(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インバータの出力する高周波電圧或いはその昇圧電圧が印加されて動作するオゾン発生管の短絡検出回路であって、前記インバータの出力電圧と出力電流両者の検出値から出力電力の平均値を演算する電力平均回路と、この電力平均回路の出力する電力平均値とその監視レベル設定値とを比較する第１のレベル比較器と、前記インバータの出力電力の設定値とその監視許容レベル設定値とを比較する第２のレベル比較器と、これ等両比較器の出力を入力とする論理回路とを備え、前記インバータの出力電力の設定値が所定の監視許容レベルよりも大であるにもかかわらず前記出力電力の実際値が所定の監視レベル設定値よりも小である状態を前記オゾン発生管の短絡状態と判定し、前記論理回路よりオゾン発生管短絡検出信号を出力させる事を特徴とするオゾン発生管短絡検出回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、インバータの出力する高周波電圧を受けて動作するオゾン発生管の短絡検出回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のオゾン発生管の短絡検出回路としては、オゾン発生管の短絡に対応して変化するインバータ回路上の所定位置における電流変化状態の検出を行うものが知られており、図４はオゾン発生管を駆動する電流形インバータ装置の主回路図の例示であり、オゾン発生管短絡状態を前記インバータ装置の直流中間電流の増大検出により行う場合の主回路例示である。
【０００３】
図４において、５は電流形のインバータ装置であり、パワートランジスタによるＰＷＭ制御形のコンバータ５ａと、直流リアクトルＤＣＬと、自己消弧形サイリスタ素子ＧＴＯ等を用いたインバータ５ｂとから構成されている。また、２は単相の昇圧変圧器、３はオゾン発生管、ＡＣＬはオゾン発生管３に並列接続された交流リアクトル、ＨＣＴはコンバータ５ａとインバータ５ｂ間の直流中間回路の直流電流検出信号Ｓidc を出力するホール素子形の直流変流器である。
【０００４】
図示の主回路構成においてオゾン発生管３に短絡が発生すれば、昇圧変圧器２を介してインバータ側から見たオゾン発生管３の分担電圧は零或いは零に近い極めて低い値となってインバータ５ｂにおけるサイリスタ素子の転流失敗を招き、前記直流中間回路の電流増大を来す。
従って、直流変流器ＨＣＴの出力する直流中間回路電流検出信号Ｓidc が所定の電流設定値以上となった状態を図示していない電流比較回路により検出する事によりオゾン発生管短絡状態の検出を行う事が出来る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記の如く、インバータの出力する所定の高周波電圧或いはその昇圧電圧を受けて動作するオゾン発生管の短絡検出回路として、従来のものは、オゾン発生管駆動インバータの回路上の所定位置における電流変化の検出信号、例えば電流形インバータ装置における直流中間電流の増大検出信号を以て所要の短絡検出信号となすものであった。
【０００６】
しかしながら、オゾン発生管の短絡発生時にその駆動インバータ回路上に明確な電流変化が発生しなければ、前記の如き電流変化の検出によりオゾン発生管の短絡検知を行う回路構成は適用出来ないものとなる。
【０００７】
例えば、平滑コンデンサを介して供給される交流整流電圧をその入力直流電圧とし、パワートランジスタによるＰＷＭスイッチング動作により所要の交流電圧を得る電圧形インバータ装置の場合、その負荷をなすオゾン発生管に短絡が発生した場合を含めて負荷電流の過大状態を招く何らかの異常が発生した時、急速な電流制限制御が行われるためにインバータ入出力電流における顕著な変化は発生せず、前述の如き電流変化による短絡検知回路の適用は困難である。
【０００８】
上記に鑑みこの発明は、インバータの出力する所定の高周波電圧或いはその昇圧電圧を受けて動作するオゾン発生管の短絡検出回路として、インバータ装置における顕著な電流変化の有無に依存する事なく、従ってインバータ装置における電流形か電圧形かの形式に関係無く、前記オゾン発生管の明確な短絡検出を可能とするオゾン発生管短絡検出回路の提供を目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明のオゾン発生管短絡検出回路は、インバータの出力する高周波電圧或いはその昇圧電圧が印加されて動作するオゾン発生管の短絡検出回路であって、前記インバータの出力電圧と出力電流両者の検出値から出力電力の平均値を演算する電力平均回路と、この電力平均回路の出力する電力平均値とその監視レベル設定値とを比較する第１のレベル比較器と、前記インバータの出力電力の設定値とその監視許容レベル設定値とを比較する第２のレベル比較器と、これ等両比較器の出力を入力とする論理回路とを備え、前記インバータの出力電力の設定値が所定の監視許容レベルよりも大であるにもかかわらず前記出力電力の実際値が所定の監視レベル設定値よりも小である状態を前記オゾン発生管の短絡状態と判定し、前記論理回路よりオゾン発生管短絡検出信号を出力させるものとする。
【００１０】
上記の如くこの発明は、インバータ装置における顕著な電流変化の有無に依存する事なく、そのオゾン発生量と比例関係にあるオゾン発生管の入力電力、従って前記インバータ装置の出力電力の低減変化の検出によりオゾン発生管短絡信号を得る如く回路構成するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施例を図１〜図３により説明する。ここに、図１はオゾン発生管の短絡検出回路図、図２はオゾン発生管の短絡検出特性図、図３はオゾン発生管を駆動する電圧形インバータ装置の主回路図である。
先ず、図３において１は電圧形のインバータ装置であり、整流器１ａと、平滑用コンデンサＣf と、逆並列されたダイオードを有するパワートランジスタによるＰＷＭ制御形のインバータ１ｂとから構成され、また、２は単相昇圧変圧器、３はオゾン発生管、ＰＴは計器用変圧器、ＣＴは計器用変流器である。
【００１２】
また、Ｓv は前記ＰＴによるインバータ出力電圧の検出信号、Ｓi は前記ＣＴによるインバータ出力電流の検出信号、Ｓp はインバータ１ｂに設置された電力設定器によるインバータ出力電力の設定値ＰS の設定信号である。
なお、前記の如くオゾン発生量とオゾン発生管の入力電力とは比例関係にあり、従ってオゾン発生管の入力電力をなすインバータ出力電力の設定はオゾン発生量の設定と等価となる。
【００１３】
次に、図１に示すオゾン発生管の短絡検出回路図において、１１はインバータ出力電流の検出信号Ｓi を受け所定の変換信号を出力する出力電流検出器、１２はインバータ出力電圧の検出信号Ｓv を受け所定の変換信号を出力する出力電圧検出器、１３は前記両検出器１１と１２がそれぞれ出力する電流変換信号と電圧変換信号とを掛算し両信号のスカラー積としてのインバータ出力電力値を出力する掛算器、１４は掛算器１３の出力信号を受けてその平均値ＰO を出力する電力平均回路、１６は前記のインバータ出力電力の平均値ＰO に対する監視レベル値ＰOLを設定する第１の電力設定器、１５は前記両電力信号値ＰO とＰOLとを比較してＰO がＰOLより小なる場合にＬレベルの論理信号を出力する第１のレベル比較器、１８は前記のインバータ出力電力の設定値ＰS に対する監視許容レベル値ＰSLを設定する第２の電力設定器、１７は前記両電力信号値ＰS とＰSLとを比較してＰS がＰSLより大なる場合にＬレベルの論理信号を出力する第２のレベル比較器、１９は前記両レベル比較器の出力論理信号をその入力として論理信号Ｓf を出力するＯＲ論理素子である。
【００１４】
前記のＯＲ素子１９はレベル比較器１５と１７両者の出力信号が共にＬレベルの場合、即ち、前記のオゾン発生量に対応するインバータ出力電力の設定値ＰS をその監視許容レベル値ＰSLよりも大となしているにもかかわらず、インバータ出力電力の実際値ＰO がその監視レベル値ＰOLより小となり、インバータ出力の増大が図れない状態にある場合、に論理信号Ｓf をオゾン発生管の短絡検出信号として出力するものである。
【００１５】
また、図２に示すオゾン発生管の短絡検出特性図は上記の如き短絡検出信号としての論理信号Ｓf の形成条件ＰS ＞ＰSL，ＰO ＜ＰOLを満たす範囲を図示斜線部のオゾン発生管短絡検出域として示すものであり、オゾン発生管の短絡検出を前記の出力電流検出信号Ｓi の変化のみに依存する事なく、オゾン発生量と比例関係にあるインバータ出力電力の関連諸元ＰO ，ＰS 等により行う模様を示すものである。
【００１６】
なお、図１の実施例でレベル比較器１７は電力信号値ＰS が同ＰSLより大なる場合にＬレベルの論理信号を出力するように構成されている。
一方、レベル比較器１７を前記信号値ＰS が同ＰSLより大なる場合にＨレベルの論理信号を出力するように構成すると共にその出力側にＮＯＴ素子を接続しておけば、このＮＯＴ素子からは前記の場合と同様のＬレベルの論理信号が出力される事になる。
【００１７】
即ち、レベル比較器１５，１７及びその後に接続される論理素子より成る論理回路は、図１の実施例の回路構成に限定される事なく、前記の各電力信号値に関するＰS ＞ＰSLとＰO ＜ＰOLの両条件の成立状態を前記オゾン発生管の短絡状態として検出し所定の検出信号を出力する様に論理構成されて居れば良い。
【００１８】
【発明の効果】
この発明によれば、インバータの出力高周波電圧或いはその昇圧電圧が印加されて動作するオゾン発生管の短絡検出回路を、前記インバータの出力電圧と出力電流との検出値から出力電力の平均値を演算する電力平均回路と、この電力平均回路の出力する電力平均値とその監視レベル設定値とを比較する第１のレベル比較器と、前記インバータの出力電力の設定値とその監視許容レベル設定値とを比較する第２のレベル比較器と、これ等両比較器の出力を入力とする論理回路とを備え、前記インバータの出力電力の設定値が所定の監視許容レベルよりも大であるにもかかわらず前記出力電力の実際値が所定の監視レベル設定値よりも小である状態を前記オゾン発生管の短絡状態と判定し、前記論理回路よりオゾン発生管短絡検出信号を出力させる事により、インバータ装置における顕著な電流変化の有無に依存する事なく、またインバータ装置に関する電流形か電圧形かの形式に無関係に、そのオゾン発生量と比例関係にあるオゾン発生管の入力電力、従って前記インバータ装置の出力電力の低減変化検出により前記オゾン発生管の明確な短絡検出が可能となり、短絡状態でのオゾン発生管の運転によるその破損を回避させる事が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例を示すオゾン発生管の短絡検出回路図
【図２】図１に対応するオゾン発生管の短絡検出特性図
【図３】図１に対応する電圧形インバータ装置の主回路図
【図４】従来技術の実施例に対応する電流形インバータ装置の主回路図
【符号の説明】
１    インバータ装置（電圧形）
１ａ  整流器
１ｂ  インバータ
２    単相昇圧変圧器
３    オゾン発生管
５    インバータ装置（電流形）
５ａ  コンバータ
５ｂ  インバータ
１１    出力電流検出器
１２    出力電圧検出器
１３    掛算器
１４    電力平均回路
１５    （第１の）レベル比較器
１６    （第１の）電力設定器
１７    （第２の）レベル比較器
１８    （第２の）電力設定器
１９    ＯＲ素子
ＡＣＬ    交流リアクトル
Ｃf   平滑コンデンサ
ＣＴ    計器用変流器
ＤＣＬ    直流リアクトル
ＨＣＴ    ホール素子形直流変流器
ＰＴ    計器用変圧器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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