JPH0642741A - バーナの燃焼制御装置 - Google Patents
バーナの燃焼制御装置Info
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- JPH0642741A JPH0642741A JP21837892A JP21837892A JPH0642741A JP H0642741 A JPH0642741 A JP H0642741A JP 21837892 A JP21837892 A JP 21837892A JP 21837892 A JP21837892 A JP 21837892A JP H0642741 A JPH0642741 A JP H0642741A
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- burner
- sensor
- combustion
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 バーナの燃焼状態を監視し、吹き飛び限界の
直前に至るまで等、燃焼限界点のぎりぎりでも消炎に至
ることなく、安定して燃焼を行うことができるバーナの
燃焼制御装置の提供を目的とする。 【構成】 バーナ10における火炎状態を検出するセンサ
60と、該センサ60による出力値から火炎の良否を判定す
る判定回路70と、該判定回路70からの判定信号に応じて
バーナへの空気供給量を調節する制御回路80とを有す
る。
直前に至るまで等、燃焼限界点のぎりぎりでも消炎に至
ることなく、安定して燃焼を行うことができるバーナの
燃焼制御装置の提供を目的とする。 【構成】 バーナ10における火炎状態を検出するセンサ
60と、該センサ60による出力値から火炎の良否を判定す
る判定回路70と、該判定回路70からの判定信号に応じて
バーナへの空気供給量を調節する制御回路80とを有す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は燃料と空気を予め混合し
て燃焼させる予混合バーナ等のバーナの燃焼制御装置に
関する。
て燃焼させる予混合バーナ等のバーナの燃焼制御装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、空気と燃料とを予め混合した後に
バーナに送り、燃焼を行う予混合バーナが提供されてい
る。
バーナに送り、燃焼を行う予混合バーナが提供されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが上記予混合バ
ーナにおいては、吹き飛びの限界点は高く、限界点近く
では、かなり強い乱気流状態になっているので、火炎が
乱れて騒音を発生させたり、未燃混合気が排出されたり
するため、通常の動作領域としては使えず、限界点より
幾らか低減した点に動作範囲を設定するため、吹き飛び
による消炎の危険性は低いが、全燃焼領域を使えないと
いう問題を有していた。このことは逆火現象に対する場
合も同様である。また上記予混合バーナにおいては、火
炎の吹き飛びを防止するため、袖火による火炎保持方法
が採られ、濃淡バーナ、減速火炎バーナなどの方式が提
供されている。が、上記の濃淡燃焼バーナでは、袖火と
して保炎性能の良い拡散火炎を使っているため、排出ガ
スの浄化において限度があるという問題を有している。
また減速火炎バーナでは、袖火となる部分は流速を遅く
しているため、低負荷燃焼をしている部分があり、バー
ナの燃焼負荷の向上に限度があるという問題を有してい
る。
ーナにおいては、吹き飛びの限界点は高く、限界点近く
では、かなり強い乱気流状態になっているので、火炎が
乱れて騒音を発生させたり、未燃混合気が排出されたり
するため、通常の動作領域としては使えず、限界点より
幾らか低減した点に動作範囲を設定するため、吹き飛び
による消炎の危険性は低いが、全燃焼領域を使えないと
いう問題を有していた。このことは逆火現象に対する場
合も同様である。また上記予混合バーナにおいては、火
炎の吹き飛びを防止するため、袖火による火炎保持方法
が採られ、濃淡バーナ、減速火炎バーナなどの方式が提
供されている。が、上記の濃淡燃焼バーナでは、袖火と
して保炎性能の良い拡散火炎を使っているため、排出ガ
スの浄化において限度があるという問題を有している。
また減速火炎バーナでは、袖火となる部分は流速を遅く
しているため、低負荷燃焼をしている部分があり、バー
ナの燃焼負荷の向上に限度があるという問題を有してい
る。
【０００４】そこで本発明は、上記従来の欠点を解消
し、バーナの燃焼状態を監視し、吹き飛び限界の直前に
至るまで等、燃焼限界点のぎりぎりでも消炎に至ること
なく、安定して燃焼を行うことができるバーナの燃焼制
御装置の提供を目的とする。
し、バーナの燃焼状態を監視し、吹き飛び限界の直前に
至るまで等、燃焼限界点のぎりぎりでも消炎に至ること
なく、安定して燃焼を行うことができるバーナの燃焼制
御装置の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のバーナの燃焼制御装置は、バーナにおける
火炎状態を検出するセンサと、該センサによる出力値か
ら火炎の良否を判定する判定回路と、該判定回路からの
判定信号に応じてバーナへの空気供給量を調節する制御
回路とを有することを第１の特徴としている。また本発
明のバーナの燃焼制御装置は、上記第１の特徴に加え
て、制御回路は判定回路からの火炎良否判定信号の他に
燃焼量指示信号を入力し、両信号に基づいて予混合空気
供給量を調節することを第２の特徴としている。また本
発明のバーナの燃焼制御装置は、上記第１の特徴に加え
て、予混合空気供給路のバイパスに高速応動弁を設け、
制御回路は前記判定回路からの火炎吹き飛び前兆信号に
よって前記高速応動弁をただちに閉塞させると共に吹き
飛び及び吹き飛び前兆信号の停止に伴う前記高速応動弁
の復帰を遅延する復帰遅延回路を備えたことを第３の特
徴としている。また本発明のバーナの燃焼制御装置は、
上記第１から３のいずれかの特徴に加えて、バーナの火
炎状態を検出するセンサは、複数の熱電対とし、外側炎
孔の各炎孔付近に直列にして配したことを第４の特徴と
している。また本発明のバーナの燃焼制御装置は、上記
第１から３のいずれかの特徴に加えて、バーナの火炎状
態を検出するセンサは、ＣＣＤラインセンサとし、火炎
の側方に配したことを第５の特徴としている。
め、本発明のバーナの燃焼制御装置は、バーナにおける
火炎状態を検出するセンサと、該センサによる出力値か
ら火炎の良否を判定する判定回路と、該判定回路からの
判定信号に応じてバーナへの空気供給量を調節する制御
回路とを有することを第１の特徴としている。また本発
明のバーナの燃焼制御装置は、上記第１の特徴に加え
て、制御回路は判定回路からの火炎良否判定信号の他に
燃焼量指示信号を入力し、両信号に基づいて予混合空気
供給量を調節することを第２の特徴としている。また本
発明のバーナの燃焼制御装置は、上記第１の特徴に加え
て、予混合空気供給路のバイパスに高速応動弁を設け、
制御回路は前記判定回路からの火炎吹き飛び前兆信号に
よって前記高速応動弁をただちに閉塞させると共に吹き
飛び及び吹き飛び前兆信号の停止に伴う前記高速応動弁
の復帰を遅延する復帰遅延回路を備えたことを第３の特
徴としている。また本発明のバーナの燃焼制御装置は、
上記第１から３のいずれかの特徴に加えて、バーナの火
炎状態を検出するセンサは、複数の熱電対とし、外側炎
孔の各炎孔付近に直列にして配したことを第４の特徴と
している。また本発明のバーナの燃焼制御装置は、上記
第１から３のいずれかの特徴に加えて、バーナの火炎状
態を検出するセンサは、ＣＣＤラインセンサとし、火炎
の側方に配したことを第５の特徴としている。
【０００６】
【作用】上記第１の特徴によれば、センサによってバー
ナの火炎の状態に応じた出力がなされ、この出力値を入
力した判定回路が火炎の状態を判定し、この判定信号を
入力した制御回路が判定信号に応じてバーナへの空気量
を調節する。バーナの火炎の状態を監視しながら供給空
気量を調整できるので、火炎が吹き飛んだりするのを予
防することができ、また過渡状態での燃焼性を向上させ
ることができ、また過剰な余裕を見込む必要がなく、火
炎の状態を燃焼限界点ぎりぎりまで、適切な状態に安定
させることができる。また上記第２の特徴によれば、制
御回路で火炎良否判定信号と燃焼量指示信号とを比較す
ることで、燃焼量を変化させたことによる影響によって
火炎良否判定に生じる誤判定をなくすことができる。ま
た火炎良否判定信号と燃焼量指示信号とにより、指示さ
れた燃焼量における適切な燃焼状態、適切な火炎の状態
を確保することができる。また上記第３の特徴によれ
ば、火炎の一部が吹き飛ぶと判定回路からの火炎吹き飛
び前兆信号によって前記高速応動弁がただちに閉塞せら
れることで、燃料混合気中の体積の大部分を占める予混
合空気量が素早く減少せられ、これによって炎孔を通る
燃料混合気の流速が減少され、火炎が炎孔に保持され元
の状態に戻る。即ち火炎全体の吹き飛びが予防される。
一方、火炎が元の状態に戻ると吹き飛び及び吹き飛び前
兆信号が停止されるので、高速応動弁はすぐに元の状態
に戻ろうとするが、すぐ戻ると混合気の流量に脈動を与
えるだけで、火炎の吹き飛びはうまく解消されず、振動
燃焼の原因となる。復帰遅延回路によって高速応答弁の
復帰を一定時間遅らせることで火炎が吹き飛び限界内の
安定領域に一旦入り、吹き飛びがうまく解消されて良好
な火炎となる。また上記第４の特徴によれば、外側炎孔
の各炎孔付近に熱電対を直列にして配置することによ
り、火炎全体の吹き飛びの前兆として生じやすい外側火
炎の吹き飛びを監視できる。即ち、その炎孔の火炎が吹
き飛ぶとその炎孔付近の温度が低下するので、対応する
熱電対の起電力がその分だけ減少する。よって、直列に
配した熱電対の総起電力を監視することで、外側火炎の
うちどの程度に吹き飛びが生じているかが判定できる。
また熱電対の場合は炎孔付近の熱の変化を検出できるの
で、炎孔での火炎の逆火現象も温度の上昇でもって検出
でき、良好な火炎を中心として両側に発生する不良火炎
を検出できる。また上記第５の特徴によれば、ＣＣＤラ
インセンサを火炎の側方に配することで、火炎の吹き飛
びの状況を光量の変化で非常に明瞭に検出することがで
きる。
ナの火炎の状態に応じた出力がなされ、この出力値を入
力した判定回路が火炎の状態を判定し、この判定信号を
入力した制御回路が判定信号に応じてバーナへの空気量
を調節する。バーナの火炎の状態を監視しながら供給空
気量を調整できるので、火炎が吹き飛んだりするのを予
防することができ、また過渡状態での燃焼性を向上させ
ることができ、また過剰な余裕を見込む必要がなく、火
炎の状態を燃焼限界点ぎりぎりまで、適切な状態に安定
させることができる。また上記第２の特徴によれば、制
御回路で火炎良否判定信号と燃焼量指示信号とを比較す
ることで、燃焼量を変化させたことによる影響によって
火炎良否判定に生じる誤判定をなくすことができる。ま
た火炎良否判定信号と燃焼量指示信号とにより、指示さ
れた燃焼量における適切な燃焼状態、適切な火炎の状態
を確保することができる。また上記第３の特徴によれ
ば、火炎の一部が吹き飛ぶと判定回路からの火炎吹き飛
び前兆信号によって前記高速応動弁がただちに閉塞せら
れることで、燃料混合気中の体積の大部分を占める予混
合空気量が素早く減少せられ、これによって炎孔を通る
燃料混合気の流速が減少され、火炎が炎孔に保持され元
の状態に戻る。即ち火炎全体の吹き飛びが予防される。
一方、火炎が元の状態に戻ると吹き飛び及び吹き飛び前
兆信号が停止されるので、高速応動弁はすぐに元の状態
に戻ろうとするが、すぐ戻ると混合気の流量に脈動を与
えるだけで、火炎の吹き飛びはうまく解消されず、振動
燃焼の原因となる。復帰遅延回路によって高速応答弁の
復帰を一定時間遅らせることで火炎が吹き飛び限界内の
安定領域に一旦入り、吹き飛びがうまく解消されて良好
な火炎となる。また上記第４の特徴によれば、外側炎孔
の各炎孔付近に熱電対を直列にして配置することによ
り、火炎全体の吹き飛びの前兆として生じやすい外側火
炎の吹き飛びを監視できる。即ち、その炎孔の火炎が吹
き飛ぶとその炎孔付近の温度が低下するので、対応する
熱電対の起電力がその分だけ減少する。よって、直列に
配した熱電対の総起電力を監視することで、外側火炎の
うちどの程度に吹き飛びが生じているかが判定できる。
また熱電対の場合は炎孔付近の熱の変化を検出できるの
で、炎孔での火炎の逆火現象も温度の上昇でもって検出
でき、良好な火炎を中心として両側に発生する不良火炎
を検出できる。また上記第５の特徴によれば、ＣＣＤラ
インセンサを火炎の側方に配することで、火炎の吹き飛
びの状況を光量の変化で非常に明瞭に検出することがで
きる。
【０００７】
【実施例】以下に本発明を図面に示す実施例に基づいて
説明する。図１は本発明のバーナの燃焼制御装置の実施
例を示す構成図、図２は本発明のバーナの燃焼制御装置
の今一つの実施例を示す構成図、図３は本発明の装置に
用いられるセンサの第１の例を示す図、図４はセンサの
第１の例におけるセンサ出力を示す図、図５は本発明の
装置に用いられるセンサの第２の例を示す図、図６と図
７はそれぞれセンサの第２の例におけるセンサ出力を示
す図である。
説明する。図１は本発明のバーナの燃焼制御装置の実施
例を示す構成図、図２は本発明のバーナの燃焼制御装置
の今一つの実施例を示す構成図、図３は本発明の装置に
用いられるセンサの第１の例を示す図、図４はセンサの
第１の例におけるセンサ出力を示す図、図５は本発明の
装置に用いられるセンサの第２の例を示す図、図６と図
７はそれぞれセンサの第２の例におけるセンサ出力を示
す図である。
【０００８】図１において、10は予混合バーナで、炎孔
が水平面上に多数開口された平面バーナとされている。
該バーナ10には混合器20を介して空気と燃料の予混合気
が供給される。混合器20へは燃料供給管30と予混合空気
供給管40が接続されており、燃料供給管30には燃料調節
弁31が、予混合空気供給管40には予混合空気量調節弁41
が設けられている。前記バーナに10にはその火炎50の状
態を検出するためのセンサとして熱電対60が配されてい
る。そして熱電対60による検出信号は判定回路70に入力
され、該判定回路70で火炎の良否の状態が判定される。
この判定回路70からの火炎良否の判定信号は制御回路80
に入力せられ、制御回路80によって前記判定信号に対応
して適性な予混合空気量となるように予混合空気調節弁
41が調節される。これによって適性な火炎状態が確保さ
れる。
が水平面上に多数開口された平面バーナとされている。
該バーナ10には混合器20を介して空気と燃料の予混合気
が供給される。混合器20へは燃料供給管30と予混合空気
供給管40が接続されており、燃料供給管30には燃料調節
弁31が、予混合空気供給管40には予混合空気量調節弁41
が設けられている。前記バーナに10にはその火炎50の状
態を検出するためのセンサとして熱電対60が配されてい
る。そして熱電対60による検出信号は判定回路70に入力
され、該判定回路70で火炎の良否の状態が判定される。
この判定回路70からの火炎良否の判定信号は制御回路80
に入力せられ、制御回路80によって前記判定信号に対応
して適性な予混合空気量となるように予混合空気調節弁
41が調節される。これによって適性な火炎状態が確保さ
れる。
【０００９】前記制御回路80には、温度制御等の別系統
の制御において発生する燃焼量指示信号90を入力して、
判定回路70からの火炎良否判定信号と比較しながら、指
示されている燃焼量における適性な火炎の状態を得るよ
うに、予混合空気調節弁41を調節するようにしてもよ
い。
の制御において発生する燃焼量指示信号90を入力して、
判定回路70からの火炎良否判定信号と比較しながら、指
示されている燃焼量における適性な火炎の状態を得るよ
うに、予混合空気調節弁41を調節するようにしてもよ
い。
【００１０】バーナ10の炎孔の付近に取り付けられた熱
電対は、火炎からの輻射熱によって、炎孔に対する火炎
の位置が変化した場合、及び、燃焼負荷が変化した場
合、その炎孔部の温度変化を検出することができる。一
方、予混合燃焼する平面バーナでは、火炎が吹き飛ぶ前
兆として、バーナ10の外周ないし外側に位置する炎孔の
外側部分で火炎がリフトし、吹き飛びに至ることが知ら
れている。また、逆火する場合、火炎は全体的に炎孔部
に付着するので、熱電対の起電力の変化として検出する
ことができる。一方、熱電対の起電力の変化としてとら
えた火炎の良否は、燃焼量が変更された場合にもこれを
火炎良否として検出してしまうことが生じるので、上記
のように燃焼量指示信号90も制御回路80に入力して、制
御回路80で火炎良否判定信号と燃焼量指示信号90とを比
較することで、燃焼量を変化させたことによる影響によ
って火炎良否判定に生じる誤判定をなくすことができ
る。また火炎良否判定信号と燃焼量指示信号90とによ
り、指示された燃焼量における適切な燃焼状態、適切な
火炎の状態を簡便に確保することができる。また過剰な
余裕を見込むことが無くなるので、使用部品の過剰品質
を押さえ、最適設計が可能となり、製品のコストを下げ
ることが可能となる。
電対は、火炎からの輻射熱によって、炎孔に対する火炎
の位置が変化した場合、及び、燃焼負荷が変化した場
合、その炎孔部の温度変化を検出することができる。一
方、予混合燃焼する平面バーナでは、火炎が吹き飛ぶ前
兆として、バーナ10の外周ないし外側に位置する炎孔の
外側部分で火炎がリフトし、吹き飛びに至ることが知ら
れている。また、逆火する場合、火炎は全体的に炎孔部
に付着するので、熱電対の起電力の変化として検出する
ことができる。一方、熱電対の起電力の変化としてとら
えた火炎の良否は、燃焼量が変更された場合にもこれを
火炎良否として検出してしまうことが生じるので、上記
のように燃焼量指示信号90も制御回路80に入力して、制
御回路80で火炎良否判定信号と燃焼量指示信号90とを比
較することで、燃焼量を変化させたことによる影響によ
って火炎良否判定に生じる誤判定をなくすことができ
る。また火炎良否判定信号と燃焼量指示信号90とによ
り、指示された燃焼量における適切な燃焼状態、適切な
火炎の状態を簡便に確保することができる。また過剰な
余裕を見込むことが無くなるので、使用部品の過剰品質
を押さえ、最適設計が可能となり、製品のコストを下げ
ることが可能となる。
【００１１】図２に示す実施例は、混合器20への予混合
空気供給管40に主調節弁42とそのバイパス43に高速応動
弁44を設け、また制御回路80に復帰遅延回路81を備える
ようにしている。他の構成は図１に示す既述の構成と同
じである。熱電対60等のセンサによって、バーナ10の火
炎の状態が検出され、火炎の一部が吹き飛ぶとそれが判
定回路70によって判定され、火炎吹き飛びの前兆信号と
して制御回路80に入る。制御回路80は前記火炎吹き飛び
前兆信号を入力すると、ただちに高速応動弁44を閉塞す
る。前記高速応動弁44がただちに閉塞せられることで、
燃料混合気中の体積の大部分を占める予混合空気量が素
早く減少せられ、これによって炎孔を通る燃料混合気の
流速が減少され、火炎が炎孔に保持され元の状態に戻
る。即ち火炎全体の吹き飛びが予防される。一方、火炎
が元の状態に戻ると吹き飛び及び吹き飛び前兆信号が停
止されるので、高速応動弁44はすぐに元の状態に戻ろう
とするが、すぐ戻ると混合気の流量に脈動を与えるだけ
で、火炎の吹き飛びはうまく解消されず、振動燃焼の原
因となる。復帰遅延回路81によって高速応動弁の復帰を
一定時間遅らせることで火炎が吹き飛び限界内の安定領
域に一旦入り、吹き飛びがうまく解消されて良好な火炎
となる。
空気供給管40に主調節弁42とそのバイパス43に高速応動
弁44を設け、また制御回路80に復帰遅延回路81を備える
ようにしている。他の構成は図１に示す既述の構成と同
じである。熱電対60等のセンサによって、バーナ10の火
炎の状態が検出され、火炎の一部が吹き飛ぶとそれが判
定回路70によって判定され、火炎吹き飛びの前兆信号と
して制御回路80に入る。制御回路80は前記火炎吹き飛び
前兆信号を入力すると、ただちに高速応動弁44を閉塞す
る。前記高速応動弁44がただちに閉塞せられることで、
燃料混合気中の体積の大部分を占める予混合空気量が素
早く減少せられ、これによって炎孔を通る燃料混合気の
流速が減少され、火炎が炎孔に保持され元の状態に戻
る。即ち火炎全体の吹き飛びが予防される。一方、火炎
が元の状態に戻ると吹き飛び及び吹き飛び前兆信号が停
止されるので、高速応動弁44はすぐに元の状態に戻ろう
とするが、すぐ戻ると混合気の流量に脈動を与えるだけ
で、火炎の吹き飛びはうまく解消されず、振動燃焼の原
因となる。復帰遅延回路81によって高速応動弁の復帰を
一定時間遅らせることで火炎が吹き飛び限界内の安定領
域に一旦入り、吹き飛びがうまく解消されて良好な火炎
となる。
【００１２】図３と図４を参照して、図１、図２に示す
装置に用いられるバーナ10の火炎の状態を検出するセン
サの例として熱電対60を使用する場合を説明する。本例
では、バーナ10の上面に開口された多数の炎孔11のう
ち、外側に位置する各外側炎孔11a の付近、具体的には
外側近傍に熱電対60を極性が同じになるようにして直列
配列する。そして直列に接続された全熱電対60の総起電
力を検出値として判定回路70に入力する。前記熱電対60
はバーナ10の外側炎孔11a の全部に設ける他、一部の炎
孔11a に設けるようにしてもよい。外側炎孔11a に対し
て熱電対を直列にして配置することにより、火炎全体の
吹き飛びの前兆として生じやすい外側火炎の吹き飛びを
監視できる。即ち、その外側炎孔11a 群のうちの何処か
１つの外側炎孔11a の火炎が吹き飛ぶとその外側炎孔11
a の温度が低下するので、対応する熱電対１個分の起電
力Ｖ1 だけ総起電力Ｖが減少する。同様に３カ所の外側
炎孔11a で火炎が吹き飛ぶと３個分の起電力Ｖ3 が減少
する。よって、総起電力Ｖを単位熱電対の発生電圧を検
知できる精度とすることで、外側火炎のうちどの程度に
吹き飛びが生じているかが判定できる。また熱電対によ
る場合は炎孔付近の熱の変化を検出できるので、炎孔で
の火炎の逆火現象も温度の上昇でもって検出でき、火炎
の吹き飛びや火炎逆火等良好な火炎を中心として両側に
発生する不良火炎を検出できる。
装置に用いられるバーナ10の火炎の状態を検出するセン
サの例として熱電対60を使用する場合を説明する。本例
では、バーナ10の上面に開口された多数の炎孔11のう
ち、外側に位置する各外側炎孔11a の付近、具体的には
外側近傍に熱電対60を極性が同じになるようにして直列
配列する。そして直列に接続された全熱電対60の総起電
力を検出値として判定回路70に入力する。前記熱電対60
はバーナ10の外側炎孔11a の全部に設ける他、一部の炎
孔11a に設けるようにしてもよい。外側炎孔11a に対し
て熱電対を直列にして配置することにより、火炎全体の
吹き飛びの前兆として生じやすい外側火炎の吹き飛びを
監視できる。即ち、その外側炎孔11a 群のうちの何処か
１つの外側炎孔11a の火炎が吹き飛ぶとその外側炎孔11
a の温度が低下するので、対応する熱電対１個分の起電
力Ｖ1 だけ総起電力Ｖが減少する。同様に３カ所の外側
炎孔11a で火炎が吹き飛ぶと３個分の起電力Ｖ3 が減少
する。よって、総起電力Ｖを単位熱電対の発生電圧を検
知できる精度とすることで、外側火炎のうちどの程度に
吹き飛びが生じているかが判定できる。また熱電対によ
る場合は炎孔付近の熱の変化を検出できるので、炎孔で
の火炎の逆火現象も温度の上昇でもって検出でき、火炎
の吹き飛びや火炎逆火等良好な火炎を中心として両側に
発生する不良火炎を検出できる。
【００１３】図５から図７までを参照して、図１、図２
に示す装置に用いられるバーナ10の火炎の状態を検出す
るセンサの例としてＣＣＤラインセンサを使用する場合
を説明する。複数個の炎孔11を配列した平面バーナ10の
側方に光学系としての光学レンズ101 介してＣＣＤライ
ンセンサ102 を配設する。このＣＣＤラインセンサ102
は前記平面バーナ10の火炎50の１列に対して同一平面上
にあり、且つそれら１列の火炎の上下方向と平行に配設
されている。ＣＣＤラインセンサ102 による出力信号は
判定回路70に入力される。火炎50から側方に発っせられ
る光は前記ＣＣＤラインセンサ102 によって検出され、
ＣＣＤラインセンサ102 の縦方向における受光量の分布
が出力信号として判定回路70に入力される。火炎から側
方に発っせられる光量は、正常時と吹き飛びが生じてい
る時とでは、その火炎光量の上下方向分布において異な
る。例えば、図６に示す正常時の火炎50は外側火炎51の
高さＨOUT も内側火炎52の高さＨINも同じで、揃ってい
るので、従って１列に配列された火炎50からの光量に対
して出力されるＣＣＤラインセンサ102 の出力分布も上
下方向に途中で段のつかない一様な分布となる。一方、
予混合の平面バーナ10では、その周囲条件により、外側
火炎51からリフトし始め、次第に内側火炎52にも及んで
行く。吹き飛びへの前兆として外側火炎51がリフトを開
始すると、図７に示すように、外側火炎51の高さＨOUT
が内側火炎52の高さＨINよりも高くなり、その結果、Ｃ
ＣＤラインセンサ102 の出力分布が途中で段が付いたよ
うな分布となる。よってこのようなＣＣＤラインセンサ
102 の出力分布曲線の途中における変化をとらえ、或い
は出力分布曲線の形そのものでもって、火炎が正常状態
にあるか、吹き飛びへの前兆状態にあるか、完全に吹き
飛んだ状態かを判断することができる。
に示す装置に用いられるバーナ10の火炎の状態を検出す
るセンサの例としてＣＣＤラインセンサを使用する場合
を説明する。複数個の炎孔11を配列した平面バーナ10の
側方に光学系としての光学レンズ101 介してＣＣＤライ
ンセンサ102 を配設する。このＣＣＤラインセンサ102
は前記平面バーナ10の火炎50の１列に対して同一平面上
にあり、且つそれら１列の火炎の上下方向と平行に配設
されている。ＣＣＤラインセンサ102 による出力信号は
判定回路70に入力される。火炎50から側方に発っせられ
る光は前記ＣＣＤラインセンサ102 によって検出され、
ＣＣＤラインセンサ102 の縦方向における受光量の分布
が出力信号として判定回路70に入力される。火炎から側
方に発っせられる光量は、正常時と吹き飛びが生じてい
る時とでは、その火炎光量の上下方向分布において異な
る。例えば、図６に示す正常時の火炎50は外側火炎51の
高さＨOUT も内側火炎52の高さＨINも同じで、揃ってい
るので、従って１列に配列された火炎50からの光量に対
して出力されるＣＣＤラインセンサ102 の出力分布も上
下方向に途中で段のつかない一様な分布となる。一方、
予混合の平面バーナ10では、その周囲条件により、外側
火炎51からリフトし始め、次第に内側火炎52にも及んで
行く。吹き飛びへの前兆として外側火炎51がリフトを開
始すると、図７に示すように、外側火炎51の高さＨOUT
が内側火炎52の高さＨINよりも高くなり、その結果、Ｃ
ＣＤラインセンサ102 の出力分布が途中で段が付いたよ
うな分布となる。よってこのようなＣＣＤラインセンサ
102 の出力分布曲線の途中における変化をとらえ、或い
は出力分布曲線の形そのものでもって、火炎が正常状態
にあるか、吹き飛びへの前兆状態にあるか、完全に吹き
飛んだ状態かを判断することができる。
【００１４】前記判定回路70には、正常時にＣＣＤライ
ンセンサ102 が出力する上下方向の出力分布から、正常
と判断されるために必要な出力分布の途中における許容
最大段差、或いはまた出力分布途中における許容最大変
化量（微分値）等を判断基準値として予め記憶させてお
く。そして実際の運転時には、ＣＣＤラインセンサ102
から入力されてくる、ＣＣＤラインセンサ102 の上下方
向の出力分布を基準値と比較し、その差に応じて、火炎
状態が正常であるか、吹き飛びへの前兆状態にあるか、
完全に吹き飛んだ状態かを判定する。そして吹き飛びへ
の前兆状態になる場合及び完全に吹き飛んだ状態にある
場合には、判定回路70から制御回路80にその旨の信号を
出力する。このＣＣＤラインセンサ102 を用いる場合に
は、バーナ10の側方から光学的にバーナ火炎を監視する
ことができ、燃焼状態に影響を与えることなく、火炎の
吹き飛びやその前兆状態を確実に判定することができ
る。またＣＣＤラインセンサ102 による上下方向途中で
の出力分布の段差や変化をとらえることで、バーナ10の
燃焼量そのものの違いによる判定ノイズを除去すること
ができる。
ンセンサ102 が出力する上下方向の出力分布から、正常
と判断されるために必要な出力分布の途中における許容
最大段差、或いはまた出力分布途中における許容最大変
化量（微分値）等を判断基準値として予め記憶させてお
く。そして実際の運転時には、ＣＣＤラインセンサ102
から入力されてくる、ＣＣＤラインセンサ102 の上下方
向の出力分布を基準値と比較し、その差に応じて、火炎
状態が正常であるか、吹き飛びへの前兆状態にあるか、
完全に吹き飛んだ状態かを判定する。そして吹き飛びへ
の前兆状態になる場合及び完全に吹き飛んだ状態にある
場合には、判定回路70から制御回路80にその旨の信号を
出力する。このＣＣＤラインセンサ102 を用いる場合に
は、バーナ10の側方から光学的にバーナ火炎を監視する
ことができ、燃焼状態に影響を与えることなく、火炎の
吹き飛びやその前兆状態を確実に判定することができ
る。またＣＣＤラインセンサ102 による上下方向途中で
の出力分布の段差や変化をとらえることで、バーナ10の
燃焼量そのものの違いによる判定ノイズを除去すること
ができる。
【００１５】
【発明の効果】本発明は以上の構成、作用よりなり、請
求項１に記載のバーナの燃焼制御装置によれば、バーナ
における火炎状態を検出するセンサと、該センサによる
出力値から火炎の良否を判定する判定回路と、該判定回
路からの判定信号に応じてバーナへの空気供給量を調節
する制御回路とを有するので、バーナの火炎の状態を監
視しながら供給空気量を調整することができ、火炎が吹
き飛んだりするのを予防することができ、また過渡状態
での燃焼性を向上させることができ、また過剰な余裕を
見込む必要がなく、火炎の状態を常時適切な状態に安定
させることができる。また請求項２に記載のバーナの燃
焼制御装置によれば、請求項１に記載の構成による効果
に加えて、制御回路は判定回路からの火炎良否判定信号
の他に燃焼量指示信号を入力し、両信号に基づいて予混
合空気供給量を調節するようにしているので、バーナの
燃焼量そのものを変化させたことによる影響によって火
炎良否判定に生じる誤判定をなくすことができる。また
火炎良否判定信号と燃焼量指示信号とにより、指示され
た燃焼量における適切な燃焼状態、適切な火炎の状態を
確保することができる。また請求項３に記載のバーナの
燃焼制御装置によれば、請求項１に記載の構成による効
果に加えて、予混合空気供給路のバイパスに高速応動弁
を設け、制御回路は前記判定回路からの火炎吹き飛び前
兆信号によって前記高速応動弁をただちに閉塞させると
共に吹き飛び及び吹き飛び前兆信号の停止に伴う前記高
速応動弁の復帰を遅延する復帰遅延回路を備えているの
で、火炎吹き飛び兆候により素早く燃料混合気の流速を
減少させて、吹き飛びに至るのを防止することができる
とともに、高速応動弁がすぐに元の状態に戻るのを防止
して、脈動燃焼、振動燃焼の発生を防止することができ
る。よって安定な火炎を吹き飛び限界近くまで確保する
ことができる。また請求項４に記載のバーナの燃焼制御
装置によれば、請求項１から３のいずれかに記載の構成
による効果に加えて、バーナの火炎状態を検出するセン
サは、複数の熱電対とし、外側炎孔の各炎孔付近に直列
にして配したので、火炎全体の吹き飛びの前兆として生
じやすい外側火炎の吹き飛びを監視できる。また炎孔で
の火炎の逆火現象も検出できる。また請求項５に記載の
バーナの燃焼制御装置によれば、請求項１から３のいず
れかに記載の構成による効果に加えて、バーナの火炎状
態を検出するセンサは、ＣＣＤラインセンサとし、火炎
の側方に配したので、火炎の吹き飛びの状況を光量の変
化で非常に明瞭に検出することができる。
求項１に記載のバーナの燃焼制御装置によれば、バーナ
における火炎状態を検出するセンサと、該センサによる
出力値から火炎の良否を判定する判定回路と、該判定回
路からの判定信号に応じてバーナへの空気供給量を調節
する制御回路とを有するので、バーナの火炎の状態を監
視しながら供給空気量を調整することができ、火炎が吹
き飛んだりするのを予防することができ、また過渡状態
での燃焼性を向上させることができ、また過剰な余裕を
見込む必要がなく、火炎の状態を常時適切な状態に安定
させることができる。また請求項２に記載のバーナの燃
焼制御装置によれば、請求項１に記載の構成による効果
に加えて、制御回路は判定回路からの火炎良否判定信号
の他に燃焼量指示信号を入力し、両信号に基づいて予混
合空気供給量を調節するようにしているので、バーナの
燃焼量そのものを変化させたことによる影響によって火
炎良否判定に生じる誤判定をなくすことができる。また
火炎良否判定信号と燃焼量指示信号とにより、指示され
た燃焼量における適切な燃焼状態、適切な火炎の状態を
確保することができる。また請求項３に記載のバーナの
燃焼制御装置によれば、請求項１に記載の構成による効
果に加えて、予混合空気供給路のバイパスに高速応動弁
を設け、制御回路は前記判定回路からの火炎吹き飛び前
兆信号によって前記高速応動弁をただちに閉塞させると
共に吹き飛び及び吹き飛び前兆信号の停止に伴う前記高
速応動弁の復帰を遅延する復帰遅延回路を備えているの
で、火炎吹き飛び兆候により素早く燃料混合気の流速を
減少させて、吹き飛びに至るのを防止することができる
とともに、高速応動弁がすぐに元の状態に戻るのを防止
して、脈動燃焼、振動燃焼の発生を防止することができ
る。よって安定な火炎を吹き飛び限界近くまで確保する
ことができる。また請求項４に記載のバーナの燃焼制御
装置によれば、請求項１から３のいずれかに記載の構成
による効果に加えて、バーナの火炎状態を検出するセン
サは、複数の熱電対とし、外側炎孔の各炎孔付近に直列
にして配したので、火炎全体の吹き飛びの前兆として生
じやすい外側火炎の吹き飛びを監視できる。また炎孔で
の火炎の逆火現象も検出できる。また請求項５に記載の
バーナの燃焼制御装置によれば、請求項１から３のいず
れかに記載の構成による効果に加えて、バーナの火炎状
態を検出するセンサは、ＣＣＤラインセンサとし、火炎
の側方に配したので、火炎の吹き飛びの状況を光量の変
化で非常に明瞭に検出することができる。
【図１】本発明のバーナの燃焼制御装置の実施例を示す
構成図である。
構成図である。
【図２】本発明のバーナの燃焼制御装置の今一つの実施
例を示す構成図である。
例を示す構成図である。
【図３】本発明の装置に用いられるセンサの第１の例を
示す図である。
示す図である。
【図４】センサの第１の例におけるセンサ出力を示す図
である。
である。
【図５】本発明の装置に用いられるセンサの第２の例を
示す図である。
示す図である。
【図６】センサの第２の例におけるセンサ出力を示す図
である。
である。
【図７】センサの第２の例におけるセンサ出力を示す図
である。
である。
10 バーナ 11 炎孔 11a 外側炎孔 43 バイパス 44 高速応答弁 50 火炎 60 熱電対 70 判定回路 80 制御回路 81 復帰遅延回路 90 燃焼量指示信号 102 ＣＣＤラインセンサ
Claims (5)
- 【請求項１】 バーナにおける火炎状態を検出するセン
サと、該センサによる出力値から火炎の良否を判定する
判定回路と、該判定回路からの判定信号に応じてバーナ
への空気供給量を調節する制御回路とを有するバーナの
燃焼制御装置。 - 【請求項２】 制御回路は判定回路からの火炎良否判定
信号の他に燃焼量指示信号を入力し、両信号に基づいて
予混合空気供給量を調節する請求項１に記載のバーナの
燃焼制御装置。 - 【請求項３】 予混合空気供給路のバイパスに高速応動
弁を設け、制御回路は前記判定回路からの火炎吹き飛び
前兆信号によって前記高速応動弁をただちに閉塞させる
と共に吹き飛び及び吹き飛び前兆信号の停止に伴う前記
高速応動弁の復帰を遅延する復帰遅延回路を備えた請求
項１に記載のバーナの燃焼制御装置。 - 【請求項４】 バーナの火炎状態を検出するセンサは、
複数の熱電対とし、外側炎孔の各炎孔付近に直列にして
配した請求項１から３のいずれかに記載のバーナの燃焼
制御装置。 - 【請求項５】 バーナの火炎状態を検出するセンサは、
ＣＣＤラインセンサとし、火炎の側方に配した請求項１
から３のいずれかに記載のバーナの燃焼制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21837892A JPH0642741A (ja) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | バーナの燃焼制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21837892A JPH0642741A (ja) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | バーナの燃焼制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0642741A true JPH0642741A (ja) | 1994-02-18 |
Family
ID=16718961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21837892A Pending JPH0642741A (ja) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | バーナの燃焼制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0642741A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5971745A (en) * | 1995-11-13 | 1999-10-26 | Gas Research Institute | Flame ionization control apparatus and method |
| US6299433B1 (en) | 1999-11-05 | 2001-10-09 | Gas Research Institute | Burner control |
| US7241135B2 (en) | 2004-11-18 | 2007-07-10 | Honeywell International Inc. | Feedback control for modulating gas burner |
-
1992
- 1992-07-24 JP JP21837892A patent/JPH0642741A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5971745A (en) * | 1995-11-13 | 1999-10-26 | Gas Research Institute | Flame ionization control apparatus and method |
| US6299433B1 (en) | 1999-11-05 | 2001-10-09 | Gas Research Institute | Burner control |
| US7241135B2 (en) | 2004-11-18 | 2007-07-10 | Honeywell International Inc. | Feedback control for modulating gas burner |
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