JPS6034917Y2

JPS6034917Y2 - 燃焼制御装置

Info

Publication number: JPS6034917Y2
Application number: JP13025876U
Authority: JP
Inventors: 徹下村; 真則松本
Original assignee: オムロン株式会社
Priority date: 1976-09-28
Filing date: 1976-09-28
Publication date: 1985-10-17
Also published as: JPS5347629U

Description

【考案の詳細な説明】この考案はガスバーナ等の燃焼を制御する燃焼制御装置
に関する。

この燃焼装置においては、点火操作後所定時間経過して
も炎を出しない場合にメインバルブを開かないように制
御することが安全上肝要である。

また、フェイルセーフ機能を持たせ、装置の各部が故障
したとき、常に安全側、少なくともメインバルブを閉じ
る方向に制御する必要がある。

例えば、第１図はこの装置の負荷回路を示しており、こ
の図について装置の起動から定常運転までを簡単に述べ
る。

点火の手順は、まず電源投入しバーナモータＢＭを駆動
して残留ガスをプリパージし、そののち、パイロットバ
ルブＰＶを開きイグニッショントランスＩＧに通電して
パイロットに点火味この点火を確認してメインバルブＷ
を開き定常運転させるというものである。

そして、この手順の制御を図示しない炎検出回路、フリ
パージタイマ、安全スイッチタイマ等から成る制御回路
により行うのである。

具体的には、端子０１．０２間に電源投入し、炎のない
ことを炎検出回路で検出すると、常開接点ＸｐがＯＮし
、常閉接点ＸＩ−がＯＦＦする。

その結果、バーナモータＢＭが駆動されガスのプリパー
ジを行う。

なお、このバーナモータＢＭは定常運転時にも送風を継
続している。

これと同時にプリパージタイマが始動しプリパージに応
じた所定時間経過すると、常開接点ＸＰがＯＮし、パイ
ロットバルブＰＶを開くとともにイグニッショントラン
スＩＧに通電を行いパイロットの点火を行う。

なお、エアフロースイッチＡＦＳはバーナモータＢＭの
送風により閉じている。

そして、炎が検出されると常閉接点ＸｐがＯＮし、メイ
ンバルブＭＶが開きイグニッショントランスＩＧへの通
電を停止して定常運転に移行する。

一方、プリパージ後イグニッショントランスＩＧが通電
されパイロットバルブが開いているにもかかわらず、所
定時間経過しても点火されず炎検出がないときは、安全
スイッチタイマにより常閉接点Ｘ、が０ＦＦＬ点火操作
が停止され制御回路への通電が停止されるとともに、常
閉接点Ｘ、がＯＮシ警報器ＡＬが駆動される。

このようにして、着火ミスが生じたときも安全が図られ
るようになっている。

なお、第１図において、端子０１．０２間には常閉接点
Ｘｓとトランス１０の１次巻線１１とが直列に接続され
、このトランス１０の２次巻線１２からは整流平滑回路
２を介して端子０３．０４間に直流電圧が印加され、後
述する制御回路に電源供給がなされる。

また２次巻線１３からは端子０５，０６間に交流電圧が
印加され、後述する炎検出回路への電源供給がなされる
ようになっている。

しかし、この制御回路が故障した場合には生ガスの発生
等極めて危険性が高く、そのため、故障時にも安全が図
られるフェイルセーフ機能を持たせる必要がある。

例えば、第２図はリレーＸ、の断線時に対処する構成を
示している。

なお、第２図およびつぎに示す第３図において、第１図
と対応する箇所には対応する番号を付して説明を省略す
る。

また、リレーＸ８、ＸＰは第１図に示す接点に対応する
。

つまり、第２図においては、プリパージタイマ３のタイ
ムアツプに応じてＯＮするトランジスタ３０と直列に、
リレーＸ、の断線に応じてＯＦＦするトランジスタ２９
を接続している。

そのため、リレーＸ８の断線時にはリレーＸｐへの通電
がなされず、シーケンスが開始しない。

したがって、本来、安全スイッチタイマ４のタイムアツ
プに応じて通電されるべきリレーＸ３が断線していても
、生ガスの流出時の危険がない。

しかし、この構成において、例えば、トランジスタ２９
が短絡故障している場合には以上のように安全を図るこ
とはできず、さらに、このトランジスタ２９の故障は外
部から知ることができない。

また、第３図ではリレーＸ、が断線している場合には、
制御回路に定電圧が供給されず、シーケンスが開始しな
いようになっている。

しかし、この構成ではリレーＸｓの通電に応じて、安全
スイッチタイマ４に入力される電圧（トランジスタ４０
のコレクタ電位に対応する）が下がり、安全スイッチタ
イマ４が動作しない可能性があり、設計がむづかしい。

また、抵抗２８としては比較的低抵抗を用い、リレーＸ
、の抵抗値との関係もあり、選択が自由でない。

本考案は上記に鑑み、リレーＸ、の断線時には確実にシ
ーケンスを中断して安全を図るとともに使用者に警告す
る燃焼制御装置を設計上の制約なしに安価に提供するこ
とを目的とする。

本考案は、プリパージタイマの出力信号にもとづいてパ
イロットバルブを開いてイグニッショントランスに通電
することによりパイロットに点火し、炎検出回路が前記
パイロットの着火を確認してメインバルブを開くととも
に安全スイッチタイマの動作を禁止する一方、第１リレ
ーの動作によって少なくとも前記パイロットバルブおよ
び前記メインバルブを開く回路への通電が遮断されるよ
うにした燃焼制御装置において、前記第１リレーの一端
が電圧降下素子を介して接地されるように前記リレーと
前記電圧降下素子とを直列にして電源供給用の端子間に
接続し、前記安全スイッチタイマを前記端子間に接続し
、前記安全スイッチタイマがタイムアツプすることにも
とづいて前記電圧降下素子の両端を短絡して前記第１リ
レーを駆動するようにする一方、高インピーダンス素子
を介してコンデンサを充電するように前記端子間に接続
した前記高インピーダンス素子と前記コンデンサの直列
回路・前記コンデンサの両端の電圧が前記電圧降下素子
によって得られる所定電圧を越えることにもとづいて前
記コンデンサを放電する比較回路・前記コンデンサの放
電回路にあって所定の放電電流によって駆動され前記出
力信号を出す第２リレーを前記プリパージタイマに備え
たことを特徴とする。

本考案によれば、プリパージタイマおよび安全スイッチ
タイマは、それぞれ電源供給用の端子間に接続されてい
るので、充分高い電圧が供給されることになり、設計が
容易になっている。

また、本考案によれば、前記第１リレーが断線している
場合には、電圧降下素子から得られる所定電圧が零とな
っていることにより、比較回路は常にコンデンサを放電
させる状態となり、所定の放電電流を得ることができず
、第２リレーが動作せず、パイロットバルブが開かず、
したがって炎検出回路がパイロットの着火を確認せず、
メインバルブが開かず、ガスもれがなく安全である。

以下、本考案の一実施例について、図面を参照して説明
する。

この実施例においても負荷回路は前述第１図に示したも
のと同様である。

つまり第１図に示すように、負荷回路は、交流電圧が印
加される電源端子０１．０２間に警報器仙、バーナモー
タＢＭ、イグニッショントランスＩＧ、パイロットバル
ブＰＶ１メインバルブＭＶおよびトランス１０の１次巻
線１１が並列に接続されて構成されている。

さらに、各箇所に接点が設けられ、警報器乱は常開接点
Ｘｓに、バーナモータＢＭは常開接点Ｘｐ。

ＸＦに、イグニッショントランスＩＧは常閉接点Ｘ３、
常開接点ＸＰ１ＸＦおよびエアフロースイッチＡＦＳに
、パイロットバルブＰＶは常閉接点Ｘ９、常開接点ＸＰ
１エアフロースイッチＡＦＳに、メインバルブ品は常閉
接点Ｘ３、ＸＦ１常開接点ＸＰおよびエアフロースイッ
チＡＦＳ、１次巻線１１は常閉接点Ｘ、にそれぞれ制
御されている。

また、トランス１０の２次巻線１２は整流平滑回路２を
介して端子０３．０４間に直流電源を印加している。

さらに、２次巻線１３は端子０５，０６間に交流電源を
供給している。

第４図はこの実施例の制御回路を示している。

第４図において、端子０３′〜０６′はそれぞれ第１図
の端子０３〜０６に接続される。

端子０５’、０６’から炎検出回路５に電源が供給され
ている。

炎検出回路５からの炎検出信号はトランジスタ５１のベ
ースに入力される。

このトランジスタ５１とリレーＸＦは直列に端子０３’
、０４’間に接続され、リレーＸＰの両端にはダイオー
ド５２が並列に接続されている。

また、端子０３′。０４′間には常開接点Ｘ１．％常閉
接点ＸＴ１抵抗３５、コンデンサ３１が直列に接続され
ている。

このコンデンサ３１はＰＵＴ３２等とプリパージタイマ
およびトライアルタイマ３を構成している。

また、端子０３’、０４’間にはリレーＸｓおよびトラ
ンジスタ４０が直列に接続され、その接続点と端子０４
′の間に抵抗３６．３７およびトランジスタ４１のベー
ス・エミッタからなる分圧回路が接続され、両抵抗の接
続点にはＰＵＴ３２のゲートが接続されている。

つまり、ＰＵＴ３２、抵抗３６，３７とからスイッチン
グ回路が構成されている。

また、前記コンデンサ３１と抵抗３５との接続点にはリ
レーＸＴを介してＰＵＴ３２のアノードが接続され、ｐ
ｔｒｒ３２のカソードは端子０４′に接続される。

また抵抗４５を介してトランジスタ４１のベースは端子
０４′に接続されている。

なお、抵抗３６，３７．４５は安全スイッチタイマ４が
タイムアツプすることにもとづいて両端が短絡される電
圧降下素子の一例を示し、抵抗３５は高インピーダンス
素子の一例を示し、ＰＵＴ３２は比較回路の一例を示す
。

また、リレーＸ丁の両端には保護ダイオード３３が並列
接続されている。

また、前記常開接点Ｘｐの一端は常開接点ＸＴ、ダイオ
ード３９を介してリレーＸｐの一端に接続され、リレー
ＸＰの他端は端子０４′に接続されている。

また、前記リレーＸｐの一端と端子０３′間には、常開
接点Ｘｐおよび常閉接点Ｘｐが直列に接続されている。

さらに、前記常開接点Ｘｐの一端と端子０４′との間に
は抵抗４４とコンデンサ４２とが直列に接続され、この
画素子の接続点は電圧検出回路４３に接続されるととも
に、前記トランジスタ４１のコレクタに抵抗４６を介し
て接続されている。

トランジスタ４１のエミッタは端子０４′に接続されて
いる。

なお、電圧検出回路４３、コンデンサ４２、トランジス
タ４１等は安全スイッチタイマ４を構成している。

さらに、電圧検出回路４３から出力される信号は前記ト
ランジスタ４０のベースに入力されている。

つぎに、この動作について第１図および第４図を参照し
ながら説明する。

はじめに、着火が順調に行われる場合を説明する。

まず、端子０１，０２間に電源が投入され、トランス１
０および整流平滑回路２を介して端子０３’、０４’に
電源供給がなされる。

また、端子０５’、０６’から炎検出回路５に電源供給
がなされ、始動する。

炎検出回路５に炎検出信号あるいはこれの疑似信号が無
ければ、トランジスタ５１のベースへの入力信号が遮断
されず、トランジスタ５１がＯＮし、リレーＸ２が駆動
される。

これにより、バーナモータＢＭが送風を開始する。

同時に、常閉接点ＸＴ、抵抗３５を介してコンデンサ３
１が充電される。

コンデンサ３１の両端電圧は徐々に上昇し、それに応じ
てＰＵＴ３２のアノード電位も上昇する。

やがて、アノード電位が抵抗３６．３７で設定されるゲ
ート電位を越えるとＰＵＴ３２がＯＮし、コンデンサ３
１の放電電流によりリレーＸ丁が駆動される（なお、こ
こまでの動作はプリパージに対応する）。

これにより、常開接点ＸＴがＯＮし、リレーＸ２が駆動
される。

そうすると、パイロットバルブＰＶが開き、イグニッシ
ョントランスＩＧに通電がなされ、パイロットが着火さ
れる。

そして、この着火により炎が検出されるとトランジスタ
５１のベースへの入力信号が遮断され、トランジスタ５
１が０ＦＦＬ、リレーＸｐへの通電が遮断される。

これにより、リレーＸＰは常閉接点Ｘｐおよび常開接点
Ｘｐより通電されて自己保持され、メインバルブＷが開
き、同時にイグニッショントランスＩＧが復帰し、定常
運転に移行する。

なお、プリパージタイマ３のコンデンサ３１に充電中（
すなわちプリパージ時間中）は抵抗３６．３７を通して
トランジスタ４１にベースＮ流が供給されているのでト
ランジスタ４１はＯＮしておりコンデンサ４２には充電
されず安全スイッチタイマは働かない。

ＰＵＴ３２がＯＮしてプリパージが終了するとＰＵＴ３
２のゲート電位が下がりトランジスタ４１へのベース電
流が無くなりトランジスタ４１はＯＦＦする。

トランジスタ４１のＯＦＦと同時にコンデンサ４２への
充電が開始されると正常に着火すれば、常開接点ＸＦが
ＯＦＦとなるから、以降、安全スイッチタイマは動作し
ない。

また、着火ミスが生じた場合には以下のような動作がな
される。

つまり、前述と同様にスイッチング回路３０がＯＮし、
パイロットへの着火が図られる。

同時に、トランジスタ４１がＯＦＦＬ、安全スイッチ
タイマ４が働き始める。

そして、一定時間着火しなければ常開接点ＸＰおよび抵
抗４４を介してコンデンサ４２に充電が継続されて、や
がてコンデンサ４２の両端電圧が所定値に達し、電圧検
出回路４３がトランジスタ４０のベースに信号を送り、
トランジスタ４０をＯＮさせる。

その結果、リレーＸ、に通電がなされ、警報器社が駆動
されるとともにバルブやイグニッショントランスＩＧや
制御回路への通電が停止される。

このように、着火ミスが生じたときは安全が図られると
ともに、使用者に着火ミスが報知される。

つぎに、リレーＸ、が断線している場合について説明す
る。

この場合は、ｐｔｒｒ３２のゲート電位は零となってい
るから、リレーＸＦが通電されプリパージが開始される
と同時にｐｔｒｒ３２がＯＮするので、コンデンサ３１
に充電が行われない。

そのため、リレーＸＴにはリレーＸＴのコイル抵抗に比
べて高インピーダンスな抵抗３５を経てわずかな電流が
流れるだけで、コンデンサ３１の放電電流による駆動が
なされない。

したがって、リレーＸＰは駆動されず、その後のシーケ
ンスが開始することがなく安全が確保される。

つまり、この実施例では、正常時には安全した着火が行
われ、着火ミス時には制御回路により安全が図られると
ともに、リレーＸ、の断線時には確実にシーケンスが中
断され、安全を確保し使用者への注意を促している。

また、一般に抵抗３６．３７は高抵抗を用いるので設計
上の制約がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例および従来例を説明するため
の負荷回路の回路図、第２図、第３図は従来例を示す回
路図、第４図は１実施例の制御回路を示す回路図である
。ＡＬ・・・・・・警報器、ＢＭ・・・・・・バーナモー
タ、ＩＧ・・・・・・イグニッショントランス、ＰＶ・
・・・・・パイロットバルブ、ＭＶ・・・・・・メイン
バルブ、ＡＦＳ・・・・・・エアフロースイッチ、１０
・・・・・・トランス、２・・・・・・整流平滑回路、
３・・・・・・プリパージおよびトライアルタイマ、４
・・・・・・安全スイッチタイマ、５・・・・・・炎検
出回路、ＸＰ、ＸＴＸＸｐ、Ｘｓ・・・・・・リレ
ー。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

プリパージタイマの出力信号にもとづいてパイロットバ
ルブを開いてイグニッショントランスに通電することに
よりパイロットに点火し、炎検出回路が前記パイロット
の着火を確認してメインバルブを開くとともに安全スイ
ッチタイマの動作を禁止する一方、第１リレーの動作に
よって少なくとモ前記パイロットバルブおよび前記メイ
ンバルブを開く回路への通電が遮断されるようにした燃
焼制御装置において、前記第１リレーの一端が電圧降下
素子を介して接地されるように前記第１リレーと前記電
圧降下素子とを直列にして電源供給用の端子間に接続し
、前記安全スイッチタイマを前記端子間に接続し、前記
安全スイッチタイマがタイムアツプすることにもとづい
て前記電圧降下素子の両端を短絡して前記第１リレーを
駆動するようにする一方、高インピーダンス素子を介し
てコンデンサを充電するように前記端子間に接続した前
記高インピーダンス素子と前記コンデンサの直列回路・
前記コンデンサの両端の電圧が前記電圧降下素子によっ
て得られる所定電圧を越えることにもとづいて前記コン
デンサを放電する比較回路・前記コンデンサの放電回路
にあって所定の放電電流によって駆動され前記出力信号
を出す第２リレーを前記プリパージタイマに備えたこと
を特徴とする燃焼制御装置。