JPS6234125Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、ノズルを二重構造とした二重化バー
ナノズルへ供給する燃料の流量を制御するための
二重化バーナノズル用燃料制御装置に関する。

例えば、パツケージボイラに使用されるバーナ
の燃焼レンジは一般に、３：１ないし６：１程度
であり、広くても10：１程度であつたが、省エネ
ルギ化の要請と、ユーザにおける操業度の変化に
対応し、本出願人は30：１等と極めて広くするも
のを提案した。

しかし、この提案では、第４図に示すよう
に、第１の制御弁７の下限リミツトハが、第２の
制御弁９の最大流量と同じであるため、遮断弁８
に第４図に示すようなヒステリシスを設けた場
合、負荷下降時にロ〜イ間の燃料量を直接に制御
することができず、第４図に示すように、ニ→
ホ→ヘを通過して、負過上昇特性に乗つて所定の
弁開度が設定されるが、このとき、オーバ・シユ
ート等により、このループ内でハンチングを生ず
る可能性がある。

本考案は、このような問題点に鑑みてこれを解
決するためになされたもので、そのハンチングを
生じる危惧を除去して、広い範囲の燃焼レンジの
バーナシステムの油量制御を確立できる二重化バ
ーナノズル用燃料制御装置を提供することを目的
とする。

この目的を達成するために、本考案の二重化バ
ーナノズル用燃料制御装置では、ノズルを二重構
造とした二重化バーナノズルへ燃料を供給するた
めの装置であつて、燃料供給ポンプと、この燃料
供給ポンプの出口側に設けた第１の制御弁と、こ
の第１の制御弁の出口側から分岐され前記二重化
バーナノズルの第１のノズルに連結される管路に
設けた遮断弁と、前記第１の制御弁の出口側から
分岐されて前記二重化バーナノズルの第２のノズ
ルに連結される管路に設けた前記第１の制御弁よ
りも流量の小さい第２の制御弁とを具備し、負荷
上昇時においては、前記第１の制御弁の下限流量
未満となる少流量域では第２の制御弁が制御し、
前記第２の制御弁の最大流量を超えた大流量域で
は前記遮断弁を開いて前記第１の制御弁が制御
し、前記第１の制御弁の下限流量から前記第２の
制御弁の最大流量に至る中間流量域では前記第１
又は第２の制御弁のいずれか一方が制御すると共
に、負荷下降時においては、前記大流量域及び前
記中間流量域では前記第１の制御弁が制御し、前
記少流量域では前記遮断弁が閉じて前記第２の制
御弁が制御するように構成したことを特徴とす
る。

以下、本考案の詳細を図示する一実施例に従つ
て説明する。なお、従来のものと共通する構成部
分には同一符号を使用するものとする。

第１図は、蒸気管ｅを中心に第１ノズルn₁と第
２ノズルn₂を二重に配設したいわゆる二重化バー
ナノズルＡの縦断面図を示す。

第２図は本考案の二重化バーナノズル用燃料制
御装置の一実施例を示す系統図であり、この図に
おいて、前記二重化バーナノズルＡの第１ノズル
n₁には管路１０が、また、その第２のノズルn₂に
は管路１１が夫々連結されている。前記管路１０
には遮断弁８が連結されており、前記管路１１に
は流量の小さい第２制御弁９が連結されている。
そして、該遮断弁８及び第２の制御弁９の上流側
において前記管路１０，１１は管路１６に一本化
されている。換言すれば、管路１６は管路１０，
１１に分岐されている。該管路１６には第１の制
御弁７が連結され、その上流側に燃料供給ポンプ
１２が連結されている。

次に、これらの遮断弁８、第１，第２制御弁
７，９を制御する回路の構成について説明する。

１は図示しないボイラの主蒸気圧を検知する圧
力計であり、この圧力計１の検知信号は比例積分
演算器２へ供給され、こゝで別に設定される圧力
設定値１３との偏差が演算される。比例積分演算
器２からの偏差値信号は、高値選択器３、係数器
４及び遮断弁制御器６へ夫々供給される。

高値選択器３には所定の選択器用設定値１４が
設けられており、この設定値１４と比例積分演算
器２からの信号による値とを比較し、高い値の信
号を第１の制御弁７へ与え、この信号に応じた弁
開度となるよう該制御弁７を制御する。

係数器４は与えられた信号を定数倍する働きを
もつたもので、比例積分演算器２からの信号レベ
ルが、第３図のイ点即ち演算器２出力がたとえ
ば、10％に相当するレベルのときに、第２の制御
弁９の弁開度を100％とし得るレベルの信号とな
るように定数倍したものを高値選択器５へ供給す
る。該高値選択器５には所定の選択器用設定値１
５が設定されており、この設定値１５と係数器４
からの信号のレベルとを比較し、高いレベルの信
号を第２の制御弁９へ与え、この信号に応じた弁
開度となるよう該制御弁９を制御する。

遮断弁制御器６は、比較積分演算器２からの信
号レベルが負荷により上昇することで第２の制御
弁９を100％の開度とするレベルのとき、すなわ
ち、演算器２の出力が上昇して第３図のイ点に
相当するレベルになつたときに、遮断弁８を全開
するように制御し、逆に、比例積分演算器２から
の信号レベルが負荷の下降で前記第２の制御弁９
の弁開度を100％未満とすることで遮断弁８を全
閉するように制御している。第３図において、
第２の制御弁９の開度は演算器２の出力がイの点
で100％となり、第１の制御弁７の開度はロの点
で下限のリミツト開度ハとなる。

第３図は遮断弁８における演算器２の出力に
対する弁開度の関係を示したもので、この図から
も明らかなように、負荷上昇時には、該遮断弁８
は演算器２の出力がイ点以下では遮断されてお
り、イ点を越えると瞬時に100％開き、また、負
荷下降時には、該遮断弁８は演算器２の出力が前
記イ点より小さいロ点に下がるまで100％開いて
いるがロ点以下になると全く遮断される。

第３図は、第１の制御弁７を及び第２の制御
弁９における演算器２の出力と燃料流量との関係
を示したものである。

次に、本考案の二重化バーナノズル用燃料制御
装置の動作を説明する。

燃料油は燃料供給ポンプ１２により管路１６へ
送られ、第１の制御弁７、第２の制御弁９、遮断
弁８が開いていれば、燃料油は管路１６から管路
１０，１１へ分岐され、二重化バーナノズルＡの
第１ノズラn₁及び第２ノズルn₂へ夫々供給され
る。

その間に、図示しないボイラの主蒸気圧は圧力
計１により検知され、その検知出力にもとずき第
１の制御弁７・第２の制御弁９及び遮断弁８が制
御されることになる。

燃料流量は、第３図に示す３つの領域、すな
わち第１の制御弁７の制御域、中間域及び第２の
制御弁９の制御域に分かれて制御される。第１の
制御弁７の制御域は出力イ〜100％の範囲とな
り、第２の制御弁９が全開となる時の最大流量を
超えた大流量域に対応する。また、第２の制御弁
９の制御域は出力０％〜ロの範囲となり、第１の
制御弁７の下限流量（下限のリミツト開度ハにお
ける流量）に満たない時の少流量域に対応する。
なお、中間域は出力がロ〜イの範囲となり、第１
の制御弁７の下限流量以上でしかも第２の制御弁
９の最大流量以下となる時の中間流量域に対応す
る。

大流量域においては、負荷の上昇時及び下降時
にかかわらず遮断弁８と第２の制御弁９とが全開
しており、双方の弁の合計流量を第１の制御弁７
が制御することになる。

少流量域においては、やはり負荷の上昇時及び
下降時にかかわらず遮断弁８が全閉で、第１の制
御弁７はリミツト開度ハだけ開いているものの、
第２の制御弁９で制御された流量だけが管路１１
を流れる。

しかしながら、中間流量域においては、遮断弁
８の開閉状態が負荷の上昇時と下降時とで異な
り、従つて制御状態も異なつてくる。負荷上昇時
の遮断弁８は中間流量域において閉状態となり、
第１の制御弁７と第２の制御弁９とは双方共に制
御可能な状態にある。このため、係数器４の設定
やバルブ特性により応答特性の速いもの、又は、
流量が演算器２の出力に対し少なめに設定されて
いるいずれか一方が流量の制御権を得、他方は無
制御状態となる。また、負荷下降時には遮断弁８
が開状態となり、大流量域と同様のバルブ開閉状
態となるため第１の制御弁７が制御権を持つて合
計流量を制御する。

なお、前記遮断弁８を開くときには、瞬時に開
くと配管内の圧力低下により失火の恐れがあり、
時間的に徐々に開く必要がある。

以上述べたように、本考案の二重化バーナノズ
ル用燃料制御装置において、ノズルを二重構造と
した二重化バーナノズルへ燃料を供給するための
装置であつて、燃料供給ポンプと、この燃料供給
ポンプの出口側に設けた第１の制御弁と、この第
１の制御弁の出口側から分岐され前記二重化バー
ナノズルの第１のノズルに連結される管路に設け
た遮断弁と、前記第１の制御弁の出口側から分岐
されて前記二重化バーナノズルの第２のノズルに
連結される管路に設けた前記第１の制御弁よりも
流量の小さい第２の制御弁とを具備し、負荷上昇
時においては、前記第１の制御弁の下限流量未満
となる少流量域では第２の制御弁が制御し、前記
第２の制御弁の最大流量を超えた大流量域では前
記遮断弁を開いて前記第１の制御弁が制御し、前
記第１の制御弁の下限流量から前記第２の制御弁
の最大流量に至る中間流量域では前記第１又は第
２の制御弁のいずれか一方が制御すると共に、負
荷下降時においては、前記大流量域及び前記中間
流量域では前記第１の制御弁が制御し、前記少流
量域では前記遮断弁が閉じて前記第２の制御弁が
制御するように構成したので、第１制御弁の制御
域と第２制御弁の制御域との間の中間域では、負
荷上昇時には応答特性の速い側の制御弁又は設定
の低い側の制御弁によつて燃料量を制御し、負荷
下降時には第１の制御弁でそれを制御するといつ
た具合に、負荷の上昇・下降時のいずれにも直接
に負荷量を制御することが可能であり、制御性が
安定するものである。そして、遮断弁の開閉が多
くヒステリシスを設けざるを得ないときでも、こ
のヒステリシスの中の負荷要求の場合、制御系に
ハンチングを生じる可能性をなくすことができる
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は二重化バーナノズルを示す断面図、第
２図は本考案に係る二重化バーナノズル用燃料制
御装置の一実施例を示す系統図、第３図，，
は本考案に係るものの動作を説明するために示
す特性図、第４図，，は従来のものの動作
を説明するために示す特性図である。 Ａ……二重化バーナノズル、ｅ……蒸気管、n₁
……第１ノズル、n₂……第２ノズル、７……第１
の制御弁、８……遮断弁、９……第２の制御弁、
１０，１１……分岐管路、１２……燃料供給ポン
プ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ノズルを二重構造とした二重化バーナノズルへ
   燃料を供給するための装置であつて、燃料供給ポ
   ンプと、この燃料供給ポンプの出口側に設けた第
   １の制御弁と、この第１の制御弁の出口側から分
   岐され前記二重化バーナノズルの第１のノズルに
   連結される管路に設けた遮断弁と、前記第１の制
   御弁の出口側から分岐されて前記二重化バーナノ
   ズルの第２のノズルに連結される管路に設けた前
   記第１の制御弁よりも流量の小さい第２の制御弁
   とを具備し、負荷上昇時においては、前記第１の
   制御弁の下限流量未満となる少流量域では第２の
   制御弁が制御し、前記第２の制御弁の最大流量を
   超えた大流量域では前記遮断弁を開いて前記第１
   の制御弁が制御し、前記第１の制御弁の下限流量
   から前記第２の制御弁の最大流量に至る中間流量
   域では前記第１又は第２の制御弁のいずれか一方
   が制御すると共に、負荷下降時においては、前記
   大流量域及び前記中間流量域では前記第１の制御
   弁が制御し、前記少流量域では前記遮断弁が閉じ
   て前記第２の制御弁が制御するように構成したこ
   とを特徴とする二重化バーナノズル用燃料制御装
   置。