JP6491876B2 - バーナコントローラおよび燃焼制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、バーナコントローラおよび燃焼制御装置に関し、特に、スパークロッドとフレームロッドとを一本の電極棒で兼用する一本ロッド方式の点火装置を制御するバーナコントローラ、および上記点火装置と上記バーナコントローラとを備えた燃焼制御装置に関する。

燃焼炉、乾燥炉、およびボイラ等の燃焼装置は、燃焼室内の燃焼をコントロールするための燃焼制御装置として、バーナを点火するための点火装置と、点火装置を介したバーナの点火制御、バーナの燃焼監視、およびバーナへの燃料の供給と停止を制御する安全遮断弁の制御を行うためのバーナコントローラ（プロテクトリレー）とを備えている。

点火装置は、点火用のトランス（以下、「点火トランス」と称する。）を有し、点火トランスの二次側配線の一端を点火用の電極棒（以下、「スパークロッド」と称する。）に接続することにより、例えば数ｋＶ〜十数ｋＶの高電圧をスパークロッドに発生させる。また、バーナコントローラは、バーナの燃焼を監視するための火炎検出回路を有している。火炎検出回路は、火炎検出用の電極棒（以下、「フレームロッド」と称する。）と電気的に接続され、フレームロッドから出力される火炎検出信号を入力し、その火炎検出信号に基づいて火炎の有無を判定する。

従来から、一般的な燃焼制御装置は、スパークロッドとフレームロッドとを別個に備えているものが多かった。しかしながら、小型の燃焼装置では、スパークロッドとフレームロッドのスペースを確保することが構造的に困難である場合が多く、より小さい燃焼制御装置に対する市場要求があった。

例えば、特許文献１には、着火回路（点火回路）と火炎検知回路とを、着火プラグの電極棒（ロッド）に切り替えリレーを介して夫々接続することにより、一本のロッドによって着火と火炎検知を行う一本ロッド方式の燃焼制御装置が開示されている。
しかしながら、特許文献１に開示された燃焼制御装置では、一本のロッドの接続先を点火回路と火炎検知回路との間で切り替えるための切り替えリレーが必要となる。

一方、本願発明者らは、本願発明に先立って、上記特許文献１に開示されたものとは別の一本ロッド方式の燃焼制御装置を開発した（非特許文献１参照）。この燃焼制御装置は、スパークロッドとフレームロッドとを兼用する一本のロッドを点火トランスの二次側コイルの一端に接続し、点火トランスの二次側コイルの他端を信号線（ケーブル）を介してバーナコントローラ内の火炎検出回路に接続した構成を有するものである。この燃料制御装置によれば、上記特許文献１に記載の燃焼制御装置のようにロッドの接続先を切り替える必要がないため、切り替え用のリレーが不要となる。

本願発明者らが開発した上記燃料制御装置は、上記特許文献１に記載の燃焼制御装置のようにリレーによってロッドの接続先を切り替える構成ではないため、火炎発生中にスパークを発生させた場合、火炎を通してロッドを流れる電流（以下、「火炎電流」とも称する。）のみならず、スパークによってロッドとバーナとの間の空間（以下、「スパークギャップ」と称する。）を流れる電流（以下、「スパーク電流」と称する。）が発生する。また、本願発明者らが開発した上記燃料制御装置は、ロッドに流れる電流によって内部に設けた検出用容量を充電し、その検出用容量の電荷量に基づいて火炎の有無を判定する構成の火炎検出回路を採用している。
そのため、本願発明者らが開発した上記燃料制御装置のようにロッドの接続先を切り替えず火炎電流とスパーク電流とが一部共通の電流経路を流れる構成では、火炎発生中にスパークが発生すると、スパーク電流によって火炎検出回路内の検出用容量の電荷が不安定になり、正確な火炎検出を行うことができなくなるおそれがある。例えば、火炎電流によって検出用容量が充電されている状態において、スパークが発生すると、検出用容量の充電されていた電荷が、スパーク電流によって引き抜かれてしまうおそれがある。
そこで、本願発明者らが開発した上記燃焼制御装置では、スパーク電流による検出用容量への電荷の充放電が無視できる程度にまでスパークのパワーを十分に小さく設定していた。これにより、切り替えリレーを用いることなく、一本のロッドによるバーナの点火と、正確な火炎判定とを実現することができる。

特開２００２−２９５８２９号公報

「バーナコントローラ イグナイタ付きプロテクトリレー ＦＲＬ１００Ｂ，ＦＲＬ１０１Ｂ 取扱説明書」、２０１０年９月 改訂９版、アズビル株式会社。

しかしながら、本願発明者らが開発した上記燃焼制御装置は、スパークのパワーが小さいため、大容量のバーナを点火することが困難であり、大容量の燃焼装置には適用することができないという問題があった。

本発明の目的は、火炎の有無の判定を正確に行うことができ、且つ大容量の燃焼装置にも適用可能な一本ロッド方式の燃焼制御装置を実現することにある。

本発明に係るバーナコントローラ（３）は、バーナ（５）を点火するためのスパークロッドと火炎検出を行うためのフレームロッドとを兼ねた一本の電極棒（４）を点火トランスの二次側コイルの一端に接続する点火装置（２）を駆動して、電極棒にスパークを発生させる点火回路（３０）と、点火トランスの二次側コイルの他端と基準電位に接続するための端子との間に接続される電圧制限素子（２１）と、前記点火トランスの二次側コイルと接続される検出用容量を有し、点火トランスの二次側コイルを経由して電極棒に流れる電流に基づいて火炎検出信号を生成する火炎検出回路（３１）と、点火回路と火炎検出回路とを制御する制御部（３２）とを有し、制御部は、バーナを点火させる場合、バーナへの燃料（８）の供給が可能な最大の期間である点火期間（Ｔｐ）より短いイグニッショントライアル期間（Ｔｉｇ）の間、点火回路にスパークを繰り返し発生させ、イグニッショントライアル期間の経過後、点火回路によるスパークの発生を停止させ、スパークの発生を停止させてから点火期間が経過する前の時点に、火炎検出回路による火炎検出信号に基づいて火炎の有無を判定し、時点は、スパークによって発生するスパーク電流が検出用容量の電荷量に影響を与えない状態となった時点であることを特徴とする。

本発明に係る燃料制御装置（１）は、上記バーナコントローラと、上記電極棒と、上記点火装置とを備えることを特徴とする。

なお、上記説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の構成要素を、括弧を付した参照符号によって表している。

以上説明したことにより、本発明によれば、火炎の有無の判定を正確に行うことができ、且つ大容量の燃焼装置にも適用可能な一本ロッド方式の燃焼制御装置を実現することが可能となる。

図１は、本発明の一実施の形態に係るバーナコントローラを備えた燃焼制御装置の構成を示す図である。 図２は、火炎検出回路の回路構成例を示す図である。 図３は、本発明に係るバーナコントローラを備えた燃焼制御装置によるバーナ点火時のシーケンスを説明するための図である。 図４は、本発明に係るバーナコントローラを備えた燃焼制御装置によるバーナ点火時のシーケンスを説明するための別の図である。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。

〈本発明に係るバーナコントローラを備えた燃焼制御装置の構成〉
図１は、本発明の一実施の形態に係るバーナコントローラを備えた燃焼制御装置の構成を示す図である。
同図に示される燃焼制御装置１は、例えば、燃焼炉や乾燥炉、ボイラ等の燃焼装置において、燃焼室内のバーナによる燃焼を制御するための装置である。
燃焼制御装置１は、燃焼装置の燃焼室内に配置されたバーナを点火するためのスパークロッドと、燃焼室内のバーナによる火炎を検出するためのフレームロッドとを一本の電極棒で兼用した構造を有している。具体的に、燃焼制御装置１は、点火装置２、バーナコントローラ３、および電極棒（ロッド）４を備えている。点火装置２とバーナコントローラ３とは、例えば、別個にパッケージングされた別々の装置であり、信号線を介して互いに接続されている。

電極棒４は、スパークロッドとしての機能とフレームロッドとしての機能を有している。電極棒４の一端は、後述する点火装置２内の点火トランスの二次側コイルＬ２の一端に接続されている。また、電極棒４の他端は、燃焼制御装置１が燃焼炉等の燃焼装置に組み込まれた場合に、燃焼装置の燃焼室内におけるバーナ５の近傍に配設される。

点火装置（イグナイタ）２は、スパークロッドとフレームロッドとを一本の電極棒４で兼用する一本ロッド方式の点火装置であり、スパークを発生させることによって電極棒４を介してバーナ５を点火するとともに、火炎発生時にフレームロッドに流れる火炎電流を外部に出力する機能を有している。具体的に、点火装置２は、外部端子Ｐ１〜Ｐ５と、点火トランス２０と、保護素子２１とを備えている。

点火トランス２０は、一次側コイルＬ１に印加された電圧に基づいて、二次側コイルＬ２に、一次側コイルＬ１と二次側コイルＬ２の巻き数比に応じた電圧（例えば数ｋＶ〜十数ｋＶの高電圧）を発生させる部品である。

外部端子Ｐ１、Ｐ２は、点火トランス２０の一次側コイルＬ１の両端に電圧を供給するための入力端子である。外部端子Ｐ１は、点火トランス２０の一次側コイルＬ１の一端に接続され、外部端子Ｐ２は、一次側コイルＬ１の他端に接続されている。

外部端子Ｐ３は、点火トランス２０の二次側コイルＬ２で発生した高電圧を出力するための出力端子である。外部端子Ｐ３は、点火トランス２０の二次側コイルＬ２の一端に接続されるとともに、電極棒４の一端に接続される。

外部端子Ｐ４は、電極棒４（フレームロッド）に流れる電流を出力するための端子であり、二次側コイルＬ２の他端に接続されるとともに、信号線６を介して後述するバーナコントローラ３の外部端子Ｆと接続されている。

外部端子Ｐ５は、基準電位（例えばグラウンド電位（アース））に接続するための端子である。

電圧制限素子２１は、点火トランス２０の二次側コイルＬ２の他端、すなわち二次側コイルＬ２の外部端子Ｐ３に接続される端子と反対側の端子と、外部端子Ｐ５との間に接続される。電圧制限素子２１は、点火トランス２０の二次側コイルＬ２で発生する電圧を所定の電圧（例えば６００Ｖ）に制限する（クランプする）素子である。電圧制限素子２１としては、例えばガスアレスタを例示することができる。これにより、外部端子Ｐ４、信号線６、外部端子Ｆを介して火炎検出回路３１に印加される電圧を制限し、火炎検出回路３１を保護することができる。

点火装置２は、例えば、点火トランス２０、および保護素子２１が一つのパッケージで覆われることにより、形成されている。ここで、上記パッケージとしては、例えば、絶縁性、耐衝撃性、および耐熱性に優れたポリカーボネイト等の材料からなるケースを例示することができる。

次に、バーナコントローラ３について説明する。
バーナコントローラ（プロテクトリレー）３は、バーナ５の点火制御、バーナ５の燃焼監視、およびバーナへの燃料の供給と停止を制御する安全遮断弁の制御を行う装置である。具体的に、バーナコントローラ３は、図１に示すように、複数の外部端子ＩＧｐ、ＩＧｎ、Ｆ、およびＧと、点火回路３０と、火炎点火回路３１と、制御部３２と、その他の図示されていないインターフェース回路等を有している。

点火回路３０は、バーナ５を点火させるとき、外部端子ＩＧｐと外部端子ＩＧｎとの間から交流電圧を出力することにより、点火装置２における点火トランス２０の二次側コイルＬ２に高電圧を発生させ、電極棒４とバーナ５との間にスパークを発生させる。上記交流電圧は、例えば５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの商用交流電源に基づく交流電圧である。

火炎検出回路３１は、外部端子Ｆから信号線６に流れる電流に基づいて、火炎検出を行う。
図２は、火炎検出回路の回路構成の一例を示す図である。
同図に示されるように、火炎検出回路３１は、火炎電流Ｉｆを検出するための検出用容量Ｃｓと、抵抗Ｒ０と、フィルタ回路３１１と、比較回路３１０と、トランス３１２とを含む。

検出用容量Ｃｓは、一端が外部端子Ｆに接続され、他端がトランス３１２の二次側コイルＬ１２の一端に接続されている。

トランス３１２は、一次側コイルＬ１１の両端に印加された交流電圧Ｖ０に基づいて、一次側コイルＬ１１と二次側コイルＬ１２の巻き数比に応じた電圧を二次側コイルＬ１２の両端に発生させる。二次側コイルＬ１２の一端は、前述したように検出用容量Ｃｓに接続され、二次側コイルＬ１２の他端はグラウンド電位ノードに接続されている。ここで、交流電圧Ｖ０は、例えば商用電源に基づく５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの電圧である。

抵抗Ｒ０は、外部端子Ｇとグラウンド電位ノードとの間に接続されている。

フィルタ回路３１１は、外部端子Ｆの電圧を平滑化して出力する。具体的に、フィルタ回路３１１は、ローパスフィルタである。フィルタ回路３１１の回路構成としては、図２に示すように、抵抗Ｒ１と容量Ｃ１とから成るＣＲ回路と、抵抗Ｒ２と容量Ｃ２から成るＣＲ回路とが直列に接続された構成を例示することができる。

比較回路３１０は、フィルタ回路３１１の出力電圧と閾値電圧ＶＴＨとを比較し、比較結果に応じた２値の火炎検出信号Ｖｆを出力するコンパレータ回路である。例えば、検出用容量Ｃｓの充電によってフィルタ回路３１１の出力電圧が上昇するのであれば、その出力電圧が閾値電圧ＶＴＨを超えた場合に、火炎があることを示す火炎検出信号Ｖｆ（例えばハイレベルの信号）を出力し、その出力電圧が閾値電圧ＶＴＨを超えていない場合に、火炎がないことを示す火炎検出信号Ｖｆ（例えばローレベルの信号）を出力する。

ここで、火炎電流Ｉｆについて説明する。
例えば、バーナ５が点火し、火炎が発生している状態において、トランス３１２の二次側コイルの一端（容量Ｃｓに接続される端子）に正の電圧が発生した場合を考える。この場合、火炎電流Ｉｆが、容量Ｃｓを介して、外部端子Ｆ、信号線６、外部端子Ｐ４、点火トランス２０の二次側コイルＬ２、外部端子Ｐ３、電極棒４、およびバーナ５の火炎を通り、グラウンド電位（アース）を介して外部端子Ｇから抵抗Ｒ０に流れ込む。この火炎電流Ｉｆにより、検出用容量Ｃｓに対する電荷の充電が行われる。検出用容量Ｃｓの充電電圧（外部端子Ｆの電圧）は、フィルタ回路３１１を介して比較回路３１０に入力される。フィルタ回路３１１を介して入力された電圧が閾値電圧ＶＴＨを超えている場合には、例えばハイレベルの火炎検出信号Ｖｆが比較回路３１０から出力され、入力された電圧が閾値電圧ＶＴＨを超えていない場合には、ローレベルの火炎検出信号Ｖｆが比較回路３１０から出力される。

ここで、検出用容量Ｃｓやフィルタ回路３１１の各素子等の定数と閾値電圧ＶＴＨは、例えば、数μＡの火炎電流Ｉｆが約１秒間流れたときに、検出用容量Ｃｓの電荷量に応じた電圧が閾値電圧ＶＴＨを超えるように設定されている。

なお、電極棒４とバーナ５との間にスパークが発生した場合には、検出用容量Ｃｓの電荷量が変動する。例えば、図２に示すように、電極棒４とバーナ５との間にスパークが発生すると、外部端子Ｆから、外部端子Ｐ４、点火トランス２０の二次側コイルＬ２、外部端子Ｐ３、電極棒４、バーナ５、グラウンド電位、外部端子Ｐ５、保護素子２１、外部端子Ｐ４を経由して外部端子Ｆに戻る経路に交流電流（スパーク電流）Ｉｓが流れる。このスパーク電流Ｉｓにより、検出用容量Ｃｓに対する電荷の充放電が行われることにより、検出用容量Ｃｓの電荷量が変動する。

制御部３２は、バーナコントローラ３の統括的な制御を行う機能部であり、例えば、マイクロコントローラ等のプログラム処理装置で構成されている。
具体的に、制御部３２は、点火回路３０および火炎検出回路３１を制御する。
例えば、制御部３２は、点火回路３０を制御することにより、点火装置２を動作させて電極棒４からスパークを発生させる。
また、制御部３２は、火炎検出回路３１による火炎検出信号Ｖｆに基づいて、バーナ５による火炎の有無を判定する（火炎判定）。具体的には、制御部３２は、火炎検出信号Ｖｆが例えばハイレベルである場合に、バーナ５によって火炎が発生していると判定し、火炎検出信号Ｖｆが例えばローレベルである場合に、火炎が発生していないと判定する。詳細は後述するが、制御部３２は、点火装置２によるスパークの発生を停止させた後に、火炎判定を行う。
更に、制御部３２は、バーナ５を点火する場合に、バーナ５への燃料８の供給と停止を制御する安全遮断弁（ガスバルブ）７を制御し、燃料８をバーナ５に供給するとともに、バーナ５による燃焼を停止する場合に、安全遮断弁７を制御し、バーナ５への燃料８の供給を停止する。

〈本発明に係るバーナコントローラを備えた燃焼制御装置の動作〉
次に、燃焼制御装置１の動作について説明する。ここでは、燃焼制御装置１による燃焼制御に係る動作のうち、点火時の動作について具体的に説明する。
図３は、本発明に係るバーナコントローラを備えた燃焼制御装置によるバーナ点火時の動作を説明するための図である。同図には、点火動作によってバーナが点火した場合における燃焼制御装置の動作シーケンスが示されている。

図３に示されるように、燃焼制御装置１の起動後、例えばタイミングｔ１においてバーナ５への点火が指示されると、先ず、制御部３２が、ダンパ（図示せず）を制御して燃焼室内の強制排気（プレパージ）を行った後、例えばタイミングｔ２において、点火動作を開始する。具体的には、制御部３２が安全遮断弁７を制御してバーナ５への燃料供給を開始するとともに、点火回路３０を制御することにより、外部端子ＩＧｐ、ＩＧｎから交流電圧を出力させ、電極棒４からスパークを発生させる。より具体的には、タイミングｔ２において、点火回路３０から出力された交流電圧が点火トランス２０の一次側コイルの両端に印加されることにより、点火トランス２０の二次側コイルの両端に高電圧が発生し、電極棒４からスパークが発生する。上記スパークは、例えば一定周期毎に発生する。例えば、前述したように点火トランス２０の一次側コイルの両端に５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの商用電源に基づく交流電圧が印加される場合には、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの半周期毎にスパークが発生する。例えば、図３には、交流電圧が正電圧となる期間と、交流電圧が負電圧となる期間の双方でスパークが発生する場合が示されている。

ここで、点火動作を継続する期間、すなわち、点火トランス２０によってスパークを繰り返し発生させるイグニッショントライアル期間Ｔｉｇは、燃焼制御装置１において、燃料への着火が未確認の状態でもバーナに燃料を供給することが許されている最大の時間（以下、「点火期間」と称する。）Ｔｐよりも短く設定されている。例えば、図３に示されるように、点火期間Ｔｐがタイミングｔ７で終了する場合、イグニッショントライアル期間Ｔｉｇは、タイミングｔ７よりも早いタイミングｔ５で終了する。
なお、点火期間Ｔｐは規格で定められた時間（例えば、５秒間または１０秒間）であり、変更することは許されない。

イグニッショントライアル期間Ｔｉｇにおいては、前述したように一定周期毎にスパークが発生する。そのため、図３に示すように、例えばスパークが発生するタイミングで、検出用容量Ｃｓの充電と放電とが交互に繰り返され、火炎検出信号Ｖｆの論理レベルが変動するような不安定な状態となる。

点火動作の開始後、例えばタイミングｔ３において、バーナ５を介して燃焼炉内に供給されている燃料と空気の混合ガスとが着火し、火炎が発生すると、火炎電流Ｉｆが発生する。この火炎電流Ｉｆによって検出用容量Ｃｓの充電が開始される。しかしながら、イグニッショントライアル期間Ｔｉｇにおいては、上述したように一定周期毎にスパーク電流Ｉｓが発生し、また、スパーク電流Ｉｓの方が火炎電流Ｉｆよりも大きいことから、検出用容量Ｃｓの電荷量が変動し、火炎検出信号Ｖｆが不安定になる。

その後、例えばタイミングｔ５において、イグニッショントライアル期間Ｔｉｇが終了すると、制御部３２は、点火装置２によるスパークの発生を停止させる。これにより、スパーク電流による検出用容量Ｃｓに対する充放電が停止し、火炎電流Ｉｆのみによる検出用容量Ｃｓの充電が開始される。そして、例えばタイミングｔ６において検出用容量Ｃｓの電荷量が一定値を超えると、火炎検出信号Ｖｆがハイレベルとなる。

その後、点火期間Ｔｐが終了する直前のタイミングｔ７において、制御部３２が、火炎検出信号Ｖｆに基づいて火炎判定を行う。同図の場合、タイミングｔ７において、火炎検出信号Ｖｆがハイレベルになっていることから、制御部３２は、バーナ５によって火炎が生成されていると判定し、点火期間Ｔｐの経過後も燃料をバーナ５に供給し続ける。

以上のように、点火期間Ｔｐが終了する前にイグニッショントライアル期間Ｔｉｇを終了させることにより、スパーク電流が検出用容量Ｃｓの電荷量に影響を与えない状態にしてから火炎電流Ｉｆのみによる検出用容量Ｃｓの充電を実現することができる。

ここで、火炎の有無を判定するタイミングは、イグニッショントライアル期間Ｔｉｇが終了してから点火期間Ｔｐが終了するまでの間であればよい。具体的には、火炎電流Ｉｆによる検出用容量Ｃｓの充電電圧が閾値電圧ＶＴＨに到達するのに十分な時間が経過した後のタイミングである。例えば、イグニッショントライアル期間Ｔｉｇが終了し、火炎電流Ｉｆのみが流れ得る状態になってから、火炎電流Ｉｆによる検出用容量Ｃｓの充電電圧が閾値電圧ＶＴＨに到達するのに十分な時間が経過した後のタイミングである。
より点火し易くするためには、イグニッショントライアル期間Ｔｉｇを長くするとともに、火炎の有無を判定するタイミングを点火期間Ｔｐが終了するタイミングに近づけることが望ましい。しかしながら、実際には、イグニッショントライアル期間Ｔｉｇが終了してから検出用容量Ｃｓの充電電圧が閾値電圧ＶＴＨに到達するまでの充電時間と、火炎判定によって火炎が発生していないことを検出してから点火時間Ｔｐ内に燃料の供給を停止させるまでの停止時間が必要であることから、イグニッショントライアル期間Ｔｉｇの終了タイミングと火炎判定を行うタイミングは、上記充電時間と上記停止時間とを考慮して決定する必要がある。
例えば、上記充電時間は、火炎電流Ｉｆの大きさ、検出用容量Ｃｓの容量値、フィルタ回路３１１の回路定数、および閾値電圧ＶＴＨの大きさ等のパラメータによって決定されるので、イグニッショントライアル期間Ｔｉｇの終了タイミングを決定する際には、上記のパラメータを考慮して適宜設定すればよい。一例としては、点火期間Ｔｉｇが５秒であるときに、点火期間Ｔｉｇの終了時（または直前のタイミング）に火炎判定を行う場合には、点火期間Ｔｉｇの終了時よりも例えば１〜２秒の前のタイミングでイグニッショントライアル期間Ｔｉｇを終了させればよい。

次に、点火動作によってバーナが点火しなかった場合の燃焼制御装置による動作シーケンスについて説明する。
図４は、本発明に係るバーナコントローラを備えた燃焼制御装置によるバーナ点火時の動作を説明するための別の図である。同図には、点火動作によってバーナが点火しなかった場合における燃焼制御装置の動作シーケンスが示されている。

図４に示されるように、燃焼制御装置１の起動後、例えばタイミングｔ１においてバーナ５への点火が指示されると、図３の場合と同様に、制御部３２が所定の点火制御を開始する。
図４の場合、イグニッショントライアル期間Ｔｉｇにバーナ５が点火せず、火炎が発生していないことから、イグニッショントライアル期間Ｔｉｇではスパーク電流による検出用容量Ｃｓに対する充放電が行われ、火炎検出信号Ｖｆは不安定になる。

イグニッショントライアル期間Ｔｉｇの終了後、スパーク電流Ｉｓの発生が停止するため、火炎検出信号Ｖｆは安定する。具体的には、図４の場合には、火炎が発生していないことから火炎電流Ｉｆが流れないため、スパーク電流Ｉｓによって充電された検出用容量Ｃｓの電荷が放電する。これにより、火炎検出信号Ｖｆは例えばローレベルとなる。
その後、点火期間Ｔｐが終了する直前のタイミングｔ７において、制御部３２が、火炎検出信号Ｖｆに基づいて火炎判定を行う。同図の場合、バーナ５が点火していないことから、タイミングｔ７において火炎検出信号Ｖｆはローレベルとなり、制御部３２は火炎が発生していないと判定する。そして、制御部３２は、安全遮断弁７を制御してバーナ５への燃料８の供給を停止する。これにより、点火期間Ｔｐを過ぎる前に燃料供給を遮断することができる。

その後、制御部３２は、例えばダンパを制御して燃焼室内の強制排気を実行し、点火に係る動作をロックアウトする。このロックアウト状態は、燃焼制御装置がリセットされるまで維持される。

〈本発明に係るバーナコントローラを備えた燃焼制御装置による効果〉
以上、本発明に係るバーナコントローラによれば、スパークロッドとフレームロッドとを兼用した一本ロッド方式の燃焼制御装置において、バーナを点火するとき、点火期間が終了する前に点火動作を停止させ、点火動作を停止してから点火期間が終了する前に火炎検出信号に基づいて火炎の有無を判定するので、スパーク電流の影響を受けない精度の高い火炎判定を実現することができる。また、本発明に係るバーナコントローラによれば、火炎判定に与えるスパーク電流の影響を小さくするために、スパークのパワーを小さくする必要がないので、大容量の燃焼装置にも適用することができる。
すなわち、本発明に係るバーナコントローラによれば、火炎の有無の判定を正確に行うことができ、且つ大容量の燃焼装置にも適用可能な一本ロッド方式の燃焼制御装置を提供することができる。

以上、本発明者らによってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。

例えば、上記実施の形態において、火炎検出回路３１として、図２に示すような回路構成を例示したが、これに限定されるものではなく、電極棒４に流れる火炎電流を検出して火炎検出信号Ｖｆを生成する回路であれば、他の回路構成を採用することも可能である。

また、上記実施の形態において、点火時に安全遮断弁を開けて燃料供給を開始するタイミングと点火動作を開始するタイミングが同時である場合を例示したが、これに限られない。例えば、点火期間Ｔｐが終了する前にイグニッショントライアル期間Ｔｉｇが終了するのであれば、燃料供給を開始するタイミングと点火動作を開始するタイミングをずらしてもよい。

また、図３および図４に示したイグニッショントライアル期間Ｔｉｇにおける火炎検出信号Ｖｆは、あくまで一例であり、スパークが発生する周期、検出用容量Ｃｓ、スパーク電流、およびフィルタ回路３１１の回路定数等によって、火炎検出信号Ｖｆの論理レベルや論理レベルが変化するタイミング等は変動し得る。

１…燃焼制御装置、２…点火装置、３…バーナコントローラ、４…電極棒、５…バーナ、６…信号線、７…安全遮断弁、８…燃料、Ｐ１〜Ｐ５…外部電極、１０…パッケージ（ケース）、２０…点火トランス、Ｌ１、Ｌ１１…一次側コイル、Ｌ２、Ｌ１２…二次側コイル、２１…保護素子、２２…電流制限回路、３０…点火回路、３１…火炎検出回路、３２…制御部、ＩＧｐ、ＩＧｎ、Ｆ、Ｇ…外部端子、Ｃｓ…検出用容量、Ｒ０〜Ｒ２…抵抗、Ｃ１、Ｃ２…容量、３１０…比較器、３１１…フィルタ回路、３１２…トランス、Ｉｓ…スパーク電流、Ｉｆ…火炎電流。

Claims (2)

1. バーナを点火するためのスパークロッドと火炎検出を行うためのフレームロッドとを兼ねた一本の電極棒を点火トランスの二次側コイルの一端に接続する点火装置を駆動して、前記電極棒にスパークを発生させる点火回路と、
   前記点火トランスの二次側コイルの他端と基準電位に接続するための端子との間に接続される電圧制限素子と、
   前記点火トランスの二次側コイルと接続される検出用容量を有し、前記点火トランスの二次側コイルを経由して前記電極棒に流れる電流に基づいて火炎検出信号を生成する火炎検出回路と、
   前記点火回路と前記火炎検出回路とを制御する制御部と、を有し、
   前記制御部は、
   前記バーナを点火させる場合、前記バーナへの燃料の供給が可能な最大の期間である点火期間より短いイグニッショントライアル期間の間、前記点火回路に前記スパークを繰り返し発生させ、
   前記イグニッショントライアル期間の経過後、前記点火回路による前記スパークの発生を停止させ、
   前記スパークの発生を停止させてから前記点火期間が経過する前の時点に、前記火炎検出回路による火炎検出信号に基づいて火炎の有無を判定し、
   前記時点は、前記スパークによって発生するスパーク電流が前記検出用容量の電荷量に影響を与えない状態となった時点である
   ことを特徴とするバーナコントローラ。
2. 請求項１に記載のバーナコントローラと、
   前記電極棒と、
   前記点火装置と、を備える
   ことを特徴とする燃焼制御装置。

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