JPH09112906A - 点火ヒータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複雑な機構を付加することなく火炎の立ち消
えを合理的に判定するセラミック点火ヒータを得る。 【構成】 セラミック点火ヒータの火炎中の抵抗値の変
化を検出し、立ち消えを検出する点火ヒータにおいて、
インターバル設定回路70によって設定された所定の時間
間隔ごとに抵抗値検出回路54において点火ヒータの抵抗
値を検出し、抵抗値差算出回路74において所定時間前の
抵抗値との差を算出する。比較回路78は算出された抵抗
値の差を、基準値メモリ76に記憶された基準値と比較
し、立ち消え検出回路52は、抵抗値差算出回路74におい
て基準値を越える抵抗値の差が算出されたときに火炎の
立ち消えを検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、点火ヒータに関し、特
に、セラミック材料の支持体に抵抗体を形成し、抵抗体
に通電することによってガスなどに着火させる点火ヒー
タに関する。

【０００２】

【従来の技術】ガスヒータにおいて、抵抗体に通電する
ことによってガスに着火させるものが知られている。こ
の着火手段として、セラミック材料の支持体に抵抗体を
形成し、抵抗体に通電することによってガスに着火させ
るセラミック点火ヒータが知られている。このようなセ
ラミック点火ヒータによってガス等に点火された後、何
らかの原因によって炎に立ち消えが発生した場合には、
安全上、速やかな検出と、ガス等の供給をストップさせ
ることが要求される。従来、このような炎の立ち消えを
検出する手段として、たとえばフレームセンサが用いら
れている。

【０００３】ところが、上記従来のガスヒータにおいて
は、点火手段と立ち消えを検出する手段とがそれぞれ設
けられているため、火炎中に配置される部材が多くなる
という欠点がある。この欠点を解決するため、出願人は
特願平２−４１５７９１号において、セラミック点火ヒ
ータを用いたガスヒータを提案し、セラミック点火ヒー
タによってガスに着火させると伴に、セラミック点火ヒ
ータの抵抗値の変化に基づき火炎の立ち消えを検出する
技術を開示した。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
開示技術において、セラミック点火ヒータの抵抗値を検
出して着火または火炎の立ち消えを検出する場合には、
たえず抵抗値を測定し、測定された抵抗値が所定の値以
下になった場合に火炎の立ち消えを判定するが、抵抗値
によって立ち消えを判断する場合にはセラミック点火ヒ
ータごとの材料による抵抗値のばらつきがあるため、一
定の抵抗値によって火炎の立ち消えを判定することがで
きず、抵抗値の補正のため複雑な機構を要するという問
題があった。

【０００５】本発明は、点火ヒータの抵抗値のバラツキ
による複雑な抵抗値の調整を省き、火炎の立ち消えを適
切に判定することのできる、セラミック点火ヒータを提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の点火ヒータによ
れば、セラミック点火ヒータと、所定の時間間隔を設定
するインターバル設定手段と、インターバル設定手段に
より設定された所定の時間間隔で火炎中に配置されたセ
ラミック点火ヒータの抵抗値を検出する抵抗値検出手段
と、抵抗値検出手段により検出されたセラミック点火ヒ
ータの抵抗値を記憶する記憶手段と、抵抗値検出手段に
より検出されたセラミック点火ヒータの抵抗値と記憶手
段に記憶された所定の時間前の抵抗値との差を算出する
抵抗値差算出手段と、所定の時間間隔で検出されたセラ
ミック点火ヒータの抵抗値の差を所定のしきい値と比較
する比較手段と、比較手段から得られた結果に基づき火
炎の立ち消えを検出する立ち消え検出手段とを有するこ
とを特徴としている。

【０００７】

【実施例】次に添付図面を参照して本発明による点火ヒ
ータの実施例を詳細に説明する。

【０００８】図１は、本発明による点火ヒータの一実施
例を示すブロック図である。セラミック点火ヒータ40
は、図２〜図４に示すようなものであり、窒化珪素（Si
3 N 4)セラミックにより成型されたセラミック基材42に
抵抗体44をプリント形成し、図４に示すように他のセラ
ミック基材46と共に焼成した後、メタライズを行う。さ
らに、図５に示すように抵抗体44に金具48を介して電源
線50を接続したものである。

【０００９】図１に示すように、セラミック点火ヒータ
40とタイマ回路62とが接続されタイマ回路62によりガス
への点火が行なわれる。セラミック点火ヒータ40には抵
抗値検出回路54が接続され、後述するようにセラミック
点火ヒータ40の加熱、所定時間後のガスの供給、所定時
間後のセラミック点火ヒータ40の通電の停止後に、セラ
ミック点火ヒータ40の抵抗値が検出される。抵抗値検出
回路54にはインターバル設定回路70が接続され、所定の
時間間隔が設定される。所定の時間間隔としては、たと
えば30秒間隔に設定される。抵抗値検出回路54はインタ
ーバル設定回路70で設定された所定の時間間隔で抵抗値
を検出する。抵抗値メモリ72には抵抗値検出回路54で検
出された抵抗値が記憶される。抵抗値差算出回路74は抵
抗値検出回路54で検出された抵抗値と所定の時間前に検
出された抵抗値との差を算出する。

【００１０】抵抗値差算出回路74には比較回路78が接続
されている。比較回路78は抵抗値差算出回路74で算出さ
れた抵抗値差と基準値メモリ76に記憶されている抵抗値
差の基準値とを比較する。基準値メモリ76には火炎の立
ち消えと判断される抵抗値差の基準値が記憶されてい
る。この基準値はたとえば10オームとすればよい。比較
回路78には立ち消え検出回路52が接続され、立ち消え検
出回路52は比較回路78から送られる比較結果に基づき火
炎の立ち消えを判定する。なお、図示しないが、所定の
時間間隔の設定、基準となる抵抗値の差の設定などを入
力する入力手段を設けることが好ましい。

【００１１】制御回路60は全体の動作を制御する回路部
であり、立ち消え検出回路52、タイマ回路62、スイッチ
68に接続されている。

【００１２】上記の接続関係を有する各回路部におい
て、セラミック点火ヒータ40は耐熱性に優れており、点
火器材として使用され、更に炎の立ち消えを検出するセ
ンサとしても使用される。セラミック点火ヒータ40は、
タイマ回路62により通電され高温となり、所定の時間が
経過すると高温に加熱され、その後に供給されたガスに
点火がされる。セラミック点火ヒータ40は温度の変化に
応じてその抵抗値が変化する。

【００１３】抵抗値検出回路54は、セラミック点火ヒー
タ40の抵抗値を検出する回路部である。抵抗値検出回路
54によって検出されるセラミック点火ヒータ40の抵抗値
は、温度によって変化するので、所定の時間間隔ごとの
抵抗値の差が所定のしきい値を越えたか否かによって火
炎の立ち消えを検出する。なお、抵抗値の差が所定のし
きい値を越えたか否かを判断することに代えて、抵抗値
の減少割合が所定のしきい値、たとえば５％を越えたか
否かを判断するようにしてもよい。

【００１４】立ち消え検出回路52は、比較回路78からの
結果に基づき、炎の立ち消えを検出する。通常、炎が発
生している場合には３００〜５００℃時のセラミック点
火ヒータ40の抵抗値が検出されるが、炎が消えると温度
が下がり検出した抵抗値が下がるため、炎の立ち消えの
検出が可能となり、例えば１００℃程度に下がったこと
で炎の立ち消えを検出するが、本発明においては、基準
値メモリ76に基準の抵抗値の差としてたとえば10オーム
が記憶され、たとえば30秒間隔で検出された抵抗値の差
が10オームを越えることにより炎の立ち消えを検出す
る。

【００１５】制御回路60は、マイクロプロセッサにより
有利に構成され、スイッチ68からの入力または立ち消え
検出回路52から送られる立ち消え判定信号を受信し、各
部を制御する制御回路である。タイマ回路62は、所定の
時間を計測するタイマにより構成され、セラミック点火
ヒータ40への通電および電磁弁64の開閉の制御のための
経時を判定する。

【００１６】電磁弁64は、図示しないノズルパイプに設
けられ、ガスバーナへのガスの供給を制御する。また、
スイッチ68は操作者が点火ヒータの点火の指示を入力す
るスイッチである。

【００１７】操作者がスイッチ68から点火の指示を入力
すると、この指示が制御回路60へ送られ、制御回路60か
らタイマ回路62に制御信号が出力される。タイマ回路62
によりセラミック点火ヒータ40が通電され、加熱され
る。セラミック点火ヒータ40の通電が開始されると、制
御回路60からタイマ回路62へ制御信号が出力され、タイ
マ回路62は所定の時間を計測する。所定の時間、たとえ
ば１０秒間が経過すると、セラミック点火ヒータ40は加
熱してガスの着火温度、たとえば１２００℃に達する。
そこでタイマ回路62が１０秒間の経過を計測すると、タ
イマ回路62により電磁弁64が開かれ、ガスをバーナへ供
給させる。これによりガスに点火され、燃焼が開始され
る。

【００１８】電磁弁64が開かれて燃焼が開始された後、
制御回路60からタイマ回路62へ制御信号が出力され、タ
イマ回路62は所定の時間を計測する。タイマ回路62が所
定の時間、たとえば１０秒間の経過を計測すると、タイ
マ回路62によりセラミック点火ヒータ40への通電が止め
られる。このように、着火後所定の時間が経過するとセ
ラミック点火ヒータ40への通電を止めることにより、セ
ラミック点火ヒータ40の劣化を防止する。

【００１９】点火された後、通常の燃焼が行われている
時には、セラミック点火ヒータ40に火炎が当たるため、
セラミック点火ヒータ40は火炎によって高い温度に加熱
された状態を維持している。しかし、何らかの原因、た
とえば風などが当たることによって炎が消えると、セラ
ミック点火ヒータ40には火炎が当たらなくなるため、セ
ラミック点火ヒータ40の温度は急激に下降する。着火
後、前述のように、セラミック点火ヒータ40の抵抗値を
所定の時間間隔、たとえば30秒ごとに検出し、30秒前の
抵抗値との差を所定のしきい値、たとえば10オームと比
較する。抵抗値の差が10オームを越えた場合には急激な
抵抗値の低下によって火炎の立ち消えがあったと判断す
る。

【００２０】立ち消え検出回路52によって炎の立ち消え
が検出されると、制御回路60は立ち消え検出回路52から
の信号に応じて電磁弁64を閉鎖し、ガスの供給が直ちに
ストップされるとともに、タイマ回路62へ制御信号を出
力する。これにより、再びセラミック点火ヒータ40に通
電され、セラミック点火ヒータ40が加熱される。前述の
ように、セラミック点火ヒータ40への通電開始後、たと
えば１０秒間が経過すると、セラミック点火ヒータ40は
着火温度、たとえば１２００℃に達するため、電磁弁64
が開かれ、ガスが再び供給される。

【００２１】なお、ガスヒータにおいては、たとえば強
火、中火、弱火の３段階の燃焼が行われる。したがっ
て、たとえば強火から中火または弱火への切り換え、中
火から弱火への切り換えによっても所定時間間隔におけ
る抵抗値の差がしきい値を越えることがある。特に強火
から弱火への切り換えにおいては火炎の立ち消えと同様
な抵抗値の差を示す可能性がある。したがってこれらの
切り換えによって上記の立ち消え検出回路52は抵抗値の
差に基づき火炎の立ち消えを判定することもあり得る
が、これらの場合には操作者によって燃焼の段階の切り
換えが行われるから、切り換え時に立ち消え検出を行わ
ないような指示を入力しておけばよい。

【００２２】以上のように本実施例の点火ヒータによれ
ば、セラミック点火ヒータ40を点火手段として用いると
ともに、炎の立ち消え検出手段としても用いている。こ
の構成において、所定時間間隔ごとのセラミック点火ヒ
ータ40の抵抗値の差を算出し、これにより火炎の立ち消
えを判定するようにしているから、常時抵抗値を検出し
抵抗値によって火炎の立ち消えを判定する場合のように
セラミック点火ヒータ40の抵抗値のばらつきを考慮して
抵抗値の補正を行う必要がないため、火炎の立ち消えを
適切に判断することができる。したがって、複雑な機構
を付加することなく、容易に火炎の立ち消えを検出する
ことができる。

【００２３】なお、上記の説明は本発明の好ましい一実
施態様であるが、本発明は上記の実施例に限られること
なく種々の変更が可能である。たとえば所定の時間間
隔、基準となる抵抗値のしきい値が上記の値に限られな
いことはいうまでもない。

【００２４】

【発明の効果】本発明の点火ヒータによれば、セラミッ
ク点火ヒータを点火手段として用いるとともに、炎の立
ち消え検出手段としても用いている。この構成におい
て、所定時間間隔ごとのセラミック点火ヒータの抵抗値
の差を算出し、これにより火炎の立ち消えを判定するよ
うにしているから、抵抗値によって火炎の立ち消えを判
定する場合のようにセラミック点火ヒータ40の抵抗値の
ばらつきを考慮して抵抗値の補正を行う必要がないた
め、火炎の立ち消えを適切に判断することができる。し
たがって、複雑な機構を付加することなく、容易に火炎
の立ち消えを検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による点火ヒータの一実施例を示すブロ
ック図である。

【図２】セラミックヒータを示す正面図である。

【図３】図２のセラミックヒータの製造過程を示す斜視
図である。

【図４】図２のセラミックヒータの製造過程を示す斜視
図である。

【図５】図２のセラミックヒータの構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

４０ セラミックヒータ ４２ セラミック基材 ４４ 抵抗体 ５０ 電源線 ５２ 立ち消え検出回路 ５４ 抵抗値検出回路 ６０ 制御回路 ６２ タイマ回路 ６４ 電磁弁 ６６ 電源 ６８ スイッチ ７０ インターバル設定回路 ７２ 抵抗値メモリ ７４ 抵抗値差算出回路 ７６ 基準値メモリ ７８ 比較回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セラミック点火ヒータと、 所定の時間間隔を設定するインターバル設定手段と、 前記インターバル設定手段により設定された所定の時間
   間隔で火炎中に配置された前記セラミック点火ヒータの
   抵抗値を検出する抵抗値検出手段と、 前記抵抗値検出手段により検出された前記セラミック点
   火ヒータの抵抗値を記憶する記憶手段と、 前記抵抗値検出手段により検出された前記セラミック点
   火ヒータの抵抗値と前記記憶手段に記憶された所定の時
   間前の抵抗値との差を算出する抵抗値差算出手段と、 前記所定の時間間隔で検出された前記セラミック点火ヒ
   ータの抵抗値の差を所定のしきい値と比較する比較手段
   と、 前記比較手段から得られた結果に基づき火炎の立ち消え
   を検出する立ち消え検出手段とを有することを特徴とす
   る点火ヒータ。