JPS62142922A - 燃焼検出回路 - Google Patents

燃焼検出回路

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JPS62142922A
JPS62142922A JP28356485A JP28356485A JPS62142922A JP S62142922 A JPS62142922 A JP S62142922A JP 28356485 A JP28356485 A JP 28356485A JP 28356485 A JP28356485 A JP 28356485A JP S62142922 A JPS62142922 A JP S62142922A
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Japan
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flame
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burner
combustion
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JP28356485A
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JPH0584412B2 (ja
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Keiichi Mori
慶一 森
Hirohisa Imai
博久 今井
Katsuhiko Yamamoto
克彦 山本
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00Systems for controlling combustion
    • F23N5/02Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
    • F23N5/12Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using ionisation-sensitive elements, i.e. flame rods
    • F23N5/126Systems 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 electrical or electromechanical means

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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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 本発明はガヌ、石油等の燃焼装置の火炎の燃焼状態を検
出する燃焼検出回路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、火炎の着火、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
の検知上ンサとしてフレームロッドが広く使用されてい
る。とのセンサは火炎のイオン電流を検出して燃焼状態
全検出するもので例えば実開昭59−145422号公
報のようなものがある。この動作を第4図、第5図全周
いて説明する。燃料ガヌはノズ/L/1より流出し、混
合管2により空気を混合され、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が印加され、火炎のイオン電流!f
を抵抗8の両端電位で検出する構成である。空気中の酸
素濃度とイオン電流Ii、バーナより発生する一酸化炭
素Coの特性を第5図に示す。ここでコントローラ(図
示せず)は、電流I(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て燃料の供給を強制的に停止
させる。また、電流I(が相対値で7以上の時には酸素
不足による異常燃焼と判断し、燃焼を強制的に停止する
発明が解決しようとする問題点 しかしながらと肥のような従来の構成ではバーナの不完
全燃焼や、着火、失火の検出は可能であるが、フレーム
ロッド6にカーボンが付着して燃焼板3と電気的に数メ
グオームの不抵抗で導通された時やロッド近傍の湿度が
と昇して絶縁抵抗が低下した場合には酸素濃度が高くて
も電流I、が7以ととなる現象を示し、異常燃焼との区
別がつかなくなる。これを解決する従来の手段として直
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6図にこの特性を示す。
第6図で(5)がフレームロッド6への印加電圧、(B
)が炎電流特性を示す。火炎に流れる電流Ifはロッド
6に■、燃焼板3に○を印加した時に多く流れ、逆方向
に印加した時には電流Ifが非常に少なくなる整流特性
があることが知られている。
コントローラはこの交流電流?平滑して直流分の電流I
f’によシ燃焼状態ヲ判定する。ここでロッド6にカー
ボンが付着してンヨートされると整流特性がなくなり平
滑電流x、Tは低下することを利用してロッド6のショ
ート’を判別するものである。
しかしこの手段では電流If’が直流印加時の電流11
 よりも大幅に小さな値となり(115〜1/10)、
検出回路が雑音等の影響による誤検出を行なう可能性が
有る。
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回路は、
バーナの燃焼火炎に挿入されたフレームロッドとバーナ
との間の炎イオン電流によシ火炎の燃焼状態を検出する
構成において、直流電源とこの直流電源を分圧して得ら
れた基準電圧を有する電源回路部と、基準電圧から炎電
流検出抵抗を介してフレームロッドに接続された炎検知
回路部と、バーナに接続され外部の制御信号に応じてバ
ーナの電位を直流電源のプラス電位とマイナス電位に切
替えるスイッチング回路部と、炎電流検出抵抗の両端電
位を増幅する増幅回路部とからなる構成とした。
作  用 本発明は上記の構成により、着火、失火や不完全燃焼等
の燃焼状態のチェックはフレームロッドに■、バーナに
○方向に電圧を印加して行ない、フレームロッドとバー
ナとの絶縁劣化の検出はフレームロッドに○、バーナに
■電圧を印加するようにスイッチング回路によシ定期的
に切替えることにより両者共直流電圧の絶対値を直接検
出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図から第3図を用いて説明
する!第1図は本発明の一実施例の燃焼検出回路を示す
回路図で、9は電源電圧ecを供給する直流電源10と
これを抵抗11.12で分圧して基準電位eak得る電
源回路部である。
13は電位e を安定化するコンデンサを示す。
14は炎検知回路部で、基準電位eaから炎電流オ企出
析誼15を介にてフレームロ、ド16に4妾eされてい
る。一方バーナ17はスイッチング回路部18によシ直
流電源のマイナス電位eg とプラス電位ecに切替え
接点19に接続される。切替接点19は外部信号(図示
せず)によシ定期的にバーナ14の電位を切替える。増
幅回路部20は炎電流検出抵抗150両端の電圧降下を
増幅して出力電圧e。を得る増幅回路で、演算増幅器2
1と抵抗22.23により構成される非反転増幅回路で
ある。
次に回路動作を説明する。介接点19が第1図の様にa
側に接続されている時、火炎は第1図の等何回路(ハ)
の様に、抵抗Rf とダイオードDiを有する整流回路
となるため、炎電流Ifは基準電位eaから検知抵抗1
5、フレームロッド16、DI、J、バーナ17、接点
aを通りグランド電位(Igに流れる。(第1図矢印の
方向)以北によυ検知抵抗15の両端には5b=IfX
R15の電圧降下が発生する。このため増幅回路部20
はこの電位ebを増幅して出力e。を得る。第1図の回
路構成では出力e0は次式になる。
R23 今、炎抵抗R1は第5図に説明したように火炎の燃焼状
態に応じて変化する。つまり炎電流I(が変化し、出力
e0が変化する。このため出力電位e0の値によシ炎の
燃焼状態が判別できる。
接点19がb側に接続された場合には、電流 −IIは
直流電源ecから接点b1バーナ17、ul、D(、フ
レームロッド16、検知抵抗15から基準電位eaに流
れようとするが、火炎の等価回路が(財)の状態である
ため、ダイオードD(が逆バイアスされIIはほとんど
流れない。以上から検知抵抗15の電圧降下ebはほと
んどOvとなシ、出力e0=saとなる。
しかしこの時フレームロッド16とバーナ17の間の絶
縁が劣下していると、等価回路は(財)と並列に峙の漏
れ抵抗Rgが接続された形となる。この時には抵抗Re
を通して炎電流Ifが図の矢印とは逆方向に流れる。こ
のため検知抵抗15には電位降下−〇bが発生し、出力
e0は基準電位e&よりも高い値となる。第2図に炎電
流If と出力電位e0の関係を示す。図で第1図の矢
印方向に流れる電流I I’t + 11、逆方向’e
−1(として示し、X域は接点19がa側に、Y域はb
側に接続された状態を示す。また図では基準電位e&と
直流室1 C 源ecの関係k e a−2とした場合であるがこれ以
外であってもよい。今火炎がない時、消火している時は
I(は零であるためX1Y域共出力@ o ”’ @ 
6となる。バーナが燃焼すると火炎が発生し、X域では
電流IIが大きく流れ、0点、Y域ではほとんど流れな
いP点になる。以上からX域で出力e0が電位ed以下
であれば燃焼中、ed以上では失火と判定できる。また
電位ef以下であれば異常燃焼と判断して燃焼を停止す
ることも可能である。さらに電位e1f常に保つように
空気量や燃料の量を制御する空燃比制御にも利用できる
Y域では電位0g以上になればフレームロッド16とバ
ーナ17の絶縁が劣下していると判断できるものである
以上の様に出力e0の処理のみで種々の制御信号として
利用可能となる。
X、Y域の切替は外部信号により接点19を切替えるの
みでよい。
第3図に別の実施例を示す。ここでは基準電位eaを定
電圧ダイオード24と抵抗25により安定化している。
これは第2図のX域の出力によシ種々の制御を行なうた
め高精度を要する場合で直流電源10の電位e(が変化
しても電流+II  に影響しない。Y域では絶縁不良
の判定のみであるだめ電圧変動が多少あっても大きな問
題とはならない。
スイッチング回路部18は、演算増幅器26により構成
している。演算増幅器26は出力がプッシュプル構成の
ものを使用しており、ハイ出力の時は電位ecを、ロー
出力時は電位eg k出力するものである。抵抗27.
28は入力電位ehを得るもので、入力電位8iがei
>ehの時、出力電位はハイ、elくehの時はロー出
力となる。つまり入力電位e、により第1図の接点19
の替りの働きをする。演算増幅器26の替りに論理ゲー
ト回路であってもよい。
発明の詳細 な説明したように本発明の燃焼検出回路は次のような効
果を有する。
(1)  フレームロッド16には直流電圧が印加され
ているため、火炎電流の絶対値が検出可能となる。
従って交流印加による実効電流値を検出するよりも同電
圧で大きな電流出力が得られ信頼性が高い。
(2)  スイッチング回路部の切替えによりフレーム
ロッドに逆電圧が印加され、火炎の整流特性の有無を判
定しフレームロッドの絶縁劣下全検知できるため、交流
印加方式と同等の高精度の絶縁劣下検出が可能となり安
全性が高い。
(3)  燃焼状態検知と絶縁劣下検知は外部回路から
の出力により任意の時に任意の検知に切替えられ、必要
な時に必要な信号が即検出できる。さらに出力はeoの
電位のみで判別可能であり、マイクロコンピュータへ入
力して使用する場合は1つのA/D入力で良く簡単な回
路構成となる。
(4)バーナ17の電位は電源e。かグランドegのい
ずれかであり、常に低インピーダンスの電源10に接続
される構成のため、バーナが燃焼機の機体と同一電位で
あってもこれがアンテナとなりハム等のノイズの影響を
受けることがなく安定した信号検出が可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す燃焼検出回路の回路図
、第2図は同特性図、第3図は同他の実施例を示す回路
図、第4図は従来例を示すバーナの構成図、第5図は同
特性図、第6図はフレームロッドに交流を印加した場合
の特性図を示す。 9・・・・・・電源回路部、10・・・・・・直流電源
、14・・・・・・炎検知回路部、15・・・・・・炎
電流検出抵抗、16・・・・・・フレームロッド、17
・・・・・・バーナ、18・・・・・・スイッチング回
路部、20・・・・・・増幅回路部、@0・・・・・・
基準電位、14・・・・・・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 一工f+If 炎電流 If 第4図 艮l 第5図 0/61B  勿 空気中のOzl、、札4(

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. バーナの燃焼火炎に挿入され、前記バーナとの間の炎イ
    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
    ドと、直流電源とこの直流電源を分圧して基準電位を得
    る構成の電源回路部と、前記基準電位から炎電流検出抵
    抗を介して前記フレームロッドに接続された炎検知回路
    部と、前記バーナに接続され、外部の制御信号に応じて
    前記バーナの電位を前記直流電源のプラス電位とマイナ
    ス電位に切替えるスイッチング回路部と、前記炎電流検
    出抵抗の両端電位を増幅する増幅回路部とからなる燃焼
    検出回路。
JP28356485A 1985-12-17 1985-12-17 燃焼検出回路 Granted JPS62142922A (ja)

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JP28356485A JPS62142922A (ja) 1985-12-17 1985-12-17 燃焼検出回路

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JPS62142922A true JPS62142922A (ja) 1987-06-26
JPH0584412B2 JPH0584412B2 (ja) 1993-12-01

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62202933A (ja) * 1986-02-28 1987-09-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 燃焼検出回路
EP0617234A1 (de) * 1993-03-24 1994-09-28 Karl Dungs GmbH & Co. Ionisationsflammenwächter
WO2013109439A1 (en) * 2012-01-18 2013-07-25 Honeywell International Inc. A flare pilot detection and ignition system
US8986000B2 (en) 2010-10-15 2015-03-24 Honeywell International, Inc. Flare pilot detection and ignition system

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS62202933A (ja) * 1986-02-28 1987-09-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 燃焼検出回路
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US8986000B2 (en) 2010-10-15 2015-03-24 Honeywell International, Inc. Flare pilot detection and ignition system
WO2013109439A1 (en) * 2012-01-18 2013-07-25 Honeywell International Inc. A flare pilot detection and ignition system

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JPH0584412B2 (ja) 1993-12-01

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