JPS61243216A - 燃焼検出装置 - Google Patents
燃焼検出装置Info
- Publication number
- JPS61243216A JPS61243216A JP60082836A JP8283685A JPS61243216A JP S61243216 A JPS61243216 A JP S61243216A JP 60082836 A JP60082836 A JP 60082836A JP 8283685 A JP8283685 A JP 8283685A JP S61243216 A JPS61243216 A JP S61243216A
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- JP
- Japan
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- flame
- current
- voltage
- electric current
- 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により、その燃
焼状態を検出する装置に関するものである。
焼状態を検出する装置に関するものである。
従来の技術
従来、ファンヒータ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
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
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Ｉｆ１ 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Ｉｆ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１１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燃焼を強制約に停
止させる。
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Ｉｆ１ 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Ｉｆ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１１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燃焼を強制約に停
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■は、ロッド６に■燃
焼板３にｅに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有ることが知られている。
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■は、ロッド６に■燃
焼板３にｅに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有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Ｉ
ｆ’により燃焼状態を検出する。ここでロッド６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１
１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。
ｆ’により燃焼状態を検出する。ここでロッド６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１
１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１１’が直流印加時のＩｆよりも大
幅に小さな値となり（１〜−Ｌ）、検出回路が高価上な
る問題点がある。
幅に小さな値となり（１〜−Ｌ）、検出回路が高価上な
る問題点がある。
問題点を解決するための手段
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フレームロッドセンサの電極間
に電源回路により一定周期の交流電圧を印加する構成と
し、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、この抵抗に流れる電流分電流計測回路によ
シ計測する構成とと、電流計測回路には、交流電圧と同
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フレームロッドセンサの電極間
に電源回路により一定周期の交流電圧を印加する構成と
し、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、この抵抗に流れる電流分電流計測回路によ
シ計測する構成とと、電流計測回路には、交流電圧と同
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シ着火、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とも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とも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、％２図に基づいて説明し
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、交流電源９にフレームロッドセンサ１０およ
び電流検出用抵抗１１の直列回路が接続されている。フ
レームロッドセンサ１０はここでは一方の電極をフレー
ムロッド１２、他方の電極を導電性のバーナ１３によシ
構成しているが、とれＩ／″ｉ２本のフレームロッドで
構成してももよい。
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、交流電源９にフレームロッドセンサ１０およ
び電流検出用抵抗１１の直列回路が接続されている。フ
レームロッドセンサ１０はここでは一方の電極をフレー
ムロッド１２、他方の電極を導電性のバーナ１３によシ
構成しているが、とれＩ／″ｉ２本のフレームロッドで
構成してももよい。
定電圧ダイオード１４．１５ｄ交流電源９を定電圧にす
るためのものである。フレームロッドセンサ１ｏと検出
抵抗１１の接続点の電位は演算増幅器１６に入力されフ
レームロッドセンサ１０に流れる電流Ｉｆを検出してい
る。演算増幅器１６は直流電源１７により駆動されボル
テージ７７０ア回路を構成しており、炎電流Ｉｆに比例
した出力電圧に変換され電流計測回路１８に入力する。
るためのものである。フレームロッドセンサ１ｏと検出
抵抗１１の接続点の電位は演算増幅器１６に入力されフ
レームロッドセンサ１０に流れる電流Ｉｆを検出してい
る。演算増幅器１６は直流電源１７により駆動されボル
テージ７７０ア回路を構成しており、炎電流Ｉｆに比例
した出力電圧に変換され電流計測回路１８に入力する。
電流計測回路１８は正電流検知回路１９と負電流検知回
路２０により構成され、各々の出力Ｘ、Ｙを出す。バー
ナのコントローラ（図示せず）は交流電源９と同期して
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。
路２０により構成され、各々の出力Ｘ、Ｙを出す。バー
ナのコントローラ（図示せず）は交流電源９と同期して
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１９Ｆｉ基準電位ｅｃに対して
演算増幅器２１、抵抗２２．２３によシ反転増幅回路を
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２０は電位ａｄ
と電圧比較器２４によシ比較し、ハ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１日
はこの構成に限られる事はなく、例えば演算増幅器１６
の出力ｅｇをＡ１０変換回路によりデジタル値に変換し
、電流計測回路１８はマイクロコンピュータ等のプログ
ラムで構成してもよい。
演算増幅器２１、抵抗２２．２３によシ反転増幅回路を
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２０は電位ａｄ
と電圧比較器２４によシ比較し、ハ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１日
はこの構成に限られる事はなく、例えば演算増幅器１６
の出力ｅｇをＡ１０変換回路によりデジタル値に変換し
、電流計測回路１８はマイクロコンピュータ等のプログ
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、ＣＩｒ１交流電源９の電圧波形鵡を示し、定
電圧ダイオード１４．１５によりＺ＋、Ｚ−に定電圧化
されている。
性を示し、ＣＩｒ１交流電源９の電圧波形鵡を示し、定
電圧ダイオード１４．１５によりＺ＋、Ｚ−に定電圧化
されている。
Ｄはフレームロッドセンサ１０に流れる炎イオン電流（
以下電流という）Ｉｆ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だめ、交流電
圧ｅＡＣに同期して正負切替る。正方向電流Ｉｆ＋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Ｉｆ−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１２へのカーボン等の付着により絶縁劣化した
時にはＩｆ−が増加して来る。
以下電流という）Ｉｆ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だめ、交流電
圧ｅＡＣに同期して正負切替る。正方向電流Ｉｆ＋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Ｉｆ−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１２へのカーボン等の付着により絶縁劣化した
時にはＩｆ−が増加して来る。
第２図Ｅけ演算増幅器１６の出力ｅｇを示し、電流Ｉｆ
がスイッチング交流電圧ａＡＣと同期して直流電源１７
のマイナス電位からの電圧値に変換されている。電流Ｉ
ｆ＋に対応する電位ｅｇＪ”を燃焼状態に応じてｅｇ＋
とｅｇ−ｔ”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。また電流エトに対応するｅｇ−はフ
レームロッドセン４ｊ１０の絶縁劣下によりｅｇ／に上
昇し、負電流検出回路２０はこの＠ｇ−がｅｄ以上にな
れば絶縁劣下と判断する。捷た電流Ｉｆ−の値に応じて
電流Ｉｆ＋の検出へベルを補正することも可能であり、
この時は高湿度条件でも確実な燃焼検知ができる。
がスイッチング交流電圧ａＡＣと同期して直流電源１７
のマイナス電位からの電圧値に変換されている。電流Ｉ
ｆ＋に対応する電位ｅｇＪ”を燃焼状態に応じてｅｇ＋
とｅｇ−ｔ”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。また電流エトに対応するｅｇ−はフ
レームロッドセン４ｊ１０の絶縁劣下によりｅｇ／に上
昇し、負電流検出回路２０はこの＠ｇ−がｅｄ以上にな
れば絶縁劣下と判断する。捷た電流Ｉｆ−の値に応じて
電流Ｉｆ＋の検出へベルを補正することも可能であり、
この時は高湿度条件でも確実な燃焼検知ができる。
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交流電源ｅＡＣを印加した
時の炎電流Ｉｆ＋の直流絶対値で検出するために従来の
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。また交流電源
は商用電源を絶縁トランスを介して印加するだけでよく
発振回路等を必要とせず簡単な構成で高電圧が得られる
。
時の炎電流Ｉｆ＋の直流絶対値で検出するために従来の
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。また交流電源
は商用電源を絶縁トランスを介して印加するだけでよく
発振回路等を必要とせず簡単な構成で高電圧が得られる
。
（２） フレームロッドセンサ１０の絶縁劣下は逆方
向の炎電流、エトの直流絶対値により検出する構成であ
るので、火炎の整流作用を利用して検出すルタめフレー
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
。
向の炎電流、エトの直流絶対値により検出する構成であ
るので、火炎の整流作用を利用して検出すルタめフレー
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、交流印加平滑検出方式
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。
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。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明燃焼検出装置の一実施例を示す回路図、
第２図はその動作を示す特性図、第３図は従来例の構Ｉ
ｆｆを説明する構成図、第４図はその特性図、第５図は
他の従来例を説明する特性図である。 ９・・・・・・交流電源回路、１０・・・・・・フレー
ムロッドセンサ、１１・・・・・・炎電流検出抵抗、１
２・・・・・・フレームロッド（フレームロッドセンサ
の電極）、１３・・・・・・バーナ（フレームロッドセ
ンサの電極）、１８・・・・・・電流計測回路、１９・
・・正電流検知回路、２０・・・・・・負電流検知回路
、Ｉｆ・・・・・・炎イオン電流。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第２
図 （す 第３図 ６ 訃〜ｌ 第４ｒＩ！Ｊ 空気中９０２慢υ糺 第５図
第２図はその動作を示す特性図、第３図は従来例の構Ｉ
ｆｆを説明する構成図、第４図はその特性図、第５図は
他の従来例を説明する特性図である。 ９・・・・・・交流電源回路、１０・・・・・・フレー
ムロッドセンサ、１１・・・・・・炎電流検出抵抗、１
２・・・・・・フレームロッド（フレームロッドセンサ
の電極）、１３・・・・・・バーナ（フレームロッドセ
ンサの電極）、１８・・・・・・電流計測回路、１９・
・・正電流検知回路、２０・・・・・・負電流検知回路
、Ｉｆ・・・・・・炎イオン電流。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第２
図 （す 第３図 ６ 訃〜ｌ 第４ｒＩ！Ｊ 空気中９０２慢υ糺 第５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電圧を印加する交流電源と、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、前記検出抵抗を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、交流電圧と同期して
前記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 |
|---|---|---|---|
| JP60082836A JPS61243216A (ja) | 1985-04-18 | 1985-04-18 | 燃焼検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60082836A JPS61243216A (ja) | 1985-04-18 | 1985-04-18 | 燃焼検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61243216A true JPS61243216A (ja) | 1986-10-29 |
| JPH0437330B2 JPH0437330B2 (ja) | 1992-06-19 |
Family
ID=13785485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60082836A Granted JPS61243216A (ja) | 1985-04-18 | 1985-04-18 | 燃焼検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61243216A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6454655U (ja) * | 1987-09-25 | 1989-04-04 | ||
| EP0634611A1 (en) * | 1993-07-16 | 1995-01-18 | Johnson Service Company | Multi-level flame current sensing circuit |
| WO1995023288A1 (en) * | 1994-02-23 | 1995-08-31 | Cambridge Consultants Limited | Methods and apparatus for combustion sensing and engine management |
| EP1519114A1 (en) * | 2003-09-26 | 2005-03-30 | Betronic Design B.V. | Flame guarding system |
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 JP60082836A patent/JPS61243216A/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 (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6454655U (ja) * | 1987-09-25 | 1989-04-04 | ||
| JPH0429238Y2 (ja) * | 1987-09-25 | 1992-07-15 | ||
| EP0634611A1 (en) * | 1993-07-16 | 1995-01-18 | Johnson Service Company | Multi-level flame current sensing circuit |
| WO1995023288A1 (en) * | 1994-02-23 | 1995-08-31 | Cambridge Consultants Limited | Methods and apparatus for combustion sensing and engine management |
| 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. |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0437330B2 (ja) | 1992-06-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |