JPS62276420A - 火災検出装置 - 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】 発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えばボイラ装置などに付設する火炎検出装
置に係り、特に光学式に火炎の性状を検出する火炎検出
装置に関するものである。

〔従来の技術〕

事鍵所用の大型ボイラを始めとして、各種燃焼装置にお
いて、その燃焼状態を正確に検知することは、燃・焼装
置の安全性、経済性などの見地から極めて重要なことで
ある。

発心所用大型ボイラを例にとって説明すると、ボイラの
大容量化に伴うバーナ設蓋不数の増加、ＤＳＳ（Ｄａｉ
ｌｙ　　５ｔａｒｔ　　５ｔｏｐ）運転に伴うバーナ点
火、消火回数の増加、窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を抑
制する燃焼方法の採用、ならびに使用燃料の多様化に伴
う燃焼挙動の変化などの諸＝Ｊ４１′Ｎにより、バーナ
の火炎検出の信頼性をより一８４向上させることが望ま
れている。

火炎検出の方法としては、一般【イオン式火炎検出装置
と光学式火炎検出装置に大別できる。イオン式火炎検出
装置は、センナとして接炎電極を用いるため長期間にわ
たって連続使用することができず、通常は点火バーナ用
の火炎検出に使用範囲が限定されてしまう。一方、光学
式火炎検出装置は、火炎からの発光強度の大小により、
点火。

消火を判断するもので、使用波長及び直流光検出の方式
と、７リツカ検出の方式に分類できる。

第２１図は、従来の光学式火炎検出装置の概略構成図で
ある。同図に示すように先端側面に１つの開口１０１を
有する円筒状の導光管１０２内Ｋ、耐熱性のミラー１０
３を１個あるいは複数個配置する。そして火炎からの光
１０５を前記開口１０１より導光管１０２内に導き、ミ
ラー１０３で反射して例えばシリコンフォトセルなどの
センサ１０４で受光し、光電変換して制御部（図示せず
）に電気信号として送信する仕組になっている。

この光学式火炎検出装置は構造が簡巣である反面、火炎
検出の視野が１つに限定されてしまう。

火炎輝度の大きい一次燃焼ゾーンが負荷の変動によって
バーナ先端より離れたり近くなったりするから、前述の
ように単視野であると、火炎の検出精度が低いという欠
点がある。さらに検出視野の狭さは、他の火炎からの光
と検知すべきバーナの火炎の光との識別を困難にさせ、
しばしば検出ミスの原因になる。

また、従来の光学式火炎検出の判断は次のように行なわ
れていた。すなわち、予め設定しておいた火炎検出判定
用のしきい値と、検出した光量の大小関係を単純に比較
し、検出した光量がしきい値に達していない場合は火炎
無しく消火中）と判断し、検出した光量がしきい値より
も高い場合は火炎有り（燃焼中）とし、この判断信号を
警報装置やモニタ装置に出力するシステムになっていた
。

多少複雑な火炎検出装置では、燃料の種類毎に火炎検出
判定用のしきい値を各々設定しているものもあるが、各
燃料については一つのしきい値しか設定されていない。

そのため燃料の使用範囲は拡大しても、検出精度そのも
のを別設に向上させたものではなく、かえって検出動作
が複雑（なる。

さらに実隙の火炎検出にあたっては、光量の大きい方が
燃焼中であるという判断ロジック自体にも問題があり、
火炎検知を行うバーナが消火中の方が高い光量を検知す
る場合がある。

このことについて第２２図ならびに第２３図を用いて説
明する。点火バーナ１０６の点火の有無を火炎検出装置
１０７により検出しようとする場せ、第２２図に示すよ
うに点火バーナ１０６が消火していても、主バーナ１０
８の火炎Ｆ１の大量の光を検知して、火炎検出装置１０
７内におけるセンサの受光光量は犬となる。一方第２３
図に示すように点火バーナ１０６が点火している場合は
主バーナ１０８の火炎Ｆ□からの光が点火バーナ１０６
の火炎Ｆｌ、によって遮られてしまい、そのためセンサ
の受光光量はかえって低下してし−ｆ　５゜このため前
述のような判断ロジックでは誤った判断を丁してしまう
ことになり、燃境供給系統などに誤った信号を出力する
ことになる。

このようなことは、点火バーナと主バーナとの間のみな
らず、例えば複数本のバーナが近接して配置されるセル
バーナの場合も同様に誤判断を生じる口ｆ相性がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この様に従来の光学式火炎検出器ｒａでは、低ＮＯｘ燃
焼や燃料の種類、ＤＳＳ運転などの運転榮件によってバ
ーナ火炎の発光強度が大幅に変化し、火炎検出装置の判
定相変が低下する欠点があった。

本発明はかかる従来の欠点す解消しようとするもので、
その目的とするところは、検出精度の高い火炎検出装置
を提供するにある。

〔問題点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、判定部の判定基
準信号が、干渉火炎の光量によって決定されるようにし
たものである。

〔実施例〕

次に本発明の実施例に係る火炎検出装置について第１図
ないし第２０図を用いて説明する。なお説明は、理解を
容易にするためＡ、火炎検出器の構造と、Ｂ、火炎検出
器はの全体構成の項に分けて説明する。

Ａ、火炎検出器の構造 最初、火炎検出器の具体的な構造について述べる。第２
図は、大型ボイラ装置内における火炎検出器の配置状態
を示す一部断面図である。

図中の１は火炎検出器、２は火炉、３は伝熱管、４は保
炎板、５は主バーナ、６は一次空気、７は排ガス、８は
二次空気、９は三次空気、１ｏはスリーブである。この
第２図に示すように火炎検出器１は主バーナ５とほぼ１
平行に配置され、その先端部は主バーナ５によって形成
される火炎Ｆの近くまで延びている。

この配置例では主バーナ５の上方に火炎検出器１を配置
したが、主バーナ５の下方に火炎検出器１を配置するこ
ともある（第１図参照）。

第１図は、火炎検出装置の全体の概略構成図である。火
炎検出装置は、バーナ設置本数に対応して設けられた火
炎検出器１と、Ｏ／Ｅアンプボード１１と、フレームデ
テクタ制御部１２とから王に構成されている。Ｏ／Ｅア
ンプボード１１ならびにフレームデテクタ制御ｆＡｌＺ
内の具体的な構成については後で詳細に説明する。

次に、前述の火炎検出器１０ｒ４造について説明する。

第３図は火炎検出器１の要部断面図、第４図、第５図な
らびに第６因は採光ヘッドの側面図、正面図ならびに背
面図、第７図は第４図Ｘ−Ｘ線上の断面図、第８図およ
び′＄Ｊ９図は保護部材の切断側面図ならびに正面図で
ある。

４３図において１３は外筒で、例えばステンレス夷のパ
イプなど耐熱性、耐食性のある材料で作られており、こ
の外筒１３内の先端部付近には保護部材１４がネジ１５
ｉＣよって取り付けられている。保護部材１４は例えば
セラミックスなどの耐熱性に優れた材料で作られ、この
保護部材１４は第８図ならびに第９図に示すようにキャ
ップ状に成形されている。保護部材１４の先端面圧は第
３図、第８図および第９図に示す様に光検出用のスリッ
ト１６が設けられ、外周面にはそれの長手方向に向けて
スペーサ部１７が形成されて、第８図に示すようにその
スペーサ部１７に取付用のネジ孔１８が設けられている
。なお第８図の１９は、採光ヘッド２０をスペーサ部１
７に取り付けるためのネジ孔である。第３図ならびに第
９図に示すように、この保護部材１４を外筒１３内に取
り付けることにより、前述のスペーサ部１７によって外
筒１３と保護部材１４との間に冷却用空気２１が流通す
る空間２２が形成される。

第３図に示すように保護部材１４の中空部に採光ヘッド
２０の先端部が挿入され、ネジ止めされる。採光ヘッド
２０は第４図ないし第７図に示すように、光フアイバー
支持部材２３と、３本の例えば石英ガラスなどからなる
採光用光ファイバー２４と、フェルール２５とから構成
されている。

光フアイバー支持部材２３は例えばステンレスやセラミ
ックスなどの耐熱性材料から作られ、第４図ならびに第
５図に示すように、先端部には三方に向けて延びに先端
部保持溝２６がそれぞれ形成されている。元ファイバー
支持部材２３の中間部には連絡溝２７が設けられ、さら
に後端には窪み状のフェルール嵌合部２８が形成されて
いる。

前記連絡溝２７の先端部と後端部の位賃には、一方の測
置から他方の側面にかけて５Ｘ通した貫通穴２９がそれ
ぞれ形成されている。

！￥Ｉ前記フェルール２５も例えばステンレスやセラミ
ックスなどの耐熱性材料から作られ、第４図ならびに第
７図に示すように接着剤３０を介してフェルール嵌合部
２８に嵌合、接着される。第６図ならびに第７図に示す
ようにほぼ中央部には３本平行に並んだ挿通孔３１が形
成され、この挿通孔３１より若干離れた位γｔに２本の
位置決め用孔３２が設けられている。

第１採光用元ファイバー２４ａの後端部に接着剤３３を
塗布し、それを７エルール２５の挿通孔３１ａに挿入し
て、その光７アイパー２４ａの中間部分を連絡溝２７に
収容するとともに、先端部を保持ｍ　２６　ａに挿入す
る。同様にして第２採光用光フアイバー２４ｂの後端部
に接着剤３３を塗布し、それをフェルール２５の挿通孔
３１ｂに挿入して、その光ファイバー２４ｂの中間部分
を連絡溝２７に収容するとともに、先端部を保持溝２６
ｂに挿入する。また、第３採光用光フアイバー２４ｃの
後端部に接着剤３３を塗布し、それをフェルール２５の
挿通孔３１ｃに挿入して、その光７アイパー２４ｃの中
間部分を連絡溝２７に収容するとともに、先端部を保持
溝２６ｃに挿入する。各光ファイバー２４ａ、２４ｂ、
２４ｃの後端部をフｘルール２５に接着、固定したのち
、７エルール２５の端面と各党ファイバー２４ａ、２４
ｂ、２４ｃの端面とが同一平面になるように６ＪＩｒ！
する。

第４図に示すように、第１の先端部保持溝２６゜は連絡
溝２７と同一直線上に延び、第２の先端部保持溝２６ｂ
は前記第１の先端部保持８２６　ａに対して約１５度の
傾斜角θをもって傾斜しており、さらに第３の先端部保
持溝２６ｃは前記第２の先端部保持溝２６ｂに対してさ
らに約１５度の傾斜面θをもって傾斜しており、各先端
部保持溝２６ａ。

２６ｂ、２６ｃに各採光用元ファイバー２４ａ。

２４ｂ、２４ｃの先端部が挿入、保持されている。

従って第１採光用光フアイバー２４ａは傾斜角零度の方
向の視野３４ａを、第２採光用光フアイバー２４ｂは傾
斜角約１５度の方向の視野３４ｂを、第３採光用元ファ
イバー２４ｃは傾斜角約３０度の方向の視野３４ｃを有
しており、これらによって３つの検出視野が得られて、
検出範囲の拡張を図っている。なお、光ファイバーは、
約３０度までのわん曲では光伝送効率の低下は実用上支
障のないことが確認されている。

さらに先端部保持溝２６ａ、２６ｂ、２６ｃは第５図に
示すようにその深さが順次相違しており、その深さの相
違は採光用光ファイバー２４の外径以上になっている。

連絡溝２７では第７図に示すように３本の採光用光ファ
イバー２４＆、２４ｂ。

２４ｃが平行に並んだ状態で収容されるから、前述のよ
うに先端部保持溝２６ａ、２６ｂ、２６ｃの深さを順次
変えるようにすることにより、採光用元ファイバー２４
ａ、２４１）、２４ｃに無理な捩れを生じることなく、
それらの先端部の保持ができる。

また、先端部保持溝２６ならびに連絡＠２７の溝幅は、
採光用光ファイバー２４が緩やかに挿入できる程度罠設
計されている。これは、元ファイバー支持部材２３と元
ファイバー２４の熱膨張差によって光ファイバー２４に
無理な応力が生じないよう圧するためである。

以上のような構造を有する採光ヘッド２０は、第３図に
示すようにコネクタ３５を介して３本の中継用光ファイ
バー３６に接続されている。図示していないが３本の中
継用光ファイバー３６の先端部は一列に並んだ状態でコ
ネクタ３５に固定されており、各中継用光ファイバー３
６の先端面はコネクタ３５の端面から露出している。ま
た、コネクタ３５の先端には２本のピンが設けられ、こ
れを第６図に示す孔３２に挿入して、コネクタ３５を支
持部材２３の後端部に嵌合することにより、第１採光用
光フアイバー２４ａの後端面と第１中継用元ファイバー
３６ａの先端面が、第２採光用光フアイバー２４ｂの後
端面と第２中継用元ファイバー３６ｂの先端面が、第３
採光用光フアイバー２４ａの後端面と第３中継用光７ア
イパー３６ｃの先端面が、それぞれ対向するようになっ
ている。

第１０図は、中継用光ファイバー３６の拡大断面図でち
る。同図に示すように中継用元ファイバー３６はコア３
７と、その外周に設けられたクラッド３８と、そのクラ
ッド３８の外周に設けられた保膜層３９との三層からな
り、３本の中継用光ファイバー３６はまとめてチューブ
４０内に収容されている。前述の保護層３９ならびにチ
ューブ４０は中継用光ファイバー３６に曲げ性などの機
械的性質を付与するために設けられるもので、例えばフ
ッ素樹脂、ポリアミド樹脂、シリコン樹脂。

ビニル樹脂などの材料が用いられる。また必要に応じて
中継用元ファイバー３６とチューブ４０との隙間に充填
１−を設けることもできる。

第３図に示すように中継用元ファイバー３６の先端はコ
ネクタ３５を介して採光ヘッド２０に接続され、一方、
それの後端は図示していないウィンドボックス内の火炎
検出器本体４１まで延び、コネクタ４２を介して配線用
元ファイバー４３と接続されている。中継用光ファイバ
ー３６の中間部分は、保護パイプ４４内に・収容されて
いる。

嘱１１図は、保換バイブ４４の一部拡大ＦＩｈ面図であ
る。保護パイプ４４は、大径の第１保護パイプ４４ａと
、その内側に空間４５ａをおいて同Ｇ円状に配置された
中間径の第２保護パイグ４４ｂと、さらにその内側に空
間４５ｂをおいて同心円状に配置された小径の第３保護
パイプ４４ｃとの三重構造になっている。同図に示すよ
うに第２保頑バイブ４４ｂの外周面は鏡面仕上げ層４６
が設けられており、これによって第１保護パイプ４４ａ
の方から伝わって来た熱線４７の相当量を反射している
。また、第１保膿パイプ４４ａと第２保護パイプ４４ｂ
との間に形成された空間４５ａ、ならびに第２保護パイ
グ４４ｂと第３保護バイブ４４ｃとの間に形成された空
間４５ｂが、それぞれ断熱層として作用している。そし
て、第３保護パイプ４４ｃの内側を冷却空気２１が流通
している。従って、前述の鏡面仕上げ層４６による反射
、２重の空間４５ａ、４５ｂによる断熱、ならびに冷却
空気２１の流通により、中継用光ファイバー３６への熱
的な悪影響を抑えることができる。

第３図に示すように火炎検出器本体４１には冷却用空気
２１の取入口４８が設けられ、ここから取り入れられた
冷却用空気２１は矢印で示すように保護バイブ４４ＬＪ
！３保護パイプ４４ｃ）の内側を通って前方に進み、採
光ヘッド２０と保護部材１４との隙間を通り、保護部材
１４のスリット１６から噴出する。また保護パイプ４４
を通って来た冷却用空気２１の一部は、保護部材１４と
外筒１３との隙間を通って前方に噴出する。このように
冷却用空気２１を流通することにより、採光用光７アイ
パー２４ならびに中継用光コアイノ（−３６への熱的な
悪影響を抑えるとともに、採光用元ファイバー２４にお
ける先端採光面のダストなどによる汚染を防止するのに
役立つ。外筒１３の内側が３２ｍの場合、冷却空気２１
の流速は０．３ｍ／駆あれば十分である。

中継用光フアイバー３６０後端と接続する配線用光ファ
イバー４３も３本からなり、コネクタ４２によってそれ
ぞれの中継用元ファイバー３６の端面と対向している。

配線用元ファイバー４３も中継用元ファイバー３６と同
様に、第１２図に示すようにコア３７と、その外周に設
けられたクラッド３８と、そのクラッド３８の外周に設
けられた保護層３９との三層からなり、３本の配線用元
ファイバー４３はまとめてチューブ内に収容されている
。

第１２図は、採光用光ファイバー２４、中継用元ファイ
バー３６ならびに配線用光ファイバー４３の対向状態を
示す拡大断面図である。同図に示すように採光用光ファ
イバー２４だけ保護層３９が形成されていない。保護Ｎ
１３９が前述のような有機材料で構成されている場合、
保護層３９がない方が１１１ｒｔ熱性の点で有利である
。また、採光用光ファイバー２４のクラッド３８の外径
Ｄ１と、中継用光ファイバー３６のクラッド３８の外径
Ｄ２と、配線用光ファイバー４３のクラッド３８の外径
Ｄ３とは互に異なっている。この実施例ではｌ）１＝８
００ａｍ　、　１）２＝４００　ａｔｎ　、　Ｄ３＝２
００　μｍとなっており、従って外径はＤ　１　＞　１
）　２　＞　０３のＩＡ係にある。このようにそれぞれ
の元ファイバーの外＆に変えることにより、光ファイバ
ーを互に接続する際に大径の元ファイバーに対してそれ
よりも小径の元ファイバーの細心が若干ずれても元信号
の伝送が行なわれるから、接続が・δ易になる。

また、採光用光ファイバー２４の直径を最も大きくする
ことにより、採光１＃を可及的に大きくすることができ
る。さらに配線用光ファイバー４３は火炎検出器本体４
１から制御装置まで間引き延ばされるため、途中でわん
曲される個所が非常に多い。そのため本実施例では、折
り曲げ註の良い最も小径の光ファイバーを配線用光ファ
イバー４３として使用している。

Ｂ、火炎検出装置の全体構成 第１図に示すように、配線用光フアイバー４３０後端は
、０／Ｅアンプボード１１の各光電変換器４９に接続さ
れており、従って光電変換器４９は火炎検出器１の数と
対応するだけ設けられている。

第１３図ならびに第１４図は、光電変換器４９の平面図
ならびに一部を断面にした側面図である。

光電変換器４９は同図に示すように、−万の面が開口し
たケーシング５０と、その開口部に設けられた透明ガラ
ス５１と、３つの透孔５２を並べて設けた支持体５３と
、この支持体５３の透孔５２上に配置された３つの例え
ば７リコン７オトダイオードからなる可視光受光素子５
４（第１３図参照）と、透孔５２の下方に配置された３
つの例えば硫化鉛光４を体からなる赤外光受光素子５５
と、回路基板５６と、その回路基板５６から突出した復
数本の端子ビン５７とから構成される装置前記可視光受
光素子５４と赤外光受光素子５５は同一線上に対になっ
て配置され、第１配線用光フアイバー４３ａ１第２配線
用元ファイバー４３ｂ１第３配線用光ファイバー４３ｃ
の端面と対向している。第１５図はシリコンフォトダイ
オードの波長特性図、第１６図は硫化鉛からなる光導電
体の波長特性図である。これらの図から分るように、検
出感度を有する波長域はシリコンフォトダイオードで、
約０．５〜１．０μｍ、硫化鉛光導電体で約１〜３４ｆ
ｆｉである。

配線用元ファイバー４３によって導かれた火炎Ｆからの
光信号のうち短波長成分がまず可視光受光素子５４で吸
収され、長波長成分は透過して次の赤外光受光素子５５
で吸収される。このように可視光受光素子５４と赤外光
受光素子５５とを組み合わせることにより、検出波長域
が拡大され、そのために燃料として石油９石炭、ガスの
いずれを用いても火炎検出がｏＴ能である。

フレームデテクタ制御部１２は第１図に示すように、前
記光区変洪０４９と対応して設ゆらｎた判定用のＳ　Ｂ
　Ｃ（Ｓｉｎｇｌｅ　Ｂｏａｒｄ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　）
５８と、各５Ｂ０５８に接続されたりレーボード５９と
、共通リレーボード６０と、通信用のＣＣＢ（Ｃｏｍｍ
ｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｂｏａｒｄ）　
６１とから主に構成されている。

前記５Ｂ０５８にはそれぞれバーナ元弁６２からの弁開
閉信号６３が入力され、また各５ＢＣ５８には例、ｔば
パーソナルコンピュータなどからなる調整用ツール６４
が接続されている。リレーボード５９は、それぞれバー
ナ制御装置６５に接続されている。共通リレーボード６
０は、例えばブザーやランプなどからなる警報装置６６
に接続されている。ＣＣＢ６１には火炎検出の判定のた
めに各暉ボイラ運転条件６７が入力されるとともに、ホ
ストコンピュータ６８に接続されている。

以上の説明は火炎検出器の構造および火炎検出装置の全
体構成を説明したものであるが、以下、判定基準信号に
干渉火炎の光量を用いる理由について、第１７図から第
２０図について説明する。

第１７図はバーナに対する火炎検出器の検出角度と火炎
検出出力との関係を示す特性図、第１８図は干渉火炎の
方向と干渉出力の最大値との関係を示す特性図、第１９
図は自己火炎と干渉火炎の時間経過にともなう検出出力
の変化を示す特性図、第２０図は演算された特性値と現
在値をモニタした状態を示す説明図である。

第２図における主バーナ５の種類によっては、火炎Ｆの
形成領域が周方向の一１同所あるいは複数個所に片寄る
ことがある。一方、火炎検出器１の保守点検などのため
に配置していた火炎検出器１を一旦引き抜いてそれの保
守点検を行ない、再び火炎検出器１を配電する際に主バ
ーナ５の火炎Ｆに対する火炎検出器１０角度（検出角度
）が変わってくる場合が多々ある。

第１７図は、主バーナ５の火炎Ｆの形成領域が周方向の
二個所に片寄る形式の主バーナ５を用い、その主バーナ
５の火炎Ｆに対する火炎検出器１の検出角度を種々変化
させた場合の火炎検出出力特性を示す図である。この第
１７図から明らかなように、設置する火炎検出器１の検
出角度によっては検出出力がまちまちであり、設置角度
によっては検出出力がほとんど出ない場合があり、火炎
検出に支障をきたす。第１７図の特性は火炎Ｆの噴射に
方向性を有する特殊なバーナの場合であるが、火炎の噴
射に方向性をもたない通常のバーナでも、デテクタヘッ
ド１の配置角度が変わると検出出力が変動する。そのた
め検出すべき自己火炎を監視して火炎検出をする場合に
は、デテクタヘッド１の設置角度を大きな検出出力が得
られるように厳密に調整する必要があり、作業が煩雑と
なる。

これに対して、前記火炎の形成領域が周方向の二個所に
片寄る形式の主バーナを多数本用いたボイラ装置におい
て、隣接する主バーナの方向を干渉強度が最大になる方
向と最小になる方向の２ケースを設定し、そのときの隣
接バーナから受ける影響を検討したのが第１８図である
。なお、このテストは、隣接バーナのみが点火している
ときの、干渉出力の平均値の最大をとったものである。

図中の○印は視野角０°の可視光受光素子からの検出出
力、・印は視野角Ｏ０の赤外光受光素子からの検出出力
、Δ印は視野角１５°の可視光受光素子からの検出出力
、ム印は視野角１５°の赤外光受光素子からの検出出力
、口印は視野角３０°の可視光受光素子からの検出出力
、■印は視野角３ｏ０の赤外光受光素子からの検出出力
を示すものである。

この図から明らかなように、いずれのチャンネルの干渉
出力においても最小値、最大値ともにほとんど変わらな
いことが分かる。

第１９図は、検出すべき自己火炎と、周囲のバーナによ
る干渉火炎の時間経過（経年）にともなう検出出力の変
化の状態を示す図である。バーナを長期間使用している
うちに生じる例えばバーナチップの詰りなどにより、光
量、すなわち検出出力は経年的に除々に低下する。この
ような状況下にあって、自己火炎のみを監視すれば曲線
Ａのよう罠バーナチップの詰りなどの影響が直接に検出
出力の低下となって現われ、降下カーブが急である。こ
れに対して周囲のバーナによる干渉火炎は、各バーナの
光量低下はあるが、それが一様に低下するのではなく、
光量の低下がまちまちであり、互に光学的に干渉し合う
から、全体としての干渉光の低下は曲線Ｂに示すように
非常に緩慢である。

以上のようなことから変動要因の多い自己火炎を検出し
、そのデータからしきい値と偏差を求め、それを基準に
して火炎の有無を判定するよりも、光値変動の少ない干
渉光のデータをもとに火炎の有無を判定した方が検出精
度の点から得策である。

第２０図は、第１９図の曲＝Ａ、ＢＫよって得られた特
性値と現在値とをモニタした状態を示す説明図である。

同図に示すように１〜６チヤンネルに分けて表示され、
図中のレベルＣは演算された干渉値の最大値を、レベル
Ｄは干渉値の最小値を、レベルＥは干渉値の平均値を、
レベルＦは現在値をそれぞれ示している。

そして現在値（レベルＦ）が干渉値の最大値（レベルＣ
）を超えておれば点火、それ以下であれば消火と判定す
る。

なお、この干渉火炎の光量を判定基準信号として用いる
場合も予めデータを採取して自己学習により干渉値の最
大値、最小ｆｌｕならびに平均値を求めて記憶部に記憶
しておき、この特性値を読み出して現在検出している干
渉光レベル（現在値）を演算するようにしてもよい。

また、この火炎検出装置は、例えば使用燃料など各種の
燃焼条件に基づいて各チャンネル毎に予め重みづげをし
ておき、各チャンネルで点火か消火の判定を行なった後
、前記重みづけの大きい順にあるところまで判定を採用
して火炎の有無を総合的に判断するシステムになってい
る。

本発明に係る火炎検出装置は、前述したような火炎の有
無を判定するだけではなく、ボイラの運転条件とバーナ
燃焼状態の関係をモニタする場合にも使用可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば低ＮＯｘ燃焼や燃料の種類、ＤＳＳ運転
などの運転榮件が変化しても確実に火炎の有無を検出す
ることができ、しかも検出精、変の高い火炎検出装置を
得ろことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第２０図は、本発明の実施例に係る火炎検
出装置を説明するためのもので、第１図は火炎検出装置
の概略構成図、第２図は大型ボイラ装置内における火炎
検出装置の配置状態を示す一部断面図、第３図は火炎検
出器の要部断面図、第４図、第５図ならびに第６図は採
光ヘッドの側面図、正面図ならびに背面図、第７図は第
４図Ｘ−Ｘ５線上の断面図、第８図ならびに第９図は保
護部材の切断側面図ならびに正面図、第１Ｏ図は中継用
元ファイバーの拡大断面図、第１１図は保護パイプの一
部拡大断面図、第１２図は採光用光ファイバー、中継用
元ファイバーならびに配、轍用光ファイバーの対向状態
を示す拡大ｉ１１面図、第１３図ならびに第１４図は光
電変換器の平面図ならびに一部を断面にした仙１面図、
第１５図はシリコンフォトダイオードの波長特性図、第
１６図は硫化鉛からなる光導置体の波長特性図、第１７
図はバーナに対する火炎検出器の検出角変と火炎検出出
力との関係を示す特性図、第１８図は干渉火炎の方向と
干渉出力の最大値との関係を示す特性図。 ４５１９図は自己火炎と干渉火炎の時間経過にともな５
検出出力の変化を示す特性図、第２０図は本発明の火炎
検出装置での演算された特性値と現在値をモニタした状
態を示す説明図、第２１図は従来の火炎検出装置の概略
構成図、第２２図ならびに第２３図は火炎有無の検知状
態を示す説明図である。 １・・・・・・火炎検出器、２ｏ・・・・・・採光ヘッ
ド、４９・・・・・・光電変換器、６１・・・・・・判
定部、６５・・・・・・出力部、Ｂ・・・・・・干渉火
炎の光１よ。 第１図 第５図　　　　　第６図 第８図 １ソ　　　　　　　Ｉ９ 第９図 第１Ｏ図 第１２図 第１３図 第１４図 （ｍＡ／Ｗ）　　第１５図 ５ＴＬ長　　　　　　（１ｔｍ） 第１７図 →火九険七１Ｉｈ６１検出角度 第１８図 第１９図 一経年 第２Ｉ図 Ｏ４ 第２２図 とｌ 第２３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 採光ヘッドと、その採光ヘッドから検出された光信号を
   電気信号に変換する光電変換器と、採光ヘッドによって
   検出された信号と予め設定されている判定基準信号とを
   比較して火炎の有・無を判定する判定部と、出力部を備
   えた火炎検出器において、前記判定部の判定基準信号が
   、干渉火炎の光量によって決定されることを特徴とする
   火炎検出装置。