JP3202934B2 - 燃焼装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バーナへの点火用
のイグナイタと着火検出用のフレームロッドとを備える
燃焼装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の燃焼装置は、イグナイタ
の放電用電極とフレームロッドとがバーナに臨むように
設けられたものが知られている。イグナイタは、イグナ
イタ駆動回路によって駆動される。イグナイタ駆動回路
は、イグナイタの放電用電極に高電圧を印加し、放電用
電極とバーナとの間に火花放電を発生させる。このとき
の火花放電によって、バーナに供給されたガスへの点火
が行われる。更に、イグナイタ駆動回路は、放電用電極
に印加する高電圧（例えば、１５kV位）を生成するため
に、ブロッキング発振回路（ＤＣ−ＡＣコンバータ）を
備えている。該ブロッキング発振回路は、抵抗体、スイ
ッチング素子及び発振トランス等を備えて構成されてい
る。該イグナイタ駆動回路に備えるブロッキング発振回
路は、前記イグナイタ駆動回路を介して放電用電極の火
花放電を十分に得ることができるだけの交流電圧（例え
ば、ｐｅａｋ ｔｏ ｐｅａｋ ３３０Ｖ位）を生成し
てイグナイタ駆動回路に供給している。

【０００３】また、前記フレームロッドは、該フレーム
ロッドに流れる電流に基づいてバーナの炎の有無を検出
する着火検知回路に接続されている。更に、該着火検知
回路の作動時には、前記フレームロッドに所定の電圧を
付与する必要があり、このため、着火検知回路は、前記
イグナイタ駆動回路に備えるブロッキング発振回路と同
様に、抵抗体、スイッチング素子及び発振トランス等か
ら構成される他のブロッキング発振回路を備えている。
該着火検知回路に備えるブロッキング発振回路は、該着
火検出回路において炎の検出電流が得られるだけの電圧
をフレームロッドに付与すればよく、前記イグナイタ駆
動回路に備えるブロッキング発振回路よりも低い交流電
圧（例えば、ｐｅａｋ ｔｏ ｐｅａｋ ６０Ｖ位）を
生成してフレームロッドに供給している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この種のブロッキング
発振回路は発振トランス等の高価な部品を備え、更に、
発振トランスはサイズが比較的大きいため、それらの取
り付け可能なスペースを基板上に確保する必要がある。

【０００５】そして前述したように、イグナイタ駆動回
路とフレームロッドとでは作動電圧が異なるために、生
成する電圧が異なるブロッキング発振回路が別個に設け
られている。このようなブロッキング発振回路を両者そ
れぞれに設けることはコスト高につながるだけでなく、
基板が大型となる不都合がある。

【０００６】そこで、単一のブロッキング発振回路から
イグナイタ駆動回路とフレームロッドとに電圧を供給す
るようにし、これによってコストを削減すると共に基板
をコンパクトとすることが考えられる。

【０００７】しかし、単一のブロッキング発振回路とし
た場合に、該ブロッキング発振回路の生成電圧をイグナ
イタ駆動回路の作動電圧に合わせると、フレームロッド
には不要な高い電圧が供給され、消費電力が増加する。
このとき、特に電池を電源として作動させている場合に
は電池の寿命が短くなる不都合がある。逆に、該ブロッ
キング発振回路の生成電圧をフレームロッドに印加する
電圧に合わせると、イグナイタ駆動回路において放電用
電極による火花放電を生成するための高い電圧が得られ
ず、バーナへの確実な点火が望めない不都合がある。

【０００８】かかる不都合を解消して、本発明は、コス
トを削減すると共に基板をコンパクト化することがで
き、しかも、消費電力が増加することなく、バーナへの
確実な点火を行うことができる燃焼装置を提供すること
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明は、バーナと、該バーナに臨む放電用電極
及びフレームロッドと、前記放電用電極に火花放電を発
生させてバーナに点火するイグナイタ駆動回路と、前記
フレームロッドに流れる電流に基づきバーナへの着火状
態を検知する着火検知回路とを備える燃焼装置におい
て、複数種の出力電圧を切換可能に供給する定電圧回路
を備えて、該定電圧回路から供給される電圧に応じて前
記イグナイタ駆動回路に付与する第１の所定電圧と前記
フレームロッドに付与する第２の所定電圧とを切換自在
に生成するブロッキング発振回路を設け、前記定電圧回
路の出力電圧を切り換えることにより、該ブロッキング
発振回路の生成電圧を、点火時に第１の所定電圧とし、
点火後に第２の所定電圧とする切換手段を設けたことを
特徴とする。

【００１０】本発明によれば、前記切換手段は、点火時
に前記定電圧回路を介して前記ブロッキング発振回路に
電圧を供給し、点火時の前記ブロッキング発振回路の生
成電圧を第１の所定電圧とする。これにより、イグナイ
タ駆動回路は、第１の所定電圧によってイグナイタの放
電用電極に火花放電を発生させることができ、バーナに
確実に点火することができる。このとき、前記フレーム
ロッドにも第１の所定電圧が供給され、前記着火検知回
路による炎の検出が行われる。第１の所定電圧は、イグ
ナイタの駆動に対して好適な比較的高い電圧であるが、
この電圧をフレームロッドに印加しても着火検知回路に
よる炎の検出は支障なく行われる。

【００１１】続いて、前記切換手段は、点火後に前記定
電圧回路の出力電圧を切り換えて当該電圧を前記ブロッ
キング発振回路に供給させ、点火後の前記ブロッキング
発振回路の生成電圧を第２の所定電圧とする。これによ
り、前記フレームロッドに第２の所定電圧が付与され、
その付与時にフレームロッドに流れる電流に基づいて前
記着火検知回路が作動する。このとき、前記イグナイタ
駆動回路にも第２の所定電圧が供給されるが、イグナイ
タ駆動回路は第２の所定電圧では作動しないので、バー
ナの燃焼中にイグナイタが作動されることがなく、余分
な電力の消費を防止することができる。

【００１２】このように、本発明によれば、イグナイタ
駆動回路と着火検知回路とは、単一のブロッキング発振
回路を共有するので、従来のようなイグナイタ駆動回路
と着火検知回路とに別個にブロッキング発振回路を設け
た場合に比べて、コストを低減することができると共
に、基板のコンパクト化を実現することができる。

【００１３】しかも、単一のブロッキング発振回路の生
成電圧を、前記切換手段によって点火時と点火後とに応
じて切り換えるようにしたので、イグナイタ駆動回路と
着火検知回路とが共に単一のブロッキング発振回路から
電圧の供給を受けても、状況に適した電圧を生成するの
で、不要な電圧を生成することなく消費電力を小とする
ことができる。

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図面に基づ
いて説明する。図１は本発明の実施形態を含む燃焼装置
のシステム構成図、図２は本実施形態の回路構成を示す
ブロック図、図３は図２示の形態の要部の回路構成図で
ある。

【００１７】図１に示す燃焼装置は、給湯器の一部を模
式的に示したものであり、１は燃焼室、２は燃焼室１に
設置されたバーナ、３は燃焼室１内の上方に設けられた
熱交換器である。また、４はバーナ２に燃料ガスを供給
するガス供給管であり、５は熱交換器３を通って配管さ
れた給湯管である。

【００１８】更に、バーナ２に臨んで、イグナイタの放
電用電極６とフレームロッド７とが設けられている。放
電用電極６は、バーナ２との間に火花放電を生成し、バ
ーナ２に送られる燃料ガスに点火するものである。フレ
ームロッド７は、バーナ２に着火されたとき、炎に電圧
を印加するものである。放電用電極６とフレームロッド
７とは、制御ユニット８に接続されている。制御ユニッ
ト８は、図示しないが、詳しくは後述するイグナイタ駆
動回路９や着火検知回路１０等の、燃焼運転を制御する
ための各種回路を備えている。制御ユニット８は、電源
としての電池１１に接続されている。

【００１９】図２に示すように、１２はブロッキング発
振回路であり、前記イグナイタ駆動回路９と前記着火検
知回路１０とは共に該ブロッキング発振回路１２に接続
されている。イグナイタ駆動回路９には、前記放電用電
極６が接続されており、着火検知回路１０には、前記フ
ームロッド７が接続されている。

【００２０】イグナイタ駆動回路９は、前記放電用電極
６に火花放電を発生させるために必要な電圧（例えば、
１５kV位）を生成し、その電圧を放電用電極６に印加す
る。

【００２１】着火検知回路１０は、前記フレームロッド
７に流れる電流に基づきバーナ２の着火状態を検出し、
その検出信号を端子１３から出力する。

【００２２】ブロッキング発振回路１２は、電池１１か
ら供給される直流電源電圧を昇圧して交流電圧を生成す
る。そして、ブロッキング発振回路１２は、イグナイタ
駆動回路９に付与するために適した第１の所定電圧と、
フレームロッド７に付与するために適した第２の所定電
圧とを選択的に生成することができる。また、ブロッキ
ング発振回路１２には、出力電圧が切り換え可能な定電
圧回路４３が接続されている。ブロッキング発振回路１
２による生成電圧は、該定電圧回路４３により、点火時
に第１の所定電圧が選択され、着火後に第２の所定電圧
が選択される。

【００２３】ブロッキング発振回路１２は、図３に示す
ように、発振トランス１５、トランジスタ１６及び抵抗
を備えており、給電部１９に供給される電池１１からの
電圧が前記定電圧回路４３を経て入力されることにより
発振するようになっている。該定電圧回路４３は、図３
に示すように、給電部１９にトランジスタ４４が接続さ
れ、該トランジスタ４４のベースにオペアンプ４５が接
続されているものである。オペアンプ４５の正入力側に
は切換手段としての切換回路４６が接続されている。該
切換回路４６は、オペアンプ４５の正入力側と接地部３
３との間に直列に接続された抵抗４７と４８を備え、一
方の抵抗４８にトランジスタ４９が並列に接続されてい
る。トランジスタ４９のベースに低レベルの信号を入力
したとき、両抵抗４７，４８の抵抗値となり、オペアン
プ４５の正入力側の電圧が高くなる。これによって、ブ
ロッキング発振回路１２の入力点ｂの電圧が上昇し、ブ
ロッキング発振回路１２の発振が活発となる。即ち、こ
のとき、ブロッキング発振回路１２は、前述した第１の
所定電圧を生成する。また、該トランジスタ４９のベー
スに高レベルの信号を入力したとき、抵抗４８が無効と
なり、オペアンプ４５の正入力側の電圧が低くなる。こ
れによって、ブロッキング発振回路１２の入力点ｂの電
圧が低下し、ブロッキング発振回路１２の発振が抑えら
れる。即ち、このとき、ブロッキング発振回路１２は、
前述した第２の所定電圧を生成する。このように、トラ
ンジスタ４９のベースへの入力信号によって、ブロッキ
ング発振回路１２の生成電圧を、点火時には第１の所定
電圧とし、着火後には第２の所定電圧とすることができ
る。本実施形態においては、電池１１からの電圧が３Ｖ
とされており、ブロッキング発振回路１２は、第１の所
定電圧としてｐｅａｋｔｏ ｐｅａｋ ３３０Ｖ位、第
２の所定電圧としてｐｅａｋ ｔｏ ｐｅａｋ ６０Ｖ
位の電圧を生成する。

【００２４】イグナイタ駆動回路９は、詳しくは図示し
ないが、昇圧トランス、コンデンサ、トリガ素子である
ショックレイダイオードを備え、前記発振トランス１５
の出力側コイル２１の一端Ｐにダイオードを介して接続
されている。イグナイタ駆動回路９によれば、先ず、発
振トランス１５の出力側コイル２１の出力電圧を前記ダ
イオードによって半波整流して前記コンデンサに充電す
る。該コンデンサの充電電圧が前記ショックレイダイオ
ードのブレークオーバー電圧（例えば、１５０Ｖ）にな
ると、該ショックレイダイオードが導通し、該コンデン
サの充電電圧が前記昇圧トランスの一次コイルに印加さ
れ、昇圧トランスの二次コイルに高電圧が発生する。昇
圧トランスの二次コイルには前記放電用電極６が接続さ
れており、このとき昇圧トランスの二次コイルに発生し
た高電圧が放電用電極６に印加される。

【００２５】着火検知回路１０は、詳しくは図示しない
が、イグナイタ駆動回路９と同様にブロッキング発振回
路１２の発振トランス１５の出力側コイル２１に接続さ
れている。即ち、発振トランス１５の出力側コイル２１
の一端Ｐに第１の抵抗、コンデンサ及び第２の抵抗を介
してフレームロッド７が接続され、更に、コンデンサと
第２の抵抗との間には、第３の抵抗を介してＦＥＴのゲ
ートが接続されている。ＦＥＴのソースは接地されてお
り、ＦＥＴのゲート・ソース間にはツェナーダイオード
と他のコンデンサとが並列に介装されている。ツェナー
ダイオードはＦＥＴのゲート・ソース間に過大な逆バイ
アス電圧が付与されるのを防止するためのものである。
また、ＦＥＴのドレインはプルアップ抵抗を介して給電
部１９に接続されている。

【００２６】着火検知回路１０によれば、先ず、前記ブ
ロッキング発振回路１２が備える発振トランス１５の出
力側コイル２１から、その出力電圧がフレームロッド７
に印加される。このとき、図１を参照すればフレームロ
ッド７が炎に接触してる場合（バーナ２が着火している
場合）には、その炎がフレームロッド７と接地されたバ
ーナ２との間で等価回路的にダイオード及び抵抗の直列
回路として作用し、ブロッキング発振回路１２の出力電
圧によってフレームロッド７、炎、接地されたバーナ２
の経路で電流が流れる。これに伴って、前記ＦＥＴのゲ
ート・ソース間が逆バイアスされ、該ＦＥＴのソース・
ドレイン間が遮断される。これによって、ＦＥＴのドレ
インとプルアップ抵抗との間に設けられた出力部１３
（図２示）に、フレームロッド７に炎が作用して電流が
流れていることを示す高レベル（電源レベル）の検知信
号を得ることができる。また、フレームロッド７が炎に
接触していない場合（バーナ２が着火していない場合）
には、炎によって形成されるダイオード及び抵抗の直列
回路が形成されないので、前記ブロッキング発振回路１
２の出力電圧がフレームロッド７に印加されても、フレ
ームロッド７に電流が流れない。そして、前記ＦＥＴの
ゲート電位は接地電位となり、ソース・ドレイン間が導
通する。これにより、ドレインとプルアップ抵抗との間
の出力部１３には、フレームロッド７に炎が作用してい
ないことを示す低レベル（接地レベル）の検知信号が出
力される。

【００２７】上記の回路構成によって、バーナ２の点火
時には、切換回路４６に低レベルの信号を入力すること
でブロッキング発振回路１２から第１の所定電圧が出力
され、イグナイタ駆動回路９によって十分な高電圧が放
電用電極６に印加され、確実にバーナ２に点火すること
ができる。このとき同時にフレームロッド７にも第１の
所定電圧が付与され前記着火検知回路１０も作動する。

【００２８】バーナ２の燃焼中には、放電用電極６によ
る火花放電は不要となるため、切換回路４６に高レベル
の信号を入力する。これによって、ブロッキング発振回
路１２からは、点火時に生成された第１の所定電圧より
も低い第２の所定電圧がフレームロッド７に付与され前
記着火検知回路１０の作動が継続して行われる。このと
き、イグナイタ駆動回路９においては、前記コンデンサ
への充電が行われるが、ブロッキング発振回路１２の生
成電圧が低いので、該コンデンサの充電電圧がショック
レイダイオードのブレークオーバー電圧を越えることは
なく、放電用電極６の火花放電は生じない。従って、切
換回路４６に高レベルの信号を入力した場合にブロッキ
ング発振回路１２から生成された電圧は、フレームロッ
ド６を介した炎の検出にのみ使用されることになる。こ
れにより、ブロッキング発振回路１２において消費する
電力も低く抑えることができ、特に、本実施形態のよう
に電池１１を電源としている場合には電池１１の寿命短
縮を防止することができる。

【００２９】

【００３０】

【００３１】

【００３２】

【００３３】なお、前記実施形態では、ブロッキング発
振回路１２の生成電圧を着火検知に応じて第１の所定電
圧から第２の所定電圧に切り換えるものを示したが、点
火開始時から所定時間後に電圧を切り換えるようによう
にしてもよい。この場合、所定時間経過しても着火が検
出されないときには、バーナ２へのガスの供給を停止す
ると共にブロッキング発振回路１２への電力供給を停止
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を含む燃焼装置のシステム構
成図。

【図２】本実施形態の回路構成を示すブロック図。

【図３】本実施形態の要部の回路構成図。

【符号の説明】

２…バーナ、６…放電用電極、７…フレームロッド、９
…イグナイタ駆動回路、１０…着火検知回路、１２…ブ
ロッキング発振回路、４３…定電圧回路、４６…切換回
路（切換手段）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭49−7828（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−77656（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−102595（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F23N 5/12

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】バーナと、該バーナに臨む放電用電極及び
   フレームロッドと、前記放電用電極に火花放電を発生さ
   せてバーナに点火するイグナイタ駆動回路と、前記フレ
   ームロッドに流れる電流に基づきバーナへの着火状態を
   検知する着火検知回路とを備える燃焼装置において、複数種の出力電圧を切換可能に供給する定電圧回路を備
   えて、該定電圧回路から供給される電圧に応じて 前記イ
   グナイタ駆動回路に付与する第１の所定電圧と前記フレ
   ームロッドに付与する第２の所定電圧とを切換自在に生
   成するブロッキング発振回路を設け、前記定電圧回路の出力電圧を切り換えることにより、 該
   ブロッキング発振回路の生成電圧を、点火時に第１の所
   定電圧とし、点火後に第２の所定電圧とする切換手段を
   設けたことを特徴とする燃焼装置。