JPH0627578B2 - 火炎検出器 - Google Patents

火炎検出器

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JPH0627578B2
JPH0627578B2 JP60239087A JP23908785A JPH0627578B2 JP H0627578 B2 JPH0627578 B2 JP H0627578B2 JP 60239087 A JP60239087 A JP 60239087A JP 23908785 A JP23908785 A JP 23908785A JP H0627578 B2 JPH0627578 B2 JP H0627578B2
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flame
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Babcock Hitachi KK
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00Systems for controlling combustion
    • F23N5/02Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
    • F23N5/08Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using light-sensitive elements
    • F23N5/082Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using light-sensitive elements using electronic means

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Combustion (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は燃焼装置に係り、特にバーナと点火トーチの燃
種が異なる場合に1つの検出器で両方の火炎を判定可能
な火炎検出器に関するものである。
〔従来の技術及び解決しようとする問題点〕
電力事業用ボイラでは、近年、低NOX燃焼の必要性が
高まり、燃焼バーナの2次、3次用空気に強い旋回を加
えることが多くなったために火炎の相互干渉が増大し、
検出対象とする火炎の位置変動が増大する傾向にある。
特にメインバーナと点火トーチの燃料の種類が異なる場
合、各々の燃種によって発光波長領域及び発光強度が異
なるため、火炎の位置変動による他バーナ火炎(特に当
該点火トーチ火炎)の干渉が火災検出器の検出精度に大
きく影響を及ぼす。
例えば、メインバーナの燃種がガス、点火トーチが燃種
が軽油であるとすると、ガスと軽油の火炎の発光強度を
火炎のちらつき特性を用いて発光波長別に比較すると、
第7図及び第8図に示すように、可視波長域では軽油の
発光強度(41)に比べてガスの発光強度(42)は非
常に低く、可視波長域でのガス火炎の検出は不可能であ
る(第7図)。また赤外波長域では、ガス火炎の発光強
度(42)は可視波長域に比べて増加するものの、依然
として軽油火炎の発光強度(41)の方が大きくなって
いる(第8図)。
なお、各々の波長域の受光素子としては可視波長域には
Si(シリコンフォトダイオード)、赤外波長域PbS
光導電体を用いている。
このように、可視から赤外波長域にわたりバーナ火炎の
発光強度に比べて点火トーチ火炎の発光強度の方が大き
いため、バーナ用火炎検出器の視野に火炎の位置変動に
よつて点火トーチ火炎が存在すると、バーナが消火中で
あつても点火という誤つた信号を出力する恐れがある。
そのため、バーナと点火トーチの燃種が異なっている場
合、特に点火トーチ火炎の発光強度がバーナ火炎の発光
強度より大きい場合においても、各々の火炎を精度よく
検出することができる火炎検出器が必要である。
本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解消し、バーナ
と点火トーチの燃種が異なっている場合、特に点火トー
チ火炎の発光強度の方がバーナ火炎の発光強度よりも大
きい場合においても、精度よく各々の火炎を峻別して検
出することができ、かつ、バーナ火炎と点火トーチ火炎
を1個の火炎検出器で火炎判定を行うことができる火炎
検出器を提供するにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的を達成するための本発明は、燃料種が異なるバ
ーナと点火トーチとを備えた燃焼装置の前記バーナの火
炎と前記の点火トーチの火炎との点消火判定を1つの検
出器で行なう火炎検出器において、複数の検出視野をも
つ光伝送路を有する導光部を備え、前記各検出視野のう
ち少なくとも1つは前記点火トーチ火炎を検出できる位
置に設定され、他の検出視野は前記点火トーチの干渉を
受けずに前記バーナ火炎を検出できる位置に設定されて
いて、前記各検出視野は可視波長光を検出する第1の光
電変換素子と赤外波長光を検出する第2の光電変換素子
とを備えたものであり、前記各検出視野ごとに前記第1
の光電変換素子で検出した可視光量を予め設定された第
1のしきい値と比較し、前記第2の光電変換素子で検出
した第2の検出視野で検出した赤外波長光量を予め設定
された第2のしきい値と比較する比較部と、この比較部
による比較結果で前記可視波長光量及び赤外光量ともそ
れぞれ前記第1及び第2のしきい値を超えている前記検
出視野が少なくとも1つあるときは前記バーナと点火ト
ーチとのうちの一方に点火信号を出力し、前記可視波長
光量が前記第1のしきい値より低く前記赤外波長光量が
前記第2のしきい値を超えている前記検出視野が少なく
とも1つあるときは前記バーナと点火トーチとのうち前
記の点火信号の出力をしない方に点火信号を出力する制
御部とを備えたことを特徴とする火炎検出器である。
〔作用〕
本発明の構成によれば、燃料種が異なるバーナと点火ト
ーチとを備えた燃料装置のバーナの火炎との点火トーチ
の火炎との点消火判定を1つの検出器で行なう火炎検出
器において、バーナと火炎トーチ間に火炎の位置変動に
よる干渉があっても、精度よく各々の火炎を峻別して検
出することができる火炎検出器を提供することができ
る。
例えば、バーナの燃種がガス、点火トーチの燃種が軽油
である場合においては、軽油は可視波長光、赤外波長光
とも発光強度が大きく、ガスは赤外波長光の発光強度が
大きいから、第1、第2のしきい値を適切な値に設定
し、制御部は、比較部による比較結果で可視波長光量及
び赤外光量ともそれぞれ第1、第2のしきい値を超えて
いる検出視野が少なくとも1つあるときは点火トーチに
点火信号を出力し、可視波長光量が第1のしきい値より
低く赤外波長光量が第2のしきい値を超えている検出視
野が少なくとも1つあるときはバーナに点火信号を出力
するようにすればよい。
また、本発明によれば、1つの火炎検出器でバーナ、点
火トーチ両方の火炎を各々検出することが可能となり、
経済的である。
以下に本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。
〔実施例〕
燃焼装置におけるバーナ火炎と点火トーチ火炎との位置
関係は、一般に第2図に示すとおりである。ここで、点
火トーチ3の燃種は、軽油、バーナ1の燃種はガスとす
る。
まず、バーナ1と点火トーチ3の両方の火炎(バーナ火
炎2及び点火トーチ火炎4)を検出するため、第1図に
示すような2つ以上の異なる視野7を有する火炎検出器
ヘッドを用いて、第3図に示す如く、2つ以上の異なる
視野7のうちの少なくとも1つの視野は点火トーチ火炎
4を、また少なくとも1つの視野は前記点火トーチ火炎
4の干渉を受けずにバーナ火炎2を検出できるように火
炎検出器ヘッド部8をセットする。該ヘッド部8にはそ
のマウント部6に光ファイバー6が装着されている。
2つ以上の異なる視野7から光フィーバー6により導か
れた光信号は、第4図に示す如く可視波長用の光電変換
素子12に(Siフォトダイオード)と赤外波長用の光
電変換素子13(PbS光導電体)が積層された構造の
光電変換素子を用いることにより、その短波長成分がま
ず上層のSiフォトダイドーオ12で吸収され、長波長
成分は、透過して、下層のPbS光導電体13で吸収さ
れる。
このように、光信号が光電変換素子12、13によって
2つの波長別の電気信号に変換され、次いで、第5図に
示す判定ロジックにより、可視波長域、すなわち、Si
フォトダイオード12によって変換された電気信号は比
較器16で、また赤外波長域、すなわち、PbS光導電
体13によって変換された電気信号は比較器17でしき
い値と比較される。比較器16で比較されるしきい値は
点火トーチの点消火を判定されるための可視波長域の信
号レベルであり、一方、比較器17で比較されるしきい
値はバーナの点消火を判定するための赤外波長域の信号
レベルである。第6図に可視波長域のしきい値(27)
及び現在値(30)、赤外波長域のしきい値(28)及
び現在値(29)を示す。このしきい値(27)、(2
8)と比較された信号は、しきい値より大きければ1、
小さければ0というON、OFF信号に変換される。
まず、OUT1(第5図)の点火トーチの点消火の判定
ロジックは、各視野毎の可視、赤外波長の信号(例え
ば、可視信号Si(21)と赤外信号R(24))が
共にしきい値27、28より大きい視野が1つでも存在
すれば、AND回路18は、OR回路20によって点火信
号を出力する。したがって、第6図に示すように、赤
外、可視の両方の信号が各々のしきい値よりも大きな値
をとる場合のみ、点火トーチ点火の信号が出力される。
また、OUT2(第5図)のバーナの点消火の判定ロジ
ックは、第7図に示したように可視波長域におけるガス
火炎のちらつき出力が殆ど零Vに等しいことから、可視
波長域における信号(例えば、可視信号S2(22))
がしきい値27よりも低く、かつ、赤外波長域の信号
(例えば、赤外信号R2(25))がしきい値28より
も高い視野が1つでも存在すれば、NOT回路19、A
ND回路18、OR回路20によって点火信号を出力す
る。したがって、第6図に示すように、赤外波長域の信
号のみがしきい値を超えた場合にのみ、バーナ点火の信
号が出力される。
また、赤外、可視の両方の信号(例えば、可視信号S3
(23)と赤外信号R3(26))の両方が各々のしき
い値よりも小さい値をとる場合(第6図参照)には、上
記いずれの場合でないことが容易に判定される。
このように、バーナと点火トーチの燃種が異なり特に点
火トーチ火炎の発光強度の方がバーナ火炎の発光強度よ
りも大きい場合において、複数の視野と複数の波長域に
弁別可能な光電変換素子を用いると共に判定ロジックを
有する演算部により、1つの火炎検出器でバーナと点火
トーチの両方の火炎を峻別して精度よく検出することが
可能である。
〔発明の効果〕
以上説明した本発明によれば、燃料種が異なるバーナと
点火トーチとを備えた燃焼装置のバーナの火炎との点火
トーチの火炎との点消火判定を1つの検出器で行なう火
炎検出器において、例えば、点火トーチ火炎の発光強度
がバーナ火炎の発光強度より大きい場合などに、バーナ
と火炎トーチ間に火炎の位置変動による干渉があって
も、精度よく各々の火炎を峻別して検出することができ
る火炎検出器を提供することができる。また、従来では
バーナと点火トーチ用の2つの火炎検出器を必要として
いたのに対し、1つの火炎検出器で両方の火炎を各々検
出することが可能となり、経済的である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における火炎検出器ヘッドを
示す図、第2図は点火トーチ火炎とバーナ火炎の位置関
係を示す図、第3図は上記火炎検出器ヘッドでの検出視
野の関係を示す図、第4図は上記火炎検出器ヘッドにお
ける光電変換素子を示す断面図、第5図は上記実施例に
おける火炎判定ロジックを示す図、第6図は可視波長域
及び赤外波長域の各しきい値と現在値を示す図、第7図
及び第8図は各々経由火炎及びガス火炎のちらつき特性
を示す図である。 1……バーナ、2……バーナ火炎、3……点火トーチ、 4……点火トーチ火炎、5……光ファイバ、 6……マウント部、7……視野、 8……火炎検出器ヘッド部、11……光信号、 12……Siフォトダイオード、 13……pbs光導電体、16、17……比較器、 18……AND回路、19……NOT回路、 20……OR回路、21、22、23……可視信号、 24、25、26……赤外信号、 27、28……しきい値、29、30……現在値。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】燃料種が異なるバーナと点火トーチとを備
    えた燃焼装置の前記バーナの火炎と前記点火トーチの火
    炎との点消火判定を1つの検出器で行なう火炎検出器に
    おいて、複数の検出視野をもつ光伝送路を有する導光部
    を備え、前記各検出視野のうち少なくとも1つは前記点
    火トーチ火炎を検出できる位置に設定され、他の検出視
    野は前記点火トーチの干渉を受けずに前記バーナ火炎を
    検出できる位置に設定されていて、前記各検出視野は可
    視波長光を検出する第1の光電変換素子と赤外波長光を
    検出する第2の光電変換素子とを備えたものであり、前
    記各検出視野ごとに前記第1の光電変換素子で検出した
    可視光量を予め設定された第1のしきい値と比較し、前
    記第2の光電変換素子で検出した第2の検出視野で検出
    した赤外波長光量を予め設定された第2のしきい値と比
    較する比較部と、この比較部による比較結果で前記可視
    波長光量及び赤外光量ともそれぞれ前記第1及び第2の
    しきい値を超えている前記検出視野が少なくとも1つあ
    るときは前記バーナと点火トーチとのうちの一方に点火
    信号を出力し、前記可視波長光量が前記第1のしきい値
    より低く前記赤外波長光量が前記第2のしきい値を超え
    ている前記検出視野が少なくとも1つあるときは前記バ
    ーナと点火トーチとのうち前記の点火信号の出力をしな
    い方に点火信号を出力する制御部とを備えたことを特徴
    とする火炎検出器。
JP60239087A 1985-10-25 1985-10-25 火炎検出器 Expired - Lifetime JPH0627578B2 (ja)

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JPS6298117A JPS6298117A (ja) 1987-05-07
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