Ｐｃｒを生成する。たとえば、制御信号Ｐｏｎおよび制御信号Ｔｏｎは、電磁ポンプ７２および点火トランス７８のそれぞれの作動期間にＨレベルに設定される一方で、停止期間にＬレベルに設定される。

パルス生成部１１０は、制御信号Ｐｏｎおよび制御信号Ｔｏｎの少なくとも一方がＨレベルに設定されると、パルス信号を制御信号Ｐｃｒとして出力する。一方で、パルス生成部１１０は、制御信号Ｐｏｎおよび制御信号Ｔｏｎの両方がＬレベルのときには、パルス信号の出力を非実行とする。

タイミング制御部１１５は、制御信号Ｐｏｎおよび検出信号Ｓｚｃに応じて、ハイアクティブの制御信号Ｓｅｐｒを出力する。タイミング制御部１１５は、制御信号ＰｏｎがＬレベルからＨレベルに変化するのに応じて、ＥＰリレー１３０をターンオンするために制御信号ＳｅｐｒをＬレベルからＨレベルに変化させる。上述のように、制御信号Ｓｅｐｒの変化タイミングは、検出信号ＳｚｃがＬレベルからＨレベルへ変化するタイミング（図８の時刻ｔ０）から所定時間Ｔｘが経過したタイミング（時刻ｔ３）となるように制御される。

一方で、タイミング制御部１１５は、制御信号ＰｏｎがＨレベルからＬレベルに変化するのに応じて、ＥＰリレー１３０をターンオフするために制御信号ＳｅｐｒをＨレベルからＬレベルに変化させる。この際にも、制御信号Ｓｅｐｒの変化タイミングは、ＥＰリレー１３０をターンオンする場合と同様に、電圧および電流がゼロの期間内となるように制御される。

これにより、マイクロコンピュータ１００は、コモンリレー１２０をオンすべき期間に対応してパルス信号を制御信号Ｐｃｒとして出力するとともに、コモンリレー１２０のオフ期間にはパルス信号の出力を停止することができる。

また、ＥＰリレー１３０をオンすべき期間に対応して制御信号ＳｅｐｒをＨレベルに設定する一方で、ＥＰリレー１３０をオフすべき期間には制御信号ＳｅｐｒをＬレベルに設定することができる。

なお、図１５の励磁回路３００では、制御信号Ｓｅｐｒが抵抗素子Ｒ３を経由して、トランジスタ３２０の制御電極（ベース）に直接入力される。これに対して、図７の励磁回路２００では、制御トランジスタ２２０の制御電極（ゲート）の電圧は、微分回路２０５、抵抗素子Ｒ１，Ｒ２およびキャパシタＣ１，Ｃ２を経由して、制御信号Ｐｃｒ（パルス信号）の入力に対して間接的に制御される。したがって、マイクロコンピュータ１００からの制御信号によってリレーの実際の開閉タイミングを精度良く制御するためには、励磁回路３００を用いたハイアクティブの制御信号によるリレーの開閉制御の方が有利であることが理解される。

一方で、パルス信号を制御信号とする励磁回路２００によるリレーの開閉制御では、当該制御信号がアクティブレベル（たとえば、Ｈレベル）に固定される異常が発生した場合にも、確実にリレーをオフできるため安全性の面で有利である。

このように、実施の形態３に従う燃焼装置によれば、燃料供給のための電磁ポンプ７２に対して直列に接続されるコモンリレー１２０およびＥＰリレー１３０のうちの、コモンリレー１２０を、実施の形態１，２で説明したように、パルス信号の発生時にオンすることができる。

さらに、ＥＰリレー１３０については、ハイアクティブの制御信号（Ｓｅｐｒ）に応じて、電圧および電流がゼロの期間に開閉することが可能である。これにより、ＥＰリレー１３０が溶着の発生によって固定的にオン状態となることを防止できる。ＥＰリレー１３０の溶着防止を通じて、異常時における電磁ポンプ７２による燃料供給の停止をさらに確実化することができる。

したがって、実施の形態３に従う燃焼装置によれば、燃料供給に関連する電磁ポンプ７２に対して直列に接続されたコモンリレー１２０およびＥＰリレー１３０の開閉制御について、パルス信号に応じた開閉駆動（励磁回路２００）とハイアクティブの制御信号に応じた開閉タイミング制御を伴う開閉制御（励磁回路３００）との組み合わせによって、リレー溶着の発生を防止した上で、マイクロコンピュータ１００に異常が発生した場合にも、電磁ポンプ７２への電源供給の遮断により燃料供給を確実に停止できるシステム構成を実現することができる。

［実施の形態４］
実施の形態４では、コモンリレー１２０の励磁回路の構成の変形例を説明する。

図１９は、実施の形態２に従うコモンリレー１２０の励磁回路２０２の構成を説明する回路図である。

図１９を参照して、実施の形態４に従う燃焼装置では、励磁回路２０２は、実施の形態１に従う構成と比較して、遮断トランジスタ２２５と、制御回路２４０と、遮断回路２５０とをさらに有する。

遮断トランジスタ２２５は、電源配線１０１および接地配線１０２の間に、励磁コイル２１０および制御トランジスタ２２０と直列に接続される。したがって、遮断トランジスタ２２５をオフすることにより、制御トランジスタ２２０がオンしていても、励磁コイル２１０への通電を強制的に遮断することができる。たとえば、遮断トランジスタ２２５は、ｐｎｐトランジスタにより構成される。

制御トランジスタ２２０のオンオフを制御する制御回路２３０は、図４に示された、微分回路２０５、抵抗素子Ｒ１，Ｒ２およびキャパシタＣ１，Ｃ２による、励磁回路２００の構成と同様であるので、詳細な説明は繰り返さない。

制御回路２４０は、マイクロコンピュータ１００からの制御信号Ｓｃｒに応じて、遮断トランジスタ２２５のオンオフを制御する。制御回路２４０は、抵抗素子Ｒ７〜Ｒ９と、トランジスタＱ１とを有する。トランジスタＱ１は、たとえば、ｎｐｎトランジスタによって構成される。

トランジスタＱ１は、遮断トランジスタ２２５の制御電極（ベース）と接地配線１０２との間に、抵抗素子Ｒ１１と直列に接続される。抵抗素子Ｒ１０は、遮断トランジスタ２２５のベースと電源配線１０１との間に接続される。抵抗素子Ｒ７およびＲ８は、制御信号Ｓｃｒが入力されるノードと、トランジスタＱ１のベースとの間にノードＮ３を挟んで直列に接続される。抵抗素子Ｒ９は、トランジスタＱ１のベースと接地配線１０２との間に接続される。

遮断回路２５０は、マイクロコンピュータ１００からのパルス信号Ｐｗｄを受ける。遮断回路２５０は、トランジスタＱ２〜Ｑ４と、抵抗素子Ｒ１２〜Ｒ２０と、キャパシタＣ３，Ｃ４と、信号バッファ２５２とを有する。トランジスタＱ２〜Ｑ４の各々は、たとえば、ｎｐｎトランジスタによって構成される。

パルス信号Ｐｗｄは、直列接続された抵抗素子Ｒ１２，Ｒ１３およびキャパシタＣ３を経由して、トランジスタＱ２の制御電極（ベース）に入力される。トランジスタＱ２のベースは、抵抗素子Ｒ１４によって接地電圧ＧＮＤにプルダウンされている。トランジスタＱ２は、ノードＮ４を挟んで、電源配線１０１および接地配線１０２の間に抵抗素子Ｒ１５と直列に接続されている。

さらに、ノードＮ４および接地配線１０２の間には、抵抗素子Ｒ１６およびキャパシタＣ４が直列に接続される。信号バッファ２５２は、キャパシタＣ４に保持される電圧に、応じて、Ｈレベル（電圧Ｖｃ）またはＬレベル（接地電圧ＧＮＤ）の信号を出力する。

信号バッファ２５２の出力は、抵抗素子Ｒ１７を経由して、トランジスタＱ３の制御電極（ベース）に伝達される。同様に、信号バッファ２５２の出力は、抵抗素子Ｒ１９を経由して、トランジスタＱ４の制御電極（ベース）に伝達される。

トランジスタＱ３は、制御回路２４０のノードＮ３と接地配線１０２との間に接続される。同様に、トランジスタＱ４は、制御回路２３０のノードＮ２と接地配線１０２との間に接続される。トランジスタＱ３，Ｑ４の各々は、ｎｐｎトランジスタによって構成され、制御電極（ベース）がＨレベルとなったときにオンする。トランジスタＱ３およびＱ４のベースは、抵抗素子Ｒ１８およびＲ２０をそれぞれ経由して接地配線１０２と接続される。

図２０は、実施の形態４に従う燃料装置におけるコモンリレーおよびＥＰリレーの開閉制御を説明する機能ブロック図である。

図２０を参照して、マイクロコンピュータ１００は、実施の形態４に従う構成では、図１８に示されたパルス生成部１１０およびタイミング制御部１１５に加えて、パルス生成部１１２および制御信号生成部１３５をさらに含む。

パルス生成部１１０およびタイミング制御部１１５は、実施の形態３と同様に動作する。これにより、電磁ポンプ７２の作動期間に対応させて、パルス信号で構成される制御信号Ｐｃｒおよびハイアクティブの制御信号Ｓｅｐｒが生成される。

一方で、パルス生成部１１２は、マイクロコンピュータ１００の正常作動時において、パルス信号Ｐｗｄを継続的に発生する。たとえば、マイクロコンピュータ１００の正常作動時に継続的に出力されるウォッチドッグパルスによって、パルス信号Ｐｗｄを構成することができる。このように、パルス生成部１１２は、パルス生成部１１０とは独立に、パルス信号Ｐｗｄを生成している。

制御信号生成部１３５は、制御信号Ｐｏｎおよび制御信号Ｔｏｎに応じて、コモンリレー１２０の作動期間においてＨレベルに設定されるハイアクティブの制御信号Ｓｃｒを出力する。したがって、制御信号Ｓｃｒは、パルス生成部１１０がパルス信号（制御信号Ｐｃｒ）を出力する期間において、Ｈレベルに設定される。

再び、図１９を参照して、制御回路２４０では、制御信号ＳｃｒがＨレベルに設定されてノードＮ３の電圧がＨレベルになると、トランジスタＱ１のオンにより、遮断トランジスタ２２５のベースが接地配線１０２と電気的に接続される。これにより、遮断トランジスタ２２５がオンするので、制御トランジスタ２２０がさらにオンすると、励磁コイル２１０に通電することができる。一方で、制御信号ＳｃｒがＬレベルに設定されてノードＮ３の電圧がＬレベルになると、トランジスタＱ１がオフされることにより、遮断トランジスタ２２５もオフされる。遮断トランジスタ２２５のオフにより、制御トランジスタ２２０がオンしても、励磁コイル２１０は非通電とされる。

次に、遮断回路２５０の動作について説明する。まず、パルス信号Ｐｗｄが入力されている場合には、トランジスタＱ２がパルス信号ＰｗｄのＨレベルおよびＬレベルに応じて周期的にオンする。トランジスタＱ２のオフ期間には、ノードＮ４は、抵抗素子Ｒ１５，Ｒ１６およびキャパシタＣ４によるＲＣ時定数に従って、電源電圧Ｖｃへ向けて充電される。これに対して、トランジスタＱ２のオン期間には、ノードＮ４は、抵抗素子Ｒ１６およびキャパシタＣ４によるＲＣ時定数に従って、接地電圧ＧＮＤへ向けて放電される。したがって、放電速度は、充電速度よりも高いことが理解される。

したがって、マイクロコンピュータ１００がパルス信号Ｐｗｄ（５０％デューティ）を出力している場合には、ノードＮ４の電圧は上昇しないため、信号バッファ２５２の出力はＬレベルとなる。これにより、トランジスタＱ３，Ｑ４はオフ状態に維持される。この結果、制御回路２３０のノードＮ２および制御回路２４０のノードＮ３の電圧は、制御信号Ｐｃｒおよび制御信号Ｓｃｒによってそれぞれ制御される。

これに対して、マイクロコンピュータ１００が異常の発生によってパルス信号Ｐｗｄを出力しなくなると、キャパシタＣ３が直流分をカットすることにより、パルス信号Ｐｗｄが入力されるノードがＨレベルおよびＬレベルのいずれに固定されても、トランジスタＱ２はオフ状態に維持される。したがって、ノードＮ４の電圧が電源電圧Ｖｃに固定されるので、信号バッファ２５２の出力はＨレベルとなる。これにより、トランジスタＱ３，Ｑ４がオンするので、制御回路２３０のノードＮ２および制御回路２４０のノードＮ３は、トランジスタＱ３，Ｑ４を経由して、接地配線１０２と接続される。この結果、制御トランジスタ２２０および遮断トランジスタ２２５がオフされるので、励磁コイル２１０は強制的に非通電とされる。

このように、実施の形態４に従う励磁回路２０２では、マイクロコンピュータ１００からのパルス信号Ｐｗｄの非出力時には、励磁コイル２１０への通電が強制的に遮断される。なお、図１９の構成例では、トランジスタＱ３，Ｑ４を設けて制御トランジスタ２２０および遮断トランジスタ２２５の両方を強制的にオフ可能としているが、トランジスタＱ３およびＱ４の一方については省略することも可能である。すなわち、遮断回路２５０は、パルス信号Ｐｗｄの非発生時において、制御トランジスタ２２０および遮断トランジスタ２２５の少なくとも一方を強制的にオフするように構成されればよい。

図２１は、図１９に示された励磁回路２０２の動作を整理した図表である。
図２１を参照して、制御信号ＳｃｒがＨレベルに設定されるとともに、パルス信号ＰｗｄおよびＰｃｒが出力されていると、遮断回路２５０のトランジスタＱ１のオンにより遮断トランジスタ２２５がオンし、かつ、制御トランジスタ２２０もオンされる。これにより、励磁コイル２１０は通電されるので、コモンリレー１２０がオンする。

これに対して、パルス信号で構成される制御信号Ｐｃｒの出力が停止されると、制御トランジスタ２２０がオフされることにより、励磁コイル２１０は非通電となって、コモンリレー１２０がオフされる。同様に、制御信号ＳｃｒがＬレベルに設定されると、トランジスタＱ１のオフにより、遮断トランジスタ２２５がオフされるので、励磁コイル２１０は非通電となる。

また、マイクロコンピュータ１００の異常によりパルス信号Ｐｗｄの出力が停止されると、遮断回路２５０のトランジスタＱ３，Ｑ４がオンされることにより、遮断トランジスタ２２５および制御トランジスタ２２０がオフされる。このため、励磁コイル２１０は非通電となって、コモンリレー１２０がオフされる。すなわち、パルス信号Ｐｗｄは、「所定パルス信号」の一実施例に対応する。

このように実施の形態４に従う燃料装置によれば、マイクロコンピュータ１００から独立に出力されるパルス信号ＰｗｄおよびＰｃｒの両方が正常であるときに限って、励磁回路２００が励磁コイル２１０に通電することによって、コモンリレー１２０がオンされる。したがって、マイクロコンピュータ１００に何らかの異常が発生した場合に、コモンリレー１２０をより確実にオフすることができるので、電磁ポンプ７２による燃料供給をさらに確実に停止することが可能となる。

なお、実施の形態４において、制御トランジスタ２２０のオンオフを制御する制御回路２３０については、実施の形態２に従う励磁回路２０１と同様に構成することも可能である。

また、実施の形態３は、実施の形態１，２，４と適宜組み合わせることが可能である。すなわち、実施の形態３において、パルス信号で駆動されるコモンリレー１２０の励磁回路は、実施の形態１，２，４あるいはこれらの組み合わせのいずれに従う構成とすることも可能である。

本実施の形態１〜４では、給湯装置に適用される、石油（灯油）を燃料とする燃焼装置における電磁ポンプに対する電源供給を例示したが、本発明の適用はこのような構成に限定されるものではない。すなわち、ガス等の他の燃料を供給する機器を有する燃焼装置において、当該燃料供給に関する機器に対する電源供給を、本実施の形態１〜４と同様に制御することが可能である。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

６ 燃焼缶体、７ 燃焼バーナ、８ 送風ファン、１０ 給湯装置、１１ 入水管、１２ 熱交換器、１６ 出湯管、１７，１９ 温度センサ、１８ 流量センサ、３０ 排煙筒、７０ 噴射ノズル、７１ 電磁開閉弁、７２ 電磁ポンプ、７３ 燃料供給管、７４ リターン管、７５ 油温検出センサ、７６ 流量制御弁、７７ 逆止弁、７８ 点火トランス、８０ バーナコーン、１００ マイクロコンピュータ、１０１ 電源配線、１０２ 接地配線、１０５ 交流電源、１１０，１１２ パルス生成部、１１５ タイミング制御部、１２０ コモンリレー、１３０ ＥＰリレー、１４０ ＩＴリレー、１３５ 制御信号生成部、１５０ 入力電圧監視回路、１５２ フォトカプラ、２００ 励磁回路（比較例）、２００，２０１，２０２ 励磁回路（コモンリレー）、２００♯ 励磁回路（比較例）、２０５ 微分回路、２１０，３１０ 励磁コイル、２１１，３１１ 制限抵抗、２２０ 制御トランジスタ、２２２ 電圧監視回路、２２５ 遮断トランジスタ、２３０，２４０ 制御回路、２５０ 遮断回路、２５２ 信号バッファ、３００，３５０ 励磁回路、３２０，Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４ トランジスタ、Ｃ０，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５ａ キャパシタ、ＣＬ，ＮＬ，ＰＬ 電力線、Ｄ０，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３ａ ダイオード、ＧＮＤ 接地電圧、Ｉｅｐ 電流（電磁ポンプ）、Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４ ノード、Ｎｓ 出力ノード、ＰＤ１ フォトダイオード、ＰＴ１ フォトトランジスタ、Ｐｃｒ，Ｐｏｎ，Ｓｃｒ，Ｓｅｐｒ，Ｓｉｔ，Ｔｏｎ 制御信号、Ｐｗｄ パルス信号、Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４ａ〜Ｒ７ａ，Ｒ７〜ＲＲ２０ 抵抗素子、Ｓｚｃ 検出信号（入力電圧監視回路）、Ｔｄｌ 位相遅れ時間、Ｖｃ 電源電圧、Ｖｄ 監視電圧（電圧監視回路）、Ｖｃｎ 制御電圧、Ｖｇ ゲート電圧、Ｖｔｈ しきい値電圧（制御トランジスタ）。

Claims (5)

1. 燃料供給のための第１の機器と、
   前記第１の機器の電源に対して前記第１の機器と直列に接続された第１の開閉器と、
   前記第１の開閉器の開閉を制御するための第１の制御信号を出力するためのマイクロコンピュータと、
   通電時に前記第１の開閉器がオンされる一方で非通電時に前記第１の開閉器がオフされるように設けられた第１の励磁コイルへの通電を前記第１の制御信号に応じて制御するための第１の励磁回路とを備え、
   前記マイクロコンピュータは、前記第１の開閉器をオンすべき期間において、ハイレベル期間およびローレベル期間を交互に繰り返すパルス信号を、前記第１の制御信号として出力し、
   前記第１の励磁回路は、
   高電圧の第１の電源配線および低電圧の第２の電源配線の間に前記第１の励磁コイルと直列に接続されて、制御電極の電圧が所定電圧よりも高いときに前記第１の励磁コイルに通電する一方で、前記制御電極の電圧が前記所定電圧よりも低いときに前記第１の励磁コイルを非通電とするための制御トランジスタと、
   前記第１の制御信号がローレベルからハイレベルへ変化したときに前記ハイレベルの電圧を制御ノードに伝達するための微分回路と、
   前記制御ノードおよび前記第２の電源配線の間に電気的に接続された第１のキャパシタと、
   前記制御ノードおよび前記制御電極の間に電気的に接続された第１の抵抗素子と、
   前記制御電極および前記第２の電源配線の間に電気的に接続された第２の抵抗素子と、
   前記制御電極および前記第２の電源配線の間に、前記第２の抵抗素子と並列に接続された第２のキャパシタとを含み、
   前記パルス信号の周波数またはデューティと、前記第１および第２のキャパシタならびに前記第１および第２の抵抗素子の回路定数とは、前記微分回路の故障により前記制御ノードの電圧が前記パルス信号の電圧に従って周期的に変化しても前記制御トランジスタがオン状態を維持するように定められる、燃焼装置。
2. 前記第１の励磁回路は、
   前記制御トランジスタのオンオフ状態を検知するための検知回路をさらに含み、
   前記マイクロコンピュータは、前記パルス信号を前記第１の制御信号として出力している期間において、前記検知回路の出力に基づいて前記制御トランジスタがオンおよびオフを繰り返していることを検知すると、前記パルス信号の周波数を、前記制御トランジスタがオン状態に維持されている場合の第１の周波数よりも高い第２の周波数に上昇させ、
   前記第２の周波数は、前記微分回路の故障により前記制御ノードの電圧が前記パルス信号の電圧に従って周期的に変化しても前記制御トランジスタがオン状態を維持するような周波数に定められる、請求項１記載の燃焼装置。
3. 前記第１の機器の電源は、交流電源であり、
   前記交流電源に対して前記第１の機器および前記第１の開閉器と直列に接続された第２の開閉器と、
   通電時に前記第２の開閉器がオンされる一方で非通電時に前記第２の開閉器がオフされるように設けられた第２の励磁コイルへの通電を、前記マイクロコンピュータからの第２の制御信号に応じて制御するための第２の励磁回路とをさらに備え、
   前記第２の励磁回路は、前記第２の制御信号がローレベルおよびハイレベルのうちの所定の一方のレベルであるときに前記第２の励磁コイルに通電する一方で、他方のレベルであるときに前記第２の励磁コイルを非通電とするように構成され、
   前記マイクロコンピュータは、前記交流電源の電圧位相に応じて制御される前記第２の開閉器のターンオフタイミングにおいて、前記第２の制御信号をローレベルおよびハイレベルのうちの前記一方のレベルから前記他方のレベルへ遷移させる、請求項１または２記載の燃焼装置。
4. 前記交流電源と接続された第１および第２の電力線をさらに備え、
   前記第１の機器は、燃料供給のための電磁ポンプであり、
   前記第１の開閉器は、前記第１の電力線と、前記電磁ポンプを含む複数の機器と電気的に接続された第３の電力線との間に接続され、
   前記第２の開閉器は、前記第２の電力線および前記第３の電力線の間に前記電磁ポンプと直列に接続される、請求項３記載の燃焼装置。
5. 前記マイクロコンピュータは、前記マイクロコンピュータの正常動作時に、一定周期の所定パルス信号を前記第１の制御信号とは独立に出力するように構成され、
   前記第１の励磁回路は、
   前記第１の励磁コイルと直列に接続された遮断トランジスタと、
   前記所定パルス信号の非生成時において、前記遮断トランジスタおよび前記制御トランジスタのうちの少なくとも一方を強制的にオフするための遮断回路とをさらに含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃焼装置。

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