JPH0318845Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は燃焼機器の運転を安全に行う為の燃焼
機器コントローラの未燃焼燃料放出防止制御装置
を提供するものである。

一般にガスや石油等を燃料とした燃焼機器では
第４図に示すように送風のためのフアンモータ１
と燃料の供給を行う燃料供給弁２、燃料に着火す
る点火トランス３、燃焼の状態（炎の有無の状
態）を検出する炎検出素子４等が本体５に装着さ
れており、制御装置６で炎検出素子４らら出力さ
れる炎の状態を監視しながら前記の各種負荷を所
定のシーケンスに従つて制御することで燃焼が行
われている。

ところで近年この制御装置６にマイコンを内臓
して電子制御化されることが多くなり、高度な制
御が行えるようになつてきたのは周知のとおりで
ある。

しかし反面マイコンを利用するとマイコン特有
の暴走や異常停止等に対し燃焼機器の安全性を確
保するのに特別な対策を施す必要があつた。

例えば、マイコンが何らかの原因により暴走す
ると、マイコン動作が不定になるために各種負荷
の制御がどのような状態になるか全く保証されな
くなり、着火をしないまま燃料供給弁２を開いて
未燃焼燃料を放出したり、あるいは燃焼中の異常
消炎時の未燃焼燃料の放出防止措置ができなくな
る可能性を有していた。さらに、炎の有無を検出
する炎検出素子４や燃料供給弁２を動作させる電
子回路が故障した場合にも未燃焼燃料の放出防止
措置ができなくなる可能性を有していた。

このような未燃焼燃料の放出に対し、プロパン
ガスやLNGガス等が燃料の場合は特に危険であ
り、ガス爆発やガス中毒等の重大な災害につなが
るおそれを有していた。

［従来の技術］ 従来このようなマイコンの暴走や異常停止に起
因する危険性を回避するために、マイコンの暴走
や異常停止を検出してマイコンにリセツト信号を
印加したり、各種負荷の動作を停止せしめる回路
が種々提案されている。また、燃料供給弁２を動
作させる回路素子の故障時の危険性についても燃
料供給弁２の動作を炎検出素子４の出力信号によ
り行わせることにより回避する回路が種々提案さ
れている。第５図はその代表的な一例であるウオ
ツチドグタイマ回路の電気ブロツク図を示すもの
で、マイコン７は一定周期のパルス信号８を出力
するようにプログラムされている。９はマイコン
暴走停止回路で、マイコン７より出力される前記
パルス信号８を入力し、このパルス信号８が入力
されない場合や、パルス周期が所定の値からずれ
ている場合にマイコン７の異常としてマイコン７
にリセツト信号１０を出力したり、各種負荷を停
止するため異常信号１１を出力するように構成さ
れている。

［考案が解決しようとする問題点］ 以上の如く回路は構成されるがマイコン７の暴
走によつては所定の周期のパルス信号８を暴走中
でも出力する可能性もあり、これらの従来の対策
だけでは未燃焼燃料の漏れを確実に防止すること
は困難であつた。

また、回路素子の故障時に、燃料供給弁２の動
作を炎検出素子４の出力信号により行わせる手段
については、燃料供給弁２を作動させる回路素子
の故障には有効であるが、炎検出素子４の故障時
には未燃焼燃料の漏れを確実に防止することが困
難であつた。

本考案では上記のようなマイコン７の暴走時や
異常停止時、さらには燃焼機器の炎の有無の状態
を検出する炎検出素子４や燃料供給弁２を動作さ
せる電子回路の故障時にも燃料供給弁２からの未
燃焼燃料の放出を防止することで燃料機器の安全
化をはかるものである。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本願考案に係る未
燃焼燃料放出防止制御装置は、炎の有無を検出し
て電気信号に変換する炎検出部１２と、同炎検出
部１２の炎信号を入力し各種負荷を制御する制御
部１３と、同制御部１３の信号を受けて燃料供給
弁２の開閉をリレー１５を介して行う出力部１４
と、同出力部１４における前記リレー１５の駆動
状態を示す信号と前記炎信号との信号レベルの一
致、不一致を比較する排他論理和素子２１と、同
排他論理和素子２１の比較信号を受けて前記燃料
供給弁２を強制的に閉じる遮断部２２とを具備
し、前記出力部１４は前記制御部１３のみによつ
て作動し、前記遮断部２２は前記排他論理和素子
２１の出力信号のみにより作動し、かつ遮断動作
が行われた場合は、その状態を排他論理和素子２
１の出力信号によらず独自で継続できるように構
成したことを特徴とするものである。

また、本願考案は、実用新案登録請求の範囲第
１項記載の未燃焼燃料放出防止制御装置におい
て、前記排他論理和素子２１は、出力部１４から
リレー１５がONで燃料供給弁２が開いているこ
とを示す信号が入力されると共に炎検出部１２か
らは炎無しの信号が入力された場合、あるいはリ
レー１５がOFFで燃料供給弁２が閉じている状
態を示す信号が入力されると共に炎検出部１２か
ら炎有りの信号が入力された場合に、それぞれ異
常を示す電気信号を出力し、前記遮断部２２では
遅延回路２６を設け前記異常信号を所定時間遅延
させてのち同異常信号により燃料供給弁２を駆動
するリレー１５を強制的にOFFにし、燃料供給
弁２が開かないように構成したことを特徴とする
ものである。

［実施例］ 以下、添付図面を参照しつつ本考案の実施例に
ついて説明する。

第１図はその一実施例を示す電気ブロツク図
で、２はAC電源（AC100V）により駆動される
燃料供給弁。１２は炎検出素子４により炎の有無
を検出し電気信号に変換する炎検出部で炎“有”
の時は“Ｌ”レベルの信号を出力し、炎“無”の
時は“Ｈ”レベルの信号を出力するように構成さ
れている。

１３は内部にマイコン７を内臓しており前記炎
信号を入力すると共に、前記燃料供給弁２のほか
各種負荷（図示せず）の制御信号を出力するよう
に構成された制御部である。

１４は前記制御部１３の信号を受けて前記燃料
供給弁２の開閉制御をリレー１５により行う出力
部で、前記制御部１３の出力端子は抵抗１６を介
してNPN型トランジスタ１７のベース端子に接
続されている。また同トランジスタ１７のエミツ
タ端子は接地され、コレクタ端子には前記リレー
１５のリレーコイル１８と、同リレーコイル１８
に発生するサージ電圧から前記トランジスタ１７
を保護するためのダイオード１９が並列接続され
ている。

前記リレー１５の常開リレー接点２０と、燃料
供給弁２はAC100V電源端子間に直列接続されて
おり、前記リレー１５のON−OFFにより燃料供
給弁２の開閉駆動ができるように構成されてい
る。２１は前記トランジスタ１７のコレクタ端子
の電位信号と前記炎検出部１２における炎信号と
の信号レベルの一致、不一致を比較するための排
他論理和素子で、２２は前記排他論理和素子２１
の信号を受けて前記リレーコイル１８へのリレー
コイル電流を遮断せしめる遮断部で、同遮断部２
２において抵抗２３、コンデンサ２４、バツフア
素子２５は前記排他論理和素子２１の出力信号を
所定時間遅延させる遅延回路２６を構成してい
る。また、リレー２９は自己保持が可能なキープ
リレーである。

つまり、燃料供給弁用リレー１５を駆動するト
ランジスタ１７は、制御部１３からの信号によつ
てのみ作動し、リレーコイル１８への電流を遮断
せしめる遮断部２２は、前記排他論理和素子２１
の信号によつてのみ作動し、かつ遮断動作が行わ
れた場合には、その状態を排他論理和素子２１の
出力信号によらず独自で継続できるようになつて
いる。

また、NPN型トランジスタ２７のベース側に
は前記バツフア素子２５の出力端子が抵抗２８を
介して接続されており、エミツタ側は接地され、
コレクタ側にはリレー２９のリレーコイル３０
と、同リレーコイル３０に発生するサージ電圧か
ら前記トランジスタ２７を保護するためのダイオ
ード３１が並列接続されている。さらに、前記リ
レー２９の常閉リレー接点３２の一端はリレー電
源部３３に接続され、他端は前記リレーコイル１
８に接続されており、リレー電源部３３から前記
リレーコイル１８に向けてのリレー駆動電流の供
給が常閉リレー接点３２により停止でき、かつそ
の状態を保持できるように構成されている。

３３は前記した如く、リレーコイル１８，３０
のほか各種リレー（図示せず）にリレー駆動電流
の供給を行うリレー電源部である。

［作用］ 次にこの実施例の動作を第２図と第３図に示
す。各部の信号波形及び動作状態図を併用して説
明すると、第２図は燃焼停止中の動作を示すもの
で炎検出部１２から炎“無”を示す“Ｈ”レベル
の信号が出力されている。

制御部１３からはトランジスタ１７をOFFに
する信号が出力されており、リレー１５は停止状
態にある。

従つて常開リレー接点２０は開成しており、燃
料供給弁２は閉じている。この状態においては前
記の如くトランジスタ１７がOFFしているため
にトランジスタ１７のコレクタ端子（ａ点参照）
は“Ｈ”レベルの電位となり排他論理和素子２１
にこの“Ｈ”レベル信号が入力されている。

従つて、排他論理和素子２１の入力信号はとも
に、“Ｈ”レベルの信号となり、出力として信号
レベルの一致を示す“Ｌ”レベルの信号が出力さ
れている。（ｂ点参照） この出力信号は遮断部２２に入力され抵抗２
３、バツフア素子２５を介してトランジスタ２７
のベース端子に印加されるが“Ｌ”レベルの信号
のためにトランジスタ２７はOFFでリレー２９
は停止状態を継続し、リレー電源部３３から常閉
リレー接点３２を通つてリレーコイル１８に至る
経路が形成されている。

ここで制御部１３のマイコン７の暴走によりト
ランジスタ１７がONしたり、トランジスタ１７
が故障してコレクタ端子とエミツタ端子が短絡す
るような異常が発生した場合にはトランジスタ１
７によりリレー１５が駆動される。

リレー１５が駆動されると、常開リレー接点２
０が閉成して燃料供給弁２にAC100Vが通電され
燃料供給弁２が開き未燃焼燃料が放出される。

この場合には前記のようにトランジスタ１７が
ONしているか、コレクタ端子とエミツタ端子が
短絡しているためにコレクタ端子（ａ点参照）は
“Ｌ”レベルの電位となり排他論理和素子２１に
“Ｌ”レベルの信号が入力されている。

一方、炎検出部１２から出力される炎信号は炎
“無”を示す“Ｈ”レベルの信号であるため、排
他論理和素子２１からは信号リベルの不一致を示
す“Ｈ”レベルの信号が出力される。（ｂ点参照） この“Ｈ”レベルの信号は遮断部２２に入力さ
れ遅延回路２６を介することで抵抗２３とコンデ
ンサ２４の値により決まる時間Ｔを経過してのち
（ｃ点参照）トランジスタ２７のベース端子に
“Ｈ”レベル信号が印加され、トランジスタ２７
がONする。

次にこのトランジスタ２７によりリレー２９が
駆動され常閉リレー接点３２が開成してリレー１
５に向けて流れるリレー駆動電流を遮断し、リレ
ー１５の動作を強制的に停止せしめ常開リレー接
点２０を復帰して燃料供給弁２を閉じ、未燃焼燃
料の放出を異常発生後所定時間Ｔ後に止める。

また、燃焼停止中に炎検出部１２が、炎信号が
常時炎“有”を示す“Ｌ”レベルになるように故
障した場合には、排他論理和素子２１にはこの
“Ｌ”レベルの信号が入力されている。

一方、制御部１３からはトランジスタ１７を
OFFにする信号が出力されているからトランジ
スタ１７のコレクタ端子（ａ点参照）は“Ｈ”レ
ベルの電位となり、排他論理和素子２１にはこの
“Ｈ”レベルの信号が入力されている。従つて、
排他論理和素子２１からは信号レベルの不一致を
示す“Ｈ”レベルの信号が出力される。（ｂ点参
照） この時の遮断部２２の動作は、前述の異常発生
時の場合と同様に遅延回路２６を介し、所定時間
経過後、トランジスタ２７がONしてリレー２９
が駆動され、常閉リレー接点３２が開成してリレ
ー１５の駆動電流を遮断する。この場合、リレー
１５はもともとOFFであるため燃料供給弁２が
閉の状態であるから未燃焼燃料が放出されること
はないが、この後、制御部１３がトランジスタ１
７をONする信号を出力した場合にもリレー１５
の駆動電流が遮断されているため燃料供給弁２は
開とはならず未燃焼燃料が放出されることはな
い。

もちろん、この場合は制御部１３には常時炎
“有”を示す信号が入力されているので判断機能
を有する制御部１３に異常であることが判断でき
るため、他の異常処理を行うこともできる。

第３図は燃焼中の動作を示すもので、炎信号は
炎“有”を示す“Ｌ”レベルとなつている。

制御部１３からはトランジスタ１７のON信号
が出力されており、ONしたトランジスタ１７に
よりリレー１５が作動し、燃料供給弁２が開いて
燃料が放出され、燃焼が行われている。この状態
においては前記の如くトランジスタ１７がONし
ているためにトランジスタ１７のコレクタ端子は
“Ｌ”レベルの電位となり（ａ点参照）排他論理
和素子２１の入力はともに“Ｌ”レベルの信号と
なる。

従つて、排他論理和素子２１の出力信号は信号
一致を示す“Ｌ”レベルとなり（ｂ点参照）遮断
部２２に出力されている。

この時の遮断部２２の動作は前述の燃焼停止中
における異常発生前の場合と同じであるが簡単に
再述すると、トランジスタ２７、リレー２９が
OFFになつてリレー電源部３３からリレーコイ
ル１８にリレー駆動電流の供給経路が形成されて
いる。

ここで何らかの原因により炎が異常消炎して炎
信号が消炎を示す“Ｈ”レベルの信号となつた場
合、通常は制御部１３の判断機能が働き制御部１
３から出力されているトランジスタ１７のON信
号を瞬時にOFF信号に切替えトランジスタ１７、
リレー１５を停止して燃料供給弁２を閉じ、未燃
焼燃料の放出を停止せしめる。

しかし、判断機能を有する制御部１３内のマイ
コン７が暴走したり、異常停止した場合、あるい
はトランジスタ１７のコレクタ端子とエミツタ端
子間が短絡状態で故障した場合には異常消炎発生
後においても未燃焼燃料は放出される。しかしな
がら炎信号は異常消炎と同時に“Ｈ”レベルに切
替り、一方トランジスタ１７はON状態のために
トランジスタ１７のコレクタ端子は“Ｌ”レベル
の電位となつており排他論理和素子２１には異な
るレベルの信号が入力され、その出力信号は異常
消炎発生と同時に“Ｈ”レベルとなる。（ｂ点参
照） この“Ｈ”レベルの信号は遮断部２２に入力さ
れるが先ず遅延回路２６を介することで前期のよ
うな制御部１３が正常な場合の異常処理動作を優
先せしめるとともに、異常消炎が発生して所定時
間Ｔを経ても排他論理和素子２１から“Ｈ”レベ
ルの信号が続くようなら制御部１３あるいはトラ
ンジスタ１７の異常としてこの“Ｈ”レベルの信
号をトランジスタ２７のベース端子に入力せしめ
る。これ以後の“Ｈ”レベルの信号がトランジス
タ２７のベース端子に入力された場合、動作はす
でに燃焼停止中の異常発生時の所で説明を行つて
いるが簡単に再述すると、トランジスタ２７、リ
レー２９がONになり常閉リレー接点３２が開成
してリレー１５へのリレー駆動電流を遮断し、燃
料供給弁２を閉じ、未燃焼燃料の放出を防止せし
める。

ところで本考案では、遅延回路２６により定ま
る時間Ｔの間は未燃焼燃料が放出されるが、この
時間Ｔは上述のように制御部１３の異常消炎に対
する応答速度や点火時の着火までの時間を考慮し
て適宜決定する必要があるが、通常の例では非常
に短時間（数秒〜十数秒）に設定でき実用上の問
題は発生しない。

上述のごとく、本考案の未燃焼燃料放出防止制
御装置は、燃料供給弁用リレー１５を駆動するト
ランジスタ１７の動作は制御部１３のみにより制
御され、リレー電源３３を遮断し、燃料供給弁用
リレー１５を作動させないようにする遮断部２２
は、排他論理和素子２１の出力信号のみにより動
作し、かつ遮断動作が行われた場合には、その状
態を排他論理和素子２１の出力信号によらず独自
に継続できるように構成されており、燃焼器本来
の動作である燃料供給弁２が閉で炎検知されてい
ない状態と、燃料供給弁が開で炎検知されている
状態との２つを正常状態であるとし、それ以外は
異常な状態とみなして遮断部２２により燃料供給
弁用リレー１５の電源そのものを遮断し、かつそ
の状態を継続することにより、未燃焼燃料の放出
を防止できるようになつている。

すなわち、燃料供給弁用リレー１５を駆動制御
するトランジスタ１７のON，OFFを制御する制
御部１３が誤動作し、炎検知されていない状態に
もかかわらず燃料供給弁２が開の状態になつた場
合、あるいは、トランジスタ７がONの状態で故
障し、炎検知されていない状態にもかかわらず燃
料供給弁２が開の状態になつた場合、あるいは、
炎検知部１２からの炎信号が常時炎“有”の状態
で故障し、燃料弁２が開の状態にもかかわらず炎
検知している状態になつた場合にはそれぞれ異常
状態として燃料供給弁用リレー１５の電源を遮断
部２２により遮断し、燃料弁２を強制的に閉じせ
しめ未燃焼燃料の放出を防止できるようになつて
いる。

［考案の効果］ 以上述べたように本考案によれば、燃料供給弁
２を負荷とするリレー１５を駆動制御するトラン
ジスタ１７の動作状態を示す信号と炎検出部１２
から出力される炎信号の信号レベルが理論的に不
合理の時、つまりトランジスタ１７がON状態で
燃料供給弁２が“開”の時にもかかわらず炎信号
が炎“無”の状態を示す時、あるいはトランジス
タ１７がOFF状態で燃料供給弁２が“閉”の時
にもかかわらず炎信号が炎“有”の状態を示す
時、それぞれ制御装置の異常として燃料供給弁２
を強制的に閉じせしめ未燃焼燃料の放出を停止す
るものであり、制御部１３が誤動作したり、リレ
ー１５を駆動するトランジスタ１７が破損した場
合、あるいは炎検出部１２の故障した場合でも確
実に未燃焼燃料の放出を防止することができその
実用的価値は大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る未燃焼燃料放出防止制御
装置の１例をしめす電気ブロツク図、第２図は燃
焼停止時の動作を示す図、第３図は燃焼中におけ
る動作を示す図、第４図は燃焼機器の１例を示す
断面図、第５図は従来のマイコン暴走時の安全化
をはかる回路の１例を示す電気ブロツク図。 ２は燃料供給弁、１２は炎検出部、１３は制御
部、１４は出力部、１５は燃料供給弁用リレー、
２１は排他論理和素子、２２は遮断部、２６は遅
延回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 炎の有無を検出して電気信号に変換する炎検
   出部１２と、同炎検出部１２の炎信号を入力し
   各種負荷を制御する制御部１３と、同制御部１
   ３の信号を受けて燃料供給弁２の開閉をリレー
   １５を介して行う出力部１４と、同出力部１４
   における前記リレー１５の駆動状態を示す信号
   と前記炎信号との信号レベルの一致、不一致を
   比較する排他論理和素子２１と、同排他論理和
   素子２１の比較信号を受けて前記燃料供給弁２
   を強制的に閉じる遮断部２２とを具備し、前記
   出力部１４は前記制御部１３のみによつて作動
   し、前記遮断部２２は前記排他論理和素子２１
   の出力信号のみにより作動し、かつ遮断動作が
   行われた場合は、その状態を排他論理和素子２
   １の出力信号によらず独自で継続できるように
   構成したことを特徴とする未燃焼燃料放出防止
   制御装置。 (2) 前記排他論理和素子２１は、出力部１４から
   リレー１５がONで燃料供給弁２が開いている
   ことを示す信号が入力されると共に炎検出部１
   ２からは炎無しの信号が入力された場合、ある
   いはリレー１５がOFFで燃料供給弁２が閉じ
   ている状態を示す信号が入力されると共に炎検
   出部１２から炎有りの信号が入力された場合
   に、それぞれ異常を示す電気信号を出力し、前
   記遮断部２２では遅延回路２６を設け前記異常
   信号を所定時間遅延させてのち同異常信号によ
   り燃料供給弁２を駆動するリレー１５を強制的
   にOFFにし、燃料供給弁２が開かないように
   構成したことを特徴とする実用新案登録請求の
   範囲第１項記載の未燃焼燃料放出防止制御装
   置。