燃烧控制装置及燃烧系统的制作方法

文档序号:11129595阅读:419来源:国知局
燃烧控制装置及燃烧系统的制造方法

本发明涉及一种燃烧控制装置及燃烧系统,尤其涉及一种对具有多个产生火焰的燃烧空间的燃烧系统进行控制的燃烧控制装置。



背景技术:

通常,在以炼铁炼钢炉或加热炉、除臭炉等工业炉为代表的燃烧炉(燃烧系统)中,通过燃烧控制装置来一边监视燃烧炉内所设置的燃烧器的燃烧状态、或者炉内温度、燃烧用空气的压力、供给至燃烧器的燃料的压力等,一边进行燃烧控制,由此确保了燃烧的安全性。例如,为了防止燃烧炉爆炸,燃烧控制装置进行如下安全控制:在燃烧器的点火时,进行将燃烧炉内的残留燃料(燃气)排出至燃烧炉外的吹扫(预吹扫),然后执行燃烧器的点火,并使用火焰检测器来判定燃烧器是否点燃,在燃烧器未点燃的情况下,停止对燃烧炉的燃料的供给(例如参考专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利特开平11-37460号公报



技术实现要素:

发明要解决的问题

另外,具备多个燃烧器的燃烧系统(多燃烧器系统)是在共用的燃烧室(燃烧区域)内设置多个燃烧器。此处,所谓燃烧室,是指在温度或压力等相同的条件(参数)下控制燃烧的空间,以下也称为“燃烧区域”。

多燃烧器系统大多由燃烧器控制器和安全控制装置构成,所述燃烧器控制器针对每一燃烧器而设置,控制对应的燃烧器的点火,所述安全控制装置通过控制这些燃烧器控制器来控制整个燃烧室的燃烧。

这种多燃烧器系统通常会通过安全控制装置进行以燃烧室为单位的吹扫(预吹扫)。例如,在从燃烧器均未点燃的状态对所期望的燃烧器进行点火的启动(以下,称为“初启动”)时,首先,安全控制装置进行整个燃烧室的预吹扫,其后,安全控制装置对所期望的燃烧器控制器给予点火指示,由此使得该燃烧器控制器执行点火顺序控制,使对应的燃烧器点火。

相对于此,在像使用辐射管燃烧器的多燃烧器系统那样具有产生火焰的燃烧空间与用以配置加热处理的对象物的加热空间被物理性分离的燃烧室的多燃烧器系统中,有时不仅需要进行将多个燃烧空间的残留燃料同时排出的燃烧室单位的吹扫(以下,称为“整体吹扫”),也需要进行个别地排出各燃烧空间的残留燃料的燃烧空间单位的吹扫(以下,称为“单体吹扫”)。

例如,考虑在正在燃烧的多个燃烧器中的一个燃烧器熄火的情况下,对该熄火的燃烧器进行再点火的情况。在该情况下,在使用辐射管燃烧器的多燃烧器系统中,即便在燃烧室内的其他燃烧器正在燃烧的情况下,由于各燃烧器的燃烧空间是分离的,因此必须在进行应再点火的燃烧器的燃烧空间的预吹扫之后进行该燃烧器的点火。再者,在上述不使用辐射管燃烧器的多燃烧器系统中,由于其他燃烧器正在燃烧室内燃烧,因此无需进行整个燃烧室的预吹扫(整体吹扫)即可进行上述熄火的燃烧器的再点火(例如JIS B 8415等)。

如此,在使用辐射管燃烧器的多燃烧器系统中,存在必须进行燃烧空间单位的预吹扫的情况。因此,在以往的使用辐射管燃烧器的多燃烧器系统中,除了由安全控制装置进行的整体吹扫以外,另外还在各燃烧器控制器的点火顺序中嵌入有用以进行单体吹扫的处理。由此,即便在个别地对辐射管燃烧器进行再点火的情况下,也可仅进行应再点火的燃烧器的燃烧空间的预吹扫,而不会进行包括正在燃烧的燃烧器的燃烧空间在内的所有燃烧空间的吹扫。

然而,在上述使用辐射管燃烧器的多燃烧器系统中,在初启动时,在由安全控制装置进行的整体吹扫之后执行由各燃烧器控制器进行的点火顺序控制,因此整体吹扫的吹扫时间与点火顺序控制内的单体吹扫的吹扫时间相加,导致在初启动时整体上的预吹扫时间较长,从而存在到燃烧器点燃为止较为耗时的问题。

本发明的目的在于在具有燃烧空间与加热空间被物理性地分离的燃烧室的多燃烧器系统中使燃烧空间的吹扫时间最佳化。

解决问题的技术手段

本发明的燃烧控制装置(1)为一种对具有互不相同的燃烧空间(21A~21C)的N(N为2以上的整数)个燃烧器(22A~22C)的运行进行控制的燃烧控制装置,其特征在于,包括:燃烧器控制器(11A~11C),其等针对每一燃烧器而设置,控制对应的燃烧器的点火和对对应的燃烧器的燃烧空间的吹扫;以及指示部(102),其等对燃烧器控制器指示执行燃烧空间的吹扫,并指示燃烧器的点火,在从N个燃烧器均未点燃的状态使M(M为1以上N以下的整数)个燃烧器点火的情况下,指示部对各燃烧器控制器指示燃烧空间的吹扫,并在该吹扫结束后对对应的燃烧器控制器指示M个燃烧器的点火,在M个燃烧器正常点燃后的普通动作状态下使任意燃烧器点火的情况下,指示部指示上述任意燃烧器的点火而不指示对燃烧空间的吹扫,在燃烧器均未点燃的状态下由指示部指示了燃烧器的点火的情况下,燃烧器控制器在已停止对于对应的燃烧器的燃烧空间的燃料供给的状态下进行空气的供给,然后在经过第1预吹扫时间(T1)之后,开始对应的燃烧器的点火动作,在普通动作状态下由指示部指示了燃烧器的点火的情况下,燃烧器控制器在已停止对于对应的燃烧器的燃烧空间的燃料供给的状态下对对应的燃烧器的燃烧空间进行空气的供给,然后在经过第2预吹扫时间(T2)之后,开始对应的燃烧器的点火动作。

在上述燃烧控制装置中,第1预吹扫时间(T1)可短于第2预吹扫时间(T2)。

在上述燃烧控制装置中,第1预吹扫时间可为0秒。

在上述燃烧控制装置中,可还包括动作模式设定部(101),其将用以从N个燃烧器均未点燃的状态对M个燃烧器进行点火的初启动模式和用以在M个燃烧器正常点燃后的普通动作状态下控制N个燃烧器的运行的普通动作模式中的某一方设定为动作模式,并且,燃烧器控制器包括:吹扫控制部(114),其根据指示部所发出的执行吹扫的指示来控制对应的燃烧器的燃烧空间的吹扫;点火控制部(115),其控制对应的燃烧器的点火;吹扫时间设定部(111),其在由动作模式设定部设定了初启动模式的情况下,将预吹扫的执行时间设定为第1预吹扫时间,在由动作模式设定部设定了普通动作模式的情况下,将预吹扫的执行时间设定为第2预吹扫时间;以及点火顺序控制部(112),其根据指示部所发出的燃烧器的点火的指示,对对应的吹扫控制部指示执行基于由吹扫时间设定部设定的预吹扫的执行时间的预吹扫,并对对应的点火控制部指示燃烧器的点火。

在上述燃烧控制装置中,在初启动模式下M个燃烧器正常点燃的情况下,动作模式设定部可将动作模式从初启动模式切换至普通动作模式。

本发明的燃烧系统的特征在于包括:上述燃烧控制装置;燃烧室(2),其具有N个燃烧空间;第1阀(41A~41C),其针对每一燃烧空间而设置,根据来自吹扫控制部的控制信号(24A~24C)来控制对于对应的燃烧空间的空气的供给;以及第2阀(31A~31C),其针对每一燃烧空间而设置,根据来自点火控制部的控制信号(25A~25C)来控制对于对应的燃烧空间的燃烧器的燃料的供给。

在上述燃烧系统中,燃烧器可为辐射管燃烧器。

再者,在上述说明中,作为一例,以带括号的参考符号来表示对应于发明的构成要素的附图上的构成要素。

发明的效果

通过以上所说明的内容,根据本发明,可在具有燃烧空间与加热空间被物理性地分离的燃烧室的多燃烧器系统中使燃烧空间的吹扫时间最佳化。

附图说明

图1为表示配备本实施方式的燃烧控制装置的燃烧系统的构成的图。

图2为表示实施方式的燃烧控制装置的构成的图。

图3为用以说明由实施方式的燃烧控制装置进行的依序启动时的燃烧器的点火动作的时间图。

图4为用以说明由实施方式的燃烧控制装置进行的同时启动时的燃烧器的点火动作的时间图。

具体实施方式

下面,参考附图,对本发明的实施方式进行说明。

〈燃烧系统的构成〉

图1为表示配备本实施方式的燃烧控制装置的燃烧系统的构成的图。

该图所示的燃烧系统500为包括燃烧室的多燃烧器系统,所述燃烧室中的通过燃烧器来产生火焰的多个燃烧空间与用以配置加热处理的对象物(以下,也称为“工件”)的加热空间被物理性地分离。作为燃烧系统500,可例示除臭炉及加热炉等小型工业用燃烧炉、或者工厂等中的炼铁炼钢炉等大型工业用燃烧炉。

此处,所谓燃烧室(燃烧区域),如上所述,是指在温度或压力等相同的条件(参数)下控制燃烧的空间,不仅包括具有燃烧室彼此相互物理性地分离的结构的空间,还包括具有燃烧室彼此未相互物理性地分离的结构的空间。

此外,作为上述工件,可例示铁或铝等原材料、或者作为渗碳对象的钢、作为干燥处理的对象物的车体、煅烧对象的陶瓷等加工对象物。

具体而言,燃烧系统500包括如下构件等:燃烧室2;燃烧控制装置1,其控制燃烧室2内所配置的多个燃烧器的燃烧;燃料流路3,其用以对各燃烧器供给燃料(燃气);空气流路4,其用以对各燃烧器的燃烧空间供给空气(Air);以及控制装置5,其控制燃烧控制装置1。

在燃烧室2内设置有具有互不相同的燃烧空间的N(N为2以上的整数)个燃烧器(主燃烧器)。

在本实施方式中,如图1所示,燃烧室2具有被物理性地分离的3个(N=3)燃烧空间21A、21B、21C和与各燃烧空间21A~21C物理性地分离的加热空间20,虽然是以在各燃烧空间21A~21C内设置1个作为主燃烧器的燃烧器22A、22B、22C的情况为一例进行说明,但燃烧室2内的燃烧空间的个数和各燃烧空间内所设置的燃烧器的个数并无特别限制。例如,可在燃烧室2内设置4个以上的燃烧空间,也可在各燃烧空间内设置2个以上的燃烧器。

燃烧器22A~22C(在进行统称的情况下,记作“燃烧器22”)为如下设备:使对应的燃烧空间21A~21C(在进行统称的情况下,记作“燃烧空间21”)产生火焰,由此来对加热空间20内所配置的工件进行加热。对燃烧空间21供给用于其中所配置的燃烧器22的燃烧的燃料(燃气)。此外,对加热空间20供给例如用于工件的加热处理的、不同于供给至燃烧空间21的燃料的气体或空气。

燃烧器22A~22C例如为辐射管燃烧器。在各燃烧器22A~22C的周边设置有用以检测对应的燃烧器22有无火焰的火焰检测器和用以对对应的燃烧器22进行点火的点火装置(点火器)或引燃器等。上述点火装置根据来自后文叙述的燃烧控制装置1的控制信号25A~25C来进行对应的燃烧器的点火。此外,由上述火焰检测器得到的有无火焰的检测结果(火焰检测信号)23A~23C被输入至后文叙述的燃烧控制装置1。再者,在图1中,为方便图示,将燃烧器、火焰检测器、点火装置及引燃器等成为一体而得的构件作为燃烧器22A、22B、22C来图示。

燃料流路3为用以对各燃烧空间21A~21C(燃烧器22A~22C)供给燃料(燃气)的流路。燃料流路3由从外部供给燃料的主流路分支为多个流路。分支出来的流路与各燃烧器22A~22C连接。由此,从外部供给至燃料流路3的燃料被送出至各燃烧器22A~22C。此外,在燃料流路3的主流路上设置有阀(安全截止阀)30,在从燃料流路3的主流路分支出来的各流路上设置有阀(安全截止阀)31A~31C。安全截止阀30为燃料流路3的总阀,例如通过燃烧控制装置1内的后文叙述的安全控制装置10来控制阀的开闭。此外,安全控制阀31A~31C(在进行统称的情况下,记作“安全截止阀31”)通过来自燃烧控制装置1内的后文叙述的燃烧器控制器11A~11C的控制信号25A~25C来控制阀的开闭,从而控制对对应的燃烧器22A~22C的燃料的供给和燃料的切断。

空气流路4为用以对各燃烧空间21A~21C供给空气(Air)的流路。空气流路4由被供给从鼓风机40中排出的空气的主流路分支为多个流路。分支出来的流路与各燃烧器22A~22C连接。由此,从鼓风机40中排出的空气被供给至各燃烧器22A~22C。再者,鼓风机40不仅由安全控制装置10驱动,也可由控制装置5驱动。

此外,在从空气流路4的主流路分支出来的各流路上设置有空气阀(空气电磁阀)41A~41C和风压开关42A~42C。空气阀41A~41C(在进行统称的情况下,记作“空气阀41”)通过来自燃烧控制装置1内的后文叙述的燃烧器控制器11A~11C的控制信号24A~24C来控制阀的开闭,从而控制对应于对应的燃烧器22A~22C的空气的供给和切断。

风压开关42A~42C(在进行统称的情况下,记作“风压开关42”)为用以检测供给至对应的燃烧器22A~22C的空气的压力的元件。具体而言,风压开关42A~42C由如下构件构成:开关;传感器,其检测对应的空气流路3的分支流路内的空气的压力;以及开关驱动部,其判定由传感器检测到的空气压力是否超过了预先设定的设定压力值,并根据判定结果来控制上述开关的导通/断开。例如,在空气压力超过设定压力值的情况下,上述开关驱动部使上述开关导通,在空气压力未超过设定压力值的情况下,上述开关驱动部使上述开关断开。表示上述开关的导通/断开的信息作为2值的检测信号26A~26C被输入至例如对应的燃烧器控制器11A~11C及安全控制装置10。

控制装置5为用以进行燃烧室2的统括性控制的、燃烧系统500内的上位侧的设备。控制装置5按照来自操作人员等(用户)的输入操作,对燃烧控制装置1给予燃烧室2内的各燃烧器的燃烧要求、或者对燃烧室2内的每一燃烧器或所有燃烧器的停止燃烧要求。

控制装置5只要为根据用户的操作来对燃烧控制装置1发出指示的设备即可。例如,可例示控制台,它是将输入用户的操作的功能部(操作按钮或操作杆、键盘等)、监视器以及输出对燃烧控制装置1A、1B的指示等的功能部等形成为一体而构成。此外,例如在构建有经由网络将燃烧控制装置1、监视器及中央管理装置等连接而成的网络控制系统的情况下,像上述中央管理装置那样对燃烧控制装置1发出指示的功能部可成为控制装置5。

如上所述,燃烧控制装置1根据来自控制装置5的燃烧要求和停止燃烧要求等来控制燃烧室2内的各燃烧器22A~22C的燃烧。下面,对燃烧控制装置1的具体构成进行说明。

〈燃烧控制装置的构成〉

如图1所示,燃烧控制装置1由安全控制装置10和燃烧器控制器11A~11C(在进行统称的情况下,记作“燃烧器控制器11”)构成。

安全控制装置10是为了燃烧系统500的安全运行即防止燃烧室2的爆炸等而进行如下安全控制的装置:监视各燃烧器的燃烧状态或者各限位-联锁器(未图示)的状态等,由此来对各燃烧器控制器指示允许及不允许对应的燃烧室内的各燃烧器的运行。

作为安全控制装置10,可例示根据工业用燃烧炉相关安全标准(例如工业用燃烧炉的安全通则JIS B 8415等)而制造的用以监视限位-联锁器的限位-联锁器模块、或者设定有与上述安全通则相对应的专用软件的可编程逻辑控制器(所谓的安全PLC)等。

具体而言,安全控制装置10根据来自控制部5的燃烧器的燃烧要求及停止燃烧要求、或者输入自各燃烧器控制器11A~11C的火焰判定信息等,对各燃烧器控制器11A~11C输出与各燃烧器的燃烧控制相关的各种指示。

例如,作为使燃烧器点火时的动作,在从N个燃烧器22均未点燃的状态使M(1≤M≤N的整数)个燃烧器22点火的情况下,安全控制装置10对各燃烧器控制器11A~11C指示燃烧空间21A~21C的吹扫,并在该吹扫结束后对对应的燃烧器控制器11指示M个燃烧器22的点火。另一方面,在M个燃烧器正常点燃后的动作状态(以下,称为“普通动作状态”)下使燃烧器点火的情况下,安全控制装置10对燃烧器控制器11指示燃烧器22的点火而不指示对燃烧空间21的吹扫。

燃烧器控制器11A~11C按每一燃烧器而设置,是对对应的燃烧器的点火和对于对应的燃烧器的燃烧空间的吹扫进行控制的装置。

具体而言,在由安全控制装置10指示了执行对燃烧空间21的吹扫的情况下,燃烧器控制器11通过控制对应的空气阀41来进行所指示的燃烧空间21的吹扫。

此外,在由安全控制装置10指示了燃烧器22的点火的情况下,燃烧器控制器11进行按照指定的点火顺序对对应的燃烧器进行点火的控制。在本实施方式的燃烧控制装置(燃烧器控制器11)中,按照该点火顺序而执行的预吹扫的执行时间可在初启动时和普通动作状态下设定为不同时间。

下面,对基于点火顺序的控制进行详细说明。

〈基于点火顺序的控制〉

图2为表示实施方式的燃烧控制装置1的构成的图。

再者,该图中,在燃烧控制装置1(安全控制装置10及燃烧器控制器11)中,仅图示有与基于由燃烧器控制器11决定的点火顺序的控制有关的功能部,而其他功能部(例如,进行限位或联锁的监视等的功能部等)则省略图示。

此外,虽然没有图示,但安全控制装置10及燃烧器控制器11配备有用以与外部设备(安全截止阀31或空气阀41等)之间进行信号的收发的外部端子或输入电路以及输出电路等外部接口。

(1)安全控制装置10

如图2所示,安全控制装置10包括动作模式设定部101及指示部102作为上述与基于点火顺序的控制有关的功能部。例如,这些功能部通过由CPU等处理器、各种存储器及其他外围电路构成的微控制器(MCU)来实现。即,MCU中的上述处理器按照上述存储器中所存储的程序来执行各种数据处理,由此实现动作模式设定部101及指示部102。

动作模式设定部101为设定燃烧室2内的燃烧器22的动作模式的功能部。具体而言,动作模式设定部101根据供给自各燃烧器控制器11A~11C的火焰判定信息或者来自控制装置5的燃烧要求及停止要求等,将初启动模式和普通动作模式中的某一方设定为动作模式。

此处,所谓初启动模式,是指用以从N个燃烧器22均未点燃的状态对M个燃烧器进行点火的动作模式。此外,所谓普通动作模式,是指用以在普通动作状态下控制N个燃烧器22的运行的动作模式。

此外,所谓M个燃烧器是指在初启动时应点火的燃烧器,例如,在后文叙述的依序启动的情况下,是指应首先点火的第1支燃烧器(M=1),在后文叙述的同时启动的情况下,是指应同时点火的所有燃烧器(M≥2)。

例如,在燃烧器22均未点燃的情况下,动作模式设定部101将动作模式设定为“初启动模式”。例如,在燃烧系统500刚启动之后的初始动作时、或者没有来自控制装置5的对所有燃烧器22的燃烧要求的情况、以及燃烧室2内的所有燃烧器22已锁定的情况(或者锁定已被解除(重置)的情况)下,动作模式设定部101将动作模式设定为“初启动模式”。

另一方面,在初启动模式下M个燃烧器正常点燃的情况(在后文叙述的同时启动中同时点火对象的所有燃烧器均点燃的情况、在后文叙述的依序启动中首先收到燃烧要求的燃烧器点燃的情况)下,动作模式设定部101将动作模式从“初启动模式”切换至“普通动作模式”。具体而言,在来自与在初启动模式下被指示了点火的燃烧器22相对应的后文叙述的火焰判定部116的火焰判定信息显示“已产生稳定的火焰”的情况下,动作模式设定部101将动作模式从“初启动模式”切换至“普通动作模式”。

指示部102对各燃烧器控制器11A~11C指示允许/不允许对应的燃烧器22A~22C的运行,并指示执行各燃烧空间21A~21C的吹扫。

具体而言,在初启动模式下从控制装置5收到对燃烧器22进行点火的指示的情况下,指示部102首先指示执行整体吹扫。例如,对各燃烧器控制器11A~11C指示执行对应的燃烧空间21A~21C的吹扫。执行整体吹扫的期间(整体预吹扫时间)T0(T0>0)的信息例如预先存储在安全控制装置10的存储部(未图示)中,指示部102根据存储部中所存储的信息来输出整体吹扫的执行指示。经过整体预吹扫时间T0后,指示部102对对应的燃烧器控制器11输出由控制装置5指示了点火的燃烧器22的点火指示。

另一方面,在普通动作模式下从控制装置5收到对特定的燃烧器22进行点火的指示的情况下,指示部102对对应的燃烧器控制器11输出由控制装置5指示的特定的燃烧器22的点火指示而不指示执行整体吹扫。

(2)燃烧器控制器11

如图2所示,燃烧器控制器11包括吹扫时间设定部111、点火顺序控制部112、存储部113、吹扫控制部114、点火控制部115及火焰判定部116作为上述与基于点火顺序的控制有关的功能部。例如,这些功能部通过由CPU等处理器、各种存储器及其他外围电路构成的微控制器(MCU)来实现。即,MCU中的上述处理器按照上述存储器中所存储的程序来执行各种数据处理,由此实现吹扫时间设定部111、点火顺序控制部112、存储部113、吹扫控制部114、点火控制部115及火焰判定部116。

再者,由于各燃烧器控制器11A~11C具有相同构成,因此,下面以燃烧器控制器11A为代表进行说明,而其他燃烧器控制器11B、11C则省略详细说明。

吹扫时间设定部111为如下功能部:根据由动作模式设定部101设定的动作模式,设定按照点火顺序来执行的预吹扫即单体吹扫的执行时间。具体而言,在由动作模式设定部101设定了初启动模式的情况下,吹扫时间设定部111将单体吹扫的执行时间设定为第1预吹扫时间T1,在由动作模式设定部101设定了普通动作模式的情况下,吹扫时间设定部111将单体吹扫的执行时间设定为第2预吹扫时间T2。

第1预吹扫时间T1的信息1130以及第2预吹扫时间T2的信息1131例如在燃烧控制装置1(安全控制装置10或燃烧器控制器11)的制造时或上市时等被写入至内部的闪存等非易失性存储器等中,并在燃烧控制装置1的启动时等从上述非易失性存储器中展开至燃烧器控制器11的MPU内的RAM等中,由此被存储至存储部113。

吹扫时间设定部111通过从存储部113中读出与由动作模式设定部101选择的动作模式相对应的预吹扫时间的信息来设定单体吹扫的执行时间。

此处,第1预吹扫时间T1及第2预吹扫时间T2可根据燃烧系统500的种类或者使用燃烧系统500的用户的要求等来任意设定。在本实施方式中,作为一例,设T1=0[s]、T2=T0。

点火顺序控制部112为如下功能部:按照规定的点火顺序对吹扫控制部114及点火控制部115发出指示,由此来控制对应的燃烧器的点火动作。

上述所谓规定的点火顺序,是指在对燃烧器进行点火时规定各限位-联锁器的监视、或者预吹扫的执行、点火动作(试点火)的执行等步骤的程序。上述规定的点火顺序的信息例如存储在各燃烧器控制器11内部的存储部(未图示)中。例如,当从指示部102对燃烧器控制器11输入点火指示时,执行上述存储部中所存储的程序,点火顺序控制部112按照该程序对吹扫控制部114及点火控制部115发出指示,由此,按照规定好的步骤对燃烧器进行点火。

具体而言,在从指示部102收到燃烧器22的点火指示的情况下,点火顺序控制部112对吹扫控制部114指示执行基于由吹扫时间设定部111设定的单体吹扫的执行时间的预吹扫,并对点火控制部115指示燃烧器22的点火。

例如,在初启动模式时,即通过吹扫时间设定部111将单体吹扫的执行时间设定为第1预吹扫时间T1时,在从指示部102收到燃烧器22的点火指示的情况下,点火顺序控制部112对吹扫控制部114进行指示,由此在已停止对于对应的燃烧器的燃烧空间的燃料供给的状态下对对应的燃烧器的燃烧空间供给空气。继而,经过第1预吹扫时间T1后,点火顺序控制部112对点火控制部115进行指示,由此开始对应的燃烧器的点火动作。此时,若T1=0,则点火顺序控制部112对吹扫控制部114指示执行0秒钟的预吹扫,即不执行预吹扫而是对点火控制部115进行指示来使燃烧器22点火。

此外,在普通动作模式时,即通过吹扫时间设定部111将单体吹扫的执行时间设定为第2预吹扫时间T2时,在从指示部102收到燃烧器22的点火指示的情况下,点火顺序控制部112对吹扫控制部114进行指示,由此在已停止对于对应的燃烧器的燃烧空间的燃料供给的状态下对对应的燃烧器的燃烧空间供给空气。继而,经过第2预吹扫时间T2后,点火顺序控制部112对点火控制部115进行指示,由此开始对应的燃烧器的点火动作。

吹扫控制部114为如下功能部:根据来自指示部102及点火顺序控制部112的执行吹扫的指示,控制对应的燃烧空间21的吹扫。具体而言,在由指示部102或点火顺序控制部112指示了执行对燃烧空间21的吹扫的情况下,吹扫控制部114输出控制信号24,由此来打开与所指示的燃烧空间21相对应的空气阀41,开始该燃烧空间的吹扫。此外,在由指示部102或点火顺序控制部112指示了停止对燃烧空间21的吹扫的情况下,吹扫控制部114输出控制信号24,由此来关闭与所指示的燃烧空间21相对应的空气阀41,停止该燃烧空间的吹扫。

点火控制部115为如下功能部:根据来自指示部102的指示、以及来自点火顺序控制部112的点火的指示,控制对应的燃烧器22的点火和对应的燃烧器的停止燃烧。具体而言,点火控制部115包括控制安全截止阀31的开闭的功能部和控制点火装置(未图示)的功能部,通过从各功能部输出控制信号来驱动控制对象设备。再者,在本实施方式中,将输出自点火控制部115中的上述功能部的各控制信号统一记作“控制信号25”。

在由点火顺序控制部112指示了点火的情况下,点火控制部115输出控制信号25,由此来打开与被指示了点火的燃烧器22相对应的安全截止阀31,并通过点火装置(未图示)来产生火花,对燃烧器22进行点火。另一方面,在由点火顺序控制部112或指示部102指示了停止燃烧器的燃烧的情况下,点火控制部115输出控制信号25,由此来关闭对应的安全截止阀31,停止燃烧器的燃烧。

火焰判定部116根据输出自对应的燃烧器22的火焰检测器(未图示)的火焰检测信号23来生成表示是否已产生由燃烧器22产生的稳定的火焰的火焰判定信息。上述火焰判定信息除了用于由上述动作模式设定部101进行的动作模式的切换的判定以外,还用于由燃烧器控制器11进行的对应的燃烧器的锁定的执行的判定等。

接着,使用图3、图4的时间图,对由上述与基于点火顺序的控制有关的功能部进行的燃烧器22的点火动作进行具体说明。

通常,在燃烧系统500这样的多燃烧器系统中,作为初启动时的点火方法,已知有依序对燃烧室内的各燃烧器进行点火的“依序启动”和同时对燃烧室内的各燃烧器进行点火的“同时启动”2种方法。此处,作为一例,对上述各点火方法中的燃烧器22的点火动作进行说明。

此外,在以下的说明中,如上所述,在燃烧控制装置1中设定有整体预吹扫时间T0>0、第1预吹扫时间T1=0、第2预吹扫时间T2=T0。

首先,对依序启动时的燃烧器的点火动作进行说明。

图3为用以说明由实施方式的燃烧控制装置进行的依序启动时的燃烧器的点火动作的时间图。

在图3的最上层表示有由安全控制装置10发出的吹扫的指示(吹扫指令)的有无、以及整体预吹扫的时间。此外,在其下层按照燃烧器控制器11A、11B、11C的顺序表示有对燃烧器的点火要求(燃烧要求)的有无、点火动作(试点火)的有无、安全截止阀31的开闭状态、空气阀41的开闭状态、风压开关42的检测状态、以及燃烧器22的火焰的有无。此外,在图3的最下层表示有动作模式。

此外,在图3中,以附加阴影线的方式来表示输出有燃烧要求的期间、进行有点火动作的点火期间(试点火期间)、安全截止阀31打开的期间、空气阀41打开的期间、风压开关42检测到一定以上的压力的期间、以及产生有火焰的期间。再者,这些图3相关的各种信息在后文叙述的图4中也是一样的。

如图3所示,例如当燃烧系统500在时刻t0启动时,动作模式设定部101选择“初启动模式”,相应地,吹扫时间设定部111设定第1预吹扫期间T1(=0)作为单体吹扫的执行时间。

其后,控制装置5按照依序启动的顺序,对燃烧控制装置1输出燃烧室2的燃烧要求。具体而言,控制装置5对燃烧控制装置1输出依序启动的顺序中的应首先点火的燃烧器例如燃烧器22A的燃烧要求。收到该燃烧要求的燃烧控制装置1首先执行整体吹扫。具体而言,例如在时刻t1,安全控制装置10的指示部102对各燃烧器控制器11A~11C指示执行各燃烧空间21A~21C的预吹扫。收到该指示的各燃烧器控制器11A~11C通过吹扫控制部114来开始对应的燃烧空间21A~21C的预吹扫。

预吹扫开始后,例如若在时刻t2从各风压开关42A~42C输出表示检测到一定以上的压力的检测信号26A~26C,则安全控制装置10开始吹扫时间的计时。继而,例如若计时时间在时刻t3与整体吹扫时间T0一致,则安全控制装置10的指示部102对各燃烧器控制器11A~11C指示停止吹扫,由此结束整体吹扫。

在整体吹扫刚结束之后的时刻t4,安全控制装置10的指示部102对燃烧器控制器11A输出燃烧器22A的点火指示。收到点火指示的燃烧器控制器11A开始遵循点火顺序的点火动作。

首先,点火顺序控制部112对吹扫控制部114指示打开空气阀41A。此处,由于单体吹扫的执行时间被设定为第1预吹扫时间T1(=0),因此,例如若在时刻t5从风压开关42A输出表示检测到一定以上的压力的检测信号26A,则点火顺序控制部112对点火控制部115指示燃烧器的点火而不进行吹扫时间的计时。收到指示的点火控制部115打开安全截止阀31A而对燃烧器22A供给燃料,并开始试点火。由此,燃烧器22A点燃。

经过燃烧器22A的点火期间后,例如在时刻t6,燃烧器控制器11A的火焰判定部116对安全控制装置10输出表示已产生稳定的火焰的火焰判定信息。收到该火焰判定信息的安全控制装置10通过动作模式设定部101将动作模式从“初启动模式”切换至“普通动作模式”。相应地,各燃烧器控制器11A~11C的吹扫时间设定部111将单体吹扫的执行时间从“第1预吹扫时间T1”变更为“第2预吹扫时间T2”。

当控制装置5在切换至普通动作模式后的时刻t7对燃烧控制装置1输出对于依序启动的顺序中的应接着点火的燃烧器例如燃烧器22B的点火指示时,安全控制装置10对燃烧器控制器11B输出燃烧器22B的点火指示。收到点火指示的燃烧器控制器11B开始遵循点火顺序的点火动作。

如上所述,由于单体吹扫的执行时间从第1吹扫时间T1变更为了第2预吹扫时间T2,因此燃烧器控制器11B的点火顺序控制部112首先对吹扫控制部114指示打开空气阀41A,由此开始燃烧空间21B的预吹扫。其后,例如若在时刻t8从风压开关42B输出表示检测到一定以上的压力的检测信号26B,则点火顺序控制部112开始吹扫时间的计时。继而,例如若计时时间在时刻t9与第2预吹扫时间T2一致,则点火顺序控制部112对吹扫控制部114指示停止吹扫,由此结束燃烧空间21B的单体吹扫。

燃烧空间21B的单体吹扫结束后,在燃烧器控制器11B中,点火顺序控制部112对点火控制部115指示燃烧器22B的点火。收到指示的点火控制部115打开安全截止阀31B而对燃烧器22B供给燃料,并开始试点火。由此,燃烧器22B点燃。

其后,例如当控制装置5在时刻t10对燃烧控制装置1输出对于在依序启动的顺序中应最后点火的燃烧器即燃烧器22C的点火的要求时,安全控制装置10对燃烧器控制器11C输出燃烧器22C的点火指示。收到点火指示的燃烧器控制器11C与上述燃烧器控制器11B同样地进行遵循点火顺序的点火动作。即,燃烧器控制器11C在进行第2预吹扫时间T2的单体吹扫后对燃烧器22C进行点火。由此,所有燃烧器22A~22C点燃。

接着,对同时启动时的燃烧器的点火动作进行说明。

图4为用以说明由实施方式的燃烧控制装置进行的同时启动时的燃烧器的点火动作的时间图。

如图4所示,例如当燃烧系统500在时刻t0启动时,动作模式设定部101选择“初启动模式”,相应地,吹扫时间设定部111设定第1预吹扫期间T1(=0)作为单体吹扫的执行时间。

其后,控制装置5按照同时启动的顺序,对燃烧控制装置1输出燃烧室2的燃烧要求。具体而言,控制装置5对燃烧控制装置1输出在同时启动的顺序中应点火的所有燃烧器即燃烧器22A~22C的燃烧要求。收到该燃烧要求的燃烧控制装置1例如在时刻t1执行整体吹扫。整体吹扫中的具体处理步骤与上述图3相同。

当整体吹扫在时刻t3结束时,在其之后不久的时刻t4,安全控制装置10的指示部102对各燃烧器控制器11A~11C输出燃烧器22A~22C的点火指示。收到点火指示的各燃烧器控制器11A~11C开始遵循点火顺序的点火动作。

具体而言,在各燃烧器控制器11A~11C中,点火顺序控制部112对吹扫控制部114指示打开空气阀41A~41C。此处,由于单体吹扫的执行时间被设定为第1预吹扫时间T1(=0),因此,例如若在时刻t5从各风压开关42A~42C输出表示检测到一定以上的压力的检测信号26A~26C,则在各燃烧器控制器11A~11C中,点火顺序控制部112对点火控制部115指示燃烧器的点火而不进行吹扫时间的计时。收到指示的点火控制部115打开安全截止阀31A~31C而对燃烧器22A~22C供给燃料,并开始试点火。由此,燃烧器22A~22C点燃。

燃烧器22A~22C点燃后,例如在时刻t6,各燃烧器控制器11A~11C的火焰判定部116对安全控制装置10分别输出表示已产生稳定的火焰的火焰判定信息。收到这些火焰判定信息的安全控制装置10判定在初启动模式下同时点火对象的所有燃烧器22A~22C均正常点燃,从而通过动作模式设定部101将动作模式从“初启动模式”切换至“普通动作模式”。相应地,各燃烧器控制器11A~11C的吹扫时间设定部111将单体吹扫的执行时间从“第1预吹扫时间T1”变更为“第2预吹扫时间T2”。

其后,例如燃烧器22B在时刻t7熄火,在时刻t8再次由控制装置5要求燃烧器22B的再点火。在该情况下,安全控制装置10的指示部102对燃烧器控制器11B指示燃烧器22B的点火。

在该情况下,如上所述,由于单体吹扫的执行时间从第1吹扫时间T1变更为了第2预吹扫时间T2,因此燃烧器控制器11B的点火顺序控制部112首先对吹扫控制部114指示打开空气阀41AB,由此开始燃烧空间21B的预吹扫。其后,例如若在时刻t9从风压开关42B输出表示检测到一定以上的压力的检测信号26B,则点火顺序控制部112开始吹扫时间的计时。继而,例如若计时时间在时刻t10与第2预吹扫时间T2一致,则点火顺序控制部112对吹扫控制部114指示停止吹扫,由此结束燃烧空间21B的单体吹扫。

燃烧空间21B的单体吹扫结束后,在燃烧器控制器11B中,点火顺序控制部112对点火控制部115指示燃烧器22B的点火。收到指示的点火控制部115打开安全截止阀31B而对燃烧器22B供给燃料,并开始试点火。由此,燃烧器22B再次点燃。

〈燃烧控制装置带来的效果〉

以上,根据本发明的燃烧控制装置,可分别设定初启动时的单体吹扫时间(第1预吹扫时间T1)和普通动作时的单体吹扫时间(第2预吹扫时间T2)作为对燃烧器进行点火时的各燃烧空间的单体预吹扫的执行时间。由此,在初启动时对燃烧器进行点火的情况和在普通动作时对燃烧器进行点火的情况下,可使单体吹扫的执行时间不一样,因此,可使在初启动时对燃烧器进行点火时的整体上的吹扫时间最佳化。

具体而言,如上所述,通过使第1预吹扫时间T1短于T2,一方面可在普通动作状态下的再点火时确保各燃烧器的适当的预吹扫时间,另一方面可在初启动时缩短整体吹扫的时间与单体吹扫的时间的合计吹扫时间,从而缩短到燃烧器点燃为止的时间。

尤其是通过将初启动时的单体吹扫的执行时间设定为0秒,可省略初启动时的单体吹扫。由此,即便省略了初启动时的单体吹扫,由于在初启动时会执行整体吹扫,因此可确保适当的吹扫时间,并且可进一步缩短到燃烧器点燃为止的时间。

以上,根据实施方式,对由本发明者等人完成的发明进行了具体说明,但本发明并不限定于实施方式,当然可在不脱离其主旨的范围内进行各种变更。

例如,在上述实施方式中,以燃烧系统500具有1个燃烧室2的情况为一例进行了说明,但燃烧室的个数并无特别限制。例如,燃烧系统500也可具有多个燃烧室。在该情况下,对每一燃烧室设置上述燃烧控制装置1,通过各燃烧控制装置1来控制对应的燃烧室内所设置的燃烧器22的燃烧即可。再者,各燃烧室也可具有如下结构:例如将相邻燃烧室彼此的壁的一部分开放,以使得工件可通过皮带输送机等而在燃烧室之间移动。即,各燃烧室不管是否被物理性地分离,只要为可分别控制温度或压力等的空间即可。

此外,在上述实施方式中,利用在燃烧控制装置1的制造时或上市时等写入至闪存等非易失性存储器等的信息来说明了第1预吹扫时间T1的信息1130以及第2预吹扫时间T2的信息1131,但是,即便在例如燃烧系统500的构建时或者燃烧系统500的维护时等燃烧控制装置1的制造后,也可改写第1预吹扫时间T1的信息1130以及第2预吹扫时间T2的信息1131。

此外,在上述实施方式中,例示了风压开关42A~42C,但只要为可确认对燃烧空间的空气的供给的装置,则并不限于风压开关。例如,可使用差压传感器或流量传感器代替风压开关42A~42C。

符号说明

1 燃烧控制装置

2 燃烧室

3 燃料流路

4 空气流路

5 控制装置

10 安全控制装置

11A~11C 燃烧器控制器

20 加热空间

21A~21C 燃烧空间

22A~22C 燃烧器

23A~23C 火焰检测信号

24A~24C、25A~25C 控制信号

26A~26C 检测信号

30、31A~31C 安全截止阀

40 鼓风机

41A~41C 空气阀

42A~42C 风压开关

101 动作模式设定部

102 指示部

111 吹扫时间设定部

112 点火顺序控制部

113 存储部

1130 第1预吹扫时间T1的信息

1131 第2预吹扫时间T2的信息

114 吹扫控制部

115 点火控制部

116 火焰判定部。

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