JP3515312B2 - 着火装置 - Google Patents

着火装置

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JP3515312B2 JP06108397A JP6108397A JP3515312B2 JP 3515312 B2 JP3515312 B2 JP 3515312B2 JP 06108397 A JP06108397 A JP 06108397A JP 6108397 A JP6108397 A JP 6108397A JP 3515312 B2 JP3515312 B2 JP 3515312B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、オイルやガス等
の被着火物への着火を行う着火装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来より、この種の着火装置として、図
5にその回路図を示すようなソリッドステートイグナイ
タがある。同図において、VACは商用電源(AC100
V)、D1はダイオード、C1,C2はコンデンサ、Q
1は主トランジスタ、R1は主トランジスタQ1の起動
用の抵抗、Tはトランス、L1はトランスTの1次巻
線、L2はトランスTの2次巻線、L3はトランスTの
3次巻線である。
【0003】この回路では、商用電源VACがダイオード
D1,コンデンサC2により整流・平滑され、電源電圧
(直流電圧)VDCとして後段の回路へ供給される。これ
により、抵抗R1を介して主トランジスタQ1に電流が
流れ、主トランジスタQ1が起動され、主トランジスタ
Q1を介してトランスTの1次巻線L1(1次側)に電
流が流れ、トランスTの2次巻線L2(2次側)に高電
圧が発生する。これにより、トランスTの3次巻線L3
(3次側)に電圧が生じ、この3次側の出力を制御出力
として主トランジスタQ1のオン/オフ駆動が継続さ
れ、コンデンサC1とコイルL1とがLC共振し、トラ
ンスTの2次側に高電圧が繰り返し発生する。この高電
圧によって、トランスTの2次巻線L2の一端および他
端から引き出されているスパークロッド端子G1とグラ
ウンド端子G2との間に火花放電(スパーク)が生じ、
このスパークによって被着火物への着火が行われる。
【0004】図5に示した例では、一般に装置の温度が
低下すると主トランジスタQ1の電流利得hfeが低下す
るため主トランジスタQ1のコレクタ電流I1 が少なく
なり、この結果トランスTの二次側電流I2 (放電電
流)も減少する。従って、装置の出力エネルギーは温度
の低下に伴って減少することから、低温時にはガスやオ
イル等を着火するに必要な放電エネルギーが得にくくな
る。また、オイル等の液体に着火させる場合、こうした
液体は低温時にはゲル状になってくるため、ノズルから
霧状に噴射されるはずのオイル粒子が大きくなりさらに
着火を困難にする。
【0005】また、電源VACの電圧が低下すると、主ト
ランジスタQ1のコレクタ・エミッタ間電圧VCEが低下
するため、LC共振電圧も低下する。従ってトランスT
の二次側電圧が低下する。さらにLC共振電圧が低下し
たことにより、三次側の出力電圧も低下する。この結
果、三次側の出力電流I0 も減少するため、一次側の電
流I1 が減少し、これにより二次側電流(出力電流)I
2 が減少する。従って、電源電圧が低下すると、出力電
圧と出力電流の低下を招き、十分な放電エネルギーが得
にくくなる。
【0006】このような問題を解決すべく、本出願人
は、特願平7−12444号に示されるような「着火装
置」を提案した(図6参照)。この着火装置では、主ト
ランジスタQ1をスイッチングさせる点では図5の例と
同様であるが、低温時や電源電圧低下時に主トランジス
タQ1のベース電流IB を増加させる副トランジスタQ
2を設けている。ここで、主トランジスタQ1は電流利
得hfeが「10」〜「50」程度、副トランジスタQ2
は電流利得hfeが「200」以上で、かつ温度が上昇す
ると電流利得は大きくなる一般的なものを用いる。ま
た、ダイオードD2〜D4は温度上昇とともに電圧降下
が低下する一般的なものを用いる。この装置では、主ト
ランジスタQ1がオンすると、コレクタ電流I1 が流
れ、抵抗R2間に電位差が発生する。この電位差が一定
値以上になると、副トランジスタQ2がオンして主トラ
ンジスタQ1のベース電流IB を制御する。
【0007】ここで、装置の温度が低下すると、トラン
ジスタQ1,Q2は共に電流利得hfeが低下する。副ト
ランジスタQ2は電流利得が低下することで、出力電流
I3の減少が大となる一方、ダイオードD3は温度低下
により電圧降下が増加するため、副トランジスタQ2の
出力電流I3 はますます減少する。これにより、常温時
と比較してベース電流IB が大幅に増加するため、主ト
ランジスタQ1の低温による電流利得の減少を補う以上
のコレクタ電流I1 を得ることが可能になる。従って、
低温時にもガスやオイル等を着火するに十分な放電エネ
ルギーをトランスTの二次側から出力することができ
る。
【0008】また、電源VACの電圧が低下した場合は上
述したように三次側コイルL3の出力電圧は低下し、こ
れによりベース電流IB と出力電流I3 の和の電流が減
少する。一方、電源電圧低下時には主トランジスタQ1
のコレクタ電流I1 も減少する。しかしこの場合、副ト
ランジスタQ2はオフするように働くため出力電流I3
が減少し、その結果、ベース電流IB は増加する。従っ
て、装置の電源電圧低下時には主トランジスタQ1のコ
レクタ電流I1 の低下を阻止するようにベース電流IB
が増加することで、電源電圧低下時の主トランジスタQ
1のコレクタ電流I1 は一定値に保持でき、二次側の放
電エネルギーの減少を阻止できる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の着火装置によると、図5,図6いずれの例に
おいても、トランスTの2次巻線L2の一端からスパー
クロッド端子G1を、他端からグラウンド端子G2を引
き出している。ここで、例えば、スパークロッド端子G
1とグラウンド端子G2との間の静電容量C12の影響に
よって、スパークロッド端子G1とグラウンド端子G2
との間への出力電圧V12が20%減少するとする。この
場合、この出力電圧V12の減少が3次側に与える影響
(変動率)は、出力電圧V12を20kVとした場合、
〔20−(20×0.8)〕/20=(20−16)/
20=0.2、すなわち20%となる。この出力電圧V
12の減少の影響を受けて、3次側の動作が不安定とな
り、1次側の動作を不安定とし、2次側の出力電圧の減
少を引き起こすという動作が繰り返され、正常にスパー
クが発生しないことがあるという問題が生じていた。
【0010】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、その目的とするところは、2次側のス
パークロッド端子とこの端子と相対する相対端子との間
の静電容量による3次側への悪影響を緩和し、3次側の
動作を安定させることにより、正常にスパークを発生さ
せることのできる着火装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、第1発明(請求項1に係る発明)は、主トラ
ンジスタを起動し、この主トランジスタを介してトラン
スの1次側に電流を流し、このトランスの2次側に高電
圧を発生させ、これにより生じるトランスの3次側の出
力に基づいて主トランジスタのオン/オフ駆動を継続す
る一方、トランスの2次側の巻線から引き出されている
スパークロッド端子とこの端子と相対する相対端子との
間での火花放電により被着火物への着火を行う着火装置
において、トランスの2次側巻線のいずれか一方の端を
オープン端子とし、それ以外の異なる位置からスパーク
ロッド端子および相対端子を引き出すようにしたもので
ある。この発明によれば、スパークロッド端子と相対端
子との間への出力電圧が小さくなり、静電容量の影響に
よる出力電圧の減少が3次側に与える影響が小さくな
る。
【0012】第2発明(請求項2に係る発明)は、第1
発明において、スパークロッド端子および相対端子の少
なくとも一方について、その2次側巻線からの引き出し
位置を可変とする位置可変手段を設けたものである。こ
の発明によれば、スパークロッド端子や相対端子の2次
巻線からの引き出し位置を変えることにより、スパーク
ロッド端子と相対端子との間への出力電圧を調整するこ
とができる。第3発明(請求項3に係る発明)は、第2
発明において、位置可変手段を高圧リレーで構成したも
のである。この発明によれば、遠隔地より、高圧リレー
を介して、スパークロッド端子や相対端子の2次巻線か
らの引き出し位置を変えることができる。第4発明(請
求項4に係る発明)は、第1〜第3発明において、オー
プン端子を絶縁構造としたものである。この発明によれ
ば、スパークロッド端子とオープン端子との間で、放電
が生じないようにすることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態に基づ
き詳細に説明する。 〔実施の形態1〕図1はこの発明の一実施の形態を示す
ソリッドステートイグナイタの回路図である。同図にお
いて、図6と同一符号は同一或いは同等構成要素を示
し、その説明は省略する。この実施の形態では、トラン
スTの2次巻線L2の一端からスパークロッド端子G1
を引き出し、途中からグラウンド端子G2を引き出し、
他端をオープン端子G3としている。また、オープン端
子G3については、絶縁構造としている。
【0014】このような構成とすることによって、スパ
ークロッド端子G1とグラウンド端子G2との間への出
力電圧V12が小さくなり、静電容量の影響による出力電
圧V12の減少が3次側に与える影響が小さくなる。
【0015】すなわち、例えば、スパークロッド端子G
1とグラウンド端子G2との間の静電容量C12の影響に
よって、スパークロッド端子G1とグラウンド端子G2
との間への出力電圧V12が20%減少するとする。この
場合、この出力電圧V12の減少が3次側に与える影響
(変動率)は、2次巻線L2の両端間の出力電圧を20
kV、スパークロッド端子G1とグラウンド端子G2と
の間への出力電圧V12を10kVとすると、{20−
〔10+10×(1−0.2)〕}/20=(20−1
8)/20=0.1、すなわち10%となる。
【0016】ここで、図1および図6において、スパー
クロッド端子G1とグラウンド端子G2との間の静電容
量C12が等しいものとすれば、出力電圧V12の減少が3
次側に与える影響としての変動率を同一レベルで比較す
ることができ、本実施の形態のような構成とした方が変
動率が小さくなることが分かる。これにより、スパーク
ロッド端子G1とグラウンド端子G2との間の静電容量
C12による3次側への悪影響を緩和し、3次側の動作を
安定させることによって、正常にスパークを発生させる
ことができるようになる。
【0017】但し、この実施の形態では、スパークロッ
ド端子G1とグラウンド端子G2との間での放電に必要
な出力電圧、すなわち最低限確保しなければならない出
力電圧を10kVとしている。すなわち、10kV以上
の出力電圧V12があれば、スパークロッド端子G1とグ
ラウンド端子G2との間での放電は可能である。
【0018】また、この実施の形態では、オープン端子
G3が絶縁されているので、スパークロッド端子G1と
の間で放電が生じるようなことはない。また、オープン
端子G3とスパークロッド端子G1との間の静電容量は
無視してよい。
【0019】〔実施の形態2〕実施の形態1では、トラ
ンスTの2次巻線L2の一端からスパークロッド端子G
1を引き出し、途中からグラウンド端子G2を引き出
し、他端をオープン端子G3とした。これに対して、実
施の形態2では、図2に示すように、トランスTの2次
巻線L2の一端をオープン端子G3とし、途中からスパ
ークロッド端子G1を引き出し、他端からグラウンド端
子G2を引き出す。
【0020】このようにしても、実施の形態1と同様、
スパークロッド端子G1とグラウンド端子G2との間の
静電容量C12による3次側への悪影響が緩和され、3次
側の動作が安定し、正常にスパークが発生するようにな
る。
【0021】〔実施の形態3〕実施の形態1ではトラン
スTの2次巻線L2の一端からスパークロッド端子G1
を引き出すようにした。これに対して、実施の形態2で
は、図3に示すように、高圧リレーRyを設けることに
よって、スパークロッド端子G1の2次巻線L2からの
引き出し位置を変えるようにしている。すなわち、現場
から離れたコントローラ(図示せず)から、スパークロ
ッド端子G1の2次巻線L2からの引き出し位置を選択
的に切り替えることができるようにしている。
【0022】この場合、スパークロッド端子G1の2次
巻線L2からの引き出し位置を内側に切り替えて行くほ
ど、すなわちa,b,cとその引き出し位置を切り替え
て行くほど、スパークロッド端子G1とグラウンド端子
G2との間への出力電圧V12が低くなる。逆に言えば、
c,b,aとその引き出し位置を切り替えて行くほど、
スパークロッド端子G1とグラウンド端子G2との間へ
の出力電圧V12が高くなる。これにより、現場の状況に
応じて、最適な出力電圧V12を選択的に設定することが
可能となる。
【0023】例えば、ノズルから霧状に噴射される被着
火物の風量が多い場合や、スパークロッド端子G1とグ
ラウンド端子G2とのギャップが広い場合、放電しにく
くなる。このような場合には、高圧リレーRyを介して
スパークロッド端子G1の2次巻線L2からの引き出し
位置を外側に切り替え、スパークロッド端子G1とグラ
ウンド端子G2との間への出力電圧V12を高くする。
【0024】また、2次ケーブルが長い時には静電容量
C12が大きくなるので、スパークロッド端子G1の2次
巻線L2からの引き出し位置を内側に切り替え、スパー
クロッド端子G1とグラウンド端子G2との間への出力
電圧V12を低くするが、静電容量に対する影響を緩和し
スパークの安定化を図る。
【0025】〔実施の形態4〕実施の形態2ではトラン
スTの2次巻線L2の途中の1箇所からスパークロッド
端子G1を引き出すようにした。これに対して、実施の
形態4では、図4に示すように、高圧リレーRyを設け
ることによって、スパークロッド端子G1の2次巻線L
2からの引き出し位置を変えるようにしている。このよ
うにすることによって、実施の形態3と同様、現場の状
況に応じて、最適な出力電圧V12を選択的に設定するこ
とが可能となる。
【0026】なお、実施の形態3,4では、スパークロ
ッド端子G1の2次巻線L2からの引き出し位置を高圧
リレーRyによって切り替えるようにしたが、必ずしも
リレーを用いなくてもよく、手動操作スイッチによって
切り替えるようにしてもよい。
【0027】また、実施の形態3,4では、スパークロ
ッド端子G1の2次巻線L2からの引き出し位置を切り
替えるようにしたが、グラウンド端子G2の2次巻線L
2からの引き出し位置を切り替えるようにしてもよく、
両者を併用してもよい。
【0028】また、上述した実施の形態1〜4では、図
6に示した回路を基本として説明したが、図5に示した
回路へ適用してもよいことは言うまでもない。また、ス
パークロッド端子G1と相対するグラウンド端子G2
は、必ずしも接地しなくてもよい。
【0029】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように本
発明によれば、トランスの2次側巻線のいずれか一方の
端をオープン端子とし、それ以外の異なる位置からスパ
ークロッド端子および相対端子を引き出すようにしたの
で、スパークロッド端子と相対端子との間への出力電圧
が小さくなり、2次側のスパークロッド端子と相対端子
との間の静電容量による出力電圧の減少が3次側へ与え
る影響が小さくなり、3次側の動作を安定させることに
より、正常にスパークを発生させることができるように
なる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施の形態(実施の形態1)を示
すソリッドステートイグナイタの回路図である。
【図2】 本発明の他の実施の形態(実施の形態2)を
示すソリッドステートイグナイタの回路図である。
【図3】 本発明の他の実施の形態(実施の形態3)を
示すソリッドステートイグナイタの回路図である。
【図4】 本発明の他の実施の形態(実施の形態4)を
示すソリッドステートイグナイタの回路図である。
【図5】 従来のソリッドステートイグナイタの回路図
である。
【図6】 本出願人が先に提案したソリッドステートイ
グナイタの回路図である。
【符号の説明】
T…トランス、L1…1次巻線、L2…2次巻線、L3
…3次巻線、Q1…主トランジスタ、Q2…副トランジ
スタ、G1…スパークロッド端子、G2…グラウンド端
子、G3…オープン端子、C12…静電容量、V12…出力
電圧。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−200674(JP,A) 特開 昭53−122080(JP,A) 特開 平8−8057(JP,A) 特開 昭63−66894(JP,A) 特開 平8−335524(JP,A) 実開 昭57−32309(JP,U) 実開 平2−62253(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F23Q 3/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主トランジスタを起動し、この主トラン
    ジスタを介してトランスの1次側に電流を流し、このト
    ランスの2次側に高電圧を発生させ、これにより生じる
    前記トランスの3次側の出力に基づいて前記主トランジ
    スタのオン/オフ駆動を継続する一方、前記トランスの
    2次側の巻線から引き出されているスパークロッド端子
    とこの端子と相対する相対端子との間での火花放電によ
    り被着火物への着火を行う着火装置において、 前記トランスの2次側巻線のいずれか一方の端がオープ
    ン端子とされ、それ以外の異なる位置から前記スパーク
    ロッド端子および相対端子が引き出されていることを特
    徴とする着火装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、 スパークロッド端子および相対端子の少なくとも一方に
    ついて、その2次側巻線からの引き出し位置を可変とす
    る位置可変手段を設けたことを特徴とする着火装置。
  3. 【請求項3】 請求項2において、位置可変手段が高圧
    リレーで構成されていることを特徴とする着火装置。
  4. 【請求項4】 請求項1,2又は3において、オープン
    端子が絶縁構造とされていることを特徴とする着火装
    置。
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