JPS5833026A - パルス燃焼用火炎検知装置 - Google Patents

パルス燃焼用火炎検知装置

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JPS5833026A
JPS5833026A JP56131517A JP13151781A JPS5833026A JP S5833026 A JPS5833026 A JP S5833026A JP 56131517 A JP56131517 A JP 56131517A JP 13151781 A JP13151781 A JP 13151781A JP S5833026 A JPS5833026 A JP S5833026A
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combustion
alternating current
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Norio Tanaka
紀夫 田中
Motoshi Miyanaka
宮中 元士
Mokichi Kochiyama
河内山 茂吉
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00Systems for controlling combustion
    • F23N5/02Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
    • F23N5/12Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using ionisation-sensitive elements, i.e. flame rods
    • F23N5/123Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using ionisation-sensitive elements, i.e. flame rods using electronic means

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Combustion (AREA)
  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)

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】 本発明はパルス燃焼器の火炎を検出するための7レ一ム
ロツド式火炎検知装置に関するものである。
パルス燃焼器とは、時間の経過に対し連続的に#a綿火
炎が存在する一般の燃焼器と紘異なり、間欠的即ちパル
ス状に火炎が発生するl@焼器である。
パルス燃焼器は、種々の方式があるが、例えば、燃焼室
へのガス状燃料と空気との供給を制御する弁と、燃焼室
と、燃焼室とによつて所定の周期の負放振動を生ずるよ
うに設けた排気管とよシなる。
一般に燃焼室と排気管が熱交換器となる。その動作は、
弁を介して燃料と空気を燃焼室に供給し、これに点火器
で点火すると爆発燃焼し、その圧力によって弁は閉じ、
一方その燃焼ガスは排気管を通って排出される。この排
出によって燃焼11拡負圧となシ、弁が開き、燃料と空
気が吸入され、一方燃焼富と排気管によって生ずる気柱
振動によって排気管中の残燃焼炎又は高温ガスが燃焼室
に戻シ、これを点火源として吸入された燃料は爆発燃焼
する。そしてこの圧力上昇によって先の燃焼排ガスを排
出する。これを1サイクルとし、連続的にこのサイクル
を繰返すものである。つtD燃焼は間欠的即ちパルス状
に行なわれるものである0このパルス燃焼の周波数は一
般に50 Hz〜80Hz  である。
さて、燃焼器の燃焼炎の有無の検出手段としては種々あ
るが、燃焼炎が大炎でなく、かつ家庭用の燃焼器にあっ
て轄、フレームロッド式火炎検知回路が用いられる0こ
れは火炎に接触するように設けた一対の電極間に交流を
印加し、火炎の整流作用によって前記電極間に生ずる文
体の変化を信号として、火炎の有無を検出する屯のであ
る。し九がって火炎の検出は交流波形の正の半波におi
で行なわれる。
このパルス燃焼器の火炎を大炎ではないので、前記フレ
ームレッド式火炎検出装置の適用が考えられる。
しかし従来のも9においては、検出で1&九シ、検出で
きなかっ九ルが生じ、極めて不完全で、検出の精度の点
において不適幽であっ九。
このため、パルス燃焼による爆発による圧力上昇に着目
し、圧力上昇によって燃焼炎の有鋤を検出することが行
なわれていた。しかし圧力スイッチは接点を有するため
故障を生じ申すML%tた圧力スイッチ内に入っ九燃焼
ガスが凝縮し誤動作を生じさせるなど、信頼性の低いも
のである。
連続燃焼火炎を有すゐフレームロッド式火炎検知回路な
参!lまでに第imlによル説明する01辻商用交流電
源で、絶縁トランス2によ)1次側と2次側を絶縁する
。トランス2の2次側はコンデンサ3を通して電極4に
接続され、火炎器に挿入されている0パ゛−す6はアー
スされており、負荷抵抗7によシミ気回路が形成すれる
。抵抗8.9とコンデンサtO,Uにより平滑回路が構
成され、その出力は抵抗ブリッジnを通して比較器13
に入力される。比較器13の出力14は火炎検出信号が
得られ、一般に燃焼制御回路に与えられる。肋は直流電
源である。
かかる構成において、まず火炎5がない場合について説
明する。電極4には商用交流電源lからコンデンサ3を
通して50 Hz又は60 Hzが供給されている。火
炎!Iが存在しないため抵抗7の両端には交流波形その
11が表われる。ζζで抵抗8.9とコンデンサ10.
uによる平滑回路を通すことによシ交流分は除去され、
結果として直流成分はコンデンサ■の両端に得られない
。抵抗プνッジνの抵抗16.16の分圧電位は抵抗1
7.18の分圧電位よシも大きく設定しておく。したが
って比較s13の負入力の方が正入力よシも大となり、
出力14にはロウレベルが表われる。この状態紘火炎な
しとなる。
次に火炎Sがある場合、コンデンサ3を通じて流れゐ交
流電流は火炎5の整流性によル、電極4から火)炎S、
バーナ6、そして負荷抵抗7の方向に直流電流(これを
検出電流とiう)が流れる。
その結果、負荷抵抗70両端には交流波形に加えて、負
の直流成分め電圧を生じる。この波形を平滑することに
より、1:Iンデンサ■の両端に社員方向への電位を生
じ、比較器謁の負入力の電位を下げることになる。この
時正入力側よシも負入力の電位の方が低くなることによ
ル、比較s13の出力Uはハイレベルとなル火炎6の存
在を確認できる。
本発明紘、パルス燃焼器の火炎の検先を7レ一ムpツド
式火炎検出回路によって行なうことを目的とする。
本発明は、パルス燃焼の周波数よシも高い周波数の交流
を発生する発m回路を設妙、これを火炎に印加すゐ交流
電源としたものであル、Allのパルス燃焼による火炎
に対し交流の正の中波が十分に印加されるようにし、検
出の精度を向上させるものである。
従来で紘、火炎に印加する交流として商用交流60出を
用−ていたので、その周波数がパルス燃焼の周波数(5
0Hz〜80 Hz )と近接し、かつ商用交流の位相
とパルス燃焼の位相には相関がないので、交流の負の半
サイクルのとき火炎が存在する場合があシ、この場合は
火炎を検出できないものである。これを第2図によシ説
明すると、人はパルス燃焼の火炎の存在を示す波形で、
ハイレベルの間、火炎が存在する。なお、lサイクルに
おける燃焼時間が不明なので、図においては燃焼時間と
膨張、排出、吸入の非燃焼時間とが同一であるとして示
している。この火炎の発生周波数に近い周波数を有する
交流電源から火炎に印加される交流の波形をBとCに示
す。Bは交流の正の半波(以下、火炎検知電圧という)
の位相と火炎の位相が同一の場合であシ、Cは位相が1
80’ずれ、逆になった場合である。火炎の位相と交流
の正の半波の位相の間には相関がなiので、B又はC及
びその中間が生ずゐ。Bの゛場合は火炎に電圧を印加で
きる(以下、重な)という)ので火炎を検出で、Iるが
、Cの場合は交流の正の中波のときに火炎が存在しな−
ので、火炎が存在するにもかかわらず、検出できない。
tたパルス燃焼の周波数よりも交流の周波数が大きい場
合(例えば、パルス燃焼が50 Hz 、交流が60H
1の場合)紘、前記重な〕が生じ中ナー゛が、位相のず
れによっては重なルが不十分で検aS畔できない。また
パルス燃焼の周波数が交流の周波数よjjも大きい場合
はますます重なpが生じにくくな〕、検出ができない。
以下、本発明を第3図に示ナー実施例によシ説明する。
第1図と同一番号は第1図と同一物を示す。20紘パル
ス燃焼器の燃焼室であp、一端に弁nを有する燃料と空
気の入口鯰を有し、他端に排気管器を有する。点火S紘
図示してiない。燃鱗室m社アースされて−る。あはパ
ルス燃焼の火炎である。易は発振回路で、周波数は20
01b、60V〜1sovの電圧を出力し、電圧が高−
程検出電#lが多く流れ、動作が安定する。発sin路
2は図の如くインダクタンスによる発振回路の例である
。震は直流電源で、例え#f12vであル、直流電源腸
中燃焼制御回路(図示せず)と同一にで自る0 かかる構成において、電源の変動等によりて微小のコレ
クタ電流が発振回路2のトランジスタ4のコレクタに流
れゐとトランス3の1点の電圧が下がる。この時、トラ
ンス墓の6点゛も同様に下がるように動作するが、この
b点は電源漠に固定であるので、b点と反対の点C点が
上昇し見かけ上C点とb点の電位の関係がb点とC点の
電位差にあられれる。C点の電圧上昇は;ンデンサコを
通じてトランジスタ4のペースに伝わ〕、トランジスタ
Iのコレクタ電流はさらに流れ、トランジヌク茸紘瞬時
にON状態となる。このあと、コンダンを薗に蓄えられ
た電荷がトランス3を通じて放出されるとC点の電位が
徐々に低下しはじめ、仁の変化がコンデンナコを通じて
トランジスタがのペースに伝わると、トランジスタnは
OFFの方向に進みコレクタ電位の上昇、C点の低下、
ペース電位の低下、トランジスタnのOFFとなる。
次にトランジスタγが完全に遮断状態となると、抵抗社
と2ンデンtSによる時定数回路によりトランジスタl
のペース電位線次第に上昇する。このヘ−1スを位が)
?ンジスタ茸のペース−エミッタ電位をこえると、トラ
ンジスタ4は再び導通を開始し、微小電流がコレクタに
流れ始めるヒとになる0これで最初の一分に戻ったこと
になシ、連続的な発振をく〕返すことになるOこのとき
トランス3の2次側に巻線を設ければ火炎検知用の高圧
の交流波形が得られることになる。この時の発振周波数
はコンデンサ2とトランス−のインダクタンスによって
鑞ぼ決定されゐ。
そして前記発振周波数を燃焼/(ルスの周波数よりも十
分に大きい適轟な値に設定することによ択少なくとも第
4図のムとBの関係又紘同人とCの関係に示す如く、各
火炎と交流の各正の半波(火炎検出電圧)とが重なるこ
とになシ、火炎を検出できるものである。第4図の人は
第2図の人と同一であル、B、C,Dは負側を省略して
示した火炎検出用の交流波形であるO 例えd、パルス燃焼の周波数が前記の如(501〜80
1にのとき、発mga路2の発振周波数を200 Hz
とすると、精度良く火炎を検出でIた。
発振周波数はこれよシも大きくても良く、発振回路5の
設計し申す一周波数とすれば良1/”O例えば、800
Hzでもより&o発振周波数を大きくすることによって
1つの火炎に正の半波を複数重ねることができる。tた
発振周波数の増加に伴−1火炎検知回路あの検知感度を
設定すれば良−0上記説明はパルス燃焼の周波数に対す
る発振回路2の発振周波数の関係で説明しているが、正
しくはこの他に1つのサイクルにおける火炎の持続時間
と火炎検知電圧の持続時間の関係が必要である。しかし
本発明者は前記火炎の持続時間を知らないので、上記の
如く説明するものである。
上記では、各火炎に対してそれぞれ火炎検知電圧が重な
るように設計しているように説明したが、第4図のAと
Dの関係の如く火炎と火炎検知電圧との重なりが時々生
じなくても、火炎検知電圧局との関係におりては火炎の
検出が可能である。即ち、前記重な〕が連続した途中に
お−で数回の重な9の欠けがあつても(纂4図りでは二
つ)、ζ圧の上昇が出力端子14に火炎無し信号(ロウ
レベル)を出力するレベル以上にならなければ良iもの
である。したがつて発振周波数はこの11IILtで低
下させることができる。
発振回路は上記の構成に限定されるものではなVh6そ
の他、非安定マルチバイブレータやタイマICなどによ
〕構成できる。トランスはステップアップトランスなど
で構成できる。
以上の如く本発明によれば、パルス燃焼の火炎に対し火
炎検知電圧を重ねさせることができるので、確実に火炎
を検出できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の7レ一ムロツド式火炎検知鋏置の回路図
、第2図紘パルス燃焼火炎と印加交流電圧の波形図、第
3図嬬本発明の一実施例のパルスfIIAwa用火炎検
知装置の回路図、第411はパルプ燃焼火炎と印加交流
電圧の波形図である。 3・・−・・・コンデンサ、4・・−・・電極、認・・
曲ブリッジ回路、U・・・・・・比較器、14・・−出
力端子、(9)・・・・・・燃焼室、2・・・・・・火
炎、2・・−・・発振回路、19.漢・・・直流電源、
墓・・・・・・トランス、あ・・−・・火炎検知回路才
1図 十30 才4I21

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、間欠的に火炎が発生するパルス燃焼の火炎に接触可
    能に配置が可能であゐ一対の端子と、所定の周波数と所
    定の電圧を有する交流を一対の端子の間に供給する交流
    発生回路と、前記火炎の発生時期と前記交流の火炎検出
    電圧の発生時期とが重なって前記火炎の!1流作用によ
    って前記端子間に得られる信号を入力して火炎の有無の
    信号を出力する火炎検知回路とよ11、前記交流発生回
    路の発生周波数は、商用交流の発生周波数よシも大きく
    、さらに前記パルス燃焼の最大火炎発生周波数よルも大
    きく、さらに前記火炎のおのおのに前記火炎検知電圧が
    重なる1度4L<はそれ以上に設け、前記交流発生回路
    の発生周波数が前記重なる11直の場合は、前記火炎の
    パルスが連続している一群において前記重なpが生じな
    い火炎が生じた場合におiでも前記火炎検知回路が火炎
    有1信号を出力可能なように、前記不重なシが連続して
    生じないよう嘩前記交流発生回路の発生周波数を設けた
    ことを特徴とするパルス燃焼用火炎検知装置。 2、特許請求の範囲第1項において、前記重なシが各火
    炎に対してφなくとも一つ生ずるように前記交流発生回
    路の発生周波数を大きく設けたことを特徴とすゐパルス
    燃焼用火炎検知装置。
JP56131517A 1981-08-24 1981-08-24 パルス燃焼用火炎検知装置 Granted JPS5833026A (ja)

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