JPS61243217A - 燃焼検出装置 - Google Patents
燃焼検出装置Info
- Publication number
- JPS61243217A JPS61243217A JP60082837A JP8283785A JPS61243217A JP S61243217 A JPS61243217 A JP S61243217A JP 60082837 A JP60082837 A JP 60082837A JP 8283785 A JP8283785 A JP 8283785A JP S61243217 A JPS61243217 A JP S61243217A
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- JP
- Japan
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- flame
- current
- electric current
- circuit
- rod sensor
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
- F23N5/02—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
- F23N5/12—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using ionisation-sensitive elements, i.e. flame rods
- F23N5/123—Systems 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2229/00—Flame sensors
- F23N2229/12—Flame sensors with flame rectification current detecting means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はガス、石油等の燃焼装置の火炎の燃焼状態を検
出する装置に関するものである。
出する装置に関するものである。
従来の技術
従来、ファンヒーク等の燃焼式暖房器は室内で燃焼する
ため、炎の着火、失火および室内の酸素濃度の低下ある
いは不完全燃焼の確実な検出を必要とする。この種の検
知センサとしてフレームロッドセンサが広く使用されて
いる。このセンサは火炎のイオン電流を検出して燃焼状
態を検出するもので例えば実開昭５９−１４５４２２号
公報のようなものがある。この動作を第３図、第４図を
用いて説明する。
ため、炎の着火、失火および室内の酸素濃度の低下ある
いは不完全燃焼の確実な検出を必要とする。この種の検
知センサとしてフレームロッドセンサが広く使用されて
いる。このセンサは火炎のイオン電流を検出して燃焼状
態を検出するもので例えば実開昭５９−１４５４２２号
公報のようなものがある。この動作を第３図、第４図を
用いて説明する。
燃料ガスはノズル１より噴出し混合管２により空気と混
合され金網で形成した燃焼板３の内面４に火炎５を形成
して燃焼する。６は火炎５中に挿入されたフレームロッ
ドで、燃焼板３との間に直流電源７を印加され、火炎の
イオン電流Ｉｆを抵抗８で検出する構成としている。空
気中の酸素濃度とイオン電流１ｆ、バーナより発生する
Ｃｏの特性を第４図に示す。ここでコントローラ（図示
せず）は電流１’（が相対値で０．５以下の時は不着火
、あるいは失火と判断し、また電流Ｉｆが７以上の時に
は酸素不足等による異常燃焼とやｊ断じて燃焼を強制的
に停止させる。
合され金網で形成した燃焼板３の内面４に火炎５を形成
して燃焼する。６は火炎５中に挿入されたフレームロッ
ドで、燃焼板３との間に直流電源７を印加され、火炎の
イオン電流Ｉｆを抵抗８で検出する構成としている。空
気中の酸素濃度とイオン電流１ｆ、バーナより発生する
Ｃｏの特性を第４図に示す。ここでコントローラ（図示
せず）は電流１’（が相対値で０．５以下の時は不着火
、あるいは失火と判断し、また電流Ｉｆが７以上の時に
は酸素不足等による異常燃焼とやｊ断じて燃焼を強制的
に停止させる。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら上記のような従来の構成では、バーナの不
完全燃焼や、着火、失火の検出ができるがフレームロッ
ド６にカーボンが付着して燃焼板３と電気的に数ＭΩの
大抵抗で導通されたり、内部の湿度が上昇して抵抗値が
小さくなった場合には酸素濃度が高くても電流Ｉｆが７
以上となる現象となり異常燃焼との区別がつかないとい
う問題点があった。
完全燃焼や、着火、失火の検出ができるがフレームロッ
ド６にカーボンが付着して燃焼板３と電気的に数ＭΩの
大抵抗で導通されたり、内部の湿度が上昇して抵抗値が
小さくなった場合には酸素濃度が高くても電流Ｉｆが７
以上となる現象となり異常燃焼との区別がつかないとい
う問題点があった。
これを解決する手段として直流電源７に替えて交流を印
加し、火炎の整流特性を利用して検出する方法があった
。第５図にこの特性を示し、Ａが印加電圧特性、Ｂが電
流特性を示す。火炎に流れる電流Ｉは、ロッド６にｅ、
燃焼板３にｅを印加した時に多く流れ、逆方向に印加し
た時の電流が少ない整流特性があることが知られている
。コントローラはこの交流電流を平滑して直流分の電流
Ｉｆ／により燃焼状態を検出する。ここでロアドロにカ
ーボンが付着してショートされると整流特性がなくなり
電流Ｉｆは低下することによりロッド６のショートを判
別するものである。
加し、火炎の整流特性を利用して検出する方法があった
。第５図にこの特性を示し、Ａが印加電圧特性、Ｂが電
流特性を示す。火炎に流れる電流Ｉは、ロッド６にｅ、
燃焼板３にｅを印加した時に多く流れ、逆方向に印加し
た時の電流が少ない整流特性があることが知られている
。コントローラはこの交流電流を平滑して直流分の電流
Ｉｆ／により燃焼状態を検出する。ここでロアドロにカ
ーボンが付着してショートされると整流特性がなくなり
電流Ｉｆは低下することによりロッド６のショートを判
別するものである。
しかしこの方法では電流工、／が直流印加時の電流Ｉｌ
よりも大幅に小さな値となり（１〜！−）検出回路が高
価となる問題点がある。
よりも大幅に小さな値となり（１〜！−）検出回路が高
価となる問題点がある。
問題点を解決するだめの手段
上記問題点を解決するために本発明の燃焼検出装置は、
火炎に挿入された一対の電極を有するフレームロッドセ
ンサの前記電極間に直流電源回路により直流電圧を印加
する構成とし、この直流電圧を印加する方向を周期的に
正負に切替えるスイッチング回路と、フレームロッドセ
ンサと直列に接続した炎電流検出抵抗を設け、この炎電
流検出抵抗に流れる電流を電流計測回路により計測する
構成とし、電流計測回路には、スイッチング回路と同期
してフレームロッドセンサに正方向に電圧印加した時の
電流値を計測する正電流検知回路と、負方向に電圧印加
した時の電流値を計測する負電流検知回路を有する構成
である。
火炎に挿入された一対の電極を有するフレームロッドセ
ンサの前記電極間に直流電源回路により直流電圧を印加
する構成とし、この直流電圧を印加する方向を周期的に
正負に切替えるスイッチング回路と、フレームロッドセ
ンサと直列に接続した炎電流検出抵抗を設け、この炎電
流検出抵抗に流れる電流を電流計測回路により計測する
構成とし、電流計測回路には、スイッチング回路と同期
してフレームロッドセンサに正方向に電圧印加した時の
電流値を計測する正電流検知回路と、負方向に電圧印加
した時の電流値を計測する負電流検知回路を有する構成
である。
作 用
本発明は上記の構成により着火、失火や不完全燃焼等の
燃焼状態のチェックは正電流検知回路により行ない、フ
レームロッドセンサのショート状態は負電流検知回路で
各々別個に行なうと同時に両者とも直流電流値を直接検
出可能とする作用を有する。
燃焼状態のチェックは正電流検知回路により行ない、フ
レームロッドセンサのショート状態は負電流検知回路で
各々別個に行なうと同時に両者とも直流電流値を直接検
出可能とする作用を有する。
実施例
以下本発明の実施例を第１図、第２図に基いて説明して
いく。第１図は本発明燃焼検出装置の一実施例を示す回
路図で、９は２つの電位ｌ、、ｌｂに分圧された直流電
源で、フレームロッドセンサ１０はここでは一方の電極
を７レームロツド１１、能力の電極を導電性のバーナ１
２により構成しているが、これは２本のフレームロッド
で５ｌｉｔ、てもよい。またｅ＆、ｅｂは等しくなくて
もよい。
いく。第１図は本発明燃焼検出装置の一実施例を示す回
路図で、９は２つの電位ｌ、、ｌｂに分圧された直流電
源で、フレームロッドセンサ１０はここでは一方の電極
を７レームロツド１１、能力の電極を導電性のバーナ１
２により構成しているが、これは２本のフレームロッド
で５ｌｉｔ、てもよい。またｅ＆、ｅｂは等しくなくて
もよい。
またこの実施例ではバーナ１２を直流電源９の中点ｅＯ
に接続され、フレームロッド１１は炎電流検出用抵抗１
３を介してスイッチング回路１４に接続されている。ス
イッチング回路１４は炎電流検出用抵抗１３を介してフ
レームロッドセンサ１０を直流電源９のｌ十電位とｌ−
電位に周期的に切替接続している。フレームロッドセン
サ１゜と炎電流検出用抵抗１３の接続点の電位は演算増
幅器１５に入力されフレームロッドセンサ１ｏに流れる
炎電流Ｉｆを検出している。演算増幅器１５はボルテー
ジ７オロア回路を構成しており炎電流！ｆに比例した出
力電圧に変換され電流計測回路１６に入力する。電流計
測回路１６は正電流検知回路１７と負電流検知回路１８
により構成され、各々の出力Ｘ１Ｙを出す。バーナのコ
ントローラ（図示せず）はスイッチング回路１４にスイ
ッチング信号を出力し、各々の出力状態に応じてＸ、Ｙ
の値を読み込む構成としている。
に接続され、フレームロッド１１は炎電流検出用抵抗１
３を介してスイッチング回路１４に接続されている。ス
イッチング回路１４は炎電流検出用抵抗１３を介してフ
レームロッドセンサ１０を直流電源９のｌ十電位とｌ−
電位に周期的に切替接続している。フレームロッドセン
サ１゜と炎電流検出用抵抗１３の接続点の電位は演算増
幅器１５に入力されフレームロッドセンサ１ｏに流れる
炎電流Ｉｆを検出している。演算増幅器１５はボルテー
ジ７オロア回路を構成しており炎電流！ｆに比例した出
力電圧に変換され電流計測回路１６に入力する。電流計
測回路１６は正電流検知回路１７と負電流検知回路１８
により構成され、各々の出力Ｘ１Ｙを出す。バーナのコ
ントローラ（図示せず）はスイッチング回路１４にスイ
ッチング信号を出力し、各々の出力状態に応じてＸ、Ｙ
の値を読み込む構成としている。
ここでは正電流検出回路１７は基準電位ｌｃに対して演
算増幅器１９、抵抗２０，２１により反転増幅回路を構
成し、電位Ｘはバーナの燃焼状態に応じたアナログ電位
を出力する構成とし、負電流検出回路１８は電位ｌ！ｄ
と電圧比較器２２にょり比較し、・・イ、ローのデジタ
ル信号に変換してＹ端子に出力している。電流計測回路
１６はこの構成に限られる事はなく例えば演算増幅器１
５の出力ＱｇをＡ／Ｄ変換回路によりデジタル値に変換
シ、電流計測回路１６Ｉ／′ｉマイクロコンビ二一夕等
のプログラムで構成してもよい。
算増幅器１９、抵抗２０，２１により反転増幅回路を構
成し、電位Ｘはバーナの燃焼状態に応じたアナログ電位
を出力する構成とし、負電流検出回路１８は電位ｌ！ｄ
と電圧比較器２２にょり比較し、・・イ、ローのデジタ
ル信号に変換してＹ端子に出力している。電流計測回路
１６はこの構成に限られる事はなく例えば演算増幅器１
５の出力ＱｇをＡ／Ｄ変換回路によりデジタル値に変換
シ、電流計測回路１６Ｉ／′ｉマイクロコンビ二一夕等
のプログラムで構成してもよい。
次に動作を説明する。第２図は第１図の回路の各部の特
性を示し、Ｃはスイッチング回路１４の切替状態を電位
Ｊｈで示す。電位ムは１０を中心に正負に切替えられて
いる。
性を示し、Ｃはスイッチング回路１４の切替状態を電位
Ｊｈで示す。電位ムは１０を中心に正負に切替えられて
いる。
Ｄはフレームロッドセンサ１０に流れる電流Ｉｌを示す
。第１図に示す方向を正方向、逆向きを負方向として記
入されているため、スイッチング回路１４に同期して正
負切替る。正方向の電流！（＋は第４図と同様バーナの
燃焼状態に応じて電流値が変化する。負方向の電流Ｉ（
−は通常は第５図で説明した火炎の整流特性により通常
は非常に小さな値であるが、フレームロッド１１へのカ
ーボン等の付着により絶縁劣化した時には電流１ｉ−が
増加して来る。
。第１図に示す方向を正方向、逆向きを負方向として記
入されているため、スイッチング回路１４に同期して正
負切替る。正方向の電流！（＋は第４図と同様バーナの
燃焼状態に応じて電流値が変化する。負方向の電流Ｉ（
−は通常は第５図で説明した火炎の整流特性により通常
は非常に小さな値であるが、フレームロッド１１へのカ
ーボン等の付着により絶縁劣化した時には電流１ｉ−が
増加して来る。
第２図Ｅは演算増幅器１５の出力ｒｇを示し電流Ｉｆが
スイッチング回路１４と同期して電源のｌ−からの電圧
値に変換されている。電流１（＋に対応する電位ｌ！ｇ
は燃焼状態に応じてｒｇ−１−′やｌ！ｉに変化し、こ
の値に応じてコントローラは各種制御を行なう。また電
流ＩＩ−に対応するＥ、−はフレームロッドセンサ１０
の絶縁劣下によりＥｇ−！に上昇し、負電流検出回路１
８はこの１ｇ−がｌｄ以上になれば絶縁劣下と判断する
。また電流Ｉ（−の値に応じて電流１１＋の検出レベル
を補正することも可能さなりこの時は高湿度条件でも確
実な燃焼検知ができる。
スイッチング回路１４と同期して電源のｌ−からの電圧
値に変換されている。電流１（＋に対応する電位ｌ！ｇ
は燃焼状態に応じてｒｇ−１−′やｌ！ｉに変化し、こ
の値に応じてコントローラは各種制御を行なう。また電
流ＩＩ−に対応するＥ、−はフレームロッドセンサ１０
の絶縁劣下によりＥｇ−！に上昇し、負電流検出回路１
８はこの１ｇ−がｌｄ以上になれば絶縁劣下と判断する
。また電流Ｉ（−の値に応じて電流１１＋の検出レベル
を補正することも可能さなりこの時は高湿度条件でも確
実な燃焼検知ができる。
ここではスイッチング回路１４はｒ＋、ｌ−を等間隔で
切替でいるが等間隔でなくてもよい。
切替でいるが等間隔でなくてもよい。
発明の詳細
な説明したように本発明の燃焼検出装置は下に示すよう
な効果を有する。
な効果を有する。
（１）燃焼状態のチェックは直流電源ｌａを印加した時
の炎電流１ｆ＋の直流絶対値で検出するために交流を平
滑する構成に比べて負方向の電流ロスがなくなり大きな
電流で検出可能となり、電流計測回路の設計が簡単とな
りノイズによる影響も受けにくい。またバーナの種類に
応じてスイッチング回路の動作周期やデユティ比も任意
に設定可能となり最適条件で検出できる。
の炎電流１ｆ＋の直流絶対値で検出するために交流を平
滑する構成に比べて負方向の電流ロスがなくなり大きな
電流で検出可能となり、電流計測回路の設計が簡単とな
りノイズによる影響も受けにくい。またバーナの種類に
応じてスイッチング回路の動作周期やデユティ比も任意
に設定可能となり最適条件で検出できる。
■ フレームロッドセンサの絶縁劣下は直流電源ｌ！ｂ
を印加した時の炎電流Ｉ（−により検出する構成である
ので、交流印加時と同様の火炎の整流作用を利用して検
出するためフレームロッドセンサが完全にショートせず
にカーボン付着等による数ＭΩの大抵抗によるショート
であっても確実に検出可能となり信頼性の高いショート
チェックができる。
を印加した時の炎電流Ｉ（−により検出する構成である
ので、交流印加時と同様の火炎の整流作用を利用して検
出するためフレームロッドセンサが完全にショートせず
にカーボン付着等による数ＭΩの大抵抗によるショート
であっても確実に検出可能となり信頼性の高いショート
チェックができる。
以上の様に従来技術の直流印加、交流印加方式の各々の
利点を併せ持った有用な効果が得られるものである。
利点を併せ持った有用な効果が得られるものである。
は従来例の構成を説明する構成図、第４図はそのＡ、Ｂ
特性図、第５弓μ池の従来例を説明する特性図である。
９・・・・・・直流電源回路、１０・・・・・・フレー
ムロッドセンチ、１１・・・・・・フレームロッド（フ
レームロッドセンサのｔｉ）、ｔ２・・・・・・バーナ
（フレームロッドセンサの電極）、１３・・・・・・炎
電流検出抵抗、１４・・・・・・スイッチング回路、１
６・・・・・・電流計測回路、１７・・・・・・正電流
検出回路、１８・・・・・・負電流検出回路、Ｉｆ・・
・・・・炎イオン電流。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名（Ｅ
ノ 第４図 Ｏｌ６１８ ２０ 畝中の（＋２龍
ムロッドセンチ、１１・・・・・・フレームロッド（フ
レームロッドセンサのｔｉ）、ｔ２・・・・・・バーナ
（フレームロッドセンサの電極）、１３・・・・・・炎
電流検出抵抗、１４・・・・・・スイッチング回路、１
６・・・・・・電流計測回路、１７・・・・・・正電流
検出回路、１８・・・・・・負電流検出回路、Ｉｆ・・
・・・・炎イオン電流。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名（Ｅ
ノ 第４図 Ｏｌ６１８ ２０ 畝中の（＋２龍
Claims (1)
- （１）燃焼火炎に挿入され炎イオン電流により火炎の燃
焼状態を検出する一対の電極を有するフレームロッドセ
ンサと、前記フレームロッドセンサの電極間に直流電圧
を印加する直流電源回路と、前記直流電圧の印加方向を
周期的に正負に切替えるスイッチング回路と、前記フレ
ームロッドセンサと直列に接続された炎電流検出抵抗と
、前記検出抵抗に流れる電流を計測する電流計測回路を
有し、前記電流計測回路は前記スイッチング回路に同期
してフレームロッドセンサに正方向に電圧を印加した時
に流れる正電流検知回路と負方向に電圧を印加した時に
流れる負電流検知回路とからなる燃焼検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60082837A JPS61243217A (ja) | 1985-04-18 | 1985-04-18 | 燃焼検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60082837A JPS61243217A (ja) | 1985-04-18 | 1985-04-18 | 燃焼検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61243217A true JPS61243217A (ja) | 1986-10-29 |
| JPH0437331B2 JPH0437331B2 (ja) | 1992-06-19 |
Family
ID=13785511
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60082837A Granted JPS61243217A (ja) | 1985-04-18 | 1985-04-18 | 燃焼検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61243217A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63131919A (ja) * | 1986-11-21 | 1988-06-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 火炎検出装置 |
| JPS63201420A (ja) * | 1987-02-18 | 1988-08-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 火炎検出装置 |
| JPS63201421A (ja) * | 1987-02-18 | 1988-08-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 火炎検出装置 |
| EP1519114A1 (en) * | 2003-09-26 | 2005-03-30 | Betronic Design B.V. | Flame guarding system |
| WO2009110015A1 (en) * | 2008-03-07 | 2009-09-11 | Bertelli & Partners S.R.L. | Improved method and device to detect the flame in a burner operating on a solid, liquid or gaseous combustible |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS532728A (en) * | 1976-06-30 | 1978-01-11 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Flame detector |
-
1985
- 1985-04-18 JP JP60082837A patent/JPS61243217A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS532728A (en) * | 1976-06-30 | 1978-01-11 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Flame detector |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63131919A (ja) * | 1986-11-21 | 1988-06-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 火炎検出装置 |
| JPS63201420A (ja) * | 1987-02-18 | 1988-08-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 火炎検出装置 |
| JPS63201421A (ja) * | 1987-02-18 | 1988-08-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 火炎検出装置 |
| EP1519114A1 (en) * | 2003-09-26 | 2005-03-30 | Betronic Design B.V. | Flame guarding system |
| NL1024388C2 (nl) * | 2003-09-26 | 2005-03-31 | Betronic Design B V | Vlambewakingssysteem. |
| WO2009110015A1 (en) * | 2008-03-07 | 2009-09-11 | Bertelli & Partners S.R.L. | Improved method and device to detect the flame in a burner operating on a solid, liquid or gaseous combustible |
| US20110018544A1 (en) * | 2008-03-07 | 2011-01-27 | Bertelli & Partners S.R.L | Method and device to detect the flame in a burner operating on a solid, liquid or gaseous combustible |
| US8773137B2 (en) * | 2008-03-07 | 2014-07-08 | Bertelli & Partners, S.R.L. | Method and device to detect the flame in a burner operating on a solid, liquid or gaseous combustible |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0437331B2 (ja) | 1992-06-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |