JP7257898B2 - 酸素比制御システム - Google Patents
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Description
少なくとも燃料ガスと燃焼用空気とを含む混合気を燃焼する燃焼機器に付設され、前記混合気の酸素比を制御する酸素比制御システムであって、
供給流量を調整するガス流量調整弁を有し、前記燃焼機器に前記燃料ガスを供給するガス供給手段と、
供給流量を調整する空気流量調整弁を有し、前記燃焼機器に前記燃焼用空気を供給する空気供給手段と、
前記燃焼機器に供給される前記燃料ガス及び前記燃焼用空気の実流量を測定する流量測定手段と、
制御手段とを備えており、
前記制御手段は、
前記ガス流量調整弁及び前記空気流量調整弁のそれぞれの開度が、前記酸素比が所定の値となる前記ガス流量調整弁及び前記空気流量調整弁の各目標開度となるように、前記ガス流量調整弁及び前記空気流量調整弁の動作を制御する調整弁制御部を備え、
前記調整弁制御部は、前記流量測定手段で測定される前記燃料ガスの実流量が、設定ガス流量に到達しているか否かを判断しながら、前記ガス流量調整弁の開度が前記目標開度となるまで動作させるとともに、前記流量測定手段で測定される前記燃焼用空気の実流量が、前記設定ガス流量に対応する設定空気流量に到達しているか否かを判断しながら、前記ガス流量調整弁の開度が前記目標開度となるまで動作させるように構成され、
対応する一群の前記設定ガス流量及び前記設定空気流量は、前記ガス流量調整弁及び空気流量調整弁の開度が前記目標開度に到達するまでの間の一又は二以上の確認タイミングにおける、前記酸素比が所定の値となる前記燃料ガス及び前記燃焼用空気の流量として設定される点にある。
前記流量測定手段で測定される前記燃料ガスの実流量が前記設定ガス流量に到達した際に、前記燃焼用空気の実流量が前記設定ガス流量に対応する前記設定空気流量に到達していない場合に前記ガス流量調整弁の動作を一時的に停止させ、
前記流量測定手段で測定される前記燃焼用空気の実流量が前記設定空気流量に到達した際に、前記燃料ガスの実流量が前記設定空気流量に対応する前記設定ガス流量に到達していない場合に前記空気流量調整弁の動作を一時的に停止させ、
前記燃料ガスの実流量が前記設定ガス流量に到達し、且つ、前記燃焼用空気の実流量が前記設定ガス流量に対応する前記設定空気流量に到達した際に、一時的に停止させた調整弁の動作を再開する点にある。
前記燃料ガスの流量を増加させる場合に、前記空気流量調整弁の開閉速度よりも前記ガス流量調整弁の開閉速度を遅くし、
前記燃料ガスの流量を減少させる場合に、前記空気流量調整弁の開閉速度よりも前記ガス流量調整弁の開閉速度を速くする点にある。
前記流量測定手段は、前記燃焼機器に供給される前記酸素の実流量を測定し、
前記調整弁制御部は、
前記酸素流量調整弁の開度が、酸素比が所定の値となる前記酸素流量調整弁の目標開度となるように、前記酸素流量調整弁の動作を制御するとともに、
前記流量測定手段で測定される前記酸素の実流量が、前記設定ガス流量に対応する設定酸素流量に達しているか否かを判断しながら、前記酸素流量調整弁の開度が前記目標開度となるまで動作させるように構成され、
対応する一群の前記設定ガス流量、前記設定空気流量及び前記設定酸素流量は、前記ガス流量調整弁、前記空気流量調整弁及び前記酸素流量調整弁の開度が前記目標開度に到達するまでの間の一又は二以上の確認タイミングにおける、前記酸素比が所定の値となる前記燃料ガス、前記燃焼用空気及び前記酸素の流量として設定される点にある。
前記流量測定手段で測定される前記燃料ガスの実流量が前記設定ガス流量に到達した際に、前記燃焼用空気の実流量及び前記酸素の実流量のうちの少なくともいずれか一方が、前記設定ガス流量に対応する前記設定空気流量又は前記設定酸素流量に到達していない場合に前記ガス流量調整弁の動作を一時的に停止させ、
前記流量測定手段で測定される前記燃焼用空気の実流量が前記設定空気流量に到達した際に、前記燃料ガスの実流量及び前記酸素の実流量のうちの少なくともいずれか一方が、前記設定空気流量に対応する前記設定ガス流量又は前記設定酸素流量に到達していない場合に前記空気流量調整弁の動作を一時的に停止させ、
前記流量測定手段で測定される前記酸素の実流量が前記設定酸素流量に到達した際に、前記燃料ガスの実流量及び前記燃焼用空気の実流量のうちの少なくともいずれか一方が、前記設定酸素流量に対応する前記設定ガス流量又は前記設定空気流量に到達していない場合に前記酸素流量調整弁の動作を一時的に停止させ、
前記燃料ガスの実流量が前記設定ガス流量に到達し、且つ、前記燃焼用空気の実流量が前記設定ガス流量に対応する前記設定空気流量に到達し、且つ、前記酸素の実流量が前記設定ガス流量に対応する前記設定酸素流量に到達した際に、一時的に停止させた調整弁の動作を再開する点にある。
前記燃料ガスの流量を増加させる場合に、前記空気流量調整弁の開閉速度及び前記酸素流量調整弁の開閉速度よりも前記ガス流量調整弁の開閉速度を遅くし、
前記燃料ガスの流量を減少させる場合に、前記空気流量調整弁の開閉速度及び前記酸素流量調整弁の開閉速度よりも前記ガス流量調整弁の開閉速度を速くする点にある。
〔1〕上記実施形態においては、酸素供給手段20を設けた構成としたが、酸素供給手段20を設けていない構成を採用しても良い。
酸素供給手段20を設けていない構成を採用した場合、確認タイミング決定部29は、ガス流量調整弁5の流量特性及び空気流量調整弁13の流量特性のうちの少なくともいずれか一方に基づき確認タイミングを決定する。
また、設定流量設定部30は、上記確認タイミングにおける酸素比が所定の値となるような燃料ガス及び燃焼用空気の流量を対応する一群の設定ガス流量及び設定空気流量として設定する。
そして、調整弁制御部28は、燃料ガスの実流量が、設定ガス流量に到達しているか否かを判断しながら、ガス流量調整弁5の開度が目標開度となるまで動作させるとともに、燃焼用空気の実流量が、設定空気流量に到達しているか否かを判断しながら、空気流量調整弁13の開度が目標開度となるまで動作させる。
また、調整弁制御部28は、燃料ガス及び燃焼用空気のうちのいずれか一方の実流量が設定流量(燃料ガスであれば設定ガス流量、燃焼用空気であれば設定空気流量)に到達した際に、他方の実流量が対応する設定流量に到達していない場合には、実流量が設定流量に到達した一方のガス種に対応する流量調整弁5,13の動作を一時的に停止させ、他方の実流量が設定流量に到達した際に、一時的に停止させた流量調整弁5,13の動作を再開する。
更に、調整弁制御部28は、燃料ガスの流量を増加させる場合には、空気流量調整弁13の開閉速度よりもガス流量調整弁5の開閉速度を遅くし、燃料ガスの流量を減少させる場合には、空気流量調整弁13の開閉速度よりもガス流量調整弁5の開閉速度を速くする。
例えば、作業者が操作部32から各流量調整弁5,13,23の目標開度を入力するような場合には、開度算出部26や開度補正部27、条件決定部31を設けていない構成を採用できる。
また、各流量調整弁5,13,23の流量特性に応じた確認タイミングを予め定めておくような場合には、確認タイミング決定部29を設けていない構成を採用でき、設定流量を予め定めておくような場合には、設定流量設定部30を設けていない構成を採用できる。
2 燃料ガス供給手段
5 ガス流量調整弁
10 燃焼用空気供給手段
13 燃焼用空気流量調整弁
20 酸素供給手段
23 酸素流量調整弁
25 制御装置(制御手段)
28 調整弁制御部
B バーナ(加熱機器)
Claims (8)
- 少なくとも燃料ガスと燃焼用空気とを含む混合気を燃焼する燃焼機器に付設され、前記混合気の酸素比を制御する酸素比制御システムであって、
供給流量を調整するガス流量調整弁を有し、前記燃焼機器に前記燃料ガスを供給するガス供給手段と、
供給流量を調整する空気流量調整弁を有し、前記燃焼機器に前記燃焼用空気を供給する空気供給手段と、
前記燃焼機器に供給される前記燃料ガス及び前記燃焼用空気の実流量を測定する流量測定手段と、
制御手段とを備えており、
前記制御手段は、
前記ガス流量調整弁及び前記空気流量調整弁のそれぞれの開度が、前記酸素比が所定の値となる前記ガス流量調整弁及び前記空気流量調整弁の各目標開度となるように、前記ガス流量調整弁及び前記空気流量調整弁の動作を制御する調整弁制御部を備え、
前記調整弁制御部は、前記流量測定手段で測定される前記燃料ガスの実流量が、設定ガス流量に到達しているか否かを判断しながら、前記ガス流量調整弁の開度が前記目標開度となるまで動作させるとともに、前記流量測定手段で測定される前記燃焼用空気の実流量が、前記設定ガス流量に対応する設定空気流量に到達しているか否かを判断しながら、前記ガス流量調整弁の開度が前記目標開度となるまで動作させるように構成され、
対応する一群の前記設定ガス流量及び前記設定空気流量は、前記ガス流量調整弁及び空気流量調整弁の開度が前記目標開度に到達するまでの間の一又は二以上の確認タイミングにおける、前記酸素比が所定の値となる前記燃料ガス及び前記燃焼用空気の流量として設定される酸素比制御システム。 - 前記調整弁制御部は、
前記流量測定手段で測定される前記燃料ガスの実流量が前記設定ガス流量に到達した際に、前記燃焼用空気の実流量が前記設定ガス流量に対応する前記設定空気流量に到達していない場合に前記ガス流量調整弁の動作を一時的に停止させ、
前記流量測定手段で測定される前記燃焼用空気の実流量が前記設定空気流量に到達した際に、前記燃料ガスの実流量が前記設定空気流量に対応する前記設定ガス流量に到達していない場合に前記空気流量調整弁の動作を一時的に停止させ、
前記燃料ガスの実流量が前記設定ガス流量に到達し、且つ、前記燃焼用空気の実流量が前記設定ガス流量に対応する前記設定空気流量に到達した際に、一時的に停止させた調整弁の動作を再開する請求項1に記載の酸素比制御システム。 - 前記確認タイミングは、前記ガス流量調整弁の流量特性及び前記空気流量調整弁の流量特性のうちの少なくともいずれか一方に基づき決定される請求項1又は2に記載の酸素比制御システム。
- 前記調整弁制御部は、
前記燃料ガスの流量を増加させる場合に、前記空気流量調整弁の開閉速度よりも前記ガス流量調整弁の開閉速度を遅くし、
前記燃料ガスの流量を減少させる場合に、前記空気流量調整弁の開閉速度よりも前記ガス流量調整弁の開閉速度を速くする請求項1~3のいずれか一項に記載の酸素比制御システム。 - 供給流量を調整する酸素流量調整弁を有し、前記燃焼機器に酸素を供給する酸素供給手段を更に備え、
前記流量測定手段は、前記燃焼機器に供給される前記酸素の実流量を測定し、
前記調整弁制御部は、
前記酸素流量調整弁の開度が、酸素比が所定の値となる前記酸素流量調整弁の目標開度となるように、前記酸素流量調整弁の動作を制御するとともに、
前記流量測定手段で測定される前記酸素の実流量が、前記設定ガス流量に対応する設定酸素流量に達しているか否かを判断しながら、前記酸素流量調整弁の開度が前記目標開度となるまで動作させるように構成され、
対応する一群の前記設定ガス流量、前記設定空気流量及び前記設定酸素流量は、前記ガス流量調整弁、前記空気流量調整弁及び前記酸素流量調整弁の開度が前記目標開度に到達するまでの間の一又は二以上の確認タイミングにおける、前記酸素比が所定の値となる前記燃料ガス、前記燃焼用空気及び前記酸素の流量として設定される請求項1に記載の酸素比制御システム。 - 前記調整弁制御部は、
前記流量測定手段で測定される前記燃料ガスの実流量が前記設定ガス流量に到達した際に、前記燃焼用空気の実流量及び前記酸素の実流量のうちの少なくともいずれか一方が、前記設定ガス流量に対応する前記設定空気流量又は前記設定酸素流量に到達していない場合に前記ガス流量調整弁の動作を一時的に停止させ、
前記流量測定手段で測定される前記燃焼用空気の実流量が前記設定空気流量に到達した際に、前記燃料ガスの実流量及び前記酸素の実流量のうちの少なくともいずれか一方が、前記設定空気流量に対応する前記設定ガス流量又は前記設定酸素流量に到達していない場合に前記空気流量調整弁の動作を一時的に停止させ、
前記流量測定手段で測定される前記酸素の実流量が前記設定酸素流量に到達した際に、前記燃料ガスの実流量及び前記燃焼用空気の実流量のうちの少なくともいずれか一方が、前記設定酸素流量に対応する前記設定ガス流量又は前記設定空気流量に到達していない場合に前記酸素流量調整弁の動作を一時的に停止させ、
前記燃料ガスの実流量が前記設定ガス流量に到達し、且つ、前記燃焼用空気の実流量が前記設定ガス流量に対応する前記設定空気流量に到達し、且つ、前記酸素の実流量が前記設定ガス流量に対応する前記設定酸素流量に到達した際に、一時的に停止させた調整弁の動作を再開する請求項5に記載の酸素比制御システム。 - 前記確認タイミングは、前記ガス流量調整弁の流量特性、前記空気流量調整弁の流量特性及び前記酸素流量調整弁の流量特性のうちの少なくともいずれか1つに基づき決定される請求項5又は6に記載の酸素比制御システム。
- 前記調整弁制御部は、
前記燃料ガスの流量を増加させる場合に、前記空気流量調整弁の開閉速度及び前記酸素流量調整弁の開閉速度よりも前記ガス流量調整弁の開閉速度を遅くし、
前記燃料ガスの流量を減少させる場合に、前記空気流量調整弁の開閉速度及び前記酸素流量調整弁の開閉速度よりも前記ガス流量調整弁の開閉速度を速くする請求項5~7のいずれか一項に記載の酸素比制御システム。
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2019
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