JPS58198619A - 火焔検出方法及び装置 - 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】 本発明は交流発振器を有する回路の部分がノクーナと電
極とを有する回路の部分から絶縁変成器によって分離さ
れ、抵抗（８）を介して前記絶縁変成器の１次巻１１（
６１Ｌ）を前記交流発振器に結合し、火焔の存在によっ
て前記変成器の２次回路に整流電流を発生させ、火焔に
接触する１！極と、相手電極として作用するバーナとの
間に前記交流発振器からの信号を加える時の火焔の整流
作用を使用して、特にガスバーナのバーナ火焔を検出す
る火焔検出方法及び装置に関するものである。

火焔の整流作用を採用するバーナ火焔の検出方法はフラ
ンス特許第２８７２８９０号により既知である。この特
許にはＩｓ　ＯＨｚの電源からの交流電圧をバーナと電
極との間の間隙に加える時、整流平滑直流電圧用の検出
器に火焔の整流作用を使用することが記載されている。

またこの特許には電源に１次側を接続した絶縁変成器の
２次側からバーナと電極との間の間隙に交流電圧を加え
ることが記載されている。実際上、ノく−すを装置σ〕
シャーシに接続することができ、ガスバーナを料理用に
使用する場合のように使用者の近くにバーナがある場合
は特に安全のためこのシャーシを接地する。

上述のフランス特許には他の技術的解決策として、火焔
検出回路を主電源電圧に直接接続し、更にＩＩ源に直列
の抵抗によってバーナと電極との間隙の位置を保論する
ため、この抵抗を非常に高い抵抗値（例えば２７ＭΩ）
にすべきことが記載されている。この解決策は非常に簡
単であるが、高い抵抗値によって保論されているため安
全法規から許されない欠点があると共に、作動させる瞬
間に、電源の導線間（いわゆる中立導線と位相導線間）
を区別しなければならず、電極が汚れてバーナと電極と
の間の間隙がスプリアス抵抗によって消失した場合、火
焔検出回路を付勢するための非常に高いインピーダンス
のためシステムの性能が弱化する欠点がある。

バーナと電極とを有する回路の部分の交流電源のために
絶縁変成器を利用することは好適であるが、この解決策
はいくらか複雑であり、安全（ロ）路と、火焔検出装置
に関連する装置とを付勢するため比較的出力の大きな絶
縁変成器を使用する必髪がある。

本発明の目的は価格を安価にし、絶縁変成器の出力を・
減少さ。せて実施し得る火焔検出方法及び装置を得るに
ある。

本発明の他の目的はバーナと電極とを有する回路の部分
を電源から容易に分離した火焔検出方法及び装置を得る
にある。

本発明方法は２次回路の整流電流を使用して２次回路を
減衰させ、この減衰作用を変成器の１次巻線に作用させ
、整流した平滑電圧の変化の形で１次巻線の端子に火焔
の存在又は不存在の情報を生ぜしめることを特徴とする
。

本発明方法では交流発振器を有する回路の部分、即ち絶
縁変成器の１次側の回路に火焔検出器を接続する。この
ことは電源から付勢される制御素子又は安全素子に簡単
にｌ’Ｍできる利点がある。史に、これによってバーナ
と１ＵＩｉとの間に間隙を有し電源から分離された回路
の部分の素子の数を減らすことができる。

本発明の好適な実施例では５０　Ｈ２の周波数より一層
高い周波数の交流発振器を利用する。ここに一層高い周
波数とは、絶対的な限定ではないが例えば１０　ＫＨｚ
とＩ　ＭＨｚとの間の範囲を意味する。

周波数が高いので、絶縁変成器は相当小型にでき、安価
にすることができる。

本発明方法によれば既知の装置よりも実質的に低いイン
ピーダンスを使用することかで−きる。従って、生じに
くいことであるがバーナと電極この間の間隙が著しく汚
れた時のみ、火焔の存在についての情報かも重上しいも
のでなくなるだけである。これはバーナと１１極との間
隙に並列なスプリアス抵抗によって作動が阻害されるか
らである。

本発明方法の好適な実施例では加えた交流電圧の２個の
半波長の１個の半波長の間に絶縁変成器の２次回路を減
衰し、非常に簡１１″な回路を使用できるようにする。

本発明装置は主電流通路と、この主電流通路の、順方向
に指向するダイオードと直列に更にバーナと電極との間
の間隙に直列の能動半導体装置と、絶縁変成器の８次巻
線の端子に！ｌｌ＆したコンデンサと抵抗とを具え、コ
ンデンサの一層のｗＬ極を変成器の３次巻線に接続し、
半導体装置の制御端子にＷ！続した抵抗にコンデンサの
他方の電極を接続したことを特徴とする。

この装置は、絶縁変成器の２次回路を減衰する非常に簡
単な手段を採用し、バーナと電極との間の間隙が汚れる
結果としての不所望の導通に対し火焔のイオン導通を区
別することができる。

能動半導体装置としてダーリントン増幅器を使用するの
が有利であり、制御端子をこの増幅器の入力トランジス
タのベースに接続する。この形式の増幅器は単純な高利
得２極トランジスタより一層感度が良いから、本発明装
置は火焔が非常に小さいとか、電極が著しく汚れていた
り酸化していると言うような非常に困難な条件下でも正
しく作用する。

本発明装置は点大変成器の２次側を同一電極（火焔検出
に使用される電極）に結合してこの電極によってバーナ
に点火する火花を発生する場合にも使用することができ
る。本発明装置では電圧と共に抵抗が変化する素子、例
えば火花間隙を介して点火変成器の２次側をバーナと電
極との間隙に結合し、絶縁質Ｆ！ｉＪ器の２次巻線に並
列にこの構成をバーナと電極との間の間隙に接続する。

図面につき本発明を説明する。

第１図につき本発明方法を説明すればバーナ１、例えば
ガスバーナに電極２を設け、この電極を火焔に接触させ
、バーナ１と１１Ｅ極８との間に加えた交流電気信号に
組合せて、火焔の整流作用によってこの１０により検出
を行なう。電気的観点゛がら、このバーナは相手電極と
して作用するが、機械的観点からこのバーナをガス供給
管と、器具の他の基本菓子とに連結している。更に図面
に示すように、導ｌｓ８を電気的に接地するのが望まし
い。周波数５０　Ｈ２％亀圧２２０Ｖの主電源の端子鴫
及び５からこの装置を付勢するがら、この回路の２個の
部分を絶縁蜜成器６によって分離する。

この場合、１０　Ｋ）ｆｚとＩ　ＭＨｚとの間である５
０Ｈｚより周波数が高い発振器７を使用する。この例で
は、この周波数は約２００　ＫＨｚである。発振器７を
非常に出力の小さい単純なマルチバイブレータにしても
よい。整合抵抗８を介して、このマルチバイブレータに
よって絶縁変成器６の１次側６ａを付勢するっこの整合
抵抗によって発ｆｆ１ｆＷ７と変成器６との間に相対的
な減結合を生ぜしめる。

変成ｔｌｊ　６　（７）　１　次巻線６ａに並列に配置
したコンデンサ９によって変成器６の１次巻線を作動周
波数に同調させる。整合抵抗８と同調コンデンサ９との
結合作用により変成器６の１次側を横切って正弦波信号
を生ぜしめると共に、邑カ端子１】に規われる発振器７
がらの信号を方形波信号にするっ１源の端子４．５に接
続した電源回路１２によって発振器７に直流を供給する
。消費電力が少ないのでこの回路１２を非常に簡単な設
計にしてもよい。この例では・へ種々の電気的機能のた
めに必要な低電圧まで高圧の主電圧を低くする＃電イン
ピーダンスを使用するっ本発明方法は絶縁変成器６の２
次回路６ｂを減衰させるため、火焔の整流作用を採用す
るから、この減衰は１次変成回路６ａに作用する。ここ
では火焔の存在又は不存在についての情報を発生させる
ため整流平滑電圧の変化を利用する。

ダイオード】５によって整流を行ない、コンデンサ１６
によって平滑作用を行なった後、点１δｅ１４間に該電
圧が得られる。この電圧を制御回路１８の入力側に加え
る。制御回路１８はこの順序に電圧比較器と、安全のた
め例えば点火装置を遮断し次に電気弁によりガスの供給
を遮断するための警報を発生するに必要なすべての回路
とを具える。絶縁変改器７の１次巻線と、交流発振器と
を具える回路の一部によって火焔の存在又は不存在につ
いての表示を受理する。この回路の一部を主電源の一方
の端子（第１図の端子５）に直接接続する。このように
して、主を源から簡単に直接すべての作動機能を付勢す
ることができる。絶縁変改器６の２次＠６ｂと、バーナ
１と、電極２とから収る回路の部分は主電源から分離し
ており、また導１ＩＩａは接地しているが、この回路の
部分の作動は非常に簡単化されている。即ち、絶縁変成
器６の３次側６ｂの端子に接続した負荷を変化させる◎
更に、この絶縁変成器６を実質的に一層小さくすること
ができ、これは５０　Ｈｚに比較し高い周波数の交番信
号を使用するからである。この実施例での！、　ＯＯＫ
Ｈｚの周波数に対しては、ｌＱｃｍａより大きくない全
容積を有するフェライト磁気回路を有する変成器で満足
に機能することがわがった。２個の春＠ａａ、ａｂの相
互の絶縁は一層簡単であり、これは５　ｏ　Ｈｚで作動
する絶縁変成器に比較し、巻回の数が一層少ないからで
ある。この実施例では、１次巻＠　６　ａは２０個の巻
回を換え、２次巻＠６ｂは８０個の巻回を具える。この
ような変成器は安価なＷＩｌ造であること明らかである
Ｏ 第１図の４ｉ１図は絶縁変成器６の２次回路６ｂを減衰
させるために、火焔の整流作用をどのように簡単に使用
できるかを示す。火焔自身のイオン導電性は第１図に示
すように２次巻＠６ｂの端子へのバーナと電極との間隙
の直接接＃１部を通じて変成器６の２次回路を減衰させ
るよう作用する。しかし、能動半導体装置によって１渡
場幅作用を採用するのが好適であり、これにより低いイ
ンピーダンスで作動させることができ利益が得られる。

加えた交流電圧の局波長の間、絶縁変成器の２次側を実
質的に減衰させる本発明の好適な実施例では・バーナｌ
と１［極２との間隙に直列に、主電源通路の順方向に指
向するダイオード２ｏに直列に配置した能動半導体装置
１９の主電流通路を２次巻＃６ｂの端子に接続する。コ
ンデンサ２］の一方の電極を絶縁変成器６の２次巻線６
ｂの端子に接続し、抵抗２２に接続した他の１１１極を
半導体装ｔｉｌ１９の制御端子２８に接続する。適切な
能動半導体装置１９は低電流レベルで高い利得を有する
二極トランジスタである。第１図は２個のＰＮＰトラン
ジスタの組合せになるダーリントン増幅器を採用する適
切な実施例を示す。半導体装置１９の制御電！ｈ２８は
増幅器の入力トランジスタのベースであり、主電流通路
は出力トランジスタのエヤツタと８個のトランジスタの
共通コレクタとの間の通路である。

第１図を参照して説明したこの回路は次のように作動す
る。交流発振器７によって１２ＶＮＷの全振幅を有する
方形波電圧を供給する。

火焔が無い場合、絶縁変成器６の２次回路は負荷を受け
ない。１次巻＄１１６ａの端子の正弦波電圧は約５ｖで
あり、２次巻線を横切る電圧は約４の巻線比の場合にｌ
　ＯＶ　（ｖ、ｍ、ｓ、値）の程度である。

バーナ１と電極３との間隙が汚れていない場合には、変
成器６の３次巻線によって供給された電圧の大部分がこ
の間隙を横切って現われる０バーナと電極との間の間隙
が汚れていると、スプリアス抵抗が形成されこの間隙を
閉じる。しかし、このスプリアス抵抗の値に関せず、こ
の抵抗に直列に配置した抵抗２！によって全体の抵抗に
低い限定、この例では１００辿の限定を生ずる。この値
は変成ｌｅｅの２次巻１ｌＩ６ｂに作用する減衰作用が
省略できる程度に留まるっダーリントン増幅器１９は導
通せず、これは抵抗２２の値に比較しインピ−ダンスが
小さいように選択したコンデンサ１ｇにより出力トラン
ジスタのエミッタ（端子ｊ１４）と実質的に同一の電位
に入力端子２８を維持するからである。更に、増幅器１
９の主電流とは逆の極性を有する中波長の間はダイオー
ド２０は増幅器１９の導通を阻止する、従って火焔が無
いと、変成器６の２次巻線６ｂは著るしく負荷を受ける
。

点１８．１４間に現われる整流された電圧は約２Ｖの上
限称呼値を有し、これは制御回路１８によって火焔が無
いことを表わす。

バーナ１に火焔があるものと仮定する。火焔の中のガス
のイオン化作用によってバーナ１と電極２との間の間隙
に僅かな導通を生じ、電極からバーナに向う方向のこの
導通は反対方向の導通より大きい。この整流作用の結果
、コンテと１１は充電され、増幅器】９がオンになるま
で制御端子２８の電位を端子２４の電位に対し減少させ
る。

しかし、主電流通路のこの導通はダイオード２０が順方
向に作動する信号の各中波長中だけ生ずる。

従って端子の交流電圧が減少するというようにこの半波
長中、変成ｌ１６の２次巻１１６ｂは負荷を受ける。し
かし、この減少はコンデンサ２１の１１４に影嚇を与え
、実際上平衡が生じ、この平衡によって変成器６に加え
た交流電圧のそれぞれの２個の半波長の一方が減衰し、
あたかも整流されたかのように見える。点１８・１４の
間に得られる整流電圧は通常の状態におけるより小さく
、この小さいと言うことは電圧が小さいことであり、制
御回路１８によって火焔が存在することを表わす。

バーナ】と電極２との間の間隙が汚れると安全が増大す
るように装置に作用を与える。実際、バーナと電極との
間隙を閉じるスプリアス抵抗が高く留まっている場合は
、装置は正しく作動する。

これはバーナと電極との間隙の整流作用のみによってダ
ーリントン増幅ｌ１１９の導通を生ずるからである。ス
プリアス抵抗の値が抵抗２２の値より小さくなるよう、
例えば５０により小さくなるよう間隙が汚れると、コン
デンサ２１は十分に充電されず、増幅器１９はも早導通
せず、火焔が無い場合制御回路１８は端子に受けた高い
電圧状態を表わす。とられる安全の表示は火焔が事故で
消えたのと同様である。火焔の整流作用を阻止する酸化
層で電極２が覆われた時も、同一のことが生ずル０ター
リントン増幅器１９はも早導通しない。

このことは火焔が存在しているのに火焔が存在しないよ
うに検出装置が表示することがあるが、その反対のこと
は生じないという困難な軟部があることを意味する。

バーナの点大のための火花を発生するよう点大変成器の
２次側をも１極２に結合した火焔検出装置の例を第１図
を参照して説明する。点火装置を具えるこの構成を線図
的にブロック２５で示す。

主電源に接続した端子４．５からこの構成を付勢する。

この構成の出力側に点火変成器を設け、この変成器の２
次巻線を端子２６・２７に接続する。

素子２８を通じてこれ等端子をバーナｌと電極８との間
の間隙に結合する。この素子２Ｂの抵抗を電圧と共に変
化させ、この抵抗を低電圧で準無限大にする。この素子
２８を例えばスパークトラップにしてもよい。このよう
にして、破線に沿ってこの点火装置１１！１５を上述の
検出回路に並列にバーナと電極との間隙に接続する。し
かし、点火パルスが無いと、この点火装置は可変抵抗素
子２８によってこの回路から分陰される。点火火花を発
生する非常に短かい時間の間、ダーリントン増４１ｉ器
１９は抵抗８２によって高圧パルスに対して防―される
。

第１図に破線で示す接続ｌ１１９によって線図的に示さ
れる制御回路１８により点大装＠２５を自動的に制御す
るのが有利であること明らかである。

実験の結果、検出と点火とのため同一のｌＩ撞２を使用
すると数個の利点があることがわかった。

まず装置の構造が簡単になる。また、ｖＬ極の実質的な
酸化によって整流作用が減少し、実際上火焔が存在して
いるのに高い信号が制御回路１８に加わった場合、点火
装置を作動し、次に発生する火花によって電極を覆う拳
素の相当な部分を除去し、正常な整流作用を回復する。

第１図に示す装置はバーナ１の引続く作動のため特に適
している。この場合、制御回路１８は必、要な電子機能
を具え、バーナへのガス供給部に配置した電気弁（図示
せず）の開閉を制御する。

第２図は２個のバーナ８０．８１を具える料理装置を示
し、上述したようにバーナδ０のみを検出装置８２に接
続し、両方のバーナ８０．８１を共通点火装置８５に結
合する。この点火装置δｂの２個の出力端子をそれぞれ
［ｆｉ８δ、８番に接続する。バーナ８１と電極８４と
の間の間隙は検出ＷＭｆ１８２のため第１図のスパーク
トラップ２８として作用する。点火変成器の２次巻線は
２００ＫＨｚ交流信号のための非常に高いインピーダン
スを有し、この場合必ずしも必要でないが、特に電極８
４が火焔に接触していないと、（火焔が存在していても
、存在してなくとも）バーナ８１と電＆８４との間の間
隙も直流電流について非常に高いインピーダンスを有す
ること←注意すべきである。　　　　　　　　　　　　
、、１ 本発明は種々の変更を加えることができる。第２図に示
すように２個のバーナを具える料理装置のため、本発明
により唯１個のバーナを検出装置にＩＩＭする。もし必
要なら、第１検出装置と同一の第１検出装置に＃！２バ
ーナを接続してもよく、しかし代案として絶縁変成器６
（その巻線自身が二重になっている）の８次巻線に関す
る検出回路の一部を二重にすると共に、１次巻ｌｌａ　
ａを有す６回路の一部によって両方のバーナのための検
出を助ける。次に制御回路１８のみを僅かに訂正し、点
８０．４０の間に得られる整流信号の比較のための基準
眼界籠が２個のバーナを同時に使用するか、一方のバー
ナのみを使用するかに適合するようにする。それぞれの
場合に、この基準限界値に対する電圧値の増大によって
少なくとも１個の火焔が存在していないことを表わし、
安全装置を作動させる。絶縁変成器に２個の２次巻線を
使用する時、一方のバーナのための局波長の間及び他方
のバーナのための他の鍔波長の間に回路の減衰を使用す
ることができる。更に増幅器１９の主電流通路に直列の
抵抗によって各バーナのための信号の減衰比を制限する
ことができ、複数個のバーナに結合した唯１個の２次巻
線を使用することができる。複数個のバーナに共通な制
御回路１８は整流＠ＦＥを受理する。この整流電圧の鯨
はこの瞬間に作動させるべきバーナの数によって定まる
。火焔の存在しないことが検出された場合、点火回路Ｘ
はすべてのバーナの回路を同時にトリガすることによっ
てこの制御回路によって複数個のバーナを監視する。所
定の遅延時間後でも不所望の状部が存在する場合には他
の安全装置を作動させてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を使用する火焔検出−置の−Ｓをブ
ロック線図で示す回路図、 第２図は共通に点火するようにした２個のバーナの火焔
を検出する装置のブロック線図である。 １・・・バーナ　　　　　　２・・・電極８・・・導Ｉ
Ｉ　　　　　　　　４＝５・・・端子６・・・変成器　
　　　　　７・・・発振器８・・・整合抵抗　　　　　
９・・・コンデンサ】】・・・出力端子　　　　　１２
・・・電源回路１８　、１４・・・点　　　　　１５・
・・ダイオード１６・・・コンデンサ　　　　１８・・
・制御回路１９・・・半導体装置　　　　２０・・・ダ
イオード２２・・・抵抗　　　　　　　２８・・・制御
端子２ｂ・・・点火装置　　　　　２６　、２７・・・
端子！８・・・可変抵抗素子　　　８０　、８１・・・
バーナ８２・・・検出装置　　　　　８８．δ４・・・
電極δ５・・・共通点火装置 特許ｍｍ人　　　エヌ・ベー・フィリップス・フルーイ
ランペンファブリケン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｌ　交流発振器を有する回路の部分がバーナと電極とを
   有する回路の部分から絶縁変成器によって分離され、抗
   抗（８）を介して前記絶縁変成器の１次巻線（６ａ）を
   前記交流発振器に結合し、火焔の存在によって前記変成
   器の２次回路に整流電流を発生させ、火焔に接触する前
   記電極と相手電極として作用する前記バーナとの間に前
   記交流発振器から信号を加える時火焔の整流作用を使用
   して特にガスのバーナの火焔を検出するにあたり、前記
   ２次回路の前記整流電流を使用してこの２次回路を減衰
   させ、この減衰作用を前記変成器の前記１次巻１１（６
   ａ）に作用させ、整流した平滑電圧の変化の形で前記１
   次巻線の端子に火焔の存在又は不存在の情報を生ぜしめ
   ることな特徴とする火焔検出方法つ １　周波数が１０　Ｋｌ（ｚとＩ　ＭＨ２との間にある
   交流発振器（テ）を使用する特許請求の範囲第１項に記
   載の方法。 龜　加えた交流電圧の２個の半波長の一万の半波長の間
   に前記変成器（６）の前記２次回路を実質的に減衰させ
   る特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の方法。 表　主電流通路と、この主電流通路の順方向に指向する
   ダイオード（２０）と直列に更にバーナ（１）と電Ｍ（
   ”りとの間の間隙に直列に接続した能動半導体装置と、
   絶縁変成器（６）の２次巻４１（６ｂ）の端子に接続し
   たコンデンサ（２１）と抵抗（２２）とを具え、前記コ
   ンデンサ（２］）の−万の電極を前記変成器の前記２次
   巻１！（６ｂ）に接触し、前記半導体装置の制御箋子（
   ２８）にｗ：続した前記抵抗（２Ｂ）に前記コンデンサ
   （２１）の他方の電極を！ＩＩ続した火焔検出装置。 翫　前記能動半導体装置（１８）をダーリントン増幅器
   にし、前記制御端子を前記増幅器の入力トランジスタの
   ベースにｗＩ！続した特許請求の範囲第４項に記載の装
   置。 ａ　前記バーナ（１）を点火する火花を前記電極（２）
   によって生ずるよう火焔検出に使用する電極（２）に２
   次側を接続した点火変成器を設け、電圧によって抵抗が
   変化する素子（２８）を通じて前記バーナ（１）と前記
   電極（２）との間の間隙に前記点火変成器の前記２次側
   を結合し、前記絶縁変成器（６）の前記２次回路に並列
   に前記バーナ（１）と前記電極（２）との間の間隙にこ
   の構成を接続した特許請求の範囲第４項又は第５項に記
   載の装置。 フ、　前記点火変成器の前記２次側を第２バーナ（８１
   ）の電極（８４）に結合し、前記第２バーナ（８１）の
   ＩＩ極（δ４）と前記第２バーナ（８１）との間の間隙
   を前記第１バーナ（８０）の検出装置（８８）のための
   電圧と共に抵抗が変化する素子（２８）として使用する
   特許請求の範囲第６項に記載の装置。