JPS63172820A - 自励バーナー制御装置 - 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〕 本発明は自動バーナー制御装置に関するものである。

〔従来技術およびその問題点〕

電気化学的々自励バーナー制御装置は数年にわたって使
用されてきた。自励装置は、直列接続された１！ＦＦの
熱電対で構成された熱電発電器を用い　−るのが普通で
あった。それらの種類の装置はこれまで市販されており
、ハネウェル社（ＨｏｎｅｙｗｅｌｌＩｎｃ・）がパワ
ーパイル（Ｐ□ｗｅｒｐｉｌｅ）という商標でそのよう
な装置を販売していた。熱電発電器手段すなわちパワー
パイル（商標）はバーナーのパイロット炎にさらされて
非常に低い電位の直流電流を発生する。その非常に低い
電位の直流電流は特別な種類の燃料弁へ与えられる。そ
の弁は、機械的なサーモスタットに応答して開閉できる
ようＫ、そのサーモスタットによシ制御される。非常に
低いレベルの直流電位および直流電流を切換えなければ
ならないサーモスタットは故障し易いから、そのような
種類の装置の用途は限られている。

〔発明の概要〕

本発明は、熱電発電器手段すなわちパワーパイル（商標
）がパイロット炎にさらされて非常に低いレベルの直流
電位を発生する自励バーナー制御装置を提供するもので
ある。その非常に低いレベルの直流電位は発振器、とく
に、改良されたコルピッツ発振器として知られている発
振器を駆動するために用いられる。その発振器手段は交
流出力を発生する。その交流出力はトランスによシ昇圧
される。そのトランスの出力電圧はパワーパイル（商標
）から通常得られる電圧より高い。そのトランスの出力
電圧は整流器・コンデンサ型の装置で約５ボルトの直流
電圧にされる。その直流電圧によシ非常に低い電力の固
体温度制御手段が動作させられる。

温度制御手段は、約５ボルトの直流電流で動作でき、か
つ動作電力が非常に少いモノリシック０ＭＯ８制御器を
含む。その制御器は、熱電気発生装置に使用される種類
の弁に直列である固体スイッチを動作させる。

本発明の装置によシ、完全に固体装置で動作させられる
自励バーナー制御装置が可能である。この自励バーナー
制御装置では、熱電発電器により与えられる非常に低い
レベルの電圧および電流で開閉する機械的接点が無いた
めに、電気機械的装置の故障し易さが解消される。

本発明に従って、パイロットバーナーからの炎に応答し
て直流電位を発生する熱電気発生手段と、主バーナーへ
の燃料を制御する燃料弁手段と、この燃料弁手段ととも
に前記直流電位へ直列に接続され、前記直流電位を制御
して前記燃料弁手段を制御する固体スイッチ手段と、発
振器手段にして、自己を前記直流電位へ接続してその発
振器手段に電力を受けさせ、交流出力電圧を発生させる
接続手段を含む発振器手段と、この発振器手段の出力電
圧に応答する入力端子を有するとともに、整流器・コン
デンサ手段へ接続される出力端子を有Ｌ７、直流電源を
構成する昇圧手段と、この直流電源から電力を受ける固
体温度制御手段とを備え、この固体温度制御手段は制御
すべき温度に応答する温度センサを含み、前記温度制御
手段の出力端子は前記固体スイッチ手段へ接続され、前
記固体温度制御手段は前記固体スイッチ手段を制御して
前記弁手段を制御する自励バーナー制御装置が得られる
。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

本発明の自励バーナー制御装置はバーナ一手段１０を含
み、このバーナ一手段１０は主バーナ−１１とパイロッ
トバーナー１２を含む。炎１３がパイロットバーナー１
２から示されている。そのパイロットバーナー１２は従
来の直立型パイロットバーナーと構造が同様である。

炎１３は熱電発電器１４に当る。その熱電発電器は通常
紘熱電対を積重ねたものまたはハネウェル社によシ販売
されているパワーパイル（商標〕で通常構成される。こ
の熱電発電器１４は端子１５．１６で示されているよう
外直流出力端子を有する。その出力端子に生ずる出力電
圧は典型的には約７５０ミリポル）　（０，７５ボルト
）である。

この低い電圧を装置で用いるには特別な機器を必要とす
る。

端子１５．１６からの電圧は一対の導体１７゜１８によ
シ装置の導体へ与えられる。導体１Ｔは発振器手段２０
へ接続される。その発振器手段２０は修正されたコルピ
ッツ発振器である。その動作については後で詳しく説明
する。発振器手段２０は電界効果トランジスタ２１を含
む。この電界効果トランジスタ２１のゲート１９は抵抗
２３を介して回路点２４へ接続される。その回路点２４
は２個のコンデンサ２５と２６の間に接続される。

電界効果トランジスタ２１のドレインとソースはコンデ
ンサ２２を介して互いに接続される。コンデンサ２５は
正電位導体１１と回路点２４０間に接続される。コンデ
ンサ２６は回路点２４と発振器手段２０の導体２７０間
に接続される。発振器手段２０にはインダクタ２８も含
まれる。このインダクタ２８は回路点２４と電界効果ト
ランジスタ２１のソース−ドレインへ接続される。

発振器手段２０の動作については、との自励バーナー制
御装置の動作についての説明に関連して後で説明するこ
とにする。この段階では、発振器手段２１は発掘し、交
流出力を、トランス３３として示されている昇圧手段の
１次巻線３２へ供給することを知るだけで十分である。

そのトランス３３は出力部として２次巻線３４を有する
。

発振器手段２０が動作すると交流出力電位がトランス３
３の１次巻線３２へ与えられ、そのトランスにより昇圧
されて、２次善＠３４に高い交流電位として現われる。

その２次巻線３４の端子間電圧は導体２７と１７の間に
与えられる。その交流電圧は、整流器３６と、ツェナー
ダイオード３７と、充電コンデンサ３８とを含む直流電
源３５へ与えられる。この直流電源の動作は良く知られ
ているものであって、トランス３３０２次巻線３４から
の交流がダイオード３６により整流され、ツェナーダイ
オード３７によりクリップされ、調整された電圧として
コンデンサ３８に充電される。

したがって、回路点４０は装置を平衡させる調整された
直流電源となる。その回路点４０には、この装置におい
ては、５ボルトを僅かにこえる調整された直流電圧が現
われる。

この装置を完成させるために、固体温度制御手段４５を
用いる。この固体温度制御手段４５は、動作に極めて小
さい電力を用いるモノリッツ２６ＭＯ８制御器である集
積回路４６を含む。ここで説明している実施例において
用いる特定の種類のモノリッツ２６ＭＯ８制御器として
は、リニヤ・テクノロジー（Ｌｉｎｅｓ　Ｔｅｃｈｎｏ
ｌｏｇ７　）製の「パン−パン制御器（Ｂａｎｇ　−Ｂ
ａｎｇ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）ＬＴＣ１０４１Ｊ型を
使用できる。この特定の糧類の制御器は単なる例示であ
って、電力消費量の少い制御器であればどのような制御
器でも使用できる。

集積回路４６は導体５０に与えられた電力によシ回路点
４０から電力を供給される。固体温度制御手段４５の制
御機能は１群の抵抗およびコンデンサによシ定められる
。抵抗５１とコンデンサ５２がこの装置の基本的な動作
モードを設定するために用いられる。固体温度制御手段
４５が動作する制御点を設定するために可変抵抗５３が
用いられる。この装置の温度センサになるのはサーミス
タ５４の機能である。サーミスタ５４の抵抗値と、他の
抵抗の抵抗値と、可変抵抗５３の抵抗値とを基にして固
体温度制御手段４５は導体６０に制御出力を生ずる。そ
の出力は、サーミスタ５４の温度に応答して切換えられ
、それにより電界効果トランジスタ６１すなわち固体ス
イッチ手段を制御する。

動作 次に、との自励バーナー制御装置の動作を簡単に説明す
る。その動作のほとんどは自明のことである。パイロッ
トバーナー１２の炎１３は熱電気発生手段１４へ熱を与
える。そうするとその熱電気発生手段は低電位の直流を
端子１５．１６へ与える。その電位は直列接続されてい
るソレノイドコイル６４と電界効果トランジスタ６１へ
与えられる。その電界効果トランジスタ６１が導通状態
にされると、ソレノイドコイル６４は励磁されて弁６５
を開く。そうするとその開かれた弁６５を通って燃料が
主バーナ−１１へ供給されるから、その主バーナーは燃
料を燃焼して、たとえば温水プール用の水を加熱するボ
イラのような負荷に熱を与える。本発明の装置は完全に
自励装置であるから、補助エネルギーは不要であり、ま
たは装置を動作させる必要はなく、シたがって装置は温
水プールのような環境において全く安全である。

端子１５．１６における直流電位は発振器手段２０へ供
給される。この種の装置には少し電気的ノイズが存在し
、それらのノイズは電界効果トランジスタ２１のゲート
に現われる。そのノイズはトランス３３によって更に大
きくされる。１８０度移相された負帰還がインダクタ２
８とコンデンサ２６へ与えられる。負帰還信号は初めの
ノイズよシ小さい。負帰還信号は電界効果トランジスタ
２１とインダクタ２８によシ更に増幅され、電界効果ト
ランジスタ２１のゲートへ再び帰還される。その結果と
して振動が成長し、その振動は、導体１７．１８におけ
る入力供給電圧によシ制御される最高レベルまで成長す
る。

抵抗２３は、電界効果トランジスタ２１のゲート１９を
通ってソースおよびドレインへ流れる電流を最少にする
ために回路中に設けられる。その電流は電力を消費する
から発振器手段２０によシ発振される振動を減衰させる
。コンデンサ２２゜２５．２６およびインダクタ２Ｂは
発振器手段２０の発掘周波数を制御する。先に説明した
ように、この発振器手段は修正したコルピッツ発振器で
ある。

その発掘によりトランス３３の１次巻線３２に電流が流
れ、昇圧されてそのトランスの２次巻線３４に現われる
。電源装置３５がその昇圧された電圧を整流および蓄積
して、約５ボルトの調整された直流電位を回路点４０へ
与える。その調整された電圧は前記固体温度制御手段４
５を動作させるために用いられる。

この自励バーナー制御装置を温水プールに用いる場合に
は、サーミスタ５４はボイラまたはプール内の水の温度
に応答して電界効果トランジスタ６１の動作を制御する
。そうすると弁６５がソレノイド６４の制御の下に開閉
して、燃料を主バーナ−１１へ供給させたシ、遮断した
シする。したがって、負荷（たとえば温水プール）の温
度は、サーミスタ５４が検出した温度に応答して可変抵
抗５３によシ設定された温度に調整される。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の自励バーナー制御装置の一実施例の回路図
である。 １０−−・・主バーナ−，１２・Φ・・パイロットバー
ナー、１４・・・・熱電気発生手段、２０・・・・発振
器手段、２８・・・・インダクタ、３３・・・・トラン
ス、３５・・・・直流電源、４５−・・一固体温度制御
手段、５３会・・・サーミスタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. パイロットバーナーからの炎に応答して直流電位を発生
   する熱電気発生手段と、主バーナーへの燃料を制御する
   燃料弁手段と、この燃料弁手段とともに前記直流電位へ
   直列に接続され、前記直流電位を制御して前記燃料弁手
   段を制御する固体スイッチ手段と、発振器手段にして、
   自己を前記直流電位へ接続して電力を受け、交流出力電
   圧を発生させる接続手段を含む発振器手段と、この発振
   器手段の出力電圧に応答する入力端子を有するとともに
   、整流器・コンデンサ手段へ接続されている出力端子を
   有し、直流電源を構成する昇圧手段と、この直流電源か
   ら電力を受ける固体温度制御手段とを備え、この固体温
   度制御手段は制御すべき温度に応答する温度センサを含
   み、前記温度制御手段の出力端子は前記固体スイッチ手
   段へ接続され、前記固体温度制御手段は前記固体スイッ
   チ手段を制御して前記弁手段を制御することを特徴とす
   る自励バーナー制御装置。