JPS631498B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はイグナイタ回路とフレームロツド式火
炎検出回路とを備えた燃焼制御装置に関するもの
である。特には、低電圧の交流を電源として動作
するものであり、またパルス燃焼器に用いるもの
に関する。

低電圧の交流電源とは例えば24Vである。

パルス燃焼器とは、時間の経過に対し連続的に
燃焼火炎が存在する一般の燃焼器とは異なり、間
欠的即ちパルス状に火炎が発生する燃焼器であ
る。パルス燃焼器は、種々の方式があるが、例え
ば、燃焼室へのガス状燃料と空気との供給を制御
する弁と、燃焼室と、燃焼室とによつて所定の周
期の気柱振動を生ずるように設けた排気管とより
なる。一般に燃焼室と排気管が熱交換器となる。
その動作は、弁を介して燃料と空気を燃焼室に供
給し、これに点火器で点火すると爆発燃焼し、そ
の圧力によつて弁は閉じ、一方その燃焼ガスは排
気管を通つて排出される。この排出によつて燃焼
室は負圧となり、弁が開き、燃料と空気が吸入さ
れ、一方燃焼室と排気管によつて生ずる気柱振動
によつて排気管中の残燃焼炎又は高温ガスが燃焼
室に戻り、これを点火源として吸入された燃料は
爆発燃焼する。そしてこの圧力上昇によつて先の
燃焼排ガスを排出する。これを１サイクルとし、
連続的にこのサイクルを繰返すものである。つま
り燃焼は間欠的即ちパルス状に行なわれるもので
ある。

このパルス燃焼の周波数は一般に50Hz〜80Hzで
ある。

一方、フレームロツド式火炎検出回路は、火炎
に接触するように設けた一対の電極間に100〜
150V程度の交流を印加し、火炎の整流作用によ
つて前記電極間に生ずる交流の変化を信号とし
て、火炎の有無を検出するものである。従つて火
炎の検出は交流波形の正の半波において行なわれ
る。

このため、50Hz〜80Hzで燃焼している火炎に商
用交流電源の周波数の60Hzの交流を印加すると、
両者には相関がないので、火炎の無い部分に正の
交流が印加されるなどの場合が生じ、火炎の検出
ができない。そこで、各パルス火炎に正の交流が
重なるように印加交流の周波数を上げることが行
なわれる。例えば、印加交流の周波数を800Hz程
度にする。

この種の従来の燃焼制御装置を第１図、第２図
により説明する。

第１図において、低電圧交流電源１からの交流
は整流回路２で直流に変換され、次いで正弦波出
力波形インバータ３でさらに高周波数の交流に変
換すると共に昇圧し、イグナイタ回路４、フレー
ムロツド式火炎検出回路５に電圧を供給する。イ
グナイタ電極６でバーナ７に点火させ、フレーム
ロツド８で火炎検出を行なう。制御回路９と燃料
弁駆動回路１０は整流回路２から電源の供給を受
け、制御回路９は、イグナイタ回路４、燃料弁駆
動回路１０や燃料弁１１を制御する。

この詳細を第２図により説明する。交流電源１
は負荷の温度によつて作動するサーモスタツトに
よつて投入される。整流回路２はダイオード２０
とコンデンサ２１によつて構成されている。正弦
波出力波形インバータ３は発振回路とトランス２
２とから構成されている。発振回路は、コンデン
サ２３、抵抗２４，２５、トランジスタ２６、コ
ンデンサ２７，２８から構成されている。インバ
ータ３の出力の周波数は正弦波形の800Hz、出力
電圧は100V〜150Vである。電源の変動等によつ
て微小のコレクタ電流がトランジスタ２６に流れ
ると、トランジスタ２６はONとなり、コンデン
サ２８の電荷がトランス２２を通じて放出される
とトランジスタ２６はOFFとなる。次にトラン
ジスタ２６が完全にOFF状態となると、抵抗２
５とコンデンサ２７の時定数回路により、トラン
ジスタ２６はONとなり、動作を繰返すことにな
る。

イグナイタ回路４は、ダイオード３０，３１，
３２、抵抗３３，３４，３５，３６、サイリスタ
３７、ダイアツク３８、コンデンサ３９，４０、
トランジスタ４１のパルス発生回路と、パルスト
ランス４２とから構成されている。イグナイタ回
路４を動作させるときにはトランジスタ４１が
OFFとなつている。充放電用コンデンサ３９は
はダイオード３０を介して充電される。またコン
デンサ４０は抵抗３４を介して充電され、この電
位がダイアツク３８の導通電位以上になると、コ
ンデンサ４０の電荷によりサイリスタ３７がON
し、充放電用コンデンサ３９の電荷はサイリスタ
３７、パルストランス４２、ダイオード３１を通
して放電し、イグナイタ用の高電圧が得られる。
抵抗３３はイグナイタ回路４の非動作時の充放電
用コンデンサ３９の充電々圧を制御する。

火炎検出回路５は、コンデンサ４５，４６、抵
抗４８，４９と燃焼制御用集積回路５０の一部と
からなる。火炎検知用の交流電源はコンデンサ４
５を介して印加され、火炎の整流作用によつて得
られた直流は抵抗４８，４９、コンデンサ４６で
交流分を除去され、直流電圧となり、制御回路９
の燃焼制御用集積回路５０の火炎信号入力端子５
１に入力される。

集積回路５０は例えば(株)日立製作所製HA−
16605Wであり、シーケンス制御を行う。集積回
路５０は点火開始になると、出力端子５４，５５
をLoレベルとし、燃料弁の電磁コイル５６を通
電し、燃料を供給し、またイグナイタ回路４を駆
動する。点火すると、出力端子５５をHiレベル
とし、トランジスタ４１をONさせ、イグナイタ
回路４の動作を停止させる。

抵抗５８、コンデンサ５９、ツエナーダイオー
ド６０によつて集積回路５０用の電源が作られ
る。６１は電源入力端子、６１はグランド端子で
ある。

このものでは、インバータ３は、トランス２２
の２次側の出力を１次側に帰還させているので、
２次側の負荷の大きさによつて２次側の電圧及び
周波数が変化する。このため、イグナイタ回路４
を動作させているときには、フレームロツド８に
印加される電圧が低くなり、火炎への交流の印加
によつて得られるフレーム電流が少なくなり、イ
グニツシヨン中の火炎検出が困難となつている。

また、インバータ３はそのトランジスタ２６の
ベースに電流を常時通じておくようにしているの
でベース電流がトランジスタの活性領域にある時
点があり、コレクタ損失により、トランジスタ２
６が発熱する問題があつた。

また、インバータ３が故障しても制御回路９、
燃料弁駆動回路１０には電源が供給されているの
で、制御シーケンスは進み、イグニツシヨン不能
であるのに燃料弁が開くことになり、安全性に問
題があつた。

本発明の第１の目的は、イグニツシヨン中に火
炎に印加する電圧を高くすると共に、インバータ
の発熱を防止することにある。第２の目的は安全
性を向上させることにある。

本発明は、インバータを矩形波を出力するもの
とし、インバータのトランスの２次側の出力を１
次側に帰環しないようにしたものである。

以下、本発明を第３図、第４図に示す一実施例
により説明する。第３図においてインバータ７０
として矩形波出力インバータを設け、イグナイタ
回路４及び火炎検出回路５に交流を供給するよう
にし、また低電圧の交流を制御回路９及び燃料弁
駆動回路１０に供給するようにしている。

第４図において、インバータ７０のトランス７
１は１次側巻線７１ａと、２次側の低電圧用巻線
７１ｂと高電圧用巻線７１ｃとからなる。１次側
巻線７１ａのセンタタツプに直流電源を接続して
いる。発振回路はトランジスタ７３，７４と、コ
ンデンサ７５，７６と、抵抗７７，７８とからな
る。電源とベース間には起動用抵抗を有しない。

トランジスタ７３がON側に移行し始めると、
トランジスタ７３のコレクタ電位は下り、トラン
ジスタ７４のベースは負電位となりトランジスタ
７４はただちにOFFする。トランジスタ７３は
抵抗７７によるコンデンサ７５の充電電流をベー
ス電流としてONしているが、充電電流が減少し
てトランジスタ７３のコレクタ電位が上昇し始め
ると、トランジスタ４がONし、トランジスタ７
３は直ちにOFFする。このようにして発振を持
続する。たとえトランジスタ７３，７４がともに
最初からOFF状態でも、電源にリツプルがある
ため起動する。２次巻線には矩形波が得られる。

これによれば、トランジスタは発熱しないもの
であり、パワートランジスタを用いる必要がな
い。

トランス７１の高圧用巻線７１ｃの出力電圧は
100〜150V程度である。低電圧巻線７１ｂには、
ダイオード８０，８１とコンデンサ８２を設け、
直流電源としている。

Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆは第２図のＡ〜Ｆのそ
れぞれの点を示す。他の構成は従来と同様であ
る。

このように、インバータ７０の構成はトランス
の２次側の出力を１次側に帰環させていないの
で、その出力はイグナイタ４による負荷の大きさ
の変化に影響されることが少ない。このため、イ
グニツシヨン中の火炎検出を印加電圧を高くしな
くてもできるものである。またトランジスタ７
３，７４のON、OFFの切替えが早いため、発熱
するようなことがないものである。このためパワ
ートランジスタ等を用いる必要がないものであ
る。

また、このように矩形波出力のインバータであ
るから、制御回路９、燃料弁駆動回路１０の電源
をとつてもトランジスタの発熱等の問題がなく、
インバータ７０から制御回路９、燃料弁駆動回路
１０の電源を供給できるものである。従つて安全
性を向上させることができるものである。

以上の如く本発明によれば、イグニツシヨン中
の火炎への印加電圧が低くならず火炎検出が容易
になると共に、インバータの発熱を防止できるも
のである。また制御回路や燃料弁駆動回路の電源
をインバータから供給できるので、安全性を向上
させることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の燃焼制御装置のブロツク図、第
２図は従来の燃焼制御装置の回路図、第３図は本
発明の燃焼制御装置の一実施例のブロツク図、第
４図は本発明の燃焼制御装置の一実施例の要部の
回路図である。 ２……整流回路、３，７０……インバータ、４
……イグナイタ回路、５……フレームロツド式火
炎検出回路、６，８……電極、９……制御回路、
１０……燃料弁駆動回路、４２……パルストラン
ス、５０……燃焼制御用集積回路、７１……イン
バータのトランス、７１ａ……１次巻線、７１ｂ
……低電圧用巻線、７１ｃ……高電圧用巻線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ イグナイタ回路と、燃料弁駆動回路と、これ
   らを制御するシーケンス制御回路と、シーケンス
   制御回路に出力するフレームロツド式火炎検出回
   路と、交流電源を直流にする整流回路と、整流回
   路の出力を入力して前記交流電源の周波数および
   電圧よりもそれぞれ周波数および電圧の高い交流
   に変換してイグナイタ回路およびフレームロツド
   式火炎検出回路に交流を出力するインバータとよ
   りなる燃焼制御装置において、インバータは、そ
   の１次巻線のセンタタツプを整流回路に接続し、
   そのセンタタツプ付の１次巻線の両端にそれぞれ
   トランジスタのコレクタを接続し、このコレクタ
   からコンデンサと抵抗を介して他方のトランジス
   タのベースに接続し、矩形波の電圧波形を出力す
   るように設け、また該インバータは前記燃料弁駆
   動回路およびシーケンス制御回路の少なくとも一
   方に電源を供給するように設けたことを特徴とす
   る燃焼制御装置。