JPH0192626A - 気体燃料の燃焼火炎検出装置 - Google Patents
気体燃料の燃焼火炎検出装置Info
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- JPH0192626A JPH0192626A JP25112787A JP25112787A JPH0192626A JP H0192626 A JPH0192626 A JP H0192626A JP 25112787 A JP25112787 A JP 25112787A JP 25112787 A JP25112787 A JP 25112787A JP H0192626 A JPH0192626 A JP H0192626A
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Landscapes
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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。
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〕
本発明は、燃焼火炎の有無を検出する気体燃料の燃焼火
炎検出装置に関するものである。
炎検出装置に関するものである。
従来の火炎検出器は、紫外線域の光量の多少、可視光お
よび近赤外波長域の光のゆらぎの強弱、または燃焼火炎
の形成の有無による燃焼域の導電性の変化などを検出し
て、火炎が形成されているか否かを判断していた。本発
明は燃焼火炎の光量の多少、または光のゆらぎを検出し
て行なう火炎検出装置に関するものであるので、従来例
としてはその範鴫に属するものを挙げる。
よび近赤外波長域の光のゆらぎの強弱、または燃焼火炎
の形成の有無による燃焼域の導電性の変化などを検出し
て、火炎が形成されているか否かを判断していた。本発
明は燃焼火炎の光量の多少、または光のゆらぎを検出し
て行なう火炎検出装置に関するものであるので、従来例
としてはその範鴫に属するものを挙げる。
第３図は、従来の火炎検出装置の概略図である。
この火炎検出装置は、光ファイバ１４．１５、受光素子
１６およびリレーユニット１７から主に構成されている
。光ファイバ１４は火炉壁１３に設けられた火炎覗き窓
１８に取付けられる。燃料１９および燃焼用空気２０が
火炉１１内に供給され、火炎１２が形成される。この火
炎１２の発光スペクトルは火炎覗き窓１８に取付けられ
た光ファイバ１４によって受光される。受光された発光
スペクトルは、延長コードの光ファイバ１５によって、
受光素子１６へと運ばれ、電気信号に変換される。
１６およびリレーユニット１７から主に構成されている
。光ファイバ１４は火炉壁１３に設けられた火炎覗き窓
１８に取付けられる。燃料１９および燃焼用空気２０が
火炉１１内に供給され、火炎１２が形成される。この火
炎１２の発光スペクトルは火炎覗き窓１８に取付けられ
た光ファイバ１４によって受光される。受光された発光
スペクトルは、延長コードの光ファイバ１５によって、
受光素子１６へと運ばれ、電気信号に変換される。
電気信号となった火炎スペクトルは、リレーユニソト１
７において、火炎が形成されていないときの電気信号と
比較され、火炎の有無が判定される。
７において、火炎が形成されていないときの電気信号と
比較され、火炎の有無が判定される。
２１は冷却用空気、２２はバーナである。
従来の火炎検出装置では、紫外領域（波長０．３６μｍ
以下）の発光スペクトルの強度、または可視・近赤外領
域（波長０．４〜１．０μｍ）の発光スペクトル強度を
検出している。一般に、火炎検出装置は、火炎発光スペ
クトル以外に、赤熱された炉壁が発光するスペクトルも
検出する。このため、火炎の発光スペクトルは炉壁の発
光スペクトルに比較して充分大きなスペクトル強度を有
している必要がある。
以下）の発光スペクトルの強度、または可視・近赤外領
域（波長０．４〜１．０μｍ）の発光スペクトル強度を
検出している。一般に、火炎検出装置は、火炎発光スペ
クトル以外に、赤熱された炉壁が発光するスペクトルも
検出する。このため、火炎の発光スペクトルは炉壁の発
光スペクトルに比較して充分大きなスペクトル強度を有
している必要がある。
第５図に、各種受光素子とその検出波長域を示す。一般
に、紫外領域のスペクトル検出にはＣｓ２Ｔｅ （セシ
ウム・テルル）、可視・近赤外領域のスペクトル検出に
はＳｉ（シリコン）系の受光素子が用いられている。
に、紫外領域のスペクトル検出にはＣｓ２Ｔｅ （セシ
ウム・テルル）、可視・近赤外領域のスペクトル検出に
はＳｉ（シリコン）系の受光素子が用いられている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ホイラなどの燃焼装置においては、数年前より、燃焼排
ガス中の窒素酸化物を減少させるため、燃料として窒素
含有量の少ない液化天然ガスのようなガス燃料を使用す
るとともに、燃焼法としては、燃料の燃焼時に発生する
窒素酸化物を低減するため、燃焼用空気の供給量を燃料
の完全燃焼に必要な空気量、いわゆる理論空気量よりも
低く抑えた１次燃焼を行なわせ、次いで未燃分について
は、さらに空気を追加して２次燃焼を行なわせるという
脱硝燃焼法が採用されている。
ガス中の窒素酸化物を減少させるため、燃料として窒素
含有量の少ない液化天然ガスのようなガス燃料を使用す
るとともに、燃焼法としては、燃料の燃焼時に発生する
窒素酸化物を低減するため、燃焼用空気の供給量を燃料
の完全燃焼に必要な空気量、いわゆる理論空気量よりも
低く抑えた１次燃焼を行なわせ、次いで未燃分について
は、さらに空気を追加して２次燃焼を行なわせるという
脱硝燃焼法が採用されている。
しかしながら、ガス燃料を使用する場合には、紫外線域
の光量の強弱や、可視光および近赤外域の光のゆらぎの
強弱によって火炎を検出する従来の火炎検出装置は使用
できないことがわかった。
の光量の強弱や、可視光および近赤外域の光のゆらぎの
強弱によって火炎を検出する従来の火炎検出装置は使用
できないことがわかった。
この原因について調べたところ、ガス燃料を空気不足状
態で燃焼させる脱硝燃焼方法においては、火炎検出装置
が火炎を測定対象としている部分であるバーナ近傍の火
炎が、空気不足状態となり、この火炎からの紫外線光、
可視光、近赤外光の受光量が微少で、火炎の点火、消火
に際しての受光素子の検出値の変化が極めて小さいため
であることがわかった。
態で燃焼させる脱硝燃焼方法においては、火炎検出装置
が火炎を測定対象としている部分であるバーナ近傍の火
炎が、空気不足状態となり、この火炎からの紫外線光、
可視光、近赤外光の受光量が微少で、火炎の点火、消火
に際しての受光素子の検出値の変化が極めて小さいため
であることがわかった。
第４図は、メタンガスを主成分とする液化天然ガスおよ
び軽油についての発光スペクトルの測定結果を示す図で
ある。燃焼に必要な理論空気量の１．２倍の空気量を供
給して行なう一般燃焼（空燃比１．２）および脱硝燃焼
（空燃比０６８）について、それぞれにおける火炎発光
スペクトルの分布を測定した。図において、天然ガスの
脱硝燃焼時（ＮＯ０４）の火炎のスペクトル強度は、メ
タンガスの存在を示す紫外線領域の波長０．１１７〜０
．１２７μｍにおいてピークを示すが、発光強度は低い
。
び軽油についての発光スペクトルの測定結果を示す図で
ある。燃焼に必要な理論空気量の１．２倍の空気量を供
給して行なう一般燃焼（空燃比１．２）および脱硝燃焼
（空燃比０６８）について、それぞれにおける火炎発光
スペクトルの分布を測定した。図において、天然ガスの
脱硝燃焼時（ＮＯ０４）の火炎のスペクトル強度は、メ
タンガスの存在を示す紫外線領域の波長０．１１７〜０
．１２７μｍにおいてピークを示すが、発光強度は低い
。
また、可視光領域では発光スペクトルがほとんど認めら
れず、近赤外、赤外光領域においては１．３８μｍおよ
び１．８７μｍ近傍をピークとする発光スペクトルが生
じている。
れず、近赤外、赤外光領域においては１．３８μｍおよ
び１．８７μｍ近傍をピークとする発光スペクトルが生
じている。
以上のように、天然ガス燃料を燃焼させる場合、特に天
然ガスの脱硝燃焼の場合には、紫外光域、可視光域およ
び１．３μｍ以下の近赤外域で行なう火炎からの光量の
多少または光のゆらぎの強弱による従来の測定装置は採
用できないことがわかった。
然ガスの脱硝燃焼の場合には、紫外光域、可視光域およ
び１．３μｍ以下の近赤外域で行なう火炎からの光量の
多少または光のゆらぎの強弱による従来の測定装置は採
用できないことがわかった。
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、液化
天然ガス等の気体燃料の脱硝燃焼時の火炎を確実に検出
することができる気体燃料の燃焼火炎検出装置を提供す
ることにある。
天然ガス等の気体燃料の脱硝燃焼時の火炎を確実に検出
することができる気体燃料の燃焼火炎検出装置を提供す
ることにある。
本発明は、火炎からの発光スペクトルを受光して伝送す
る光ファイバ装置と、光ファイバ装置からの光信号を受
けて電気信号に変換する受光素子と、受光素子からの電
気信号を受信して設定値信号と比較し火炎の有無を判定
するりレーユニソトとを有する燃焼装置における気体燃
料の燃焼火炎検出装置において、前記受光素子の前面に
光ファイバ装置から伝送された光スペクトルを受け、高
温の水蒸気の発光スペクトルのみを透過させる光学フィ
ルタを設けたことを特徴とする。
る光ファイバ装置と、光ファイバ装置からの光信号を受
けて電気信号に変換する受光素子と、受光素子からの電
気信号を受信して設定値信号と比較し火炎の有無を判定
するりレーユニソトとを有する燃焼装置における気体燃
料の燃焼火炎検出装置において、前記受光素子の前面に
光ファイバ装置から伝送された光スペクトルを受け、高
温の水蒸気の発光スペクトルのみを透過させる光学フィ
ルタを設けたことを特徴とする。
第１図は、本発明の一実施例における火炎検出装置の断
面図である。この火炎検出装置は、光ファイバ１４、Ｉ
５、受光素子１６、光学フィルタ２５およびリレーユニ
ット１７から主に構成されている。光ファイバ１４は従
来と同様に火炉壁１３に設けられた火炎覗き窓１日に取
付けられる。
面図である。この火炎検出装置は、光ファイバ１４、Ｉ
５、受光素子１６、光学フィルタ２５およびリレーユニ
ット１７から主に構成されている。光ファイバ１４は従
来と同様に火炉壁１３に設けられた火炎覗き窓１日に取
付けられる。
光学フィルタ２５には、１．３８μｍ近傍の光を選択的
に透過するコーティングを施したガラスが用いられる。
に透過するコーティングを施したガラスが用いられる。
燃料１９および燃焼用空気２０が火炉ｌｌ内に供給され
、火炎１２が形成されている。この火炎１２の発光スペ
クトルは火炎覗き窓１８に取付けられた光ファイバト４
によって受光される。受光された発光スペクトルは、延
長コード用光ファイバ１５を通って、受光素子１６の前
面に設置された光学フィルタ２５を透過した後、受光素
子１６に受光され電気信号に変換される。電気信号とな
った火炎スペクトルはりレーユニソト１７において、火
炎が形成されていないときの電気信号と比較され、火炎
の有無が判定される。
、火炎１２が形成されている。この火炎１２の発光スペ
クトルは火炎覗き窓１８に取付けられた光ファイバト４
によって受光される。受光された発光スペクトルは、延
長コード用光ファイバ１５を通って、受光素子１６の前
面に設置された光学フィルタ２５を透過した後、受光素
子１６に受光され電気信号に変換される。電気信号とな
った火炎スペクトルはりレーユニソト１７において、火
炎が形成されていないときの電気信号と比較され、火炎
の有無が判定される。
なお、本発明になる一実施例は、光学フィルタ２５に１
．３８μｍ近傍の光を選択的に透過する光学フィルタを
用いて示したが、ガス燃料の燃焼によって生じる、高温
のＨ２Ｏは、１．３８μｍ以外に１，８７μｍ、２．７
μｍ、３．２μｍおよび６．３μｍに発光スペクトルを
有しており、これら波長の光学フィルタ２５を用いても
同様の効果が得られる。
．３８μｍ近傍の光を選択的に透過する光学フィルタを
用いて示したが、ガス燃料の燃焼によって生じる、高温
のＨ２Ｏは、１．３８μｍ以外に１，８７μｍ、２．７
μｍ、３．２μｍおよび６．３μｍに発光スペクトルを
有しており、これら波長の光学フィルタ２５を用いても
同様の効果が得られる。
受光素子１６には、ｐｂｓ ＜鉛イオウ）、ｐｂＳｅ（
鉛セレン）系素子が適し、これらの検出波長域は前記第
５図に示すとおりである。本発明はメタンガスに限らず
、燃焼によって水蒸気（Ｈ２Ｏ）を生じるガス燃料の燃
焼ガスの火炎の検出に適用可能である。
鉛セレン）系素子が適し、これらの検出波長域は前記第
５図に示すとおりである。本発明はメタンガスに限らず
、燃焼によって水蒸気（Ｈ２Ｏ）を生じるガス燃料の燃
焼ガスの火炎の検出に適用可能である。
本発明によれば、液化天然ガスの脱硝燃焼における火炎
スペクトルを、強度の強い特定の波長域で検出すること
から、外乱となる赤熱した炉壁の発光スペクトルよりも
大きくなり、したがって、確実に火炎の有無を判定する
ことが可能となる。
スペクトルを、強度の強い特定の波長域で検出すること
から、外乱となる赤熱した炉壁の発光スペクトルよりも
大きくなり、したがって、確実に火炎の有無を判定する
ことが可能となる。
仮に、光学フィルタをを用いない場合、受光素子にＰｂ
Ｓを用いると、１．０〜３．０μｍの範囲を受光するこ
とから、この波長域のスペクトル強度の合計は、赤熱し
た炉壁からのスペクトルのほうが、火炎からのスペクト
ルよりも大きくなり、火炎の検出が不能となる問題が生
じる。
Ｓを用いると、１．０〜３．０μｍの範囲を受光するこ
とから、この波長域のスペクトル強度の合計は、赤熱し
た炉壁からのスペクトルのほうが、火炎からのスペクト
ルよりも大きくなり、火炎の検出が不能となる問題が生
じる。
しかし、本発明では、光学フィルタを用い、Ｈ２Ｏ０発
光スペクトルを有する波長域のスペクトルのみを検出す
るため、火炎の検出が不能となる問題は生じない。
光スペクトルを有する波長域のスペクトルのみを検出す
るため、火炎の検出が不能となる問題は生じない。
第２図は、本発明の他の実施例における火炎検出装置の
断面図である。この実施例は、光学フィルタ２５を着脱
させる光学フィルタ移動装置３０を設けたものである。
断面図である。この実施例は、光学フィルタ２５を着脱
させる光学フィルタ移動装置３０を設けたものである。
つまり、バーナへの着火時は、火炎からのスペクトルを
光学フィルタ２５を透過させず直接受光素子１６で受光
するようにし、定常運転時（脱硝燃焼）には火炎からの
スペクトルを光学フィルタ２５に透過させ、その後受光
素子１６で受光するようにした。
光学フィルタ２５を透過させず直接受光素子１６で受光
するようにし、定常運転時（脱硝燃焼）には火炎からの
スペクトルを光学フィルタ２５に透過させ、その後受光
素子１６で受光するようにした。
これは、バーナ着火時は、安定した火炎を形成するため
、空燃比を高くし、一般燃焼を行なっている。したがっ
て、着火時の火炎スペクトルは第４図の２黒錆線（Ｎｏ
、３）で示すように発光スペクトルが増大した状態であ
り、光フィルタを通さずに火炎のスペクトルを受光した
ほうが、精度よく火炎の有無を判定できる。
、空燃比を高くし、一般燃焼を行なっている。したがっ
て、着火時の火炎スペクトルは第４図の２黒錆線（Ｎｏ
、３）で示すように発光スペクトルが増大した状態であ
り、光フィルタを通さずに火炎のスペクトルを受光した
ほうが、精度よく火炎の有無を判定できる。
本発明によれば、従来装置では検出できなかったガス燃
料の燃焼バーナにおける火炎の有無を正確に検出するこ
とが可能となる。
料の燃焼バーナにおける火炎の有無を正確に検出するこ
とが可能となる。
第１図は、本発明の一実施例における気体燃料の燃焼火
炎検出装置の断面図、第２図は、本発明の他の実施例の
気体燃料の燃焼火炎検出装置の断面図、第３図は、従来
の火炎検出装置の断面図、第４図は、各種燃料の燃焼時
の火炎発光スペクトル強度を示す図、第５図は、各種受
光素子の検出波長域を示す図である。 １１・・・火炉、１２・・・火炎、１３・・・火炉壁、
１４．１５・・・光ファイバ装置、１６・・・受光素子
、１７・・・リレーユニット、１９・・・気体燃料、２
０・・・燃焼用空気、２１−・冷却用空気、２２・・・
バーナ、２５・・・光学フィルタ。 代理人 弁理士 川 北 武 長
炎検出装置の断面図、第２図は、本発明の他の実施例の
気体燃料の燃焼火炎検出装置の断面図、第３図は、従来
の火炎検出装置の断面図、第４図は、各種燃料の燃焼時
の火炎発光スペクトル強度を示す図、第５図は、各種受
光素子の検出波長域を示す図である。 １１・・・火炉、１２・・・火炎、１３・・・火炉壁、
１４．１５・・・光ファイバ装置、１６・・・受光素子
、１７・・・リレーユニット、１９・・・気体燃料、２
０・・・燃焼用空気、２１−・冷却用空気、２２・・・
バーナ、２５・・・光学フィルタ。 代理人 弁理士 川 北 武 長
Claims (1)
- （１）火炎からの発光スペクトルを受光して伝送する光
ファイバ装置と、光ファイバ装置からの光信号を受けて
電気信号に変換する受光素子と、受光素子からの電気信
号を受信して設定値信号と比較し火炎の有無を判定する
リレーユニットとを有する燃焼装置における気体燃料の
燃焼火炎検出装置において、前記受光素子の前面に光フ
ァイバ装置から伝送された光スペクトルを受け、高温の
水蒸気の発光スペクトルのみを透過させる光学フィルタ
を設けたことを特徴とする気体燃料の燃焼火炎検出装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62251127A JP2616935B2 (ja) | 1987-10-05 | 1987-10-05 | 気体燃料の燃焼火炎検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62251127A JP2616935B2 (ja) | 1987-10-05 | 1987-10-05 | 気体燃料の燃焼火炎検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0192626A true JPH0192626A (ja) | 1989-04-11 |
| JP2616935B2 JP2616935B2 (ja) | 1997-06-04 |
Family
ID=17218073
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62251127A Expired - Fee Related JP2616935B2 (ja) | 1987-10-05 | 1987-10-05 | 気体燃料の燃焼火炎検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2616935B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006072898A (ja) * | 2004-09-06 | 2006-03-16 | Nohmi Bosai Ltd | 炎検知器 |
| JP2006267097A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-10-05 | Shikoku Res Inst Inc | 火炎可視化装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59138931A (ja) * | 1983-01-28 | 1984-08-09 | Matsushita Electric Works Ltd | 炎検出装置 |
| JPS60185233U (ja) * | 1984-05-18 | 1985-12-09 | 株式会社日立製作所 | 燃焼センサ |
-
1987
- 1987-10-05 JP JP62251127A patent/JP2616935B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
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| JP2006267097A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-10-05 | Shikoku Res Inst Inc | 火炎可視化装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2616935B2 (ja) | 1997-06-04 |
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