(57)【要約】【課題】業務用等の燃焼量の比較的大きい燃焼装置においても、電源異常に伴う必要以上の運転中断を回避し、運転効率を高める。【解決手段】電源の停電および電圧降下を判別する電源監視手段と、該電源監視手段が検出した停電または電圧降下における期間を計時し、予め設定した停電時と電圧降下時の逆火燃焼を生じない許容時間内であれば燃焼動作停止せず、該許容時間を越える場合は燃焼動作停止した後、始動シーケンスにと則って燃焼を再開する制御手段とを備えた燃焼装置である。【選択図】　　　　図１
2004138290.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動送風手段により供給される空気と電気式燃焼弁を介して供給される燃料とを、バーナを介して燃焼室内に送り込み燃焼させる燃焼装置において、電源の停電および電圧降下を判別する電源監視手段と、該電源監視手段が検出した停電または電圧降下における期間を計時し、予め設定した停電時と電圧降下時の逆火燃焼を生じない許容時間内であれば燃焼動作停止せず、該許容時間を越える場合は燃焼動作停止した後、始動シーケンスに則って燃焼を再開する制御手段とを備えた燃焼装置。
【請求項２】
制御手段は、燃焼室内の火炎レベルを検出する火炎検出器へ接続されており、前記燃焼室内の火炎レベルが電源の停電時または電圧降下時に火炎がバーナから一定距離離れたと判断される火炎検出レベル以下まで低下し、この状態が予め定めた所定時間以上に亙って続いたときは、燃焼動作停止した後、始動シーケンスに則って燃焼を再開することを特徴とする請求項１記載の燃焼装置。
【請求項３】
制御手段は、電源の停電または電圧降下を検知した回数を計数し、また、前記燃焼室内の火炎レベルが要注意レベルを割り込んだ回数を計数し、計数値が所定値を越えたときは警告を発することを特徴とする請求項１または請求項２記載の燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電源異常に伴う必要以上の運転中断を回避し、運転効率を高める制御手段を有する燃焼装置において、異常燃焼に至らないように予防する燃焼装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は従来の燃焼装置の一例を示す概略構成図である。図において、１は燃焼装置、２は燃焼室、３は燃焼室２内に配設された主バーナ、４は燃焼室２内の主バーナ３の近くに配設されたパイロットバーナ、５は主バーナ３に空気（自然対流による空気の供給を含む。以下同じ。）を送り込む送風管、６は送風管５に接続された電動送風ファン（電動送風手段）、７は電動送風ファン６を駆動するファンモータ、８は送風管５を介して主バーナ３に供給される送風量を調節するダンパ、９はダンパ８を開閉制御するダンパモータ、１０はガス供給源（図示せず）と主バーナ３を結ぶ主ガス管路、１１，１２は主ガス管路１０中に縦列接続した一対の電気式燃焼弁、１３は主ガス管路１０から分岐しパイロットバーナ４に至るパイロットガス管路、１４，１５はパイロットガス管路１３中に縦列接続した電磁弁等からなる一対のパイロット弁、１６はパイロットバーナ４の近傍に配設されたスパークロッド、１７はスパークロッド１６へ点火電流を供給する点火トランス、１８は主バーナ３の近傍に配設された火炎検出器、１９はファンモータ７やダンパモータ９あるいは電気式燃焼弁１１，１２やパイロット弁１４，１５へ交流または直流の電力を供給する電源装置、２０は燃焼制御と電源制御を担う制御装置である。なお、電気式燃焼弁１１，１２は電動式であっても電磁式であってもよく、要は電気式であればよい。
【０００３】
次に、動作について説明する。
燃焼装置１を始動させる場合は、所定の始動シーケンスに則って燃焼を開始させる。具体的には、まずファンモータ７を通電起動して電動送風ファン６を駆動し、燃焼室２内に空気を送り込む。これは、燃焼室２内に残留する燃焼ガスや未燃焼ガスを燃焼室２外に廃棄するプリパージと呼ばれる。一定時間のプリパージにより燃焼室２内を換気した後、パイロット弁１４，１５を開弁してパイロットバーナ４へ燃料ガスを供給するとともに、点火トランス１７を通電励磁してスパークロッド１６からスパークを発生させる。このスパークによりパイロットバーナ４が点火し、種火が起こされる。次に、電気式燃焼弁１１，１２を開弁し、ガスと空気の混合気を主バーナ３から燃焼室２内に供給する。燃焼室２内に供給された混合気はパイロットバーナ４により点火され、火炎を生じて燃焼室２内で燃焼する。火炎は火炎検出器１８により検出され、検出された火炎の大きさに従って制御装置２０による空燃比制御や燃焼監視が行われる。なお、燃焼開始後にパイロット弁１４，１５は閉弁駆動され、種火は消される。
【０００４】
電源装置１９は、交流電源を整流して得た直流電圧を所定電圧に電圧降下制御して制御装置２０に供給する。制御装置２０は、燃焼制御や燃焼監視の外に電源装置１９を監視する機能を担っており、電源異常が発生したときは送風とガス供給を停止して燃焼を停止する働きをする。本例の場合、１秒以上の期間に亙って停電が発生したり電源電圧が電圧降下した場合に、電源異常であるとして制御装置２０が電源装置１９自体を動作停止させるようになっている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−７８００３号公報
【特許文献２】
特開平７−４６５２号公報
【特許文献３】
特開平７−３０２１２６号公報
【実用新案文献１】
実開平５−２５１５７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の燃焼装置１は、以上のように電源の瞬時停電や瞬時電圧降下が発生したときに、異常燃焼防止のため制御装置２０が電源装置を動作停止させる構成であったり、一定時間経過の有無で、燃焼装置を停止させたり、再起動させる（例えば、特許文献１，実用新案文献１）。
このため、例えば他の複数の燃焼装置（図示せず）の同時始動等が原因で瞬時電圧降下が発生したり、あるいは落雷やブレーカ故障等により瞬時停電が発生したりすると、そのたびに運転停止が繰り返されてしまい、頻繁な運転停止に伴う燃焼シーケンスを最初からやり直す運転再開（以下、単に「運転再開」という。）のための手動操作の煩雑さが避けられないといった課題があった（例えば、特許文献２参照）。
一般に、燃焼装置１は、数秒程度のごく短い期間の瞬時停電や瞬時電圧降下であれば、電源の自然復帰とともに運転継続が可能となっているが、例えば停電判定設定値が１秒であるとき、１秒を僅かでも越える瞬時停電や瞬時電圧降下が発生すれば、直ちに燃焼装置１の動作停止をもって対処する構成であるため、運転中断に伴う運転効率の低下が避けられないものがあった。そこで、停電と瞬時電圧降下を判別できる構成にして、停電と瞬時電圧降下を判別し、報知して、断火の原因解明に利用する方法が考えられた（例えば、特許文献３参照）。
しかし、瞬時停電と瞬時電圧降下の判別を行っても、実際の燃焼制御に利用されなかった。実際には、火炎は正常な燃焼状態を維持していて逆火の可能性がないにも関わらず、燃焼制御としては燃焼を停止したり運転再開に強制的に移行していて、燃焼装置の継続的加熱状態を維持出来ず、熱出力が低下したり、運転停止のため、再び燃焼を再開するまでの電力を無駄にしている場合があった。
また、瞬時電圧降下の場合は、瞬時停電よりも長い時間の電圧降下時間でも運転継続が可能であるにもかかわらず、安全を重視するあまり瞬時停電時の設定時間で運転継続を断念していて、無用の運転停止となっている場合があった。
【０００７】
一方また、頻繁な運転停止に伴う運転再開のための手動操作の煩雑さを避けるため、数秒程度の比較的長期に亙る瞬時停電や瞬時電圧降下にまで、許容時間内であるとして燃焼装置を停止させない構成（例えば、特許文献１参照）も考えられるが、こうした燃焼装置は、瞬時停電や瞬時電圧降下により電動送風ファン６の駆動が数秒間程度停止した後、電源の自然復帰とともに燃焼が自動再開されたときに、燃焼装置逆火燃焼を生ずる危険があり業務用等の燃焼装置には適用出来なかった。
これは、瞬時停電や瞬時電圧降下により電動送風ファン６による送風が一時中断した後、電源が正常復帰しても電動送風ファン６のファンモータ７が大型であるほど常用回転を回復するまでに時間を要する一方、電源復帰とともに閉弁状態から開弁状熊に即切り替わることなる作動時間がファンモータに比べて非常に短い電気式燃焼弁１１，１２との間に動作位相ずれが生じてしまうことに原因があった。
これは電気式遮断弁が開弁時に安定した磁気回路を構成するため、供給電圧がかなり低下して初めて閉弁となり、また、供給電圧が序々に昇圧したときは励起電圧に達するまでは開弁とならず、励起電圧に達すると、瞬時に開弁となるためである。
すなわち、電源復帰とともにガス供給が直ちに全量回復するのとは対照的に、電動送風ファン６の送風量が全量回復するのには、電動送風ファンの場合は、ファンのモータの慣性から送風量が回復するまで時間がかかるため、燃焼室２内に再度放出された未燃焼ガスが、燃焼室２内に残存する火種を点火源として逆火と呼ばれる前記逆火燃焼を引き起こす可能性が考えられる。
逆火とは、燃焼速度より送風空気流速が遅くなり、燃焼室の火炎がバーナ側に戻る現象をいい、電気式燃焼弁等を痛めることがある現象である。
【０００８】
また、１秒ないし３秒程度のごく短時間の停電を生じても燃焼装置１が連続運転できることの背景には、瞬時停電や瞬時電圧降下の発生直後は電動送風ファン６が慣性回転していて燃焼室２内への送風を継続する慣性給気が大きな存在として挙げられ、燃焼室２内に逆火を引き起こす火種が残留して逆火に至ることにもこうした慣性給気が深く関係することが明らかになってきた。
すなわち、業務用等の燃焼量の比較的大きい燃焼装置においては、停電や電圧降下の直後に燃焼室２内に残る火種は慣性給気によって燃焼室２の奥側へ吹き寄せられて主バーナ３から遠ざかるが、主バーナ３から火種までの距離が遠のくほど、停電または電圧降下後のガス供給再開とともに着火したときに、逆火に伴う空気膨張が衝撃音を伴って生起し、主バーナ３やパイロットバーナ４など燃焼装置用の部品の有効寿命にも影響を及ぼすことも想定されるといった課題があった。
【０００９】
この発明は、このような課題を解決するためになされたもので、特に業務用等の燃焼量の比較的大きい燃焼装置においても、電源異常に伴う必要以上の運転中断を回避し、運転効率を高めた燃焼装置を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る燃焼装置は、電動送風ファンが供給する空気と電気式燃焼弁を介して供給される燃料を、バーナを介して燃焼室内に送り込み燃焼させる燃焼装置において、電源の停電および電圧降下を検出する電源監視手段と、該電源監視手段が検出した停電または電圧降下を期間計時し、予め設定した停電時と電圧降下時の逆火燃焼を生じないそれぞれの許容時間内の停電または電圧降下であれば燃焼動作停止せず、該許容時間を越える場合は燃焼動作停止した後、始動シーケンスに則って燃焼を再開する制御手段とを備えたものである。
【００１１】
この発明に係る燃焼装置は、制御手段が、燃焼室内の火炎レベルを検出する火炎検出器へ接続されており、前記燃焼室内の火炎レベルが電源の停電時または電圧降下時に判断レベルまで低下し、この状態が予め定めた所定時間以上に亙って続いたときは、燃焼動作停止した後、始動シーケンスに則って燃焼を再開することを特徴とするものである。
【００１２】
この発明に係る燃焼装置は、制御手段が、電源の停電または電圧降下を検知した回数を計数し、また、燃焼室内の火炎レベルを検出する火炎検出器へ接続されており、前記燃焼室内の火炎レベルが要注意レベルを割り込んだ回数を計数し、計数値が所定値を越えたときは警告を発することも特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による燃焼装置の要部回路構成図である。図示の燃焼装置は、電源装置２１と制御装置４１だけを抜粋図示してある。電源装置２１において、２２は交流電源、２３は電源トランス、２４，２５は電源トランス２３の二次側に並列的に配設したダイオードブリッジ形の全波整流回路、２６，２７はそれぞれ全波整流回路２４，２５の整流出力を平滑する平滑コンデンサ、２８は負荷に対し一定の直流電圧を供給する三端子レギュレータ、２９，３０は平滑コンデンサ２７の出力電圧を検出するための分圧抵抗、３１は電源トランス２３の二次側に誘起する交流電圧を検出するための抵抗、３２は抵抗３１に直列に接続したツェナーダイオード、３３はツェナーダイオード３２のアノード電圧を反転増幅して交流周期のパルス電圧Ｖａを出力するアンプである。制御装置４１において、４２はパルス電圧Ｖａと分圧抵抗２９，３０の分圧点の電圧Ｖｂを取り込んで電源異常の有無を監視し、必要に応じて電源装置２１を動作停止するマイクロプロセッサ、４３はマイクロプロセッサ４２が処理データを随時読み書きするメモリ、４４は「停電」や「電圧降下」あるいは「異常燃焼」といった表示機能を備えた対話型の入出力装置である。
【００１４】
マイクロプロセッサ４２は、電源装置２１に発生する停電または電圧降下を期間計時し、予め設定した許容時間Ｔｓ内の停電または電圧降下であれば燃焼装置１を強制遮断せず、数秒に設定された許容時間Ｔｓを越える場合は燃焼装置１を強制遮断した後、始動シーケンスに則って燃焼を再開する制御手段に相当する。なお、許容時間Ｔｓは経験値をもって設定するか、あるいはメモリ４３に残された制御結果に基づく学習を通じて最適設定される。また、マイクロプロセッサ４２による計時動作は、第１，第２，第３の内蔵タイマ等により行われる。また、実施の形態１では、全波整流回路２５と抵抗３１とアンプ３３及び平滑コンデンサ２７と分圧抵抗２９，３０とマイクロプロセッサ４２が、電源の停電または電圧降下を検出する電源監視手段を構成する。
【００１５】
次に、動作について説明する。
図２は瞬時停電時の図１に示した回路各部の出力電圧波形を示す図であり、図３は瞬時電圧降下時の図１に示した回路各部の出力電圧波形を示す図である。瞬時停電が発生すると、図２（Ａ），（Ｂ）に示したように、瞬時停電期間中はパルス電圧Ｖａは発生せず、電圧ＶｂはなだらかなＶ字状の電圧変動を示す。一方また、瞬時電圧降下が発生した場合は、図３（Ａ），（Ｂ）に示したように、瞬時電圧降下期間中もパルス電圧Ｖａは発生するが、電圧ＶｂだけがなだらかなＶ字状の電圧変動を示す。
【００１６】
図４は図１に示したマイクロプロセッサの電源制御動作を規定するメインプログラムの処理ステップを示すフローチャートである。マイクロプロセッサ４２は、まずステップＳＴ５０において電圧Ｖｂを取り込む。次に、ステップＳＴ５１へ進み、第１の内蔵タイマによる計時動作を開始させ、電圧取り込み周期τｂ（例えば、０．５秒）が経過した時点で、ステップＳＴ５２へ進み、先に取り込んだ電圧Ｖｂの値をＶ（ｎ−１）とする。ステップＳＴ５３では今回すなわち現在の電圧Ｖｂを取り込んで、その値をＶ（ｎ）とする。さらに、続くステップＳＴ５４において電圧変動値Ｖ（ｎ−１）−Ｖｎを計算し、その値が予め設定した電圧降下判定用しきい値電圧ΔＶ（例えば、１０Ｖ）を越えるか否かを判断する。すなわち、このステップＳＴ５４では時間τｂが経過する間に検出電圧Ｖｂがしきい値電圧ΔＶを越えて降下したか否かが判断される。この判断が肯定された場合はステップＳＴ５５へ進み、否定された場合はステップＳＴ５７へと進む。
【００１７】
ステップＳＴ５５では、瞬間的な停電が起こったことを示す瞬停フラグの有無が判断され、瞬停フラグが立っている場合にはステップＳＴ５７へ進み、瞬停フラグが立っていない場合にはステップＳＴ５６へと進む。この瞬停フラグについては、図５と併せ後述する。ステップＳＴ５６では、停電ではないが瞬時電圧降下が発生したことを示す瞬降フラグをＯＮする。ステップＳＴ５７では第１の内蔵タイマをクリアする。ステップ５８では、瞬停フラグのＯＮ期間積算値である停電期間Ｔａと瞬降フラグのＯＮ期間積算値である電圧降下期間Ｔｂが演算される。さらに、続く判断ステップＳＴ５９において、瞬時停電と瞬時電圧降下の許容時間Ｔｓを基準に、停電期間Ｔａと電圧降下期間Ｔｂをしきい値判別する。停電期間Ｔａと電圧降下期間Ｔｂがともに許容時間Ｔｓ以下である場合は、燃焼を停止させる必要がないため、マイクロプロセッサ４２が電源装置２１に対して強制遮断を命ずることはない。しかしながら、停電期間Ｔａと電圧降下期間Ｔｂの少なくとも一方が許容時間Ｔｓを越える場合は、ステップＳＴ６０において、マイクロプロセッサ４２が電源装置２１を動作停止させ、一旦燃焼を停止させる。さらに、続くステップＳＴ６１において、マイクロプロセッサ４２が前述の始動シーケンスに則って燃焼装置１の運転を再開する。
【００１８】
この実施の形態１を特徴付けるのは、始動シーケンスに則って燃焼装置１の運転を再開するようにしている点である。前述したように、逆火燃焼の原因は、電源の正常復帰の際における電動送風ファン６のファンモータ７と電気式燃焼弁１１，１２との間の動作位相ずれであった。つまり、電源復帰とともにガス供給が直ちに全量回復するのとは対照的に、電動送風ファン６の送風量が全量回復するのには時間がかかるため、燃焼室２内に再度放出された未燃焼ガスが、燃焼室２内に残存する火種を点火源として逆火と呼ばれる逆火燃焼を引き起こすからであった。この実施の形態１では上記の原因を考慮して、従来の技術で説明した始動シーケンスに則って燃焼を再開するようにしている。始動シーケンスに則って燃焼を再開することによって、ファンモータ７を通電起動して電動送風ファン５を駆動し、燃焼室２内に空気を送り込むプリパージをまず先に実行して、燃焼室２内に残留する燃焼ガスや未燃焼ガスを燃焼室２外に廃棄してから、この後に燃料ガスの供給、スパークによる点火が行われるので、逆火燃焼を確実に防止できるようになる。
【００１９】
図５は、図１に示したマイクロプロセッサの電源制御動作を規定する割り込みプログラムを処理手順に沿って示すフローチャートである。この割り込みプログラムは、メインプログラムの実行中に割り込み周期τ（例えば、２ミリ秒）が到来するたびに実行される。割り込み処理においては、まず図５のステップＳＴ７１において、パルス電圧Ｖａの入力の有無が判断され、パルス電圧Ｖａが検出された場合はステップＳＴ７２へ進んで第２の内蔵タイマをクリアする。また、パルス電圧Ｖａが検出されなかった場合は、ステップＳＴ７３へ進んで第２の内蔵タイマが計時動作を行う。さらに、ステップＳＴ７４において、第２の内蔵タイマによる計時時間が停電判定用しきい値時間τａ（例えば、５０ミリ秒）以上であるか否かが判断される。すなわち、このステップＳＴ７４ではしきい値時間τａ以上の期間に亙って停電が発生したか否かが判断される。この判断が肯定される場合は、ステップＳＴ７５に進み、瞬停フラグをＯＮしてメインプログラムへ戻る。また、判断が否定された場合はそのままメインプログラムへと戻る。
【００２０】
以上のように、この実施の形態１によれば、１回の停電または電圧降下の期間をＴａ，Ｔｂとして期間計時し、予め設定した許容時間Ｔｓ内の停電または電圧降下であれば燃焼装置１を強制遮断せず、許容時間Ｔｓを越える場合は燃焼装置１を強制遮断した後、始動シーケンスに則って燃焼を再開するようにしたから、連続運転に支障をきたさない数秒（許容時間Ｔｓ）以下の瞬時停電や瞬時電圧降下に対しては、電源回復を待って連続運転が維持され、これにより運転中断に伴う運転効率の低下を招くことはなく、保守管理の労力を軽減でき、また異常燃焼の危険がある停電や電圧降下に対しては、電源遮断により一旦燃焼を強制停止させた後で、始動シーケンスに則って燃焼を再開することで、異常燃焼を極力排除した運転管理を行うことができる効果が得られる。
【００２１】
実施の形態２．
図６はこの発明の実施の形態２による制御装置に用いたマイクロプロセッサの電源制御動作を規定するメインプログラムを処理手順に沿って示すフローチャートである。この実施の形態２は、制御装置４１内のマイクロプロセッサ４２による制御動作内容が実施の形態１の場合と異なるだけであり、基本的な構成は実施の形態１と同様である。この実施の形態２に適用したメインプログラムは、停電許容時間と電圧降下許容時間を互いに異なる時間Ｔａｓ，Ｔｂｓに設定した点に特徴がある。ここでは、一切の給電を断たれる停電に対しては比較的短い停電許容時間Ｔａｓを設定し、給電は可能であるが電圧が不足する電圧降下に対しては比較的長い電圧降下許容時間Ｔｂｓを設定するようにしてある。メインプログラム上では、前記ステップＳＴ５９に変え、図６に示したステップＳＴ６９とステップＳＴ７０を用いた点に特徴がある。
【００２２】
次に、動作について説明する。
この実施の形態２では、ステップＳＴ５０からステップＳＴ５８までの動作は前述した通りであるが、ステップＳＴ５８に続くステップＳＴ６９において、まず停電期間Ｔａを停電許容時間Ｔａｓと比較する。比較の結果、停電期間Ｔａが停電許容時間Ｔａｓに満たない場合、判断ステップＳＴ７０へと進み、電圧降下期間Ｔｂを電圧降下許容時間Ｔｂｓと比較する。その結果、判断ステップＳＴ６９，７０における判断がともに否定された場合にだけ、ステップＳＴ５１に戻って燃焼の継続が選択される。また、停電期間Ｔａが停電許容時間Ｔａｓを越えるか、あるいは停電期間Ｔａが停電許容時間Ｔａｓに満たなくとも電圧降下期間Ｔｂが電圧降下許容時間Ｔｂｓを越える場合に、ステップＳＴ６０において、マイクロプロセッサ４２が電源装置２１を動作停止する。動作停止に続くステップＳＴ６１における燃焼再開動作は、実施の形態１の場合と同じである。
【００２３】
以上のように、この実施の形態２によれば、許容時間を停電許容時間Ｔａｓと電圧降下許容時間Ｔｂｓとに分けて個別設定され、停電許容時間Ｔａｓを越える停電または電圧降下許容時間Ｔｂｓを越える電圧降下の少なくとも一方が発生したきに、電源を強制遮断するようにしたので、一切の給電を断たれる停電に対しては比較的短い停電許容時間Ｔａｓを設定し、給電は継続する電圧降下に対しては比較的長い電圧降下許容時間Ｔｂｓを設定し、電源装置２１の異常内容に対応した細かな電源管理を行い、運転効率に配慮して連続運転と運転停止を最適選択できる効果が得られる。
【００２４】
実施の形態３．
図７はこの発明の実施の形態３による制御装置に用いたマイクロプロセッサの電源制御動作を規定するメインプログラムを処理手順に沿って示すフローチャートである。この実施の形態３も、制御装置４１内のマイクロプロセッサ４２による制御動作内容が実施の形態１の場合と異なるだけであり、基本的な構成は実施の形態１と同様である。この実施の形態２に適用したメインプログラムは、許容時間Ｔｓ内の停電または電圧降下であっても、燃焼室２内の火炎レベルＦが逆火を招かない逆火安全レベルＦｂを割り込んで低下し、電源回復後に逆火を招く危険のある時間帯である場合は、燃焼装置１を強制遮断した後、始動シーケンスに則って燃焼を再開する点に特徴がある。具体的には、図７に示したステップＳＴ５９に続くステップＳＴ８０とステップＳＴ８１が重要な意味を有する。
【００２５】
次に、動作について説明する。
ｋを１以上の定数としたときに、電源回復後に逆火を招く危険のある時間帯はＴｓ／ｋ＜ｔ＜Ｔｓとして設定してある。具体的には、通常の許容時間を停電後例えば３秒としたときに、ｋを３／２とすることで、停電後２秒から３秒までが上記時間帯となり、判断ステップＳＴ５９に続く判断ステップＳＴ８０において時間判定される。また、この時間帯においては、火炎検知器１８が検知する火炎レベルＦが電源遮断の要否を決定する要素となる。
具体的には、火炎レベルＦが逆火を招かない逆火安全レベルＦｂを割り込んで低下した場合、すなわち電気式燃焼弁１１，１２は停電と同時に閉となり、燃料の供給を止める一方で、電動送風ファン６による慣性給気を受けて火種が燃焼室２内の奥方に吹き寄せられ、火炎検知器１９の出力が低下する結果、判断ステップＳＴ８１においてＦ＜Ｆｂが成立することが判った場合は、逆火の危険があると判断し、許容時間Ｔｓ内であっても電源を強制遮断する。かくして、電源復帰とともに電気式燃焼弁１１，１２を介するガス供給が直ちに全量回復したにも拘わらず、電動送風ファン６の送風量が未だ全量回復せず、燃焼室２内に再度放出された未燃焼ガスが燃焼室２内に残存する火種を点火源として逆火と呼ばれる逆火燃焼を引き起こす危険のある時間帯Ｔｓ／ｋ＜ｔ＜Ｔｓについては、制御装置４１が電源を強制遮断して逆火燃焼を未然に防止することができる。ｋの値はバーナの特性に合せて予め設定する値であるが、煙道の長さ等の現場設置条件に容易に対応するべく、１つの定数をしているが、Ｔｓ／ｋを別個に定めてもよい。なお、Ｔｓ／ｋ＜ｔ＜Ｔｓをｔ＜Ｔｓのみとし、ｔがＴｓより短い場合は火炎レベルを判断するとしてもよい。
【００２６】
以上のように、この実施の形態３によれば、許容時間Ｔｓ内の停電または電圧降下であっても、燃焼室２内の火炎レベルが低下し、電源回復後に逆火を招く危険のある時間帯Ｔｓ／ｋ＜ｔ＜Ｔｓである場合に、燃焼装置１を強制遮断した後、始動シーケンスに則って燃焼を再開するので、送風と燃料供給の時間差に基づく逆火を未然に防止し、異常燃焼に伴う主バーナ３やパイロットバーナ４の損傷を防止できる効果が得られる。
【００２７】
実施の形態４．
図８はこの発明の実施の形態４による制御装置に用いたマイクロプロセッサの電源制御動作を規定するメインプログラムを処理手順に沿って示すフローチャートである。この実施の形態４は、基本構成は前記実施の形態１と大差ないが、制御装置４１内のマイクロプロセッサ４２による制御動作内容が大きく異なる。メインプログラム上の大きな違いは、燃焼室２内の火炎レベルＦが電源の停電時または電圧降下時に判断レベルＦｃを割り込んだときに、電源を強制遮断した後、始動シーケンスに則って燃焼を再開するようにした点である。
【００２８】
次に、動作について説明する。
まず、ステップＳＴ９０において、火炎検知器１８が検知した火炎レベルＦを取り込む。次に、ステップＳＴ９１において、火炎レベルＦを判断レベルＦｃと比較する。ここで、火炎レベルＦが判断レベルＦｃを割り込んだ場合は、第３の内蔵タイマによる計時動作を行う。ただし、火炎レベルＦが判断レベルＦｃを割り込まない場合は、第３の内蔵タイマをクリアする。次に、判断ステップＳＴ９４において、第３の内蔵タイマによる計時時間が異常燃焼検出周期τｆを経過したかどうか判断し、未だ経過していない場合はステップＳＴ９１へ戻るが、既に経過した場合はステップＳＴ９５へと進んで異常燃焼を示す異燃フラグをＯＮする。さらに、続くステップＳＴ９６において、異燃フラグがＯＮし続けている期間を積算して異常燃焼時間Ｔｆを求める。さらに、異常燃焼時間Ｔｆが予め設定した異常燃焼許容時間Ｔｆｓを越える場合は、判断ステップＳＴ９７の判断結果に従い、電源装置２１を動作停止して燃焼装置１の運転を停止し、始動シーケンスに従って燃焼装置１の運転を再開する。なお、ステップＳＴ９７の判断が否定された場合は、ステップＳＴ９１へと戻り、同じ動作が繰り返される。
【００２９】
以上のように、この実施の形態４によれば、燃焼室２内の火炎レベルＦが電源の停電時または電圧降下時に特有の判断レベルＦｃまで低下し、この状態が予め設定した異常燃焼許容時間Ｔｆｓ以上継続したときに、燃焼装置１を強制遮断した後、始動シーケンスに則って燃焼を再開することができる。かくして、火炎検知器１８を電源監視に用い、燃焼室２内の火炎レベルＦが判断レベルＦｃまで低下したことをもって、許容時間Ｔｓを越える電源異常が発生したものと把握し、円滑に安全運転へ移行できる効果が得られる。
【００３０】
実施の形態５．
図９はこの発明の実施の形態５による制御装置に用いたマイクロプロセッサの電源制御動作を規定するメインプログラムを処理手順に沿って示すフローチャートである。この実施の形態５は、燃焼室２内の火炎レベルＦが要注意レベルＦｄを割り込んだ回数を計数し、計数値が所定値Ｎｆｓを越えたときは警告を発するようにしたものであり、ステップＳＴ９１に用いる火炎レベルしきい値を判断レベルＦｃから要注意レベルＦｄに変更し、同時にまたステップＳＴ９６以下をステップＳＴ１００以下のステップに変更した点が実施の形態４と異なる。なお、要注意レベルＦｄは、判断レベルＦｃよりは大きな火炎レベルとして設定してある。
【００３１】
次に、動作について説明する。
ステップＳＴ９０からステップＳＴ９５までは、ステップＳＴ９１における火炎レベルしきい値が異なるが、基本的な流れは実施の形態４と同様である。ステップＳＴ９５において、異常燃焼を示す異燃フラグをＯＮすると、続くステップＳＴ１００において、異燃フラグが連続してＯＮした回数をＮｆを求める。さらに、異常フラグのＯＮ回数が予め設定した異常燃焼許容回数Ｎｆｓを越える場合は、判断ステップＳＴ１０１に続くステップＳＴ１０２において、入出力装置４４から異常を報知する。
【００３２】
以上のように、この実施の形態５によれば、燃焼室２内の火炎レベルＦが要注意レベルＦｄを割り込んだ回数Ｎｆを計数し、計数値Ｎｆが異常燃焼許容回数Ｎｆｓを越えたときは警告を発するので、火炎レベルＦの変動回数を電源異常の可能性を示すバロメータとして捕らえ、電源異常が深刻な被害をもたらす前に警鐘を鳴らすことができる効果が得られる。
【００３３】
なお、上記いずれの実施の形態においても、停電判断と電圧降下判断をマイクロプロセッサ４２の判断機能に委ねる構成としたが、パルス電圧Ｖａや電圧Ｖｂを平滑検出し、それぞれ所定のしきい値を設定されたコンパレータにおいて大小比較することで、瞬時停電や瞬時電圧降下などの電源異常を検出する構成とすることもできる。この場合、電源監視手段は平滑コンデンサとコンパレータ等で構成され、マイクロプロセッサ４２は除外される。
なお、火炎センサは火炎の位置を判断できるよう複数個設置してよく、その場合は所定の火炎位置より火炎が移動したら燃焼を停止等するとしてもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、電動送風ファンが供給する空気と電気式燃焼弁を介して供給される燃料を、バーナを介して燃焼室内に送り込み燃焼させる燃焼装置において、電源の停電または電圧降下を検出する電源監視手段と、該電源監視手段が検出した停電または電圧降下を期間計時し、予め設定した停電時と電圧降下時の逆火燃焼を生じないそれぞれの許容時間内の停電または電圧降下であれば燃焼動作停止せず、該許容時間を越える場合は燃焼動作停止した後、始動シーケンスに則って燃焼を再開する制御手段とを備えるので、連続運転に支障をきたさない数秒以下の瞬時停電や瞬時電圧降下に対しては、電源回復を待って連続運転が維持され、これにより運転中断に伴う運転効率の低下を招くことはなく、保守管理の労力を軽減でき、また異常燃焼の危険がある停電や電圧降下に対しては、電源遮断により一旦燃焼を強制停止させた後で、始動シーケンスに則って燃焼を再開することで、異常燃焼を極力排除した運転管理を行うことができる効果が得られる。
【００３５】
この発明によれば、制御手段が、燃焼室内の火炎レベルを検出する火炎検出器へ接続されており、前記燃焼室内の火炎レベルが電源の停電時または電圧降下時に特有の判断レベルまで低下し、この状態が予め定めた所定時間以上に亙って続いたときは、燃焼動作停止した後、始動シーケンスに則って燃焼を再開するので、火炎検知器を電源監視に用い、燃焼室内の火炎が判断レベルまで低下したときに、許容時間を越える電源異常発生として把握し、円滑に安全運転へ移行できる効果が得られる。
【００３６】
この発明によれば、制御手段が、電源の停電または電圧降下を検知した回数を計数し、また、燃焼室内の火炎レベルを検出する火炎検出器へ接続されており、前記燃焼室内の火炎レベルが要注意レベルを割り込んだ回数を計数し、計数値が所定値を越えたときは警告を発するので、火炎レベルの変動回数を電源異常の可能性を示すバロメータとして捕らえ、電源異常が深刻な被害をもたらす前に警鐘を鳴らすことができる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による制御装置の要部構成図である。
【図２】瞬時停電時の図１に示した回路各部の出力電圧波形を示す図である。
【図３】瞬時電圧降下時の図１に示した回路各部の出力電圧波形を示す図である。
【図４】図１に示したマイクロプロセッサの電源制御動作を規定するメインプログラムを処理手順に沿って示すフローチャートである。
【図５】図１に示したマイクロプロセッサの電源制御動作を規定する割り込みプログラムを処理手順に沿って示すフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態２による制御装置に用いたマイクロプロセッサの電源制御動作を規定するメインプログラムを処理手順に沿って示すフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態３による制御装置に用いたマイクロプロセッサの電源制御動作を規定するメインプログラムを処理手順に沿って示すフローチャートである。
【図８】この発明の実施の形態４による制御装置に用いたマイクロプロセッサの電源制御動作を規定するメインプログラムを処理手順に沿って示すフローチャートである。
【図９】この発明の実施の形態５による制御装置に用いたマイクロプロセッサの電源制御動作を規定するメインプログラムを処理手順に沿って示すフローチャートである。
【図１０】従来の燃焼装置の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１　燃焼装置
２　燃焼室
３　主バーナ
４　パイロットバーナ
５　送風管
６　電動送風ファン
７　ファンモータ
８　ダンパ
９　ダンパモータ
１０　主ガス管路
１１，１２　電気式燃焼弁
１３　パイロットガス管路
１４，１５　パイロット弁
１６　スパークロッド
１７　点火トランス
１８　火炎検出器
１９　電源装置
２０　制御装置
２１　電源装置
２２　交流電源
２３　電源トランス
２４　全波整流回路
２５　全波整流回路（電源監視手段）
２６　平滑コンデンサ
２７　平滑コンデンサ（電源監視手段）
２８　三端子レギュレータ
２９，３０　分圧抵抗（電源監視手段）
３１　抵抗（電源監視手段）
３２　ツェナーダイオード（電源監視手段）
３３　アンプ（電源監視手段）
４１　制御装置（電源監視手段、制御手段）
４２　マイクロプロセッサ
４３　メモリ
４４　入出力装置
【図１】
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【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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