JPS63694B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は燃焼制御装置に係るもので、メーンバ
ーナへの着火時に緩点火させることにより着火時
の騒音を減少させようにするものであり、さらに
述べると感温素子の信号に係わらず、初期の着火
時及びON―OFF時の着火時に必らず、小ガス量
で着火させるようにして着火音を少なくしようと
するものである。

従来、例えば湯沸器の燃焼制御装置にあつては
感温素子の信号により電磁弁への通電を制御して
おり、給湯時に感温素子は大ガス量信号を出し電
磁弁へ通電する為に大ガス量への着火音が大き
く、耳ざわりとなり問題とされていた。

本発明はこのような従来の欠点を解消したもの
で、以下その実施例を添付図面とともに説明す
る。

第１図において、１は電源トランスと整流回路
とより構成されてなるDC電源、２は種火燃焼検
出により動作するスイツチ、３は湯温を感知する
感温素子（サーミスタ）、４は通電電流によりガ
ス量を制御するように構成してなる電磁弁、５は
感温素子３の信号により電磁弁４への通電電流を
制御するように構成してなるON―OFF機能付比
例制御回路、６は感温素子３のON信号を電圧比
較器で検出するスイツチング回路、７は電圧比較
器で構成したタイマ回路、８は演算増幅器を用い
た理想ダイオード回路を有する緩点火回路、９は
緩点火後の擬似大着火信号回路、１０は擬似大着
火信号回路９への通電制御回路、１１は定電圧ダ
イオード、１２は抵抗、１３は定電圧ダイオード
である。

ON―OFF機能付比例制御回路５に於いて、１
４は電磁弁４の逆電圧防止用のダイオード、１５
は抵抗、１６は抵抗、１７，１８はダイオード、
１９はトランジスタ、２０，２１，２２，２３は
抵抗、２４はトランジスタ、２５，２６は抵抗、
２７はトランジスタ、２８は抵抗、２９，３０は
トランジスタ、３１，３２，３３は抵抗、３４は
コンデンサ、３５はトランジスタ、３６は抵抗、
３７はトランジスタ、３８は抵抗、３９は帰還用
抵抗、６９はダイオードである。

４０はオペアンプを用いた第１電圧比較器で、
電源端子４０ａ，４０ｂ、入力端子４０ｃ，４０
ｄ、出力端子４０ｅを持つ。上記電源端子４０
ａ，４０ｂは定電圧ダイオード１３の両端に接続
されている。

４１，４２，４３，４４，４５，４６は抵抗、
４７はコンデンサでノイズ吸収用である。４８は
トランジスタであり、これらによりスイツチング
回路６を構成する。

４９は第２電圧比較器で、電源端子４９ａ，４
９ｂ、入力端子４９ｃ，４９ｄ、出力端子４９ｅ
を持つ。電源端子４９ａ，４９ｂは定電圧ダイオ
ード１３の両端に接続されている。

５０，５１，５２，５３，５４は抵抗、５５は
タイマ用のコンデンサからなり、これらでタイマ
回路７を構成する。

５６は演算増幅器で、電源端子５６ａ，５６
ｂ、入力端子５６ｃ，５６ｄ、出力端子５６ｅを
持つ。５７はダイオードで、演算増幅器５６の入
力端子５６ｃと出力端子５６ｅ間に接続すること
により理想ダイオードを構成し、５８，５９の抵
抗とともに緩点火回路８を構成する。

６０は抵抗、６１はダイオード、６２はコンデ
ンサ、６３はダイオード、６４は抵抗、６５，６
６はダイオードで、これらで擬似大着火信号回路
９を構成する。

６７は第３電圧比較器で、電源端子６７ａ，６
７ｂ、入力端子６７ｃ，６７ｄ、出力端子６７ｅ
を持つ。６８は抵抗であり、これらで、第２電圧
比較器４９と逆動作をする擬似大着火信号回路９
の通電制御回路１０を構成する。

次に動作を説明する。

DC電源１と電源として、ガスコツクの操作に
より何らかの手段で種火燃焼検出を感知すること
により、スイツチ２がONし、電源が供給され、
抵抗１５を通して定電圧ダイオード１１に通電さ
れ、定電圧電源がダイオード１１の両端で供給さ
れる。

ON―OFF機能付比例制御回路５の動作を説明
すると、抵抗１６及びダイオード１７，１８、感
温素子３と、抵抗２１，２２，２３からなるブリ
ツジ回路が形成されており、その回路の一辺であ
る感温素子３の抵抗値が変化することにより、ト
ランジスタ１９がON，OFFをする。従つてトラ
ンジスタ１９がONする設定点まで感温素子３の
抵抗値が上昇することにより、トランジスタ１９
がONすると共に、トランジスタ２４と２７が
OFFする。

また、抵抗２０を通して感温素子３の抵抗値に
よりトランジスタ１９を流れる電流が増大し、抵
抗２０で増幅された電流が抵抗２２，２３に流れ
る。

抵抗２１，２２，２３及び３２，３３のブリツ
ジ回路に設けたトランジスタ２９と３０は差動増
幅器を構成しており、抵抗２２，２３の両端電圧
が上昇することによりトランジスタ２９がOFF
しはじめる。と同時にトランジスタ３０がONし
て抵抗３１の通電量が上昇する。トランジスタ３
７と３５のV_BEの電圧を超えるとトランジスタ３
５と３７がONし電磁弁４に通電され、帰環用抵
抗３９で電磁弁４に通電される電流を検出し、抵
抗３３の両端電圧の変動を検出し、トランジスタ
３０を通して抵抗３１への通電電流を制御する。
従つて、感温素子３の抵抗値の上昇降下と比例し
て抵抗３１への通電電流を制御しトランジスタ３
５と３７を通して電磁弁４への電流を制御するよ
うに動作する。

また、湯温を感知し、感温素子３の抵抗値が減
少し、ブリツジの平衡が崩れると、トランジスタ
１９はOFFすると同時に、トランジスタ２４と
２７がONし、ダイオード６９を通してトランジ
スタ３５のベース電圧を約0.7V程度に押える為、
トランジスタ３５と３７はOFFし電磁弁４は通
電されず閉弁している。湯温を感知して感温素子
３の抵抗値が変化することにより、トランジスタ
２７がOFFすると、トランジスタ３５は抵抗３
１の両端電圧、すなわち、感温素子３の両端電圧
と比例して電磁弁４への通電量が制御される。そ
の通電電流によりガス量を比例制御するようにな
つている。

第２図にスイツチング回路６の動作を示す。こ
こでスイツチング回路６の第１電圧比較器４０の
入力端子４０ｃは感温素子３の抵抗値により電磁
弁４がON状態かOFF状態かを検出するように抵
抗３１の両端電圧を入力電圧となるように接続さ
れている。一方の入力端子４０ｄは、定電圧ダイ
オード１３を電源とし、抵抗４１，４２，４３で
設定された基準電圧V_40dとなる。

今、仮に感温素子３が湯温が高いことを感知し
て電磁弁４をオフしている状態の時、トランジス
タ２７はオンしているので、入力端子４０ｃはダ
イオード６９の順方向電圧降下分（約0.7V）が
入力されている。その時V_40dはおおむね で設定された基準電圧で、V_40cの入力電圧の方が
基準電圧V_40dより低い為、出力端子４０ｅはＨ状
態であり、トランジスタ４８はオフでスイツチン
グ回路６はオフである。

ところが、給湯などをする時、給湯蛇口を開く
ことにより、感温素子３が温度が低いことを感知
して抵抗値が上昇する為、トランジスタ１９がオ
ンすると同時に、トランジスタ２４と２７がオフ
する。

すると、抵抗３１の両端電圧がV_40cとなるの
で、V_40dの基準電圧を超え、出力端子４０ｅがＬ
状態となり、トランジスタ４８はオンする。この
状態を第２図に示す。

次に第３図にタイマ回路７の動作を示す。タイ
マ回路７に於いて、入力端子４９ｄは抵抗５０，
５１，５２で設定された基準電圧V_49dに対して入
力端子４９ｃはトランジスタ４８がオフの時、す
なわち感温素子３のオフ信号の時は、抵抗５４の
両端電圧が０電位の為、出力端子４９ｅは入力端
子４９ｅがV_49dより低く、Ｈ状態であると同時に
第３電圧比較器６７の出力端子６７ｅが入力端子
６７ｄの基準電圧より６７ｃが高いのでＬ状態と
なつており、擬似大着火信号回路９のコンデンサ
６２へは充電されない。一方、これと同時に、演
算増幅器５６を用いた理想ダイオード回路は不動
作であり緩点火回路８は動作しない。

ところが、トランジスタ４８がオンすることに
より、タイマ回路７のタイマ用コンデンサ５５へ
トランジスタ４８のオンと同時に充電電流が流れ
る。入力端子４９ｃの電圧V_49cは一瞬電源電圧ま
で上昇し、V_49dの基準電圧を超える為、出力端子
４９ｅはＬ状態となる（第３図はこの動作波形を
示す）。出力端子４９ｅがＬになると出力端子６
７ｅはＨ状態となり、擬似大着火信号回路９のコ
ンデンサ６２へは抵抗６０、ダイオード６１，６
３を通して充電される。

同時に、理想ダイオード回路を有する緩点火回
路８のダイオード５７を通して抵抗５９が感温素
子３と並列に接続され、感温素子３の抵抗値で比
例制御回路５が動作し電磁弁４へ通電電流を流す
のでなく、感温素子３の抵抗値と抵抗５９の並列
抵抗で設定された電流が電磁弁４へ通電される。

すなわち、緩点火回路８はタイマ回路７の第２
電圧比較器４９の出力端子４９ｅがＬ状態の時、
V_56dはV_ZD11×R₅₉／R₅₈＋R₅₉で設定された基準電圧と なり、その基準電圧V_56d＋ダイオード５７の順方
向電圧降下分（約0.7V）が、感温素子３と並列
に印加され、それが電磁弁４への緩点火電流して
印加される。

タイマ用コンデンサ５５への充電が開始されて
V_49cがV_49dより低下すると、出力端子４９ｅがＨ
状態となり、緩点火回路８は不動作となり、みか
け上の並列抵抗の抵抗５９が外れる為、感温素子
３の抵抗値で設定された通電電流が電磁弁４へ流
れる。

一方、出力端子４９ｅがＨ（ハイ）状態になる
ことにより擬似大着火信号回路９のコンデンサ６
２へ蓄えられた電荷が抵抗６４、ダイオード６５
を通して感温素子３へコンデンサ６２の電荷が擬
似大着火信号として重畳されて電磁弁４へ通電さ
れる。

コンデンサ６２へ蓄えられた電荷が、感温素子
３へ印加されることにより、感温素子３の両端電
圧V_thが第４図に示すように、給湯運転などの大
負荷大信号時には、感温素子３の信号通りの大電
流となりａの図のようになる。

また、ｂ，ｃの図は、感温素子３自体の温度に
より、コンデンサ６２の電荷が感温素子３へ放電
される状態を示したものであり、感温素子の抵抗
値により異なることを示す。

第５図は、その感温素子３の両端電圧V_thの信
号を受けて比例制御回路５が動作し、電磁弁４へ
通電制御されるので、そのガス量を、各々に対応
して図示したものである。

従つて、タイマ回路７のタイマ動作時間（緩点
火時間）内は電磁弁４へ設定された緩点火電流を
流し、タイマ動作時間（緩点火時間）後は、感温
素子の信号通りの電流を電磁弁４へ通電するよう
になつており、点火時に大ガス量で着火せず、緩
点火信号で小ガス量で着火させるようにしたもの
である。

また、感温素子３の湯温感知でON―OFF制御
をするような場合、例えば暖房使用時など、感温
素子３の湯温感知により電磁弁４をON―OFFす
る時には、感温素子３のON信号により、緩点火
動作と共に、コンデンサ６２の電荷を擬似的に感
温素子３に重畳されるように、擬似大着火信号回
路９が動作し、電磁弁４へ大電流を擬似的に通電
し、大ガス量を出し着火の確実性を計るように動
作する。

以上の動作を第２図〜第５図に示す。すなわ
ち、第２図はスイツチング回路６の第１電圧比較
器４０の動作説明図、第３図はタイマ回路９の第
２電圧比較器４９の動作説明図、第４図は感温素
子３の特性説明図で、ａは大信号時、ｂは小信号
時、ｃはオン・オフ信号時、ｄは緩点火のないと
きを示す。第５図は電磁弁の動作説明図で、ａ，
ｂ，ｃ，ｄは第４図と対応する。

このように本発明によれば、次のようなすぐれ
た効果が期待できるものである。

給湯使用時など感温素子の信号が大ガス量の
信号を出力するよう検出している場合には緩点
火回路の動作で緩点火電流を電磁弁へ通電し、
着火させるので従来に比べ着火音を少なくでき
る。

暖房運転時など湯温を高温に制御する為に感
温素子の検出信号により、電磁弁への通電電流
を減少させて小ガス量で燃焼させても湯温が上
昇しすぎて電磁弁をオン，オフさせる時には、
感温素子自体の信号では小ガス量着火のままと
なるので、緩点火後に擬似大着火信号により大
ガス量で着火でき、着火の確実性を計ることが
できる。

緩点火させるのに電磁弁への通電電流を制御
している為、任意のガス量で緩点火するように
緩点火回路８の抵抗５８と５９の定数（抵抗
値）で制御することができるので、緩点火用バ
ーナなど複雑な構成のものが不要である。

機械的な構成部品（緩点火用バーナなど）に
比べ安価となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す回路図、第２図
は第１電圧比較器の動作説明図、第３図は第２電
圧比較器の動作説明図、第４図は感温素子両端電
圧特性図、第５図は電磁弁の動作説明図である。 ３…感温素子、４…電磁弁、５…比例制御回
路、６…第１電圧比較器４０を有するスイツチン
グ回路、７…第２電圧比較器４９を有するタイマ
回路、８…演算増幅器５６を用いた理想ダイオー
ド回路を有する緩点火回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 湯温を感知する感温素子と、この感温素子の
   信号により電磁弁の通電量を制御してガス量を比
   例制御するON―OFF機能付比例制御回路と、前
   記比例制御回路のON信号を検出する第１電圧比
   較器を有するスイツチング回路と、前記スイツチ
   ング回路のON信号で動作する第２電圧比較器を
   有するタイマ回路と、演算増幅器を用いた理想ダ
   イオード回路を有する緩点火回路と、抵抗とコン
   デンサからなる擬似大着火信号回路とを設け、前
   記感温素子の信号により、前記電磁弁の開弁時
   に、前記タイマ回路のタイマ動作時間中は緩点火
   回路の信号で緩点火信号を、かつ、タイマ動作終
   了後は前記擬似大着火信号回路のコンデンサに蓄
   えた電荷を放電させて擬似大着火信号を前記感温
   素子の信号に重畳印加させて前記電磁弁に通電す
   るようにしたことを特徴とする燃焼制御装置。