(57)【要約】【課題】低コスト化を実現できる火炎センサおよび火炎検出装置を提供する。【解決手段】ＵＶチューブ１１と交流電源２１との間の電気的変化に基づいて、ソレノイドコイル１３と直流電源２２との間の通電を制御する抵抗１５および温度スイッチ１７を備える。これにより、複雑な回路構成を設けずにシャッタ１２を駆動でき、結果として、低コストを実現することができる。【選択図】  図１
2013120140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電源により電圧が印加された状態で火炎から発する紫外線を受けると電流を発生させる紫外線センサと、
この紫外線センサに対して移動可能に設けられたシャッタと、
このシャッタを移動させて、前記紫外線センサの受光部を前記火炎に露出させるまたは前記火炎から隠すソレノイドコイルと、
前記紫外線センサと前記第１の電源との間に流れる電流に基づいて、前記ソレノイドコイルと第２の電源との間の通電状態を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする火炎センサ。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記紫外線センサに対して直列に接続され、電流が流れることにより発熱する発熱体と、
前記ソレノイドコイルに対して直列に接続され、前記発熱体により発生した熱に応じて前記ソレノイドコイルと前記第２の電源との間の通電状態を制御するスイッチと
から構成されることを特徴とする請求項１記載の火炎センサ。
【請求項３】
第１の電源により電圧が印加された状態で火炎から発する紫外線を受けると電流を発生させる紫外線センサ、この紫外線センサに対して移動可能に設けられたシャッタ、
このシャッタを移動させて、前記紫外線センサの受光部を前記火炎に露出させるまたは前記火炎から隠すソレノイドコイル、および、前記紫外線センサと前記第１の電源との間に流れる電流に基づいて、前記ソレノイドコイルと第２の電源との間の通電状態を制御する制御手段を備えた火炎センサと、
前記第１の電源、前記第２の電源、および、前記ソレノイドコイルの通電状態に基づいて火炎を検出する火炎検出部を備えた外部回路と
備えたことを特徴とする火炎検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＵＶチューブを備えた火炎センサおよび火炎検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
紫外線センサの一種である紫外線検出用放電管（以下、「ＵＶチューブ」と言う。）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ある。このＵＶチューブでは、火炎から放出された紫外線が放電電極の受光部に当たると、光電効果により光電子が放出されて封入ガスがイオン化されることにより、端子間に電流（以下、「放電電流」と言う。）が流れる。このように、火炎に起因した放電電流を発生できることから、ＵＶチューブは、例えばガスバーナの燃焼状態をモニタする火炎センサとして用いられている。この種の火炎センサにおいては、ＵＶチューブの過加熱を防いだり、ＵＶチューブの故障診断を行ったりするために、ＵＶチューブに紫外線の入力を阻止するシャッタを設け、火炎が生じているときには間欠的に紫外線の入力を遮断するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。このような火炎センサの一例を図３に示す。
【０００３】
図３に示す火炎センサ１００は、受光部がバーナ３００と対向配置されたＵＶチューブ１０１と、ＵＶチューブ１０１の受光部前面に移動可能に設けられたシャッタ１０２と、このシャッタ１０２を移動させるソレノイドコイル１０３とを備えている。このような火炎センサ１００は、その動作を制御する外部回路２００とともに火炎検出装置を構成している。この外部回路２００は、ＵＶチューブ１０１の放電電極間に電圧を印加する交流電源２０１と、ＵＶチューブ１０１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に電流を供給するシャッタ制御部２０３とを備えている。
【０００４】
このような火炎センサ１００においてバーナ３００の火炎を検出する場合、まず、シャッタ１０２を開状態とする。この開状態のとき、シャッタ１０２は、図示しないばね等により付勢されて、ＵＶチューブ１０１の受光部をバーナ３００に露出させる位置に移動している。このような状態でバーナ３００に火炎が発生すると、この火炎から放出される紫外線がＵＶチューブ１０１の受光部に照射されるので、ＵＶチューブ１０１から放電電流が流れる。火炎検出部２０２は、その放電電流を検出すると、この検出結果をシャッタ制御部２０３に出力する。すると、シャッタ制御部２０３は、ソレノイドコイル１０３に対して間欠的に電流を流す。
【０００５】
ソレノイドコイル１０３に電流が流れると、シャッタ１０２は、ソレノイドコイル１０３により誘引されて、閉状態となる。この閉状態のとき、シャッタ１０２は、ＵＶチューブ１０１の受光部をバーナ３００から隠す位置に移動している。一方、ソレノイドコイル１０３に電流が流れないと、上述したようにシャッタ１０２は、開状態となる。このように、シャッタ制御部２０３によりソレノイドコイル１０３に対して間欠的に電流が流れると、シャッタ１０２が開状態と閉状態とを繰り返してＵＶチューブ１０１への紫外線の入力が間欠的に遮断されるので、ＵＶチューブの過加熱を防いだり、ＵＶチューブの故障診断を行ったりすることができる。このとき、シャッタ制御部２０３によりソレノイドコイル１０３に電流を流すタイミングや時間を適宜設定することにより、シャッタ１０２の開状態と閉状態の長さやタイミングを適宜自由に制御することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−０３７０９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した火炎センサにおいては、火炎検出部２０２による検出結果に基づいてシャッタ制御部２０３によりシャッタ１０２の駆動を制御しているので、回路構成が複雑であるとともに、シャッタ制御部２０３というシャッタ１０２の開閉を制御するための構成を設けなければならなかったので、低コスト化の妨げとなっていた。
【０００８】
そこで、本発明は、低コスト化を実現できる火炎センサおよび火炎検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するために、本発明に係る火炎センサは、第１の電源により電圧が印加された状態で火炎から発する紫外線を受けると電流を発生させる紫外線センサと、この紫外線センサに対して移動可能に設けられたシャッタと、このシャッタを移動させて、紫外線センサの受光部を火炎に露出させるまたは火炎から隠すソレノイドコイルと、紫外線センサと第１の電源との間に流れる電流に基づいて、ソレノイドコイルと第２の電源との間の通電状態を制御する制御手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
上記火炎センサにおいて、制御手段は、紫外線センサに対して直列に接続され、電流が流れることにより発熱する発熱体と、ソレノイドコイルに対して直列に接続され、発熱体により発生した熱に応じてソレノイドコイルと第２の電源との間の通電状態を制御するスイッチとから構成されるようにしてもよい。
【００１１】
また、本発明に係る火炎検出装置は、第１の電源により電圧が印加された状態で火炎から発する紫外線を受けると電流を発生させる紫外線センサ、この紫外線センサに対して移動可能に設けられたシャッタ、このシャッタを移動させて、紫外線センサの受光部を火炎に露出させるまたは火炎から隠すソレノイドコイル、および、紫外線センサと第１の電源との間に流れる電流に基づいて、ソレノイドコイルと第２の電源との間の通電状態を制御する制御手段を備えた火炎センサと、第１の電源、第２の電源、および、ソレノイドコイルの通電状態に基づいて火炎を検出する火炎検出部を備えた外部回路と備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、紫外線センサとこの紫外線センサに電圧を印加する第１の電源との間に流れる電流に基づいて、ソレノイドコイルと第２の電源との間の通電状態を制御する制御手段を備えることにより、複雑な回路構成を設けずにシャッタの駆動を制御でき、低コスト化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る火炎検出装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】図２は、スイッチの構成を模式的に示す図である。
【図３】図３は、従来の火炎検出装置の構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１５】
[火炎検出装置の構成]
図１に示すように、本発明の実施の形態に係る火炎検出装置は、火炎センサ１と、外部回路２とを備えている。
火炎センサ１は、ＵＶチューブ１１と、このＵＶチューブ１１の受光部前面に移動可能に設けられたシャッタ１２と、このシャッタ１２を移動させてＵＶチューブ１１の受光部をバーナ１０に露出させるまたはバーナ１０から隠すソレノイドコイル１３とを備えている。
外部回路２は、ＵＶチューブ１１に電圧を印加する交流電源２１と、ソレノイドコイル１３に電流を供給する直流電源２２と、バーナ１０の火炎の有無を検出する火炎検出部２３とを備えている。
【００１６】
ここで、ＵＶチューブ１１は、バーナ１０に受光部が対向配置されている。このようなＵＶチューブ１１は、外部回路２の交流電源２１に接続されており、この交流電源２１とともにＵＶチューブ１１による放電電流を検出するためのセンサ回路１４を構成している。このセンサ回路１４には、電流が流れることにより発熱する抵抗１５がＵＶチューブ１１と直列に接続されている。
【００１７】
シャッタ１２は、ソレノイドコイル１３に電流が流れていないとき、図示しないばね等によって付勢されて、図１に示すように閉状態となっている。この閉状態の場合、シャッタ１２は、ＵＶチューブ１１の前面部がバーナ１０に露出する位置にある。このとき、バーナ１０に火炎が発生していてもその火炎に基づく紫外線がシャッタ１２により遮られるので、ＵＶセンサ１１は放電電流を生起しない。
一方、ソレノイドコイル１３に電流が流れているとき、シャッタ１２は、ソレノイドコイル１３に誘引されて開状態となる。この開状態の場合、シャッタ１２は、ＵＶチューブ１１の前面部がバーナ１０から隠される位置に移動している。このとき、バーナ１０に火炎が発生していると、ＵＶセンサ１１は、その火炎に基づく紫外線が照射されるので放電電流を生起する。
【００１８】
ソレノイドコイル１３は、外部回路２の直流電源２２に接続されており、この直流電源２２および火炎検出部２３とともにシャッタ１２を駆動するための駆動回路１６を構成している。この駆動回路１６には、所定の温度でＯＮとなる温度スイッチ１７もソレノイドコイル１３に対して直列に接続されている。この温度スイッチ１７は、センサ回路１４に接続された抵抗１５が発熱したときにその影響を受ける程度の距離に、抵抗１５と物理的に近接して配設されている。
【００１９】
火炎検出部２３は、駆動回路１６に対して直列に接続されており、その駆動回路１６に流れる電流に基づいてバーナ１０の火炎の有無を検出し、この検出結果を外部に出力する。
【００２０】
[火炎検出装置の動作]  
【００２１】
次に、火炎検出装置の動作について説明する。
【００２２】
通常、シャッタ１２は開状態となっている。この開状態において、バーナ１０に火炎が発生していない場合、ＵＶチューブ１１により放電電流が生起されないので、抵抗１５に電流が流れない。このため、抵抗１５が発熱しないので、温度スイッチ１７がＯＦＦの状態が保持される。これにより、ソレノイドコイル１３に直流電源２２から電流が流れないので、シャッタ１２は開状態を維持する。
【００２３】
バーナ１０に火炎が発生した場合、ＵＶチューブ１１により放電電流が生起され、抵抗１５に電流が流れる。これにより抵抗１５が発熱して所定の温度に達すると、温度スイッチ１７がＯＮとなって直流電源２２からソレノイドコイル１３に電流が流れ、シャッタ１２が閉状態となる。このようにシャッタ１２が閉状態となると、ＵＶチューブ１１により放電電流が生起されないので、抵抗１５に電流が流れなくなる。これにより抵抗１５の温度が低下して所定の温度を下回ると、温度スイッチ１７がＯＦＦとなり、直流電源２２からソレノイドコイル１３へ電流が流れなくなる。すると、シャッタ１２が開状態となるので、再度、ＵＶチューブ１１により放電電流が生起されて、上述した動作が繰り返される。このように、バーナ１０に火炎が発生すると、温度スイッチ１７がＯＮとＯＦＦを交互に繰り返すことにより、シャッタ１２が開状態と閉状態とを交互に繰り返すこととなる。
【００２４】
火炎検出部２３は、駆動回路１６に流れる電流に基づいて、バーナ１０の火炎の有無を検出する。具体的には、温度スイッチ１７がＯＦＦとなっており、駆動回路１６に直流電源２２からの電流が流れない状態が継続する場合、火炎検出部２３は、バーナ１０に火炎が発生していないと判定する。一方、上述したように温度スイッチ１７がＯＮとＯＦＦを交互に繰り返すことにより、駆動回路１６に直流電源２２からの電流が間欠的に流れている場合、火炎検出部２３は、バーナ１０に火炎が発生していると判定する。従来のように交流電源中の放電電流をセンシングする必要はなく、温度スイッチ１７をセンシングに代用できるので、火炎検出部２３を比較的高圧な交流電源２１から分離して設けることができる。
【００２５】
以上説明したように、本実施の形態によれば、ＵＶチューブ１１と交流電源２１との間の電気的変化に基づいて、ソレノイドコイル１３と直流電源２２との間の通電を制御する抵抗１５および温度スイッチ１７を備えることにより、複雑な回路構成を設けずにシャッタ１２を駆動でき、結果として、低コスト化を実現することができる。
【００２６】
なお、温度スイッチ１７には、図２に示すように、可動切片１７ａを温度スイッチ１７がＯＦＦとなる方向に付勢するばね１８を設けるようにしてもよい。これにより、温度スイッチ１７が所定の温度を下回ったことを検出すると即座にＯＦＦになるので、シャッタ１２が閉状態となる時間を短くすることができ、バーナ１０の火炎の有無が検出できない状態を短くすることができる。
【００２７】
また、本実施の形態では、センサ回路１４と駆動回路１６とを連関させるための素子として、抵抗１５と温度スイッチ１７を設ける場合を例に説明したが、センサ回路１４と駆動回路１６とを連関させることができるのであればそのための構成は抵抗１５と温度スイッチ１７に限定されず、適宜自由に設定することができる。例えば、通電することにより磁界を発生させるコイルと、このコイルによる磁界を検出するとスイッチをＯＮとする磁気スイッチとを設けるようにしてもよい。この場合、コイルを抵抗１５の代わりにセンサ回路１４に、磁気スイッチを温度スイッチ１７の代わりに駆動回路１６にそれぞれ接続するとともに、それらのコイルと磁気スイッチとを近設するようにすればよい。このような構成を採っても、本実施の形態と同様、バーナ１０に火炎が発生しているときにシャッタ１２が開状態と閉状態とを交互に繰り返すこととなる。
【００２８】
また、本実施の形態では、火炎検出部２３を駆動回路１６に接続する場合を例に説明したが、センサ回路１４に接続するようにしてもよい。この場合、火炎検出部２３は、ＵＶチューブ１１により生起される放電電流に基づいて、バーナ１０の火炎の有無を検出する。また、本実施の形態において、火炎検出部２３を外部回路２に設けた場合を例に説明したが、火炎センサ１に設けるようにしてもよいことは言うまでもない。
【００２９】
さらに、本実施の形態では、ソレノイドコイル１３によりシャッタ１２を誘引することによりシャッタ１２を閉状態とする場合を例に説明したが、シャッタ１２の開閉動作を実現できるのであればソレノイドコイル１３によりシャッタ１２を駆動する構成はこれに限定されず、適宜自由に設定することができる。例えば、ソレノイドコイル１３によりシャッタ１２を押し出すことによりシャッタ１２を閉状態とするようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、ＵＶチューブを備えた火炎センサに適用することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１…火炎センサ、２…外部回路、１１…ＵＶチューブ、１２…シャッタ、１３…ソレノイドコイル、１４…センサ回路、１５…抵抗、１６…駆動回路、１７…温度スイッチ、１７ａ…可動切片、１９…ばね、２１…交流電源、２２…直流電源、２３…火炎検出部。
【図１】
2013120140.tif 000003
【図２】
2013120140.tif 000004
【図３】
2013120140.tif 000005