JPS6273010A - 燃焼制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、燃焼制御機構に関するものであり、例えばボ
イラーや外燃機関等の連続燃焼炉に利用される。

（従来の技術） 従来の例として第２図に示すものがある。

燃料供給源１には、圧力Ｐｇなる燃料があってダイヤフ
ラム減圧弁２によって２次圧力Ｐｒｏに減圧される。該
減圧弁２のダイヤフラム上室２ａは大気と連通している
ため、２次圧力は常に大気圧よりも高い任意の一定圧力
Ｐｒｏに保たれている。

制御弁３の弁３ａには駆動モータ４が取付けられていて
駆動モータ４の回転により弁３ａが開閉し、燃料流量を
制御する。駆動モータ４はさらにコントローラ５により
制御されている。流量を制御された燃料は噴射弁６から
燃焼炉７の内へ供給される。

一方、燃焼用空気は、送風機８により燃焼炉７に供給さ
れる。ここに示したものは空気流量をスロットルバルブ
９により制御している。スロットルバルブ９はさらにコ
ントローラ５により制御さ九でいる。

コントローラ５は燃焼状態を監視しており必要に応じて
、燃料と空気の量を制御する。燃料と空気は燃焼炉７で
混合しいわゆる連続拡散燃焼を行う。

制御弁３の入口の圧力をＰｒｏ、出口を大気開放にした
場合の流量特性を第３図の実線で示す。

流ｆ２ｉＱは弁開度φに比例している。又Ｑは制御弁の
前後の差圧の平方根に比例するから Ｑ−ｋ　＋　・φ・６耳了丁＝に２　・φ−（１）（ｋ
＋　、ｋｚ　　定数） と表わされる。

実際の使用時は第２図に示すように制御弁３の後流には
噴射弁６がある。噴射弁６の入口圧力Ｐｉは Ｐ　　ｉ　　＝Ｃ，・　ｄ　・　（Ｑ／　Ｓ　）”　　
−（２）Ｃ８：定数、ｄ：燃料の比重、Ｓ：噴射弁の出
口面積 で表わされる。配管での圧力損失を無視すればＰｉは制
御弁３の出口圧力に等しいから弁開度φに対する流量Ｑ
は ｑ＝に、　　・φ・Ｆ肩口）　−Ｐ　ｉ　−（３）と表
わされる。これに（２）弐を代入して□（４） と表わされる。これを整理すると、 る。これは第３図の点線で示す特性となる。噴射弁なし
く実線）と比較すると同じ弁開度φに対して流量が小さ
く特に高流量程差が大きい。これは噴射弁がある場合は
流量の増加と共にＰｉが増加しく式（２））それにより
制御弁前後の差圧Ｐｒｏ−Ｐｉが減少したことに起因す
る。

（発明が解決しようとする問題点） この流量特性かられかるように、従来の装置は次の（１
）〜（２）の不具合がある。

（１）流量範囲が小さい。

第３図に示すように、噴射弁での圧力損失Ｐｉにより、
最大流量ＱｍａｘがＱ’ｍａｘまで落ち込んでいる。

（２）コントロールの精度が悪い。

■最大流量Ｑｍａｘを確保するためにはＰｒ。

を大きくする必要がある。（第３図１点鎖線参照）そう
すると差圧ｐｒｏ−Ｐｉが大きくなって微妙な弁開度Δ
φに対する流量変化ΔＱが大きくなりいわゆる精度が悪
い状態になる。

■流量特性かられかるように噴射弁の影響により流量特
性はリニアでなくなりΔφは低流量で大きく高流量で小
さい、それとＱ自身の大きさを考え合わせると、流量変
化率 Ｑ＋ΔＱ／Ｑは低流量側で（Ｑが小さくΔＱが大きいた
め）非常に大きくなる。その結果低流量では所定の流量
にコントロールすることが困難となり、弁３ａのハンチ
ングや流れの脈動等の問題が発生しやすい。

このように広い流量範囲の確保と良好な流量特性の確保
は相対するものであり、実際にはどちらか一方を犠牲に
するか両者の妥協点で使用することを余儀なくされてい
た。

■噴射弁のヨゴレや使用条件の変化により流量特性も変
化してしまうことである。例えば、■ヨゴレやスラッチ
等が噴射弁につまり出口面積Ｓが変化した場合。

■該計変更により噴射弁を交換した場合（前記に、Ｓの
変化） ■燃焼室の圧力が何らかの原因で変化した場合このよう
な場合は結果としてＰｉが変化し流量特性も変化して正
しい燃料流量制御を行なうことができなくなる。

そこで、本発明の技術的課題は前記欠点を解消して、流
量範囲が広く制御精度が良好で、噴射弁の入口圧力の変
化により流量特性が影響されない燃焼制御装置を提供す
ることである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 上記技術的課題を解決するために講じた技術的手段は、
減圧弁２の２次圧力を任意の一定値と前記制御線の出口
圧力Ｐｉとの和となるように制御することである。

上記技術的手段は次の様に作用する。即ち、−定の圧力
Ｐｒｏに流量により変化する圧力Ｐｉを加えた圧力Ｐｒ
ｏ＋Ｐｉになるように減圧弁２の２次圧力を制御する。

そうすると流量制御弁前後の差圧Δφは ΔＰ＝Ｐｒ−Ｐｉ　　　　（Ｐｒ：減圧弁１次圧）＝　
（Ｐｒｏ＋Ｐｉ）−Ｐｉ ＝Ｐｒ。

となり常に一定値に保たれる。

これは、減圧弁の１次圧力をＰｒｏに保ち、２次側を大
気開放にした場合と同じになる。（流量特性は図２の実
録で示される。） これにより、 （１）流量制御弁３前後の差圧は常にＰｒｏに保たれる
ので大気開放時と同じ流量範囲が確保できる。

（２）低流量での分解能が良好となる。

・流量範囲を確保するためにＰｒｏを大きくとる必要が
ないから。

・前述のように差圧は常にＰｒｏに保たれるので低流量
でΔφが特に大きくなるとことがないから （３）噴射弁の交換、外部の圧力の変化により流量特性
が変化することがない。

流量Ｑは差圧Ｐｒｏと弁開度φのみにより決定されるか
ら。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図にもとすいて説明する
が、第２図に示した従来例と同一部品には同符号を記し
、その説明を省略する。

管１１はダイヤフラム弐減圧弁２のダイヤフラム上室２
ａと制御弁３の出口を連通させる配管である。管１１に
よりダイヤフラム上室２ａの圧力は常に制御弁３の出口
圧力と等しくなるから制御弁３の前後の差圧は常に成る
一定値に保たれる。

・実施態様 ■減圧弁としてピストン式減圧弁を用いた場合も同様に
ピストン上室と制御弁３の出口を管で連通させれば同様
の効果が得られる。

■制御弁３の出口圧力を検知して減圧弁の２次圧をＰｒ
ｏ＋Ｐｔになるように電気的に制御することも可能であ
る。

〔発明の効果〕

本発明は次の特有の効果を有する。即ち広い流量範囲を
確保するために減圧弁の２次圧力を大きくしかつ制御精
度を向上させるために精度の良い駆動モータを使用して
も良いが、駆動モータが高価になると共に弁開度φを検
知してフィードバックをかけるような場合は、微妙な弁
開度の検出が困難となる。又駆動モータとしてステッピ
ングモータを使用する場合はモータと弁軸との減速比を
変えて１ステップ当りの開度を小さくして精度を向上さ
せることも可能であるが、応答性が悪くてってしまう。

これに対して本発明においては減圧弁の２次圧力に制御
弁の出口圧力を上乗せするだけであり、上記のような問
題がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る燃焼制御装置の説明図、第２図は
従来の燃焼制御装置の説明図、および第３図は第２図示
装置の流量特性図である。 １・・・燃料供給源、２・・・減圧弁、２ａ・・・加圧
手段、３・・・燃料流量制御弁、４・・・噴射弁、５・
・・制御手段、８・・・送風機、９・・・空気流量制御
弁

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 所定圧の燃料を貯える燃料供給源、 前記燃料の圧を減ずる減圧弁、 減圧された前記燃料の流量を制御する燃料流量制御弁、 前記燃料制御弁の後流にあつて前記燃料を燃焼炉に供給
   する噴射弁、 前記噴射弁に一定の圧を印加する加圧手段、前記燃焼炉
   に空気を供給する送風機、 前記燃焼炉と前記送風機との間に介設された空気流量制
   御弁、及び 前記両制御弁を制御する制御手段とからなる燃焼制御装
   置。