JPH10288334A - 炎電流検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 着火／不着火の判定と異常燃焼の判定を精度
よく実現できる炎電流検出装置を提供することを目的と
する。 【解決手段】 バーナの燃焼火炎に挿入されたフレーム
ロッドセンサと、前記バーナと前記フレームロッドセン
サとの間の炎電流により燃焼状態を検出する検出回路を
備えた炎電流検出装置において、交流電源を前記フレー
ムロッドセンサに印加する電源回路と、前記炎電流に応
じて燃焼火炎の着火／消火を判定する着火／消火判定回
路及び燃焼状態が酸欠であることを判定する酸欠判定回
路とを備えるとともに、前記着火／消火判定回路と酸欠
判定回路は、それぞれ独立して設けるようにしたので、
着火／消火及び酸欠を判定するための炎電流の検出範囲
が大きく設定でき、それぞれの検出精度が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バーナとフレーム
ロッドセンサとの間の炎電流により燃焼状態を検出する
炎電流検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、燃焼炎中に挿入されたフレームロ
ッドセンサ等の炎電流検出手段により、炎電流を検出
し、その電流値が基準値を越えたときに異常燃焼である
と判定するものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
炎電流検出装置は、１つの炎検出回路で２つの基準値、
例えば炎電流の相対値が０．５以下のときに不着火と判
断し、７．０以上のときに異常燃焼と判断するように構
成されていたので、炎検出回路で検出しなければならな
い電流の範囲が広く、また、基準値が検出範囲の最小付
近（０．５）及び最大付近（７．０）であるために、検
出精度が悪いという問題があった。

【０００４】従って、本発明の目的は、着火／不着火の
判定と異常燃焼の判定を精度よく実現できる炎電流検出
装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段及びその作用・効果】上記
目的を達成するために、本発明においては、バーナの燃
焼火炎に挿入されたフレームロッドセンサと、前記バー
ナと前記フレームロッドセンサとの間の炎電流により燃
焼状態を検出する検出回路を備えた炎電流検出装置にお
いて、交流電源を前記フレームロッドセンサに印加する
電源回路と、前記炎電流に応じて燃焼火炎の着火／消火
を判定する着火／消火判定回路及び燃焼状態が酸欠であ
ることを判定する酸欠判定回路とを備えるとともに、前
記着火／消火判定回路と酸欠判定回路は、それぞれ独立
して設けるようにしたので、着火／消火及び酸欠を判定
するための炎電流の検出範囲が大きく設定でき、それぞ
れの検出精度が向上する。

【０００６】更に、前記交流電源の交流成分を除去し信
号処理の電圧に変換した後、前記着火／消火判定回路に
信号を送信する着火／消火変換回路と、前記交流電源の
交流成分を除去し信号処理の電圧に変換した後、前記酸
欠判定回路に信号を送る酸欠変換回路とを備えるととも
に、前記着火／消火変換回路と酸欠変換回路は、それぞ
れ独立して設けるようにしたので、上記同様着火／消火
及び酸欠を判定するための炎電流の検出範囲が大きく設
定でき、それぞれの検出精度が向上する。

【０００７】また、前記着火／消火判定回路及び前記酸
欠判定回路は、入力した信号と予め設定された信号を比
較する比較回路を備えたので、ＣＰＵの処理を軽減する
ことができる。

【０００８】また、前記着火／消火判定回路及び前記酸
欠判定回路は、入力したアナログ信号をデジタル信号に
変換するＡ／Ｄ変換回路を備えることにより、ソフトウ
ェア処理が可能になり、柔軟な判定処理が実現できる。

【０００９】また、前記着火／消火判定回路の判定結果
と、前記酸欠判定回路の判定結果との組み合わせによ
り、前記燃焼状態を判断する燃焼状態判断部とを備える
ようにしたので、より正確な燃焼状態の判定ができる。

【００１０】また、前記燃焼状態判断部の信号により前
記燃焼状態の内容を報知する報知手段を備えるととも
に、前記燃焼状態判断部は、燃焼状態が異常であると判
断した段を備えるとともに、前記燃焼状態判断部は、燃
焼状態が異常であると判断した際に、異常になる所定時
間前の燃焼状態に応じて報知内容を変更するように前記
報知手段に指示するようにしたので、燃焼状態が同じ異
常であっても、その異常の度合いにより、すぐに処置が
必要な場合でも使用者に報知することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面により詳細に説明する。

【００１２】図１は、本発明の一実施形態に係る炎電流
検出装置をガス給湯機に適用したブロック図である。

【００１３】上記ガス給湯機１０は、交流電源１を印加
し、炎電流検出装置２を介してフレームロッドセンサ
（以下、ＦＲ）３及びバーナ４に接続している。またバ
ーナ４は設置時には大地アースに接続される。

【００１４】図２は炎電流検出装置２を示した制御ブロ
ック図である。

【００１５】上記炎電流検出装置２は、ＦＲ印加電源回
路１１、着火／消火検出用フィルタ兼レベル変換回路１
３、着火／消火検出用比較回路１５、酸欠検出用フィル
タ兼レベル変換回路１７、酸欠検出用Ａ／Ｄ変換回路１
９及びＣＰＵ２１で構成される。

【００１６】ＦＲ印加電源回路１１は、交流電源１００
Ｖの電源電圧をＦＲ３に印加するための回路である。

【００１７】着火／消火検出用フィルタ兼レベル変換回
路１３は、炎電流によるＦＲ３の一端の電位の変化を、
電源交流成分を除去するとともに、信号処理系電源（０
〜５Ｖの範囲）の電圧に変換して、着火／消火検出用比
較回路１５に信号を送る。

【００１８】着火／消火検出用比較回路１５は、着火／
消火検出用フィルタ兼レベル変換回路１３の出力信号と
基準電位とを比較し、その比較結果により炎がないと判
定した場合はＬｏレベル信号を出力し、炎があると判定
した場合はＨｉレベル信号を出力し、ＣＰＵ２１へロジ
ックレベル信号として送り込む回路である。

【００１９】また、着火／消火検出用比較回路１５は、
比較回路を用いることにより、ＣＰＵ２１の処理を軽減
することができる。

【００２０】酸欠検出用フィルタ兼レベル変換回路１７
は、着火／消火検出用フィルタ兼レベル変換回路１３と
は並列に独立して設けられ、着火／消火検出用フィルタ
兼レベル変換回路１３と同様に炎電流によるＦＲ３の一
端の電位の変化を電源交流成分を除去するとともに、信
号処理系電源（０〜５Ｖの範囲）の電圧に変換して、酸
欠検出用Ａ／Ｄ変換回路１９に信号を送る。

【００２１】酸欠検出用Ａ／Ｄ変換回路１９は、酸欠検
出用フィルタ兼レベル変換回路１７の出力信号をオペア
ンプ回路でインピーダンス変換した後、ＣＰＵ２１に内
蔵されたＡ／Ｄ変換回路に導き、ＣＰＵプログラムで処
理可能なデジタルデータに変換する回路である。

【００２２】また、酸欠検出用Ａ／Ｄ変換回路１９は、
ＣＰＵ２１に内蔵されているＡ／Ｄ変換回路によりソフ
トウェア処理が実現でき、学習制御等のきめ細かく、か
つ柔軟な判定処理が行える。

【００２３】図３は、酸欠検出用フィルタ兼レベル変換
回路１７により検出された信号を示す。

【００２４】ガス給湯機が燃焼を開始すると、ＦＲ３に
は電流が流れる。今、燃焼が開始され、ＦＲ３にダイオ
ードと直列に接続された抵抗Ｒｓを設けた回路と等価回
路で表される。燃焼炎の状態により抵抗Ｒｓの値は変化
するが、酸欠検出用フィルタ兼レベル変換回路１７は抵
抗Ｒｓが０．４ＭΩ〜１００ＭΩの範囲を酸欠検出電圧
Ｖ＝０〜５Ｖの範囲で検出可能となっている。実際の燃
焼時の酸欠検出電圧Ｖは、負荷状態や空気量減少による
変動があるために、より広範囲（図３に示す抵抗Ｒｓの
広範囲）において、飽和することなく酸欠検出電圧Ｖを
検出する必要がある。

【００２５】いま、図３において、酸欠の閾値を４Ｖ、
異常燃焼の閾値を１Ｖと設定すると、ＣＰＵ２１はＶ＝
１．０Ｖ以下なら異常燃焼、Ｖ＝４．０Ｖ以上なら酸
欠、それ以外の場合は正常燃焼であると判断する。な
お、酸欠、異常燃焼の閾値はガス種や最大定格燃焼量に
応じて可変できるものである。

【００２６】図４は、着火／消火検出用比較回路１５に
入力される信号を示す図である。

【００２７】図３と同様に燃焼炎が発生したときのＦＲ
３をダイオードと直列に接続された抵抗Ｒｓを設けた等
価回路で測定したものであり、例えばＲｓ＝３０ＭΩを
着火／消火判定基準値とすると、そのときの電圧Ｖ＝
１．２９８Ｖが着火／消火の判定閾値となる。従って、
着火／消火検出用比較回路１５で検出された値がＶ＝
１．２９８Ｖ以下なら消火（不着火）、Ｖ＝１．２９８
Ｖ以上なら着火と判定される。

【００２８】このように、着火／消火検出用比較回路１
５と酸欠検出用フィルタ兼レベル変換回路１７をそれぞ
れ独立して設けることにより、外乱除去あるいは制御性
能が向上する。

【００２９】着火／消火判定は、上記したように着火／
消火検出用比較回路１５により着火／消火判定閾値を越
えるか否かで着火しているか消火（不着火）しているか
を判定する。一方、酸欠判定は、酸欠検出用Ａ／Ｄ変換
回路１９により酸欠閾値を越えるか否かで酸欠か否かを
判定する。さらに、異常燃焼閾値を設けて、異常燃焼閾
値を越えるか否かにより異常燃焼か否かを判定する。

【００３０】次に、着火／消火検出用比較回路１５の出
力と酸欠検出用Ａ／Ｄ変換回路１９の出力の組み合わせ
により判定をする際の説明を図５により以下にする。

【００３１】着火消火判定により消火と判定され、酸欠
判定により酸欠と判定された場合は、消火と判定する。
また、着火消火判定により消火と判定され、酸欠判定に
より正常または、異常と判定された場合は検出装置の故
障と判定する。

【００３２】着火消火判定により着火と判定され、酸欠
判定により酸欠と判定された場合は、酸欠と判定する。
また、着火消火判定により着火と判定され、酸欠判定に
より正常と判定されたときは正常燃焼、酸欠判定により
異常と判定されたときは異常燃焼と判定する。

【００３３】また、上記着火／消火判定と酸欠判定の組
み合わせによる判定する時期に応じて、その後の対処方
法を異ならせるようにする。

【００３４】例えば、図６に示すように着火しても正常
燃焼にならず酸欠状態のままである初期酸欠ａの場合は
故障表示のみを行い、酸欠ｂの場合は故障表示に加え、
警報手段により警報を発して、使用者に緊急対処の必要
性を促すように構成する。また、消火時より異常燃焼ま
たは正常燃焼と判定された故障ｃの場合は、故障表示の
みを行い、着火時の異常燃焼または正常燃焼が消火時も
継続する故障ｄの場合は、故障表示に加え、警報手段に
より警報を発して、使用者に緊急対処の必要性を促すよ
うに構成する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の炎電流検出装置の一実施形態としての
ガス給湯機のブロック図。

【図２】炎電流検出装置の制御ブロック図。

【図３】酸欠検出用フィルタ兼レベル変換回路により検
出された信号を示す図。

【図４】着火／消火検出用比較回路に入力される信号を
示す図。

【図５】燃焼状態判断部の判定処理を示す図。

【図６】燃焼状態判断部の判定処理を示す図。

【符号の説明】

２…炎電流検出装置 ３…フレームロッド ４…バーナ １１…ＦＲ印加電源回路 １３…着火／消火検出用フィルタ兼レベル変換回路 １５…着火／消火検出用比較回路 １７…酸欠検出用フィルタ兼レベル変換回路 １９…酸欠検出用Ａ／Ｄ変換回路

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バーナの燃焼火炎に挿入されたフレーム
   ロッドセンサと、前記バーナと前記フレームロッドセン
   サとの間の炎電流により燃焼状態を検出する検出回路を
   備えた炎電流検出装置において、 交流電源を前記フレームロッドセンサに印加する電源回
   路と、 前記炎電流に応じて燃焼火炎の着火／消火を判定する着
   火／消火判定回路及び燃焼状態が酸欠であることを判定
   する酸欠判定回路とを備えるとともに、 前記着火／消火判定回路と酸欠判定回路は、それぞれ独
   立して設けられたことを特徴とする炎電流検出装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の炎電流検出装置におい
   て、 前記交流電源の交流成分を除去し信号処理の電圧に変換
   した後、前記着火／消火判定回路に信号を送信する着火
   ／消火変換回路と、 前記交流電源の交流成分を除去し信号処理の電圧に変換
   した後、前記酸欠判定回路に信号を送る酸欠変換回路と
   を備えるとともに、 前記着火／消火変換回路と酸欠変換回路は、それぞれ独
   立して設けられたことを特徴とする炎電流検出装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の炎電流検出装置におい
   て、 前記着火／消火判定回路及び前記酸欠判定回路は、入力
   した信号と予め設定された信号を比較する比較回路を備
   えたことを特徴とする炎電流検出装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の炎電流検出装置におい
   て、 前記着火／消火判定回路及び前記酸欠判定回路は、入力
   したアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換
   回路を備えたことを特徴とする炎電流検出装置。
5. 【請求項５】 請求項１記載の炎電流検出装置におい
   て、 前記着火／消火判定回路の判定結果と、前記酸欠判定回
   路の判定結果との組み合わせにより、前記燃焼状態を判
   断する燃焼状態判断部とを備えることを特徴とする炎電
   流検出装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載の炎電流検出装置におい
   て、 前記燃焼状態判断部の信号により前記燃焼状態の内容を
   報知する報知手段を備えるとともに、 前記燃焼状態判断部は、燃焼状態が異常であると判断し
   た際に、異常になる所定時間前の燃焼状態に応じて報知
   内容を変更するように前記報知手段に指示することを特
   徴とする炎電流検出装置。