(57)【要約】【課題】マイコンの破壊や暴走で内部安全監視回路が正常に働かない状況では、ガスの燃焼に異常が発生してもガスの供給を停止することができる装置の提供を目的とする。【解決手段】燃焼熱検知回路１２の燃焼炎信号（Ａ）とあらかじめ定めた熱基準回路１３の熱基準値（Ｂ）とこの２つを比較する燃焼熱比較手段１４が判定し出力する燃焼熱比較手段信号（Ｃ）を時定数回路１７の作用で暫時保持する時定数回路保持値（Ｇ）と時定数保持回路１６の基準値（Ｄ）とこの２つを比較する時定数判定手段１５の判定で出力する時定判定装置信号（Ｅ）はマイコン２４を介さずにガスの供給する各駆動弁回路の停止をおこなう信号となる。【選択図】  図１
2004170015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスバーナーと、ガスバーナーの燃焼を検知する燃焼熱検知手段と、熱基準値を定めた熱基準値回路と、燃焼熱検知手段の検知した燃焼熱と熱基準値回路の基準値とを比較する燃焼熱比較手段と、燃焼熱比較手段が判定し出力する信号を暫時保持する時定数回路と、基準値を定めた時定数保持回路と、時定数回路の保持値と時定数保持回路の基準値とを比較する時定数判定手段と、時定数判定手段信号によってガス弁駆動回路の停止をおこなうガス燃焼熱検知制御装置。
【請求項２】
複数のガス弁駆動回路を設け、時定数判定手段はガスを開閉する駆動弁毎に個別に設けたことを特徴とする請求項１記載のガス燃焼熱検知制御装置。
【請求項３】
時定数回路は、経年劣化を包含したことを特徴とする請求項１または２記載のガス燃焼熱検知制御装置。
【請求項４】
時定数判定手段が判定し出力する時定数判定手段信号はガス弁駆動回路の停止をおこなう信号と、ガス弁を起動するガス弁起動電源回路の停止をおこなう信号とに分岐することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載のガス燃焼熱検知制御装置。
【請求項５】
ガス弁駆動回路の停止をおこなう信号の一方に信号保持回路を設けてガス弁の閉止を瞬時遅らせることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載のガス燃焼熱検知制御装置。
【請求項６】
ガスバーナーと、ガスバーナーの燃焼を検知する燃焼熱検知手段と、熱基準値を定めた熱基準値回路と、燃焼熱検知手段の検知した燃焼熱と熱基準値回路の基準値とを比較する燃焼熱比較手段と、燃焼熱比較手段が判定し出力する信号を暫時保持する時定数回路と、基準値を定めた時定数保持回路と、時定数回路の保持値と時定数保持回路の基準値とを比較する時定数判定手段と、時定数判定手段信号によってガス弁駆動回路の停止をおこなう動作はマイクロコンピュータの判断を介さずに動作することを特徴とした請求項１から５のいずれか１項記載のガス燃焼熱検知制御装置。
【請求項７】
運転開始時、マイクロコンピュータは燃焼熱検知手段の検知した燃焼熱が、熱基準回路の基準値以下で作動する時定数回路の動作を回避する熱基準値制限回路を有した請求項１から６のいずれか１項記載のガス燃焼熱検知制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般家庭用ガス機器のバーナーの燃焼を監視する燃焼熱検知制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年のガス機器の燃焼熱検知制御は、図２に示すようにガスバーナー１の燃焼炎２を燃焼熱検知手段３で熱起電力として直接マイクロコンピュータ（以下マイコンと言う）４の入力ポートで取りこみ、マイコン４の内部で処理し、ガスの供給を行う第１ガス駆動弁５の第１ガス駆動弁回路７や第２ガス駆動弁６の第２ガス駆動弁回路８や、ガス弁起動電源回路９ほか、各種駆動回路（図示せず）の制御をおこなっている。マイコン４が破壊や暴走で制御能力が失われると、マイコン４は内蔵する内部安全監視回路１０で第１や第２ガス駆動弁回路７、８やガス起動弁電源回路９を停止する。内部安全監視回路１０は、ウオッチドックタイマーと呼ばれ、マイコン４のプログラムの処理時間を監視するもので、処理時間に異常が発生した時に、マイコン４に異常ありと判断する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年の、ガス機器は燃焼検知制御を含め、各種駆動回路はマイコンによる判定がすべての基本である。マイコンが破壊したり、外来ノイズで暴走した時の対策として、マイコン自身の内部安全監視回路としてウォッチドックタイマー回路があり、安全側停止する方策がとられているが、全ての破壊、暴走モードに安全が担保されているとは言えない現状である（データが多すぎて全ての検証が不可能）。マイコンの暴走で燃焼熱検知回路が、正常に働かない時に、ガスバーナーが異常燃焼をおこし火炎の不安定な時や、何らかの原因で炎が消えた時にガスの供給を確実に停止することができる装置の提供を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、ガスバーナーと、ガスバーナーの燃焼を検知する燃焼熱検知手段と、熱基準値を定めた熱基準値回路と、燃焼熱検知手段の検知した燃焼熱と熱基準値回路の基準値とを比較する燃焼熱比較手段と、燃焼熱比較手段が判定し出力する信号を暫時保持する時定数回路と、基準値を定めた時定数保持回路と、時定数回路の保持値と時定数保持回路の基準値とを比較する時定数判定手段と、時定数判定手段信号によってガス弁駆動回路の停止をおこなう構成とした。
【０００５】
上記発明によれば、マイクロコンピュータ（以下マイコンと言う）の暴走で内部安全監視回路が働かず、燃焼熱検知手段の入力信号を正常に判断できない状況で、ガスの火炎が異常燃焼をおこし不安定な時や、ガスの炎が何らかの原因で消えても、マイコンに頼らずガスの供給を確実に停止する安全回路が提供できる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明は、ガスバーナーと、ガスバーナーの燃焼を検知する燃焼熱検知手段と、熱基準値を定めた熱基準値回路と、燃焼熱検知手段の検知した燃焼熱と熱基準値回路の基準値とを比較する燃焼熱比較手段と、燃焼熱比較手段が判定し出力する信号を暫時保持する時定数回路と、基準値を定めた時定数保持回路と、時定数回路の保持値と時定数保持回路の基準値とを比較する時定数判定手段と、時定数判定手段信号によってガス弁駆動回路の停止をおこなう。
【０００７】
そして、ガスバーナーの燃焼に異常が発生し燃焼熱が熱基準値以下になり時定数保持値の基準値を超えるとガスの駆動回路を停止しガスの供給を停止する。
【０００８】
また、時定数判定手段が判定し出力するガス弁駆動回路の停止をおこなう信号はガスを開閉する駆動弁毎に個別に設けている。そして、ガスの供給を開閉する駆動弁ごとにそれぞれを停止する多重閉止の安全性を提供する。
【０００９】
また、燃焼熱比較手段が判定し出力する信号を暫時保持する時定数回路は、経年劣化を包含した回路定数を設ける。そして、初期値の設定については、機器の寿命を１０年、１５年と想定した回路定数とし経年劣化しても機能を保有する。
【００１０】
また、時定数判定手段が判定し出力するガス弁駆動回路の停止をおこなう信号は、ガスの駆動弁を起動するガス弁起動電源駆動回路の停止をおこなう信号としてガス弁を起動する電源を停止する。そして、ガス弁起動電源を停止することで、駆動弁回路を停止しても、異物や、他の事象で駆動弁が閉止できない事象が発生しても、起動電源を停止することで２重３重の安全回路を提供できる。
【００１１】
また、ガス弁駆動回路の停止をおこなう信号はガスバーナー側の駆動弁回路に信号保持回路を設ける。そして、ガスの供給停止時は、ガス元弁を先に閉止し駆動弁内部の圧力をガスバーナー側に放出した後ガス弁を閉止することで、駆動弁間に高圧の残留圧力をかけないようにすることで駆動弁のシールに影響を与えることがない。
【００１２】
また、ガスバーナーの燃焼状態を検知する燃焼熱検知手段が、検知した燃焼熱と、燃焼熱しきい値を定めた熱基準回路の熱基準値と、この２つを比較する燃焼熱比較手段が判定し出力する燃焼熱比較手段信号を時定数回路の作用で暫時保持する保持値と、保持値しきい値を定める時定数保持回路の基準値と、この２つを比較する時定数判定手段が判定し出力する時定数判定手段信号によってガス弁駆動回路の停止をおこなう動作はマイクロコンピュータを介さずに作用する。そして、マイクロコンピュータの異常時は、マイクロコンピュータに頼らない制御でガスの供給を確実に停止する。
【００１３】
また、運転開始時、マイクロコンピュータは燃焼熱検知手段の検知した燃焼熱が、熱基準回路の基準値以下の時に作動する時定数回路の動作を回避する熱基準値制限回路の信号を読み取りシーケンスを進める。そして、通常の運転開始時にはマイクロコンピュータの作用で、当該安全回路の作動を回避する。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００１５】
（実施例１）
図１は本発明の１実施例であるガス燃焼機器の制御を行う回路構成図を示す。図１において、燃焼熱検知手段１２はガスバーナー１０の燃焼炎１１を熱に変換して検知する。この燃焼炎信号（Ａ）は、熱基準回路１３で燃焼熱のしきい値を定めた熱基準値（Ｂ）と燃焼熱比較手段１４で常時ガスバーナー１０の燃焼状態を監視している。燃焼熱検知手段１２は、熱起電力発生装置で２種類の異種金属に熱を加えると発生する熱起電力の差を検出する装置で多くのガス燃焼機器に採用されている。出力は数ｍＶ程度のため、増幅回路で（図示せず）その信号を増幅させ使用している例が多く見られる。燃焼熱比較手段１４は比較演算ＩＣで燃焼熱検知手段１２の燃焼炎信号（Ａ）と、燃焼熱のしきい値を定めた熱基準回路１３の熱基準値（Ｂ）の２つを比較し、燃焼熱比較手段信号（Ｃ）としてＨＩ−ＬＯ信号を出力する。
【００１６】
この実施例では熱基準回路１３の熱基準値（Ｂ）より燃焼熱検知手段  １２の燃焼炎信号（Ａ）が低くなると燃焼熱比較手段１４から燃焼熱比較手段信号（Ｃ）はＬＯが出力される。燃焼熱比較手段信号（Ｃ）ＬＯは時定数回路１７の作用で暫時保持され時定数回路保持値（Ｇ）として保持された間は、時定数保持回路１６の時定数基準値（Ｄ）よりも上位になる。時定数回路１７は、電解コンデンサＣ、と抵抗Ｒ、の接合で電解コンデンサＣの容量と抵抗Ｒの掛け合わせた定数で徐々に放電する。この放電する時間を時定数回路保持値（Ｇ）として、時定数のしきい値を定める時定数保持回路とを比較して保持タイマーとして利用するのである。
【００１７】
燃焼熱比較手段１４の信号を時定数回路１７の作用ですぐにガス弁駆動回路に伝えないのはマイクロコンピュータ（以下マイコンと言う）２４が正常時はあくまでマイコンの判断による制御が優先するためで、通常運転時を含めたマイコンの処理時間を確保するためである。時定数回路１７の作用で暫時保持された時定数回路保持値（Ｇ）ＨＩは時定数保持回路１６の時定数基準値（Ｄ）との比較で低くなると、時定数判定手段１５で時定数判定手段信号（Ｅ）ＬＯを出力する。この時定数判定信号（Ｅ）ＬＯはガス弁の駆動回路の停止をおこなう信号として伝わる。熱比較装置１４や時定数判定手段１５は比較演算ＩＣ以外にリセットＩＣなどの比較型ＩＣによる判定も可能である。
【００１８】
以上のように、本実施例においてはガスバーナー１０の燃焼炎１１に異常が発生し燃焼炎信号（Ａ）が熱基準値（Ｂ）以下になると、燃焼熱比較手段１４の判定で出力された燃焼熱比較手段信号（Ｃ）ＬＯは、時定数回路１７の作用で時定数回路保持値（Ｇ）として暫時ＨＩ  に保持され時定数保持回路１６の時定数基準値（Ｄ）との比較をおこなう。時定数回路保持値（Ｇ）が時定数基準値（Ｄ）より低くなると、時定数判定手段１５で時定数判定手段信号（Ｅ）ＬＯを出力しガス弁駆動回路の停止をおこなう信号としてガスの閉止を行う。また、本実施例の時定数判定手段１５と時定数保持回路１６の比較演算ＩＣをリセットＩＣなどを利用すれば、部品点数の削減した回路での実施が可能となる。
【００１９】
（実施例２）
図１で時定数判定手段１５は２つの比較演算ＩＣの接合で（一般にウインドコンパレータ回路と言う）時定数保持値は（Ｇ）と（Ｇ’）に、時定数保持回路１６の時定数基準値は（Ｄ）と（Ｄ’）に同一の判定回路を有する。時定数判定手段１５で判定した時定数判定手段信号は（Ｅ）（Ｆ）ＬＯになりガスの供給を駆動するガス元弁１８のガス元弁駆動回路１９と第２ガス弁２０の第２ガス弁駆動回路２１にそれぞれに伝わりガスの供給を停止する。ガス元弁駆動回路１９や第２ガス弁駆動回路にＬＯ信号を伝えるのは、駆動回路の回路処理が容易なためで、ＨＩ―ＬＯ信号のいずれかとする制約はない。
【００２０】
以上のように、本実施例においては、ガスの供給を開閉する元弁駆動回路１９と第２ガス弁駆動回路２１に個別に停止をおこなう信号を送ることで２重閉止の実施で多重安全を提供する。
【００２１】
（実施例３）
図１で時定数回路１７は機器の耐用年数を考慮した初期設定値を有し、経年劣化による機能低下を起こさない定数設定としている。一般に電解コンデンサＣは容量低下のある部品として知られており、  １０年、１５年後の容量変化をみこした時定数回路１７の設定が重要な要素となる。
【００２２】
以上のように、本実施例においては、１０年、１５年後でも確実に機能する燃焼熱検知制御装置が提供できる。
【００２３】
（実施例４）
図１で時定数判定手段１５の時定数判定手段信号（Ｅ）（Ｆ）ＬＯはガス元弁１８と第２ガス弁２０のガス弁起動電源回路２２にも停止信号として伝わる。
【００２４】
以上のように、本実施例においては、ガスの供給は、各駆動弁回路による閉止だけでなく、その起動電源を停止することでガス弁駆動回路の停止と、ガス弁起動電源の停止と言う２つの閉止手段により確実性が向上する。また、ガス駆動弁起動電源回路２２への時定数判定手段信号は、（Ｅ）（Ｆ）の一方でもその効果は同一である。
【００２５】
（実施例５）
図１で時定数判定手段１５の時定数判定手段信号（Ｅ）（Ｆ）ＬＯはガスの供給を駆動するガス元弁駆動回路１９と、第２ガス弁駆動回路２１に停止信号として伝わるが、第２ガス弁駆動回路２１の前段に、信号保持回路２３を設けることにより、ガス元弁駆動回路１９に対し第２ガス弁駆動回路２１の作動を瞬時遅らせる。ガスの閉止はガス元弁１８が先に閉じ、ガス元弁１８から機器側のガスの圧力はガスバーナー１０側に噴出した後、第２ガス弁２０を閉じる。
【００２６】
以上のように、本実施例においては、ガス弁間の残留圧力によるガス弁のダイヤフラムなどゴム部品に影響を与える事がなく経年劣化の回避が可能で耐久性の向上がはかれる。
【００２７】
（実施例６）
図１で燃焼熱基準値設定回路１３の熱基準値（Ｂ）より燃焼熱検知手段１２の燃焼炎信号（Ａ）が低くなると燃焼熱比較手段１４から燃焼熱比較手段信号（Ｃ）が出力される。
【００２８】
この燃焼熱比較手段信号（Ｃ）は、時定数回路１７の作用で暫時保持される時定数保持値（Ｇ）となり、保持するしきい値を定める時定数保持回路１６の時定数基準値（Ｄ）と比較される。時定数回路１７の作用で、暫時保持された時定数回路保持値（Ｇ）は時定数保持回路１６と比較し時定数基準値（Ｄ）より低くなると、時定数判定手段１５で時定数比較装置信号（Ｅ）を出力する。この時定数比較装置信号（Ｅ）はマイコン２４を介さずにガス弁の駆動回路に伝わる。
【００２９】
以上のように、本実施例においては、マイコン２４が暴走等で、制御不能になりしかも、頼みの綱であるマイコン２４の内部安全監視回路２６が動作しない時、このマイコン２４を介さずにガスバーナー１０の燃焼を検知する回路を有することで確実にガスの供給を停止する安全性重視の機器の提供ができる。
【００３０】
（実施例７）
図１で運転開始時はガスバーナー１０の燃焼熱の出力は低く燃焼熱検知回路１２の燃焼炎信号（Ａ）が熱基準回路１３の熱基準値（Ｂ）以下の状態が継続することで、いままで説明してきた燃焼熱比較手段１４からの燃焼熱比較手段信号（Ｃ）で時定数回路１７以下の回路が作動する条件が整うが、前記回路は、マイコン２４が暴走等、異常時の回路であり通常状態では不用のため、マイコン２４が熱基準値制限回路２５により熱基準回路１３の熱基準値（Ｂ）を燃焼熱検知手段１２の出力が安定するまで、制御し、燃焼熱比較手段１４以下の回路動作を回避する。この熱基準値制限回路２５は、熱基準回路１３の熱基準値（Ｂ）を低下するが、他にもマイコン２４の内部にタイマー（図示せず）を設けそのタイマーで回避する例や、時定数回路１７に作用して時定数回路１７の作用を回避する事例も考えられる。
【００３１】
以上のように、本実施例においては、運転開始時は燃焼熱比較手段１４以下の回路動作を回避した通常回路の提供ができ誤動作などの発生を防止する。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、多重の安全手段により安全にガス供給を停止する安全性重視の機器の提供ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１から７のガス燃焼機器の制御を行う回路構成図
【図２】従来のガス燃焼機器の制御を行う回路構成図
【符号の説明】
１０  ガスバーナー
１１  燃焼炎
１２  燃焼熱検知手段
１３  熱基準回路
１４  燃焼熱比較手段
１５  時定数判定手段
１６  時定数保持回路
１７  時定数回路
１８  ガス元弁
１９  ガス元弁駆動回路
２０  第２ガス弁
２１  第２ガス弁駆動回路
２２  ガス弁起動電源回路
２３  信号保持回路
２４  マイコン
（Ａ）  燃焼炎信号
（Ｂ）  熱基準値
（Ｃ）  燃焼熱比較手段信号
（Ｇ）（Ｇ’）  時定数回路保持値
（Ｄ）（Ｄ’）  時定数基準値
（Ｅ）（Ｆ）  時定数判定手段信号
２５  熱基準値制限回路
２６  内部安全監視回路
【図１】
2004170015.tif 000003
【図２】
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