JP2019215098A - Combustion device - Google Patents

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Abstract

To provide a combustion device capable of preventing a combustion property from deteriorating, while suppressing increase in the number of components and increase in the production cost.SOLUTION: A combustion device includes: a first nozzle for jetting a fuel at a low combustion stage; a second nozzle for jetting a fuel at a medium combustion stage and a high combustion stage; and a third nozzle for jetting a fuel at the high combustion stage. Regarding the second nozzle and the third nozzle, the jet amount is adjusted by one multi control valve, and in the case of shifting from the low combustion stage to the middle combustion stage, the fuel supply to the second nozzle is started by controlling the opening of the multi control valve while maintaining the fuel supply to the first nozzle (t2), and then, the fuel supply to the first nozzle is stopped before the opening becomes the opening in which the maximum amount of the fuel is supplied to the second nozzle (t3).SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、燃焼室に燃料を噴出して燃焼させる燃焼装置に関する。   The present invention relates to a combustion device for injecting fuel into a combustion chamber and burning it.

従来から、燃料を噴射するノズルとして燃料の噴射量が異なる3つのノズルを備え、蒸気圧力に応じて、全てのノズルから燃料を噴射して燃焼させる100%燃焼、2つのノズルから燃料を噴射して燃焼させる65%燃焼、および1つのノズルから燃料を噴射して燃焼させる30%燃焼のうちのいずれかに制御するボイラ装置がある(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, three nozzles having different fuel injection amounts are provided as nozzles for injecting fuel, and 100% combustion in which fuel is injected from all nozzles and burned according to vapor pressure, and fuel is injected from two nozzles. There is a boiler device that controls to either 65% combustion in which fuel is burned by combustion or 30% combustion in which fuel is injected from one nozzle and burns (for example, see Patent Document 1).

特開平6−147402号公報JP-A-6-147402

しかしながら、従来の燃焼装置では、100%燃焼および65%燃焼などの燃焼状態において複数のノズルから燃料が噴射される。この場合、各ノズルから噴射される燃料が重なり合った状態で燃焼するために、燃焼不良が生じ、例えば煤やNox等の発生量が多くなってしまう虞があった。   However, in a conventional combustion device, fuel is injected from a plurality of nozzles in a combustion state such as 100% combustion and 65% combustion. In this case, since the fuel injected from each nozzle burns in an overlapping state, poor combustion occurs, and for example, there is a possibility that the generation amount of soot, Nox, or the like increases.

この点を解消すべく、燃料を噴射するノズルの平均的な数を少なくするために、例えば、燃焼状態を移行する際に移行先の燃焼状態に対応するノズルに火移りさせて、移行元のノズルからの噴射を停止させることが考えられる。しかし、この場合には、失火させることなく火移りさせるために、移行先の燃焼状態に対応するノズルから燃料を少しずつ噴射させる必要がある。このため、ノズルから燃料を噴射させる燃料供給ラインとは別に燃料を少しずつ噴射させるための火移り専用の燃料供給ラインを設けことや、各ノズルに対応させて燃料の流量を調整する調整弁を設ける必要がある。その結果、部品点数が増加するとともに、製造コストが上昇してしまう虞がある。   In order to solve this point, in order to reduce the average number of nozzles for injecting fuel, for example, when shifting the combustion state, the nozzle corresponding to the combustion state of the transition destination is ignited, It is conceivable to stop the injection from the nozzle. However, in this case, it is necessary to inject fuel little by little from the nozzle corresponding to the combustion state of the transition destination in order to make the fire without misfiring. For this reason, a separate fuel supply line for injecting fuel little by little is provided separately from the fuel supply line that injects fuel from the nozzles, and an adjustment valve that adjusts the flow rate of fuel corresponding to each nozzle is provided. Must be provided. As a result, there is a possibility that the number of parts increases and the manufacturing cost increases.

本発明は、かかる実情に鑑み考え出されたものであり、部品点数の増加および製造コストの上昇を抑えつつ、燃焼性が低下してしまうことを防止できる燃焼装置を提供するものである。   The present invention has been conceived in view of such circumstances, and provides a combustion device that can prevent a decrease in flammability while suppressing an increase in the number of parts and an increase in manufacturing cost.

本発明のある局面に従う燃焼装置は、燃料を噴出する第1噴出部と、第1噴出部に供給する燃料を制御する燃料制御弁と、燃料を噴出する第2噴出部および第3噴出部と、前記第2噴出部および前記第3噴出部に供給する燃料の流量を調整する多方調整弁と、前記燃料制御弁の開閉および前記多方調整弁の開度を制御する制御部とを備え、前記制御部は、第1燃焼段階においては、前記燃料制御弁を制御して前記第1噴出部に燃料を供給し、前記第1燃焼段階から、前記第1燃焼段階よりも燃焼量が大きい第2燃焼段階へ移行する場合、前記第1噴出部への燃料供給を維持しつつ前記多方調整弁の開度を制御して前記第2噴出部への燃料供給を開始した後、前記第2噴出部に最大量の燃料が供給される開度となるまでの間に、前記燃料制御弁を制御して前記第1噴出部への燃料供給を停止する。   A combustion device according to an aspect of the present invention includes a first ejection unit that ejects fuel, a fuel control valve that controls fuel supplied to the first ejection unit, a second ejection unit that ejects fuel, and a third ejection unit. A multi-way adjustment valve that adjusts a flow rate of fuel supplied to the second ejection section and the third ejection section, and a control section that controls opening and closing of the fuel control valve and opening degree of the multi-way adjustment valve, The control section controls the fuel control valve to supply fuel to the first ejection section in the first combustion stage, and the second combustion section has a larger combustion amount than the first combustion stage from the first combustion stage. When shifting to the combustion stage, after controlling the opening of the multi-way regulating valve to start fuel supply to the second ejection part while maintaining fuel supply to the first ejection part, the second ejection part is started. Until the maximum amount of fuel is supplied to the opening, Control to stop the fuel supply to the first ejection part.

上記の構成によれば、多方調整弁により第2噴出部および第3噴出部に供給する燃料の流量を調整でき、燃焼装置の部品点数の増加および製造コストの上昇を抑えることができる。また、第2燃焼段階においては第1噴出部への燃料供給を停止し第2噴出部から噴出する燃料を燃焼させるため、燃焼不良の発生を低減することができる。   According to the configuration described above, the flow rate of the fuel supplied to the second ejection portion and the third ejection portion can be adjusted by the multi-way adjustment valve, so that an increase in the number of components of the combustion device and an increase in manufacturing cost can be suppressed. Further, in the second combustion stage, the supply of fuel to the first ejection portion is stopped and the fuel ejected from the second ejection portion is burned, so that occurrence of poor combustion can be reduced.

好ましくは、前記制御部は、前記第2燃焼段階よりも燃焼量が大きい第3燃焼段階においては、前記多方調整弁の開度を制御して前記第2噴出部に最大量の燃料を供給しつつ、前記第3噴出部に供給する燃料の流量を制御する。   Preferably, in the third combustion stage in which the combustion amount is larger than the second combustion stage, the control unit controls the opening of the multi-way regulating valve to supply a maximum amount of fuel to the second ejection unit. While controlling the flow rate of the fuel supplied to the third jetting section.

上記の構成によれば、多方調整弁の開度を制御することにより、第2燃焼段階および第3燃焼段階における燃焼量を調整できる。このため、制御部による処理を簡略化できるとともに処理負担を軽減できる。   According to the above configuration, the amount of combustion in the second combustion stage and the third combustion stage can be adjusted by controlling the opening of the multi-way adjustment valve. Therefore, the processing by the control unit can be simplified and the processing load can be reduced.

好ましくは、前記制御部は、前記第1燃焼段階から前記第2燃焼段階へ移行する場合、前記多方調整弁の開度が前記第2噴出部に最大量の燃料が供給される開度未満の予め定められた開度に到達した後においては、当該開度に到達するまでの間に、前記多方調整弁が開く速度よりも速い速度で開くように、前記多方調整弁の開度を制御する。   Preferably, when the control unit shifts from the first combustion stage to the second combustion stage, the opening of the multi-way regulating valve is smaller than the opening at which the maximum amount of fuel is supplied to the second ejection unit. After reaching a predetermined opening, the opening of the multi-way adjustment valve is controlled so that the opening of the multi-way adjustment valve is faster than the opening speed of the multi-way adjustment valve until the opening is reached. .

上記の構成によれば、第1噴出部から第2噴出部に火移りさせる際の失火を防止するとともに、火移りさせた後においては第2噴出部のみにより第2燃焼段階の燃焼量となるように急速に制御できる。   According to the above configuration, it is possible to prevent a misfire when the fire is transferred from the first ejection part to the second ejection part, and after the fire is made, the combustion amount in the second combustion stage is obtained only by the second ejection part. As fast as you can.

好ましくは、前記制御部は、前記第2燃焼段階から前記第1燃焼段階へ移行する場合、前記多方調整弁の開度を制御して前記第2噴出部に最大量の燃料が供給される開度から閉じた状態となるまでの間に、前記燃料制御弁を制御して前記第1噴出部に燃料を供給する。   Preferably, when the control unit shifts from the second combustion stage to the first combustion stage, the control unit controls an opening degree of the multi-way adjustment valve to supply a maximum amount of fuel to the second ejection unit. The fuel control valve is controlled to supply fuel to the first jetting portion from the time when the fuel injection valve is closed.

上記の構成によれば、第2噴出部から第1噴出部に火移りさせる際の失火を防止できる。   According to the above configuration, it is possible to prevent a misfire when the fire is transferred from the second ejection portion to the first ejection portion.

燃焼装置の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows the structure of a combustion apparatus typically. 燃焼装置の動作を示すタイムチャートである。4 is a time chart illustrating an operation of the combustion device.

<概略構成について>
以下に、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。まず、図1を参照して、本実施の形態に係る燃焼装置1の概略構成について説明する。燃焼装置1は、油焚きボイラやガス焚きボイラなどに搭載される。
<About schematic structure>
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, a schematic configuration of a combustion device 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The combustion device 1 is mounted on an oil-fired boiler, a gas-fired boiler, or the like.

燃焼装置1は、燃料を噴出する第1ノズル4、第2ノズル2、および第3ノズル3と、複数のバルブ41〜45と、これらのバルブ41〜45の開閉(あるいは開度)を制御する制御部5とを備える。なお、燃料は、油などの液体であってもよく、ガスなどの気体であってもよい。   The combustion device 1 controls a first nozzle 4, a second nozzle 2, and a third nozzle 3 for ejecting fuel, a plurality of valves 41 to 45, and opening and closing (or opening degrees) of these valves 41 to 45. And a control unit 5. Note that the fuel may be a liquid such as oil or a gas such as a gas.

第1ノズル4、第2ノズル2、および第3ノズル3は、それぞれ、燃焼室9に燃料を噴出するための第1〜第3噴出部を構成する。なお、噴出部としてノズルを例示するが、噴出部は、燃料を噴出できる部材であればノズルに限らず他の部材により構成されるものであってもよい。   The first nozzle 4, the second nozzle 2, and the third nozzle 3 constitute first to third ejection parts for ejecting fuel to the combustion chamber 9, respectively. In addition, although a nozzle is illustrated as an ejection part, the ejection part is not limited to the nozzle as long as it is a member capable of ejecting fuel, and may be constituted by another member.

第1ノズル4は、燃焼開始時に燃料を噴出し、噴出した燃料が着火装置(例えば点火トランスなど)により着火される。そのため、第1ノズル4は着火ノズルとしても機能する。第2ノズル2は、燃料を噴出して、第1ノズル4により着火される。第3ノズル3は、燃料を噴出して、第2ノズル2により着火される。   The first nozzle 4 ejects fuel at the start of combustion, and the ejected fuel is ignited by an ignition device (for example, an ignition transformer). Therefore, the first nozzle 4 also functions as an ignition nozzle. The second nozzle 2 ejects fuel and is ignited by the first nozzle 4. The third nozzle 3 ejects fuel and is ignited by the second nozzle 2.

燃焼室9における燃料の燃焼段階は、これらのノズル2〜4各々から噴出させる燃料の量、すなわち燃料の噴出量に応じて変化する。具体的には、第1ノズル4が噴出する燃料を燃焼させる第1燃焼段階と、第2ノズル2から噴出される燃料を燃焼させる第2燃焼段階と、第2ノズル2および第3ノズル3各々から噴出される燃料を燃焼させる第3燃焼段階とが設けられている。燃焼量は、第1燃焼段階、第2燃焼段階、第3燃焼段階の順に大きくなるため、以下の説明では、第1燃焼段階を低燃焼段階、第2燃焼段階を中燃焼段階、第3燃焼段階を高燃焼段階ともいう。   The combustion stage of the fuel in the combustion chamber 9 changes according to the amount of fuel ejected from each of the nozzles 2 to 4, that is, the amount of fuel ejected. Specifically, a first combustion stage in which the fuel ejected from the first nozzle 4 is burned, a second combustion stage in which the fuel ejected from the second nozzle 2 is burned, and each of the second nozzle 3 and the third nozzle 3 And a third combustion stage for burning fuel ejected from the fuel cell. Since the amount of combustion increases in the order of the first combustion stage, the second combustion stage, and the third combustion stage, in the following description, the first combustion stage is a low combustion stage, the second combustion stage is a medium combustion stage, and the third combustion stage. The stage is also called the high combustion stage.

第1ノズル4、第2ノズル2および第3ノズル3の径(内径)は、いずれも同じであってもよいし、異なっていてもよい。後者の場合、それぞれの最大噴出量(流量)が、「第1ノズル4<第2ノズル2<第3ノズル3」の関係となるようにしてもよい。   The diameters (inner diameters) of the first nozzle 4, the second nozzle 2, and the third nozzle 3 may be the same or different. In the latter case, the respective maximum ejection amounts (flow rates) may have a relationship of “first nozzle 4 <second nozzle 2 <third nozzle 3”.

本実施の形態では、燃料タンク8から第1ノズル4、第2ノズル2、および第3ノズル3への燃料の供給は、主経路6から分岐した3つの経路61,62a,62bを介して行われる。具体的には、主経路6は、途中位置において第1および第2経路61,62に分岐しており、第2経路62がさらに、途中位置において2つの経路62a,62bに分岐している。第1ノズル4は第1経路61に接続されている。第2ノズル2は、第2経路62のうちの一方の経路62aに接続され、第3ノズル3は、第2経路62のうちの他方の経路62bに接続されている。   In the present embodiment, the supply of fuel from the fuel tank 8 to the first nozzle 4, the second nozzle 2, and the third nozzle 3 is performed via three paths 61, 62a, and 62b branched from the main path 6. Is More specifically, the main route 6 branches into first and second routes 61 and 62 at an intermediate position, and the second route 62 further branches into two routes 62a and 62b at an intermediate position. The first nozzle 4 is connected to the first path 61. The second nozzle 2 is connected to one of the second paths 62 a, and the third nozzle 3 is connected to the other of the second paths 62 b.

バルブ41は、主経路6上に設けられ、たとえば、開状態および閉状態の2つの状態に切り替え可能なバルブ、すなわち切り替えバルブである。バルブ42は、第1経路61上に設けられた切り替えバルブである。バルブ43は、第2経路62の分岐点に設けられた多方調整弁(三方弁)である。バルブ44は、第2経路62の一方の経路62a上に設けられた切り替えバルブである。バルブ45は、第2経路62の他方の経路62bに設けられた切り替えバルブである。   The valve 41 is provided on the main path 6 and is, for example, a valve that can be switched between an open state and a closed state, that is, a switching valve. The valve 42 is a switching valve provided on the first path 61. The valve 43 is a multi-way adjusting valve (three-way valve) provided at a branch point of the second path 62. The valve 44 is a switching valve provided on one path 62 a of the second path 62. The valve 45 is a switching valve provided on the other path 62 b of the second path 62.

多方調整弁としてのバルブ43は、開度調整が可能な絞り弁であり、たとえばモータバルブにより構成される。切り替えバルブとしてのバルブ41,42,44,45は、たとえば電磁弁により構成されるが、バルブ43と同様にモータバルブにより構成されるものであってもよい。以下の説明においては、これらの区別を容易にするために、バルブ41をメイン電磁弁、バルブ42を第1電磁弁、バルブ44を第2電磁弁、バルブ45を第3電磁弁、バルブ43を多方調整弁と称する。   The valve 43 as a multi-way adjustment valve is a throttle valve whose opening degree can be adjusted, and is constituted by, for example, a motor valve. The valves 41, 42, 44, and 45 as switching valves are configured by, for example, solenoid valves, but may be configured by a motor valve similarly to the valve 43. In the following description, in order to facilitate these distinctions, the valve 41 is a main solenoid valve, the valve 42 is a first solenoid valve, the valve 44 is a second solenoid valve, the valve 45 is a third solenoid valve, and the valve 43 is a It is called a multi-way regulating valve.

制御部5は、電磁弁41,42,44,45の開閉を制御するとともに、多方調整弁43の開度を制御(調整)する。制御部5は、多方調整弁43の開度を比例制御できる。制御部5は、内部にメモリ、タイマ、および演算処理部を含むコンピュータにより実現される。   The control unit 5 controls opening and closing of the solenoid valves 41, 42, 44, 45 and controls (adjusts) the opening of the multi-way adjustment valve 43. The control unit 5 can proportionally control the opening of the multi-way adjustment valve 43. The control unit 5 is realized by a computer including a memory, a timer, and an arithmetic processing unit inside.

<動作について>
図2を参照して、本実施の形態に係る燃焼装置1の動作について説明する。図2には、各ノズルの噴出量の変化が時間軸に沿って示されている。なお、燃焼前においては、全てのバルブ41〜45は閉状態となっている。
<Operation>
With reference to FIG. 2, the operation of the combustion device 1 according to the present embodiment will be described. FIG. 2 shows a change in the ejection amount of each nozzle along a time axis. Before combustion, all valves 41 to 45 are in a closed state.

制御部5は、燃焼を開始する際(t1)に、メイン電磁弁41を開状態とし、その後(または同時に)、第1電磁弁42を開状態として第1ノズル4に燃料を供給する。これにより、第1ノズル4から燃料が最大噴出量(100%)で噴出される。この状態で着火装置から事前に発生しているスパークにより着火が行われる。制御部5は、低燃焼段階においては、第1ノズル4のみから燃料を噴出させる。高燃焼段階において第2ノズル2および第3ノズル3からの燃料の噴出量を「100」とした場合、低燃焼段階における第1ノズル4からの燃料の噴出量は、「25」となるように定められている。このため、低燃焼段階における燃焼量は、高燃焼段階における燃焼量の25/100となる。   When starting the combustion (t1), the control unit 5 opens the main solenoid valve 41, and then (or simultaneously) opens the first solenoid valve 42 to supply fuel to the first nozzle 4. Thereby, the fuel is ejected from the first nozzle 4 at the maximum ejection amount (100%). In this state, ignition is performed by a spark generated in advance from the ignition device. The control unit 5 causes the fuel to be ejected only from the first nozzle 4 in the low combustion stage. Assuming that the ejection amount of fuel from the second nozzle 2 and the third nozzle 3 is “100” in the high combustion stage, the ejection amount of fuel from the first nozzle 4 in the low combustion stage is “25”. Stipulated. Therefore, the amount of combustion in the low combustion stage is 25/100 of the amount of combustion in the high combustion stage.

低燃焼段階から中燃焼段階へ移行する場合、制御部5は、第1ノズル4への燃料供給を維持しつつ第2ノズル2への燃料供給を開始する(t2)。すなわち、制御部5は、メイン電磁弁41を開状態としたままで、第2電磁弁44を開状態にするとともに、多方調整弁43の開度を比例的に大きくしていく。このように、燃焼室9における燃焼状態を低燃焼段階から中燃焼段階へ移行させる場合に、制御部5は、第1ノズル4への燃料供給を維持しつつ多方調整弁43の開度を制御して第2ノズル2への燃料供給を開始する。これにより、第2ノズル2への燃料供給を徐々に増加させることができるため、部品点数を増加させることなく、低燃焼段階から中燃焼段階へ移行する場合の失火を防止できる。   When shifting from the low combustion stage to the middle combustion stage, the control unit 5 starts fuel supply to the second nozzle 2 while maintaining fuel supply to the first nozzle 4 (t2). That is, the control unit 5 opens the second solenoid valve 44 while keeping the main solenoid valve 41 in the open state, and increases the opening of the multi-way adjustment valve 43 proportionally. As described above, when shifting the combustion state in the combustion chamber 9 from the low combustion stage to the middle combustion stage, the control unit 5 controls the opening of the multi-way adjustment valve 43 while maintaining the fuel supply to the first nozzle 4. Then, fuel supply to the second nozzle 2 is started. As a result, the fuel supply to the second nozzle 2 can be gradually increased, so that it is possible to prevent misfire when shifting from the low combustion stage to the middle combustion stage without increasing the number of components.

制御部5は、多方調整弁43の開度が所定の開度に達したときに、電磁弁42を閉状態として第1ノズル4への燃料供給を停止する。所定の開度は、第2ノズル2に最大量の燃料が供給される開度(以下「最大供給開度」という)未満である。制御部5は、中燃焼段階においては、多方調整弁43の開度を最大供給開度として、第2ノズル2から最大量の燃料を噴出させる。中燃焼段階における第2ノズル2からの燃料の噴出量は、「55」となるように定められている。所定の開度は、例えば、第2ノズル2からの燃料の噴出量と第1ノズル4からの燃料の噴出量(25)との合計が、中燃焼段階における第2ノズル2からの燃料の最大噴出量(55)となる開度に定められている。より具体的に、所定の開度は、第2ノズル2からの燃料の噴出量が「30(=55−25)」となり、第2ノズル2からの最大量の約54.5%(=30/55)となる開度である。このように、多方調整弁43の開度が最大供給開度となるまでに、つまり、燃焼状態が中燃焼段階となるよりも前に、第1ノズル4への燃料供給が停止される。これにより、低燃焼段階から中燃焼段階へ移行する過程において中燃焼段階であるときよりも燃焼量が大きくなり過ぎてしまうことを防止できる。   When the opening of the multi-way adjustment valve 43 reaches a predetermined opening, the controller 5 closes the solenoid valve 42 and stops the fuel supply to the first nozzle 4. The predetermined opening is smaller than the opening at which the maximum amount of fuel is supplied to the second nozzle 2 (hereinafter, referred to as “maximum supply opening”). In the middle combustion stage, the control unit 5 causes the second nozzle 2 to eject the maximum amount of fuel by setting the opening of the multi-way adjustment valve 43 to the maximum supply opening. The amount of fuel injected from the second nozzle 2 in the middle combustion stage is determined to be “55”. The predetermined opening degree is, for example, the sum of the fuel injection amount from the second nozzle 2 and the fuel injection amount (25) from the first nozzle 4 is the maximum fuel amount from the second nozzle 2 in the middle combustion stage. The opening is determined to be the ejection amount (55). More specifically, the predetermined opening degree is such that the fuel injection amount from the second nozzle 2 is “30 (= 55−25)”, which is about 54.5% (= 30) of the maximum amount from the second nozzle 2. / 55). In this way, the fuel supply to the first nozzle 4 is stopped before the opening of the multi-way regulating valve 43 reaches the maximum supply opening, that is, before the combustion state reaches the middle combustion stage. Thus, it is possible to prevent the combustion amount from being too large in the process of shifting from the low combustion stage to the middle combustion stage as compared with the case of the middle combustion stage.

また、制御部5は、低燃焼段階から中燃焼段階へ移行する場合、多方調整弁43の開度が所定の開度に到達した後においては、当該開度に到達するまでに多方調整弁43が開く速度よりも速い速度で開くように、多方調整弁43の開度を制御することが望ましい。すなわち、多方調整弁43が開く速度は、所定の開度になるまでの速度よりも、所定の開度から最大供給開度になるまでの速度の方が速いことが望ましい。具体的に、多方調整弁43について比例的に開く制御を開始してから所定の開度となり第2ノズル2からの燃料の噴出量が最大の54.5%となるまでに要する時間をT1とし、所定の開度から最大供給開度となるまでに要する時間をT2とした場合に、54.5/T1<(100−54.5)/T2の関係が成り立つものであればよい。これにより、失火を防止しつつ第1ノズル4から第2ノズル2へ火移りさせ、第1ノズル4への燃料供給を停止した後においては急速に中燃焼段階の燃焼量に制御できる。   When the control unit 5 shifts from the low combustion stage to the middle combustion stage, after the opening of the multi-way adjustment valve 43 reaches a predetermined opening, the control unit 5 waits until the opening reaches the opening. It is desirable to control the opening degree of the multi-way adjustment valve 43 so that the opening speed is higher than the opening speed. That is, it is desirable that the speed at which the multi-way adjustment valve 43 opens is higher from the predetermined opening to the maximum supply opening than the speed until the predetermined opening. Specifically, the time required from the start of the control to proportionally open the multi-way regulating valve 43 to the opening of a predetermined value until the fuel injection amount from the second nozzle 2 reaches 54.5% of the maximum is defined as T1. Assuming that the time required from the predetermined opening to the maximum supply opening is T2, it is sufficient that the relationship of 54.5 / T1 <(100−54.5) / T2 is satisfied. Thus, after the first nozzle 4 is fired from the first nozzle 4 to the second nozzle 2 while the misfire is prevented, and after the fuel supply to the first nozzle 4 is stopped, the amount of combustion in the middle combustion stage can be quickly controlled.

多方調整弁43の開度調整(拡大)に伴って最大供給開度に達すると(t3)、第2ノズル2の噴出量が最大噴出量となる。つまり、第2ノズル2に最大量の燃料が供給される。制御部5は、この時点で多方調整弁43の開度調整を停止する。これにより、燃焼室9における燃焼状態は中燃焼段階となる。なお、中燃焼段階から低燃焼段階へ移行する場合には、制御部5は、多方調整弁43の開度が最大供給開度から閉じた状態(0)となるまでの間に、第1電磁弁42を開状態として第1ノズル4に燃料を供給する。この場合においては、低燃焼段階から中燃焼段階へ移行する場合とは逆の動きとなるように多方調整弁43の開度が制御される。つまり、中燃焼段階から低燃焼段階へ移行する場合、制御部5は、T2の間において多方調整弁43の開度が最大供給開度から所定の開度となるように制御した後、第1電磁弁42を開状態にするとともにT1に亘って多方調整弁43の開度が所定の開度から閉状態となるように、多方調整弁43の開度を制御する。   When the maximum supply opening is reached with the opening adjustment (expansion) of the multi-way adjustment valve 43 (t3), the ejection amount of the second nozzle 2 becomes the maximum ejection amount. That is, the maximum amount of fuel is supplied to the second nozzle 2. At this time, the control unit 5 stops adjusting the opening of the multi-way adjustment valve 43. Thereby, the combustion state in the combustion chamber 9 becomes the middle combustion stage. When shifting from the middle combustion stage to the low combustion stage, the control unit 5 sets the first electromagnetic valve until the opening of the multi-way regulating valve 43 changes from the maximum supply opening to the closed state (0). The valve 42 is opened to supply fuel to the first nozzle 4. In this case, the opening degree of the multi-way adjustment valve 43 is controlled so as to make a movement opposite to the case of shifting from the low combustion stage to the middle combustion stage. That is, when shifting from the middle combustion stage to the low combustion stage, the control unit 5 controls the opening of the multi-way adjustment valve 43 from the maximum supply opening to the predetermined opening during T2, and then performs the first operation. The opening of the multi-way adjusting valve 43 is controlled such that the electromagnetic valve 42 is opened and the opening of the multi-way adjusting valve 43 is changed from a predetermined opening to a closed state over T1.

中燃焼段階から高燃焼段階へ移行する場合、制御部5は、多方調整弁43の開度調整を再開するとともに、第3電磁弁45を開状態とする(t4)。このとき、第2電磁弁44を開状態のままとする。すなわち、制御部5は、多方調整弁43の開度を制御して第2ノズル2に最大量の燃料を供給しつつ、第3ノズル3に供給する燃料の流量を制御する。これにより、第2ノズル2の噴出量を一定(最大噴出量)としながら、第3ノズル3からの燃料の噴出量を比例的に増加させることができる。   When shifting from the middle combustion stage to the high combustion stage, the control unit 5 restarts the opening adjustment of the multi-way adjustment valve 43 and opens the third solenoid valve 45 (t4). At this time, the second solenoid valve 44 is kept open. That is, the control unit 5 controls the flow rate of the fuel supplied to the third nozzle 3 while supplying the maximum amount of fuel to the second nozzle 2 by controlling the opening of the multi-way adjustment valve 43. This makes it possible to proportionally increase the amount of fuel injected from the third nozzle 3 while keeping the amount of injection from the second nozzle 2 constant (maximum amount of injection).

多方調整弁43の開度調整は、第3ノズル3からの噴出量が最大噴出量に達するまで行われる。多方調整弁43の開度が全開(100)となったときに、第3ノズル3からの噴出量が最大噴出量となる(t5)。これにより、燃焼室9における燃焼状態は高燃焼段階となる。   The adjustment of the opening of the multi-way adjustment valve 43 is performed until the ejection amount from the third nozzle 3 reaches the maximum ejection amount. When the opening degree of the multi-way adjustment valve 43 is fully opened (100), the ejection amount from the third nozzle 3 becomes the maximum ejection amount (t5). Thereby, the combustion state in the combustion chamber 9 becomes a high combustion stage.

以上のように、一つの調整弁(多方調整弁)43で第2ノズル2および第3ノズル3からの噴出量を調整できるため、第2ノズル2および第3ノズル3各々に調整弁を設ける形態に比べて、部品点数の増加および製造コストの上昇を抑えることができるとともに、制御部5による処理を簡略化できるとともに処理負担を軽減できる。   As described above, since the amount of ejection from the second nozzle 2 and the third nozzle 3 can be adjusted by one adjustment valve (multi-way adjustment valve) 43, a mode in which an adjustment valve is provided for each of the second nozzle 2 and the third nozzle 3. In comparison with the above, it is possible to suppress an increase in the number of parts and an increase in manufacturing cost, to simplify the processing by the control unit 5, and to reduce the processing load.

また、低燃焼段階から中燃焼段階に移行する場合、多方調整弁43により第2ノズル2から噴出される燃料を徐々に増加させることができるため、失火させることなく第1ノズル4から第2ノズル2に火移りさせることができる。また、中燃焼段階においては、第2ノズル2のみから燃料を噴出させる。また、低燃焼段階においても第1ノズル4のみから燃料を噴出させる。このため、複数のノズルから燃料を噴出させて燃焼させる燃焼範囲が少ないため、全体を通して燃焼不良の発生を低減することができる。さらに、多方調整弁43の開度が所定の開度に到達するまでよりも所定の開度に到達した後の方が、多方調整弁43の開度が速く開くように制御されるため、第1ノズル4からの燃料噴出が停止された後、第2ノズル2のみにより中燃焼段階の燃焼量となるように急速に制御できる。   Further, when shifting from the low combustion stage to the middle combustion stage, the fuel ejected from the second nozzle 2 can be gradually increased by the multi-way regulating valve 43, so that the first nozzle 4 is connected to the second nozzle 4 without misfiring. 2 can be fired. In the middle combustion stage, fuel is ejected only from the second nozzle 2. Also, fuel is ejected only from the first nozzle 4 even in the low combustion stage. For this reason, since the combustion range in which fuel is ejected from the plurality of nozzles and burned is small, occurrence of poor combustion can be reduced throughout. Furthermore, since the opening of the multi-way adjusting valve 43 is controlled so as to open more quickly after reaching the predetermined opening than before reaching the predetermined opening, After the fuel injection from one nozzle 4 is stopped, it is possible to rapidly control the amount of combustion in the middle combustion stage by only the second nozzle 2.

また、中燃焼段階から低燃焼段階へ移行する場合、制御部5は、T2の間において多方調整弁43の開度が最大供給開度から所定の開度となるように制御した後、第1電磁弁42を開状態にするとともにT1に亘って多方調整弁43の開度が所定の開度から閉状態となるように多方調整弁43の開度を制御する。このため、部品点数を増加させることなくかつ失火させることなく、第2ノズル2から第1ノズル4に火移りさせることができる。   Further, when shifting from the middle combustion stage to the low combustion stage, the control unit 5 controls the opening of the multi-way adjusting valve 43 from the maximum supply opening to a predetermined opening during T2, and then performs the first operation. The opening of the multi-way adjustment valve 43 is controlled such that the electromagnetic valve 42 is opened and the opening of the multi-way adjustment valve 43 is changed from a predetermined opening to the closed state over T1. Therefore, it is possible to cause the second nozzle 2 to fire to the first nozzle 4 without increasing the number of parts and without causing a misfire.

本発明は、上記の実施の形態に限られず、種々の変形、応用が可能である。以下、本発明に適用可能な上記の実施の形態の変形例などについて説明する。   The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications and applications are possible. Hereinafter, modified examples of the above embodiment applicable to the present invention will be described.

上記実施の形態における燃焼装置1は、停止、低燃焼段階〜高燃焼段階を含む4位置のいずれかに制御する例について説明したが、これに限らず、停止、低燃焼段階、および高燃焼段階(第2ノズルのみから燃料を噴出する状態)を含む3位置のいずれかに制御するものであってもよい。また、多方調整弁43により制御される燃焼段階(中燃焼段階、高燃焼段階)については、任意の負荷率となるように多方調整弁43の開度を調整することにより比例制御するものであってもよい。   The combustion device 1 in the above embodiment has been described with respect to an example in which the combustion device 1 is controlled to one of four positions including a stop, a low combustion stage, and a high combustion stage. The control may be performed at any one of three positions including (a state in which fuel is ejected from only the second nozzle). Further, in the combustion stage (medium combustion stage, high combustion stage) controlled by the multi-way adjustment valve 43, proportional control is performed by adjusting the opening degree of the multi-way adjustment valve 43 so that an arbitrary load factor is obtained. You may.

上記実施の形態における燃焼装置1は、低燃焼段階から中燃焼段階へ移行する場合に、多方調整弁43の開度が、第2ノズル2からの燃料の噴出量と第1ノズル4からの燃料の噴出量との合計が中燃焼段階における第2ノズル2からの燃料の噴出量となる所定の開度となることにより、第1ノズル4への燃料供給を停止する例について説明した。しかし、第1ノズル4への燃料供給を停止する契機は、多方調整弁43の開度が、第2ノズル2からの燃料の噴出量と第1ノズル4からの燃料の噴出量との合計が中燃焼段階における第2ノズル2からの燃料の噴出量となる所定の開度以下の開度となることにより成立するものであればこれに限らず、例えば、第2ノズル2からの燃料の噴出量が所定量(例えば、25)となる開度であってもよく、多方調整弁43について所定の速度で開く制御を開始してから所定時間経過したときに成り得る開度であってもよい。また、中燃焼段階から低燃焼段階へ移行する場合においても同様に、第1ノズル4への燃料供給を開始する契機は、多方調整弁43の開度が、第2ノズル2からの燃料の噴出量と第1ノズル4からの燃料の噴出量との合計が中燃焼段階における第2ノズル2からの燃料の噴出量となる所定の開度以下の開度となることにより成立するものであればよい。   In the combustion device 1 according to the above embodiment, when shifting from the low combustion stage to the middle combustion stage, the opening degree of the multi-way regulating valve 43 is determined by the amount of fuel injected from the second nozzle 2 and the amount of fuel injected from the first nozzle 4. The example has been described in which the supply of fuel to the first nozzle 4 is stopped when the sum of the ejection amount of the first nozzle 4 and the predetermined opening degree becomes the ejection amount of fuel from the second nozzle 2 in the middle combustion stage. However, when the supply of fuel to the first nozzle 4 is stopped, the opening degree of the multi-way adjustment valve 43 is determined by the sum of the amount of fuel ejected from the second nozzle 2 and the amount of fuel ejected from the first nozzle 4. The present invention is not limited to this as long as the opening is equal to or less than a predetermined opening which is the amount of fuel injected from the second nozzle 2 in the middle combustion stage. For example, the injection of fuel from the second nozzle 2 The opening degree may be a predetermined amount (for example, 25), or may be an opening degree that can be obtained when a predetermined period of time has elapsed since the start of the control for opening the multi-way adjusting valve 43 at a predetermined speed. . Similarly, in the case of shifting from the middle combustion stage to the low combustion stage, similarly, when the fuel supply to the first nozzle 4 is started, the opening degree of the multi-way adjustment valve 43 is determined by the fuel injection from the second nozzle 2 If the sum of the amount and the amount of fuel injected from the first nozzle 4 is equal to or less than a predetermined opening which is the amount of fuel injected from the second nozzle 2 in the middle combustion stage, the condition is satisfied. Good.

上記実施の形態では、多方調整弁43の下流側において第2および第3電磁弁44,45が設けられている例について説明したが、これに限らず、第2および第3電磁弁44,45を設けず、1つの電磁弁を多方調整弁43の上流側の流路62に設けても良い。   In the above embodiment, the example in which the second and third solenoid valves 44 and 45 are provided on the downstream side of the multi-way regulating valve 43 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the second and third solenoid valves 44 and 45 are provided. May be provided, and one electromagnetic valve may be provided in the flow path 62 on the upstream side of the multi-way adjustment valve 43.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiments disclosed this time are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

1 燃焼装置
2 第2ノズル
3 第3ノズル
4 第1ノズル
5 制御部
6 主経路
8 燃料タンク
9 燃焼室
41 メイン電磁弁
42 第1電磁弁
43 多方調整弁
44 第2電磁弁
45 第3電磁弁
61 第1経路
62 第2経路
62a 経路
62b 経路

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Combustion device 2 2nd nozzle 3 3rd nozzle 4 1st nozzle 5 Control part 6 Main path 8 Fuel tank 9 Combustion chamber 41 Main solenoid valve 42 First solenoid valve 43 Multiway adjusting valve 44 Second solenoid valve 45 Third solenoid valve 61 1st route 62 2nd route 62a route 62b route

Claims (4)

燃料を噴出する第1噴出部と、
第1噴出部に供給する燃料を制御する燃料制御弁と、
燃料を噴出する第2噴出部および第3噴出部と、
前記第2噴出部および前記第3噴出部に供給する燃料の流量を調整する多方調整弁と、
前記燃料制御弁の開閉および前記多方調整弁の開度を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
第1燃焼段階においては、前記燃料制御弁を制御して前記第1噴出部に燃料を供給し、
前記第1燃焼段階から、前記第1燃焼段階よりも燃焼量が大きい第2燃焼段階へ移行する場合、前記第1噴出部への燃料供給を維持しつつ前記多方調整弁の開度を制御して前記第2噴出部への燃料供給を開始した後、前記第2噴出部に最大量の燃料が供給される開度となるまでの間に、前記燃料制御弁を制御して前記第1噴出部への燃料供給を停止する、燃焼装置。
A first ejection section for ejecting fuel,
A fuel control valve for controlling fuel supplied to the first ejection section;
A second ejection portion and a third ejection portion for ejecting fuel,
A multi-way adjustment valve for adjusting a flow rate of fuel supplied to the second ejection section and the third ejection section;
A control unit for controlling the opening and closing of the fuel control valve and the opening of the multi-way adjustment valve,
The controller is
In the first combustion stage, controlling the fuel control valve to supply fuel to the first ejection section,
When shifting from the first combustion stage to the second combustion stage in which the amount of combustion is larger than the first combustion stage, the opening degree of the multi-way regulating valve is controlled while maintaining the fuel supply to the first ejection portion. After the fuel supply to the second ejection portion is started, the fuel injection valve is controlled by controlling the fuel control valve until the opening amount at which the maximum amount of fuel is supplied to the second ejection portion. A combustion device that stops the fuel supply to the section.
前記制御部は、前記第2燃焼段階よりも燃焼量が大きい第3燃焼段階においては、前記多方調整弁の開度を制御して前記第2噴出部に最大量の燃料を供給しつつ、前記第3噴出部に供給する燃料の流量を制御する、請求項1に記載の燃焼装置。   In the third combustion stage, in which the combustion amount is larger than the second combustion stage, the control unit controls the opening of the multi-way regulating valve to supply the second ejection unit with the maximum amount of fuel, The combustion device according to claim 1, wherein a flow rate of the fuel supplied to the third ejection portion is controlled. 前記制御部は、前記第1燃焼段階から前記第2燃焼段階へ移行する場合、前記多方調整弁の開度が前記第2噴出部に最大量の燃料が供給される開度未満の予め定められた開度に到達した後においては、当該開度に到達するまでの間に、前記多方調整弁が開く速度よりも速い速度で開くように、前記多方調整弁の開度を制御する、請求項1または請求項2に記載の燃焼装置。   The control unit is configured such that, when shifting from the first combustion stage to the second combustion stage, the opening of the multi-way regulating valve is a predetermined opening smaller than an opening at which a maximum amount of fuel is supplied to the second ejection unit. After reaching the opening degree, the opening degree of the multi-way adjustment valve is controlled so as to open at a speed higher than the opening speed of the multi-way adjustment valve until the opening degree is reached. The combustion device according to claim 1 or claim 2. 前記制御部は、前記第2燃焼段階から前記第1燃焼段階へ移行する場合、前記多方調整弁の開度を制御して前記第2噴出部に最大量の燃料が供給される開度から閉じた状態となるまでの間に、前記燃料制御弁を制御して前記第1噴出部に燃料を供給する、請求項1〜請求項3のいずれかに記載の燃焼装置。   When shifting from the second combustion stage to the first combustion stage, the control unit controls an opening of the multi-way regulating valve to close from an opening at which a maximum amount of fuel is supplied to the second ejection unit. The combustion device according to any one of claims 1 to 3, wherein the fuel control valve is controlled to supply fuel to the first ejection portion until the state is reached.
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