流量控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术的流量控制装置包括：具有流量调整阀（２）的燃料气体的供给流路（１１）；配置在此供给流路（１１）上的热式质量流量传感器（３）；计算部（６），其基于热式传感器（３）的输出计算燃料气体的热量流量（Ｆｃ），此热量流量（Ｆｃ）由燃料气体的体积流量（Ｆｖ）与燃料气体单位体积的平均发热量（Ｑｖ）的积定义；以及流量控制部（５），其基于用于控制热量流量（Ｆｃ）的控制目标值（Ｆｏ）与由计算部（６）算出的热量流量（Ｆｃ）之间的偏差控制流量调整阀（２）的开度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术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。
技术介绍
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02/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
技术实现思路
专利技术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。本专利技术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专利技术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。本专利技术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。专利技术的效果本专利技术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，由于本专利技术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。如果预先准备有上述关系图，根据热式质量流量传感器的输出能够简单地求得燃 料气体的热量流量，当实施燃料气体的燃烧控制时，可以减轻本专利技术的流量控制装置的负 荷。又，如果计算出上述发热量的比值，本专利技术的流量控制装置就可以容易捕捉到燃 料气体的发热量的变化，甚至也可以检测出燃料气体的组成变化。附图说明图1是概要表示本专利技术的一个实施例的流量控制装置的框图。图2是表示图1的流量控制装置的结构的图。图3是表示与烃类可燃气体相关的燃料气体的密度与热扩散率α的倒数(1/ α ) 之间的关系的图表。图4是表示与烃类可燃气体相关的燃料气体的密度与燃料气体每单位体积的发热量之间的关系的图表。图5是表示燃料气体的热量流量与热式传感器的输出之间的关系的图表。图6是表示具有本专利技术的流量控制装置的燃料供给装置的概要的框图。图7是表示用于计算燃料气体的发热量的计算部的变形例的图。符号说明1供给流路2流量调整阀(阀)3热式传感器4驱动电路5控制运算器6计算部7计算部8运算部11管部件(供给流路)具体实施例方式如图1所示，一个实施例的流量控制装置21配置在燃料气体的供给流路1上。流 量控制装置21基本包括用于调整供给流路1内的燃料气体流量的流量调整阀(以下仅称 为阀)2、用于检测燃料气体的质量流量的热式质量流量热式传感器(以下称为传感器)3、 用于驱动阀2来调整阀2的开度的驱动电路4、以及控制驱动电路4的控制运算器5。更详细地讲，控制运算器5通过驱动电路4对阀2的开度进行反馈控制，调整燃料 气体的热量流量，以使像后述那样根据传感器3的输出(质量流量)求得的热量流量与控 制运算器5所设定的控制目标值(热量流量)之间不存在偏差。图2表示流量控制装置的具体结构。流量控制装置具有管部件11，此管部件11形成供给流路1的一部分，具有入口 Ili和出口 110。传感器3具有沿管部件11的轴线方向看安装在其中央处的检测面，此检 测面暴露在管部件11内的燃料气体中。阀2具有阀套2a，此阀套2a在管部件11的出口 Ilo附近，安装在管部件11的外 周面上。阀套2a具有限定在其内部的阀通路2b，此阀通路2b形成管部件11的内部流路的 一部分。另外，在阀套2a内配置有阀芯2c，阀芯2c通过电磁线圈机构12动作来调整阀通 路2b、即阀2的开度。电磁线圈机构12安装在阀套2a的外侧。流量控制装置还具有控制单元13。此控制单元13也配置在管部件11外侧，具有 上述控制运算器5和驱动电路4等。管部件11、阀2和控制单元13被收容在共用的外壳(未图示)内，流量控制装置 形成为一个模块。另外，上述流量控制装置的基本结构的详细情况根据上述的专利文献3等是公知 的。本专利技术的流量控制装置21是着眼于热式质量流量传感器3的输出(质量流量) 与燃料气体的热量流量成比例而开发的。详细来讲，在燃料气体的质本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流量控制装置，其特征在于，具有：流量调整阀，其配置在燃料气体的供给流路上，能够调整上述燃料气体的流量；热式质量流量传感器，其配置在上述供给流路上，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上述燃料气体的热量流量，此热量流量由上述燃料气体的体积流量与上述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上述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。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2008-1-8 2008-001166一种流量控制装置，其特征在于，具有流量调整阀，其配置在燃料气体的供给流路上，能够调整上述燃料气体的流量；热式质量流量传感器，其配置在上述供给流路上，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上述燃料气体的热量流量，此热量流量由上述燃料气体的体积流量与上述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上述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。2.如权利要求1所述的流量控制装置，其特征在于，上述燃料气体是烃类可燃气体。3.如权利要求1所述的流量控制装置，其特征在于，上述计算部含有预先求得的上述 热式质量流量传...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊势谷顺一，
申请(专利权)人：株式会社山武，
类型：发明
国别省市：JP[日本]