JPS63169423A - 燃焼監視方法及び装置 - 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、ガスバーナ、オイルバーナ等における燃焼を
監視する方法及び装置に関するものである。

従来の技術 バーナの燃焼状態を検出するには、炉壁からの赤外線放
射と火炎からの放射光とを区別し火炎の放射光のみを検
出する必要がある。

従来そのような検出を行なうために、紫外線を選択的に
検知する光電子増倍管を使用している。

この光電子増倍管によって検出する紫外線量等が所定値
を割ったときに失火状態であるとして警報装置に対し出
力を行なっている。

また、バーナの燃焼状態を検出できるものとして他に特
願昭６１−２５０９８６号明細書に記載される技術があ
る。

これはフォトダイオード等を光センサとして用い、火炎
から光パワー信号を検出し、その振動部分から求めた積
分値を最適燃焼状態の積分値と比較し、その偏差を解消
するように燃焼用空気の流量調節を行なうものである。

発明が解決しようとする問題点　　　。

上記光電子増倍管による方法は、そのセンサ自体に問題
がある。すなわち、光電子増倍管は一種の真空管であり
、管内部に対し常時大気圧がかかっている状態にあるた
め振動等によりシール部が劣化した場合などには大気中
のガス成分が侵入し火炎からの光を検出しなくなったり
、あるいは長時間の使用により電極が劣化した場合には
火炎からの光の有無に関らず電極間で放電を始めるとい
う自己放電現象を生ずる不都合がある。

特に自己放電現象が起った場合にはバーナが失火してい
るにも関らず燃焼しているものとして燃料の供給を続け
てしようという問題がある。

また後者の特許出願に係るものは燃焼用空気の量をフン
トロールするものであって失火の場合に対処できる手段
としては直ちに適用できるものでない。

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するため、半導体からなる光
センサにより燃焼火炎からの光な受光してその光強度の
振動幅を検出し、次いで該振動幅が燃焼火炎のものであ
るか否かを判別し、燃焼火炎のものでないと判別したと
きは一定の出力を行なうという手順を採用し・ている。

光センサには種々のものがあるが、本発明ではフォトダ
イオード、トランジスタ、太陽電池等の半導体を用いた
ものを使用し、ＰｂＳセンサ、　ＰｄＳセンサ等電気抵
抗を用いたものは使用しない。

すなわち、第３図及び第４図は本発明者等が夫々Ｓｉフ
ォトダイオード及びＣｄＳセンサを用いて炉内でガスバ
ーナ火炎の光強度を測定した結果を示すが、これから明
らかなように、Ｓｉフォトダイオードではバーナ燃焼中
は火炎特有の振動パターンを示すのに対しバーナ消火直
後では炉壁からの熱放射は急激に低下し、しかも燃焼火
炎の特徴である振動パターンは現われていな（ゝ〇 一方、ＣｄＳセンサでは火炎の光を感知してセンサの電
気抵抗が減少し、電流値は増加しこの意味では、火炎の
検出は可能であるが光のチラッキによる振動は小さく明
瞭でない。

従って、Ｓｉフォトダイオードを使用すれば上記振動の
有無によって燃焼火炎からの光を炉壁の放射光と区別し
て検出することができる。また振動幅の大小を見ること
により燃焼火炎が形成されているか否かを判別すること
ができる。

本発明者等はＳｉフォトダイオードに限らず他の半導体
を用いた光センサによっても同様の検出を行ないうろこ
とを確認した。

また、本発明は上記方法を実施するための燃焼監視装置
として、燃焼火炎に対向して受光部が設置された半導体
からなる光センサと、該センサからの電気信号を、燃焼
火炎でないものの電気信号と比較して着火状態か失火状
態かを判別し、失火状態と判別するときに出力する判別
器と、該判別器からの出力を受けて動作信号を出力する
リレーと、該リレーからの動作信号を、受けて燃料供給
管を閉じる弁とを備えた構成を採用している。

作　　　用 バーナ等で火炎が形成されると、半導体からなる光セン
サが火炎からの光を受けて光強度に応じた信号を発する
。この信号は火炎のチラッキに応じて細かく振動する。

従って次にはこの信号の振動幅を検出し、これが燃焼火
炎のものであるか否かを判別する。

すなわち、失火状態にあれば炉壁からの放射光等のみで
あり、このような光によっては上記振動は無いか又は非
常に小さく現われるので、振動幅の大きさを見ることに
より失火等の発生を検出することができる。

失火等の発生を検出した後、一定の出力例えば警報装置
への動作信号の出力を行なう。

燃焼監視装置においては、半導体からなる光センサより
判別器に信号を送る０ この信号の振動幅が所定値よりも低いことを判別器が検
知するとリレーに対し出力し、リレーは弁に動作信号を
送る。弁は燃料供給管を閉じる。

これにより失火状態のバーナ等への燃料供給が防止され
る。

実施例 第１図ないし第３図に基づき本発明の詳細な説明する。

第１図において符号１は燃焼装置であるガスバーナでア
リ、該ガスバーナ１には燃焼用空気導管２及び燃料供給
管３が接続されている。

ガスバーナ１で形成される燃焼火炎４の近傍には該火炎
４に対向してＳｉフォトダイオードからなる光センサ５
が設置され、上記燃料供給管３には電磁弁６が設けられ
ており、光センサ５と電磁弁６とは火炎判別器７及びリ
レー８を介して電気的につながっている。なお、光セン
サ５の受光部を光ファイバで形成し、該光ファイバを火
炎４に対向させ、光センナ本体は炉外の操作盤内に設置
することもできる（図示せず）。

判別器７はガスバーナ１で燃焼火炎４が形成されている
か否か判別するもので第２図で示される操作を行なうコ
ンピュータを内蔵している。

次に第２図のフローチャートに従って上記監視装置の動
きについて説明する。

光センサ５は燃焼火炎４からの光を受光し、光パワー信
号ＸＯを常時判別器に送っている。この信号Ｘｏは第３
図示の如く細かくしかし明瞭に振動している。

判別器７はステップ１（ＳＬ）にて信号Ｘｏを入力し、
ステップ２（Ｓ２）で過去Δを秒間の最大値Ｙを算出す
る。

△を秒は０．３〜３秒程度のごく短い時間である。

そしてステップ３（Ｓ３）にてΔを秒間での最小値Ｚを
算出し、ステップ４（Ｓ４）にてＹ−Ｚ＝Ａを演算しＸ
ｏの振動幅Ａを算出する。

ステップ５（Ｓ５）ではＡ−Ｂ＝Ｃを演算する。Ｂは予
め定められた定数である。

ステップ６（Ｓ６）ではＣ）Ｄを判定する。Ｄは失火状
態に対応する信号値である。Ｄも予め実験ンこより定め
られるものである。ＣＯＤであればステップ２にもどり
、それ以外のＣ５０のときはステップ７で燃焼カット信
号をリレー８に出力する。

その結果リレー８は電磁弁６に信号を送る。

電磁弁６は燃料供給管３を閉じて燃料のバーナ１に対す
る供給を停止させる。

なお、場合により、さらに警報器（図示せず）等にも出
力される。

発明の効果 本発明は以上のような構成からなるので、従来の光電子
増倍管を使用する方式に比し、ガス成分の侵入による誤
動作、電極劣化による自己放電現象等の不都合がなく長
期にわたり確実な燃焼の監視を行なうことができる。

また光センサを構成する半導体は感度が良いので、受光
部を光ファイバで構成して燃焼火炎に対向させセンサ本
体は操作盤内に設置することができる。従って、着火プ
ラグ等からのノイズに対しセンサが誤動作等することが
ないようにすることかできる。

また、判別器からの出力によって燃料供給管を弁で閉じ
るので、失火等の場合の燃料浪費を防止することができ
るものである。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に係る燃焼監視装置のシステム図、第２
図は判別器でなされる操作のフローチャート、第３図は
ＳＬフォトダイオードの光強度一時間特性図、第４図は
部センサの電流一時間特性図である。 １：バーナ、３：燃料供給管、４：燃焼火炎、５：光セ
ンサ、６：電磁弁、７：゛判別器、８　：　　リ　し　
−　。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体からなる光センサにより燃焼火炎か出力す
   るリレーと、該リレーからの動作信号を受けて燃料供給
   管を閉じる弁とを備えたことを特徴とする燃焼監視装置
   。