JPS63105322A - Combustion control - Google Patents

Combustion control

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JPS63105322A
JPS63105322A JP61252587A JP25258786A JPS63105322A JP S63105322 A JPS63105322 A JP S63105322A JP 61252587 A JP61252587 A JP 61252587A JP 25258786 A JP25258786 A JP 25258786A JP S63105322 A JPS63105322 A JP S63105322A
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JP
Japan
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combustion
deviation
value
flow rate
signal
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Application number
JP61252587A
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Japanese (ja)
Inventor
Shuji Iida
修司 飯田
Akihiko Kishida
岸田 晃彦
Yasuo Takeuchi
竹内 康夫
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Publication of JPS63105322A publication Critical patent/JPS63105322A/en
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    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
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    • F23N1/02Regulating fuel supply conjointly with air supply
    • F23N1/022Regulating fuel supply conjointly with air supply using electronic means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
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    • F23N5/08Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using light-sensitive elements
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Abstract

PURPOSE:To permit combustion control, prominent in response, by a method wherein the average value of movements during a predetermined time is obtained from the light power of flame and the integral value of a difference between an upper value and a lower value than the average value is compared with the integral value of deviation with respect to a proper O2 %, previously obtained. CONSTITUTION:An A/D converter 17 converts a light signal from a light sensor 15, converting a light power emitted from combustion flame 14 into an electric signal, into a digital signal. A combustion airflow corrector 19 integrates the electric signal from the converter 17 during a unit time to operate an average value, integrates a deviation with respect to the average value during a unit time to obtain the integral value of the deviation, receives the flow rate signal of fuel form a fuel flow meter 8 to obtain the integral value of a deviation corresponding to the optimum O2 % and compares these values to output an output for eliminating these deviations to the flow rate regulating valve 9 of combustion air.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、燃焼火炎の光パワーの振幅が排ガス中の02
%と比例関係にあることを利用し、燃焼器の稼動中に得
る光パワーの振幅に関する信号を適正な02%に対応し
た光パワーの振幅に関する信号と対比してその偏差を解
消するように燃焼用空気の流量をコントロールする燃焼
制御方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention is characterized in that the amplitude of the optical power of a combustion flame is
Using the fact that there is a proportional relationship with %, the signal regarding the amplitude of optical power obtained during operation of the combustor is compared with the signal regarding the amplitude of optical power corresponding to the appropriate 02%, and the combustion is performed to eliminate the deviation. The present invention relates to a combustion control method for controlling the flow rate of air for use.

従来の技術 従来、燃焼を制御する方法としては、特開昭59−13
8811号公報、同58−146124号公報で開示さ
れるものがある。
Conventional technology Conventionally, a method for controlling combustion has been disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 59-13.
Some of these are disclosed in Japanese Patent No. 8811 and Japanese Patent No. 58-146124.

前者の特開昭59−138811号のものは、半導体か
らなる燃焼センサを炎中に配置し、その電気抵抗の変化
で燃焼状態を監視し、酸欠及び失火を検知したときに燃
焼を停止させようとするものである。
The former, JP-A No. 59-138811, places a combustion sensor made of a semiconductor in the flame, monitors the combustion state based on changes in its electrical resistance, and stops combustion when oxygen deficiency or misfire is detected. This is what we are trying to do.

後者の特開昭58−146124号のものは、光学的測
定器で火炎の発光スペクトルを分光分析し、これから火
炎の温度分布を求め、これを最適燃焼状態時の火炎の温
度分布と比較して制御信号を出力するもので、この出力
によって火炎の形を一定にコントロールしようとするも
のである。
The latter, published in JP-A No. 58-146124, uses an optical measuring device to spectrally analyze the emission spectrum of the flame, determine the temperature distribution of the flame from this, and compare this with the temperature distribution of the flame under optimal combustion conditions. It outputs a control signal, and uses this output to control the shape of the flame.

しかし、前者は燃焼のON、OFFを行なうのみで、炉
内の燃焼火炎自体の制御を行なうものでない。また後者
は発光スペクトルを分光分析するので、検出部、制御部
が、複雑化するという欠点がある。
However, the former only turns combustion ON and OFF, but does not control the combustion flame itself in the furnace. Furthermore, since the latter spectroscopically analyzes the emission spectrum, it has the disadvantage that the detection section and control section become complicated.

このような欠点がない燃焼制御として昭和60年1月2
5日付熱産業経済新聞で開示されるものがある。
January 2, 1985 as a combustion control that does not have such drawbacks.
There is something disclosed in the Netsu Sangyo Keizai Shimbun on the 5th.

これはジルコニア02センサを煙道中に設置してこの煙
道を通る排ガス中の02%を測定し、この02%を指標
として燃焼用押込空気量が負荷条件に応じた最適な量と
なるよう送風機の回転数をインバータで制御するもので
ある。7 なお、燃焼状態の検出に光パワーを利用する点について
は特開昭59−137719号、同59−109715
号、同59−12227号、同58−143274号で
開示されている。
This is done by installing a zirconia 02 sensor in the flue to measure 02% of the exhaust gas passing through the flue, and using this 02% as an indicator, the blower is set to the optimum amount of forced air for combustion according to the load conditions. The rotation speed of the motor is controlled by an inverter. 7 Regarding the use of optical power to detect the combustion state, see JP-A-59-137719 and JP-A-59-109715.
No. 59-12227 and No. 58-143274.

発明が解決しようとする問題点 上記ジルコニア02センサを用いた燃焼制御は炉中での
燃焼状態を簡易に制御しうるものであるが、次のような
欠点がある。
Problems to be Solved by the Invention Although combustion control using the zirconia 02 sensor described above can easily control the combustion state in the furnace, it has the following drawbacks.

■ 煙道中にセンサを設置しなければならないので、燃
焼室出口から測定部までの間に存在する点検口あるいは
構造出生じた隙間より外気が侵入した場合、燃焼室内で
の02濃度が高くなったものと誤って判断してしまう。
■ Since the sensor must be installed in the flue, if outside air enters through the inspection hole or the gap created between the combustion chamber outlet and the measurement part, the 02 concentration in the combustion chamber will increase. I mistakenly judge it as something.

■ 燃焼室出口から測定部までのガスの流れに起因し、
タイムラグが生じる。
■ Due to the flow of gas from the combustion chamber outlet to the measuring section,
A time lag occurs.

■ ジルコニア02センサには30〜40秒の応答遅れ
がある。このためよりスピーディな制御を行なう場合の
ネックとなる。
■ Zirconia 02 sensor has a response delay of 30 to 40 seconds. This becomes a bottleneck in performing faster control.

上記ジルコニア02センサの代わりに前記特開昭59−
137719号等に記載の光センサを用いることも考え
られるが、これらの光センサは単に光パワーを検出する
のみであるので、直ちに適用することはできない。
In place of the above zirconia 02 sensor, the above JP-A-59-
Although it is conceivable to use the optical sensors described in No. 137719, etc., these optical sensors simply detect optical power and cannot be immediately applied.

問題点を解決するための手段 燃焼状態は燃料と空気との混合比率によって大きく変化
しその比率は、一般に空気比(又は排ガス中の0゜濃度
)として燃焼管理との重要なポイントとなっている。例
えば、その空気比を大きくし過ぎた場合には排ガス損失
が増加し、熱効率の低下及びNOxの増大が起り燃焼状
態としては良くない状態となる。また逆に空気比、を小
さくし過ぎた場合には、不完全燃焼となり黒煙が発生し
、また失火にもつながりこれもまた燃焼状態としては良
くない状態となる。
Means to solve the problem Combustion conditions vary greatly depending on the mixture ratio of fuel and air, and that ratio, generally referred to as the air ratio (or 0° concentration in exhaust gas), is an important point in combustion management. . For example, if the air ratio is increased too much, exhaust gas loss increases, thermal efficiency decreases and NOx increases, resulting in poor combustion conditions. On the other hand, if the air ratio is made too small, incomplete combustion will occur, producing black smoke, and may also lead to misfire, which is also not a good combustion condition.

よって良い燃焼状態とは、不完全燃焼が起こらない最少
の空気比での燃焼である。
Therefore, a good combustion condition is combustion at the lowest air ratio that does not cause incomplete combustion.

なお、空気比と排ガス中の02濃度とは次の関係にある
Note that the air ratio and the 02 concentration in the exhaust gas have the following relationship.

ところで、旋回力によって保炎するタイプのバーナにお
いて、そのバーナの火炎より発生する光強度は燃焼量(
燃料流量)を一定とした場合、空気比(又は排ガス中の
0゜濃度)の違いによって第2図の曲線■に示す様な変
化を示し、その光パワー信号は第3図に示すような常時
振動したノコギリ状の波型を示す。そしてその光パワー
信号レベルは第2図に示す様に山型の変化を示し、ピー
ク値よりo2濃度の高い領域(イ)では、0□濃度の増
加に伴い光パワー信号レベルは低下し、またピーク値よ
りも o2濃度の低い領域(ロ)では、02濃度の減少
に伴い光パワー信号レベルも低下する特性を持っている
By the way, in a type of burner whose flame is held by swirling force, the light intensity generated from the flame of the burner is determined by the combustion amount (
When the fuel flow rate (fuel flow rate) is constant, the difference in air ratio (or 0° concentration in exhaust gas) causes changes as shown in the curve ■ in Figure 2, and the optical power signal always changes as shown in Figure 3. Shows a vibrating sawtooth waveform. The optical power signal level shows a mountain-shaped change as shown in Figure 2, and in the region (A) where the O2 concentration is higher than the peak value, the optical power signal level decreases as the O2 concentration increases, and The region (b) where the O2 concentration is lower than the peak value has a characteristic that the optical power signal level also decreases as the O2 concentration decreases.

しかるに、光パワー信号の振動に関しては、第3図に示
す様に02濃度が減少するに従いその振動幅は大きくな
る特性を示す。
However, as shown in FIG. 3, the oscillation of the optical power signal exhibits a characteristic in which the width of the oscillation increases as the 02 concentration decreases.

また以上の様な特性は、燃焼量を変化させた場合にも変
らないが、燃焼量を増加させると、光パワー信号の振動
幅が大きくなり、逆に燃焼量を減少させると小さくなる
Further, the characteristics described above do not change even when the combustion amount is changed, but when the combustion amount is increased, the oscillation width of the optical power signal becomes larger, and conversely, when the combustion amount is decreased, the oscillation width of the optical power signal becomes smaller.

また、コーン状保炎器を持つタイプのバーナに、ついて
みると、その光強度は第2図の曲線Hに示すような変化
をする。しかし、光パワー信号の振動に関しては第3図
とは逆に02濃度が減少するに従い振動幅は小さくなる
Furthermore, when a burner with a cone-shaped flame holder is used, the light intensity changes as shown by curve H in FIG. 2. However, regarding the vibration of the optical power signal, contrary to FIG. 3, the vibration width becomes smaller as the 02 concentration decreases.

本発明者等は以上のような知見に基づき旋回力により保
炎するタイプのバーナについて第4図で示されるような
データを得た。
Based on the above findings, the present inventors obtained data as shown in FIG. 4 regarding a type of burner that holds flame by swirling force.

この図において、縦軸は光パワーの振幅に関する値を示
し、例えば第3図(D)で示されるような光パワーの平
均値Mに対する鋸歯状振動部分の単位時間Δを内積分値
すなわち偏差積分値が目盛られている。横軸は排ガス中
の02%を示している。
In this figure, the vertical axis indicates the value related to the amplitude of the optical power. For example, the unit time Δ of the sawtooth vibration part with respect to the average value M of the optical power as shown in FIG. The value is scaled. The horizontal axis shows 02% in the exhaust gas.

曲線a、b、cは燃料の各種燃焼量についての排ガス0
2%と偏差積分値との関係を夫々示しており、曲線dは
前述の不完全燃焼が生じない最適空気比の排ガス0□%
と積分値との関係を示している。
Curves a, b, and c are exhaust gas 0 for various combustion amounts of fuel.
The curve d shows the relationship between 2% and the deviation integral value, and the curve d is the exhaust gas 0□% at the optimal air ratio where incomplete combustion does not occur as described above.
It shows the relationship between and the integral value.

従って、例えば燃焼量を706/hに設定している場合
バーナの火炎から検出される積分値がYであるとしたな
らばその対応o2%(ハ)は妥当な02%(ニ)とずれ
(ホ)を生じており、このずれ(ホ)は積分値のずれB
に対応する、と上図から読み取ることができる。
Therefore, for example, if the combustion rate is set to 706/h and the integral value detected from the burner flame is Y, the corresponding o2% (c) will deviate from the appropriate 02% (d) ( E), and this deviation (E) is the deviation B of the integral value.
It can be read from the above figure that it corresponds to .

また、本発明者等はコーン状保炎器をもつタイプのバー
ナについては第5図で示されるデータを得た。
Further, the present inventors obtained data shown in FIG. 5 regarding a type of burner having a cone-shaped flame holder.

本発明に係る燃焼制御方法は上記第4図又は第5図で示
されるようなデータを利用し、このデータと検出信号と
の対比から得られる偏差Bに基づきその偏差Bを解消す
るための制御信号を出力しようとするものである。
The combustion control method according to the present invention utilizes data as shown in FIG. 4 or 5 above, and performs control to eliminate the deviation B based on the deviation B obtained from comparing this data with the detection signal It is intended to output a signal.

すなわち、本発明は、上記問題点を解決するため、燃焼
器に供給される燃料の流量信号及び該燃焼器の排ガス中
の02%信号を得て該02%が該燃料の流量に対し妥当
な02%とずれているときにその偏差を演算し、その偏
差を解消するための出力を上記燃焼用空気の流量調節部
に対して行なう燃焼制御方法において、上記排ガス中の
02%は光パワーとして上記燃焼器の火炎から検出し、
該光パワーからその所定時間内の移動平均値を求めると
共にそれよりも上の値と下の値の偏差積分値を求め、次
いでこれを予め求めた現状の該燃料流量に対する妥当な
02%に対応した偏差積分値と比較してその偏差を演算
し、該偏差を解消する出力を燃焼用空気流量調節部に対
して行なうという手法を採用している。
That is, in order to solve the above problems, the present invention obtains a flow rate signal of fuel supplied to a combustor and a 02% signal in the exhaust gas of the combustor, and determines that the 02% is appropriate for the flow rate of the fuel. In a combustion control method in which the deviation is calculated when it deviates from 0.02%, and an output to eliminate the deviation is provided to the combustion air flow rate adjustment section, 0.2% of the exhaust gas is converted into optical power. Detected from the flame of the above combustor,
From the optical power, find the moving average value within a predetermined time, and also find the deviation integral value of the value above and below it, and then correspond to the appropriate 0.2% of the current fuel flow rate found in advance. A method is adopted in which the deviation is calculated by comparing it with the deviation integral value obtained, and an output to eliminate the deviation is provided to the combustion air flow rate adjusting section.

作    用 燃焼器で形成された火炎から光パワーを検出し、この光
バアーを処理して制御出力を得る。
Optical power is detected from the flame formed in the working combustor and this optical bar is processed to obtain a control output.

従って、排ガス中のO2%を直接検出せずとも02%の
コントロールが可能となる。そして、その結果高価なジ
ルコニア0゜センサでなく比較的安価な光センサを用い
、ることができるO また、燃焼器がバーナであるときは炉中で燃焼状態を検
出することに他ならないので、従来における煙道で検出
する方式に比し、タイムラグを生じることなく燃焼1a
J御を行なうことができる。
Therefore, it is possible to control O2% in the exhaust gas without directly detecting the O2%. As a result, it is possible to use a relatively inexpensive optical sensor instead of an expensive zirconia 0° sensor.Also, when the combustor is a burner, it is nothing but detecting the combustion state in the furnace. Compared to the conventional method of detecting in the flue, combustion 1a can be detected without any time lag.
J control can be performed.

上記制御出力を得るには、光パワーからその所定時間内
の移動平均値を求めると共に該移動平均値よりも上の値
と下の値の偏差積分値を求め、これを予め求めた妥当な
02%に係る偏差積分値と比較演算する。
In order to obtain the above control output, the moving average value within a predetermined time is determined from the optical power, and the deviation integral value of the value above and below the moving average value is determined. Perform comparison calculation with the deviation integral value related to %.

このように偏差積分値を用いて演算するので適正な制御
出力を得ることができ、従って応答性に優れた燃焼制御
を行なうことができる。
Since the calculation is performed using the deviation integral value in this way, an appropriate control output can be obtained, and therefore combustion control with excellent responsiveness can be performed.

実施例 第1図ないし第4図及び第6図、に基づき本発明の一実
施例を説明する。
Embodiment An embodiment of the present invention will be explained based on FIGS. 1 to 4 and FIG. 6.

第6図は本発明に係る燃焼制御方法を使用する熱処理炉
を示している。
FIG. 6 shows a heat treatment furnace using the combustion control method according to the present invention.

第6図において符号1は炉本体を示し、該炉本体1の壁
には金属製品等を装入するための扉2及び排ガスを排出
するための煙道3が夫々設けられている。
In FIG. 6, reference numeral 1 indicates a furnace body, and a door 2 for charging metal products and the like and a flue 3 for discharging exhaust gas are provided on the wall of the furnace body 1, respectively.

炉本体1に設けられた燃焼器たるバーナ4はこの場合旋
回気流により保炎するタイプのものである。
In this case, the burner 4, which is a combustor provided in the furnace body 1, is of a type that maintains flame by swirling airflow.

バーナ4には燃料を供給する管5及び燃焼用空気を供給
する管6が接続され、管5には流量調節弁7及び流量計
8が設けられ、管6には流量調節弁9が設けられている
A pipe 5 for supplying fuel and a pipe 6 for supplying combustion air are connected to the burner 4, the pipe 5 is provided with a flow rate control valve 7 and a flow meter 8, and the pipe 6 is provided with a flow rate control valve 9. ing.

燃料の流量調節弁7は燃料制御装置により制御されるよ
うになっている。
The fuel flow control valve 7 is controlled by a fuel control device.

該装置は炉1内の温度を検知する熱電対からなる温度セ
ンサ10及び燃料制御部11を備えている。
The device includes a temperature sensor 10 consisting of a thermocouple that detects the temperature inside the furnace 1 and a fuel control section 11.

燃料制御部11は温度変換器12及び燃焼量調節器13
を備えており、温度センサ10からの信号を温度変換器
12で所定の出力信号に変換し、これを燃焼量調節器1
3で受けて所定の設定温度と比較演算し、設定温度を維
持しうる燃料がバーナ4に至るよう調節弁7の開度を調
節するための制御信号を出力するようになっている。
The fuel control unit 11 includes a temperature converter 12 and a combustion amount regulator 13.
The signal from the temperature sensor 10 is converted into a predetermined output signal by the temperature converter 12, and this is sent to the combustion amount regulator 1.
3, the temperature is compared with a predetermined set temperature, and a control signal is output for adjusting the opening degree of the control valve 7 so that the fuel that can maintain the set temperature reaches the burner 4.

燃焼用空気の流量調節弁9は燃焼用空気制御装置により
制御されるようになっている。
The combustion air flow control valve 9 is controlled by a combustion air control device.

該装置は、バーナ4の燃焼火炎14から発せられる光パ
ワーを電気信号に変換する光センサ15及び該信号等を
受けて制御信号を作り燃焼用空気の流量調節弁9に出力
する燃焼用空気制御部16を備えている。
The device includes an optical sensor 15 that converts the optical power emitted from the combustion flame 14 of the burner 4 into an electrical signal, and a combustion air control device that receives the signal, generates a control signal, and outputs it to the combustion air flow control valve 9. 16.

光センサ15はGeフォトダイオード、S1フオトダイ
オード、フォトトランジスタ、太陽電池等で構成され火
炎14に対向する箇所に固定されている。
The optical sensor 15 is composed of a Ge photodiode, an S1 photodiode, a phototransistor, a solar cell, etc., and is fixed at a location facing the flame 14.

燃焼用空気制御部16は光センサ15からの光信号をデ
ジタル信号に変換するA/D変換器17と、該変換器1
7からの電気信号を単位時間積算し平均値を計算すると
共にこの平均値に対する偏差を単位時間積分して偏差積
分値を求め、また燃料流量計8からの燃料の流量信号を
受けて最適02%に対応する偏差積分値を求めこれらの
比較を行ないその偏差を解消するための出力を燃焼用空
気の流量調節弁9に対して行なう燃焼用空気流量補正器
19とから成っている。
The combustion air control unit 16 includes an A/D converter 17 that converts the optical signal from the optical sensor 15 into a digital signal, and the converter 1
The electric signal from 7 is integrated over a unit time to calculate the average value, and the deviation from this average value is integrated over a unit time to obtain the integrated deviation value.Then, the optimum 02% is determined by receiving the fuel flow signal from the fuel flow meter 8. The combustion air flow rate corrector 19 calculates and compares the integral deviation value corresponding to the deviation, and outputs an output to the combustion air flow rate control valve 9 to eliminate the deviation.

この燃焼用空気制御部16の動作を第6図のフローチャ
ートに基づいて説明する。
The operation of this combustion air control section 16 will be explained based on the flowchart of FIG.

A/D変換器17からの光パワー信号Xoを燃焼用空気
流量補正器19に読み込み(ステップ1)、次いでΔを
秒間の全信号の移動平均Xを求める(ステップ2.3)
The optical power signal Xo from the A/D converter 17 is read into the combustion air flow rate corrector 19 (step 1), and then Δ is calculated as the moving average X of all the signals per second (step 2.3).
.

すなわち、ステップ2において過去Δを秒間に計測した
n個のデータのうち最も過去のデータXnを消去し、そ
の代わりに現在の信号Xoを入力する。そしてステップ
3でX1NXnのn個のデータの総和なnで割り移動平
均Xを算出している。
That is, in step 2, the oldest data Xn of the n pieces of data whose past Δ was measured per second is deleted, and the current signal Xo is input in its place. Then, in step 3, the moving average X is calculated by dividing by n, which is the sum of n data of X1NXn.

次に、現在の光パワー信号Xoと移動平均マとの差の絶
対値Yoを求める(ステップ4)。
Next, the absolute value Yo of the difference between the current optical power signal Xo and the moving average is determined (step 4).

Yoを読み込み、過去Δを秒間のデータのうち最も過去
のYnを消去しくステップ5)、Δを秒間のn個のデー
タの総和である偏差積分値Yを求める(ステップ6)。
Yo is read, past Δ is used to erase the most past Yn of data for seconds (step 5), and deviation integral value Y, which is the sum of n pieces of data for Δ seconds, is determined (step 6).

Yが求めると、燃料流■Q例えば701/hを読み込み
(ステップ7)、Qに対応した曲線例、tばa(第4図
)を選択すると共にQにつき妥当な02%(ニ)に対応
する偏差積分値Aを求める(ステップ8)。そして現状
値Yと最適値Aとのずれである偏差とBを求める(ステ
ップ9)。
Once Y is determined, the fuel flow ■Q, for example, 701/h is read (step 7), and the curve example corresponding to Q, tba (Fig. 4) is selected, and it corresponds to a reasonable 02% (d) for Q. The deviation integral value A is determined (step 8). Then, the deviation and B, which are the deviations between the current value Y and the optimum value A, are determined (step 9).

しかる後、BがOとなるようにBに比例した制御量とB
の積分値に比例した制御量を加えた制御量Cを算出する
(ステップ10)。
After that, the control amount proportional to B and B so that B becomes O
A control amount C is calculated by adding a control amount proportional to the integral value of (step 10).

現在の燃料流量Qに対する最適な空気流量を求め、その
場合の弁9の開度と現在の開度とを比較し、現在よりも
開くか閉めるか及びその程度を空気流量調節信号りとし
て求める。Dは燃焼量調節器13で求められ、燃焼用空
気流量補正器19に出力される(ステップ11)。
The optimum air flow rate for the current fuel flow rate Q is determined, the opening degree of the valve 9 in that case is compared with the current opening degree, and whether the valve 9 is opened or closed more than the current degree and the degree thereof are determined as an air flow rate adjustment signal. D is determined by the combustion amount regulator 13 and output to the combustion air flow rate corrector 19 (step 11).

上記補正器19はC,Dを得て次の補正式がら空気流量
調節信号Eを求め(ステップ12)、これを弁9に出力
し、その開度を調節する(ステップ13)。
The corrector 19 obtains C and D, calculates the air flow rate adjustment signal E from the following correction equation (step 12), outputs this to the valve 9, and adjusts its opening degree (step 13).

この式において、Cは%データであり、0〜100%の
範囲内の値である。c=o〜56%のときを弁開度の減
少、C=50〜100%のときを弁開度の増加とし、例
えばC=40%のときはE=0.8D、C=60%のと
きはE = 1.2Dとなる。
In this formula, C is % data and is a value within the range of 0 to 100%. When c = o ~ 56%, the valve opening degree is decreased, and when C = 50 ~ 100%, the valve opening degree is increased. For example, when C = 40%, E = 0.8D, and C = 60%. Then, E = 1.2D.

これにより、計算1求められたDはCによって増又は減
の補正を受けてEとして弁9に出力されることになる。
As a result, D obtained by calculation 1 is corrected by C to increase or decrease, and is output as E to the valve 9.

かくて炉1は最適燃焼状態で常時稼動し、02%が(ニ
)の排ガスは煙道3がら炉外へ排出されることになる。
In this way, the furnace 1 is constantly operated in the optimum combustion state, and 02% of the exhaust gas (d) is discharged from the furnace through the flue 3.

なお、扉2から新たに材料の出し入れが行なわれること
により02%が一時的に増大することがあるが、その0
2%の変化は直ちに光センサ15によって検知されるの
で、即座に調節弁9の調節がなされ適正な0%に速やか
に復帰する。
Note that 02% may temporarily increase due to new material being taken in and taken out from door 2, but that 02% may increase temporarily.
Since a 2% change is immediately detected by the optical sensor 15, the control valve 9 is immediately adjusted to quickly return to the appropriate 0%.

上記実施例は熱処理炉を対象としたがボイラ等を対象と
する場合は、燃料制御部11の温度センサ10に代えて
圧力センサを設け、燃焼量調節器13は蒸気圧力の設定
方式に代えればよいものである。
Although the above embodiment is intended for a heat treatment furnace, if the target is a boiler or the like, a pressure sensor may be provided in place of the temperature sensor 10 of the fuel control unit 11, and the combustion amount regulator 13 may be replaced with a steam pressure setting method. It's good.

発明の効果 本発明は以上のように燃焼器で形成された火炎から光パ
ワーを検出し、この光パワーを処理して制御出力を得る
ので、排ガス中の02%を直接検出せずともO2%のコ
ントロールが可能になる。従ってセンサとして高価な0
゜センサでなく、比較的安価な光センサを使用すること
ができ、炉、ガスタービン等の燃焼制御上有益である。
Effects of the Invention As described above, the present invention detects optical power from the flame formed in the combustor and processes this optical power to obtain a control output. control becomes possible. Therefore, 0 is expensive as a sensor.
It is possible to use a relatively inexpensive optical sensor instead of a ° sensor, which is useful for combustion control of furnaces, gas turbines, etc.

また炉中で燃焼状態を検出することができるので、従来
の排ガスを煙道に通しつつ検出する方式に比し、炉の開
閉に伴う02%の急変が生じても迅速に対処でき、また
煙道の隙間からの空気漏れが生じても検出結果に影響を
受けることがなくなる。
In addition, since the combustion state can be detected in the furnace, compared to the conventional method of detecting exhaust gas while passing it through the flue, it is possible to quickly respond to sudden changes of 0.2% due to opening and closing of the furnace. Even if air leaks from gaps in the road, the detection results will not be affected.

さらに、光パワーから偏差積分値を求めることにより出
力を演算するので、適正な制御出力を得ることができる
Furthermore, since the output is calculated by calculating the deviation integral value from the optical power, an appropriate control output can be obtained.

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

第1図は本発明に係る燃焼制御方法の制御出力を得る手
順を示すフローチャート、第2図は一定燃焼量下の光パ
ワーと排ガスO2%との関係を示すグラフ、第3図は燃
焼量を一定にし02%を変化させた場合の光パワーと時
間との関係を示すグラフ、第4図は光パワーの偏差積分
値と02%との関係を、燃焼量をパラメータとして表わ
したグラフ、第5図は異なるタイプのバーナについて表
わした第4図と同様なグラフ、第6図は本発明を使用し
た熱処理炉の制御システム図である。 1:炉、4:バーナ、8:燃料流量計、9:燃焼用空気
流量調節弁、13:燃焼量調節器、15:光センサ、1
6:燃焼用空気制御部、17:A/D変換器、19:燃
焼用空気流量補正器。 出 願 人 トヨタ自動車株式会社 代 理 人市川装置(外1名) 第1図 第2図 p字  力・  ス  02   (%)第3図 第4図 二      中炉ガス 02%  【%1第5図 羽とプズ 02[%」
Fig. 1 is a flowchart showing the procedure for obtaining the control output of the combustion control method according to the present invention, Fig. 2 is a graph showing the relationship between optical power and exhaust gas O2% under a constant combustion amount, and Fig. 3 is a graph showing the relationship between the combustion amount and the exhaust gas O2%. Figure 4 is a graph showing the relationship between optical power and time when 02% is kept constant and 02% is varied. The figure is a graph similar to FIG. 4 for different types of burners, and FIG. 6 is a diagram of a control system for a heat treatment furnace using the present invention. 1: Furnace, 4: Burner, 8: Fuel flow meter, 9: Combustion air flow control valve, 13: Combustion amount regulator, 15: Optical sensor, 1
6: Combustion air control unit, 17: A/D converter, 19: Combustion air flow rate corrector. Applicant: Toyota Motor Corporation Representative Ichikawa Seki (1 other person) Fig. 1 Fig. 2 P-shape Power/S 02 (%) Fig. 3 Fig. 4 Fig. 2 Medium furnace gas 02% [% 1 Fig. 5 Feather and Puzu 02[%]

Claims (1)

【特許請求の範囲】  燃焼器に供給される燃料の流量信号及び該燃焼器の排
ガス中のO_2%信号を得て該O_2%が該燃料の流量
に対し妥当なO_2%とずれているときにその偏差を演
算し、その偏差を解消するための出力を上記燃焼用空気
の流量調節部に対して行なう燃焼制御方法において、上
記排ガス中のO_2%は光パワーとして上記燃焼器の火
炎から検出し、該光パワーからその所定時間内の移動平
均値を求めると共にそれよりも上の値と下の値の偏差積
分値を求め、次いでこれを予め求めた現状の該燃料流量
に対する妥当な O_2%に対応した偏差積分値と比較してその偏差を演
算し、該偏差を解消する出力を燃焼用空気流量調節部に
対して行なうことを特徴とする上記燃焼制御方法。
[Claims] When a flow rate signal of fuel supplied to a combustor and a signal of O_2% in the exhaust gas of the combustor are obtained, and the O_2% deviates from an appropriate O_2% for the flow rate of the fuel, In a combustion control method in which the deviation is calculated and an output for eliminating the deviation is sent to the combustion air flow rate adjusting section, O_2% in the exhaust gas is detected from the flame of the combustor as optical power. , find the moving average value within a predetermined time from the optical power, find the deviation integral value of the value above and below it, and then calculate this to a reasonable O_2% for the current fuel flow rate found in advance. The combustion control method described above is characterized in that the deviation is calculated by comparing it with a corresponding integrated deviation value, and an output for eliminating the deviation is provided to the combustion air flow rate adjusting section.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2661733A1 (en) * 1990-05-04 1991-11-08 Perin Freres Ets Method and device for monitoring and controlling the combustion of a solid fuel which moves as a layer in a combustion chamber
US5263851A (en) * 1991-05-10 1993-11-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Combustion control system for burner

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FR2661733A1 (en) * 1990-05-04 1991-11-08 Perin Freres Ets Method and device for monitoring and controlling the combustion of a solid fuel which moves as a layer in a combustion chamber
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