JPH0654172B2 - 燃焼器の点火装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、石油バーナー等に供せられる点火装置で、特
に点火放電の間隔が電源周波数に同期するいわゆる電源
同期式の点火装置に関するものである。

従来の技術 従来、第６図に示す如く電源２１に交流電源を用いダイ
オード２２を介してコンデンサ２３に充電しておいた電
荷をサイリスタなどのスイッチ素子２６で昇圧トランス
２４の１次側巻線に流して２次側の電極２５に高電圧火
花を得る点火装置では、通常半波整流回路でコンデンサ
２３を充電し、逆位相の半波時にサイリスタのゲートを
トリガーして充電電荷を放電するいわゆる電源同期式
と、サイリスタ２６のゲート部に点線で結線したＣＲ時
定数回路２７と印加電圧が所定値以上になるとオンする
ダイアックで構成されるトリガー回路２８を設け、約５
０〜１００ms間隔に一回サイリスタをトリガーする電源
非同期方式とがある。電源同期式は構成が単純で安価で
あるが、火花放電が連続するので放電音を高く感じ、石
油ファンヒータなどの開放式石油ストーブでは高価な電
源非同期式を採用することで火花放電音に対する苦情を
回避している。また、点火装置においても外部から与え
られる制御信号はオンかオフかを指示する信号で、電源
同期式か電源非同期式かは点火装置内部の回路構成によ
るものであった。

発明が解決しようとする課題 石油を気化し、その気化ガスを点火装置の火花放電で着
火させる場合の着火性は、火花放電の間隔が同じであれ
ば燃焼空気温度が下がる方が悪くなる。また燃焼空気の
温度が同じであれば（温度が下がらない）火花放電の間
隔が広がる方が悪くなることを経験している。そこで、
電源非同期式の点火装置にあっては火花放電の間隔がで
きるだけ安定している方が好ましい。しかしながら、従
来の電源非同期方式点火装置には次のような課題を有し
ている。

(1) 非同期のための回路を有しているので電源同期式
に比べ回路が大きくなる。

(2) 火花放電の間隔を決定するＣＲ時定数回路は一般
に精度が悪い物とされており精度を上げるためには高価
なコンデンサＣ、抵抗Ｒを選択する必要がある。

(3) 従来の電源非同期式のＣＲ時定数回路は充電電源
を交流電源から得るため、交流電源の電圧が下がると火
花放電の出力電圧が低下すると同時に、縦軸の放電周期
と横軸の交流電源電圧を示す第３図におけるグラフ(イ)
に示すように放電間隔も長くなり、着火性に与える影響
が大きくなる。

(4) 火花放電間隔の管理が必要で、間隔の上下限で着
火性及び火花放電音の設計配慮が必要である。

(5) 電源同期式と非同期式との方式変更を容易にでき
ない。

本発明はこのような点を鑑みて発明したもので、点火装
置を小型化するとともに点火放電間隔を安定させること
で音の軽減、性能の安定化を図ることを目的としてい
る。

課題を解決するための手段 本発明は上記課題を解決するため、交流電源の半サイク
ル期間に充電されたコンデンサの電荷をスイッチ素子で
放電させる構成の点火装置と、前記スイッチ素子へのト
リガー信号を電源に同期させるための信号を検出するゼ
ロクロス検出回路と、ゼロクロス信号に同期して一定回
数トリガー信号出力を行なうオン動作手段とゼロクロス
信号が入力されても所定回数分はそのトリガー信号出力
を行なわないオフ動作手段とを繰り返す構成を備えたも
のである。

作用 本発明は上記構成によって、点火装置は回路構成が単純
で安価な電源同期式の構成を採用することが出来、しか
も火花放電の間隔はゼロクロス信号の回数で決定される
ので回路定数のばらつきの影響や、電源電圧変動による
影響も受けずに常に安定した放電周期での動作となる。

実施例 以下、石油ファンヒータの点火装置に本発明を実施した
例を添付図面に基づいて説明する。第１図は本実施例の
主要回路図で、１は交流電源、２は気化筒、３は気化筒
２に埋め込まれたヒータ、４は灯油を吐出するポンプ、
５はバーナモータで、ポンプ４で送られた灯油は気化筒
２で気化されると同時にバーナモータ５で送られてきた
燃焼用空気と燃焼室６で混合される。７は点火電極、８
は電源同期式の点火装置で、交流電源１のＢライン側が
正の半サイクルでダイオード８−２と抵抗８−３を経由
しコンデンサ８−１に電荷が充電され、次のＡライン側
が正になる半サイクルで抵抗８−４にゲート端子を接続
されたサイリスタ８−５がオンするので、コンデンサ８
−１の電荷が昇圧トランス８−６、サイリスタ８−５、
コンデンサ８−１と流れ、点火電極７間に火花放電が発
生する。８ａはホトカップラのホトトランジスタ側８ａ
−１端子が前記サイリスタ８−５のゲート−カソード間
に接続されたトリガー回路、９は石油ファンヒータが燃
焼していることを想定した火炎、１０は燃焼状態を監視
するフレームロッド、１１は室温を検出するサーミス
タ、１２は電圧検出回路で変圧器で降圧された交流電源
１の電圧を整流、平滑、増幅し端子１２ａから出力する
ものである。１３はゼロクロス検出回路で双方向ＬＥＤ
とホトトランジスタを配したホトカップラのＬＥＤ側を
交流電源１間に接続し、ホトトランジスタ側の出力端子
１３ａにはパルス信号が出力される。１４はＡ／Ｄ変換
回路を内蔵したマイクロコンピュータで少なくても前記
サーミスタ１１、電圧検出回路１２、ゼロクロス検出回
路１３、トリガー回路８ａが接続されている。

第２図はゼロクロス検出回路１３からの信号入力からト
リガー回路８ａへの信号出力までのマイクロコンピュー
タ１４内部での処理を示す処理構成図である。

前記構成で点火装置８の動作を燃焼室６で混合された灯
油の気化ガスと燃焼空気は点火電極７の火花放電で着火
し、その着火確認及び燃焼確認はフレームロッド１０で
行なわれる。前記マイクロコンピュータ１４内部の処理
内容は第２図の処理構成図で示す。１４−１はゼロクロ
ス信号の出力回数を計数するカウンター、１４−２はカ
ウンター１４−１が第一の所定回数（本実施例では２と
する）に達するまでトリガー回路８ａに“Ｈ”信号を出
力することを指示するオン動作手段、１４−３は同じく
カウンター１４−１が第二の所定回数（本実施例では６
とする）に達するまでトリガー回路８ａに“Ｌ”信号を
出力することを指示するオフ動作手段で、カウンター１
４−１はカウント値が６になった時点で０にクリアされ
るものとする。切替手段１４−４、１４−５はカウンタ
ー１４−１のカウント値に応じてオン動作手段１４−２
とオフ動作手段１４−３とを交互に切り替えるもので、
出力手段１４−６は切替手段１４−５の接続状態に応じ
て“Ｈ”又は“Ｌ”信号を出力するものである。今、出
力手段１４−６の出力が“Ｈ”であるとするとトリガー
回路８ａのＬＥＤ８ａ−２が点燈、ホトトランジスタ８
ａ−１はオン状態にある。この状態ではサイリスタ８−
５はオンできず、点火電極７での火花放電は起こらな
い。一方、出力手段１４−６の出力が“Ｌ”の場合、ホ
トトランジスタ８ａ−１はオフ状態にあり、Ａライン側
が正になる半サイクル時にサイリスタ８−５がオンして
点火電極７に１回火花放電が発生する。１４−７は電圧
判定手段で交流電源１の電圧が低いと判定すると前記第
二の所定回数を６回以下に、逆に高いと判定すると６回
以上に修正する指示を出すものである。第３図は交流電
源電圧と放電周期の関係を示すもので、電圧が下がるに
つれて放電周期が長くなる従来(イ)に比べて、本実施例
ではグラフ(ロ)に示すように放電周期が短くなって電圧
低下による火花パワー低下を補っている。

次に、カウンター１４−１とオン動作手段１４−２、オ
フ動作手段１４−３の具体的な動作を第４図のフローチ
ャートを用いて説明する。マイクロコンピュータ１４の
一連の処理の一部としてステップＳ１からステップＳ８
の処理ブロックがある。ステップＳ１は入力される信号
をゼロクロス信号として判断するルーチン、ステップＳ
２は点火装置の作動／停止状態を判別するルーチンで、
作動状態時はステップＳ３以降を実行することで間欠的
な火花放電を繰り返し、停止状態時はステップＳ８に移
行するので継続した停止となる。ステップＳ３はカウン
ター１４−１のカウント値を＋１するルーチン、ステッ
プＳ４はカウント値を第二の所定値である６と比較する
ルーチンで、６以上の場合はステップＳ５にてカウント
値が０に初期化される。ステップＳ６はカウント値を第
一の所定値である２と比較するルーチンで、２未満の場
合はステップＳ７で出力手段１４−６から“Ｌ”信号を
出力する処理を、２以上の場合はステップＳ８で“Ｈ”
信号を出力する処理を行なう。この時の各部波形を第５
図に示す。第５図(イ)は交流電源１の波形、同(ロ)はゼロ
クロス検出回路１３の出力であるゼロクロス信号で、添
番はカウント値を示す。同(ハ)は点火装置作動状態時の
トリガー回路８ａへの出力信号で、カウント値に応じて
“Ｈ”／“Ｌ”を繰り返している様子を示している。本
実施例の場合電源周波数が５０Hzであると繰り返し周期
は６０msになり、サイリスタ８−５はカウント値が０も
しくは１の時オンするので、点火電極７の火花放電波形
は(ニ)のようになる。点火装置停止状態時はゼロクロス
信号が入力されても“Ｈ”信号が出力されるだけなので
点火電極７で火花放電が起こることはない。

本説明では簡単にするため電圧判定手段１４−７の関連
動作は省略して説明したが、実際は他のルーチンですで
に決定されている電圧判定結果に応じてステップＳ４の
判断値６を増減することによって容易に実現できる。

上記実施例の構成によれば、火花放電の間隔を自由に設
定でき、しかも電源非同期式点火装置以上の安定した動
作を、構成が単純な電源同期式点火装置で実現できる。
さらに、点火装置は電源同期式であれば本実施例のよう
なサイリスタによるスイッチングにこだわるものでな
く、トランジスタをマイクロコンピュータで直接オン／
オフさせる方法でも同様の効果が得られる。

発明の効果 以上、実施例から明らかなように本発明は、次のような
効果を有するものである。

(1) 点火装置に安価な電源同期式を使用でき、しかも
火花放電音が静かである。

(2) 火花放電の周期を自由に設定できる。

(3) 火花放電の周期ばらつきが極めて少ないので、着
火性の保証が容易である。

(4) 電圧検出回路と併用することで電源電圧低下によ
る放電エネルギー不足を補正できる。

(5) 点火装置を電源同期式にするのも非同期式にする
のもマイクロコンピュータのプログラム次第で変更が容
易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の主要回路図、第２図は前記
実施例に基づくマイクロコンピュータ内部での処理を示
す処理構成図、第３図は交流電源電圧と放電周期の関係
図、第４図は前記マイクロコンピュータでのフローチャ
ート図、第５図は各部波形図、第６図は従来の電源非同
期式点火装置の回路構成図である。 １……交流電源、８……点火装置、８ａ……トリガー回
路、１３……ゼロクロス検出回路、１４……マイクロコ
ンピュータ、１４−２……オン動作手段、１４−３……
オフ動作手段、１４−４，１４−５……切替手段、１４
−７……電圧判定手段。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】交流電源の半サイクル期間に充電されたコ
   ンデンサの電荷をサイリスタ等のスイッチ素子で放電さ
   せることにより、該放電電流を昇圧トランスの１次巻線
   に流して前記昇圧トランスの２次巻線側に高電圧を得る
   点火装置と、前記スイッチ素子へのトリガー信号をゼロ
   クロス電源に同期させるための信号を出力するゼロクロ
   ス検出回路と、前記点火装置のスイッチ素子を動作させ
   るトリガー回路と、少なくとも前記ゼロクロス信号を受
   けて前記トリガー回路に動作タイミングを指示するマイ
   クロコンピュータであって、該マイクロコンピュータは
   連続して入力されたゼロクロス信号を計数し、第一の所
   定回数分を計数する間、前記点火装置のオン信号出力を
   前記トリガー回路へ出力するオン動作手段および入力さ
   れる連続したゼロクロス信号を第二の所定回数分計数
   し、この間は前記トリガー回路への出力指示を行なわな
   いオフ動作手段、前記点火装置の動作時は前記マイクロ
   コンピュータのオン動作手段とオフ動作手段とを繰り返
   す切替手段とを備えた燃焼器の点火装置。
2. 【請求項２】オン動作手段の第一の所定回数は最大２回
   とした特許請求の範囲第１項記載の燃焼器の点火装置。
3. 【請求項３】オン動作手段及びオフ動作手段の第一及び
   第二の所定回数は電源電圧に応じて異なるようにした特
   許請求の範囲第１項記載の燃焼器の点火装置。