JP2551411B2

JP2551411B2 - 燃焼装置における多段制御式空燃比制御方法及び装置

Info

Publication number: JP2551411B2
Application number: JP61176875A
Authority: JP
Inventors: 一十四仲山; 米▲吉▼ 青木; 申一関口
Original assignee: SEKIGUCHI KK; YUKIJIRUSHI NYUGYO KK
Current assignee: SEKIGUCHI KK; YUKIJIRUSHI NYUGYO KK
Priority date: 1986-03-05
Filing date: 1986-07-28
Publication date: 1996-11-06
Anticipated expiration: 2011-11-06
Also published as: JPS6329111A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はボイラや各種工業炉などの燃焼装置におい
て、適正な燃焼制御を行うための燃焼装置における空燃
比制御方法及び装置に関するものである。

（従来技術）一定の燃料を燃焼するのに必要な理論空気量と実空気
量との比を空燃比といい次式で表される。

空燃比を１に近づける、すなわち、過剰空気量を少な
くすると、燃焼効率は向上するが発煙量が多くなる。

反対に過剰空気量があまり多いと、燃焼効率が悪くな
る他にNO_x、SO_xの量が増し、公害防止からも極力少ない
過剰空気量での燃焼が望まれる。

第２図は、特開昭57−150728号公報に示された従来の
燃焼装置における空燃比制御装置を示すもので、（１）
はパッケージボイラ、（２）は汽水ドラム、（３）は給
水管、（４）は蒸気管、（５）はバーナー、（６）は燃
料供給管、（７）は送風機、（８）は排ガスダクト、
（10）は自動燃焼制御装置（ACC）（12）はコントロー
ルモーター、（14）はリンク機構、（15）は燃料弁、
（16）は空気ダンパー、（19）は酸素ガス濃度分析計
（O₂センサー）、（20）はO₂コントローラーである。

同図において、パッケージボイラ（１）の燃焼室へは
燃料供給管（６）から供給された燃料と送風機（７）に
より供給された空気がバーナー（５）によって吹き込ま
れて燃焼する。

発生した蒸気は、汽水ドラム（２）から蒸気管（４）
を通って負荷へ供給される。

パッケージボイラの蒸気管（４）から自動燃焼制御装
置（ACC）（10）へ蒸気圧力が導かれており、この圧力
の高低によって（ACC）（10）はコントロールモーター
（12）へ信号を送り、コントロールモーター（12）から
リンク（14）によりリンクされたレバーが一斉に動くよ
うになっている。このリンク（14）には燃料弁（15）や
空気ダンパー（16）がレバーを通じてジョイントされて
いる。予め、これら弁やダンパーの特性が調整されてい
れば、コントロールモーター（12）の動きによってボイ
ラへの燃料投入制御が機械的に行われる。

又、排ガスダクト（８）の内部に挿入されたO₂センサ
ー（19）によってO₂（酸素濃度）が測定される。

そして、その信号がO₂コントローラー（20）に導か
れ、その開度信号の値に基づいて予め決められている値
を設定値として送風機（７）の回転制御により送風量を
修正するように作用するようになっている。

又、特開昭57−198920号公報には燃料バルブの開度と
燃料流量との関係を表すデータと、空気ダンパーの開度
と空気流量との関係を表すデータと、燃料流量に対する
過剰空気比率の関係を表すデータに基づいて燃料バルブ
開度と空気ダンパー開度とが自動的に適正な関係となる
ように調整され、かつ燃焼装置の排ガス中の酸素濃度の
検出データを入力することにより、空気ダンパー開度に
対する空気流量の関係を表すデータの設定とその変更を
可能にしたものが示されている。

（発明が解決しようとする問題点）以上のような前者の従来のものは、ボイラ内の圧力調
整が自動燃焼制御装置（ACC）を通し、設定圧力とその
時の負荷、すなわち、蒸気使用量、及び缶水温度、給水
量、油量等プロセスの使用状態を考慮した上での圧力信
号（PID制御の上検出される信号）とを比較し、その差
をリンク（14）により燃料弁（AC弁）と押込み空気ダン
パー（FDF）の開度を調整するようになっているもの
で、O₂トリミングを行う場合はマスターコントロールモ
ーターといわれる圧力調整機能を持ったコントロールモ
ーターの軸にO₂コントロールを設け、負荷に対する燃料
量に基づいて設定される酸素濃度を代替の目標値として
シーケンサーにセットしておき、排ガスダクト（８）に
設置されたジルコニア式O₂濃度で計測された値を前記目
標値と比較演算し、その偏差値をPID演算し、送風機を
回転制御するものである。

つまり、各負荷点におけるダンパー開度を予めリンク
機構で決めておき、更に目標値と実測値の差を出してモ
ーターの回転制御をすることにより適正O₂量で運転する
ものである。

以上のような方式は３位置制御でなく比例制御である
が、O₂の設定目標値、すなわち、前記負荷に対する燃料
量に基づいて設定される酸素濃度を代替の目標値として
シーケンサーにセットした値は、油量調節弁の開度に合
わせて設定してあるため、経時変化による弁座の摩耗で
油量が変化し、設定目標値の補正を必要とする。補正は
リンクの長さ、ジョイント位置の変更で調整を行うた
め、望ましい調整は難しい上、リンク自体の摩耗による
接合部の遊びなどにより、ダンパー調整が徐々に狂い易
く、細かな管理が必要である又、摩耗や遊びの発生は負荷の増加減少によるヒステ
リーシスを発生させ、設定値と実測値に偏差が生じて微
調整が更に難しくなる。ここでいうヒステリーシスと
は、コントロールモーターが主体的に制御する油量に対
する風量及び、その他の制御項目との関係における誤差
をいっており、リンク接続であるため、継ぎ目の摩耗に
よりガタが生じダンパー調整が狂い易い。

一方、噴燃ポンプは比例制御の場合、負荷に関係なく
一定回転、一定圧力で運転されており、油量調整はバイ
パス回路で行っているため、噴霧圧力が不安定でこれが
油量不安定になっていることに加え、重油の場合、油温
の変動が粘性変化となり、噴霧圧及び噴霧量が変化する
ので酸素濃度の制御が困難であり、過剰空気量の制御に
せざるを得ない。又、O₂センサーの問題として、センサ
ーはジルコニア式、又は磁気式等で行うが工業用として
はジルコニア式が多くセンサーを定期的に標準ガスによ
って調整する必要があり、又、故障も多く経費が高い。
ここで磁気式が一般的でないのは、O₂が磁気化するとい
う性質を利用しているもので、連続測定ができないこと
や使用後清掃する必要があるからである。

又、以上のようなO₂センサーを用いた制御はセンサー
の信号と設定信号と比較してコントロールしていること
と、排ガスダクトにセンサーがあるため燃焼後２〜３秒
後でないと検知せず、そのため応答おくれがある。

又、後者のものでは記憶された電動バルブの開度に対
する燃料流量の関係を表すデータから、燃料流量演算手
段の出力が示す燃料流量に応じたバルブ開度を定め、燃
料流量に対する過剰空気比率の関係を表すデータから燃
料流量演算手段の出力が示す燃料流量に応じた過剰空気
比率を定めるとともに、この過剰空気比率に基づき空気
流量を定め、空気ダンパーの開度に対する空気流量の関
係を表すデータから、空気流量演算手段の出力が示す空
気流量に応じたダンパー開度を定め、燃料流量演算手段
の出力の増減に応じてバルブ開度演算値を燃料操作手段
に印加し、かつダンパー開度値を空気操作手段に印加
し、これによって変化する燃料バルブ、空気ダンパーの
開度から演算される過剰空気比率が前期過剰空気比率と
比較されて許容範囲内に保たれるよう各出力を制御する
ものである。つまり、記憶されているデータは各出力に
対する演算手段の基礎値であって、そのデータが直接出
力値として各制御装置に出力されるものではない。

データが演算されて出力値となり、かつ各出力演算値
は最終的に過剰空気比率でデータから演算される目標値
と比較して許容範囲にあるかどうかを演算されながら出
力されるものである。

このことは、記憶されているデータと出力値とは一致
せず、記憶されているデータが出力値ではないことを意
味する。

このように演算機能や目標値との比較機能を備えたも
のはそれだけ反応性が悪く、発煙などの際に即座に調整
し得るものではないことは明白であり、かつ燃焼制御に
おいて発煙は大きな公害問題であり、燃焼運転者にとっ
て調整の容易さが重要な燃焼管理のポイントとなるが、
これができない。更に後者のものは燃焼量と空気量から
ダンパーの制御を行うことを主体としており、バーナー
形式によって燃焼要素を考慮しなければならないのに、
この点の考察はない。

一般的に燃焼量や空気量は負荷の上昇に伴って増加す
ることが予測されるため制御手段としてこの２つを主体
としていれば良いものと思われがちであるが、燃焼装置
はバーナー形式や１次ダンパーと２次ダンパーとのバラ
ンスの問題やNO_xの低減のために行われる各種補助ダン
パーやバルブ類の制御によって種々の制御項目が存在す
るのが実際であり、後者のもののようにＭ値（目標過剰
空気率）によってダンパー開度を制御するだけでは最適
な制御はできない。

又、後者のものでは次に制御するべき制御値である燃
焼量と空気量を燃料バルブや空気ダンパー開度から演算
して予測しており、その応答性や機械精度の問題がでて
高価な設備になってしまう。

さらに、酸素濃度計などの利用は使用中での汚れによ
る制御への影響を防止する観点からその保守が問題とな
り、一般的には燃焼制御管理機器として利用することは
少ない。その理由は検出部が煙にさらされており、汚れ
やすく掃除に手間取ることと機器の高価さが維持費用に
かさむことがあげられる。

又、後者においては負荷の追従性を重視しているため
PID演算により各出力値が無段階の値に演算されて出力
されているもので燃焼調整は記憶データの調整によって
行うことは不可能で演算手段の調整を行うことになる
が、これが不都合な燃焼が発生した場合の対応を困難に
させている。

（問題点を解決するための手段）本発明の技術的課題は、以上のような問題点を解消
し、酸素濃度計を使用することなく燃料量、風量、及び
必要に応じて燃料噴霧用気体や燃焼補助用気体または流
体等の量を多段にかつ段階的に制御し、各負荷ごとに適
正な燃焼を行わしめる燃焼管理の容易な燃焼方法と装置
を提供しようとするものである。

この技術的課題を解決する本発明の技術的手段は、変
動する負荷をアナログ値として検出し、入力信号に変換
して、該入力信号から負荷の増減を判断するPID演算器
により、現在の燃焼状態と前記PID演算器が求めた目標
とする燃焼状態の差である負荷の変位状態を求め、得ら
れたアナログ値である負荷の変位状態から負荷位置決定
演算器により、ヒステリシス特性を持った演算により、
負荷位置を決定し、これをデジタル値として出力し、該
負荷位置に相当する油量、風量その他燃焼制御の為の各
種の出力データを、予め各負荷位置ごとに決められた各
種の出力データを記憶したメモリー内から読み出し、出
力することにより、変動する負荷と出力データとを相関
的に追従させて多段的に燃焼制御を行なう燃焼装置にお
ける多段制御式空燃比制御方法で、この方法に直接使用
する装置としては、変動する負荷を検出する負荷計と、
検出負荷を入力信号に変換する変換器と、該変換器から
の入力信号から負荷の増減を判断するPID演算器によ
り、現在の燃焼状態と前記PID演算器が求めた目標とす
る燃焼状態の差である負荷の変位状態を求め、その負荷
の変位状態と、前記負荷計からの単位時間当たりの変動
量を表す負荷変動状態から負荷位置決定演算器の演算に
より負荷位置を決定し、これをデジタル値として出力
し、該負荷位置に相当する油量、風量その他燃焼制御の
為の各種の出力データを、予め各負荷位置ごとに決めら
れた各種の出力データを記憶したメモリー内から読み出
し、出力することにより、変動する負荷と出力データと
を相関的に追従させて多段的に決定する制御装置と、該
出力信号によって制御される送風機、油量ポンプ、給水
ポンプなどモーターのあるものは、モーターの周波数変
換器によって、また、ダンパー、弁など往復動作をする
ものは、ポジショナによって構成された燃焼装置におけ
る多段制御式空燃比制御装置である。

制御装置では、入力信号と前の信号とを比較演算して
負荷の増減を判断するPID演算器によって負荷の変位状
態を求め、次に負荷位置決定演算器によって出力する各
制御器の制御量である周波数データや位置データ等の出
力データを決定するための負荷位置を決定して、出力デ
ータ選別演算器に予め各負荷位置ごとに各種の出力デー
タを記憶させた各メモリー内から、出力するデータを読
み出させ、出力データの一部か全部を表示するととも
に、各調節位置に負荷の変位状態に対応する出力信号を
出すようになっている。

尚、ここで各メモリーといっているのは、メモリーと
してマイクロコンピューターの記憶装置であるメモリー
を利用する他、アナログ信号をデータとして読み出すこ
とができるため、機械量を電気信号に変換する摺動抵抗
型の変位−電圧変換器であるポテンションメータ等アナ
ログ表現の制御機器も一種のメモリーと解せるからであ
る。

その他の制御装置の機能として、インバーターの故障
時の対策のため、インバーターをバイパスして商用電源
を直接モーターへ供給する切り替え機構を備えるととも
に、該商用電源用の各負荷位置における出力もメモリー
内にデータとして記憶しておき、電気的切り替えのみで
インバーター故障時の制御方法ができるようにしておく
のが望ましい。

（発明の効果）本発明の燃焼方法および装置では出力値を演算するも
のでなく出力値が直接記憶されており、これが出力され
ることによって燃焼調整を容易ならしめるもので、演算
機能や目標値との比較機能を備えたものはそれだけ反応
性が悪く、発煙などの際に即座に調整できないものに対
し、本発明は発煙などの不都合が生じた場合、その不都
合が生じた段階の出力データを直接調節することによっ
て対応でき、運転者が視覚によって即座に対応すること
が可能である。

すなわち、各負荷位置における出力データの設定変
更、微調整は各メモリー内のデータの変更で実施でき、
その操作方法も設定データ値の増減で行うことができ、
管理が簡単であるとともに、運転中にも微妙な調整が可
能である。

又、本発明では酸素濃度計を使用することなく負荷変
動に比例した適正な燃焼を行うとともに、排気ガス中の
酸素濃度を適正に維持することができるので、燃焼効率
が向上する。このことは、ボイラ設備を利用して実験を
行った結果、第７図のごとく従来の設備における排気ガ
ス中の酸素濃度は酸素センサーを利用したフィードバッ
ク制御を行っているため、発煙限界まで酸素を絞ること
が難しいが、本発明の燃焼制御装置を取り付けた設備で
は、発煙限界近くまで酸素濃度を抑制できるので、従来
の設備に比較して20〜50％程度まで酸素濃度を低く設定
できる。

また、酸素濃度計を必要としない制御装置を用いたこ
とは、燃焼制御にフィードバックが必要なくなり、燃焼
制御方法としては負荷変動に対する燃焼の変化において
適正な燃焼を行わしめる上で、迅速な対応ができること
になる。

また、従来の制御のように構成設備の摩耗等によって
発生する負荷変動に対応する各種出力の増加減少におけ
るヒステリーシスの発生がなくなり、安定した燃焼が得
られる。

更に、本発明の制御装置により、リンク等による機械
的調節部分がないので出力値と実行結果に狂いがなく、
制御の信頼性が高い。

また、送風機動力をみると、段階的制御による迅速な
燃焼制御のため、従来の制御方法と比べて、排気ガス中
の酸素濃度が低くなった分だけ低い動力で済み、特に低
燃焼時は低い動力で済むため大幅な省力化が可能である
とともに、予め設定した燃焼条件以外では燃焼すること
がなく、発煙や燃焼上での不都合は生じないし、万が一
発煙や燃焼不具合が発生しても、そのポイントで調整で
きるので調整が容易である。

その他インバーター故障対策を講じてある場合は、故
障時から運転復旧まで要する時間、機器の停止をするこ
となく、しかも電気的切換えのみで対応できるため、可
変速制御装置を備えた本システムの信頼性を高めること
になる。

又、本発明ではバーナーは１本であり、空気量や燃料
量、負荷検出器など単一の装置で制御でき、段階ごとに
異なる検出器や装置を備えている従来のものとは装置的
に異なり、位置決め検出器以外には何ら測定装置を必要
としていない。

（実施例）第１図において（１）はパッケージボイラ、（２）は
汽水ドラム、（３）は給水管、（４）は蒸気管、（５）
はバーナー、（６）は燃料供給管、（７）は送風機、
（８）は排ガスダクト、（33）は燃料噴霧用気体の導
管、（９）は圧力計、つまり負荷計である。負荷計とし
ては、圧力計の他に温度計や流量計等の場合もある。

負荷変動は、負荷計のひとつである圧力計（９）で検
出され、圧力調整器（17）で信号となり、一定間隔で制
御装置（21）に入力信号として供給する。

制御装置（21）では、圧力調整器（17）からの信号
を、第４図に示すPID演算器（23）で、前の信号と比較
演算して負荷の増減を判断するとともに、負荷の変動状
態を知っておく。次に、負荷位置決定演算器（25）によ
り出力する出力データを決定する負荷位置を決定してか
ら、出力データ選別演算器（24）に予め各負荷位置ごと
に決められた各種の出力データを記憶させたメモリー
（26）内から、出力するデータを読み出させ、出力デー
タを表示（27）（28）（29）（34）するとともに、各調
節装置に負荷の変動状態に対応する出力信号を出すよう
になっている。出力データの表示は、必要に応じて表示
されればよいもので、各種出力データをすべて表示しな
くてもよい。

ここでPID演算器とは、変動する負荷をアナログ値と
して検出し、予め設定された目標とする値からの偏差に
基づく「負荷の増減の判断」すなわち負荷の変位状態
と、単位時間当たりの変動の大きさと方向に基づく、
「負荷の変動状態」を検出するものである。

又、負荷位置決定演算器とは、得られたアナログ値で
ある負荷の変位状態や変動状態からヒステリシス特性を
持たせて次の選ぶべき負荷位置をデジタル値として出力
するように演算して負荷位置を決定する機能をもってい
るものである。

すなわち、負荷位置決定演算器には圧力値のデータと
負荷の変化状態のデータが入力され、更にヒステリシス
特性が与えられていて、次の選ぶべき負荷位置をデジタ
ル値として出力するように演算する機能をもっているも
のである。

そしてヒステリシス特性によって、検出される圧力値
が同じであっても、その状態によって異なる出力値とし
て出力されることがある。

このように負荷位置決定演算器では、アナログ値であ
る入力値をヒステリシス特性を持たせながら燃焼段階に
合わせたデジタル値に変換するものである。

本発明でいうPID演算器や負荷位置決定演算器は以上
の如く構成されているもので、その具体的構成は設計者
によって自由に選定できる。

又、この制御装置には、出力データの設定変更を容易
にならしめる設定変更機能や、その制御範囲を自由にで
きる比例帯設定機能が備えられている。

これは、燃焼設備を運転しながら排気ガスの酸素濃度
を測定し、その測定値を見ながら簡単に微調節すること
を可能としている。

尚、変動する負荷の検出はボイラの種類によって異な
り、蒸気ボイラは蒸気圧力、温水ボイラは温度などがあ
るが、状況によっては蒸気量や温水量等も入力値として
検出する場合がある。この場合、特に図示していない他
の種類の検出器をもって負荷計とする。

噴燃ポンプ（11）及び送風機（７）は、制御装置から
の各出力信号が周波数変換器（18）（22）を介して各々
のモーターの回転制御を行うことで制御される。

送風ダンパー（16）と燃料噴霧用気体弁（31）は、制
御装置からの各出力信号がポジショナの一例であるサー
ボモーター（27）（32）を制御し、各々の開度調節が行
われる。

なお、一般の設備では、噴燃ポンプと送風機及び送風
ダンパーの制御が主体で二次送風ダンパーや燃料噴霧用
気体弁および、燃焼補助用気体または、流体等の制御弁
の開度調節等は必要に応じて実施すればよいもので、行
わなくてもかまわない。

また、本実施例では、燃焼を安定させるために燃料温
度を一定にするため、ヒーター電流コントロール装置
（13）と燃料ヒーター（30）を噴燃ポンプの手前に配置
している。

これは、燃料温度が変化すると燃料の粘性変化がお
き、噴霧圧力が変化して燃料量に変化が生じ、燃焼が不
安定になることを避けるためで、選定する燃料油によっ
ては必要ない場合もある。

第３図は、送風機（７）からの送風が一次と二次に分
けられているもので、（16′）（27′）は二次のダンパ
ーとサーボモーターであり、（39）はサービスタンク、
（40）は送油ポンプを示す。

前述した如く、制御装置（21）は、第４図の如く構成
されていて、負荷位置決定演算器（25）で出力データを
決定する負荷位置を決めることになるが、これは第６図
の如く、目標とする負荷曲線に対して段階的になってお
り、例えば負荷ＰがＡとＢの曲線の中すなわち蒸気使用
量が上昇傾向にあって、その負荷Ｐすなわち圧力が下降
傾向にあるとき、負荷変動状態が小さく、負荷変位状態
も少ない時には、Ｆ点を選択し、負荷変動状態及び／又
は負荷変位状態が大きな時にはＧ〜Ｉの適当な一点を選
択する。すなわち、Ｆ点を選択している間に、負荷変動
状態や負荷変位状態が変わっても、その変化が小さい場
合には、Ｆ点を選択したままであることを示している。
この現象は、入力値と出力値の誤差であり、つまり、本
発明のヒステリシス特性とは、圧力と、油量をはじめと
する全ての制御項目を決定する負荷位置との関係におい
て、誤差が存在する状態のことをいっているのである。

なお、従来は圧力の検出によって油量という主体的制
御項目を決定し、これに関連して他の制御項目も決定さ
れるよう物理的に同期させていたため、物理的要因で発
生する誤差をヒステリシスといっていた。

負荷位置が決定されると、出力データ選別演算器（2
4）が選定された負荷位置における各種の出力データを
メモリー（26）から読み出し、各機器へ出力する。

この時、データの一部は、ポテンションメータ等アナ
ログ表現の制御機器によることもできる。

以上のような本発明の方式では、圧力をアナログ値と
して検出し、目標とする圧力値との差からＰ点（PID制
御出力。アナログ値）を求め、段階制御に合わせてヒス
テリシス特性を持たせながら各段階を選定するデジタル
化の要素が必要になることを意味している。

又、第５図はその他の例として、燃料と水や燃焼助剤
等の混合を行うもので、例えば、水とのエマルジョンの
場合、水供給管（37）からサービスタンク（36）を経
て、送水ポンプ（35）がインバーター（38）によって回
転制御され、燃料管中のミキサー（34）へ燃焼状態や燃
料量にあわせて適宜供給されるようにしたものである。

第８図は、本制御装置を利用して、複数の設備をコン
トロールする制御方法における制御装置の利用の例であ
る。ここでは負荷の検出取出しが複数の設備の統合され
た位置で行われ、負荷の状態にあわせた各設備ごとの出
力データを設定できるとともに、該データをメモリー内
に納めることができ、図では胴型の設備で例をあげてい
るが、例えば燃料噴霧用気体を要する設備と、要しない
設備のように異種の設備を同時に制御することもでき
る。ここにおいては、データ選別演算器の出力機能に台
数指定・優先指示等の機能を加えることによって、より
柔軟な制御方法とすることができる。

また、負荷位置の位置数は、本来の目的である、単一
燃焼設備の負荷制御の場合と、複数の燃焼設備の負荷制
御の場合も自由に決められ、複数の燃焼設備における制
御においては、複数の燃焼設備におけるそれぞれの設備
に対応した負荷位置を同時に記憶させることもできる
し、制御装置の負荷位置を、その複数の燃焼設備の台数
分に分けて記憶させ、制御することも可能である。

この時、本制御方法でもっとも大きなメリットは一台
の制御装置で複数の設備を運転しながら、各設備の出力
データを設定変更できるということにある。

したがって、それぞれの酸素濃度の管理が容易にでき
るとともに、複数の設備を組み合わせて運転する時に、
その負荷状態に見合った運転台数（実際に燃焼している
台数）の管理もできる。

要するに本発明は排出ガスの酸素濃度を測定すること
なく簡素化した制御を行うもので、負荷変動に応じて予
め記憶された燃料量、空気量、その他の燃焼制御量を追
従させており、メモリ内に燃料量とそれに対応する空気
量、その他の燃焼制御量を負荷の段階ごとに多段的に記
憶させて、この出力データと負荷変動とを相関的に追従
させて多段的に燃焼制御を行うものである。

一般に２位置制御は停止、燃焼の２段階制御のことで
あり、ON−OFF制御をさしていて、位置決め制御や流量
制御を行うものではない。又、３位置制御方式であるが
停止、低燃焼・高燃焼の３段階の燃焼をさしており、燃
焼段階としては２段階でその制御も切替スイッチによる
単純な方法が用いられている小型ボイラではこの２位置
・３位置制御で行われているもので、本発明のような多
段制御方法とは異なる。

３位置制御までの制御方法はリニアー制御が全く出来
ない機構であるのに対し本発明では制御方法や機器類は
全てリニアー制御が可能でありながら多段制御が実現で
きるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の第一実施例にかかる概要図第２図は従来装置の概要図第３図は本発明装置の第二実施例にかかる概要図第４図は制御装置の概要図第５図は本発明装置の第三実施例にかかる概要図第６図は負荷曲線図第７図は負荷と酸素濃度との関係を表す曲線図第８図は本発明装置の第四実施例にかかる概要図であ
る。（１）……パッケージボイラ（２）……汽水ドラム（３）……給水管（４）……蒸気管（５）……バーナー（６）……燃料供給管（７）……送風機（８）……排ガスダクト（９）……圧力計（11）……噴燃ポンプ（13）……ヒーター電流コントロール装置（16）……空気ダンパー（17）……圧力調整器（18）（22）……周波数変換器（21）……制御装置（27）（32）……サーボモーター（30）……燃料ヒーター（31）……燃料噴霧用気体弁（33）……燃料噴霧用気体導管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者関口申一東京都文京区千石１−６−24 (56)参考文献特開昭57−198920（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】変動する負荷をアナログ値として検出し、
入力信号に変換して、該入力信号から負荷の増減を判断
するPID演算器により負荷の変位状態を求め、得られた
アナログ値である負荷の変位状態から負荷位置決定演算
器により、ヒステリシス特性を持った演算により、負荷
位置を決定し、これをデジタル値として出力し、該負荷
位置に相当する油量、風量その他燃焼制御の為の各種の
出力データを、予め各負荷位置ごとに決められた各種の
出力データを記憶したメモリー内から読み出し、出力す
ることにより、変動する負荷と出力データとを相関的に
追従させて多段的に燃焼制御を行う燃焼装置における多
段制御式空燃比制御方法。
【請求項２】変動する負荷を検出する負荷計と、検出負
荷を入力信号に変換する変換器と、該変換器からの入力
信号から負荷の増減を判断するPID演算器により負荷の
変位状態を求め、その負荷の変位状態と、前記負荷計か
らの負荷変動状態から負荷位置決定演算器の演算により
負荷位置を決定し、これをデジタル値として出力し、該
負荷位置に相当する油量、風量その他燃焼制御の為の各
種の出力データを、予め各負荷位置ごとに決められた各
種の出力データを記憶したメモリー内から読み出し、出
力することにより、変動する負荷と出力データとを相関
的に追従させて多段的に決定する制御装置と、該出力信
号によって制御される、送風機、油量ポンプ、給水ポン
プなどモーターのあるものは、モーターの周波数変換器
によって、また、ダンバー、弁など往復動作をするもの
は、ポジショナによって構成された燃焼装置における多
段制御式空燃比制御装置。