JPH0229932B2 - Kaendenryukenshutsusochi - Google Patents
KaendenryukenshutsusochiInfo
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- JPH0229932B2 JPH0229932B2 JP5999584A JP5999584A JPH0229932B2 JP H0229932 B2 JPH0229932 B2 JP H0229932B2 JP 5999584 A JP5999584 A JP 5999584A JP 5999584 A JP5999584 A JP 5999584A JP H0229932 B2 JPH0229932 B2 JP H0229932B2
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- Japan
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- flame
- resistor
- burner
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- burners
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 12
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- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
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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
- F23N5/003—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties
- F23N5/006—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties the detector being sensitive to oxygen
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Combustion (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ガス、石油等を燃料とする燃焼機器
の酸欠燃焼状態をフレームロツドにて検知する火
炎電流検出装置に関し、フレームロツドを取り付
けたバーナを本体及び他のバーナから電気的に絶
縁すると共に、燃焼時には干渉によつて火炎電流
に影響のある他のバーナを含めた直列閉回路を構
成することにより、前述火炎電流検出装置を実現
しようとするものである。
の酸欠燃焼状態をフレームロツドにて検知する火
炎電流検出装置に関し、フレームロツドを取り付
けたバーナを本体及び他のバーナから電気的に絶
縁すると共に、燃焼時には干渉によつて火炎電流
に影響のある他のバーナを含めた直列閉回路を構
成することにより、前述火炎電流検出装置を実現
しようとするものである。
従来の火炎電流検出装置には、フレームロツド
を取り付けたバーナが本体及び他バーナと同電位
であつたり、フレームロツドを取り付けたバーナ
が絶縁されてはいるが、火炎電流検知回路として
は単一電源で他バーナからの火炎干渉をそのまま
受けた構成のものがあつたが、燃料の種類、特に
ガスにおいては、同一ガス種でも成分のばらつき
が大きい上に、種類も多く、ガスにおける元ガス
圧の変動等で、酸欠時の異常燃焼状態を検知する
ための火炎電流レベル設定が同一ガス種でも不可
能なものがあつた。
を取り付けたバーナが本体及び他バーナと同電位
であつたり、フレームロツドを取り付けたバーナ
が絶縁されてはいるが、火炎電流検知回路として
は単一電源で他バーナからの火炎干渉をそのまま
受けた構成のものがあつたが、燃料の種類、特に
ガスにおいては、同一ガス種でも成分のばらつき
が大きい上に、種類も多く、ガスにおける元ガス
圧の変動等で、酸欠時の異常燃焼状態を検知する
ための火炎電流レベル設定が同一ガス種でも不可
能なものがあつた。
本発明は、他バーナの燃焼火炎による影響を適
切に応用することで、上記従来の欠点を解消する
ものである。
切に応用することで、上記従来の欠点を解消する
ものである。
以下に本発明の実施例を第１図から第４図に基
づいて説明する。
づいて説明する。
第１図は、本発明の火炎電流検出装置を用いた
ガス燃焼機器のブロツク構成図で、火炎電流検出
素子フレームロツド１が取り付けられたバーナ２
は、機器本体からも、また、他のバーナ３からも
電気的に絶縁されている。燃焼火炎の信号は、第
１、第２の電源を含む第１、第２直列閉回路部４
に入力され、ガス電磁弁５を制御するための駆動
部６に伝達される。７は絶縁されたバーナ２用の
ガバナ、８は他のバーナ３用の燃焼量可変ガバナ
である。本実施例では、他バーナ３を本体と同電
位にしてあるが、バーナ２と同様に絶縁した構成
にしても本発明の目的は達せられる。
ガス燃焼機器のブロツク構成図で、火炎電流検出
素子フレームロツド１が取り付けられたバーナ２
は、機器本体からも、また、他のバーナ３からも
電気的に絶縁されている。燃焼火炎の信号は、第
１、第２の電源を含む第１、第２直列閉回路部４
に入力され、ガス電磁弁５を制御するための駆動
部６に伝達される。７は絶縁されたバーナ２用の
ガバナ、８は他のバーナ３用の燃焼量可変ガバナ
である。本実施例では、他バーナ３を本体と同電
位にしてあるが、バーナ２と同様に絶縁した構成
にしても本発明の目的は達せられる。
次に第２図で、本発明の構成の具体的な説明を
行う。火炎電気信号を略等価回路に置き換える
と、前記フレームロツド１とバーナ２間では、フ
レームロツド側からバーナへ大部分の電流が流れ
る方向に抵抗９、ダイオード１０が接続され、ま
た、火炎干渉によつてフレームロツドが取り付け
られていないバーナ３へも、フレームロツド１側
からバーナ３方向に、抵抗１１、ダイオード１２
が接続された状態で表わすことが出来る。これら
の等価回路に対し、第１の直列閉回路は、第１の
電源１３と、電流制限用抵抗R1１４と、火炎電
流信号取出用抵抗R3１５及び平滑コンデンサC1
１６の並列回路と、前述抵抗９、ダイオード１０
で形成されている。第２の直列閉回路は、第２の
電源１７と、あるインピーダンス素子としての抵
抗R2１８と、交流分伝達用コンデンサC2１９、
及び、前記抵抗R1１４、R3１５とコンデンサC1
１６の回路部と、火炎等価回路抵抗１１、ダイオ
ード１２で形成されている。酸欠等を判定すべき
火炎電流信号は、抵抗R3１５の両端から取り出
されるので、第１の直列閉回路中のフレーム抵抗
９の影響を大きく受けることは当然であるが、実
際の機器設計上干渉を受けた他バーナでのフレー
ム抵抗１１を含む第２の直列閉回路の影響も適切
に受け、以下に述べるような特性を作り出してい
る。第２の直列閉回路には、抵抗R1１４を含ま
なくても本発明の特性は得られる。第２の直列回
路の影響度合は以下で説明する。
行う。火炎電気信号を略等価回路に置き換える
と、前記フレームロツド１とバーナ２間では、フ
レームロツド側からバーナへ大部分の電流が流れ
る方向に抵抗９、ダイオード１０が接続され、ま
た、火炎干渉によつてフレームロツドが取り付け
られていないバーナ３へも、フレームロツド１側
からバーナ３方向に、抵抗１１、ダイオード１２
が接続された状態で表わすことが出来る。これら
の等価回路に対し、第１の直列閉回路は、第１の
電源１３と、電流制限用抵抗R1１４と、火炎電
流信号取出用抵抗R3１５及び平滑コンデンサC1
１６の並列回路と、前述抵抗９、ダイオード１０
で形成されている。第２の直列閉回路は、第２の
電源１７と、あるインピーダンス素子としての抵
抗R2１８と、交流分伝達用コンデンサC2１９、
及び、前記抵抗R1１４、R3１５とコンデンサC1
１６の回路部と、火炎等価回路抵抗１１、ダイオ
ード１２で形成されている。酸欠等を判定すべき
火炎電流信号は、抵抗R3１５の両端から取り出
されるので、第１の直列閉回路中のフレーム抵抗
９の影響を大きく受けることは当然であるが、実
際の機器設計上干渉を受けた他バーナでのフレー
ム抵抗１１を含む第２の直列閉回路の影響も適切
に受け、以下に述べるような特性を作り出してい
る。第２の直列閉回路には、抵抗R1１４を含ま
なくても本発明の特性は得られる。第２の直列回
路の影響度合は以下で説明する。
次に、第３図では、各種火炎電流検知装置の構
成における酸素濃度と火炎電流の関係を示してい
る。図中のａは、第２の直列閉回路構成を全く取
り去つた状態の特性で、絶縁されたバーナ２のみ
の火炎電流特性である。この構成も、他バーナ３
の火炎干渉を受けているが、全体的に電流レベル
が低い。ｂは、第２の直列閉回路を取り去つたも
のであるが、他のバーナ３をバーナ２と同電位に
するか、又は、バーナ２の絶縁を取りはずした構
成であり、他のバーナ３の火炎影響をそのまま信
号として取り出す方法である。ｂの場合、ａに比
して全体的に電流レベルが高くなつているのは当
然である。このような従来の特性では、以下第４
図の項で説明する酸欠レベル設定用の許容範囲
Δife（Δife＝λfe2−ife1）が取れないような燃料種
も
ある。そこで、本発明のような構成でO2濃度に
対する火炎電流変化を大きくし、第３図ｃのよう
な傾斜の大きな特性を得て、酸欠レベル設定を可
能にする。ここで、火炎電流変化の傾斜は、フレ
ーム抵抗９，１１と、第２の直列閉回路中の抵抗
R2１８の各絶対値の相対関係に依存する。酸素
濃度が21％と高い中は特にフレームロツドを取り
付けた第１のバーナ側のフレーム抵抗９が小さ
く、火炎電流検出抵抗R3１５に発生する電圧降
下は第１の直列閉回路電流i1に大きく依存するの
で、ｃの火炎電流値もｂに比べて著しくは低下し
ない。ところが、酸欠状態に近づくに従い、火炎
は拡散燃焼気味になり、バーナ間相互の火炎干渉
の影響を受け易くなるのである。その上、前記酸
欠状態では、第１のバーナ火炎に対するフレーム
抵抗９も、他のバーナとの干渉火炎に対するフレ
ーム抵抗１１も、その絶対値が大きく、火炎電流
検出抵抗R3１５に発生する電圧降下には、第２
の直列閉回路電流i2の寄与率が高まる。それ故、
酸素濃度に対するフレーム抵抗１１の変化値（例
えば、数十ＫΩ〜数ＭΩ）に対して、抵抗１８の
寄与率を適切に与えれば、火炎電流の絶対値はｂ
の特性に比べて低いが、酸素濃度が正常時から酸
欠状態に至るまでの火炎電流変化特性の傾斜は、
ｃを大きくすることができる。それ故、以降、第
４図で説明するような酸欠判定しベルを設定する
ことが可能となるのである。コンデンサC2１９
は、第２の電源１７の検知電圧に対する直流分カ
ツトの役割をしているが、無くても本特性は得ら
れる。
成における酸素濃度と火炎電流の関係を示してい
る。図中のａは、第２の直列閉回路構成を全く取
り去つた状態の特性で、絶縁されたバーナ２のみ
の火炎電流特性である。この構成も、他バーナ３
の火炎干渉を受けているが、全体的に電流レベル
が低い。ｂは、第２の直列閉回路を取り去つたも
のであるが、他のバーナ３をバーナ２と同電位に
するか、又は、バーナ２の絶縁を取りはずした構
成であり、他のバーナ３の火炎影響をそのまま信
号として取り出す方法である。ｂの場合、ａに比
して全体的に電流レベルが高くなつているのは当
然である。このような従来の特性では、以下第４
図の項で説明する酸欠レベル設定用の許容範囲
Δife（Δife＝λfe2−ife1）が取れないような燃料種
も
ある。そこで、本発明のような構成でO2濃度に
対する火炎電流変化を大きくし、第３図ｃのよう
な傾斜の大きな特性を得て、酸欠レベル設定を可
能にする。ここで、火炎電流変化の傾斜は、フレ
ーム抵抗９，１１と、第２の直列閉回路中の抵抗
R2１８の各絶対値の相対関係に依存する。酸素
濃度が21％と高い中は特にフレームロツドを取り
付けた第１のバーナ側のフレーム抵抗９が小さ
く、火炎電流検出抵抗R3１５に発生する電圧降
下は第１の直列閉回路電流i1に大きく依存するの
で、ｃの火炎電流値もｂに比べて著しくは低下し
ない。ところが、酸欠状態に近づくに従い、火炎
は拡散燃焼気味になり、バーナ間相互の火炎干渉
の影響を受け易くなるのである。その上、前記酸
欠状態では、第１のバーナ火炎に対するフレーム
抵抗９も、他のバーナとの干渉火炎に対するフレ
ーム抵抗１１も、その絶対値が大きく、火炎電流
検出抵抗R3１５に発生する電圧降下には、第２
の直列閉回路電流i2の寄与率が高まる。それ故、
酸素濃度に対するフレーム抵抗１１の変化値（例
えば、数十ＫΩ〜数ＭΩ）に対して、抵抗１８の
寄与率を適切に与えれば、火炎電流の絶対値はｂ
の特性に比べて低いが、酸素濃度が正常時から酸
欠状態に至るまでの火炎電流変化特性の傾斜は、
ｃを大きくすることができる。それ故、以降、第
４図で説明するような酸欠判定しベルを設定する
ことが可能となるのである。コンデンサC2１９
は、第２の電源１７の検知電圧に対する直流分カ
ツトの役割をしているが、無くても本特性は得ら
れる。
第４図では、実際の機器（特にガスを燃料とす
るもの）において酸欠レベル設定を行う際の、火
炎電流許容範囲Δifeの説明を行つている。Q1及び
Q2は同一ガス種（例えば都市ガス６Ｂ）内での
成分ばらつき、及びガバナを通した後でも受ける
元圧ばらつきを含んだ、酸素濃度に対する火炎電
流ばらつきの両端特性を示しており、Q1は最大、
Q2は最小側である。酸欠状態の燃焼で、機器か
らCOやCO2等がある量発生し出すO2濃度を、本
例では16％とし、その時のQ1の電流値はife1であ
る。また、実際の閉め切つた室内で燃焼機器を使
用した場合に数時間で容易に達し得るO2濃度を、
19.5％と仮設定し、この時のO2の電流値はife2で
ある。第４図からも明らかなように、諸要素のば
らつきを含めた燃焼の最大側では、正常燃焼状態
での火炎電流は、前記ife2より大きい。また、燃
焼の最小側では、異常燃焼状態、すなわち、酸素
濃度16％付近での火炎電流は、前記ife1よりも小
さい。それ故、同図に示した各火炎電流値ife1と
ife2の差、すなわち、 Δife＝ife2−ife1が所定値以上で、しかも、正の
値であるとき、異常燃焼状態を正常燃焼状態と識
別して検出することの出来る構成が実現可能であ
る。それは同一ガス種では、レベルを１点に定め
ておくことにより、成分ばらつきやガス圧ばらつ
きを吸収し得るからである。第３図のａでは、全
体的なレベルが低いために、Δifeが取れても設計
上のノイズマージンが小さいという不都合が生ず
る。それに比べて、本発明のｃのように、全体の
電流レベルを引き上げ、しかも傾斜を大きくする
ことでΔife自体に余裕度が生ずるのである。
るもの）において酸欠レベル設定を行う際の、火
炎電流許容範囲Δifeの説明を行つている。Q1及び
Q2は同一ガス種（例えば都市ガス６Ｂ）内での
成分ばらつき、及びガバナを通した後でも受ける
元圧ばらつきを含んだ、酸素濃度に対する火炎電
流ばらつきの両端特性を示しており、Q1は最大、
Q2は最小側である。酸欠状態の燃焼で、機器か
らCOやCO2等がある量発生し出すO2濃度を、本
例では16％とし、その時のQ1の電流値はife1であ
る。また、実際の閉め切つた室内で燃焼機器を使
用した場合に数時間で容易に達し得るO2濃度を、
19.5％と仮設定し、この時のO2の電流値はife2で
ある。第４図からも明らかなように、諸要素のば
らつきを含めた燃焼の最大側では、正常燃焼状態
での火炎電流は、前記ife2より大きい。また、燃
焼の最小側では、異常燃焼状態、すなわち、酸素
濃度16％付近での火炎電流は、前記ife1よりも小
さい。それ故、同図に示した各火炎電流値ife1と
ife2の差、すなわち、 Δife＝ife2−ife1が所定値以上で、しかも、正の
値であるとき、異常燃焼状態を正常燃焼状態と識
別して検出することの出来る構成が実現可能であ
る。それは同一ガス種では、レベルを１点に定め
ておくことにより、成分ばらつきやガス圧ばらつ
きを吸収し得るからである。第３図のａでは、全
体的なレベルが低いために、Δifeが取れても設計
上のノイズマージンが小さいという不都合が生ず
る。それに比べて、本発明のｃのように、全体の
電流レベルを引き上げ、しかも傾斜を大きくする
ことでΔife自体に余裕度が生ずるのである。
第５図では、実際の回路構成を用いた本発明の
他の実施例を示している。商用電源２０から、ト
ランス２１を通して、前述第１、第２の電源１
３，１７を作つている。２２は整流用ダイオード
ブリツジで、電磁弁５の駆動部６を含む制御回路
２３の直流電源を形成している。第２図と同一番
号のものは、同一構成部品を示している。
他の実施例を示している。商用電源２０から、ト
ランス２１を通して、前述第１、第２の電源１
３，１７を作つている。２２は整流用ダイオード
ブリツジで、電磁弁５の駆動部６を含む制御回路
２３の直流電源を形成している。第２図と同一番
号のものは、同一構成部品を示している。
以上の説明から明らかなように、本発明の火炎
電流検出装置は、通常燃焼時にはフレームロツド
を取り付けた側のバーナ火炎と、他バーナの火災
干渉による影響を利用して検知電圧を大きく取
り、また酸欠異常燃焼時には、第２の直列回路中
の抵抗R2１８とフレーム抵抗１１によつてi2を小
さくし、第３図ｃで示したようにO2濃度に対す
る火炎電流変化の大きな特性が得られるので、燃
料の種類に依らず酸欠レベル設定のための火炎電
流範囲Δifeを確保することが可能となり、燃焼機
器への組み込みで安全装置としての役割を果たす
ことが出来るのである。
電流検出装置は、通常燃焼時にはフレームロツド
を取り付けた側のバーナ火炎と、他バーナの火災
干渉による影響を利用して検知電圧を大きく取
り、また酸欠異常燃焼時には、第２の直列回路中
の抵抗R2１８とフレーム抵抗１１によつてi2を小
さくし、第３図ｃで示したようにO2濃度に対す
る火炎電流変化の大きな特性が得られるので、燃
料の種類に依らず酸欠レベル設定のための火炎電
流範囲Δifeを確保することが可能となり、燃焼機
器への組み込みで安全装置としての役割を果たす
ことが出来るのである。
第１図は本発明の一実施例における火炎電流検
出装置を用いたガス燃焼機器のブロツク構成図、
第２図は本発明の具体回路図、第３図は酸素濃度
と火炎電流の関係を示す図、第４図は酸欠レベル
設定範囲Δifeを示す特性図、第５図は本発明の他
の実施列による回路構成図である。 １……フレームロツド、２……フレームロツド
が取り付けられた絶縁バーナ、３……他のバー
ナ、１３……第１の電源、１４……電流制限用抵
抗R1、１５……火炎電流信号取出用抵抗R3、１
６……平滑コンデンサC1、１７……第２の電源、
１８……あるインピーダンス素子としての抵抗
R2。
出装置を用いたガス燃焼機器のブロツク構成図、
第２図は本発明の具体回路図、第３図は酸素濃度
と火炎電流の関係を示す図、第４図は酸欠レベル
設定範囲Δifeを示す特性図、第５図は本発明の他
の実施列による回路構成図である。 １……フレームロツド、２……フレームロツド
が取り付けられた絶縁バーナ、３……他のバー
ナ、１３……第１の電源、１４……電流制限用抵
抗R1、１５……火炎電流信号取出用抵抗R3、１
６……平滑コンデンサC1、１７……第２の電源、
１８……あるインピーダンス素子としての抵抗
R2。
Claims (1)
- １ 複数のバーナを含む燃焼機器において、第１
の電源と、電流制限用抵抗と、火炎電流信号取出
用抵抗及び前記火炎電流信号取出用抵抗と並列に
接続された平滑コンデンサとの並列回路と、火炎
電流検出用素子としてのフレームロツドと、機器
本体及び他のバーナから電気的に絶縁された上に
前記フレームロツドが取り付けられた第１のバー
ナからなる第１の直列閉回路と、第２の電源と、
インピーダンス素子と、前記電流制限用抵抗、前
記火炎電流信号取出用抵抗及び平滑コンデンサの
並列回路と、前記フレームロツドと、前記第１の
バーナ以外の他のバーナとからなる第２の直列閉
回路とからなることを特徴とする火炎電流検出装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5999584A JPH0229932B2 (ja) | 1984-03-27 | 1984-03-27 | Kaendenryukenshutsusochi |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5999584A JPH0229932B2 (ja) | 1984-03-27 | 1984-03-27 | Kaendenryukenshutsusochi |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59189215A JPS59189215A (ja) | 1984-10-26 |
| JPH0229932B2 true JPH0229932B2 (ja) | 1990-07-03 |
Family
ID=13129257
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5999584A Expired - Lifetime JPH0229932B2 (ja) | 1984-03-27 | 1984-03-27 | Kaendenryukenshutsusochi |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0229932B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU710622B2 (en) * | 1995-11-13 | 1999-09-23 | Gas Research Institute, Inc. | Flame ionization control apparatus and method |
| US6299433B1 (en) | 1999-11-05 | 2001-10-09 | Gas Research Institute | Burner control |
| US7241135B2 (en) | 2004-11-18 | 2007-07-10 | Honeywell International Inc. | Feedback control for modulating gas burner |
-
1984
- 1984-03-27 JP JP5999584A patent/JPH0229932B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59189215A (ja) | 1984-10-26 |
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