JPH0429238Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本考案は、フレ−ムロツド式炎検出器における
フレ−ムロツドの絶縁劣化検出手段に関する。

＜従来技術＞ 炎に導電性のある電極棒（フレ−ムロツド）を
挿入し、このフレ−ムロツドとアースされたバー
ナー間に電圧を印加すると、炎内に発生するイオ
ンの作用により微小電流が流れ、しかも整流作用
があることが知られており、この現象を利用した
炎検出器が実用化されている。

第１１図に基いて従来技術の一例を説明する。

１はアースされたバーナ、２は炎、３はフレ−
ムロツドである。４は炎検出部であり、５はフレ
−ムロツドとアース間に印加される交流バイアス
電源、６はフレ−ムロツドに流れる電流ｉの直流
成分を選択増幅する増幅器、７は増幅器の直流電
圧出力Eiと設定値Esとを比較してEi≧Esならば
正常な炎と判断する判定回路、８は判定回路の出
力Ｃを受けて炎検出信号を接点力などで外部に発
信する出力回路である。

＜考案が解決しようとする問題点＞ フレ−ムロツドは碍子などで絶縁してバーナに
取り付けられる。第１１図における９はこの絶縁
抵抗Rxを等価的に示したものである。

ところが、絶縁碍子はバーナで発生するススや
水分の付着により絶縁劣化しやすく、このためフ
レ−ムロツドとアース間に大きな交流電流が流
れ、直流成分が交流成分の中に埋もれてしまい、
炎の有無の判定が不能に陥る欠点がある。

しかも、この絶縁劣化は、バーナ運転中は検出
できず、絶縁劣化のチエツクは、フレ−ムロツド
をバーナから取り外して絶縁抵抗を判定する必要
があり、メンテナンスが煩雑である。

本考案は、このような問題点を解消したフレ−
ムロツド式炎検出器の提供を目的とする。

＜問題点を解決するための手段＞ 本考案の構成上の特徴は、フレ−ムロツド・ア
ース間に印加される交流バイアス電源と、フレ−
ムロツド・アース間に流れる電流の内直流成分を
検出して作動する炎検出部と、上記電流の内交流
成分を検出して作動する絶縁劣化警報部とを具備
せしめた点にある。

＜作用＞ フレ−ムロツド・アース間に流れる電流の内交
流成分が検出され、この値が一定値以上になつた
場合に絶縁劣化警報が発生される。

＜実施例＞ 第１図に基いて本考案の実施例を説明する。第
１１図で説明した要素と同一な構成要素について
は、同一符号を付してその説明は省略する。炎検
出部４において、５は第１交流バイアス電源と
し、電流をi₁とする。

本考案の特徴部は、絶縁劣化警報部１０を炎検
出部４に併設した点にある。この警報部１０にお
いて、１１はフレ−ムロツドとアース間に接続さ
れた第２の交流バイアス電源、１２はこのバイア
ス電源を流れる電流i₂の交流成分を選択増幅する
増幅器である。

１３は増幅出力の整流回路でE₀はその整流出
力、１４は基準電圧発生回路でEbは発生基準電
圧、１５はE₀とEbを比較する判定回路、１６は
判定回路の出力Ecにより作動する出力回路であ
る。

第２図は、絶縁劣化警報部１０の詳細回路の実
施例であり、増幅器１２は演算増幅器Q₁による
一般的なバンドパス特性を有する交流増幅回路、
整流回路１３は単純な半波整流回路、基準電圧設
定回路１４は交流電源１７の整流出力を演算増幅
器Q₂による負帰還分圧回路により負の基準電圧
Ebを発生している。

判定回路１５は演算増幅器Q₃によるヒステリ
シスコンパレータ回路で実現され、E₀とEbの加
算出力とヒステリシスの中心電位により与えられ
る基準電位との比較を実行して比較出力Ecを発
信する。出力回路１６はスイツチングトランジス
タQ₄によりリレーRLを駆動し、接点出力を外部
に発信する構成である。

このような構成における各部の動作を第３図乃
至第６図により説明する。第３図ａ，ｂは、フレ
−ムロツドに流れる電流i₂の波形図であり、ａは
有炎時の波形図で、直流成分を含んでいる。ｂは
無炎時の波形図で、直流成分を含まない。ｃは増
幅器１２の出力波形図であり、炎の有無にかかわ
らず直流成分を含まない。

ここで交流増幅器１２の出力電圧e₀は、炎の交
流抵抗をR_F、フレ−ムロツド・アース間の絶縁
抵抗Rxとすれば、 無炎時…e₀∝１／Rx 有炎時…e₀∝（Rx＋R_F）／R_F・Rx である。R_Fは数100メグオームであるのに対して
検出すべき絶縁抵抗Rxは10キロオーム〜数メグ
オームであるから、 （Rx＋R_F）／R_F・Rx≒１／Rx である。従つて炎の有無にかかわらず、 e₀∝１／Rx である。図中の実線は絶縁抵抗Rxが小さくなつ
たときの波形、点線はRxが十分大きいときの波
形である。

この交流電圧e₀が整流回路１３で整流され、そ
の振幅に比例した直流電圧E₀に変換され、基準
電圧発生回路１４の負の基準電圧Ebと共に判定
回路１５に入力される。

第４図は、判定回路１５の動作説明図であり、
正帰還によるヒステリシスを持つた比較回路であ
つて、Ebにより決定されるヒステリシスの中心
を基準電位としてE₀の大きさにより正負の判定
出力Ecを発信し、出力回路のトランジスタQ₄を
開閉制御する。

絶縁抵抗Rxが十分大きく、E₀＜EbであればQ₄
はオンとなり、リレーRLが作動し、逆にRxが小
さくなりE₀≧Ebとなつた時にはリレーはオフと
なるので、Ebの値を適当に設定することにより
Rxの劣化を警報することが可能となる。

すなわち、絶縁抵抗の劣化により炎検出が不可
能となる絶縁抵抗低下を事前に警報することがで
きる。

しかも、この絶縁抵抗の劣化警報部は、炎の有
無とは関係なく作動するためにバーナが稼動中で
あつても警報ができる。

交流電源５，１１，１７は同一の商用電源より
トランスで変圧して用いることにより回路の絶縁
と商用電圧の変動に対する警報誤差を補償するこ
とが可能である。第５図はその説明図であり、商
用電源ACの変動に対してEb、E₀は共に比例的に
変化するので相対的な変動が補償されることにな
る。

この結果、第６図に示すように、絶縁抵抗Rx
を変化させたときに出力リレーがオン、オフする
値が商用電源の変動には影響されることが防止さ
れる。

次に、第７図乃至第１０図により本考案の他の
実施例を説明する。第７図の例は、交流バイアス
電源を１個とし、その出力を直流分を含めて増幅
するプリアンプ１８を導入し、その出力を炎検出
部４と絶縁劣化警報部１０に共通して供給してい
る構成を特徴としている。

第８図の例は、炎検出用の交流バイアス電源５
にコンデンサ１９を挿入し、炎の整流作用による
直流電流を充電させてこの充電電圧を検出に利用
する構成を特徴とする。

第９図の実施例は、第８図の実施例に第７図の
考えを導入し、プリアンプ１８の導入により交流
バイアス電源の共有化を図つた点を特徴とする。

第１０図の実施例は、フレ−ムロツド３を取り
巻いてガード電極301を設け、このガード電極電
位をフレ−ムロツドの電位と等しくすることによ
り理論上のリーク電流をゼロとして絶縁抵抗無限
大に保持する構成を特徴とするものである。２
０，２１はガード電極に供給される交流電源とコ
ンデンサの直列回路であり、交流電源２０の電圧
はバイアス電源５，１１とほぼ等しい電圧とされ
る。

＜考案の効果＞ 以上説明したように、本考案によればフレ−ム
ロツドの絶縁劣化の検知機能が炎検出部を使用し
ながら並行して機能するので、フレ−ムロツドの
点検作業が不要となる。またフレ−ムロツド絶縁
劣化が警報部の出力により表示灯などで容易に判
別できるので、炎検出器にトラブルが生じたとき
のメンテナンス時間を大幅に短縮することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す構成図、第２図
はその詳細な回路構成図、第３乃至第６図図はそ
の動作説明図、第７図乃至第１０図は本考案の他
の実施例を示す構成図、第１１図は従来技術の一
例を示す構成図である。 １……バーナ、２……炎、３……フレ−ムロツ
ド、４……炎検出部、５，１１……交流バイアス
電源、６……直流成分選択増幅器、７，１５……
判定回路、８，１６……出力回路、９……絶縁抵
抗、１０……絶縁劣化検出部、１２……交流成分
選択増幅器、１３……整流回路、１４……基準電
圧発生回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 フレ−ムロツド・アース間に印加される交流バ
   イアス電源と、フレ−ムロツド・アース間に流れ
   る電流の内直流成分を検出しこれを設定値と比較
   して正常な炎であることを検出する炎検出部と、 前記フレ−ムロツド・アース間に流れる電流の
   内交流成分を検出しこれを整流して得た直流成分
   と所定の設定値とを比較してフレ−ムロツド・ア
   ース間の絶縁劣化を警報する絶縁劣化警報部 を具備したフレ−ムロツド式炎検出器。