燃烧控制装置以及燃烧控制方法与流程

文档序号:15609959发布日期:2018-10-09 20:18阅读:373来源:国知局

本发明涉及一种燃烧控制技术,其根据基于火焰传感器的传感器输出检测到的火焰的有无来控制燃烧。



背景技术:

在工业炉、锅炉、冷暖设备、厨房设备、热交换器等中使用的燃烧设备中,设置检测燃烧器中的火焰的光量并以电信号的方式输出的火焰传感器,根据该火焰传感器的传感器输出和预先设定的的阈值,通过燃烧控制装置来检测有无火焰,并且根据该检测结果来控制燃烧。

以往,在这样的燃烧控制装置中,为了抑制由火焰的晃动而产生的火焰传感器的输出变动的影响,以比点火检测时的传感器输出即点火检测电平低的熄火检测电平来检测火焰的熄灭,即根据滞后现象特性来检测有无火焰(例如参照专利文献1等)。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本专利特公平7-15328号公报

【专利文献2】日本专利登记第3943478号



技术实现要素:

【发明要解决的问题】

但是,在这样的现有技术中,由于是通过将火焰传感器的传感器输出与阈值进行比较来检测有无火焰,因此还想到有如下的情况:在由于外部光或杂散光等干扰光的影响,而存在熄火检测电平以上且点火检测电平以下的光量的假火焰这样的环境下,即使点火后火焰熄灭,火焰传感器的传感器输出也不会降低到熄火检测电平。因此,在这种情况下,由于不能检测到因火焰熄灭而导致的熄火,在火焰熄灭后燃料还被继续排放,存在变为非常危险的状态的可能性。

为了抑制这种干扰的影响,提出了设计燃烧器结构来防止干扰光进入火焰传感器的技术(例如参照专利文献2等)。但是,采取了什么样的应对取决于设备制造商,很难说在所有的燃烧装置都可靠地采取了这样的对策。此外,为了适用这样的燃烧器结构,需要进行现有的燃烧器的更换等针对现有的燃烧设备的变更,,因此对策的成本将大幅增加。

为了解决这样的问题,本发明的目的在于提供了不变更现有的燃烧设备就能够相对于干扰光安全地控制燃烧设备的燃烧控制技术。

【解决问题的技术手段】

为了达成这种目的,本发明的燃烧控制装置,其基于从火焰传感器的传感器输出检测到的燃烧设备内的燃烧火焰的有无来控制所述燃烧设备中的燃烧,所述燃烧控制装置的特征在于,包括:火焰检测调整部,其根据在所述燃烧设备中的尝试点火前从所述火焰传感器得到的、表示干扰光的传感器输出来调整预先设定的基准阈值,并且输出所得到的调整阈值;燃烧火焰检测部,其根据在所述燃烧设备中的燃烧过程中从所述火焰传感器得到的传感器输出和所述调整阈值,来检测所述燃烧设备内有无燃烧火焰的;以及燃烧控制部,其根据由所述燃烧火焰检测部得到的燃烧火焰检测结果来控制所述燃烧设备中的燃烧。

此外,在本发明的所述燃烧控制装置的一个构成例中,所述火焰检测调整部通过对所述尝试点火前从所述火焰传感器得到的多个传感器输出进行统计处理,来计算表示干扰光的大小的调整值,通过将所述调整值加到所述基准阈值来调整所述基准阈值,并输出得到的所述调整阈值。

此外,在本发明的所述燃烧控制装置的一个结构例中,所述基准阈值是由第一基准阈值和低于所述第一基准阈值的第二基准阈值构成,所述火焰检测调整部输出调整所述第一基准阈值而得到的第一调整阈值和调整所述第二基准阈值而得到的低于所述第一调整阈值的第二调整阈值,所述燃烧火焰检测部在所述燃烧设备中的燃烧过程中得到的所述火焰传感器的传感器输出在所述第一调整阈值以上的情况下,检测出所述燃烧设备内有燃烧火焰,在所述传感器输出在所述第二调整阈值以下的情况下,检测出没有燃烧火焰。

此外,本发明的燃烧控制方法,其基于从火焰传感器的传感器输出检测到的燃烧设备内的燃烧火焰的有无来控制所述燃烧设备中的燃烧,所述燃烧控制方法的特征在于,包括:火焰检测调整步骤,火焰检测调整部根据在所述燃烧设备中的尝试点火前从所述火焰传感器得到的、表示干扰光的传感器输出来调整预先设定的基准阈值,并且输出所得到的调整阈值;燃烧火焰检测步骤,燃烧火焰检测部根据在所述燃烧设备中的燃烧过程中从所述火焰传感器得到的传感器输出和所述调整阈值来检测所述燃烧设备内有无燃烧火焰;以及燃烧控制步骤,燃烧控制部根据由所述燃烧火焰检测步骤得到的燃烧火焰检测结果来控制所述燃烧设备中的燃烧。

【发明的效果】

根据本发明,以表示干扰光的大小的调整值来调高基准阈值而得到的调整阈值被用于检测燃烧设备内有无燃烧火焰。因此,即使当潜在地存在干扰光这样的情况下,也能够抑制干扰光对燃烧火焰有无的检测的影响。所以,能够相对于干扰光安全地控制燃烧设备。此外,由于是在燃烧控制装置侧调整燃烧火焰检测用的阈值,所以不需要不需要改变燃烧器结构以避免干扰光进入火焰传感器。由此,不需要更换现有的燃烧器等、以及不需要对现有的燃烧设备进行变更,因此能够抑制对策的成本的大幅增加。

附图说明

图1为表示燃烧控制装置的结构的框图。

图2为表示调整值的计算的说明图。

图3为表示阈值的调整的说明图。

图4为表示阈值调整处理的流程图。

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。

【燃烧控制装置】

首先,参考图1,对本实施方式的燃烧控制装置10进行说明。图1为表示燃烧控制装置的结构的框图。

燃烧控制装置10是根据来自火焰传感器20的传感器输出s来进行燃烧设备30的燃烧控制的装置。

燃烧设备30是用于工业炉、锅炉、冷暖设备、厨房设备、热交换器等的一般的燃烧设备,其具有通过燃烧器燃烧燃料而产生热能的功能。

火焰传感器20是检测燃烧设备30的燃烧器中的火焰的光量并进行电转换,并且作为传感器输出s向燃烧控制装置10输出的传感器。

在燃烧控制装置10中设置有作为主要功能部的燃烧火焰检测部11、火焰检测调整部12以及燃烧控制部13。这些功能部可以通过使用ic的控制电路来构成,也可以通过使cpu和程序协作来实现。

燃烧火焰检测部11具有:在燃烧设备30中的尝试点火前获取火焰传感器20的传感器输出s并将其输出到火焰检测调整部12的功能;以及根据在燃烧设备30中的燃烧过程中从火焰传感器20得到的传感器输出s和从火焰检测调整部12输出的调整阈值h,来检测燃烧设备30中有无燃烧火焰的功能。

火焰检测调整部12具有根据在燃烧设备30中的尝试点火前从燃烧火焰检测部11输出的、表示干扰光的火焰传感器20的传感器输出s来调整预先设定的的基准阈值hs,并且将得到的调整阈值h输出到燃烧火焰检测部11的功能。

具体而言,火焰检测调整部12具有:通过对尝试点火前从火焰传感器20得到的多个传感器输出s进行统计处理来计算表示干扰光的大小的调整值p的功能;通过将调整值p加到基准阈值hs来调整基准阈值hs,并且输出所得到的调整阈值hp的功能。

图2为表示调整值的计算的说明图。在此,将从燃烧设备30中的尝试点火前的时间t0到时间t1预先设定为检测期间tp,并且通过对在该检测期间tp中从火焰传感器20得到的多个传感器输出s进行统计处理,来计算表示外部光或杂散光等干扰光的大小的调整值p。作为调整值p的具体示例,可以通过计算这些多个传感器输出s的平均值、最大值、最小值和中位数等这些多个传感器输出s的代表值的一般统计处理来得到。

图3为表示阈值的调整的说明图。基准阈值hs具有滞后现象特性,并且由第一基准阈值hs1(点火检测电平)和低于该hs1的第二基准阈值hs2(熄火检测电平)构成。火焰检测调整部12通过在这些hs1、hs2上加上调整值p,分别计算第一调整阈值h1(点火检测电平)和低于h1的第二调整阈值h2(熄火检测电平)。

由此,以表示干扰光的大小的调整值p来调高基准阈值hs所得的值作为调整阈值h被输出到燃烧火焰检测部11。另外,在没有干扰光的情况下,调整值p表示为零,并且将与基准阈值hs相等的调整阈值h输出到燃烧火焰检测部11。

因此,在燃烧设备30中的燃烧过程中得到的火焰传感器20的传感器输出s在第一调整阈值h1(点火检测电平)以上的情况下,燃烧火焰检测部11检测为燃烧设备30内有燃烧火焰bon,在传感器输出s在第二调整阈值h2以下的情况下,检测为没有燃烧火焰boff,并且将这些作为燃烧火焰检测结果b输出到燃烧控制部13。

燃烧控制部13具有在燃烧设备30中的燃烧过程中根据来自燃烧火焰检测部11的燃烧火焰检测结果b来控制燃烧设备30中的燃烧的功能。这里的燃烧控制与传统的一样,例如,在燃烧火焰检测结果b表示有燃烧火焰bon的情况下,将指示对于燃烧器的燃料供给的控制信号c输出到燃烧设备30,当燃烧火焰检测结果b表示没有燃烧火焰boff的情况下,将指示停止对于燃烧器的燃料供给的控制信号c输出到燃烧设备30。

另外,燃烧火焰检测部11和火焰检测调整部12能够安装在火焰传感器20上,而不是安装在燃烧控制装置10上。此外,关于调整值p,能够使用通过机器学习而学习到的值而不是使用通过统计处理得到的值。

【本实施方式的操作】

接着,参考图4,对本实施方式的燃烧控制装置10的动作进行说明。图4为表示阈值调整处理的流程图。

在燃烧设备30中开始尝试点火前,燃烧控制部13执行图4的阈值调整处理。

首先,火焰检测调整部12在燃烧设备30中的尝试点火前获取从燃烧火焰检测部11输出的、表示干扰光的火焰传感器20的传感器输出s(步骤100)。此时,传感器输出s能够不经由燃烧火焰检测部11而直接从火焰传感器20获取。

接着,火焰检测调整部12通过对在预先设定的检测期间tp中包括的多个传感器输出s进行统计处理,来计算表示外部光或杂散光等干扰光的大小的调整值p(步骤101)。

然后,火焰检测调整部12通过将调整值p加到预先设定的的基准阈值hs1、hs2来计算调整阈值h1、h2(步骤102),并且将得到的调整阈值h1、h2输出到燃烧火焰检测部11(步骤103),结束一连串的阈值调整处理。

【本实施方式的效果】

如此,在本实施方式中,火焰检测调整部12根据在燃烧设备30中的尝试点火前从火焰传感器20得到的、表示干扰光的传感器输出s来调整预先设定的的基准阈值hs,并输出得到的调整阈值h,燃烧火焰检测部11根据在燃烧设备30中的燃烧过程中从火焰传感器20得到的传感器输出s和调整阈值h,来检测燃烧设备30内有无燃烧火焰。

由此,以表示干扰光的大小的调整值p来调高基准阈值hs而得到的调整阈值h被用于检测燃烧设备30内有无燃烧火焰。因此,即使在潜在地存在干扰光的情况下,也能够抑制干扰光对燃烧火焰有无的检测的影响。所以,能够相对于干扰光安全地控制燃烧设备30。由于是在燃烧控制装置10侧调整燃烧火焰检测用的阈值,所以不需要不需要改变燃烧器结构以避免干扰光进入火焰传感器20。由此,不需要更换现有的燃烧器等、以及不需要对现有的燃烧设备30进行变更,因此能够抑制对策的成本的大幅增加。

【实施方式的扩展】

以上,参考实施方式对本发明进行了说明,但本发明并不限定于上述实施方式。可在本发明的范围内对本发明的构成或细节进行本领域技术人员可理解的各种变更。

符号说明

10燃烧控制装置,11燃烧火焰检测部,12火焰检测调整部,13燃烧控制部,20火焰传感器,30燃烧设备,s传感器输出,h调整阈值,h1第一调整阈值,h2第二调整阈值,hs基准阈值,hs1第一基准阈值,hs2第二基准阈值,b燃烧火焰检测结果,p调整值,c控制信号。

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