(57)【要約】【課題】ポストパージ実行中に熱要求を受けた場合の、ポストパージとプレパージを効率的に行う。【解決手段】起動信号がＯＮとなり熱要求を受けた時に、ポストパージを実行中であった場合、実行中のポストパージを強制的に終了して、直ちにプレパージを開始する制御モードを有する制御部を備えた燃焼制御装置により、燃焼設備の制御を行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブロアモータの駆動により送風を行う送風機と、前記送風機の送風による空気の流動を検出するエアフロースイッチとを備えた燃焼設備を制御する燃焼制御装置であって、
熱要求を受けると、前記エアフロースイッチが前記送風機の送風による空気の流動を検出していないことを確認して、前記ブロアモータを設定時間駆動させて前記燃焼設備の燃焼室内を換気するプレパージを開始する第１の制御モードと、熱要求を受けた時に、燃焼停止後に前記ブロアモータを設定時間駆動させて前記燃焼設備の燃焼室内を換気するポストパージを実行中であった場合、当該設定時間分のポストパージの完了を待つことなく前記ポストパージを終了して、前記ブロアモータを駆動させて前記燃焼設備の燃焼室内を換気するプレパージを開始する第２の制御モードとを有する制御部を備えることを特徴とする燃焼制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、燃焼設備を制御する燃焼制御装置に関するものであって、特に、パージ動作の制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ボイラ等に用いられる燃焼設備においては、燃焼停止後に、燃焼室（炉）内に残留した燃焼ガスを排気するポストパージを行うためと、装置の熱が上がり過ぎないように熱交換を促進するために、送風機を駆動させる必要がある。また同様に、バーナの点火開始前には、送風機を駆動させて、燃焼室内に残留した燃焼ガスを排気するプレパージを行う必要がある（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２２０７５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
送風機はブロアモータとブロアモータにより駆動されるファンとを備えており、従来の燃焼制御装置は、燃焼を停止してから再度燃焼を開始しようとする際、送風の確認装置（エアフロースイッチ等）が故障していないか否かの確認を行うため、ポストパージ用のブロアモータが完全に停止していることを確認してからプレパージを行うシーケンスとなっている。なお、ブロアモータが完全に停止しているか否かは、送風機から送風がされているか否か（エアフロー検出か非検出か）に基づき判定される。
しかしながら、燃焼を停止してから再度燃焼を開始しようとするまでの間隔が短い場合においては、ブロアモータを停止（ブロアモータに停止命令を出す）させたとしても、ファンが惰性で回り続けている間はエアフロー非検出とならないためにプレパージを行うことができず、不要な待ち時間が発生していた。
【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、効率的なパージを行う燃焼制御装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る燃焼制御装置は、ブロアモータの駆動により送風を行う送風機と、送風機の送風による空気の流動を検出するエアフロースイッチとを備えた燃焼設備を制御するものであって、熱要求を受けると、エアフロースイッチが送風機の送風による空気の流動を検出していないことを確認して、ブロアモータを設定時間駆動させて燃焼設備の燃焼室内を換気するプレパージを開始する第１の制御モードと、熱要求を受けた時に、燃焼停止後にブロアモータを設定時間駆動させて燃焼設備の燃焼室内を換気するポストパージを実行中であった場合、当該設定時間分のポストパージの完了を待つことなくポストパージを終了して、ブロアモータを駆動させて燃焼設備の燃焼室内を換気するプレパージを開始する第２の制御モードとを有する制御部を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、効率的なパージを行う燃焼制御装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１に係る燃焼制御装置と、燃焼制御装置が制御する燃焼設備の構成を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る燃焼制御装置による制御の流れを示すタイミングチャート及びフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態１に係る燃焼制御装置の理解を助けるための参考例となる燃焼制御装置による制御の流れを示すタイミングチャート及びフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態１に係る燃焼制御装置による制御の流れを示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る燃焼制御装置と、該燃焼制御装置によって制御される燃焼設備の構成を示す図である。
燃焼設備は、図１に示すように、燃焼室１に組み込まれたメインバーナ２及びパイロットバーナ３と、パイロットバーナ３を点火する点火トランス４と、ファン（不図示）とそのファンを駆動するブロアモータ（不図示）とを備える送風機５と、送風機５の駆動によりメインバーナ２に空気を供給する空気供給系６と、メインバーナ２にガス等の燃料を供給する第１の燃料供給系７と、パイロットバーナ３にガス等の燃料を供給する第２の燃料供給系８とを備える。また更に、第１の燃料供給系７に直列に設けられて配管内の流体流量を調節するメイン弁９，１０と、第２の燃料供給系８に直列に設けられて配管内の流体流量を調節するパイロット弁１１，１２と、空気供給系６に設けられて配管内の空気流量を調節するダンパ１３とを備える。また更に、ダンパ１３よりも送風機５側の空気供給系６に設けられて配管内のエアフローを検出可能なエアフロースイッチ１４と、燃焼室１内でバーナ火炎の有無を検出可能な火炎検出器１５とを備える。
【００１０】
このような燃焼設備を制御するのが燃焼制御装置１００であり、制御部１０１を備える。
制御部１０１は、送風機５に備えられて送風機５のファンを駆動するブロアモータと、メイン弁９，１０と、パイロット弁１１，１２と、ダンパ１３と、点火トランス４の動作を制御する。
また、制御部１０１には、メイン弁９，１０に取り付けられた閉確認スイッチ（不図示）からのバルブの閉信号と、エアフロー検出・非検出を示すエアフロースイッチ１４からのエアフロー信号と、バーナ火炎の有無を示す火炎検出器１５からのフレーム信号と、熱要求の有無を示す温度調節器（不図示）からの起動信号が入力される。
【００１１】
図２（ａ）に、燃焼制御装置１００で燃焼設備を制御した際の、動作及び各信号の状態をタイミングチャートとして示す。また、図２（ｂ）には、燃焼停止後のポストパージを起点とした、制御部１０１によるパージ制御の流れをフローチャートで示す。図２（ａ）に示すものは、燃焼を停止してから再度燃焼を開始しようとするまでの時間が短い場合のタイミングチャートであり、具体的には、ポストパージ実行中に熱要求が発生する場合のものである。
図２（ａ）中の起動信号、エアフロー信号、閉信号、フレーム信号は制御部１０１への入力であり、一方、ブロアモータ、点火トランス、パイロット弁、メイン弁は制御部１０１からの出力（制御信号）を示す。後述する図３（ａ）及び図４においても同様である。
【００１２】
図２（ａ）中の時刻Ｔ1にて制御部１０１への熱要求（起動信号）が無くなる（ＯＮからＯＦＦになる）と、制御部１０１は、メイン弁９，１０を閉じて燃焼を停止させ、予め設定した時間分のポストパージを開始する（ステップＳＴ１）。つまり、起動信号がＯＦＦになっても、ブロアモータが駆動するよう制御して送風機５を駆動状態とし、ダンパ１３の開度を最大に制御する。
【００１３】
続いて、制御部１０１は、ポストパージの実行時間が予め設定した時間を経過しているかを判定する（ステップＳＴ２）。ポストパージを予め設定した時間分実行したら（ステップＳＴ２；ＹＥＳ）、制御部１０１は、燃焼停止後のポストパージを起点としたパージ制御を終了する。つまりこれは、起動信号の待ち状態に入ることであり、後述する図４中の時刻Ｔ23の状態に相当する。
【００１４】
一方、ポストパージの実行時間が予め設定した時間を経過していないのであれば（ステップＳＴ２；ＮＯ）、続いて、制御部１０１は、起動信号を監視して、熱要求が発生したか（起動信号がＯＮか）を判定する（ステップＳＴ３）。
起動信号がＯＦＦであれば（ステップＳＴ３；ＮＯ）、ステップＳＴ２へ戻り、制御部１０１は、引き続きポストパージを続けながら、ポストパージの実行時間と設定時間とを比較する。
【００１５】
一方、図２（ａ）中の時刻Ｔ2（時刻Ｔ2においてはポストパージ実行中）にて起動信号がＯＮとなると（ステップＳＴ３；ＹＥＳ）、制御部１０１は、ポストパージを強制終了し、直ちに予め設定した時間分のプレパージを実行する（ステップＳＴ４）。ステップＳＴ４でのプレパージが予め設定した時間分行われて、燃焼停止後のポストパージを起点としたパージ制御の終了となる。または、当該予め設定した時間からポストパージの実行時間分を引いた時間分のプレパージを実行するようにしてもよい。
プレパージでは、制御部１０１は、引き続きブロアモータが駆動するよう制御して、送風機５を駆動状態とし、ダンパ１３の開度を最大に制御する。
なお、ステップＳＴ４でポストパージからプレパージへと切り替えるとき、制御部１０１は、ポストパージ用に動作制御していたブロアモータと、ダンパ１３の制御を継続する。つまり、ブロアモータを止めることなく引き続きブロアモータが駆動するよう制御して送風機５を駆動状態とし、ダンパ１３の開度を引き続き最大に制御する。
また、上記したポストパージの設定時間とプレパージの設定時間は、同じでもよいし、異なっていてもよい。
【００１６】
プレパージを予め設定した時間分実行した後、制御部１０１は、燃焼設備から入力される各信号を監視して各処理（点火トランス４が発生するスパークのチェック等を行う点火待ち、パイロット弁１１，１２を開いてパイロットバーナ３の点火を点火トランス４により行うイグニッショントライアル、メイン弁９，１０を開く前に、パイロットバーナ３が確実に着火したかを確認するパイロットオンリー、メイン弁９，１０を開きメインバーナ２の点火を行うメイントライアル、火炎を安定させるためのメイン安定）の制御を行い、定常の燃焼動作制御へと移行する。
【００１７】
ここで、図３に、この発明の実施の形態１に係る燃焼制御装置の理解を助けるための参考例を示す。この参考例では、図３（ｃ）に示す制御部２０１を備えた燃焼制御装置２００により燃焼設備を制御する。なお、燃焼制御装置２００が制御対象とする燃焼設備、燃焼制御装置２００への入力信号及び燃焼制御装置２００から燃焼設備への制御ラインは図１と同一である。
図３（ａ）に、燃焼制御装置２００で燃焼設備を制御した際の、動作及び各信号の状態をタイミングチャートとして示す。また、図３（ｂ）には、燃焼停止後のポストパージを起点とした、制御部２０１によるパージ制御の流れをフローチャートで示す。図３（ａ）に示すものは、燃焼を停止してから再度燃焼を開始しようとするまでの時間が短い場合のタイミングチャートであり、具体的には、ポストパージ実行中に熱要求が発生する場合のものである。
【００１８】
図３（ａ）中の時刻Ｔ11にて制御部２０１への熱要求（起動信号）が無くなる（ＯＮからＯＦＦになる）と、制御部２０１は、メイン弁９，１０を閉じて燃焼を停止させ、ポストパージを開始する（ステップＳＴ１０１）。つまり、起動信号がＯＦＦになっても、ブロアモータが駆動するよう制御して送風機５を駆動状態とし、ダンパ１３の開度を最大に制御する。
【００１９】
続いて、制御部２０１は、ポストパージの実行時間が予め設定した時間を経過しているかを判定する（ステップＳＴ１０２）。ポストパージを予め設定した時間分実行したら（ステップＳＴ１０２；ＹＥＳ）、制御部２０１は、燃焼停止後のポストパージを起点としたパージ制御を終了する。つまりこれは、起動信号の待ち状態に入ることであり、後述する図４中の時刻Ｔ23の状態に相当する。
【００２０】
一方、ポストパージの実行時間が予め設定した時間を経過していないのであれば（ステップＳＴ１０２；ＮＯ）、続いて、制御部２０１は、起動信号を監視して、熱要求が発生したか（起動信号がＯＮか）を判定する（ステップＳＴ１０３）。
起動信号がＯＦＦであれば（ステップＳＴ１０３；ＮＯ）、ステップＳＴ１０２へ戻り、制御部２０１は、引き続きポストパージを続けながら、ポストパージの実行時間と設定時間とを比較する。
【００２１】
一方、図３（ａ）中の時刻Ｔ12にて起動信号がＯＮとなると（ステップＳＴ１０３；ＹＥＳ）、制御部２０１は、ポストパージを予め設定した時間分となるまで実行してポストパージを終了（図３（ａ）中の時刻Ｔ13）した後、火炎検出器１５の異常の有無等の自己点検（スタートチェック）を行う（ステップＳＴ１０４）。
なお、ポストパージの終了は、制御部２０１が、ブロアモータへ停止の旨の制御信号を出力する（図３（ａ）中の時刻Ｔ13）ことで行う。そして、ポストパージ終了後は、送風機５のファンが惰性で回り続ける時間があるので、ポストパージを終了しても直ちにエアフロー信号はＯＦＦとならない。
【００２２】
続いて、制御部２０１は、エアフロースイッチ１４の信号から、エアフロー信号がＯＮであるか、つまりエアフロー検出（エアフロー信号ＯＮ）・エアフロー非検出（エアフロー信号ＯＦＦ）を判定する（ステップＳＴ１０５）。
エアフロー信号がＯＮであれば（ステップＳＴ１０５；ＹＥＳ）、再度ステップＳＴ１０５を行う。
【００２３】
一方、図３（ａ）中の時刻Ｔ14にてエアフロー信号がＯＦＦとなると（ステップＳＴ１０５；ＮＯ）、制御部２０１は、予め設定した時間分のプレパージを実行する（ステップＳＴ１０６）。ステップＳＴ１０６でのプレパージが予め設定した時間分行われて、燃焼停止後のポストパージを起点としたパージ制御の終了となる。
プレパージでは、制御部２０１は、ブロアモータが駆動するよう制御して、送風機５を停止状態から駆動状態とし、ダンパ１３の開度を最大に制御する。
プレパージを予め設定した時間分実行した後、制御部２０１は、燃焼設備から入力される各信号を監視して各処理（点火待ち、イグニッショントライアル、パイロットオンリー、メイントライアル、メイン安定）の制御を行い、定常の燃焼動作制御へと移行する。
【００２４】
つまり、参考例として示す制御部２０１の制御によると、ポストパージ実行中に熱要求が発生した場合、ポストパージを予め設定した時間分実行し終えた後、スタートチェックを行い、エアフロー非検出となってからプレパージを開始する。
この場合、ポストパージの実行時間が予め設定した時間に達したために、ポストパージ用に動作制御していたブロアモータを停止させたとしても、その後送風機５のファンが惰性で回り続けている間（図３（ａ）中の時刻Ｔ13〜Ｔ14）はエアフロースイッチ１４の信号がエアフロー非検出を示さない。このため、プレパージに移行するまでに不要な待ち時間が発生してしまう。また、スタートチェックを行う必要もある。
【００２５】
これに対して、上記したこの発明の実施の形態１に係る燃焼制御装置１００の制御部１０１は、ポストパージ実行中に熱要求が発生した場合、ポストパージを強制終了し、スタートチェック及びエアフロー検出・非検出の確認を行うことなく、直ちにプレパージに移行するように制御を行う。
従って、制御部１０１は、参考例の制御部２０１の制御で発生していたような、エアフロー非検出となるまでの不要な待ち時間が発生せず、スタートチェックも行わないので、熱要求が発生してからプレパージを開始するまでの時間及びプレパージが終了するまでの時間を制御部２０１による制御よりも短くすることができる。
【００２６】
なお、ここで、図４に、ステップＳＴ２及びステップＳＴ１０２が‘ＹＥＳ’となった場合の制御について、動作及び各信号の状態をタイミングチャートとして示す。これはつまりポストパージ実行中に熱要求が発生しない場合の制御であり、制御部１０１及び制御部２０１いずれにおいても同じ制御となる。説明では、制御部１０１による制御として説明する。
ステップＳＴ２（ステップＳＴ１０２）が‘ＹＥＳ’となるのは、図４中の時刻Ｔ23の状態に相当する。
【００２７】
時刻Ｔ23から熱要求の発生が無いまま時刻Ｔ20の状態へと移行し、熱要求の無いまま時刻Ｔ21へと向かう。この時刻Ｔ23からＴ21の間は、起動信号の待ち状態である。そして、時刻Ｔ21で熱要求が発生すると、制御部１０１は、スタートチェックを行い、エアフロー非検出を確認してからプレパージを開始する。プレパージでは、制御部１０１は、ブロアモータが駆動するよう制御して、送風機５を停止状態から駆動状態とし、ダンパ１３の開度を最大に制御する。プレパージを予め設定した時間分実行した後、制御部１０１は、燃焼設備から入力される各信号を監視して各処理（点火待ち、イグニッショントライアル、パイロットオンリー、メイントライアル、メイン安定）の制御を行い、定常の燃焼動作制御へと移行する。
【００２８】
その後、時刻Ｔ22で熱要求が無くなると、制御部１０１は、ポストパージを開始する（ステップＳＴ１またはステップＳＴ１０１に相当）。
以上がポストパージ実行中に熱要求が発生しない場合の制御である。
【００２９】
以上のように、この実施の形態１によれば、ポストパージ実行中に熱要求が発生すると、制御部１０１は、予め設定した時間分のポストパージを行っていなくともポストパージを終了して、プレパージを開始する制御を行うので、従来発生していたエアフロー非検出となるまでの待ち時間及びスタートチェックが不要となり、熱要求が発生してからプレパージが終了するまでの時間を短くすることができる。従って、効率的なパージを行うことができる。
【００３０】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００３１】
１  燃焼室
２  メインバーナ
３  パイロットバーナ
４  点火トランス
５  送風機
６  空気供給系
７  第１の燃料供給系
８  第２の燃料供給系
９，１０  メイン弁
１１，１２  パイロット弁
１３  ダンパ
１４  エアフロースイッチ
１５  火炎検出器
１００  燃焼制御装置
１０１  制御部
２００  燃焼制御装置
２０１  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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