JPH03230021A - 燃焼器の点火装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、石油バーナーなどの燃焼器に供せられる点火
装置で、特に点火放電の間隔が電源周波数に同期するい
わゆるｔ／１１同期式の点火装置に関する。

従来の技術 近年、石油バーナーを用いた家庭用暖房機など交流電源
を用いた燃焼器が広く普及し、安定に動作する点火装置
が求められている。

従来、この種の石油バーナーなどの燃焼器に供せられる
点火装置は、第５図のように交流電源１と、この交流電
源１の一方の極Ｓに昇圧トランス２の１次側が接続され
、コンデンサ３、ダイオード４および抵抗５を介して交
流電ｔＡ１のもう一方の極Ｒに接続されている。昇圧ト
ランス２の１次側とコンデンサ３はサイリスタ６で０Ｎ
１０ＦＦされるように接続されている。サイリスタ６の
ゲート、カソード間には、ゲート抵抗７とサイリスタ６
を０Ｎ１０ＦＦさせるためのフォトカブラで形成したト
リガ手段８のフォトトランジスタ８ａが接続されている
。また、サイリスタ６のゲートはトリガ抵抗９を介して
交流電源１の極Ｒに接続されている。また、マイクロコ
ンピュータ１０の出力端子には、トリガ手段８のフォト
ダイオード８ｂが接続され、フォトダイオード８ｂは抵
抗１１を介して直流電源１２に接続されている。

上記構成において動作を説明する。交流電源１の電圧が
第６図（ａ）の正の半サイクルの前半のときは、コンデ
ンサ３にダイオード４、抵抗５を介して充電電流１ｃが
流れコンデンサ３は充電され、コンデンサ３の充電電圧
が交流電源１のピーク電圧付近（ア点）になると充電電
流はゼロとなり、回路上の３点を基準としたＡ点の電位
とＲ点の電位は等しくなる。つぎに、交流電１ｆ１１の
正の半サイクルの後半（イ点）になると回路上の３点を
基準としたＲ点の電位は、徐々にＡ点に対して電位が上
がってくる。今、ゲートトリガ電圧（サイリスタ６のア
ノード、カソード間が順方向にバイアスされた状態でサ
イリスタ６がターンＯＮするときのゲート電圧）をＶＧ
Ｔとすると、Ｒ点の電位がＡ点に対して （ＲＧ　＋ＲＧＴ）　／ＲＧＴＸＶＧＴ以上となった時
点でサイリスタ６はターンＯＮＬ、コンデンサ３に充電
された充電エネルギをサイリスタ６、昇圧トランス２の
１次側を介して一気に放電する。このとき、昇圧トラン
ス２の２次側に高電圧（１４〜１８にν）を発生し、点
火用の放電スパクを得る。ここで、一般に正の半サイク
ル、すなわち、コンデンサ３への充電サイクル中にサイ
リスタ６がＯＮすると、過大な電流がサイリスタ６、ダ
イオード４、抵抗５を介して流れるため、負の半サイク
ルの前半（つ点）にサイリスタ６のトリガ点がくるよう
に抵抗ＲＧおよびＲＧＴを設定しである。コンデンサ３
の放電が完全に終了した時点でサイリスタ６のアノード
、カソード間の順電流がゼロとなるためサイリスタ６は
ＯＦＦする。

サイリスタ６のターンＯＦＦする時間は第６Ｍ（Ｃ）の
ように、交流電源１の周期に比べて非常に短い値である
ため、つぎの正の半サイクル迄には完全にＯＦＦする。

以上のように、交流電源ｌの極性がＳＩＲのときサイリ
スタ６はターンＯＦＦするとともにコンデンサ３に充電
し、交流電ｆｌｌの極性がＳＩＲのときはサイリスタ６
はターンＯＮＬ、コンデンサ３に充電された電荷を一気
に放電するというサイクルを交流電源１に同期して繰り
返すため、交流電源１に同期した放電スパークを得るこ
とができる。ここで、マイクロコンピュータ１０の出力
端子がＬ゛のときはトリガ手段８がＯＮし、交流１［１
の極性にかかわらずゲート、カソード間がトリガ手段８
のフォトトランジスタ８ａによって常にシゴートされて
いるため、サイリスタ６はＯＦＦのままで上記動作は停
止する。また、マイクロコンピュータ１０の出力が第６
図（ｂ）のように“Ｈ″のときはトリガ手段８が０ＦＦ
Ｌ、上記に説明したように放電動作を行なうので、マイ
クロコンピュータ１０の出力端子を′Ｈ”、　“Ｌ”制
？’Ｈすることによって点火回路を０Ｎ１０ＦＦｉ制御
できる。このような構成の点火装置は、マイクロコンピ
ュータ１０により簡単に０Ｎ１０ＦＦＩＩＩ御できるこ
とと、回路構成が比較的簡単であることから家庭用石油
暖房機などでよく使用されている。

発明が解決しようとする課題 このような従来の燃焼器の点火装置では、ゲートトリガ
電圧ＶＧＴの素子間のばらつき、ゲートトリガ電圧ＶＧ
Ｔの温度特性、交流電源の電圧変動あるいはゲート、カ
ソード間抵抗ＲＧＫおよびゲート抵抗ＲＧのばらつきな
どにより交流電源１の極性がＳ＞Ｈのときに誤ってトリ
ガがかかる場合がある。この場合にサイリスタ６にトリ
ガがかかり、サイリスタ６がＯＮすると、コンデンサ３
を充電するための充電電流しか抵抗５には流れないはず
のものが、サイリスタ６がＯＮするために極めて大きな
電流が流れ、抵抗５を焼損してしまう可能性があり、交
流電源１の電圧補償範囲、ゲート、カソード間抵抗ＲＧ
Ｔおよびゲート抵抗ＲＧの定数設定、サイリスタ６のゲ
ートトリガ電圧のランク指定または選別、その他温度特
性など十分考慮する必要があり極めて設計が困難である
という課題があった。

本発明は上記課題を解決するもので、点火回路のコンデ
ンサの充電期間中はサイリスク（スイッチ素子）にトリ
ガがかからないようにして点火回路の設計を容易にする
とともに品質を向上させることを目的としている。

課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するために、交流電源の半サイ
クル期間に充電されたコンデンサの電荷をスイッチ素子
で放電させ、この放電電流を昇圧トランスの１次巻線に
流して前記昇圧トランスの２次巻線側に高電圧を得る点
火回路と、前記スイッチ素子へのトリガ信号を交流電源
に同期させる信号を出力するゼロクロス検出手段と、前
記スイッチ素子を動作させるトリガ手段と、少なくとも
前記ゼロクロス信号を受けて前記トリガ手段に動作タイ
ミングを指示する制御手段とよりなり、前記制御手段は
ゼロクロス信号に同期して起動させる第１のタイマ手段
とこの第１のタイマ手段がタイムアツプされると起動さ
れる第２のタイマ手段を有し、前記第１のタイマ手段が
動作中は前記トリガ手段を停止させるとともに第２のタ
イマ手段が動作中のみ前記トリガ手段を動作させるトリ
ガ制御手段を備えたことを課題解決手段としている。

作用 本発明は上記した課題解決手段により、スイッチ素子へ
のトリガ信号は交流電源に同期し、しかもゼロクロス信
号より第１のタイマ手段の設定時間より遅れた第２のタ
イマ手段の動作中のみ出力され、コンデンサの充電期間
は必ずスイッチ素子をＯＦＦにでき、部品などの諸ばら
つきの影響をうけない品質の安定した点火装置が得られ
る。

実施例 以下、本発明の一実施例について第１図および第２図を
参照しながら説明する。なお、従来例と同じ構成のもの
は同一符号を付して説明を省略する。

図に示すように、ゼロクロス検出手段１３は交流電！Ｉ
！ｌのゼロクロス信号を検出するもので、双方向のＬＥ
Ｄ１３ａとホトトランジスタ１３ｂを設けたホトカップ
ラで形成し、ＬＥＤ１３ａを交流電源１のＲ相・Ｓ相間
に抵抗１４を介して接続している。

一方、ホトトランジスタ１３ｂはプルアップ抵抗１５を
介してマイクロコンピュータ１６の入カポ−）ＩＺに接
続し、ゼロクロス信号はパルス信号として上記入力ポー
トＩＺよりマイクロコンピュータ１６に取り込まれる。

ゼロクロス検出手段１３からの信号により機器が着火動
作を必要とするシーケンスの場合には、マイクロコンピ
ュータ１６に設けた第１のタイマ手段１７の起動が行な
われる。この第１のタイマ手段１７が起動中はトリガ制
御手段１日からはＯＦＦの信号がトリガ手段８へ出力さ
れ点火回路１９はＯＦＦする。つぎに第１のタイマ手段
１７がカウントアンプすると、第２のタイマ手段２０が
起動され、この第２のタイマ手段２０が作動中トリガ手
段８にはＯＮ信号が出力され、点火回路１９は従来例と
同様に交流電源１に同期して動作する。ここで第１のタ
イマ手段１７は約ｌ鵬ｓｅｃ　（ゼロクロスパルス幅以
上）、第２のタイマ手段２０も１　ｍ５ｅｃ程度に設定
している。すなわちゼロクロスパルス間隔は５０セ地区
で１（１ｗｓｅｃ、　６０Ｈｚ地区で８．１３ｓｓｅｃ
となり、それらよりも短い時間に設定している。

点火回路１９の出力は点火電＃ｆｉ２１に接続し、ヒー
タ２２を埋込んだ気化筒２３に近接して点火電極２１を
設け、ｔＭ１ポンプ２４により灯油を吐出するとともに
バーナーモータ２５により燃焼用空気を供給し、点火回
路１９により点火して石油ファンヒータを形成している
。

上記構成において、第３図のフローチャートを用いて動
作を説明する。マイクロコンピュータ１６のＲＯＭ　（
不揮発性メモリ）（図示せず）内にあらかしめ制御プロ
グラムが記憶されており、制御プログラムの任意の場所
に燃焼制御ルーチンが設けである。燃焼制御ルーチン内
ではまずステップＳ１で入カポ−）ＩＺにゼロクロス信
号が有るか否かを判断し、ゼロクロス信号がある場合に
はステップＳ２でマイクロコンピュータ１６のＲＡＭ　
（揮発性メモリ）（図示せず）内にあらかじめ設けであ
るゼロクロスフラグを“１”にする。ゼロクロス信号が
ない場合にはステップＳ３でゼロクロスフラグが“１′
か“０゛かの判断をして“１”の場合はステップＳ４へ
　”　ｏ　”の場合にはステップＳ５でマイクロコンピ
ュータ１６の出力ポート０に”Ｌ”信号を出力し、トリ
ガ手段８をＯＮさせ点火回路１９の動作を停止させ、つ
ぎの燃焼制御に移る。ステップＳ４では着火動作が必要
か否かの判断をして着火動作が必要な場合にはステップ
Ｓ６に進み、着火動作が不必要な場合にはステップＳ５
に進み点火回路１９の動作を停止させ、つぎの燃焼制御
に移る。ステップＳ６では第１のタイマ手段１７のオー
バーフロー状況を確認し、オーバーフローしていればス
テップＳ８に進み、オーバーフローしていなければステ
ップＳ７で第１のタイマ手段１７の値を±１し、ステッ
プＳ５で点火回路１９の動作を停止させ、つぎの燃焼制
御に移る。つぎにステップＳ８では第２のタイマ手段２
０のオーバーフロー状況を確認し、オーバーフローして
いればステップＳ９で第１のタイマ手段１７および第２
のタイマ手段２０を初期化し、ステップＳＩＯでゼロク
ロスフラグを“０″にしステップＳ５で点火回路１９の
動作を停止させ、つぎの燃焼制御に移る。

次にオーバーフローしていなければステップＳｌｌで第
２のタイマ手段２０の値を÷１し、ステップＳ１２でマ
イクロコンピュータ１６の出力ポートＯ１に“Ｈ”信号
を出力し、トリガ手段８をＯＦＦさせ、点火回路１９を
動作させつぎの燃焼制御に移る。したがって、第２のタ
イマ手段２０が動作しているときのみ点火回路１９のト
リガ手段８が０ＦＦＬ点火回路１９が動作する。すなわ
ち、第４図（′ｂ）のようなゼロクロス信号に対してマ
イクロコンピュータ１６の出力ポート０、には第４図（
Ｃ）のような出力信号が出てトリガ手段８を０ＦＦＬ、
このとき、点火回路１９が動作し点火１！１極２１に第
４図（イ）のような電圧が印加され点火する。

このように本発明の実施例の燃焼器の点火装置によれば
、仮になんらかの原因でコンデンサ３の充電期間にサイ
リスタ６にゲートトリガ電圧ＶＧＴ以上の電圧がかかり
、誤ってサイリスタ６がＯＮしようとしても第１のタイ
マ手段１７が作動中はトリガ手段８がＯＮしているため
、サイリスタ６のゲートには電圧がかからずサイリスタ
６はＯＮＬない。

発明の効果 以上の実施例から明らかなように本発明によれば、点火
回路のコンデンサの充電期間中はスイッチ素子（サイリ
スタ）にトリガがかからないようにでき、スイッチ素子
のトリガポイントが回路素子のばらつき、回路素子の温
度特性または１！！源電圧の変動などムこ影響されても
コンデンサの充電期間中に勝手にスイッチ素子がＯＮＬ
ないばかりでなく、第２のタイマ手段が動作中の一定期
間しかトリガされないので、外部ノイズに対して強くな
るなど従来と殆ど同じ回路構成でありながら、品質が安
定し、外来ノイズに対して強い燃焼器の点火装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の燃焼器の点火装置のブロッ
ク回路図、第２図は同燃焼器の点火装置の回路図、第３
図は同燃焼器の点火装置の燃焼プログラムのフローチャ
ート、第４図（ａ）〜（ｄ）は同燃焼器の点火装置の各
部の動作波形図、第５図は従来の燃焼器の点火装置の回
路図、第６図（ａ）〜（Ｃ）は同従来の燃焼器の点火装
置の各部の動作波形図である。 １・・・・・・交流電源、２・・・・・・昇圧トランス
、３・・・・・・コンデンサ、６・・・・・・サイリス
ク（スイッチ素子）、８・・・・・・トリガ手段、１３
・・・・・・ゼロクロス検出手段、１６・・・・・・マ
イクロコンピュータ（制御手段）、１７・・・・・・第
１のタイマ手段、１８・・・・・・トリガ制御手段、１
９・・・・・・点火回路、２０・・・・・・第２のタイ
マ手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 交流電源の半サイクル期間に充電されたコンデンサの電
   荷をスイッチ素子で放電させこの放電電流を昇圧トラン
   スの１次巻線に流して前記昇圧トランスの２次巻線側に
   高電圧を得る点火回路と、前記スイッチ素子へのトリガ
   信号を交流電源に同期させる信号を出力するゼロクロス
   検出手段と、前記スイッチ素子を動作させるトリガ手段
   と、前記ゼロクロス信号を受けて前記トリガ手段に動作
   タイミングを指示する制御手段とよりなり、前記制御手
   段はゼロクロス信号に同期して起動させる第１のタイマ
   手段とこの第１のタイマ手段がタイムアップされると起
   動される第２のタイマ手段とを有し、前記第１のタイマ
   手段が動作中は前記トリガ手段を停止させるとともに第
   ２のタイマ手１が動作中のみ前記トリガ手段を動作させ
   るトリガ制御手段を備えてなる燃焼器の点火装置。