JP4042133B2 - Combustion safety device - Google Patents
Combustion safety device Download PDFInfo
- Publication number
- JP4042133B2 JP4042133B2 JP2003313304A JP2003313304A JP4042133B2 JP 4042133 B2 JP4042133 B2 JP 4042133B2 JP 2003313304 A JP2003313304 A JP 2003313304A JP 2003313304 A JP2003313304 A JP 2003313304A JP 4042133 B2 JP4042133 B2 JP 4042133B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- combustion
- flame
- abnormality
- time
- safety device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims description 192
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 claims description 70
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 28
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 19
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims description 14
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
- Control Of Combustion (AREA)
Description
本発明は、例えばボイラや給湯器等における燃焼状態の異常発生や異常傾向の判定を行う燃焼安全装置に関する。 The present invention relates to a combustion safety device that determines the occurrence or abnormality of combustion conditions in, for example, a boiler or a water heater.
従来から、ボイラや給湯器等における燃焼状態の異常判断においては燃焼安全装置が広く用いられている。かかる燃焼安全装置の概略構成は、図5に示すように、例えばUVセンサ(火炎検出器)51をメインバーナ52の近傍に配置し、メインバーナ52において着火した火炎をUVセンサ51で検出し、この検出値を燃焼安全装置60にとりこむようになっている。そして、燃焼安全装置60は、図6に示すように、UVセンサ51からの出力を増幅する火炎信号増幅器61と、火炎信号増幅器61によって火炎有りと判断したときに出力がオンになるフレームリレー65と、火炎信号増幅器61の火炎信号出力をA/D変換するA/Dコンバータ62と、燃焼シーケンスの状態を予め記憶するとともに現在の燃焼状態を判断する燃焼シーケンス部63と、燃焼シーケンス部63において得られた現在の燃焼シーケンス状態とA/Dコンバータ62から得られたフレームデータとを比較して燃焼状態の異常発生を判定する異常判断部64を備えている(例えば、特許文献1参照。)。
Conventionally, combustion safety devices have been widely used for judging abnormality of combustion states in boilers, water heaters, and the like. As shown in FIG. 5, for example, a UV sensor (flame detector) 51 is disposed in the vicinity of the
具体的な信号処理方法としては、UVセンサ51から得られた火炎信号を火炎信号増幅器61によって増幅すると共に、A/Dコンバータ62によってデジタル化し、フレームデータとして異常判断部64に取り込む。これと同時に燃焼状態が例えばイグニッショントライアル時間直後であるのか安定した燃焼状態にあるのか失火や燃焼停止状態にあるのか等を燃焼シーケンス部63で判断し、この現在の燃焼シーケンス状態に関する情報を異常判断部64に知らせる。そして、この燃焼シーケンス状態に対応する閾値をフレームデータが超えたとき、燃焼状態の異常と判定する。このような燃焼安全装置60は、燃焼シーケンス部63を介して燃焼シーケンス状態を常に把握すると共にフレームデータを取り込みながら燃焼状態の異常発生を判定するため、通常の燃焼安全装置の中では複雑な構成を有していると言える。
As a specific signal processing method, the flame signal obtained from the
なお、上述のような複雑な構成の燃焼安全装置60の代わりに、燃焼シーケンス部を有さない単純な構成とすることでコスト低減を図ったタイプの燃焼安全装置も多く存在する。かかる燃焼安全装置は、上述した従来型燃焼安全装置におけるシーケンス状態を判断してこれを異常判断手段に送る燃焼シーケンス部が省略されており、火炎検出器で得られた火炎信号を、火炎信号増幅器を介してA/Dコンバータで変換し、この変換されたフレームデータのみから燃焼状態の異常を判定するようになっている。
Note that there are many types of combustion safety devices in which the cost is reduced by using a simple configuration without the combustion sequence unit instead of the
一方、図5に示した従来型の一般的な構造を有するバーナ52に加えて特殊形状のバーナが昨今市場において徐々に用いられるようになっている。このような特殊形状のバーナの一例として、図7に示すようなラジアントチューブバーナ70がある。このラジアントチューブバーナ70は、略U字形状に曲げた円管からなるラジアントチューブ71の一方の端部に、バーナの着火部72を挿入し、これに燃料ガスを供給して当該着火部72において燃焼させる。そして、ラジアントチューブ内の空気を加熱することでラジアントチューブ全体を加熱させ、これによって例えばボイラ水を加熱したり、空調装置の空気を加熱したりして室内暖房等を行うようになっている。
On the other hand, in addition to the
ラジアントチューブバーナ70はこのような独特の構造を有しているため、UVセンサ75は、着火部72が設けられたラジアントチューブ71の一方の端部開口近傍にしか配置することができない。従って、その配置条件の制約からUVセンサ75は火炎の後ろ側(図中左側)から火炎の有無を検出することとなり、火炎の有無をかなり検出し難いセンサ配置となっている。
Since the
さらには、このようなラジアントチューブバーナ70とは別に、図8に示す表面燃焼バーナ80という新しいタイプのバーナも用いられ始めている。この表面燃焼バーナ80とは、細かいハニカム状の燃焼ガス供給部を備えたセラミック製の表面燃焼板81と、表面燃焼板81の表面に沿って所定の狭い間隔で対向配置された被加熱体82,83とからなる。表面燃焼板81の燃料供給部がこのように無数のハニカム孔を有するハニカムプレート状に形成されているため、個々の火炎自体の大きさが非常に小さくなり、この無数の火炎が表面燃焼板全体にわたって広がるような特殊な燃焼状態となる。そして、同図に示すようにUVセンサ85の配置場所は構成上の制約からバーナ本体の側方部分のみに限定される。そのため、このようなUVセンサ85の配置上の制約と上述の表面燃焼板81に広がる火炎自体が小さいこととが相まって、UVセンサ85による火炎検出を困難にしている。
In addition to such a
このように、最初に説明した一般的なバーナに加えて、ラジアントチューブバーナ内の検出し難い火炎を検出したり表面燃焼バーナの小さな火炎を検出する際にも、これらの燃焼状態の異常発生を判定する必要性が生じている上、これら全ての種類のバーナにおいて燃焼状態の異常傾向も判定したいという要望も生じている。 In this way, in addition to the general burner described at the beginning, when detecting a flame that is difficult to detect in the radiant tube burner or detecting a small flame in the surface combustion burner, these abnormal combustion conditions are not generated. In addition to the necessity for determination, there is also a desire to determine the abnormal tendency of the combustion state in all these types of burners.
一方、上述した複雑な構成を有する従来型の燃焼安全装置のように、火炎信号増幅器61からA/Dコンバータ62を介して得られたフレームデータを燃焼シーケンス部63によって得られた燃焼シーケンス状態と逐次比較しながら上述したラジアントチューブバーナや表面燃焼バーナに関する燃焼状態の異常を判定することも可能である。しかしながら、このような構造の複雑で高機能の燃焼安全装置60をあらゆるバーナ(燃焼装置)に備えることはコスト的に問題がある。
On the other hand, as in the conventional combustion safety device having the complicated configuration described above, the flame data obtained from the
また、上述したシーケンス状態の情報を燃焼シーケンス部63から得ることなく、UVセンサ51からの火炎信号を火炎信号増幅器61及びA/Dコンバータ62を介してフレームデータに変換し、このフレームデータだけで燃焼状態の異常を判定する従来の簡易型燃焼安全装置は廉価でコスト上の問題が生じない。しかしながら、バーナの燃焼が安定するまでの例えば10秒間の燃焼安定化時間、及び燃料バルブを閉じると同時に火炎が小さくなり始めてから火炎が完全になくなり燃焼が停止するまでの例えば4秒のフレームレスポンス時間においてはフレームデータがかなり変動する。そのため、これらの本来燃焼が異常でない時間をこのような簡易型の燃焼安全装置において異常と判定しないような何らかの方策をとる必要がある。
Further, the flame signal from the
かかる方策をとるにあたって、火炎信号増幅器61からA/Dコンバータ62を介して得られたフレームデータのみではいかなる燃焼シーケンス状態にあるか分からないので、かかる簡易型燃焼安全装置においては、燃焼状態の異常を判定するにあたって閾値を一定値とし、かつフレームデータと閾値との間に十分な差異を持たせる必要がある。
In taking such a measure, it is not known only in the flame sequence obtained from the
しかしながら、上述したようなラジアントチューブバーナ70や表面燃焼バーナ80においては、火炎検出が難しい場所にUVセンサ75,85が配置されたり、火炎自体が小さかったりしているため、火炎信号が非常に小さくなる。そのため、これに応じて火炎の定常燃焼状態におけるフレームデータと閾値との間に上述のような十分な差異を持たせると、ラジアントチューブバーナ70や表面燃焼バーナ80において燃焼状態の異常を正確に判定し難くなり、ましては燃焼状態の異常傾向を判定することは不可能となる。
However, in the
また、立ち上がりや立ち下り時のフレームデータが不安定なときのフレームデータをA/Dコンバータを介して異常判断部64に取り込んでしまい、燃焼装置に異常が無いにも係わらず、異常有りと診断してしまうおそれもある。
Also, the frame data when the frame data at the time of rising and falling is unstable is taken into the
本発明の目的は、燃焼シーケンス状態をみながら火炎信号の状態を判断するような複雑な構成をとることなく、単純な構成で火炎燃焼状態の異常発生のみならず異常傾向をも判定できる廉価な燃焼安全装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a simple structure that can determine not only the occurrence of an abnormality in a flame combustion state but also an abnormal tendency without taking a complicated structure to determine the state of a flame signal while observing the combustion sequence state. It is to provide a combustion safety device.
上述した課題を解決するために、本発明にかかる燃焼安全装置は、燃焼状態の異常発生や異常傾向を判定する燃焼安全装置において、火炎検出器からの火炎信号を信号処理する信号増幅器と、火炎有無に応じてオンオフするフレームリレーと、当該信号増幅器に備わった演算装置とを有し、演算装置が、フレームリレーがオンしている間だけ燃焼状態の異常発生や異常傾向の有無を判定するようになっており、かつフレームリレーの出力立ち上がり時点から火炎信号安定化時間とフレームレスポンスタイミング時間との合計の時間が経過した時点において当該判定を逐次開始し、かつ当該判定においては、その判定時刻よりもフレームレスポンスタイミング時間以前に検出したフレームデータを予め定めた閾値と比較することで燃焼状態の異常発生や異常傾向を当該判定時刻に判定することを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, a combustion safety device according to the present invention includes a signal amplifier that performs signal processing of a flame signal from a flame detector in a combustion safety device that determines the occurrence or tendency of an abnormality in a combustion state, and a flame. A frame relay that is turned on / off according to the presence / absence and an arithmetic device provided in the signal amplifier, and the arithmetic device determines whether or not there is an abnormality in the combustion state or an abnormal tendency only while the frame relay is on. And when the total time of the flame signal stabilization time and the frame response timing time has elapsed from the time when the output of the frame relay rises, the determination is sequentially started, and in the determination, from the determination time The difference in combustion state is also obtained by comparing the frame data detected before the frame response timing time with a predetermined threshold value. The generation or abnormal trends is characterized by determining on the determination time.
フレームリレーの出力立ち上り時点から火炎信号安定化時間とフレームレスポンスタイミング時間との合計の時間が経過した時点で燃焼状態の異常発生又は異常傾向の判定を開始するようになっているので、燃焼開始におけるフレーム電圧の急激な変化(上昇)が生じる時間での判定をキャンセルすることができる。 When the sum of the flame signal stabilization time and the flame response timing time has elapsed from the time when the output of the frame relay rises, the determination of the occurrence or abnormality of the combustion state is started. It is possible to cancel the determination at a time when a rapid change (rise) of the frame voltage occurs.
また、フレームリレーがオンしている間においてその判定時点よりフレームレスポンスタイミング時間以前のフレームデータに基づいて判定するようになっているので、失火や燃焼停止に伴ってフレーム電圧が急激に低下する時間での判定をキャンセルすることができる。 Also, while the frame relay is on, the determination is made based on the frame data before the frame response timing time from the determination time, so the time when the frame voltage rapidly decreases due to misfire or combustion stop The determination at can be canceled.
これによって、燃焼シーケンスの状態に関する情報を必要とすることなく、フレームデータと所定の閾値のみに基づき簡易な構成で燃焼状態の異常を判定できる。 Accordingly, it is possible to determine the abnormality of the combustion state with a simple configuration based only on the frame data and the predetermined threshold without requiring information on the state of the combustion sequence.
また、燃焼が安定している状態のみにおいて判定を行うので、判定にあたって使用する閾値を燃焼が安定している状態におけるフレーム電圧に近づけることができ、これによって燃焼状態の異常には至らないが異常の兆候が生じるいわゆる異常傾向をも判定することが可能となる。 In addition, since the determination is performed only when the combustion is stable, the threshold used for the determination can be brought close to the flame voltage in the state where the combustion is stable. Thus, it is possible to determine a so-called abnormal tendency in which a sign of occurrence occurs.
特に、例えばラジアントチューブバーナなどの火炎を検出し難い火炎センサ配置上の制約を受ける場合や、表面燃焼バーナなどの火炎の大きさが小さく、火炎センサが火炎を検出し難い場合においても、本発明による燃焼安全装置は燃焼状態の異常傾向をも確実に判定することができる。 In particular, the present invention is applied even when the flame sensor such as a radiant tube burner is difficult to detect a flame, or when the size of the flame such as a surface combustion burner is small and the flame sensor is difficult to detect the flame. The combustion safety device according to can reliably determine the abnormal tendency of the combustion state.
また、本発明の請求項2に記載の燃焼安全装置は、請求項1に記載の燃焼安全装置において、異常発生や異常傾向の判定時に当該異常発生や異常傾向を判定した時点以前の所定時間のフレームデータ履歴を合わせて出力することを特徴としている。
Further, the combustion safety device according to
異常発生や異常傾向を判定した時点以前の所定時間のフレームデータ履歴を参酌することで、どのような異常が発生したか、又はどのような異常傾向にあるかを的確に判定することができる。 By referring to the frame data history for a predetermined time before the time when abnormality occurrence or abnormality tendency is determined, it is possible to accurately determine what kind of abnormality has occurred or what kind of abnormality tends to occur.
以上説明したように、本発明に係る燃焼安全装置は、フレームリレーの出力立ち上り時点から火炎信号安定化時間とフレームレスポンスタイミング時間との合計の時間が経過した時点で燃焼状態の異常発生又は異常傾向の判定を開始するようになっているので、燃焼開始におけるフレーム電圧の急激な変化(上昇)が生じる時間での判定をキャンセルすることを可能にする。 As described above, the combustion safety device according to the present invention has the occurrence or tendency of abnormality in the combustion state when the total time of the flame signal stabilization time and the flame response timing time has elapsed since the output rise time of the flame relay. Therefore, it is possible to cancel the determination at the time when the flame voltage suddenly changes (increases) at the start of combustion.
また、フレームリレーがオンしている間においてその判定時点よりフレームレスポンスタイミング時間以前のフレームデータに基づいて判定するようになっているので、失火や燃焼停止に伴ってフレーム電圧が急激に低下する時間での判定をキャンセルすることを可能にする。 Also, while the frame relay is on, the determination is made based on the frame data before the frame response timing time from the determination time, so the time when the frame voltage rapidly decreases due to misfire or combustion stop It is possible to cancel the determination at.
これによって、燃焼シーケンスの状態に関する情報を必要とすることなく、フレームデータと所定の閾値のみに基づき簡易な構成で燃焼状態の異常を判定できる。 Accordingly, it is possible to determine the abnormality of the combustion state with a simple configuration based only on the frame data and the predetermined threshold without requiring information on the state of the combustion sequence.
また、燃焼が安定している状態のみにおいて判定を行うので、判定にあたって使用する閾値を燃焼が安定している状態におけるフレーム電圧に近づけることができ、これによって燃焼状態の異常には至らないが異常の兆候が生じるいわゆる異常傾向をも判定することが可能となる。 In addition, since the determination is performed only when the combustion is stable, the threshold used for the determination can be brought close to the flame voltage in the state where the combustion is stable. Thus, it is possible to determine a so-called abnormal tendency in which a sign of occurrence occurs.
特に、例えばラジアントチューブバーナなどの火炎を検出し難い火炎センサ配置上の制約を受ける場合や、表面燃焼バーナなどの火炎の大きさが小さく、火炎センサが火炎を検出し難い場合においても、本発明による燃焼安全装置は燃焼状態の異常傾向をも確実に判定することができる。 In particular, the present invention is applied even when the flame sensor such as a radiant tube burner is difficult to detect a flame, or when the size of the flame such as a surface combustion burner is small and the flame sensor is difficult to detect the flame. The combustion safety device according to can reliably determine the abnormal tendency of the combustion state.
また、本発明の請求項2に記載の燃焼安全装置は、異常発生や異常傾向を判定した時点以前の所定時間のフレームデータ履歴を参酌することで、どのような異常が発生したか、又はどのような異常傾向にあるかを的確に判定することが可能となる。
Further, the combustion safety device according to
以下、本発明の一実施形態に係る燃焼安全装置について、図面に基づいて説明する。本発明の一実施形態に係る燃焼安全装置1は、図1に示すように、UVセンサ(火炎検出器)35からの出力信号に基づき火炎の有無を判断する火炎信号増幅器10と、火炎信号増幅器10によって火炎有りと判断したときに出力がオンになるフレームリレー15と、火炎信号増幅器10の検出結果を取り込むと共にフレームデータに関する一定時間の履歴を蓄積するマイコン(演算装置)20とを備えている。なお、マイコン内には火炎信号増幅器10のアナログ信号をデジタル信号に変換するA/Dコンバータ21と、A/Dコンバータ21のデジタル信号を一定量ストレージするメモリ22とを備えている。そして、マイコン20は燃焼状態の異常発生又は異常傾向の有無を判定して外部に発報するようになっている。
Hereinafter, a combustion safety device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, a combustion safety device 1 according to an embodiment of the present invention includes a
更にマイコン20にはイベントリレー25が付加的に備わり、当該イベントリレー25は、定常燃焼中に特定の異常発生や特定の異常傾向がみられた場合のみにこの異常内容を外部に発報可能としている。なお、イベントリレー25は必ずしも本発明においては必須の要件とするものではないので、燃焼安全装置1に必ずしも設ける必要はない。
Further, the
また、上述の燃焼安全装置1は内部に燃焼シーケンス部を備えておらず、図6に示すような燃焼シーケンス部63からの燃焼シーケンスの情報を異常判断部64に逐次取り込むタイプの燃焼安全装置60とは異なる廉価なタイプの燃焼安全装置である。
Further, the above-described combustion safety device 1 does not include a combustion sequence unit inside, and a
続いて、燃焼安全装置1におけるマイコン20の機能について詳述する。マイコン20は図2に示すようにフレームリレー10がオンしている間だけ、すなわちUVセンサ35が火炎有りと検出している間だけ燃焼状態の異常発生もしくは異常傾向を判定するようになっている。そして、マイコン20は、フレームリレー10のオン状態の間において、図2及び図3に示すようにフレームリレー10の立ち上がり時においては、火炎信号が安定するまでの時間(以下、「燃焼安定化時間」という)Taとフレームレスポンスタイミング時間(燃焼停止/失火からフレームリレーがオフするまでの時間)Tbとの合計した時点から燃焼状態の異常発生もしくは異常傾向の判定を逐次行うようになっている。なお、メモリ22はこの判定時点から少なくともフレームレスポンスタイミング時間Tbより大きい一定時間だけ過去のフレームデータ(本実施形態の場合、10秒)をストレージしている。また、この判定においては、当該判定時刻よりもフレームレスポンスタイミング時間以前に検出されたフレームデータを使用して判定する。そして、このフレームデータを予め定めた閾値A(図2中、点線A参照)と比較する。この閾値は従来の簡易型燃焼安全装置における閾値B(図2中、二点鎖線B参照)に比べて燃焼安定状態におけるフレーム電圧により近い閾値として設定されている。そして、検出されたフレームデータが閾値Aを超えた(下回った)場合にマイコン20が異常発生又は異常傾向の発報を行うようになっている。
Next, the function of the
また、フレームリレー10がオンすると同時にフレームデータの履歴を逐次マイコン20のメモリ22に、例えば最新の10秒間だけストレージする。そして、燃焼状態に異常発生又は異常傾向がみられた場合に、この判定時点から10秒前まで遡ってフレームデータの履歴を出力し、外部に接続された図示しないディスプレイ(表示手段)にフレームデータの履歴をトレンドとして表示する。これによって燃焼中にどのような異常発生もしくは異常傾向がみられたかを容易に把握できるようにしている。
At the same time as the
続いて、以下にこのような廉価な燃焼安全装置1を用いた本発明に特有の燃焼状態の異常発生又は異常傾向に関する具体的な判定方法を燃焼シーケンスに対応させて説明する。 Subsequently, a specific determination method relating to the occurrence or tendency of abnormality of the combustion state unique to the present invention using such an inexpensive combustion safety device 1 will be described in correspondence with the combustion sequence.
図2は、火炎検出器35で検出したフレーム電圧と燃焼シーケンスとの関係を示した図である。同図から明らかなように燃焼開始によりバルブが開くと共にイグニッショントライアル(着火動作)が行われ、燃料ガスに着火し始める。燃焼開始の初期状態では火炎が急激に成長していき、これに応じて図3に詳細に示すようにUVセンサ35で検出された火炎信号に対応するフレーム電圧が細かい振幅で変動しながら上昇していく(図3においては上昇中のフレーム電圧の細かい変動は図示省略)。この燃焼開始の初期状態においてフレーム電圧の上昇を火炎信号増幅器10が検知し、フレームリレー10の出力がオンする。フレーム電圧は火炎が安定して燃焼するまでかなりふれて、しばらくすると安定化する。以降、図2に示すようにこの安定化した燃焼状態が維持される。なお、火炎が安定した状態であってもガス圧低下や瞬停等によりわずかな値だけフレーム電圧が急激に低下することがあり(図2中、X,Y参照)、また電源降下や風量低下、フィルタのつまりなどによりわずかな値だけフレーム電圧が緩やかに低下することもある(図2中、Z参照)。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the flame voltage detected by the
そして、ある時点でバルブを閉じると、この安定した燃焼状態から火炎が急速に小さくなり、これに応じて図2及び図4に示すようにフレーム電圧も小さくなっていく。そして、フレーム電圧がある一定値まで小さくなると火炎信号増幅器10がこれを検知してフレームリレー10の出力をオフする。
When the valve is closed at a certain point in time, the flame rapidly decreases from this stable combustion state, and the flame voltage also decreases correspondingly as shown in FIGS. When the frame voltage decreases to a certain value, the
続いて、燃焼安全装置1が燃焼シーケンス部を有さない簡易な構成であるにもかかわらず上述した燃焼安定化状態におけるフレーム電圧と近似した電圧を判定の閾値にできる理由について説明する。 Next, the reason why the voltage that approximates the flame voltage in the above-described combustion stabilization state can be used as the determination threshold value even though the combustion safety device 1 has a simple configuration that does not have the combustion sequence unit.
本実施形態においてマイコン20はフレームリレー10がオンした時点から燃焼安定化時間Taとフレームレスポンスタイミング時間Tbとの合計した時点(図2、図3における判定時点Pの始点参照)において燃焼状態の異常発生又は異常傾向の判定を開始している。そして、この判定においてはその判定時点よりもフレームレスポンスタイミング時間Tb以前に得られたフレームデータ(図2、図3における実質的判定時点Qの始点参照)を閾値と比較する。
In this embodiment, the
従って、マイコン20は、燃焼開始直後のフレーム電圧が極端にふれながらフレーム電圧が上昇していく時間、すなわち燃焼が安定するまでの時間については燃焼状態の異常発生又は異常傾向の判定を行わない。
Therefore, the
また、フレームリレー10がオンしている間であって当該判定においてこの判定時刻よりもフレームレスポンスタイミング時間以前のフレーム電圧のみをフレームデータとして検出しているので、バーナの失火又は燃焼停止によって火炎がなくなる時点、すなわちフレームリレー10が立ち下がる時点(図2、図4における判定時点Pの終点参照)よりもフレームレスポンス時間以前(図2、図4における判定時点Qの終点参照)のみのフレーム電圧について判断している。すなわち、火炎電圧が急激に低下するフレームレスポンス時間においては燃焼状態の異常発生又は異常傾向の判定を行なわない。
Further, since the
このように本実施形態に係る燃焼安全装置1はフレームリレー10の出力オン状態においてフレームリレー10の出力立ち上がり時(燃焼開始時)から一定時間先の時点まで判定をキャンセルするとともに、燃焼状態の判定時点から一定時間(フレームレスポンスタイミング時間)前の時点まで判定をキャンセルすることで、フレーム電圧が安定化した状態のみにおけるフレームデータから燃焼状態の異常発生又は異常傾向の判定を行うことができるようになる。
As described above, the combustion safety device 1 according to the present embodiment cancels the determination from the time when the output of the
そのため、燃焼状態の異常発生又は異常傾向を判定するにあたって使用される閾値Aを燃焼安定化状態におけるフレーム電圧にかなり近づけることが可能となる。これによって、火炎が安定燃焼した状態であってもガス圧低下や瞬停等によりわずかな値だけフレーム電圧が急激に低下する場合や(図2中、X,Y参照)、また電源降下や風量低下、フィルタのつまりなどによりわずかな値だけフレーム電圧が緩やかに低下する場合(図2中、Z参照)が生じても、本実施形態にかかる燃焼安全装置は簡易な構成にもかかわらずこのような燃焼状態の異常傾向をも確実に判別することができる。 Therefore, it is possible to make the threshold value A used for determining the occurrence or tendency of abnormality in the combustion state quite close to the flame voltage in the combustion stabilization state. As a result, even when the flame is in a stable combustion state, the flame voltage suddenly drops by a slight value due to a gas pressure drop or a momentary power interruption (see X and Y in FIG. 2), power supply drop and air volume Even if the flame voltage gradually decreases by a small value due to a decrease, filter clogging, etc. (see Z in FIG. 2), the combustion safety device according to the present embodiment is in this way despite the simple configuration. Therefore, it is possible to reliably determine an abnormal tendency of the combustion state.
また、燃焼状態に異常発生又は異常傾向がみられた場合に、この判定時点から一定時間(本実施形態の場合10秒)前まで遡ってフレームデータの履歴を出力し、外部に接続された図示しないディスプレイ(表示手段)にフレームデータの履歴をトレンドとして表示する。これによって燃焼中にどのような異常発生もしくは異常傾向がみられたかを容易に把握できる。その結果、メンテナンス要員にとってもボイラの燃焼安全装置にレコーダを接続してレコーダから得られるフレームデータのトレンドを観察しながら燃焼異常を判定するという煩わしさから解放され、その効果は大きい。 In addition, when an abnormality occurs or an abnormal tendency is observed in the combustion state, a history of frame data is output retroactively from this determination time to a certain time (10 seconds in the present embodiment) and connected to the outside. The history of frame data is displayed as a trend on a display (display means) that does not. As a result, it is possible to easily grasp what kind of abnormality has occurred or abnormal tendency has been observed during combustion. As a result, the maintenance staff is freed from the trouble of connecting the recorder to the combustion safety device of the boiler and determining the combustion abnormality while observing the trend of the frame data obtained from the recorder, and the effect is great.
以上説明したように、従来の簡易型燃焼安全装置は、このような燃焼状態が安定するまでの燃焼安定化時間や失火又は燃焼停止によって火炎が無くなるフレームレスポンス時間のフレーム電圧についても燃焼状態の異常発生又は異常傾向の判定に含めていた。そのため、燃焼状態の異常発生のための閾値を、余裕を持ってかなり低めに設定しなければならず(図2の二点鎖線で示す閾値B参照)、これに伴って燃焼安定化状態における異常傾向の判定を行うことは当然に不可能となっていた。 As described above, the conventional simplified combustion safety device has an abnormality in the combustion state with respect to the flame stabilization time until the combustion state is stabilized and the flame voltage of the flame response time when the flame disappears due to misfire or combustion stop. It was included in the judgment of occurrence or abnormal tendency. For this reason, the threshold value for occurrence of abnormality in the combustion state must be set to a fairly low value with a margin (see threshold value B indicated by a two-dot chain line in FIG. 2). Obviously, it was impossible to determine the trend.
しかしながら、本実施形態に係る燃焼安全装置は、上述のように燃焼安定化状態においてフレーム電圧のわずかな変化をとらえてこれに基づいて燃焼状態の異常発生又は異常傾向の判定を可能とする。そのため、火炎検出器を火炎の後方に配置した状態で火炎信号を検出しなければならないラジアントチューブバーナや、火炎自体が非常に小さいためフレーム電圧も小さい表面燃焼型バーナなどの、正常燃焼状態であっても火炎検出器に入光する紫外線の量が少ないバーナにおいても、燃焼状態の異常発生のみならず異常傾向の判定も確実に行うことができる。 However, as described above, the combustion safety device according to the present embodiment captures a slight change in the flame voltage in the combustion stabilization state, and makes it possible to determine the occurrence or tendency of abnormality in the combustion state based on this. For this reason, normal combustion conditions such as a radiant tube burner that must detect the flame signal with the flame detector positioned behind the flame, and a surface combustion burner that has a very low flame voltage because the flame itself is very small, are not. However, even in a burner with a small amount of ultraviolet light entering the flame detector, it is possible to reliably determine not only the abnormality of the combustion state but also the abnormal tendency.
また、本実施形態において選択的に付加されるイベントリレー25を用いることで、燃焼状態の異常発生又は異常傾向をその種類に応じて選択的に出力することも可能である。具体的には、上述したようにガス圧低下や瞬停などのフレーム電圧の急激な立ち下がりと電源降下や風量低下、フィルタのつまりなどの緩やかな立ち下がりを区別してこれらがそれぞれ一定時間内に所定回数以上発生したとき、その内容をイベントリレーから出力することも可能である。また、この立ち下がりの程度に応じて燃焼状態の異常発生か異常傾向かを区別してイベントリレーから出力することも可能である。更には、これらの異常状態の種類に応じてこの内の一部の異常について選択的に発報することも可能である。
Further, by using the
なお、上述の説明において閾値は燃焼安定化状態におけるフレーム電圧の下側近傍に設定したが、これとは別に新たな閾値を燃焼安定化状態におけるフレーム電圧の上側近傍に設定し、火炎が大きすぎる際の燃焼の異常発生又は異常傾向を判定するようにしても良い。 In the above description, the threshold is set near the lower side of the flame voltage in the combustion stabilization state. However, a new threshold is set near the upper side of the flame voltage in the combustion stabilization state, and the flame is too large. The occurrence or abnormal tendency of combustion at the time may be determined.
また、上述のように燃焼状態の異常発生又は異常傾向の判定のための閾値を正常燃焼状態のフレーム電圧に近づけることで、バーナ自体の経時的劣化に伴う僅かな燃焼異常をもとらえることが可能となり、バーナ自体の構造上の劣化検知にも役立てることができる。 In addition, as described above, it is possible to detect slight combustion abnormalities due to deterioration over time of the burner itself by bringing the threshold value for determining the occurrence or abnormality of the combustion state close to the flame voltage of the normal combustion state. Thus, it can also be used to detect structural deterioration of the burner itself.
なお、本実施形態において説明したA/Dコンバータは本発明を実施するにあたって必ずしも必要とせず、火炎増幅器から得られたフレーム電圧に基づいて燃焼の異常診断を行うことも可能である。 Note that the A / D converter described in the present embodiment is not necessarily required for carrying out the present invention, and it is possible to perform combustion abnormality diagnosis based on the flame voltage obtained from the flame amplifier.
また、火炎センサは上記のUVセンサ以外の火炎センサ、例えば可視光による火炎検出器、赤外線火炎検出器、フレームロッドなど様々なものが利用可能である。 Various flame sensors other than the above-described UV sensor, such as a visible light flame detector, an infrared flame detector, and a frame rod, can be used as the flame sensor.
また、マイコンを搭載していない燃焼安全装置において本発明を実施可能であることは言うまでもない。 Needless to say, the present invention can be implemented in a combustion safety device that does not include a microcomputer.
また、本発明においてはフレームリレーがオンしている間だけ火炎有りと判断する態様で紹介したが、これとは別にフレームリレーがオフしている間だけ火炎有りと判断する態様の燃焼安全装置にも本発明を適用可能であることが言うまでもない。 In addition, in the present invention, it was introduced in a mode in which it is determined that there is a flame only while the frame relay is on, but separately from this, a combustion safety device in a mode in which it is determined that there is a flame only while the frame relay is off. Needless to say, the present invention is applicable.
また、フレームリレーは火炎の有無を報知できる手段であればリレーでなくても電子的出力手段であれば足りることは言うまでもない。 Needless to say, the frame relay may be an electronic output means as long as it is a means capable of notifying the presence or absence of a flame.
本発明は、例えばボイラや給湯器等の燃焼装置への適用に限定されず、暖房機器、燃焼炉等、火炎検出器を用いて燃焼状態の異常発生又は異常傾向を判定する様々な燃焼安全装置にも適用可能である。 The present invention is not limited to application to a combustion device such as a boiler or a water heater, for example, but various combustion safety devices that determine the occurrence or tendency of an abnormality in a combustion state using a flame detector, such as a heating device or a combustion furnace It is also applicable to.
1 燃焼安全装置
10 火炎増幅器
15 フレームリレー
20 マイコン(演算装置)
21 A/Dコンバータ
22 メモリ
25 イベントリレー
35 UVセンサ
51 UVセンサ
52 メインバーナ
60 燃焼安全装置
61 火炎信号増幅器
62 A/Dコンバータ
63 燃焼シーケンス部
64 異常判断部
65 フレームリレー
70 ラジアントチューブバーナ
71 ラジアントチューブ
72 バーナの着火部
75 UVセンサ
80 表面燃焼バーナ
81 表面燃焼板
82,83 被加熱体
84 UVセンサ
85 UVセンサ
1
21 A /
Claims (2)
火炎検出器からの火炎信号を信号処理する信号増幅器と、火炎有無に応じてオンオフするフレームリレーと、当該信号増幅器に備わった演算装置とを有し、
前記演算装置が、前記フレームリレーがオンしている間だけ燃焼状態の異常発生や異常傾向の有無を判定するようになっており、かつフレームリレーの出力立ち上がり時点から火炎信号安定化時間とフレームレスポンスタイミング時間との合計の時間が経過した時点において当該判定を逐次開始し、かつ当該判定においては、その判定時刻よりもフレームレスポンスタイミング時間以前に検出したフレームデータを予め定めた閾値と比較することで燃焼状態の異常発生や異常傾向を当該判定時刻に判定することを特徴とする燃焼安全装置。 In the combustion safety device that determines the occurrence and tendency of abnormalities in the combustion state,
A signal amplifier that processes a flame signal from a flame detector, a frame relay that is turned on / off in accordance with the presence or absence of a flame, and an arithmetic unit provided in the signal amplifier;
The arithmetic unit is configured to determine whether or not there is a combustion state abnormality or an abnormal tendency only while the frame relay is on, and the flame signal stabilization time and frame response from the output rise time of the frame relay. When the total time with the timing time has elapsed, the determination is sequentially started, and in the determination, the frame data detected before the frame response timing time is compared with a predetermined threshold. A combustion safety device characterized by determining occurrence or abnormality of combustion state at the determination time.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003313304A JP4042133B2 (en) | 2003-09-04 | 2003-09-04 | Combustion safety device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003313304A JP4042133B2 (en) | 2003-09-04 | 2003-09-04 | Combustion safety device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005083605A JP2005083605A (en) | 2005-03-31 |
JP4042133B2 true JP4042133B2 (en) | 2008-02-06 |
Family
ID=34414263
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003313304A Expired - Lifetime JP4042133B2 (en) | 2003-09-04 | 2003-09-04 | Combustion safety device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4042133B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008075687A1 (en) | 2006-12-19 | 2008-06-26 | Daikin Industries, Ltd. | Control circuit for cooling apparatus, cooling system and method for controlling cooling apparatus |
JP2010071579A (en) * | 2008-09-19 | 2010-04-02 | Mitsumi Electric Co Ltd | Device and method of monitoring combustion state |
US10387965B1 (en) | 2009-07-09 | 2019-08-20 | United Services Automobile Association (Usaa) | Systems and methods for alternate location of a vehicle |
JP2020165830A (en) | 2019-03-29 | 2020-10-08 | アズビル株式会社 | Flame detection system and flame level detection method |
-
2003
- 2003-09-04 JP JP2003313304A patent/JP4042133B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005083605A (en) | 2005-03-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8109758B2 (en) | System and control method for detecting an abnormal burning situation using air pressure sensing and flame detection | |
WO2005045320A2 (en) | Blocked flue detection methods and systems | |
US20170219209A1 (en) | Combustion system | |
US8535050B2 (en) | Forced flue type combustion device | |
JP4042133B2 (en) | Combustion safety device | |
US6877462B2 (en) | Sensorless flammable vapor protection and method | |
JP4614078B2 (en) | Flame detection device in a combustor | |
JP3717291B2 (en) | Combustion equipment | |
KR101938569B1 (en) | Exhaust-pipe deviation detection and combustion control method of boiler | |
JP6843722B2 (en) | Combustion system | |
JPH04106311A (en) | Safety device for heating apparatus | |
JP6850232B2 (en) | Combustion system | |
JP5319308B2 (en) | Open combustion equipment | |
JP3029551B2 (en) | Combustion equipment | |
JP6649827B2 (en) | Combustion system | |
JP3967481B2 (en) | Combustion equipment | |
JP3499010B2 (en) | Combustion equipment | |
EP3327351A1 (en) | Method for operating a fan assisted, atmospheric gas burner appliance | |
JP2619206B2 (en) | Combustion equipment | |
JP5260945B2 (en) | Combustion device | |
JP4547518B2 (en) | Combustion control device | |
JP3693203B2 (en) | Incomplete combustion prevention device | |
JP5273966B2 (en) | Water heater | |
JP3112601B2 (en) | Gas burner monitoring device | |
JP3654607B2 (en) | Incomplete combustion prevention device for gas combustion equipment |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051226 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20071022 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20071031 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7426 Effective date: 20071102 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20071102 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4042133 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101122 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101122 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111122 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121122 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131122 Year of fee payment: 6 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |