JPH0745932B2 - 炎電流検出装置 - Google Patents
炎電流検出装置Info
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- JPH0745932B2 JPH0745932B2 JP9375686A JP9375686A JPH0745932B2 JP H0745932 B2 JPH0745932 B2 JP H0745932B2 JP 9375686 A JP9375686 A JP 9375686A JP 9375686 A JP9375686 A JP 9375686A JP H0745932 B2 JPH0745932 B2 JP H0745932B2
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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
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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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の燃焼状態を検
出する安全装置に関するものである。
出する安全装置に関するものである。
従来の技術 従来、燃焼機器は火炎の着火、失火や不完全燃焼を検出
して不安全な動作にならない安全装置が広く用いられ、
この種の燃焼状態を検出するセンサとして汎用的に使用
されているものがフレームロッドである。このセンサは
火炎の中に電極棒（ロッド）を挿入して、バーナとの間
あるいは電極棒の間に流れる炎イオン電流を検出するも
のである。
して不安全な動作にならない安全装置が広く用いられ、
この種の燃焼状態を検出するセンサとして汎用的に使用
されているものがフレームロッドである。このセンサは
火炎の中に電極棒（ロッド）を挿入して、バーナとの間
あるいは電極棒の間に流れる炎イオン電流を検出するも
のである。
この動作を第７図および第８図を用いて説明する。第７
図はガスバーナの例で燃料ガスはノズル１より噴出し、
混合管２により空気と混合され金鋼で形成した燃焼板33
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との間に交流電
源７が印加され、火炎のイオン電流Ｉｆを抵抗８で検出
しコンデンサ９で平滑して検知信号を得る。ところで火
炎５には電流の整流作用があることが一般に知られてい
る。第８図にこの特性を示す。（Ａ）は印加交流電圧波
形、（Ｂ）はこの時に流れる炎電流の波形を示す。炎電
流はフレームロッド６に、燃焼板３に電圧を印加し
た時に多く流れ（Ｘ域）、逆方向に印加した時の電流が
少ない。（Ｙ域）この電流Ｉｆをコンデンサ９で平滑し
て直流電流分Ｉｆを検知回路（図示せず）により検出し
て燃焼状態を判定する。ここでフレームロッド６と燃焼
板３との間の絶縁不良やすす等ショートされた場合を考
える。この時は電圧がどちらの方向に印加されても電流
が流れ整流特性がなくなる。従って平滑された電流Ｉ
ｆ′は低下するため、火炎による電流と絶縁不良を判別
できるものである。しかし、この検知手段の欠点として
第８図（Ｂ）のように検知する電流値Ｉｆ′は実際に流
れる電流Ｉｆよりも大幅に小さな値（1/5〜1/10）とな
り検知効率が悪いという問題がある。
図はガスバーナの例で燃料ガスはノズル１より噴出し、
混合管２により空気と混合され金鋼で形成した燃焼板33
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との間に交流電
源７が印加され、火炎のイオン電流Ｉｆを抵抗８で検出
しコンデンサ９で平滑して検知信号を得る。ところで火
炎５には電流の整流作用があることが一般に知られてい
る。第８図にこの特性を示す。（Ａ）は印加交流電圧波
形、（Ｂ）はこの時に流れる炎電流の波形を示す。炎電
流はフレームロッド６に、燃焼板３に電圧を印加し
た時に多く流れ（Ｘ域）、逆方向に印加した時の電流が
少ない。（Ｙ域）この電流Ｉｆをコンデンサ９で平滑し
て直流電流分Ｉｆを検知回路（図示せず）により検出し
て燃焼状態を判定する。ここでフレームロッド６と燃焼
板３との間の絶縁不良やすす等ショートされた場合を考
える。この時は電圧がどちらの方向に印加されても電流
が流れ整流特性がなくなる。従って平滑された電流Ｉ
ｆ′は低下するため、火炎による電流と絶縁不良を判別
できるものである。しかし、この検知手段の欠点として
第８図（Ｂ）のように検知する電流値Ｉｆ′は実際に流
れる電流Ｉｆよりも大幅に小さな値（1/5〜1/10）とな
り検知効率が悪いという問題がある。
別の検知手段としてフレームロッド６に、燃焼板３に
の直流電圧を印加するものがある。この場合火炎電流
Ｉｆは直接検知電流となり検知効率は交流印加するもの
よりも向上する。しかしこの場合火炎とフレームロッド
の絶縁不良との判別がつかず、絶縁劣化した場合に火炎
がなくても燃焼していると判定してしまう。
の直流電圧を印加するものがある。この場合火炎電流
Ｉｆは直接検知電流となり検知効率は交流印加するもの
よりも向上する。しかしこの場合火炎とフレームロッド
の絶縁不良との判別がつかず、絶縁劣化した場合に火炎
がなくても燃焼していると判定してしまう。
この両方の長所を併せ持った検知手段として第９図のよ
うに特開昭60−164117号公報を応用したものが考えられ
る。これは、スイッチ10の接点ａに接続してフレームロ
ッドに、燃焼板にの直流電圧を印加した状態で火炎
電流Ifを検知して燃焼状態を判定し、定期的に接点ｂに
接続しフレームロッドに、燃焼板にの直流電圧を印
加し、フレームロッドの絶縁不良をチェックする構成で
あり、逆電圧印加時には火炎の整流特性により正常時は
ほとんど電流は流れないが、絶縁不良時には電流が流れ
ることからショートチェックが可能となる。
うに特開昭60−164117号公報を応用したものが考えられ
る。これは、スイッチ10の接点ａに接続してフレームロ
ッドに、燃焼板にの直流電圧を印加した状態で火炎
電流Ifを検知して燃焼状態を判定し、定期的に接点ｂに
接続しフレームロッドに、燃焼板にの直流電圧を印
加し、フレームロッドの絶縁不良をチェックする構成で
あり、逆電圧印加時には火炎の整流特性により正常時は
ほとんど電流は流れないが、絶縁不良時には電流が流れ
ることからショートチェックが可能となる。
発明が解決しようとする問題点 第９図の構成はフレームロッドの絶縁不良のチェックが
可能で、しかも炎電流Ifの検知効率が良い。しかし演算
増幅器11が故障したり、分圧抵抗12,13のばらつきや故
障等により、炎電流Ｉｆと検知出力ＶＯの関係が変化
し、正確な検知が不可能となることが考えられる。これ
は第７図の交流電圧を印加する手段でも同様のことが言
える。これを解決するためにバーナに点火する前に出力
ＶＯを計測し、火炎がないにもかかわらずこの値がある
値以上出力されている場合は回路上で何等かの異常があ
ると判断し、点火動作を行なわせないようなシーケンス
が考えられる。ところがこの初期チェックを行なう場
合、低温でフレームロッド近傍が結露した場合に水分に
より炎電流Ｉｆと同等の電流が流れることがあり、初期
チェック時にこれを検出して次の動作に移行しなくな
る。結露はバーナが燃焼すれば蒸発乾燥するために点火
動作に移行してもさしつかえない。従来の交流電圧を印
加する構成では結露した場合は電流が流れるが整流特性
がないため出力電流Ｉｆ′は零であるから正常と判断
し、次のシーケンスに移行できる。以上のように第９図
の構成では初期チェックができないために回路部品の故
障が判定できず、最悪の場合は火炎がなくても火炎があ
ると判定し、しかも絶縁不良の判定もできないという問
題がある。
可能で、しかも炎電流Ifの検知効率が良い。しかし演算
増幅器11が故障したり、分圧抵抗12,13のばらつきや故
障等により、炎電流Ｉｆと検知出力ＶＯの関係が変化
し、正確な検知が不可能となることが考えられる。これ
は第７図の交流電圧を印加する手段でも同様のことが言
える。これを解決するためにバーナに点火する前に出力
ＶＯを計測し、火炎がないにもかかわらずこの値がある
値以上出力されている場合は回路上で何等かの異常があ
ると判断し、点火動作を行なわせないようなシーケンス
が考えられる。ところがこの初期チェックを行なう場
合、低温でフレームロッド近傍が結露した場合に水分に
より炎電流Ｉｆと同等の電流が流れることがあり、初期
チェック時にこれを検出して次の動作に移行しなくな
る。結露はバーナが燃焼すれば蒸発乾燥するために点火
動作に移行してもさしつかえない。従来の交流電圧を印
加する構成では結露した場合は電流が流れるが整流特性
がないため出力電流Ｉｆ′は零であるから正常と判断
し、次のシーケンスに移行できる。以上のように第９図
の構成では初期チェックができないために回路部品の故
障が判定できず、最悪の場合は火炎がなくても火炎があ
ると判定し、しかも絶縁不良の判定もできないという問
題がある。
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炎電流検出装置
は、バーナの燃焼火炎に挿入された一対の電極で計測す
る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、このフレームロッドセンサの電極間
に電圧を印加する直流電源回路と、この電源回路により
このフレームロッドセンサに印加する直流電圧の極性を
切替えるスイッチング回路と、フレームロッドセンサに
流れる電流を計測する検知回路と、スイッチング回路に
同期してフレームロッドセンサに正方向に電圧を印加し
た時に流れる電流を検知して記憶する正電流検知器と、
負方向に電圧印加時の電流を検知記憶する負電流検知部
と、バーナの燃焼中に正電流検知部と負電流検知部の各
々の検出値が予め定められた値にない時に異常判定する
燃焼異常判定部と、この燃焼異常判定部の異常出力によ
りバーナの燃料供給手段を停止する信号を出力するリセ
ット部と、バーナが燃焼前の正電流検知部と負電流検知
部の検知出力の差を演算する演算部と、この演算部の出
力が予め定められた初期異常判定値にないときに検知回
路の異常と判定して、上記リセット部に異常出力を出す
初期異常判定部とからなる構成としたものである。
は、バーナの燃焼火炎に挿入された一対の電極で計測す
る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、このフレームロッドセンサの電極間
に電圧を印加する直流電源回路と、この電源回路により
このフレームロッドセンサに印加する直流電圧の極性を
切替えるスイッチング回路と、フレームロッドセンサに
流れる電流を計測する検知回路と、スイッチング回路に
同期してフレームロッドセンサに正方向に電圧を印加し
た時に流れる電流を検知して記憶する正電流検知器と、
負方向に電圧印加時の電流を検知記憶する負電流検知部
と、バーナの燃焼中に正電流検知部と負電流検知部の各
々の検出値が予め定められた値にない時に異常判定する
燃焼異常判定部と、この燃焼異常判定部の異常出力によ
りバーナの燃料供給手段を停止する信号を出力するリセ
ット部と、バーナが燃焼前の正電流検知部と負電流検知
部の検知出力の差を演算する演算部と、この演算部の出
力が予め定められた初期異常判定値にないときに検知回
路の異常と判定して、上記リセット部に異常出力を出す
初期異常判定部とからなる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、バーナの燃焼中は正電
圧印加によって燃焼状態を判定し、負電圧印加によりフ
レームロッドの絶縁劣化の判定を行ない、さらに燃焼前
に正負電圧印加時の電流の差により検知回路異常を判定
するものである。
圧印加によって燃焼状態を判定し、負電圧印加によりフ
レームロッドの絶縁劣化の判定を行ない、さらに燃焼前
に正負電圧印加時の電流の差により検知回路異常を判定
するものである。
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す
る。第１図は本発明を石油燃焼器に応用した例であり14
は直流電源回路で内部に電源ｅａ,eｂを持つがこれは一
つの電源を分圧して設けてもよい。15はスイッチング回
路で、ｅａの電位e+とｅｂの電位ｅ〜をスイッチに
より切替る。スイッチング回路15はマイクロコンピュー
タ（図示せず）等のコントローラにより定期的に接点を
切替るものであるが、電子スイッチであってもよい。ス
イッチング回路15のコモン端子はフレームロッドセンサ
の一方の電極を構成するフレームロッド16に接続され
る。フレームロッド16はバーナ17の燃焼火炎内に挿入さ
れ、バーナ17はフレームロッドセンサの他方の電極を兼
ねている。バーナ17とは別にフレームロッド16に対向し
て火炎に挿入された電極を設けてもよい。ここでバーナ
17は燃料タンク18の燃料を燃料ポンプ19により供給し、
気化混合器20で気化され、ファンモータ21からの燃焼空
気と混合されそ燃焼する。ポンプ19はポンプ駆動部22の
信号により必要な燃料流量を制御される。ポンプ駆動部
22およびファンモータ21はマイクロコンピュータ等のコ
ントローラの信号により燃焼量および空気量を制御され
る。
る。第１図は本発明を石油燃焼器に応用した例であり14
は直流電源回路で内部に電源ｅａ,eｂを持つがこれは一
つの電源を分圧して設けてもよい。15はスイッチング回
路で、ｅａの電位e+とｅｂの電位ｅ〜をスイッチに
より切替る。スイッチング回路15はマイクロコンピュー
タ（図示せず）等のコントローラにより定期的に接点を
切替るものであるが、電子スイッチであってもよい。ス
イッチング回路15のコモン端子はフレームロッドセンサ
の一方の電極を構成するフレームロッド16に接続され
る。フレームロッド16はバーナ17の燃焼火炎内に挿入さ
れ、バーナ17はフレームロッドセンサの他方の電極を兼
ねている。バーナ17とは別にフレームロッド16に対向し
て火炎に挿入された電極を設けてもよい。ここでバーナ
17は燃料タンク18の燃料を燃料ポンプ19により供給し、
気化混合器20で気化され、ファンモータ21からの燃焼空
気と混合されそ燃焼する。ポンプ19はポンプ駆動部22の
信号により必要な燃料流量を制御される。ポンプ駆動部
22およびファンモータ21はマイクロコンピュータ等のコ
ントローラの信号により燃焼量および空気量を制御され
る。
フレームロッドセンサの一方の電極を兼ねているバーナ
17は抵抗23を通して電源回路14の電源ｅａとｅｂの中点
電位ｅｏに接続されている。抵抗23に流れる電流により
発生する電位差を検知回路24の演算増幅器25の両入力に
接続されている。演算増幅器25は抵抗26,27とにより非
反転増幅回路を構成し、抵抗23の両端の電位を増幅して
出力電位ｅｃを得る。出力電位ｅｃは抵抗28,29で分圧
され電位ｅｄとし、この電位ｅｄをA/D変換部30でデジ
タル値に変換してフレームロッド16とバーナ17間に流れ
る電流値として計測される。
17は抵抗23を通して電源回路14の電源ｅａとｅｂの中点
電位ｅｏに接続されている。抵抗23に流れる電流により
発生する電位差を検知回路24の演算増幅器25の両入力に
接続されている。演算増幅器25は抵抗26,27とにより非
反転増幅回路を構成し、抵抗23の両端の電位を増幅して
出力電位ｅｃを得る。出力電位ｅｃは抵抗28,29で分圧
され電位ｅｄとし、この電位ｅｄをA/D変換部30でデジ
タル値に変換してフレームロッド16とバーナ17間に流れ
る電流値として計測される。
A/D変換部30の出力は、スイッチング回路15が接点ａに
接続時に流れる電流Ｉｆ＋を検知する正電流検知部31
と、接点ｂに接続された時の電流Ｉｆ−を検知する負電
流検知部32に入力される。燃焼異常判定部33は、正電流
検知部31と負電流検知部32の出力で現在のバーナ17の燃
焼状態を判定するものである。第２図、第３図に燃焼異
常判定部の判定状態を示す。第２図は火炎電流Ｉｆと出
力電位ｅｄの関係を示す。
接続時に流れる電流Ｉｆ＋を検知する正電流検知部31
と、接点ｂに接続された時の電流Ｉｆ−を検知する負電
流検知部32に入力される。燃焼異常判定部33は、正電流
検知部31と負電流検知部32の出力で現在のバーナ17の燃
焼状態を判定するものである。第２図、第３図に燃焼異
常判定部の判定状態を示す。第２図は火炎電流Ｉｆと出
力電位ｅｄの関係を示す。
今、バーナ17に火炎がなく炎電流Ｉｆ＋,Iｆ−共に流れ
ない時は抵抗23の両端に電圧降下がない。このため演算
増幅器25の特性からその出力電位ｅｃはｅｃ＝ｅｏとな
り、検知電位ｅｄはこれを抵抗28,29で分圧した電位ｅ
doとなる。この他はスイッチング回路15の状態に無関係
に一定となる。次にバーナ17に火炎が形成された時、ス
イッチング回路15が接点ａに接続されている場合は炎電
流Ｉｆ＋が流れ、抵抗23に電圧降下が発生する。演算増
幅器25は非反転増幅回路であるためその出力電位ｅｄは
炎電流Ｉｆ＋に比例する（第２図実線部）。このため電
位ｅｄが一定のしきい値ｅd1以上となった時、バーナ17
が着火されたと判断する。燃焼中にまた電位ｅd1以下に
なった時はバーナ17が失火したとして燃料の供給を停止
する。またバーナ17が異常燃焼になった場合は炎電流Ｉ
ｆ＋が増加し、出力電位ｅｄがｅa2以上となった時にこ
れを検知して燃料の供給を停止する。炎電流Ｉｆと空燃
比ｍの関係を第３図に示す。炎電流Ｉｆの挙動は空燃比
ｍの値により異なる。今説明した状態は第３図Ｖ点に空
燃比を設定した時に正常に燃焼するバーナであり、しき
い値ｅd1,ed2に対応する炎電流Ｉf2,If1の間にある時を
正常燃焼と判断する。またバーナの設計により設定空燃
比をｍ＝１近傍のＷ点に設定した場合はＩf2以上の炎電
流の時が正常燃焼、Ｉf2以下で異常燃焼となるが、これ
は本発明ではどちらでも限定されないが以後の説明は設
定Ｖにした例で話を進めていく。
ない時は抵抗23の両端に電圧降下がない。このため演算
増幅器25の特性からその出力電位ｅｃはｅｃ＝ｅｏとな
り、検知電位ｅｄはこれを抵抗28,29で分圧した電位ｅ
doとなる。この他はスイッチング回路15の状態に無関係
に一定となる。次にバーナ17に火炎が形成された時、ス
イッチング回路15が接点ａに接続されている場合は炎電
流Ｉｆ＋が流れ、抵抗23に電圧降下が発生する。演算増
幅器25は非反転増幅回路であるためその出力電位ｅｄは
炎電流Ｉｆ＋に比例する（第２図実線部）。このため電
位ｅｄが一定のしきい値ｅd1以上となった時、バーナ17
が着火されたと判断する。燃焼中にまた電位ｅd1以下に
なった時はバーナ17が失火したとして燃料の供給を停止
する。またバーナ17が異常燃焼になった場合は炎電流Ｉ
ｆ＋が増加し、出力電位ｅｄがｅa2以上となった時にこ
れを検知して燃料の供給を停止する。炎電流Ｉｆと空燃
比ｍの関係を第３図に示す。炎電流Ｉｆの挙動は空燃比
ｍの値により異なる。今説明した状態は第３図Ｖ点に空
燃比を設定した時に正常に燃焼するバーナであり、しき
い値ｅd1,ed2に対応する炎電流Ｉf2,If1の間にある時を
正常燃焼と判断する。またバーナの設計により設定空燃
比をｍ＝１近傍のＷ点に設定した場合はＩf2以上の炎電
流の時が正常燃焼、Ｉf2以下で異常燃焼となるが、これ
は本発明ではどちらでも限定されないが以後の説明は設
定Ｖにした例で話を進めていく。
次にスイッチング回路15の接点ｂに接続された場合を説
明する。バーナ17が正常燃焼している時は第６図で説明
した整流作用により電流Ｉｆ−はほとんど流れることは
ない。従って出力ｅｄはほとんどｅdOに近い値となる。
ここでフレームロッド16とバーナ17の間の絶縁が劣化し
た場合には電流Ｉｆ−が流れる。これにより抵抗23へは
逆方向の電圧降下が発生し、出力ｅｄは電流Ｉｆ−に比
例して電位ｅdOから下方に電圧出力する。（第２図破
線）ここで出力ｅｄがしきい値ｅd3以下の時絶縁劣化と
判定される。これ等の動作は燃焼異常判定部33で実行さ
れ、何等かの異常が発生した時にリセット部34へ信号を
出力しポンプ駆動部22の動作を停止して燃焼を停止す
る。スイッチング回路15は定期的に接点a,bを切替え
る。この動作を第４図で示す。図でタイミングO,Q,Sは
スイッチング回路15の接点ａに接続時、P,Rは接点ｂに
接続時の状態を示す。燃焼異常判定部33はタイミングO,
Pの状態が継続した時には正常燃焼、Ｑの状態で不完全
燃焼、Ｒの状態で絶縁劣化、Ｓの状態で失火と判定す
る。
明する。バーナ17が正常燃焼している時は第６図で説明
した整流作用により電流Ｉｆ−はほとんど流れることは
ない。従って出力ｅｄはほとんどｅdOに近い値となる。
ここでフレームロッド16とバーナ17の間の絶縁が劣化し
た場合には電流Ｉｆ−が流れる。これにより抵抗23へは
逆方向の電圧降下が発生し、出力ｅｄは電流Ｉｆ−に比
例して電位ｅdOから下方に電圧出力する。（第２図破
線）ここで出力ｅｄがしきい値ｅd3以下の時絶縁劣化と
判定される。これ等の動作は燃焼異常判定部33で実行さ
れ、何等かの異常が発生した時にリセット部34へ信号を
出力しポンプ駆動部22の動作を停止して燃焼を停止す
る。スイッチング回路15は定期的に接点a,bを切替え
る。この動作を第４図で示す。図でタイミングO,Q,Sは
スイッチング回路15の接点ａに接続時、P,Rは接点ｂに
接続時の状態を示す。燃焼異常判定部33はタイミングO,
Pの状態が継続した時には正常燃焼、Ｑの状態で不完全
燃焼、Ｒの状態で絶縁劣化、Ｓの状態で失火と判定す
る。
ここで分圧抵抗28,29の値が変化した場合は第２図の縦
軸ｅｄが全く変化してしまい電位ｅdOの値がずれる。一
方しきい値ｅd1〜ｅd3は燃焼異常判定部33で固定された
値であるから。接点ａの接続時にバーナ17に火炎がなく
ても着火と判定し、また接点ｂに接続時にも正常と判定
される点が発生する。つまりバーナ17の状態にかかわら
ず第４図のO,Pの状態が常に維持されるため異常判定が
全く不能な状態となり危険である。これを解決するため
にバーナ17の着火前に出力ｅｄをチェックし、この時に
ｅｄ＞ｅd1の出力があった場合には回路的に何等かの異
常が発生したと判断する方法がある。しかし、前述のよ
うにバーナ17とロッド16に結露がある場合には電位ｅｄ
＞ｅd1の状況となり、これでリセット部34を動作させて
しまうため、この方法は使用できなかった。
軸ｅｄが全く変化してしまい電位ｅdOの値がずれる。一
方しきい値ｅd1〜ｅd3は燃焼異常判定部33で固定された
値であるから。接点ａの接続時にバーナ17に火炎がなく
ても着火と判定し、また接点ｂに接続時にも正常と判定
される点が発生する。つまりバーナ17の状態にかかわら
ず第４図のO,Pの状態が常に維持されるため異常判定が
全く不能な状態となり危険である。これを解決するため
にバーナ17の着火前に出力ｅｄをチェックし、この時に
ｅｄ＞ｅd1の出力があった場合には回路的に何等かの異
常が発生したと判断する方法がある。しかし、前述のよ
うにバーナ17とロッド16に結露がある場合には電位ｅｄ
＞ｅd1の状況となり、これでリセット部34を動作させて
しまうため、この方法は使用できなかった。
そこで本発明はバーナ17の点火前にスイッチング回路15
の接点ａ時の出力と接点ｂ時の出力を計測し、演算部35
により各々の出力の差を演算する構成とした。（出力の
比を演算してもよい）初期異常判定部36はこの演算結果
で異常を判定する。第５図にバーナ17の燃焼前の出力状
態を第４図と同様に説明している。図でＴは接点ａ時、
Ｕは接点ｂに接続時である。第５図（Ａ）は全て正常時
の出力で状態T,Uいずれでも電流Ｉｆ＋,Iｆ−は流れな
いため出力ｅｄはｅdOとなる。従ってその差は零である
ため演算部の出力は零となり、初期異常判定部36はこの
値と予め定められた初期異常判定値と比較して正常と判
定し、バーナ17を燃焼させるための動作へ移行する。本
実施例で初期異常判定部は、初期異常判定値として零あ
るいは零に近い値が設定されており、演算部の出力がこ
の値と一致あるいは以下であれば正常、この値以上であ
れば異常と判定して出力を出す構成としている。また第
５図（Ｂ）ではフレームロッド16に結露している場合で
あるが、この時は結露水の抵抗によりＩｆ＋,Iｆ−共に
流れる。このことからT,Uの状態でそれぞれ同じ出力＋
Δｅｄ，−Δｅｄが発生するがこの差（＋Δｅｄと−Δ
ｅｄは極性が逆であるため和の演算でよい）は第５図
（Ａ）と同様零となり正常判定される。もし、Δｅｄが
結露でなくフレームロッド16の絶縁劣化であった場合も
正常判定となるが、この場合は燃焼開始後に第４図Ｒの
状態で判定する。結露の場合は燃焼熱により水分が蒸発
するので第４図のＲの状態にはならない。
の接点ａ時の出力と接点ｂ時の出力を計測し、演算部35
により各々の出力の差を演算する構成とした。（出力の
比を演算してもよい）初期異常判定部36はこの演算結果
で異常を判定する。第５図にバーナ17の燃焼前の出力状
態を第４図と同様に説明している。図でＴは接点ａ時、
Ｕは接点ｂに接続時である。第５図（Ａ）は全て正常時
の出力で状態T,Uいずれでも電流Ｉｆ＋,Iｆ−は流れな
いため出力ｅｄはｅdOとなる。従ってその差は零である
ため演算部の出力は零となり、初期異常判定部36はこの
値と予め定められた初期異常判定値と比較して正常と判
定し、バーナ17を燃焼させるための動作へ移行する。本
実施例で初期異常判定部は、初期異常判定値として零あ
るいは零に近い値が設定されており、演算部の出力がこ
の値と一致あるいは以下であれば正常、この値以上であ
れば異常と判定して出力を出す構成としている。また第
５図（Ｂ）ではフレームロッド16に結露している場合で
あるが、この時は結露水の抵抗によりＩｆ＋,Iｆ−共に
流れる。このことからT,Uの状態でそれぞれ同じ出力＋
Δｅｄ，−Δｅｄが発生するがこの差（＋Δｅｄと−Δ
ｅｄは極性が逆であるため和の演算でよい）は第５図
（Ａ）と同様零となり正常判定される。もし、Δｅｄが
結露でなくフレームロッド16の絶縁劣化であった場合も
正常判定となるが、この場合は燃焼開始後に第４図Ｒの
状態で判定する。結露の場合は燃焼熱により水分が蒸発
するので第４図のＲの状態にはならない。
次に抵抗28,29の分圧比がずれた場合は第５図（Ｃ）の
ようにＩｆ＋,Iｆ−共に零の時の出力がｅdO′となりｅ
dOと異なつた値となる。このため設計値ｅdOとの差Δｅ
ｄは、＋Δｅｄ，−Δｅｄ共に正方向になるため、Δｅ
ｄの差（和）は零とならない。同様に第５図（Ｄ）で結
露している場合もΔｅｄの差は零とならないことから初
期異常判定部36で異常判定する。抵抗28,29が逆方向に
ばらついた場合はｅdO′がｅdOよりも下方に発生するが
同様に異常判定が可能となる。このように設計値ｅdOが
ずれたことを燃焼前に判定可能となり、これは結露の影
響を受けない。
ようにＩｆ＋,Iｆ−共に零の時の出力がｅdO′となりｅ
dOと異なつた値となる。このため設計値ｅdOとの差Δｅ
ｄは、＋Δｅｄ，−Δｅｄ共に正方向になるため、Δｅ
ｄの差（和）は零とならない。同様に第５図（Ｄ）で結
露している場合もΔｅｄの差は零とならないことから初
期異常判定部36で異常判定する。抵抗28,29が逆方向に
ばらついた場合はｅdO′がｅdOよりも下方に発生するが
同様に異常判定が可能となる。このように設計値ｅdOが
ずれたことを燃焼前に判定可能となり、これは結露の影
響を受けない。
第６図に以上の動作をマイクロコンピュータで実現した
場合のプログラムの要部をフロー図にして示す。第６図
で、第１図の各部機能部に対応したフローに第１図と同
じ番号を印す。
場合のプログラムの要部をフロー図にして示す。第６図
で、第１図の各部機能部に対応したフローに第１図と同
じ番号を印す。
尚、本実施例では石油気化式燃焼器を例で説明したがガ
ス燃料であっても同様の効果が得られ、この場合はポン
プ19に替えて電磁弁等を使用すればよい。また演算部35
の演算方法も第５図、第６図の方法以外であっても、正
負に流れる電流の差で判定する構成であってもよい。ま
た必要に応じて電源回路14の電位ｅａ,eｂの電圧比を異
ならせても良いが、この場合は演算部35でこの電圧比分
が補正演算する必要がある。
ス燃料であっても同様の効果が得られ、この場合はポン
プ19に替えて電磁弁等を使用すればよい。また演算部35
の演算方法も第５図、第６図の方法以外であっても、正
負に流れる電流の差で判定する構成であってもよい。ま
た必要に応じて電源回路14の電位ｅａ,eｂの電圧比を異
ならせても良いが、この場合は演算部35でこの電圧比分
が補正演算する必要がある。
発明の効果 以上説明したように本発明の炎電流検出装置は次のよう
な効果を有する。
な効果を有する。
（１） フレームロッドセンサに直流電圧を印加し、炎
電流の絶対値を検出する構成であるため、従来の交流印
加する構成よりも検知効率が良く、低い炎電流の検知が
S/N比の良好な状態で可能となる。
電流の絶対値を検出する構成であるため、従来の交流印
加する構成よりも検知効率が良く、低い炎電流の検知が
S/N比の良好な状態で可能となる。
（２） 燃焼中にスイッチング回路により定期的に逆方
向の直流電圧を印加することによりフレームロッドセン
サの絶縁劣化やススやロッドの曲がりによるショートの
検出も交流印加方式と同様に精度良く実現できる。
向の直流電圧を印加することによりフレームロッドセン
サの絶縁劣化やススやロッドの曲がりによるショートの
検出も交流印加方式と同様に精度良く実現できる。
（３） バーナの燃焼前に正負電圧を印加し、その電流
の差により回路異常を判定する構成であるため、フレー
ムロッドセンサに結露した場合の誤検出がなく回路異常
のみを正確に判定できる。
の差により回路異常を判定する構成であるため、フレー
ムロッドセンサに結露した場合の誤検出がなく回路異常
のみを正確に判定できる。
（４） 以上のようにバーナの燃焼状態の異常、フレー
ムロッドセンサの異常、検知回路部の異常、と全ての異
常が判定可能となるため、非常に安全性が高く性能の良
い炎電流検出装置を実現できるものである。
ムロッドセンサの異常、検知回路部の異常、と全ての異
常が判定可能となるため、非常に安全性が高く性能の良
い炎電流検出装置を実現できるものである。
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図は同装置の入出力の状態を説明する特性
図、第３図はバーナの空燃比ｍと炎電流Ｉｆの特性図、
第４図は燃焼異常判定部の動作説明図、第５図は初期異
常判定部の動作説明図、第６図はフロー図、第７図は従
来例の回路図、第８図は第７図の特性図、第９図は他の
従来例の回路図である。 14……直流電源回路、15……スイッチング回路、16……
フレームロッド（フレームロッドセンサの一方の電
極）、17……バーナ（フレームロッドセンサの他方の電
極）、22……燃料ポンプ（燃料供給手段）、24……検知
回路、31……正電流検知部、32……負電流検知部、33…
…燃焼異常判定部、34……リセット部、35……演算部、
36……初期異常判定部、Ｉｆ……炎イオン電流、ｅdO,e
d1,ed2,ed3……予め定められた値。
ック図、第２図は同装置の入出力の状態を説明する特性
図、第３図はバーナの空燃比ｍと炎電流Ｉｆの特性図、
第４図は燃焼異常判定部の動作説明図、第５図は初期異
常判定部の動作説明図、第６図はフロー図、第７図は従
来例の回路図、第８図は第７図の特性図、第９図は他の
従来例の回路図である。 14……直流電源回路、15……スイッチング回路、16……
フレームロッド（フレームロッドセンサの一方の電
極）、17……バーナ（フレームロッドセンサの他方の電
極）、22……燃料ポンプ（燃料供給手段）、24……検知
回路、31……正電流検知部、32……負電流検知部、33…
…燃焼異常判定部、34……リセット部、35……演算部、
36……初期異常判定部、Ｉｆ……炎イオン電流、ｅdO,e
d1,ed2,ed3……予め定められた値。
Claims (1)
- 【請求項１】バーナの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一対の電極を有する
フレームロッドセンサと、前記フレームロッドセンサの
電極間に電圧を印加する直流電源回路と、前記電源回路
により前記フレームロッドセンサに印加する電圧の極性
を切替えるスイッチング回路と、前記フレームロッドセ
ンサに流れる電流を計測する検知回路と、前記スイッチ
ング回路に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電流を検知して記憶する正
電流検知部と、負方向に電圧印加時の電流を検知記憶す
る負電流検知部と、前記バーナの燃焼中に前記正電流検
知部と負電流検知部の各々の検出値が予め定められた値
にない時に異常判定すると燃焼異常判定部と、前記燃焼
異常判定部の異常出力により前記バーナの燃料供給手段
を停止する信号を出力するリセット部と、バーナを燃焼
させる前に検知した前記正電流検知部と、負電流検知部
の検知出力の差を演算する演算部と、前記演算部の出力
が予め定められた初期異常判定値にないときに前記検知
回路の異常と判定し前記リセット部に異常出力を出す初
期異常判定部とからなる炎電流検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9375686A JPH0745932B2 (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 |
|---|---|---|---|
| JP9375686A JPH0745932B2 (ja) | 1986-04-23 | 1986-04-23 | 炎電流検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62252824A JPS62252824A (ja) | 1987-11-04 |
| JPH0745932B2 true JPH0745932B2 (ja) | 1995-05-17 |
Family
ID=14091274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9375686A Expired - Lifetime JPH0745932B2 (ja) | 1986-04-23 | 1986-04-23 | 炎電流検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0745932B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01318808A (ja) * | 1988-06-17 | 1989-12-25 | Kawasaki Steel Corp | バーナの火炎監視方法及びその装置 |
| NL2007310C2 (nl) * | 2011-08-29 | 2013-03-04 | Intergas Heating Assets B V | Waterverwarmingsinrichting en werkwijze voor het meten van een vlamstroom in een vlam in een waterverwarmingsinrichting. |
| DE102018118288A1 (de) * | 2018-07-27 | 2020-01-30 | Ebm-Papst Landshut Gmbh | Verfahren zur Überwachung und Regelung einer Brennerflamme eines Heizgerätebrenners |
| CN113447706B (zh) * | 2021-06-29 | 2022-12-02 | 华帝股份有限公司 | 一种直流电压的火焰离子检测方法及电路 |
-
1986
- 1986-04-23 JP JP9375686A patent/JPH0745932B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62252824A (ja) | 1987-11-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |