(57)【要約】【課題】            炎電流により燃焼状態を検出するものであって、電源電圧検出回路に回路固有のばらつきが存在する場合でも、燃焼状態を正確に検出できる燃焼検出装置を得る。【解決手段】        燃焼火炎中に挿入されるよう設けたフレームロッドと、このフレームロッドに交流電圧を印加する電源回路と、フレームロッドに流れる炎電流を検出する炎電流検出回路と、電源回路の交流電圧を検出する電源電圧検出回路と、この電源電圧検出回路及び炎電流検出回路の出力を得て電源電圧の変動に対する第１の補正量を算出するとともに炎電流にこの第１の補正量を加算する演算手段とを備え、この演算手段には電源電圧検出回路固有の回路定数に対応した炎電流の第２の補正量が予め設定されている。【選択図】          図１
2006308211.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼火炎中に挿入されるよう設けたフレームロッドと、このフレームロッドに交流電圧を印加する電源回路と、前記フレームロッドに流れる炎電流を検出する炎電流検出回路と、前記電源回路の交流電圧を検出する電源電圧検出回路と、この電源電圧検出回路及び前記炎電流検出回路の出力を得て電源電圧の変動に対する第１の補正量を算出するとともに炎電流にこの第１の補正量を加算する演算手段とを備え、この演算手段には前記電源電圧検出回路固有の回路定数に対応した炎電流の第２の補正量が予め設定されていることを特徴とする燃焼検出装置。
【請求項２】
前記演算手段は、前記第１の補正量が所定の範囲内にあるときにのみこの第１の補正量による炎電流の補正を行うことを特徴とする請求項１記載の燃焼検出装置。
【請求項３】
前記第２の補正量を不揮発性記憶手段に記憶したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の燃焼検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炎電流を検出して燃焼状態を検出する燃焼検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
温水用ボイラーやファンヒーターなどガスや石油を用いた燃焼装置においては、その燃焼状態の検出手段として、火炎中に挿入されるフレームロッドをバーナーと絶縁して設け、両者間に交流電圧を印加し、炎の整流作用によってフレームロッドからバーナーに向って流れる電流を利用するものがある。この炎電流を検出することにより、例えば酸素不足等による不完全燃焼などの異常燃焼状態を検知することが可能である。しかしながら、フレームロッドに交流電圧を印加する場合、電源電圧の変動により印加される電圧が変化し同じ燃焼状態であっても炎電流が変化してしまうため、燃焼状態を正確に検出できないという問題点があった。
従来、これらの電源電圧変動の影響を少なくするために、電源電圧検出用の回路を付加し電源電圧の変動に対応して燃焼状態を判定するための炎電流の設定値を変化させるものがあった。(例えば、特許文献１参照)
【０００３】
【特許文献１】特開昭６０−１２８３５６号公報(第１−４頁、第１−２図)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のように電源電圧検出用の回路を付加し印加された電圧を検知しても、電源電圧を検出する回路自体に回路部品等の特性に起因するばらつきが存在するため、正常な電源電圧を検出できず、燃焼状態を正確に検出することができないという問題点があった。
【０００５】
この発明は前記のような問題点を解決するためになされたもので、電源電圧検出回路自体に特性上のばらつきが存在する場合でも、燃焼状態を正確に検出できる燃焼検出装置を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る燃焼検出装置においては、燃焼火炎中に挿入されるよう設けたフレームロッドと、このフレームロッドに交流電圧を印加する電源回路と、フレームロッドに流れる炎電流を検出する炎電流検出回路と、電源回路の交流電圧を検出する電源電圧検出回路と、この電源電圧検出回路及び炎電流検出回路の出力を得て電源電圧の変動に対する第１の補正量を算出するとともに炎電流にこの第１の補正量を加算する演算手段とを備え、この演算手段には電源電圧検出回路固有の回路定数に対応した炎電流の第２の補正量が予め設定されている。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、電源電圧検出回路及び炎電流検出回路の出力を得て電源電圧の変動に対する第１の補正量を算出するとともに炎電流にこの第１の補正量を加算する演算手段とを備え、この演算手段には電源電圧検出回路固有の回路定数に対応した炎電流の第２の補正量が予め設定されているので、電源電圧検出回路自体に特性上のばらつきが存在する場合でも、燃焼状態を正確に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１は、本発明に係る実施の形態１の通常運転時における回路構成を示す図である。図において、商用交流電源とする電源回路１により、トランス９を介してフレームロッド７とバーナーアース８からなるフレームロッドセンサ２に交流電圧が印加される。フレームロッド７は燃焼火炎中に挿入され、バーナーアース８との間に流れる炎電流を炎電流検出回路３によって検出する。炎電流検出回路３は炎電流の値に対応した電圧を出力し、マイコン等の演算手段５はこの電圧をＡ／Ｄ変換ポートを介して入力し、炎電流に対応した値として取込む。電源電圧検出回路４はトランス９を介して印加される交流電源の電圧を検出し、演算手段５はこの電圧をＡ／Ｄ変換ポートを介して取込む。演算手段５の出力ポートに接続されたＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）等の不揮発性記憶素子である記憶部６には、後述する電源電圧検出回路４に関係する補正量が予め記憶される。なお、演算手段５は各Ａ／Ｄ変換ポートから取込んだ炎電流と電源電圧、さらにかかる補正量とから燃焼状態を検出し、図示しない燃焼制御回路あるいは異常報知回路を駆動するための制御信号を出力する。
【０００９】
図２は、この燃焼検出装置の装置製造時における初期調整時において、電源電圧検出回路固有の回路定数に対応する補正量を設定するための動作を示したフローチャートである。この初期調整時には、電源回路１に商用交流電源に替えて誤差が定格電圧の±１％以内である基準電源を使用する。また初期調整時には、フレームロッド７を燃焼火炎に挿入する動作を行わず、炎電流検出回路３の出力を無視する。
ステップＳ１では、基準電源により基準電圧がトランス９を介して電源電圧検出回路４に印加される。ステップＳ２では、電源電圧検出回路４は電圧Ｖadを出力し、演算手段５はこの電圧ＶadをＡ／Ｄ変換ポートを介して取込む。ステップＳ３では、演算手段５はステップＳ２で取込んだ電圧値Ｖadと、回路の設計値より計算される基準電圧印加時の電圧値Ｖadcを比較する。電圧値Ｖadcはいわゆる理論値であるので、電圧値の差Ｖcmp＝Ｖad−Ｖadcは、調整中の装置におけるトランス９及び電源電圧検出回路４の固有のばらつきを示す値である。ステップＳ４では、ステップＳ３で求めた電圧値の差Ｖcmpを基に算出されたＩcriなる電流値が、当該回路としての補正量として記憶部６に記憶される。
【００１０】
次に動作について説明する。図３は、通常運転時における動作を示したフローチャートである。運転開始後、ステップＳ５では、記憶部６より当該電源電圧検出回路４としての補正量Ｉcriが読出される。ステップＳ６では、通常の商用電源回路１によりトランス９を介して交流電圧がフレームロッドセンサ２に印加される。
ステップＳ７では、フレームロッド７とバーナーアース８間に流れる炎電流が炎電流検出回路３によって検出され、炎電流の値に対応した電圧がＡ／Ｄ変換ポートを介して演算手段５に取込まれる。この取込まれた電圧値を基に炎電流測定値Ｉfoが算出される。
ステップＳ８では、電源回路１のトランス９を介した電源電圧値が電源電圧検出回路４によって検出され、検出された電圧がＡ／Ｄ変換ポートを介して演算手段５に取込まれる。電源回路１は、商用電源であるので通常では定格の±１０％程度の変動が見込まれる。ステップＳ９では、ステップＳ８で取込まれた電源電圧値を基に炎電流補正量Ｉcrvが算出される。
ステップＳ１０では、ステップＳ７で求められた炎電流測定値ＩfoにステップＳ９で求められた炎電流補正量Ｉcrvが第１の補正量として加算される。ステップＳ１１では、さらに当該回路としての補正量Ｉcriが第２の補正量として加算され炎電流値が確定する。すなわち、最終的な炎電流値Ｉfは下記の式により確定する。
Ｉf＝Ｉfo＋Ｉcrv＋Ｉcri
したがって、演算手段５はこのようにして設定された炎電流Ｉｆ、つまり、燃焼状態を正確に捉えた炎電流Ｉｆに基づいた制御信号を出力するため、燃焼制御回路あるいは異常検出回路をより精度よく駆動することが可能になる。
【００１１】
以上、この実施の形態１によれば、電源電圧の変動に対する第１の補正量を算出するとともに炎電流にこの第１の補正量を加算する演算手段とを備え、この演算手段には電源電圧検出回路固有の回路定数に対応した炎電流の第２の補正量が予め設定されているので、電源電圧検出回路自体に特性上のばらつきが存在する場合でも、燃焼状態を正確に検出することができる。
【００１２】
実施の形態２．
本実施の形態の通常運転時における回路構成は、図１で示した実施の形態１の回路構成と同様である。また、装置製造時における初期調整時の動作は、図２で示した実施の形態１の動作と同様である。
図４に、本実施の形態に係る通常運転時における動作のフローチャートを示す。運転開始後、ステップＳ９で第１の補正量である炎電流補正量Ｉcrvが算出されるまでは、実施の形態１の動作と同様である。次に、ステップＳ１３、ステップＳ１４で炎電流補正量Ｉcrvが規定の範囲内であるか否かの判定を行う。炎電流補正量Ｉcrvが規定の範囲より大きい場合又は炎電流補正量Ｉcrvが規定の範囲より小さい場合、電源電圧検出回路４の異常等により正常な電源電圧検出が行われなかったとみなし、ステップＳ１０の炎電流補正量Ｉcrvの加算を行わない。この場合、ステップＳ１１で第２の補正量である当該回路としての補正量Ｉcriのみの補正を行う。
【００１３】
以上、この実施の形態２によれば、電源電圧検出回路４の異常等による誤った補正をすることがなくなり、燃焼異常状態の誤検知や未検知といった不具合を回避することができる。
【００１４】
なお、上記実施の形態２においては、第１の補正量である炎電流補正量Ｉcrvが所定の範囲外である時に、第２の補正量である当該回路としての補正量Ｉcriのみの補正を行うとしたが、第１の補正量が所定の範囲外である時に、第１の補正及び第２の補正をいずれも行わないようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の実施の形態１を示す炎電流検出装置の回路構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１の動作を示すフロー図である。
【図３】この発明の実施の形態１の動作を示すフロー図である。
【図４】この発明の実施の形態２の動作を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００１６】
１：電源回路
２：フレームロッドセンサ
３：炎電流検出回路
４：電源電圧検出回路
５：演算手段
６：記憶部
７：フレームロッド
８：バーナーアース
９：トランス
【図１】
2006308211.tif 000003
【図２】
2006308211.tif 000004
【図３】
2006308211.tif 000005
【図４】
2006308211.tif 000006