JP2000146177A - 火炎検出器の異常判定方法および燃焼装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 火炎検出器の異常判定方法および燃焼装置の
制御方法を提供する。 【解決手段】 火炎検出器の異常判定方法は、排ガス中
の酸素濃度が予め設定した設定値を越え、かつ火炎検出
器１０が火炎ありの信号を出力しているとき、前記火炎
検出器１０が異常であると判定する。また、燃焼装置の
制御方法は、前記排ガス中の酸素濃度が所定範囲内にな
ったとき、前記火炎検出器１０の消炎レベルを変更する
ことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、燃焼装置におけ
る火炎検出器の異常判定方法および燃焼装置の制御方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ボイラや焼却炉などに用いられる燃焼装
置においては、安全対策上や運転の安定化の必要性か
ら、燃焼開始時の着火の確認や燃焼中の火炎の消失の検
出を行っている。この火炎の検出は、一般には、火炎か
らの光を検出することによって行っており、そのための
検出器としては、紫外線領域の光を検出する紫外線光電
管や、可視領域の光を検出するＣｄＳセルなどが利用さ
れている。ところで、火炎の有無を確実に検出するに
は、前記のような火炎検出器からの検出信号が正しいか
どうか、すなわち火炎検出器が正常であるかどうかが重
要である。

【０００３】また、前記燃焼装置の排ガス中の酸素濃度
が低下することにより、前記火炎検出器の出力レベルが
低下することがあり、消炎レベルを一定に設定しておく
と燃焼可能な酸素濃度でも前記火炎検出器が消炎判定を
する場合がある。この消炎判定によって、前記燃焼装置
は、燃焼を停止する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、前記問題
点に鑑み、火炎検出器の異常判定方法および燃焼装置の
制御方法を提供することを目的とするものである。

【０００５】

【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あって、請求項１に記載
の発明は、排ガス中の酸素濃度が予め設定した設定値を
越え、かつ火炎検出器が火炎ありの信号を出力している
とき、前記火炎検出器が異常であると判定することを特
徴としている。

【０００６】請求項２に記載の発明は、火炎検出器と排
ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出器を備えた燃
焼装置の制御方法であって、前記排ガス中の酸素濃度が
所定範囲内になったとき、前記火炎検出器の消炎レベル
を変更することを特徴としている。

【０００７】さらに、請求項３に記載の発明は、前記消
炎レベルを変更したとき、酸素濃度の低下信号を出力す
ることを特徴としている。

【０００８】

【発明の実施の形態】つぎに、この発明の実施の形態に
ついて説明すると、この発明は、火炎検出器と、排ガス
中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出器と、制御装置を
備えた燃焼装置において実現される。

【０００９】前記火炎検出器は、前記燃焼装置の燃焼開
始時の着火の確認や燃焼中の火炎の消失の検出を行い、
この検出信号を前記制御装置へ通報する。また、前記酸
素濃度検出器は、前記燃焼装置の排ガス通路内に設け、
排ガス中の酸素濃度を検出し、この検出値を前記制御装
置へ通報する。前記制御装置は、前記火炎検出器および
前記酸素濃度検出器からの信号を受信し、この受信した
信号に基づいて前記燃焼装置の制御を行う。

【００１０】この発明の火炎検出器の異常判定方法は、
前記酸素濃度検出器が、予め設定した排ガス中の酸素濃
度の設定値（燃焼不能な酸素濃度、たとえば１２％以
上）を越えた値を検出し、かつ前記火炎検出器が火炎あ
りの信号を出力しているとき、前記火炎検出器が異常で
あると判定し、前記制御装置は異常信号を出力する。

【００１１】また、排ガス中の酸素濃度が低下すると、
前記火炎検出器の出力が低下することがあり、この出力
が予め設定した消炎レベルまで低下すると、前記火炎検
出器は火炎なしの信号を出力する。この火炎なし信号に
より前記制御装置は、燃焼装置を停止する。しかしなが
ら、前記排ガス中の酸素濃度が燃焼可能な状態である場
合は、前記燃焼停止は必要のないことである。

【００１２】この発明の燃焼装置の制御方法は、前記消
炎レベルが、安全性の高いレベルで設定しているため、
前記排ガス中の酸素濃度が燃焼可能な状態である場合に
は、前記消炎レベルを安全性が確保できるレベルの下限
まで変更する制御を行うものである。したがって、前記
燃焼装置を前記下限値になるまで継続して燃焼させるこ
とができる。

【００１３】また、前記消炎レベルを変更する制御を行
うと同時に、前記酸素濃度検出器からの信号に基づき、
前記制御装置は、排ガス中の酸素濃度が低下しているこ
とを警告する信号を出力する。さらに、排ガス中の酸素
濃度の適正範囲を越える値を検出すると、排ガス中の酸
素濃度が高くなっていることを警告する信号を出力す
る。

【００１４】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。図1 は、この発明の火炎検出器の異常判
定方法および燃焼装置の制御方法を実施したボイラの構
成を概略的に示す説明図である。

【００１５】図1 において、ボイラ１は、その上部に燃
焼装置２を取り付けてあり、この燃焼装置２は、燃料配
管３と、燃焼用空気の供給経路であるウインドボックス
４とを備えている。さらにこの燃料配管３には、その途
中に燃料弁５を接続してあり、前記ウインドボックス４
の上流端には、送風機６を接続してある。また、前記ボ
イラ１の下部には、排ガス中の酸素濃度を検出する酸素
濃度検出器７を備えた排ガス通路８を設けている。

【００１６】前記ボイラ１に適用する制御装置９は、前
記酸素濃度検出器７，火炎検出器１０，水位検出器（図
示省略）からの検出信号に基づいて、ボイラ１の運転状
態を判断し、前記燃料弁５，前記送風機６および給水ポ
ンプ１１を制御することにより、ボイラ1 の自動制御を
行い、さらにボイラ１の異常状態の検出時には、異常状
態の報知手段１２，１３を制御する。これらの報知手段
１２，１３は、たとえば異常の発生を警告音を発して知
らせる音響式の報知手段１２と、視覚的に報知する表示
式の報知手段１３である。より具体的には、前者の音響
式の報知手段１２はサイレン，ブザー，ベルなどであ
り、後者の表示式の報知手段１３は、ランプやインジケ
ータ類，ディスプレイ表示装置等である。

【００１７】前記制御装置９は、ボイラ１の正常運転時
の制御と異常発生時の制御とを行なうもので、異常時の
制御は、後述の処理手順（図２参照）に沿って行われ
る。このボイラ１の制御装置９は、マイクロコンピュー
タによって構成したものである。すなわち、この制御装
置９は、演算装置（ＣＰＵ）１４と、正常運転時の制御
と異常発生時の制御の処理手順をプログラム（ソフトウ
ェア）として記憶させた記憶装置１５と、前記酸素濃度
検出器７，前記火炎検出器１０，前記水位検出器（図示
省略）などの検出手段および燃焼装置２，送風機６，給
水ポンプ１１などの制御対象機器と前記演算装置１４と
の間の信号の入出力を行うインターフェース装置１６と
を接続して構成される。そして、この制御装置９は、前
記酸素濃度検出器７，前記火炎検出器１０，前記水位検
出器などの検出手段からの検出信号に基づき、前記記憶
装置１５内の処理手順を参照しながら前記制御対象機器
の制御を行う。

【００１８】まず、以上の制御装置９における制御動作
について説明する。この制御装置９は、ボイラ１の正常
運転時においては、前記火炎検出器１０からの信号に基
づいて燃焼装置２の制御を行う。この燃焼装置２の制御
は、たとえば前記ボイラ１への負荷の要求を、ボイラ１
内部の圧力の変化として検出し、前記燃料弁５の制御を
行う。同時に、前記水位検出器からの信号に基づいてボ
イラ１への給水制御を行う。すなわち、前記燃焼装置２
の作動によりボイラ１は蒸気を発生し、これに伴ってボ
イラ１内の水が消費されるため、この消費分を補充する
ように前記給水ポンプ１１を作動させて給水を行う。

【００１９】つぎに、この発明の火炎検出器１０の異常
判定方法を図２を参照しながら説明する。この発明で
は、前記酸素濃度検出器７による排ガス中の酸素濃度と
前記火炎検出器１０による火炎の検出信号との論理的判
断により、前記火炎検出器１０の異常を判定する。すな
わち、前記火炎検出器１０から火炎ありの信号が検出さ
れていれば、前記制御装置９は、前記燃焼装置２が作動
中と判断し、前記燃料弁５を開弁し燃料を供給する。こ
の火炎検出器１０から火炎ありの信号が検出されている
ときは、前記酸素濃度検出器７は、燃焼可能な排ガス中
の酸素濃度を検出しているはずである。しかし、前記火
炎検出器１０からの信号により、前記燃焼装置２が作動
中と判断されているにもかかわらず、前記酸素濃度検出
器７が予め設定した排ガス中の酸素濃度の設定値を越え
た値（燃焼不能な酸素濃度、たとえば１２％以上）を検
出したとき、前記火炎検出器１０に異常が生じていると
判定する。そして、前記制御装置９は、前記音響式の報
知手段１２を作動させ、ボイラ１に故障が生じたことを
報知するとともに、前記表示式の報知手段１３に前記火
炎検出器１０に異常が生じている旨の表示を行う。

【００２０】つぎに、この発明の燃焼装置の制御方法を
図３を参照しながら説明する。この発明では、前記記憶
装置１５に、前記火炎検出器１０の出力が所定値まで低
下したとき消炎信号を出力する消炎レベル（図３参照）
が設定してある。この消炎レベルは、高い安全性の確保
と、消炎の誤判定をしない範囲に設定してあって、この
消炎レベルまで前記火炎検出器１０の出力が低下し消炎
信号が出力されると、前記制御装置９は、火炎なしと判
断し前記燃焼装置２を停止する。しかしながら、前記酸
素濃度検出器７が検出する排ガス中の酸素濃度が燃焼可
能な状態である場合は、前記消炎信号による燃焼停止は
必要のないことになる。

【００２１】この発明の燃焼装置２の制御方法は、前記
排ガス中の酸素濃度は低下しているが燃焼可能な状態で
ある場合に、前記火炎検出器１０の出力が低下し、前記
消炎信号を出力する前に、図３に示すように、前記消炎
レベルの設定値を安全が確保できるレベルの下限まで変
更する制御を行うものである。したがって、前記消炎レ
ベルを変更しないときに比し、燃焼装置２をできるかぎ
り継続して燃焼させることができる。

【００２２】また、前記消炎レベルの設定値を変更する
制御を行うと同時に、前記酸素濃度検出器７からの信号
に基づき、前記制御装置９は、排ガス中の酸素濃度が適
正範囲の下限（図３参照）に近づいていることを警告す
る。すなわち、前記酸素濃度検出器７からの信号を受け
た前記制御装置９は、前記表示式の報知手段１３に酸素
濃度が低下していることを警告する表示を行う。さら
に、前記酸素濃度検出器７が、排ガス中の酸素濃度が適
正範囲（図３参照）を越える値を検出すると、前記表示
式の報知手段１３に酸素濃度が高くなっていることを警
告する表示を行う。

【００２３】以上の各実施例の説明において、火炎検出
器の異常判定方法では、前記火炎検出器１０が異常と判
断された場合には、前記燃料弁５を閉鎖し、燃焼装置２
を停止させることによって、燃料の流出を防止すること
ができる。また、燃焼装置の制御方法では、消炎レベル
の設定値を変更することにより、燃焼を停止することな
く継続することができる。さらに、排ガス中の酸素濃度
の下限設定値に近づくか、または適正範囲を越えたとき
警告信号を出力するのでメンテナンスの対応が早くでき
る。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、排ガス中の酸素濃度と火炎あり信号とを関連させて
火炎検出器の異常を判定するように構成したので、火炎
検出器の異常を確実に判定することができる。また、火
炎検出器の消炎レベルを変更するようにしたので、燃焼
を停止することなく継続することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を実施したボイラの構成を概略的に示
す説明図である。

【図２】この発明の火炎検出器の異常判定方法における
処理手順を説明するフロー図である。

【図３】この発明の燃焼装置の制御方法における排ガス
中の酸素濃度と火炎検出器の消炎レベルの関係を概略的
に示す説明図である。

【符号の説明】

２ 燃焼装置 ７ 酸素濃度検出器 １０ 火炎検出器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排ガス中の酸素濃度が予め設定した設定
   値を越え、かつ火炎検出器１０が火炎ありの信号を出力
   しているとき、前記火炎検出器１０が異常であると判定
   することを特徴とする火炎検出器の異常判定方法。
2. 【請求項２】 火炎検出器１０と排ガス中の酸素濃度を
   検出する酸素濃度検出器７を備えた燃焼装置２の制御方
   法であって、前記排ガス中の酸素濃度が所定範囲内にな
   ったとき、前記火炎検出器１０の消炎レベルを変更する
   ことを特徴とする燃焼装置の制御方法。
3. 【請求項３】 前記消炎レベルを変更したとき、酸素濃
   度の低下信号を出力することを特徴とする請求項２に記
   載の燃焼装置の制御方法。