JPH0776612B2 - ガス焚ボイラシステムにおける比例燃焼制御装置 - Google Patents

ガス焚ボイラシステムにおける比例燃焼制御装置

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JPH0776612B2
JPH0776612B2 JP17681190A JP17681190A JPH0776612B2 JP H0776612 B2 JPH0776612 B2 JP H0776612B2 JP 17681190 A JP17681190 A JP 17681190A JP 17681190 A JP17681190 A JP 17681190A JP H0776612 B2 JPH0776612 B2 JP H0776612B2
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pressure
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茂広 渡辺
昇 田窪
崇 曽我部
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Miura Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 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] 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、燃料
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、その一例にお
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。
一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)の一端側(31a)
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)から燃料ガス
(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(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)中に接続してあるバルブ(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(13)、空気圧ダイヤフ
ラム(14)及びガス圧ダイヤフラム(15)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(48)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(14a)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PG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PA
をもとに、比例ガスバルブ直後のガス圧PG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R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:(PA-PF)、ガス圧力:PG、ガ
ス圧設定値(係数):R、(ただし、PFは燃焼室内圧力)
とすると、 PG=(PA-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R
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PAとボイラ燃焼室内
圧PF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] 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。
[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(1a)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
続してあるバルブ(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(13)、空
気圧ダイヤフラム(14)、及びガス圧ダイヤフラム(1
5)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(16)、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(1
7)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)が設けてある。前記オリフィス機構(23)
は、一次オリフィス(23A)及び二次オリフィス(23B)
とからなっている。前記一次オリフィス(23A)と前記
二次オリフィス(23B)との間に、前記ガス圧検出点(2
1)が設けてある。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)が設けてある。
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PA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PG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(14)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、(PA-PW)で
得られる。一方、ガス圧PG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、一次オリフィス(23A)及び二次オリフィス(23B)
を適用したことにより、ガス圧PG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、ガス圧設定値(係数)
Rを小さく設定することができる。
[発明の効果] 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

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】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
    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。
JP17681190A 1990-07-03 1990-07-03 ガス焚ボイラシステムにおける比例燃焼制御装置 Expired - Lifetime JPH0776612B2 (ja)

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