JP3716714B2 - 燃焼装置の点火制御方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、点火装置，パイロットバーナおよびメインバーナを備えた燃焼装置における点火制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
点火装置，パイロットバーナおよびメインバーナを備えた燃焼装置においては、まず前記点火装置により前記パイロットバーナに点火してパイロット火炎を形成し、このパイロット火炎により前記メインバーナに点火する構成になっている。このような燃焼装置においては、万一不着火になった場合は、途中で燃料の供給を停止するようにしているが、燃料用電磁弁を閉じるまでは、いくらかの未燃燃料が流出してしまい、好ましくない。したがって、前記燃焼装置の点火は、安全かつ確実に行われる必要がある。
【０００３】
【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、点火装置，パイロットバーナおよびメインバーナを備えた燃焼装置において、安全かつ確実に点火するとともに、いずれの段階で不着火となったかを容易に判別することである。
【０００４】
【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、点火装置，パイロットバーナおよびメインバーナを備えた燃焼装置１において、前記点火装置を作動させてスパークを発生させ、正常なスパークの発生を確認する第一のステップと、正常なスパークの発生を確認後、前記パイロットバーナへ燃料を供給し、正常なパイロット火炎の形成を確認する第二のステップと、正常なパイロット火炎の形成を確認後、前記メインバーナへ燃料を供給し、正常なメイン火炎の形成を確認する第三のステップとを含み、前記第一のステップにおいて、正常なスパークを確認できなかったとき、前記点火装置を停止して、第一警報を行い、前記第二のステップにおいて、正常なパイロット火炎の形成を確認できなかったとき、前記パイロットバーナへの燃料供給を停止して、第二警報を行うとともに、前記第三のステップにおいて、正常なメイン火炎の形成を確認できなかったとき、前記メインバーナ４への燃料供給を停止して、第三警報を行うことを特徴としている。
【０００５】
さらに、請求項２に記載の発明は、パイロット火炎を第一火炎検出器により検出し、メイン火炎を第二火炎検出器により検出することを特徴としている。
【０００６】
【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。この発明における燃焼装置は、点火装置，パイロットバーナおよびメインバーナを備えている。そして、この燃焼装置の点火に際しては、まず前記点火装置を作動させてスパークを発生させ、正常なスパークの発生を確認し、つぎに正常なスパークの発生を確認後、前記パイロットバーナへ燃料を供給し、正常なパイロット火炎の形成を確認し、さらに正常なパイロット火炎の形成を確認後、前記メインバーナへ燃料を供給し、正常なメイン火炎の形成を確認するようにしている。すなわち、正常なスパークの発生を確認するステップと、正常なパイロット火炎の形成を確認するステップと、正常なメイン火炎の形成を確認するステップとを順に行い、これらの各ステップにおける状況を確認してからつぎのステップへ移行するようにしている。
【０００７】
ここにおいて、前記点火装置における正常なスパーク発生の確認は、たとえば前記点火装置における電流あるいは電圧等の変化を検出することにより行う。すなわち、正常なスパークが発生しているときの電流値（たとえば一次側の電流値）は、所定の範囲内にあり、電流値がこの所定範囲より小さいときは、スパーク量の不足あるいは発生箇所の異常が考えられ、電流値がこの所定範囲より大きいときは、前記点火装置の短絡が考えられる。これらの場合は、正常なスパークが発生していないため、不着火になる可能性が高く、電流値が前記所定範囲内にあるときのみ、つぎのステップへ移行し、電流値が前記所定範囲内にないときは、点火作動を停止していわゆるインターロックの状態にするとともに、警報を発する。
【０００８】
そして、電圧値の場合も電流値と同様に、正常なスパークが発生しているときの電圧値（たとえば二次側の電圧値）は、所定の範囲内にあり、電圧値がこの所定範囲内にないときは、発生箇所の異常が考えらる。したがって、電圧値が前記所定範囲内にあるときのみ、つぎのステップへ移行し、電圧値が前記所定範囲内にないときは、正常なスパークが発生していない状態であり、不着火になる可能性が高いため、点火作動を停止していわゆるインターロックの状態にするとともに、警報を発する。
【０００９】
また、前記パイロットバーナにおける正常なパイロット火炎の形成の確認は、パイロット火炎を第一火炎検出器で検出することにより行う。すなわち、この第一火炎検出器からの検出信号が所定の範囲内にあるとき、正常なパイロット火炎が形成されていると判定する。前記第一火炎検出器としては、たとえばフレームロッド，紫外線光電管，硫化カドミウムセル等が用いられる。一方、前記メインバーナにおけるメイン火炎の形成の確認は、メイン火炎を第二火炎検出器で検出することにより行う。すなわち、この第二火炎検出器からの検出信号が所定の範囲内にあるとき、正常なメイン火炎が形成されていると判定する。前記第二火炎検出器としては、前記第一火炎検出器と同様、たとえばフレームロッド，紫外線光電管，硫化カドミウムセル等が用いられる。
【００１０】
ここにおいて、前記構成のように、パイロット火炎およびメイン火炎を前記第一火炎検出器および前記第二火炎検出器でそれぞれ個別に検出する構成とすることにより、火炎検出の誤判定を確実に防止することができる。すなわち、前記構成によれば、前記両火炎検出器を各火炎の有無をもっとも精度よく検出することができる位置にそれぞれ配置することができ、正常な火炎の有無を誤りなく確実に検出することができる。
【００１１】
ところで、実施に応じては、前記第一火炎検出器および前記第二火炎検出器を１つの火炎検出器で兼用した構成とすることも可能である。
【００１２】
また、この発明は、ガス燃料を燃焼させる燃焼装置に適用することもできるし、油燃料を燃焼させる燃焼装置に適用することもでき、さらにはガス燃料と油燃料を同時にあるいは択一的に燃焼させる燃焼装置に適用することもできる。
【００１３】
以上のように、前記構成によれば、正常なスパークの発生を確認するステップと、正常なパイロット火炎の形成を確認するステップと、正常なメイン火炎の形成を確認するステップとを順に行い、これらの各ステップにおける状況を確認してからつぎのステップへ移行するようにしているので、安全かつ確実に点火することができる。また、正常なスパークが発生していないときは、前記パイロットバーナおよび前記メインバーナへの燃料の供給を行わず、未燃燃料の流出を防止して、安全性および経済性を格段に向上させることができる。
【００１４】
【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に示すように、この発明における燃焼装置１は、ウインドボックス２を備え、このウインドボックス２の下面にエアレジスタ３が接続されている。そして、このエアレジスタ３内に同心状にメインバーナ４が配置されており、このメインバーナ４に付設されてパイロットバーナ５が設けられている。また、前記ウインドボックス２の側面には、電動モータ６を備えた送風機７が接続されており、この送風機７により、前記燃焼装置１へ燃焼用空気が供給されるようになっている。
【００１５】
また、前記パイロットバーナ５には、パイロット燃料供給管８が接続されており、このパイロット燃料供給管８に第一開閉弁９が設けられている。したがって、この第一開閉弁９の開閉を制御することにより、前記パイロットバーナ５へのパイロット燃料の供給および停止を制御するようになっている。一方、前記メインバーナ４には、メイン燃料供給管１０が接続されており、このメイン燃料供給管１０に第二開閉弁１１が設けられている。したがって、この第二開閉弁１１の開閉を制御することにより、前記メインバーナ４へのメイン燃料の供給および停止を制御するようになっている。ここで、図示した実施例においては、燃料としてガス燃料を用いる構成になっており、また前記燃焼装置１は、いわゆる先混合式の構造になっている。
【００１６】
また、前記パイロットバーナ５には、点火装置１２が付設されている。この点火装置１２は、点火トランス１３および一対の点火ロッド１４，１４（図１においては、一方の点火ロッド１４のみ図示）を備えている。したがって、前記点火トランス１３を介して前記両点火ロッド１４に電圧を印加し、前記両点火ロッド１４の先端間にスパークを発生させるようにしている。
【００１７】
また、前記パイロットバーナ５には、第一火炎検出器１５が付設されており、この第一火炎検出器１５により、前記パイロットバーナ５のパイロット火炎を検出するようにしている。一方、前記ウインドボックス２の上面には、開口部１６を介して第二火炎検出器１７が取り付けられており、この第二火炎検出器１７により、前記メインバーナ４のメイン火炎を検出するようにしている。ここで、図示した実施例においては、前記第一火炎検出器１５としてフレームロッドが用いられ、前記第二火炎検出器１７として、紫外線光電管が用いられている。
【００１８】
また、前記点火トランス１３には、電流検出器１８が設けられており、この電流検出器１８により、前記点火トランス１３における一次側の電流値を検出するようにしている。すなわち、スパーク発生時における前記点火トランス１３の一次側電流値を検出し、この電流値が所定の範囲内にあるか否かにより、正常なスパークが発生しているかどうかを判定するようにしている。
【００１９】
さらに、前記燃焼装置１には、制御器１９が設けられており、この制御器１９に信号線２０，２０，…を介して前記電動モータ６，前記第一開閉弁９，前記第二開閉弁１１，前記点火トランス１３，前記第一火炎検出器１５，前記第二火炎検出器１７および前記電流検出器１８がそれぞれ接続されている。また、前記制御器１９は、予め設定した判定条件にしたがって、正常なスパークが発生しているかどうかを判定する機能と、正常なパイロット火炎が形成されているかどうかを判定する機能と、正常なメイン火炎が形成されているかどうかを判定する機能とを有している。したがって、前記電動モータ６，前記第一開閉弁９，前記第二開閉弁１１および前記点火トランス１３は、前記第一火炎検出器１５，前記第二火炎検出器１７および前記電流検出器１８からの検出信号に基づいて、前記制御器１９により予め設定したプログラムにしたがって制御されるようになっている。
【００２０】
つぎに、前記構成における点火制御方法について、図２に基づいて説明する。まず、ステップＳ１において、前記点火装置１２を作動させる。そして、ステップＳ２において、正常なスパークが発生しているどうかを前記電流検出器１８からの検出電流値に基づいて判定する。正常なスパークが発生している場合は、ステップＳ３へ移行して、前記第一開閉弁９を開き、前記パイロットバーナ５へ燃料を供給し、パイロット火炎を形成させる。そして、所定時間経過後、ステップＳ４へ移行して、前記点火装置１２を停止させる。
【００２１】
一方、正常なスパークが発生していない場合は、前記ステップＳ２からステップＳ５へ移行して、前記点火装置１２を停止させる。そして、ステップＳ６へ移行して、正常なスパークが発生していない旨の第一警報を発する。したがって、正常なスパークが発生していない場合は、前記パイロットバーナ５へ燃料を供給する前に点火作動を中止することができ、未燃燃料の流出を防止することができる。
【００２２】
また、前記ステップＳ４からは、ステップＳ７へ移行し、正常なパイロット火炎が形成されているどうかを前記第一火炎検出器１５からの信号に基づいて判定する。正常なパイロット火炎が形成されている場合は、ステップＳ８へ移行して、前記第二開閉弁１１を開き、前記メインバーナ４へ燃料を供給し、メイン火炎を形成させる。そして、所定時間経過後、ステップＳ９へ移行して、前記第一開閉弁９を閉じ、前記パイロットバーナ５への燃料の供給を停止する。
【００２３】
一方、正常なパイロット火炎が形成されていない場合は、前記ステップＳ７からステップＳ１０へ移行して、前記パイロットバーナ５への燃料の供給を停止する。そして、ステップＳ１１へ移行して、正常なパイロット火炎が形成されていない旨の第二警報を発する。したがって、正常なパイロット火炎が形成されていない場合は、前記メインバーナ４へ燃料を供給する前に点火作動を中止することができ、未燃燃料の流出を少量に抑えることができる。
【００２４】
さらに、前記ステップＳ９からは、ステップＳ１２へ移行し、正常なメイン火炎が形成されているどうかを前記第二火炎検出器１７からの信号に基づいて判定する。正常なメイン火炎が形成されている場合は、以後、通常の燃焼制御を行う。一方、正常なメイン火炎が形成されていない場合は、前記ステップＳ１２からステップＳ１３へ移行して、前記メインバーナ４への燃料の供給を停止する。そして、ステップＳ１４へ移行して、正常なメイン火炎が形成されていない旨の第三警報を発する。したがって、正常なメイン火炎が形成されていない場合は、点火作動を中止して、未燃燃料がそれ以上流出しないようにすることができる。
【００２５】
以上のように、前記点火制御方法によれば、正常なスパークの発生を確認する前記ステップＳ２と、正常なパイロット火炎の形成を確認する前記ステップＳ７と、正常なメイン火炎の形成を確認する前記ステップＳ１２とを順に行い、これらの各ステップにおける状況を確認してからつぎのステップへ移行するようにしているので、安全かつ確実に点火することができる。また、前記第一警報，前記第二警報および前記第三警報を発することにより、警報の種類により、いずれの段階で不着火となったかを判別することができ、故障箇所の特定が容易になるとともに、迅速な修理を行うことができる。さらに、パイロット火炎およびメイン火炎を前記第一火炎検出器１５および前記第二火炎検出器１７でそれぞれ個別に検出するようにしているので、前記両火炎検出器１５，１７を各火炎の有無をもっとも精度よく検出することができる位置にそれぞれ配置することができ、正常な火炎の有無を誤りなく確実に検出することができる。
【００２６】
ところで、前記点火装置１２を作動させるにあたっては、前記送風機７を稼動させて所定時間のプレパージを行った後、作動させるようにしており、また点火中および燃焼中は、前記送風機７を稼動させて燃焼用空気を供給するようにしているが、図２においては、図示を省略する。
【００２７】
また、図２に示した制御フローでは、前記ステップＳ９において前記パイロットバーナ５への燃料の供給を停止する，いわゆる時限パイロット方式を採用しているが、前記メインバーナ４へ燃料を供給している間は、前記パイロットバーナ５へも燃料を供給する，いわゆる連続パイロット方式においても、この発明を適用することができる。この場合、前記ステップＳ１３において前記メインバーナ４への燃料の供給を停止する際に、前記パイロットバーナ５への燃料の供給も合わせて停止する。
【００２８】
さらに、図１に示した前記燃焼装置１は、先混合式のものであるが、この発明は、予混合式のものにも適用することができる。たとえば、多数の炎孔を有する平面状の火炎形成面を備えた燃焼装置にも、この発明を適用することができる。
【００２９】
【発明の効果】
この発明によれば、正常なスパークの発生を確認する第一のステップと、正常なパイロット火炎の形成を確認する第二のステップと、正常なメイン火炎の形成を確認する第三のステップとを順に行い、これらの各ステップにおける状況を確認してからつぎのステップへ移行するようにしているので、安全かつ確実に点火することができる。また、正常なスパークが発生していないときは、パイロットバーナおよびメインバーナへの燃料の供給を行わず、未燃燃料の流出を防止して、安全性および経済性を格段に向上させることができる。さらに、前記各ステップ毎に正常な確認ができなかったとき、それぞれ異なる警報を発するので、いずれの段階で不着火となったかを容易に判別でき、故障個所の特定が容易となるとともに、迅速な修理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明における燃焼装置の概略構成を示す説明図である。
【図２】図１の燃焼装置における点火作動の制御フローを示す説明図である。
【符号の説明】
１ 燃焼装置
４ メインバーナ
５ パイロットバーナ
１２ 点火装置
１５ 第一火炎検出器
１７ 第二火炎検出器

Claims (2)

1. 点火装置１２，パイロットバーナ５およびメインバーナ４を備えた燃焼装置１において、前記点火装置１２を作動させてスパークを発生させ、正常なスパークの発生を確認する第一のステップと、正常なスパークの発生を確認後、前記パイロットバーナ５へ燃料を供給し、正常なパイロット火炎の形成を確認する第二のステップと、正常なパイロット火炎の形成を確認後、前記メインバーナ４へ燃料を供給し、正常なメイン火炎の形成を確認する第三のステップとを含み、前記第一のステップにおいて、正常なスパークを確認できなかったとき、前記点火装置１２を停止して、第一警報を行い、前記第二のステップにおいて、正常なパイロット火炎の形成を確認できなかったとき、前記パイロットバーナ５への燃料供給を停止して、第二警報を行うとともに、前記第三のステップにおいて、正常なメイン火炎の形成を確認できなかったとき、前記メインバーナ４への燃料供給を停止して、第三警報を行うことを特徴とする燃焼装置の点火制御方法。
2. パイロット火炎を第一火炎検出器１５により検出し、メイン火炎を第二火炎検出器１７により検出することを特徴とする請求項１に記載の燃焼装置の点火制御方法。

Images