JPH03241228A - バーナ点火装置 - Google Patents

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］ 本発明はバーナに点火するバーナ点火装置に係り、特に
点火源としてセラミツクスイグナイタを用いたものであ
って、セラミツクスイグナイタの温度変化を最小限にす
るのに好適なバーナ点火装置に関するものである。

［従来の技術］ 例えば事業用火力発電ボイラにおける主バーナへの点火
には軽油を燃料とする軽油点火バーナやガスを燃料とす
るガス点火バーナが用いられている。

そして、主バーナへ点火するときには、軽油点火バーナ
やガス点火バーナは発熱体と一体となって火炉内へ前進
してまず点火バーナを点火し、その後に点火バーナから
の火炎によって主バーナを点火する。

また、主バーナへ点火後は点火バーナと発熱体は主バー
ナからの火炎による焼損事故から保護するために火炉内
から後退する。

従来よりバーナ点火装置の点火源としては、第５図に示
すように点火バーナ、１の近傍に設けたスパークイブナ
イタ２の電極３，４間に発生する火花放電５を利用する
ものと、第６図に示すようにセラミックスヒータ６の発
熱を利用するセラミツクスイグナイタ７が知られている
。スパークイブナイタ２は、点火温度に達するまでの時
間（点火所要時間）が短い特徴はあるが、火花放電５の
点火領域が狭く、放電電極３，４間に未燃分などの異物
が付着すると放電不能となる。また、所要電圧が高いた
め防爆構造が必要であるなどの欠点があった。

一方、セラミツクスイグナイタフのセラミックスヒータ
６は、耐熱性、点火領域、使用電圧等の点で点火バーナ
１の点火源として優れた特徴がある。

ところが、セラミックスヒータ６は第７図に示すように
ヒータ抵抗値とヒータ発熱温度は正比例して増加する抵
抗温度特性がある。従って、セラミックスヒータ６のヒ
ータ温度はこの原理を用い、所定の抵抗値になるように
電流・電圧を印加して発熱温度を制御する抵抗値一定制
御を採用している。

この抵抗値一定制御Ａは第８図に示すようにセラミック
スヒータ６近傍の空気流速に係わらず定電圧制御Ｂ、定
電流制御Ｃに比べて一定の発熱温度を保持できる制御方
式である。従って燃料の点火源として用いる場合のよう
に、燃焼用空気の流速が変化しやすくかつ発熱温度の精
度が要求される場合の制御方式としては抵抗値一定制御
Ａが適している。

第９図は従来のバーナ点火装置の概略構成図である。

第９図において、７はセラミツクスイグナイタ。

８．９．１０はセラミツクスイグナイタフのスティック
、プラグ端子部、セラミックスヒータ発熱部、↓１は端
子箱、１２は抵抗検出回路、１３は電力量制御回路、１
４は電源回路、１Ｓは電源制御装置である。

この様な構造において、電源制御装置１５はセラミツク
スイグナイタフの抵抗値を検出させるための抵抗検出回
路１２、抵抗検出回路１２からの出力により発熱量の制
御信号を出力する電力量制御回路１３およびセラミツク
スイグナイタ７を発熱させるための電源回路１４から構
成されている。

次に各回路１２，１３．１４の動作を、セラミツクスイ
グナイタ７が室温から設定発熱温度１２００［℃］まで
昇温する場合について説明する。

ここに用いたセラミツクスイグナイタフの室温における
抵抗値は０．１［Ωコであり、セラミツクスイグナイタ
７は抵抗検出回路１２の一部を構成しているので、電源
を投入する室温におけるヒータ抵抗値と設定発熱温度１
２００［’Ｃ］における抵抗値０．３［Ω］との差が電
圧として検出される。

検出された電圧に応じて電力量制御回路１３からヒータ
電流を増加させる信号が出てセラミツクスイグナイタ７
が発熱しはじめる。

一方、電力量制御回路１３では、比例−積分制御を行う
ため、セラミツクスイグナイタ７の昇温速度に対応して
信号を発生する。このヒータ抵抗値に基づく電流増加の
信号と、セラミツクスイグナイタフの電流値から、セラ
ミツクスイグナイタフに負荷すべき電流値が決まり、こ
れに従ってセラミツクスイグナイタ７へのヒータ電流を
増加させ発熱温度を上昇させる。

セラミツクスイグナイタフの発熱温度が設定温度に達す
ると、電力量制御回路１３からの電流増加信号は停止す
る。

従って、その時点での電流値を維持し、発熱温度は一定
となる。

セラミツクスイグナイタフの発熱温度が設定温度を越え
た場合には、その抵抗値が０．３［Ω］より大きくなる
ため、昇温時の場合と逆の電圧を生じる。そこで電力量
制御回路１３からヒータ電流を減少させる信号が発生し
、昇温時と同様の動作順序でヒータ電流は減少し、発熱
温度を低下させる。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、第９図に示すように抵抗値一定制御の範囲Ｒ
はスティック８のＲ５、プラグ端子部９のＲＰＩ　（Ｒ
ＰＩ）及びセラミックスヒータ発熱部１０のＲＰ２の和
でその抵抗値割合は１；２＝１０である。スティック８
及びプラグ端子部９の抵抗値割合はセラミックスヒータ
発熱部１０の約３割をしめ、第７図の特性で述べたよう
に環境温度が常温と３００　’Ｃでは同一の抵抗値一定
制御でも環境温度が３００℃の方が第１１図に示すよう
に発熱温度は放熱によって設定温度よりも約１００℃低
くなる。実機のボイラではコールドスタートとホットス
タートでは環境温度が最大３００℃程度異なるため現状
の抵抗値一定制御方式では第１１図に示すように環境温
度により約１００℃のばらつきができることになり信頼
性の面で問題がある。

また、第７図の特性でも述べたように環境温度が常温の
ように低い場合はセラミックスヒータ発熱部１６以外の
プラグ端子部９及びスティック８の抵抗の影響で起動初
期の発熱温度が第１０図に示すように一時的に設定温度
よりも２００〜３００℃オーバシユウトすることになる
。通常点火に必要な発熱温度は１０００〜１１００℃で
あるが寿命による温度低下を考慮して設定温度を約１２
００℃としている。一方、セラミックスヒータ発熱部ｌ
Ｏの最高使用温度は１３００℃程度であるので２００〜
３００℃オーバシユウトすると最高使用温度である１３
００℃を越えてしまい、セラミツクスイグナイタフの寿
命を低下させる欠点がある。

本発明はかかる従来の欠点を解消しようとするもので、
その目的とするところは、いかなる環境の変化に係わら
ず安定した発熱特性を有する信頼性の高いバーナ点火装
置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は前述の目的を達成するために、抵抗検出回路と
電力量制御回路の間に、抵抗検出回路からの抵抗検出回
路出力値から初期抵抗指令値を補正するオーバシユウト
量補正制御回路と、抵抗検出回路からの抵抗検出回路出
力値から終期抵抗指令値を補正する設定温度補正制御回
路を設けたものである。

［作用］ セラミツクスイグナイタを発熱させるための電力を供給
する直前にセラミツクスイグナイタが発熱しない程度の
微小電流（１０〜１００ｍＡ）を印加して抵抗値一定制
御範囲のスティック、プラグ端子部及びセラミックスヒ
ータ発熱部の抵抗値の和（起動時の合成抵抗値〉を検出
することにより、セラミツクスイグナイタが設置されて
いる近傍の環境温度を検知できる。

一方、環境温度に対応する抵抗検出回路出力値によって
オーバシユウト量を補正する初期抵抗指令値（ＥＢ）と
設定温度を補正する終期抵抗指令値（Ｅ　ＯＳ　）がそ
れぞれｌ対に決まるので、環境温度を加味した抵抗指令
値となる。抵抗指令値に応じた電力を印加すれば、セラ
ミツクスイグナイタの発熱温度を環境温度条件に係わら
ず所定の設定温度に保持できるので、オーバシユウトに
よる寿命低下及び環境温度変化による発熱温度の低下が
なくなる。

［実施例］ 以下１本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図は本発明の実施例にかかるバーナ点火装置の概略
構成図、第２図は縦軸に抵抗指令値、横軸に起動暗抵抗
値を示した特性曲線図、第３図は縦軸に抵抗指令値およ
び発熱温度、横軸に時間を示した環境温度が常温時の特
性曲線図、第４図は縦軸に抵抗指令値および発熱温度、
横軸に時間を示した環境温度が３００℃時の特性曲線図
である。

第１図において符号７から符号１５までは従来のものと
同一のものを示す。

１６は抵抗検出回路１２からの抵抗検出回路出力値、１
７は抵抗検出回路出力値１６に応じてオーバシユウト量
を補正するオーバフシウウト量補正回路、１８は抵抗検
出回路出力値１６に応じて設定温度を補正する設定温度
補正回路、１９はオーバシユウト量補正回路１７からの
出力値である初期抵抗指令値、２０は設定温度補正回路
１８からの終期抵抗指令値、２１は抵抗検出値、２２は
電力量制御信号である。

この様な構造において、電源制御装置２１５は第１図に
示すように、セラミックスヒータ発熱部１０゜プラグ端
子部９及びスティック８の抵抗検出値２１を端子箱１１
を通して検出する抵抗検出回路１２、抵抗検出回路１２
からの抵抗検出回路出力値１６に応してオーバシユウト
量を補正する初期抵抗指令値（ＥＢ）１９を決めるオー
バシユウト量補正制御回路１７、抵抗検出回路１２から
の抵抗検出回路出力値１６に応じて設定温度を補正する
終期抵抗値指令値（ＥＯ５）２０を決める設定温度補正
制御回路１８、オーバシユウト量補正制御回路１７及び
設定温度補正制御回路１８で決まった初期抵抗指令値（
ＥＢ）１９及び終期抵抗指令値（ＥＯ３）２０に応じて
所定の発熱温度に保持するための電力量を制御する電力
量制御回路１３、電力量制御回路１３からの電力量制御
信号２２に応じてセラミツクスイグナイタフに電力を供
給する電源回路１４により構成されている。

本実施例で抵抗値一定制御の範囲は第１図のセラミック
スヒータ発熱部１０、プラグ端子部９及びステライク８
であり常温における抵抗値比は１０：２＝１、全抵抗値
は０．３０である。各部の抵抗値はいずれも温度が高く
なると抵抗値が上昇するいわゆる第７図に示す正比例の
抵抗温度特性が有り、環境温度が変化すると抵抗値も変
化するがその抵抗値は環境温度と１対１に対応する。従
って予め環境温度と発熱特性の関係を明確にしておけば
、環境温度に応して初期、終期抵抗指令値１９．２０を
補正することによりセラミツクスイグナイタフの発熱温
度を所定の設定温度に保持できる。

第２図はセラミツクスイグナイタフの各環境温度におけ
る発熱特性から求めた、オーバシユウト量を補正するた
めの初期抵抗指令値（ＥＢン１９及び設定温度を補正す
る終期抵抗指令値（ＥＯ３）２０の補正特性を示す。第
２図より環境温度に対応した起動待抵抗値が決まれば、
初期抵抗指令値（ＥＢ）１９及び終期抵抗指令値（ＥＯ
５）２０はそれぞれ１対１で決まる。

例えば環境温度が常温の場合は、１２００℃設定時の起
動待抵抗値を１００％とすると常温時の起動抵抗値は第
２図から４３％でＤ点あり、この時の初期抵抗指令値（
ＥＢ）１９は９０％でＥ点、終期抵抗指令値（ＥＯ８）
２０は１００％で１点となる。本実施例では抵抗指令値
として初期抵抗指令値（ＥＢ）１９から終期抵抗指令値
（ＥＯ３）２０までを１００秒かけて時間補正を実施し
、抵抗指令値で制御を実施した時の発熱温度特性を第３
図、第４図に示すが、従来の抵抗値一定制御で実施した
場合には環境温度が常温の時に第１０図に示すように３
００℃程度オーバシユウトしているのに対し、本実施例
のものにおいては第３図に示すように２０℃程度のオー
バシユウトであり起動後１００秒までの発熱温度は、設
定温度の１２００℃を保持している。なお従来の抵抗値
一定制御の場合の抵抗指令値は第１０図、第１１図に示
すように起動待抵抗値に係わらず１００％である。

次に環境温度が３００℃の場合は本実施例では起動待抵
抗値が７６％でＧ点となり初期抵抗指令値（ＥＢ）１９
が１００％でＨ点、終期抵抗指令値（ＥＯ８）２０が１
０５％で１点となる。抵抗指令値で制御した場合の発熱
温度特性を第４図に示す。従来の抵抗値一定制御で実施
した場合、第１１図に示すように起動初期のオーバシユ
ウトは２０℃程度であるが１００秒後の発熱温度は１１
００℃となり設定温度１２００℃に対し１００℃低下す
るのに対し、本実施例では第４図に示すように起動１０
０秒後の発熱温度は１２００℃を保持したままである。

以上述べたように本発明の実施例に係るバーナ点火装置
はいかなる環境温度条件に対しても安定した発熱特性を
示し１発熱特性のばらつきによる発熱体自体の寿命の低
下を防止すると同時に信頼性の高い温度制御が可能とな
る。

［発明の効果］ 本発明によればいかなる環境条件おいても発熱温度が異
常にオーバシユウトしたりばらついたすせず、バーナ点
火装置として著しく信頼性が向上する。

またオーバシユウトを防止することにより発熱体の長寿
命化が計れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係るバーナ点火装置の概略構
成図、第２図は縦軸に抵抗指令値、横軸に起動時抵抗値
を示した特性曲線図、第３図および第４図は縦軸に抵抗
指令値および発熱温度、横軸に時間を示した環境温度が
常温、３００℃時の特性曲線図、第５図、第６図は従来
のスパークイブナイタ、本発明のセラミツクスイグナイ
タを示す構成図、第７図は縦軸にヒータ発熱温度、横軸
にヒータ抵抗値を示した特性図、第８図は縦軸にヒータ
発熱温度、横軸に空気流速を示した特性曲線図、第９図
は従来のバーナ点火装置の概略構成図、第１０図および
第１１図は縦軸に抵抗指令値および発熱温度、横軸に時
間を示した従来の特性曲線図である。 ７・・・・・・セラミツクスイグナイタ、１２・・・・
・・抵抗検出回路、１３・・・・・・電力量制御回路、
１４・・・・・・電源回路、１６・・・・・・抵抗検出
回路出力値、１７・・・・・・オーバシユウト量補正回
路、１８・・・・・・設定温度補正回路、１９・・・・
・・初期抵抗指令値、２０・・・・・・終期抵抗指令値
。 第 図 一−−→−並動柿１（次１直（％） −時 藺（粋） 第 ４ 図 □蒔 藺（ｅ） 第 図 第 図 を量を遠 （ｍ／ｓ） 第 図 第 図 第 図 第 １０ 一一←峙 図 間（１＋−） 第 １ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 セラミツクスイグナイタに電力を供給する電源回路と、
   セラミツクスイグナイダの発熱による抵抗値変化を検出
   する抵抗検出回路と、電源回路からの供給電力を制御す
   る電力量制御回路を備え、抵抗検出回路の出力によりセ
   ラミツクスイグナイタへの供給電力を制御し、セラミツ
   クスイグナイタを所定の温度範囲内に保持するようにし
   たバーナ点火装置において、 前記抵抗検出回路と電力量制御回路の間に、抵抗検出回
   路からの抵抗検出回路出力値から初期抵抗指令値を補正
   するオーバシユウト量補正制御回路と、 抵抗検出回路からの抵抗検出回路出力値から終期抵抗指
   令値を補正する設定温度補正制御回路を設けたことを特
   徴とするバーナ点火装置。