JPH0666422A - 炎電流検出回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 炎検知棒とバーナ間の絶縁劣化による誤検知
を防止する。 【構成】 バーナ３により発生する燃焼炎中に配置され
る炎検知棒４と、この炎検知棒４とバーナ３との間に所
定の直流電圧を印加する定電圧電源５と、バーナ３と炎
検知棒４との間に形成される炎電流が流れる充電回路６
と、前記電源５を低下させる降圧回路７と、この降圧回
路７を動作させた時の充電回路６の放電時間を計測する
ことにより、炎検知棒４の絶縁抵抗劣化を検出する。 【効果】 燃焼中における炎検知棒の絶縁抵抗劣化にも
安定した炎状態の監視が可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は燃焼器の着火検知等に
使われる炎電流検出回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の炎電流検出装置としては、例えば
実公平２ー４１４７４号公報に示されているようなもの
である。即ち、図４に示すように、バーナ２０と燃焼炎
中に配置される検知体２１との間に形成された炎電流が
流れる回路と等価の作用を行なう疑似回路２２を備えて
おり、バーナ２０と検知体２１との間に所定電圧を印加
したときに流れる炎電流と、疑似回路２２に電源電圧を
印加したときの疑似電流とを比較して炎電流が補正され
るようになっている。これにより電源電圧が変動しても
正確に炎電流が検出できることになる。

【０００３】また、図３はバーナ３における炎について
の等価回路を示したもので、燃焼炎中に配置される炎検
知棒４等の検知体と、バーナ３と検知体との間に流れる
炎電流は負イオンと正イオンとの移動量の差による整流
性と、負イオン濃度及び正イオン濃度による抵抗に置換
されることを示している。整流性をＤｆ、負イオン濃度
による抵抗をＲｆｆ、正イオン濃度による抵抗をＲｆｒ
とすると、抵抗Ｒｆｒは抵抗Ｒｆｆの数１０倍である。
また、検知体とバーナ３間の絶縁抵抗Ｒｘは、通常数１
００ＭΩである。ここで図４に示した従来装置では、ト
ランス２３により交流電源を印加し、この整流作用を抵
抗Ｒ１、コンデンサＣの平滑回路より直流電圧を取り出
し、検知体２１とバーナ２０間の煤等による絶縁劣化に
よる誤検知を防止している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の交
流回路による装置では、検知体２１とバーナ２０間の絶
縁抵抗Ｒｘが煤等による絶縁劣化により低下しても、平
滑回路にて整流作用のみ検出可能である利点があるもの
の、電源電圧の変化や負荷による電源電圧の変動に対す
る補正回路が必要であり、トランス２３や付属回路によ
りコストが高くつくものである。また、単純に直流電圧
を印加した場合には、燃焼中における検知体２１とバー
ナ２０間の煤等による絶縁劣化による消火時の誤検知の
防止や正イオン濃度による抵抗Ｒｆｒによる正確な燃焼
状態の把握ができない。

【０００５】この発明は炎検知棒とバーナ間の絶縁劣化
による誤検知を防止するとともに、正イオン濃度による
抵抗の正確な推定を可能にした、正確に燃焼状態を把握
できる炎電流検出回路を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係る炎電流
検出回路は、バーナにより発生する燃焼炎中に配置され
る炎検知棒と、この炎検知棒とバーナとの間に所定の直
流電圧を印加する電源と、バーナと炎検知棒との間に形
成される炎電流が流れる充電回路と、電源を低下させる
降圧回路とを備え、燃焼中の絶縁劣化、即ち絶縁抵抗Ｒ
ｘの低下の検出手段として、炎の正イオン濃度による抵
抗Ｒｆｒと絶縁抵抗Ｒｘの和による放電回路とその放電
時間を計測する手段を設け、この放電時間により絶縁抵
抗Ｒｘを推定するようにしたものである。

【０００７】また第２の発明に係る炎電流検出回路は、
バーナにより発生する燃焼炎中に配置される炎検知棒
と、この炎検知棒とバーナとの間に所定の直流電圧を印
加する電源と、バーナと炎検知棒との間に形成される炎
電流が流れる充電回路と、電源を基準とした電圧を設定
された比較回路と充電回路の電圧で形成される発振回路
を備え、この発振回路の出力の発振特性を計測すること
により、炎検知棒の絶縁抵抗Ｒｘの劣化を検出するよう
にしたものである。

【０００８】

【作用】第１の発明においては、直流電源による負イオ
ン濃度に基づく抵抗Ｒｆｆを介した充電により燃焼中の
炎電流が充電回路の電圧で検出され、その後降圧回路を
動作させ、正イオン濃度による抵抗Ｒｆｒ及び絶縁抵抗
Ｒｘと充電回路の時定数による放電時間が電圧検出によ
り測定され、絶縁劣化、即ち絶縁抵抗Ｒｘの低下が放電
時間の低下として検出される。

【０００９】また第２の発明においては、発振回路にて
駆動される降圧回路のＯＦＦ時には直流電圧による負イ
オン濃度による抵抗Ｒｆｆを介した充電により、燃焼中
の炎電流が充電回路に充電される。この充電電圧が発振
回路の比較回路電圧に達すると、発振回路は降圧回路を
ＯＮ動作させ、正イオン濃度による抵抗Ｒｆｒと充電回
路の時定数による放電が開始され、変更された比較回路
電圧まで放電したとき再度この発振回路は反転すること
になる。この発振回路の発振特性を計測し、これに基づ
き炎検知棒の絶縁抵抗Ｒｘの低下を検出する。

【００１０】

【実施例】

実施例１．図１はこの発明の一実施例を示す炎電流検出
回路の構成図で、図における１は交流電源、２はトラン
スである。３はバーナで、４はバーナ３により発生する
燃焼炎中に配置される炎検知棒である。５はこの炎検知
棒４と上記バーナ３との間に交流電源１から生成した直
流定電圧を印加する定電圧電源、６はバーナ３と炎検知
棒４との間に形成される炎電流が流れるコンデンサＣ１
とこれに並列に接続された抵抗Ｒ１，Ｒ２とで構成され
た充電回路、７は前記直流電源を低下させる降圧回路で
トランジスタＴｒ１と制限用の抵抗Ｒ０で構成されてい
る。８はＡ／Ｄ変換機能を持ったマイクロコンピュータ
で、そのＡ／Ｄ変換回路の基準電圧Ｖｒｅｆとして、炎
検知のための電源に用いられている定電圧電源５を抵抗
Ｒ３及びＲ４で分圧した電圧が入力され、また充電回路
６の放電用の抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧した電圧が入力さ
れ、充電回路６の電圧がＡ／Ｄ変換機能で読みとられ
る。降圧回路７のトランジスタＴｒ１は抵抗Ｒ５を介し
てマイクロコンピュータ８により駆動される。

【００１１】上記構成の炎電流検出回路において、マイ
クロコンピュータ８は炎電流検証タイミングにおいては
トランジスタＴｒ１をＯＦＦさせておき、炎検知棒４に
正電圧を印加し、炎の負イオン濃度による抵抗Ｒｆｆを
介し充電回路６の電圧を測定データとして読みとる。こ
の充電回路６の電圧が所定値以上であればマイクロコン
ピュータ８は炎が存在していると判断する。炎検知棒４
とバーナ３間の絶縁抵抗Ｒｘが煤等の付着による絶縁劣
化で低下すると、バーナ３の炎が途中で消火したとして
も充電回路６の電圧は所定値以上生じるため、正確な炎
状態が把握できないことになる。この点をマイクロコン
ピュータ８は次のようにして補償する。即ち、充電回路
６の電圧を測定した後、トランジスタＴｒ１をＯＮさ
せ、降圧回路７を動作させてコンデンサＣ１を放電させ
てその放電特性を調べる。充電回路６の抵抗Ｒ１，Ｒ２
及び炎の正イオン濃度による抵抗Ｒｆｒからトランジス
タＴｒ１経由による所定放電時定数とを比較して前述の
測定データの補正を行なう。一般にＲｆｒは灯油燃焼に
おいては数ＭΩから数１０ＭΩで、Ｒｆｆは数百ＫΩで
あり、コンデンサＣ１を０．１μＦ、Ｒ１，Ｒ２をそれ
ぞれ１ＭΩと設定すると、正常な放電時定数ＴはＲｆｒ
＝１０ＭΩにて次の式で求められるような値になる。

【００１２】

【数１】

【００１３】炎検知棒４とバーナ３との絶縁抵抗Ｒｘが
煤等により低下し、絶縁抵抗Ｒｘが０．５ＭΩ程度への
絶縁劣化が生ずると、放電時定数Ｔは０．０４と小さく
なり、容易に絶縁抵抗Ｒｘの劣化をマイクロコンピュー
タ８に判断させることができ、それに基づく動作異常シ
ーケンスを実行させることができる。また、Ｒｆｒは次
の式で得ることができる。

【００１４】

【数２】

【００１５】即ち、炎電流検知レベルを変化させること
により、絶縁劣化を補正した負イオン濃度による抵抗Ｒ
ｆｆの測定が可能になり、炎検知棒４とバーナ３間の煤
等による絶縁劣化による抵抗Ｒｆｆの測定誤差が拡大し
ていくことを防ぐことができ、より正確な燃焼状態の把
握が可能になる。

【００１６】実施例２．図２はこの発明の他の実施例を
示す炎電流検出回路の構成図で、図における１は交流電
源、２はトランス、３はバーナ、４はバーナ３により発
生する燃焼炎中に配置される炎検知棒である。８はマイ
クロコンピュータ、９は発振回路を形成する電圧比較器
である。電圧比較器９は抵抗Ｒ６，抵抗Ｒ７による基準
電圧（＋端子入力）と、炎検知棒４からのバーナ３を経
由して抵抗Ｒ１，抵抗Ｒ２に生じる炎電流検出電圧（−
端子入力）とを比較する。

【００１７】非燃焼状態においては炎電流検出電圧は生
じないため、電圧比較器９の出力はＨｉ状態となり発振
しない。炎が存在すると炎電流検出電圧が上昇し、基準
電圧以上になると電圧比較器９の出力はＬｏ状態になり
反転する。これによりコンデンサＣ１は抵抗Ｒ１，抵抗
Ｒ２及び正イオン濃度に基づく抵抗Ｒｆｒを介して放電
し、抵抗Ｒ８により低下した基準電圧レベルまでこの状
態が継続する。放電により低下し基準電圧レベルに達す
ると、再び電圧比較器９は反転し同様な発振を継続する
ことになる。

【００１８】マイクロコンピュータ８はこの発振周期及
びＨｉ／Ｌｏデューティ比を計測し、炎状態を監視す
る。正常な火炎状態であれば負イオン濃度による抵抗Ｒ
ｆｆ《正イオン濃度による抵抗Ｒｆｒなので、実質的に
抵抗Ｒｆｒは数１０ＭΩと無視でき、また絶縁抵抗Ｒｘ
も数１００ＭΩとなる。これにより放電時定数はＣ１と
抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２にて決定されるが、煤等により絶縁
抵抗Ｒｘが低下した場合はＣ１，（Ｒ１＋Ｒ２）・Ｒｘ
／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒｘ）により決定されることになり、
Ｌｏ時間が縮小し、発振周期も短くなる。これによりマ
イクロコンピュータ８は燃焼中においても絶縁抵抗Ｒｘ
を検出可能となり、炎検出周期レベルの変更を行ない、
絶縁劣化を補正した検出が可能になる。

【００１９】

【発明の効果】以上実施例による説明からも明らかなよ
うに、この発明によれば直流電源による負イオン濃度に
基づく抵抗を介した充電により燃焼中の炎電流が充電回
路の電圧で検出され、その後降圧回路を動作させ、正イ
オン濃度による抵抗及び絶縁抵抗と充電回路の時定数に
よる放電時間が電圧検出により測定され、絶縁劣化、即
ち絶縁抵抗の低下が放電時間の低下として検出されるの
で、燃焼中における絶縁抵抗劣化にも安定した炎状態の
監視が可能になる。

【００２０】また第２の発明によれば、発振回路にて駆
動される降圧回路のＯＦＦ時には直流電圧による負イオ
ン濃度による抵抗を介した充電により、燃焼中の炎電流
が充電回路に充電され、この充電電圧が発振回路の比較
回路電圧に達すると、発振回路が降圧回路をＯＮ動作さ
せ、正イオン濃度による抵抗と充電回路の時定数による
放電が開始され、変更された比較回路電圧まで放電した
とき再度この発振回路は反転することになり、この発振
回路の発振特性を計測し、これに基づき炎検知棒の絶縁
抵抗の低下を検出することにより、燃焼中における絶縁
抵抗劣化にも安定した炎状態の監視が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示す炎電流検出回路の回路
図である。

【図２】この発明の他の実施例を示す炎電流検出回路の
回路図である。

【図３】炎電流に関する等価回路を示す説明図である。

【図４】従来の炎電流検出回路の回路図である。

【符号の説明】

３ バーナ ４ 炎検知棒 ５ 定電圧電源 ６ 充電回路 ７ 降圧回路 ８ マイクロコンピュータ ９ 電圧比較器

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【手続補正書】

【提出日】平成４年８月２７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バーナにより発生する燃焼炎中に配置さ
   れる炎検知棒と、この炎検知棒と上記バーナとの間に所
   定の直流電圧を印加する電源と、前記バーナと炎検知棒
   との間に形成される炎電流が流れる充電回路と、前記電
   源を低下させる降圧回路と、この降圧回路を動作させた
   時の前記充電回路の放電時間を計測することにより、前
   記炎検知棒の絶縁抵抗劣化を検出する絶縁抵抗劣化検知
   手段とを備えていることを特徴とする炎電流検出回路。
2. 【請求項２】 バーナにより発生する燃焼炎中に配置さ
   れる炎検知棒と、この炎検知棒と上記バーナとの間に所
   定の直流電圧を印加する電源と、前記バーナと炎検知棒
   との間に形成される炎電流が流れる充電回路と、前記電
   源を基準とした電圧を設定された比較回路と前記充電回
   路の電圧で形成される発振回路を備え、この発振回路の
   出力の発振特性を計測することにより、前記炎検知棒の
   絶縁抵抗劣化を検出するようにしたことを特徴とする炎
   電流検出回路。