JP2922770B2 - 着火検知方法 - Google Patents
着火検知方法Info
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- JP2922770B2 JP2922770B2 JP5335970A JP33597093A JP2922770B2 JP 2922770 B2 JP2922770 B2 JP 2922770B2 JP 5335970 A JP5335970 A JP 5335970A JP 33597093 A JP33597093 A JP 33597093A JP 2922770 B2 JP2922770 B2 JP 2922770B2
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- Japan
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- burner
- frequency component
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
- F23N5/16—Systems for controlling combustion using noise-sensitive detectors
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、工業炉等における主バ
ーナーと点火バーナの着火／消火を個別に検知するため
の着火検知方法に関する。
ーナーと点火バーナの着火／消火を個別に検知するため
の着火検知方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】工業用炉等では、各主バーナに対して点
火バーナ（パイロッバーナ）を対で設けている。主バー
ナは、点火バーナに比し、燃焼容量も大きく、炉によっ
ては、負荷に合わせ、点消火を頻繁に繰り返すため、主
バーナの着火が確実に検知する必要がある。これに対
し、点火バーナは保炎性能から燃焼性が良く、失火する
可能性が少ないため、小規模の工業用炉では、点火バー
ナの着火検知を行なわない場合が多い。
火バーナ（パイロッバーナ）を対で設けている。主バー
ナは、点火バーナに比し、燃焼容量も大きく、炉によっ
ては、負荷に合わせ、点消火を頻繁に繰り返すため、主
バーナの着火が確実に検知する必要がある。これに対
し、点火バーナは保炎性能から燃焼性が良く、失火する
可能性が少ないため、小規模の工業用炉では、点火バー
ナの着火検知を行なわない場合が多い。
【０００３】しかし、発電用ボイラや大形の工業用炉で
は、点火バーナといっても燃焼量が大きく、万一失火し
た場合には、大きい事故になりかねないので、点火バー
ナ専用に着火検知手段を備えて安全対策を実施している
ことが多い。
は、点火バーナといっても燃焼量が大きく、万一失火し
た場合には、大きい事故になりかねないので、点火バー
ナ専用に着火検知手段を備えて安全対策を実施している
ことが多い。
【０００４】この種の着火検知手段としては、光学方式
のものと音響方式（例えば、実公平４−４９４８２号公
報に開示）のものとがあるが、光学方式のものは、主バ
ーナと点火バーナを１台のセンサが監視することが難し
く、それぞれのバーナに対し個別にセンサを設けるよう
にしている。
のものと音響方式（例えば、実公平４−４９４８２号公
報に開示）のものとがあるが、光学方式のものは、主バ
ーナと点火バーナを１台のセンサが監視することが難し
く、それぞれのバーナに対し個別にセンサを設けるよう
にしている。
【０００５】また、上記音響方式のものは、主バーナと
点火バーナの燃焼音の周波数の違いを用いて、両バーナ
の着火・消火を識別するものであり、１台のセンサで済
む利点がある。
点火バーナの燃焼音の周波数の違いを用いて、両バーナ
の着火・消火を識別するものであり、１台のセンサで済
む利点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、近年の排ガ
ス規制等により、主バーナだけでなく、点火バーナも燃
焼性のよい急速燃焼から、ＮＯｘやＳＯｘの排出量が低
い緩慢燃焼に移行する傾向にあり、主バーナ、点火バー
ナの燃焼時・消火時に大きな周波数差が無い場合が起こ
っており、主バーナ、点火バーナの状態判別の信頼性が
低下しているという問題があった。
ス規制等により、主バーナだけでなく、点火バーナも燃
焼性のよい急速燃焼から、ＮＯｘやＳＯｘの排出量が低
い緩慢燃焼に移行する傾向にあり、主バーナ、点火バー
ナの燃焼時・消火時に大きな周波数差が無い場合が起こ
っており、主バーナ、点火バーナの状態判別の信頼性が
低下しているという問題があった。
【０００７】本発明はこの問題を解消するためになされ
たもので、主バーナと点火バーナの着火／消火を、炉の
型式にかかわらず、精度よく判別することができる信頼
性の高い、経済的な、そして炉運転の安全性を大幅に向
上することができる着火検知方法をを提供することを目
的とする。
たもので、主バーナと点火バーナの着火／消火を、炉の
型式にかかわらず、精度よく判別することができる信頼
性の高い、経済的な、そして炉運転の安全性を大幅に向
上することができる着火検知方法をを提供することを目
的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、請求項１では、対をなす主バーナと点火バー
ナの着火・消火からなる４つのケースを、これらバーナ
により発生する微小圧力振動を共通の手段を用いて電気
信号として取り出し、当該電気信号と予め設定する判定
値を利用することにより判別する着火検知方法であっ
て、 上記電気信号が含む燃焼音に対応する高周波数成分
の振動エネルギと、第１の判定値とを比較して大小比較
を行うと共に、 上記電気信号が含む気流音に対応する低
周波数成分の振動エネルギと、上記燃焼音に対応する高
周波数成分の振動エネルギとの比で表される振動エネル
ギ比と第２の判定値との大小比較を行い、 これらの比較
結果の組合せによって、上記４つのケースを判別する構
成とした。
するため、請求項１では、対をなす主バーナと点火バー
ナの着火・消火からなる４つのケースを、これらバーナ
により発生する微小圧力振動を共通の手段を用いて電気
信号として取り出し、当該電気信号と予め設定する判定
値を利用することにより判別する着火検知方法であっ
て、 上記電気信号が含む燃焼音に対応する高周波数成分
の振動エネルギと、第１の判定値とを比較して大小比較
を行うと共に、 上記電気信号が含む気流音に対応する低
周波数成分の振動エネルギと、上記燃焼音に対応する高
周波数成分の振動エネルギとの比で表される振動エネル
ギ比と第２の判定値との大小比較を行い、 これらの比較
結果の組合せによって、上記４つのケースを判別する構
成とした。
【０００９】請求項２では、対をなす主バーナと点火バ
ーナの着火・消火からなる４つのケースを、これらバー
ナにより発生する微小圧力振動を共通の手段を用いて電
気信号として取り出し、当該電気信号と予め設定する判
定値を利用することにより判別する着火検知方法であっ
て、 上記電気信号が含む燃焼音に対応する高周波数成分
の振動エネルギと、第１の判定値とを比較して大小比較
を行うと共に、 上記電気信号が含む全燃焼音に対応する
全周波数成分の振動エネルギと、上記燃焼音に対応する
高周波数成分の振動エネルギとの比で表される振動エネ
ルギ比と第２の判定値との大小比較を行い、 これらの比
較結果の組合せによって、上記４つのケースを判別する
構成とした。
ーナの着火・消火からなる４つのケースを、これらバー
ナにより発生する微小圧力振動を共通の手段を用いて電
気信号として取り出し、当該電気信号と予め設定する判
定値を利用することにより判別する着火検知方法であっ
て、 上記電気信号が含む燃焼音に対応する高周波数成分
の振動エネルギと、第１の判定値とを比較して大小比較
を行うと共に、 上記電気信号が含む全燃焼音に対応する
全周波数成分の振動エネルギと、上記燃焼音に対応する
高周波数成分の振動エネルギとの比で表される振動エネ
ルギ比と第２の判定値との大小比較を行い、 これらの比
較結果の組合せによって、上記４つのケースを判別する
構成とした。
【００１０】請求項３では、対をなす主バーナと点火バ
ーナの着火・消火からなる４つのケースを、これらバー
ナにより発生する微小圧力振動を共通の手段を用いて電
気信号として取り出し、当該電気信号と予め設定する判
定値を利用することにより判別する着火検知方法であっ
て、 上記電気信号が含む燃焼音に対応する高周波数成分
の振幅と、第１の判定値とを比較して大小比較を行うと
共に、 上記電気信号が含む気流音に対応する低周波数成
分の振幅と、上記燃焼音に対応する高周波数成分の振幅
との比で表される振幅比と第２の判定値との大小比較を
行い、 これらの比較結果の組合せによって、上記４つの
ケースを判別する構成とした。
ーナの着火・消火からなる４つのケースを、これらバー
ナにより発生する微小圧力振動を共通の手段を用いて電
気信号として取り出し、当該電気信号と予め設定する判
定値を利用することにより判別する着火検知方法であっ
て、 上記電気信号が含む燃焼音に対応する高周波数成分
の振幅と、第１の判定値とを比較して大小比較を行うと
共に、 上記電気信号が含む気流音に対応する低周波数成
分の振幅と、上記燃焼音に対応する高周波数成分の振幅
との比で表される振幅比と第２の判定値との大小比較を
行い、 これらの比較結果の組合せによって、上記４つの
ケースを判別する構成とした。
【００１１】請求項４では、対をなす主バーナと点火バ
ーナの着火・消火からなる４つのケースを、これらバー
ナにより発生する微小圧力振動を共通の手段を用いて電
気信号として取り出し、当該電気信号と予め設定する判
定値を利用することにより判別する着火検知方法であっ
て、 上記電気信号が含む燃焼音に対応する高周波数成分
の振幅と、第１の判定値とを比較して大小比較を行うと
共に、 上記電気信号が含む全燃焼音に対応する全周波数
成分の振幅と、上記燃焼音に対応する高周波数成分の振
幅との比で表される振幅比と第２の判定値との大小比較
を行い、 これらの比較結果の組合せによって、上記４つ
のケースを判別する構成とした。
ーナの着火・消火からなる４つのケースを、これらバー
ナにより発生する微小圧力振動を共通の手段を用いて電
気信号として取り出し、当該電気信号と予め設定する判
定値を利用することにより判別する着火検知方法であっ
て、 上記電気信号が含む燃焼音に対応する高周波数成分
の振幅と、第１の判定値とを比較して大小比較を行うと
共に、 上記電気信号が含む全燃焼音に対応する全周波数
成分の振幅と、上記燃焼音に対応する高周波数成分の振
幅との比で表される振幅比と第２の判定値との大小比較
を行い、 これらの比較結果の組合せによって、上記４つ
のケースを判別する構成とした。
【００１２】
【作用】本発明は、気流音に対応する周波数成分または
燃焼音に対応する周波数成分と判定値との大小比較ある
いは気流音に対応する振動エネルギーまたは燃焼音に対
応する振動エネルギと判定値との大小比較データによ
り、主バーナが作動（着火、失火を含む）しているか否
かを（点火バーナが作動しているか否かを）判別し、気
流音に対応する周波数成分と燃焼音に対応する周波数成
分との振動振幅比と判定値との大小比較あるいは気流音
に対応する振動エネルギーと燃焼音に対応する振動エネ
ルギーの比と判定値との大小比較により、上記作動と判
定したバーナの着火／消火を判別する。
燃焼音に対応する周波数成分と判定値との大小比較ある
いは気流音に対応する振動エネルギーまたは燃焼音に対
応する振動エネルギと判定値との大小比較データによ
り、主バーナが作動（着火、失火を含む）しているか否
かを（点火バーナが作動しているか否かを）判別し、気
流音に対応する周波数成分と燃焼音に対応する周波数成
分との振動振幅比と判定値との大小比較あるいは気流音
に対応する振動エネルギーと燃焼音に対応する振動エネ
ルギーの比と判定値との大小比較により、上記作動と判
定したバーナの着火／消火を判別する。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の１実施例を図面を参照して説
明する。
明する。
【００１４】図１において、１はマイクロフォンであっ
て、図２に示すように炉４０の炉壁４１を通して主バー
ナ４２と点火バーナ４３の先端部近傍に臨ませたプロー
ブ２の炉外側の端部に設けられている。
て、図２に示すように炉４０の炉壁４１を通して主バー
ナ４２と点火バーナ４３の先端部近傍に臨ませたプロー
ブ２の炉外側の端部に設けられている。
【００１５】３は第１の帯域通過フィルタ、４は第２の
帯域通過フィルタである。第１の帯域通過フィルタ３は
高周波数成分（例えば２００Ｈｚ〜１ｋＨｚ）を通過帯
域とするフィルタであって、当該帯域通過フィルタ３の
出力は平滑回路５で平滑される。この平滑回路５の出力
をＡとする。第２の帯域通過フィルタ４は低周波数成分
（例えば２０Ｈｚ〜２００Ｈｚ）を通過帯域とするフィ
ルタであって、当該帯域通過フィルタ２の出力は平滑回
路６で平滑される。この平滑回路６の出力をＢとする。
７は第１の振動エネルギ演算回路（自乗演算回路）であ
って、Ａ2 を演算する。８は第２の振動エネルギ演算回
路（自乗演算回路）であって、Ｂ2 を演算する。９は比
率演算回路であって、振動エネルギ演算回路７と８の演
算値Ａ2とＢ2 の比Ｅ1 ＝Ａ2 ／Ｂ2 を演算する。１０
は第１の判定回路（エネルギ判定回路）であって、第１
の振動エネルギ演算回路７の出力Ａ2 を判定値Ｕ（しき
い値）と比較し、Ａ2 ＞Ｕの場合、主バーナ４２運転
（着火もしくは失火）であると判定して、「Ｈ」レベル
の信号を出力し、Ａ2 ＜Ｕの場合、主バーナ４２停止で
あると判定して、「Ｌ」レベルの信号を出力する。１１
は判定値Ｕを設定するための判定値設定回路である。１
２は第２の判定回路（エネルギ比判定回路）であって、
比率演算回路９の出力Ｅ1 を判定値（しきい値）Ｖとを
比較し、Ｅ1 ＞Ｖの場合、「着火」であると判定して、
「Ｈ」レベルの信号を出力し、Ｅ1 ＜Ｖの場合、「消
火」であると判定して、「Ｌ」レベルの信号を出力す
る。１３は判定値Ｖを設定するための判定値設定回路で
ある。
帯域通過フィルタである。第１の帯域通過フィルタ３は
高周波数成分（例えば２００Ｈｚ〜１ｋＨｚ）を通過帯
域とするフィルタであって、当該帯域通過フィルタ３の
出力は平滑回路５で平滑される。この平滑回路５の出力
をＡとする。第２の帯域通過フィルタ４は低周波数成分
（例えば２０Ｈｚ〜２００Ｈｚ）を通過帯域とするフィ
ルタであって、当該帯域通過フィルタ２の出力は平滑回
路６で平滑される。この平滑回路６の出力をＢとする。
７は第１の振動エネルギ演算回路（自乗演算回路）であ
って、Ａ2 を演算する。８は第２の振動エネルギ演算回
路（自乗演算回路）であって、Ｂ2 を演算する。９は比
率演算回路であって、振動エネルギ演算回路７と８の演
算値Ａ2とＢ2 の比Ｅ1 ＝Ａ2 ／Ｂ2 を演算する。１０
は第１の判定回路（エネルギ判定回路）であって、第１
の振動エネルギ演算回路７の出力Ａ2 を判定値Ｕ（しき
い値）と比較し、Ａ2 ＞Ｕの場合、主バーナ４２運転
（着火もしくは失火）であると判定して、「Ｈ」レベル
の信号を出力し、Ａ2 ＜Ｕの場合、主バーナ４２停止で
あると判定して、「Ｌ」レベルの信号を出力する。１１
は判定値Ｕを設定するための判定値設定回路である。１
２は第２の判定回路（エネルギ比判定回路）であって、
比率演算回路９の出力Ｅ1 を判定値（しきい値）Ｖとを
比較し、Ｅ1 ＞Ｖの場合、「着火」であると判定して、
「Ｈ」レベルの信号を出力し、Ｅ1 ＜Ｖの場合、「消
火」であると判定して、「Ｌ」レベルの信号を出力す
る。１３は判定値Ｖを設定するための判定値設定回路で
ある。
【００１６】１４はバーナ状態判定部であって、４箇の
ゲート回路１５〜１８と反転回路１９、２０を備えてい
る。ゲート回路１５は主バーナ着火検知用ゲート回路で
あって、第１の判定回路１０の出力と第２の判定回路１
２の出力とが導かれ、両出力が共に「Ｈ」レベルである
時に、主バーナ４２着火検知出力を発生する。ゲート回
路１６は主バーナ失火検知用ゲート回路であって、第１
の判定回路１０の出力と第２の判定回路１２の出力を反
転した信号が導かれ、前者が「Ｈ」レベルであり、後者
が「Ｌ」レベルである時に、主バーナ４２失火検知出力
を発生する。
ゲート回路１５〜１８と反転回路１９、２０を備えてい
る。ゲート回路１５は主バーナ着火検知用ゲート回路で
あって、第１の判定回路１０の出力と第２の判定回路１
２の出力とが導かれ、両出力が共に「Ｈ」レベルである
時に、主バーナ４２着火検知出力を発生する。ゲート回
路１６は主バーナ失火検知用ゲート回路であって、第１
の判定回路１０の出力と第２の判定回路１２の出力を反
転した信号が導かれ、前者が「Ｈ」レベルであり、後者
が「Ｌ」レベルである時に、主バーナ４２失火検知出力
を発生する。
【００１７】ゲート回路１７は点火バーナ着火検知用ゲ
ート回路であって、第２の判定回路１２の出力と第１の
判定回路１０の出力とが導かれ、前者が「Ｈ」レベルで
あり、後者が「Ｌ」レベルである時に、点火バーナ４３
着火検知出力を発生する。ゲート回路１８は点火バーナ
失火検知用ゲート回路であって、第１の判定回路１０の
出力を反転した信号と第２の判定回路１２の出力を反転
した信号が導かれ、両出力が共に「Ｌ」レベルである時
に、全バーナ消火（完全消火）検知出力を発生する。
ート回路であって、第２の判定回路１２の出力と第１の
判定回路１０の出力とが導かれ、前者が「Ｈ」レベルで
あり、後者が「Ｌ」レベルである時に、点火バーナ４３
着火検知出力を発生する。ゲート回路１８は点火バーナ
失火検知用ゲート回路であって、第１の判定回路１０の
出力を反転した信号と第２の判定回路１２の出力を反転
した信号が導かれ、両出力が共に「Ｌ」レベルである時
に、全バーナ消火（完全消火）検知出力を発生する。
【００１８】本発明者等は、燃焼空気の流速が速く、そ
の気流音の影響を受けやすいボイラ等におけるボイラ内
の発生音を解析したところ、図６に示す結果を得た。こ
の図６は、ある燃焼量における発生音の解析結果を代表
的に示したものである。
の気流音の影響を受けやすいボイラ等におけるボイラ内
の発生音を解析したところ、図６に示す結果を得た。こ
の図６は、ある燃焼量における発生音の解析結果を代表
的に示したものである。
【００１９】（ａ）失火時には、気流音と考えられる低
周波成分（例えば２０Ｈｚ〜２００Ｈｚ）の信号レベル
が、燃焼時と比較して、大きくなる。
周波成分（例えば２０Ｈｚ〜２００Ｈｚ）の信号レベル
が、燃焼時と比較して、大きくなる。
【００２０】（ｂ）燃焼音に起因すると考えられる高周
波成分（例えば２００Ｈｚ〜１ｋＨｚ）の失火時のレベ
ルは、燃焼時と比較して、同程度かもしくは小さい。
波成分（例えば２００Ｈｚ〜１ｋＨｚ）の失火時のレベ
ルは、燃焼時と比較して、同程度かもしくは小さい。
【００２１】ことを示している。
【００２２】このことから、本発明者等は、マイクロフ
ォン１が出力する信号のレベル（振動振幅）の比、すな
わち、 が、図７に示す如く、失火時には、当該（１）式の分母
Ｂが大きくなるので小さく、燃焼時には、当該（１）式
の分母Ｂが小さくなるので大きくなることに着目し、燃
焼量を変えて、実験を繰り返したところ、上記振動振幅
比Ｙ1 は、燃焼量を変えても、殆ど変化しないことを知
った。
ォン１が出力する信号のレベル（振動振幅）の比、すな
わち、 が、図７に示す如く、失火時には、当該（１）式の分母
Ｂが大きくなるので小さく、燃焼時には、当該（１）式
の分母Ｂが小さくなるので大きくなることに着目し、燃
焼量を変えて、実験を繰り返したところ、上記振動振幅
比Ｙ1 は、燃焼量を変えても、殆ど変化しないことを知
った。
【００２３】上記考察に基づき、本発明者等は、主バー
ナと点火バーナとを備える炉について、振動振幅でな
く、振動エネルギーについて同様の考察を試みたとこ
ろ、図８に示すような結果を得た。この図８から明らか
なように、失火時の低周波成分が高周波成分よりも相当
に大きいので、 （１）主バーナ４２と点火バーナ４３とが共に消火して
いる完全消火時には、気流音Ｓと考えられる低周波成分
（２０Ｈｚ〜２００Ｈｚ）の振動エネルギーが、燃焼音
に起因すると考えられる高周波成分（２００Ｈｚ〜１ｋ
Ｈｚ）の振動エネルギより大きい。
ナと点火バーナとを備える炉について、振動振幅でな
く、振動エネルギーについて同様の考察を試みたとこ
ろ、図８に示すような結果を得た。この図８から明らか
なように、失火時の低周波成分が高周波成分よりも相当
に大きいので、 （１）主バーナ４２と点火バーナ４３とが共に消火して
いる完全消火時には、気流音Ｓと考えられる低周波成分
（２０Ｈｚ〜２００Ｈｚ）の振動エネルギーが、燃焼音
に起因すると考えられる高周波成分（２００Ｈｚ〜１ｋ
Ｈｚ）の振動エネルギより大きい。
【００２４】（２）上記（１）の状態から点火バーナ４
３が着火すると、低周波成分の振動エネルギが、高周波
成分の振動エネルギよりも小さくなる。
３が着火すると、低周波成分の振動エネルギが、高周波
成分の振動エネルギよりも小さくなる。
【００２５】（３）着火していた主バーナ４２が失火す
ると、低周波成分の振動エネルギが高周波成分の振動エ
ネルギよりも大きくなるが、このとき、低周波成分の振
動エネルギ、高周波成分の振動エネルギ共に、上記
（１）の完全消火の場合に比して、相当に大きなレベル
である。
ると、低周波成分の振動エネルギが高周波成分の振動エ
ネルギよりも大きくなるが、このとき、低周波成分の振
動エネルギ、高周波成分の振動エネルギ共に、上記
（１）の完全消火の場合に比して、相当に大きなレベル
である。
【００２６】（４）主バーナ４２が着火している時は、
低周波成分の振動エネルギが高周波成分の振動エネルギ
よりも小さくなるが、このとき、低周波成分の振動エネ
ルギ、高周波成分の振動エネルギ共に、上記（１）の完
全消火の場合および（２）の場合に比して、相当に大き
なレベルである。
低周波成分の振動エネルギが高周波成分の振動エネルギ
よりも小さくなるが、このとき、低周波成分の振動エネ
ルギ、高周波成分の振動エネルギ共に、上記（１）の完
全消火の場合および（２）の場合に比して、相当に大き
なレベルである。
【００２７】図９は、上記（１）〜（４）の状態におけ
る低周波成分の振動エネルギと高周波成分の振動エネル
ギとの下記エネルギ比Ｅ1 を示したものである。
る低周波成分の振動エネルギと高周波成分の振動エネル
ギとの下記エネルギ比Ｅ1 を示したものである。
【００２８】 （５）主バーナ４２と点火バーナ４３とが共に失火して
いる完全消火時には、エネルギ比Ｅ1 は小さい。
いる完全消火時には、エネルギ比Ｅ1 は小さい。
【００２９】（６）点火バーナ４３のみが着火している
時は、エネルギ比Ｅ1 は相当に大きい。
時は、エネルギ比Ｅ1 は相当に大きい。
【００３０】（７）着火していた主バーナ４２が失火す
ると、エネルギ比Ｅ1 は充分に小さくなる。
ると、エネルギ比Ｅ1 は充分に小さくなる。
【００３１】（８）主バーナ４２が着火している時は、
エネルギ比Ｅ1 は相当に大きい。
エネルギ比Ｅ1 は相当に大きい。
【００３２】従って、図８に示すように、（１）、
（２）の状態と（３）、（４）の状態を識別するための
判定値Ｕを設定し、また、図９に示すように、（５）、
（７）の状態と（６）、（８）の状態を識別するための
判定値Ｖを設定すれば、下表に示すように、「主バーナ
の燃焼」、「主バーナの失火」、「点火バーナの燃
焼」、「完全消火」を明確に判別することができる。
（２）の状態と（３）、（４）の状態を識別するための
判定値Ｕを設定し、また、図９に示すように、（５）、
（７）の状態と（６）、（８）の状態を識別するための
判定値Ｖを設定すれば、下表に示すように、「主バーナ
の燃焼」、「主バーナの失火」、「点火バーナの燃
焼」、「完全消火」を明確に判別することができる。
【００３３】 図１の実施例では、第１の判定回路１０で、上記
（１）、（２）の状態と（３）、（４）の状態、即ち、
主バーナ４２の燃焼もしくは失火／点火バーナ４３の燃
焼もしくは失火を識別し、第２の判定回路１２で、上記
（５）、（７）の状態と（６）、（８）の状態、即ち、
主バーナ４２もしくは点火バーナ４３の着火／消火を識
別している。
（１）、（２）の状態と（３）、（４）の状態、即ち、
主バーナ４２の燃焼もしくは失火／点火バーナ４３の燃
焼もしくは失火を識別し、第２の判定回路１２で、上記
（５）、（７）の状態と（６）、（８）の状態、即ち、
主バーナ４２もしくは点火バーナ４３の着火／消火を識
別している。
【００３４】本実施例では、主バーナ４２のみの燃焼時
は、点火バーナ４３のみの燃焼時に比し、高周波数成分
のエネルギが充分識別可能に大きく、また、主バーナ４
２のみの失火時は、点火バーナ４３の失火時に比し、低
周波数成分のエネルギが充分識別可能に大きいことを利
用して、主バーナ４２と点火バーナ４３の判別を行い、
主バーナ４２の燃焼時／点火バーナ４３の燃焼時のエネ
ルギ比は、主バーナ４２の燃焼時／点火バーナ４３の失
火時のエネルギ比に比し、充分識別可能に大きいことを
利用して、上記判別したバーナの「着火」、「失火」を
判別するから、主バーナ４２の着火／失火、点火バーナ
４３の着火／失火の４つのケースを明確に判別すること
ができる。
は、点火バーナ４３のみの燃焼時に比し、高周波数成分
のエネルギが充分識別可能に大きく、また、主バーナ４
２のみの失火時は、点火バーナ４３の失火時に比し、低
周波数成分のエネルギが充分識別可能に大きいことを利
用して、主バーナ４２と点火バーナ４３の判別を行い、
主バーナ４２の燃焼時／点火バーナ４３の燃焼時のエネ
ルギ比は、主バーナ４２の燃焼時／点火バーナ４３の失
火時のエネルギ比に比し、充分識別可能に大きいことを
利用して、上記判別したバーナの「着火」、「失火」を
判別するから、主バーナ４２の着火／失火、点火バーナ
４３の着火／失火の４つのケースを明確に判別すること
ができる。
【００３５】しかも、この判別は、対をなす主バーナ４
２と点火バーナに対して共通のセンサ（上記実施例で
は、マイクロフォン１）を用いて行なうことができる利
点がある。
２と点火バーナに対して共通のセンサ（上記実施例で
は、マイクロフォン１）を用いて行なうことができる利
点がある。
【００３６】このように、本実施例を用いれば、主バー
ナ４２の着火／失火、点火バーナ４３の着火／失火の４
つのケースを明確に判別することができるから、点火バ
ーナの燃焼指令→点火バーナの燃焼確認→主バーナの燃
焼指令→主バーナの燃焼確認という一連のシーケンスを
順次確認しながら炉の運転を行なうことができ、当然の
ことながら、消火時のシーケンスについてもインターロ
ックの確認が可能となり、安全性が大幅に向上する。
ナ４２の着火／失火、点火バーナ４３の着火／失火の４
つのケースを明確に判別することができるから、点火バ
ーナの燃焼指令→点火バーナの燃焼確認→主バーナの燃
焼指令→主バーナの燃焼確認という一連のシーケンスを
順次確認しながら炉の運転を行なうことができ、当然の
ことながら、消火時のシーケンスについてもインターロ
ックの確認が可能となり、安全性が大幅に向上する。
【００３７】図１の回路では、高周波数成分の信号振幅
Ａ2 ／低周波数成分の信号振幅Ｂ2を求めているが、エ
ネルギ比Ｅ1 に代えて、全燃焼音中に占める高周波数成
分の信号振幅Ａ2 の割合、即ち、 を用いることができる。振動振幅比Ｅ2 を利用する場合
の回路を図３に示す。
Ａ2 ／低周波数成分の信号振幅Ｂ2を求めているが、エ
ネルギ比Ｅ1 に代えて、全燃焼音中に占める高周波数成
分の信号振幅Ａ2 の割合、即ち、 を用いることができる。振動振幅比Ｅ2 を利用する場合
の回路を図３に示す。
【００３８】図１、図３の回路では、エネルギＡ2 とＢ
2 およびエネルギ比Ｅを用いているが、図４に示すよう
に、振動振幅Ａ、Ｃおよび振幅比Ｙ1 を用いてもよいこ
とは上記説明から明らかである。図において、２１は判
定値Ｘを設定するための判定値設定回路、２２は判定値
Ｚを設定するための判定値設定回路である。
2 およびエネルギ比Ｅを用いているが、図４に示すよう
に、振動振幅Ａ、Ｃおよび振幅比Ｙ1 を用いてもよいこ
とは上記説明から明らかである。図において、２１は判
定値Ｘを設定するための判定値設定回路、２２は判定値
Ｚを設定するための判定値設定回路である。
【００３９】また、図５に示すように、振動振幅Ａ、Ｃ
および振幅比Ｙ2 を用いることもできる。
および振幅比Ｙ2 を用いることもできる。
【００４０】 なお、上記説明では、振幅と振幅比との組合わせ、また
振動エネルギと振動エネルギ比との組合わせから、主バ
ーナと点火バーナを判別しているが、振幅と振動エネル
ギ比との組合わせ、振動エネルギーと振幅比との組合わ
せからも、同様の判別が可能である。
振動エネルギと振動エネルギ比との組合わせから、主バ
ーナと点火バーナを判別しているが、振幅と振動エネル
ギ比との組合わせ、振動エネルギーと振幅比との組合わ
せからも、同様の判別が可能である。
【００４１】
【発明の効果】本発明は以上説明した通り、気流音に対
応する周波数成分または燃焼音に対応する周波数成分と
判定値との大小比較あるいは気流音に対応する振動エネ
ルギまたは燃焼音に対応する振動エネルギと判定値との
大小比較データにより、主バーナが作動（着火、失火を
含む）しているか否かを（点火バーナが作動しているか
否かを）判別し、気流音に対応する周波数成分と燃焼音
に対応する周波数成分との振動振幅比と判定値との大小
比較あるいは気流音に対応する振動エネルギーと燃焼音
に対応する振動エネルギーの比と判定値との大小比較に
より、上記作動と判定したバーナの着火／失火を判別す
るから、主バーナの着火、失火、点火バーナの着火、失
火を、炉の型式を問わず、かつ共通の手段を用いて、明
確に判別することができ、炉運転の安全性向上に大幅に
寄与する。
応する周波数成分または燃焼音に対応する周波数成分と
判定値との大小比較あるいは気流音に対応する振動エネ
ルギまたは燃焼音に対応する振動エネルギと判定値との
大小比較データにより、主バーナが作動（着火、失火を
含む）しているか否かを（点火バーナが作動しているか
否かを）判別し、気流音に対応する周波数成分と燃焼音
に対応する周波数成分との振動振幅比と判定値との大小
比較あるいは気流音に対応する振動エネルギーと燃焼音
に対応する振動エネルギーの比と判定値との大小比較に
より、上記作動と判定したバーナの着火／失火を判別す
るから、主バーナの着火、失火、点火バーナの着火、失
火を、炉の型式を問わず、かつ共通の手段を用いて、明
確に判別することができ、炉運転の安全性向上に大幅に
寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示すブロック図であ
る。
る。
【図２】上記実施例の主バーナと点火バーナの配置図で
ある。
ある。
【図３】本発明の第２の実施例を示すブロック図であ
る。
る。
【図４】本発明の第３の実施例を示すブロック図であ
る。
る。
【図５】本発明の第４の実施例を示すブロック図であ
る。
る。
【図６】失火／着火時の周波数成分信号レベルを示す図
である。
である。
【図７】失火／着火時の信号振幅比を示す図である。
【図８】失火／着火時の振動エネルギ振幅を示す図であ
る。
る。
【図９】失火／着火時の振動エネルギー振幅比を示す図
である。
である。
１ マイクロフォン ２ プローブ ３、４ 帯域通過フィルタ ５、６ ８平滑回路 ６、８ 振動エネルギ演算回路 ９ 比率演算回路 １０、１２ 判定回路 １１ １３ 判定値設定回路 １４ バーナ状態判別部 １５〜１８ ゲート回路 １９、２０ 反転回路 ４２ 主バーナ ４３ 点火バーナ
フロントページの続き (72)発明者 佐々木 基好 青森県八戸市大字河原木字宇兵衛河原１ −１東北電力株式会社 八戸火力発電所 内 (72)発明者 中村 茂夫 青森県八戸市大字河原木字宇兵衛河原１ −１東北電力株式会社 八戸火力発電所 内 (72)発明者 谷口 悟 兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５−５ 株式会社 神戸製鋼所 神戸総合技術研 究所内 (72)発明者 河野 達夫 兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会社 神戸製鋼所 神戸総合技術 研究所内 (56)参考文献 特公 昭57−35379（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭61−46727（ＪＰ，Ｂ１) 実公 平４−49482（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F23N 5/16
Claims (4)
- 【請求項１】 対をなす主バーナと点火バーナの着火・
消火からなる４つのケースを、これらバーナにより発生
する微小圧力振動を共通の手段を用いて電気信号として
取り出し、当該電気信号と予め設定する判定値を利用す
ることにより判別する着火検知方法であって、 上記電気信号が含む燃焼音に対応する高周波数成分の振
動エネルギと、第１の判定値とを比較して大小比較を行
うと共に、 上記電気信号が含む気流音に対応する低周波数成分の振
動エネルギと、上記燃焼音に対応する高周波数成分の振
動エネルギとの比で表される振動エネルギ比と第２の判
定値との大小比較を行い、 これらの比較結果の組合せによって、上記４つのケース
を判別する ことを特徴とする着火検知方法。 - 【請求項２】 対をなす主バーナと点火バーナの着火・
消火からなる４つのケースを、これらバーナにより発生
する微小圧力振動を共通の手段を用いて電気信号として
取り出し、当該電気信号と予め設定する判定値を利用す
ることにより判別する着火検知方法であって、 上記電気信号が含む燃焼音に対応する高周波数成分の振
動エネルギと、第１の判定値とを比較して大小比較を行
うと共に、 上記電気信号が含む全燃焼音に対応する全周波数成分の
振動エネルギと、上記燃焼音に対応する高周波数成分の
振動エネルギとの比で表される振動エネルギ比と第２の
判定値との大小比較を行い、 これらの比較結果の組合せによって、上記４つのケース
を判別する ことを特徴とする着火検知方法。 - 【請求項３】 対をなす主バーナと点火バーナの着火・
消火からなる４つのケースを、これらバーナにより発生
する微小圧力振動を共通の手段を用いて電気信号として
取り出し、当該電気信号と予め設定する判定値を利用す
ることにより判別する着火検知方法であって、 上記電気信号が含む燃焼音に対応する高周波数成分の振
幅と、第１の判定値とを比較して大小比較を行うと共
に、 上記電気信号が含む気流音に対応する低周波数成分の振
幅と、上記燃焼音に対応する高周波数成分の振幅との比
で表される振幅比と第２の判定値との大小比較を行い、 これらの比較結果の組合せによって、上記４つのケース
を判別する ことを特徴とする着火検知方法。 - 【請求項４】 対をなす主バーナと点火バーナの着火・
消火からなる４つのケースを、これらバーナにより発生
する微小圧力振動を共通の手段を用いて電気信号として
取り出し、当該電気信号と予め設定する判定値を利用す
ることにより判別する着火検知方法であって、 上記電気信号が含む燃焼音に対応する高周波数成分の振
幅と、第１の判定値とを比較して大小比較を行うと共
に、 上記電気信号が含む全燃焼音に対応する全周波数成分の
振幅と、上記燃焼音に対応する高周波数成分の振幅との
比で表される振幅比と第２の判定値との大小比較を行
い、 これらの比較結果の組合せによって、上記４つのケース
を判別する ことを特徴とする着火検知方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5335970A JP2922770B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 着火検知方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5335970A JP2922770B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 着火検知方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07190352A JPH07190352A (ja) | 1995-07-28 |
| JP2922770B2 true JP2922770B2 (ja) | 1999-07-26 |
Family
ID=18294358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5335970A Expired - Fee Related JP2922770B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 着火検知方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2922770B2 (ja) |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP5335970A patent/JP2922770B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07190352A (ja) | 1995-07-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |