[发明专利]流量控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种流量控制装置，其着眼于燃料气体所具有的发热量，对燃料气体的供给量进行控制。

背景技术

当使用燃烧器使燃料气体燃烧时，在向燃烧器供给燃料气体之前，使燃料气体与空气混合，将这些燃料气体和空气的混合气体提供给燃烧器。要使此混合气体、即燃料气体的燃烧状态最佳化(完全燃烧化)，对于混和气体的空燃比(A/F)的控制是必不可少的。

这种A/F控制，分别测量混和气体中的燃料气体和空气的供给量(质量流量)，基于这些测量结果，调整气体的供给量和/或空气的供给量，从而将空燃比A/F维持为一定的理想空燃比(例如参照专利文献1)。例如，在气体和空气的供给量的测量中使用热式质量流量计。

另一方面，在混和气体的生成中，使用组成不同的多种燃料气体，另外，即使所使用燃料气体为同一种，有时其组成也会有所变化。在这种情况下，为了实施上述A/F控制，求出所使用的燃料气体的燃烧热量或每单位时间的发热量，将燃烧热量或发热量反映在A/F控制中(例如参考专利文献2)。

又，在混和气体的生成中，也存在除了空气以外还使用氧气的情况，在这种情况下，为进行A/F控制和O₂/F控制(这里称为氧燃比控制)而分别测量燃料气体、空气以及氧气各自的质量流量(例如参考专利文献3)。

专利文献1：日本特开2002-267159号公报

专利文献2：日本特开2003-35612号公报

专利文献3：日本特开2007-87029号公报

发明内容

发明要解决的课题

当上述燃烧器用于玻璃管的封闭工序等时，要求对混和气体、即燃料气体的燃烧量进行高精度的控制。即，像上述那样，基于热式质量流量计所测出的燃料气体的质量流量来控制燃料气体的供给量，并且，为使混和气体中的燃料、空气和/或氧气分别具有理想的混合比，控制空气和/或氧气相对于燃料气体的供给量。

然而，即使实施这样的控制，当燃料气体的组成发生变化时，含有燃料气体的混合气体的燃烧热量和每单位时间的发热量也无法维持为所期望的管理值，另一方面，由于混合气体中的燃料气体的密度也发生了变化，空气和/或氧气相对于燃料气体的混合比也会偏离理想值，其结果导致燃料气体的不完全燃烧。

本发明的目的在于提供一种流量控制装置，可以不受燃料气体的组成差异和变化的限制，基于燃料气体的发热量对燃料气体的流量进行控制，例如将燃料气体以一定的发热量稳定地供给。

解决课题的方法

上述目的可以通过本发明的流量控制装置来达成，此流量控制装置具有：流量调整阀，其配置在燃料气体的供给流路上，能够调整燃料气体的流量；热式质量流量传感器，其配置在供给流路上，用于测量燃料气体的质量流量；计算部，其基于上述热式质量流量传感器的输出计算燃料气体的热量流量，此热量流量由燃料气体的体积流量与燃料气体单位体积的平均发热量的积定义；以及流量控制部，其基于用于控制热量流量的控制目标值与由计算部算出的热量流量之间的偏差，对上述流量调整阀的开度进行控制。

具体来讲，燃料气体采用如城市用气和天然气那样的含有甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等烃类可燃气体。

计算部含有预先求得的上述热式质量流量传感器的输出与上述燃料气体的热量流量的关系图。这种情况下，计算部可以根据关系图求出与热式质量流量传感器的输出相对应的燃料气体的热量流量。

本发明的流量控制装置最好还具有：其它计算部，其用于计算燃料气体每单位体积的计算发热量；以及运算部，其用来对计算发热量与基准状态下的燃料气体每单位体积的基准发热量的比值进行运算。

具体来讲，其它计算部在燃料气体的流通处于停止状态时，依据热式传感器的输出算出计算发热量，或者，具有用于对计算发热量进行计算的其它的热式传感器。

又，当热式传感器的驱动条件分两个阶段变化时，其它计算部也可以分别求出在各个阶段中的热式传感器的输出，基于这些输出算出计算发热量。

发明的效果

本发明的流量控制装置基于热式质量流量传感器的输出求得热量流量，该热量流量由燃料气体的体积流量与燃料气体单位体积的平均发热量的积，为了使求得的热量流量与控制目标值一致而控制流量调整阀的开度，因此燃料气体的供给量具有与控制目标值相对应的一定的热量流量。

其结果，即使燃料气体的组成(种类)与所希望的组成(种类)不同，或者，燃料气体的组成本身发生变化，由于本发明的流量控制装置着眼于燃料气体的发热量来控制该燃料气体的热量流量，因此可以以一定发热量稳定且有效地供给燃料气体。