JPH02230014A - 燃焼機器の燃焼状態検出回路 - Google Patents

燃焼機器の燃焼状態検出回路

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JPH02230014A
JPH02230014A JP4864989A JP4864989A JPH02230014A JP H02230014 A JPH02230014 A JP H02230014A JP 4864989 A JP4864989 A JP 4864989A JP 4864989 A JP4864989 A JP 4864989A JP H02230014 A JPH02230014 A JP H02230014A
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Takanao Tanzawa
丹沢 孝直
Masami Konuma
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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】 本発明はガス小型湯沸器あるいはガスストーブ等の燃焼
機器において,燃焼炎の着火,失火あるいは不完全燃焼
等の燃焼状態を検出する燃焼状態検出回路に関する. 〔従来の技術〕 湯沸器等の燃焼機器においては.不完全燃焼の発生はガ
ス中毒等を引き起こす原因となるので,これを防止する
必要があり,現在,小型湯沸器では不完全燃焼防止(以
下,不燃防と称する)システムが装着義務として法制化
されている。
第4図には小型湯沸器についての不燃防システムの一例
が示される.第4図において.lはパイロフト熱電対.
2は不燃防熱電対,IOは制御回路.11はガスバルブ
,12はパイロフトバーナ.l3はメインバーナ.14
はイグナイタ,15は電源電池,16はプッシュスイッ
チ,17は異常表示灯である. この小型湯沸器では,着火時に制御回路1oの制御信号
によってガスバルブl1を開弁させ,ガスをパイロット
バーナ12に供給し,イグナイタ14を放電させてガス
に着火を行い.その後ニバイロットバーナ12の火をメ
インバーナl3に火移りさせている.パイロフト熱電対
lはパイロットバーナの炎の着火と失火を検出するため
に用いられ,不燃防熱電対2はメインバーナ13の炎が
不完全燃焼を起こしているか否を検出するために用いら
れる. すなわち,不完全燃焼状態では,メインバーナ13の燃
焼炎はリフトアンプ現象を起こし,よって不燃防熱電対
2は完全燃焼時よりも強く熱せられて,より大きな熱起
電力を発生する.不燃防システムはこの不燃防熱電対2
の熱起電力に基づいて不完全燃焼を検出し,不完全燃焼
時にはガスバルブ11を閉じる等の対策処置を行うもの
である.第5図には,かかる不完全燃焼や着火,失火等
の燃焼状態を検知するための従来の燃焼状態検出回路が
示される.この回路においては,パイロフト熱電対Iと
不燃防熱電対2は互いが逆極性で直列接続されるように
負極端子同士が接続されており,パイロット熱電対1の
正極端子は接地される.検出出力は不燃防熱電対2の正
極端子側から取り出されて着火/失火検出回路21と不
燃防回路22とに入力される。
この燃焼状態検出回路では,不完全燃焼発生時には,パ
イロフト熱電対1の熱起電力を打ち消す方向に不燃防熱
電対2の熱電力が発生するので,この変化を不燃防回路
22で検出して不完全燃焼を検知する. 〔発明が解決しようとする課題〕 従来の燃焼状態検出回路では,パイロット熱電対lと不
燃防熱電対2の熱起電力の差を用いて着火と失火の検出
を行っている.この構成の回路は,両熱電対1.2が熱
せられていない状態からスタートして検出を行うコール
ドスタート時には問題なく着火/失火検出を行うことが
できる.しかしながら,一旦,熱電対1と2が熱せられ
た後の状態からスタートして燃焼の検出を行うホントス
タート時には,パイロフト熱電対1と不燃防熱電対2に
熱時定数の違いがあるため,両熱電対1と2の温度変化
すなわち熱起電力変化が時間的に必ずしも同じ関係には
なく.このため検出出力が時間的に揺らいで着火検出が
不安定になる現象が発生する. また.使用するガス種が例えば天然ガス,都市ガス等の
ように異なると,これらのガスの火力の違いにより両熱
電対1と2の直列回路から取り出される熱起電力の大き
さがそれぞれ異なるので,それぞれのガス種毎に制御回
路の再調整が必要になるなど,制御系に与える影響が大
きい.このため,従来はパイロフト熱電対1と不燃防熱
電対2の熱起電力特性のバラッキが生じないように,熱
電力特性を許容範囲内に収まるようにこれらを厳しく選
定して使用しなければならなかった。
したがって本発明の目的は,不完全燃焼の検出を行いな
がらも,ホットスタートあるいはガス種の違い等に対し
ても安定に着火等の検出を行える燃焼機器の燃焼状態検
出回路を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明に係る燃焼機器の燃焼状態検出回路は,着火検出
用熱電対と不完全燃焼検出用熱電対とが逆極性で直列接
続され,この直列接続回路の着火検出用熱電対側の端子
が基準電位に接続され,着火検出用熱電対および不完全
燃焼検出用熱電対の接続点と上記基準電位との間の熱起
電力が着火検出回路にセンサからの出力として導かれ.
直列接続回路の不完全燃焼用熱電対側の端子と基準電位
との間の熱起電力が不完全燃焼検出回路にセンサからの
出力として導かれるように構成される。
〔作用〕
上述のようにして熱電対センサを構成すると,着火検出
回路に対しては着火検出用熱電対の熱起電力のみがセン
サ出力として入力されるので.ホットスタートを行って
も着火検出回路の動作が不安定となることはない。
また不完全燃焼検出回路に対しては従来と同じように両
熱電対の熱起電力の差が入力されて不完全燃焼の検出が
行われる. 〔実施例〕 以下,本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。
第1図には,本発明の一実施例としての燃焼機器の燃焼
状態検出回路が示される.この実施例では.燃焼機器と
して第2図に示されるような不燃防システムを装着した
小型湯沸器が用いられている. 第1図において,パイロット熱電対lは正極端子が基準
電位としてのグラウンドに接地され.その負極端子は不
燃防熱電対2の負極端子に接続される.不燃防熱電対2
の正極端子は不燃防回路6に接続されている。
この不燃防回路6では.不燃防熱電対2の正極端子は抵
抗R5を介して演算増幅器4の反転入力端子に接続され
る。ここで演算増幅器4の非反転入力端子は抵抗R6を
介して接地される。この演算増幅器4は抵抗R5とR6
,帰還抵抗R7とキャパシタC4と共に反転増幅回路を
構成しており,演算増幅器の作動用電源として正電圧電
源を片電源で使用している。また不燃防熱電対2の正極
端子はノイズ除去用のキャパシタC3と逆バイアス防止
用のダイオードD2をそれぞれ介して接地されている. 一方、パイロフト熱電対1の負極端子は着火/失火検出
回路5に接続される。この着火/失火検出回路5では,
パイロット熱電対1の負極端子は抵抗R2を介して演算
増幅器3の反転入力端子に入力されると共に,抵抗R1
を介して接地される。
演算増幅器3の非反転入力端子は抵抗R3を介して接地
される.この演算増幅器3も抵抗R2,R3,帰還抵抗
R4とキャパシタC2と共に反転増幅回路を構成し.増
幅器作動用電源も正電圧電源Vsを片電源で使用してい
る.また熱電対1の負極端子は逆バイアス防止用のダイ
オードDIとノイズ除去用のキャパシタC1でそれぞれ
接地されているや この実施例回路の動作を以下に説明する。
この実施例回路では2着火/失火検出回路5の演算増幅
器3は,グラウンドを基準にしてパイロット熱電対1の
熱起電力を検出し増幅して,その検出信号により着火/
失火の検出を行う.この場合,パイロット熱電対1の熱
起電力は最大でも150mV程度である.一方,演算増
幅器は通常には片電源動作でも2最大−0. 5 V〜
−0.3V程度の負入力電圧に対しても動作するように
保証されている。このため演算増幅器3はパイロフト熱
電対lから取り出される−1 5 0mV程度の負電圧
入力に対しても片電源で十分に動作可能であり.この負
電圧入力を正電圧出力に反転増幅して出力し,着火と失
火の検出に用いている。
一方,不燃防回路6については,パイロフト熱電対1と
不燃防熱電対2の直列接続回路から両熱起電力の差が入
力されて安全が図られつつ不完全燃焼状態を検出してい
るのは,従来公知の回路と同様であるので,詳細な説明
は省く。
このように実施例回路では.演算増幅器の電源を片電源
で行っているので,回路構成を簡略化することが可崗と
なっている. 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
.例えば上述の実施例では,熱電対の一端を接地してい
るが.これに限らず,これを何等かの基準電位に接続す
るものであってもよい.また上述の実施例では,パイロ
ット熱電対lの正極端子を接地したが.反対に負極端子
を接地し,熱電対1と2の正極端子同士を接続して直列
接続回路を構成することも可能であり,この場合.増幅
器としては非反転増幅器が用いられる。第2図はかかる
変形例を示すものである.図において,熱電対lは負極
端子が接地され,その正極端子は抵抗R101を介して
演算増幅器3の非反転入力端子に入力され,反転入力端
子は抵抗R102を介して接地されると共に,抵抗R1
03とキャパシタの並列回路を介して出力端子に接続さ
れる。ここで,抵抗R101は5 となる.不燃防熱電対2側も同様な構成となっている. かかる構成によれば熱電対1の出力電圧をVTとすると
,演算増幅器3の出力電圧VoはRl02 となる. 第3図は本発明のさらに他の変形例を示す図である.こ
の変形例では?−電対1例の演算増幅器を可変利得構成
とし,またオフセット調整可崗としたものである. 第3図において,熱電対l例の演算増幅器3の非反転入
力端子を抵抗R110を介して接地するとともに,抵抗
R111を介して可変抵抗VRIの可動接点端子に接続
する.可変抵抗VRは電源■8とグラウンド間に接続す
る。また演算増幅器3の出力端子と反転入力端子間には
抵抗R107とR108の直列回路を接続し,この抵抗
RIO7とR108の接続点を抵抗R109とトランジ
スタQ1を介して接地する。トランジスタQlのベース
には利得変更信号GSを入力する.ここで各抵抗は, Rl11=R2 R107+R1 0B=RI 1 0 R107<<R108#Rl 10 となっている. かかる構成とすると,,可変抵抗VRIで演算増幅器3
のオフセントが調整でき,また利得変更信号GSによっ
て演算増幅器3の利得を変更できる.すなわち.利得変
更信号GS=“L′″の時,出力電圧Voは, R2 利得変更信号GS=“H”の時, R2 Rill  +R110            R1
09となる. なお,オフセット調整法としては.上述のものの他,例
えば演算増幅器3の出力端子に可変抵抗を接続して行う
ものであってもよい。
〔発明の効果〕
本発明によれば,不完全燃焼の検出を行いながらも,ホ
ットスタートあるいはガス種の違い等に対しても安定に
着火等の検出を行えるようになる.これによりパイロッ
ト熱電対と不燃防熱電対の熱起電力特性の選別における
許容度は従来の倍にすることができるようになる.
【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燃焼状態
検出回路を示す図, 第2図は本発明の他の実施例を示す図.第3図は本発明
の更に他の実施例を示す図,第4図は小型湯沸器におけ
る不燃防システムの例を示す図,および, 第5図は不燃防システムを用いた従来の燃焼状態検出回
路を示す図である。 図において. 1・一・パイロット熱電対 2一不燃防熱電対 3.4−・・演算増幅器 5一着火/失火検出回路 6一不燃防回路 Rl−R7,RIOI〜Rill一抵抗CI−C4−−
−キャパシタ DI,D2・−・ダイオード V R I 一可変抵抗

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 着火検出用熱電対と不完全燃焼検出用熱電対とが逆極性
    で直列接続され、この直列接続回路の着火検出用熱電対
    側の端子が基準電位に接続され、上記着火検出用熱電対
    および不完全燃焼検出用熱電対の接続点と上記基準電位
    との間の熱起電力が着火検出回路にセンサからの出力と
    して導かれ、上記直列接続回路の不完全燃焼用熱電対側
    の端子と上記基準電位との間の熱起電力が不完全燃焼検
    出回路にセンサからの出力として導かれるように構成さ
    れた燃焼機器の燃焼状態検出回路。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009041826A (ja) * 2007-08-08 2009-02-26 Paloma Ind Ltd 給湯器
WO2018073603A1 (en) 2016-10-20 2018-04-26 Cambridge Mechatronics Limited Shape memory alloy strain wave motor

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009041826A (ja) * 2007-08-08 2009-02-26 Paloma Ind Ltd 給湯器
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