JPH071205B2

JPH071205B2 - 火災検出装置

Info

Publication number: JPH071205B2
Application number: JP61119189A
Authority: JP
Inventors: 晃二山本; 紀一郎本田
Original assignee: バブコツク日立株式会社
Priority date: 1986-05-26
Filing date: 1986-05-26
Publication date: 1995-01-11
Anticipated expiration: 2010-01-11
Also published as: JPS62276420A

Description

【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〕

事業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。

発電所用大型ボイラを例にとつて説明すると、ボイラの
大容量化に伴うバーナ設置本数の増加、DSS（Daily Sta
rt Stop）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
事情により、バーナの火炎検出の信頼性をより一層向上
させることが望まれている。

火炎検出の方法としては、一般に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、センサとして接炎電極を用いるため長期間にわ
たつ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、フ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内に、耐熱性のミラー103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
例えばシリコンフオ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
する仕組になつている。

この光学式火炎検出装置は構図が簡単である反面、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つてバーナ先端より
離れたり近くなつたりするから、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（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つてい
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
のを別段に向上させたものではなく、かえつて検出動作
が複雑になる。

さらに実際の火炎検出にあたつては、光量の大きい方が
燃焼中であるという判断ロジツ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合、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108の火炎F₁の大量の
光を検知して、火炎検出装置107内におけるセンサの受
光光量は大となる。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F₁からの光
が点火バーナ106の火炎F₂によつて遮られてしまい、そ
のためセンサの受光光量はかえつて低下してしまう。こ
のため前述のような判断ロジツクでは誤つた判断を下し
てしまうことになり、燃焼供給系統などに誤つた信号を
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可能性がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の光学式火炎検出装置は、１本のバーナに対して１
つの火炎検出手段が設けられていた。

一方、燃料の種類、空気量／燃料量などの燃焼条件の相
違、負荷の状態、監視すべきバーナの火炉内での位置な
どによつて火炎の形状はまちまちである。さらに火炎検
出器の保守点検のためにそれを一旦引き抜いて保守点検
を行い、その後に火炎検出器を装着するとバーナ（火
炎）に対する火炎検出器の対向角度に違ってくることが
ある。

このようなことから１つの火炎検出手段で火炎を監視し
ていたのでは、火炎が有るにもかかわらず、火炎無しと
判断してしまうことがあり、火炎検出器の信頼性が低い
という欠点があった。

本発明はかかる従来の欠点を解消しよとするもので、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、採光ヘツドに１
つのバーナに対して、例えば視野角度あるいは（ならび
に）火炎に対する吸収波長領域を違わせるなどした検出
態様の異なる火炎検出手段が複数設けられて、前記判定
部において当該バーナでの火炎の有・無を判定するのに
前記複数の火炎検出手段毎に判定に関する重みづけがな
されていることを特徴とするものである。

〔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.火炎検出装置の
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、10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とほぼ平行
に配置され、その先端部は主バーナ５によつて形成され
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とから主に構成されている。O/Eアンプボー
ド11ならびにフレームデテクタ制御部12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１の構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図は採光ヘツドの側面図、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
第９図は保護部材の切断側面図ならびに正面図である。

第３図において13は外筒で、例えばステンレス製のパイ
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によつて
取り付けられている。保護部材14は例えばセラミツクス
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図に示すようにキヤツプ状に成形さ
れている。保護部材14の先端面には第３図、第８図およ
び第９図に示す様に光検出用のスリツト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17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によつて外筒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の中空部に採光ヘツド20
の先端部が挿入され、ネジ止めされる。採光ヘツド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
フアイバー24と、フエルール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ツ
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。光フアイバー支持
部材23の中間部には連絡溝27が設けられ、さらに後端に
は窪み状のフエルール嵌合部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置には、一方の側面から
他方の側面にかけて貫通した貫通穴29がそれぞれ形成さ
れている。

前記フエルール25も例えばステンレスやセラミツクスな
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を介してフエルール嵌合部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より若干離れた位置に２本の位置決め用孔32が設
けられている。

第１採光用光フアイバー24aの後端部に接着剤33を塗布
し、それをフエルール25の挿通孔31aに挿入して、その
光フアイバー24aの中間部分を連絡溝27に収容するとと
もに、先端部を保持溝26a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、
それをフエルール25の挿通孔31bに挿入して、その光フ
アイバー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26b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
フエルール25の挿通孔31cに挿入して、その光フアイバ
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。各光フアイバー24a,24b,24c
の後端部をフエルール25に接着，固定したのち、フエル
ール25の端面と各光フアイバー24a,24b,24cの端面とが
同一平面になるように研磨する。

第４図に示すように、第１の先端部保持溝26aは連絡溝2
7と同一直線上に延び、第２の先端部保持溝26bは前記第
１の先端部保持溝26aに対して約15度の傾斜角Θをもつ
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をもつて傾斜しており、各先端部保持溝26a,26b,26c
に各採光用光フアイバー24a,24b,24cの先端部が挿入，
保持されている。従つて第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採光用光
フアイバー24cは傾斜角約30度の方向の視野34cを有して
おり、これらによつて３つの検出視野が得られて、検出
範囲の拡張を図つている。なお、光フアイバーは、約30
度までのわん曲では光伝送効率っ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
光フアイバー24の外径以上になつている。連絡溝27では
第７図に示すように３本の採光用光フアイバー24a,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、採光用光フアイバー24a,24b,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ならびに連絡溝27の溝幅は、採光
用光フアイバー24が緩やかに挿入できる程度に設計され
ている。これは、光フアイバー支持部材23と光フアイバ
ー24の熱膨張差によつて光フアイバー24に無理な応力が
生じないようにするためである。

以上のような構造を有する採光ヘツド20は、第３図に示
すようにコネクタ35を介して３本の中継用光フアイバー
36に接続されている。図示していないが３本の中継用光
フアイバー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、各中継用光フアイバー36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中継用光フアイバー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中継用光フアイバー3
6bの先端面が、第３採光用光フアイバー24cの後端面と
第３中継用光フアイバー36cの先端面が、それぞれ対向
するようになつている。

第10図は、中継用光フアイバー36の拡大断面図である。
同図に示すように中継用光フアイバー36はコア37と、そ
の外周に設けられたクラツド38と、そのクラツド38の外
周に設けられた保護層39との三層からなり、３本の中継
用光フアイバー36はまとめてチユーブ40内に収容されて
いる。前述の保護層39ならびにチユーブ40は中継用光フ
アイバー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、例えばフツ素樹脂，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光フアイバー36とチユーブ
40との隙間に充填層を設けることもできる。

第３図に示すように中継用光フアイバー36の先端はコネ
クタ35を介して採光ヘツド20に接続され、一方、それの
後端は図示していないウインドボツクス内の火炎検出器
本体41まで延び、コネクタ42を介して配線用光フアイバ
ー43と接続されている。中継用光フアイバー36の中間部
分は、保護パイプ44内に収容されている。

第11図は、保護パイプ44の一部拡大断面図である。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をおいて同心円状に配置された中間径の第２保
護パイプ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
造になつている。同図に示すように第２保護パイプ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
つて第１保護パイプ44aの方から伝わつて来た熱線47の
相当量を反射している。また、第１保護パイプ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保護パイプ44bと第３保護パイプ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。従つて、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、中継用光フアイバー36への熱的に悪影響を
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パイプ44（第３保護パイ
プ44c）の内側を通つて前方に進み、採光ヘツド20と保
護部材14との隙間を通り、保護部材14のスリツト16から
噴出する。また保護パイプ44を通つて来た冷却用空気21
の一部は、保護部材14と外筒13との隙間を通つて前方に
噴出する。このように冷却用空気21を流通することよ
り、採光用光フアイバー24ならびに中継用光フアイバー
36への熱的な悪影響を抑えるとともに、採光用光フアイ
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32mmの場合、冷却空
気21の流速は0.3m/mmあれば十分である。

中継用光フアイバー36の後端と接続する配線用光フアイ
バー43も３本からなり、コネクタ42によつてそれぞれの
中継用光フアイバー36の端面と対向している。配線用光
フアイバー43も中継用光フアイバー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ツド
38と、そのクラツド38の外周に設けられた保護層39との
三層からなり、３本の配線用光フアイバー43はまとめて
チユーブ内に収容されている。

第12図は、採光用光フアイバー24、中継用光フアイバー
36ならびに配線用光フアイバー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アイバー24
だけ保護層39が形成されていない。保護層39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
が耐熱性の点で有利である。また、採光用光フアイバー
24のクラツド38の外径D1と、中継用光フアイバー36のク
ラツド38の外径D2と、配線用光フアイバー43のクラツド
38の外径D3とは互に異なつている。この実施例ではD1＝
80μm,D2＝400μm,D3＝200μｍとなつており、従つて外
径はD1＞D2＞D3の関係にある。このようにそれぞれの光
フアイバーの外径を変えることにより、光フアイバーを
互に接続する際に大径の光フアイバーに対してそれより
も小径の光フアイバーの軸心が若干ずれても光信号の伝
送が行なわれるから、接続が容易になる。

また、採光用光フアイバー24の直径を最も大きくするこ
とにより、採光量を可及的に大きくすることができる。
さらに配線用光フアイバー43は火炎検出器本体41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、折り曲げ性
の良い最も小径の光フアイバーを配線用光フアイバー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43の後端は、
O/Eアンプボード11の各光電変換器49に接続されてお
り、従つて光電変換器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
に一部を断面した側面図である。光電変換器49は同図に
示すように、一方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つの例えばシリコンフオトダイオードからなる
可視光受光素子54（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導電体からなる赤外光受
光素子55と、回路基盤56と、その回路基板56から突出し
た複数本の端子ピン57とから構成されている。

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
対になつて配置され、第１配線用光フアイバー43a、第
２配線用光フアイバー43b、第３配線用光フアイバー43c
の端面と対向している。第15図はシリコンフオトダイオ
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オトダイオードで、約0.
5〜1.0μｍ、硫化鉛光導電体で約１〜３μｍである。

配線用光フアイバー43によつて導かれた火炎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，石炭，ガスのいずれを
用いても火炎検出が可能である。

フレームデテクタ制御部12は第１図に示すように、前記
光電変換器49と対応して設けられた判定用のSBC（Singl
e Board Control）58と、各SBC58に接続されたリレーボ
ード59と、共通リレーボード60と、通信用のCCB（Commu
nicastion Control Board）61とから主に構成されてい
る。

前記SBC58にはそれぞれバーナ元弁62からの弁開閉信号6
3が入力され、また各SBC58には例え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60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種ボイラ運転条件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の種類によつては、火炎Ｆの
形成領域が周方向の一個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を配置する際に主バー
ナ５の火炎Ｆに対する火炎検出器１の角度（検出角度）
が変わつ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
度によつては検出出力がまちまちであり、設置角度によ
つ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、デテクタヘツド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
テクタヘツド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つたものである。

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０°の赤外光受光素子からの検出出
力、△印は視野角15°の可視光受光素子からの検出出
力、▲印は視野角15°の赤外光受光素子からの検出出
力、□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30°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、いずれのチヤンネルの干渉
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ツプの詰りなどにより、光
量、すなわち検出出力は経年的に徐々に低下する。この
ような状況下にあつて、自己火炎のみを監視すれば曲線
Ａのようにバーナチツプの詰りなどの影響が直接に検出
出力の低下となつて現われ、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、光量変動の少ない
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図の曲線A,Bによつ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，最小値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。

この火炎検出装置は、例えば燃料の種類、空気量／燃料
量などの燃料条件の相違、負荷の状態、監視すべきバー
ナの火炉内での位置などによって火炎の形状はまちまち
である。さらに火炎検出器の保守点検のためにそれを一
旦引き抜いて保守点検を行い、その後に火炎検出器を装
着するとバーナ（火炎）に対する火炎検出器の対向角度
が違ってくることがあるから、各チャンネル毎に当該バ
ーナ（火炎）の状況に応じて判定に関する重みづけが予
めなされている。

そして各チャンネルで点火か消火の判定を行なつた後、
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つてい
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
運転条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、しかも検出精度の高い火炎検出装置を得ること
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
ヘツドの側面図、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10図は中継用光フア
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図は採光用光フアイバー、中継用光フアイバ
ーならびに配線用光フアイバーの対向状態を示す拡大断
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側面図、第15図はシリコンフオト
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、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、20……採光ヘツド、49……光電変換
器、61……判定部、65……出力部、Ｂ……干渉火炎の光
量。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】採光ヘツドと、その採光ヘツドから検出さ
れた光信号を電気信号に変換する光電変換器と、採光ヘ
ツドによつ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バーナでの火炎の有・無を判定す
る判定部と、その判定部での判定結果に基づいて信号を
出力する出力部とを備えた火炎検出装置において、前記採光ヘツドに１つのバーナに対して検出態様の異な
る火炎検出手段が複数設けられて、前記判定部において
当該バーナでの火炎の有・無を判定するのに前記複数の
火炎検出手段毎に判定に関する重みづけがなされている
ことを特徴とする火炎検出装置。
【請求項２】特許請求の範囲第（１）項記載において、
前記検出態様の異なる火炎検出手段は、バーナに対する
火炎検出手段の視野角度を違わせることによって構成さ
れていることを特徴とする火炎検出装置。
【請求項３】特許請求の範囲第（１）項記載において、
前記検出態様の異なる火炎検出手段は、火炎検出手段の
火炎に対する吸収波長領域を違わせることによって構成
されていることを特徴とする火炎検出装置。
【請求項４】特許請求の範囲第（１）項記載において、
前記検出態様の異なる火炎検出手段は、バーナに対する
火炎検出手段の視野角度を違わせ、かつ火炎検出手段の
火炎に対する吸収波長領域を違わせることによって構成
されていることを特徴とする火炎検出装置。
【請求項５】特許請求の範囲第（１）項記載において、
前記判定部の判定基準信号が、干渉火炎の光量によつて
決定されていることを特徴とする火炎検出装置。
【請求項６】特許請求の範囲第（１）項記載において、
前記バーナの火炎形成領域が周方向において均一でない
バーナを用いることを特徴とする火炎検出装置。