JP2011232183A - 火炎センサ、火炎検出装置、燃焼装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】バーナが発する火炎を検出する火炎センサ42であって、前記火炎が発する光を検出する光センサ43と、前記光センサ43の検出部43C側に配置され前記火炎が発する光を集光するレンズ44と、前記レンズ44の光軸方向において、前記レンズ44と前記光センサ43の間に配置され、前記レンズ44を通過した光を前記光センサ43側に反射するように構成された反射部46とを備えることを特徴とする。
【選択図】図2
Description
また、光センサが所定の温度以上に加熱されると、火炎がないにも関わらず、暗電流による火炎検出信号が出力されて、火炎検出装置としての機能を充分に果たさなくなる場合がある。
そこで、フォトIC等、半導体素子から構成された光センサにより火炎が発する光を、安定して検出することへの強い技術的要請がある。
1)火炎が発する光の検出性能の向上
2)火炎が発する光の検出する際の信頼性の向上
3)火炎の発する光を検出する際の光センサの加熱の抑制
のうち、少なくともいずれかひとつを解決することが可能な火炎センサ、火炎検出装置、及び燃焼装置を提供することを目的とする。
請求項1に記載の発明は、バーナが発する火炎を検出する火炎センサであって、前記火炎が発する光を検出する光センサと、前記光センサの検出部側に配置され前記火炎が発する光を集光するレンズと、前記レンズの光軸方向において、前記レンズと前記光センサの間に配置され、前記レンズを通過した光を前記光センサ側に反射するように構成された反射部と、を備えることを特徴とする。
また、反射部が、レンズ支持部と光センサ支持部間の光軸に対称な位置に形成されているので、火炎の光が、光軸を交差するどの方向から入射しても、光が効率的に光センサに到達して、火炎を効率的に検出できる。
その結果、光センサを、レンズの光軸上に所定の間隔をあけて保持することが可能となり、火炎の光を効率的に検出して、火炎センサの信頼性を向上することができる。
なお、例えば、火炎の検出に赤外線が寄与しない場合には、すべての赤外線が反射部を透過することが好適である。
図1は、第1の実施形態に係るボイラ(燃焼装置)の概略構成を示す図であり、符号1はボイラを、符号40は火炎検出装置を、符号42は火炎センサを示している。
燃料供給バルブ22は、燃料供給源(図示せず)から供給される生ガスの供給量を、バーナ制御部30から送られる供給量制御信号により調整するようになっている。
なお、バーナ制御部30に燃焼停止信号を出力する際の火炎検出信号、温度検出信号に係る閾値は、例えば、設定スイッチ(図示せず)により設定可能とされている。
反射部46を構成するミラーは、例えば、白色3価クロムメッキが施されている。なお、アルミニウム等、他の材料を蒸着、又はスパッタリングにミラーを形成してもよい。
火炎の発する光Fが、レンズ44に光軸と平行(入射角ゼロ)に入射される場合は、レンズ44を通過した光Fは、レンズ44での減衰分を除いて光センサ43に到達する。
しかしながら、図5に示すように、反射部46がない状況で入射角がゼロでない(図5は、入射角4°の例を示す)場合には、レンズ44を通過した光Fのうち、センサ43には、検出部43Cに直接到達する光F0のみが検出されるため、光センサ43は充分な検出能を確保することが困難である。
一方、図6に示すように、火炎センサ42によれば、検出部43Cに直接到達する光F0に加えて、反射部46で反射された光F1も光センサ43に到達する。その結果、光センサ43の検出能が向上する。
図7は、例えば、光センサ43を用いた火炎センサ42と、CdSセンサを用いた火炎センサの検出能力を示す図である。
図7において、横軸は光センサ43、CdSセンサに対する光Fの入射角を、縦軸は、サンプルとして用いたCdSセンサの母集団において火炎検出信号出力の最低値(MIN)を1.0とした場合の比率を示している。
また、符号AVEは、CdSセンサの母集団における火炎検出信号出力の平均値を、符号Pは、光センサ43の火炎検出信号出力の一例を示している。なお、図7は、φ30mm筒の例である。
レンズ;直径φ12mm、焦点距離20.18mm、屈折率1.0、
センサ支持筐体45(図3参照)のレンズ44の開口径φA=φ9mm、センサ検出部43Cの径φB=φ2.6mm、レンズ44とセンサ検出部43Cの間隔L=12.1mmに設定した。
なお、これら各寸法は、任意に設定することができる。
1)光センサ43は、バーナ12の火炎が発している間、光Fを検出して火炎検出信号を出力する。
2)制御部60は、火炎検出信号に基づいて火炎が存在すると判断し、火炎検出信号が出力されない場合には、バーナ12が失火していると判断する。
3)制御部60は、火炎が存在すると判断する場合には、バーナ制御部30への燃焼停止制御信号を出力しない。その結果、バーナ制御部30は、バーナ12に燃料ガスを供給して燃焼が維持される。この場合、制御部60が燃焼維持信号を出力する構成としてもよい。
4)制御部60は、バーナ12が失火していると判断した場合には、バーナ制御部30に燃焼停止信号を出力し、バーナ12への燃料ガスの供給を停止する。その結果、バーナ12は燃焼を停止する。
5)ボイラ1が、長時間連続運転されボイラ本体10が加熱されると、ボイラ本体10の上部に配置されたバーナ12に近接した領域は早く昇温し、これにともなって光センサ43及び温度センサ49の温度が上昇する。
6)温度センサ49が検出する温度が、制御部60に予め設定された所定温度以上になると、制御部60は、バーナ制御部30に対して燃焼停止信号を出力し、バーナ12への燃料ガスの供給を停止して、バーナ12の燃焼を停止する。
第2の実施形態が、第1の実施形態と異なるのは、反射部46に代えて、赤外線の反射率が可視光の反射率よりも小さいミラーを備えた反射部46Aを備え、センサ支持部45Bの一方側受部45Dを支持する環状支持部51Cが取付ボス51Bとは別に形成されるとともに、第1収納筒51に、センサ支持筐体45の他方側端部及び光センサ43の端子側端部を支持するためのセンサ支持部(センサ支持部材)51Eが形成されている点である。
その他は、第1の実施形態と同様であるので、第1の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。なお、反射部46Aに形成されるミラーは、赤外線を透過させることにより、赤外線の反射率を小さくするようになっている。
また、フィルタを用いないので、可視光の減衰を防止して火炎センサ42の検出能を向上することができる。
また、赤外線による光センサ43の温度上昇が抑制されて、光センサ43の感度低下が抑制される。
かかる構成によれば、光センサ43に紫外線を中心とする光を効率的に到達させることが可能となり、光センサ43が紫外線を検出する構成とされる場合、光センサ43のS/N比を向上することができる。したがって、火炎センサを、電子管から光センサに切り換える場合に好適である。
図9は、第3の実施形態に係る反射部46Bにおいて反射された光F1の光路軌跡を示す図である。
第3の実施形態が、第1の実施形態と異なるのは、円錐形状の一部を用いた反射部46に代えて、例えば、光軸を含む断面が放物線状に形成された内壁部を有する反射部46Bを備えている点である。
例えば、第1、第2の実施形態の形態においては、光センサ43がフォトICにより構成される場合について説明したが、その他の半導体素子から構成された光センサを適用してもよい。
例えば、火炎センサ42が、温度センサ49、第1収納筒51、第2収納筒55、端部支持体58のいずれかに関して、上記実施形態と異なる構成とされてもよいし、一部を備えない構成とされてもよい。
また、火炎センサ42が、センサ支持部51D、51E、レンズ支持部55Aを備えるかどうかは、任意に設定することができる。
1 ボイラ(燃焼装置)
40 火炎検出装置
42 火炎センサ
43 光センサ
44 レンズ
45 センサ支持筐体(筐体)
45A レンズ支持部
45B センサ支持部
46、46A、46B 反射部
51D、51E センサ支持部(センサ支持部材)
55A レンズ押部(レンズ保持部材)
Claims (7)
- バーナが発する火炎を検出する火炎センサであって、
前記火炎が発する光を検出する光センサと、
前記光センサの検出部側に配置され前記火炎が発する光を集光するレンズと、
前記レンズの光軸方向において、前記レンズと前記光センサの間に配置され、前記レンズを通過した光を前記光センサ側に反射するように構成された反射部と、を備えることを特徴とする火炎センサ。 - 請求項1に記載の火炎センサであって、
前記レンズと前記センサとを一体的に保持する筐体を備え、
前記筐体の一方側端部には、前記レンズを支持するレンズ支持部が形成され、かつ前記筐体の他方側端部には、前記光センサを前記レンズと所定間隔をあけて前記光軸上に支持するセンサ支持部が形成され、
前記反射部は、前記レンズ支持部と前記光センサ支持部間の前記光軸に対称な位置に形成されていることを特徴とする火炎センサ。 - 請求項2に記載の火炎センサであって、
前記光センサを前記センサ支持部に保持させる光センサ保持部材と、
前記レンズを前記レンズと支持部に保持させるレンズ保持部材と、を備えることを特徴とする火炎センサ。 - 請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の火炎センサであって、
前記反射部は、
赤外線の反射率が、可視光の反射率よりも小さく構成されていることを特徴とする火炎センサ。 - 請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の火炎センサであって、
前記反射部は、
赤外線及び可視光の反射率が、紫外線の反射率よりも小さく構成されていることを特徴とする火炎センサ。 - 請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の火炎センサを備えることを特徴とする火炎検出装置。
- 請求項6に記載の火炎検出装置を備えることを特徴とする燃焼装置。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014174127A (ja) * | 2013-03-13 | 2014-09-22 | Mitsubishi Materials Corp | 赤外線センサ装置 |
DE102021114278A1 (de) | 2021-06-02 | 2022-12-08 | Vaillant Gmbh | Flammenüberwachungseinrichtung für ein Heizgerät, Heizgerät und Verwendung einer Einrichtung zur Strahlenbündelung |
US11821757B2 (en) * | 2015-11-25 | 2023-11-21 | Minimax Gmbh | Explosion-protected housing for means for transmitting and receiving electromagnetic radiation |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS52477A (en) * | 1975-06-21 | 1977-01-05 | Shinzo Shioda | Flame detecting system |
JPS6391526A (ja) * | 1986-10-06 | 1988-04-22 | Nireko:Kk | 放射温度計 |
JPH06102090A (ja) * | 1992-09-17 | 1994-04-12 | Nippon Soken Inc | 受光装置 |
JPH075047A (ja) * | 1993-04-23 | 1995-01-10 | Sharp Corp | 輻射熱センサ |
JPH0862039A (ja) * | 1994-08-26 | 1996-03-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光空間伝送の受光装置 |
JPH0926361A (ja) * | 1995-07-13 | 1997-01-28 | Mitsubishi Electric Corp | 放射温度検出装置 |
JP2001174326A (ja) * | 1999-12-15 | 2001-06-29 | Tokyo Gas Co Ltd | 受光装置 |
JP2002286543A (ja) * | 2001-03-22 | 2002-10-03 | Osaka Gas Co Ltd | 火炎検出器及び火炎検出方法 |
JP2009002739A (ja) * | 2007-06-20 | 2009-01-08 | Horiba Ltd | 放射温度計 |
JP2011214893A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Yamatake Corp | 火炎センサ |
-
2010
- 2010-04-28 JP JP2010102955A patent/JP2011232183A/ja active Pending
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS52477A (en) * | 1975-06-21 | 1977-01-05 | Shinzo Shioda | Flame detecting system |
JPS6391526A (ja) * | 1986-10-06 | 1988-04-22 | Nireko:Kk | 放射温度計 |
JPH06102090A (ja) * | 1992-09-17 | 1994-04-12 | Nippon Soken Inc | 受光装置 |
JPH075047A (ja) * | 1993-04-23 | 1995-01-10 | Sharp Corp | 輻射熱センサ |
JPH0862039A (ja) * | 1994-08-26 | 1996-03-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光空間伝送の受光装置 |
JPH0926361A (ja) * | 1995-07-13 | 1997-01-28 | Mitsubishi Electric Corp | 放射温度検出装置 |
JP2001174326A (ja) * | 1999-12-15 | 2001-06-29 | Tokyo Gas Co Ltd | 受光装置 |
JP2002286543A (ja) * | 2001-03-22 | 2002-10-03 | Osaka Gas Co Ltd | 火炎検出器及び火炎検出方法 |
JP2009002739A (ja) * | 2007-06-20 | 2009-01-08 | Horiba Ltd | 放射温度計 |
JP2011214893A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Yamatake Corp | 火炎センサ |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014174127A (ja) * | 2013-03-13 | 2014-09-22 | Mitsubishi Materials Corp | 赤外線センサ装置 |
US11821757B2 (en) * | 2015-11-25 | 2023-11-21 | Minimax Gmbh | Explosion-protected housing for means for transmitting and receiving electromagnetic radiation |
DE102021114278A1 (de) | 2021-06-02 | 2022-12-08 | Vaillant Gmbh | Flammenüberwachungseinrichtung für ein Heizgerät, Heizgerät und Verwendung einer Einrichtung zur Strahlenbündelung |
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