JPH06147472A - ガスバーナ装置 - Google Patents

ガスバーナ装置

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Publication number
JPH06147472A
JPH06147472A JP33087092A JP33087092A JPH06147472A JP H06147472 A JPH06147472 A JP H06147472A JP 33087092 A JP33087092 A JP 33087092A JP 33087092 A JP33087092 A JP 33087092A JP H06147472 A JPH06147472 A JP H06147472A
Authority
JP
Japan
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valve
gas
air
input
valve opening
Prior art date
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Pending
Application number
JP33087092A
Other languages
English (en)
Inventor
Haruo Kuki
治男 久木
Hidekazu Nakajima
秀和 中島
Norikazu Kubota
伯一 久保田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osaka Gas Co Ltd
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Osaka Gas Co Ltd
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Osaka Gas Co Ltd, Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Osaka Gas Co Ltd
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Publication of JPH06147472A publication Critical patent/JPH06147472A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 予混合ガスを用いるバーナ装置において、ガ
ス弁及び空気弁の開度とその流量とが厳密には比例しな
いので、従来は要求熱入力の可変範囲で空燃比を最適値
に維持するために、面倒な初期設定作業を行っていた
が、本発明はこれを簡略化する。 【構成】 ガス弁及び空気弁の開度を検出する手段と、
熱入力要求信号に応じて各弁の開度を制御する手段とを
備えたガスバーナ装置において、制御装置の初期設定入
力部に、各弁開度を微調節して入力する手段と、入力値
を上限値、下限値及び中間値用の3種に切り替える選択
手段とを設け、制御装置の演算部において、入力された
上記各3個の弁開度値から、熱要求入力と各弁開度との
関係式を算出せしめるようにした。 【効果】 ガス弁及び空気弁の開度をそれぞれ所定の上
限値、下限値及び中間値に調節して制御装置に入力する
という簡単な操作により、各弁開度と流量の関係曲線を
設定することができるので、従来に比し初期設定作業が
簡略化できる上に、空燃比の精度を向上することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガス量の全可変範囲に
亙って空燃比を最適な一定値に維持することができるガ
スバーナ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図1は従来のガスバーナ装置の一例を示
したもので、ガスバーナ本体1の入力側で合流するガス
路2と空気路3に、それぞれガス弁VA及び空気弁VG
を設け、空燃比を最適な一定値に保つために、モータ制
御装置4によって両弁の開度を制御している。同図にお
いて、ガスガバナ5は、ガス弁VGの入口側の圧力を弁
開度に関係なく一定に維持するためのものであり、6は
二重遮断電磁弁、7は送風機である。このような構成に
おいて、一般にガス弁VGあるいは空気弁VAの開度と
その実効開口面積(流量係数CV)とは、図2のグラフ
に示すように、約20〜70度の範囲で比例関係にある
と見なすことができ、通常その範囲で使用されるが、弁
VGあるいはVAにガスバーナ1や配管等の負荷が接続
された場合には、弁開度θと流量とは必ずしも比例しな
くなる(図8参照)という問題がある。すなわち、実際
に流量と比例するのは、弁と弁以外の負荷との双方の圧
損を含めた総合的な実効開口面積であるが、弁開度が例
えば所要ガス量の100〜20%の範囲で可変であるの
に対し、その他の負荷の実効開口面積は変化しないから
である。従って、このような弁開度とガス量あるいは空
気量との間の非直線性を補正するために、従来より種々
の方式が採用されている。
【0003】図3はリンケージ方式と呼ばれている従来
の空燃比調節装置の一例を示したもので、制御モータM
と各弁VG, VAのシャフトとの間に、シャフトと共
に回動するアーム14とアーム間を連結するリンクバー
15とよりなるリンケージ機構が介装されており、リン
クバー15の長さとそのアーム14への取付位置とを調
節することによって、両弁VG,VAを一定の非直線的
な関係で連動させて、ガス量を増減した場合にも空燃比
が一定に維持されるようにしている。なお8はボイラ制
御装置で、モータ制御装置4はボイラ制御装置8からの
熱入力要求信号に応じて、モータMに設けられているロ
ータリエンコーダEからの回転角検出信号が所定値に達
するまで、モータ制御信号を送り続けるようになってい
る。しかしながらこのリンケージ方式は、個々の製品毎
に経験と勘に頼る面倒な調節が必要であるために多くの
人手を要し、しかも機械式であるために空燃比の精度を
あまり高くすることができないという欠点があった。
【0004】そこで最近では、図4に示すように、両弁
VG,VAに個別にモータM1,M2を設け、制御装置
4から各モータに制御信号を送って、ガス量が増減して
も常に空燃比が最適の一定値となるように制御する、所
謂ノンリンク方式が開発されている。この方式によれ
ば、予め空燃比を一定とするような弁開度と流量の関係
曲線をモータ制御装置4にプログラムしておくことによ
り、個々の製品の調節は不要となって省力化できる上
に、空燃比の精度も向上し得るという利点がある反面、
この関係曲線の機種毎の初期設定が非常に面倒で手間が
かかるという問題があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ノンリンク方式におい
て、初期設定作業に手間がかかる理由は、前述のように
弁開度と流量とが比例せず、要求熱入力から両弁の開度
が直接算出できないために、予め要求ガス量と各弁開度
の関係曲線を設定しておく必要があるからであるが、従
来の設定方法は、図5に示すように、熱入力の可変範囲
に5乃至10個の測定点をとり、各点について、排気中
のO2あるいはCO2濃度を測定することにより空燃比
が所定値となるように監視しながら、ガス弁及び空気弁
の双方を微調整して、制御装置に入力していた。しかし
この方法は、例えばある要求熱入力に対して、まずガス
メータを見ながら所要ガス量となるようにガス弁の開度
を調節し、次にO2又はCO2濃度を監視しながら(空
気を測定する大形の流量計がないので)所定の空燃比と
なるように空気弁の開度を変化させるのであるが、測定
点数が多いので作業に手間がかかり、また測定点数を減
らすと、各点を折れ線で結んで近似しているために精度
が悪くなるという問題があった。そこで本発明は、図4
のノンリンク方式における両弁の関係曲線を、上述のよ
うに多数の点についていちいち実測する必要がなく、比
較的簡単な方法で設定することができるような弁開度の
初期設定方法を提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によるガスバーナ
装置は、図6及び7に示すように、モータ制御装置4の
初期設定用入力部9に、各弁の開度を微調節するための
ボリウムつまみ(微調節手段)10及び11と、微調節
された弁開度を入力するためのセットボタン(入力手
段)12と、入力データを格納するレジスタを上限値、
下限値及び中間値用の3種に切り替えるための選択スイ
ッチ(選択手段)13とを設けて、初期設定時に作業者
が、ガスメータの読みが所定のガス供給量の上限値、下
限値及び中間の一定値となるようにガス用ボリウム10
を調節すると共に、各ガス量について所定の空燃比とな
るようにO2濃度計等により排気を監視しながら、空気
用ボリウム12を調節するようにし、制御装置4の演算
部において、入力された上記各3個の弁開度値から、熱
要求入力と各弁開度との関係式を算出するようにしたも
のである。
【0007】
【作用】一般にバタフライ方式の弁においては、弁開度
(回転角θ)とその実効開口面積(流量係数CV)との
関係は、図2に示すような正弦波状となるが、通常はこ
れを直線と見なし得る範囲で使用している。しかし実際
には、弁の前後に接続される配管やガスバーナ等の圧損
と弁の圧損とが比例しないために、上記直線域において
も、弁開度θと流量Qとの関係には、図8に破線で示す
ような非直線性が現れる。いまガス路2及び空気路3の
双方について、その流量をQとし、弁での圧損をPV、
弁以外の配管やバーナでの圧損をPRとすると、圧損P
V,PRに対して、流量係数CV,CRを、 Q=CV・√(PV) ‥‥‥‥‥ (1) Q=CR・√(PR) ‥‥‥‥‥ (2) のように定義することができる。従って、ガスガバナ5
や送風機7の出口側圧力PG(=PV+PR)が流量Q
を増減させても変化しないものとすると、 Q=CT・√(PG) ‥‥‥‥‥ (3) で定義される総合的な流量係数CTは、(1)(2)
(3)式より、PV,PR,PG及びQを消去して、次
式のように導かれる。, CT=CR・CV/√(CR
+CV) ‥‥‥‥(4) (4)式において、流量係数CVは図2に示すように弁
開度〜と密接な関係のある変数であるから、結局(3)
(4)式より流量Qは、次式で示されるように、配管や
バーナ等で定まるCRをパラメータとし、CVを独立変
数とする関数と見なすことができ、このCRは図8に破
線で示したように、この関数の曲線が最小及び最大流量
での弁開度を表わす2点A及びBを結ぶ直線(CR=
∞)からどれだけずれているかの度合すなわちリニアか
らの偏り率を表わすことになる。 Q=k・CV/√{1+(CV/CR)} ‥‥‥‥ (5) 但し k=√(PG)=一定 従って本発明装置は、各弁について、その制御範囲の両
端とその中間点の3つのCVの実測値を(5)式に代入
して得られる3つの式の連立方程式を解くことによって
偏り率CRを求め、CVを変数とする流量Qの関数形、
すなわち各弁開度θとその流量Qの関係曲線を確定する
ようにしたものということができる。
【0008】
【実施例】次に本発明を図6及び図7の実施例によって
詳述する。本発明による装置自体は、従来例として示し
た図4のノンリンク方式と同じものであり、簡単のため
に各制御弁VG,VAの制御範囲が、図2の直線域にあ
るものとする。そこでまず作業者は、モータ制御装置の
入力部9の選択スイッチ13を「最大」に設定し、ガス
メータが制御範囲の上限値(例えば100,000KC
AL)を指すようにガス用ボリウム10を微調節すると
共に、排気のO2濃度計を見ながら空燃比が所定値(例
えばガス量:空気量=13:1)となるように空気用ボ
リウム11を微調節して、これらの値をセットスイッチ
12により制御装置の記憶部に入力する。同様にして、
ガス量の下限値(例えば20,000KCAL)及び中
間値(例えば60,000KCAL)についても、ガス
メータ及びO2濃度計を見ながら各ボリウム10,11
を調節し、セットスイッチ12で入力する。これによっ
て、制御装置4の演算部では、ガス及び空気について予
め登録されている上限値、下限値及び中間値と、これら
に対応して入力された弁開度の実測値とにより、それぞ
れのCRを算出し、弁開度と流量の関係曲線を決定す
る。従って、次に選択スイッチ13により「運転」を選
択すれば、ガス弁VG及び空気弁VAは、要求熱入力の
全可変範囲に亙って常に空燃比が最適値に維持されるよ
うに制御されるのである。なお弁開度θが図2における
直線域を超えるような場合には、θとCVとの換算式を
制御装置に記憶させておき、CV(θ)の関数Q=f
(CV(θ),CR)に各弁開度θを代入して演算させ
るようにすればよい。また弁開度θの中間値としては
は、必ずしも最大値及び最小値の中点である必要はな
く、できるだけ誤差を小さくするためには、むしろ2点
A,Bの中央よりも大きめの値の方が有利である。
【0009】なお上述の実施例では、各弁開度を微調節
する手段として、ガス用ボリウムつまみ10及び11を
使用しているが、これは必ずしもボリウムである必要は
なく、押ボタンスイッチと液晶ディスプレイ、あるいは
テンキーボード等で代用することもできる。また微調節
された弁開度を入力する手段としてセットボタン12を
使用し、入力データを格納するレジスタを上限値、下限
値及び中間値用の3種に切り替えるための選択手段とし
て選択スイッチ13を設けているが、6個のボリウムを
使用すれば、これらのスイッチ12,13も不要とな
る。
【0010】
【発明の効果】本発明によれば上述のように、ガス弁及
び空気弁の開度をそれぞれ所定の上限値、下限値及び中
間値に調節して制御装置に入力するという簡単な操作に
より、各弁開度と流量の関係曲線を設定することができ
るので、多数の点で実測を行っていた従来のノンリンク
方式に比し初期設定作業が簡略化できる上に、各測定点
間を折れ線で近似していた従来例に比し、任意の要求熱
入力に対して各弁開度が正確に制御されるという利点が
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の予混合バーナ装置の概略構成を示す系統
図。
【図2】同上の弁開度と流量係数の関係曲線を示すグラ
フ。
【図3】同上の具体的構造を示す概略斜視図。
【図4】他の従来例及び本発明の概略構成を示す系続
図。
【図5】同上の初期設定方法を説明する入力表。
【図6】本発明装置の具体的構造を示す概略斜視図。
【図7】同上のモータ制御装置の入力部の正面図。
【図8】同上の原理を説明するグラフ。
【符号の説明】
1 ガスバーナ本体 2 ガス路 3 空気路 4 モータ制御装置 5 ガスガバナ 6 二重遮断弁 7 送風機 8 ボイラ制御装置 9 入力部 10 ガス用ボリウム(微調節手段) 11 空気用ボリウム(微調節手段) 12 セットボタン(入力手段) 13 選択スイッチ(選択手段) VGガス弁 VA空気弁 M 制御モータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保田 伯一 大阪府守口市京阪本通2丁目18番地 三洋 電機株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガス弁及び空気弁の開度を検出する手段
    と、熱入力要求信号に応じて各弁の開度を制御する手段
    とを備えたガスバーナ装置において、制御装置の初期設
    定入力部に、各弁開度を微調節して入力する手段と、入
    力値を上限値、下限値及び中間値用の3種に切り替える
    選択手段とを設け、制御装置の演算部において、入力さ
    れた上記各3個の弁開度値から、熱要求入力と各弁開度
    との関係式を算出せしめるようにして成ることを特徴と
    するガスバーナ装置。
JP33087092A 1992-10-27 1992-10-27 ガスバーナ装置 Pending JPH06147472A (ja)

Priority Applications (1)

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JP33087092A JPH06147472A (ja) 1992-10-27 1992-10-27 ガスバーナ装置

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JP33087092A JPH06147472A (ja) 1992-10-27 1992-10-27 ガスバーナ装置

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ID=18237440

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JP (1) JPH06147472A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011007398A (ja) * 2009-06-24 2011-01-13 Osaka Gas Co Ltd 燃料空気供給量比率制御装置
JP2017187229A (ja) * 2016-04-06 2017-10-12 リンナイ株式会社 予混合装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011007398A (ja) * 2009-06-24 2011-01-13 Osaka Gas Co Ltd 燃料空気供給量比率制御装置
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