JPS6349136B2

JPS6349136B2 -

Info

Publication number: JPS6349136B2
Application number: JP18476780A
Authority: JP
Inventors: Juji Yamamoto
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 1980-12-25
Filing date: 1980-12-25
Publication date: 1988-10-03
Also published as: JPS57108522A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はガス、あるいはオイル燃焼器等に適用
されるデイジタル燃焼制御装置に関する。

ガス、及び重油等を燃料とした燃焼装置は着火
準備から着火完了までに所定の操作手順があり、
その順序動作を機器作動の確認と併せ進めること
が最も安全、かつ確実とされている。これら燃焼
器の操作要求に対し、従来の装置においては簡単
な電気回路、例えばリレーシーケンス等を以つて
対処していた。しかし、近時、燃焼装置の機能の
向上、あるいは着火、運転時の効率的かつ安全操
作性の立場からワークオリエンテツト的な考え方
が採用されつつある。すなわち、動作の手順を一
つ一つ結果の確認をしながら歩進させる方法で途
中で何か異常が発見された場合には動作を速やか
に停止させ次の正しい指示に従うか、あるいは順
序動作を安全側に導き、フエイルセイフ動作を行
わせる等のことで益々複雑化される装置の動作状
況を的確に判断し歩進させるにはリレー回路では
その構成やスピードの点で不充分で半導体の特性
である小形、安価、制御の容易性を特徴としたデ
イジタル制御化が各所で検討される状況にある。
特に燃焼機器の分野においては、ガス及びオイル
燃焼器に対して一般家庭用、業務用さらに工業用
などそれぞれに応じて各種の動作シーケンスが要
求されるが、着火起動時の基本シーケンス、及び
運転中の火炎チエツクなど基本動作シーケンスは
何れも共通であるのでこれら共通の制御回路を集
積化することによつて小型、安価、信頼性を高め
ることが必須の状況にある。

従つて本発明は上記の様な状況に対処し成され
たもので、燃焼装置のプリパージタイミングを決
定する集積回路等によつて構成されたプリパージ
用シフトレジスタにスルー故障（入力と出力とが
同一信号レベルになる）が発生した場合に、これ
を速やかに検出し、途中の論理回路を介さず直接
出力負荷に最も近い論理素子を遮断するようにし
回路故障の緊急動作をフエイルセイフに行わせる
ようにしたデイジタル燃焼制御装置を提供するこ
とを目的とする。

以下、本発明を図示の実施例について説明す
る。第１図において、SEはシーケンスセレクタ
でリサイクルあるいはノンリサイクルの切替え動
作を行う。THは着火を促すサーモ要求信号発生
部でスイツチ動作を行いその信号の出力部にアン
ド回路をトリガーゲートに備えた微分積分回路１
を接続している。又、FDはフレイム検出部で出
力側の装置によつて焔が確実に点火の状況にある
か否かを光学的その他の手段によつて検出し、そ
の検出信号は微分回路２を介して本発明の要部構
成をなすプリパージ用シフトレジスタPSRの各
同極の出力ゲートを同時条件とするアンド回路
AN１の出力信号との更に同時条件を構成するナ
ンド回路NA１の入力に接続されている。プリパ
ージ用シフトレジスタPSRは特定周波数を分周
したプリパージ用クロツク発生部OSC２からの
クロツクに同期して信号のシフトを行うもので、
後述のバルブ開き動作を行わせる時のタイミング
機能をどる。そしてその最終出力端子にはフリツ
プフロツプ等から成る整合回路MPが接続され、
その整合回路MPの出力端子はトライアル用シフ
トレジスタ、TSRの入力ゲートに導入されてい
る。すなわち、このトライアル用シフトレジスタ
TSRは前記プリパージ用シフトレジスタPSRに
従続動作するもので、前記整合回路MPのリセツ
ト端子にはトライアル用シフトレジスタTSRの
出力端子にインバータゲートを接続したその出力
端子が接続されている。トライアル用クロツク発
生部OSC２は同じく分周されトライアル用シフ
トレジスタTSRにクロツクとして入力されてい
る。またアンド回路AN２は前記トライアル用シ
フトレジスタTSRの出力同時条件をとることに
よつて所定の信号遅延動作を行わせるもので、そ
の出力信号はいくつかの論理条件を満足した後、
出力装置を作動させる。まず出力装置として、
BMはトランジスタＱ１によつてドライブされる
フアンモータ用出力回路で例えばリレーＫ１を負
荷接続し生ガスあるいは燃焼ガスの排気を行う。
SSHは安全スイツチヒータ回路で先ず着火操作
時の安全確認として最初にトランジスタＱ５が投
入されヒータが単位時間動作し炉内の安全確認を
行う。引続いて正常動作時には第１バルブ制御回
路Ｖ１Ｃが投入され、トランジスタＱ２の負荷Ｋ
２によつてバルブが開かれ、それからしばらくし
てタイマTA、あるいはTBの出力信号が夫々ト
ランジスタＱ３、及びＱ４に入力されてイグニシ
ヨン制御回路IGCのドライブや第２バルブ制御回
路Ｖ２Ｃの動作を行う。例えばイグニシヨン制御
回路の負荷Ｋ３はノーマルクローズの接点回路を
介してイグニシヨンコイルに接続され、接点が開
放することによつて点火動作が行われる。また、
Ｋ４はバルブであり、第１バルブ制御回路はガス
燃料の場合にはパイロツト弁の役割を、また重油
等の場合には主バルブの開閉動作を行う。同様に
第２バルブ制御回路Ｖ２Ｃの負荷Ｋ４もガスの場
合にはメインガス供給弁の開閉を、重油などの場
合には同様主バルブを開閉操作する。なお、図に
おいてANはアンド回路、ORはオア回路、Ｍは
フリツプフロツプ回路で構成されたメモリ回路、
NAはナンド回路である。

この様に構成された本発明において、以下第１
図の制御回路ブロツク図、及び第２図のタイムチ
ヤート図を参照し動作を説明する。この第２図に
おいてＡはオイルの正常燃焼状態、Ｂはガスの正
常燃焼状態の場合で、プリイグニツシヨンプリパ
ージ期間１、ポストイグニツシヨン期間２、
TA、点火トライアル期間３、Ｖ２の遅延期間
４、TB、電源５、トライアル短縮機能６、着火
確立７、ガス燃焼のみの着火確立後のトライアル
期間の短縮分８を示す。今、シーケンスセレクタ
SEはシーケンスの動作を選択するもので、リサ
イクル時の出力信号はＨレベルに保持されている
とする。この様な状態において、先づサーモ要求
信号発生部THを作動させるとその出力信号はＬ
レベルからＨレベルに反転し微分積分回路１を介
した信号はＨレベルのままでナンド回路NA１に
入力される。初期条件におけるナンド回路NA１
の他の３つの入力ゲートは全てＨレベルにイニシ
ヤルセツトされているのでこのＨのトリガー入力
信号によりその出力はＬに反転し、アンド回路
AN３に入力される。しかし、アンド回路AN３
は他の入力ゲートのレベル如何に拘らず無条件に
出力をＬレベルに保つので次段に接続されたナン
ド回路NA２の出力もＨに保たれる。そこで安全
スイツチヒータSSHのトランジスタＱ５にベー
ス電流が供給されヒータが投入される。一方その
ヒータと並列に出力された出力ラインは抵抗を介
してＬレベルの信号をインバータ回路IN１，IN
２に伝達する。インバータ回路IN１を通過した
反転信号ＨはＤ−FF（フリツプフロツプ）をＨ信
号で介しアンド回路４に入力される。しかし、そ
のアンド回路AN４の他の入力ゲートはＬレベル
にあるので結局出力信号はＬ、メモリ回路Ｍ１，
Ｍ２の動作も変化することなくメモリ回路Ｍ２の
出力信号はＬレベルのままプリパージ用シフトレ
ジスタPSRの入力に伝達される。また、アンド
回路AN５の出力はＬであるからフアンモータ用
出力回路BMのトランジスタＱ１はoff状態に保
持されたままである。プリパージ用シフトレジス
タPSRの入力に伝えられたＬ信号は分周出力さ
れたプリパージ用クロツクOSC１の信号に同期
して前記ナンド回路NA１の出力がＨレベルに切
替つた時点よりプリパージ用シフトレジスタ
PSRのＬ入力をアンド回路AN６を経たクロツク
に順次出力側にシフトして行く。この動作が開始
されるとその瞬間に前記アンド回路AN１の入力
はその１つがＬレベルに反転するので出力は当然
Ｈレベルとなる。そしてプリパージ用シフトレジ
スタPSRの入力は再びＨに切替わりＨレベルが
順次シフトされ出力が全てＨとなつた時、ナンド
回路NA１の出力もＬからＨに転ずる、この動作
はアンド回路AN３の出力をＨにナンド回路NA
２の出力をＬに切替えるのでトランジスタＱ５は
offとなつてヒータは切放されるがそのコレクタ
に接続された他の出力ラインは瞬間Ｈに切替わる
のでインバータ回路IN１及びＤ−FFを介した出
力はアンド回路AN４に一瞬Ｈレベルの同時条件
が成立しメモリＭ１，Ｍ２がＨレベルとなりアン
ド回路AN５の出力はＨとなつてフアンモータ用
出力回路BMのトランジスタＱ１をonに切替え
る、そしてその出力Ｋ１が投入されてフアンモー
ターは回転を初める。かくして、炉内の安全事前
燃焼が確認されフアンによつてその燃焼ガスは外
部に放出される。また初期の動作によつてインバ
ータ回路IN２を介したＨ信号はメモリＭ３，Ｍ
４、及びタイマTA，TBを予めリセツトする。
この間にプリパージ用シフトレジスタPSRの最
初のＬ入力は所定時間を要して最終出力に到達す
る、そしてそのＬ信号が送出されると再びその各
出力信号は引続いてＨ信号によつて全て埋められ
Ｈ信号がシフトされ最終端子からＨレベルが整合
回路MPの入力セツト端子に伝えられる。この
時、整合回路MPの出力Ｑ端子ははじめてＨレベ
ルに反転しトライアル用シフトレジスタTSRに
Ｈ信号を入力する。この動作によりトライアル用
クロツク発生部OSC１のクロツクに同期したＨ
信号はシフト動作を開始する。しかし、そのシフ
ト信号はレジスタの最初の出力端子に達した時イ
ンバータ回路IN３が接続してあるので整合回路
MPは直ちにリセツトされる。すると整合回路
MPの出力は再度Ｌレベルに戻されるのでシフト
レジスタランジスタTSRの入力もＬとなり１出
力のみのＨ信号のシフト動作を持続する。その過
程においてアンド回路AN７を介した信号がメモ
リＭ３をセツトするとアンド回路AN８の入力Ｈ
条件が確立し、第１バルブ制御回路Ｖ１Ｃのトラ
ンジスタＱ２がonに転じガスの場合にはパイロ
ツトバルブが開かれる。この一連の動作は例えば
第２図Ｂの場合に図示されている通りである。し
かして、所定時間後にアンド回路AN１０の入力
条件がＨにセツトされるのでメモリＭ４がセツト
されタイマTA，TBが動作を開始する。タイマ
TAのタイムアツプは即、イグニシヨン制御回路
IGCのトランジスタＱ３をonに反転させ、負荷Ｋ
３によつて着火動作が実行される。そして、引続
きタイマTBのタイムアツプにより第２バルブ制
御回路Ｖ２ＣのトランジスタＱ４がonに反転し
バルブＫ４が作動して全着火、動作が完了する。
しかし、上記一連の順序動作の過程にあつて、例
えばプリパージ用シフトレジスタPSRの構成素
子に１つでもスルー故障が発生すると、整合回路
MPの入力はいつになつてもＨレベルの入力信号
を受信できないので勿論セツトされなくなる。よ
つてその整合回路MPの出力端子はＬレベルのま
ま変化しない、この様な場合の負荷状態はフアン
モータ回転したままで一向に点火待ちの状態が続
く、この故障時の装置動作を速やかに安全処置す
るため出力負荷に最も近いアントゲートAN８に
前記整合回路MPの出力信号をとり込み故障の安
全処置を施すようにしたものである。例えば、シ
フトレジスタにスルー故障が発生した場合の回路
モードを第３図ａ，ｂ，ｃを参照し概説する。第
３図ａはセツト、リセツト端子を有するフリツプ
フロツプをカスケード接続した同期式シフトレジ
スタの回路図で、回路が正常時には同図ｂの如く
動作する。すなわちこの回路の特徴は内部状態が
常に１ビツトタイム前の内部状態になるもので、
１ビツトタイムの遅延がかかつて順次情報のシフ
トが行われる。つまり入力情報そのものをクロツ
クパルスφ_ppでＳ／Rⁿにたくわえる機能を持つて
おりSⁿ＝Qⁿ⁺¹の関係が成立する。そこでフリツ
プフロツプのＳ／R⁽ⁿ⁺¹⁾にスルー故障が発生する
と、同図ｃの如く、Ｓ／Rⁿの出力がクロツクφ_pp
の立上りでＨレベルからＬレベルに変化するので
Ｓ／R⁽ⁿ⁺¹⁾の出力も同様にＨからＬに変化してし
まいアンド回路A_oがＬ状態になつて次のクロツ
クφ_ppの立上りでＳ／RⁿはＨレベルに復帰できず
Ｌレベルに安定する。Ｓ／R⁽ⁿ⁺¹⁾は同様にしてＨ
からＬに変化し、これ以降のシフトレジスタは全
てＬレベルになつたままとなるものである。よつ
てその出力をアンド入力としたAN１の出力信号
はＨとなり、他方シフトレジスタの最終出力信号
を入力とするメモリMPはアンド回路AN８にＬ
入力を与えたままで常に出力を断つ方向に変化す
る。

また、もし着火に失敗があつた場合には、着火
状況をフレイム検出器FDが監視しているのでミ
スフアイアが確認されると直ちに徴分回路２より
Ｈレベルの出力パルス信号が発生され、ナンド回
路NA１の第１、第２入力ゲートをＬに切替え
る、従つてその出力は再度Ｈに転じ、ナンド回路
NA２の出力を一旦Ｌに切替えトランジスタＱ５
をoffの状態に戻しその出力をＨレベルに切換え
再度プリーパージ用シフトレジスタPSRに振り
出しに戻つた時の信号Ｈを与え再着火、動作が行
われる。この際アンド回路AN８の第１ゲート、
すなわちサーモ要求信号発生部THからのライン
は先のフレイム検出信号Ｈ信号によつて瞬時にＬ
に反転されるので第１バルブ制御回路VICのトラ
ンジスタＱ２はoffされる。勿論メモリＭ３，Ｍ
４、タイマTA，TBはインバータ回路IN２のＨ
信号によつてその間にリセツトされる。かくし
て、ミスフアイア時にはこの様な着火リサイクル
動作が所定回数続けられ着火に成功した場合には
正常動作を、又着火しない場合にはアラーム信号
を出力し鳴報その他の手段によつて故障を伝達す
る。また、燃料切れを検出された場合にもナンド
回路NA１の出力をＬに反転させ、アンド回路
AN８の出力をＬに落しアンド回路AN５の出力
をＬにさせるのでフアンモータ用出力回路BM、
第１バルブ制御回路Ｖ１Ｃ、イグニシヨン制御回
路IGC、第２バルブ制御回路Ｖ２Ｃは当然offに
切替えられフエイルセイフ動作を行う。

従つて着火を促がすサーモ要求信号発生からフ
アンモータの回転、炉内安全スイツチヒータの
on動作、併せてパイロツトバルブの開に続くイ
グニシヨン制御回路の動作によるパイロツト着
火、メインバルブ開放動作と一連のシーケンス動
作をプリパージ用シフトレジスタのタイマー作
用、及びトライアル用シフトレジスタの順序動作
を連動させ、極めて正確なタイミング動作によつ
て着火、完全フアイヤに導くので誰れでも間違い
なく安全運転が行えると共に着火操作の開始時、
あるいは燃焼装置運転中にプリパージ用シフトレ
ジスタを構成するフリツプフロツプの内部回路に
スルー故障が発生した場合にも決して最終出力負
荷に危険動作をさせることなく常にプリパージタ
イム以内で速やかに回路故障を検出し、出力負荷
の停止をさせるものである。またミスフアイアの
場合にも、常にフレイム検出器との連動々作によ
つて安全確認動作を行わせることが出来るほか、
燃料切れ等の場合にも同様負荷出力をフエイルセ
イフ動作に導くので運転の信頼性、確保と相俟つ
て、高機能のデイジタル燃焼制御装置を比較的簡
単な回路によつて構成できる効果がある。

以上のように、本発明によれば、プリパージタ
イミングを決めるプリパージ用シフトレジスタに
スルー故障が生じた場合、負荷側出力装置に最も
近い論理素子を遮断するように構成したので、出
力装置を停止させてフエイルセイフ動作に導くこ
とができ、運転の安全性、信頼性を確保すること
ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の要部の回路構成を示すデイジ
タル燃焼制御装置のブロツク図、第２図は第１図
のタイムチヤート図、第３図ａ，ｂ，ｃはシフト
レジスタスルー故障検知回路の一実施例である。 SE……シーケンスセレクタ、TH……サーモ要
求信号発生部、FD……フレイム検出部、PSR…
…プリパージ用シフトレジスタ、MP……整合回
路、TSR……トライアル用シフトレジスタ、BM
……フアンモータ用出力回路、SSH……安全ス
イツチヒータ、Ｖ１Ｃ……第１バルブ制御回路、
IGC……イグニシヨン制御回路、Ｖ２Ｃ……第２
バルブ制御回路。

Claims

【特許請求の範囲】

１燃焼装置の初期着火を促がす信号を発生する
サーモ要求信号発生部THと、電源投入時点より
分周されたパルスを発生するプリパージ用クロツ
ク発生部OSC２およびトライアル用クロツク発
生部OSC１と前記プリパージ用クロツク発生部
OSC２からのパルスによつて信号転移を行うプ
リパージ用シフトレジスタPSRと、前記トライ
アル用クロツク発生部OSC１からのパルスによ
つて信号転移を行うトライアル用シフトレジスタ
TSRと、前記プリパージ用シフトレジスタPSR
の最終出力ポートをセツト入力として前記トライ
アル用シフトレジスタTSRの入力ゲートに出力
信号を与え該トライアル用シフトレジスタの第１
出力ポートに接続したインバータゲートIN３の
出力信号をリセツト端子に帰還させるメモリ機能
を有する整合回路MPと、前記トライアル用シフ
トレジスタTSRの第１出力ポート以外の出力ポ
ートを全て入力とした第１アンド回路AN２と、
前記第１アンド回路AN２の出力信号および前記
整合回路MPのリセツト信号との論理積を得る第
２アンド回路AN７と、前記第２アンド回路AN
７の出力信号をセツト入力としたメモリ回路Ｍ３
と、前記メモリ回路Ｍ３と前記サーモ要求信号発
生部THおよび前記整合回路MPのそれぞれの出
力信号の論理積によつて負荷側出力装置を制御す
る第３アンド回路AN８とを備えたデイジタル燃
焼制御装置。