JPS589071Y2 - Flame detection control device - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はバーナ炎の有無を確認しながら燃焼器の運転を
行なわせる炎検知制御装置に関するものである。[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to a flame detection control device that operates a combustor while checking the presence or absence of a burner flame.

炎の検知にはバイメタルなどの物体の熱膨張を利用した
もの、フォトチューブやフォトセルなどの光電効果を利
用したもの、ならびに炎の電気的性質（例えば炎の発電
性、導電性、整流性など）を利用したものなどがある。Flame detection uses the thermal expansion of objects such as bimetals, the photoelectric effect of phototubes and photocells, and the electrical properties of flames (e.g., flame power generation, conductivity, rectification, etc.). ).

しかし、物体の熱膨張を利用したものは応答時間が比較
的長いことなどのために精度の高い制御を行なうことは
困難である。However, it is difficult to control with high precision because the response time is relatively long in those that utilize the thermal expansion of an object.

また、光電効果を利用するものは受光部に煤などが付着
すると誤動作を起してし曾う欠点がある。Furthermore, devices that utilize the photoelectric effect have the disadvantage that malfunctions may occur if soot or the like adheres to the light receiving section.

これに対し、炎の電気的な性質を利用したものは検知棒
を炎の中に設けることによって炎の存在を直接確認する
ので、上記の如き誤動作を起し難い利点がある。On the other hand, those that utilize the electrical properties of flame directly confirm the presence of flame by installing a detection rod in the flame, and therefore have the advantage that the above-mentioned malfunctions are less likely to occur.

特に、炎の整流性を利用するものは炎に交流電圧を印加
して整流し、この整流された直流の電流電圧を検知する
ため、炎の存在の有無を正確に検知することができるば
かりでなく、検知棒の短絡についても即座に検知するこ
とができるので、信頼性がより高い利点がある。In particular, those that utilize the flame's rectifying properties apply an AC voltage to the flame to rectify it, and then detect the rectified DC current and voltage, making it possible to accurately detect the presence or absence of a flame. Since short circuits in the detection rod can be detected immediately, there is an advantage of higher reliability.

第１図に上記炎検知制御装置の従来例を示す。FIG. 1 shows a conventional example of the flame detection control device.

図にかいて、１，２はトランス３の入力端子であって交
流電源に接続する。In the figure, 1 and 2 are input terminals of a transformer 3, which are connected to an AC power source.

トランス３の二次巻線の端子６はダイオード９を介し、
端子８はダイオード１０を介して平滑用の電解コンデン
サ１１の正極に接続する。The terminal 6 of the secondary winding of the transformer 3 is connected via a diode 9,
The terminal 8 is connected to the positive electrode of a smoothing electrolytic capacitor 11 via a diode 10.

中間端子７は電解コンデンサ１１の負極に接続する。Intermediate terminal 7 is connected to the negative electrode of electrolytic capacitor 11.

この接続により、電解コンデンサ１１の両端に直流電圧
Ｖｃｃが発生する。This connection generates a DC voltage Vcc across the electrolytic capacitor 11.

電解コンデンサ１１と並列にツェナーダイオード１２と
抵抗１３の直列回路を接続し、ツェナーダイオード１２
０両端に定電圧ＶＺを発生させる。A series circuit of a Zener diode 12 and a resistor 13 is connected in parallel with the electrolytic capacitor 11, and the Zener diode 12
A constant voltage VZ is generated across 0.

ツェナーダイオード１２と抵抗１３の接続点を接地する
。The connection point between the Zener diode 12 and the resistor 13 is grounded.

また、電解コンデンサ１１に並列にトランジスタ１４（
エミッタ、コレクタ間）、トランジスタ１５（工□ツタ
、コレクタ間）、リレー１６のコイル１６′の直列回路
を接続する。In addition, a transistor 14 (
A series circuit of the transistor 15 (between the emitter and the collector), the coil 16' of the relay 16 is connected.

リレー１６のコイル１６′ニ並列に抵抗１７と電解コン
デンサ１８の直列回路を接続するとともに、ダイオード
１９を接続する。A series circuit of a resistor 17 and an electrolytic capacitor 18 is connected in parallel to the coil 16' of the relay 16, and a diode 19 is also connected.

抵抗ＩＴと電解コンデンサ１８はリレー１６の接点１６
′物チヤタリング防止ダイオード１９はトランジスタ１
４．１５がオンからカットオフした際のリレー１６のコ
イル１６′の電流引き込みに対する対策である。Resistor IT and electrolytic capacitor 18 are contacts 16 of relay 16
'The anti-chattering diode 19 is the transistor 1
This is a measure against the current drawn into the coil 16' of the relay 16 when 4.15 is cut off from on.

ツェナーダイオード１２と並列にトランジスタ２０（エ
ミッタ、コレクタ間）と抵抗２１の直列回路を接続する
とともに、トランジスタ２２（エミッタ、コレクタ間）
と抵抗２３の直列回路を接続しまた、抵抗２４とボリュ
ーム２５の直列回路を接続するとともに、抵抗２６とボ
リューム２７の直列回路を接続スる。A series circuit of a transistor 20 (between the emitter and the collector) and a resistor 21 is connected in parallel with the Zener diode 12, and a transistor 22 (between the emitter and the collector) is connected.
A series circuit of a resistor 24 and a volume 25 is connected, and a series circuit of a resistor 26 and a volume 27 is connected.

トランジスタ２０のコレクタを抵抗２８を介してトラン
ジスタ１５０ベースに接続する。The collector of transistor 20 is connected through resistor 28 to the base of transistor 150.

トランジスタ２２のコレクタを抵抗２９を介してトラン
ジスタ１４のベースに接続する。The collector of transistor 22 is connected to the base of transistor 14 via resistor 29.

電解コンデンサ１１の正極を抵抗３０を介して電界効果
トランジスタ（以後ＦＥ’ｌ’と呼ぶ）３１のドレイン
に接続するとともに、ＦＥＴ３１のドレインを抵抗３２
を介してトランジスタ２００ベース１／Ｃ接続する。The positive electrode of the electrolytic capacitor 11 is connected to the drain of a field effect transistor (hereinafter referred to as FE'l') 31 via a resistor 30, and the drain of the FET 31 is connected to a resistor 32.
Transistor 200 base 1/C is connected through.

ＦＥＴ３１のソースをボリューム２５の中間端子に接続
する。The source of FET 31 is connected to the intermediate terminal of volume 25.

同様に、電界コンデンサ１１の正極を抵抗３３を介して
ＦＥＴ３４のドレインに接続するとともに、ＦＥＴ３４
のドレインを抵抗３５を介してトランジスタ２２のベー
スに接続スる。Similarly, the positive electrode of the electrolytic capacitor 11 is connected to the drain of the FET 34 via the resistor 33, and the
The drain of the transistor 22 is connected to the base of the transistor 22 via a resistor 35.

ＦＥＴ３４のソースをボリューム２７の中間端子に接続
する。The source of FET 34 is connected to the intermediate terminal of volume 27.

抵抗２４、ボリューム２５はＦＥＴ３１のドレイン電流
の調節のために設けたものであシ、抵抗２６、ボリュー
ム２７はＦＥＴ３４のドレイン電流の調節のために設け
たものである。A resistor 24 and a volume 25 are provided to adjust the drain current of the FET 31, and a resistor 26 and a volume 27 are provided to adjust the drain current of the FET 34.

ＦＥＴ３１および３４のゲートは抵抗３６を介して接地
する。The gates of FETs 31 and 34 are grounded via a resistor 36.

抵抗３６と並列にコンデンサ（平滑用）３７を接続する
。A capacitor (for smoothing) 37 is connected in parallel with the resistor 36.

一方、トランス３の他方の二次巻線の端子４（図面を見
易くするために、端子４，５を二ケ所に書く。On the other hand, terminal 4 of the other secondary winding of transformer 3 (terminals 4 and 5 are drawn in two places to make the drawing easier to read).

）は抵抗３８を介して検知棒３９１Ｃ接続するとともに
、コンデンサ４０および抵抗４１を介して接地する。) is connected to the detection rod 391C via a resistor 38 and is grounded via a capacitor 40 and a resistor 41.

コンデンサ４０、抵抗４１の直列回路はノイズフィルタ
である。A series circuit of capacitor 40 and resistor 41 is a noise filter.

また、 トランス３の二次巻線の端子５はコンデンサ（
バイパス用）４２を介して接地する。In addition, terminal 5 of the secondary winding of transformer 3 is connected to a capacitor (
(for bypass) 42 to ground.

コンデンサ４２と並列に抵抗４３とツェナーダイオード
４４の直列回路を接続し ツェナーダイオード４４は抵
抗３６と並列に接続する。A series circuit of a resistor 43 and a Zener diode 44 is connected in parallel with the capacitor 42, and the Zener diode 44 is connected in parallel with the resistor 36.

抵抗３８は検知棒３９が接地に短絡した時の過電流防止
に設けたものである。The resistor 38 is provided to prevent overcurrent when the detection rod 39 is short-circuited to ground.

な卦トランジスタ１４．１５，２０．２２はＰＮＰ型Ｆ
ＥＴ３１，３４はＮチャンネルジャンクション型である
。Transistors 14.15 and 20.22 are PNP type F
ET31, 34 are N-channel junction type.

以上の接続において、燃焼器（図示せず）を動作させる
ために、トランス３の入力端子１．２間に交流電圧が印
加されると、上述の如く電解コンデンサ１１の両端に直
流電圧が発生し、ツェナーダイオード１２０両端に定電
圧が発生する。In the above connection, when an AC voltage is applied between the input terminals 1 and 2 of the transformer 3 in order to operate the combustor (not shown), a DC voltage is generated across the electrolytic capacitor 11 as described above. , a constant voltage is generated across the Zener diode 120.

一方端子４，５間に交流電圧を発生する。On the other hand, an alternating current voltage is generated between terminals 4 and 5.

検知棒３９は炎中ＶＣ，ｆＺ＜、したがってコンデンサ
４２は交流的に短絡であるから、ＦＥＴ３１，３４のゲ
ート電圧はＯｖである。Since the detection rod 39 is in flame VC, fZ<, and therefore the capacitor 42 is short-circuited in terms of AC, the gate voltages of the FETs 31 and 34 are Ov.

このときＦＥＴ３１，３４のドレイン電流は多く流れ、
ドレイン電圧は低レベルとなる。At this time, a large amount of drain current flows through FETs 31 and 34,
The drain voltage becomes a low level.

このため、トランジスタ２０．２２のベース電流が流れ
てトランジスタ２０．２２Ｕオンとなり、トランジスタ
２０．２２のコレクタ電圧は高レベルとなる。Therefore, the base current of the transistor 20.22 flows, turning on the transistor 20.22U, and the collector voltage of the transistor 20.22 becomes high level.

したがってトランジスタ１４．１５のベース電流は流れ
ず、トランジスタ１４．１５はカットオフし、リレー１
６のコイル１６′に電流は流れない。Therefore, the base current of transistor 14.15 does not flow, transistor 14.15 is cut off, and relay 1
No current flows through the coil 16' of No.6.

な訃、端子４，５を含むトランス３の二次コイルの負荷
電流はコンデンサ４０．４２が交流的に短絡であるため
、抵抗４１によって決まる。However, the load current of the secondary coil of the transformer 3 including the terminals 4 and 5 is determined by the resistor 41 since the capacitors 40 and 42 are short-circuited in terms of AC.

次に、燃焼器のバーナが着火し、検知棒３９が炎に晒れ
ると、炎は図の点線で示すように電気的には抵抗とダイ
オードの直列回路と等価となるので、直流電流が炎を介
して抵抗３６１Ｃ流れる。Next, when the burner of the combustor is ignited and the detection rod 39 is exposed to the flame, the flame is electrically equivalent to a series circuit of a resistor and a diode, as shown by the dotted line in the figure, so the direct current flows through the flame. A resistor 361C flows through the resistor 361C.

このため、ＦＥＴ３１．３４のゲート電圧は負の電圧と
なる。Therefore, the gate voltage of FETs 31 and 34 becomes a negative voltage.

ツェナーダイオード４４（および抵抗４３）はＦＥＴ３
１．３４（７）ゲート電圧を−ｆｖｃするために、コン
デンサ３７は平滑にするために設ケたものである。Zener diode 44 (and resistor 43) is FET3
1.34(7) The capacitor 37 is provided to smooth the gate voltage to −fvc.

このようにして、ＦＥＴ３１゜３４のゲート電圧が負す
電圧となると、ドレイン電流が少なくなり、ドレイン電
圧は高レベルとなる。In this way, when the gate voltage of the FETs 31 and 34 becomes a negative voltage, the drain current decreases and the drain voltage becomes a high level.

このため、トランジスタ２０．２２のベース電流はほと
んど流れなくなυ、トランジスタ２０゜２２はカットオ
フ（−！たは、わずかにコレクタ電流が流れる）とな９
、トランジスタ２０．２２のコレクタ重臣は低レベルと
なる。Therefore, the base current of the transistor 20.22 almost no longer flows υ, and the transistor 20.22 becomes cut-off (-! or a small amount of collector current flows).
, the collectors of transistors 20 and 22 are at a low level.

したがって＼トランジスタ１４．１５のベース電流が流
れてトランジスタ１４．１５はオンし、リレー１６のコ
イル１６′に電流が流れる。Therefore, the base current of transistor 14.15 flows, transistor 14.15 is turned on, and current flows through coil 16' of relay 16.

リレー１６の接点１６“を被制御機構に接続しておけば
、炎の有無により制御することができる。If the contact 16'' of the relay 16 is connected to a controlled mechanism, control can be performed depending on the presence or absence of flame.

第１図に示したように、従来の炎検知制御装置ではＦＥ
Ｔ３１、トランジスタ２０．１５を含む回路と、同一接
続の回路（ＦＥＴ３４、トランジスタ２２．１４を含む
回路）を並列に設けている。As shown in Figure 1, in the conventional flame detection control device, the FE
A circuit including T31 and transistor 20.15 and a circuit having the same connection (a circuit including FET34 and transistor 22.14) are provided in parallel.

このように、同一接続の回路を並タリに設けている理由
は、ＦＥＴの不良率によるものである。The reason why circuits with the same connection are provided in parallel in this way is due to the defective rate of FETs.

ＦＥＴは製造プロセス＆ｌ−いて、ボンディングミスな
どにより若干の不良品ができるわけであるが、構造上完
全な判別が難かしく、不良品を用いて回路を構成した場
合には、炎検知制御装置の使用目的（燃焼器の安全装置
が主である）からして、重大な問題を引き起す。Due to the FET manufacturing process, some defective products are produced due to bonding mistakes, etc., but due to their structure, it is difficult to completely identify them, and if a circuit is constructed using defective products, the flame detection control device Given its intended use (mainly as a safety device for combustors), it poses a serious problem.

そこで、従来の炎検知制御装置１Ｃ＞いては、回路を並
列にしてリレーを駆動し、事故発生の確率を下げている
。Therefore, in the conventional flame detection control device 1C, the circuits are connected in parallel to drive the relays to reduce the probability of an accident occurring.

しかしながら、二つのＦＥＴが不良である場合もあり、
満足のいくものではなかった。However, there are cases where two FETs are bad,
It wasn't satisfying.

また、コストも高いという欠点を有していた。It also had the disadvantage of high cost.

本考案の目的は上記した従来の欠点を解消し、コストが
低くかつ信頼性の高い炎検知制御装置を提供することで
ある。The purpose of the present invention is to eliminate the above-mentioned conventional drawbacks and provide a flame detection control device that is low in cost and highly reliable.

上記目的を達成するために、本考案はＦＥＴからリレー
を駆動するトランジスタ壕での回路を一本化し、ＦＥＴ
の故障を積極的に検知し、ＦＥＴが故障している場合に
はリレーを動作させない安全回路を付加するものであっ
て、安全回路の構成要因として自己保持型半導体素子を
用いる。In order to achieve the above object, the present invention unifies the circuit in the transistor trench that drives the relay from the FET, and
A safety circuit is added that actively detects the failure of the FET and does not operate the relay if the FET is malfunctioning, and a self-holding semiconductor element is used as a component of the safety circuit.

以下本考案を図面を用いて説明する。The present invention will be explained below using the drawings.

第２図に本考案による炎検知制御装置の一実施例を示す
。FIG. 2 shows an embodiment of the flame detection control device according to the present invention.

第２図において、第１図と同一物は同一番号とする。In Figure 2, the same parts as in Figure 1 are designated by the same numbers.

第２図が第１図と異なる点は、ＦＥＴ３４、抵抗３３．
２６ 、３５．２３ 、２９、ボリューム２７、トラン
ジスタ２２．１４からなる回路を除き、トランジスタ１
４の接続位置にサイリスタ４６（アノード、カソード）
を接続し、サイリスタ４６のゲートを抵抗４５を介して
トランジスタ２０のコレクタに接続するとともに、サイ
リスタ４６のカソードとトランジスタ１５のエミッタの
接続点を抵抗４７を介して接地した点である。The difference between FIG. 2 and FIG. 1 is that FET 34, resistor 33.
Except for the circuit consisting of 26, 35.23, 29, volume 27, and transistor 22.14, transistor 1
Thyristor 46 (anode, cathode) at connection position 4
The gate of the thyristor 46 is connected to the collector of the transistor 20 via a resistor 45, and the connection point between the cathode of the thyristor 46 and the emitter of the transistor 15 is grounded via a resistor 47.

サイリスタ４６はゲートにトリガ電流が流れ込んだ場合
にオンするものとする。It is assumed that the thyristor 46 is turned on when a trigger current flows into its gate.

なお、リレー１６のコイル１６′のみ図示する。Note that only the coil 16' of the relay 16 is shown.

第１図で述べた如く、入力端子１，２間に交流電圧が印
加された場合に検知棒３９は１だ炎中になく、トランジ
スタ２０のコレクタ電圧は高レベルになる。As described in FIG. 1, when an AC voltage is applied between the input terminals 1 and 2, only one of the detection rods 39 is in the flame, and the collector voltage of the transistor 20 becomes high level.

したがって、サイリスタ４６のゲートに抵抗４５を通っ
てトリガ電流が流れ込み、サイリスタ４６はオンとなり
、トランジスタ１５はカットオフしているので、抵抗４
７にサイリスタ４６の保持電流が流れる。Therefore, the trigger current flows into the gate of the thyristor 46 through the resistor 45, the thyristor 46 is turned on, and the transistor 15 is cut off, so the resistor 46
The holding current of the thyristor 46 flows through 7.

トランジスタ１５はベース電圧が高レベルであるのでカ
ットオフしており、コイル１６′に電流は流れず、した
がってリレー１６は動作しない。Transistor 15 is cut off because its base voltage is at a high level, and no current flows through coil 16', so relay 16 does not operate.

やがて、燃焼器のバーナが着火し検知棒３９が炎に晒れ
ると、トランジスタ２０のコレクタ電圧は低レベルとな
るが）サイリスタ４６は保持電流が流れているのでオン
となったま１である。Eventually, when the burner of the combustor ignites and the detection rod 39 is exposed to flame, the collector voltage of the transistor 20 becomes a low level (although the thyristor 46 remains on because a holding current flows through it).

ここで、トランジスタ１５はサイリスタ４６がオンであ
り、渣たベース電圧が低しベルテするのでオンし、コイ
ル１６′に電流が流してリレー１６は動作する。Here, the transistor 15 is turned on because the thyristor 46 is turned on and the residual base voltage is low, so that current flows through the coil 16' and the relay 16 operates.

ＦＥＴ３１が開放に故障していると入力端子１，２間に
交流電圧が印加されたときにＦＥＴ ３１のドレイ／電
圧は高レベルとなシ、トランジスタ２０はカットオフし
てコレクタ電圧は低レベルとなる。If FET 31 has an open circuit failure, when AC voltage is applied between input terminals 1 and 2, the drain/voltage of FET 31 will not be at a high level, and transistor 20 will be cut off and the collector voltage will be at a low level. Become.

したがって、サイリスタ４６のゲート電流（トリガ電流
）は流れず、サイリスクはカットオフしているために、
コイル１６′に電流は流れない。Therefore, since the gate current (trigger current) of the thyristor 46 does not flow and the thyristor is cut off,
No current flows through coil 16'.

つ１す、リレー１６は動作しない。First, relay 16 does not operate.

また、ＦＥＴ３１が短絡に故障していると、入力端子１
，２間に交流電圧が印加されたときにＦＥＴ３１のドレ
イン電圧は低レベルとなす、トランジスタ２０はオンし
てコレクタ電圧は高レベルとなる。In addition, if FET31 is malfunctioning due to short circuit, input terminal 1
, 2, the drain voltage of the FET 31 becomes low level, the transistor 20 is turned on, and the collector voltage becomes high level.

したがって、サイリスタ４６のゲート電流が流れ、サイ
リスタはオンしている。Therefore, the gate current of the thyristor 46 flows, and the thyristor is turned on.

しかし、トランジスタ１５はベース電圧が高レベルであ
るのでカットオフしてお゛す、コイル１６′に電流は流
れない。However, since the base voltage of transistor 15 is at a high level, it is cut off, and no current flows through coil 16'.

つ１す、リレー１６は動作しない。First, relay 16 does not operate.

本考案は以上説明したように、自己保持型半導体素子（
サイリスタ）を用いた安全回路を付加することにより、
信頼性が向上し、かつコストの安い炎検知制御装置を提
供することができる。As explained above, the present invention is a self-holding semiconductor element (
By adding a safety circuit using a thyristor),
A flame detection control device with improved reliability and low cost can be provided.

なお、第２図に示した実施例では、燃焼器のバーナが着
火する１でサイリスタ４６のゲート電流を流す場合につ
いて述べたが、抵抗４５のかわりに、コンデンサとダイ
オードの直列回路（ただしダイオードのアノードをトラ
ンジスタ２０のコレクタ側に接続する。In the embodiment shown in FIG. 2, the case was described in which the gate current of the thyristor 46 was passed at 1, when the burner of the combustor ignited, but instead of the resistor 45, a series circuit of a capacitor and a diode (however, The anode is connected to the collector side of the transistor 20.

）を接続し、サイリスタ４６のゲート、カソード間に抵
抗を接続して、ゲート（トリガ）電流をパルスとして与
えても本考案の効果は有効である。), a resistor is connected between the gate and cathode of the thyristor 46, and the gate (trigger) current is applied as a pulse. The effect of the present invention is also effective.

さらに、自己保持型半導体素子としてサイリスタ（ＳＣ
Ｒ）を用いたが、トライアック（ＴＲＩＡＣ）等を用い
ても本考案は有効である。Furthermore, thyristors (SCs) are used as self-holding semiconductor devices.
Although the present invention is effective even if a TRIAC or the like is used.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は従来の炎検知制御装置（回路構成）を示す図、
第２図は本考案による炎検知制御装置の一実施例を示す
図である。 図にち・いて、１，２・・・入力端子、３・・・トラン
ス、１４．１５・・・トランジスタＣＰＮＰ型）、１６
・・・リレー、１６′・・・リレー１６のコイル、３１
．３４・・・電界効果トランジスタ（Ｎチャンネルジャ
ンクション型）、３９・・・検知棒、４６・・・サイリ
スタ。Figure 1 is a diagram showing a conventional flame detection control device (circuit configuration).
FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of the flame detection control device according to the present invention. As shown in the figure, 1, 2...input terminal, 3...transformer, 14.15...transistor CPNP type), 16
...Relay, 16'...Coil of relay 16, 31
．． 34... Field effect transistor (N channel junction type), 39... Detection rod, 46... Thyristor.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 炎中の検知棒に交流電圧を印加し、該交流電圧を炎の整
流性を利用して整流することによって炎の存在を検知し
、検討制御機構を動作させるものにおいて、炎検知部部
品の故障を自己保持型半導体素子を含む故障検知回路で
検知−故障が発生している場合には上記被制御機構を動
作させない構成とするとともに、上記自己保持型半導体
素子のゲートトリガ電流を電源電圧印加後から上記炎の
発生１での間に流すことを特徴とする炎検知制御装置。Failure of flame detection parts in devices that apply alternating current voltage to a detection rod in flames, rectify the alternating current voltage using the flame's rectifying properties, and operate the control mechanism. is detected by a failure detection circuit including a self-holding type semiconductor element.If a failure occurs, the above-mentioned controlled mechanism is not operated, and the gate trigger current of the self-holding type semiconductor element is changed after the power supply voltage is applied. A flame detection control device characterized in that the flow is performed between 1 and 1.