JPS629117A - 燃焼監視装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ガス燃焼型輻射ヒータにおけるガスの燃焼状
態を監視する燃焼監視装置に関する。

［従来の技術］ ガス燃焼型輻射ヒータは、特開昭５２−１４４８３１号
公報、特開昭５６−１６０１８＠公報などに示されるよ
うに、燃焼面を形成するフェルト状の多孔質耐火パネル
の裏面から可燃性ガスを通過させ、前記パネルの表面で
ガスを燃焼させるものであり、赤外線の放射効率に優れ
るとともにガスけを調整することにより温度調節が容易
であり、また燃焼後にあっては、燃焼面の冷却が早い等
の特性を有する。

このような利点を有するため、この種のヒータは、被処
理物を乾燥させる用途、例えば、染色、樹脂加工等の繊
維業、製紙業あるいは塗装業等において広く用いられて
いる。

しかしながら、ガス燃焼型輻射ヒータは、可燃性ガスを
用いるため、可燃性ガスが消炎し、漏れたりすると爆発
などの事故が生じるおそれがある。そのため、可燃性ガ
スの燃焼状態を検知する装置として、■火炎中の微小電
流を検出するフレームロンドと呼ばれるセンサーを使用
した装置や、■熱雷対を保護管内に封入した測温管をヒ
ータ表面に接触して取付ける方式や、■燃焼に伴い生じ
る光量を検出する硫化カドミウムをセンサーとしたもの
あるいは■火炎から放射される紫外線を検出する装置が
知られている。

［解決しようとする問題点］ しかしながら、上記■の装置は、バーナー等のように火
炎が長い場合には検出の信頼性が良いものの、上記のガ
ス燃焼型輻射ヒータに適用した場合、火炎の長さが１ａ
＋ｅ程度と短く、しかも熱容量が小さく微小電流が不安
定なため、しばしば検出ミスが生じ信頼性に欠ける。ま
た前記■の熱電対式測温管は、６００〜８５０℃と高温
であるヒータ表面に設置され、センサーは、保護管で被
覆されているため、センサーは、ヒータ表面の着火、消
火に対する応答性が悪く、燃焼監視装置としての迅速性
に欠けるという欠点があった。

また上記■の装置は、ガス燃焼型輻射ヒータの光量が少
ないため、応答性が悪く上記のガス燃焼型輻射ヒータに
は適用しがたい。兜には、上記■装置は、火力が弱く紫
外線の放射組が少ない上記ガス燃焼型輻射ヒータには適
用しがたい。また紫外線を適確に検出するためには取付
は角度を炎の軸に平行にし、紫外線の検出領域を広げる
必要があるものの、広いパネル表面で燃焼する上記のヒ
ータに上記の角度で取付けることは困難である。

本発明の目的は、炎の長さや火炎の強さ、輝度などの影
響を受けず、非接触式で応答性、検出感度の良い安価な
ガス燃焼型輻射ヒータの燃焼監視装置を提供することに
ある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、ガス燃焼型輻射ヒータからの赤外線を検出す
る赤外線センサーが、ケーシングの開口部に配され、前
記赤外線センサーで生じた電圧を増幅する増幅手段と、
増幅された電゛圧を設定電圧と比較する比較手段と、少
なくとも前記電圧が設定電圧よりも低いとき前記ガス燃
焼型輻射ヒータが消炎もしくは消炎に近い状態にあるこ
とを知らせる報知手段とからなる燃焼監視装置により、
上記従来の問題点を解決するものである。

また他の実施態様では、前記開口部に筒状部材を設け、
また筒状部材をアルミニウム類とした燃焼監視装置によ
り上記の問題点を解決するものである。

［作用］ 本発明の燃焼監視装置は、センサーを火炎に直接接する
必要がないだけでなく、センサーは火炎の長さ、輝度等
に影響されることなく赤外線を検出し、ガスの燃焼状態
に対応して迅速に応答する。

またケーシングの開口部に配された赤外線センサーは、
赤外線を電圧に変換し、変換された電圧は増幅手段によ
り増幅され、増幅された電圧は比較手段により所定電圧
との高低が比較され、少なくとも前記電圧が設定電圧よ
りも低いときは報知手段により前記ガス燃焼型輻射ヒー
タが消炎等したことが分かり、一方、前記電圧が設定電
圧よりも高いときはガスの燃焼が継続していることがわ
かる。

本発明の燃焼監視装置は、設定電圧に対して、増幅され
た電圧が高いか低いかを比較する回路だけで足りるため
、簡単な回路で済み高価な機構を必要としない。

また他の実施態様では、前記ケーシングの開口部に筒状
部材が設けられているため、前記筒状部材によりヒータ
の燃焼検出領域を絞ることができ、燃焼面から離れた箇
所からでも赤外線を精度よく検出でき、迅速に応答する
。また筒状部材をアルミニウム類としたものは、アルミ
ニウムが赤外線の反射効率が大きいという特性を有する
ため、赤外線を更に精度よく検出できる。

［実施例］ 以下に本発明の一実施例を図面に基いて説明する。

図中、符号１は、赤外線が入射する入射口２を有するケ
ーシングであり、前記入射口２には、入射口２よりも口
径が大なる筒状部３が前方に突設され、前記筒状部３の
開口端から前記入射口２に至る孔を開口部４としている
。そして前記入射口２、すなわち前記筒状部３の基部に
は、赤外線を検知して電圧を生じるサーモバイル型の赤
外線センサー５が保持部材６を介して配されている。赤
外線センサー５は、筒状部３内に内蔵されているため、
センサーが損傷を受けることがなく、長期の使用に耐え
る。

なお上記の赤外線センサーは、筒状部の基部に限らず、
前記開口部に配されていればよい。

また上記の例では、前記筒状部をケーシングに突設して
いるが、筒状部をケーシングに貫入させ、筒状部の開口
部に前記赤外線センサーを配してもよい。

またガス燃焼型輻射ヒータ１６からの赤外線を精度よく
検出するために、前記筒状部３内の赤外線センサー５の
前側には、外方に拡がった傾斜面を有する円筒状の赤外
線収束部材７が設けられている。この収束部材１は、外
方に広がった傾斜面を有するため、筒状部３の開口端か
ら入射した赤外線のうち、所定角度から入射した赤外線
だけを前記赤外線センサー５に効率よく案内し、赤外線
の検出範囲を絞る作用をする。

８は、前記収束部材を取着するねじである。

−なお、上記の筒状部は、必ずしも設ける必要はなく、
また収束部材は、前記筒状部と一体に形成されたもので
あってもよい。前記のように赤外線を効率よく赤外線セ
ンサーに案内する上で、前記収束部材は外方に広がった
傾斜面を有し、特に赤外線の反射効率が高いアルミニウ
ム製のものが好ましい。

この例では、収束部材の傾自面は３０’に形成されてい
るが、前記赤外線センサーに赤外線が収束するよう角度
１０〜６０°の範囲であればよい。

そして前記筒状部３の前端部には、ガス燃焼型輻射ヒー
タ１６の燃焼面から離れて監視する場合にも赤外線を精
度よく検出し、ガスの燃焼状態に対応して赤外線センサ
ー５が応答するようにするため、内壁が研磨され、赤外
線を吸収しにくく、赤外線の反射効率のよいアルミニウ
ムで作られた筒状部材９が螺合されている。

この筒状部材９は、赤外線の内、特定方向からの赤外線
だけを補足し、かつ検出範囲を絞る作用をする。従って
、前記センサー５の赤外線検出感度が良くなり、信頼性
が高くなる。

なお、筒状部材は、ステンレスなどの各種金属や陶磁器
製、プラスチック製であってもよい。

また前記筒状部、筒状部材は、乱反射などによる赤外線
のロスを少なくするため、断面円形状の内壁を有するも
のが好ましい。

また筒状部材、筒状部の口径や゛これらの全体の長さは
、使用箇所のスペースなどに応じて適宜採用することが
できるが、赤外線を効率よく検出するには、口径が５〜
ｂ さ比が全体として１／３〜１／２０のものが好ましい。

口径や口径／長さ比が上記範囲外であると、赤外線の検
出効率が悪くなる。

上記の筒状部材は、前記ケーシング、筒状部に連設さ社
ていてもよいが、燃焼面からの距離が相違する場合など
に応じて赤外線の検出効率を高めるため、各種寸法の筒
状部材を用意し、筒状部に対して着脱自在としたものが
好ましい。

また口径の異なる複数の筒状部材を使用し、これら筒状
部材をテレスコープ式に伸縮自在に連結してもよく、こ
の場合、燃焼面からの距離などに応じて筒状部材の長さ
を可変でき、赤外線を効率よく検出する上で便利である
。

なお、筒状部材は、前記螺合手段に限らず、嵌合手段な
ど各種の取着手段が採用できる。

また前記筒状部や収束部材を有しないものにあっては、
前記筒状部材の孔を外方に拡径したものとし、筒状部材
自体に前記収束部材と同様な機能を付与してもよい。

また前記赤外線センサー５が赤外線により加熱されて検
出感度が低下しないように、筒状部材９、筒状部３およ
び前記赤外線センサー５を冷却するだめの冷気、空気等
の送通孔１０が設けられている。

そして、筒状部材の開口部から入射した赤外線は、赤外
線センサー５で効率よく検出されて電圧に変換され、変
換された電圧は、ケーシング１内に配された第２図に示
す増幅回路１１により増幅される。

また増幅回路１１で増幅された電圧は、予め設定された
設定電圧■Ｒｅｆ、と比較回路１２で比較され、前記電
圧が設定電圧ｖＲｅｆ、よりも低いとき、リレー作動用
電流増幅器１３を介してリレー１４を作動させる。

前記リレー１４の作動により、ランプが点滅したり、ブ
ザー、ベルなどの警報器（図示せず）が鳴るようにされ
ている。上記の比較回路１２、リレー差動用電流増幅器
１３、リレー１４は、いずれも前記ケーシング１内に設
けられている。１５は、前記警報器等への出力端子、電
源と接続された電源端子の収納部である。

なお、前記設定電圧ＶＲｅｆ、は、ガス燃焼型輻射ヒー
タの燃焼状態と赤外線センサーから生じる電圧、増幅さ
れた電圧との関係を求め、予め求めれた値に基いて設定
されたものであり、この例では、ガスが消炎したとき警
報器が鳴るように設定されている。従って、設定電圧を
ガスが消炎するに近い状態の値に設定すると、ガスの消
炎、漏れを防止できる。

また上記の例では、リレーの作動により警報器を鳴らす
ようにされているが、設定電圧よりも増幅された電圧が
小さい場合、可燃性ガス供給管に設けた電磁弁を作動さ
せガスの供給量を大きくするようにしてもよい。またガ
ス供給量が多く赤外線の放射量が多い場合、すなわち、
増幅された電圧が設定電圧よりも著しく高い場合、他の
比較回路、リレーを設け、電磁弁等を介してガス供給は
を減らすようにしてもよい。

また上記の例では、赤外線センサー、増幅回路などをケ
ーシング内に内蔵しているが、前記回路、リレーなどを
ケーシング外に設けてもよい。

上記の燃焼監視装置は、第３図に示すように、ガス燃焼
型輻射ヒータ１６の燃焼面に対して筒状部材９を各種の
角度に向けて用いることができる。

なお、燃焼面に対して斜め方向に筒状部材を向けるとき
、赤外線の検出効率が著しく低下しない範囲で湾曲、屈
曲した前記筒状部材を用いてもよい。

湾曲等した筒状部材を用いる場合、筒状部材の開口端か
ら入射した赤外線を赤外線センサーの位置する開口部に
反射、あるいは案内するよう湾曲部内部に反射ミラーや
プリズムを設けたものは、燃焼面からの輻射熱の影響を
受けるご仁なく操作が容易であるだけでなく、各種の角
度から赤外線を検出でき便利である。

［発明の効果コ 本発明は、センサーを火炎に直接接する必要がないだけ
でなく、センサーは火炎の長さ、輝度等に影響されるこ
となく赤外線を検出するため、非接触式で応答性、検出
感度の良いガス燃焼型輻射ヒータの燃焼監視装置を提供
できる。

また上記のように可燃性ガスが燃焼しているか否か等ガ
スの燃焼状態を精度良く検出し、迅速に応答するため、
可燃性ガスの漏洩を防止できるだけでなく、可燃性ガス
に基く爆発などの事故を防止でき、安全性の面からも信
頼性が高い。特に、実施態様である筒状部材、特にアル
ミニウム製の筒状部材を用いたものは、ヒータの燃焼検
出領域を絞ることかでき、また前記筒状部材で反射案内
された赤外線を精度よく検出し、ガスの燃焼状態に迅速
に対応するため、更に上記の効果が大きい。

本発明の燃焼監視装置は、従来の燃焼監視装置に比べ、
設定電圧に対して電圧が高いか低いかを比較する比較手
段だけで足りるため、安価である。

また燃焼状態を燃焼面から離れて監視できるため、複雑
な構造を有する乾燥機にも適用でることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の燃焼監視装置の一部顔面図、第２図は
本発明の燃焼監視装置のブロック図、第３図は使用状態
を示す斜視図である。 符号の説明 １・・・ケーシング、２・・・入射口、３・・・筒状部
、４・・・開口部、５・・・赤外線センサー、６・・・
保持部材、７・・・収束部材、９・・・筒状部材、１０
・・・送通孔、１１・・・増幅回路、１２・・・比較回
路、１３・・・リレー作動用電流増幅器、１４・・・リ
レー、１６・・・ガス燃焼型輻射ヒータ。 特許出願人　　平野金属株式会社 第１図 第８図 手続ネ１ｎ正書（自発） 昭和６０年７月１′７日 １、事件の表示　　　　　／−θ・／’ｔ７ρｆ了昭和
６０年７月３旧提出の特許願 ２、発明の名称 燃焼監視装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 奈良県北鈷城郡河合町用含１０１の１番地平野金属株式
会社 代表者　馬揚　俊昌 ４、代理人 〒５４１大阪市東区瓦町２丁目９番地ハラダビル８階６
、補正の対象 明細占中、発明の詳細な説明の欄 （１）明細書第１２頁第２０行の「減らすようにしても
よい。」の後に、以下の文章を挿入する。 「更には、前記設定電圧ＶＲｅｆ、とは別に、過剰な燃
焼に対応した電圧を設定し、過剰な燃焼が生じた場合、
前記と同様、警報器等が鳴るようにしてもよい。このよ
うにすることで、ガスの消炎状態等だけでなく、過剰な
燃焼により、火災の危険性があることを知らせることが
できる。」

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ガス燃焼型輻射ヒータの燃焼状態を監視する装置で
   あつて、ガス燃焼型輻射ヒータからの赤外線が入射する
   開口部を有するケーシングと、前記開口部に配された赤
   外線センサーと、赤外線センサーで生じた電圧を増幅す
   る増幅手段と、増幅された電圧をガスの燃焼状態に対応
   して予め定められた設定電圧と比較する比較手段と、少
   なくとも増幅された電圧が前記設定電圧よりも低いとき
   、前記ガス燃焼型輻射ヒータが消炎もしくは消炎に近い
   状態にあることを知らせる報知手段とからなることを特
   徴とする燃焼監視装置。 ２、開口部に筒状部材が取着された特許請求の範囲第１
   項記載の燃焼監視装置。 ３、筒状部材が、アルミニウム製である特許請求の範囲
   第２項記載の燃焼監視装置。