JPH11338548A - Gas flow rate controller and combustion controller equipped with the controller - Google Patents

Gas flow rate controller and combustion controller equipped with the controller

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JPH11338548A
JPH11338548A JP14473898A JP14473898A JPH11338548A JP H11338548 A JPH11338548 A JP H11338548A JP 14473898 A JP14473898 A JP 14473898A JP 14473898 A JP14473898 A JP 14473898A JP H11338548 A JPH11338548 A JP H11338548A
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征夫 諸星
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敏幸 佐藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a gas flow rate controller which is suitable for gas flow rate control of a large flow rate and to carry out precise air-fuel ratio control by using the gas flow rate controller. SOLUTION: The opening extent of a hydraulic control valve 25 is adjusted by driving a piston 20a where a valve 18 is coupled by generating the oil pressure of a hydraulic actuator 20 by a hydraulic pump 23 according to a detection signal generated by a mass-flow sensor 15 to control the flow rate of gas 14. Gaseous fuel and an air amount are controlled by using this gas flow rate controller to perform accurate air-fuel ratio control.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、気体流量制御装
置及び該気体流量制御装置を備えた燃焼制御装置に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas flow control device and a combustion control device provided with the gas flow control device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、気体流量制御装置としてソレ
ノイドコイル駆動によるものが知られている(特開平1
−219616号公報等参照)。図6はかかる従来のソ
レノイドコイル駆動による気体流量制御装置の構成を示
す図であり、図6において、1は気体2の流量を制御す
る気体流量制御弁、3は気体流量制御弁1の本体部、3
aは上流側通路、3bは下流側通路、3cは仕切り壁、
3dは開口部、4は駆動ソレノイド、4aは弁プラグ、
4bはガイドリング、5は流速センサ、5aは吸引管、
5bは排気管、5cは熱式ICセンサ、5dはフィル
タ、6はコントローラである。
2. Description of the Related Art Conventionally, a gas flow control device driven by a solenoid coil has been known (Japanese Unexamined Patent Publication No.
-219616, etc.). FIG. 6 is a diagram showing the configuration of such a conventional gas flow control device driven by a solenoid coil. In FIG. 6, reference numeral 1 denotes a gas flow control valve for controlling the flow of gas 2; , 3
a is an upstream passage, 3b is a downstream passage, 3c is a partition wall,
3d is an opening, 4 is a drive solenoid, 4a is a valve plug,
4b is a guide ring, 5 is a flow rate sensor, 5a is a suction pipe,
5b is an exhaust pipe, 5c is a thermal IC sensor, 5d is a filter, and 6 is a controller.

【0003】次にかかる従来の気体流量制御装置の動作
について説明する。気体2の流量は、熱式ICセンサ5
cによって検出され、検出信号がコントローラ6に入力
される。この検出信号に基づいて駆動信号が駆動ソレノ
イド4に出力され、弁プラグ4aが上下に移動し、開口
部3dの弁開度が可変する。そして、上流側通路3aか
ら下流側通路3bへと流れる気体2の流量が制御され
る。かかる気体流量制御装置は、空燃比を正確に制御す
るために燃焼制御装置にも用いられる。
Next, the operation of the conventional gas flow control device will be described. The flow rate of the gas 2 is determined by the thermal IC sensor 5
c, and a detection signal is input to the controller 6. A drive signal is output to the drive solenoid 4 based on this detection signal, the valve plug 4a moves up and down, and the opening degree of the opening 3d is changed. Then, the flow rate of the gas 2 flowing from the upstream passage 3a to the downstream passage 3b is controlled. Such a gas flow control device is also used in a combustion control device to accurately control the air-fuel ratio.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来の気体流量制御装
置は以上のように構成されており、ソレノイドコイル駆
動では弁の駆動力に限界がある。一方、燃焼制御装置に
用いる気体流量制御装置としては大型のものが必要であ
り、従来のソレノイド駆動のものでは大流量の気体流量
の調節には不向きである。従来のものでは、このような
不都合を解消したいといった課題があった。さらには、
緊急時に燃料を瞬時に遮断する安全遮断弁としての機能
を兼ね備えた気体流量制御装置も望まれている。
The conventional gas flow control device is configured as described above, and there is a limit to the driving force of the valve in driving a solenoid coil. On the other hand, a large gas flow control device used in the combustion control device is required, and a conventional solenoid-driven device is not suitable for adjusting a large flow gas flow. The conventional one has a problem that it is desired to eliminate such inconvenience. Furthermore,
There is also a demand for a gas flow control device having a function as a safety shut-off valve for instantaneously shutting off fuel in an emergency.

【0005】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、大流量の気体流量制御に適した気
体流量制御装置を得ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to provide a gas flow control device suitable for controlling a large flow of gas.

【0006】また、この発明はかかる気体流量制御装置
を備え、精密な空燃比制御を行うことが可能な燃焼制御
装置を得ることを目的とする。
Another object of the present invention is to provide a combustion control device having such a gas flow control device and capable of performing precise air-fuel ratio control.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この発明に係る気体流量
制御装置は、油が充填されたシリンダとこのシリンダ内
で油圧により駆動されるピストンとを有する油圧アクチ
ュエータと、前記油圧アクチュエータのシリンダ内の油
圧を制御する油圧制御手段と、気体が流れる流路と、該
流路を流れる気体の流量を制御するために油圧アクチュ
エータのピストンに連結された気体制御弁と、流路中を
流れる気体の流量を検出する気体流量計と、該気体流量
計からの検出信号に基づいて気体の流量が所定値となる
ように油圧制御手段に指令を与えて気体制御弁の開度を
制御する気体流量制御手段とを備えたものである。
A gas flow control device according to the present invention comprises a hydraulic actuator having a cylinder filled with oil and a piston driven by hydraulic pressure in the cylinder; Hydraulic control means for controlling the hydraulic pressure, a flow path through which the gas flows, a gas control valve connected to a piston of a hydraulic actuator for controlling the flow rate of the gas flowing through the flow path, and a flow rate of the gas flowing through the flow path And a gas flow control means for controlling the opening of the gas control valve by giving a command to the hydraulic control means so that the flow rate of the gas becomes a predetermined value based on the detection signal from the gas flow meter It is provided with.

【0008】この発明に係る気体流量制御装置は、前記
シリンダ内の油圧を低下させるレリーフ弁と、前記シリ
ンダ内の油圧の低下に伴い、気体の流れを遮断するよう
に、気体制御弁が連結されたピストンを付勢するスプリ
ングとを備えたものである。
In the gas flow control device according to the present invention, a relief valve for lowering the oil pressure in the cylinder and a gas control valve are connected so as to cut off the gas flow as the oil pressure in the cylinder decreases. And a spring for biasing the piston.

【0009】この発明に係る気体流量制御装置は、油圧
制御手段を制御するための制御信号と気体流量計からの
検出信号との関係に基づいて油圧系統の診断を行う診断
手段を備えたものである。
A gas flow control device according to the present invention includes a diagnosis means for diagnosing a hydraulic system based on a relationship between a control signal for controlling a hydraulic control means and a detection signal from a gas flow meter. is there.

【0010】この発明に係る燃焼制御装置は、前記気体
流量制御装置を備え、バーナに供給する気体燃料の流量
を所定の値に制御するとともに、空気を送り込む送風流
路中の空気量を検出する質量流量計と、前記質量流量計
により検出された空気量に基づいて、バーナ内で所定の
空燃比となるようにバーナに供給する空気の量を制御す
る空気量制御手段とを備えたものである。
[0010] A combustion control device according to the present invention includes the gas flow control device, controls the flow rate of gaseous fuel supplied to the burner to a predetermined value, and detects the amount of air in a ventilation passage for feeding air. A mass flow meter, and an air amount control means for controlling an amount of air supplied to the burner so as to have a predetermined air-fuel ratio in the burner based on an air amount detected by the mass flow meter. is there.

【0011】この発明に係る燃焼制御装置は、熱要求の
度合いに応じた空燃比を記憶する記憶手段と、熱要求値
を入力する温度調節手段とを備え、前記気体流量制御手
段及び空気量制御手段は、該温度調節手段から入力され
た熱要求値に応じて、記憶手段に記憶された空燃比を読
み出して気体燃料及び空気の流量制御を行うようにした
ものである。
The combustion control device according to the present invention comprises a storage means for storing an air-fuel ratio in accordance with a degree of heat demand, and a temperature adjusting means for inputting a heat demand value. The means reads out the air-fuel ratio stored in the storage means and controls the flow rates of gaseous fuel and air in accordance with the heat demand value input from the temperature control means.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態1.図1において、11は気体流量制御弁、
12は気体14が流入する気体流量制御弁11の上流側
通路(流路)、13は気体14が流出する下流側通路
(流路)、15は気体14の流量を検出するためのマス
フローセンサ(気体流量計)、16は仕切り壁、17は
仕切り壁16の開口部、18は開口部17を閉じたり開
いたりする弁体(気体制御弁)、19は弁体18を、開
口部17が閉じる方向に付勢するスプリング、20は油
圧アクチュエータ、20aは弁体18に連結された油圧
アクチュエータ20のピストン、20bは油が充填され
てピストン20aを上下にガイドするシリンダであり、
ピストン20aとシリンダ20bとの隙間から油が流通
するのを防ぐため、ピストン20aの外周とシリンダ2
0bの内周とが密接して滑らかに摺動するように油圧ア
クチュエータ20は構成されている。21,22は、と
もにピストン20aの上死点よりも上の位置からピスト
ン20aの下死点よりも下の位置にかけてシリンダ20
bを連通させる連通管、23は連通管21に介装されて
シリンダ20b内の油圧を発生させる油圧ポンプ(油圧
制御手段)、24はポンプ23と並列に連通管21に連
結されたレリーフ弁、25は連通管22に介装された油
圧制御弁(油圧制御手段)である。尚、この実施の形態
1においては、レリーフ弁24として開閉弁を、油圧制
御弁25として比例弁をそれぞれ用いているが、設計上
最適な特性が得られるように他の形式の弁を選択しても
構わない。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below. Embodiment 1 In FIG. 1, 11 is a gas flow control valve,
Reference numeral 12 denotes an upstream passage (flow passage) of the gas flow control valve 11 into which the gas 14 flows, reference numeral 13 denotes a downstream passage (flow passage) from which the gas 14 flows, and reference numeral 15 denotes a mass flow sensor for detecting the flow amount of the gas 14 ( Gas flow meter), 16 is a partition wall, 17 is an opening of the partition wall 16, 18 is a valve body (gas control valve) that closes or opens the opening 17, 19 is a valve body 18, and the opening 17 is closed. 20 is a hydraulic actuator, 20a is a piston of the hydraulic actuator 20 connected to the valve body 18, 20b is a cylinder filled with oil to guide the piston 20a up and down,
In order to prevent oil from flowing through a gap between the piston 20a and the cylinder 20b, the outer circumference of the piston 20a is
The hydraulic actuator 20 is configured so that the inner periphery of the hydraulic actuator 0b closely slides smoothly. The cylinders 20 and 22 both extend from a position above the top dead center of the piston 20a to a position below the bottom dead center of the piston 20a.
b, a hydraulic pump (hydraulic control means) interposed in the communication pipe 21 to generate hydraulic pressure in the cylinder 20b; 24, a relief valve connected to the communication pipe 21 in parallel with the pump 23; Reference numeral 25 denotes a hydraulic control valve (hydraulic control means) interposed in the communication pipe 22. In the first embodiment, an on-off valve is used as the relief valve 24 and a proportional valve is used as the hydraulic control valve 25. However, other types of valves are selected so as to obtain optimal characteristics in design. It does not matter.

【0013】また、31は、CPU(気体流量制御手
段、診断手段、空気量制御手段)32、メモリ(記憶手
段)33及びI/Oインタフェース34を備えたコント
ローラである。
Reference numeral 31 denotes a controller including a CPU (gas flow control means, diagnostic means, air flow control means) 32, a memory (storage means) 33, and an I / O interface 34.

【0014】尚、前述のマスフローセンサ15には、例
えば、特願平9−287180号公報の明細書等に開示
された図6のものが用いられる。このマスフローメータ
の入口側から流入した燃焼ガスの大部分(主流)は、オ
リフィスプレート5(ここでは、この公報の符号を用い
るものとする。以下、同じ。)に設けられた複数の孔を
通ってそのまま出口側へ流出するが、ごく一部の燃焼ガ
スは分流されて分流配管11へ流れ、検出器14を通過
した後に、主流に合流して出口側から流出する。予め主
流と分流とが所定の関係を持つように設けられているの
で、分流の流量を計測すれば主流の流量を知ることがで
きるのである。被測定気体の流量が多い用途には、この
ような分流式のマスフローメータが用いられる。上記検
出器14としては、例えば特開平4−23808号(特
願平3−106528号)に開示されたダイアフラム型
熱式流速センサが用いられる。熱式流速センサでは、原
理的に質量流量に応じた検出信号が得られることが知ら
れている。
As the mass flow sensor 15, for example, the one shown in FIG. 6 disclosed in the specification of Japanese Patent Application No. 9-287180 is used. Most (mainstream) of the combustion gas flowing from the inlet side of the mass flow meter passes through a plurality of holes provided in the orifice plate 5 (in this case, the reference numerals in this publication are used, the same applies hereinafter). However, only a small part of the combustion gas is split and flows to the branch pipe 11, and after passing through the detector 14, merges with the main stream and flows out of the outlet side. Since the main stream and the branch stream are provided so as to have a predetermined relationship in advance, the flow rate of the main stream can be known by measuring the flow rate of the branch stream. In applications where the flow rate of the gas to be measured is large, such a split flow type mass flow meter is used. As the detector 14, for example, a diaphragm type thermal flow sensor disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-23808 (Japanese Patent Application No. Hei 3-106528) is used. It is known that a thermal flow sensor can obtain a detection signal corresponding to a mass flow rate in principle.

【0015】尚、質量流量を検出する検出器としては、
上記のダイアフラム型以外にも、細管に感熱コイルを巻
いたものや熱線式と呼ばれるものが知られており、これ
らを採用することもできる。
The detector for detecting the mass flow rate is as follows.
In addition to the above-mentioned diaphragm type, a type in which a heat-sensitive coil is wound around a thin tube and a type called a hot-wire type are known, and these can also be adopted.

【0016】次に動作について説明する。レリーフ弁2
4が開いているときには、レリーフ弁24を介して油が
自由に流通できるので、ポンプ23の駆動状態にかかわ
らずシリンダ20b内の油圧は上がらない。そのため弁
体18はスプリング19によって付勢されて開口部17
は閉じている。レリーフ弁24、油圧制御弁25を閉じ
て油圧ポンプ23を駆動したとき、シリンダ20b内の
ピストン20a下側の油圧が高くなり、ピストン20a
がスプリング19の付勢力に抗して弁体18を上へと引
き上げる。これによって開口部17が開き、気体14は
上流側通路12から下流側通路13へと流れる。
Next, the operation will be described. Relief valve 2
When the valve 4 is open, the oil can freely flow through the relief valve 24, so that the oil pressure in the cylinder 20b does not increase regardless of the driving state of the pump 23. Therefore, the valve element 18 is urged by the spring 19 to open the opening 17.
Is closed. When the hydraulic pump 23 is driven by closing the relief valve 24 and the hydraulic control valve 25, the hydraulic pressure below the piston 20a in the cylinder 20b increases, and the piston 20a
Lifts the valve element 18 upward against the urging force of the spring 19. As a result, the opening 17 is opened, and the gas 14 flows from the upstream passage 12 to the downstream passage 13.

【0017】この気体14の流量はマスフローセンサ1
5によって検出され、検出信号はコントローラ31のC
PU32に入力される。CPU32ではこの検出信号に
基づいて気体14の流量が演算される。
The flow rate of the gas 14 is determined by the mass flow sensor 1
5 and the detection signal is
It is input to PU32. The CPU 32 calculates the flow rate of the gas 14 based on the detection signal.

【0018】気体14の流量が制御すべき範囲の上限値
を越えたとき、コントローラ31は、気体流量の検出値
と設定値との差に見合うだけ油圧制御弁25を開く。油
圧制御弁25を開くことによりピストン20a下側の油
が油圧制御弁25を通じてピストン20aの上側へ流
れ、ピストン20aの下側の油圧が低下する。この油圧
の低下分だけスプリング19の付勢力によってピストン
20aが押し下げられ、開口部17が狭められて気体流
量が減少する。このように、気体流量検出値と設定値と
が一致したところで油圧とスプリング19の付勢力との
力が均衡するように制御が行われる。
When the flow rate of the gas 14 exceeds the upper limit of the range to be controlled, the controller 31 opens the hydraulic control valve 25 by an amount corresponding to the difference between the detected value of the gas flow rate and the set value. By opening the hydraulic control valve 25, the oil below the piston 20a flows through the hydraulic control valve 25 to the upper side of the piston 20a, and the hydraulic pressure below the piston 20a decreases. The piston 20a is pushed down by the urging force of the spring 19 by the decrease in the oil pressure, the opening 17 is narrowed, and the gas flow rate is reduced. As described above, when the detected gas flow rate value matches the set value, control is performed so that the force between the hydraulic pressure and the urging force of the spring 19 is balanced.

【0019】次に気体14の流量が制御すべき範囲の下
限値未満になったときは、上記とは逆方向の動作が行わ
れ、開口部17が広がり気体流量は増加する。このよう
にして気体流量が所定範囲内となるように制御されるの
である。
Next, when the flow rate of the gas 14 becomes less than the lower limit of the range to be controlled, the operation in the opposite direction is performed, the opening 17 widens, and the gas flow rate increases. In this way, the gas flow rate is controlled to be within the predetermined range.

【0020】尚、ここでは油圧制御弁25の開度を変化
させて油圧を制御する例について説明したが、油圧制御
弁25の開閉を時間分割で制御することも可能である。
即ち、油圧制御弁25をある周期で開閉し、開時間と閉
時間との比率を変えることで油圧を制御できる。
Here, an example in which the hydraulic pressure is controlled by changing the opening of the hydraulic control valve 25 has been described. However, the opening and closing of the hydraulic control valve 25 can be controlled in a time-division manner.
That is, the hydraulic pressure can be controlled by opening and closing the hydraulic control valve 25 at a certain cycle and changing the ratio between the open time and the close time.

【0021】また、ここでは油圧制御手段として油圧制
御弁25を用いた例について説明したが、他の手段を用
いても構わない。例えば油圧制御弁25を設けずに、油
圧ポンプ23の駆動用モータとしてインバータ回転数制
御のものを用い、コントローラ31からモータの回転数
を制御すれば、この回転数に応じた油圧ポンプ23の吐
出圧を得ることができる。さらにまた、緊急時にはレリ
ーフ弁24を開いてピストン20aにかかる油圧を解除
すれば、開口部17を例えば1秒以内に遮断することが
可能である。
Although an example using the hydraulic control valve 25 as the hydraulic control means has been described here, other means may be used. For example, if the drive motor for the hydraulic pump 23 is controlled by inverter speed control without providing the hydraulic control valve 25, and the motor speed is controlled by the controller 31, the discharge of the hydraulic pump 23 according to this speed is controlled. Pressure can be obtained. Further, in an emergency, if the oil pressure applied to the piston 20a is released by opening the relief valve 24, the opening 17 can be shut off, for example, within one second.

【0022】以上のように、この実施の形態1によれ
ば、油圧アクチュエータ20により大きな駆動力を得ら
れるので大流量の気体流量を正確に制御することができ
るといった効果が得られる。
As described above, according to the first embodiment, since a large driving force can be obtained by the hydraulic actuator 20, an effect that a large gas flow rate can be accurately controlled can be obtained.

【0023】実施の形態2.実施の形態2では、実施の
形態1における気体流量制御装置において、油圧系統の
診断を行うようにしたものであり、実施の形態2の構成
は実施の形態1と同じである。尚、メモリ33には、油
圧制御弁25に出力される制御信号の信号レベルXにお
ける油圧系統の劣化を判定するための閾値L1 と故障を
判定するための閾値L2(L1>L2)とが記憶されてい
る。
Second Embodiment In a second embodiment, a diagnosis of a hydraulic system is performed in the gas flow control device in the first embodiment. The configuration of the second embodiment is different from that of the first embodiment. Is the same. Incidentally, the memory 33, the threshold L 2 for determining the fault to a threshold L1 for determining the deterioration of the hydraulic system in the signal level X of the control signal output to the hydraulic control valve 25 (L 1> L 2) Are stored.

【0024】次に図2のフローチャートに基づいて動作
について説明する。ステップST1では、油圧制御弁2
5に出力する制御信号の信号レベルをXに固定する。
Next, the operation will be described with reference to the flowchart of FIG. In step ST1, the hydraulic control valve 2
The signal level of the control signal output to 5 is fixed at X.

【0025】ステップST2では、マスフローセンサ1
5から流量検出値に相当する検出信号を入力し、この検
出信号の信号レベルLを、油圧制御弁25に出力される
制御信号の信号レベルXにおける閾値L1と比較する。
図3に示すように、初期状態では、制御信号の信号レベ
ルがXのときのマスフローセンサ15の検出信号の信号
レベルLはL0 となり、油圧系統は正常である。しか
し、油圧系統は経時変化等により油漏れや油圧ポンプ2
3の劣化が起こることがある。
In step ST2, the mass flow sensor 1
5, a detection signal corresponding to the flow rate detection value is input, and the signal level L of the detection signal is compared with a threshold L 1 at the signal level X of the control signal output to the hydraulic control valve 25.
As shown in FIG. 3, in the initial state, the signal level L of the detection signal of the mass flow sensor 15 when the signal level of the control signal is X is L 0, and the hydraulic system is normal. However, the hydraulic system is subject to oil leakage and hydraulic pump 2
3 may occur.

【0026】検出信号の信号レベルLが閾値L0 よりも
低下しても、閾値L1 より大きいときは、ステップST
3に進み、油圧系統は正常と判定する。また、検出信号
の信号レベルLが閾値L1 以下となったときは、ステッ
プST4に進み、検出信号の信号レベルLを閾値L2
比較する。
[0026] be lower than the signal level L is a threshold L 0 of the detection signal, when the threshold L 1 greater than the step ST
Proceeding to 3, it is determined that the hydraulic system is normal. Further, when the signal level L of the detection signal becomes the threshold value L 1 or less, the process proceeds to step ST4, comparing the signal level L of the detection signal with the threshold value L 2.

【0027】検出信号の信号レベルLが閾値L2 を越え
ているときは、ステップST5に進み、例えば油漏れや
油圧ポンプ23の劣化が起きて油圧系統は劣化している
と判定する。また検出信号の信号レベルLが閾値L2
下のときはステップST6に進み、故障と判定する。
[0027] When the signal level L of the detection signal exceeds the threshold value L 2, the process proceeds to step ST5, for example, hydraulic system degradation occurring oil leakage and the hydraulic pump 23 is determined to be deteriorated. Also when the signal level L of the detection signal is threshold L 2 following the process proceeds to step ST6, determines a failure.

【0028】以上のように、この実施の形態2によれ
ば、検出信号の信号レベルLを制御信号の信号レベルX
のときの閾値L1 ,L2 と比較して油圧系統の診断を行
うので、油漏れや油圧ポンプ23の劣化等を診断するこ
とができるといった効果が得られる。
As described above, according to the second embodiment, the signal level L of the detection signal is changed to the signal level X of the control signal.
Since the diagnosis of the hydraulic system is performed in comparison with the threshold values L 1 and L 2 at the time of ( 1) , an effect that oil leakage, deterioration of the hydraulic pump 23, and the like can be diagnosed is obtained.

【0029】実施の形態3.実施の形態3は実施の形態
1に係る気体流量制御装置を燃焼制御装置に適用するよ
うにしたものである。
Embodiment 3 Embodiment 3 is an embodiment in which the gas flow control device according to Embodiment 1 is applied to a combustion control device.

【0030】従来より、気体燃料及び空気の流量を制御
して空燃比を正確に制御するための燃焼制御装置は知ら
れているが、従来の燃焼制御装置では、熱要求に応じて
空気用ダンパモータを調節し、空気圧力を一旦、ダイア
フラムで受けてボール弁を開閉し、油圧シリンダ位置を
制御して気体燃料の圧力を制御するようにしている。
Conventionally, there has been known a combustion control apparatus for accurately controlling the air-fuel ratio by controlling the flow rates of gaseous fuel and air. However, in the conventional combustion control apparatus, a damper motor for air is used in accordance with a heat demand. , The air pressure is once received by the diaphragm, the ball valve is opened and closed, and the position of the hydraulic cylinder is controlled to control the pressure of the gaseous fuel.

【0031】しかし、このような燃焼制御装置では、気
体燃料の流量を圧力にて代替制御しているため、正確に
空燃比を制御できず、失火、不完全燃焼等を完全に防止
することができない。また、空燃比を正確に制御できな
いため、過剰気味の空気量を設定せざるを得なかった
し、Hi/Lo燃焼比であるターンダウン比はせいぜい
2または3が限界であった。
However, in such a combustion control device, since the flow rate of the gaseous fuel is controlled alternately by the pressure, the air-fuel ratio cannot be controlled accurately, and it is possible to completely prevent misfire, incomplete combustion, and the like. Can not. In addition, since the air-fuel ratio cannot be accurately controlled, an excessive amount of air has to be set, and the turndown ratio, which is the Hi / Lo combustion ratio, is at most 2 or 3.

【0032】また、一般的に、バーナは高燃焼時の燃焼
効率を良くするように設計されており、低燃焼時には空
気量を多めにしないと不完全燃焼を起こしやすいので、
燃焼量に応じて空燃比を変更することが望ましい。そこ
で、実施の形態3は、実施の形態1の気体流量制御装置
を用い、ダイアフラムを介さないで流量を調節し、燃焼
量に応じた正確な空燃比制御を行うようにしたものであ
る。
In general, a burner is designed to improve the combustion efficiency at the time of high combustion, and at the time of low combustion, incomplete combustion tends to occur unless the air amount is large.
It is desirable to change the air-fuel ratio according to the amount of combustion. Therefore, in the third embodiment, the gas flow rate control device of the first embodiment is used, the flow rate is adjusted without passing through the diaphragm, and accurate air-fuel ratio control according to the combustion amount is performed.

【0033】図4において、41はバーナ、42は気体
燃料をバーナ41へと導く気体燃料供給路、43は空気
をバーナ41へと導く空気供給路、44は空気を送り込
むファンモータ(空気量制御手段)、45は空気量を調
節するダンパ(空気量制御手段)、46は空気量を検出
するための質量流量計、47は熱要求値を入力するため
の温度調節計(温度調節手段)である。尚、実施の形態
1と同一要素については同一符号を付して説明を省略す
る。
In FIG. 4, 41 is a burner, 42 is a gas fuel supply path for guiding gaseous fuel to the burner 41, 43 is an air supply path for guiding air to the burner 41, and 44 is a fan motor for feeding air (air flow control). Means, 45 a damper (air amount control means) for adjusting the amount of air, 46 a mass flow meter for detecting the amount of air, 47 a temperature controller (temperature adjusting means) for inputting a heat demand value. is there. The same elements as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0034】次に動作について説明する。気体燃料は、
気体燃料供給路42を介してバーナ41に供給され、こ
の気体燃料の流量はマスフローセンサ15によって検出
され、この検出信号はコントローラ31に入力される。
また、空気は、ファンモータ44により空気供給路43
を介してバーナ41に送り込まれ、その空気量は質量流
量計46によって検出され、この検出信号はコントロー
ラ31に入力される。
Next, the operation will be described. Gaseous fuel is
The gas fuel is supplied to the burner 41 through the gas fuel supply path 42, the flow rate of the gas fuel is detected by the mass flow sensor 15, and the detection signal is input to the controller 31.
The air is supplied to the air supply passage 43 by a fan motor 44.
The air amount is sent to the burner 41 via the mass flow meter 46, and the detection signal is input to the controller 31.

【0035】また、熱要求値は温度調節計47から入力
され、コントローラ31に入力される。コントローラ3
1に内蔵されているメモリ33には、図5に示すような
熱要求の度合いに対する空燃比(理論空気量の何倍か)
が記憶されている。例えばこの図5において、熱要求の
度合いがYであるときは、最適な空燃比として1.2%
が選択される。
The required heat value is inputted from the temperature controller 47 and inputted to the controller 31. Controller 3
The air-fuel ratio (how many times the stoichiometric air amount) corresponds to the degree of heat demand as shown in FIG.
Is stored. For example, in FIG. 5, when the degree of the heat demand is Y, the optimum air-fuel ratio is 1.2%
Is selected.

【0036】コントローラ31は、この空燃比を読み込
み、この空燃比に基づいて気体燃料の流量が所定値とな
るようにマスフローセンサ15からの検出信号に基づい
て弁体18を制御し、また、空気量が所定量となるよう
に質量流量計46からの検出信号に基づいてダンパ45
の開度を制御する。このようにして所定の空燃比に正確
に制御され、バーナ41内では、この空燃比で気体燃料
が燃焼する。なおここでは、ダンパ45の開度により空
気量を制御するようにしたが、ダンパ45を用いずにフ
ァンモータ44の回転数を変化させて空気量を制御する
ようにしても良い。
The controller 31 reads the air-fuel ratio, controls the valve element 18 based on the detection signal from the mass flow sensor 15 so that the flow rate of the gaseous fuel becomes a predetermined value based on the air-fuel ratio, and controls the air-fuel ratio. The damper 45 is controlled based on the detection signal from the mass flow meter 46 so that the amount becomes a predetermined amount.
Control the opening degree. In this way, the air-fuel ratio is accurately controlled to a predetermined value, and the gas fuel burns in the burner 41 at this air-fuel ratio. Here, although the air amount is controlled by the opening degree of the damper 45, the air amount may be controlled by changing the rotation speed of the fan motor 44 without using the damper 45.

【0037】以上のように、この実施の形態3によれ
ば、気体流量制御弁11において油圧アクチュエータ2
0により大きな駆動力が得られるので、気体燃料のよう
な大流量の流量制御にも十分に用いることができ、また
実流量に基づいて燃焼量に応じた空燃比の制御を行うよ
うにしたので、正確に空燃比制御を行うことができ、冷
たい空気が過剰に流入して熱の損失が生ずるのを防止
し、一酸化炭素や窒化酸化物の発生を抑制することがで
きると共に、燃焼効率を改善することができる。
As described above, according to the third embodiment, the hydraulic actuator 2 is provided in the gas flow control valve 11.
Since a driving force greater than 0 is obtained, it can be sufficiently used for flow control of a large flow rate such as gaseous fuel, and the air-fuel ratio is controlled according to the combustion amount based on the actual flow rate. It can accurately control the air-fuel ratio, prevent the excessive flow of cold air and prevent heat loss, suppress the generation of carbon monoxide and nitrided oxide, and improve the combustion efficiency. Can be improved.

【0038】また、従来のダイヤフラム式燃焼制御装置
と比較して応答速度は速く、風圧による炉圧変動、空
気、気体燃料の温度変化にも対応でき、ゼロ調整、スパ
ン調整等も容易である。そして、ターンダウン比(Hi
/Lo燃焼比)も大きくなり、比例帯の各点における燃
料/空気の割合をプログラム化できるといった効果もあ
る。
Further, the response speed is faster than that of the conventional diaphragm type combustion control device, and it can cope with furnace pressure fluctuations due to wind pressure, temperature changes of air and gaseous fuel, and easy zero adjustment and span adjustment. Then, the turndown ratio (Hi
/ Lo combustion ratio) is also increased, and the fuel / air ratio at each point in the proportional band can be programmed.

【0039】さらに、熱要求の度合いに応じた空燃比を
一旦、メモリ33に記憶し、温度調節計47からの熱要
求に応じてこの空燃比を読み出して気体燃料及び空気の
流量制御を行うようにしたので、さらに精密な燃焼制御
を行うことができるといった効果も得られる。
Further, the air-fuel ratio according to the degree of the heat demand is temporarily stored in the memory 33, and the air-fuel ratio is read out according to the heat demand from the temperature controller 47 to control the flow rates of the gaseous fuel and the air. Therefore, the effect that more precise combustion control can be performed can be obtained.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、油圧
アクチュエータにより大きな駆動力を得ることができ、
大流量の気体流量を正確に制御することができるといっ
た効果がある。
As described above, according to the present invention, a large driving force can be obtained by the hydraulic actuator,
There is an effect that a large gas flow rate can be accurately controlled.

【0041】この発明によれば、緊急時には大流量の気
体の流れを瞬時に遮断することができる。
According to the present invention, the flow of a large amount of gas can be instantaneously interrupted in an emergency.

【0042】この発明によれば、油漏れや油圧ポンプ劣
化等を診断することが可能となるといった効果がある。
According to the present invention, there is an effect that it is possible to diagnose oil leakage, deterioration of the hydraulic pump, and the like.

【0043】この発明によれば、大流量の流量制御にも
適応でき、また実流量に基づいて空燃比の制御を正確に
行うことができる。従って、一酸化炭素や窒化酸化物の
発生を抑制することができると共に、過剰な空気(冷
気)が流入するのを防ぐことにより燃焼室内の熱量低下
を防いで燃焼効率を向上させることができる。
According to the present invention, it is possible to adapt to a flow rate control of a large flow rate, and it is possible to accurately control the air-fuel ratio based on the actual flow rate. Accordingly, it is possible to suppress the generation of carbon monoxide and nitride oxide, and to prevent the flow of excessive air (cool air), thereby preventing a decrease in the amount of heat in the combustion chamber and improving the combustion efficiency.

【0044】この発明によれば、燃焼量に応じた最適な
空燃比で燃焼を行わせることができ、特に低燃焼時の不
完全燃焼を防止することができる。
According to the present invention, combustion can be performed at an optimum air-fuel ratio according to the amount of combustion, and in particular, incomplete combustion during low combustion can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の気体流量制御装置に係る実施の形態
1の構成を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a first embodiment according to a gas flow control device of the present invention.

【図2】この発明の気体流量制御装置に係る実施の形態
2の診断動作を示すフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing a diagnostic operation according to a second embodiment of the gas flow control device of the present invention.

【図3】図2の診断動作の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of the diagnostic operation of FIG. 2;

【図4】この発明の燃焼制御装置に係る実施の形態3の
構成を示す構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram showing a configuration of a third embodiment according to the combustion control device of the present invention.

【図5】図4の動作を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing the operation of FIG. 4;

【図6】従来の気体流量制御装置の構成を示す構成図で
ある。
FIG. 6 is a configuration diagram showing a configuration of a conventional gas flow control device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12 上流側通路(流路) 13 下流側通路(流路) 15 マスフローセンサ(気体流量計) 18 弁体(気体制御弁) 19 スプリング 20 油圧アクチュエータ 20a ピストン 20b シリンダ 23 油圧ポンプ(油圧制御手段) 24 レリーフ弁 25 油圧制御弁(油圧制御手段) 32 CPU(気体流量制御手段、診断手段、空気量制
御手段) 33 メモリ(記憶手段) 41 バーナ 44 ファンモータ(空気量制御手段) 45 ダンパ(空気量制御手段) 46 質量流量計 47 温度調節計(温度調節手段)
Reference Signs List 12 upstream passage (flow passage) 13 downstream passage (flow passage) 15 mass flow sensor (gas flow meter) 18 valve body (gas control valve) 19 spring 20 hydraulic actuator 20a piston 20b cylinder 23 hydraulic pump (hydraulic control means) 24 Relief valve 25 Hydraulic control valve (hydraulic control means) 32 CPU (gas flow control means, diagnostic means, air flow control means) 33 Memory (storage means) 41 Burner 44 Fan motor (air flow control means) 45 Damper (air flow control) Means) 46 Mass flow meter 47 Temperature controller (Temperature control means)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩瀬 宏一 東京都渋谷区渋谷2丁目12番19号 山武ハ ネウエル株式会社内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Koichi Iwase 2-12-19 Shibuya, Shibuya-ku, Tokyo Inside Yamatake Ha Newel Co., Ltd.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 油が充填されたシリンダとこのシリンダ
内で油圧により駆動されるピストンとを有する油圧アク
チュエータと、 前記油圧アクチュエータのシリンダ内の油圧を制御する
油圧制御手段と、 気体が流れる流路と、 該流路を流れる気体の流量を制御するために油圧アクチ
ュエータのピストンに連結された気体制御弁と、 流路中を流れる気体の流量を検出する気体流量計と、 該気体流量計からの検出信号に基づいて気体の流量が所
定値となるように油圧制御手段に指令を与えて気体制御
弁の開度を制御する気体流量制御手段とを備えたことを
特徴とする気体流量制御装置。
A hydraulic actuator having a cylinder filled with oil and a piston driven by hydraulic pressure in the cylinder; hydraulic control means for controlling the hydraulic pressure in the cylinder of the hydraulic actuator; A gas control valve connected to a piston of a hydraulic actuator to control a flow rate of gas flowing through the flow path; a gas flow meter that detects a flow rate of gas flowing through the flow path; A gas flow control device, comprising: gas flow control means for controlling a degree of opening of a gas control valve by giving a command to a hydraulic control means so that a gas flow rate becomes a predetermined value based on a detection signal.
【請求項2】 前記シリンダ内の油圧を低下させるレリ
ーフ弁と、 前記シリンダ内の油圧の低下に伴い、気体の流れを遮断
するように、気体制御弁が連結されたピストンを付勢す
るスプリングとを備えたことを特徴とする請求項1記載
の気体流量制御装置。
2. A relief valve for lowering the oil pressure in the cylinder, and a spring for urging a piston to which a gas control valve is connected so as to cut off the flow of gas as the oil pressure in the cylinder decreases. The gas flow control device according to claim 1, further comprising:
【請求項3】 油圧制御手段を制御するための制御信号
と気体流量計からの検出信号との関係に基づいて油圧系
統の診断を行う診断手段を備えたことを特徴とする請求
項1または請求項2記載の気体流量制御装置。
3. A diagnostic device for diagnosing a hydraulic system based on a relationship between a control signal for controlling the hydraulic control device and a detection signal from a gas flow meter. Item 3. The gas flow control device according to Item 2.
【請求項4】 請求項1から請求項3のうちのいずれか
1項記載の気体流量制御装置を備え、バーナに供給する
気体燃料の流量を所定の値に制御するとともに、 空気を送り込む送風流路中の空気量を検出する質量流量
計と、 前記質量流量計により検出された空気量に基づいて、バ
ーナ内で所定の空燃比となるようにバーナに供給する空
気の量を制御する空気量制御手段とを備えたことを特徴
とする燃焼制御装置。
4. An air flow control device comprising the gas flow control device according to claim 1, wherein the air flow is controlled by controlling the flow rate of gaseous fuel supplied to the burner to a predetermined value and sending air. A mass flow meter for detecting the amount of air in the road; and an air amount for controlling the amount of air supplied to the burner so as to have a predetermined air-fuel ratio in the burner based on the air amount detected by the mass flow meter. A combustion control device, comprising: a control unit.
【請求項5】 熱要求の度合いに応じた空燃比を記憶す
る記憶手段と、 熱要求値を入力する温度調節手段とを備え、 前記気体流量制御手段及び空気量制御手段は、該温度調
節手段から入力された熱要求値に応じて、記憶手段に記
憶された空燃比を読み出して気体燃料及び空気の流量制
御を行うことを特徴とする請求項4記載の燃焼制御装
置。
5. A storage device for storing an air-fuel ratio in accordance with a degree of heat demand, and a temperature adjustment means for inputting a heat demand value, wherein the gas flow rate control means and the air flow rate control means comprise a temperature adjustment means. 5. The combustion control device according to claim 4, wherein the air-fuel ratio stored in the storage unit is read out to control the flow rates of the gaseous fuel and the air in accordance with the heat demand value input from the control unit.
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