JPH0712334A - 点火装置のためのインテリジェント過渡整流器 - Google Patents

点火装置のためのインテリジェント過渡整流器

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JPH0712334A
JPH0712334A JP6121747A JP12174794A JPH0712334A JP H0712334 A JPH0712334 A JP H0712334A JP 6121747 A JP6121747 A JP 6121747A JP 12174794 A JP12174794 A JP 12174794A JP H0712334 A JPH0712334 A JP H0712334A
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switch
igniter
pressure switch
inducer
signal
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JP6121747A
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Mark M Lazar
マーク・エム・レーザー
Marvin A Lucas
マービン・エイ・ルーカス
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Johnson Service Co
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    • F23N5/20Systems for controlling combustion with a time programme acting through electrical means, e.g. using time-delay relays
    • F23N5/203Systems for controlling combustion with a time programme acting through electrical means, e.g. using time-delay relays using electronic means
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    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 加熱炉を適切に制御するための廉価な技術を
与えるインテリジェント過渡整流器(12)を採用する
点火制御装置の提供。 【構成】 過渡整流器(12)は、天然ガスのような燃
料を燃焼するHVACユニット又は加熱炉(10)に設
られる。過渡整流器(12)を採用する燃焼制御装置
は、圧力スイッチ(18)を横切る第2リレー(44)
を具備する。第2リレー(44)は、加熱炉(10)の
点火器(24)に対する信号によって制御される。第2
スイッチ(44)は装置のインデューサ/ブロア(1
4)を働かす前にテストされる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、熱を提供するために燃
料を燃焼するためのバーナ又は燃焼室を利用する加熱炉
又はボイラーのようなHVACユニットに関する。更に
詳細には、本発明は、天然ガス、プロパン又は他の可燃
性燃料のような燃料を燃焼する又は点火する点火装置又
は点火制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】加熱炉又はボイラーのようなHVACユ
ニットは、熱を提供するためにプロパン又は天然ガスあ
るいは他の燃料を点火し、かつ燃焼する。加熱炉は、通
常、燃焼室、インデューサ/ブロア、ガスバルブ、点火
器、及び点火制御装置から構成される。ガスは、燃焼室
又はバーナ中で燃焼させられる。通常、インデューサ/
ブロアは、燃焼室に連結されて、燃焼室に燃焼空気を提
供する。燃焼空気は、加熱炉の効率的作動に必要であ
る。燃焼空気は、通常燃焼室内の圧力を増加する。
【0003】通常、加熱炉はオン及びオフにされ、その
他ガス点火制御装置又は制御器によってモニターされ
る。ガス点火制御装置は、通常燃焼室内に配置されてい
る少なくとも1個の圧力スイッチに連結される。圧力ス
イッチは、それが燃焼室内の圧力を検出又はモニターす
るように位置されている限り、燃焼室の前又は後に配置
され得る。圧力スイッチは、適切なしきい値圧力が燃焼
室内で達せられるときは、通常閉鎖される。もし、加熱
炉が、燃焼室内の燃焼空気から適切な圧力なしに操作さ
れるときは、加熱炉機能不良が起こるかもしれない。
【0004】ガス点火制御装置は、加熱炉の適切な作動
を確実にするために、インデューサ/ブロア、ガスバル
ブ、及び点火器の作動を制御する。ガスバルブは、燃焼
室内へのガスの供給を制御する。ガスバルブ、ガスバル
ブを制御するリレー、又はこの両者は、圧力スイッチを
介して電気的に動かされる。圧力スイッチは、こうし
て、それが開放しているときガスバルブを自動的に閉鎖
するために作動する。ガスバルブが閉鎖されるとき、燃
焼室内のガス炎は消される。反対に、点火装置は、圧力
スイッチの状態をモニターし、かつ圧力スイッチが開放
しているときガスバルブを閉鎖し得る。
【0005】加熱炉内のガスは、点火器で点火される。
点火の際、「トランジェント圧力波」(transie
nt pressure wave)が作られる。「ト
ランジェント圧力波」は、燃焼室内の圧力を瞬時に減少
させて、インデューサ/ブロアが適切に燃焼空気を与え
ているとしても、圧力スイッチを開放させ得る。「トラ
ンジェント圧力波」に応答する圧力スイッチの開放は、
それが加熱炉の適切な作動を阻害するので好ましくな
い。
【0006】これまで、「トランジェント圧力波」に応
答する圧力スイッチの開放を避けるために、遅延回路が
使用された。圧力スイッチが開放状態から閉鎖状態に変
化するとき、圧力スイッチ内の遅延回路は、一定の時間
の間圧力スイッチを短絡する内部リレーを閉鎖する。し
かしながら、遅延回路を使用する技術は、遅延のための
適切な時間長を決定することが困難であるので、好まし
くない。また、圧力スイッチが内部的に短絡されるの
で、遅延回路は、点火制御装置が圧力スイッチの作動を
試験するのを阻害する。なお更に、遅延回路が、予め定
められた時間を延長するかもしれない誤りを受けやすい
ので、この技術は、不利である。更に他の不利は、内部
リレー及び遅延回路をもつ圧力スイッチは高価であると
いうことである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、「トランジ
ェント圧力波」の期間誤った開放を避ける従来の技術に
関連する不確かさを除くインテリジェント過渡整流器
(intelligenttransient eli
minator)を提供する。好ましくは、本発明は、
点火装置からの信号によって制御されるリレーに依存す
る。本発明は、点火装置が、ガスの点火前にリレーをチ
ェックするように形成される。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、点火器出力を
有する制御回路を含む改良された点火制御装置を提供す
る。点火制御装置は、燃焼室、バルブ、点火器、及び圧
力スイッチを含むHVACユニットで使用される。改良
は、圧力スイッチを横切って連結される第2スイッチを
含む。第2スイッチは、点火器出力における信号によっ
て制御される。
【0009】本発明は、更にHVACユニットにおける
点火制御装置に関する。点火制御装置は、圧力スイッ
チ、第2スイッチ、及び制御回路を含む。第2スイッチ
は、圧力スイッチを横切って連結され、第2スイッチ
は、制御信号に応答して開放及び閉鎖される。制御回路
は、HVACユニットが燃料を点火する前に制御信号を
与え、HVACユニットが燃料を点火した後で制御信号
を除く。
【0010】本発明は、HVACユニットをオンにする
方法にも関する。HVACユニットは、インデューサ/
ブロア、点火器、圧力スイッチ、及び点火制御系を含
む。この点火制御系は、点火器出力及び圧力スイッチを
横切って連結される第2スイッチを含む。第2スイッチ
は、圧力スイッチを横切って連結される。この方法は、
インデューサ/ブロアをオンにし、点火器をしてHVA
Cユニット内のガスに点火させ、第2スイッチを閉鎖さ
せ、及び第2スイッチを開放させる、点火器出力におけ
る信号を与える段階を含む。
【0011】このように、本発明は、加熱炉を適切に制
御するための廉価な技術を与えるインテリジェント過渡
整流器を採用する点火制御装置に関する。圧力過渡整流
器は、圧力スイッチを迂回するプロセッサ制御技術を提
供する。
【0012】本発明によるHVACシステムのためのイ
ンテリジェント過渡整流器を採用する点火制御装置の好
適な例示的実施例は、同じ符号は異なる図面で同じ要素
を示している添付の図面と共に下記に説明する。
【0013】
【実施例】図1に関して、本発明の好適な例示的実施例
による加熱ユニット10が一般的ブロック図で図示され
ている。加熱ユニット加熱炉10は、ボイラ、加熱炉、
HVACユニット又は燃料を燃焼し、ビルディングの部
屋のような特定の位置に誘導される熱エネルギーを製造
する他の装置である。本発明は、天然ガス燃焼加熱炉の
状況での実施例によって説明される。
【0014】加熱炉10は、ガス点火装置又はガス点火
制御装置12、インデューサ/ブロア14、燃焼室1
6、圧力スイッチ18、ソレノイドで作動される燃料制
御(ガスバルブ)22及び点火器24を含む。圧力スイ
ッチ18は、圧力制御ライン20を介してガス点火制御
装置12に連結されている。
【0015】ガスバルブ22は、関連のガスユーティリ
ティ(図示せず)からガスラインのような天然ガス源を
介してガスを燃焼室16に提供する。ガスバルブ22
は、好ましくは、主ガスバルブを含む少なくとも1個の
ガスバルブである。ガスバルブ22は、ガスバルブ22
をガス点火制御装置12に連結するガス制御ライン26
を介して制御される。ガスバルブ22は、好ましくは、
リレー又は他の電気的制御装置で制御される。
【0016】点火器24は、ガスバルブ22によって提
供されるガスを点火する加熱コイルのような要素であ
る。点火器24は、点火制御ライン28上のガス点火制
御装置12からの信号によって制御される。インデュー
サ/ブロア14は、ガス点火制御装置12によってイン
デューサ/ブロアライン30を介して制御される。
【0017】運転において、加熱炉10は、生活空間又
は他の環境(図示せず)に熱を提供する。サーモスタッ
ト(図示せず)又は他の制御器のような装置が、加熱要
求信号を加熱炉10に与えるとき、ガス点火制御装置1
2は、インデューサ/ブロア14をオンにすることで加
熱炉10をオンにする。インデューサ/ブロア14は、
インデューサ/ブロアライン30上にインデューサ/ブ
ロア信号を与えることでオンにされる。インデューサ/
ブロア14は、インデューサ/ブロア信号に応答して燃
焼室に燃焼空気を提供する。
【0018】インデューサ/ブロアがオンにされた後、
ガス点火制御装置12が、ガスバルブ制御ライン26上
のガスバルブ制御信号を介してガスバルブ22を開放す
る。ガスバルブ22は、ガスバルブ制御信号に応じてガ
スをガス燃焼室16に提供する。点火器24は、点火器
制御ライン28上の点火器制御信号に応じてガスバルブ
22からのガスを点火する。点火されたガスは、生活空
間に誘導される熱を提供する。
【0019】好ましくは、ガスバルブ22は、圧力スイ
ッチ18によって動かされる。圧力スイッチ18は、燃
焼空気からのしきい値圧力が、燃焼室16に到達すると
きに閉鎖される通常開放のスイッチである。したがっ
て、しきい値に達しない圧力が、燃焼室16内に存在す
るとき、圧力スイッチ18は開放され、パワーがガスバ
ルブ22に供給されない。その結果、ガスバルブ22は
閉鎖され、ガスは、圧力スイッチ18が開放されるとき
燃焼室16に流れない。
【0020】図2に関して、ガス点火制御装置12のよ
り詳細な概略図が、本発明の好適な例示的な実施例と共
に図示されている。図1に関して検討した制御ライン2
0、26(26A、26B)、28(28A、28
B)、及び30(30A、30B)が、好ましくは、抵
抗、リレーコイル又は点火制御装置12と接続するため
の他の要素を含むものとして、図2に例示的に示されて
いる。
【0021】ガス点火制御装置12は、好ましくは、圧
力スイッチ制御ライン20を介して燃焼室16(図1)
に位置されている圧力スイッチ18に連結されている。
インデューサ/ブロアは14(図1)は、インデューサ
/ブロア制御ライン30A及び30Bを介して制御され
る。点火器24は、点火制御ライン28A及び28Bに
よって制御される。好ましくは、インデューサ制御ライ
ン30A及び30Bは、リレー組立体38によってイン
デューサ信号を与えられ、点火器制御ライン28A及び
28Bは、リレー組立体40によって点火信号を与えら
れる。リレー組立体40は、第2リレー44を制御する
コイル42を含む。点火制御ライン28又は燃焼室16
内に位置し得る第2リレー44は、圧力スイッチ18を
横切って連結される。ガスバルブ22内のバルブ48
は、ガスバルブ制御ライン26A及び26Bを介して制
御される。ガスバルブ制御ライン26A及び26Bは、
好ましくは、リレー機構50によってガス信号を与えら
れる。
【0022】点火制御装置12内のプロセッサ46は、
加熱炉10の作動をモニターし、制御する。プロセッサ
46は、好ましくは、MC68HC05又はHD630
5のようなマイクロプロセッサ又はマイクロコントロー
ラである。マイクロプロセッサ46は、好ましくは、加
熱炉10を制御するためのサブルーチンを走らせるため
のクロック制御されるリセットピンを利用する。リレー
機構38、40及び50は、好ましくはプロセッサ46
の出力51、52及び53それぞれによって制御され
る。プロセッサ入力55は、バルブ48の位置をモニタ
ーするための入力を与える。点火制御装置12は入力7
9も含み、その結果サーモスタット(図示せず)がプロ
セッサ46に加熱要求信号のようなコマンドを与え得
る。
【0023】プロセッサ46は、通常閉鎖のハイリミッ
トスイッチ70に連結されるハイリミット入力57にお
いてハイリミット信号を受ける。ハイリミットスイッチ
70は、燃焼室16内の温度がしきい値リミットより大
きいとき開放する。プロセッサ46は、圧力スイッチ入
力58において圧力スイッチ信号も受ける。圧力スイッ
チ信号は、通常開放の圧力スイッチ18から与えられ
る。プロセッサ46は、ロールアウト入力59において
ロールアウト信号も受ける。ロールアウト信号は、燃焼
室16内の炎が非常に高いときに開放する通常閉鎖した
ロールアウトスイッチ72によって与えられる。
【0024】ガスバルブ22のためのリレー機構50
は、ハイリミットスイッチ70、圧力スイッチ18、及
びロールアウトスイッチ72を介して動かされる。ハイ
リミット状態、低圧状態、又はロールアウト状態の際に
は、パワーはリレー機構50に与えられず、ガスバルブ
22は、自動的に閉鎖する。リレー組立体40は、一組
の通常閉鎖の接点77をも含む。通常閉鎖の接点77
は、コイル42によって制御される。通常閉鎖の接点7
7は、バイパススイッチ入力78においてプロセッサ4
6に信号を与える。
【0025】プロセッサ46は、制御装置12が図2に
関して下記に説明するように作動するようにプログラム
される。プロセッサ46が入力79においてサーモスタ
ットから加熱要求信号を受けるとき、プロセッサ46
は、第2リレー44の作動をチェックする。プロセッサ
46は、圧力スイッチ18が開放していることをチェッ
クするために圧力スイッチ入力58を読み取る。圧力ス
イッチ18は、インデューサ/ブロア14が未だオンに
されていないので開放されているとみなされる。圧力ス
イッチ18及び第2リレー44が開放しているので、圧
力スイッチ入力58は論理ローにあるべきである。そこ
で、プロセッサ46は、第2スイッチ44が瞬時に閉鎖
されるようにリレーコイル42を瞬時に作動させる。プ
ロセッサ46は、そこで、圧力スイッチ入力58におい
て論理ハイ信号を読み取る。その結果、プロセッサ46
は、圧力スイッチ18及びインデューサ/ブロア14と
関係のない第2リレー44の作動をチェックし得る。
【0026】第2リレー44の適切な作動が確かめられ
た後に、プロセッサ46は、ハイリミット入力57にお
けるハイリミット状態をチェックする。ハイリミット状
態がない場合には、プロセッサ46は、インデューサ/
ブロア出力51において論理ハイ信号を与えることによ
りリレー機構38のコイルを作動させることでインデュ
ーサ/ブロア14をオンにする。リレー機構38内のコ
イルの作動は、インデューサ/ブロア制御ライン30A
及び30B上にインデューサ/ブロア信号を与える。
【0027】インデューサ/ブロア14がオンにされた
後に、燃焼空気が、しきい値圧力が燃焼室16内に到達
されるように燃焼室16に与えられる。圧力スイッチ1
8は、燃焼室16におけるしきい値圧力に応答して閉鎖
する。プロセッサ46は、圧力スイッチ入力58におけ
る圧力スイッチ18の閉鎖をモニターする。その結果、
圧力スイッチ18の作動は、第2スイッチ44の作動が
チェックされた後独立に確かめられ得る。
【0028】そこで、プロセッサ46は、ロールアウト
スイッチ入力59におけるロールアウト状態をチェック
する。そこで、好ましくは、プロセッサ46は、点火器
24をウオームアップさせるように点火器24をオンに
する。点火器24は、好ましくは、抵抗加熱要素であ
る。点火器24は点火器出力52において論理ハイ点火
器制御信号を与えることでオンにされる。点火器出力5
2における論理ハイは、点火器リレーを閉鎖するコイル
42を作動し、かつ点火器制御ライン28A及び28B
において信号を与える。作動したコイル42は、通常閉
鎖のリレー72も開放し、第2リレー44を閉鎖する。
【0029】コイル42が作動されるとき、第2スイッ
チ44は、圧力スイッチ18をバイパスする。そこで、
点火の間に発生するどの圧力トランジェント、又は、ガ
スが点火されるとき圧力スイッチ18を開放し得るトラ
ンジェント圧力波は、ガスバルブ22に供給されるパワ
ーに影響しない。好ましくは、プロセッサ46は、通常
閉鎖のスイッチ72をモニターすることによって第2ス
イッチ44の状態を受ける。スイッチ72は、第2リレ
ー44の接触が溶接閉鎖されなかったことを確実にする
ためにモニターされる。第2リレー44の接触が溶接閉
鎖される場合は、圧力スイッチ18及び加熱炉10は、
適切に作動しない。
【0030】そこで、プロセッサ46は、圧力スイッチ
18の作動を確かめるために、瞬時にコイル42を消勢
する。コイル42の消勢は、圧力スイッチ18の作動が
圧力スイッチ入力58によってモニターされ得るように
第2スイッチ44を開放する。圧力スイッチ18が閉鎖
される場合は、プロセッサ46は、第2スイッチ44が
閉鎖され、かつ点火器24がオンにされるようにコイル
42を消勢する。
【0031】点火器24が適切な温度に到達するのに要
求される所定時間が経過した後に、プロセッサ46は、
主ガス出力53において論理ハイを与えることによって
ガスバルブ22をオンにする。論理ハイが主ガス出力5
3において与えられるとき、リレー機構50はガスバル
ブ48を開放する。プロセッサ46は、主ガス入力55
の状態を決定することによって、リレー機構50がガス
バルブ48をオンにしたことを確かめる。プロセッサ
が、炎センサ機構(図示せず)を介して炎が輝かされて
いることを決定するとき、プロセッサ46は点火器24
をオフにする。
【0032】一旦炎が検出され、又は、ガスが点火され
ていることを点火制御装置12が他の方法で決定する
と、点火器24はオフにされる。点火器がオフにされた
後コイル42が消勢されるとき、第2リレー44は開放
される。あるいは、コイル42は、所定時間の後に消勢
され得る。その結果、第2リレー44及びプロセッサ4
6は、加熱炉10のためにインテリジェント過渡整流器
を与える。
【0033】種々のコンダクタ/コネクタが、単線又は
導線として図に示され、又は明細書に説明されるけれど
も、当該技術で理解されるように、これらは複数のコン
ダクタ/コネクタを含み得るので、これらは制限する何
れの方向でも図示又は説明されないことが理解されよ
う。更に、上記説明は本発明の好適な例示的実例であ
る。本発明は、図示された特定の形式に制限されない。
例えば、リレーよりもむしろ半導体スイッチが用いら
れ、そして、プロセッサが種々のソフトウエアでプログ
ラムされ得る。なお更に、種々の要素を、点火制御装
置、又は加熱炉、又は燃焼室に、特許請求の範囲に列挙
するような本発明の範囲から離れることなく配置するこ
とができる。これら及び他の変形が、特許請求の範囲に
表されたような本発明の範囲から離れることなく、明細
書で検討した設計及び要素の配列において行うことがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好適な実施例によるガス点火制御装置
を採用する加熱炉を示す典型的なブロック図である。
【図2】本発明の好適な例示的実施例によるインテリジ
ェント過渡整流器を有する点火装置を含む加熱炉の一部
の概略図である。
【符号の説明】
10 HVACユニット 12 制御回路 14 インデューサ/ブロア 18 圧力スイッチ 22 ガスバルブ 24 点火器 40 点火制御回路 42 コイル 44 第2スイッチ 46 マイクロプロセッサ 50 ガスバルブ制御回路 52 点火器出力
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マービン・エイ・ルーカス アメリカ合衆国、ウイスコンシン・53223、 ミルウオーキー、ウエスト・グレンブルツ ク・ロード・7625

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧力スイッチ(18)及びインデューサ
    /ブロア(14)を含み、燃料を燃焼するHVACユニ
    ット(10)における点火制御装置であって、 制御信号に応答して開放及び閉鎖され、圧力スイッチ
    (18)を横切って連結される第2スイッチ(44)、
    及びインデューサ/ブロア(14)を制御し、かつHV
    ACユニット(10)が燃料を点火する前に制御信号を
    与え、そしてHVACユニット(10)が燃料を点火し
    た後に制御信号を除く制御回路(12)よって特徴づけ
    られる点火制御装置。
  2. 【請求項2】 該制御回路(12)がマイクロプロセッ
    サ(46)を含むことで更に特徴づけられる請求項1の
    点火制御装置。
  3. 【請求項3】 該第2スイッチ(44)が一組のリレー
    コンタクト(18、70、72、77)であることで更
    に特徴づけられる請求項1の点火制御装置。
  4. 【請求項4】 第2スイッチ(44)が一組の通常開放
    のコンタクト(18)及び一組の通常閉鎖のコンタクト
    (77)を含み、一組の通常閉鎖のコンタクト(77)
    が制御回路(12)に連結されることで更に特徴づけら
    れる請求項3の点火制御装置。
  5. 【請求項5】 HVACユニット(10)がガスバルブ
    (22)、点火器(24)を含み、そして制御回路(1
    2)が圧力スイッチ(18)を介して動かされるガスバ
    ルブ制御回路(50)を含み、ガスバルブ制御回路(5
    0)がガスバルブ(22)を制御するためにガスバルブ
    (22)に連結され、そして点火器制御回路(40)が
    点火器(24)に連結されて点火器信号を与え、その結
    果点火器(24)が燃料を点火した後に予め定められた
    時間の間与えられる制御信号に応答して点火器(24)
    が燃料を点火することで更に特徴づけられる請求項3の
    点火制御装置。
  6. 【請求項6】 インデューサ/ブロア(14)、点火器
    (24)、圧力スイッチ(18)、並びに点火器出力
    (52)、及び圧力スイッチ(18)を横切って連結さ
    れる第2スイッチ(44)を含む点火制御系によって特
    徴づけられるHVACユニット(10)をオンにする方
    法であって、 インデューサ/ブロア(14)をオンにすること、 点火器(24)がHVACユニット(10)内のガスを
    点火するようにさせ、かつ第2スイッチ(44)を閉鎖
    するようにさせる点火器出力(52)において点火器信
    号を与えること、及び第2スイッチ(44)を開放する
    こと、の各段階によって特徴づけられる前記方法。
  7. 【請求項7】 インデューサ/ブロア(14)をオンに
    する段階を行う前に第2スイッチ(44)の作動を変更
    すること、及びインデューサ/ブロア(14)をオンに
    する前に第2スイッチ(44)と関係のない圧力スイッ
    チ(18)の作動をチェックすること、の各段階によっ
    て更に特徴づけられる請求項6の方法。
  8. 【請求項8】 圧力スイッチ(18)の作動が、点火器
    信号を瞬時に除き、かつガスが点火される前に圧力スイ
    ッチ(18)の状態を読むことによってチェックされ、
    この点火器信号は、第2スイッチ(44)に電磁的に連
    結されるコイル(42)に与えられることによって更に
    特徴づけられる請求項7の方法。
  9. 【請求項9】 第2スイッチ(44)が第1(77)及
    び第2(18、70、72)の組のコンタクトを含み、
    そして第2の組のコンタクト(18、70、72)の状
    態をチェックすることの段階によって更に特徴づけられ
    る請求項7の方法。
  10. 【請求項10】 第2スイッチ(44)が、点火器出力
    (52)において点火器信号を除くことによって開放さ
    れることで更に特徴づけられる請求項6の方法。
JP6121747A 1993-06-02 1994-05-11 点火装置のためのインテリジェント過渡整流器 Pending JPH0712334A (ja)

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AU665307B2 (en) 1995-12-21
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