JPS6046340B2 - 燃焼制御回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はプリパージ後に燃焼動作を行なわせ着火を検
出した時にのみ燃焼動作を継続させるようにするととも
に、着火を検出できないときは安全リレーを作動させ、
燃料供給を停止させるようにした燃焼制御回路に関する
。

従来の此程の燃焼制御回路はプリパージ後の燃焼動作
により一旦着火を検出すると、炎の検出をリレー回路や
メモリー回路で記憶させているので途中消炎した場合に
一旦電源を切らない限り、再運転（リサイクル運転）が
できず、使い勝手が悪いとともに、信頼性が抵く、コス
トの高くなる欠点があつた。

本発明は上述の事実に鑑みてなされたものであり、プ
リパージ後に燃焼動作（送風、燃料供給及び点火動作）
を行なわせ、着火を検出した時にのみ燃焼動作（送風及
び燃料供給）を継続させるようにするとともに、着火を
検出できないときは安全リレーを作動させ、燃料供給を
停止させるようにしたものに於いて、着火後、途中消炎
した場合にプリパージ動作及び燃焼動作を繰返し行なわ
せるリサイクル機能を有した燃焼制御回路を提供するこ
とを目的とする。

斯かる目的を達成するための本発明の基本的構成は直
流電源が供給される正負母線間に炎検出回路と、エミッ
タを正側母線に接続した第１の（ＰＮＰ）トランジスタ
、エミッタを負側母線に接続した第２の（ＮＰＮ）トラ
ンジスタ及び第１のトランジスタのコレクタと第２のト
ランジスタのコレクタとの間に接続した安全リレーから
なる第１の直列回路と、ヒステリシスを有するトランジ
スタスイッチング回路と、エミッタを負側母線に接続し
た第３の（ＮＰＮ）トランジスタ及び該トランジスタの
コレクタと正側母線との間に接続した燃焼動作用リレー
からなる第２の直列回路と、ワンショットタイマー回路
とを並列に設け、上記炎検出回路の未着火の出力により
作動するプリパージ動作用リレー及びプリパージタイマ
ー回路を設け、該プリパージタイマー回路の出力端を上
記第２のトランジスタのベースに接続し、上記安全リレ
ーと第２のトランジスタのコレクタとの接続点を抵抗及
びコンデンサを介して上記トランジスタスイッチング回
路の入力端に接続するとともに、該入力端と上記炎検出
回路の出力端とを接続し、上記トランジスタスイッチン
グ回路の出力端を上記第３のトランジスタのベースに接
続し、上記燃焼動作用リレーと第３のトランジスタのコ
レクタとの接続点を上記ワンショットタイマー回路の入
力端に接続するとともに、該ワンショットタイマー回路
出力端を上記第１トランジスタのベースに接続し、上記
安全リレーの手動復帰型常閉安全スイッチを燃焼動作用
リレーに直列接続されるように母線に挿入したことを特
徴とする。

斯かる構成による燃焼制御回路はまず炎検出回路の働き
によりプリパージ動作用リレーが作動し．てプリパージ
を行なう。

このとき、プリパージタイマ回路も作動し、一定時間の
作動後にタイマー出力を発して第２のトランジスタを導
通させる。すると、第２のトランジスタの導通出力によ
りトランジスタスイッチング回路に逆バイアスが掛かＪ
り、該トランジスタスイッチング回路がオン出力を発し
、第３のトランジスタが導通して燃焼動作用リレーを作
動させ、燃焼動作（送風、燃料供給及び点火動作）を開
始させる。又、トランジスタスイッチング回路がオフ出
力からオン出力に変わ・ることによりワンショットタイ
マー回路から一定時間第１のトランジスタのオフ信号が
発せられ、該トランジスタを非導通にして安全リレーが
作動しないようにする。ワンショットタイマー回路が第
１のトランジスタを非導通にしている間に炎検出回路が
炎を検出すると、その着火の出力によりプリパージタイ
マー回路の作動が停止してタイマー出力がなくなり、第
２のトランジスタが非導通となるが、トランジスタスイ
ッチング回路のオン出力が炎検出回路からの着火出力に
よつて保持されるため、燃焼動作はそのまま継続する。
この場合、第１のトランジスタが導通しても既に第２の
トランジスタが非導通となつていて安全リレーはノ作動
しない。逆に、一定時間が経過して第１のトランジスタ
が導通したときに炎検出回路が着火を検出していないと
、両トランジスタの導通により安全リレーが作動して燃
焼動作が停止する。若し、燃焼動作中に何らかの原因で
消炎した場合、炎検出回路からの着火出力がなくなるた
め、トランジスタスイッチング回路はオン出力が保持さ
れなくなり自己のヒステリシス特性によつてオフ出力に
戻り燃焼動作を停止させる。一方、炎検出回路は炎無の
検出によりプリパージを行なわせるとともに、プリパー
ジタイマー回路に未着火の出力を供給してこれを作動さ
せ、プリパージタイマー回路に未着火の出力を供給して
これを通電させ、タイマー動作を再開させる。従つて、
燃焼制御回路は初期状態に戻り、プリパージ、燃焼動作
の順にリサイクル運転を行なわせる。亦、プリパージ後
、燃焼動作を行なつても着火が検出されない場合で安全
リレーが機械的故障を起こし、安全スイッチが作動でき
ないときには入力端に接続したコンデンサの放電により
、トランジスタスイッチング回路の逆バイアスが一定時
間後に解かれるため、該スイッチング回路の出力がオフ
となつて燃焼動作が停止する。

一方、第３のトランジスタが短絡故障を起こしたときに
はワンショットタイマー回路の働きで一定時間後に安全
リレーが作動して燃焼動作を停止させる。更に又、炎検
出回路が故障して最初から着火出力を発している場合、
プリパージタイマー回路が作動せず、トランジスタスイ
ッチング回路に逆バイアスが掛からないため、燃焼動作
が行なわれない。

本発明は以上の構成により、所期目的を達成できること
になり、次の特有の効果を奏する。

４消中消炎時にプリパージ、燃焼動作の繰返し運転を行
なえるため、安全性が高く、使い勝手に優れている。

◎ 炎の検出をリレー接点回路やメモリー回路で記憶さ
せる必要がないので、信頼性が高く、安価に構成できる
。

（ハ）安全リレーの故障時や燃焼動作用リレーを駆動す
る第３のリレーの短絡故障時、更には炎検出回路が最初
から着火出力を発する故障時に燃焼動作が行なわれない
ようにでき、フェイルセーフ機能が万全である。

以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明すると第１
図は本発明の原理図でｅ１、Ｅ２は直流電源に接続され
た母線、１は運転スイッチ、２はプリパージタイマー回
路、３はタイマー出力を入力とする第２のＮＰＮトラン
ジスタ、４に該トランジスタ３のコレクタに接続された
安全リレー、５はトランジスタ３のコレクタに接続され
たコンデンサ６及び抵抗７と、シユミツト回路を構成す
るトランジスタ８及び９のトランジスタスイッチング回
路と、その他の抵抗１０、１１、１２とから成る第１の
ワンショットタイマー回路、１３はシユミツト回路の後
段トランジスタ９のコレクタに接続された燃焼動作用リ
レー、１４は該トランジスタ９のコレクタに接続された
コンデンサ１５及び抵抗１６と、トランジスタ１７と、
その他の低抗１９、２０、２１とからなる第２のワンシ
ョットタイマー回路で第１のＰＮＰトランジスタ１８は
コレクタが安全リレー４に、エミッタが母線ｅ１に、ベ
ースが抵抗２０を介してトランジスタ１７のコレクタに
それぞれ接続されている。

２２は母線ｅ１に挿入して接続され、安全リレー４の作
動により開路する常閉の安全スイッチで図示の如く接続
される。

而して運転スイッチ１を投入することによりプリパージ
タイマー回路２が作動を開始するが、始動時はタイマー
出力がないようにしてあるためトランジスタ３は遮断し
ており安全リレー４は作動しない。

一方第１のワンショットタイマー回路５の前段トランジ
スタ８は安全スイッチ２２、抵抗１０を介してベース電
流が流入していて導通している。従つて後段トランジス
タ９は遮断していて燃焼動作用リレー１３も作動しない
。第２のワンショットタイマー回路１４のトランジスタ
１７は抵抗１９を介してベース電流が流入しているため
導通しており、トランジスタ１８も導通している。又第
１のワンショットタイマー回路５のコンデンサ６はトラ
ンジスタ１８のエミッタコレクタ間、安全リレー４、コ
ンデンサ６、抵抗７、トランジスタ８のベ−スーエミッ
タ間及び抵抗１２の経路で充電電流が流れるため図示の
極性に充電され、第２のワンショットタイマー回路１４
のコンデンサ１５は安全スイッチ２２、電磁弁用リレー
１３、コンデンサ１５、抵抗１６及びトランジスタ１７
のベ−スーエミッタ間を介して充電電流が流れて図示の
極性に充電されている。今タイマー回路２が所定時間通
電されると、タイマー出力がトランジスタ３のベースに
供給されるため、トランジスタ３が導通し、コンデンサ
６の電荷がトランジスタ３のコレクターエミッタ間を介
して放電する。

これによりトランジスタ８は逆バイアスが掛るため、遮
断し、トランジスタ９が導通する。トランジスタ９の導
通によりコンデンサ１５の電荷がトランジスタ９のコレ
クターエミッタ間及び抵抗１２を介して放電するためト
ランジスタ１７は逆バイアスが掛かつて遮断し、トラン
ジスタ１８もベース電流が流れなくなるので遮断する。
以上の動作は全て瞬間的に行なわれるのでタイマー出力
によりトランジスタ３が導通して安全リレー４は極めて
短時間だけ電源電圧が供給されるが、すぐにトランジス
タ１８が遮断するため充分な動作電流が流れず、安全ス
イッチ２２は閉路したままである。

又、燃焼動作用リレー１３はタイマー出力によりトラン
ジスタ３が導通して第１のワンショットタイマー回路５
のコンデンサ６の電荷がトランジスタ３のコレクターエ
ミッタ間を介して放電している間はトランジスタ８が遮
断し、トランジスタ９が導通しているため通電が続けら
れ後述する電磁弁を開いて燃料を供給し、燃焼を行なわ
せる。第１のワンショットタイマー回路５は所定時間後
にコンデンサ６が放電を終了した際、トランジスタ８が
安全スイッチ２２、抵抗１０を介してベース電流が流入
して導通し、トランジスタ９が遮断するため燃焼動作用
リレー１３が作動を停止するように作用する。

一方第２のワンショットタイマー回路１４は所定時間後
にコンデンサ１５が放電を終了して作動を停止した際、
トランジスタ１７が抵抗１９を介してベース電流が流入
して導通し、トランジスタ１８を導通させるため、安全
リレー４がトランジスタ１８及び３を介して通電され、
安全スイッチ２２を開いて燃焼動作用リレー１３への通
電を停止するように作用する。このような２つのワンシ
ョットタイマー回路５、１４は後述する本発明の応用回
路の中で明記されるように二重の安全回路として働く。
第２図は本発明の一実施例で２３は交流電源、２４は運
転スイッチ、２５はバーナモータ、２６は電磁弁、２７
は点火トランス、２８は降圧トランス、２９は整流回路
、３０は平滑用コンデンサ、３１は、ＣｄＳ等の炎検出
素子３２、トランジスタ３３、３４及びその他の抵抗か
ら構成される炎検出回路、３５は炎検出回路３１の出力
が供給されるプリパージ動作用リレー、３６は炎検出回
路３１の出力と入力とし、抵抗３７及び３８、コンデン
サ３９、トランジスタ４０及び４１その他の抵抗から構
成されるプリパージタイマー回路、４２はタイマー回路
３６の出力により、駆動する第２のＮＰＮトランジスタ
、４３はトランジスタ４２の出力が供給される安全リレ
ー、４４はトランジスタ４２の出力端に接続された抵抗
４５及びコンデンサ４６と、ダイオード４７と、シユミ
ツト回路構成したトランジスタ４８及び４９のトランジ
スタスイッチング回路と、その他の抵抗５０、５１、５
２、５３とから構成された第１のワンショットタイマ回
路で、トランジスタ４８のベースは抵抗５４、５５及び
ダイオード４７を介して母線ｆ１に接続されると共に抵
抗５６及びダイオード５７を介して炎検出回路３１の出
力端Ａの接続されている。

５８は第１のワンショットタイマー回路４４の出力を入
力とする第３のＮＰＮトランジスタ、５９はトランジス
タ５８の出力が供給される燃焼動作用リレー、６０はト
ランジスタ５８の出力端に接続された抵抗６１及びコン
デンサ６２と、ダイオード６３と、トランジスタ６４と
、抵抗６６、６７、６８とから構成された第２のワンシ
ョットタイマー回路で、トランジスタ６４のベースは抵
抗６６及びダイオード６３を介して母線ｅ１に接続され
ている。

又第２のＰＮＰトランジスタ６５は母線ｅ１にエミッタ
が、安全リレー４３にコレクタが接続され、安全リレー
４３への通電を制御する。４３１は母線ｅ１の中に挿入
され、安全リレー４３の作動で開路し手動で復帰する常
閉の安全スイッチ、３５１及び３５２はプリパージ動作
用リレー３５の常開接点、５９１及び５９２は燃焼動作
用リレー５９の常開接点である。

次に動作を説明する。

運転スイッチ２４投入して始動を開始すると、始動時は
炎検出素子３２に光が当らないため抵抗値が大きく、ト
ランジスタ３３及び３４が導通してプリパージ動作用リ
レー３５に動作電流が流れる。これによりプリパージ動
作用リレー接点３５１，３５２が閉路してバーナモータ
２５が通電されると共に点火トランス２７に通電されて
プリパージが行なわれる。これと同時に炎検出回路３１
の出力が抵抗３７及び３８を介してコンデンサ３９に供
給され始めるが、トランジスタ４０及び４１は遮断して
いてプリパージタイマ回路３６は出力がなくトランジス
タ４２も遮断していて安全リレー４３は作動しない。第
１のワンショットタイマー回路４４のトランジスタ４８
は安全スイッチ４３１、抵抗５４及び５５、ダイオード
４７を介してベース電流が流入して導通し、トランジス
タ４９は遮断する。この時抵抗５０の値を抵抗５１の値
に比べて大きくとり、トランジスタ４８が導通してもト
ランジスタ５８が導通しないようにしておくことにより
、燃焼動作用リレー５９も作動しない。第２のワンショ
ットタイマー回路６０のトランジスタ６４は抵抗６６、
ダイオード６３を介してベース電流が流入して導通し、
トランジスタ６５を導通させる。トランジスタ４８及び
６４が導通することにより、コンデンサ４６及び６２は
第１図と同様に図示の極性にそれぞれ充電される。プリ
パージタイマー回路３６のコンデンサ３９の充電が終了
すると、トランジスタ４０及び４１が導通してタイマー
出力によりトランジスタ４２が導通し、コンデンサ４６
の電荷がトランジスタ４２のコレクターエミッタ間に放
電し、トランジスタ４８のベースは逆バイアスとなるた
め、トランジスタ４８は遮断し、トランジスタ４９が導
通する。

抵抗５１の値は小さくとつてあるため、トランジスタ４
９の導通により第１のワンショットタイマー回路４４の
出力がトランジスタ５８に供給されて、トランジスタ５
８が導通する。トランジスタ５８の導通によりコンデン
サ６２の電荷がトランジスタ５３のコレクターエミッタ
間を介して放電するため、トランジスタ６４は逆バイア
スが掛かつて遮断し、トランジスタ６５も遮断する。タ
イマー出力によりトランジスタ４２が導通してからトラ
ンジスタ６５が遮断するまでの上記動作は極めて短時間
で行なわれるものであるから、安全リレー４３は瞬間的
に動作電圧が掛かるものの充分な動作電流が流れず動作
しない。一方燃焼動作用リレー５９はトランジスタ５８
の導通により作動してリレー接点５９１、５９２を閉路
し、電磁弁２６が通電されて開くため燃料がバーナーに
供給される。第１のワンショットタイマー回路４４のコ
ンデンサ４６と第２のワンショットタイマー回路６０の
コンデンサ６２はそれぞれ所定の時限で放電を行ない、
両コンデンサ４６、６２の放電が続く間は上記動作が継
続され、点火トランス２７により電磁弁２６から供給さ
れた燃料に点火される。上記動作中に炎検出回路３１の
炎検出素子３２が着火を検出し、その抵抗値が減少する
とトランジスタ３３、３４が遮断し、プリパージ動作用
リレー３５の通電が切られてリレー接点３５１．３５２
が開路し点火トランス２７の通電が切られるが、バーナ
モータ２５及び電磁弁２６は燃焼動作用リレー接点５９
１、５９２により通電が継続される。

一方トランジスタ３４が遮断することでＡ点の電位が下
がるためトランジスタ４８のベースは抵抗５６及びダイ
オード５７を介して低電位に保持され、コンデンサ４６
の電荷が放電を終了してトランジスタ４８の逆バイアス
が解かれてもトランジスタ４８は遮断し、トランジスタ
４９が導通しているため、トランジスタ５８の導通が継
続され、その出力が燃焼動作用リレー５９に供給される
。従つて第１のワンショットタイマー回路４４の出力は
着火信号によりそのまま継続され、コンデンサ４６の放
電終了によるトランジスタ４８の反転がシユミツト回路
を構成するトランジスタ４８及び４９のヒステリシスに
より阻止されたことになる。又炎検出回路３１の出力ト
ランジスタ３４が遮断したことにより、プリパージタイ
マー回路３６は入力がなくなつてコンデンサ３９の電荷
が放電し、トランジスタ４０、４１が遮断し、初期状態
に戻る。これに伴なつてトランジスタ４２が遮断しコン
デンサ４６の放電も阻止される。これに並行して所定時
間後に第２のワンショットタイマー回路６０はコンデン
サ６２が放電終了してトランジスタ６４が逆バイアスを
解かれるため、抵抗６６及びダイオード６３を介してベ
ース電流の流入により導通し、トランジスタ６５も導通
して初期状態に戻るがトランジスタ４２が遮断していて
安全リレー４３は作動しない。このようにして炎検出回
路３１が着火を検出すると燃焼運転が行なわれる。

燃焼運転中に何らかの原因で消炎すると炎検出回路３１
がこれを検知し、トランジスタ４８の保持を解き、トラ
ンジスタ４８が導通してトランジスタ４９、５８が遮断
するため燃焼動作用リレー５９の通電が切られ、全回路
が始動時の状態に戻つてプリパージタイマー回路３６が
作動を開始し、上記動作を繰返す。着火が行なわれなか
つた場合は炎検出回路３１のＡ点の電位が下がらず、コ
ンデンサ４６、６２の放電期間中にトランジスタ４８の
ベースがＡ点からの帰還により低電位に保たれることが
なくプリパージタイマー回路３６も動作していてトラン
ジスタ４２が導通しているため、コンデンサ６２の放電
終了がコンデンサ４６のそれよりも早いものとすれば、
コンデンサ６２の放電終了により第２のワンショットタ
イマー回路６０のトランジスタ６４とトランジスタ６５
が導通して安全リレー４３がトランジスタ６５及び４２
を介して通電されて作動し、安全スイッチ４３１を開路
する。これによりプリパージ動作用リレー３５及び燃焼
動作用リレー５９の通電が断たれ、バーナモータ２５、
点火トランス２７及び電磁弁２６への通電をｌ停止する
。もし安全リレー４３が機械的故障により安全スイッチ
４３１を開路できない場合には第１のワンショットタイ
マー回路４４のコンデンサ４６の放電終了により、トラ
ンジスタ４８が導通し、トランジスタ４９、５８が遮断
して燃焼動作用リレー５９の通電を切り、燃料供給を停
止する。

逆に第１のワンショットタイマー回路４４のコンデンサ
４６が先に放電を終了する場合ではコンデンサ４６の放
電終了によりトランジスタ４８が導通し、ノトランジス
タ４９、５８が遮断して燃焼動作用リレー５９の通電を
停止する。更にトランジスタ５８の遮断によりコンデン
サ６２の放電が阻止されるため、トランジスタ６４の逆
バイアスが解かれてトランジスタ６４、６５が導通し、
安全リレー４３がトランジスタ６５及び４２を介して通
電され安全スイッチ４３１が開路し、プリパージ動作用
リレー３５の通電も切られる。もしトランジスタ５８が
短絡故障して電磁弁用リレー５９の通電が切られない場
合でも、コンデンサ６２が放電を終了してトランジスタ
６４、６５が導通し安全リレー４３の通電が切られ、プ
リパージ動作用リレー３５及び燃焼動作用リレー５９の
通電が切られる。このように２つのワンショットタイマ
ー回路４４、６０はプリパージタイマー回路３６のタイ
マー出力供給後、炎検出回路３１が着火の信号を検出し
ない場合に、２重の安全回路として殆ど同時に作動して
燃料の供給を停止する。炎検出回路３１が何らかの原因
で運転スイッチ２４の投入時から着火動作をしている場
合はＡ点の電位が低いためプリパージタイマー回路３６
が作動せずプリパージ用リレー３５も通電されることが
なく第１のワンショットタイマー回路４４のトランジス
タ４８、４９からなるトランジスタスイッチング回路は
シユミツト回路構成していてヒステリシスを有するため
、Ａ点の電位が低くてもコンデンサ４６の放電による逆
バイアスが掛らない限り、トランジスタ４８が遮断せず
、トランジスタ４９、５８も導通しないため燃焼動作用
リレー５９が作動して燃料が供給されることはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理を示す電気回路図、第２図は本発
明の一実施例を示す電気回路図てある。 ３１・・・・・炎検出回路、３５・・・・・・プリパー
ジ動作用リレー、３６・・・・・・プリパージタイマー
回路、４２・・・・・・第２のトランジスタ、４３・・
・・・安全リレー４４・・・・・第１のワンショットタ
イマー回路（トランジスタスイッチング回路）、５８・
・・・・・第３のトランジスタ、５９・・・・・・燃焼
動作用リレー、６０・・・・・・第２のワンショットタ
イマー回路、６５・・・・・第１のトランジスタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 直流電圧が供給される正負母線間に炎検出回路と、
   エミッタを正側母線に接続した第１の（ＰＮＰ）トラン
   ジスタ、エミッタを負側母線に接続した第２の（ＮＰＮ
   ）トランジスタ及び第１のトランジスタのコレクタと第
   ２のトランジスタのコレクタとの間に接続した安全リレ
   ーからなる第１の直列回路と、ヒステリシスを有するト
   ランジスタスイッチング回路と、エミッタを負側母線に
   接続した第３の（ＮＰＮ）トランジスタ及び該トランジ
   スタのコレクタと正側母線との間に接続した燃焼動作用
   リレーからなる第２の直列回路と、ワンショットタイマ
   ー回路とを並列に設け、上記炎検出回路の未着火の出力
   により作動するプリパージ動作用リレー及びプリパージ
   タイマー回路を設け、該プリパージタイマー回路の出力
   端を上記第２のトランジスタのベースに接続し、上記安
   全リレーと第２のトランジスタのコレクタとの接続点を
   抵抗及びコンデンサを介して上記トランジスタスイッチ
   ング回路の入力端に接続するとともに、該入力端と上記
   炎検出回路の出力端とを接続し、上記トランジスタスイ
   ッチング回路の出力端を上記第３のトランジスタのベー
   スに接続し、上記燃焼動作用リレーと第３のトランジス
   タのコレクタとの接続点を上記ワンショットタイマー回
   路の入力端に接続するとともに、該ワンショットタイマ
   ー回路の出力端を上記第１トランジスタのベースに接続
   し、上記安全リレーの手動復帰型常閉安全スイッチを燃
   焼動作用リレーと直列接続されるように母線に挿入した
   ことを特徴とする燃焼制御回路。