JPS6121321B2 - - Google Patents

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JPS6121321B2
JPS6121321B2 JP54155819A JP15581979A JPS6121321B2 JP S6121321 B2 JPS6121321 B2 JP S6121321B2 JP 54155819 A JP54155819 A JP 54155819A JP 15581979 A JP15581979 A JP 15581979A JP S6121321 B2 JPS6121321 B2 JP S6121321B2
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JP
Japan
Prior art keywords
air
differential pressure
fuel
flow rate
lever
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP54155819A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5680626A (en
Inventor
Takeshi Yoshida
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.)
Yokogawa Electric Corp
Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
Yokogawa Hokushin Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aisin Seiki Co Ltd, Yokogawa Hokushin Electric Corp filed Critical Aisin Seiki Co Ltd
Priority to JP15581979A priority Critical patent/JPS5680626A/en
Publication of JPS5680626A publication Critical patent/JPS5680626A/en
Publication of JPS6121321B2 publication Critical patent/JPS6121321B2/ja
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  • Control Of Combustion (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は炉などの燃焼室へ供給する燃料と空
気との比率を所定値に自動的に制御する空燃比制
御装置に関する。 従来この種の空燃比制御装置は、例えば次の様
なものがある。すなわち、燃焼室へ供給される空
気流量に対応した空気差圧が空気差圧発生部によ
り発生され、この空気差圧は空気差圧・力変換部
によつて力に変換される。一方燃焼室へ供給する
燃料流量に対応した燃料差圧が燃料差圧発生部で
発生されこの燃料差圧に対応して力が発生する。
燃料差圧による力と空気差圧による力とが差圧応
動部へ加えられ、その結果差圧応動部のレバーが
変位されこのレバーに対向したノズルで構成され
た弁の開度が制御される。この弁の開度の変化に
より、燃料差圧が変化しこれに起因する力が差圧
応動部へ負帰還され全体として力平衡するように
作動する。結果として、平衡状態では空気流量と
燃料流量とが一定の比率に保たれるように動作す
るようにしたものである。 次に、この種の空燃比制御装置について図面を
参照して説明する。第1図はこの種の空燃比制御
装置の断面を示す縦断面図であり、これを用いて
説明する。燃焼室(図示せず)へ供給される空気
は、空気通路を例えば第1図において右側より
左側に矢印2で示すように通過する。空気通路
の底部には空気流量の特性を定める凹部1aが形
成されている。この空気通路を流れる空気流量
に対応した空気差圧が空気差圧発生部によつて
発生される。空気差圧発生部は、例えばその一
端3aが空気通路に回動可能なように取り付け
られたベーン3bおよび空気通路の凹部1aと
で構成されている。このベーン3bの上流側の空
気の圧力と下流側の空気の圧力との差は空気流量
に対応して変化する。 この空気差圧発生部で発生した空気差圧は空
気差圧・力変換部によつて力に変換される。こ
の空気差圧・力変換部は空気通路の上部に設
けられた孔1bに配置された例えば受圧板4aで
構成されている。空気差圧発生部の下流側の空
気通路に設けられた孔1cを介して受圧板4a
の両側に発生した空気差圧は受圧板4aで力に変
換される。 一方、空気通路の側面に設けられた空気差圧
発生部の両側、すなわち上流側および下流側に
わたつて燃料流量設定室5が設けられている。こ
の燃料流量設定室5と空気通路とは、それ等の
中間壁6,7にあけられた孔1bおよび1cを通
じて互に連通されている。 燃料差圧受圧部は燃料流量設定室5内の空気
流の下流側つまり孔1c側に設けられ、それぞれ
一端が固定されたベローズ9およびベローズ10
と、これらのベローズの他端に中間壁6,7と直
角に配置されその両端が回動自在に固定された第
1レバー11と、ベローズ10内に設けられ第1
レバー11と対向して固定されたノズル12とか
ら構成されている。 差圧応動部13は、中間壁6,7と平行でかつ
第1レバー11と回動自在に固定された第2レバ
ー14と、一端が固定壁に回動自在に固定され他
端が第2レバーと回動自在に固定されて中間壁と
は角度θをもつて斜めに配置された第3レバー1
5とから成り立ち、第2レバー14には受圧板4
aからの力が加えられるように構成されている。 燃焼室へ供給する燃料16は、燃料流量設定室
5内で配管17aおよび17bにそれぞれ分岐さ
れ、燃料の圧力は配管17aを介してベローズ9
に印加され、燃料流量は燃料差圧発生部18とし
て燃料可変オリフイス19を用い、この燃料可変
オリフイス19を介してベローズ10内に流れ第
1レバー11とノズル12との対向部よりノズル
内を通つて燃焼室へ供給される。燃料可変オリフ
イス19は、オリフイス19aとこのオリフイス
の開口部の開口面積を可変できるように設けられ
た板バネ19bとから構成されている。この燃料
可変オリフイス19は、燃料流量が小さいとき
に、燃料流量の変化に対する差圧変化を大きくす
るような差圧−流量特性をもたせて低流量時にお
ける差圧検出誤差に対する燃料流量の誤差を小さ
くするために挿入されたものであるが、これは必
ずしも可変オリフイスでなくても固定オリフイス
でも良い。 上述の構成において空気通路を流れる空気流
量が増加すると、空気差圧発生部の上流側の圧
力P1が下流側の圧力P2よりも大きくなつて受圧板
4aは燃料流量設定室5側に変位する。これによ
り第1レバー11が図において時計方向に僅かに
回動すると共に第2レバー14は空気通路の中
間壁7から僅か離れるように変位しかつ空気通路
の下流側に変位する。従つて第2レバー14に
より第1レバー11は図において支点11aを中
心に時計方向に回動し、即ちノズル12から離れ
る方向に回動し、燃料流量が増加する。即ち空気
流量が増加するとこれに応じて燃料流量が増加す
る。 燃料流量が増加すると燃料可変オリフイス19
で発生する燃料流量の差圧、即ちベローズ9,1
0内の燃料の圧力差が大きくなつて、その差圧に
より第1レバー11をノズル12側に回動するよ
うに作用する。従つて燃料流量の差圧による力と
受圧板4aによつて変換された空気流量の差圧に
対応した力とが平衡するようになる。このように
して空気流量に対応した燃料流量が吐出される。 空気流量の空気圧発生部の上流側と下流側と
の圧力差P1−P2を△Paとし、受圧板4aの面積
をA1とし、ベローズ9内の燃料圧力P3とベロー
ズ10内の燃料圧力P4との差圧(P3−P4)を△P
とし、ベローズ9,10の有効面積をA2
し、更に第2図に示すように第3レバー15と第
2レバー14の延長方向とのなす角度をθ、第2
レバー14及び第1レバー11の連結点と受圧板
4aとの距離をl1、第2レバー14の長さをl2
第1レバー11の支点11aより燃料流量の差圧
が第1レバー11に作用する部分の中心点迄の距
離をl3、第1レバー11の長さをl4とすると、受
圧板4aより受ける力A1・△Paによつて点線の
ように第2レバー14が変位し、更に第1レバー
11がノズル12より離れるように変位する。こ
の受圧板4aより第2レバー14が受けた力によ
る第1レバー11がノズル12より離れようとす
る力と、燃料流量の差圧によつて第1レバー11
をノズル12の方向に押そうとする力とが平衡し
た状態においては各レバー11,14,15の変
位はわずかであり次の式が成り立つ。 この式は、空気差圧による力と燃料差圧による
力のベクトル和が第3レバー15の方向になる条
件を示している。 (1)式は、Dを受圧板の面積、ベローズの有効面
積およびレバー系の寸法で定まる定数とすると次
式のように簡略化して表わせる。 tanθ=D・4Pa/4P ………(2) 以上のようにして空気流量の差圧△Paは燃料
流量の差圧△Pに比例する。つまり差圧と流量
は1対1に対応するので空気流量に対応して燃料
流量が吐出されることになる。 この様な従来の構成で動作する空燃比制御装置
では、空気の圧力および温度が変わると空気の比
重量が変化して燃焼室へ供給する燃料と空気の重
量比が変化し真に要求される空燃比が得られない
欠点がある。 本発明は、差圧応動部の要素の1部であるレバ
ーの一端に燃焼室へ供給する空気の温度又は圧力
のうち少くとも1つに応じて変位する補正手段を
設けて燃焼室へ供給する空気の温度又は圧力が変
化しても重量流量比で表わした空燃比が変わらな
いように構成した空燃比制御装置である。次に図
を用いて本発明について具体的に説明するが、従
来の空燃比制御装置と同一の機能を有する部分に
ついては同一の符号を付して必要に応じて説明を
省略する。第3図は本発明の一実施例を示す縦断
面図である。差圧応動部13を構成する第3レバ
ー15の従来例における支点15aに相当する位
置にベローズ20を設けたものである。ベローズ
20の一端は燃料流量設定室5の内壁に固定さ
れ、他端は第3レバー15に回動可能な様に固定
されている。ベローズ20の内部には気体が封入
されている。封入気体は空気に限定する必要はな
く窒素など他の気体を封入してもよい。ベローズ
20は空気通路内の空気の圧力又は温度と近い
圧力、温度となる位置に配置するのが望ましい。
ベローズ20と第3レバー15との結合構造の1
例を第4図に更に具体的に示す。第3レバー15
と第2レバー14は板ばね21により可動的に結
合され、第3レバー15の他端は板ばね22によ
り第4レバー23の中央部23aと可動的に固定
されると同時にベローズ20の一端に固定されて
いる。第4レバーはコの字状に形成され、その両
端23b,23cはそれぞれ板バネ24,25を
介して可動的に燃料流量設定室5の内壁に固定さ
れている。 次に上述の構成における本発明の動作において
説明する。燃料重量流量をW、空気重量流量を
Wa、Caを空気差圧発生部における流量係数、C
を燃料可変オリフイスにおける流量係数、Aa
を空気差圧発生部におけるベーンの開口面積、A
を燃料可変オリフイスにおける開口面積、γa
およびγをそれぞれ空気および燃料の比重量、
gを重力の加速度とし、空気差圧△Paが小さい
ものとすると一般に次式が成立する。 Wa=Ca・Aa√2・△ ………(3) W=C・A√2・△………(4) ここで簡単のため各開口面積が各差圧に比例し
て変化するものとすると、 Aa∞ΔPa ………(5) A∞ΔP ………(6) となる。この(5)、(6)式を(3)、(4)式に代入し整理す
ると Wa=Ka・γa0.5・△Pa1.5 ………(7) W=K・γ0.5・△P1.5
………(8) となる。ここでKa、Kは定数である。 したがつて重量流量比で現わした空燃比Rは
(7)、(8)式より R=Wa/W=Ka/K(γa/γ)0.5・(
△Pa/△P)1.5……(9) となる。燃料差圧受圧部における燃料差圧は同
時に燃料可変オリフイスの両側における燃料差圧
に等しいので(9)式に、(2)式においてθが小さく
tanθ≒θとしたものを代入すると、 R=Ka/K(・γa/γ)0.5・(θ/D)1.5
……(10) となる。燃料の比重量γは圧力又は温度による
変化が小さいとすれば重量流量比で現わした空燃
比Rはθとγaとの関数となる。ここでγの変
化を無視したのでγ=γaとおき換えれば、を
関数記号として次式のように現わされる。 R=(θ・γ) ………(11) したがつて、θ、γが基準状態θ、γから
それぞれ△θ、△γだけ微少変化したものとすれ
ば、 △R=(∂/∂θ)Δθ+(∂/∂γ)
γ……… (12) となる。ただし(∂/∂θ)、(∂/∂
γ)はそれぞれθ、γでの微分値を示す。
ここで△R=0とするためには(12)式より の関係を満たせば良い。 一方、空気通路を流れる空気は、受圧板4a
と孔1bとの隙間から燃料流量設定室5へ流入し
孔1cからベーン3bの下流側へ流れるので空気
通路を流れる空気の圧力、温度とベローズ20
内の空気の圧力、温度と等しくなるようになつて
いる。 したがつて、ベローズ20内の空気の比重量は
空気通路内の空気の比重量γaと等しく、これら
の比重量の変化は同様に変化する。 第5図の動作説明図を用いてベローズ20内の
空気の比重量が△γだけ変化したときのベローズ
20の伸び量△xを計算する。 ベローズの内容積をV、封入空気重量をG、比
重量を空気通路内の比重量と等しくγとすれば、 γV=G ………(14) 基準状態V0、γからの微少変化を△V、△
γとすれば、 γ・ΔV+V0・△γ=0 ∴△V=−V/γ・△γ ………(15) ベローズの有効面積をSとすれば、 △V=S・△x ………(16) であるから、(15)式を(16)式に代入して、 △x=−V/Sγ・△γ………(17) となる。ここでベローズの伸び量△xとθの変化
量△θは比例するので、 △θ=K1・△x(K1は定数) ……(18) とおけば、(17)式と(18)式とから、 △θ=−K/Sγ・△γ……(19
) となる。したがつて(13)式と(19)式とから、
空気の比重量γが変化しても、重量流量比で表わ
した空燃比の変化△Rが零となるための条件は次
の様になる。 以上の様にして本発明の構成においてK1
V0、Sが(20)式を満足するようにすれば、空
気の圧力および温度が変化しても空燃比Rを一定
に保つことができる。 以上の実施例では空燃比Rの圧力、温度の補正
手段としてベローズを用いた例について説明した
が、この補正手段としては、これに限定されるこ
となく例えばカプセルで実現しても良い。また空
気の圧力変化は温度変化に比べて一般に小さいの
で安価に温度変化のみの補正をする場合には、ベ
ローズ、カプセル等の高価な補正手段を用いるこ
となく例えばバイメタル等を使用して同じ目的を
達することができる。バイメタルを用いて補正す
る実施例を第6図に示す。第3図のベローズ20
の代りにバイメタル26の一端を燃料流量設定室
5に固定し、他端をワイヤ27を介して第3レバ
ー15に固定した構成である。この場合のバイメ
タルの固定構造の斜視図を第7図に示す。 この場合には、(11)式において空燃比Rはθと空
気の温度Tのみの関数と考えられるので次式のよ
うになる。 R=(θ、T) ………(21) θ、Tが基準状態θ、T0から△θ、△Tだ
け変化したものとすれば、 △R=(∂/∂θ)・△θ+(∂/∂T
)・△T △R=0とするためには、 となる。温度変化△Tとバイメタルのたわみによ
る第3レバーの回転角△θは、その変化量が小さ
い範囲では比例するので △θ=K2・△T(K2は定数) ……(23) と表わせる。したがつて(22)、(23)式から となるように定数K2を設定すれば温度変化があ
つても重量流量比で表わした空燃比は変わらな
い。 以上の説明は、空気差圧発生部としてベーンを
用い、空気差圧・力変換部として受圧板を用いた
場合の実施例についてのものであるが、これに限
定されることはない。第8図には空気差圧発生部
としてバツフル板を用い、空気差圧・力変換部
としてばねを用い、温度、圧力補正手段として
ベローズを使用した実施例が示してある。空気通
の内部はテーパ状チユーブ28となつてお
り、このテーパ状チユーブ28の位置において空
気流2の下流にバツフル板29が空気の流れと直
角に配置されている。空気通路の一部に孔30
が設けられ、この孔を貫通してその一端がバツフ
ル板29と固定された回動杆31が支点32を中
心に回動できるよう設けられている。この回動杆
31は、空気流量に対応してバツフル板29が空
気流の下流側に変位することにより回動される。
この回動は回動杆31の他端と第2レバー14と
を連結するバネ33に空気流量に対応した変位と
して伝達される。この変位は、バネ33において
力に変換され第2レバー14に伝達される。この
後の動作は第3図における実施例と同じである。
第8図の実施例においてベローズ20の代りにカ
プセル又はバイメタルを使用しても同様な効果が
得られる。 以上、各種の実施例について説明したが、本発
明においては簡単な構成で重量流量比で現わした
空燃比を得ることができるので周囲の温度、圧力
の影響を受けない空燃比制御装置が実現でき、そ
の工業上の利益は大きいものがある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an air-fuel ratio control device that automatically controls the ratio of fuel and air supplied to a combustion chamber such as a furnace to a predetermined value. Conventional air-fuel ratio control devices of this type include the following, for example. That is, an air differential pressure corresponding to the flow rate of air supplied to the combustion chamber is generated by the air differential pressure generating section, and this air differential pressure is converted into force by the air differential pressure/force converting section. On the other hand, a fuel pressure difference corresponding to the fuel flow rate supplied to the combustion chamber is generated in the fuel pressure difference generating section, and a force is generated in response to this fuel pressure difference.
The force due to the fuel differential pressure and the force due to the air differential pressure are applied to the differential pressure response section, and as a result, the lever of the differential pressure response section is displaced, and the opening degree of the valve consisting of the nozzle facing this lever is controlled. . Due to this change in the opening degree of the valve, the fuel differential pressure changes, and the force resulting from this is negatively fed back to the differential pressure response section, so that the entire valve operates so as to be in force balance. As a result, in an equilibrium state, the air flow rate and the fuel flow rate are maintained at a constant ratio. Next, this type of air-fuel ratio control device will be explained with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a cross section of this type of air-fuel ratio control device, and the explanation will be made using this. Air supplied to a combustion chamber (not shown) passes through an air passage 1 , for example, from the right side to the left side in FIG. 1, as indicated by an arrow 2. air passage 1
A recess 1a is formed at the bottom to determine the air flow characteristics. An air pressure difference corresponding to the flow rate of air flowing through the air passage 1 is generated by the air pressure difference generation section 3 . The air differential pressure generating section 3 includes, for example, a vane 3b whose one end 3a is rotatably attached to the air passage 1 , and a recess 1a of the air passage 1 . The difference between the air pressure on the upstream side and the air pressure on the downstream side of the vane 3b changes depending on the air flow rate. The air differential pressure generated by the air differential pressure generator 3 is converted into force by the air differential pressure/force converter 4 . The air differential pressure/force converter 4 is composed of, for example, a pressure receiving plate 4a disposed in a hole 1b provided in the upper part of the air passage 1 . The pressure receiving plate 4a is inserted through the hole 1c provided in the air passage 1 on the downstream side of the air differential pressure generating section 3.
The air pressure difference generated on both sides is converted into force by the pressure receiving plate 4a. On the other hand, a fuel flow rate setting chamber 5 is provided on both sides of the air differential pressure generating section 3 provided on the side surface of the air passage 1 , that is, on the upstream side and the downstream side. The fuel flow rate setting chamber 5 and the air passage 1 communicate with each other through holes 1b and 1c formed in intermediate walls 6 and 7 thereof. The fuel differential pressure receiving part 8 is provided on the downstream side of the air flow in the fuel flow rate setting chamber 5, that is, on the hole 1c side, and includes a bellows 9 and a bellows 10, each of which has one end fixed.
, a first lever 11 disposed at the other end of these bellows at right angles to the intermediate walls 6 and 7 and rotatably fixed at both ends;
It consists of a lever 11 and a nozzle 12 fixed opposite to it. The differential pressure responsive part 13 includes a second lever 14 which is parallel to the intermediate walls 6 and 7 and rotatably fixed to the first lever 11, and a second lever 14 which is rotatably fixed to the fixed wall at one end and a second lever 14 which is parallel to the intermediate walls 6 and 7 and rotatably fixed to the first lever 11. A third lever 1 is rotatably fixed to the lever and is arranged diagonally at an angle θ with respect to the intermediate wall.
5, and the second lever 14 has a pressure receiving plate 4.
The structure is such that a force is applied from a. The fuel 16 supplied to the combustion chamber is branched into pipes 17a and 17b within the fuel flow rate setting chamber 5, and the pressure of the fuel is transferred to the bellows 9 through the pipe 17a.
A variable fuel orifice 19 is used as the fuel differential pressure generating section 18 , and the fuel flow is applied to the bellows 10 through the variable fuel orifice 19 and passes through the nozzle from the opposing portion between the first lever 11 and the nozzle 12. The fuel is then supplied to the combustion chamber. The variable fuel orifice 19 is composed of an orifice 19a and a leaf spring 19b provided so that the opening area of the orifice can be varied. This variable fuel orifice 19 has a differential pressure-flow characteristic that increases the differential pressure change in response to a change in fuel flow rate when the fuel flow rate is small, thereby reducing the error in the fuel flow rate in response to the differential pressure detection error at low flow rates. This is not necessarily a variable orifice, but may be a fixed orifice. In the above configuration, when the air flow rate flowing through the air passage 1 increases, the pressure P 1 on the upstream side of the air differential pressure generating section 3 becomes larger than the pressure P 2 on the downstream side, and the pressure receiving plate 4a moves toward the fuel flow rate setting chamber 5 side. Displaced to. As a result, the first lever 11 is slightly rotated clockwise in the figure, and the second lever 14 is also displaced slightly away from the intermediate wall 7 of the air passage 1 .
Displaced to the downstream side of 1 . Therefore, the first lever 11 is rotated clockwise about the fulcrum 11a in the figure by the second lever 14, that is, rotated in a direction away from the nozzle 12, and the fuel flow rate increases. That is, when the air flow rate increases, the fuel flow rate increases accordingly. When the fuel flow rate increases, the variable fuel orifice 19
The difference in fuel flow pressure generated at the bellows 9, 1
The pressure difference between the fuels in the nozzle 1 increases, and the pressure difference acts to rotate the first lever 11 toward the nozzle 12. Therefore, the force due to the differential pressure of the fuel flow rate and the force corresponding to the differential pressure of the air flow rate converted by the pressure receiving plate 4a come to be balanced. In this way, the fuel flow rate corresponding to the air flow rate is discharged. The pressure difference P 1 - P 2 between the upstream side and the downstream side of the air pressure generating part 3 of the air flow rate is △Pa, the area of the pressure receiving plate 4a is A 1 , and the fuel pressure P 3 in the bellows 9 and the pressure in the bellows 10 are The differential pressure (P 3 − P 4 ) with the fuel pressure P 4 is △P
The effective area of the bellows 9, 10 is A2 , and the angle between the third lever 15 and the extension direction of the second lever 14 is θ, as shown in FIG.
The distance between the connection point of the lever 14 and the first lever 11 and the pressure receiving plate 4a is l 1 , the length of the second lever 14 is l 2 ,
Assuming that the distance from the fulcrum 11a of the first lever 11 to the center point of the part where the differential pressure of the fuel flow acts on the first lever 11 is l 3 and the length of the first lever 11 is l 4 , the differential pressure of the fuel flow is received from the pressure receiving plate 4a. The second lever 14 is displaced as shown by the dotted line by the force A 1 ·ΔPa, and the first lever 11 is further displaced away from the nozzle 12 . The force that the first lever 11 tends to separate from the nozzle 12 due to the force received by the second lever 14 from the pressure receiving plate 4a and the differential pressure between the fuel flow rates cause the first lever 11 to move away from the nozzle 12.
In a state where the force pushing the lever toward the nozzle 12 is balanced, the displacement of each lever 11, 14, 15 is small, and the following equation holds true. This equation indicates a condition in which the vector sum of the force due to the air differential pressure and the force due to the fuel differential pressure is in the direction of the third lever 15. Equation (1) can be simplified and expressed as the following equation, where D is a constant determined by the area of the pressure receiving plate, the effective area of the bellows, and the dimensions of the lever system. tanθ=D・4Pa/4P (2) As described above, the air flow rate differential pressure ΔPa is proportional to the fuel flow rate differential pressure ΔP. In other words, since the differential pressure and the flow rate have a one-to-one correspondence, the fuel flow rate is discharged in correspondence with the air flow rate. In an air-fuel ratio control device that operates with such a conventional configuration, when the air pressure and temperature change, the specific weight of the air changes, and the weight ratio of fuel and air supplied to the combustion chamber changes to meet the true requirements. The disadvantage is that the air-fuel ratio cannot be obtained. In the present invention, a correction means is provided at one end of the lever, which is a part of the element of the differential pressure responsive part, to be displaced in accordance with at least one of the temperature and pressure of the air supplied to the combustion chamber, and the air is supplied to the combustion chamber. This is an air-fuel ratio control device configured so that the air-fuel ratio expressed in weight flow rate ratio does not change even if the temperature or pressure of air changes. Next, the present invention will be explained in detail with reference to the drawings, and parts having the same functions as those of the conventional air-fuel ratio control device will be designated by the same reference numerals, and the explanation will be omitted if necessary. FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing one embodiment of the present invention. A bellows 20 is provided at a position corresponding to the fulcrum 15a in the conventional example of the third lever 15 constituting the differential pressure responsive section 13 . One end of the bellows 20 is fixed to the inner wall of the fuel flow rate setting chamber 5, and the other end is rotatably fixed to the third lever 15. Gas is sealed inside the bellows 20. The enclosed gas need not be limited to air, and other gases such as nitrogen may be included. It is desirable that the bellows 20 be placed at a position where the pressure and temperature are close to the pressure and temperature of the air in the air passage 1 .
1 of the coupling structure between the bellows 20 and the third lever 15
A more concrete example is shown in FIG. Third lever 15
and the second lever 14 are movably coupled by a leaf spring 21, and the other end of the third lever 15 is movably fixed to the central portion 23a of the fourth lever 23 by a leaf spring 22, and at the same time, to one end of the bellows 20. Fixed. The fourth lever is formed in a U-shape, and its both ends 23b and 23c are movably fixed to the inner wall of the fuel flow rate setting chamber 5 via leaf springs 24 and 25, respectively. Next, the operation of the present invention in the above configuration will be explained. Fuel weight flow rate is W, air weight flow rate is
Wa, Ca are the flow coefficients at the air differential pressure generating part, C
is the flow coefficient at the fuel variable orifice, Aa
is the opening area of the vane in the air differential pressure generating part, A
is the opening area in the fuel variable orifice, γa
and γ are the specific weights of air and fuel, respectively,
When g is the acceleration of gravity and the air differential pressure ΔPa is small, the following equation generally holds. Wa=Ca・Aa√2・△……(3) W=C・A√2・△……(4) For simplicity, assume that each opening area changes in proportion to each differential pressure. Then, Aa∞ΔPa ………(5) A∞ΔP ………(6) Substituting equations (5) and ( 6) into equations (3) and (4) and rearranging them, Wa=Ka・γa 0.5 ・△Pa 1.5 …… ( 7) W=K・γ 0 . 5・△P 1 . 5
......(8) becomes. Here, Ka and K are constants. Therefore, the air-fuel ratio R expressed as the weight flow rate ratio is
From formulas (7) and (8), R=Wa/W=Ka/K(γa/γ ) 0.5 (
△Pa/ △P) 1.5 ... (9) Since the fuel differential pressure in the fuel differential pressure receiving section 8 is simultaneously equal to the fuel differential pressure on both sides of the variable fuel orifice, in equation (9), θ is small in equation (2).
Substituting tanθ≒θ, R=Ka/K(・γa/γ ) 0.5 / D) 1.5
...(10) becomes. If the specific weight γ of the fuel changes little due to pressure or temperature, the air-fuel ratio R expressed as a weight flow rate ratio becomes a function of θ and γa. Here, since we have ignored the change in γ, if we replace γ=γa, it can be expressed as a function symbol as shown in the following equation. R = (θ・γ) ......(11) Therefore, if θ and γ slightly change from the reference states θ 0 and γ 0 by △θ and △γ, respectively, then △R=(∂/ ∂θ) 0 Δθ+(∂/∂γ) 0
γ……(12) becomes. However, (∂/∂θ) 0 , (∂/∂θ)
γ) 0 indicates the differential value at θ 0 and γ 0 , respectively.
Here, in order to set △R=0, from equation (12), It is sufficient if the relationship is satisfied. On the other hand, the air flowing through the air passage 1 is
The fuel flows into the fuel flow rate setting chamber 5 through the gap between the air passage 1 and the hole 1b, and flows from the hole 1c to the downstream side of the vane 3b.
The pressure and temperature of the air inside are equal to each other. Therefore, the specific weight of the air in the bellows 20 is equal to the specific weight γa of the air in the air passage, and changes in these specific weights change similarly. The amount of elongation Δx of the bellows 20 when the specific weight of the air within the bellows 20 changes by Δγ is calculated using the operation explanatory diagram of FIG. If the internal volume of the bellows is V, the weight of the enclosed air is G, and the specific weight is γ, which is equal to the specific weight in the air passage, then γV=G (14) The slight change from the reference state V 0 , γ 0 △V, △
If γ, then γ 0・ΔV+V 0・△γ=0 ∴△V=−V 00・△γ……(15) If the effective area of the bellows is S, then △V=S・△ x......(16) Therefore, by substituting equation (15) into equation (16), it becomes △x=-V 0 /Sγ 0・△γ...(17). Here, since the amount of extension △x of the bellows and the amount of change △θ in θ are proportional, △θ=K 1 · △x (K 1 is a constant) ...(18) If we set Equation (17) and (18) ) formula, △θ=-K 1 V 0 /Sγ 0・△γ……(19
) becomes. Therefore, from equations (13) and (19),
Even if the specific weight γ of air changes, the conditions for the change ΔR in the air-fuel ratio expressed by the weight flow rate ratio to become zero are as follows. As described above, in the configuration of the present invention, K 1 ,
If V 0 and S satisfy equation (20), the air-fuel ratio R can be kept constant even if the air pressure and temperature change. In the above embodiments, an example was described in which a bellows was used as a correction means for the pressure and temperature of the air-fuel ratio R, but the correction means is not limited to this and may be realized by a capsule, for example. Also, since pressure changes in air are generally smaller than temperature changes, if you want to compensate for only temperature changes at low cost, you can achieve the same purpose by using bimetals, etc., without using expensive compensation means such as bellows or capsules. can be reached. FIG. 6 shows an embodiment in which bimetal is used for correction. Bellows 20 in Figure 3
Instead, one end of the bimetal 26 is fixed to the fuel flow rate setting chamber 5, and the other end is fixed to the third lever 15 via a wire 27. A perspective view of the bimetal fixing structure in this case is shown in FIG. In this case, since the air-fuel ratio R in equation (11) is considered to be a function only of θ and the air temperature T, the following equation is obtained. R = (θ, T) ...... (21) If θ, T are changed by △θ, △T from the reference state θ 0 , T 0 , then △R = (∂/∂θ 0 )・△ θ+(∂/∂T 0
)・△T To make △R=0, becomes. The rotation angle △θ of the third lever due to the temperature change △T and the deflection of the bimetal is proportional in the range where the amount of change is small, so it can be expressed as △θ=K 2 · △T (K 2 is a constant) ...(23) Ru. Therefore, from equations (22) and (23), If the constant K 2 is set so that the air-fuel ratio expressed as a weight flow rate ratio will not change even if the temperature changes. The above description is about an embodiment in which a vane is used as the air differential pressure generating section and a pressure receiving plate is used as the air differential pressure/force converting section, but the present invention is not limited to this. Figure 8 shows the air differential pressure generating section.
3. Use a full plate as air differential pressure/force converter.
An embodiment is shown in which a spring is used as 4 and a bellows is used as temperature and pressure correction means. The inside of the air passage 1 is formed into a tapered tube 28, and at the position of the tapered tube 28, a baffle plate 29 is disposed downstream of the air flow 2 at right angles to the air flow. Hole 30 in part of air passage 1
A rotating rod 31, which passes through this hole and has one end fixed to the baffle plate 29, is provided so as to be rotatable about a fulcrum 32. The rotating rod 31 is rotated by the buff-full plate 29 being displaced downstream of the air flow in accordance with the air flow rate.
This rotation is transmitted to the spring 33 connecting the other end of the rotation rod 31 and the second lever 14 as a displacement corresponding to the air flow rate. This displacement is converted into force by the spring 33 and transmitted to the second lever 14. The subsequent operation is the same as the embodiment shown in FIG.
A similar effect can be obtained by using a capsule or a bimetal instead of the bellows 20 in the embodiment of FIG. Various embodiments have been described above, but in the present invention, the air-fuel ratio expressed in weight flow rate ratio can be obtained with a simple configuration, so an air-fuel ratio control device that is not affected by ambient temperature and pressure is realized. The industrial benefits are great.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の空燃比制御装置を示す縦断面
図、第2図は、従来装置の動作説明図、第3図は
本発明の空燃比制御装置を示す縦断面図、第4図
は本発明における補正手段を示す斜視図、第5図
は本発明の動作説明図、第6図は本発明の他の実
施例を示す縦断面図、第7図は本発明の他の実施
例における補正手段を示す斜視図、第8図は本発
明の第3の実施例を示す縦断面図である。 :空気差圧発生部、:空気差圧・力変換
部、:燃料差圧受圧部、11:第1レバー、1
2:ノズル、13:差圧応動部、14:第2レバ
ー、15:第3レバー、18:燃料差圧発生部、
20:ベローズ、26:板バネ。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a conventional air-fuel ratio control device, FIG. 2 is an explanatory diagram of the operation of the conventional device, FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing the air-fuel ratio control device of the present invention, and FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing the present invention. A perspective view showing the correction means in the invention, FIG. 5 is an explanatory diagram of the operation of the invention, FIG. 6 is a vertical sectional view showing another embodiment of the invention, and FIG. 7 is a correction in another embodiment of the invention. FIG. 8 is a perspective view showing the means, and a longitudinal sectional view showing a third embodiment of the present invention. 3 : Air differential pressure generator, 4 : Air differential pressure/force converter, 8 : Fuel differential pressure receiver, 11: First lever, 1
2: Nozzle, 13 : Differential pressure responsive section, 14: Second lever, 15: Third lever, 18: Fuel differential pressure generating section,
20: Bellows, 26: Leaf spring.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 燃焼室へ供給する空気流量に対応した空気差
圧を発生させる空気差圧発生部と、上記空気差圧
を力に変換する空気差圧・力変換部と、燃焼室へ
供給する燃料流量に対応して燃料差圧を発生する
燃料差圧発生部と、上記燃料差圧を力に変換する
燃料差圧受圧部と、上記燃料差圧と上記空気差圧
にそれぞれ対応した力が加えられて変位する差圧
応動部と、上記燃料差圧と上記空気差圧に対応し
た力がそれぞれ平衡した状態における上記差圧応
動部の変位により燃料流量を変化させて燃焼室へ
供給する空気流量と燃料流量との比を制御する空
燃比制御装置において、上記差圧応動部の一端に
燃焼室へ供給する空気の温度又は圧力のうち少く
とも1つに応じて変位する補正手段を設けて重量
流量比で表わした空燃比が変わらないように構成
した空燃比制御装置。
1. An air differential pressure generation section that generates an air differential pressure corresponding to the air flow rate supplied to the combustion chamber, an air differential pressure/force conversion section that converts the air differential pressure into force, and an air differential pressure/force conversion section that generates an air differential pressure corresponding to the air flow rate supplied to the combustion chamber. A fuel differential pressure generating section that generates a corresponding fuel differential pressure, a fuel differential pressure receiving section that converts the fuel differential pressure into force, and forces corresponding to the fuel differential pressure and the air differential pressure, respectively, are applied. The air flow rate and fuel are supplied to the combustion chamber by changing the fuel flow rate by the displacement of the differential pressure response part in a state where the displacing differential pressure response part and the forces corresponding to the fuel differential pressure and the air differential pressure are respectively balanced. In an air-fuel ratio control device that controls the ratio between the weight flow rate and the weight flow rate, a correction means is provided at one end of the differential pressure responsive part to change the ratio according to at least one of the temperature and pressure of the air supplied to the combustion chamber. An air-fuel ratio control device configured so that the air-fuel ratio, expressed as , does not change.
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