(57)【要約】【課題】火炎検出器にて、小さな遮光機構であっても確実な遮光機能を実現すること。【解決手段】  火炎の受光部前面に位置づけられた凸レンズと、このレンズを通過して修練された光の焦点近傍に設けられ光の入射を遮断するシャッターと、前記光を検出する火炎検出センサと、前記シャッターを磁気力により移動させ前記光路から退避させるソレノイドコイルと、を備えることを特徴とする火炎検出器である。凸レンズに代えて放物面形状の凹面鏡でもよい。【選択図】  図２
2015141057.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
火炎から発せられる光を検出する火炎検出センサと、
前記火炎と前記火炎センサとの間に位置づけられたレンズと、
このレンズを通過して収斂された光の入射を遮断するシャッターと、
前記光の進路上で光が通過できる範囲を制限する絞りと、
前記シャッターを閉位置と、閉位置に比べて前記火炎検出センサへの入射を遮断する光の量が少ない位置である開位置との間で移動させる駆動部と、
を備えることを特徴とする火炎検出器。
【請求項２】
前記レンズの位置を前記光の進路上で移動させるレンズ移動機構を備えることを特徴とする請求項１に記載の火炎検出装置。
【請求項３】
前記絞りの位置を前記光の進路上で移動させる絞り移動機構を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の火炎検出装置。
【請求項４】
前記シャッターの位置を前記光の進路上で移動させるシャッター移動機構を備えることを特徴とする請求項３に記載の火炎検出装置。
【請求項５】
火炎から発せられる光を検出する火炎検出センサと、
前記火炎と前記火炎センサとの間に位置づけられたパラボラ形状の凹面鏡と、
この凹面鏡を反射して収斂された光の焦点近傍に設けられ光の入射を遮断するシャッターと、
前記シャッターを閉位置と、閉位置に比べて前記火炎検出センサへの入射を遮断する光の量が少ない位置である開位置との間で移動させる駆動部と、
を備えることを特徴とする火炎検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、燃焼装置の火炎監視に用いられ、火炎からの光を検出する火炎検出器の遮光機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃焼装置においてバーナの火炎を監視するために放電管（以下、「チューブ」と言う）が用いられている。チューブは火炎から放射される紫外線その他の光が入射することにより、電極間に放電が生じるように構成された放電管である。
【０００３】
従来技術では、実際の火炎かチューブの自己放電かを早期に検出する必要があり、チューブの故障検出装置を提供することを目的として、特許文献1が発明されている。
この発明に係るチューブの故障検出装置においては、チューブの入射光を遮断するシャッターを設け、このシャッターの遮断時にチューブの出力の変化率を測定し、一定の変化率より小さいときは自己放電と見做して警報等の信号を出すようにした。このようにシャッターは火炎検出器にとって重要なものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−０１２５８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術では、火炎検出器に入る光は多いほど火炎検知は容易であるが、火炎検出器の受光部を大きくすると遮光機構も併せて大きくする必要があった。
【０００６】
この問題を解決するために、本願発明ではレンズ等により光を収斂させ、光路が狭くなった位置に遮光機構を設けることで、当該シャッターが小さいくとも多くの光を遮光できる遮光機構を実現する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明は、火炎から発せられる光を検出する火炎検出センサと、
前記火炎と前記火炎センサとの間に位置づけられたレンズと、
このレンズを通過して収斂された光の入射を遮断するシャッターと、
前記光の進路上で光が通過できる範囲を制限する絞りと、
前記シャッターを閉位置と、閉位置に比べて前記火炎検出センサへの入射を遮断する光の量が少ない位置である開位置との間で移動させる駆動部と、
を備えることを特徴とする火炎検出器である。
【０００８】
さらに本願発明は、前記光の進路上で、
前記レンズの位置を移動させるレンズ移動機構と、
または、前記絞りの位置を移動させる絞り移動機構と、
さらには、前記シャッターの位置を移動させるシャッター移動機構と、を組み合わせることで、遮光量を調整する火炎検出装置である。
【０００９】
また、別の光収斂機構として、パラボラ（放物面）形状をした凹面鏡を用いて、そのパラボラの焦点の位置に光の入射を遮断するシャッターを備えることを特徴とする火炎検出器である。
【発明の効果】
【００１０】
製品サイズや温度条件などの制約から、シャッター開閉するための力が不足する場合がある。本願発明による遮光機構は、集光した光を遮光することで、ストロークが小さくても十分に遮光できるようになり、本機能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本願発明の原理である遮蔽機構の位置と大きさを示す。
【図２】本願発明の実施の態様である火炎センサユニット断面図を示す。
【図３】本願発明の実施のための電気回路構成を示す。
【図４】本願発明の実施の応用態様である火炎センサユニット断面図を示す。
【図５】本願発明の実施の他態様である凹面鏡を用いた火炎センサユニット断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［発明の原理］
まず、本願発明の原理に基づき説明する。はじめに、火炎検出のセンサ１は光を受けて放電を生起する一対の放電電極を円筒形のガラス管内に封入し、上記各放電電極のリード端子をガラス管の一端部から導出した、所謂チューブである。シャッター２は長尺のばね体などからなるブレードで形成される。このブレードを磁気吸引して該ブレードに変位を与え、チューブの先端部の前面から移動（退避）させるソレノイドコイル等からなる可動機構で構成される。レンズ５は凸レンズである。
【００１３】
図１に上段のＡ．で従来の構成を示す。このように光の平行光をセンサ１の手前で遮蔽するためには、相当大きなシャッター２が必要である。
一方、下段のＢ．の本願発明では、入射した光は凸レンズ５により収斂されてセンサ1に到達する。この光路の焦点近傍で遮蔽機構を装備すれば当該シャッターは小さくて済む。
B．左図で示すのが「開位置」、Ｂ．右図で示すのが「閉位置」であり、これが本願発明の原理である。
【実施例】
【００１４】
（１）   機械式構造
図２に、本願発明の実施の一態様として、火炎検出器における遮光機構を断面図で説明する。概略的には、ガスバーナ等の覗き窓（
図示せず） に装着されるフランジユニット２０と、このフランジユニット２０に取り付けられるユニットホルダ３０、このユニットホルダ３０
の下部に組み込まれるシャッターユニット４０を備える。上記ユニットホルダ３０ の上面に火炎検出ユニット１０を着脱自在に装着し、更に遮光性の高い合成樹脂製のカバー５０にて前記ユニットホルダ３０やシャッターユニット４０を一括して覆って用いられる。
【００１５】
フランジユニット２０内部の火炎の光が入射する光路上にレンズ５を設ける。レンズ5によって収斂された火炎の光はレンズの焦点位置に集まり、さらに火炎検出ユニット１０に拡散して到達する。光の進路上で光が通過できる範囲を制限する絞り６が設けられる。絞り６は正規な進入光以外の回り込み光などを遮光するためでもある。
【００１６】
シャッターユニット４０は、前記ユニットホルダ３０に装着された火炎検出ユニット１０
の先端部（ 受光窓） に対峙して設けられて火炎検出ユニット１０への光の入射を阻止するシャッターブレード４１
と、このシャッターブレード４１ のソレノイドコイル４２ からなる駆動機構等を備えたものである。
ちなみにシャッターブレード４１ は、例えばステンレス鋼（
Ｓ Ｕ Ｓ ） 製の長尺の板ばね体からなり、Ｌ字状に折り曲げられた先端部を前記火炎検出ユニット１０
の先端部であって、前記レンズから収斂された光の焦点付近に設置させ、その後端部（根元部）を固定する。上記先端部の変位ストロークは小さくとも十分に確保して設けられる。またこのシャッターブレード４１
に曲げ与えて変位駆動するソレノイドコイル（駆動機構）４２ は、コイル導体を矩形状に巻回してなる空芯状のもので、シャッター制御部（図外）により所定の周期で通電駆動される。
【００１７】
さて、このソレノイドコイル４２ の通電により生起される磁気力により、シャッターブレード４１の先端側に下方に向けて取り付けられた金属片４１ｃが前記ソレノイドコイル４２の空芯部に引き込まれ、これによってシャッターブレード４１がその弾性力に抗して下向きに曲げられる。するとシャッターブレード４１のＬ
字状に折曲された先端部が前記レンズで収斂された光路上の焦点近傍の位置から退避され、到来する火炎の光（ 光） が火炎検出ユニット１０に収納されたチューブに入射して火炎検出が行われる。これが、前記火炎検出センサへの入射を遮断する光の量が少ない位置であるところの「開位置」である。
【００１８】
その後、ソレノイドコイル４２の通電を停止すると、シャッターブレード４１はその弾性復帰力によって元の状態に戻り、Ｌ
字状に折曲された先端部が再び前記火炎検出ユニット１０の前面に位置づけられて前記火炎検出ユニット１０への光の入射を遮断する状態に戻る。これが「閉位置」であり、この開閉状態遷移のストロークが小さくて済むのが本願発明の特徴である。
【００１９】
（２）   電気式回路
次に、図３にて、本願発明の実施のための電気回路を説明する。
ここでの火炎センサ（ユニット）３ は、受光部がバーナ３００
と対向配置されたチューブであるセンサ１と、センサ１の受光部前面に移動可能に設けられたシャッター２と、このシャッター２を移動させるソレノイドコイル４２とを備えている。このような火炎センサ３は、その動作を制御する外部回路２００とともに火炎検出器を構成している。この外部回路２００
は、センサ１の放電電極間に電圧を印加する交流電源２０１ と、センサ１から流れる放電電流に基づいてバーナ３００の火炎の有無を検出する火炎検出部２０２
と、この火炎検出部２０２による検出結果に基づいて、ソレノイドコイル１０３にコイル電流を供給するシャッター制御部２０３ とを備えている。
【００２０】
ここで、火炎センサ１００において、始めシャッター２は閉状態である。このとき、シャッター２は図示のようにばねの引張力により引っ張られて閉状態にある。
次に、シャッター２を開状態にするため、火炎検出部２０２ はシャッター制御部２０３に指令して、シャッター制御部２０３からソレノイドコイル４２に対して電流を流す。その結果シャッター2は当該箇所から退避されて光が通過するので（開状態）、バーナ３００に火炎が発生していれば、この火炎から放出される光がレンズを通してセンサ１の受光部に照射され、放電電流が流れる。
【００２１】
コイル電流による挿引力とバネによる反力のバランスでシャッター開度が決まる。火炎検出部２０２は適宜コイル電流を変えることができるように設計される。具体的には、シャッター制御部２０３に供する電源電圧２０４の電圧値は適宜決められる。すなわちこの電気的構成のもと、火炎センサユニット３内でシャッター２の開閉動作にかかわる電力（電源電圧２０４とコイル電流の積）は従来よりも小さく済む効果があるのが本実施例での特徴である。
【００２２】
（３）   その他の実施例
図４に、本願発明のほかの実施例として、遮光効果を高めるために、光路、光量を調整するための調整機構の例を挙げる。
レンズ５はフランジユニット２０の前面に装着されて、レンズ５自体を光路上スライドさせる。フランジユニット２０の前部のアタッチメント２１をスクリュー回転させてレンズ位置をスライドさせればよい。こうすることで収斂光の焦点位置が変化させられるので、シャッター効果の調整ができるのが、レンズ移動機構である。
【００２３】
さらに、レンズ５とシャッターブレード４１の間に設けた絞り６によっても、レンズ５を通過した光の量を絞り込むことができる。絞り６の位置は取り付け位置変更による断続的な調整でも、例えば、ねじやソレノイドを用いた連続的な調整でも実現可能である。この機構を設けることで感度調整が可能とするのが、絞り移動機構である。
【００２４】
その他、直接シャッター４１の位置を調整することも可能で、そのようにシャッターユニット４０をホルダ３０内で機械的にねじ６０などにより調整する、シャッター移動機構を設けてもよい。
【００２５】
（４）   もう一つの実施例
別の光収斂機構として、パラボラ（放物面）形状をした凹面鏡を用いて、そのパラボラの焦点の位置に、光の入射を遮断するシャッターを備えることを特徴とする火炎検出器の例である。パラボラ形状により入射した平行光はそのパラボラの焦点位置に集光できるので、その焦点近傍にシャッターを備えれば、上記例でのレンズに変えて鏡をもって同等の機能を実現できる。
【００２６】
図5にその例を示す。フランジユニット２０の内部に尖端をカットしたパラボラ形状の凹面鏡８を装備する。こうすることでカットされた部位を通過した光の焦点近傍にシャッターブレード４１を位置づけるのである。遮光機構の特徴は上述の実施例と変わらない。
また、本実施例でも、前述の第一実施例と同様に絞り６相当のものを凹面鏡の前又は後に備えてもよく、その効果も共通である。但し図示は省略する。
【００２７】
なお、以上の本実施例に共通して、引きばねをもって説明したが、逆に押しばねを採用することでも同様である。その他種種の設計事項の変更改良は可能であるが、本願発明の範囲に属することに変わりはない。
【符号の説明】
【００２８】
１  センサ（チューブ）
２  シャッター
3  火炎センサユニット
５  レンズ
６  絞り
８  凹面鏡
１０  火炎検出ユニット
２０  フランジユニット
２１  アタッチメント
３０  ユニットホルダ
４０  シャッターユニット
４１  シャッターブレード
４１ｃ  金属片
４２  ソレノイドコイル
５０  カバー
６０  調整ねじ
２００  外部回路
２０１  交流電源
２０２  火炎検出部
２０３  シャッター制御部
２０４  駆動電源
３００  バーナ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2015141057.tif 000007