JP3062020B2 - 燃焼制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、バーナの断火を検出
し、その断火の原因を診断する燃焼制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】バーナの故障にはバーナの通常の作動中
における断火があり、この断火に対処するため、その断
火を火炎検出器の出力レベルの低下や遮断にて検出し、
この検出時におけるシーケンスを故障判断のためのデー
タとして残すことが行われている。

【０００３】また、上記火炎検出器の出力にもとづいて
検出された断火発生時が、新たなシーケンスに移ってか
ら何秒経過後であるかなどのデータをメモリ等に残すこ
とで、そのメモリに記憶されたデータを後で解析するこ
とにより、バーナの故障を行うものも提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のバーナ断火の検
出および診断は以上のように実施されているので、断火
時にシーケンスを残す場合でも、そのシーケンスに入っ
た直後と次のシーケンスに移る直前とでは、故障原因が
異なる場合があり、例えばパイロットオンリタイミング
における空燃比の不良や火移りの異常などがあり、かか
る原因の判別が行えないという問題点があった。

【０００５】また、上記従来のようにシーケンスが移っ
た後の経過時間をメモリに残した場合には、このメモリ
に残した時間データから故障解析するのに熟練を要し、
断火原因の診断に長い時間が掛かるなどの問題点があっ
た。

【０００６】この発明は上記のような従来の問題点を解
消するためになされたものであり、断火の発生およびそ
の断火の原因を熟練を要することなく、何人も容易かつ
詳細に診断することができる燃焼制御装置を得ることを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係る燃焼制御
装置は、燃焼装置におけるパイロットバーナまたは該パ
イロットバーナの点火に続いて着火されるメインバーナ
の火炎を検出する火炎検出器を設け、該火炎検出器によ
る断火検出時が上記パイロットバーナまたはメインバー
ナの各燃焼シーケンスの前半か後半かに従って、マイク
ロプロセッサに上記断火の原因を診断させるようにした
ものである。

【０００８】

【作用】この発明における燃焼制御装置は、火炎検出器
により火炎の有無を常時監視させておき、断火検出時に
は、マイクロプロセッサは現在実行中のシーケンスを認
識するとともに、その断火が各燃焼シーケンスに移って
から設定時間以内かまたは以後かを判定して、これらの
判定結果に対応した断火原因データを出力表示可能に
し、必要に応じ外部へ送信可能にする。

【０００９】

【実施例】以下に、この発明の一実施例を図について説
明する。図１はこの発明の燃焼制御装置を示すブロック
図であり、図において、１はバーナ故障診断装置用の電
源電圧を検出する電源電圧検出部、２は図示しない火炎
検出器をドライブする火炎検出器駆動回路である。

【００１０】また、３は火炎検出器の出力にもとづいて
フレーム電流を検出するフレーム電流検出部であり、こ
の発明ではパイロットバーナやメインバーナの断火検出
も行う。４はこのフレーム電流検出部３や上記電源電圧
検出部１などの各検出出力をディジタル信号に変換する
アナログ／ディジタル変換部である。

【００１１】さらに、５は燃焼制御部であり、フレーム
電流検出部３にて変換された着火／断火信号を受けて、
リレー出力部６に燃焼シーケンスごとの制御信号を出力
する。なお、このリレー出力部６は各リレーによりファ
ンブロア，点火トランス，パイロット弁，メイン弁，ダ
ンパーモータなどの燃焼制御用負荷をオン，オフ制御す
る。

【００１２】７はリレー出力部６からの出力により後述
の点火トランスの１次電流を検出する点火トランス１次
電流検出部で、この検出出力も上記アナログ／ディジタ
ル変換部４に入力されてディジタル変換される。８は上
記リレー出力部６からのフィードバック信号を、後述の
マイクロプロセッサに入力する信号入力部である。

【００１３】また、９はマイクロプロセッサであり、こ
れがフレーム電流検出部３からの各燃焼シーケンスごと
の各フレーム電流の平均値および偏差値の実測データ
と、バーナ最適状態での各フレーム電流の平均値および
偏差値である学習データとを比較して、これらの各デー
タの偏差からバーナ故障またはバーナ故障予知の診断を
実施する。

【００１４】さらに、上記マイクロプロセッサ９は燃焼
シーケンス制御用のリレーからのフィードバック信号を
受けて、不着火原因または燃焼の不具合原因を判定する
機能を持つ。

【００１５】また、上記マイクロプロセッサ９は、上記
火炎検出器で検出された断火検出タイミングが、後述の
パイロットバーナやメインバーナの燃焼シーケンスの複
数に分割された前半か後半かを判定し、予め断火原因メ
モリ１３に格納してある診断テーブルの断火原因データ
にもとづいて、断火原因を診断するように機能する。な
お、この断火原因データはマイクロプロセッサ９内に持
たせることもできる。

【００１６】１０はマイクロプロセッサ９に入力される
データや上記学習データなどを格納するメモリであり、
このメモリ１０は上記断火原因メモリ１３を兼ねるよう
にしてもよい。１１は上記データの処理結果や診断結果
などを表示する表示部、１２はデータの処理結果や診断
結果を外部へ出力する通信インターフェース部である。

【００１７】図２はこの発明の燃焼制御装置の診断対象
となる燃焼装置を示し、同図において、２１は送風用の
ファン、２２は給気通路２１ａを通じてファン２１によ
りメインバーナ２５へ供給される送風量を調節するダン
パーである。

【００１８】また、２３はこのダンパー２２を開閉制御
するダンパーモータ、２４はガス通路２６を通じてメイ
ンバーナ２５に供給するガスの流量を調節する２つのメ
イン弁（燃焼弁）、２７はガス通路２８を通じてパイロ
ットバーナ２９に供給するガスの流量を調節する２つの
パイロット弁（燃料弁）である。

【００１９】さらに、３０はパイロットバーナ２９の近
傍に配置されたスパークロッド、３１はスパークロッド
３０へ点火電流を供給する点火トランス、３２はメイン
バーナ２５付近に配置されて、火炎を検出する火炎検出
器である。

【００２０】次に動作について説明する。この発明の燃
焼制御装置の制御フローの全体は、図３の制御シーケン
ス図に示す通りであり、吸収式運転，起動信号，ダンパ
ー側の風圧スイッチ，ハイリミットおよびローリミット
などの入力側、ダンパー動作、ダンパーハイ，ダンパー
ロー，ブロアモータ，点火トランス，パイロット弁，メ
イン弁，警報，警報待機およびメイン弁待機などの出力
側、表示動作のそれぞれについて、プレパージ，点火待
ち，イグニッショントライアル，パイロットオンリ，メ
イントライアル，メイン安定，定常燃焼，ポストパージ
などの開始タイミングおよび終了タイミングが与えられ
ており、これらの各制御フローの中で、この発明では、
次の燃焼制御を実行する。

【００２１】すなわち、電源電圧検出部１では電源の電
圧検出を行い、その検出出力をアナログ／ディジタル変
換部４にてディジタル信号に変換し、マイクロプロセッ
サ９に入力する。マイクロプロセッサ９ではこのディジ
タル信号にもとづき、フレーム電流の補正等を行う。

【００２２】一方、火炎検出器３２は火炎検出器駆動回
路２によりドライブされ、その火炎検出器３２が出力す
る検出信号にもとづき、フレーム電流検出部３が断火タ
イミングデータを含むフレーム電流を検出し、この検出
出力もまたアナログ／ディジタル変換部４にてディジタ
ル信号に変換され、マイクロプロセッサ９に入力され
る。

【００２３】上記フレーム電流検出部３は、また上記火
炎の検出信号にもとづき着火／断火信号を変換出力し、
これを燃料制御部５に入力している。この燃料制御部５
では燃料シーケンスを制御し、その制御出力がリレー出
力部６に入力されて、各リレーにより燃料制御用の負荷
をオン，オフ制御させる。

【００２４】一方、上記リレー出力部６から接点フィー
ドバック信号が信号入力部８を通じてマイクロプロセッ
サ９に入力される。

【００２５】このため、マイクロプロセッサ９は上記電
源電圧，フレーム電流，フィードバック信号をそれぞれ
入力として、バーナ故障データのデータ処理およびバー
ナの故障診断を実行し、その結果を、メモリ１０に格納
したり、表示部１１に表示したり、通信インターフェー
ス部１２を通じて外部出力可能にしている。

【００２６】また、上記マイクロプロセッサ９は火炎検
出器３２の出力から断火の有無を監視しており、断火検
出があると、その断火タイミングがパイロットバーナ２
９やメインバーナ２５の燃焼シーケンスの複数に分割さ
れた前半か後半かを判定し、これらの各判定結果に従っ
て、断火原因メモリ１３から断火原因を出力する。

【００２７】例えば、上記パイロットバーナ２９の断火
が図３に示すようなパイロットオンリタイミング中の前
半に発生したと判定した場合には、上記断火原因メモリ
１３の出力にもとづいて空燃比が不良であると診断し、
一方、パイロットオンリタイミング中の後半に断火が発
生した場合には、パイロットバーナ２９からメインバー
ナ２５への火移りに異常があると診断する。

【００２８】一方、燃焼シーケンスがメイントライアル
のタイミングの前半において、断火が発生した場合に
は、フレーム電流値が十分に立上がっていないことが多
く、このときはメインバーナ２５ではメイン弁２４から
の燃焼に着火がなされず、断火原因メモリ１３の出力に
もとづき、パイロットバーナ２９における火炎が不十分
であると診断する。

【００２９】また、上記メイントライアルのタイミング
の後半において断火が発生した場合には、つまり、フレ
ーム電流値が不適切な値となった場合は、例えばメイン
バーナ２５における火炎の不安定が断火原因であると診
断することになる。

【００３０】図４はこの発明によるバーナ断火の診断手
順を示すフローチャートである。これによれば、まず、
各々のシーケンスの開始ごとに、マイクロプロセッサ９
が持つタイマのセットを行い（ステップＳＴ１）、この
タイマセット後に、火炎検出器３２によりパイロットバ
ーナ２９やメインバーナ２５の火炎を監視する。

【００３１】この火炎の監視の結果、火炎が検出されて
いる場合には（ステップＳＴ２）、上記タイマでセット
した時間（シーケンスの前半と後半に分けた時間）がシ
ーケンスタイミング時間を経過したか否かを判定し（ス
テップＳＴ３）、経過したと判定された場合には、次の
シーケンスへ移行し、まだ経過していない場合には、再
びステップＳＴ１以下の処理を繰り返し実行する。

【００３２】一方、ステップＳＴ２において火炎信号が
ないと判定された場合には、続いて、タイマがセットし
た初期値としての上記前半の時間を過ぎたか否かを判定
し（ステップＳＴ４）、過ぎていないと判定された場合
には、そのシーケンス前半の上記のような故障診断とア
ラーム処理を実行し（ステップＳＴ５）、逆に過ぎてい
る場合には、シーケンス後半の上記のような故障診断と
アラーム処理を実行することとなる（ステップＳＴ
６）。

【００３３】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、燃焼
装置におけるパイロットバーナまたは該パイロットバー
ナの点火に続いて着火されるメインバーナの火炎を検出
する火炎検出器を設け、該火炎検出器による断火検出時
に上記パイロットバーナまたはメインバーナの各燃焼シ
ーケンスの前半か後半かに従って、マイクロプロセッサ
により上記断火の原因を診断させるように構成したの
で、断火の発生およびその断火の原因を熟練を要するこ
となく、何人も容易かつ詳細に診断することができるも
のを得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による燃焼制御装置を示す
ブロック図である。

【図２】この発明における燃焼装置の概略構成を示す概
念図である。

【図３】この発明の燃焼制御装置の制御手順を示す制御
シーケンス図である。

【図４】この発明によるバーナ断火の診断手順を示すフ
ローチャートである。

【符号の説明】

９ マイクロプロセッサ ２５ メインバーナ ２９ パイロットバーナ ３２ 火炎検出器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保田 伯一 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三洋電機株式会社内 (72)発明者 門屋 聡 神奈川県藤沢市川名１丁目12番２号 山 武ハネウエル株式会社 藤沢工場内 (56)参考文献 特開 昭63−150706（ＪＰ，Ａ) 実公 平５−12615（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F23N 5/24 106 F23N 5/08

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼装置におけるパイロットバーナまた
   は該パイロットバーナの点火に続いて着火されるメイン
   バーナの火炎を検出する火炎検出器と、該火炎検出器に
   よる断火検出時が上記パイロットバーナまたはメインバ
   ーナの各燃焼シーケンスの前半か後半かによって、上記
   断火の原因を診断するマイクロプロセッサとを備えた燃
   焼制御装置。