JPH0571734A - 燃焼機器の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 火花放電によってバーナを着火する燃焼機器
における点火時の未燃焼燃料の流出や爆発着火を防止す
る。 【構成】 放電検知回路４０は、ガス電磁弁２０、２１
が開く前に火花放電を検知する第１の放電検知動作と、
ガス電磁弁２０、２１が開いた後に継続して火花放電が
行われていることを検知するための第２の放電検知動作
とを有し、第１の放電検知動作で火花放電を検知してガ
ス電磁弁２０、２１を開き、第２の放電検知動作で火花
放電を継続して検知しない場合には、着火信号のある場
合を除いて点火装置の作動を停止するとともにガス電磁
弁２０、２１を閉じる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、点火装置の火花放電を
検知してバーナへの燃料供給弁の制御を行う燃焼機器の
制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガスバーナ等の気体状の燃料を燃焼させ
る燃焼機器では、電極間に高電圧を印加して発生する火
花放電によってバーナの点火を行うものがある。こうし
た火花放電による点火動作を行う燃焼機器では、未燃焼
ガスの流出を防止するために、点火装置の火花放電を検
知する放電検知手段が備えられ、点火動作においては、
火花放電が検知された後にガス電磁弁等の燃料供給弁を
開いてバーナへの燃料供給を開始して、燃料供給開始後
は、タイマにより計時される所定時間の間継続して燃料
供給弁が開かれるようになっている。また、一旦、燃料
供給が開始された後は、着火検知手段によってバーナの
着火検知が行われ、着火が検知されるとそれ以降は、着
火が検知されている限り燃料供給弁が開状態の維持さ
れ、計時される所定時間が経過するまでの間にバーナの
着火が検知されない場合には、所定時間が経過した時点
で燃料供給弁が閉じられて、燃料流出を防止している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、点火動作にお
いて点火装置の電極間に高電圧が継続して印加されたと
しても、火花放電が必ず継続して行われるとは限らず、
特に、燃料ガスと燃焼用空気との混合気が電極間に流入
した場合には、温度、湿度、流入した燃料ガスの成分あ
るいは燃焼機器のばらつきによって電極間の絶縁破壊が
崩れ、絶縁状態となって電流が流れなくなる場合があ
り、その場合には、燃料ガスが燃焼室内に蓄積されてし
まい、再び火花放電が生じたときに爆発着火を起こす虞
がある。

【０００４】本発明は、火花放電によって点火動作を行
う燃焼機器の制御装置において、未燃焼燃料の流出や爆
発着火等の虞がなく、より安全な点火動作を行うことが
できることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、点火手段の火
花放電によって点火されるバーナへの燃料供給路に設け
られた燃料供給弁を、前記点火手段の火花放電を検知す
る放電検知手段の検知信号に基づいて制御するととも
に、前記バーナの着火を検知する着火検知手段を備え、
該着火検知手段の着火信号に応じて前記燃料供給弁を継
続して開く燃焼機器の制御装置において、前記放電検知
手段は、前記燃料供給弁が開く前に前記火花放電を検知
するための第１の放電検知動作と、前記燃料供給弁が開
いた後に継続して前記火花放電が行われていることを検
知するための第２の放電検知動作とを有し、前記第１の
放電検知動作により火花放電を検知した後に前記燃料供
給弁を開き、前記燃料供給弁を開いた後は、前記第２の
放電検知動作によって火花放電が継続して検知されない
場合には、前記着火信号がある場合を除いて前記点火手
段の作動を停止するとともに前記燃料供給弁を閉じるこ
とを技術的手段とする。

【０００６】

【作用】本発明では、点火手段が作動して火花放電が行
われて、それが放電検知手段の第１の放電検知動作にお
いて検知されると、燃料供給弁が開かれて燃料がバーナ
へ供給される。さらに放電検知手段の第２の放電検知動
作において火花放電が継続しているか否かが判別され
る。第２の放電検知動作において、火花放電が継続して
いると判別された場合には、放電が検知されている間、
燃料供給弁が継続して開かれる。燃料供給弁が開いて燃
料がバーナへ供給されると、通常の場合には着火して、
着火検知手段の着火信号に応じて燃料供給弁が引続き開
かれる。第２の放電検知動作において、火花放電が継続
して検知されない場合には、点火手段の作動が停止して
火花放電が中止されるとともに、燃料供給弁が閉じられ
てバーナへの燃料供給が停止される。

【０００７】

【発明の効果】本発明では、一旦火花放電が検知されて
燃料供給弁が開いた後に、火花放電が検知されなくなっ
たとき、バーナが着火していない場合には、直ちに燃料
供給と点火動作が停止されるため、遅れて着火すること
がない。従って、着火遅れによる爆発着火を防止するこ
とができ、また、未燃焼燃料の流出を防止できる。ま
た、燃料供給弁が開いたにも拘らず、円滑に燃料が供給
されない場合があっても、燃料供給弁は点火装置が作動
している場合に限って開かれているため、火花放電が継
続している限りは、燃料がバーナに供給されたときに、
速やかに着火させることができ、この場合は、燃料供給
弁が開いてから着火するまでに時間が掛かっても、バー
ナに未燃焼燃料が溢れることがないため、着火遅れを生
じることがない。従って、爆発着火にならない。

【０００８】

【実施例】次に本発明を実施例に基づいて説明する。図
１に示すガス温風暖房機１は、送風ケーシング２内に燃
焼器１０を配したＦＦ式暖房機であって、送風ケーシン
グ２には対流ファン３が備えられ、吸込み口４から室内
空気を取り入れて燃焼器１０によって加熱して温風吹出
し口５から室内へ吹き出す。

【０００９】燃焼器１０は、燃焼用ダクト１１内にバー
ナプレート１２を配して、燃焼ファンに１３によって燃
焼用空気を室外から取り入れるもので、燃焼用ダクト１
１には、燃焼用ダクト１１とともに送風ケーシング２内
に配された熱交換器１４が接続されていて、燃焼ガスは
熱交換器１４を介して室外へ排出される。燃焼ダクト１
１内には、点火装置による高電圧を印加されると火花放
電によって点火動作を行う点火電極１５と、バーナプレ
ート１２での燃焼、着火を検知するためのフレームロッ
ド１６とが、それぞれバーナプレート１２に近接して備
えられている。なお、図中、１７は燃料ガスを供給する
燃料管、１８は燃料管１７によって供給された燃料ガス
を噴出するノズル、１９は燃料供給量を調節する比例
弁、２０、２１はガス電磁弁である。

【００１０】以上の構成からなるガス温風暖房機１は、
図示しない本体ケーシングの表面に設けられた操作パネ
ルに備えられた複数のスイッチ群の操作に応じて、制御
装置３０によって制御される。操作パネルには、スイッ
チ群３１として、運転スイッチ、入タイマ運転スイッ
チ、切タイマ運転スイッチなどの運転操作のためのスイ
ッチと、室内温度を設定するための温度設定スイッチ、
セーブ運転スイッチ等の各スイッチが設けられ、また、
運転状態を表示するための幾つかのＬＥＤ等による表示
装置３２が備えられている。

【００１１】制御装置３０は、マイクロコンピュータを
中心にして、各ファンあるいは各弁を駆動する幾つかの
駆動回路と各種の信号を検知する各検知回路とから構成
され、各運転スイッチの操作に応じて燃焼器１０の点火
動作および消火動作を制御する運転制御と、図示しない
室内温度センサの検知温度に基づいた燃焼器１０の燃焼
制御および対流ファン３の送風制御を行う温調制御とを
行う。

【００１２】制御装置３０には、運転制御において所定
のシーケンスで点火動作および消火動作を行うために、
点火装置として点火電極１５に対して高電圧を印加する
ための周知の高電圧回路、点火電極１５における火花放
電を検知するための放電検知回路４０、燃焼ファン１３
の回転数を検知する回転数検知回路、フレームロッド１
６における炎電流を検出するための炎電流検出回路が設
けられている。

【００１３】放電検知回路４０は、第２図に示すとお
り、点火電極１５に高電圧が印加された場合に生じる火
花放電に伴って発せられる放電光をフォトトランジスタ
４１によって受光して、その受光状態に基づいて放電検
知を行う回路である。この回路においては、抵抗４２を
介して充電されているコンデンサ４３の電荷は、フォト
トランジスタ４１が放電火花を受光したとき抵抗４４お
よびダイオード４５を介して放電されてコンデンサ４３
の電位が下がることから、コンデンサ４３の電圧を比較
器４６によって基準電圧と比較し、コンデンサ４３の電
圧が、基準電圧以下のとき比較器４６の出力がハイレベ
ルになるように設定してある。

【００１４】比較器４６の出力は、マイクロコンピュー
タによる読み込みが円滑に行われるようにするために、
コンデンサ４７によって一時保持されるようにしてあ
り、比較器４６の出力が一旦ハイレベルになって再びロ
ーレベルになった場合に、１００ｍｓｅｃ以上２００ｍ
ｓｅｃ以下の間ハイレベルの信号が光検知信号として保
持される。

【００１５】なお、放電検知回路４０の光検知信号は、
マイクロコンピュータによる放電検知の判別に利用され
るが、マイクロコンピュータでは、放電光の有無に関係
なく、微小時間１０ｍｓｅｃ周期で比較器４６の出力信
号の読み込みを行い、光検知信号としてのハイレベルの
信号が２回連続して読み込まれた場合を、放電検知状態
（スパーク検知状態）として判別する。

【００１６】炎電流検出回路では、着火検知の判別を行
う場合に、フレームロッド１６に流れる炎電流が、１．
０μＡ以上である場合を着火検知状態とし、一旦着火検
知が判定された後は、炎電流が０．２μＡ以下になった
場合を失火検知状態と判定するが、点火制御における初
期チェックでは、点火制御が開始されたとき、炎電流が
失火検知レベルである０．２μＡ以下であれば正常動作
と判定し、失火検知レベル以上である場合には、初期チ
ェックエラーとして点火制御を停止する。なお、この初
期チェックは、運転スイッチ等の指示による運転開始制
御が開始されてから、最大２０秒が経過するまでに正常
動作が判定さればよいものである。

【００１７】次に、制御装置３０による点火制御につい
て、第３図に基づいて説明する。運転スイッチ等による
運転開始が指示されて、上述の炎電流の初期チェックが
２０秒以内に正常であれば、燃焼ファン１３が駆動さ
れ、１５秒間のプレパージが行われる（ステップ１）。
このプレパージにおいては、燃焼ファン１３の回転数が
チェックされ、プレパージの開始後１４秒以内に２１０
０ｒｐｍ以上の回転数が検知されない場合には、燃焼フ
ァン１３の回転数エラーとして、運転を中止する。な
お、１５秒のプレパージの後に、燃焼ファン１３を駆動
したままで２度目の炎電流のチェックが行われ、このと
きは、チェックのための時間は最大１秒間だけであり、
その間に正常動作が判定されなければ、初期チェックエ
ラーとして点火制御を停止する。

【００１８】以上のプレパージが終わると、燃焼ファン
１３の速数の指示値が２速になり（ステップ２）、それ
に応じて燃焼ファン１３の印加電圧が変更される。ここ
で、２速に相当する燃焼ファン１３の回転数Ｎは１５０
０ｒｐｍである。燃焼ファン１３の回転数Ｎが１５００
ｒｐｍ以下になったことが検知されると（ステップ３に
おいてＹＥＳ）、高電圧回路を通電するためのリレーが
オンになって点火装置が駆動され（ステップ４）、バー
ナプレート１２に近接した点火電極１５に高電圧が印加
される。

【００１９】燃焼ファン１３の回転数Ｎが１５００ｒｐ
ｍ以下にならない場合には（ステップ３においてＮ
Ｏ）、最大３０秒経過するまで繰り返し継続して回転数
を検知し（ステップ５においてＮＯ）、３０秒経過して
も回転数Ｎが１５００ｒｐｍ以下にならない場合には
（ステップ５においてＹＥＳ）、燃焼ファン１３の回転
数検知エラーとしてステップ２０へ移行して、運転を中
止する。

【００２０】点火電極１５において火花放電（スパー
ク）が始まり、それが放電検知回路を介してマイクロコ
ンピュータによって検知されると（ステップ６において
ＹＥＳ）、燃料管１７に設けられた電磁弁２０、２１お
よび比例弁１９への通電が開始されて各弁が開かれる
（ステップ７）。このとき、比例弁は３速に相当する開
度になるような電流値が通電される。

【００２１】点火装置が駆動されてもマイクロコンピュ
ータによりスパークが検知されない場合には（ステップ
６においてＮＯ）、最大２秒間経過するまでは繰り返し
ステップ６におけるスパーク検知の有無を判別し（ステ
ップ８においてＮＯ）、２秒経過してもスパーク検知さ
れない場合には（ステップ８においてＹＥＳ）、スパー
ク検知エラーとしてステップ２０へ移行し、各弁を開か
ず運転を停止する。ステップ７において各弁が開かれた
後も、さらにスパーク検知が行われる（ステップ９）。

【００２２】通常、点火電極１５に高電圧が継続して印
加されていれば、火花放電（スパーク）は継続して生じ
るものではあるが、供給される燃料ガスの成分、そのと
きの温度、湿度等の影響によって電極間の誘電率が変化
した場合には、高電圧の印加にも拘らず、火花放電が停
止してしまう場合がある。このスパーク検知は、本発明
の第２の放電検知動作に相当するもので、各弁が開かれ
て燃料ガスがバーナプレート１２へ供給されてからも、
スパークが継続して行われているか否かを判別するもの
である。

【００２３】燃料ガスが供給された後も火花放電が検知
される場合には（ステップ９においてＹＥＳ）、各弁が
開かれてから１秒が経過するまでは（ステップ１０にお
いてＮＯ）、繰り返しステップ９においてスパーク検知
の判別を行い、スパークが１秒継続した場合に（ステッ
プ１０においてＹＥＳ）、着火したか否かを判別する
（ステップ１１）。

【００２４】このとき、着火が検知されない場合には
（ステップ１１においてＮＯ）、最大１９秒が経過する
までの間は（ステップ１２においてＮＯ）、繰り返しス
テップ１１における着火検知の判別を行い、１９秒経過
するまでに着火が検知されなければ（ステップ１２にお
いてＹＥＳ）、不着火エラーとしてステップ２０へ移行
して、各弁を閉じて運転を停止する。

【００２５】ステップ９、１０における１秒間の連続ス
パーク検知の後の１９秒以内に着火検知した場合には
（ステップ１１においてＹＥＳ）、着火検知から１秒経
過するのを待って（ステップ１３）、点火装置の駆動を
停止して点火電極１５に対する高電圧の印加によるスパ
ークを停止する（ステップ１４）。さらにその後、３秒
待機してから（ステップ１５）、温度設定スイッチによ
る設定温度および室内温度センサの検知温度に基づいて
燃焼量を決定する温調制御を開始する（ステップ１
６）。

【００２６】一方、各弁が開かれてから１秒経過するま
での間にスパークが途切れた場合には（ステップ９にお
いてＮＯ）、１秒経過を待たず直ちに着火検知の判別を
行い（ステップ１７）、着火検知できない場合（ステッ
プ１７においてＮＯ）、スパークの途切れが着火に伴う
ものではなく、燃料ガスの供給に伴う何らかの原因、点
火電極１５間の誘電率の変化等によってスパークが途切
れたことが考えられ、燃料ガスの供給が行われているも
のと判断できるため、着火遅れによる爆発着火が生じな
いようにするために、スパーク検知エラーとしてステッ
プ２０へ移行して、点火装置の駆動を停止するとともに
各弁を閉じて燃料供給を停止して、所定時間のポストパ
ージを行った後に運転を中止する。

【００２７】逆に、１秒経過するまでにスパーク検知が
途切れても、着火検知の判別において着火検知された場
合には（ステップ１７においてＹＥＳ）、３秒待機した
後に（ステップ１８）、ステップ１６へ移行して温調制
御を開始する。なおこのときは、スパークは、着火検知
された後も、各弁が開かれてから１秒経過するまでは継
続し、１秒経過した時点で停止する。

【００２８】温調制御は、温度設定スイッチの設定温度
と、室内温度センサの検知温度とから、燃焼器１０の燃
焼量を決定して、燃焼ファン１３および比例弁１９を制
御するとともに、必要に応じて燃焼器１０を消火あるい
は点火させる。対流制御は、温調制御に応じて対流ファ
ンを制御して、温風吹出し口５から吹き出す温風温度を
調節する。

【００２９】以上の構成からなる本実施例のガス温風暖
房機１は、点火動作が開始されたとき、スパークが検知
された後に各弁が開いて燃料ガスが供給され、その後、
スパークが継続しているか否かが検知されていて、着火
以外の原因でスパークが途切れた場合には、直ちに点火
動作が停止されるとともに燃料供給が停止されるため、
着火遅れによる爆発着火を防止でき、また、未燃焼燃料
の流出を防止できる。また、一旦スパークが検知されて
各弁が開いた後に、燃料管１７から円滑に燃料ガスが供
給されない場合があっても、スパークが継続している限
りは、各弁が閉じられることがないため、燃料ガスが燃
焼器１０に供給されたときに、速やかに着火させること
ができ、この場合は、着火遅れを生じないため、爆発着
火にならない。

【００３０】以上のとおり、本発明は、燃焼ダクトを有
する温風暖房機において、爆発着火を防止する上で効果
が大きいが、燃焼ダクトを有しない、燃焼ガス開放型の
暖房機でもよく、また、燃焼機器としては、温風暖房機
に限らず、給湯器等においても効果が大きい。なお、放
電検知回路として、放電光をフォトトランジスタによっ
て受光して、その受光状態に基づいて放電検知を行う回
路を示したが、放電のターゲット側で放電電流を検知
し、この放電電流に基づいて放電検知を行う回路でもよ
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すガス温風暖房機の概略構
成図である。

【図２】本発明の実施例を示すガス温風暖房機の制御装
置における放電検知回路を示す回路図である。

【図３】本発明の実施例を示すガス温風暖房機の制御装
置の点火制御動作を説明するための流れ図である。

【符号の説明】

１２ バーナプレート（バーナ） １５ 点火電極（点火手段） １６ フレームロッド（着火検知手段） １７ 燃料管（燃料供給路） ２０、２１ 電磁弁（燃料供給弁） ３０ 制御装置（燃焼機器の制御装置） ４０ 放電検知回路（放電検知手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 点火手段の火花放電によって点火される
   バーナへの燃料供給路に設けられた燃料供給弁を、前記
   点火手段の火花放電を検知する放電検知手段の検知信号
   に基づいて制御するとともに、前記バーナの着火を検知
   する着火検知手段を備え、該着火検知手段の着火信号に
   応じて前記燃料供給弁を継続して開く燃焼機器の制御装
   置において、 前記放電検知手段は、前記燃料供給弁が開く前に前記火
   花放電を検知するための第１の放電検知動作と、前記燃
   料供給弁が開いた後に継続して前記火花放電が行われて
   いることを検知するための第２の放電検知動作とを有
   し、 前記第１の放電検知動作により火花放電を検知した後に
   前記燃料供給弁を開き、前記燃料供給弁を開いた後は、
   前記第２の放電検知動作によって火花放電が継続して検
   知されない場合には、前記着火信号がある場合を除いて
   前記点火手段の作動を停止するとともに前記燃料供給弁
   を閉じることを特徴とする燃焼機器の制御装置。