(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
火炎検出手段２と、この火炎検出手段２の点検手段３とを備えた火炎検出装置１の制御方法であって、前記点検手段３は前記火炎検出手段２への光の入射を遮る遮光手段７を備え、この遮光手段７を所定の時間間隔で作動させる際の作動時間Ａを非作動時間Ｂより短くしたことを特徴とする火炎検出装置の制御方法。
【請求項２】
前記火炎検出手段２が、所定の作動周期ごとに検出信号を出力するように構成され、前記遮光手段７の作動時には、前記火炎検出手段２の作動周期を短くすることを特徴とする請求項１に記載の火炎検出装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、火炎検出手段と、この火炎検出手段の点検手段とを備えた火炎検出装置の制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、燃焼装置には、火炎の状態，とくに火炎の有無を検出するために火炎検出装置が設けられている。そして、この火炎検出装置によって、前記燃焼装置の火炎の有無を監視し、前記燃焼装置の燃焼中に火炎が消失すれば、前記燃焼装置への燃料の供給を停止している。したがって、前記火炎検出装置は、常に正常に作動している必要があり、万一燃焼中に前記火炎検出装置が故障し、火炎が消失したのに誤って火炎有りの検出信号を出力し続けると、燃料がそのまま流出し、非常に危険である。
【０００３】
そこで、安全対策の１つとして、前記火炎検出装置には、前記火炎検出装置が正常に作動しているかどうかを燃焼中に定期的に確認する点検手段が設けられている。たとえば、前記火炎検出装置が、紫外線光電管を用いた構成の場合、前記点検手段は、前記紫外線光電管への光の入射を遮るシャッタ機構を備えた構成としている。そして、前記シャッタ機構を所定の時間間隔ごとに所定時間作動させ、前記シャッタ機構によって前記紫外線光電管への光の入射を遮ったとき、前記紫外線光電管から火炎無しの検出信号が出力されるかどうかにより、前記紫外線光電管が正常に作動しているかどうかを判断する構成になっている。そして、前記紫外線光電管に異常が生じていると判断された場合には、前記燃焼装置への燃料の供給を停止している。ここで、前記火炎検出装置による火炎の検出は、前記シャッタ機構の非作動時，すなわち前記シャッタ機構によって前記紫外線光電管への光の入射を遮っていない間に行っている。
【０００４】
ところで、前記火炎検出装置においては、前記シャッタ機構が作動している間、火炎の検出ができない。そこで、火炎検出の信頼性を向上するために、前記シャッタ機構が作動している時間を短くし、火炎の検出ができない時間を短縮することが望まれる。しかし、前記火炎検出装置においては、通常、前記シャッタ機構が作動している時間（作動時間）と作動していない時間（非作動時間）とが同じに設定されているため、作動時間を短くするのに応じて、非作動時間も短くなってしまう。すると、前記シャッタ機構は、短時間で作動と非作動とを繰り返すこととなるため、前記シャッタ機構の作動回数が増加し、前記シャッタ機構の寿命が短くなってしまう。
【０００５】
また、前記のように、前記シャッタ機構の作動時間を短くすると、前記火炎検出装置においては、前記紫外線光電管の特性から前記紫外線光電管における点検の信頼性が低くなるという問題も生じる。このような問題が生じる理由をつぎに説明する。
【０００６】
まず、前記紫外線光電管には、所定の作動周期ごとに駆動電圧がパルス状に印加されており、この駆動電圧の印加時に前記紫外線光電管へ火炎からの光（すなわち、紫外線）が入射すると、火炎有りの検出信号を出力するようになっている。しかし、前記紫外線光電管においては、火炎からの光の入射がなくても火炎有りの検出信号を出力する現象，いわゆる自己放電が生じることがある。この自己放電の発生率は、前記紫外線光電管の劣化が進むにつれて増加し、ついには駆動電圧を印加しただけで発生するようになる。
【０００７】
そこで、前記紫外線光電管においては、前記シャッタ機構が作動している間の検出信号の数に対する火炎有りの検出信号の数の比率が所定値を超えると、前記紫外線光電管の劣化が使用限界に達したと判断している。すなわち、自己放電の発生率を前記シャッタ機構の作動時における火炎有りの検出信号の数の比率として検出することにより、前記紫外線光電管の劣化状態を点検している。
【０００８】
ところで、自己放電は、不規則に発生する現象であり、均一な間隔で発生するとは限らない。したがって、前記シャッタ機構の作動時間を短くすると、この作動時間中の検出信号の数，すなわち判断回数（判断材料）が少ないこととなり、この少ない判断回数において、火炎有りの検出信号の数の比率が所定値を超えたかどうかの判断が難しい。そのため、前記紫外線光電管の劣化状態を正確に判断することができず、前記紫外線光電管の点検の信頼性が低いものとなる。
【０００９】
【この発明が解決しようとする課題】
この発明が解決しようとする課題は、火炎検出の信頼性を高めるとともに、火炎検出手段の点検の信頼性を高めることができる火炎検出装置の制御方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
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、火炎検出手段と、この火炎検出手段の点検手段とを備えた火炎検出装置の制御方法であって、前記点検手段は前記火炎検出手段への光の入射を遮る遮光手段を備え、この遮光手段を所定の時間間隔で作動させる際の作動時間を非作動時間より短くしたことを特徴としている。
【００１１】
さらに、請求項２に記載の発明は、前記火炎検出手段が、所定の作動周期ごとに検出信号を出力するように構成され、前記遮光手段の作動時には、前記作動周期を短くすることを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
つぎに、この発明の実施の形態について説明する。この発明は、火炎の状態，とくに火炎の有無を検出する火炎検出装置において実施される。この火炎検出装置は、たとえばボイラなどの燃焼装置に設けられ、この燃焼装置の火炎の有無を検出することにより、前記燃焼装置への燃料の供給を継続するかまたは停止するかを判断するために用いられる。
【００１３】
前記火炎検出装置は、火炎検出手段と、この火炎検出手段の点検手段とを備えている。前記火炎検出手段は、紫外線光電管，硫化カドミウムセル（ＣｄＳセル），硫化鉛セル（ＰｂＳセル）などの光検出手段であって、火炎を光（可視光および非可視光を含む）として検出する。前記点検手段は、前記燃焼装置の燃焼中、所定の時間間隔ごとに所定時間、前記火炎検出手段を点検する。
【００１４】
前記点検手段は、前記火炎検出手段への光の入射を遮る遮光手段を備えており、この遮光手段を作動させたときの前記火炎検出手段からの検出信号に基づいて前記火炎検出手段が正常に作動しているかどうかを判断する。すなわち、前記点検手段の作動時には、前記遮光手段を作動させて、前記火炎検出手段への光の入射を遮り、このときに前記火炎検出手段から火炎無しの検出信号が出力されていれば、前記火炎検出手段が正常に作動していると判断する。一方、このときに前記火炎検出手段から火炎有りの検出信号が出力されていれば、前記火炎検出手段に異常が発生していると判断する。ここで、前記遮光手段としては、たとえば適宜な遮光体を移動させることにより光を遮るシャッタ機構がある。
【００１５】
さて、この発明に係る火炎検出装置の制御方法においては、前記点検手段の作動時間を非作動時間よりも短くする。すなわち、前記遮光手段が作動している時間（作動時間）を作動していない時間（非作動時間）よりも短くする。すると、前記遮光手段の作動により、前記火炎検出手段によって火炎の検出ができない時間が短くなるため、前記火炎検出手段による火炎検出の信頼性が高くなる。
【００１６】
さらに、この発明に係る火炎検出装置の制御方法においては、前記火炎検出手段を所定の作動周期ごとに火炎の検出信号を出力するように構成し、前記遮光手段の作動時間を非作動時間よりも短くするとともに、前記遮光手段の作動時には、前記作動周期を短くするように制御する。すると、単に前記遮光手段の作動時間を短くした場合に比べて、前記遮光手段の作動時間中における前記火炎検出手段からの検出信号の数が多くなり、前記火炎検出手段の異常を確実に検出することができるため、前記火炎検出手段の点検の信頼性が向上する。また、前記のように、前記火炎検出手段の異常を確実に検出することができるため、前記火炎検出手段を常に正常な状態で作動させることができ、前記火炎検出手段による火炎検出の信頼性をさらに高めることができる。
【００１７】
この制御方法は、前記火炎検出手段が、たとえば紫外線光電管のように、所定の作動周期ごとに火炎の検出信号を出力するような火炎検出手段の場合にとくに好適であり、つぎに詳細に説明する。まず、前記紫外線光電管は、前記のように、所定の作動周期ごとに所定の検出信号を出力する。また、前記紫外線光電管は、前記のように、光の入射がなくても自己放電によって火炎有りの検出信号を出力することがある。この自己放電の発生率は、前記紫外線光電管の劣化が進むにつれて増加する。そこで、前記火炎検出装置においては、自己放電の発生率を前記遮光手段が作動している間の検出信号の数に対する火炎有りの検出信号の数の比率として検出し、この比率が所定値を超えると、前記紫外線光電管の劣化が使用限界に達したと判断している。
【００１８】
ところで、自己放電は、前記のように、不規則に発生する現象であり、均一な間隔で発生するとは限らない。したがって、前記のように、自己放電の発生率を前記遮光手段の作動時における火炎有りの検出信号の数の比率として検出する場合、自己放電の発生率を正確に検出するためには、前記作動時間中における検出信号の数，すなわち判断回数（判断材料）を多くする必要がある。そこで、前記のように、前記作動時間を短く設定しても、前記遮光手段の作動時における前記作動周期を短くすることにより、前記作動時間中における検出信号の数を多くすることができるので、自己放電の発生率を正確に検出することができる。したがって、前記紫外線光電管の劣化状態を正確に判断することができ、前記紫外線光電管の点検の信頼性を高くすることができる。
【００１９】
【実施例】
以下、この発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、この発明を実施する火炎検出装置の一例を示す概略説明図であり、また図２は、図１の底面説明図であり、さらに図３は、この発明の一実施例における制御内容のタイムチャートを模式的に示す説明図である。ここで、この実施例の火炎検出装置は、ボイラの燃焼装置に取り付けて用いられる火炎検出装置である。この火炎検出装置は、前記燃焼装置の火炎の有無を検出し、前記燃焼装置への燃料の供給を継続するかまたは停止するかを制御するために用いられている。
【００２０】
まず、図１および図２を参照しながら、この発明を実施する火炎検出装置の基本構成について説明する。前記火炎検出装置１は、火炎検出手段２と、この火炎検出手段２の作動状態を点検する点検手段３と、前記火炎検出手段２および前記点検手段３を制御することにより、火炎の検出と前記火炎検出手段２の点検とを行う制御手段４とを備えている。
【００２１】
前記火炎検出手段２は、火炎を光（紫外線）として検出する紫外線光電管５を備えている。この紫外線光電管５は、筒状のケース６内に取り付けられており、このケース６の先端（図１の下方側）の開口部(符号省略)を介して火炎からの光を前記紫外線光電管５へ入射させるように構成されている。そして、前記紫外線光電管５は、所定の作動周期ごとに、所定時間、駆動電圧が印加され、この駆動電圧が印加されているとき、前記紫外線光電管５へ火炎からの光が入射すると、所定電圧の検出信号を火炎有りの検出信号として出力する。
【００２２】
前記点検手段３は、前記紫外線光電管５への光の入射を遮る遮光手段７を備えている。この遮光手段７は、前記ケース６の下方において、水平方向に回動する平板状の遮光体８と、前記ケース６の側方に配置された前記遮光体８の駆動手段９とを備えている。この駆動手段９は、図２に示すように、前記遮光体８を実線で示す閉位置と、二点鎖線で示す開位置とを交互に移動させるように構成されている。すなわち、前記遮光手段７は、いわゆるシャッタ機構として構成されている。
【００２３】
そして、前記点検手段３の作動時には、前記駆動手段９により、前記遮光体８を前記閉位置へ移動させ、前記ケース６の開口部を覆うことによって、火炎からの光が前記紫外線光電管５へ入射不可能な状態とする。また、前記点検手段３の非作動時には、前記駆動手段９により、前記遮光体８を前記開位置へ移動させ、火炎からの光が前記ケース６の開口部から前記紫外線光電管５へ入射可能な状態とする。
【００２４】
前記制御手段４は、回線１０，１０を介して、前記紫外線光電管５および前記駆動手段９のそれぞれと接続されている。そして、前記制御手段４は、前記紫外線光電管５への駆動電圧の印加を制御するとともに、前記駆動手段９の作動の制御を行い、前記紫外線光電管５の点検と、前記紫外線光電管５による火炎の検出とを交互に繰り返し行う。
【００２５】
ここで、前記紫外線光電管５の点検について説明すると、前記制御手段４は、所定の時間間隔で前記駆動手段９を所定時間作動させることにより、前記遮光体８を前記閉位置に移動させる。そして、前記遮光体８によって前記ケース６の開口部を覆った状態において、このときの前記紫外線光電管５からの検出信号に基づいて、前記紫外線光電管５が正常に作動しているかどうかを判断する。すなわち、前記遮光体８によって、前記紫外線光電管５への光の入射を遮ったとき、前記紫外線光電管５から火炎無しの検出信号が出力されていれば、前記紫外線光電管５が正常に作動していると判断する。一方、前記紫外線光電管５から火炎有りの検出信号が出力されていれば、前記紫外線光電管５に異常が発生していると判断する。
【００２６】
つぎに、前記火炎検出装置１の制御方法について、図１〜図３に基づいて具体的に説明する。まず、前記火炎検出装置１において、前記遮光手段７を作動させている時間，すなわち前記駆動手段９の作動により前記遮光体８を前記閉位置へ移動させている時間（以下、「作動時間」と云う）Ａは、０．５秒に設定されている。また、前記遮光手段７の作動を停止している時間，すなわち、前記駆動手段９の作動の停止により前記遮光体８を前記開位置へ移動させている時間（以下、「非作動時間」と云う）Ｂは２秒に設定されている。
【００２７】
すなわち、前記火炎検出装置１においては、前記遮光手段７の作動時間Ａを非作動時間Ｂよりも短く設定している。したがって、前記紫外線光電管５によって火炎を検出することができる時間が、前記点検手段３によって前記紫外線光電管５の点検を行っている時間よりも長いため、前記紫外線光電管５による火炎検出の信頼性が高くなる。しかも、前記作動時間Ａが短いため、前記作動時間Ａの間に火炎が消失したとしても、すぐに前記非作動時間Ｂとなって火炎の検出を行うことができるため、失火の検出が遅れることはない。また、前記作動時間Ａのみを短くすることにより、前記駆動手段９の作動回数を増加させる必要がなく、前記駆動手段９の寿命が短くなることも防止することができる。
【００２８】
さらに、前記火炎検出装置１においては、図３に示すように、前記作動時間Ａと前記非作動時間Ｂとにおいて、前記紫外線光電管５の作動周期，すなわち前記紫外線光電管５へ駆動電圧を印加する周期をつぎのように設定している。前記作動時間Ａの間，すなわち前記紫外線光電管５の点検を行っている間の第一作動周期Ｃを前記非作動時間Ｂの間，すなわち前記紫外線光電管５によって火炎を検出している間の第二作動周期Ｄよりも短くしている。このように前記各作動周期Ｃ，Ｄを設定すると、前記第一作動周期Ｃを前記第二作動周期Ｄと同じに設定した場合に比べて、前記作動時間Ａ中における検出信号の数を多くすることができる。具体的には、前記紫外線光電管５の点検を行っている間の駆動電圧の印加回数が、前記紫外線光電管５によって火炎を検出している間の駆動電圧の印加回数と同じになるように、前記各作動周期Ｃ，Ｄを設定している。すなわち、この実施例においては、前記作動時間Ａが前記非作動時間Ｂの１／４であるため、前記第一作動周期Ｃは、前記第二作動周期Ｄの１／４としている。
【００２９】
そして、前記のように、前記各作動周期Ｃ，Ｄを設定すると、前記紫外線光電管５の点検の信頼性を高くすることができる。つぎに、この理由について説明する。
【００３０】
まず、前記紫外線光電管５は、駆動電圧が印加されているときに、光の入射がなくても炎有りの検出信号を出力する現象，いわゆる自己放電が生じることがある。この自己放電の発生率は、前記紫外線光電管５の劣化が進むにつれて増加し、ついには駆動電圧を印加しただけで発生するようになる。そこで、前記紫外線光電管５においては、自己放電の発生率を前記作動時間Ａ中における検出信号の数に対する火炎有りの検出信号の数の比率として検出し、この比率が所定値を超えると、前記紫外線光電管５の劣化が使用限界に達したと判断している。
【００３１】
ところで、自己放電は、前記のように、不規則に発生する現象であり、均一な間隔で発生するとは限らない。したがって、前記のように、自己放電の発生率を前記作動時間Ａ中における火炎有りの検出信号の数の比率として検出する場合、自己放電の発生率を正確に検出するためには、前記作動時間Ａ中における検出信号の数，すなわち判断回数（判断材料）を多くする必要がある。
【００３２】
そこで、この実施例では、前記作動時間Ａを前記非作動時間Ｂよりも短く設定しているが、前記のように、前記第一作動周期Ｃを前記第二作動周期Ｄよりも短くすることで、前記作動時間Ａ中における検出信号の数を前記非作動時間Ｂ中における検出信号の数と同じとなるまで増加させている。そのため、この実施例においては、前記作動時間Ａが前記非作動時間Ｂよりも短いにも拘らず、前記作動時間Ａ中における検出信号の数（判断回数）が多くなり、自己放電の発生率を正確に検出することができる。したがって、前記紫外線光電管５の劣化状態を正確に判断することができ、前記紫外線光電管５の点検の信頼性を高くすることができる。
【００３３】
また、前記紫外線光電管５の劣化は、放電回数，すなわち火炎有りの検出信号の出力回数の積算値に応じて進むという特性も有している。しかし、この実施例においては、前記作動時間Ａを前記非作動時間Ｂよりも短く設定した上で、前記作動時間Ａに対応する前記第二作動周期Ｄのみを短くしているため、前記積算値が大幅に増加するのを抑制することができ、前記紫外線光電管５の寿命の点でも有利である。
【００３４】
【発明の効果】
この発明によれば、火炎検出の信頼性を高めるとともに、火炎検出手段の点検の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明を実施する火炎検出装置の一例を概略的に示す説明図である。
【図２】図１の底面説明図である。
【図３】この発明の一実施例における制御内容のタイムチャートを模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
１  火炎検出装置
２  火炎検出手段
３  点検手段
Ａ  点検手段の作動時間
Ｂ  点検手段の非作動時間
【図１】
0004254074.tif 000002
【図２】
0004254074.tif 000003
【図３】
0004254074.tif 000004