JPS625014A - 燃焼検出装置 - Google Patents
燃焼検出装置Info
- Publication number
- JPS625014A JPS625014A JP14288485A JP14288485A JPS625014A JP S625014 A JPS625014 A JP S625014A JP 14288485 A JP14288485 A JP 14288485A JP 14288485 A JP14288485 A JP 14288485A JP S625014 A JPS625014 A JP S625014A
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- voltage
- circuit
- electric
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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
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
本発明はがスミ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、天火および室内の酸素濃度低下、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
知センサとして火炎中を流れる炎イオン電流を検出する
フレームロッドセンサが広く使用されている。
ため、炎の着火、天火および室内の酸素濃度低下、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
知センサとして火炎中を流れる炎イオン電流を検出する
フレームロッドセンサが広く使用されている。
火炎の燃焼状態と炎電流には一定の相聞があり第３図に
その例として空気中の酸素濃度と炎イオン電流Ｉｆ、バ
ーナより発生する一酸化炭素Ｃ。
その例として空気中の酸素濃度と炎イオン電流Ｉｆ、バ
ーナより発生する一酸化炭素Ｃ。
の特性を示す。ここでバーナの制御回路は電流Ｉｆが相
対値０．５以下の時は不着火、あるいは天火と判断し、
また電流■、が７以上の時には酸素不足等による異常燃
焼と判断して強制的に燃焼を停止する。または電流Ｉ、
が常に一定値を保つように燃料あるいは空気の量を増減
制御する。
対値０．５以下の時は不着火、あるいは天火と判断し、
また電流■、が７以上の時には酸素不足等による異常燃
焼と判断して強制的に燃焼を停止する。または電流Ｉ、
が常に一定値を保つように燃料あるいは空気の量を増減
制御する。
ここで火炎は第４図に示す等価回路で示され、炎抵抗Ｒ
３け数メグオーム−敗十メグオームと非常に大きな値で
あり雰囲気の湿度による漏れ抵抗Ｒ５が炎電流！、に大
きく影響する。このために従来は第４図に示すようにフ
レームロッド１に交流電源２を印加し、炎のダイオード
ＤＩ特性を利用して整流し、その平均電流値Ｉｆａ’検
出する方法が用いられていた。第５図にこの特性を示す
。
３け数メグオーム−敗十メグオームと非常に大きな値で
あり雰囲気の湿度による漏れ抵抗Ｒ５が炎電流！、に大
きく影響する。このために従来は第４図に示すようにフ
レームロッド１に交流電源２を印加し、炎のダイオード
ＤＩ特性を利用して整流し、その平均電流値Ｉｆａ’検
出する方法が用いられていた。第５図にこの特性を示す
。
第５図囚は交流印加電圧Ｖａｃを、（Ｂ）は炎電流！。
の波形を示し、ダイオードＤ、により負方向に電圧が印
加された時は漏れ抵抗Ｒ５により流れる電流Ｉ、 Ｌか
流れないが、正方向に印加された時はＲ２とＲ４に流れ
る電流の合計Ｉ（が流れる。検知回路はこの電流の平均
値Ｉｆａを検出する。この状態で雰囲気の湿度が低下し
てＲ５が小さくなると工、が増加するが！ｆも増加して
平均電流ｌｆａは変化しないが、不完全燃焼の時にはＲ
ｏが変化するため第５図（Ｃ１のように平均電流！、が
増加して！ｆａ’となり異常検知が可能となる。（実公
昭４２−１４９６９号公報） 発明が解決しようとする問題点 以上のような従来の構成では第５図かられかるように炎
電流を検出する値Ｉｆａは実際の炎電流Ｉ。
加された時は漏れ抵抗Ｒ５により流れる電流Ｉ、 Ｌか
流れないが、正方向に印加された時はＲ２とＲ４に流れ
る電流の合計Ｉ（が流れる。検知回路はこの電流の平均
値Ｉｆａを検出する。この状態で雰囲気の湿度が低下し
てＲ５が小さくなると工、が増加するが！ｆも増加して
平均電流ｌｆａは変化しないが、不完全燃焼の時にはＲ
ｏが変化するため第５図（Ｃ１のように平均電流！、が
増加して！ｆａ’となり異常検知が可能となる。（実公
昭４２−１４９６９号公報） 発明が解決しようとする問題点 以上のような従来の構成では第５図かられかるように炎
電流を検出する値Ｉｆａは実際の炎電流Ｉ。
を平均した値となり非常に小さくなる。また異常燃焼時
のＩｆａの変化もＩ、の変化に比べて小さくなるため、
検知回路は高入力インピーダンスで耐ノイズ性の高い回
路にする必要があり高価で精度の高い検知回路を必要と
するという問題点があった０ 問題点を解決するための手段 本発明の燃焼検出装置は上記従来の問題点を解決するた
めに、火炎に挿入され炎イオン電流により燃焼状態を検
出するフレームロッドセンサと、このフレームロッドセ
ンサ、に交流商用電源を印加する電源回路と、フレーム
ロッドセンサに流れる電流を検出する炎電流検出回路と
この出力により火炎の燃焼状態を判定する判定部１設け
、炎電流検出回路は、電源回路からフレームロッドセン
サに印加した電圧に比例した出力を出す基準電圧部と、
フレームロッドセンサに流れた電流に応じた出力をする
電流計測部と、これ等の出力の比を演算する演算部とか
らなり、判定部には電源回路の印加電圧に同期してフレ
ームロッドセンサに正方向に電圧を印加した時の炎電流
値を判定する正電流判定部と、負方向に電圧印加時の電
流値を判定する負電流判定部を有する構成とした。
のＩｆａの変化もＩ、の変化に比べて小さくなるため、
検知回路は高入力インピーダンスで耐ノイズ性の高い回
路にする必要があり高価で精度の高い検知回路を必要と
するという問題点があった０ 問題点を解決するための手段 本発明の燃焼検出装置は上記従来の問題点を解決するた
めに、火炎に挿入され炎イオン電流により燃焼状態を検
出するフレームロッドセンサと、このフレームロッドセ
ンサ、に交流商用電源を印加する電源回路と、フレーム
ロッドセンサに流れる電流を検出する炎電流検出回路と
この出力により火炎の燃焼状態を判定する判定部１設け
、炎電流検出回路は、電源回路からフレームロッドセン
サに印加した電圧に比例した出力を出す基準電圧部と、
フレームロッドセンサに流れた電流に応じた出力をする
電流計測部と、これ等の出力の比を演算する演算部とか
らなり、判定部には電源回路の印加電圧に同期してフレ
ームロッドセンサに正方向に電圧を印加した時の炎電流
値を判定する正電流判定部と、負方向に電圧印加時の電
流値を判定する負電流判定部を有する構成とした。
作 用
上記構成により、炎電流検出回路は印加電圧と炎電流の
比を演算して判定部に出力して印加電圧の変動の影響を
なくシ、判定部では燃焼状態と絶縁性能を各々別個にそ
れぞれの電流値で判定するという作用を有する。
比を演算して判定部に出力して印加電圧の変動の影響を
なくシ、判定部では燃焼状態と絶縁性能を各々別個にそ
れぞれの電流値で判定するという作用を有する。
実施例
以下、本発明の実施例を第１図、第２図を用いて説明し
ていく。第１図は本発明の実施例を示す回路のプロツク
図である。図で３はフレームロッドセンサでフレームロ
ッド４とバーナ５により電極を構成し、この電極間に流
れる炎電流を炎電流検知回路６により検出する。７はフ
レームロッドセンサ３に電圧を印加する電源回路で、商
用交流電源８を絶縁トランス９により絶縁して印加する
。
ていく。第１図は本発明の実施例を示す回路のプロツク
図である。図で３はフレームロッドセンサでフレームロ
ッド４とバーナ５により電極を構成し、この電極間に流
れる炎電流を炎電流検知回路６により検出する。７はフ
レームロッドセンサ３に電圧を印加する電源回路で、商
用交流電源８を絶縁トランス９により絶縁して印加する
。
炎電流検出回路６は電流計測部１０と基準電圧部１１、
演算部１２とから構成される。電流計測部１０はフレー
ムロッドセンサ３と直列に挿入された抵抗１３により流
れる電流Ｉ、により生じる電圧降下を検出し、アナログ
／ディジタル変換回路（以下Ａ／Ｄ回路と呼ぶ）１４に
より炎電流■１に比例したディジタル値１１’に変換し
て演算部１２に出力する。基準電圧部１１は電源回路７
の印加電圧１０を抵抗１５．１６に介在し、Ａ／Ｄ回路
１７により印加電圧ｌ ど比例したディジタｒし値１０
’に変換して演算部１２に出力する。第２図にこの状態
の波形を示す。囚は電圧ｔｏ’を、（Ｂ）はＩｆ’を各
々Ａ／Ｄ回路１４．１７に入力する前のアナログ値で示
す。１８．１９は演算増幅器で各々の信号をインピーダ
ンス変換している。演算部１２では入力Ｉｆ’と１０”
ｆｒ演算し、Ｉｏ＝Ｉｆ／１０Ｉ（またはｔｏ’７’Ｉ
ｆ’）を求め、Ｉｆ’と１０’の比の値Ｉｏを判定部
２０に出力する。第２図（Ｃ１にＩｏ ｆアナログ値に
直した波形を示す。印加電圧１０と炎電流Ｉｆは比例関
係にあるためその比は一定となり電圧／。
演算部１２とから構成される。電流計測部１０はフレー
ムロッドセンサ３と直列に挿入された抵抗１３により流
れる電流Ｉ、により生じる電圧降下を検出し、アナログ
／ディジタル変換回路（以下Ａ／Ｄ回路と呼ぶ）１４に
より炎電流■１に比例したディジタル値１１’に変換し
て演算部１２に出力する。基準電圧部１１は電源回路７
の印加電圧１０を抵抗１５．１６に介在し、Ａ／Ｄ回路
１７により印加電圧ｌ ど比例したディジタｒし値１０
’に変換して演算部１２に出力する。第２図にこの状態
の波形を示す。囚は電圧ｔｏ’を、（Ｂ）はＩｆ’を各
々Ａ／Ｄ回路１４．１７に入力する前のアナログ値で示
す。１８．１９は演算増幅器で各々の信号をインピーダ
ンス変換している。演算部１２では入力Ｉｆ’と１０”
ｆｒ演算し、Ｉｏ＝Ｉｆ／１０Ｉ（またはｔｏ’７’Ｉ
ｆ’）を求め、Ｉｆ’と１０’の比の値Ｉｏを判定部
２０に出力する。第２図（Ｃ１にＩｏ ｆアナログ値に
直した波形を示す。印加電圧１０と炎電流Ｉｆは比例関
係にあるためその比は一定となり電圧／。
を正方向に印加した時のＩｏ と負方向に印加した時の
１８のパｌレス波形となる。判定部２０では電源同期信
号発生回路２１により印加電圧の方向と同期して、正電
流判定部２２と負電流判定部２３が各々の電流を判定す
る。正電流判定部２２ではフレームロッドセンサ３に正
方向に電圧が印加されたときの炎電流Ｉｆと比例した出
力Ｉｏ＋の値を判定し、異常燃焼等により炎電流Ｉ、が
増加してしきい値１１以上になった時に異常燃焼と判定
する（第２図（Ｃ）のＴＡ部）また負電流判定部２４は
負方向に電圧が印加した時に漏れ電流Ｉ、に比例した出
力Ｉ。−の値を判定し、フレーム０ツドセンサ３の絶縁
劣下により！−がしきい値■−以上になった時にフレー
ムロッドセンサ３が絶縁劣下したと判定しく第２図ＴＢ
部）各々燃焼を停止させたり報知する信号を出力する。
１８のパｌレス波形となる。判定部２０では電源同期信
号発生回路２１により印加電圧の方向と同期して、正電
流判定部２２と負電流判定部２３が各々の電流を判定す
る。正電流判定部２２ではフレームロッドセンサ３に正
方向に電圧が印加されたときの炎電流Ｉｆと比例した出
力Ｉｏ＋の値を判定し、異常燃焼等により炎電流Ｉ、が
増加してしきい値１１以上になった時に異常燃焼と判定
する（第２図（Ｃ）のＴＡ部）また負電流判定部２４は
負方向に電圧が印加した時に漏れ電流Ｉ、に比例した出
力Ｉ。−の値を判定し、フレーム０ツドセンサ３の絶縁
劣下により！−がしきい値■−以上になった時にフレー
ムロッドセンサ３が絶縁劣下したと判定しく第２図ＴＢ
部）各々燃焼を停止させたり報知する信号を出力する。
また！“の値の増減に応じて燃焼用空気や燃料の量を増
減してＩｏ＋を一定に制御する空燃比制御を行なう構成
でもよい。
減してＩｏ＋を一定に制御する空燃比制御を行なう構成
でもよい。
ここでは演算部１２および判定部２０はマイクロコンピ
ュータを使用して演算、判定する構成の例で説明してき
たが、これ以外にアナログ値を直接演算回路、判定回路
を通じて検知する回路構成でもよい。この時にはＡ／Ｄ
回路１４．１７は不要になる。
ュータを使用して演算、判定する構成の例で説明してき
たが、これ以外にアナログ値を直接演算回路、判定回路
を通じて検知する回路構成でもよい。この時にはＡ／Ｄ
回路１４．１７は不要になる。
発明の効果
（１） 演算部により炎電流１． とセンサに印厘
する電圧１０ の比を演算し、この結果Ｉｏを判定部で
正方向に電圧印加時の出力１ｏ＋により燃焼状態を、負
方向に電圧印加時の出力Ｉｏ−によりセンサの絶縁劣下
を判定する構成であるため、従来の平均電流検出方式に
比べて炎電流！ｆの絶対値をそのまま計測可能となり検
出電流値が大きく、耐雑音特性に強い回路である。
゛ （至） フレームロッドセンサの絶縁劣下も常に検出し
ているため故障時の判定も瞬時に可能となり安全性が高
い。
する電圧１０ の比を演算し、この結果Ｉｏを判定部で
正方向に電圧印加時の出力１ｏ＋により燃焼状態を、負
方向に電圧印加時の出力Ｉｏ−によりセンサの絶縁劣下
を判定する構成であるため、従来の平均電流検出方式に
比べて炎電流！ｆの絶対値をそのまま計測可能となり検
出電流値が大きく、耐雑音特性に強い回路である。
゛ （至） フレームロッドセンサの絶縁劣下も常に検出し
ているため故障時の判定も瞬時に可能となり安全性が高
い。
（３１演算部で印加電圧と炎電流の比を演算するため印
加電圧が変動しても検出値ＩＯは一定であり電圧変動の
影響を受けない。従って印加電圧を定電圧化にする必要
がなく、安価な電源回路でよい。
加電圧が変動しても検出値ＩＯは一定であり電圧変動の
影響を受けない。従って印加電圧を定電圧化にする必要
がなく、安価な電源回路でよい。
（４）同様に印加電圧が正弦波交流のように連続波形で
あっても検出値Ｉｏは直流の一定値に変換されるため、
ピークホー−レド等の記憶回路が不要である。
あっても検出値Ｉｏは直流の一定値に変換されるため、
ピークホー−レド等の記憶回路が不要である。
第１図は本発明の一実施例を示す燃焼検出装置の回路ブ
ロック図、第２図は同動作特性を示すタイムチャート、
第３図は燃焼状態と炎電流の関係を示す特性図、第４図
は従来の燃焼検出回路を示す回路図、第６図は同回路特
性図を示す。 ３・・・・・・フレームロッドセンサ、６・・・・・・
炎電ｍ検出回路、７・・・・・・電源回路、１０・・・
・・・電流計測部、１１・・・・・・基準電圧部、１２
・・・・・・演算部、２０・・・・・・判定部、２２・
・・・・・正電流判定部、２３・・・・・・負電流判定
部。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第
２ 図 第３図 第 ４ 図
ロック図、第２図は同動作特性を示すタイムチャート、
第３図は燃焼状態と炎電流の関係を示す特性図、第４図
は従来の燃焼検出回路を示す回路図、第６図は同回路特
性図を示す。 ３・・・・・・フレームロッドセンサ、６・・・・・・
炎電ｍ検出回路、７・・・・・・電源回路、１０・・・
・・・電流計測部、１１・・・・・・基準電圧部、１２
・・・・・・演算部、２０・・・・・・判定部、２２・
・・・・・正電流判定部、２３・・・・・・負電流判定
部。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第
２ 図 第３図 第 ４ 図
Claims (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交流商用電源を印加する電源回路と
、前記フレームロッドに流れる電流を検出する炎電流検
出回路と、前記炎電流検出回路の出力により火炎の燃焼
状態を判定する判定部を有し、前記炎電流検出回路は、
前記電源回路からフレームロッドセンサに印加する電圧
に比例した出力を出す基準電圧部と、前記フレームロッ
ドセンサに流れる電流に応じた出力を出す電流計測部と
、これ等の出力値の比を演算して出力する演算部とから
なり、前記判定部は、前記電源回路と同期してフレーム
ロッドセンサに正方向に電圧を印加した時の炎電流値判
定する正電流判定部と、負方向に電圧印加時の炎電流値
を判定する負電流判定部とからなる構成の燃焼検出装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14288485A JPS625014A (ja) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | 燃焼検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14288485A JPS625014A (ja) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | 燃焼検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS625014A true JPS625014A (ja) | 1987-01-12 |
| JPH0437334B2 JPH0437334B2 (ja) | 1992-06-19 |
Family
ID=15325832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14288485A Granted JPS625014A (ja) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | 燃焼検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS625014A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0634611A1 (en) * | 1993-07-16 | 1995-01-18 | Johnson Service Company | Multi-level flame current sensing circuit |
| 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 |
| EP1983264A3 (de) * | 2007-04-16 | 2014-02-19 | Viessmann Werke GmbH & Co. KG | Flammenüberwachungsvorrichtung mit einer Spannungserzeugungs- und Messanordnung |
| JP2016200281A (ja) * | 2015-04-07 | 2016-12-01 | リンナイ株式会社 | 燃焼安全制御装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS532728A (en) * | 1976-06-30 | 1978-01-11 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Flame detector |
| JPS54149939A (en) * | 1978-05-17 | 1979-11-24 | Sanyo Electric Co Ltd | Combustor controller |
-
1985
- 1985-06-28 JP JP14288485A patent/JPS625014A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS532728A (en) * | 1976-06-30 | 1978-01-11 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Flame detector |
| JPS54149939A (en) * | 1978-05-17 | 1979-11-24 | Sanyo Electric Co Ltd | Combustor controller |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0634611A1 (en) * | 1993-07-16 | 1995-01-18 | Johnson Service Company | Multi-level flame current sensing circuit |
| EP1983264A3 (de) * | 2007-04-16 | 2014-02-19 | Viessmann Werke GmbH & Co. KG | Flammenüberwachungsvorrichtung mit einer Spannungserzeugungs- und Messanordnung |
| 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 |
| 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 |
| JP2016200281A (ja) * | 2015-04-07 | 2016-12-01 | リンナイ株式会社 | 燃焼安全制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0437334B2 (ja) | 1992-06-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |