JPH01260215A - 燃焼機器用安全回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、流水を加温する各種給湯機とか、温風を発生
する各種暖房器等の燃焼機器にあって、何等かの故障が
発生した場合にも、生ガス等、燃料が生の状態で器外に
漏出するのを防ぐための安全回路に関する。

［従来の技術］ 昨今、この種の燃焼機器には、一般にマイクロ・コンピ
ュータで構成される主制御回路が組込まれ、専らその指
令の下に動作するようになってきた。

すなわち、点火に際しても、また点火後の燃焼継続に関
しても、得るべき出湯温や、得るべき環境温度に応じ、
その時々の各種人力データからこのマイクロ・コンピュ
ータにてあらかじめ定められた演算を行ない、その結果
に即して最適な制御を実現すべく図られている。

しかしまた、こうした燃焼機器では、上記のように正常
な場合においての燃焼に係る主たる制御だけではなく、
回路系や機構系に何等かの故障が起きた場合にも、重大
な事故を招くことのないよう、各種の安全対策も施され
ている必要がある。

そうしたものの一つに、いかなる場合にも、生ガス等、
燃料が生の状態で長時間、器外に放出されることはムい
ようにするとの要請がある。これは当然のことで、この
種の燃焼機器において、これが最も重大な事故に継がる
と言っても良い。

そこで、従来からも、このための安全対策は幾つか採ら
れてきた。

最も基本的なものは、燃焼部にての燃焼の有無を適当な
る炎検出素子等で常時、監視し、この素子から燃焼停止
を知らせる信号が出力されたときには、マイクロ・コン
ピュータから電磁弁駆動リレーを消勢する信号を発して
（ないしそれまでに当該リレーを付勢していた信号を失
わせて）電磁弁を閉塞させるものである。便宜的に、こ
れを従来例■とする。

これに対し、本出願人が特開昭６０−２３８６１６号公
報にて開示した従来例■もある。

これは、電磁弁自体の状態を監視する信号を利用し、電
磁弁が開いているときには、当該電磁弁を開かせるため
にマイクロ・コンピュータから送出されている電磁弁開
放命令信号と、炎検出素子からの炎検出信号の双方をマ
イクロ・コンピュータとは別個に設けた監視回路で監視
し、これら電磁弁開放命令信号と炎検出信号のいずれか
一方でも出力されていない場合には、マイクロ・コンピ
ュータとは無関係に、当該監視回路から、直ちに電磁弁
駆動リレーを消勢するか、電磁弁開放用のリレーを付勢
する信号を発するものである。

同様に、本出願人が開示した第三の従来例０としては、
実開昭６２−１３１２５２号公報に開示のものがある。

これも、考え方においては上記従来例■と同様であり、
マイクロ・コンピュータとは別個独立なハード・ウェア
により、燃焼部にての失火を検出した場合には、速やか
に電磁弁を閉塞せんとするものである。

［発明が解決しようとする課題］ 上記の従来例群につきかんがみるに、まず、従来例■は
、マイクロ・コンピュータにのみ、頼っていることで問
題がある。

換言すれば、マイクロ・コンピュータ自体が暴走等、何
等かの異常事態に陥っているときに失火が生ずると、当
然、これに対処することができず、燃料の漏出は避ける
ことができない。事実、これだけの安全対策では、到底
、一般市場に供し得るものでなかった。

対して、従来例■は、マイクロ・コンピュータとは別個
独立なハード・ウェアにより、燃焼部における途中失火
等を検出しており、従来例■においては、この基本機能
に加え、当該従来例■が持っていた回路構成上の複雑さ
も緩和することに成功している。

しかし、本出願人における検討の結果、これでもなお、
不備のあることが分かフた。

先にも述べたように、生ガス等の燃料漏出は、僅かな時
間ならともかく、継続的には決してあってはならない。

そのためには、万が一１万々が−の故障であフても、考
えられる故障であれば、それに対する対策を立てて置か
ねばならない。

このように厳密な視点から再検討すると、ガス電磁弁等
、電磁弁を選択的に開放、閉成しているリレーの接点異
常にも、目を向けねばならぬという結論に至った。

すなわち、こうしたリレー接点は、電気要素というより
も機械要素の性格が強く、その割に華奢（きゃしゃ）で
ある。したがって折損事故や、くっついたまま離れなく
なる溶着事故等を比較的、起こし易い。

ここで特に問題となるのは、溶着等、接点間が離れなく
なる非解離事故である。接点間が開きっばなしになフて
閉じなくなる事故ならば、電磁弁が開かなくなるのであ
るから、燃料が生のまま、周囲環境に漏出する危険は起
こりようもなく、単に修理可能な故障の域に留め得る。

しかし、接点間が離れなくなってしまった場合には由々
しき問題となる。いくらマイクロ・コンピュータが途中
失火等を検出して電磁弁閉塞指令を送ろうとも、また、
上記従来例■、■に見られるように、マイクロ・コンピ
ュータとは別個独立に設けた電磁弁強制遮断回路が当該
リレーに対し、異常発生時にいかに速やかに弁閉塞命令
信号を送ろうとも、電磁弁は閉塞することができないか
ら、そのまま、燃料が漏出し続け、重大な結果を招き兼
ねない。

本発明は、こうした実情にかんがみ、上記従来例におい
ても残されていた問題を解決すべく、電磁弁駆動リレー
の接点をも監視し、これが開放しなくなる異常時にも、
マイクロ・コンピュータとか、または上記従来例■、■
に見られるように、マイクロ・コンピュータとは別個独
立な電磁弁強制遮断回路から電磁弁閉塞命令が発せられ
たときには、所期通り、確実に電磁弁を閉塞し得る安全
回路を提供せんとするものである。

ただしもちろん、具体的な回路構成として本発明を実現
するにも、極力簡単で済むような原理構成となるように
考慮する。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記目的達成のため、まず第一に、当該電磁弁
駆動リレーの接点自体の状態を監視する回路を設けた。

そして特に、マイクロ・コンピュータとか、既述の従来
例■、■に見られるように、マイクロ・コンピュータと
は別個独立に設けられた電磁弁強制遮断回路から、電磁
弁を閉塞すべき命令信号が送出されているとき、換言す
れば電磁弁開放命令信号が出力されていないときに、当
該電磁弁駆動リレーの接点が閉成状態を維持していた場
合には、当該接点と電磁弁との直列回路に介在させた他
の接点を強制的に開くようにする。

こうした基本思想の下に、上記他の接点というものを、
全体として本安全回路のいたづらな複雑化を防ぐという
目的から、ファン・モータを駆動するリレー接点で共用
する。

すなわち、この種の燃焼機器には、一般に強制吸気ない
し強制吸排気等のため、ファンが装備され、これを回転
駆動するファン・モータが専用の駆動リレーにより選択
的に稼動するようになっているので、この接点を利用す
る。

したがって、マイクロ・コンピュータまたはマイクロ・
コンピュータとは別個独立に設けられた専用の電磁弁強
制閉塞回路から電磁弁閉塞命令が送出されるか、ないし
電磁弁開放命令信号が出力されていないときで、電磁弁
駆動リレーが消勢状態にあってもなお、その接点が閉じ
たままになっている状態では、接点状態検出回路から異
常信号を出力させ、この異常信号に基づいて、ファン・
モータ駆動リレーに強制停止命令を送出する。

これに応答し、当該ファン・モータ駆動リレーがその接
点を開いたときには、上記のように電磁弁開閉用のリレ
ー接点が閉じたままでも、当該電磁弁に電源が供給され
ることのないよう、当該電源に対し、電磁弁駆動リレー
接点とファン・モータ駆動リレー接点とを直列に介在さ
せて置く。

これは一般に、まずファン・モータ駆動リレー接点を介
してファン・モータを電源両端に接続し、電磁弁は、そ
の駆動リレー接点共々、ファン・モータの両端に接続す
ることにより、満たすことができる。

こうすれば、ファン・モータ用駆動リレー接点が開いて
いるときには、当該ファン・モータはもとより、電磁弁
も休止状態となり、一方で、正常な状態下において起こ
り得る場合として、例え電磁弁駆動リレーの接点が開い
ていても、ファン・モータのみ、回転させることも可能
となる。

これは例えば、正常に燃焼を終了した後、ファン・モー
タを少し後まで回転させて、燃焼部内部を完全に排気す
る等の要求に合致する。

しかるに、上記では既述した従来例との対応を取るため
、理解の便宜上、専らリレーとその接点にこだわって考
えてきたが、上記目的に従って本発明をなした結果から
見ると、当該各リレーは、バイポーラないしＭＯ３Ｉ−
ランジスタその他、各種半導体スイッチング素子による
固体回路に置き換えることもできる。

例えば、各リレーのコイル部分をドライバ・トランジス
タで、また各リレーの接点をこのドライバ・トランジス
タにより選択的にオン・オフされるパワー・トランジス
タで置き換えて構成することもでき、したがって、本発
明の要旨構成上においては、上記のようにリレーコイル
部分とかドライバ・トランジスタ部分は、それぞれ電磁
弁開閉回路、ファン・モータ駆動回路として記し、上記
各リレー接点やパワー・トランジスタ部分等、電磁弁や
ファン・モータに電源から直接に電力を供給するに関与
する線路スイッチング部分は、それぞれ、電磁弁用の電
源スイッチ部、ファン・モータ用の電源スイッチ部とし
て一般化した。

［作用および効果］ 本発明においては、ファン・モータ用の電源スイッチ部
、簡単に言えばファン・モータのオン・オフ・スイッチ
を、電磁弁用の電源スイッチ部のオン故障発生時におけ
る緊急電源開放スイッチとしても利用している。

正常な状態下においては、電磁弁閉塞命令信号が発せら
れたとき、電磁弁開閉回路は電磁弁用電源スイッチ部を
開く動作をなし、これに応じて当該電源スイッチ部が開
くから、所期通り、電磁弁は開放動作する。もちろんこ
のときには、本発明により設けられている電源スイッチ
部の状態監視回路は何等、異常を検出することはない。

換言すると、この電磁弁用の電源スイッチ部の監視回路
は、二つの条件のアンド論理を取っていて、両者が満た
されたとき、異常検出信号を発するものと言うことがで
きる。

その一つは、マイクロ・コンピュータ、または既述し・
た従来例■、Ｏに認められるように、マイクロ・コンピ
ュータとは別個独立に設けられている電磁弁強制閉塞回
路から、少なくとも電磁弁開放命令信号は発せられてい
ない、という条件であり、もう一つの条件は、電磁弁用
の電源スイッチ部が閉じている、という条件である。

したがって、上記正常な状態での電磁弁閉塞命令信号発
生時には、電磁弁用の電源スイッチ部が閉じている、と
いう条件が失われるので異常検出がなされないと言い換
えることができる。

逆に、電磁弁用の電源スイッチ部が閉じているという条
件が満たされても、それが正常な状態下にあれば、この
ときには電磁弁開放命令信号が出力されているはずなの
で、同様に異常検出がなされることはない。

これに対し、電磁弁開放命令信号が出力されていないの
にもかかわらず、当該電磁弁用の電源スイッチ部が閉じ
たままということは、上記アンド論理が成立したことに
なり、また明らかに、当該電源スイッチ部がオン故障を
起こしたか、またはこれを駆動する電磁弁開閉回路が故
障したことになる。この状態においては、本発明により
設けられている電源スイッチ部の状態監視回路は異常検
出信号を出力する。

この異常検出信号が生成されると、面白いことに、と言
うよりも合理的な結果として、本発明においては、ファ
ン・モータ駆動回路にファン・モータを強制的に停止さ
せるべき命令信号が送出される。これは、当該ファン・
モータ用の電源スイッチ部と電磁弁用の電源スイッチ部
とが、それらの駆動電源に対し、本発明要旨構成上に言
うように、所定の直列関係を満たしながら挿入されてい
ることも寄与している。

つまり、電磁弁とこの電磁弁開閉用電源スイッチ部の直
列回路は、電源に対して直接に挿入されているのではな
く、ファン・モータに対し、並列に接続される関係とな
っており、ファン・モータを選択的に回転、停止させる
電源スイッチ部を介して始めて、電源供給を受けるよう
になっているのである。

簡単に言えば、ファン・モータ用の電源スイッチ部が開
いていると、電磁弁用電源スイッチ部の状態のいかんに
かかわらず、電磁弁は絶対に駆動しない。

逆に、電磁弁用電源スイッチ部の状態のいかんにかかわ
らず、ファン・モータの方は、自身のための電源スイッ
チ部の状態に拘束され、これが等価的に閉じられれば回
転するし、開かれれば停止する。

したがって、上記電磁弁用の電源スイッチ部に係る状態
監視回路が当該スイッチ部の異常を検出して異常信号を
発し、これに基づいてファン・モータ駆動回路にファン
・モータ強制停止命令信号が送出された結果、ファン・
モータ用の電源スイッチ部か電源に対し開かれると、当
該ファン・モータのみならず、これで自動的に、電磁弁
への電源供給も断たれ、強制的にこれを閉塞させること
ができる。

このようにして、本発明によれば、燃焼部へ燃料を選択
的に供給する電磁弁に電源電力を選択的に印加する電源
スイッチ部に異常が生じても、これを良く検出すること
ができ、しかも、この種の燃焼機器に必要とされるファ
ン・モータの選択駆動用の電源スイッチ部を合理的に利
用して、回路構成をいたづらに複雑化することなく、そ
のような異常発生時には確実に電磁弁用の電源スイッチ
部を開き、長時間にわたっての生ガス等、燃料漏出を防
ぐことができる。

したがって、先に上げた従来例■、■と一緒に用いると
、より一層、安全度の高い燃焼機器を市場に提供するこ
とができる。

［実　施　例］ 第１図には本発明に係る燃焼機器用安全回路の基本的な
一実施例の概略構成が示されており、また第２図には、
この回路の動作例が示されている。

第２図中の各波形ないし各部状態に付した記号■〜［相
］は、第１図中の対応する記号が示す各回路点ないし回
路部品に得られるものであり、第２図（Ａ）は正常動作
時、第２図（Ｂ）は電磁弁用電源スイッチ部１４にオン
故障（等価的な接点として見た場合、離れなくなる異常
現象）が生じたときの動作例を示している。

ただし、この実施例では、燃料としてガスの使用を前提
とし、したがって電磁弁はガス電磁弁１３として示され
、また、これを選択的に開閉する電磁弁開閉回路は、−
数的なリレーＲｖを含んで構成されている。そのため当
然、このガス電磁弁に選択的に商用電源等の交流電源か
らの電力を印加する電源スイッチ部１４は、この電磁弁
駆動リレーＲｖのリレー接点１４として構成されている
。

同様に、ファン・モータ１】に関しても、この駆動回路
はファン・モータ駆動リレーＲＭを有し、したがってフ
ァン・モータ用の電源スイッチ部も、このリレー接点１
２として構成されている。

電磁弁駆動信号■やファン・モータ駆動信号■は、公知
既存のこの種の燃焼機器にて例えばマイクロ・コンピュ
ータとして構成される主制御回路から発せられるもので
良く、電磁弁駆動信号は電磁弁開放命令信号と閉塞命令
信号を併せた概念、また、ファン・モータ駆動信号も、
ファン・モータ回転命令（オン命令）信号と停止命令（
オフ命令）信号とを併せた概念である。

さらに、本回路を組込む機器には、先に述べた従来例■
や■が採用されていても良く、その場合には、それら従
来例の思想に即してマイクロ・コンピュータとは別途専
用に設けた異常検出回路（図示せず）からも、異常検出
時にはマイクロ・コンピュータからとは別個独立に電磁
弁強制閉塞命令信号が与えられるが、本回路系にとって
は、これも図示の場合の電磁弁駆動信号■中、閉塞命全
信号と同一の意味を持つ。

すなわち、この第１図示の回路では、第２図にも示され
ているように、電磁弁駆動信号■やファン・モータ駆動
信号■は、論理“Ｈ”ないしアナログ・レベルで高レベ
ルにあるとき、それぞれ、電磁弁開放命令信号、ファン
・モータ回転命令信号となり、逆に論理゛″Ｌ”ないし
アナログ・レベルで相対的に低レベル（通常、はぼ接地
レベル）にあるとき、それぞれ、電磁弁閉塞命令信号、
ファン・モータ停止命令信号となる。

したがって例えば、上記従来例■、■の思想を利用して
異常検出回路を別途に設けた場合には、この異常検出回
路が異常を検出したとき、異常検出信号として有意論理
“Ｌ”の信号を発生するように構成し、マイクロ・コン
ピュータからの電磁弁駆動信号とこの異常検出回路の出
力とのアンドを採った後、第１図中の電磁弁駆動信号■
として本回路に供給すれば良い。

つまり、マイクロ・コンピュータが電磁弁開放命令とし
て有１位レベル“Ｈ”を出力しているとき、異常検出回
路が異常を検出しておらず、したがってやはりこの回路
から有意レベル“Ｈ”の正常信号が発せられている場合
に限り、電磁弁駆動信号■が論理“Ｈ”になり、また、
マイクロ・コンピュータが論理“Ｌ”の電磁弁閉塞命令
信号を発するか、または異常検出回路が異常検出信号を
発した場合には、本発明で言う電磁弁駆動信号■も論理
“Ｌ″になるべく構成すれば良いのである。

ファン・モータ駆動信号■に関しても同様で、マイクロ
・コンピュータの制御に基づいて得られる選択的なオン
・オフ信号のほか、公知既存の回路系においてこのファ
ン・モータ自体に係る異常検出回路が別途専用に設けら
れている場合には、本発明の回路系にてもこの使用を阻
むものでなく、同様にマイクロ・コンピュータからの正
常な状態下での選択的なオン・オフ（回転／停止）命令
信号と、この異常検出回路が発する異常検出信号との適
当なる論理演算を採った後、本実施例中に示されている
ファン・モータ駆動信号■として本回路に供給すること
ができる。

以下、第１図示回路の動作を追いながら説明するに−ま
ず、第２図（Ａ）に示されている正常な動作状態下、つ
まり、本発明で問題にしているガス電磁弁１３用のリレ
ー接点１４に非解離故障（オン故障）が生じていない場
合には、当該第２図（Ａ）の左半分にあって、当初の時
刻Ｔ、以前の定常状態（休止状態）下においては、第１
図示の回路系における各部の波形ないし状態は、次のよ
うになっている。

電磁弁駆動信号■、ファン・モータ駆動信号■は共に“
Ｌ”レベルにある。あえて言えば、共に論理“Ｌ”で有
意の電磁弁閉塞命令信号とファン・モータ停止命令信号
が継続的に出力されている状態と言い換えても良い。

したがって、“Ｌ”レベルとなっている電磁弁駆動信号
■をそのベースに受けているｎｐｎ　トランジスタＱ１
はオフ状態を維持し、電磁弁駆動リレーＲＶは解磁ない
し消勢状態となっていて、第２図中、時刻Ｔ、以前の状
態■に示されているように、そのリレー接点１４を開い
ており、対応して当然、ガス電磁弁１３の状態■は閉塞
状態にある。

ガス電磁弁１３の両端には、簡単な整流回路を介して、
本発明で言う電磁弁用電源スイッチ部（この場合、リレ
ー接点１４）の状態監視回路の一部を構成するフォト・
カブラ１５が接続されているが、このとき、フォト・カ
ブラ１５の入力端発光ダイオードは電源の供給を受けて
いないので、消灯状態にある。

そのため、このフォト・カブラ１５の出力側に設けられ
ているオーブン・コレクタ型フォト・トランジスタは非
導通状態となっていて、当該コレクタ端■は、同じく時
刻Ｔ１以前において、プル・アップ抵抗１６を介し、制
御回路側の直流電源電位＋［ｌに引き上げられている。

フォト・カブラ１５はもちろん、主としてガス電磁弁１
３とファン・モータ１１を駆動する交流電力回路系と、
相対的に低電圧系である直流電源系により駆動される制
御回路系とを電気的に分離する役目も果たしている。

フォト・カブラ１５が上記のように時刻Ｔ１以前におい
て人力電力を受けておらず、コレクタ端■が相対的に高
レベルに引き上げられていると、このコレクタ端■にア
ノードを接続しているダイオード１７は順方向バイアス
となり、このカソードに自身のカソードを接続したもう
一つのダイオードＩ８の方が、そのアノードに現在の所
、“Ｌ”レベルとなっている電源駆動信号■を受けてい
るがためにオフ状態となっていても、抵抗１９　、２０
のバイアス回路を介し、　口ｐｎトランジスタｑ３には
、エミッターコレクタ間電流線路が閉成すれば直ちにタ
ーン・オンできるような所定のベース・バイアスが与え
られている。

しかし、この時刻Ｔ１以前ではまだ、フリップ・フロッ
プ２２の出力■が後述の理由により、“Ｌ”レベルを保
フているので、これをベース入力に受け、上記トランジ
スタＱ３と主電流線路を直列接続したもう一つのｎｐｎ
トランジスタＱ２がオフ状態を維持しているため、結局
はこれらにより選択的に励磁ないし付勢されるファン・
モータ駆動用のリレーＲＭは消勢状態を維持し、第２図
（Ａ）中、時刻Ｔ１以航の状態■に示されるように、こ
のリレー接点１２は開放状態にあり、ためにファン・モ
ータ１１も状態■に示されるように、停止状態にある。

第１図示の回路中には、時刻Ｔ１以前の休止状態下では
上記のように順方向バイアスとなっているダイオード１
７のカソードと接地との間に、これも電磁弁用電源スイ
ッチ部状態監視回路の一構成要素とも見れるコンデンサ
２１が挿入されているが、同様にこの時刻Ｔ１以前の休
止状態下においては、これがある程度以上の時間にわた
って続いていた限り、このコンデンサ２１には、直流電
源ライン十Ｂからオンとなっているダイオード１７を介
して電荷が供給され切った結果、はぼ満充電状態にあり
、その両端電圧［相］は、当該満充電に対応する相対的
な高レベルにある。

この電位は、論理レベル“Ｈ”としてナンド・ゲート２
３の一人力にも与えられ、他人力には、このときまだ論
理“Ｌ”を保っているファン・モータ駆動信号■が与え
られている。

そのため、当該ナンド・ゲート２３の出力は論理“Ｈ”
となって単安定マルチ・バイブレータＭ２に印加されて
いるが、単安定マルチ・バイブレータＭ２は、論理“Ｌ
”から論理“Ｈ”への立ち上がり縁のみを有意のトリガ
人力として利用するのみであり、したがって、人力に継
続的に論理“Ｈ”が与えられている状態では、その出力
■は安定レベルである“Ｌ”レベルに維持されている。

ファン・モータ駆動信号■は、添え符号の順番が説明の
都合上、逆になってしまったが、もう一つの単安定マル
チ・バイブレータＭ１にも与えられており、同様にこの
単安定マルチ・バイブレータＭ１でも、論理“Ｌ”から
論理“Ｈ”への立ち上がり遷移時をのみ、有効なトリガ
入力とするため、時刻Ｔ、以前においてはその出力レベ
ルを“Ｌ”に維持している。

これら第一、第二単安定マルチ・バイブレータＭ、　、
　Ｍ２は、リセット−セット（Ｒ５）型のフリップ・フ
ロップ２２のセット人力とリセット入力にそれぞれ与え
られているが、やはりこのフリップ・フロップ２２にお
いても、Ｑ出力を反転する動機となる有意人力は、セッ
ト人力、リセット人力共、論理“Ｌ”から“Ｈ”へ立ち
上がるときのみである。

このような休止状態から始まって、燃焼開始が意図され
た場合、本回路でも、この種の燃焼機器における通常の
手法のように、まずファン・モータ１１を回転させ始め
てから、しばらく経ってガス電磁弁１３を開くシーケン
スを採用できるように配慮している。

また、あらかじめ述べて置くと、燃焼の停止に際しても
、この種の装置における通常の手法に従い、先にガス電
磁弁１３を閉じて燃料の供給を断ってから、少し後まで
ファン・モータ１１を回し続けた後、停止させるという
シーケンスに従えるものともしている。

換言すれば、本発明を適用した燃焼機器においても、こ
と燃焼シーケンスに関しては、こうした既存の装置に要
求されるシーケンスを不都合なく満たし得るように考え
ている。

そこでまず、燃焼開始が意図された場合、この燃焼開始
のタイミングを時刻Ｔ、とすると、第２図（八）中、当
該時刻Ｔ１ではまず、ファン・モータ駆動信号■がファ
ン・モータ回転命令信号として有意論理“Ｈ”に立ち上
げられる。これは、図示しないがこの種の燃焼機器に設
けられているマイクロ・コンピュータ等、主たる制御回
路から発せられるもので良い。

しかるに、時刻Ｔ１におけるファン・モータ駆動信号■
の“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルへの立ち上がり遷移は
、これをセット人力Ｓに受けたフリップ・フロップ２２
をしてセット状態に反転させ、その結果、Ｑ出力■が有
意論理“Ｈ”に反転する。

これは、トランジスタＱ２をターン・オンさせることに
なり、既述したように、このトランジスタＱ２に直列な
トランジスタＱ３には、いつでもこれをターン・オン可
能とするベース・バイアスが満充電状態にあるコンデン
サ２１の両端電圧として与えられているので、結局はこ
のトランジスタＱ３もターン・オンし、もって直流電源
線路十Ｂからの電流供給により、ファン・モータ駆動用
のリレーＲ２が付勢される。

こうして、このリレーＲＭの接点１２が時刻Ｔ、以降の
状態■で示されるように閉成し、もって状態■で示され
るように、ファン・モータ１１が回転を始める。

なお、このとき、ナンド・ゲート２３の双方の入力［相
］、■が共に論理“Ｈ”に揃うので、その出力は論理“
Ｌ”に反転し、これが単安定マルチ・バイブレータＭ２
の入力に与えられるが、先に述べたように、当該単安定
マルチ・バイブレータＭ２は、入力論理の“Ｌ”から“
Ｈ”への立ち上がり遷移をのみ、有意のトリガ指令とし
て受は付けるので、このときのナンド・ゲート２３の逆
の出力論理遷移の影響は受けず、出力信号■は以前のま
ま、論理“Ｌ”を保つ。

このようにしてファン・モータ１１が回り始めた後、図
示していないマイクロ・コンピュータ等、この種の燃焼
機器に採用されている主制御回路から、適当なタイミン
グＴ３で電磁弁開放命令信号が発せられると（信号■が
論理“Ｈ”となると）、トランジスタＱ、がターン・オ
ンし、もって電磁弁駆動用のリレーＲｖが励磁されて、
時刻Ｔ３以降の状態■にて示されるように、ガス電磁弁
用のリレー接点１４が閉じ、同様に状態■で示されるよ
うに、ここでガス電磁弁１３に稼動電力が供給されて、
これが開放動作する。

以降、機器は点火動作を経て燃焼モードに入るが、ここ
で、本発明により後述の接点１４の異常検出のために用
いられているフォト・カブラ１５も、実は上記Ｔ３のタ
イミングで、後述の異常検出時に似た動作を生起する。

しかし、ここでの説明は正常時であるから、このフォト
・カブラ１５の動作が有意の作用を営んだのでは具合が
悪い。そのため、本回路は、ダイオード１８の合理的な
働きにより、この誤動作を防いでいる。

つまり、ガス電磁弁１３用のリレー接点１４が閉成され
るということは、その前にすでにファン・モータ用のリ
レー接点Ｉ２が閉成しているのであるから、ガス電磁弁
１３にのみならず、フォト・カブラ１５の入力端発光ダ
イオードにも交流電源を整流した稼動電力が供給される
ことになる。

したがって、出力側のフォト・トランジスタが導通し、
そのコレクタ電位■をほぼ接地レベルに付けるため、ダ
イオード１７は逆バイアスとなって、等価的に回路から
外されたに等しいことになる。

しかし、この状態が起きる前にすでに、有利論理“Ｈ”
、つまりはほぼ直流電源電位十Ｂのレベルがダイオード
１８のアノードに与えられているため、ここでダイオー
ド１７がターン・オフしても、そのカソード端に一端を
接続したコンデンサ２１の両端電位［相］はほとんど影
響を受けず、相変わらず、ダイオード１８でバック・ア
ップされながら、はぼ満充電状態を維持する。

これは第２図（Ａ）中、時刻Ｔ３に沿って示した点線を
下に追い、最下行の当該コンデンサ２１の両端電圧波形
［相］に至った所にあフて、何の変化も無いように示さ
れている。したがって、このコンデンサ両端電圧［相］
をベース・バイアスとして受けているトランジスタＱ３
には何等の影響も及ばず、以降も同様に、ファン・モー
タ駆動リレーＲＭは励磁ないし付勢状態を維持すること
ができる。

次いで、第２図（八）中の右半分に示されているタイミ
ングＴ４において、燃焼の停止が要求されたとする。先
に述べたように、この燃焼停止に際しては、ファン・モ
ータ１１を止める前にガス電磁弁１３を閉ざすべく図ら
れる。

そのため、当該タイミングＴ４においてはまず、図示さ
れていないマイクロ・コンピュータ等の主制御回路から
は有意論理“Ｌ”の電磁弁閉塞命令信号■が送出される
。

言い換えれば、それまで論理“Ｈ”を維持していた電磁
弁駆動信号■が論理“Ｌ”に立ち下がって電磁弁閉塞命
令信号となる。すると、トランジスタＱ、がターン・オ
フし、電磁弁駆動リレーＲｖが消勢して、そのリレー接
点１４に異常が生じていない限り、時刻Ｔ４以降の状態
■に示されるように、これが開くから、所期通り、ガス
電磁弁１３が開放して燃料の供給が断たれる。

このとき、やはりフォト・カブラ１５にても状態の変化
が生ずるか、これもまた、同様に、こうした正常時の動
作に影響のないように、というよりも正常な動作を保証
するようにされている。

つまり、電磁弁駆動リレーの接点１４が開くと、当該フ
ォト・カブラの入力端発光ダイオードも電力の供給が断
たれて消灯し、その結果、出力側フォト・トランジスタ
が非導通となって、そのコレクタ電位■をプル・アップ
抵抗１６により高レベルに引き上げる。

したがって、上記のように電磁弁駆動信号■が論理“し
”に立ち下がったがためにダイオード１８がターン・オ
フとなっても、代わって、最初の状態と同様、ダイオー
ド１７がターン・オンし、トランジスタＱ３の導通状態
とコンデンサ２１の両端電圧の維持が図られる。

ガス電磁弁１３の閉成後、所定の時間を経過した時刻Ｔ
６のタイミングで、ファン・モータ駆動信号■がそれま
での“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベルに反転し、当該“し
”レベルで有意のファン・モータ停止命令信号となると
、これは単安定マルチ・バイブレータＭ１の人力とナン
ド・ゲート２３の一人力の双方での状態反転となる。

しかし、単安定マルチ・バイブレータＭ１においては、
既述したように、入力論理の“Ｌ”から“Ｈ”への立ち
上がり遷移をのみ、有効とするので、ここでのファン・
モータ駆動信号■の逆の状態遷移は何の影響も及ぼさな
い。

対するに、ナンド・ゲート２３の出力論理は、単安定マ
ルチ・バイブレータＭ２をトリガするに有意な状態遷移
をする。すなわち、時刻Ｔ６以前においては、当該ナン
ド・ゲート２３の内入力［相］、■共、論理“Ｈ”であ
ったから、ナンド・ゲート２３の出力は論理“Ｌ”を維
持していたのに、当該時刻Ｔ６において一方の入力信号
■が“Ｌ“レベルに反転すると、ナンド・ゲート出力論
理は“Ｈ”に立ち上がるため、この“Ｌ”レベルから“
Ｈ”レベルへの遷移が、単安定マルチ・バイブレータＭ
２にて有意の遷移と認められるからである。

その結果、第２図（Ａ）中、単安定マルチ・バイブレー
タＭ２の出力を示す行に明らかなように、当該出力■に
はフリップ・フロップ２２のリセット入力に有意のトリ
ガ・パルスを与えるに十分な適当なるパルス幅の信号成
分が表れ、これにより、フリップ・フロップ２２がリセ
ットされて、そのＱ出力■は“Ｌ”レベルとなる。

そして、このフリップ・フロップ２２の動作は、結局、
トランジスタｑ２のベース・バイアスを失わせ、所期通
り、ファン・モータ用のリレーＲＭを消勢してそのリレ
ー接点１２を開かせ、ファン・モータ１１を停止させる
ことになる。

こうなった後は、最初に時刻Ｔ、以前の状態として説明
したと同様の状態となるから、以降、電磁弁用の電源ス
イッチ部１４に異常が認められない限り、上記の正常動
作は、時刻Ｔ６以降を時刻Ｔ、以前の状態として、何度
でも繰返し生起させることができる。

しかるに、第１図示の本実施例回路によると、上記のよ
うに正常な状態に限らず、ガス電磁弁駆動リレーＲｖの
リレー接点１４が閉成したままの状態を保つ非解離異常
（オン故障）が起こっても、安全にガス電磁弁１３を閉
塞させるか、閉塞状態に固定して置くことができる。

第２図（Ｂ）を参照すると、時刻Ｔ、　、　Ｔ４は、第
２図（Ａ）中に示された正常な動作時におけると同様の
燃焼モード開始タイミングＴ、と停止タイミングＴ４を
示している。

そしてこの第２図（Ｂ）は、燃焼モード開始タイミング
Ｔ、以前において、すでにガス電磁弁用のリレー接点１
４にオン故障が起きていた場合（図中の左半分）と、正
常に燃焼モードには入ったが、途中で当該接点１４にオ
ン故障が生じた場合（右半分）の双方に対し、共に対処
し得る事実を示している。

先と同様、時刻Ｔ１において、図示されていないマイク
ロ・コンピュータ等から、まず最初に論理“Ｈ”で有意
のファン・モータ駆動信号■が出力されたとする。

すると、先に説明した正常時と同様に、単安定マルチ・
バイブレータＭ、がトリガされ、その出力でフリップ・
フロップ２２がセットされて、そのＱ出力に高レベルが
表わるため、トランジスタＱ２かまずはターン・オンし
、トランジスタＱ３もターン・オンして、いったんは正
常時と同様、ファン・モータ駆動用のリレーＲＭを付勢
し、もって第２図（Ｂ）中の時刻Ｔ１直後の状態■に示
されているように、そのリレー接点１２をとりあえずば
閉じる。

そこで、同様に時刻Ｔ、向直後状態■で示されているよ
うに、ファン・モータ１１も回転を始めるが、ガス電磁
弁用のリレー接点１４が溶着等によりオン故障している
と、同様に時刻Ｔ、向直後状態■に示されるように、こ
の時点ですでにガス電磁弁１３に電力が供給されて、こ
れが開いてしまう。

しかし、本回路では、これとほとんど同時に、当該接点
１４の状態監視回路の一部として設けたフォト・カブラ
１５の入力端発光ダイオードにも電力が供給される。

そのため、第２図（Ｂ）中、時刻Ｔ、向直後波形■で示
されているように、当該フォト・カブラ１５の−出力側
フォト・トランジスタのターン・オンに伴い、その出力
電位（フォト・トランジスタのコレクタ電位）は強制的
に“Ｌ”レベルに落とされ、ためにダイオード１７はタ
ーン・オフとなる。

しかるに、この時点では明らかなように、未だ論理“Ｈ
”で有意の電磁弁開放命令信号■は与えられていないた
め、ダイオード１８もターン・オンはしていない。

その結果、既述した正常時における動作とは異なり、そ
れまでほぼ満充電状態となっていたコンデンサ２１の両
端電圧［相］は、両ダイオード１７　、１８が共にオフ
となって、当該コンデンサ２１への電荷供給路が全く失
われることから、抵抗１９　、２０による放電経路を介
しての放電開始に伴い、第２図（Ｂ）中、時刻Ｔ、以降
に示されているように、低下の一途をたどる。

そしてこれが、第２図（８）中、時刻Ｔ２で示されてい
る時刻において、ナンド・ゲート２３の対応する入力に
関し、論理“Ｌ”とみなすべきしきい値［Ｅｔｈを下回
ると、当該ナンド・ゲートの出力は論理“Ｈ”に反転す
る。少なくとも時刻Ｔ１以降、時刻Ｔ２までは、当該ナ
ンド・ゲート２３の両人力■。

［相］共、論理°“Ｈ”であったかためである。

すると、先に述べたように、単安定マルチ・バイブレー
タＭ２は論理“Ｌ”から論理“Ｈ”への人力レベルの遷
移を存意とみなすから、これがトリガされ、第２図（Ｂ
）中の時刻Ｔ２直後の波形■に認められるように、フリ
ップ・フロップ２２に対しリセット信号を発し、フリッ
プ・フロップ２２のＱ出力を強制的に“Ｌ”レベルに立
ち下げる。

こうなれば、トランジスタｑ２が強制的にターン・オフ
させられる結果、ファン・モータ駆動用のリレーＲＭが
強制的に消勢され、ファン・モータ用のリレー接点１２
も強制的に開かれて、ファン・モータ１１が停止するに
伴い、リレー接点１４が閉じたままであっても、ガス電
磁弁１３への供給電力は強制的に断たれ、ただちに閉塞
される。

その後は、フォト・カブラ１５への供給電力も断たれる
結果、第２図（Ｂ）中に併示のように、再びダイオード
１７がターン・オンしてコンデンサ２１への充電が開始
するか、ガス電磁弁１３を強制的に閉塞状態に維持する
状況は保持し得る。フリップ・フロップ２２が上記のよ
うにいったんでもリセットされると、次にセット入力が
あるまでは、そのＱ出力を論理“Ｌ”に固定し、もって
トランジスタＱ２をオフ状態に保つからである。

次に、第２図（Ｂ）の右半分に即し、正常に燃焼は開始
したが、その後、溶着等、何等かの要因でリレー接点１
４にオン故障が生じていた場合につき、説明する。この
場合にも、燃焼の停止が図られたときには、正しく燃料
の供給を止めねばならない。

燃焼停止に際しては、既述したように、まずガス′ｒｔ
、磁弁１３の閉塞命令が出される。すなわち、電磁弁駆
動信号のは時刻Ｔ４にて示されるように、“Ｌ”レベル
に反転する。

すると、こねは直接にトランジスタＱ、のベース信号を
失わせるから、電磁弁駆動リレーＲｖを消勢し、同時に
ダイオード１８をターン・オフする。

しかるに、第２図（Ｂ）中、当該時刻Ｔ４以降の状態■
に示されるように、電磁弁駆動リレーの接点１４が非解
離故障を起こしていると、正常時と異なり、時刻Ｔ４以
降の状態■に示されるように、フォト・カブラ１５は電
磁弁駆動リレー局が消勢されたからといってその出力電
位を高レベルに立ち上げることはせず、相変わらず、閉
じたままの接点１４を介して入力側の発光ダイオードに
電力の供給を受ける結果、当該出力電位■は“Ｌ”レベ
ルのままとなる。

すると、ダイオード１７は時刻Ｔ４以前の状態のまま、
オフ状態を維持しているから、先に述べたようにダイオ
ード１８か電磁弁駆動信号の論理“Ｌ”への立ち下がり
でターン・オフされると、すでに述べた異常検出時と同
様に、コンデンサ２１に対する充電経路がなくなり、代
わって、トランジスタＱ３に関するベース・バイアス回
路中の抵抗１９　、２０を介する放電経路のみが残る結
果、当該コンデンサの両端電位［相］は時刻Ｔ４以降、
所定の時定数に従って低下傾向に入る。

そしてこれが、時刻Ｔ５においてナンド・ゲート２３の
論理“Ｈ”から“Ｌ”への反転とみなすべき入力しきい
値Ｅｔｈに至ると、当該ナンド・ゲートの両人力の中、
一方の人力であるファン・モータ駆動信号■がそれまで
と同様、依然として論理”Ｈ”を保っていても、このナ
ンド・ゲート２３の出力論理は“Ｈ”に反転する。

こうした論理の反転ないし立ち上がり縁は、単安定マル
チ・バイブレータＭ２において有意の人力と認められる
から、時刻Ｔ５直後の状態■に示されているように、単
安定マルチ・バイブレータＭ２はフリップ・フロップ２
２をリセットする所定パルス幅の信号を出力する。

その結果、トランジスタＱ２をターン・オンさせていた
信号■が失われ、この時点でファン・モータ駆動用のリ
レーＲ，が消勢されて、同様に時刻Ｔ５以降の状態■に
示されているように、強制的にその接点１２が開かれる
。

これが開かれれば、当然、電磁弁駆動リレーＲＶに関す
るリレー接点１４に非解離異常が生じていても、最早、
電磁弁１３に交流電源からの電力が供給されることはな
く、ファン・モータ１１が停止状態になると共に、当該
時刻Ｔ５以降の状態■に示されるように、電磁弁１３も
電力の供給されない閉塞状態に付けられる。

このようにして電磁弁１３の強制閉塞が図られ、以降の
燃料漏出が防がれるが、こうなると、事後の回路動作と
して、フォト・カブラ１５は再びターン・オフし、その
出力電位であるフォト・トランジスタのコレクタ端電位
■を高レベルに戻す。

したがって、ダイオード１７は再びターン・オンし、コ
ンデンサ２１に対し充電を開始して、トランジスタＱ３
にターン・オン可能な所定のベース・バイアスを与える
ようになる。

しかしもちろん、このときにはすでに、フリップ・フロ
ップ２２の出力■が低レベル“Ｌ”に固定となっている
ため、再びファン・モータ駆動用のリレーＲＭが付勢さ
れるようなおそれはなく、ハンチング等の問題を起こさ
ずに、電磁弁１３の閉塞状態を維持することができる。

以上のようにして、本回路によれば、電磁弁１３を選択
的に駆動するための電源スイッチ部１４にオン攻障が生
じていても、良くこれを検出し得、少なくとも短時間の
間には当該電磁弁を強制閉塞することができる。図示実
施例の場合、第２図（Ｂ）中にあって時刻Ｔ１と時刻Ｔ
２の間、及び時刻Ｔ４と時刻Ｔ５の間は、確かに、電ｌ
：ｈ−１３は開放状態を維持してしまうから、この間に
生ガス等の燃料の漏出が起きることはあり得るが、一般
に上記したような制御回路系の応答動作は素早いものと
し得るので、こうした時間（Ｔ２　　Ｔｌ　；　Ｔ５　
　Ｔ４）は極めて短時間にでき、この間の燃料漏出が問
題となるようなことはない。

また、先に述べたように、異常検出に伴い、電磁弁１３
を強制閉塞状態に維持した後は、コンデンサ２１の両端
電圧が再び満充電に向けて上昇するように構成されてい
ることは、本回路系が自己リセット機能を有しているこ
とも表している。

明らかなように、いったん、既述したメカニズムにより
、電磁弁の強制閉塞動作が生起しても、その後に、再び
ファン・モータ駆動信号■が論理“Ｈ”に立ち上げられ
ると、これは正規の燃焼開始タイミングＴ、における最
初の動作としてのファン・モータ駆動指令の発生と全く
同様であり、したがって、電磁弁駆動リレーＲｖの接点
１４の非解離異常が一過性のものであって、回復してい
たとすれば、上記コンデンサ２１の満充電状態への復帰
により、上記Ｔ、以前における本回路の初期状態かその
まま具現されているので、当該ファン・モータ駆動指令
にしたがって、本回路はファン・モータの駆動、電磁弁
の開放という所定のシーケンスに従う動作を再開するこ
とができる。

また、接点１４の異常が一過性のものではなく、決定的
なものであった場合にも、そのリレーＲｖ共々、交換処
理した後は、何のリセット手続も要さずに、そのまま機
能可能な状態となる。

なお、上記実施例で用いた各リレーＲｖ、　Ｒ，を適当
なるドライバ・トランジスタに換え、それらのリレー接
点１２．１４を適当なるパワー・トランジスタに換える
等、回路の固体化を図った場合にも、本発明は等しく適
用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の燃焼機器用安全回路の望ましい一実施
例の概略構成図、第２図（Ａ）　、（Ｂ）は第１図示回
路の動作の説明図、である。 図中、１１はファン・モータ、１２はファン・モータ駆
動リレーの接点、１３は電磁弁、１４は電磁弁駆動リレ
ーの接点、１５はフォト・カブラ、１６，１９゜２０は
抵抗、１７．１８はダイオード、２■はコンデンサ、２
２はフリップ・フロップ、２３はナンド・ゲート、Ｑ、
は電磁弁駆動リレーに係る電源線路を選択的に開閉し得
るトランジスタ、Ｑ２．　Ｑ３はファン・モータ駆動リ
レーに係る電源線路を選択的に開閉し得るトランジスタ
、Ｒｖは電磁弁駆動リレー、ＲＭはファン・モータ駆動
リレー、である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 燃焼部へ燃料を選択的に供給する電磁弁を開閉するため
   、電磁弁開放命令信号が与えられると該電磁弁用の電源
   スイッチ部を閉じ、電源から該電磁弁に電力を供給して
   これを開放する一方、電磁弁閉塞命令信号が与えられた
   ときには、上記電磁弁用電源スイッチ部を開いて該電磁
   弁を閉塞する電磁弁開閉回路と、 ファン・モータ回転命令信号が与えられるとファン・モ
   ータ用の電源スイッチ部を閉じ、電源から該ファン・モ
   ータに電力を供給してこれを回転駆動する一方、ファン
   ・モータ停止命令信号が与えられたときには、上記ファ
   ン・モータ用電源スイッチ部を開いてファン・モータを
   停止させるファン・モータ駆動回路と、 を有する燃焼機器において、上記電磁弁用の電源スイッ
   チ部が、上記電磁弁開閉回路の開放指令動作にもかかわ
   らず、閉成状態を保ったままになる非解離故障を起こし
   た場合にも、上記電磁弁開放命令信号が出力されていな
   いときには該電磁弁を閉塞させる安全回路であって； 上記電磁弁用電源スイッチ部の状態を監視し、上記電磁
   弁開閉回路に上記開放命令信号が与えられていない状態
   下において、該電源スイッチ部が閉成状態を保ったまま
   の場合、異常検出信号を発する電源スイッチ部状態監視
   回路と； 該異常検出信号の発生に基づき、上記ファン・モータ駆
   動回路にファン・モータ強制停止命令信号を送出し、上
   記ファン・モータ用の電源スイッチ部を開放状態にする
   ファン・モータ強制停止回路とを有して成り； かつ、上記ファン・モータ用の電源スイッチ部と上記電
   磁弁用の電源スイッチ部は、上記電源に対し、該ファン
   ・モータ用電源スイッチ部が開放すると該電磁弁用電源
   スイッチ部には電源が接続されない直列関係としたこと
   ； を特徴とする燃焼機器用安全回路。