JPS5856051B2 - 空燃比制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 従来燃焼炉に装着されている空燃比制御装置の→りを第
１図に示す。

第１図に３いて、コントローラ１はたとえばスチームヘ
ッダー２からの燃焼負荷の要求の発信を受信してリンク
装置３を作動し該作動によってコントロールシャフト４
を回動せしめる。

該コントロールシャフト４が回動すれば燃料供給系統５
に設けた調節弁６は該コントロールシャフトとリンク装
置７で連結されていて該調節弁６が開閉せられ、従って
バーナ８から噴出される燃料の供給量は燃焼負荷の要求
に見合うように調節される。

また空気供給路９に設けたダンパー１０も該コントロー
ルシャフト４とリンク装置１１で連結されていて該ダン
パーが開閉せられ、従ってバーナ周囲に設けた風箱１２
に送られる燃焼用空気の供給量は燃焼負荷の要求に見合
うように調節される。

しかしながら実際にはリング装置７，１１には若干の遊
隙が存在し、従って第１図に示す空燃比制御装置に釦い
ては常に燃料の供給量に対し適量である燃焼用空気の供
給をすることは期待できない。

本出願人は上記欠点を補うためさきに第２図に示す空燃
比制御装置を開発している。

第２図において、煙道の燃焼排ガスをサンプリングし、
該燃焼排ガス中の酸素の濃度を測定し、その測定値を発
信する酸素濃度計１３を設け、該酸素濃度計と電気的に
連続せしめて排煙中の酸素濃度測定値を受信する調節計
１４を設ける。

該調節計１４はまた設定器１５とも電気的に連結されて
いる。

該設定器はあらかじめ設定された酸素濃度標準値を発信
する。

該設定器はコントロールシャフト４と係合せしめ、従っ
て該設定器から発信する酸素濃度標準値は燃焼炉の燃焼
負荷に応じ、低負荷においては比較的高い酸素濃度標準
値たとえば４係を、高負荷においては比較的低い酸素濃
度標準値たとえば１多を発信せしめるようにすることが
できる。

該調節計１４は酸素濃度計１３からの酸素濃度測定値を
受信しまた設定器からの酸素濃度標準値を受信し、両値
間に差が存在する場合はその差量に応じてアクチュエー
ター１６を作動せしめ、リンク装置１７によって空気供
給路９に設けたダンパー１０を開閉せしめる。

従って第２図の空燃比制御装置は煙道の燃焼排ガス中の
酸素の濃度が常に設定器であらかじめ定めである価とな
り、供給燃料に対し常に適量である燃焼用空気が供給さ
れるよう調節が行なわれる空燃比制御装置である。

しかしながら、第２図に示す空燃比制御装置は燃料供給
系統と空気供給系統とが全熱別系統であって、若し酸素
濃度測定計１３、調節計１４、設定器１５アクチユ工−
ター１６ダンパー作動用リンク装置１７などのうち１つ
に狂いが生ずれば、供給燃料に対し供給空気量が多すぎ
たり少なすぎたりすることが生じ、燃焼が不円滑となり
、爆発事故も起りうる。

本発明の空燃比制御装置は、燃料供給系統と空気供給系
統とをいづれもコントロールシャフト４からのリンク装
置によって作動する方式であるが、燃焼炉における燃焼
排ガス中の酸素の濃度を測定しその酸素濃度測定値が設
定器で定めた酸素濃度標準値との間に差が存在する場合
は調節計によってアクチュエーターを作動し該作動によ
って空気供給系統のダンパー開閉用リンク装置の動きを
補正し、ダンパーの開度紮若干増減せしめる構造のもの
であり、そのダンパーの開度の補正は低負荷燃焼時にお
−いてはダンパー開度が少量しか補正されず、高負荷燃
焼時にお゛いてはダンパー開度が多量に補正されるよう
にし、実情に即した供給空気量の調節をする空燃比制御
装置である。

本発明に係る空燃比制御装置をその実施例を示す第３図
によって説明する。

モジコントロールシャフト４の燃焼ｊｌＪ１００多から
最低負荷燃焼までの回動角度が４ｆ程度の鋭角であれば
該コントロールシャフトに固定せしめてアームを取付け
ることができる。

しかしながらコントロールシャフトの回動は必すしも上
述のごとくでないから、この場合はたとえば第３図に示
すごとくコントロールシャフト４に短い腕１８を取付け
、補助シャフト１９に長い腕２０を取付け、両腕の先端
同志を連結杆２１で連結してコントロールシャフト４の
燃焼負荷１００多かも最低負荷燃焼までの回動角度９０
０を補助シャフト１９に釦いては４ｆ程度の鋭角の回動
角度となし、かつコントロールシャフト４の回動と連動
せしめることができる。

該補助シャフト１９にアーム２２を固定して取付ける。

該アームの先端にあるいは根本にアクチュエーター１６
を設ける。

該アクチュエーター１６は、煙道の燃焼ガスをサンプリ
ングし、該サンプリングされた燃焼排ガス中の酸素の濃
度を測定し、測定された酸素濃度測定値を電気信号とし
て発信する酸素濃度計１３と電気的に連結されている。

調節計１４と電気的に連結されている。

該調節計はまた設定器１５とも電気的に連結されている
。

調節計１４は酸素濃度計１３からの発信を受信し、その
受信された酸素濃度測定値が設定器１５内にあらかじめ
設定されている受信された酸素濃度標準値と差があると
きその差量に応じてアクチュエーター１６を作動せしめ
る。

アクチュエーター１６が作動するとたとえば該アーム２
２内に装着されているねじ軸２３を回動せしめ、従って
該ねじ軸２３と係合している支点２４はアーム２２に沿
って上下に移動する。

一端を該支点２４と回動可能に連結し、他端をダンパー
１０の・・ンドル２５の先端と回動可能に連結して操作
杆２６を設ける。

該操作杆２６は最低負荷燃焼のときのアーム２２の位置
に対しほぼ直交するように該空燃比制御装置全体を位置
せしめて装着する。

設定器１５内にあらかじめ設定されている酸素濃度標準
値は燃焼負荷１００％のときも最低負荷燃焼のときも一
律の師たとえば３多であってもよいが、各燃焼負荷に最
適な標準値を設定することができる。

たとえばコントロールシャフト４と係合する設定器１５
を設は該設定器１５と調節計１４とを電気的に連結せし
めて、たとえば燃焼負荷 １００％〜６０％ 酸素濃
度標準値 １．０ ％６０％〜５０係
１．２φ５０％〜３５％ １．９多
３５％〜２２．５係 ２．６多２２５
％〜１０％ ３．４俤というように高
負荷燃焼のときは酸素濃度標準値を比較的低く、最低負
荷燃焼のときは酸素濃度標準値を比較的高く設定するこ
とができる。

本発明の空燃比制御装置は燃料供給系統と空気供給系統
はいづれもコントロールシャツ１４０回動角度によって
調節が行なわれる。

ただしコントロールシャフト４がら空気供給路９に設ケ
たタンパ−１０を開閉するリンク装置にアクチュエータ
ー１６機構が組込まれており、このため煙道の燃焼排ガ
ス中の酸素濃度が常に燃焼負荷に応じた適量であるよう
に、すなわち供給燃料に対し空気の供給量が常に適量で
あるように補正が行なわれる。

かつ上記ダンパー１００回動角度の補正は実情に即した
適切な補正が行なわれるよう工夫されている。

すなわち、最低負荷燃焼に釦いては燃焼排ガス中の酸素
濃度測定値と酸素濃度標準値間に差があってその差量に
応じアクチュエーター１６が作動し従って支点２４がア
ーム２２に沿って上下に移動しても最低負荷燃焼時であ
って空気供給路９に設けたダンパー１０の開度が００に
近い状態においてはダンパー角度はあまり大幅には回動
しないようにし高負荷燃焼時であってダンパー１０の開
度が６０°前後であるときはダンパー角度が支点２４の
移動に伴って大幅に回動する構造になっている。

第４図はアーム２２と操作杆２６とがほぼ直交している
最低負荷燃焼時を示し、この場合は空気供給路９に設け
たダンパーの開度は０°に近い状態であるが、実線で示
す支点２４の状態から点線で示す支点２４′の状態に支
点が移動してもダンパー１０の開度は極めて少量しか変
らず、ダンパー開度ぽ近い状態ではダンパーの回動角度
が極めて微量であっても充分に空気量の補正を行うこと
ができ、かつダンパー１０とストッパー２７とが衝突し
て破損するのを防止している。

第５図はアーム２２が垂直から約４ｊ＃４いている高負
荷燃焼時を示しこの場合はダンパー１０の開度は約６Ｃ
ｆであるが、実線で示す支点２４の状態から点線で示す
支点２４′の状態に支点が移動すれば、ダンパー１０の
開度は極めて顕著に変り従って空気供給量も迅速に増減
し常に燃焼排ガス中の酸素の濃度が標準値であるように
速やかに補正をすることができ、常に高効率の燃焼を行
うことを得しめる。

本発明の空燃比制御装置はたとえ酸素濃度計１３、調節
計１４、設定器１５、アクチュエーター１６、ダンパー
作動用リンク装置などに狂いが生じてもこれらは補正的
な装置であるから常に燃料供給系統と空気供給系統は連
動して空気供給の過少、過大による爆発の危険を完全に
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来燃焼炉に装着されている空燃比制御装置の
一例を示す。 第２図は本出願人がさきに開発した空燃比制御装置を示
す。 第３図は本発明に係る空燃比制御装置の一実施例を示す
。 第４図、第５図はそれぞれ本発明に係る空燃比制御装置
の最低負荷燃焼時と高負荷燃焼時にむける空気供給路に
設けたダンパーの作動状態を示す。 １はコントローラ、２はスチームへラダー、３はリンク
装置、４はコントロールシャフト、５は重油供給系統、
６は調節弁、７はリンク装置、８はバーナ、９は空気供
給路、１０はダンパー、１１はリンク装置、１２は風箱
、１３は酸素濃度測定機、１４は調節計、１５は設定器
、１６はアクチュエーター １７はリンク装置、１８は
コントロールシャフトの短い腕、１９は補助シャフト、
２０は補助シャフトの長い腕、２１は連結杆、２２はア
ーム、２３はねじ軸、２４は支点、２５はダンパーのバ
ンドル、２６は操作杆、２７はストッパー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 燃焼炉にむいて、コントローラ１は燃焼負荷の要求
   信号を受けてコントロールシャフト４を回動せしめ、該
   コントロールシャツ１４０回動によって燃料供給系統５
   に設けた調節弁６が開閉せられ、また該コントロールシ
   ャフトの回動によって空気供給路９に設けたダンパー１
   ０も開閉せられる空燃比制御装置において、燃焼負荷１
   ００％から最低負荷燃焼までの回動角度が鋭角である、
   コントロールシャツ）４あるいは該コントロールシャフ
   トと連動する補助シャフト１９に固定せしめてアーム２
   ２を設け、該アーム２２にアクチュエーター１６を取付
   けて設け、該アクチュエーター１６は燃焼排ガス中の酸
   素の濃度を測定しその測定値を発信する酸素濃度計１３
   と電気的にせしめた調節計１４と電気的に連結せしめ、
   酸素濃度計１３から受信した酸素濃度測定値があらかじ
   め設定されている酸素濃度標準値と差があるときその差
   量に応じてアクチュエーター１６を作動せしめ該作ｔｌ
   ］によって支点２４がアーム２２に沿って移動するよう
   にし、一端を該支点２２に連結し他端をダンパー１０の
   ハンドル２５に連結せしめて操作杆２６を設け、かつ最
   低負荷時に耘いては該操作杆２６とアーム２２とはほぼ
   直交する関係位置に装着せしめた空燃比制御装置。