JPH10115421A - 燃焼検出装置 - Google Patents

燃焼検出装置

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JPH10115421A
JPH10115421A JP30343396A JP30343396A JPH10115421A JP H10115421 A JPH10115421 A JP H10115421A JP 30343396 A JP30343396 A JP 30343396A JP 30343396 A JP30343396 A JP 30343396A JP H10115421 A JPH10115421 A JP H10115421A
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JP
Japan
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combustion
voltage
circuit
detection
rod sensor
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Application number
JP30343396A
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English (en)
Inventor
Kenji Moriyama
謙治 森山
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Toto Ltd
Original Assignee
Toto Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 ノイズの影響を小にし、検出精度を向上させ
て、誤検出を防止する燃焼検出装置を提供する。 【解決手段】 フレームロッドセンサと、バーナ4とフ
レームロッドセンサとの間の炎電流により燃焼状態を検
出する検出回路を備えた燃焼装置において、直流電源と
直流電源の正極性/負極性電圧を切り替え印加するスイ
ッチ回路6を備え、バーナを検出回路のシグナルグラウ
ンドに接続し、スイッチ回路を複数のホトカプラで構成
し、フレームロッドセンサとバーナ間に抵抗を接続す
る。検出回路は直流電源の電圧位相に同期してフローム
ロッドセンサに流れる電流と直流電源の周期に対して十
分小さい期間中に、正極性/負極性夫々の電圧を印加し
た時にフレームロッドセンサに流れる電流を検出する。
更に正電圧に変換する絶対値回路を備え、検出回路は、
フレームロッドセンサに流れる電流の検出値の増幅度を
可変して検出することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼装置における
火炎の燃焼状態を検出する燃焼検出装置に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来、ガス等の流体燃料を燃焼する燃焼
装置において、特開昭61−243217号公報のよう
にフレームロッド(FR)からの出力信号に基づいて燃
焼状態を監視することにより、正常燃焼/異常燃焼の判
定を行なう燃焼検出装置が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
燃焼検出装置では、FRのバーナ側、すなわち燃焼装置
本体シャーシより、大地アースに接続される側と検出回
路の回路接地とが一致していないため、交流100V電
源ラインより装置本体シャーシを経由して浸入するノイ
ズの影響を受けやすく、検出精度が悪化する虞があっ
た。
【0004】従って本発明の目的は、電源ラインのノイ
ズの影響を受けにくく、検出精度を向上させることによ
り誤検出を防止することができる燃焼検出装置を提供す
ることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては、バーナの燃焼火炎に挿入された
フレームロッドセンサと、前記バーナと前記フレームロ
ッドセンサとの間の炎電流により燃焼状態を検出する検
出回路を備えた燃焼装置において、直流電源と、前記直
流電源の正極性/負極性電圧を切り替え印加するスイッ
チ回路を備えるとともに、前記バーナを前記検出回路の
回路接地に接続したことを特徴とする。
【0006】更に、前記スイッチ回路を複数の絶縁型ス
イッチにて構成したことを特徴とする。
【0007】更に、前記フレームロッドセンサと前記バ
ーナ間に抵抗を接続したことを特徴とする。
【0008】更に、前記検出回路は、前記直流電源の電
圧位相に同期して前記フレームロッドセンサに流れる電
流を検出することを特徴とする。
【0009】更に、前記検出回路は、前記直流電源の周
期に対して十分小さい期間中に、前記正極性/負極性夫
々の電圧を印加したときにフレームロッドセンサに流れ
る電流を検出することを特徴とする。
【0010】更に、前記正極性/負極性の電圧を印加し
たときに前記フレームロッドセンサに流れる電流に応じ
て発生する電圧を正電圧に変換する絶対値回路を備える
ことを特徴とする。
【0011】更に、前記検出回路は、前記フレームロッ
ドセンサに流れる電流の検出値の増幅度を可変して検出
することを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面により詳細に説明する。
【0013】図1は、本発明の一実施形態に係る燃焼検
出装置を示したブロック図である。
【0014】上記燃焼検出装置は、交流電源1を印加
し、検出回路2を介してFR3及びバーナ4に接続して
いる。またバーナ4は設置時には大地アースに接続され
る。
【0015】図2は検出回路2を示した制御ブロック図
である。
【0016】交流電源1と、平滑コンデンサ9と、ダイ
オード11、13、15、17で構成される整流回路8
と、抵抗7、定電圧ダイオード21、23にて構成され
る電源安定化回路10と、ホトカプラ12、14、1
6、18によりFR3、バーナ4間に電源回路の正極性
/負極性電圧を切り替えて印加するスイッチ回路6(ブ
リッジドライバ)を備える。また、バーナ4は回路接地
5に接続されており、燃焼状態を検出するための抵抗2
7を備える。更に、電源回路の正極性/負極性のFR3
に流れる電流に応じて発生する電圧を正電圧に変換する
絶対値回路19を備える。更に、オペアンプ回路等で構
成されるゲイン約4倍の増幅回路25をも備える。
【0017】次に上記回路による動作を説明する。
【0018】交流電源1により、約150Vの正弦波交
流電圧が供給され、11、13、15、17ののブリッ
ジ構成のダイオードにより構成された整流回路8によ
り、全波整流され(a)〜(b)間に約200Vの直流
電圧を発生する。CPU(図示しない)より、正弦駆動
信号が所定のタイミングにてアクティブ(High)出
力されホトカプラ14、16を駆動し、(c)〜(d)
間に(a)〜(b)間の直流電圧を印加する。同様に、
負荷駆動信号がホトカプラ12、18を駆動し、±約2
00Vの駆動信号が発生する。
【0019】そこで、スイッチ回路6により、正極性の
場合の抵抗27に流れる電流と、負極性の場合の抵抗2
7に流れる電流とから、燃焼装置が正常であるか、異常
であるかを判断し、異常の場合には燃焼を停止させる等
の制御を実行する。
【0020】次に、図3〜図5により待機時、燃焼時、
絶縁劣化時の各動作について説明する。
【0021】(待機時の動作)炎のない状態ではFR
3、バーナ4の両端は等価的にオープン回路とみなせ、
(c)〜(d)間には電流は流れず、図3に示すよう
に、(e)〜GNDにも電圧は発生しない。従ってFR
(H)入力としてもGNDレベルのままである。また、
(e)はオペアンプ回路等で構成されるゲイン約4倍の
増幅回路25を通ってFR(L)入力としてCPUに供
給されるが、絶対値回路出力がGNDレベルなのでFR
(L)入力も、GNDレベルのままである。
【0022】(燃焼時の動作)炎がある状態では、FR
3、バーナ4の両端は等価的にダイオードと抵抗の回路
とみなせ、図4に示すように、CPUより正側駆動信号
にアクティブ(High)出力されている間、すなわ
ち、(c)に対して(d)に正電圧が印加された時に
(d)→(c)の向きに電流が流れ(e)〜GNDに負
の電位、約−0.5Vが発生する。一方、(c)に対し
て(d)に負電圧が印加された時には(c)〜(d)間
には電流は流れず、(e)〜GNDにも電圧は発生しな
い。(e)はオペアンプ回路等で構成される絶対値回路
19により、負電圧入力が反転しFR(H)入力として
正電圧がCPUに供給される。また、(e)はオペアン
プ回路等で構成されるゲイン約4倍の増幅回路25を通
ってFR(L)入力としてCPUに供給され、(c)に
対して(d)に正電圧が印加された時に正の電位、約
2.OVが発生する。このときに発生する電位により、
燃焼状態が正常であるか否かを判断し、異常である場合
には燃焼を停止させる等の動作を行う。
【0023】(FRに絶縁劣化がある場合)FRに絶縁
劣化が生じた場合、図5に示すように、CPUより正側
駆動信号にアクティブ(High)出力されている間、
(d)→(c)の向きの電流が増加し、(e)〜GND
に発生する負の電位も約−1.0Vと大きくなる。また
負側駆動信号にアクティブ(High)出力されている
間、すなわち、(c)に対して(d)に負電圧が印加さ
れた時には(c)→(d)の向きに電流が流れ、(e)
〜GNDに正の電位、約+0.5Vが発生する。次に絶
対値回路19により負電圧入力が反転し正側駆動期間は
+1.0V、負側駆動期間は+0.5Vの共に正電圧が
FR(H)入力としてCPUに供給される。次にオペア
ンプ回路等で構成される増幅回路25により約4倍に増
幅され、正側駆動期間は+4.0V、負側駆動期間は+
2.0Vの共に正電圧がFR(L)入力としてCPUに
供給される。負側駆動期間に生じるFR(H)、及びF
R(L)入力の正電圧は、そのレベルが小さい(絶縁劣
化の程度が軽い)範囲においては、正側駆動期間の検出
値から負側駆動期間の検出値を差し引くことにより、検
出値から絶縁劣化による影響を排除し、より正確な判定
を行うようにしている。また、負側駆動期間のFR
(H)、及びFR(L)入力の正電圧のレベルが大きい
場合(絶縁劣化の程度が大きい場合)は、もはや正確な
炎検出が不可能な状態として、安全に停止動作させるよ
うにする。
【0024】図6にFR3、バーナ4間両端に抵抗RA
を接続した例を示す。これは検出回路の一部の部品が故
障した際にこれを異常とみなし安全動作をさせることを
目的としている。例えばホトカプラ12がオープン破壊
した場合、(c)→(d)に正電圧を印加した時のフレ
ーム電流検出値は正常と変わらないのに対して、(c)
→(d)に負電圧を印加したときはホトカプラ12のオ
ープン破壊のために実際にはFRに電圧は印加されず、
フレーム電流検出値はゼロとなる。抵抗RAによりホト
カプラ12が正常時には、(c)→(d)に負電圧を印
加したときに一定量の電流が流れるため、ホトカプラ1
2の破壊が検出可能となる。またホトカプラ12以外の
回路異常に対しても同様に検出可能となる。
【0025】次に図7にFR3、バーナ4間への電圧印
加タイミングを、交流電源電圧の位相と同期させること
により、電源電圧位相に同期して発生する雑音信号の影
響を軽減させる例を示す。図7に示すように交流電源電
圧が印加されると、雑音信号は略同周期にて発生する。
交流電源回路のゼロクロスを検出し、ゼロクロス検出信
号から、(c)→(d)に印加する電位を決定する。
(c)→(d)電位のプラスパルス及びマイナスパルス
はフレーム電流の検出タイミングを表しており、このタ
イミング(位相)のとき、雑音信号はノイズレベルを中
心とした比較的小さい幅の範囲となる。
【0026】また図8にFR3、バーナ4間への正極性
/負極性を短期的に切り替えることにより、電源周期に
同期した比較的ゆっくりした変化の雑音信号の影響をキ
ャンセルする制御例をタイミングチャートにて示す。1
回の正極性/負極性のフレーム電流の検出期間:τの間
に変化する雑音信号の幅は、正極性の電位を印加した場
合と、負極性の電位を印加した場合とで互いに打ち消し
あい、比較的小さい幅の範囲となる。
【0027】
【発明の効果】以上のように構成したことにより、本発
明によれば、交流100V電源ラインの誘導ノイズによ
り炎検出回路動作が影響されることがない。また回路が
シンプルに構成でき、電源回路電圧に対してフレーム電
流の検出感度を高くできる。更に、炎検出回路の故障時
には安全停止させることができる。更に、正の単一電源
にて制御回路を構成でき、フレーム電流の大きさが異な
る異常燃焼検出、着火/消火検出をそれぞれ精度よく行
える。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る燃焼検出装置のブロ
ック図。
【図2】本発明の一実施形態に係る検出回路の制御ブロ
ック図。
【図3】燃焼検出装置の待機時における回路動作を示し
た図。
【図4】燃焼検出装置の燃焼時における回路動作を示し
た図。
【図5】燃焼検出装置の絶縁劣化時における回路動作を
示した図。
【図6】本発明の他の実施形態に係る検出回路の制御ブ
ロック図。
【図7】本発明の他の実施形態に係る印加電圧のタイミ
ングを示した図。
【図8】本発明の他の実施形態に係る印加電圧のタイミ
ングを示した図。
【符号の説明】
1…交流電源 3…FR 4…バーナ 5…回路接地 6…スイッチ回路 8…整流回路 11、13、15、17…ダイオード 12、14、16、18…ホトカプラ 19…絶対値回路 25…増幅回路

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バーナの燃焼火炎に挿入されたフレーム
    ロッドセンサと、前記バーナと前記フレームロッドセン
    サとの間の炎電流により燃焼状態を検出する検出回路を
    備えた燃焼装置において、直流電源と、前記直流電源の
    正極性/負極性電圧を切り替え印加するスイッチ回路を
    備えるとともに、前記バーナを前記検出回路の回路接地
    に接続したことを特徴とするた燃焼検出装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の燃焼検出装置において、
    前記スイッチ回路を複数の絶縁型スイッチにて構成した
    ことを特徴とする燃焼検出装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の燃焼検出装置において、
    前記フレームロッドセンサと前記バーナ間に抵抗を接続
    したことを特徴とする燃焼検出装置。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の燃焼検出装置において、
    前記検出回路は、前記直流電源の電圧位相に同期して前
    記フレームロッドセンサに流れる電流を検出することを
    特徴とする燃焼検出装置。
  5. 【請求項5】 請求項1記載の燃焼検出装置において、
    前記検出回路は、前記直流電源の周期に対して十分小さ
    い期間中に、前記正極性/負極性夫々の電圧を印加した
    ときにフレームロッドセンサに流れる電流を検出するこ
    とを特徴とする燃焼検出装置。
  6. 【請求項6】 請求項1記載の燃焼検出装置において、
    前記正極性/負極性の電圧を印加したときに前記フレー
    ムロッドセンサに流れる電流に応じて発生する電圧を正
    電圧に変換する絶対値回路を備えることを特徴とする燃
    焼検出装置。
  7. 【請求項7】 請求項1記載の燃焼検出装置において、
    前記検出回路は、前記フレームロッドセンサに流れる電
    流の検出値を複数の異なる増幅度にて検出することを特
    徴とする燃焼検出装置。
JP30343396A 1996-10-09 1996-10-09 燃焼検出装置 Pending JPH10115421A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021116975A (ja) * 2020-01-27 2021-08-10 パナソニックIpマネジメント株式会社 フレームロッド回路、水素生成装置、燃料電池システムおよび検知方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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