JPH0580606B2 - - Google Patents

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JPH0580606B2
JPH0580606B2 JP59246344A JP24634484A JPH0580606B2 JP H0580606 B2 JPH0580606 B2 JP H0580606B2 JP 59246344 A JP59246344 A JP 59246344A JP 24634484 A JP24634484 A JP 24634484A JP H0580606 B2 JPH0580606 B2 JP H0580606B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は火炎の監視装置に係り、特に内部に収
納した光フアイバの保護を効果的に行うことので
きる火炎監視装置に関する。
〈本発明の背景〉 事業用の大型ボイラを始めとして、各種の燃焼
装置において、その燃焼状態を正確に検知するこ
とは経済性、安全性の見地からきわめて重要なこ
とである。発電所用大型ボイラを例に説明する
と、ボイラの大容量化に伴うバーナ設置本数の増
加、大型ボイラの中間負荷運用化に伴うバーナ点
火、消化回数の増加、窒素酸化物（NOx）を低
減する燃焼方法の実施、さらには燃料の多様化に
伴う燃焼挙動の変化等により、バーナの火炎検出
の信頼性をより一層の向上が望まれている。
ここで火炎検出器としては火炎の有する熱、
光、電気的性質のいづれかを検出して火炎を検知
するものであるが、このうち光を検出して火炎を
検知する方法は、単に火炎の有無を検知するのみ
でなく、火炎の発する光の周波数等を分析するこ
とにより火炎の性状を分析することが基本的には
可能であるため形成火炎について多くの情報を得
ることができる。
第５図は従来の光学的火炎検知装置の概略を示
し、筒状体たる本体５０の先端に耐熱性の鏡５１
を配置し、これにより火炎からの光５２を検知し
外部に伝達するよう構成していた。この方法は構
造が簡素である反面、視野が一つに限定されてし
まうため負荷により火炎輝度の大なる一次燃焼ゾ
ーンがバーナ先端より離れ又は近くなることより
火炎の検知精度を高くできないという問題があ
る。この欠点を改善するため発明者等は装置内に
複数本の光フアイバを配置し、バーナ先端よりの
距離を変動する一次燃焼ゾーンをこれら光フアイ
バによつて各々検知することにより視野を広く
し、検知精度を高めた装置を提案している。
ここで、第６図により光フアイバ自体について
のべると石英ガラス材のコア４０クラツド４１よ
りなる光伝達部分と接着剤４２を介し強度部分を
構成するナイロンジヤケツト部４３より構成され
る。コア及びクラツド共に耐熱性はかなり高く約
1000℃程度の温度に耐えることができる。実用上
は約500℃以上の耐熱性が必要である。しかし、
光フアイバは曲げや引張り強度を保持するため、
ビニールやポリテトラフルオロチレン（PTFE，
商品名「テフロン」）等の層を外表面に形成して
いる。例えばPTFEの場合実用上耐熱温度は180
〜260℃程度である。
一方、監視装置は後述する如く、ウインドボツ
クスを経て、その先端部はバーナ火炎近傍に配置
されるので、装置先端部は火炎の強力な放射熱を
受けることになる。またウインドボツクス内には
空気予熱器において加熱された燃焼用空気が供給
されるため周囲の温度は300℃程度まで上昇し、
前述の耐熱温度を考慮すると何等かの冷却手段が
必要となる。
〈本発明の目的〉 本発明は上述した問題点に鑑み構成したもので
あり、内部に収納した光フアイバについては光の
伝送効率を低下させることなく、かつ効果的に冷
却し得る構造とした火炎監視装置を提供すること
にある。
〈手段の概要〉 要するにこの発明は、光フアイバを用いて火炎
光を検知し火炎の状態を検知する装置において、
２以上の光フアイバをその受光先端が火炎光に直
接対面するようにし、かつ上記光フアイバのうち
一つ以上が装置軸心に対し光フアイバの光伝達効
率に支障のない角度範囲内の角度をもつように保
持する採光ヘツドと、採光ヘツド内の光フアイバ
が火炎光を検知できかつ熱遮蔽されるような先端
部開口をもちこの採光ヘツドを収容する保護部材
と、画保護部材を空間間隔をもつて収容し先端開
口部を有する外筒と、保護部材の先端部開口およ
び保護部材と外筒の空間先端より冷却用空気を噴
射する冷却手段とを設けたことを特徴とする火炎
監視装置である。
〈実施例〉 以下図面により本発明の実施例を説明する。
第１図ないし第３図において、符号１は装置本
体を構成する外筒でありステンレス等耐食、耐熱
性のある材料より構成し内部に収納する部材を保
持する充分な剛性をもつものとしている。２は外
筒１内で先端部に近く位置する採光ヘツドで、こ
の採光ヘツド２を収納する保護部材（ヘツドカバ
ー）３が設けられている。保護部材３はその端部
に光フアイバーが光を検知するスリツトが設けら
れている。採光ヘツド２には光フアイバー４ａ，
４ｂ，４ｃが緩く収納される溝が設けられ特に光
フアイバーの湾曲部に無理の掛らぬようにしてあ
る。耐熱性の見地より保護部材３はセラミツク
ス、採光ヘツド２はセラミツクス又はステンレス
等の耐熱性の材料で構成される。使用時400〜500
℃に昇温したとき光フアイバーとセラミツクス又
はステンレスの熱膨張差があつても、この溝は光
フアイバーに無理な力を与えることなく、光伝送
効率を低下させることなく、かつ光フアイバーの
端部の視野は光の端部より１ｍの位置で350mmφ
の視野をもつ。
光フアイバーは約30°迄の湾曲では光伝送効率
での低下は実用上支障のないことが確かめられ
た。従つて第１次燃焼ゾーンのバーナ負荷の変動
による移動を水平（外筒軸心）及び15°湾曲30°湾
曲にするとその切換により常に好適な火炎の監視
ができることとなる。繰返し述べると採光ヘツド
２はセラミツクス製ヘツドカバー３で熱遮蔽する
と共に、開口部たる採光スリツトを設けて、ここ
より採光する形状を採用することにより受熱量を
大巾に軽減することが可能となり、更にSUS製
ヘツドに溝加工した溝内に被覆材を使用していな
い複数の裸フアイバを埋め込むことにより曲げ、
引張り強度をもたせる構造とすることにより必要
な耐熱性500℃以上を確保しかつ採光ヘツドと光
フアイバ間の熱膨張差を吸収するようにしてい
る。採光ヘツド２は構造上長寸のものが造れない
ので必然的にコネクタ部をウインドボツクス８内
に設ける必要があり、これがヘツドコネクタ７で
ある。従つて冷却を必要とするのは光フアイバ３
とヘツドコネクタ７である。
次に符号６は外筒１の内部に一定の空間９を介
して配置した内筒であり、この内筒は装置全体を
軽量化させるため、例えば耐熱プラスチツクス等
で形成しておく。第２図は第１図のイ部詳細図で
あるが、内筒６の外表面は鏡面仕上げ層６ａとす
ることにより外筒１を経て伝達された熱線１２の
相当量を反射し得るようにして断熱効果を高めて
いる。なお符号１０は外筒１と内筒６の間の空間
９を一定に保持しておくための介在部材例えばＯ
リングである。７はこの内筒６内に配置したコネ
クタであり前記３本の光フアイバ４はこのコネク
タ４を経て外筒１の基部に取り付けたウインドボ
ツクス８に至る。同ボツクス８は冷却用空気供給
用に利用する外、光電交換器を収納して同ボツク
ス内で光電交換を行い、ボツクス外に対しては検
知した火炎の光を電気信号として出力するよう構
成してもよい。
以上の構成の装置において、外部から加えれる
熱の一部は前記鏡面仕上げにより一部反射すると
共に、空間９内の空気が断熱材として作用するこ
とによりかなりの量の熱が遮断される。これに加
えて冷却用空気Ａにより装置内部の冷却が積局的
に行われる。すなわち、ウインドボツクス８を経
て内筒６に流入した空気Ａはその一部が保護部材
３内に流入し採光ヘツド内の空間を流れスリツド
状の開口部３ａから噴射し、光フアイバ４ａ，４
ｂ，４ｃを炉内の強力な放射熱から保護し、残り
は保護体３の周囲の空間１１から噴射される（第
３図参照）。この空気量は光フアイバーの採光端
部の汚染を防止するもので32mmφの外筒の装置で
0.3m／minあれば充分なことが判つた。
第４図は以上に示した火炎監視装置を大型ボイ
ラのバーナに取り付けた状態を示す。なお、外筒
１の外径を例えば１１／４インチ（32mm）以下に形 成しておけば、従来のフレームデイテクタの取り
付け用穴またはスリーブがそのまま利用でき、ボ
イラの改造は全く不用となる。
図中外筒１は既設の支持筒２０によりその端部
をバーナー近傍にして配置され、バーナ火炎Ｆに
対して視野中心が５ａ，５ｂ，５ｃとなるよう多
視野で監視を行い、この火炎の光を検知すると共
に光電変換素子により電気信号に変化させ、火炎
の分析を行う。
〈効果〉 本発明を実施することにより、内部に収納した
光フアイバを熱から効果的に保護することができ
光フアイバ端部の汚染もなく光フアイバを用いた
火炎監視装置の性能を十分に発揮させることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例を示す火炎監視装置の
縦断面図、第２図は第１図のイ部拡大図、第３図
は第１図のＢ−Ｂ線による視図、第４図は本発明
の装置を取り付けたバーナ断面図、第５図は従来
の光学的火炎検知装置の断面概略図、第６図は光
フアイバの横断面図である。 １……外筒、２……採光ヘツド、３……保護部
材、４，４ａ，４ｂ，４ｃ……光フアイバ、６…
…内筒、９……空間、Ａ……冷却用空気。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 光フアイバを用いて火炎光を検知し火炎の状
    態を検知する装置において、２以上の光フアイバ
    をその受光先端が火炎光に直接対面するように
    し、かつ上記光フアイバのうち一つ以上が装置軸
    心に対し光フアイバの光伝達効率に支障のない角
    度範囲内の角度をもつように保持する採光ヘツド
    と、採光ヘツド内の光フアイバが火炎光を検知で
    きかつ熱遮蔽されるような先端部開口をもちこの
    採光ヘツドを収容する保護部材と、画保護部材を
    空間間隔をもつて収容し先端開口部を有する外筒
    と、保護部材の先端部開口および保護部材と外筒
    の空間先端より冷却用空気を噴射する冷却手段と
    を設けたことを特徴とする火炎監視装置。
JP59246344A 1984-11-22 1984-11-22 火炎監視装置 Granted JPS61124828A (ja)

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JP59246344A JPS61124828A (ja) 1984-11-22 1984-11-22 火炎監視装置
US06/800,178 US4709155A (en) 1984-11-22 1985-11-20 Flame detector for use with a burner
AU50297/85A AU585552B2 (en) 1984-11-22 1985-11-22 Flame detector for use with a burner

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JP59246344A JPS61124828A (ja) 1984-11-22 1984-11-22 火炎監視装置

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JPS61124828A JPS61124828A (ja) 1986-06-12
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JP2576991B2 (ja) * 1987-06-10 1997-01-29 バブコツク日立株式会社 火炎検出器
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JPS61124828A (ja) 1986-06-12

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