JPH05118529A - 混合比率制御装置における流量制御方法 - Google Patents
混合比率制御装置における流量制御方法Info
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- JPH05118529A JPH05118529A JP27991491A JP27991491A JPH05118529A JP H05118529 A JPH05118529 A JP H05118529A JP 27991491 A JP27991491 A JP 27991491A JP 27991491 A JP27991491 A JP 27991491A JP H05118529 A JPH05118529 A JP H05118529A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 燃料と空気の流量比率に大きな乱れを起こす
ことなく燃焼状態の変更などに対応し得る加熱炉などに
おける燃焼用バーナの燃焼制御方法を提供する。 【構成】 弁開度センサにより一演算時間毎に計測され
る弁開度から弁開閉駆動モータの能力上一演算時間内に
到達可能な上限開度と下限開度を求めるとともに、これ
ら上下限開度に対応する燃料と空気のそれぞれの流量を
求めておき、別途定められた燃料の設定要求流量が、燃
料の上下限流量範囲を外れている場合には上限もしくは
下限の流量の近い方の制限流量を次回設定要求流量とす
るとともに、このように燃料と空気の次回設定要求流量
として上限もしくは下限の流量を採用した場合には、設
定要求空気比と燃焼に必要な理論空気量とから演算によ
り設定要求流量を修正し、その修正された燃料と空気の
流量を次回設定要求流量として燃焼用バーナの燃焼制御
を行う。
ことなく燃焼状態の変更などに対応し得る加熱炉などに
おける燃焼用バーナの燃焼制御方法を提供する。 【構成】 弁開度センサにより一演算時間毎に計測され
る弁開度から弁開閉駆動モータの能力上一演算時間内に
到達可能な上限開度と下限開度を求めるとともに、これ
ら上下限開度に対応する燃料と空気のそれぞれの流量を
求めておき、別途定められた燃料の設定要求流量が、燃
料の上下限流量範囲を外れている場合には上限もしくは
下限の流量の近い方の制限流量を次回設定要求流量とす
るとともに、このように燃料と空気の次回設定要求流量
として上限もしくは下限の流量を採用した場合には、設
定要求空気比と燃焼に必要な理論空気量とから演算によ
り設定要求流量を修正し、その修正された燃料と空気の
流量を次回設定要求流量として燃焼用バーナの燃焼制御
を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、ブタンガスと
空気とを適宜比率で混合し燃料ガスとしての発熱量制御
をする際の混合比率制御装置、あるいは加熱炉などに適
用される燃焼用バーナを含む燃焼制御装置などにおける
流量制御方法に関するものである。なお、以下は、本発
明を理解し易くするため燃焼制御装置における流量制御
方法を主体に説明する。
空気とを適宜比率で混合し燃料ガスとしての発熱量制御
をする際の混合比率制御装置、あるいは加熱炉などに適
用される燃焼用バーナを含む燃焼制御装置などにおける
流量制御方法に関するものである。なお、以下は、本発
明を理解し易くするため燃焼制御装置における流量制御
方法を主体に説明する。
【０００２】
【従来の技術】従来より加熱炉には燃焼用バーナが設け
られ、このバーナに燃料管路と空気管路とを接続すると
ともに、各管路には弁開閉駆動モータおよび弁開度セン
サを具備する可変絞り機構や、弁前圧力センサあるいは
差圧センサ等のセンサ類、さらにこれらセンサ類や弁開
閉駆動モータに結ばれた演算制御器が装備されている。
られ、このバーナに燃料管路と空気管路とを接続すると
ともに、各管路には弁開閉駆動モータおよび弁開度セン
サを具備する可変絞り機構や、弁前圧力センサあるいは
差圧センサ等のセンサ類、さらにこれらセンサ類や弁開
閉駆動モータに結ばれた演算制御器が装備されている。
【０００３】このような加熱設備における燃焼用バーナ
の燃焼制御は、演算制御器に、予め燃料系と空気系の各
管路の可変絞り機構の開度に対する流量係数、および可
変絞り機構と燃焼用バーナとの間の圧力と流量との関係
などを記憶させておき、前記関係および弁前圧力センサ
からの信号、および別途定められ、演算制御器に入力さ
れた流量設定値に基づいて、時々刻々可変絞り機構に要
求される開度を求め、各管路より燃料と空気とをバーナ
に供給、燃焼させて行われている。
の燃焼制御は、演算制御器に、予め燃料系と空気系の各
管路の可変絞り機構の開度に対する流量係数、および可
変絞り機構と燃焼用バーナとの間の圧力と流量との関係
などを記憶させておき、前記関係および弁前圧力センサ
からの信号、および別途定められ、演算制御器に入力さ
れた流量設定値に基づいて、時々刻々可変絞り機構に要
求される開度を求め、各管路より燃料と空気とをバーナ
に供給、燃焼させて行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した燃焼用バーナ
の燃焼制御では、燃焼状態（炉内温度）の変更時、また
は炉内温度が大きく昇温あるいは降温変動した際に、燃
料流量の変化に追随して燃料と空気の両管路の可変絞り
機構の開度を空気比が一定になるように制御して行おう
とするが、時々刻々演算制御する、短い一演算周期時間
内では、弁開閉駆動モータの駆動速度能力と相まって開
度が制御しきれない場合が起こり、燃料と空気の流量比
率（空気比）が大きく乱れる。
の燃焼制御では、燃焼状態（炉内温度）の変更時、また
は炉内温度が大きく昇温あるいは降温変動した際に、燃
料流量の変化に追随して燃料と空気の両管路の可変絞り
機構の開度を空気比が一定になるように制御して行おう
とするが、時々刻々演算制御する、短い一演算周期時間
内では、弁開閉駆動モータの駆動速度能力と相まって開
度が制御しきれない場合が起こり、燃料と空気の流量比
率（空気比）が大きく乱れる。
【０００５】このように流量比率に乱れが発生すると、
不完全燃焼による煤などが発生するなど炉にとって不都
合が生じる。
不完全燃焼による煤などが発生するなど炉にとって不都
合が生じる。
【０００６】本発明は、上記の問題点に鑑みてなされた
もので、その目的は、燃料と空気の流量比率に大きな乱
れを起こすことなく燃焼状態の変更、または炉内温度の
大きな昇温あるいは降温変動に対応し得る燃焼制御装置
における流量制御方法を提供することである。
もので、その目的は、燃料と空気の流量比率に大きな乱
れを起こすことなく燃焼状態の変更、または炉内温度の
大きな昇温あるいは降温変動に対応し得る燃焼制御装置
における流量制御方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係わる燃焼制御装置における流量制御方
法は、燃料管路と空気管路が接続され且つ流量係数が既
知の燃焼用バーナと、前記各管路に配設された可変絞り
機構、弁前圧力センサ、流体温度センサと、前記可変絞
り機構の弁開閉駆動モータおよび弁開度センサ、さらに
弁前圧力センサおよび流体温度センサとに結ばれた演算
制御器とを備える燃焼制御装置における流体制御方法で
あって、 ａ：各管路における弁前圧力、流体温度および弁開度を
各センサにより計測するステップと、 ｂ：弁開度センサにより一演算毎に計測される弁開度か
ら弁開閉駆動モータの能力上一演算時間内に到達可能な
上限開度と下限開度を求めるとともに、これら上下限開
度における燃料と空気のそれぞれの可変絞り機構の流量
係数を求めるステップと、 ｃ：前記流量係数を元に、前記ａで計測された圧力と温
度の条件下における前記各上下限開度に対応する燃料と
空気のそれぞれの流量を求めるステップと、 ｄ：設定要求されている燃料系の流量が、前記ｃで求め
た上下限流量範囲に入っているか否かを判定するステッ
プと、 ｅ：前記ｄで範囲外であると判定したときに、上限もし
くは下限の流量の近い方の制限流量を次回の燃料設定要
求流量とするステップと、 ｆ：前記ｄで範囲外と判定され前記ｅにより次回の燃料
設定要求流量を修正した場合に、その修正された燃料設
定要求流量に対応する空気系の設定要求流量を、空気比
設定要求値と燃焼に必要な理論空気量とから求めるステ
ップと、 ｇ：前記ｆで求めた空気系の設定要求流量が、前記ｃで
求めた上下限流量範囲に入っているか否かを判定するス
テップと、 ｈ：前記ｇで範囲外であると判定したときに、上限もし
くは下限の流量の近い方の制限流量を次回の空気設定要
求流量とするステップと、 ｉ：前記ｇで範囲外と判定され前記ｈにより次回の空気
設定要求流量を修正した場合には、この修正した空気設
定要求流量に対応する燃料系の設定要求流量を、設定要
求空気比と燃焼に必要な理論空気量とから求めるステッ
プと、を含むものである。
めに、本発明に係わる燃焼制御装置における流量制御方
法は、燃料管路と空気管路が接続され且つ流量係数が既
知の燃焼用バーナと、前記各管路に配設された可変絞り
機構、弁前圧力センサ、流体温度センサと、前記可変絞
り機構の弁開閉駆動モータおよび弁開度センサ、さらに
弁前圧力センサおよび流体温度センサとに結ばれた演算
制御器とを備える燃焼制御装置における流体制御方法で
あって、 ａ：各管路における弁前圧力、流体温度および弁開度を
各センサにより計測するステップと、 ｂ：弁開度センサにより一演算毎に計測される弁開度か
ら弁開閉駆動モータの能力上一演算時間内に到達可能な
上限開度と下限開度を求めるとともに、これら上下限開
度における燃料と空気のそれぞれの可変絞り機構の流量
係数を求めるステップと、 ｃ：前記流量係数を元に、前記ａで計測された圧力と温
度の条件下における前記各上下限開度に対応する燃料と
空気のそれぞれの流量を求めるステップと、 ｄ：設定要求されている燃料系の流量が、前記ｃで求め
た上下限流量範囲に入っているか否かを判定するステッ
プと、 ｅ：前記ｄで範囲外であると判定したときに、上限もし
くは下限の流量の近い方の制限流量を次回の燃料設定要
求流量とするステップと、 ｆ：前記ｄで範囲外と判定され前記ｅにより次回の燃料
設定要求流量を修正した場合に、その修正された燃料設
定要求流量に対応する空気系の設定要求流量を、空気比
設定要求値と燃焼に必要な理論空気量とから求めるステ
ップと、 ｇ：前記ｆで求めた空気系の設定要求流量が、前記ｃで
求めた上下限流量範囲に入っているか否かを判定するス
テップと、 ｈ：前記ｇで範囲外であると判定したときに、上限もし
くは下限の流量の近い方の制限流量を次回の空気設定要
求流量とするステップと、 ｉ：前記ｇで範囲外と判定され前記ｈにより次回の空気
設定要求流量を修正した場合には、この修正した空気設
定要求流量に対応する燃料系の設定要求流量を、設定要
求空気比と燃焼に必要な理論空気量とから求めるステッ
プと、を含むものである。
【０００８】
【作用】本発明では、弁開度センサにより一演算時間毎
に計測される弁開度から弁開閉駆動モータの能力上一演
算時間内に到達可能な上限開度と下限開度を求めるとと
もに、これら上下限開度に対応する燃料と空気のそれぞ
れの流量を求めておき、これら上下限流量範囲と、別途
定められた燃料の設定要求流量、あるいは設定要求空気
比と燃焼に必要な理論空気量とから求められた燃料の設
定要求流量に対応する空気の設定要求流量とを比較し、
設定要求流量が上下限流量範囲を外れている場合には、
上限もしくは下限の流量の近い方の制限流量を次回設定
要求流量とするとともに、このように上限もしくは下限
の流量を採用した場合には、設定要求空気比と燃焼に必
要な理論空気量とから演算により設定要求流量を修正す
るので、燃料と空気の流量比率（空気比）が大きく乱れ
ることがなく殆ど一定の状態で燃焼用バーナの燃焼制御
が行え、燃焼状態が変更される場合や、燃焼状態が大き
く変化する場合でも不完全燃焼を防止した燃焼が行え
る。
に計測される弁開度から弁開閉駆動モータの能力上一演
算時間内に到達可能な上限開度と下限開度を求めるとと
もに、これら上下限開度に対応する燃料と空気のそれぞ
れの流量を求めておき、これら上下限流量範囲と、別途
定められた燃料の設定要求流量、あるいは設定要求空気
比と燃焼に必要な理論空気量とから求められた燃料の設
定要求流量に対応する空気の設定要求流量とを比較し、
設定要求流量が上下限流量範囲を外れている場合には、
上限もしくは下限の流量の近い方の制限流量を次回設定
要求流量とするとともに、このように上限もしくは下限
の流量を採用した場合には、設定要求空気比と燃焼に必
要な理論空気量とから演算により設定要求流量を修正す
るので、燃料と空気の流量比率（空気比）が大きく乱れ
ることがなく殆ど一定の状態で燃焼用バーナの燃焼制御
が行え、燃焼状態が変更される場合や、燃焼状態が大き
く変化する場合でも不完全燃焼を防止した燃焼が行え
る。
【０００９】また、上述のように、燃料や空気の設定要
求流量が上下限流量範囲を外れる場合には、上限もしく
は下限の流量の近い方の制限流量を次回設定要求流量と
しているので、燃焼状態変更過渡期における流量比率の
乱れを極小に抑えることができる。
求流量が上下限流量範囲を外れる場合には、上限もしく
は下限の流量の近い方の制限流量を次回設定要求流量と
しているので、燃焼状態変更過渡期における流量比率の
乱れを極小に抑えることができる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図１は、
本発明に係わる燃焼用バーナの燃焼制御方法を加熱装置
に適用した場合の概念図であって、ａは全体図、ｂはａ
の燃焼用バーナ周辺の拡大図である。
本発明に係わる燃焼用バーナの燃焼制御方法を加熱装置
に適用した場合の概念図であって、ａは全体図、ｂはａ
の燃焼用バーナ周辺の拡大図である。
【００１１】図において、１は燃料供給管路であって、
この燃料供給管路１は、ＬＰＧなどのガス燃料等の燃料
供給源に接続されている。
この燃料供給管路１は、ＬＰＧなどのガス燃料等の燃料
供給源に接続されている。
【００１２】２は燃焼用空気供給管路であって、この燃
焼用空気供給管路２は、図外のブロワ，予熱空気設備等
の燃焼用空気供給源に接続されている。
焼用空気供給管路２は、図外のブロワ，予熱空気設備等
の燃焼用空気供給源に接続されている。
【００１３】３は加熱装置であって、被加熱物を加熱す
るための連続式加熱炉，バッチ炉，焼鈍炉などを指す。
るための連続式加熱炉，バッチ炉，焼鈍炉などを指す。
【００１４】４は温度調節計（ＴＩＣ）であって、この
温度調節計４は、加熱装置３の炉内温度を計測制御する
ための調節計（一般的なＰＩＤ制御方式のＴＩＣ等）で
あり、炉内をゾーンコントロールする場合には、温度制
御ゾーン毎に設けられる。
温度調節計４は、加熱装置３の炉内温度を計測制御する
ための調節計（一般的なＰＩＤ制御方式のＴＩＣ等）で
あり、炉内をゾーンコントロールする場合には、温度制
御ゾーン毎に設けられる。
【００１５】５は炉内温度計測センサであって、この炉
内温度計測センサ５は、加熱装置３の温度調節計用にプ
ロセスバリュウ（ＰＶ）を計測するためのもので、温度
制御ゾーン毎に設けられる。
内温度計測センサ５は、加熱装置３の温度調節計用にプ
ロセスバリュウ（ＰＶ）を計測するためのもので、温度
制御ゾーン毎に設けられる。
【００１６】６は演算制御器であって、この演算制御器
６は、後述する燃焼用バーナ12の各バーナ毎に燃料と燃
焼用空気流量を制御するための演算制御器であり、この
演算制御器６には、本発明の燃焼制御方式が採用され精
度の良い流量比率（空気比）制御並びに流量計測が行え
るようになっている。
６は、後述する燃焼用バーナ12の各バーナ毎に燃料と燃
焼用空気流量を制御するための演算制御器であり、この
演算制御器６には、本発明の燃焼制御方式が採用され精
度の良い流量比率（空気比）制御並びに流量計測が行え
るようになっている。
【００１７】７は流体温度計測用センサであって、この
流体温度計測用センサ７は、制御流体である、燃料ガス
と燃焼用空気の流体温度を計測し、演算制御器６内部で
演算される温度補償演算に使用されるデータを計測する
ためのものである。
流体温度計測用センサ７は、制御流体である、燃料ガス
と燃焼用空気の流体温度を計測し、演算制御器６内部で
演算される温度補償演算に使用されるデータを計測する
ためのものである。
【００１８】８は弁前圧力センサであって、この弁前圧
力センサ８は、後述する流量調節弁11の弁前圧力を計測
するもので、この計測によって、前もって流量特性（開
度と流量係数）を把握してある流量調節弁11の開度をコ
ントロールする。これにより、燃焼用バーナ12の固定流
量係数を考慮して目標流量に制御するために必要な弁開
度を演算制御器６内部で演算し開度制御を行う。
力センサ８は、後述する流量調節弁11の弁前圧力を計測
するもので、この計測によって、前もって流量特性（開
度と流量係数）を把握してある流量調節弁11の開度をコ
ントロールする。これにより、燃焼用バーナ12の固定流
量係数を考慮して目標流量に制御するために必要な弁開
度を演算制御器６内部で演算し開度制御を行う。
【００１９】９は弁開閉駆動モータであって、この弁開
閉駆動モータ９には、演算制御器６よりパルス出力され
る相対移動開度（モータの回転量）に正確に操作される
モータが搭載され、また図示省略する流量調節弁11の開
度位置計測センサ（弁開度センサ）が装備されている。
閉駆動モータ９には、演算制御器６よりパルス出力され
る相対移動開度（モータの回転量）に正確に操作される
モータが搭載され、また図示省略する流量調節弁11の開
度位置計測センサ（弁開度センサ）が装備されている。
【００２０】10はバーナ前圧力センサであって、このバ
ーナ前圧力センサ10は、流体温度計測用センサ７、弁前
圧力センサ８、弁開閉駆動モータ９および後述する燃焼
用バーナ12で制御演算あるいは計測される流量に対し
て、このバーナ前圧力センサ10と燃焼用バーナ12の固定
流量係数と流体温度計測用センサ７とより計測される流
量とを比較することにより、流体温度計測用センサ７、
弁前圧力センサ８、弁開閉駆動モータ９、流量調節弁11
および燃焼用バーナ12の異常の有無を演算制御器６内部
で自動判定させるための補助センサとなるものである。
ーナ前圧力センサ10は、流体温度計測用センサ７、弁前
圧力センサ８、弁開閉駆動モータ９および後述する燃焼
用バーナ12で制御演算あるいは計測される流量に対し
て、このバーナ前圧力センサ10と燃焼用バーナ12の固定
流量係数と流体温度計測用センサ７とより計測される流
量とを比較することにより、流体温度計測用センサ７、
弁前圧力センサ８、弁開閉駆動モータ９、流量調節弁11
および燃焼用バーナ12の異常の有無を演算制御器６内部
で自動判定させるための補助センサとなるものである。
【００２１】11は流量調節弁であって、この流量調節弁
11は、弁開閉駆動モータ９により操作され流量調節を行
うための弁であるが、同時に開度と流量係数の特性を把
握し演算制御器６に予め登録しておくことにより計測制
御用の可変絞り機構（バリュアブルオリフィス）として
の機能を果たすものである。
11は、弁開閉駆動モータ９により操作され流量調節を行
うための弁であるが、同時に開度と流量係数の特性を把
握し演算制御器６に予め登録しておくことにより計測制
御用の可変絞り機構（バリュアブルオリフィス）として
の機能を果たすものである。
【００２２】12は燃焼用バーナであって、この燃焼用バ
ーナ12は、燃料と燃焼用空気を混合し、燃焼させ炉内雰
囲気を加熱昇温させるものであるが、併せて、制御・診
断用の固定絞り機構としての流量係数を把握し演算制御
器６内部で演算するための固定オリフィスとしての機能
を有するものである。
ーナ12は、燃料と燃焼用空気を混合し、燃焼させ炉内雰
囲気を加熱昇温させるものであるが、併せて、制御・診
断用の固定絞り機構としての流量係数を把握し演算制御
器６内部で演算するための固定オリフィスとしての機能
を有するものである。
【００２３】次に、上記構成の装置における燃焼制御方
法を手順を追って説明する。加熱装置３における二つの
ゾーンＡ，Ｂの各ゾーンの炉内温度を、温度調節計４を
介して炉内温度計測センサ５により計測し、温度調節計
４の制御出力信号を、各ゾーンＡ，Ｂに対応する演算制
御器６に伝送する一方、燃料供給管路１と燃焼用空気供
給管路２における弁前圧力、流体温度および弁開度を、
流体温度計測用センサ７、弁前圧力センサ８および流量
調節弁11の開度位置計測センサの各センサにより計測
し、その計測信号を演算制御器６に伝送する。
法を手順を追って説明する。加熱装置３における二つの
ゾーンＡ，Ｂの各ゾーンの炉内温度を、温度調節計４を
介して炉内温度計測センサ５により計測し、温度調節計
４の制御出力信号を、各ゾーンＡ，Ｂに対応する演算制
御器６に伝送する一方、燃料供給管路１と燃焼用空気供
給管路２における弁前圧力、流体温度および弁開度を、
流体温度計測用センサ７、弁前圧力センサ８および流量
調節弁11の開度位置計測センサの各センサにより計測
し、その計測信号を演算制御器６に伝送する。
【００２４】次に、演算制御器６内で、前記計測された
弁開度から弁開閉駆動モータ９の能力上一演算時間内に
到達可能な上限開度と下限開度を演算により求めるとと
もに、これら上下限開度における燃料と空気のそれぞれ
の流量調節弁11の流量係数を演算により求め、さらにこ
の流量係数を元に、前記計測された圧力と温度の条件下
における前記各上下限開度に対応する燃料と空気のそれ
ぞれの流量を演算により求める。
弁開度から弁開閉駆動モータ９の能力上一演算時間内に
到達可能な上限開度と下限開度を演算により求めるとと
もに、これら上下限開度における燃料と空気のそれぞれ
の流量調節弁11の流量係数を演算により求め、さらにこ
の流量係数を元に、前記計測された圧力と温度の条件下
における前記各上下限開度に対応する燃料と空気のそれ
ぞれの流量を演算により求める。
【００２５】次に、別途定められ、設定要求されている
燃料系の流量が、前記で求めた燃料の上下限流量範囲に
入っているか否かを判定し、範囲内であればそれを次回
の燃料設定要求流量とするとともに、予めその次回の燃
料設定要求流量に対応させて求めてある空気系の設定要
求流量を次回の空気設定要求流量とし、これらの流量に
見合う弁開度を弁開閉駆動モータ９に出力して燃料と空
気の流量制御を行う。
燃料系の流量が、前記で求めた燃料の上下限流量範囲に
入っているか否かを判定し、範囲内であればそれを次回
の燃料設定要求流量とするとともに、予めその次回の燃
料設定要求流量に対応させて求めてある空気系の設定要
求流量を次回の空気設定要求流量とし、これらの流量に
見合う弁開度を弁開閉駆動モータ９に出力して燃料と空
気の流量制御を行う。
【００２６】一方、前記判定で範囲外であると判定した
ときには、上限もしくは下限の流量の近い方の制限流量
を次回の燃料設定要求流量とし、この燃料設定要求流量
に対応する空気系の設定要求流量を、空気比設定要求値
と燃焼に必要な理論空気量とから演算により求め、この
求めた空気系の設定要求流量が、前記段落番号〔００２
４〕で求めた空気の上下限流量範囲に入っているか否か
を判定し、範囲内であればそれを次回の空気設定要求流
量とし、これらの流量に見合う弁開度を弁開閉駆動モー
タ９に出力して燃料と空気の流量制御を行う。
ときには、上限もしくは下限の流量の近い方の制限流量
を次回の燃料設定要求流量とし、この燃料設定要求流量
に対応する空気系の設定要求流量を、空気比設定要求値
と燃焼に必要な理論空気量とから演算により求め、この
求めた空気系の設定要求流量が、前記段落番号〔００２
４〕で求めた空気の上下限流量範囲に入っているか否か
を判定し、範囲内であればそれを次回の空気設定要求流
量とし、これらの流量に見合う弁開度を弁開閉駆動モー
タ９に出力して燃料と空気の流量制御を行う。
【００２７】また一方、前記判定で範囲外であると判定
したときには、上限もしくは下限の流量の近い方の制限
流量を次回の空気設定要求流量とし、この場合は空気比
が空気比設定要求値からずれているため、前記と同要領
によってこの空気設定要求流量に対応する燃料系の設定
要求流量を、再度、空気比設定要求値と燃焼に必要な理
論空気量とから演算により求め、この求めた燃料系の設
定要求流量を次回の燃料設定要求流量とし、これらの流
量に見合う弁開度を弁開閉駆動モータ９に出力して燃料
と空気の流量制御を行う。
したときには、上限もしくは下限の流量の近い方の制限
流量を次回の空気設定要求流量とし、この場合は空気比
が空気比設定要求値からずれているため、前記と同要領
によってこの空気設定要求流量に対応する燃料系の設定
要求流量を、再度、空気比設定要求値と燃焼に必要な理
論空気量とから演算により求め、この求めた燃料系の設
定要求流量を次回の燃料設定要求流量とし、これらの流
量に見合う弁開度を弁開閉駆動モータ９に出力して燃料
と空気の流量制御を行う。
【００２８】上記の如く燃焼用バーナ12への燃料と空気
の流量を制御して供給するので、流量比率（空気比）が
殆ど一定して燃焼が行え、従って、燃焼状態の変更など
に伴う大きな昇温あるいは降温に対しても流量比率の変
動を小さくして燃焼状態の変更を行うことができる。
の流量を制御して供給するので、流量比率（空気比）が
殆ど一定して燃焼が行え、従って、燃焼状態の変更など
に伴う大きな昇温あるいは降温に対しても流量比率の変
動を小さくして燃焼状態の変更を行うことができる。
【００２９】なお、上記実施例において修正した場合の
空気あるいは燃料の各設定要求流量は、次回に到達可能
な開度範囲における設定要求空気比を満足している燃料
系流量の外部要求に対して最も迅速な流量設定となって
おり、この設定要求流量に一致する流量調節弁11の流量
係数は、下記の関係式により算出される。 Qs＝｛Po×N2×V2／（N2＋V2）｝1/2 V(s)＝｛Qs2 ×N2／（Po×N2−Qs2 ）｝1/2 但し、V(s)：可変絞り機構（流量調節弁11）に要求され
る流量係数 V：可変絞り機構（流量調節弁11）の流量係数 N：固定絞り流量係数 Po：弁前圧力センサ８により計測される供給圧力 Qs：設定要求流量
空気あるいは燃料の各設定要求流量は、次回に到達可能
な開度範囲における設定要求空気比を満足している燃料
系流量の外部要求に対して最も迅速な流量設定となって
おり、この設定要求流量に一致する流量調節弁11の流量
係数は、下記の関係式により算出される。 Qs＝｛Po×N2×V2／（N2＋V2）｝1/2 V(s)＝｛Qs2 ×N2／（Po×N2−Qs2 ）｝1/2 但し、V(s)：可変絞り機構（流量調節弁11）に要求され
る流量係数 V：可変絞り機構（流量調節弁11）の流量係数 N：固定絞り流量係数 Po：弁前圧力センサ８により計測される供給圧力 Qs：設定要求流量
【００３０】上記で算出された流量係数より、演算制御
器６に記憶している可変絞り系の流量係数と弁開度との
関係式または、特性を記憶したデータテーブルより補間
計算等により設定要求弁開度を算出する。
器６に記憶している可変絞り系の流量係数と弁開度との
関係式または、特性を記憶したデータテーブルより補間
計算等により設定要求弁開度を算出する。
【００３１】また、演算制御器６における一制御演算時
間が長くなる場合は、各センサ５，７，８等、による前
回の計測値に基づいて演算された操作量を弁開閉駆動モ
ータ９に出力して稼働する一方、この稼働に並行して今
回計測値に基づく演算を行うようにしてもよく、このよ
うにすることにより、より一制御演算時間を短くでき
る。
間が長くなる場合は、各センサ５，７，８等、による前
回の計測値に基づいて演算された操作量を弁開閉駆動モ
ータ９に出力して稼働する一方、この稼働に並行して今
回計測値に基づく演算を行うようにしてもよく、このよ
うにすることにより、より一制御演算時間を短くでき
る。
【００３２】また、演算制御器６では、フィードバック
制御系を弁開度のみに対して行い、流量制御系をフィー
ドバックループから除外したので、流量制御系の遅れ要
素が無くなり、安定した制御系が構築できる。
制御系を弁開度のみに対して行い、流量制御系をフィー
ドバックループから除外したので、流量制御系の遅れ要
素が無くなり、安定した制御系が構築できる。
【００３３】なお、上記実施例においては、流量調節弁
11の下流に燃焼用バーナ12を１台配設した例を説明した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、流量調節
弁11下流に複数台の燃焼バーナ12を並設してもよい。
11の下流に燃焼用バーナ12を１台配設した例を説明した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、流量調節
弁11下流に複数台の燃焼バーナ12を並設してもよい。
【００３４】以上の説明は、本発明を理解し易くするた
め燃焼制御装置における流量制御方法を主体に説明して
きたが、本発明は、燃焼制御装置における流量制御方法
に限定されるものではなく、２流体を対象とする混合比
率制御装置など、例えば、ブタンガスと空気とを適宜比
率で混合し燃料ガスとしての発熱量制御をする際の混合
比率制御などの流量制御に適用し得るものである。
め燃焼制御装置における流量制御方法を主体に説明して
きたが、本発明は、燃焼制御装置における流量制御方法
に限定されるものではなく、２流体を対象とする混合比
率制御装置など、例えば、ブタンガスと空気とを適宜比
率で混合し燃料ガスとしての発熱量制御をする際の混合
比率制御などの流量制御に適用し得るものである。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、混合比率制御装置
が燃焼制御装置である場合、本発明に係わる流量制御方
法によれば、燃焼状態を変更する場合や、燃焼状態が大
きく変化する場合に、燃料と空気の流量比率（空気比）
を大きく乱すことなく殆ど一定の流量比率で燃焼用バー
ナの燃焼制御が行える。これにより燃焼状態の変更時で
も不完全燃焼が抑制できるのですすなどの発生が防止で
きる。
が燃焼制御装置である場合、本発明に係わる流量制御方
法によれば、燃焼状態を変更する場合や、燃焼状態が大
きく変化する場合に、燃料と空気の流量比率（空気比）
を大きく乱すことなく殆ど一定の流量比率で燃焼用バー
ナの燃焼制御が行える。これにより燃焼状態の変更時で
も不完全燃焼が抑制できるのですすなどの発生が防止で
きる。
【００３６】また、燃料や空気の設定要求流量が上下限
流量範囲を外れる場合には、上限もしくは下限の流量の
近い方の制限流量を次回設定要求流量としているので、
燃焼状態変更過渡期における流量比率の乱れを極小に抑
えることができる。
流量範囲を外れる場合には、上限もしくは下限の流量の
近い方の制限流量を次回設定要求流量としているので、
燃焼状態変更過渡期における流量比率の乱れを極小に抑
えることができる。
【図１】本発明に係わる燃焼用バーナの燃焼制御方法を
加熱装置に適用した場合の概念図であって、ａは全体
図、ｂはａのバーナ周辺の拡大図である。
加熱装置に適用した場合の概念図であって、ａは全体
図、ｂはａのバーナ周辺の拡大図である。
１：燃料供給管路 ２：燃焼用空気供給管路
３：加熱装置 ４：温度調節計 ５：炉内温度計測センサ
６：演算制御器 ７：流体温度計測用センサ ８：弁前圧力セン
サ ９：弁開閉駆動モータ 10：バーナ前圧力センサ 1
1：流量調節弁 12：燃焼用バーナ Ａ，Ｂ：ゾーン
３：加熱装置 ４：温度調節計 ５：炉内温度計測センサ
６：演算制御器 ７：流体温度計測用センサ ８：弁前圧力セン
サ ９：弁開閉駆動モータ 10：バーナ前圧力センサ 1
1：流量調節弁 12：燃焼用バーナ Ａ，Ｂ：ゾーン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中垣 弘司 大阪府大阪市西区京町堀２丁目４番７号 中外炉工業株式会社内 (72)発明者 田中 祐三 大阪府大阪市西区京町堀２丁目４番７号 中外炉工業株式会社内 (72)発明者 中安 斌 兵庫県姫路市広畑区正門通４−10−11 中 外プロツクス株式会社インキユベーシヨン センター内 (72)発明者 楢原 秀昭 兵庫県姫路市広畑区正門通４−10−11 中 外プロツクス株式会社インキユベーシヨン センター内
Claims (3)
- 【請求項１】Ａ流体管路とＢ流体管路が接続され且つ流
量係数が既知の固定絞り機構と、前記各流体管路に配設
された可変絞り機構、弁前圧力センサ、流体温度センサ
と、前記可変絞り機構の弁開閉駆動モータおよび弁開度
センサ、さらに弁前圧力センサおよび流体温度センサと
に結ばれた演算制御器とを備え、Ａ流体とＢ流体の異な
る２流体をある比率をもって混合する混合比率制御装置
における流量制御方法であって、 ａ：各管路における弁前圧力、流体温度および弁開度を
各センサにより計測するステップと、 ｂ：弁開度センサにより一演算毎に計測される弁開度か
ら弁開閉駆動モータの能力上一演算時間内に到達可能な
上限開度と下限開度を求めるとともに、これら上下限開
度における２流体のそれぞれの可変絞り機構の流量係数
を求めるステップと、 ｃ：前記流量係数を元に、前記ａで計測された圧力と温
度の条件下における前記各上下限開度に対応する２流体
のそれぞれの流量を求めるステップと、 ｄ：設定要求されているＡ流体の流量が、前記ｃで求め
た上下限流量範囲に入っているか否かを判定するステッ
プと、 ｅ：前記ｄで範囲外であると判定したときに、上限もし
くは下限の流量の近い方の制限流量を次回のＡ流体の設
定要求流量とするステップと、 ｆ：前記ｄで範囲外と判定され前記ｅにより次回のＡ流
体の設定要求流量を修正した場合に、その修正されたＡ
流体の設定要求流量に対応するＢ流体の設定要求流量
を、混合比率設定要求値からＢ流体の設定要求流量を求
めるステップと、 ｇ：前記ｆで求めたＢ流体の設定要求流量が、前記ｃで
求めた上下限流量範囲に入っているか否かを判定するス
テップと、 ｈ：前記ｇで範囲外であると判定したときに、上限もし
くは下限の流量の近い方の制限流量を次回のＢ流体の設
定要求流量とするステップと、 ｉ：前記ｇで範囲外と判定され前記ｈにより次回のＢ流
体の設定要求流量を修正した場合には、この修正したＢ
流体の設定要求流量に対応するＡ流体の設定要求流量
を、混合比率設定要求値からから求めるステップと、を
含むことを特徴とする混合比率制御装置における流量制
御方法。 - 【請求項２】流量係数が既知の固定絞り機構に代えて、
流量係数が既知の混合機構を備える請求項１記載の混合
比率制御装置における流量制御方法。 - 【請求項３】燃料管路と空気管路が接続され且つ流量係
数が既知の燃焼用バーナと、前記各管路に配設された可
変絞り機構、弁前圧力センサ、流体温度センサと、前記
可変絞り機構の弁開閉駆動モータおよび弁開度センサ、
さらに弁前圧力センサおよび流体温度センサとに結ばれ
た演算制御器とを備える燃焼制御装置における流量制御
方法であって、 ａ：各管路における弁前圧力、流体温度および弁開度を
各センサにより計測するステップと、 ｂ：弁開度センサにより一演算毎に計測される弁開度か
ら弁開閉駆動モータの能力上一演算時間内に到達可能な
上限開度と下限開度を求めるとともに、これら上下限開
度における燃料と空気のそれぞれの可変絞り機構の流量
係数を求めるステップと、 ｃ：前記流量係数を元に、前記ａで計測された圧力と温
度の条件下における前記各上下限開度に対応する燃料と
空気のそれぞれの流量を求めるステップと、 ｄ：設定要求されている燃料系の流量が、前記ｃで求め
た上下限流量範囲に入っているか否かを判定するステッ
プと、 ｅ：前記ｄで範囲外であると判定したときに、上限もし
くは下限の流量の近い方の制限流量を次回の燃料設定要
求流量とするステップと、 ｆ：前記ｄで範囲外と判定され前記ｅにより次回の燃料
設定要求流量を修正した場合に、その修正された燃料設
定要求流量に対応する空気系の設定要求流量を、空気比
設定要求値と燃焼に必要な理論空気量とから求めるステ
ップと、 ｇ：前記ｆで求めた空気系の設定要求流量が、前記ｃで
求めた上下限流量範囲に入っているか否かを判定するス
テップと、 ｈ：前記ｇで範囲外であると判定したときに、上限もし
くは下限の流量の近い方の制限流量を次回の空気設定要
求流量とするステップと、 ｉ：前記ｇで範囲外と判定され前記ｈにより次回の空気
設定要求流量を修正した場合には、この修正した空気設
定要求流量に対応する燃料系の設定要求流量を、設定要
求空気比と燃焼に必要な理論空気量とから求めるステッ
プと、を含むことを特徴とする燃焼制御装置における流
量制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3279914A JP3020328B2 (ja) | 1991-10-25 | 1991-10-25 | 混合比率制御装置における流量制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3279914A JP3020328B2 (ja) | 1991-10-25 | 1991-10-25 | 混合比率制御装置における流量制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05118529A true JPH05118529A (ja) | 1993-05-14 |
| JP3020328B2 JP3020328B2 (ja) | 2000-03-15 |
Family
ID=17617673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3279914A Expired - Lifetime JP3020328B2 (ja) | 1991-10-25 | 1991-10-25 | 混合比率制御装置における流量制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3020328B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009281618A (ja) * | 2008-05-20 | 2009-12-03 | Osaka Gas Co Ltd | 燃焼設備及び燃焼設備の異常診断方法 |
-
1991
- 1991-10-25 JP JP3279914A patent/JP3020328B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009281618A (ja) * | 2008-05-20 | 2009-12-03 | Osaka Gas Co Ltd | 燃焼設備及び燃焼設備の異常診断方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3020328B2 (ja) | 2000-03-15 |
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