(57)【要約】【課題】火炎レベルが低いときの誤動作を防止して、火炎検出動作の安定化を図ることのできる簡易な構成の火炎検出装置を提供する。【解決手段】火炎が発する紫外線を検出するＵＶチューブと、このＵＶチューブの受光部前面に選択的に位置付けられて前記紫外線の入力を阻止するシャッタと、前記ＵＶチューブにより求められる紫外線強度に応じた検出出力が所定の判定閾値に達したとき、所定時間に亘って前記シャッタを閉じるシャッタ駆動回路と、前記シャッタが所定の周期で開閉駆動されたときにオン動作して火炎検出信号を出力するフレームリレー回路とを備えた火炎検出装置において、特にフレームリレー回路の動作をフィードバックすることで、フレームリレー回路のオフ動作時には、そのオン動作時よりも前記判定閾値を高く設定する閾値変更回路を設けたことを特徴とする。【選択図】　　　図１
2004036907.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
火炎が発する紫外線を受けて放電を生起する紫外線センサと、
この紫外線センサの受光部前面に選択的に位置付けられて前記紫外線の入力を阻止するシャッタと、
前記紫外線センサにより求められる紫外線強度に応じた検出出力が所定の判定閾値に達したとき、所定時間に亘って前記シャッタを閉じるシャッタ駆動回路と、
前記シャッタが所定の周期で開閉駆動されたときにオン動作して火炎検出信号を出力するフレームリレー回路と、
このフレームリレー回路のオフ動作時には、そのオン動作時よりも前記判定閾値を高く設定する閾値変更回路と
を具備したことを特徴とする火炎検出装置。
【請求項２】
火炎が発する紫外線を受けて放電を生起する紫外線センサと、
この紫外線センサの受光部前面に選択的に位置付けられて前記紫外線の入力を阻止するシャッタと、
前記紫外線センサにより求められる紫外線強度に応じた検出出力が所定の判定閾値に達したとき、所定時間に亘って前記シャッタを閉じるシャッタ駆動回路と、
前記シャッタが所定の周期で開閉駆動されたときにオン動作して火炎検出信号を出力するフレームリレー回路と、
このフレームリレー回路のオフ動作時には、そのオン動作時よりも前記検出出力を求める時定数を長く設定する時定数変更回路と
を具備したことを特徴とする火炎検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、火炎レベルが低いときの誤動作を防止して、火炎検出動作の安定化を図った火炎検出装置に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】
紫外線センサの一種である紫外線検出用放電管（ＵＶチューブ）は、紫外線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たもので、例えばガスバーナの燃焼状態をモニタする火炎検出器として用いられる。この種のＵＶチューブを用いた火炎検出装置は、概略的には図４に示すようにＵＶチューブ１の受光部前面に選択的に位置付けられて紫外線の入力を阻止するシャッタ２を備える。そしてＵＶチューブ駆動回路３により高電圧が印加されて駆動されるＵＶチューブ１の放電電流をＵＶレベル検出回路４にて検出し、ＵＶチューブ１が受光した紫外線強度に相当するＵＶ出力電圧（ＵＶレベル）を求めるように構成される。尚、典型的には特公昭４４−１０３９号公報に紫外線検出用放電管（ＵＶチューブ）の構成が示され、また特公昭４７−７８７８号公報にその検出回路が開示される。
【０００３】
ちなみに火炎検出装置においては前記ＵＶチューブ１の自己放電を防ぐべく、一般的にはレベル判定回路５を用いて上記ＵＶレベルを検出レベル設定回路６にて設定された判定閾値と比較している。そしてＵＶレベルが上記判定閾値を越えたときにはシャッタ周期設定回路７の制御の下でシャッタ駆動回路８を駆動し、一定時間に亘って前記ＵＶチューブ１への紫外線の入力を遮断するようにしている。尚、図中２ａは前記シャッタ駆動回路８により導通駆動されて前記シャッタ２を開くソレノイドコイルである。
【０００４】
具体的には、図５にその動作波形を示すようにシャッタ２が開いているときのＵＶチューブ１の放電パルス電流から紫外線強度に対応したＵＶ電圧を求め、このＵＶ電圧が所定の判定閾値Ｖｔｈに達したとき、所定時間Ｔｏｆｆに亘って前記シャッタ２を閉じている。そして上述したＵＶ電圧の検出とシャッタ２の閉動作が周期的に繰り返されるとき、フレームリレー回路９をオン動作させて火炎検出を示すフレームリレー信号を出力するものとなっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところでＵＶチューブ１の出力特性は、その駆動電流を大きくして耐ノイズ性を高めた場合、例えば図６に示すように紫外線強度が低くなるに従って、そのＵＶ電圧が急激に低下すると言う傾向を示す。この為、火炎が小さく、その紫外線強度が低い場合、前述した判定閾値Ｖｔｈの下で火炎有りと火炎無しとを正確に判定することが非常に困難となる。特にＵＶ電圧が上記判定閾値Ｖｔｈの近傍で変化するような場合、シャッタ２の開閉動作が不安定になることが否めず、チャタリングを生じる虞もある。しかもフレームリレー回路９が安定に動作しなくなり、またシャッタ２の開閉が多くなるので、誤動作していると判定される虞もある。
【０００６】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、火炎レベルが低いときの誤動作を防止して、火炎検出動作の安定化を図ることのできる簡易な構成の火炎検出装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するべく本発明に係る火炎検出装置は、火炎が発する紫外線を受けて放電を生起する紫外線センサと、この紫外線センサの受光部前面に選択的に位置付けられて前記紫外線の入力を阻止するシャッタと、前記紫外線センサにより求められる紫外線強度に応じた検出出力が所定の判定閾値に達したとき、所定時間に亘って前記シャッタを閉じるシャッタ駆動回路と、前記シャッタが所定の周期で開閉駆動されたときにオン動作して火炎検出信号を出力するフレームリレー回路とを備えたものであって、
特に前記フレームリレー回路の動作をフィードバックすることで、フレームリレー回路のオフ動作時には、そのオン動作時よりも前記判定閾値を高く設定する閾値変更回路を設けたことを特徴としている。
【０００８】
即ち、本発明に係る火炎検出装置は、前記フレームリレー回路がオフ動作しており、火炎無しの状態において火炎有りを検出する際には、その判定閾値を高く設定することでレベルの曖昧な火炎の検出を止める。そして上記条件の下で火炎を検出してフレームリレー回路がオン動作した後には、前記判定閾値を低く設定することでシャッタの確実な動作とフレームリレー回路の安定動作化を図ったことを特徴としている。
【０００９】
また本発明に係る火炎検出装置は、前述した閾値変更回路に代えて、或いは閾値変更回路に加えて前記フレームリレー回路のオフ動作時には、そのオン動作時よりも前記検出出力を求める時定数を長く設定する時定数変更回路を設けたことを特徴としている。
即ち、本発明に係る火炎検出装置は、前記フレームリレー回路がオフ動作しており、火炎無しの状態において火炎有りを検出する際には、前記検出出力を求める時定数を長く設定することで、一定時間に亘って十分なレベルの検出出力が得られる場合にだけ火炎有りとして判定する。そして上記条件の下で火炎を検出してフレームリレー回路がオン動作した後には、上記時定数を短く設定することでその検出出力のレベルを速やかに判定し、シャッタの確実な動作とフレームリレー回路の安定動作化を図ったことを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る火炎検出装置について説明する。
図１はこの実施形態に係る火炎検出装置の要部概略構成を示すもので、前述した図４に示した火炎検出装置と同一部分には同一符号を付して示してある。この装置が特徴とするところは、フレームリレー回路９の動作状態を示す信号を前記検出レベル設定回路６にフィートバックし、上記フレームリレー回路９のオン／オフ状態に応じて前記レベル比較回路５に与える判定閾値Ｖｔｈを変更設定するように構成している点にある。
【００１１】
特に検出レベル設定回路６においては、前記フレームリレー回路９がオン動作し、フレームリレー信号を出力しているときには火炎のレベルに応じた速やかな火炎検出を行う為に必要な最低レベルの判定閾値Ｖｔｈ１を設定し、前記フレームリレー回路９がオフ動作し、フレームリレー信号を出力していない場合には、火炎の存在を確実に検出するべく、前記上記判定閾値Ｖｔｈ１よりも高い判定閾値Ｖｔｈ２を設定するものとなっている。
【００１２】
即ち、フレームリレー回路９がオフ動作している場合には、現時点において火炎が検出されてなく、これから火炎を検出しようとしている状態を示している。従ってこの場合には図２に動作波形を示すように、ＵＶ電圧が判定閾値Ｖｔｈ２に到達した時点で始めてシャッタ駆動回路８が起動されてシャッタ２が閉じられることになる。そして所定時間に亘ってシャッタ２が閉じられた後、再びシャッタ２が開けられると、これによって前記フレームリレー回路９がオン状態となる。
【００１３】
一方、このようにしてフレームリレー回路９がオン動作した場合には、既に火炎が検出された状態であるから、火炎が消滅しない限りその検出レベルに応じてシャッタ２を確実に開閉したい状態である。そこで検出レベル設定回路６においては、前記フレームリレー回路９のオン動作に伴って前記レベル判定回路５に与えられる判定閾値を、前述した判定閾値Ｖｔｈ２よりも低い判定閾値Ｖｔｈ１に変更設定している。この結果、ＵＶ電圧が判定閾値Ｖｔｈ１に到達する都度、シャッタ２が所定時間に亘って閉じられ、以降、火炎が検出されなくなるまで、上述した検出動作が繰り返し実行される。
【００１４】
従って上述した如く構成された火炎検出装置によれば、フレームリレー回路９のオン／オフ状態に応じてＵＶ電圧に対する判定閾値が変更されるので、火炎無しの状態において火炎を検出する場合には、高く設定された判定閾値Ｖｔｈ２を用いて火炎の発生を精度良く、確実に検出することができる。特に図３に示すようにＵＶ電圧がその検出感度（判定閾値Ｖｔｈ１）の近傍で変動するような場合であっても、ＵＶ電圧が判定閾値Ｖｔｈ２に達するまでは、これを火炎として検出することがないので、図中破線で示すようにシャッタ２が不本意にオン／オフすることがなくなる。つまりシャッタ２のチャタリングを効果的に防止することができる。
【００１５】
その後、フレームリレー回路９がオンした場合には、前述したように判定閾値が低く変更設定されるので、変更された低い判定閾値Ｖｔｈ１に従って火炎の存在が検出され、これに伴ってシャッタ２がオン／オフ駆動されることになる。従って火炎のレベルが低い場合であっても、その火炎が消滅しない限り、火炎の存在を確実に検出することができる。換言すれば火炎の消滅を確実に検出することが可能となる。
【００１６】
これ故、フレームリレー回路９がオフ状態であるにも拘わらずシャッタ２が開閉（オン／オフ）することがなくなり、このようなシャッタ２のチャタリング現象を捉えて火炎検出装置が誤動作していると間違う虞がなくなる。またフレームリレー回路９がオンした後には、低く設定された判定閾値Ｖｔｈ１を用いてシャッタ２のオン／オフ制御を行うので、シャッタ動作の確実化を図り、更にはフレームリレー回路９の動作安定化を図ることも可能となる。
【００１７】
ところで上述した如くして判定閾値を変更するに際して、ＵＶ電圧を求める上での検出時定数を変更することも有効である。具体的にはフレームリレー回路９がオフ状態である場合には火炎無しの状態であるので、火炎が十分に確実に検出されるまでシャッタ２の作動タイミングを遅らせるべく、その検出時定数を長く設定する。そしてフレームリレー回路９がオンとなった後には速やかに火炎を検出するべく、その検出時定数を短く設定すればよい。このようにしてＵＶ電圧を求めるに際しての検出時定数を変更すれば、前述した判定閾値の変更と相俟って、その検出動作特性のより安定化を図ることが可能となる。
【００１８】
尚、本発明は上述した実施形態に限られるものではない。例えばフレームリレー回路９の動作状態をフィードバックするに際しては、該フレームリレー回路９からのユーザ出力を直接利用しても良く、フレームリレー回路９に組み込まれたリレーの余剰接点を利用してその出力を取り出すようにしても良い。また判定閾値を変更するに際しては、例えば判定閾値を設定する分圧抵抗回路に、フレームリレー回路９の出力に応じてオン／オフされる半導体スイッチ等を用いて抵抗を並列に接続し、これによって判定閾値をシフトするようにすれば、簡単にその切り替えを行うことができる。またこのようにして抵抗を選択的に挿入するようにすれば、これに伴ってその時定数を変更することができるので、より効果的である。
【００１９】
またここではＵＶチューブを例に説明したが、半導体紫外線センサ等の固体センサを用いる場合にも同様に適用することができる。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、火炎検出信号を出力するフレームリレー回路がオン状態であるか否かによって、火炎検出の為のＵＶ電圧に対する判定閾値を変更するので、フレームリレー回路がオフ状態のときにおける不本意なシャッタのオン／オフを防止し、誤動作と紛らわしい動きを確実に阻止することができる。そして火炎検出後においては、火炎が消滅しない限りその火炎を逸早く検出してシャッタ機構を作動させることができるので、安定した火炎検出動作を行わせることができる。しかもフレームリレー回路の出力に応じて判定閾値を変えると言う簡単な構成にて、その動作安定化を図り得ると言う、実用上多大なる効果が奏せられる。
【００２１】
またフレームリレー回路の出力に応じてその検出出力を求める上での時定数を変更するので、十分なる火炎が検出された後にフレームリレー回路をオン動作させることができ、その検出動作の安定化を図ることができる等の利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る火炎検出装置の要部概略構成図。
【図２】図１に示す火炎検出装置の動作を示す波形図であって、フレームリレー出力に応じて設定される判定閾値とＵＶ電圧との関係、およびシャッタのオン／オフタイミングを示す図。
【図３】図１に示す火炎検出装置におけるチャタリング防止動作を示す波形図。
【図４】従来の火炎検出装置の要部概略構成図。
【図５】火炎検出装置の基本動作を示す波形図。
【図６】ＵＶチューブの検出特性を示す図。
【符号の説明】
１　ＵＶチューブ（紫外線センサ）
２　シャッタ
３　ＵＶチューブ駆動回路
４　ＵＶレベル検出回路
５　レベル判定回路
６　検出レベル設定回路
７　シャッタ周期設定回路
８　シャッタ駆動回路
９　フレームリレー回路
【図１】
2004036907.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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