JPH02223726A - 燃焼機器の安全回路 - 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〕 本発明はガス小型湯沸器等の給湯機器あるいはガススト
ーブ等の暖房機器などの燃焼機器における安全回路に関
する。

ガス燃焼器等の燃焼機器には高い安全性が必要とされて
おり、特に室内で使用される湯沸器においては、イグナ
イタ回路の故障等によって生ガスが着火されないまま放
出され続けるようなことは。

ガス中毒あるいはガス爆発等を防止するために絶対に避
けなければならない、したがって、かかる事態を防止す
るための安全回路が必要とされている。

〔従来の技術〕

従来の湯沸器では１着火にあたっては、生ガスをバーナ
から放出してこの生ガスにイグナイタ回路の放電電極で
放電させて着火を行っている。

〔発明が解決しよ・）とする課題〕

しかしながら、イグナイタ回路の電源用の電池電圧の低
下、イグナイタ放電電極に高電圧を印加するイグニショ
ントランスのコイルの断線、あるいは高圧回路部品の故
障等によって放電電極に火花が飛ばない場合もあり、か
かる場合には生ガスは着火されないまま放出され続ける
ことになる。

この生ガスは機器内あるいは室内に充満すると。

ガス中毒やガス爆発を引き起こす危険性がある。

したがって本発明の目的は、イグナイタ回路等の故障に
よって燃料に着火されなかった場合に。

燃料が放出され続けることを防止することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る燃焼機器の安全回路は、一つの形態として
、イグニショントランスで発生した高電圧でイブ光イタ
放電電極を放電させるイグナイタ回路を備えた燃焼機器
において、イグニショントランスの一次側巻線への印加
電圧を分圧する分圧器と１分圧器の分圧電圧侃゛−よっ
てイグナイタ放電電極の放電の有無を検知する放電検知
回路と、放電検知回路によって放電無しが検知された時
には燃料供給を禁止する禁止回路とを備えてなる。

また１本発明に係る燃焼機器の安全回路は、他の形態と
して、イグニショントランスで発生した高電圧でイグナ
イタ放電電極を放電さ−せるイグナイタ回路を備えた燃
焼機器において、イグニショントランスの二次側回路に
流れる放電電流を検出する検出回路と、検出回路の検出
出力によってイグナイタ放電電極の放電の有無を検知す
る放電検知回路と、放電検知回路によって放電無しと判
定された時には燃料供給を禁止する禁止回路とを備えて
なる。

〔作用〕

前者の形態の安全回路においては、トランスコイルの断
線や高圧回路部品の故障等に起因してイグニショントラ
ンスの一次側に正常な印加電圧が発生せず、よって放電
電極において放電が発生せずに着火に失敗した場合にも
９、−の印加電圧の低下が分圧器で検出され、この検出
出力に基づきさらに放電検知回路で放電無しの状態が判
定されこの結果に基づいて禁止回路で燃料供給が禁止さ
れる。よって生ガス等の燃料が燃焼せずに放出され続け
ることを未然に防止できる。

またｔ＆考の形態の安全回路においては、放電電極に火
花が飛んでいるか否かが放電電流を検出する検出回路に
よって直接に検出され、その検出結果に基づいて放電検
知回路が放電無しの状態を判定し、放電無しのときには
禁止回路で燃料供給を禁止する。

なお、ここで燃料供給を禁止するとは、燃料供給を完全
にしゃ断する場合の他、供給量を危険のない程度の量に
制限する場合をも含むものとＶる。

〔実施例〕

以下９図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図には本発明の一実施例としての燃焼機器の安全回
路が示される。この実施例では、安全回路を通用する燃
焼機器としてガス小型湯沸器が用いられている。

第１図において、１０はイグナイタＯＮ信号が入力され
る入力端子であり、入力端子ＩＯに入力されたイグナイ
タＯＮ信号は抵抗Ｒ１を介してトランジスタＱ１のベー
スに入力される。トランジスタＱｌはイグナイタＯＮ信
号に応じて電池電圧Ｖａをブロッキング発振回路Ｉに供
給するためのスイッチ回路として働り、ブロッキング発
振回路ｌは電池電圧ＶＢを昇圧させるための発振回路で
あり、キャパシタＣＩ、抵抗器Ｒ２，ダイオードＤＩ、
トランジスタＱ２．トランスＴＲＮを含み構成される公
知の回路である。

このブロッキング発振回路ｌの出力はダイオードＤ３と
キャパシタＣ２を介してイグニシヨン［・ランス２の一
次巻線２１に印加される。−次巻線２１の他端は通常は
接地されている。イグニショントランス２の一次側回路
においては、キャパシタＣ２のダイオードＤ３接続側端
子とイグニショントランス２の一次巻線接地側端子の間
に、　　ＰＮＰＮ素子１１．ダイオードＤ２．および抵
抗分圧器５が接続されている。

ここで、ダイオードＤ３は半波整流用のものであり、そ
の整流電流をキャパシタＣ２に充電する。

ＰＮＰＮ素子１１は、キャパシタＣ２の両端電圧と一次
巻線２１の両端電圧の和がＰＮＰＮ素子１１の放電開始
電圧に達するとＯＮするように動作する。これによりキ
ャパシタＣ２を充放電させ。

それを繰り返させ、イグニショントランス２の一次巻線
２１に電流を流し、その二次巻線側に、１：ＸＯＯ位の
巻線比で１２に〜１５ｋＶ程度の二次側高電圧を発生さ
せる。この高電圧は高圧コード１３を介してイグナイタ
放電電極３に印加され。

この放電電極３の間隙に放電させる。

抵抗分圧器５は抵抗器Ｒ３とＲ４の直列回路からなり、
イグニショントランス２の一次巻線側に印加される印加
電圧を分圧し、その分圧出力を抵抗器Ｒ５を介して検知
回路４に送出する。この抵抗器Ｒ３とＲ４は放電エネル
ギーに影響を与えない程度の高抵抗値のものに選ばれて
おり、イグナイタ回路を作動させ終わった後には、キャ
パシタＣ２の電荷を徐々に放電させて１人体に電撃を与
えないようにする放電抵抗としての機能を兼ねている。

検知回路４は、抵抗分圧器５の分圧出力が入力される抵
抗Ｒ５とキャパシタＣ３からなるチャージポンプ回路、
このキャパシタＣ３の端子電圧がベースに入力されるこ
とによって０Ｎ１０ＦＦされるトランジスタＱ３．　こ
のトランジスタＱ３のコレクタがベースに接続されてト
ランジスタＱ３の０Ｎ１０ＦＦに応じてＯＮ１０　Ｆ　
ＦされルトランジスタＱ３を備えている。

この検知回路４の動作を説明すると、イグニショントラ
ンス２の一次巻線への印加電圧が存在する時には、抵抗
分圧器５から抵抗Ｒ５を介してチャージポンプ回路にパ
ルス列が入力されてキャパシタＣ３の端子電圧が上昇し
、それによりトランジスタＱ３とＱ４がＯＮになり、ト
ランジスタＱ４のコレクタ側から“Ｈ”レベルの開弁ス
タートの許可信号を出力する。一方、何等かの原因でイ
グニショントランス２の一次巻線へ電圧が印加されなか
った場合には、キャパシタＣ３の端子電圧は上昇せず、
したがってトランジスタＱ３とＱ４はＯＦＦであり、開
弁スタート許可信号は出力されない。

検知回路４からの開弁スタート許可信号は抵抗Ｒ６〜Ｒ
８とキャパシタＣ４からなる微分回路を介してトランジ
スタＱ５のベースに入力される。

またキャパシタＣ４の両端にはキャパシタ放電用の抵抗
Ｒ９が接続される。トランジスタＱ５のベースはトラン
ジスタＱ６のベースに接続されて。

このトランジスタＱ６の０Ｎ１０ＦＦを制御する。

トランジスタＱ６はガスバルブ６の吸着コイルＧ■に印
加する電源電圧の０Ｎ１０ＦＦを制御するためのもので
あり、そのコレクタはガスバルブ６の吸着コイルＧＶに
接続される。

ガスバルブ６は自己吸着型のものであり、バーナーに供
給する生ガスの供給／しゃ断を制御する弁である。この
ガスバルブ６は吸着コイルＧＶと保持コイルＨＶを持つ
二重コイル構造となっており、吸着時には約０．３秒に
わたり吸着コイルに大きな電流を流して開弁を行い、そ
の後は小電流を保持コイルＨＶに流して開弁状態の保持
を行うものであり、これにより電池の長寿命化を図って
いる。ここで吸着コイルＧＶは数Ω、保持コイルＨ■は
数１００Ωのインピーダンスを持つ。

７はガスバルブ６の保持コイルＨＶに定電流を供給する
定電流回路である。またトランジスタＱ８は、トランジ
スタＱ６を介しての吸着コイルＧ■への供給電流あるい
は定電流回路７を介しての保持コイルＨＶへの供給電流
を制御するためのトランジスタであり、電源ＯＮ時には
、キャパシタＣ５と抵抗Ｒ１１，Ｒ１２の時定数回路で
決まる時間（約０．３秒）だけトランジスタＱ７がＯＮ
することによって電源から大電流を吸着コイルＧＶに供
給し、その後は抵抗Ｒ１４で決まる小電流をトランジス
タＱ８を介して保持コイルＨＶに供給するようになって
いる。

以下、上述の実施例回路の動作を説明する。

イグナイタＯＮ信号が入力されると、トランジスタＱｌ
が導通し、電池電圧ｖＩＩがブロッキング発振回路ｌに
印加され、このブロッキング発振回路ｌは発振を開始す
る。これにより電池電圧■―は昇圧されて発振出力とし
てイグニショントランス２側に出力され、ダイオードＤ
３で半波整流されてキャパシタＣ２を充電する。このキ
ャパシタＣ２の充電電圧が一定値以上になると、ＰＮＰ
Ｎ素子１１が導通してキャパシタＣ２を放電させて一次
巻線２１に電流を流し、それによりイグニショントラン
ス２の二次側に高電圧を発生させる。

この高電圧は放電電極３に印加され、その放電間隙に火
花を飛ばす。

このようにイグニショントランス２の一次側で正常な動
作が行われている状態では、プロフキング発振回路１の
出力側の整流電圧は抵抗分圧器５で分圧されて抵抗Ｒ５
を介してキャパシタＣ３に印加され、キャパシタＣ３の
端子電圧は上昇する。

これによりトランジスタＱ３とＱ４はＯＮとなり。

検知回路４は微分回路を介してｌ−ランジスタＱ５に開
弁スタート許ｉＪ信号を出力する。

Ｉ・ランジスタＱ５はこの開弁スタート詐り信号によっ
てＯＮされ、さらにトランジスタＱ６をＯＮさせる。こ
れによりガスバルブ６の吸着コイルＧＶには１−ランジ
スタＱ８とＱ６を通って電流が流れ、ガスバルブ６は開
弁されてガスをバーナに供給する。そしてこのガスはイ
グナイタ放電電極３の放電によって着火される。

なお、この吸着コイルＧＶに通電される時間は。

キャパシタＣ４と抵抗Ｒ６〜Ｒ９の微分回路の時定数で
決定され１通常、約０．３秒経過するとトランジスタＱ
５がＯＦＦされることによって通電停止となる。そして
その後は定電流回路７から定電流が保持コイルＨＶに供
給される。

いま、電池電圧の低下、イグニショントランス２のコイ
ルの断線、あるいは高圧回路部品の故障などが生じてイ
グニショントランス２の一次側での動作に異常を生じ、
その印加電圧が上がらないものとする。この状態では放
電電極３には放電が生じておらず、したがって、このま
まではバーナが着火されずに生ガスが放出し続けること
になり。

大変に危険である。

このようにイグニショントランス２の一次側の印加電圧
が低くなると、抵抗分圧器５の分圧電圧も低くなり、よ
ってキャパシタＣ３の端子電圧は丘がらず４　トランジ
スタＱ３とＱ４はＯＦＦ状態となる。この結果５　トラ
ンジスタＱ５はＯＮされることはなく、ξ７たが、って
トランジスタＱ６はＯＦＦのままであり、ガスバルブ６
の吸着コイルＧ■に通電されることはなく、よってガス
バルブ６は開弁されず、生ガスの放出は未然に防止され
る。

なお、イグナイタ回路が正常動作している場合イグナイ
タ回路を作動させてガスに着火を行った後にこれを停止
させた時には、キャパシタＣ２に蓄えられた高電圧は抵
抗分圧Ｓ５を介して徐々に放電されるので２例えば製造
工場における検査工程での放電テスト後２人が誤ってイ
グナイタ回路の高圧回路に触れたとしても１人体に感電
して電撃を与えるようなことを未然に防止できる。

第２図には本発明の他の実施例が示される。この第２図
において、第１図と同じ回路部品には同じ参照符号が付
されている。第１図の実施例との相違点として、第２図
の実施例回路では、イグニショントランス２の一次側回
路に抵抗分圧器がなく、その代わりにキャパシタＣ２の
電荷を放電するための放電抵抗Ｒ１６が設けられており
、また。

イグニショントランス２の二次側回路には直列に放電電
流検出用の抵抗Ｒ１５が挿入されていて。

その端子電圧が半波整流ダイオードＤ４を介してキャパ
シタＣ６に印加されるようになっておりこのキャパシタ
Ｃ６の端子電圧が検知回路４′のトランジスタＱ３のベ
ースに入力されている。

検出抵抗Ｒ１５は放電電極３での放電エネルギーにはほ
とんど影響を与えない程度の低抵抗値のものであり、放
電電流を電流／電圧変換し゛Ｃ放電電極３で放電が生じ
たことを検出するものである。

放電電流は例えば第４図に示される程度の大きさの電流
値で交流交番波形となっている。また、この時の放電電
圧波形は第３図に示されるようへ電圧波形となる。

以下にこの実施例回路の動作を説明する。イグナイタ回
路が正常に動作しており、よって放電電極３で放電によ
り正常に火花が発生しているものとする。この場合、イ
グニショントランス２の二次側回路には第４図に示され
るような放電電流が流れる。この放電電流は検出抵抗Ｒ
１５で検出されて電圧に変換され、ダイオードＤ４で半
波整流されてキャパシタＣ６を充電する。

これによりキャパシタＣ６の端子電圧は上昇し。

トランジスタＱ３をＯＮ、したがってトランジスタＱ４
もＯＮにする。これにより検知回路４′から開弁スター
ト許可信号が出力される。以降の動作は第１図の実施例
の場合と同様であり、ガスバルブ６の吸着コイルＧＶに
通電されてガスバルブ６が開弁される。

いま例えば、ブロッキング発振回路１の故障。

イグニショントランス２のコイルの断線、イグナイタ放
電電極３の外れ、あるいは水滴や高湿度や塩害、半導体
素子の破壊等によるイグナイタ回路の故障などが生じた
ため、放電電極３において放電が発生しなくなったもの
とする。すると、イグニショントランス２の二次側回路
には放電電流が流れず、したがって検出抵抗Ｒ１５に電
圧が生じず、キャパシタＣ６は充電されない。

この結果、検知回路４′のトランジスタＱ３はＯＦＦと
なり、よってトランジスタＱ４もＯＦＦで、開弁スター
ト許可信号は出力されない。これによりトランジスタＱ
５はＯＦＦのままであり。

結果としてガスバルブ６の吸着コイルＧＶは通電されず
、ガスバルブ６は閉弁されたままである。

よって着火が失敗しても生ガスが放出され続けることは
防止される。

本発明の実施にあたっては種々の変形形態が可箋である
０例えば上述の実施例におけるＰＮＰ　）ランジスタと
ＮＰＮ　）ランジスタは、電源電圧の極性を反転すれば
、それぞれＮＰＮ　）ランジスタとＰＮＰ　ｌ−ランジ
スタとに置き換えることが可能である。また検知回路に
おける電位検出はトランジスタによる以外にも種々可働
であり２例えばＣＭＯＳゲート、ＴＴＬゲートによった
り、ＣＰＵのポートやＡ／Ｄコンバータ等によっても可
能である。さらに第２図の実施例における放電電流検出
手段は直列抵抗Ｒ１５による以外にも種々回部であり９
例えば二次回路に直列挿入したインダクタ、あるいは変
流器によるなどの方法が可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、イグナイタ回路等の故障によって着火
用の放電が発生されなかった場合にも。

その放電発生の有無を確認しつつガスバルブを開閉制御
できるので、燃料が着火されないまま放出され続けると
いった事態を防止できる。特に本発明を室内使用のガス
湯沸器に用いた場合は、生ガスの放出によるガス中毒あ
るいはガス爆発の発生を未然に防止できる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例としての燃焼機器の安全回路
を示す図。 第２図は本発明の他の実施例としての燃焼機器の安全回
路を示す図。 第３図は第２図実施例回路における放電電圧波形の例を
示す図、および。 第４図は同じく放電電流の電流波形を示す図である。 図において。 ｔ−ブロッキング発振回路 ２−イグニショントランス ３−イグナイタ放電電極 ４−検知回路 ５−抵抗分圧器 ６−ガスバルブ ７・−・定電流電源回路 １ｌ−ＰＮＰＮ素子 Ｒ１−Ｒ１６・・−抵抗 ０１〜Ｃ６−キャパシタ Ｄ１〜Ｄ４−ダイオード Ｑ１〜ＱＩＯ・−トランジスタ Ｑｌｌ・・−コンパレータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）イグニショントランスで発生した高電圧でイグナ
   イタ放電電極を放電させるイグナイタ回路を備えた燃焼
   機器において、該イグニショントランスの一次側巻線へ
   の印加電圧を分圧する分圧器と、該分圧器の分圧電圧に
   よって該イグナイタ放電電極の放電の有無を検知する放
   電検知回路と、該放電検知回路によって放電無しが検知
   された時には燃料供給を禁止する禁止回路とを備えてな
   る燃焼機器の安全回路。
2. （２）イグニショントランスで発生した高電圧でイグナ
   イタ放電電極を放電させるイグナイタ回路を備えた燃焼
   機器において、該イグニショントランスの二次側回路に
   流れる放電電流を検出する検出回路と、該検出回路の検
   出出力によって該イグナイタ電極の放電の有無を検知す
   る放電検知回路と、該放電検知回路によって放電無しが
   検知された時には燃料供給を禁止する禁止回路とを備え
   てなる燃焼機器の安全回路。