(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスバーナの炎口近傍に設けられた熱電対と、該熱電対の熱起電力を増幅する増幅器と、該増幅器に前記熱電対の熱起電力を入力したときの出力値と該増幅器に０Ｖを入力したときの出力値であるオフセット電圧との差を所定の閾値と比較することによりガスバーナの炎の有無を判定する判定手段とを備えた炎検出回路において、前記オフセット電圧を炎検出中に更新することを特徴とする炎検出回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスバーナの炎を検出する炎検出回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ガスバーナの炎を検出する炎検出回路は、ガスバーナの炎口近傍に設けた熱電対の熱起電力を増幅器で増幅して出力し、その出力値と所定の閾値とを比較することによりガスバーナの炎の有無を判定する構造となっている。
【０００３】
通常、増幅がα倍である増幅器にＸボルトを入力すると理想的にはＸボルトが正確に増幅された値α・Ｘボルトが出力されるが、実際には誤差Ｙボルトを含んだ（α・Ｘ＋Ｙ）ボルトが出力される。この誤差分のＹボルト、すなわち増幅器に０Ｖを入力したときの出力値をオフセット電圧といい、個々の増幅器自体および増幅回路によってばらつきがある。したがって、従来の炎検出回路の前記所定の閾値は、増幅器ごとのオフセット電圧のばらつき、本実施の形態では増幅器に対する入力値に換算して±１．３ｍＶ（以下、電圧値は、増幅器に対する入力値に換算した値を用いて説明する）のばらつきを考慮し、増幅器の出力値がばらついても、点火時の検出時間および失火時の検出時間がある一定時間以内になるように−２．８ｍＶと設定されていた。
【０００４】
一方、図３に示すように、熱電対ＴＣはガスバーナの炎口近傍に取りつけられているが、ガスバーナごとの熱電対ＴＣの取り付け位置のばらつきによって炎と熱電対ＴＣとの位置関係にばらつきが生じ、熱起電力が全体的に低下する場合がある。また、風等の影響によりガスバーナの炎が振れて熱電対ＴＣから炎が離れて熱起電力が低下する場合がある。さらに近年、ガス量を絞る能力を向上させることにより、燃焼の最小火力を従来よりも小さくしたガスバーナがあり、このようなガスバーナで小火力の燃焼をする場合、炎がある場合であっても熱起電力が通常のガスバーナほど上がらない。
【０００５】
これらの場合に所定の閾値が従来の−２．８ｍＶ程度であると、実際にガスバーナの炎があるにもかかわらず増幅器の出力値が所定の閾値を上回ってしまい、失火と判断してしまう場合がある。したがって、所定の閾値を、従来の−２．８ｍＶ程度から−１．５ｍＶ程度まで上げる必要がある。しかし、増幅器のオフセット電圧が±１．３ｍＶの範囲でばらついており、増幅器（オフセット電圧が１．３ｍＶのもの）によっては熱起電力が−０．２ｍＶ以下であれば炎ありと判断するので、炎が無い場合であっても、ノイズ等の増幅された出力により炎があると判断してしまう場合がある。
【０００６】
そこで、特開平６−２４１４４３号公報に記載された炎検出回路は、ガスバーナの炎を検出する前にあらかじめ増幅器のオフセット電圧を測定して記憶装置に記憶し、前記増幅器に熱電対の熱起電力を入力したときの出力値と前記記憶装置に記憶させたオフセット電圧との差を所定の閾値と比較することにより、増幅器ごとのオフセット電圧のばらつきが炎の検出に与える影響を無くしていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記特開平６−２４１４４３号公報に記載された炎検出回路は、燃焼検出前にオフセット電圧を測定して記憶装置に記憶している。一方、回路が実際に作動すると、時間経過とともに増幅器の周囲の温度は通常、室温の２０℃付近から７０℃付近まで変化していく。図２に示す増幅器のオフセット電圧を増幅器に対する入力値に換算した値、すなわち入力オフセット電圧と、周囲の温度との関係からもわかるように、周囲の温度が２０℃から７０℃まで変化したときに入力オフセット電圧は１ｍＶ以上変動する。この１ｍＶ以上のオフセット電圧の変動は所定の閾値の−１.５ｍＶに対して大きく、燃焼検出前にオフセット電圧を測定して記憶装置に記憶する前記特開平６−２４１４４３号公報に記載された炎検出回路ではオフセット電圧の経時変化に対応できない。したがってオフセット電圧の変動によっては、炎が無い場合であっても、ノイズ等の増幅された出力により炎があると判断してしまう場合がある。なお、増幅器を作動させる電源電圧として電池を使用した場合、電池の電圧は使用時間により低下する。この電源電圧の変化によるオフセット電圧の変動もオフセット電圧の経時変化の一因となっている。
【０００８】
そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、オフセット電圧の経時変化に対応でき、正確に炎の検出をすることができる炎検出回路を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、ガスバーナ付近に設けられた熱電対と、該熱電対の熱起電力を増幅する増幅器と、該増幅器に前記熱電対の熱起電力を入力したときの出力値と該増幅器に０Ｖを入力したときの出力値であるオフセット電圧との差を所定の閾値と比較することによりガスバーナの炎の有無を判定する判定手段とを備えた炎検出回路において、前記オフセット電圧を炎検出中に更新することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、増幅器に熱電対の熱起電力を入力したときの出力値とオフセット電圧との差を所定の閾値と比較することによりガスバーナの炎の有無を判定し、炎検出中にオフセット電圧を更新するので、周囲の温度および入力電圧の経時変化による増幅器のオフセット電圧の変化が炎の検出に与える影響を無くすことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１を参照して、１は熱電対であり、ガスバーナ６付近に設けられていて、ガスバーナ６の炎によって熱せられると熱起電力が生じる。増幅器２はスイッチ３を介して熱電対１と、スイッチ４を介して直流電源９と接続されており、入力された電圧を増幅して制御・判定装置５に出力する。
【００１２】
スイッチ３は熱電対１と増幅器２との間に設けられ、スイッチ３をＯＮにすることにより熱電対１と増幅器２とが接続され、スイッチ３をＯＦＦにすることにより熱電対１と増幅器２との接続が切断される。スイッチ４は直流電源９と増幅器２との間に設けられ、スイッチ４をＯＮにすることにより直流電源９と増幅器２とが接続され、スイッチ４をＯＦＦにすることにより直流電源９と増幅器２との接続が切断される。
【００１３】
したがって、スイッチ３をＯＮにし、スイッチ４をＯＦＦにすることにより増幅器２に熱起電力による電圧Ｖtcが入力される。また、増幅器２とスイッチ３との間が抵抗１０を介して接地されているため、スイッチ３とスイッチ４との双方をＯＦＦにすることにより増幅器２に０Ｖが入力され、スイッチ３をＯＦＦにし、スイッチ４をＯＮにすることにより増幅器２に直流電源９の電圧である基準電圧Ｖb（本実施の形態では増幅器２の出力が０．５Ｖとなるような電圧）が入力される。
【００１４】
スイッチ３およびスイッチ４のＯＮ・ＯＦＦの切替えの制御は制御・判定装置５によっておこなわれる。また、制御・判定装置５は増幅器２の出力値を記憶し、この記憶した値を計算処理した値と所定の閾値とを比較することによりガスバーナ６の炎の有無を判定する。
【００１５】
熱電対１の２つの端子間には抵抗７及びコンデンサ８が設けられ、抵抗７は熱電対１が断線した場合に回路が破損しないように設けられており、コンデンサ８は熱起電力に重畳される高周波成分をカットするように設けられている。
【００１６】
本実施の形態の炎検出回路による炎検出は、制御・判定装置５がスイッチ３およびスイッチ４のＯＮ・ＯＦＦの切替えを制御し、第１段階、第２段階、第３段階からなる１工程を繰り返すことによっておこなう。
【００１７】
第１段階では、制御・判定装置５の制御により、スイッチ３をＯＮにし、スイッチ４をＯＦＦにする。これにより増幅器２には熱電対１の熱起電力による電圧Ｖtcが入力され、電圧Ｖが制御・判定装置５に出力される。この電圧Ｖは、電圧Ｖtcがこの増幅器２によって正確に増幅されたときの値、例えば増幅器２の増幅を１３０倍とすれば１３０・Ｖtcと、増幅器２に０Ｖが入力されたときの出力値、すなわちオフセット電圧Ｖoとを足し合わせた値（Ｖo＋１３０・Ｖtc）である。そして出力された電圧Ｖは制御・判定装置５によって記憶される。
【００１８】
次に第２段階では、制御・判定装置５の制御により、スイッチ３をＯＦＦにし、スイッチ４をＯＮにする。これにより増幅器２には基準電圧Ｖbが入力され、増幅された電圧Ｖb´が出力される。出力された電圧Ｖb´は制御・判定装置５によって記憶される。
【００１９】
第３段階では、制御・判定装置５の制御により、スイッチ３、スイッチ４の双方をＯＦＦにする。これにより増幅器２には０Ｖが入力され、オフセット電圧Ｖoが制御・判定装置５に出力される。そして出力されたオフセット電圧Ｖoは制御・判定装置５に記憶される。
【００２０】
制御・判定装置５は１工程終了後、第１段階で記憶された電圧Ｖから第３段階で記憶されたオフセット電圧Ｖoを引くことにより、熱電対１の熱起電力である電圧Ｖtcがこの増幅器２によって正確に増幅されたときの値１３０・Ｖtcを計算し、１３０・Ｖtcと所定の閾値とを比較することによって炎の有無を判定する。続いて制御・判定装置５は第２段階で記憶した電圧Ｖb´からオフセット電圧Ｖoを引いた値（Ｖb´−Ｖo）と、入力電圧であるＶbがこの増幅器２によって正確に増幅されたときの値である１３０・Ｖbとを比較し、２つの値の差が所定の範囲内にあるか否かにより増幅器２の増幅の故障の有無を判定する。
【００２１】
本実施形態では、以上の３つの段階を各段階５msecづつおこない、この３段階による１５msecの１工程を炎検出中周期的に繰り返すことにより、制御・判定装置５に記憶されているオフセット電圧Ｖoを更新し、オフセット電圧Ｖoの経時変化の影響を受けずに正確に炎を検出することができる。
【００２２】
なお、１工程中の各段階の順番は必ずしも前記第１段階、第２段階、第３段階の順でなくともよく、どのような順番であってもよい。
【００２３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は、周囲の温度および増幅器を作動させる電源電圧の経時変化によるオフセット電圧の経時変化が炎の検出に与える影響を無くすことができ、例えば風等の影響によりガスバーナの炎が振れて熱電対から炎が離れ、熱起電力が低下するような場合や、ガスバーナごとの熱電対の取り付け位置のばらつきによって炎と熱電対との位置関係にばらつきが生じ、熱起電力が全体的に低下する場合、または、最小火力を従来よりも小さくしたガスバーナで小火力の燃焼をし、熱起電力が上がらない場合においても正確に炎を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の構成を示す図
【図２】増幅器の周囲の温度とオフセット電圧との関係図
【図３】ガスバーナの断面図
【符号の説明】
１  熱電対
２  増幅器
５  制御・判定装置
６  ガスバーナ
【図１】
0003850603.tif 000002
【図２】
0003850603.tif 000003
【図３】
0003850603.tif 000004