JPS6064124A - 燃焼制御装置 - 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】 （発明の分野） この発明は、ガス温情型などに好適な燃焼制御装置に係
り、特に火炎検出器の出力異常の判定に要ηる〃延時間
を最小に留め、燃焼開始を速やかに行ない（ｑるにうに
した燃焼制御装置に関する。

（従来技術とその問題点） 本出願人が先に提案したガス温情型の構成を第１図に示
づ。同図にＪ３いて、炉体１は縦型円筒状に形成され、
その底部にはバーナ２が配置されるとどもに、−での上
方には熱交換器３が配置され、さらに炉体１の上部に形
成された排気口４には、［−タＭて駆動される排気）７
ン５が取り付１ノられている。

熱交換器３の人［」側には給水管路６が接続さ１１この
給湯管Ｄ７は先端側において３木に分岐され、各分岐管
路７ａ、７ｂ、７ｃには、それぞれカラム（３ａ　、　
８ｂ　、　８ｃが取りｆｌけられている。

熱交換器３の入口側に近い給水管路Ｇ十には、流水スイ
ッチ９が取り付けられている。この流水スイッチ９は、
カラム８ａ〜８Ｃの何れかが聞かれて、給水管路６内に
一定値以上の水流が生ずると、これを検出してオンする
スイッチである。

熱交換器３の出口側に近い給湯管路７土には、温度検出
器１０が取り付【）られている。この温度検出器１０は
、例えばサーミスタなどの感温索子で構成され、コント
ローラ１１内の処理回路に接続されて、給湯温度に対応
したアナログ回路を出力する。

バーナ２へと燃料ガスを供給づるガス供給芭路１２上に
は、ガス遮断弁１３．ガスガバナ１４　Ｊ３よびガス流
量調整弁１５が順に取っ付番ノられＣいる。

遮断弁１３は、全開状態と全開状態との２つの状態を取
り得る電磁弁で構成され、＝１ント〇−ラ１１からの信
号で開閉制御される。

ガスがバノー１４は、燃料ガスと空気とを適当な割合で
混合させる機能を有するものである。

流ｍ調整弁１５は、全開状態から全開状態まで開度を連
続的に調整可Ｏ１ｉな例えばモータ駆動式のり−ボ弁で
構成され、またその現在開度は流ｍ調整弁１５に備え（
＝Ｊ　ＬＪられたポテンショメータなどを介してコント
ローラ１１側へと送られる。

点火器１６は、コントローラ１１からの指令で火花を発
し、バーナ２から噴出する燃料ガスに着火りるものであ
る。

火炎検出器１７は、第２図に示す如く、バーナ２から発
ジる火炎１８に近接して、炎電流Ｊ５よびその整流作用
を利用して火炎を電気信号に変換づる検知部１７ａと、
この検知部１７ａから信号線を介し−（送られた火炎信
号を処理覆る信号処理回路１７ｂどｈ口ら構成されてい
る。

周知の如く、この種の火炎検知器においては、第２図に
点線で示す如く火炎が揺ぐと、検知部１７ａの出力信号
が大きく変動し、これにより出ツノがハンチングして誤
って新人を検出づる虞れがある。

そこで、信号処理回路１７ｂでは、検知部゛１７ａの出
ツノを増幅回路１７Ｇで増幅した後、これを比較的大き
な時定数を有する平滑回路ｉ　７　ｄ　’Ｃ″平滑化し
、これを所定の基準レベルＶＴＨをし−）で２値化回路
１７ｅで２値化し、子の出力でドライバ１７ｆを介して
リレーＸ１を駆動づるＪ、うにしている。

このため、第３図に承り如く、火炎１８が揺いだことに
起因して、増幅用ツノが図中ａＩ気に示り如く著しく低
下したとしても、これにより平ｄ°１出力が２値化回路
１７ｅのしきい値ＶＴＨ以下となることはない。

しかしながら、平滑回路１７（１の時定数が人さいため
、燃料ガス遮断弁１３が閉じて新人し１．：Ｉｌ￥点か
ら、リレー×１の接点が閉じるまでの間に（は、２〜３
秒程度の検出遅れ部間Ｔｄが生ずることとなる。

）−、−スｒ−１−／ｌ、ロー＝ｔ１１１１剣大ｔ＋’
ｌ１ｍｂｈノ１１１）燃焼停止に至るシーケンス回路を
ルリ御りるシーケンス回路と、給湯温度を設定温度に維
持する温度制御回路とから構成されＬ　ＬＪ３す、従来
シーケンス回路については電磁リレーを利用したりレー
ジ−ケンス回路が使用され、他方温度制御回路について
はγイスクリー１一部品で構成されたアナログ回路が使
用されていＩＣ６ 以上のシステム構成Ｊ３よび回路構成において、燃焼動
作を開始するにＩＪ、まず炉体１内の残留燃焼ガスを排
気するために一定時間プレパージを行ない、次いで流量
調整弁１５を僅かに開いてバーナ２から燃１′ｉ１ガス
を僅かに噴出させた状態で、点火器１６を一定部間駆動
して、燃料ガスに着火するという一定の燃焼開始シーケ
ンス動作を行なうわ（プであるが、従来この燃焼開始シ
ーケンス動作に先だって、必ず火炎検出器１７の出力を
ヂゴツクして、その出ツノが新人状態を示しているがと
〕かを判定するようにしている。

これは、火炎検出器の検知部が例えば短絡などして、火
炎の存在を示Ｊ悟号が常時誤って出力されていた場合、
燃焼中に火炎が立ち消えたような場合にも、このような
新人を検出して、Ｖちに燃焼を停止さげることができず
、４ルめで危険な事態が招来される虞れがあるからであ
る。

第４図は、以上説明した火炎検出器のブーＪツクおよび
燃焼開始に関して、従来のりレージ−ケンス回路で行な
われているシーケンス動作の流れを示すフローチャート
である。

電源が投入されると、まずステップ＜　１００　＞で゛
１゛峙間タイマを起動し、次いでステップ（１０１）で
１時間タイマのタイムアツプを持つ。

１時間タイマがタイムアツプしたならば、ステップ（１
０２）でリレー×１の接点がＡノであるか否かに基づい
て火炎なしを判定し、火炎がある場合には、火炎検出器
の異常と判定する。

また、火炎がなしの場合に（よ、ステップ（１０３）で
水流スイッチ９の出力に基づいて水流ありを判定し、カ
ラムが間りられて水流ありの場合には、ステップ（１０
４）、（１０５）により一定時間ブレパージおよび一定
時間緩点火処理を行ない、最後に火炎検出器により火炎
ありを判定して燃焼開始動作を終了でる。

ここで、重要なことは、電源投入直後直ちに火炎検出器
の出ツノを兄り゛に、１時間タイマのタイムアツプを持
ってから、火炎検出器の出力を見るようにしていること
である。

つまり、電源投入直後に火炎検出器の出ツノを見るよう
にシーケンス回路を構成してＪｊ　＜と、例えば瞬時停
電が生じたような場合、停電の回復が火炎検出器の涯れ
時間７’ｄ以内に生じた場合、火炎検出器が正常である
にも拘わらず、誤って異常ど判定されるためである。従
って、ここでタイマの設定時間１″と火炎検出器の遅れ
時間Ｔｄとの間には、Ｔ　＞　’Ｔ’　ｄの関係が予め
設定されている。

具体例で示づと、火炎検出器の遅れ時間は２〜３秒程度
であるため、タイマの設定時間は５秒程度に設定されて
いる。

ところが、このように電源投入直後直７５に火炎検出器
の出力を兄ずに、一定のタイマ１ｉｌｉ間が経過した後
、火炎検出器の出力を見るようにしておくと、次のよう
な場合に不都合を生じ、燃焼開始動作を無駄に遅らゼる
結果となる。

づなわら、１時間タイマを設【プだ理由は、バーナ燃焼
中に瞬時停電が生じた際、電源（！ｌ帰１１接のＭ；っ
た火炎出ツノで火炎検出器の異常ど誤認りることを避（
プるためであるが、例えば第４図のスーツ−ツブ（１０
３）〜（１０５）のＪ、うにパーツる火完了前に瞬時停
電が生じた場合は、停電直前に火炎が存在しないのであ
るから火炎検出）３の検出１１ｉ１れ時間を考ｍ’Ｊる
必要が全くなく、従ってこのような場合にもタイマのタ
イムアツプを持ＩＪねぽｈらないということは燃焼開始
処理を無駄に起らせる結果となる。

また、以」−の問題は瞬時停電の際のみならづ“、燃焼
制御装置のメインテナンスのために電源を瞬時断続して
シーケンス回路をりしツ１−さｔ！　／、：　Ｊ、うな
場合にも生じ、電源をりしツ１〜づるたひに−すれまで
の燃焼４Ｔ無に拘わらず１゛時間タイマのタイムアツプ
を持たねばシーケンス動作を開始でさくくいということ
は、保守の面からも煩わしいという欠点がある。

（発明の目的） この発明の［１的は、この種の燃焼制御装置において、
燃焼中に瞬時停電あるいは電源の瞬時断続があったＪ、
うな場合には、電源復帰後火炎検出器の遅れ時間を考慮
して火炎検出器の出力異常を判定し、他方燃焼し°Ｃい
ない状態で瞬時停電あるいは電源の瞬時断続があったよ
うな場合には、無駄【く遅れ時間をどろことなく直ちに
燃焼開始シーケンスを駆動させ、この種燃焼制御装置に
Ｊ：ｉ　ｆＪる燃焼開始の迅速化を図ることにある。

（発明の構成と効果） この発明は上記の［１的を構成づるために、電源投入直
後に起りＪされ、かつ前記検出ｄれ時間より僅かに長い
タイマ時間を設定されたタイマ手段と、電源投入直後に
前記火炎検出器で新人状態が検出されたときには、直ち
に正常と判定し、かつ前記タイマ手段のタイムアツプ前
に前記火炎検出器で新人状態が検出されたときには、で
の検出時貞で正常と判定づる正常判定手段と、前記タイ
マ手段のタイムアツプ時点において、前記火炎検出器で
火炎が検出されたときには、その検出１．１１ζ、Ｉ’
（”　賃１ｊｌど判定づる異常判定手段とを設（〕、前
記判定下段で正常と判定されたときに限り、所定の燃焼
シーケンス動作を起動するようにしたものぐある。

このような構成によれば、非燃焼中に瞬時停電などが生
じた場合には、電源投入直後に火炎検出器で新人状態が
検出されるため、直ちに燃焼シーケンス動作が起動され
、また燃焼中に瞬助停電等が生じた場合には、タイマ手
段のタイムアツプ時に火炎検出器で新人状態が検出され
たどきに限り燃焼シーケンス動作へと移行し、他方タイ
マ手段のタイムアツプ時点においても、火炎検出器ぐ火
炎が検出され続参ノでいる場合には、火炎検１１冒Ｈ；
の異常と判定されてその後の燃焼シーケンスは起動され
ない。

このため、非燃焼状態で瞬時停電等が生じ１．：場合に
は、無駄な遅延時間をどるＣとなく直ちに燃焼シーケン
ス動作が起動され、しかも燃焼状態において瞬時停電が
生じた場合には、−１−Ｐ一定のタイマ時間を持つこと
なく、火炎検出器の出力に新人状態が検出されると、そ
の検出時点で直ちに燃焼シーケンス動作がＵ０始され、
燃焼完了に至る処理の迅速化を図ることが’ｉｉＪ　１
１１４となるのである。

（実施例の説明） 第５図はこの発明の一実施例であるガス湯沸器の制御手
順を示１フローｆ〜ヤードｅある。

従来のガス湯沸器にあってはぞれぞれリレーシーケンス
回路おＪ：びアナログ温度制御回路が使用され−（いた
が、この実施例装置にあってはシーケンス動作および温
度制御動作について全てマイクロ」ンビュータで実施さ
れている。また、名配管系統おにび検出器の配６１３よ
び構成について、第１図〜Ｆ５３図と同様である。

第５図において、電源が投入されると、ステップ（２０
０＞が実行され、ここでワーキング土り７等の各種レジ
スタ、カウンタがリセッ［−される。

次いで、スう一ツブ（２０１＞で１よ、１時間タイマの
起動を１１なう。ここで、このタイマの設定時間Ｔと火
炎検出器１７の遅れ時間Ｔｄとの間には、１°＞Ｔ’ｄ
の関係が設定され、例えば−１−５秒、°１ｄ＝２＝３
秒程度に設定されている。

次いで、ステップ（２０２）では、火炎検出器１７のリ
レーＸ＋がオフであるか否かに基づいて火炎のないこと
が判定される。

ここで、非燃焼中に瞬時停電が生じたしのど仮定づると
、この時点で火炎検出器１７では火炎４１しが検出され
るため、直ちにステップ（２０３）以降の処理が実行さ
れる。

これに対して、燃焼中に瞬０．？　ｌ’Ｐ電が生じたし
のと仮定Ｊると、火炎検出器の近れ時間によつ（、火′
Ａ有りと判定され、続くステップ（２０／ｌ　）　−（
：’タイマがタイムアツプしたことの判定が（ｊなわれ
る。

以後、火炎検出器の出力が火炎ありの状態が続く間、ス
テップ＜２０２）、（２０４）が交１７１Ｊ実行される
。

次いで、火炎検出器１７が正常であれば、タイマがタイ
ムアンプする以前に火炎なしが検出されるｔこめ、その
時点でステップ（２０２３の大りＩ結果はＹＥＳとなり
、以後ステップ（２０３＞以下の処理が実行される。

他方、火炎検出器の短絡等の異常の場合には、タイマが
タイムアツプした後も火炎有りが検出され続け、このた
めタイマがタイムアツプするとともにステップ（２０４
）の実行結果はＹＥＳとなり、以後所定のエラー処理が
行なわれることになる。

次いで、ステップ（２０３）では、水流スイッチ９の出
力を読込んだり、あるいは各種センサの出力が正常範囲
であるかどうかのチェックなどが行なわれる。

次いで、ステップ（２０５）では、水流スイッチ９の出
ツノに基づいて、水流の有無が判定され、以後カラム８
ａ〜８Ｃが間かれるまでの間、ステップ（２０３）、（
２０５）が繰り返し実行されて待機状態となる。

この状態で、カラム８８〜８Ｇの何れかが開かれると、
ステップ（２０５）の実行に続いＣステップ（２０６＞
が実行される。

ステップ（２０６）では、［−タＭにＪ：すυ１気ファ
ン５を回転駆動して、炉体１内の残留燃焼ガスの月１出
が行なわれ、同時に所定のタイマが起動される。

以後、所定のプレパージ局間が経過りる、１、での間、
ステップ（２０６）、（２０，７）が繰り返し実行され
る。

次いで、所定のプレパージ時間が経過りるど、ステップ
（２０７）の実行に続いてステップ〈２０８）が実行さ
れる。

ステップ（２０８＞では、遮断弁１３３を全開。

流量調整弁１５を僅かに開くことにＪ、−）１．籾Ｌｊ
ｊ火処理を（ｊない、同時に予め設定されに安令スイッ
ヂ時間に対応づるタイマを起動り−る。

以後、火炎検出器１７を介し−Ｃバーノーの着火が確認
されるまでの間、所定の安全スイツーｆ−１１，５間に
亘っ−Ｃ、ステップ（２０８）−レ（２０９）→（２１
０）→（２０８）が繰り返し実行される。

この状態において、所定の安全スイツ゛ｆ−＋１．’１
間が経過づる前に、バーナ２の着火が検出されないと、
ステップ（２１０＞の実行結果はＹＥＳどなって、所定
のエラー処理が実行される。

これに対して、前記安全スイッチ時間軽過前に火炎検出
器１７を介してバーナの着火が確認されると、ステップ
（２０９）の実行結果はＹ　ＥＥ　Ｓどなり、続いてス
テップ（２１１＞が実行される。

ステップ＜２１１）では、第７図に承り如く、温度設定
器１９で設定された設定温度と、温度検出器１０で検出
された出湯温度どに基づいて、ＰＩＤ演粋登行ない、そ
の演惇結果で流量調整弁１５の開度を制御しながら、出
湯温度を設定温度に導く渇温制御処哩がｔｊ＜＜われる
。

また、この測温制御処理の間に、バーノーの火炎がＵ；
つて立ち消えたような場合には、ステップ（２１２）の
実行結果がＮｏとなり、続いてステップ（２１４）が実
１ｊされて、門人処理が行なわれる。

この門人処理では、遮断弁１３を全開にりるどともに、
流ｍ調整弁１５ｂ全開とし、これにＪ、リバーナ２から
噴出される燃料ガスを連断する。

また、前記温湯制御処理の間に、カラム８８〜８Ｃが閉
じられて水流がなくくすると、スー７゛ツノ゛（２１３
）の実（１結果はＮｏどなり、続いてステップ（２１５
）が実行されて、ｎう記と同０′Ｉのｌｌ７ｉ大処理が
行なわれる。

次いで、ステップ（２１５）において門人処理が終了づ
ると、続くステップ（２１６）ではＩ’　１１Ｍ間タイ
マが再び起動され、以後ステップ（２１７）、＜２１８
）を繰り返し実ｆｒりることにＪ、−）（。

火炎検出器の出力異常が判定される。

すなわち、゛「時間タイマがタイムアツプするＬメ前に
、火炎検出器で火炎なしが検出されれＩＪ、メゾツブ（
２１７）の実行結果はＹＥＳと４幻−）（、ステップ（
２１９）が実（うされ、アフターパージ処理が行な４つ
れるヮ これに対して、Ｔ時間タイ７のタイムアラｔ　ｎ：１点
以後についても、火炎検出器で火炎有りが検出され続【
プた場合には、ステップ（２１ε３）の実（ｊ結果がＹ
ＥＳとなって、所定のエラー処理が行＜ｆわれる。

続く、ステップ（２１９＞のアフターパージ処理では、
モータＭにＪ、り排気〕１ン５を回転駆動して炉体１内
の残留燃焼ガスを排気さけるとと６に、Ｉｉ’４１時に
７７タ一バージ時間設定用のタイ７を起動ジーる。

以後、カラム８ａ〜８Ｃの総てが閉じられていれば、ア
フターバージ時間が経過覆るまでの間、ステップ（２１
９ｉ１（２２０＞−１（２２１）→（２１９）が繰り返
し実行され、アフターパージ時間が経過するととｂに、
ステップ（２０３）の使用待ち処理へど戻る。

これに対して、以上のアフターバージ時間が経過する以
前ｔこ、カラム８ａ〜８Ｃの何れかが開けられて水；ん
スイッチ９−（−水流が（ラミ出されると、ステップ（
２２０＞の実行結果はＹＥＳどなり、再びステップ（２
０８＞へと戻って緩点火処理が行なわれることになる。

以上説明したＪ、うに、この実施例に係わるガス湯沸器
にあって（５↓、゛市源投入直接の火炎検出器の出力異
常判定処理として、まｆステップ（２０１）で１時間タ
イマを起動した後、このタイｌがライムアップする以前
に火炎検出器で火炎なしが検出されれば、直ちにその検
出動点においてステップ（２０３）〜ステップ＜２０９
）で示されるシーケンス処理へ移行Ｊる一方、１時間タ
イ７経過後にＪりいても火炎有りが検出され続【ノる場
合に限りエラー処理を行なうようにしている。

従って、第６図に示す如く、遮断弁１３が開かれてかつ
バーナで燃焼が行なわれている最中に、瞬時停電が生じ
たような場合には、遮断ｊ？　ｉ　３が閉じた後時間Ｔ
ｄｉｌｉれてリレー×１の接貞がＡフされさえずれば、
直ちにプレパージ処理が実行開始され、従来例のように
−はタイマの設定＋１−’ｒ　Ｒｔｌ　’Ｔを待つこと
なく以後のシーケンス処理に移？ｊりることができる。

さらに、その後遮断弁１３が未だ閉じ（非燃焼状態にあ
る状態で再び瞬時停電が生じたような場合には、電源が
復帰すると回部に直らにブレバージ処理が実行され、こ
の場合には一切烈駄な′！１延時開時間ずることがない
。

このため非燃焼状態にＪメける瞬時停電またはメインテ
ナンスのために？？ｆａＧ＋を瞬時断続してシーケンス
動作をリレン１〜さＵたＪζうな場合、直ちに燃焼開始
シーケンスを１１開づることができ、この梗燃焼制御装
置にお【）る燃焼開始の際の迅速化を図ることができる
。

殊に、従来例と本実施例とを比較すると、非燃焼時に瞬
時停電が生じてもタイマの設定時間下だｌＪｉれを生じ
ないという効果に加え、燃焼状態（・１時停電が生じた
場合にも、火炎検出器で火炎なしが検出されれば、直ち
に燃焼開始処理が実行開始され、従来例のように−１タ
イマの設定特開Ｔだ【プ持たり゛に処理が１１＜１われ
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用されるガス湯沸器のシステム構成
を示Ｊ図、第２図は火炎検出器の構成を示づブロック図
、第３図は火炎検出器の各部の信号状態を示寸波形図、
第４図は従来のりレージ−ケンス回路によるシーケンス
動作を示づフローチャート、第５図は本発明に係わるガ
ス湯沸器の制御手順を示すフローチャート、第６図は本
発明に係わるガス湯沸器に、１３いて、燃焼時Ｊ）Ｊ、
びノ１燃焼詩に瞬時停電が生じた場合にＪハノる処］Ｉ
Ｉ！動作４示すタイムチャート、第７図は湯温制９１１
の内容を示すブロック図である。 ２　・・・　・・・バ　−　ブー １１・・・コントローラ １２・・・燃料ガス供給管路 １３・・・遮断弁 １４・・・ガスガバナ １５・・・ガス流量調整弁 １６・・・魚火器 １７・・・火炎検出器 １８・・・火炎 特Ｖ［出願人 立石電機株式会ン１ 第２図 弔３因 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）バーナが新人したことを検出するに際しＣ検出器
   れ時間を有する火炎検出器と； 電源投入のたびに、前記火炎検出器の出力にνづいて、
   所定の処理を行ない火炎検出器の出ツノ異常を判定する
   判定手段とを癩え； 前記判定手段で正常と判定されＩこときに限り、所定の
   燃焼シーケンス動作を起動づるようにした燃焼制御装置
   であって； 前記判定手段は、電源投入直後に起動され、かつ前記検
   出遅れ時間より僅かに長いタイマ１１１間を設定された
   タイマ手段と； 電源投入直後に前記火炎検出器で新人状態が検出された
   ときには、直ちに正常と判定し、かつ前記タイマ手段の
   タイムアツプ前に、前記火炎検出器で新人状態が検出さ
   れたときには、その検出部前記タイマ手段のタイムアツ
   プ時点において、前記火炎検出器で火炎が検出されたと
   きには、その検出時点で異常と判定する置割判定手段と
   からなることを特徴どづる燃焼制御装置。