JPH01318808A - バーナの火炎監視方法及びその装置 - Google Patents

バーナの火炎監視方法及びその装置

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JPH01318808A
JPH01318808A JP63149410A JP14941088A JPH01318808A JP H01318808 A JPH01318808 A JP H01318808A JP 63149410 A JP63149410 A JP 63149410A JP 14941088 A JP14941088 A JP 14941088A JP H01318808 A JPH01318808 A JP H01318808A
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JP
Japan
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flame
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burner
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current value
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Pending
Application number
JP63149410A
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English (en)
Inventor
Shinichiro Muto
武藤 振一郎
Kuniaki Sato
邦昭 佐藤
Yasuhisa Nakajima
康久 中島
Kenichi Fujita
健一 藤田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Publication of JPH01318808A publication Critical patent/JPH01318808A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00Systems for controlling combustion
    • F23N5/02Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
    • F23N5/12Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using ionisation-sensitive elements, i.e. flame rods
    • F23N5/123Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using ionisation-sensitive elements, i.e. flame rods using electronic means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2229/00Flame sensors
    • F23N2229/22Flame sensors the sensor's sensitivity being variable

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Combustion (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、加熱炉、焼鈍炉、特に連続焼鈍炉のように
多数のバーナを備えた炉に用いて好適な火炎監視方法及
びその装置に関する。
〔従来の技術〕
金属ストリップの連続焼鈍炉のように、例えば300本
もの多数のバーナを備えた加熱炉においては、全てのバ
ーナが安定して燃焼していることが安全操業上、最大の
留意点であって、仮りにその中の1本のバーナが何等か
の原因で失火した場合にはオペレータはそのバーナの弁
を速やかに閉止する処置を採らなければならない。しか
し、多数のバーナの燃焼状態を目視で確認するにはオペ
レータの負荷が過大となるため、間接的に遠隔して「燃
焼中Jや「失火」等の現象をリアルタイムで検知し処理
できる手段に対するニーズが大きく、種々の手段が提案
されている。
このような手段として提案されている従来の火炎監視手
段としては、例えば第4図に示すようなものがある。
図において、バーナ1で形成される火炎4の存否を検知
するために、火炎4の中に陽極5.陰極6を設置し、電
圧発生器7によりこの両極間に所定の電圧を印加して生
じる火炎中のイオン流により、両極間に流れる電流を電
流検出器8で検出するようになっている。ここでもし火
炎4が失火すると、両極間に流れる電流は零となること
からバーナの「失火」が検出できる(工業加熱Vo1.
24゜No、4.1987/7日本工業炉協会、 P−
84フレームロンド参照。) 〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、このような従来の火炎監視手段にあって
は、電流検出器8で単に前記回路に電流が流れているか
否かを判断するものであるために、例えば陽極5と陰極
6とが何らかの原因で短絡してしまうと、仮りに失火し
ていても「燃焼中」と誤認する危険があり、また電圧発
生装置7ある・いは電流検出器8が劣化してきて最終的
に電流検出値が零を示し、バーナは燃焼中であるにも拘
らず「失火」と誤認することもあり得るが、事前に各機
器の劣化は、特に多数のバーナを使用する連続焼鈍炉に
おいてその実状を認知し難いため、安心して実用化でき
ないという問題があった。
この発明は、このような従来の問題点にかんがみてなさ
れたものであって、バーナが安全燃焼状態を保つ電流値
の範囲を予め設定しておき、電流値の変化状態により装
置異常の有無を判断する手段を備える等により、上記問
題点を解決することを目的としている。
〔課題を解決するための手段〕
この発明は、バーナの火炎中に陽極と陰極を設置し該両
極間に所定の電圧を印加して火炎中のイオンにより両極
間に流れる電流を検出して火炎の存在を監視するバーナ
の火炎監視方法において、燃焼量または空気比の変化に
対してバーナが安全燃焼状態を保つ電流値の範囲を予め
設定しておき、前記両極間の電流値の経時変化を連続的
に測定し、その電流値が上記範囲内にあるときには「火
炎有り」と判断し、該電流値が上記範囲の上限を超えた
ときには「装置異常」と判断し、該電流値が上記範囲の
下限を下まわり且つ零でない場合も「装置異常」と判断
し、該電流値が零になったら「火炎無し」と判断するこ
とを特徴とするバーナの火炎監視方法、及びこの方法の
実施に際して使用する装置として、バーナの火炎中に陽
極と陰極を設置し、該両極間に所定の電圧を印加して火
炎中のイオンにより両極間に流れる電流を検出して、火
炎の存在を監視するバーナの火炎監視方法において、前
記両極間に所定の電圧を印加するための電圧発生装置と
、印加された電圧により両極間に流れる電流を検出する
電流測定器と、該電流測定器により検出される電流値の
変化状態により装置異常の有無を判断する判断手段を備
えたバーナの火炎監視装置としたものである。
〔作用〕
この発明は上記のように構成されているので、先ず対象
バーナの燃焼特性によって定まる燃料量の上限と下限を
求め、この上、下限値に対応した火炎電流の上下限値を
定めて安定燃焼状態を保つ電流値の範囲として設定して
おけば、火炎監視装置で検出する火炎電流の経時変化を
連続測定し、(イ)火炎電流が前記上限値を超えた場合
、(ロ)火炎電流が下限値より低く且つ零でない場合は
「装置異常」として、(ハ)火炎電流が零になったら「
火炎無し」としてそれぞれ判断する手段がリアルタイム
で判断信号を例えばCRTや表示ランプ等に送ることに
より、本発明は自己診断機能を備えた火炎監視方法及び
その装置を提供することができる。
〔実施例〕
以下、本発明を図面を参照して説明する。第1図は本発
明に係る装置の実施例概略図、第2,3゜5.6.7図
はそれぞれ作用を説明するための線図である。なお、本
装置において従来例と同一の部分には同一符号を付し、
重複する説明を省く。
第1図において、2は燃料供給管、3は空気供給管でそ
れぞれバーナ1へ燃料と空気を所定の割合で供給する配
管である。
陽極5と陰極6との間に電圧発生装置7で、すでに〔作
用〕の項で説明した所定の電圧を印加し、両極間に流れ
る火炎電流を電流測定器9で測定する。電流値測定器9
は判断手段としての判定器10に接続されており、この
判定器における判定結果は、例えば、CRT、表示ラン
プ等に出力信号11として出力される。
次に判定器10の作用について説明する。
判定器10では、後段で詳述するごとく、先ず対象バー
ナの燃焼特性により定まる燃料量の上限と下限を求め、
この上下限値に対応した火炎電流の上、下限値を定めて
安定燃焼状態を保つ電流値の範囲とし、このように設定
した電流上限値A、。
下限値Atに対して電流測定器9で測定される電流値A
yを常時、比較しており、(イ)電流値AVがAUとA
、との間に入っているときは「燃焼中」と判断し、(ロ
)電流値AVが第5図(ケース1)に示すようにAll
を超えたときは、陽極5と陰極6との間が何らかの理由
で短絡しているので「装置異常」と判断し、(ハ)電流
値Avが第6図(ケース2)に示すようにAL以下とな
り且つ零でないときは、電圧発生装置7.電流測定器9
が劣化している可能性があるので「装置異常」と判断し
、(ニ)電流値Avが第7図(ケース3)に示すように
零となったときには「失火」と判断する。
但し、(ニ)の(ケース3)の場合のように電流値Av
が零になるには必ず(ハ)の(ケース2)の状態を通過
するので、別途、所定の判断時間T(第6図)を定めて
おき、この(ハ)の(ケース2)状態が時間T以上連続
したとき「装置異常」と判断する。
次に電流の上、下限値Au、ALの決め方にっいて、さ
らに図面を参照して詳説する。第2図は火炎監視を行う
対象バーナの燃焼特性の概念図であるが、どんなバーナ
にも燃料量と空気比のある範囲に安定燃焼する領域があ
り、この領域を外れると失火する。図中のa、bはそれ
ぞれバーナの最大燃料量と通常燃料量であり、Cはこの
バーナ特性から定まる燃料量の下限値である。
このバーナで形成される火炎4に、第1図に示すように
火炎監視装置の陽極5と陰極6とを設置し、電流測定器
9で火炎電流を測定した結果を第3図に示す。ここでは
燃料量をパラメータとして、いずれも第2図に示す安定
燃焼範囲に対応して火炎電流を測定したものである。こ
こで、燃料量aにおける火炎電流のピーク値をA、とし
、燃料量Cにおける火炎電流のピーク値をALとする。
次に本発明に係る火炎監視装置を連続焼鈍ロールのパイ
ロットバーナに適用した実施例について以下に述べる。
パイロットバーナの容量は、a=5X10’ Kcan
/H,通常燃料1b=3X10’ Kcal!/H。
バーナ特性から定まる燃料量下限値C=lX103Kc
a1/H1空気比の設定は1.0±0.2であった。
陽極5.陰極6は5US301の材質で作られた直径3
φの丸棒であり、その先端が、火炎4の軸心上でバーナ
1端からそれぞれ10m、2On+離れた位置に設けら
れている。この状態で電圧発生装置7により500Vの
電圧を印加し、電流測定器9で火炎電流を測定したとこ
ろ、燃料量a。
b、cに対して、空気比はいずれも1.0のときピーク
値を示し、燃料1aのときlomA、cのとき2mAで
あった。そこで、以上の測定結果より、ALI= 10
+wA、  AL= 2mAと設定した。
また、バーナ1への燃料供給を遮断して失火させ、第7
図に示した電流値Avの挙動を測定したところ、燃料遮
断から電流値が零になるまでの時間が0.5秒であった
ので、装置異常判断時間Tを、余裕をみてT=1秒とし
た。
以上のAu 、AL 、Tを判断機能を備えた判定器1
1に設定しておき、上記火炎監視装置を3×104時間
連続使用したところ、第5図に示した事例が3回はど現
出したが、これはいずれも陽極5と陰極6との間に火炎
からのカーボンが溜まり短絡状態となっていた。また第
6図の事例が1回あったが、これは電圧発生装置7が劣
化し、発生すべき電圧が500vであるべきところ、1
00■しか印加されていなかった。
以上、いずれの事例においても「装置異常」の判断信号
が出力され、連続焼鈍炉は操業を続行しながら火炎監視
装置の修理が可能であって、操業の支障を来すことはな
かった。
(発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、自己判断機能を
備えた火炎監視装置を用いることにより、火炎監視の信
幀性が向上し、遠隔したコントロール盤等において火炎
監視が可能となることにより、オペレータの負荷が著し
く軽減するとともに事故に至る不具合の発生を防止でき
るため大幅に生産性の向上が図られるという効果が得ら
れる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る火炎監視装置の概念図、第2図は
実施例におけるバーナの燃焼範囲の典型例を示す線図、
第3図は燃料量と空気比に対する火炎電流値を示す線図
、第4図は、従来の火炎監視装置の概念図、第5.6.
7図はいずれも本発明による火炎監視装置がリアルタイ
ムで判断した各事例における火炎電流値を示す図である
。 1・・・・・・バーナ、4・・・・・・火炎、5・・・
・・・陽極、6・・・・・・陰極、7・・・・・・電圧
発生装置、9・・・・・・電流測定器、10・・・・・
・判定器(判断手段)。 Av・・・・・・火炎電流値、Atl・・・・・・上限
電流値、A。 ・・・・・・下限電流値。 特許出願人  川崎製鉄株式会社 代理人 弁理士 森   哲 也

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)バーナの火炎中に陽極と陰極を設置し、該両極間
    に所定の電圧を印加して火炎中のイオンにより両極間に
    流れる電流を検出して、火炎の存在を監視するバーナの
    火炎監視方法において、燃焼量または空気比の変化に対
    してバーナが安定燃焼状態を保つ電流値の範囲を予め設
    定しておき、前記両極間の電流値の経時変化を連続的に
    測定し、その電流値が上記範囲内にあるときには「火炎
    有り」と判断し、該電流値が上記範囲の上限を超えたと
    きには「装置異常」と判断し、該電流値が上記範囲の下
    限を下まわり且つ零でない場合も「装置異常」と判断し
    、該電流値が零になったら「火炎無し」と判断すること
    を特徴とするバーナの火炎監視方法。
  2. (2)バーナの火炎中に陽極と陰極を設置し、該両極間
    に所定の電圧を印加して火炎中のイオンにより両極間に
    流れる電流を検出して、火炎の存在を監視するバーナの
    火炎監視装置において、前記両極間に所定の電圧を印加
    するための電圧発生装置と、印加された電圧により両極
    間に流れる電流を検出する電流測定器と、該電流測定器
    により検出される電流値の変化状態により装置異常の有
    無を判断する判断手段を備えたことを特徴とするバーナ
    の火炎監視装置。
JP63149410A 1988-06-17 1988-06-17 バーナの火炎監視方法及びその装置 Pending JPH01318808A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2737302A1 (fr) * 1995-07-27 1997-01-31 Sagem Procede et dispositif de detection de la presence d'une flamme dans une chambre de combustion, notamment d'une turbine

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62252824A (ja) * 1986-04-23 1987-11-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd 炎電流検出装置

Patent Citations (1)

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