JPH0424294Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この考案は保安上よりするバーナの点火が確実
に行なわれているや否やの検出及び点火装置の劣
化診断用の装置に関する。

〈従来の技術及びその問題点〉 従来のバーナ点火装置は第３図に示すように、
燃料を供給する燃料噴射ノズル１６、火炎を保持
するインペラ１５、点火源であるイグナイタ２０
及び火炎を検出するフレームデイテクタ１８より
構成されている。またイグナイタとしては２１
ａ，２１ｂ間に生ずる火花放電を利用したパルス
イグナイタ２０を使用している。ところがこのパ
ルスイグナイタ２０は、点火領域が狭い。放電電
極間にカーボン等の異物が付着すると放電不能と
なりやすく、電極部の耐熱温度が低いため寿命が
短いなどの欠点を有するという問題があり、この
種の現在使用中の装置について改善することが要
望されている。

一方このような装置に代るものとし考案者等は
パルスイグナイタに代るイグナイタとしてセラミ
ツクスヒータを応用した第４図に示すようなセラ
ミツクスイグナイタ２３を提案した。

しかしこの装置でも従来の技術では、第５図に
示すように点火による抵抗値の上昇率が１秒間に
２％程度と変化巾が小さく火炎の検出に時間を要
するという問題があつた。

またセラミツクスヒータの開発過程で電圧制御
では燃焼条件に応じた空気流速等の外乱の影響で
点火条件として最も重要なヒータの発熱温度が変
化してしまうことがわかり、現状では外乱の影響
を受けずたえず一定温度に保持できる抵抗値制御
でヒータ温度を制御している。

このため抵抗値制御を適用する場合、点火後も
抵抗値が一定になるように制御されるため従来の
抵抗値変化で火炎を検出する方法は使用できなく
なり、その改善をすることが要望されていた。

〈考案の目的〉 この考案はバーナの点火、及びその検出装置の
機能低下に対応し、燃焼の安全の確保のできる装
置の提案をすることを目的とする。

〈手段の概要〉 要するにこの考案は、点火用セラミツクスヒー
タによりバーナから噴射される燃料に点火する際
の点火の有無を診断するバーナ点火診断装置にお
いて、セラミツクスヒータに電源より通電させて
所定時間後バーナへの燃料供給を行なわせる制御
装置と、バーナへの燃料供給後のセラミツクスヒ
ータへの供給電流値もしくは電圧値を測定し、基
準値と比較してそれに基づきバーナの点火の有無
を診断する火炎検出装置とを備えたことを特徴と
するバーナ点火診断装置である。

〈実施例１〉 まずこの考案の実施例であるセラミツクスヒー
タ型の装置を使用する場合につき述べる。

第４図にZrB₂／SiC系セラミツクスヒータの構
造を示す。導電部２４はヒータ中央部の長手方向
に形成した絶縁部２５で分離されており、ヒータ
先端の厚さを薄くした赤熱部２６で発熱すること
になる。印加電圧は直流でも交流でもよく、また
先端を900℃〜1100℃に赤熱させるのに必要な印
加電力値は、赤熱部２６の長さ及び断面積で決ま
る抵抗値により設定できる。

第６図に抵抗値制御でZrB₂／SiC系セラミツク
スヒータに通電印加した時のヒータの電流値、電
圧値変化及びヒータの温度変化を示す。通電開始
後ヒータ温度は徐々に上昇し約10秒後に所定温度
に達するように制御されている。燃料弁５（第１
図）の開後は着火時間遅れtdを経て着火するが、
ヒータ温度は一定値に保持されるよう抵抗値によ
つて制御されるため、着火による火炎からの輻射
熱を受けるとヒータに印加している電力すなわち
電流及び電圧は着火と同時に急激な減少を示す。
従つてこの電流値変化または電圧値変化を検出す
ればセラミツクスヒータによつて点火し火炎が形
成されたか否かを判定することができ、火炎検出
センサとして使用できる。

なお軽油燃料の着火による電流値及び電圧値の
変化巾は１秒間にヒータ温度が定常となつたとき
の数値の６〜10％であつた。これは従来の電圧制
御でヒータの抵抗値変化から火炎を検出する方法
に比べて数倍の変化巾であり、信頼性の高い火炎
の点火（消火）の検出が可能となつた。

また着火による火炎からの輻射熱が存在すれば
燃料種に拘らず本火炎検出手段が適用できた。こ
のことはLPG及び重油について、既に実証済で
ある。

ここで第１図で示した本考案にかかるバーナ点
火装置につき説明する。まず制御装置（制御箱）
４により電源装置２へセラミツクスヒータ１への
通電開始信号を送る。通電開始後電源装置２によ
り、ヒータの電流値または電圧値に比例する信号
Ｉ，Ｖを火炎検出装置３に送り電流値変化または
電圧値変化を監視する。そして火炎検出装置３内
に設定されている基準値より大きいか否かを判定
し、大きければoff小さければON信号を送り出
す。燃料弁５開後一定時間内に火炎検出装置３よ
りON（着火）信号が制御装置４に送られない場
合には制御装置４より燃料弁５に閉信号を送り、
燃料弁を閉じ次の点火準備にはいる。

〈実施例２〉 近年、ボイラの中間負荷運用が増加し、イグナ
イタの寿命評価が重要視されてきた。しかし、こ
の様なボイラ運用条件では、個々のバーナの点消
火回数が異なり、また個々のイグナイタの個体差
もかかわつて全イグナイタの寿命評価は極めて困
難であるのが現状である。第７図に主バーナに対
する点火バーナの挿入状態を示す。

点火バーナ２８は主バーナのインペラ２９の後
流に熱源を与えるものであり、主バーナ点火時に
点火バーナ自体もかなりの熱を受ける。イグナイ
タ３０は、燃料ノズルからの燃料による汚れや酸
化熱応力他の影響を受けやすく、正確な寿命評価
をすることが要求されている。

なお第２図は、セラミツクスヒータ型点火装置
の寿命評価装置の系統の一例を示す。点火バーナ
３４の燃料弁３１が開いて炉内へ燃料が投入され
る。この際バーナ入口燃料圧力は、圧力トランス
デユーサ３２によつて電気信号に変換される。燃
料圧力と炉内圧力とで算出される相互相関関数を
演算する相互相関演算器３３へ入力する。一方、
燃料がイグナイタ（点火装置）３４と接触して火
炎３５を形成すると、局所的な温度増加によつて
圧力波が生成され、これは圧力測定プローブ３６
でサンプリングされる。この信号は、圧力トラン
スデユーサ３７によつて電気信号に変換され、同
じく相互相関演算器３３に入力される。

燃料圧と炉内圧との相互相関から双方の遅れを
計算することができる。燃料圧と炉内圧との遅れ
すなわち、着火遅れはイグナイタの着火エネルギ
ー、点火バーナにおける燃料と空気の混合拡散状
態によつて可変であるが、実缶におけるこれらの
パラメータは、初期状態すなわち設置時に調整す
るので変わらないと考えると、着火遅れはイグナ
イタの劣化のみで決定される。そこで、着火遅れ
の値から３８の評価装置によつて現状の着火状態
と余命を推定する。

〈考案の効果〉 本考案の第１実施例に示す如く、セラミツクス
ヒータ１本で点火源及び火炎検出の２つの機能を
有することが可能となり系統の簡略化、点火バー
ナの小型化、さらに低コスト化が可能となる。

また従来の抵抗値変化で火炎を検出する手段に
比較し３〜６倍変化巾が大きく、短時間で着火有
無を判定することが可能となり信頼性の高い火炎
検出を実施することが可能となる。このセラミツ
クス点火診断装置によれば、従来フレームデイテ
クタで行なつていた着火判別に対し、炉内の他バ
ーナによる燃焼状態に影響されない点で優位であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案にかかる第１実施例の装置の
配置図、第２図は第２実施例の装置の配置図、第
３図は従来のバーナ点火装置の側面図、第４図は
セラミツクスヒータ（点火装置）の部分斜視図、
第５図は第４図のヒータについての時間抵抗値線
図、第６図は時間とヒータ温度、ヒータ抵抗値、
ヒータ印加電流値、ヒータ印加電圧値の線図であ
る。 １……セラミツクスヒータ、２……電源、３…
…火炎検出装置、４……制御箱、５……燃料弁、
３２……圧力トランスデユーサ、３３……相互相
関演算器、３７……圧力トランスデユーサ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 点火用セラミツクスヒータによりバーナから噴
   射される燃料に点火する際の点火の有無を診断す
   るバーナ点火診断装置において、セラミツクスヒ
   ータに電源より通電させて所定時間後バーナへの
   燃料供給を行なわせる制御装置と、バーナへの燃
   料供給後のセラミツクスヒータへの供給電流値も
   しくは電圧値を測定し、基準値と比較してそれに
   基づきバーナの点火の有無を診断する火炎検出装
   置とを備えたことを特徴とするバーナ点火診断装
   置。