JP5516965B2 - Gas combustion equipment - Google Patents
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Description
本発明は、燃料ガスなどの流体の供給圧を所望の信号圧に対応した圧力に調整する圧力調整弁を備えたガス燃焼装置に関する。 The present invention relates to a gas combustion apparatus including a pressure adjusting valve that adjusts a supply pressure of a fluid such as fuel gas to a pressure corresponding to a desired signal pressure.
従来の圧力調整弁の一例として、特許文献1に記載されたものがある。同文献に記載された圧力調整弁は、ガス配管を介してガスバーナに供給される燃料ガスの供給圧を調整するためのものである。この圧力調整弁は、1次側流路から2次側流路に流通する燃料ガスの流量を変更するための弁本体部と、この弁本体部の軸部に連結された2枚のダイヤフラムとを備えている。これら2枚のダイヤフラムのうち、一方は燃料ガスの2次圧を受け、他方は信号圧を受ける。この信号圧は、ガスバーナに燃焼用空気を送るファンの吐出圧である。前記2枚のダイヤフラムのそれぞれの受圧面積は、同一または略同一に揃えられているとともに、これら2枚のダイヤフラムの相互間に形成された中間室は、前記ファンの吸気側に接続されて負圧状態とされる。
One example of a conventional pressure regulating valve is described in
このような構成によれば、燃料ガスの2次圧を信号圧と略同一に設定し、ファンからガスバーナに供給される燃焼用空気の供給量とガスバーナへの燃料ガスの供給量との対応関係(空燃比)を一定に維持することが可能となる。また、2枚のダイヤフラムの相互間に形成されている中間室は負圧状態とされるために、信号圧が比較的低い場合であっても、この信号圧と負圧の中間室との圧力差は大きくなり、この圧力差に基づいてダイヤフラムおよび弁本体部を有効に動作させることが可能である。 According to such a configuration, the secondary pressure of the fuel gas is set to be substantially the same as the signal pressure, and the correspondence relationship between the supply amount of the combustion air supplied from the fan to the gas burner and the supply amount of the fuel gas to the gas burner It is possible to keep (air / fuel ratio) constant. Further, since the intermediate chamber formed between the two diaphragms is in a negative pressure state, even if the signal pressure is relatively low, the pressure between the signal pressure and the negative pressure intermediate chamber is low. The difference becomes large, and the diaphragm and the valve body can be effectively operated based on this pressure difference.
しかしながら、従来においては、次に述べるように、未だ改善すべき余地があった。 However, in the past, as described below, there is still room for improvement.
すなわち、前記従来の圧力調整弁は、2枚のダイヤフラムの受圧面積が同一または略同一とされているために、これら2枚のダイヤフラムに作用する信号圧と2次圧との力のつり合いに基づいて、2次圧を信号圧よりも高く設定することは困難である。この点は、ダイヤフラムが1枚のみ使用されている従来の伝統的な圧力調整弁も同様である。一方、ガス燃焼装置においては、燃焼用空気供給用のファンとして、シロッコファンが用いられる場合がある。この場合、シロッコファンの特性から、その吐出圧はかなり低いものとなる。このような条件下において、前記従来の圧力調整弁を使用し、シロッコファンの低い吐出圧を信号圧として利用したのでは、燃料ガスの2次圧もかなり低くなってしまい、燃料ガスの燃焼性やその他の面で不具合を生じる場合がある。たとえば、ガス燃焼装置を屋内に設置し、適当なダクトを利用して排気ガスを屋外に排出する屋内設置型とした場合において、燃料ガスの2次圧が低いと、屋内空気排出用の換気扇が駆動されるなどして屋内が負圧状態になったときに、ガス燃焼装置の燃焼性能を確立させることが困難となる。このような不具合を抑制する手段としては、たとえばシロッコファンの回転数をかなり高くしてその吐出圧を高めることが考えられるが、このような手段を採用したのでは、シロッコファンの駆動時の騒音が大きくなる不具合を招く。したがって、このような不具合を適切に解消することが望まれる。 That is, in the conventional pressure regulating valve, since the pressure receiving areas of the two diaphragms are the same or substantially the same, based on the balance between the force of the signal pressure acting on the two diaphragms and the secondary pressure. Thus, it is difficult to set the secondary pressure higher than the signal pressure. This also applies to the conventional traditional pressure regulating valve in which only one diaphragm is used. On the other hand, in a gas combustion apparatus, a sirocco fan may be used as a fan for supplying combustion air. In this case, the discharge pressure is considerably low due to the characteristics of the sirocco fan. Under such conditions, if the conventional pressure regulating valve is used and the low discharge pressure of the sirocco fan is used as the signal pressure, the secondary pressure of the fuel gas becomes considerably low, and the combustibility of the fuel gas And other problems may occur. For example, in a case where the gas combustion device is installed indoors and the exhaust gas is exhausted outdoors using an appropriate duct, and the secondary pressure of the fuel gas is low, a ventilator for exhausting indoor air is used. It becomes difficult to establish the combustion performance of the gas combustion device when the room is in a negative pressure state due to driving or the like. As a means for suppressing such a problem, for example, it is conceivable to increase the discharge pressure by significantly increasing the rotation speed of the sirocco fan. However, if such a means is adopted, noise during driving of the sirocco fan is considered. Incurs a problem that becomes larger. Therefore, it is desirable to appropriately eliminate such problems.
本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであり、流体の2次圧を信号圧よりも高く設定することを容易かつ適切に行なうことが可能な圧力調整弁を備えたガス燃焼装置を提供することを、その課題としている。 The present invention has been proposed under the circumstances described above, a pressure regulating valve which can be performed easily and appropriately be set higher than the secondary pressure signal pressure of the fluid An object is to provide a gas combustion apparatus.
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。 In order to solve the above problems, the present invention takes the following technical means.
本発明により提供されるガス燃焼装置は、ガスバーナに燃焼用空気を供給するためのファンと、前記ガスバーナに燃料ガスを供給するための燃料ガス供給路と、この燃料ガス供給路の途中に設けられ、かつこの燃料ガス供給路の1次側流路から2次側流路への燃料ガスの流量を変更可能な弁本体部およびこの弁本体部に連動するダイヤフラムを有する主圧力調整弁と、前記燃料ガス供給路に接続され、かつ前記ファンの吐出圧を信号圧として前記燃料ガスの2次圧を制御する補助圧力調整弁と、を備えている、ガス燃焼装置であって、前記補助圧力調整弁は、この補助圧力調整弁の1次側流路から2次側流路に通過する流体の流量を変更するための弁本体部と、前記信号圧を受ける第1のダイヤフラムと、この第1のダイヤフラムが前記信号圧を受ける向きとは反対向きに前記流体の2次圧を受ける第2のダイヤフラムと、を備えているとともに、前記第1および第2のダイヤフラムは、互いに連動するように連結されて、これら第1および第2のダイヤフラムの移動に伴って弁開度が変化するように構成されており、前記第1のダイヤフラムの受圧面積は、前記第2のダイヤフラムの受圧面積よりも大きくされており、前記補助圧力調整弁の1次側流路は、前記燃料ガス供給路の1次側流路と第1の流路を介して接続され、前記第1の流路から分岐した第2の流路は、この第2の流路内のガス圧を前記主圧力調整弁のダイヤフラムに作用する信号圧とするように設けられ、前記補助圧力調整弁の2次側流路は、前記燃料ガス供給路の2次側流路と第3の流路を介して接続されていることを特徴としている。 A gas combustion apparatus provided by the present invention is provided with a fan for supplying combustion air to a gas burner, a fuel gas supply path for supplying fuel gas to the gas burner, and a middle of the fuel gas supply path. And a main pressure regulating valve having a valve body part capable of changing the flow rate of the fuel gas from the primary side flow path to the secondary side flow path of the fuel gas supply path, and a diaphragm interlocking with the valve main body part, An auxiliary pressure adjustment valve connected to a fuel gas supply path and controlling a secondary pressure of the fuel gas using a discharge pressure of the fan as a signal pressure, the gas combustion device, wherein the auxiliary pressure adjustment the valve includes a valve body portion for changing the flow rate of the fluid passing from the primary side flow passage of the auxiliary pressure-regulating valve to the secondary-side flow path, a first diaphragm for receiving the signal pressure, the first The diaphragm is the signal A second diaphragm which receives the secondary pressure of the fluid in the opposite direction to the direction of receiving, together and wherein the first and second diaphragm, are connected so as to interlock with each other, these first and along with the movement of the second diaphragm is configured to vary the valve opening, the pressure receiving area of the first diaphragm is greater than the pressure receiving area of the second diaphragm, the auxiliary The primary flow path of the pressure regulating valve is connected to the primary flow path of the fuel gas supply path via the first flow path, and the second flow path branched from the first flow path is: The gas pressure in the second flow path is set to be a signal pressure acting on the diaphragm of the main pressure regulating valve, and the secondary flow path of the auxiliary pressure regulating valve is 2 of the fuel gas supply path. Connected to the secondary channel via the third channel It is characterized in that.
このような構成によれば、補助圧力調整弁において、信号圧を受ける第1のダイヤフラムの受圧面積が大きいために、信号圧が低圧であっても、この信号圧が第1のダイヤフラムを押す力を大きくし、この第1のダイヤフラムの動作によって流体の2次圧が高まる方向に弁本体部を動作させることが可能である。一方、第2のダイヤフラムの受圧面積は小さいために、この第2のダイヤフラムが2次圧によって押される力を小さくし、弁本体部が2次圧を低下させる方向に大きく動作しないようにすることができる。このようなことから、2次圧を信号圧よりも高くすることが容易かつ適切に実現される。
また、前記構成によれば、燃料ガスの2次圧をファンの吐出圧よりも高く設定することができるために、ファンとして、たとえば吐出圧が低いシロッコファンなどが用いられた場合であっても、このシロッコファンの回転数を低めにして駆動騒音を低減しつつ、燃料ガスの2次圧を高くし、ガスバーナの駆動燃焼などに不具合を生じないようにすることが可能である。また、前記したように燃料ガスの2次圧を高くすることができれば、ガス燃焼装置をたとえば屋内設置型とした場合において、屋内が負圧状態となった際にガス燃焼装置の燃焼性能を確立することが困難になるといった従来の不具合も適切に解消される。
さらに、主圧力調整弁を補助圧力調整弁によってコントロールすることにより、燃料ガス供給路における燃料ガスの圧力(2次圧)を、ファンの吐出圧よりも高くすることができる。主圧力調整弁は、燃料ガス供給路の途中に設けられて、ガスバーナに供給される燃料ガスの制御を行なうものであるため、やや大型のものに形成する必要があるが、この主圧力調整弁については、ダイヤフラムの二重構造などをとくに採用する必要はなく、従来の伝統的な圧力調整弁と同様なシンプルな構造とすればよい。これに対し、補助圧力調整弁は、主圧力調整弁やその他の所定箇所との間で圧力伝達を図るように構成されていればよく、小サイズに形成し、弁本体部のストロークなども小さくすることができる。したがって、前記構成によれば、1つの圧力調整弁のみを用いて燃料ガス圧を調整する場合と比較すると、全体の部品点数は増加するものの、主圧力調整弁の構造の複雑化を回避し、また全体の大型化を抑制しつつ、本発明が意図する効果を適切に得ることが可能である。
According to such a configuration, since the pressure receiving area of the first diaphragm that receives the signal pressure is large in the auxiliary pressure regulating valve, the force by which the signal pressure pushes the first diaphragm even when the signal pressure is low. And the valve main body can be operated in a direction in which the secondary pressure of the fluid is increased by the operation of the first diaphragm. On the other hand, since the pressure receiving area of the second diaphragm is small, the force exerted by the second diaphragm on the secondary pressure is reduced so that the valve body does not operate greatly in the direction of reducing the secondary pressure. Can do. For this reason, it is easy and appropriate to make the secondary pressure higher than the signal pressure.
Further, according to the above configuration, since the secondary pressure of the fuel gas can be set higher than the discharge pressure of the fan, for example, a sirocco fan having a low discharge pressure is used as the fan. Thus, it is possible to increase the secondary pressure of the fuel gas so as not to cause a problem in the drive combustion of the gas burner while reducing the drive noise by lowering the rotational speed of the sirocco fan. Further, if the secondary pressure of the fuel gas can be increased as described above, the combustion performance of the gas combustion device is established when the gas combustion device is installed indoors, for example, when the indoor is in a negative pressure state. Conventional problems such as difficult to do are also solved appropriately.
Furthermore, by controlling the main pressure regulating valve with the auxiliary pressure regulating valve, the pressure (secondary pressure) of the fuel gas in the fuel gas supply path can be made higher than the discharge pressure of the fan. The main pressure adjustment valve is provided in the middle of the fuel gas supply path and controls the fuel gas supplied to the gas burner. With regard to, there is no need to adopt a diaphragm double structure or the like, and a simple structure similar to a conventional traditional pressure regulating valve may be used. On the other hand, the auxiliary pressure regulating valve only needs to be configured to transmit pressure between the main pressure regulating valve and other predetermined portions, and is formed in a small size, and the stroke of the valve main body is small. can do. Therefore, according to the above configuration, compared with the case where the fuel gas pressure is adjusted using only one pressure regulating valve, the overall number of parts is increased, but the structure of the main pressure regulating valve is avoided. In addition, it is possible to appropriately obtain the effect intended by the present invention while suppressing the overall enlargement.
本発明において、好ましくは、前記第1のダイヤフラムを前記第2のダイヤフラムに接近させる方向に付勢する第1のバネ、および前記第2のダイヤフラムを前記第1のダイヤフラムに接近させる方向に付勢する第2のバネを備え、これら第1および第2のバネのそれぞれのバネ定数は、相違している。 In the present invention, preferably, a first spring that biases the first diaphragm in a direction to approach the second diaphragm, and a bias in a direction to cause the second diaphragm to approach the first diaphragm. The first and second springs have different spring constants.
このような構成によれば、後述するガス燃焼装置の実施形態から理解されるように、第1および第2のバネの弾発力を利用し、信号圧と2次圧との対応関係に変更を加えることが可能である。本発明の圧力調整弁においては、信号圧と流体の2次圧とが略同一になるように設定されていた従来の圧力調整弁と比較すると、2次側流路における流体の流量が多くなる傾向を示す。このため、本発明の圧力調整弁を、たとえばガス燃焼装置の燃料ガス圧調整に用いた場合には、従来とは異なった空燃比となる。ただし、前記構成によれば、信号圧が所定値の際に特定の2次圧が得られるように調整することが可能であり、空燃比のずれを修正することが可能となる。 According to such a configuration, as will be understood from an embodiment of the gas combustion apparatus described later, the elastic force of the first and second springs is used to change the correspondence between the signal pressure and the secondary pressure. Can be added. In the pressure regulating valve of the present invention, the flow rate of the fluid in the secondary side flow path is increased as compared with the conventional pressure regulating valve in which the signal pressure and the secondary pressure of the fluid are set to be substantially the same. Show the trend. For this reason, when the pressure regulating valve of the present invention is used for adjusting the fuel gas pressure of a gas combustion apparatus, for example, the air-fuel ratio is different from the conventional one. However, according to the above configuration, it is possible to adjust so that a specific secondary pressure is obtained when the signal pressure is a predetermined value, and it is possible to correct the deviation of the air-fuel ratio.
本発明において、好ましくは、前記第1のバネの方が、前記第2のバネよりもバネ定数が大きくされている。 In the present invention, preferably, the first spring has a larger spring constant than the second spring.
このような構成によれば、後述の実施形態から理解されるように、第1のバネの弾発力を、流体の2次圧を高める力として有効に作用させることができる。第2のバネのバネ定数の方を大きくする場合よりも、2次圧を高める上で効率が良いものとなる。 According to such a configuration, as will be understood from the embodiments described later, the elastic force of the first spring can be effectively applied as a force that increases the secondary pressure of the fluid. It is more efficient to increase the secondary pressure than when the spring constant of the second spring is increased.
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。 Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following description of embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings.
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
図1に示すガス燃焼装置GCは、湯水加熱用の熱交換器19を備えたガス給湯装置として構成されており、缶体1内に配されたガスバーナ2、燃焼用空気供給用のファン3、ガ
ス管40からガス噴出ノズルヘッド41まで一連に繋がって形成された燃料ガス供給路4、開閉弁Vc、主圧力調整弁Va、および補助圧力調整弁Vbを備えている。補助圧力調整弁Vbは、本発明に係る圧力調整弁の一例に相当する。
A gas combustion apparatus GC shown in FIG. 1 is configured as a gas hot water supply apparatus provided with a
ファン3は、たとえばシロッコファンであり、缶体1内に空気を送り込む。ガス噴出ノズルヘッド41は、燃料ガス供給路4の末端に位置し、ノズル41aから燃料ガスを噴出する。噴出された燃料ガスは、燃焼用空気と混合された状態でガスバーナ2に供給されて燃焼する。この燃焼により発生した燃焼ガスからは、熱交換器19によって熱回収がなされ、熱交換器19内を流通する湯水が加熱される。熱回収後の燃焼ガスは、排ガスとして排気口11から排出される。
The
燃料ガス供給路4は、燃料ガスを供給してくるガス管40に、開閉弁Vcおよび主圧力調整弁Vaが接続された構成を有している。図面では、主圧力調整弁Vaとガス噴出ノズルヘッド41がガス管40aを介して接続されているが、これらは直結することもできる。開閉弁Vcは、燃料ガス供給のオン・オフを行なうためのものであり、従来既知のものと同様に、ソレノイド50を利用して弁本体部51を往復動させる機構を備えている。
The fuel
主圧力調整弁Vaは、開閉弁Vcの下流側に接続されており、補助圧力調整弁Vbと協動して燃料ガスの圧力を制御する。この主圧力調整弁Vaは、その基本的な構成が従来の伝統的な圧力調整弁と同様であり、燃料ガスの1次側流路4aと2次側流路4bとの境界の調圧穴42を開閉する弁本体部60、この弁本体部60を支持するダイヤフラム61、および戻し用のバネ62を有している。ダイヤフラム61は、燃料ガスの2次圧P2と、信号圧入力室63のポートp4に入力する後述の信号圧Pdを受けるようになっている。
The main pressure adjustment valve Va is connected to the downstream side of the on-off valve Vc, and controls the pressure of the fuel gas in cooperation with the auxiliary pressure adjustment valve Vb. The main pressure regulating valve Va has a basic configuration similar to that of a conventional traditional pressure regulating valve, and a pressure regulating hole 42 at the boundary between the primary
補助圧力調整弁Vbは、燃料ガス供給路4内の圧力を直接制御するものではなく、後述するように、主圧力調整弁Vaをコントロールするものである。図1においては、説明の便宜上、主圧力調整弁Vaおよび補助圧力調整弁Vbのサイズに余り大きな差がないように示されている。ただし、本実施形態における補助圧力調整弁Vbは、実際には、主圧力調整弁Vaよりもかなり小さいサイズ(たとえば、縦横の幅および高さのそれぞれの寸法が、主圧力調整弁Vaの1/4〜1/7程度の寸法以下に抑えられた小サイズ)に形成されている。
The auxiliary pressure adjustment valve Vb does not directly control the pressure in the fuel
図2によく表われているように、補助圧力調整弁Vbは、ケーシング70、第1および第2のダイヤフラムD1,D2、第1および第2のバネS1,S2、調圧穴71を有する筒状の調圧穴形成部72、ならびに調圧穴71を通過する燃料ガス流量を変更するための弁本体部73を備えている。また、この補助圧力調整弁Vbは、主圧力調整弁Vaやファン3の後述する位置に対して、第1ないし第4の流路74a〜74dを介して接続されている。
As shown well in FIG. 2, the auxiliary pressure regulating valve Vb has a cylindrical shape having a
弁本体部73は、第2のダイヤフラムD2の一部分により構成されており、第2のダイヤフラムD2のうち、調圧穴71に対面する部分が弁本体部73である。むろん、このような構成に代えて、第2のダイヤフラムD2に調圧穴71に対面した部材を取り付けて、この部材を弁本体部としてもかまわない。第2のダイヤフラムD2が、図2の下向きに移動して調圧穴71に接近すると、弁開度(弁本体部73と調圧穴71との距離)は減少し、調圧穴71を通過する燃料ガスの量は減少する。
The valve
ケーシング70内は、第1および第2のダイヤフラムD1,D2により、信号入力室75a、2次圧室75b、および中間室75cに区画されている。信号入力室75aのポートp1には、第4の流路74dの一端が接続されている。この第4の流路74dの他端は、ファン3の空気吐出側領域に接続されている(図1参照)。このため、ファン3の吐出
圧Psが、そのまま信号圧Psとして信号入力室75aに入力する。中間室75cは、第1および第2のダイヤフラムD1,D2に挟まれた空間部であり、ポートp2を介して大気開放状態にある。2次圧室75bは、ポートp3に接続された第3の流路74cを介して、燃料ガス供給路4の2次側流路4bと連通している(図1参照)。したがって、この2次圧室75bの圧力は、2次側流路4bの2次圧P2となる。
The
第1および第2のダイヤフラムD1,D2は、連結部76を介して連結されており、互いに連動する。第1のダイヤフラムD1は、両面に信号圧Psと中間室75cの大気圧Poとを受ける。第2のダイヤフラムD2は、両面に2次圧P2と中間室75cの大気圧Poを受ける。ただし、第1および第2のダイヤフラムD1,D2の受圧面積(有効受圧面積)A1,A2の大きさは相違しており、A1>A2の関係にある。この構成に基づき、後述するように、信号圧Psよりも2次圧P2が高くなる。
The first and second diaphragms D1 and D2 are connected via a connecting
調圧穴形成部72には、第1の流路74aが繋がっている。この第1の流路74aは、図1に示すように、燃料ガス供給路4の1次側流路4aと調圧穴形成部72内とを接続するものであり、その途中には、オリフィス49が設けられている。したがって、1次側流路4aの燃料ガスの一部は、オリフィス49によって流量が絞られた状態で調圧穴形成部72に到達する。補助圧力調整弁Vbにおける1次側流路77aは、調圧穴71よりも第1の流路74a側の部分(図2では調圧穴71の下方側)であり、2次側流路77bは、2次圧室75bや第3の流路74cの内部である。
A
第2の流路74bは、第1の流路74aから分岐しており、図1に示すように、主圧力調整弁Vaのポートp4に繋がっている。このことにより、主圧力調整弁Vaの信号圧入力室63には、第2の流路74bの圧力Pdが作用する。この圧力Pdは、補助圧力調整弁Vbの弁開度に対応して変化する。すなわち、弁本体部73と調圧穴71との距離が大きいと、第1の流路74aの燃料ガスが2次側流路77bに多く流れるために、圧力Pdは低下する。これとは反対に、前記の距離が小さくなると圧力Pdは高くなる。
The
第1および第2のバネS1,S2としては、たとえば圧縮コイルバネが用いられており、第1のバネS1は、弁開度を小さくする方向(図2の下向き)に第1のダイヤフラムD1を付勢する。第2のバネS2は、第1のバネS1とは反対向きに第2のダイヤフラムD2を付勢する。第1および第2のバネS1,S2のバネ定数k1,k2は、互いに相違しており、k1>k2の関係にある。第1および第2のバネS1,S2の弾発力(初期圧縮量)は、第1のバネS1用の押圧部材78の高さを変更することにより調整することが可能である。
As the first and second springs S1 and S2, for example, compression coil springs are used, and the first spring S1 is provided with a first diaphragm D1 in the direction of decreasing the valve opening (downward in FIG. 2). Rush. The second spring S2 biases the second diaphragm D2 in the opposite direction to the first spring S1. The spring constants k1 and k2 of the first and second springs S1 and S2 are different from each other and have a relationship of k1> k2. The resilience (initial compression amount) of the first and second springs S1 and S2 can be adjusted by changing the height of the pressing
次に、前記したガス燃焼装置GCの作用について説明する。 Next, the operation of the gas combustion apparatus GC will be described.
まず、図2を参照して説明したとおり、補助圧力調整弁Vbは、弁本体部73が調圧穴71に接近し、弁開度が減少するにしたがって圧力Pdを徐々に高くするものであり、圧力Pdは、補助圧力調整弁Vbの弁開度に左右される。これに対し、主圧力調整弁Vaは、信号圧入力室63に入力する圧力Pdに対応して、弁開度が変更される。たとえば、圧力Pdが高くなるにしたがって弁開度は増加し、2次圧P2が高くなるように動作する。ちなみに、主圧力調整弁Vaにおいて、ダイヤフラム61の受圧面積をA3、弁本体60の受圧面積をA4、バネ62の弾発力をF3、とすると、力のつり合い式は、次の式1のとおりである。
Pd・A3=P1・A4+P2・A3+F3 ・・・式1
First, as described with reference to FIG. 2, the auxiliary pressure regulating valve Vb gradually increases the pressure Pd as the
Pd · A3 = P1 · A4 + P2 · A3 +
補助圧力調整弁Vbにおいては、第1のダイヤフラムD1の受圧面積A1の方が、第2のダイヤフラムD2の受圧面積A2よりも大きいために、次に示すように、2次圧P2を
信号圧Psよりも高くすることができる。
補助圧力調整弁Vbにおける力のつり合いを考えると、次の式1が成立する。ただし、第1および第2のバネS1,S2のバネ力を、それぞれF1,F2とし、大気圧をPoとする。
(Ps−Po)・A1+F1=(P2−Po)・A2+F2 ・・・式2
ただし、簡単のため、両辺のPoの影響を微小であるとすると、
Ps・A1+F1≒P2・A2+F2 となり、次の式3が得られる。
P2≒(A1/A2)・Ps+(F1−F2)/A2 ・・・式3
ここで、説明の簡単のため、F1≒F2とおくと、
P2≒(A1/A2)・Ps ・・・式4
一方、本実施形態においては、A1>A2の関係にある。
したがって、式4中の(A1/A2)は、1よりも大きく、次の式5が成立する。
P2>Ps ・・・式5
この式5から理解されるように、補助圧力調整弁Vbにおいては、信号圧Psよりも2次圧P2を高圧とすることができる。また、式4から理解されるように、受圧面積A1を受圧面積A2よりも大きくするほど、2次圧P2が大きくなる。
In the auxiliary pressure regulating valve Vb, since the pressure receiving area A1 of the first diaphragm D1 is larger than the pressure receiving area A2 of the second diaphragm D2, the secondary pressure P2 is set to the signal pressure Ps as shown below. Can be higher.
Considering the balance of forces in the auxiliary pressure regulating valve Vb, the following
(Ps−Po) · A1 + F1 = (P2−Po) · A2 +
However, for simplicity, if the influence of Po on both sides is very small,
Ps · A1 + F1≈P2 · A2 + F2 is obtained, and the following
P2≈ (A1 / A2) · Ps + (F1−F2) /
Here, for simplicity of explanation, if F1≈F2,
P2≈ (A1 / A2) ·
On the other hand, in this embodiment, there is a relationship of A1> A2.
Therefore, (A1 / A2) in
P2> Ps Formula 5
As can be understood from Equation 5, in the auxiliary pressure regulating valve Vb, the secondary pressure P2 can be set higher than the signal pressure Ps. Further, as understood from
前記したような作用により、このガス燃焼装置GCにおいては、ファン3が吐出圧の低いたとえばシロッコファンであって、信号圧Psが比較的低圧であっても、燃料ガスを比較的高い圧力でガス噴出ノズル41aに供給することが可能となる。したがって、ガス噴出圧に不足を生じてガスバーナ2の駆動燃焼に不具合を生じるといったことを生じないようにすることができる。
Due to the above-described action, in this gas combustion apparatus GC, even if the
一方、信号圧Psと2次圧P2との関係が、先に述べた式4の関係であると、P2=Psの関係にある場合とは空燃比が異なったものとなる。すなわち、P2=Psは、横軸Ps、縦軸P2のグラフで示すと、傾きが「1」の直線であるのに対し、先に述べた式4のP2≒(A1/A2)・Psは、傾きが(A1/A2)の直線であり、これら2つの直線にはズレがある。このようなことから、そのようなズレの影響を少なくし、信号圧Psが特定の値であるときに、2次圧P2が所望の値となるようにできることが、より好ましい。
On the other hand, when the relationship between the signal pressure Ps and the secondary pressure P2 is the relationship of the above-described
これに対し、本実施形態においては、第1および第2のバネS1,S2のバネ定数k1,k2を相違させており、これらを適当な値とすることによって、2次圧P2を所望の値またはそれに近い値に設定することが可能となる。このことは、先に述べた式3からも理解できる。すなわち、式3においては、2次圧P2の大きさを決定する項として、(F1−F2)/A2の項を含んでいる。したがって、2次圧P2が所望の値となるように、前記の(F1−F2)/A2がゼロを除く所定の値となるように、バネ定数k1,k2を決定すればよいこととなる。なお、F1<F2であると、前記の(F1−F2)/A2の値が負となり、その値が正である場合よりも、2次圧P2の値は小さくなる。したがって、信号圧Psに比較して2次圧P2をより高い圧力にするという観点からすると、F1>F2となるように、バネ定数k1をバネ定数k2よりも大きくすることが好ましい。
On the other hand, in this embodiment, the spring constants k1 and k2 of the first and second springs S1 and S2 are made different from each other, and the secondary pressure P2 is set to a desired value by setting them to appropriate values. Alternatively, it can be set to a value close to that. This can be understood from
本実施形態のガス燃焼装置GCにおいて、主圧力調整弁Vaは、比較的大きめのサイズであるものの、この主圧力調整弁Vaについては、そのダイヤフラムを二重構造にする必要はとくになく、シンプルな構造とすることができる。補助圧力調整弁Vbについては、ダイヤフラム二重構造が採用されているものの、既述したように、主圧力調整弁Vaと比較してかなり小サイズであり、第1および第2のダイヤフラムD1,D2の移動ストロークも小さて済む。したがって、主圧力調整弁Vaと補助圧力調整弁Vbとを組み合わせたことによって全体の部品点数は比較的多くはなっているものの、大きめのサイズの主圧力調整弁Vaの構造の複雑化などが回避し得るために、トータルとしては、製造コストの低
減化や全体の大型化の抑制などを好適に図ることが可能である。
In the gas combustion apparatus GC of the present embodiment, the main pressure adjustment valve Va has a relatively large size, but the main pressure adjustment valve Va does not need to have a double structure in its diaphragm, and is simple. It can be a structure. As described above, the auxiliary pressure regulating valve Vb has a considerably smaller size than the main pressure regulating valve Va, although the double diaphragm structure is adopted, and the first and second diaphragms D1, D2 The movement stroke of is also small. Accordingly, the combination of the main pressure adjusting valve Va and the auxiliary pressure adjusting valve Vb increases the overall number of parts, but avoids complication of the structure of the main pressure adjusting valve Va having a larger size. Therefore, as a total, it is possible to suitably reduce the manufacturing cost and suppress the increase in the overall size.
図3は、本発明に係る圧力調整弁の他の実施形態を示している。同図において、前記実施形態と同一または類似の要素には、前記実施形態と同一の符号を付している。 FIG. 3 shows another embodiment of the pressure regulating valve according to the present invention. In the figure, the same or similar elements as those in the above embodiment are given the same reference numerals as in the above embodiment.
図3に示す圧力調整弁Vb’においては、第1および第2のダイヤフラムD1,D2に、弁本体部73Aの軸部730が連結されている。弁本体部73Aは、円錐面状の傾斜面を有しており、調圧穴71に進入して移動することにより調圧穴71の開口度を変更可能なものである。同図において、調圧穴71の上側が1次側流路77aであり、下側が2次側流路77bである。第2のダイヤフラムD2の下方には、第3のダイヤフラム79が設けられて圧力室75dが形成されており、この圧力室75dには、2次圧P2が流路79aを介して入力する。第3のダイヤフラム79は、第2のダイヤフラムD2と比較してその受圧面積はかなり小さく、1次圧P1が第3のダイヤフラム79に作用する力が、弁本体部73Aの動作に大きな影響を与えないように設定されている。バネS3は、弁本体部73Aなどの可動部分の重量を受ける。
In the pressure regulating valve Vb ′ shown in FIG. 3, the
本実施形態の圧力調整弁Vb’においては、第1のダイヤフラムD1が信号圧Paにより押圧されてその押圧方向(図3の下向き)に弁本体部73Aが移動したときに弁開度が増加する(先の実施形態の圧力調整弁Vでは、弁開度が減少する)。ただし、第1のダイヤフラムD1が信号圧Paにより押圧されて移動したときに、2次圧P2が上昇する点は、先の圧力調整弁Vbと一致する。したがって、この圧力調整弁Vb’においても、第1のダイヤフラムD1の受圧面積A1が第2のダイヤフラムD2の受圧面積A2よりも大きくされていることに基づき、先の圧力調整弁Vbと同様な原理によって、2次圧P2を信号圧Psよりも高くすることが可能である。この圧力調整弁Vb’は、図1に示した主圧力調整弁Vaと組み合わせて用いるのではなく、この主圧力調整弁Vaに代わるものとして、燃料ガス供給路4に組み込んでそれ単独で用いるのに適用する。
In the pressure regulating valve Vb ′ of the present embodiment, the valve opening increases when the first diaphragm D1 is pressed by the signal pressure Pa and the
本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る圧力調整弁を備えたガス燃焼装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。 The present invention is not limited to the contents of the above-described embodiment. The specific configuration of each part of the gas combustion apparatus provided with the pressure regulating valve according to the present invention can be varied in design in various ways.
第1および第2のダイヤフラムは、第1のダイヤフラムの方が第2のダイヤフラムよりも受圧面積が大きければよく、それらの具体的な面積の値や面積比率は限定されない。補助圧力調整弁において、第1および第2のダイヤフラムどうしの間に形成された中間室75cについては、大気開放状態の設定でとくに問題はない。ただし、特許文献1と同様に、この中間室75cをファンの吸気側に接続するなどして負圧状態に設定し、大気圧の影響を少なくする構成としてもかまわない。
The first diaphragm and the second diaphragm need only have a pressure receiving area larger than that of the second diaphragm, and their specific area values and area ratios are not limited. In the auxiliary pressure regulating valve , the
本発明に係るガス燃焼装置は、熱交換器を備えた給湯装置などの温水装置に代えて、たとえばガスファンヒータやガスコンロなどの燃焼装置として構成することもできる。 The gas combustion apparatus according to the present invention can be configured as a combustion apparatus such as a gas fan heater or a gas stove instead of a hot water apparatus such as a hot water supply apparatus provided with a heat exchanger.
GC ガス燃焼装置
Va 主圧力調整弁
Vb 補助圧力調整弁(圧力調整弁)
Vb’ 圧力調整弁
D1 第1のダイヤフラム
D2 第2のダイヤフラム
Pd 信号圧
P2 2次圧
S1 第1のバネ
S2 第2のバネ
2 ガスバーナ
3 ファン
4 燃料ガス供給路
4a 1次側流路(燃料ガス供給路の)
4b 2次側流路(燃料ガス供給路の)
60 弁本体部(主圧力調整弁の)
61 ダイヤフラム(主圧力調整弁の)
73 弁本体部(補助圧力調整弁の)
73A 弁本体部
74a〜74c 第1ないし第3の流路
77a 1次側流路(補助圧力調整弁の)
77b 2次側流路(補助圧力調整弁の)
GC gas combustion device Va main pressure regulating valve Vb auxiliary pressure regulating valve (pressure regulating valve)
Vb 'Pressure regulating valve D1 First diaphragm D2 Second diaphragm Pd Signal pressure P2 Secondary pressure S1 First spring
4b Secondary channel (of fuel gas supply channel)
60 Valve body (main pressure regulating valve)
61 Diaphragm (main pressure regulating valve)
73 Valve body (for auxiliary pressure regulating valve)
73A
77b Secondary channel (auxiliary pressure regulating valve)
Claims (3)
前記ガスバーナに燃料ガスを供給するための燃料ガス供給路と、
この燃料ガス供給路の途中に設けられ、かつこの燃料ガス供給路の1次側流路から2次側流路への燃料ガスの流量を変更可能な弁本体部およびこの弁本体部に連動するダイヤフラムを有する主圧力調整弁と、
前記燃料ガス供給路に接続され、かつ前記ファンの吐出圧を信号圧として前記燃料ガスの2次圧を制御する補助圧力調整弁と、
を備えている、ガス燃焼装置であって、
前記補助圧力調整弁は、この補助圧力調整弁の1次側流路から2次側流路に通過する流体の流量を変更するための弁本体部と、前記信号圧を受ける第1のダイヤフラムと、この第1のダイヤフラムが前記信号圧を受ける向きとは反対向きに前記流体の2次圧を受ける第2のダイヤフラムと、を備えているとともに、前記第1および第2のダイヤフラムは、互いに連動するように連結されて、これら第1および第2のダイヤフラムの移動に伴って弁開度が変化するように構成されており、
前記第1のダイヤフラムの受圧面積は、前記第2のダイヤフラムの受圧面積よりも大きくされており、
前記補助圧力調整弁の1次側流路は、前記燃料ガス供給路の1次側流路と第1の流路を介して接続され、
前記第1の流路から分岐した第2の流路は、この第2の流路内のガス圧を前記主圧力調整弁のダイヤフラムに作用する信号圧とするように設けられ、
前記補助圧力調整弁の2次側流路は、前記燃料ガス供給路の2次側流路と第3の流路を介して接続されていることを特徴とする、ガス燃焼装置。 A fan for supplying combustion air to the gas burner;
A fuel gas supply path for supplying fuel gas to the gas burner;
A valve main body provided in the middle of the fuel gas supply path and capable of changing the flow rate of the fuel gas from the primary flow path to the secondary flow path of the fuel gas supply path, and interlocked with the valve main body section. A main pressure regulating valve having a diaphragm;
An auxiliary pressure regulating valve connected to the fuel gas supply path and controlling the secondary pressure of the fuel gas using the discharge pressure of the fan as a signal pressure;
A gas combustion device comprising:
The auxiliary pressure regulating valve includes a valve main body for changing the flow rate of fluid passing from the primary side flow path of the auxiliary pressure regulating valve to the secondary side flow path, and a first diaphragm receiving the signal pressure. , together with the first diaphragm is provided with a second diaphragm for receiving a secondary pressure of the fluid in the opposite direction to the direction for receiving the signal pressure, the first and second diaphragm is interlocked with each other are connected to is configured so as to change the valve opening in accordance with the movement of the first and second diaphragms,
The pressure receiving area of the first diaphragm is larger than the pressure receiving area of the second diaphragm ,
The primary flow path of the auxiliary pressure regulating valve is connected to the primary flow path of the fuel gas supply path via the first flow path,
The second flow path branched from the first flow path is provided so that the gas pressure in the second flow path is a signal pressure acting on the diaphragm of the main pressure regulating valve,
The gas combustion apparatus according to claim 1, wherein the secondary flow path of the auxiliary pressure regulating valve is connected to the secondary flow path of the fuel gas supply path via a third flow path .
前記補助圧力調整弁は、前記第1のダイヤフラムを前記第2のダイヤフラムに接近させる方向に付勢する第1のバネ、および前記第2のダイヤフラムを前記第1のダイヤフラムに接近させる方向に付勢する第2のバネを備え、
これら第1および第2のバネのそれぞれのバネ定数は、相違している、ガス燃焼装置。 The gas combustion apparatus according to claim 1,
The auxiliary pressure regulating valve biases the first spring to bias the first diaphragm toward the second diaphragm, and biases the second diaphragm toward the first diaphragm. A second spring that
A gas combustion device in which the spring constants of the first and second springs are different.
前記第1のバネの方が、前記第2のバネよりもバネ定数が大きくされている、ガス燃焼装置。 The gas combustion apparatus according to claim 2,
The gas combustion apparatus , wherein the first spring has a larger spring constant than the second spring .
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