JPS62252825A - 炎電流検出装置 - Google Patents
炎電流検出装置Info
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- JPS62252825A JPS62252825A JP61093760A JP9376086A JPS62252825A JP S62252825 A JPS62252825 A JP S62252825A JP 61093760 A JP61093760 A JP 61093760A JP 9376086 A JP9376086 A JP 9376086A JP S62252825 A JPS62252825 A JP S62252825A
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Classifications
-
- 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
- F23N2229/16—Flame sensors using two or more of the same types of flame sensor
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、ガスや石油の燃焼装置の火炎の燃焼状態をフ
レームロッドにより検出する炎イオン電流の検出装置に
関するものである。
レームロッドにより検出する炎イオン電流の検出装置に
関するものである。
従来の技術
近年、燃焼機器は火炎の着火、失火に加えて不完全燃焼
を検出して不安全な燃焼に至る前に消火する。あるいは
正常燃焼に戻すために補正する等の安全機能が重要とな
っている。従来この燃焼状態を検出するセンサとして広
く用いられているものにフレームロッドがある。このセ
ンサは例えば特開昭ａｔ−８５１７号公報のように、火
炎の中に電極（ロッド）を挿入して、バーナとの間に流
れる炎イオン電流を検出するものである。炎イ°オン電
流は火炎の燃焼状態に応じて変化することがよく知られ
ていて、この炎イオン電流に応じて空燃比を制御するも
のである。
を検出して不安全な燃焼に至る前に消火する。あるいは
正常燃焼に戻すために補正する等の安全機能が重要とな
っている。従来この燃焼状態を検出するセンサとして広
く用いられているものにフレームロッドがある。このセ
ンサは例えば特開昭ａｔ−８５１７号公報のように、火
炎の中に電極（ロッド）を挿入して、バーナとの間に流
れる炎イオン電流を検出するものである。炎イ°オン電
流は火炎の燃焼状態に応じて変化することがよく知られ
ていて、この炎イオン電流に応じて空燃比を制御するも
のである。
発明が解決しようとする問題点
第４図にバーナ１と火炎２．フレームロッド３の等価回
路を示す。図でＲｆ 、Ｒｒは炎内のイオンの流出によ
り発生する炎抵抗で通常Ｊ＜＜Ｒ工で図のＤｌのような
ダイオード特性を有するＯＲＢは火炎とバーナ１との接
触抵抗、ａｌｌは火炎とフレームロッド３との接触抵抗
、ＲＬはフレームロッド３とバーナ１との絶縁抵抗で非
常に大抵抗である。図の回路に交流電源４を印加し、抵
抗５の両端の電圧をコンデンサ６で平滑して検知電圧ａ
ｒｙｋ得る。この特性を第５図に示す。図で横軸は時間
で、（４）は印加交流電圧波形、（Ｂ）は電流波形を示
す。今、抵抗Ｒ８、Ｉ’ＬＢ 、 ＲＬを無視すれば抵
抗Ｒ４で定まる電流１１と、逆方向印加時に抵抗Ｒｒで
定まる電流Ｒｒが第５図のような波形となる。従ってこ
の波形を平滑した電流Ｘ 、／が第５図の出力！ｆとな
って検知するものである。
路を示す。図でＲｆ 、Ｒｒは炎内のイオンの流出によ
り発生する炎抵抗で通常Ｊ＜＜Ｒ工で図のＤｌのような
ダイオード特性を有するＯＲＢは火炎とバーナ１との接
触抵抗、ａｌｌは火炎とフレームロッド３との接触抵抗
、ＲＬはフレームロッド３とバーナ１との絶縁抵抗で非
常に大抵抗である。図の回路に交流電源４を印加し、抵
抗５の両端の電圧をコンデンサ６で平滑して検知電圧ａ
ｒｙｋ得る。この特性を第５図に示す。図で横軸は時間
で、（４）は印加交流電圧波形、（Ｂ）は電流波形を示
す。今、抵抗Ｒ８、Ｉ’ＬＢ 、 ＲＬを無視すれば抵
抗Ｒ４で定まる電流１１と、逆方向印加時に抵抗Ｒｒで
定まる電流Ｒｒが第５図のような波形となる。従ってこ
の波形を平滑した電流Ｘ 、／が第５図の出力！ｆとな
って検知するものである。
ところで、第４図のように火炎２が非常に大きい場合は
問題ないが火炎が小さい場合には、バーナ１の燃焼状態
に応じて火炎の位置が変化する。
問題ないが火炎が小さい場合には、バーナ１の燃焼状態
に応じて火炎の位置が変化する。
この時に抵抗Ｒ，、ＲＢが電流Ｉ（に非常に影響をあた
える。例えば火炎２が短かくジッド３に届かない場合は
抵抗Ｒ８が非常に大抵抗となり電流１１はほとんど流れ
なくなる。同様に火炎がリフト燃焼になるとバーナ２か
ら浮き上がり抵抗ＲＢが大抵抗となってしまう。本来フ
レームロッド３は抵抗Ｒ１の変化を確実に検出すること
が望ましいが現実にはＲＢ、ＲＢの変化も同時に含まれ
た値で検出してしまう。このため、火炎が薄い表面燃焼
バーナ等ではフレームロッドで検出する炎電流が非常に
小さな値となり検出が難しかった。また燃焼方式により
抵抗Ｒｓ、ＲＢは大きく変化するため各燃焼器に対応し
て炎電流の検出特性を調整する必要があるという問題点
を有していた。
える。例えば火炎２が短かくジッド３に届かない場合は
抵抗Ｒ８が非常に大抵抗となり電流１１はほとんど流れ
なくなる。同様に火炎がリフト燃焼になるとバーナ２か
ら浮き上がり抵抗ＲＢが大抵抗となってしまう。本来フ
レームロッド３は抵抗Ｒ１の変化を確実に検出すること
が望ましいが現実にはＲＢ、ＲＢの変化も同時に含まれ
た値で検出してしまう。このため、火炎が薄い表面燃焼
バーナ等ではフレームロッドで検出する炎電流が非常に
小さな値となり検出が難しかった。また燃焼方式により
抵抗Ｒｓ、ＲＢは大きく変化するため各燃焼器に対応し
て炎電流の検出特性を調整する必要があるという問題点
を有していた。
本発明はこのような従来の問題点を解決するもので、火
炎の位置の変化に影響されずに炎イオン電流！ｆを検出
可能とするものである。
炎の位置の変化に影響されずに炎イオン電流！ｆを検出
可能とするものである。
問題点を解決するだめの手段
上記問題点を解決するために本発明の炎電流検出装置は
、燃料を燃焼するバーナと、このバーナの燃焼火炎に挿
入したフレームロッドと、フレームロッドで検出した炎
イオン電流で火炎の燃焼状態を判定する燃焼状態判定部
を内部に含む燃焼検出装置を有し、フレームロッドには
バーナの火炎の燃焼方向と並行に火炎に挿入された検知
端を設けた構成としたものである。
、燃料を燃焼するバーナと、このバーナの燃焼火炎に挿
入したフレームロッドと、フレームロッドで検出した炎
イオン電流で火炎の燃焼状態を判定する燃焼状態判定部
を内部に含む燃焼検出装置を有し、フレームロッドには
バーナの火炎の燃焼方向と並行に火炎に挿入された検知
端を設けた構成としたものである。
作 用
本発明は、上記した構成によって燃焼状態により火炎の
位置が変化しても必ずフレームロッドが火炎内に挿入さ
れている構成とし、フレームロッドと火炎との接触抵抗
Ｒ８の影響をなくし、抵抗Ｒ（の変化のみを検出できる
ものである。
位置が変化しても必ずフレームロッドが火炎内に挿入さ
れている構成とし、フレームロッドと火炎との接触抵抗
Ｒ８の影響をなくし、抵抗Ｒ（の変化のみを検出できる
ものである。
実施例
以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて説明して
いく。第１図は本発明の炎電流検出装置をガス燃焼器に
応用した例で、ガスは入ロアから制御弁８を通り、バー
ナ９で燃焼する。１ｏはフレームロッドでその一部がバ
ーナ９の火炎の燃焼方向（図の矢印ａ）と並行に設けた
検知端１１を有する。フレームロッド１ｏに流れる炎イ
オン電流は第４図で説明した構成の検知回路１２により
検知し、燃焼検出装置１３に入力される。燃焼検出装置
１３は内部に炎イオン検知部１４、および燃焼状態判定
部１５により構成される。炎イオン検知部１４および燃
焼状態判定部の動作を第２図および第３図を用いて説明
する。第２図は火炎の挙動を説明する図でロッドＸは本
願発明のように燃焼方向と並行にロッドを挿入している
。Ｙは従来例のように燃焼方向と直角にロッドを挿入し
た図である。図で（４）は火炎が短かい状態、（Ｂｌは
火炎が十分に大きな状態、（ｑは火炎がリフトしている
状態を示す。これ等の状態の特性を第３図（Ｘ）（Ｙ）
図で示す。
いく。第１図は本発明の炎電流検出装置をガス燃焼器に
応用した例で、ガスは入ロアから制御弁８を通り、バー
ナ９で燃焼する。１ｏはフレームロッドでその一部がバ
ーナ９の火炎の燃焼方向（図の矢印ａ）と並行に設けた
検知端１１を有する。フレームロッド１ｏに流れる炎イ
オン電流は第４図で説明した構成の検知回路１２により
検知し、燃焼検出装置１３に入力される。燃焼検出装置
１３は内部に炎イオン検知部１４、および燃焼状態判定
部１５により構成される。炎イオン検知部１４および燃
焼状態判定部の動作を第２図および第３図を用いて説明
する。第２図は火炎の挙動を説明する図でロッドＸは本
願発明のように燃焼方向と並行にロッドを挿入している
。Ｙは従来例のように燃焼方向と直角にロッドを挿入し
た図である。図で（４）は火炎が短かい状態、（Ｂｌは
火炎が十分に大きな状態、（ｑは火炎がリフトしている
状態を示す。これ等の状態の特性を第３図（Ｘ）（Ｙ）
図で示す。
第３１ｆｌ（Ｘ）はフレームロッドが第２図Ｘの特性、
（■は第２図Ｙの特性を示し、横軸にバーナの空燃比、
縦軸は炎電流Ｉｆを示す。実線はバーナの燃焼量が大の
状態、破線が小燃焼量の特性を示す。
（■は第２図Ｙの特性を示し、横軸にバーナの空燃比、
縦軸は炎電流Ｉｆを示す。実線はバーナの燃焼量が大の
状態、破線が小燃焼量の特性を示す。
第２図の（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）の状態を第３図にプロット
している。従来のフレームロッドＹでは燃焼量が小さい
゛場合は火炎がロッドに届かないため第４図の等価回路
のＲ８が大きくな９炎電流が非常に小さくなる。このた
め、空燃比ｍの変化に対する炎電流１１の変化度合も非
常に小さく検出が困難である。
している。従来のフレームロッドＹでは燃焼量が小さい
゛場合は火炎がロッドに届かないため第４図の等価回路
のＲ８が大きくな９炎電流が非常に小さくなる。このた
め、空燃比ｍの変化に対する炎電流１１の変化度合も非
常に小さく検出が困難である。
Ｂ点はロッドＹが火炎に十分に包まれて炎電流Ｉｆは十
分に大きな値となる。また状態Ｃは空気量が増加し、空
燃比が１よりも大きくなった時に火炎がリフトし出し、
第４図のＲＢが大きな値となり、炎電流ｒｌは小さくな
る。
分に大きな値となる。また状態Ｃは空気量が増加し、空
燃比が１よりも大きくなった時に火炎がリフトし出し、
第４図のＲＢが大きな値となり、炎電流ｒｌは小さくな
る。
一方第２図のロンドＸｆｌ第３図（Ｘ）に示すように燃
焼量の影響は少なくなる。従って火炎がりフトする前の
電流Ｉ（１でしきい値を設けＨ＜Ｉｆｔの時に燃焼が異
常と！ｌ！ｌＪ定して燃焼と停止する信号を出力する。
焼量の影響は少なくなる。従って火炎がりフトする前の
電流Ｉ（１でしきい値を設けＨ＜Ｉｆｔの時に燃焼が異
常と！ｌ！ｌＪ定して燃焼と停止する信号を出力する。
第３図（３）のように燃焼量による火炎の大小の影響を
ほとんど受けずに火炎の炎イオン電流の変化（第４図の
Ｒ１の変化）のみを検出可能となる。第１図の燃焼状態
判定部１５では炎イオン検出部１４の信号１１としきい
値１［を比較してＩ＋＜Ｈｌの時に弁駆動部１６へ制御
弁８の閉止信号を出力する。また燃焼状態判定部１５ｔ
Ｉｉ第３図の炎イオン電流がＢからＣへ移行するのを防
止するために燃焼空気量と燃焼量を制御して常にＢ点あ
るいはＡ点を保つような制御を行なう構成であってもよ
い。
ほとんど受けずに火炎の炎イオン電流の変化（第４図の
Ｒ１の変化）のみを検出可能となる。第１図の燃焼状態
判定部１５では炎イオン検出部１４の信号１１としきい
値１［を比較してＩ＋＜Ｈｌの時に弁駆動部１６へ制御
弁８の閉止信号を出力する。また燃焼状態判定部１５ｔ
Ｉｉ第３図の炎イオン電流がＢからＣへ移行するのを防
止するために燃焼空気量と燃焼量を制御して常にＢ点あ
るいはＡ点を保つような制御を行なう構成であってもよ
い。
第１図の実施例では、フレームロッド１０の他に第２の
フレームロッド１７を設けた構成としている。第２のフ
レームロッド１７は火炎の燃焼方向と直角に挿入されて
いる。このため検知回路１８を通して燃焼検出装＠１３
には火炎挙動検知部１９を設けた構成となっている。火
炎挙動検知部１９は第２のフレームロッド１７により火
炎の動きを検出するもので、第３図（Ｙ）の特性を得る
ものである。この場合の燃焼状態判定部１５は、炎イオ
ン検知部１４と火炎挙動検知部１９の信号により、炎電
流１１の変化が炎イオンにより変化したのか、火炎の燃
焼位置が変化したのかを判定可能となる。
フレームロッド１７を設けた構成としている。第２のフ
レームロッド１７は火炎の燃焼方向と直角に挿入されて
いる。このため検知回路１８を通して燃焼検出装＠１３
には火炎挙動検知部１９を設けた構成となっている。火
炎挙動検知部１９は第２のフレームロッド１７により火
炎の動きを検出するもので、第３図（Ｙ）の特性を得る
ものである。この場合の燃焼状態判定部１５は、炎イオ
ン検知部１４と火炎挙動検知部１９の信号により、炎電
流１１の変化が炎イオンにより変化したのか、火炎の燃
焼位置が変化したのかを判定可能となる。
例えば第３図でフレームロッドＸの炎電流Ｉｆｘとフレ
ームロッドＹの炎電流Ｉｆアの差（あるいは比）が一定
の関係にある時は火炎の燃焼位置はほとんど変化せずに
両ロッド共第３図の実線上を移動していることになる。
ームロッドＹの炎電流Ｉｆアの差（あるいは比）が一定
の関係にある時は火炎の燃焼位置はほとんど変化せずに
両ロッド共第３図の実線上を移動していることになる。
ＩｆｘとＩＩアに差が発生した場合は何等かの原因（例
えば燃焼量の低下等）により火炎の位置が変化したと判
定し、燃焼状態ヤ」走部１５は最適な出力を出すことが
可能となる。
えば燃焼量の低下等）により火炎の位置が変化したと判
定し、燃焼状態ヤ」走部１５は最適な出力を出すことが
可能となる。
これ等２つのフレームロッドの信号を利用してバーナ９
を常に最適燃焼に保つことも容易となる。
を常に最適燃焼に保つことも容易となる。
尚、本明細書ではガ、スバーナを例にとって説明したが
これが灯油等の液体燃料であってもよいし、燃焼空気を
７７ン等で強制的に供給する構成であっても同様の効果
が得られる。
これが灯油等の液体燃料であってもよいし、燃焼空気を
７７ン等で強制的に供給する構成であっても同様の効果
が得られる。
発明の効果
以上のように本発明の炎電流検出装置は次のような効果
が得られる。
が得られる。
（１） フレームロッド１０の検知端１１は火炎の燃
焼方向と並行に挿入される構成であるため、検知する炎
電流は火炎の燃焼位置の移動による影響を受けにくく、
炎イオンの変化のみを検出可能となる。これは特にバー
ナが金銅等の表面燃焼を行なう構成の場合は、火炎が短
かく、燃焼位置の変化が大きいため非常に効果が大きい
。
焼方向と並行に挿入される構成であるため、検知する炎
電流は火炎の燃焼位置の移動による影響を受けにくく、
炎イオンの変化のみを検出可能となる。これは特にバー
ナが金銅等の表面燃焼を行なう構成の場合は、火炎が短
かく、燃焼位置の変化が大きいため非常に効果が大きい
。
（２）検出電流が火炎の位置に影響されないため、バー
ナの燃焼量による炎電流値の変化は少ない。
ナの燃焼量による炎電流値の変化は少ない。
従って燃焼量に応じて検知電流値を補正する必要がなく
なり、燃焼状態判定部１５が簡単な構成となる。
なり、燃焼状態判定部１５が簡単な構成となる。
第１図は本発明の一実施例を示す炎電流検出装置のブロ
ック図、第２図は同装置の火炎の置火状況を説明する構
成図、第３図は第２図の特性図、第４図は従来例を説明
するフレームロッドの等価回路図、第５図は第４図の特
性図である。 ９・・・・・・バーナ、１０・・・・・・フレームロッ
ド、１１・・・・・・検知端、１３・・・・・・燃焼検
出装置、１４・・・・・・炎イオン検知部、１５・・・
・・・燃焼状態判定部、１７・・・・・・第２のフレー
ムロッド、１９・・・・・・火炎挙動検知部Ｏ 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名Ｉ！
１図 検知時 第２図 × 第３図 空・慾、比、 ｗＥ４図 第５図
ック図、第２図は同装置の火炎の置火状況を説明する構
成図、第３図は第２図の特性図、第４図は従来例を説明
するフレームロッドの等価回路図、第５図は第４図の特
性図である。 ９・・・・・・バーナ、１０・・・・・・フレームロッ
ド、１１・・・・・・検知端、１３・・・・・・燃焼検
出装置、１４・・・・・・炎イオン検知部、１５・・・
・・・燃焼状態判定部、１７・・・・・・第２のフレー
ムロッド、１９・・・・・・火炎挙動検知部Ｏ 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名Ｉ！
１図 検知時 第２図 × 第３図 空・慾、比、 ｗＥ４図 第５図
Claims (2)
- （１）燃料を燃焼するバーナと、前記バーナの燃焼火炎
に挿入して火炎の炎イオン電流を検出するフレームロッ
ドと、前記フレームロッドで検出した炎イオン電流で火
炎の燃焼状態を判定する燃焼状態判定部を含む燃焼検出
装置を有し、前記フレームロッドは、前記バーナの火炎
の燃焼方向と並行に火炎に挿入された検知端を設けた構
成の炎電流検出装置。 - （２）燃焼検出装置は、火炎の燃焼方向と直角に挿入し
た第２のフレームロッドにより火炎の挙動を検出する火
炎挙動検知部の信号と、検知端により火炎の炎イオン濃
度を検出する炎イオン検知部の信号の相関により火炎の
燃焼状態を判定する燃焼状態判定部を有する構成の特許
請求の範囲第１項記載の炎電流検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61093760A JPS62252825A (ja) | 1986-04-23 | 1986-04-23 | 炎電流検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61093760A JPS62252825A (ja) | 1986-04-23 | 1986-04-23 | 炎電流検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62252825A true JPS62252825A (ja) | 1987-11-04 |
Family
ID=14091386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61093760A Pending JPS62252825A (ja) | 1986-04-23 | 1986-04-23 | 炎電流検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62252825A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103728482A (zh) * | 2013-12-31 | 2014-04-16 | 佛山市顺德万和电气配件有限公司 | 燃气具火焰离子电流检测电路及其检测方法 |
-
1986
- 1986-04-23 JP JP61093760A patent/JPS62252825A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103728482A (zh) * | 2013-12-31 | 2014-04-16 | 佛山市顺德万和电气配件有限公司 | 燃气具火焰离子电流检测电路及其检测方法 |
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