(57)【要約】【課題】構成を簡略化し、送風機の回転の有無および火炎の有無を判定することができるフェールセーフな火炎検出装置を実現すること。【解決手段】  バーナの火炎検出器と、前記火炎検出器からの信号により火炎の有無を判定する判定回路とを備える火炎検出装置において、前記バーナへ燃焼用空気を供給する前記送風機の羽根により、前記バーナの火炎から前記火炎検出器へ至る光路を断続させる。また、前記判定回路が、前記火炎検出器から断続的な信号を入力した場合、正常と判定し、前記火炎検出器から変化の無い信号を入力した場合、前記送風機の異常または火炎無しと判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーナ３の火炎検出器２３と、前記火炎検出器２３からの信号により火炎４の有無を判定する判定回路２４とを備える火炎検出装置において、前記バーナ３へ燃焼用空気を供給する前記送風機２の羽根９により、前記バーナ３の火炎４から前記火炎検出器２３へ至る光路を断続させることを特徴とする火炎検出装置。
【請求項２】
前記判定回路２４が、前記火炎検出器２３から断続的な信号を入力した場合、正常と判定し、前記火炎検出器２３から変化の無い信号を入力した場合、前記送風機２の異常または火炎４無しと判定するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の火炎検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ボイラ等の燃焼装置に用いて好適な火炎検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃焼装置において、火炎検出のフェールセーフを確立しようとする技術として、燃焼用空気の有無および火炎の有無を判定する検出装置が知られている（特許文献１）。
【０００３】
特許文献１における検出装置は、燃焼装置内の燃焼用空気通路に回転板を設けて、燃焼用空気の流れの有無および火炎の有無を判定しているため、燃焼装置の構成部材が増える。
【０００４】
【特許文献１】特許第３５２０５７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明が解決しようとする課題は、構成を簡略化し、送風機の回転の有無および火炎の有無を判定することができるフェールセーフな火炎検出装置を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、バーナの火炎検出器と、前記火炎検出器からの信号により火炎の有無を判定する判定回路とを備える火炎検出装置において、前記バーナへ燃焼用空気を供給する前記送風機の羽根により、前記バーナの火炎から前記火炎検出器へ至る光路を断続させることを特徴としている。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記判定回路が、前記火炎検出器から断続的な信号を入力した場合、正常と判定し、前記火炎検出器から変化の無い信号を入力した場合、前記送風機の異常または火炎無しと判定するように構成したことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、前記羽根により火炎の信号を断続させることで、前記火炎検出器は、前記羽根の回転の有無および火炎の有無を検出することができる。そして、特許文献１のように、別に羽根を設ける必要がないため、火炎検出装置の構成を簡略化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
つぎに、この発明の実施の形態について説明する。この発明の形態は、ボイラ等の燃焼装置の火炎を検出する火炎検出装置において実施される。
【００１０】
まず、実施の形態の概要について説明する。この実施の形態は、バーナの火炎検出器と、前記火炎検出器からの信号により火炎の有無を判定する判定回路とを備える火炎検出装置において、前記バーナへ燃焼用空気を供給する送風機の羽根により、前記バーナの火炎から前記火炎検出器へ至る光路を断続させることを特徴としている。
【００１１】
つぎに、この実施の形態の構成要素について説明する。まず、前記送風機は、前記羽根を駆動用のモータにより回転させることで、燃焼用空気を前記バーナへ供給するものであ
る。前記羽根は、好ましくは、扇風機の羽根のような軸流型のものとし、前記バーナの火炎と前記火炎検出器との間の光路中に設けられる。そして、前記羽根が回転することで光路を断続して、前記火炎検出器の検出する火炎からの光を断続するように構成されている。前記送風機は、軸流型以外の遠心型および斜流型のものとすることができる。
【００１２】
前記バーナは、燃料供給路から供給された燃料と送風機から供給された燃焼用空気とを混合して燃焼して火炎を発生するものである。前記バーナは、先混合型バーナや予混合型バーナとする。
【００１３】
前記火炎検出装置は、その構成要素として、火炎の光を検出する前記火炎検出器と、この火炎検出信号に基づいて火炎の有無を判定する判定回路とを含む。
【００１４】
前記火炎検出器は、光を受光する光センサとし、特定のものには限定されない。また、前記火炎検出器は、受光面に外乱光が入射して誤検出を起こさないように、火炎の光のみを検出するように対策が施される。
【００１５】
前記判定回路は、前記羽根による光路の断続を利用して、前記羽根の回転の有無および火炎の有無を判定する。この判定回路による判定は、次のように行われる。前記判定回路が、前記火炎検出器から断続的な信号を入力した場合、正常と判定し、一方、前記火炎検出器から変化の無い信号を入力した場合、前記送風機の異常または火炎無しと判定するようにように構成されている。
【００１６】
この実施の形態によれば、前記送風機からの燃焼用空気と燃料とが混合されて燃焼し、火炎が形成される。前記羽根は、前記バーナの火炎と前記火炎検出器との光路中に位置しているので、回転することにより火炎の信号を断続する。これにより、前記羽根の回転の有無を検出できるとともに、火炎の有無を確実に検出することができる。また、送風の有無を確認するための羽根を別に設ける必要がないため、より構成を簡略化した火炎検出装置のフェールセーフを実現することができる。
【実施例】
【００１７】
以下、この発明の火炎検出装置の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。この実施例は、ボイラの燃焼装置に適用されている。図１は、同実施例の縦断面説明図である。
【００１８】
まず、このボイラの全体的な構成を説明する。この実施例に示すボイラは、内部に水を保有する缶体１と、この缶体１内へ燃焼用空気を供給する送風機２と、燃焼用空気と燃料とを混合して燃焼するバーナ３と、このバーナ３の燃焼を制御し、このバーナ３から生じる火炎４を検出する制御手段５とを主要部として備えている。
【００１９】
前記缶体１は、内部に多数の水管６，６，…を環状の水管列として配列し、この環状水管列の各水管６の上端および下端をそれぞれ環状の上部ヘッダ７ならびに下部ヘッダ８に連通して接続している。
【００２０】
前記送風機２は、燃焼用空気を前記バーナ３へ供給するもので、軸流型の羽根９と、この羽根９の駆動用のモータ１０と、燃焼用空気を発生するウインドボックス１１とから構成される。前記送風機２は、前記羽根９をウインドボックス１１内に配置した状態で、前記缶体１の上方中央部に設ける。前記ウインドボックス１１には、外部から燃焼用空気を取り入れる通風口１２，１２，…と、前記缶体１内へ燃焼用空気を供給する送風口１３，１３，…を設けている。
【００２１】
前記バーナ３は、燃料を燃焼用空気と混合して燃焼して、火炎４を発生させて前記各水管６を加熱するものである。前記バーナ３は、この実施例では先混合式バーナを用いている。前記バーナ３は、前記缶体１の上部に設置され、燃料を供給する燃料供給路１４を備える。この燃料供給路１４には、燃料の供給を制御する電磁弁１５を備えている。
【００２２】
前記制御手段５は、前記缶体１内の火炎４を検出し、前記バーナ３の燃焼を制御するものである。この制御手段５は、蒸気圧制御回路１６と、着火制御回路１７と、火炎検出回路１８とから構成されている。前記制御手段５は、前記電磁弁１５に接続される一対の信号線１９，１９を含み、一方の信号線１９には、直列に第一接点２０，並列に第二接点２１および第三接点２２が備えられている。前記各接点２０，２１，２２は、常開の接点である。
【００２３】
前記蒸気圧制御回路１６は、前記缶体１内の蒸気圧力を検出する圧力スイッチ（図示省略）に基づき、前記第一接点２０を開閉し、ボイラ運転中の前記缶体１内の蒸気圧力を設定範囲となるように制御する。
【００２４】
前記着火制御回路１７は、着火時に一時的に前記第二接点２１を閉じるとともに、着火手段（図示省略）を駆動して、前記バーナ３を着火させる制御をするものである。すなわち、前記バーナ３に着火する時、前記第二接点２１を閉じ、着火が完了すると、前記第二接点２１を開くように構成している。
【００２５】
前記火炎検出回路１８は、前記バーナ３の火炎４の光を検出する火炎検出器２３と、この火炎検出器２３の検出信号から前記羽根９の回転の有無および火炎４の有無を判定する判定回路２４から構成される。前記火炎検出器２３は、前記ウインドボックス１１の上方に設けられ、一つの前記通気口１２および前記送風口１３を検出用開口として利用し、これらを通して前記缶体１内の火炎４の光を検出できるように配置される。
【００２６】
前記判定回路２４は、前記火炎検出器２３に接続されている。前記判定回路２４は、前記火炎検出器２３からの信号が断続的な信号であるとき、前記第三接点２２を閉じて、前記火炎検出器２３からの信号が変化の無い一定値の信号であるとき、前記第三接点２２を開くように構成している。
【００２７】
以下、同実施例の具体的作用について説明する。まず、着火動作について説明する。前記制御手段５は、前記モータ１０が駆動して前記羽根９を回転させて、燃焼用空気を前記バーナ３へ送る。前記蒸気圧制御回路１６は、前記第一接点２０を閉じ、前記着火制御回路１７は、前記第二接点２１を所定時間閉じる。すると、前記電磁弁１５が開かれ、燃料が前記燃料供給路１４を通って、前記バーナ３へ供給される。そして、前記着火制御回路１７により、着火手段（図示省略）が駆動され、前記バーナ３に着火し、火炎４を形成する。
【００２８】
つぎに、火炎４の検出について説明する。前記火炎検出器２３は、前記通風口１２および前記送風口１３を通して前記バーナ３の火炎４の検出を行う。このとき、前記羽根９は、前記バーナ３の火炎４と前記火炎検出器２３との間の光路に位置しているため、回転する前記羽根９により、前記バーナ３の火炎４と前記火炎検出器２３との間の光路を周期的に遮る。したがって、前記羽根９が回転していれば、前記火炎検出器２３は、火炎４を断続的な信号として検出し、すなわち、パルス状の検出信号を出力する。一方、前記羽根９が停止している状態であれば、前記火炎検出器２３は、火炎４の光の全部あるいは一部のみを検出するか全く光を検出しないため、変化のない一定値の検出信号を出力する。
【００２９】
そして、前記判定回路２４は、前記火炎検出器２３からの信号に基づいて、正常もしく
は異常の判定を行う。正常と判定する場合について説明する。前記判定回路２４は、前記火炎検出器２３からパルス状の火炎４の信号が入力されると、前記送風機２が正常の作動していると判定するとともに、火炎４が形成されていると判定する。この判定により、前記判定回路２４は、前記第三接点２２を閉じる。そして、着火動作の設定時間が経過すると、前記着火制御回路１７は、前記第二接点２１を開くが、前記火炎検出回路１８により前記第三接点２２を閉じているので、燃焼を継続する。
【００３０】
つぎに、着火動作中に異常と判定する場合について説明する。前記判定回路２４は、前記火炎検出器２３から火炎４の光の信号が変化の無い一定値で入力すると、異常と判定する。この異常とは、前記送風機２の異常または火炎４無しである。前記送風機２の異常とは、前記送風機２の稼動が停止し、前記羽根９が回転しておらず、前記送風機２から前記缶体１内へ燃焼用空気が流れていない状態である。火炎４無しとは、前記火炎検出器２３の故障もしくは前記バーナ３の損傷，前記燃料供給路１４または前記電磁弁１５の詰りの少くとも一つの異常を生じている状態である。この異常の判定により、前記火炎検出回路１８は、前記第三接点２２を開いたままとする。着火動作の設定時間を経過すると、前記着火制御回路１７が前記第二接点２１を開くので、燃料の供給を停止する。
【００３１】
さらに、着火が正常に行われたが、着火後、途中失火した場合について説明する。前記判定回路２４は、燃焼中において、前記火炎検出器２３から変化の無い一定値の信号を入力すると、火炎４が形成されていない異常状態と判定する。この異常の判定により、前記火炎検出回路１８が前記第三接点２２を開くので、燃料の供給を停止する。
【００３２】
この実施例によれば、前記火炎検出回路１８の判定に基づいて、このボイラをつぎの制御段階へ移行させるか、もしくは停止させることができる。そして、前記送風機２の前記羽根９を利用することで、前記羽根９の回転の有無を検出できるとともに、火炎４の有無を確実に検出することができる。これにより、前記火炎検出装置は、構成の簡略化およびフェールセーフを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】同実施例の縦断面説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
２    送風機
３    バーナ
４    火炎
９    羽根
２３  火炎検出器
２４  判定回路
【図１】
2005337595.tif 000003