JPH0464813A - ガス焚ボイラシステムにおける比例燃焼制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［ｍ東上の利用分野］ この発明は、燃焼用空気と燃料ガスとを予混合して燃焼
に供するようになしたガス焚ボイラシステムに関し、特
に、燃焼用空気と燃料ガスの供給にもとづく比例燃焼制
御装置に関するものである。

［従来の技術１ 周知のように、都市ガス、あるいはＬＰＧ等のガス燃料
は、燃焼ガス中の有害成分が極めて少ないという点にお
いて、大気汚染等の環境問題に絡んで、産業上の燃料源
として多用される傾向にある。当然のことながら、ｆｆ
ｉ料源として燃料ガスを利用する場合には、当該燃料ガ
スをガス燃焼部に供給するにあたって、燃焼用空気との
混合処理がなされ、バーナエレメントを介して燃焼に供
するようになっている。上記する傾向に従い、その−例
において、ボイラー装置についてもガス燃料によるガス
焚ボイラーシステムが増加している。

−例になる従来のガス焚ボイラシステムは、第２図に示
すように、細長いバーナダクト（３１）の−端側（３１
ａ　）にバーナエレメント（３２〉を備え、前記バーナ
ダクト（３１）中に挿入したガス供給管（３３）がら燃
料ガス（Ｇ）を供給し、前記バーナダクト（３１）内を
流れる燃焼用空気（Ａ）とともに予混金気（Ｇ−Ａ）と
し、この予混合気（Ｇ−Ａ）を前記バーナエレメント（
３２）からボイラ燃焼炉（３４）内に噴出させて燃焼に
供するようになし、前記燃料ガス（Ｇ）のガス供給路（
３５）中に、燃焼用空気（Ａ）の供給圧によって、燃焼
ガスの供給圧を制御する比例ガスバルブ（６）を備えた
ものからなっている。

一方、第２図に示すように、前記比例ガスバルブ（６）
は、ガス供給路（３５）中に接続しであるバルブ（７）
と、該バルブ（７）を作動させるための制御設定部（８
）とからなっている。前記比例ガスバルブ（６）におけ
る制御設定部（８）は、オイル封入シリンダ（９）、電
気式振動ポンプ（１０）、ピストン（１１）、レリーフ
弁（Ｉ２）、調量ボール弁（１３）、空気圧ダイヤフラ
ム（１４）及びガス圧ダイヤフラム（托）を含む。

上記する構成でなる比例ガスバルブ（６）を適用した従
来の比例燃焼制御装置によれば、空気圧検出配管（４６
）、ガス圧検出配管（４７）、燃焼室内圧検出配管（４
８）により、ガス及びエアの配管フローを構成する。上
記配管フローによれば、バーナダクト（３１）における
ガス供給管挿入点の上流位置での空気圧ＰＡは、前記空
気圧検出配管（４６）を介して前記比例ガスバルブ（６
）における空気圧ダイヤフラム（１４）の一方の室（１
４ａ）に導通し、ガス流路（３５）における比例ガスバ
ルブ（６）の下流位置でのガス圧ＰＯは、前記ガス圧検
出配管（４７）を介してガス圧ダイヤフラム〈１５）に
導通する。一方、燃焼炉内（３４）の圧力ＰＦは、前記
燃焼室内圧検出配管（４８）を介して空気圧ダイヤフラ
ム（１４）の他方の室（１４ｂ）と導通する。

［発明が解決しようとする課題］ 従来、上記する配管フローの場合、比較的低い空気圧Ｐ
Ａをもとに、比例ガスバルブ直後のガス圧ＰＯを所定の
圧力に調整していた。そのため、比例ガスバルブのガス
圧設定値Ｈを比較的大きくとる必要がある。すなわち、
上記構成において、空気圧：　（Ｐ＾−ｐｐ）、ガス圧
カニＰＯ、ガス圧設定値（係数）：Ｒ１（ただし、ＰＦ
は燃焼室内圧力）とすると、 ＰＧ＝（Ｐ＾−ＰＦ）Ｒ＋ＰＦ という関係になり、ガス圧設定値Ｒは比較的に大きなも
のとなる。このように、比例ガスバルブのガス圧設定値
Ｐを大きくすると、空気圧の変動時（高燃焼、低燃焼、
燃焼停止の切替時あるいは定常運転時における変動）に
より、ガス圧のオーバーシュート及びアンダーシュート
が発生する（ガス圧と空気圧の比が大きいため）。この
ような燃焼移行時に、燃焼状態が不安定となり、ＣＯガ
スが発生するという問題があった。第３図に示す従来例
では、空気圧をバーナダクト内の圧力Ｐ＾とボイラ燃焼
室内圧ｐｐの差圧として検出しているが、燃焼室内の圧
力を検出する場合、この検出配管（４８）が温度差（燃
焼室温度が外気より高いため）により結露し、正確な値
を検出することができない不都合があった。

そこで、この発明は、燃焼用空気の供給圧によって、燃
料ガスの供給圧力を制御するようになした比例ガスバル
ブを搭載したガス焚ボイラシステムにおいて、該比例ガ
スバルブを安定した制御特性で使用するようになした燃
料ガス及び燃焼用空気のための比例燃焼制御装置を提供
することにある。

［課題を解決するための手段１ この発明は、上記する目的を達成するにあたって、具体
的には、バーナダクトの一端側にバーナエレメントを備
え、前記バーナダクト中に挿入したガス供給管から燃料
ガスを供給し、前記バーナダクト内を流れる燃焼用空気
とともに予混合気とし、この予混合気を前記バーナエレ
メントから噴出させて燃焼に供するようになし、前記燃
料ガスのガス供給路中に、燃焼用空気の供給圧によって
、燃料ガスの供給圧を制御する比例ガスバルブを備えて
なるガス焚ボイラシステムにおいて、前記バーナダクト
におけるガス供給管挿入点に対し、その上流位置に第１
の空気圧検出点を設け、前記第１の空気圧検出点を前記
比例ガスバルブの制御設定部に接続する第１の圧力検出
配管と、 前記燃料ガス流路における比例ガスバルブの下流位置に
設けたオリフィスと、 前記オリフィスに対し、その下流位置にガス圧検出点を
設け、前記ガス圧検出点を前記比例ガスバルブの制御設
定部に接続する第２の圧力検出配管と、 前記バーナダクトにおける前記第１の空気圧検出点と、
前記バーナエレメントとの間に第２の空気圧検出点を設
け、前記第２の空気圧検出点を前記比例ガスバルブの制
御設定部に接続する第３の圧力検出配管とを備えてなる
ガス焚ボイラシステムにおける比例燃焼制御装置を構成
する。

Ｅ本発明の実施例］ 以下、この発明になるガス焚ボイラシステムにおける比
例燃焼制御装置について、図面に示す具体的な実施例に
もとづいて詳細に説明する。

図に示す実施例において、前記ガス焚ボイラシステムに
おける比例燃焼制御装置は、細長いバーナダクト（１）
の一端側（ｌａ）にバーナエレメント（２）を備え、前
記バーナダクト（１）中に挿入したガス供給管（３）か
ら燃料ガス（Ｇ）を供給し、前記バーナエレメント（１
）内を流れる燃焼用空気（Ａ）とともに予混合気（Ｇ−
Ａ）とし、この予混合気（Ｇ−Ａ）を前記バーナエレメ
ント（２〉からボイラ燃焼炉（４）内に噴出させて燃焼
に供するようになし、前記燃料ガス（Ｇ）のガス供給路
（５）中に、燃焼用空気（Ａ）の供給圧によって燃料ガ
スの供給圧を制御する比例ガスバルブ〈６〉を備えたも
のからなっている。

前記比例ガスバルブ（６）は、ガス供給路（５）中に接
続しであるバルブ（７）と、該バルブ（７）を作動させ
るための制御設定部（８）とからなっている。前記比例
ガスバルブ（６）における制御設定部（８）は、オイル
封入シリンダ（９）、電気式振動ポンプ（１０）、ピス
トン（１１）、レリーフ弁（１２）、調量ボール弁（１
３〉、空気圧ダイヤフラム（１４）、及びガス圧ダイヤ
プラム（１５）を含む。この発明では、上記する構成の
比例ガスバルブ（６）を適用し、第１の圧力検出管（１
６）、第２の圧力検出配管（１７）、第３の圧力検出配
管（１８）及びオリフィス機構（２３）により、燃料ガ
ス及び燃焼用空気のための配管フローを構成する。前記
配管フローにおいて、前記第１の圧力検出配管（１６）
は、前記バーナダクト（１）におけるガス供給管挿入点
の上流位置に設けた第１の空気圧検出点（２０）と、前
記比例ガスバルブ（６）における空気圧ダイヤフラム（
１４）の一方の室（１４ａ）との間を導通する。前記第
２の圧力検出配管（１７）は、ガス流路（５）における
比例ガスバルブ（６）の下流点に設けたガス圧検出点（
２１）と、前記比例ガスバルブ（６〉におけるガス圧ダ
イヤフラム（１５）との間を導通する。前記第３の圧力
検出配管（１８）は、前記バーナダクト（１）における
前記第１の空気圧検出点と前記バーナエレメント（２）
との間に設けた第２の空気圧検出点（２２）と、前記比
例ガスバルブ（６）における空気圧ダイヤフラム（１４
〉の他方の室（１４ｂ）との間を導通する。さらに、こ
の発明では、前記ガス流路（５）に関して、前記比例ガ
スバルブ（６）の下流位置にオリフィス機構（２３）が
設けである。前記オリフィス機構（２３）は、次オリフ
ィス（２３Ａ）及び二次オリフィス（２３Ｂ）とからな
っている。前記−次オリフイス（２３Ａ）と前記二次オ
リフィス（２３Ｂ）との間に、前記ガス圧検出点（２１
）が設けである。さらに、この発明では、前記バーナダ
クト（１）内における前記第１の空気圧検出点（２０）
の下流側に、圧力損失をおこさせる手段としてのオリフ
ィス（２４）が設けである。

上記する配管フローによれば、バーナダクト（１）にお
ける第１の空気圧検出点（２０）での空気圧Ｐ＾は、前
記第１の圧力検出配管（１６）を介して空気圧ダイヤフ
ラム（１４）の一方の室（１４ａ）に導通し、ガス流路
（５）におけるガス圧検出点（２１）でのガス圧ＰＯは
、前記第２の圧力検出配管（１７）を介してガス圧ダイ
ヤフラム（１５）に導通する。一方、第２の空気圧検出
点（２２）での空気圧Ｐｗは、前記第３の圧力検出配管
（１８）を介して空気圧ダイヤフラム（Ｊ４）の他方の
室（１４ｂ）に導通する。

上記する配管フローによれば、空気圧は、（ｅ＾−Ｐｗ
）で得られる。一方、ガス圧ＰＯは、比例ガスバルブ（
６）の直後にオリフィス機構（２３）を設けて、これに
よりその二次側の圧力を調圧するようになっている。こ
の発明では、−次オリフイス（２３Ａ）及び二次オリフ
ィス（２３Ｂ）を適用したことにより、ガス圧ＰＯは、
従来より低く設定することができる。また、バーナダク
ト（１）内のオリフィス（２４）は、ダクト内の空気圧
ＰＡを高めるものとして有効に作用する。これにより、
ガス圧殺定植（係数）Ｒを小さく設定することができる
。

【発明の効果Ｊ 以上の構成になるこの発明のガス焚ボイラシステムにお
ける比例燃焼制御装置は、燃焼状態の変化時に、ガス圧
のオーバーシュート及びアンダーシュートが改善され、
燃焼の移行がスムーズになり、安定した燃焼が得られ、
ＣＯガスの発生を防止することができる。

さらに、この発明によれば、三位置制御（高燃焼、低燃
焼及び燃焼停止）の他、比例制御を行う場合においても
広いターンダウン比（定常燃焼状態からどれだけ燃焼量
を絞れるかを表わす比：この値が大きければ、それでだ
け広い燃焼量調整範囲を備えることになる。バーナ性能
を表わす１つの値）まで安定した制御が可能で、ＣＯガ
ス発生も僅少である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明になるガス焚ボイラシステムにおけ
る比例燃焼制御装置の具体的な実施例を示す概略的ブロ
ック線図、 第２図は、比例ガスバルブの構造例を示す断面図、 第３図は、従来の例になる概略的ブロック線図である。 （１）・・・・・・バーナダクト （２）・・・・・・バーナエレメント （３）・・・・・・ガス供給管 （４）・・・・・・ボイラ燃焼室 （５）・・・・・・ガス供給路 （６）・・・・・・比例ガスバルブ （７）・・・・・・バルブ （８〉・・・・・・制御設定部 （１６）・・・・・・第１の圧力検出管（１７）・・・
・・・第２の圧力検出管（１８〉・・・・・・第３の圧
力検出管（２３〉・・・ ・・オリフィス機構 ■ ６一

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　バーナダクトの一端側にバーナエレメントを備え、前
   記バーナダクト中に挿入したガス供給管から燃料ガスを
   供給し、前記バーナダクト内を流れる燃焼用空気ととも
   に予混合気とし、この予混合気を前記バーナエレメント
   から噴出させて燃焼に供するようになし、前記燃料ガス
   のガス供給路中に、燃焼用空気の供給圧によって、燃料
   ガスの供給圧を制御する比例ガスバルブを備えてなるガ
   ス焚ボイラシステムにおいて、 前記バーナダクトにおけるガス供給管挿入点に対し、そ
   の上流位置に第１の空気圧検出点を設け、前記第１の空
   気圧検出点を前記比例ガスバルブの制御設定部に接続す
   る第１の圧力検出配管前記燃料ガス流路における比例ガ
   スバルブの下流位置に設けたオリフィスと、前記オリフ
   ィスに対し、その下流位置にガス圧検出点を設け、前記
   ガス圧検出点を前記比例ガスバルブの制御設定部に接続
   する第２の圧力検出配管と、 前記バーナダクトにおける前記第１の空気圧検出点と前
   記バーナエレメントとの間に第２の空気圧検出点を設け
   、前記第２の空気圧検出点を前記比例ガスバルブの制御
   設定部に接続する第３の圧力検出配管とを備えてなるこ
   とを特徴とするガス焚ボイラシステムにおける比例燃焼
   制御装置。