JPH08178270A - 燃焼制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フレーム電流の異常診断にもとづき、本質的
でない異常状態によるロックアウトを防止し、本質的な
異常状態では確実にロックアウトし、使い勝手の向上と
安全性の確保の双方を達成することができる。 【構成】 火炎検出器３２の出力値にもとづきフレーム
電流を検出するフレーム電流検出部３と、燃焼装置の起
動時に燃焼室のプレパージを行うファン２１とを設け
て、マイクロプロセッサ９に、燃焼開始前のスパークチ
ェックタイミング時に、上記フレーム電流の状態が異常
か正常かを診断させ、異常時には上記プレパージを再実
行させ、該プレパージの再実行が設定回数に達したと
き、該プレパージまたは点火動作を停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、プレパージを再度実
行することによりスパークロッドの状態を改善して、イ
グニッショントライアルにて正常な着火を行えるように
する燃焼制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ボイラなどにおける従来の燃焼装置で
は、点火トランスが発生する点火電流によりスパークロ
ッドにスパークを発生させ、このスパークによってパイ
ロットバーナのガスに着火し、この着火に続いてメイン
バーナのガスに着火を行わせている。

【０００３】また、上記メインバーナの近傍には、その
メインバーナやパイロットバーナが発生する火炎の有無
を検出する紫外線検出器などからなる火炎検出器が設け
られている。

【０００４】ところで、燃焼装置の通常の燃焼シーケン
スでは、燃焼開始当初にプレパージのためファンを作動
し、続く点火待ちタイミングの経過後、そのファンを作
動し続けたまま、イグニッショントライアルのタイミン
グで点火トランスを作動させるとともに、パイロットバ
ルブを開き、パイロットバーナに着火を行う。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の燃焼装置にあっては、上記点火トランスから点火
電流を受けてスパークを発生するスパークロッドが異常
となった場合には、イグニッショントライアルで着火が
正常になされず、従って、不着火となり、また、一般に
このような不着火になっても、その原因がスパークロッ
ドが正常または異常のいずれによるかの判定ができない
という問題点があった。

【０００６】例えば、上記点火トランスから点火電流を
受けてスパークを発生すべきスパークロッドが、梅雨時
期や海浜地域での早朝の燃焼開始時に湿っていたりする
と、イグニッショントライアルで十分なスパークが発生
せず、正常な着火が行えなくなる。つまり、スパークロ
ッドが乾燥していれば正常動作可能となる本質的な異常
ではないが、従来はこのような場合であっても一律に燃
焼動作を停止（ロックアウト）してしまい、その解除に
手間取るという問題点があった。

【０００７】また、かかるスパークロッドの湿りによる
不着火を防止するため、このスパークロッドを乾燥する
ためのドライヤをバーナ装置に設置する方法も提案され
ているが、バーナ装置の大形化や設置スペースの確保の
上で問題が多く、コスト高になるなどの問題点があっ
た。

【０００８】この発明は上記のような従来の問題点を解
消するためになされたものであり、燃焼前にスパークチ
ェックタイミングを設け、上記スパークチェックタイミ
ング時のフレーム電流の異常診断にもとづき、再度プレ
パージを実施すことにより、スパークロッドの湿りを除
去し、イグニッショントライアル時にスパークロッドに
十分なスパークを発生できる燃焼制御装置を得ることを
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る燃焼制御
装置は、火炎検出器の出力値にもとづきフレーム電流を
検出するフレーム電流検出部と、上記燃焼装置の起動時
に燃焼室のプレパージを行うファンとを設けて、マイク
ロプロセッサに、燃焼開始前のスパークチェックタイミ
ング時に、上記フレーム電流の状態が異常か正常かを診
断させ、異常時には上記プレパージを再実行させ、該プ
レパージの再実行が設定回数に達したとき、該プレパー
ジまたは点火動作を停止させるようにしたものである。

【００１０】

【作用】この発明における燃焼制御装置は、燃焼開始前
のスパークチェックタイミング時にプレパージを実施し
て、スパークロッドを乾燥させた後フレーム電流が正常
か否かを調べ、このフレーム電流が異常の場合には、再
度プレパージを実行させ、この再プレパージが所定の上
限回数に達したときは、プレパージの停止または点火動
作，燃焼動作のロックアウトを行わせる。

【００１１】また、上記フレーム電流が正常と判定され
た場合には、イグニッショントライアルが正常に実行さ
れるため、以後のシーケンスを続行可能にする。

【００１２】

【実施例】以下に、この発明の一実施例を図について説
明する。図１はこの発明の燃焼制御装置を示すブロック
図であり、図において、１は燃焼制御装置用の電源電圧
を検出する電源電圧検出部、２は図示しない火炎検出器
をドライブする火炎検出器駆動回路である。

【００１３】また、３は火炎検出器の出力にもとづいて
フレーム電流を検出するフレーム電流検出部、４はこの
フレーム電流検出部３や上記電源電圧検出部１などの各
検出出力をディジタル信号に変換するアナログ／ディジ
タル変換部である。

【００１４】さらに、５は燃焼制御部であり、フレーム
電流検出部３にて変換された着火／断火信号を受けて、
リレー出力部６に燃焼シーケンスごとの制御信号を出力
する。なお、このリレー出力部６は各リレーによりファ
ンブロア，点火トランス，パイロット弁，メイン弁，ダ
ンパーモータなどの燃焼制御用負荷をオン，オフ制御す
る。

【００１５】７はリレー出力部６からの出力により後述
の点火トランスの１次電流を検出する点火トランス１次
電流検出部で、この検出出力も上記アナログ／ディジタ
ル変換部４に入力されてディジタル変換される。８は上
記リレー出力部６から得たフィードバック信号を、後述
のマイクロプロセッサに入力する信号入力部である。

【００１６】また、９はマイクロプロセッサであり、こ
れがフレーム電流検出部３からの各燃焼シーケンスごと
の各フレーム電流の平均値および偏差値の実測データ
と、バーナ最適状態での各フレーム電流の平均値および
偏差値である学習データとを比較して、これらの各デー
タの偏差値からバーナ故障またはバーナ故障予知の診断
を実施する。

【００１７】特に、この発明においては、マイクロプロ
セッサは、燃焼開始前のスパークチェックタイミング時
に、火炎検出器出力にもとづくフレーム電流検出部３か
らのフレーム電流が正常か異常かを診断し、異常時には
フレームロッドに問題があると判定して、プレパージを
再実行することにより、湿ったスパークロッドを乾燥さ
せて正常な着火を可能とする。この再実行回数が設定回
数に達したにもかかわらずフレーム電源の異常の場合
は、スパークロッド自体などに本質的な異常が生じたと
判断して、上記プレパージの停止または点火動作の停止
を行わせるように機能する。

【００１８】さらに、上記マイクロプロセッサ９は燃焼
シーケンス制御用のリレーから上記のようなフィードバ
ック信号を受けて、不着火原因または燃焼の不具合原因
を判定する機能を持つ。

【００１９】１０はマイクロプロセッサ９に入力される
データや上記学習データなどを格納するメモリ、１１は
上記データの処理結果や診断結果などを表示する表示
部、１２はデータの処理結果や診断結果を外部へ出力す
る通信インターフェース部である。

【００２０】図２はこの発明の燃焼制御装置の診断対象
となる燃焼装置を示し、同図において、２１は燃焼室の
プレパージおよびポストパージを行うための送風用のフ
ァン、２２は給気通路２１ａを通じてファン２１により
メインバーナ２５へ供給される送風量を調節するダンパ
ーである。

【００２１】また、２３はこのダンパー２２を開閉制御
するダンパーモータ、２４はガス通路２６を通じてメイ
ンバーナ２５に供給するガスの流量を調節する２つのメ
イン弁（燃焼弁）、２７はガス通路２８を通じてパイロ
ットバーナ２９に供給するガスの流量を調節する２つの
パイロット弁（燃料弁）である。

【００２２】さらに、３０はパイロットバーナ２９の近
傍に配置されたスパークロッド、３１はスパークロッド
３０へ点火電流を供給する点火トランス、３２はメイン
バーナ２５付近に配置されて、火炎を検出する火炎検出
器である。

【００２３】次に動作について説明する。この発明の燃
焼制御装置の制御フローの全体は、図３の制御シーケン
ス図に示す通りであり、吸収式運転，起動信号，ダンパ
ー側の風圧スイッチ，ハイリミットおよびローリミット
などの入力側、ダンパー動作、ダンパーハイ，ダンパー
ロー，ブロアモータ，点火トランス，パイロット弁，メ
イン弁，警報，警報待機およびメイン弁待機などの出力
側、表示動作のそれぞれについて、プレパージ，スパー
クチェックおよび紫外線（点火）チェックの点火待ち，
イグニッショントライアル，パイロットオンリ，メイン
トライアル，メイン安定，定常燃焼，ポストパージなど
の開始タイミングおよび終了タイミングが与えられてお
り、これらの各制御フローの中で、この発明では、次の
燃焼制御を実行する。

【００２４】すなわち、電源電圧検出部１では電源の電
圧検出を行い、その検出出力をアナログ／ディジタル変
換部４にてディジタル信号に変換し、マイクロプロセッ
サ９に入力する。マイクロプロセッサ９ではこのディジ
タル信号にもとづき、フレーム電流の補正を行う。

【００２５】一方、火炎検出器３２は火炎検出器駆動回
路２によりドライブされ、その火炎検出器３２が出力す
る検出信号にもとづき、フレーム電流検出部３がフレー
ム電流を検出し、この検出出力もまたアナログ／ディジ
タル変換部４にてディジタル信号に変換され、マイクロ
プロセッサ９に入力される。

【００２６】上記フレーム電流検出部３は、また上記火
炎の検出信号にもとづき着火／断火信号を変換出力し、
これを燃料制御部５に入力している。この燃料制御部５
では燃料シーケンスを制御し、その制御出力がリレー出
力部６に入力されて、各リレーにより燃料制御用の負荷
をオン，オフ制御させる。

【００２７】一方、上記リレー出力部６からフィードバ
ック信号が信号入力部８を通じてマイクロプロセッサ９
に入力される。

【００２８】このため、マイクロプロセッサ９は上記電
源電圧，フレーム電流，接点フィードバック信号をそれ
ぞれ入力として、バーナ故障データなどのデータ処理お
よびバーナ故障などの診断を実行しながら燃焼制御を行
わせ、その結果を、メモリ１０に格納したり、表示部１
１に表示したり、通信インターフェース部１２を通じて
外部出力可能にしている。

【００２９】また、この発明では、マイクロプロセッサ
９は火炎検出器３２に接続されたフレーム電流検出部３
から火炎検出出力に対応するフレーム電流を入力してこ
れを監視しており、図３に示すような、燃焼開始前のス
パークチェックタイミング時に、上記フレーム電流の状
態が異常か否か、すなわち、スパークロッド３０が湿気
を帯びるなどの本質的でない異常やスパークロッド自体
の故障した場合などの本質的異常となっているか否かを
診断する。

【００３０】すなわち、マイクロプロセッサ９は、図４
のフローチャートに示すように、ステップＳＴ１のプレ
パージの未実施状態から、換言すればプレパージリター
ン回数がＣ＝０の状態から、燃焼開始時に、第１回目の
燃焼室のプレパージを実施する（ステップＳＴ２）。

【００３１】次に、このプレパージ後の点火待ちタイミ
ング期間におけるスパークチェックタイミング時に、上
記のフレーム電流検出部３で検出したフレーム電流が正
常か否かを判定し（ステップＳＴ３）、正常でないと判
定された場合には、続いて、上記プレパージの回数Ｃ
（プレパージリターン回数）が予め設定した上限回数ｎ
に達したか否か、すなわちＣ＝ｎか否かを判定する（ス
テップＳＴ４）。

【００３２】この判定結果から、まだ、上限回数ｎに達
していない場合には、プレパージの回数を１回カウント
アップし（ステップＳＴ５）、再びステップＳＴ２以下
のフレーム電流の状態の判定を、上記上限回数に達する
まで繰り返し実行させる。

【００３３】一方、上記プレパージの回数が上限回数に
達しても、フレーム電流が異常である場合には、スパー
クロッド自体に本質的異常があるとしてプレパージ動作
を停止させたり、続く点火動作としてのイグニッション
トライアルへのシーケンスの移行を停止させ、安全性を
確実にする（ステップＳＴ６）。

【００３４】また、ステップＳＴ３において、マイクロ
プロセッサ９がフレーム電流が正常と判定した場合に
は、イグニッショントライアルを実行し（ステップＳＴ
７）、以後のシーケンスを続行させることとなる（ステ
ップＳＴ８）。

【００３５】ここで、上記ステップＳＴ３で実施させる
フレーム電流の診断は、例えば複数回のフレーム電流の
平均値および偏差値の実測データと、バーナ最適状態で
の各フレーム電流の平均値および偏差値である学習デー
タとを比較することによって行う。

【００３６】従って、かかるプレパージの再実施によっ
て、スパークロッド３０に付着している水滴を風圧によ
り吹き飛ばしたり、湿りを乾燥させたりして、イグニッ
ショントライアル時における着火並びにこれに続くパイ
ロットオンリタイミング，メイントライアルおよびメイ
ン安定のシーケンスを順次続行でき、従来のように、ス
パークロッド乾燥用のドライヤなどをバーナに設置する
必要がなくなり、従来のバーナ構造を用いて、安価かつ
簡単なシステムにて不着火防止を図ることができる。

【００３７】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、火炎
検出器の出力値にもとづきフレーム電流を検出するフレ
ーム電流検出部と、上記燃焼装置の起動時に燃焼室のプ
レパージを行うファンとを設けて、マイクロプロセッサ
に、燃焼開始前のスパークチェックタイミング時に、上
記フレーム電流の状態が異常か正常かを診断させ、異常
時には上記プレパージを再実行させ、該プレパージの再
実行が設定回数に達したとき、該プレパージまたは点火
動作を停止させるように構成したので、スパークロッド
に湿気が付着していることによる不着火などの本質的で
ない異常状態によるロックアウトを防止し、かつスパー
クロッド自体に問題のある本質的な異常の場合には、確
実にロックアウトし、使い勝手の向上と安全性の確保の
双方を達成することができる。尚、本発明における再プ
レパージ及び再度スパークチェックを行なうことによっ
て、スパークロッドに湿気や水滴が付着した場合のみな
らず、ゴミや汚れが付着した場合によるスパーク不良も
効果的に除去できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による燃焼制御装置を示す
ブロック図である。

【図２】この発明における燃焼装置の概略構成を示すブ
ロック図である。

【図３】この発明の燃焼制御装置の制御手順を示す制御
シーケンス図である。

【図４】この発明の燃焼制御装置におけるプレパージリ
ターン制御手順を示すフローチャートである。

【符号の説明】

３ フレーム電流検出部 ９ マイクロプロセッサ ２１ ファン ２５ メインバーナ ３２ 火炎検出器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保田 伯一 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 山田 哲也 神奈川県藤沢市川名１丁目12番２号 山武 ハネウエル株式会社藤沢工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼装置における火炎検出器の出力値に
   もとづきフレーム電流を検出するフレーム電流検出部
   と、上記燃焼装置の起動時に燃焼室のプレパージを行う
   ファンと、燃焼開始前のスパークチェックタイミング時
   に、上記フレーム電流の状態が異常か正常かを診断し、
   異常時には上記プレパージを再実行させ、該プレパージ
   の再実行が設定回数に達したとき、該プレパージまたは
   点火動作を停止させるマイクロプロセッサとを備えた燃
   焼制御装置。