JP2003035415A - 燃料制御方法及びこれに用いる装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＴＤＲを例えば１０程度と大きくするために
複数個の単位バーナの燃焼面を結合してなる燃焼器にお
いて、燃料制御に安全性の優れた均圧弁方式を適用する
に当り、燃焼空気流路の簡明化を図りつつ予混合燃料ガ
ス組成の正確度を確保し、しかも要求燃焼量に対する燃
料流量のずれが生じることを実質的に防止できる燃料制
御方法及びこれを実施するための制御装置を提供する。 【解決手段】 燃焼する単位バーナの個数に対応して均
圧弁のガバナ特性をコントローラの指令により自動的に
多段シフトできる新規な均圧弁を燃焼流路に組み込み、
ダイヤフラムが均圧化動作する基準位置を段階的に自動
調整すると共に、均圧化動作により燃焼空気圧力に対し
燃料二次圧を一定比に維持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、都市ガス或は燃料
油などを気化した気体燃料等（以下、単に燃料と表示）
と燃焼空気とを予め適正な空気比に混合したガス（以
下、予混合燃料ガスと表示）を燃焼する予混合燃料ガス
燃焼器（以下、単に燃焼器と表示）へ供給する燃料の制
御方法及び制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】燃焼器の燃焼量制御は、安全性、簡明
性、民生用途としての装置サイズのコンパクト化等の必
要性から、次に挙げる２方式が知られている。一つはマ
イクロコンピュータ方式と称するものである。バーナへ
の燃焼空気の送入量は、コントローラが燃焼空気用ファ
ンの駆動電圧を制御することにより調整すると共に、バ
ーナへの燃料の送入量は、コントローラが電流駆動式比
例制御弁の駆動電流を制御することにより調整する。

【０００３】この際の燃焼空気量を適正に維持するた
め、予め実測により決定した要求燃焼量（ｋｃａｌ／
ｈ）対比例弁電流値（ｍＡ）対ファン回転数（ｒｐｍ）
の関係を燃焼テーブルとしてコントローラに記憶させて
おく。要求燃焼量に関係する信号が燃焼量センサからコ
ントローラに伝達されると、コントローラは要求燃焼量
を認識し、これに対応する比例弁開度に相当する駆動電
流値を指令し、同時に要求燃焼量に対応するファン回転
数に相当する駆動電圧を指令する。

【０００４】他方は均圧弁方式と称するものである。バ
ーナへの燃焼空気の送入量は、上記同様コントローラが
ファン駆動電圧を制御することにより調整する。しか
し、バーナへの燃料の送入量は、空気圧駆動式のダイア
フラムにより弁の開度を調節できる調整弁（以下、均圧
弁と表示。図１５参照）を使用し且つこの駆動空気圧と
して上記ファン出口の燃焼空気圧力を使用して調節す
る。但し、空気圧を適正水準に高めるため、ファン出口
の空気流路に空気オリフィスを挿入するのが一般的であ
り、ファンについて予めこの条件下で送風量対空気オリ
フィス入口側空気圧力（以下Ｐ_ａと記す。）対ファン回
転数の関係を測定する。

【０００５】動作原理を図１５に示したが、均圧弁のダ
イアフラム上部にＰ_ａを加え、ダイアフラム下部に均圧
弁出口の燃料圧力Ｐ’_ｇ即ち弁を通過した燃料の圧力
（これを燃料二次圧と呼称）を加える。もし燃料送入量
が過小でＰ’_ｇ＜Ｐ_ａのとき、ダイアフラムは下方へ押
し下げられて弁が開き、燃料送入過多でＰ'_ｇ＞Ｐ_ａの
時は逆にダイアフラムは上方に押し上げられて弁が閉じ
る。Ｐ'_ｇ＝Ｐ_ａのとき均圧弁の開度が均衡する。すな
わち、燃料二次圧Ｐ'_ｇは常にダイヤフラム駆動圧Ｐ_ａ
と均等になるように制御される。

【０００６】ガスノズルを等価オリフィスで置き換える
と、夫々のオリフィスを通過する流体の流量は数式１、
２で表される。 （数式１）Ｑ_ａ ＝Ｃ_ａ Ｓ_ａ √（Ｐ_ａ −ｐ_ａ ） （数式２）Ｑ_ｇ ＝Ｃ_ｇ Ｓ_ｇ √（Ｐ_ｇ −ｐ_ｇ ） ここで、Ｑ_ａ燃焼空気流量 Ｃ_ａノズル特性定数 Ｓ_ａ
空気オリフィス面積 Ｑ_ｇ燃料ガス流量 Ｃ_ｇノズル特性定数 Ｓ_ｇ燃料オリ
フィス面積 Ｐ_ａオリフィス入口側空気圧力 ｐ_ａオリフィス出口
側空気圧力 Ｐ_ｇガスノズル入口側燃料圧力 ｐ_ｇノズル出口側燃
料圧力

【０００７】空気オリフィス及びガスノズル出口はガス
混合室に開口しているから、おおむねｐ_ａ ＝ｐ_ｇ であ
り、また均圧弁出口からガスノズル入口までの流路に殆
ど流動抵抗が無い時、ノズル入口側燃料圧力Ｐ_ｇ ＝燃
料二次圧Ｐ'_ｇである。従って、均圧弁がバランスして
いる時、数式３の通り、燃焼空気と燃料の流量比はオリ
フィスの開口面積比に比例する。 （数式３） Ｑ_ｇ ／Ｑ_ａ ＝Ｃ_ｇ Ｓ_ｇ ／Ｃ_ａ Ｓ_ａ ＝ｋＳ_ｇ ／Ｓ_ａ

【０００８】このように、均圧弁方式では、適正空気量
となるようにオリフィス面積を設計しておくことによ
り、燃料流量は空気オリフィス入口つまりファン出口の
空気圧によって均圧弁の開度が調整されることにより、
空気量に従属して自動的に制御される。換言すれば、均
圧弁方式の燃焼量制御においては、燃焼量センサから要
求燃焼量に関係する信号がコントローラに伝達される
と、コントローラは要求燃焼量に対応するファン回転数
に相当するファン駆動電圧をファンに指令することで空
気量が制御され、燃料流量はファン出口の空気圧によっ
て均圧弁の開度が自動的に調整されることにより、空気
量に従属して制御される。

【０００９】前記の通り、マイクロコンピュータ方式で
は燃料と燃焼空気が夫々独立の駆動源により制御される
のに対し、均圧弁方式では燃料が燃焼空気の圧力を駆動
力として従属的に制御されるため、燃焼空気の圧力が著
しく低下した場合には燃料が燃焼器へ流入せず、この意
味で安全性が一段と増大する。このようなフェイルセー
フの観点から、均圧弁方式がより望ましいと云える。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に燃焼
器には、安定燃焼を継続する上で単位燃焼器当りの最大
燃焼量（最大負荷）と最小燃焼量（最小負荷）に或る範
囲が存在し、両者の比をＴＤＲ（Turn down ratio）と
呼んでいる。通常の予混合燃料ガス用バーナにおいて
は、ＴＤＲ＝２−２．５程度が一般的である。しかし、
燃焼器の普及に伴い要求性能は次第に高度となり、昨今
では例えばガス給湯器などの燃焼器において用上の性能
としてＴＤＲ＝１０程度が要請される。これを実現する
ため、一つの燃焼器に複数個の単位バーナを組合せて使
用することが考えられる。

【００１１】燃焼器の表面燃焼板を幾つかに分割し、夫
々の小型燃焼板を用いて単位バーナを形成し、このよう
な複数個の単位バーナを集合的に組合せて（本発明に係
る燃焼器を例示した図５参照。）構成する燃焼器におい
ては、燃焼空気の流路も分割して各単位バーナ用燃焼空
気を夫々ダンパ等により切替えることは、燃焼器の低コ
スト化、コンパクト化の要請に反するため、採用できな
い。換言すれば、燃焼させないバーナにも燃焼空気は常
時供給される。しかし、燃料は夫々のバーナに個別に供
給しなければならない。

【００１２】とは云うものの、複数個の単位バーナの組
合せに対して、単位バーナの個数だけ燃料流量制御弁を
設けて各バーナに付設するガス混合室への燃料流量を個
別に制御することは、上記と同じ理由から採用しない。
燃料を各ガス混合室に導くガスノズル上流側に切替弁
（電磁開閉弁）を設け、燃焼させるバーナの切替弁のみ
開放し、全体の燃料流量は１個の燃料流量調整弁により
総括的に制御する。このような構成によりＴＤＲ＝１０
程度の実現を目指す燃焼器において、燃料流量制御とし
て安全性がより高い均圧弁方式を採用することが本発明
の目的である。

【００１３】ところで、燃料は均圧弁から燃料枝管６、
燃料切替弁４を経由してガスノズルからガス混合室２へ
噴出する。燃料が流れるとき、此等による流動抵抗が発
生するため、理論的にはガスノズル入口側の燃料圧力Ｐ
_ｇは均圧弁出口の燃料圧力すなわち燃料二次圧Ｐ'_ｇと
異なってくるが、従来のＴＤＲ＝２−２．５程度の燃焼
器では、流動抵抗は無視できる程度に小さく、Ｐ_ｇ ＝
Ｐ'_ｇとして取り扱うことができた。

【００１４】しかし、図５に示したように複数個の単位
バーナを使用して多量の燃料を供給する場合、各ガスノ
ズルから各切替弁、各燃料枝管を経由して燃料流量調整
弁に到る流路における流動抵抗のため、例えばＴＤＲ＝
１０、つまり燃料流量が最小負荷の１０倍に変動する
と、差圧（Ｐ'_ｇ−Ｐ_ｇ）は２乗倍、即ち１００倍に変
動する。この関係を事例を用いて説明する。

【００１５】例えば、ファンの送風によりガスノズル出
口側にかかる圧力を最大負荷時２０ｍｍＡｑ（水柱換算
値）、最小負荷時５ｍｍＡｑとする。前記の通りこの圧
力とガスノズル入口側の燃料圧力Ｐ_ｇとの差圧により噴
出する燃料流量が決まる。最大負荷時の燃焼量１０，０
００ｋｃａｌ／ｈ、Ｐ_ｇ＝８０ｍｍＡｑとすると最小負
荷時の燃焼量５，０００ｋｃａｌ／ｈ、Ｐ_ｇ＝２０ｍｍ
Ａｑである。また、最小負荷時の流路圧損が１ｍｍＡｑ
あるとすると、最大負荷時の流路圧損は４ｍｍＡｑであ
る。仮にＰ_ｇ ＝Ｐ'_ｇとして制御しても、燃焼量のずれ
は、 最大燃焼量＝10,000 x√(80-4-20) ／√(80-20) ＝9,661 kcal/h (9,661-10,000)/10,000x100 ＝ -3.4 ％ 最小燃焼量＝ 5,000 x√(20-1-5)／√(20-5)＝4,830 kcal/h (4,830-5,000)/5,000x100 ＝ -3.4 ％ に過ぎないので、この事例ではずれを無視できる。

【００１６】一方、単位バーナとして最大負荷時の燃焼
量５，０００ｋｃａｌ／ｈ、最小負荷時の燃焼量２，０
００ｋｃａｌ／ｈのもの４個を使用してＴＤＲ＝１０の
燃焼器を構成する事例について、前記数式１により燃焼
量のずれを検討してみる。送風により発生するガスノズ
ル出口側の圧力を最大燃焼時２０ｍｍＡｑ、最小燃焼時
５ｍｍＡｑとする。各単位バーナの最大燃焼時に必要な
燃料を噴出するためのノズル入口側圧力Ｐｇ ＝８０ｍ
ｍＡｑとすると、最小燃焼時のＰｇ は、Ｐｇ ＝ 80x(2
000/5000)^２＝12.8 ｍｍＡｑ、となる。

【００１７】単位バーナ４個を燃料調整弁に並列接続し
ても、ガス流路抵抗が単位バーナ１個の場合と変わら
ず、燃焼バーナ１個の最大負荷時５，０００ｋｃａｌ／
ｈの流路圧損（差圧）が１ｍｍＡｑとすると、最小負荷
時２，０００ｋｃａｌ／ｈの流路圧損は、1x(2000/500
0)^２＝0.16ｍｍＡｑ、 となる。しかるに、燃焼バーナ４
個の場合に全体を最大負荷２０，０００ｋｃａｌ／ｈで
燃焼する時の流路圧損は、 流路圧損＝1x(20,000/5,000)^２ ＝16 ｍｍＡｑ 燃焼バーナ４個が最小負荷で全体が８，０００ｋｃａｌ
／ｈでは、 流路圧損＝1x(8,000/5,000)^２＝2.56 ｍｍＡｑ となる。流路抵抗を無視して仮にＰ_ｇ＝Ｐ'_ｇとして制
御した場合の燃焼量のずれを計算すると、燃焼バーナ１
個で最小負荷時２，０００ｋｃａｌ／ｈでは、 燃焼量＝2,000x√(12.8-0.16-5) ／√(12.8-5)＝1,979
kcal/h (-1.0%) に過ぎないが、燃焼バーナ４個で最大負荷時２０，００
０ｋｃａｌ／ｈでは、 燃焼量＝20,000x √(80-16-20)／√(80-20) ＝17,127
kcal/h (-14.4%) 燃焼バーナ４個で最小負荷時８，０００ｋｃａｌ／ｈで
は、 燃焼量＝8,000x√(12.8-2.56-5) ／√(12.8-5)＝6,557
kcal/h (-18.0%) となり、燃焼量のずれはあまりにも大きい。

【００１８】均圧弁が、与えられたＰ_ａに対して一定の
比率で均圧を保持するのは、燃料二次圧Ｐ'_ｇでありＰ
_ｇではない。よって、ＴＤＲ＝１０を実現するために前
記バーナ分割により構成してなる燃焼器において、従来
のままに均圧弁方式を適用すれば上記事例の通り燃料流
量のずれが著しく大となり、このような仮定に基づく設
計は採用できない。燃料流量のずれは、それのみに留ま
らず空気比のずれとなり焔の立ち消えや不完全燃焼の発
生などの危険性を生じることになる。

【００１９】本発明の課題は、ＴＤＲが例えば１０程度
の実現を目指して単位バーナの複数個結合により構成す
る燃焼器において、安全性の優れた均圧弁方式を適用す
るに当り、全ての単位バーナに燃焼空気を終始供給する
必要により均圧弁の駆動空気圧の範囲をあまり大きく変
化させ得ないという条件の下で、要求燃焼量に対する燃
料流量のずれが生じることを実質的に防止できる燃料制
御方法及びこれを実施するための制御装置を提供するこ
とである。

【００２０】燃料流路の燃料圧損失は、前記数式１に示
される通り燃料流量の２乗倍に比例して増減する。圧損
失に起因して発生する燃料流量のずれを修正するため、
例えば図８にバーナ４個の事例について示すように、同
一の駆動空気圧により均圧弁がバランスする燃料二次圧
の基準値を、燃料流量つまり燃焼する単位バーナの個数
に応じて修正する必要がある。均圧弁の駆動空気として
種々の空気圧レベルが得られる場合は、例えば特開平９
−１７８１６６号に開示されたように複数のダイヤフラ
ム室を併設し、夫々異なる空気圧により作動させること
で複数レベルでの均圧化が可能である。

【００２１】しかし前記の通り、全ての単位バーナに均
等圧力の燃焼空気を終始供給する必要性から、均圧弁の
駆動空気圧の範囲をあまり大きく変化させ得ないという
制約条件が存在する。従って、駆動空気圧以外の作動動
力源により、被制御流体の流量に応じてダイヤフラムの
作動基準位置を修正する必要がある。

【００２２】従来知られている均圧弁においては、図１
５に模式的に示すように、ダイヤフラム１０３にスプリ
ング１０５を付設し、アジャスタによってスプリングの
反発力又は牽引力を手動で調節することにより二次圧の
設定値を調整することができる。しかし、コントローラ
からの指令により自動的にアジャスタの設定変更を行う
ことはできない（以下、ダイヤフラムの作動基準位置及
び駆動圧対二次圧比の比例定数をガバナ特性と呼称す
る）。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、複数個
の単位バーナを結合してなる燃焼器において、燃焼する
単位バーナの個数に対応して均圧弁のガバナ特性をコン
トローラの指令により自動的に多段変更し得る新規均圧
弁を開発したことにより、ＴＤＲが著しく大きい燃焼領
域での燃料制御を可能とし、上記課題を達成することが
できた。すなわち、燃焼負荷の増減に因り燃料圧損失は
燃料流量の２乗に比例して増減することから、ダイヤフ
ラムが均圧化動作のために作動する基準位置を燃焼する
使用バーナの個数に対応して段階的に自動調整し得る新
規な均圧弁を燃焼器に組み込むことにより、上記課題を
達成する。

【００２４】すなわち第１の本発明はガバナ特性多段シ
フト型均圧弁の発明であり、流量調整弁、伸長した該弁
シャフト、弁シャフトに固定したダイヤフラム、弁シャ
フトストローク調整用のスプリングを含む均圧弁におい
て、ダイヤフラムの均圧化動作の基準作動位置を電磁手
段により任意の複数段階にシフトさせることを特徴とす
るガバナ特性多段シフト型均圧弁の発明である。

【００２５】上記均圧弁において、均圧化動作を行うダ
イヤフラムを駆動させる圧力は、ダイヤフラム室に大気
圧を作用させることでも良く、また、ダイヤフラム室に
駆動用流体の圧力を作用させることでも良い。更に、駆
動用流体の圧力は、被制御流体の二次圧と関係が有って
も良く、関係が無くても良い。

【００２６】前記電磁手段に係る具体的な第１態様とし
て、流量調整弁、伸長した該弁シャフト、弁シャフトに
固定したダイヤフラム、弁シャフトストローク調整用の
スプリングを含む均圧弁において、該弁シャフトと円環
状電磁石とがプランジャ型ソレノイドを構成するように
単数個若しくは互いに磁力線が干渉しない間隔を置いた
複数個の電磁石を駆動流体側ダイヤフラム室内に配設
し、夫々の電磁石がストローク調整用スプリングに抗し
て弁シャフトを調整弁の方向に牽引するように夫々対応
する鉄心を弁シャフトに固定し、コントローラからの指
令により夫々の電磁石に独立に通電するように電源を接
続してなることを特徴とするガバナ特性多段シフト型均
圧弁の発明である。

【００２７】なお、上記第１態様において、電磁石が弁
シャフトを牽引する方向は、弁シャフトを調整弁の方へ
引き寄せる方向であっても良いが、上記と逆に弁シャフ
トをストローク調整用スプリングの方へ引き寄せる方向
であっても良い。

【００２８】また第２の本発明は電磁手段の第２態様に
係るガバナ特性多段シフト型均圧弁の発明であり、流量
調整弁、伸長した該弁シャフト、弁シャフトに固定した
ダイヤフラム、弁シャフトストローク調整用のスプリン
グ及びウエイトを含む均圧弁において、円環状電磁石を
弁シャフトが緩やかに貫通してプランジャを構成するよ
うに単数個若しくは互いに磁力線が干渉しない間隔を置
いた複数個の電磁石を駆動流体側ダイヤフラム室内に配
設し、各電磁石の下方側に位置する弁シャフト部分に固
定したウエイト受板上に弁シャフトに沿って滑動する円
環状ウエイトを配し、該ウエイト夫々の上端に弁シャフ
トに沿って滑動し且つ前記電磁石とプランジャ型ソレノ
イドを構成するように鉄心を固設し、通電により各電磁
石が夫々のウエイトを上方向に持ち上げることによりス
プリングが弁シャフトを上方向に牽引し、通電停止によ
り各電磁石が夫々のウエイトを下方のウエイト受板へ落
下させることにより弁シャフトを下方向へ押し下げる動
作を行うように、コントローラからの指令により夫々の
電磁石に独立に通電するように電源を接続してなること
を特徴とするガバナ特性多段シフト型均圧弁の発明であ
る。

【００２９】更に、第３の本発明は電磁手段の第３態様
に係るガバナ特性多段シフト型均圧弁の発明であり、流
量調整弁、伸長した該弁シャフト、弁シャフトに固定し
たダイヤフラム、弁シャフトストローク調整用のスプリ
ングを含む均圧弁において、弁シャフトと単数個又は複
数個の複層同軸円筒状電磁石とがプランジャ型ソレノイ
ドを構成するように該円筒状電磁石を駆動流体側ダイヤ
フラム室内に配設し、夫々の円筒状電磁石がストローク
調整用スプリングに抗して弁シャフトを調整弁の方向に
牽引するように対応する鉄心又はシフト用永久磁石を弁
シャフトに固定し、コントローラからの指令により夫々
の電磁石に独立に通電するように電源を接続してなるこ
とを特徴とするガバナ特性多段シフト型均圧弁の発明で
ある。

【００３０】なお、上記第３態様において、電磁石が弁
シャフトを牽引する方向は、弁シャフトを調整弁の方へ
引き寄せる方向であっても良いが、上記と逆に弁シャフ
トをストローク調整用スプリングの方へ引き寄せる方向
であっても良い。また、必要により、前記複層同軸円筒
状電磁石の外表面を磁性体薄板により密着被覆しても良
い。

【００３１】第４の本発明はＴＤＲの大きい燃焼器へ供
給する燃料をガバナ特性多段シフト型均圧弁を用いて制
御する方法の発明であり、単位当りの燃焼負荷の最大値
と最小値の比（ＴＤＲ）が或る範囲に限られた単位バー
ナを複数個用いて予混合燃料ガスを燃焼する燃焼器にお
いて、燃料を請求項１−９何れかに記載の単数個のガバ
ナ特性多段シフト型均圧弁から各単位バーナへ供給し、
燃焼空気の圧力を用いて該均圧弁の均圧化動作を行わ
せ、且つ燃焼する単位バーナの個数に連動して該均圧弁
ガバナ特性をシフトさせることを特徴とする燃焼器の燃
焼制御方法の発明である。

【００３２】特定の態様として、単位当りの燃焼負荷の
最大値と最小値の比が或る範囲に限られた単位バーナを
複数個用いて予混合燃料ガスを燃焼する燃焼器におい
て、燃料は請求項１−９何れかに記載の単数個のガバナ
特性多段シフト型均圧弁から各単位バーナに配設された
各燃料切替弁を経由して各単位バーナへ供給し、燃焼空
気は単数個の燃焼空気用ファンから空気オリフィスを介
して前記各単位バーナ共通用に設けた共通空気室へ供給
することにより各単位バーナに等圧に供給し、前記空気
オリフィス入口側の燃焼空気圧力Ｐ_ａを駆動流体圧とし
て前記均圧弁のダイヤフラムを駆動し、前記各単位バー
ナへの燃料配分は要求燃焼量と燃料切替弁の開弁個数と
の関係から選択される均圧弁多段ガバナ特性を予め記憶
させた燃料配分制御手段により均圧弁にガバナ特性シフ
ト動作を指令し且つ切替弁に開閉を指令することにより
制御し、前記燃焼空気の供給量は要求燃焼量に適正混合
比において見合う燃焼空気の圧力Ｐ_ａと燃焼空気用ファ
ン回転数との対応関係を予め記憶させたファン制御手段
により演算し且つファンに回転数を指令して制御するこ
とを特徴とする燃料制御方法の発明である。

【００３３】なお、燃焼器の能力に関しては、ＴＤＲの
値がｒである単位バーナをｎ個（但しｎは、ｎ＞１の整
数）、及び請求項１−９何れかに記載のガバナ特性ｎ段
シフト型均圧弁を用いて、請求項１１記載の燃料制御方
法により燃焼器全体としてのＴＤＲの値ｎｒを達成する
ことを特徴とするＴＤＲの大きい燃焼器の燃料制御方法
の発明である。

【００３４】第５の本発明はガバナ特性多段シフト型均
圧弁のガバナ特性シフトを制御する制御器の発明であ
り、単数若しくは複数個の外部センサからの信号に基づ
き被制御流体の所要流量を演算し且つ該所要流量に対応
して請求項１−９何れかに記載した均圧弁の多段ガバナ
特性を選択し且つ該均圧弁にガバナ特性シフト動作を指
令する被制御流体制御部と、予め与えられた被制御流体
流量と駆動流体圧力との相関関係に基づいて前記被制御
流体所要流量に対応する駆動流体の所要圧力を演算し且
つ駆動流体輸送器の動作を指令する駆動流体制御部と、
を含むことを特徴とする請求項１−９何れかに記載した
均圧弁のガバナ特性の多段シフトを制御する制御装置の
発明である。

【００３５】第６の本発明はＴＤＲの大きい燃焼器に組
み込まれたガバナ特性多段シフト型均圧弁のガバナ特性
シフトを制御する制御器の発明であり、燃焼制御部が指
令した要求燃焼量に基づいて燃料切替弁を開弁する個数
及び請求項１−９何れかに記載した均圧弁の多段ガバナ
特性を選択し且つ該要求燃焼量から適正混合比において
見合う燃焼空気の所要流量並びに圧力Ｐ_ａを演算し且つ
該均圧弁のガバナ特性シフト動作と各開閉弁の開閉動作
を指令する燃料配分制御手段と、前記燃焼空気の所要流
量及び圧力Ｐ_ａに対応する燃焼空気用ファン回転数を演
算し且つ指令する燃焼空気用ファン制御手段と、を含む
ことを特徴とする請求項１０−１２何れかに記載の燃料
制御を行う制御装置の発明である。

【００３６】ＴＤＲの大きい燃焼器に組み込まれたガバ
ナ特性多段シフト型均圧弁のガバナ特性シフトを制御す
る制御器の第２態様として、要求燃焼量と燃料切替弁の
開弁個数と請求項１−９何れかに記載した均圧弁の多段
ガバナ特性とを関係付けたデータを予め記憶し且つ燃焼
制御部が指令した要求燃焼量に基づいて該開弁個数及び
該多段ガバナ特性を選択し且つ該均圧弁のガバナ特性シ
フト動作と前記各開閉弁の開閉動作とを指令する燃料配
分制御手段と、要求燃焼量に適正混合比において見合う
燃焼空気の所要流量に対応する燃焼空気用ファン回転数
と要求燃焼量とを関係付けたデータを予め記憶し且つ燃
焼制御部が指令した要求燃焼量に基づいて該回転数を選
択し且つ該燃焼空気用ファンに指令する燃焼空気用ファ
ン制御手段と、を含むことを特徴とする請求項１０−１
２何れかに記載の燃料制御を行う制御装置の発明であ
る。

【００３７】第７の本発明はガバナ特性多段シフト型均
圧弁を組み込んで構成したＴＤＲの大きい燃焼装置の発
明であり、単位当りの燃焼負荷容量が或る範囲内に限ら
れ且つ個別のガス混合室に配設された単位バーナを複数
個結合して構成される燃焼器において、各単位バーナに
燃料を個別供給する電磁開閉弁を設け、該開閉弁への燃
料流量を制御する請求項１−９何れかに記載した単数個
の均圧弁を設け、前記各ガス混合室へ燃焼空気を等圧に
同時供給する共通空間を設け、該共通空間の一端を単数
個の空気オリフィスを介して燃焼空気用ファンに接続
し、該空気オリフィスの上流側から空気圧を伝達する駆
動空気圧導管を前記均圧弁ダイヤフラム室の駆動流体側
に接続し、燃焼空気用ファン制御手段と燃料配分制御手
段とを含むコントローラを設けたことを特徴とする均圧
弁式燃焼制御を行う燃焼装置の発明である。

【００３８】ガバナ特性多段シフト型均圧弁を組み込ん
で構成したＴＤＲの大きい燃焼装置の態様については、
上記の通り連結して構成された複数個の単位バーナへの
燃料配分を制御する手段と単数個の燃焼空気用ファンを
制御する手段とを含むコントローラを搭載するものであ
れば良いが、請求項１4又は１５に記載した均圧弁式燃
焼制御を行う制御装置をコントローラとして装備するＴ
ＤＲの大きい燃焼装置の発明が特に好ましい。

【００３９】また、燃焼装置のＴＤＲの規模について
は、単位バーナのＴＤＲは２−２．５であり、均圧弁は
請求項１−９何れかに記載した均圧弁を用い、コントロ
ーラは請求項１３−１５何れかに記載した制御装置を用
い、このような単位バーナを２−４個組合せてなるＴＤ
Ｒが４−１０であることを特徴とする燃焼装置の発明が
特に好ましい。

【００４０】本発明に係る均圧弁の作用は次の通りであ
る。コントローラから均圧弁のソレノイドに付設された
制御部へダイヤフラムの作動基準位置をシフトする指令
を伝達すると、制御部はソレノイドに通電し、ソレノイ
ドの電磁作用により弁シャフトを予め指定されたストロ
ークだけシフトさせることにより、ダイヤフラムのつり
合うべき基準位置が自動的に移動する。これにより、基
準位置の移動前後でダイヤフラムにかかる駆動流体圧力
が同じであっても、新しい作動基準位置においてダイヤ
フラムがつり合うときの被制御流体二次圧は大幅に変更
される。

【００４１】

【発明の実施の形態】第１の本発明に係るガバナ特性多
段シフト型均圧弁を模式的に例示した図１に沿って、実
施の形態を説明する。図１は均圧弁を弁シャフト及び被
制御流体導管の中心線に沿って縦断した概略断面を示す
ものであり、被制御流体は導管から流量調整弁１０１と
弁座との間隙を通って均圧弁のダイヤフラム室１００に
入り、ダイヤフラム１０３に二次圧を及ぼしながら導管
内を流れて行く。ダイヤフラム１０３で隔てられた他方
のダイヤフラム室１００には駆動圧導入口１０４を設け
てあり、駆動流体導管（図示せず）を接続する。

【００４２】弁シャフト１０２は、ダイヤフラム１０３
で隔てられた他方のダイヤフラム室１００内（以下、駆
動流体側ダイヤフラム室と表示）にまで伸長し、ダイヤ
フラムを貫通する部分は気密状に固定し、弁シャフト１
０２の端はストローク調整スプリング１０５に固定し、
スプリング１０５はダイヤフラム室１００の上部室壁に
固定する。

【００４３】弁シャフト１０２が円環状の第１コイル１
０６及び第２コイル１０８を自由に滑動するように中空
中心部を緩やかに貫通し、各コイルと弁シャフト１０２
とがプランジャ型（往復動型）ソレノイドを構成するよ
うに、各コイルをステー１１０、１１１により夫々室壁
に固定する。各コイルがストローク調整用スプリング１
０５に抗して弁シャフト１０２を調整弁１０１の方向に
牽引するように、夫々対応する位置に円柱状の第１鉄心
１０７、第２鉄心１０９を弁シャフト１０２に固定す
る。

【００４４】第１コイル１０６と第１鉄心１０７とで構
成する第１ソレノイドに対して第２コイル１０８と第２
鉄心１０９とで構成する第２ソレノイドを配置する相対
的位置は、一方のソレノイドに属する鉄心が他方のソレ
ノイドに属するコイルの磁力線により、作動に支障を来
すことの無いような間隔を空ける。各ソレノイドが互い
に独立に作動できるように、各コイルを電源に独立に接
続する。

【００４５】次に、このように構成した均圧弁の動作を
説明する。コントローラが起動すると、ガバナ特性をシ
フトしていない状態に対応するため、全コイルへの通電
は停止した状態にある。スプリング１０５は弁シャフト
１０２を引き寄せるに充分な弾性を有しているため、調
整弁１０１が全閉の位置に来る。コントローラから駆動
流体輸送器（図示せず）への指令により駆動圧導入口１
０４から駆動流体圧が加わると、ダイヤフラム１０３が
押し下げられて弁シャフト１０２が調整弁１０１の方向
へ動き、調整弁が開き、被制御流体が調整弁を通過して
流れる。

【００４６】調整弁を通過した被制御流体の二次圧がダ
イヤフラム１０３に加わる力とバランスするようになる
まで調整弁が開くと、従来の均圧弁と同じ均圧化作用に
より弁の開度はこのまま維持され、被制御流体二次圧は
駆動流体圧に対して一定比の値でバランスする。コント
ローラからの新たな指令により駆動流体圧が変化する
と、被制御流体二次圧は駆動流体圧と一定比を維持しつ
つ追従して変化する。

【００４７】コントローラが第１段のガバナ特性を選択
する指令を発すると、例えば第１ソレノイドに通電さ
れ、第１コイル１０６が第１鉄心１０７を調整弁の方向
に所定のストロークだけ牽引することによりダイヤフラ
ム１０３の作動基準位置をシフトする。ダイヤフラムの
基準位置シフトにより、調整弁の開度がこのシフトに対
応する開度だけ加算される。シフト後は、ダイヤフラム
１０３が駆動流体圧とバランスした位置において、均圧
化作用により弁の開度がこのまま維持され、駆動流体圧
と被制御流体の二次圧の比がシフト前と同じ一定値に維
持される。

【００４８】第２段の指令についても同様であり、理論
的にはガバナ特性のシフト段数はソレノイドの個数プラ
ス１段まで可能である。各ソレノイドは、形状や牽引力
が同じものを使用しても良く、また異なるものを使用し
ても有用である。同一電圧の電源に接続しても、電磁石
の牽引力強度や鉄心が往復動するストロークが互いに異
なるソレノイドを配設することにより、均圧弁のガバナ
特性を如何様にもシフトすることが可能となる。

【００４９】上記第１発明の別実施形態として、図４に
示すように、コイルが鉄心を牽引する方向を上記と逆方
向にすることができる。つまり、第１鉄心１０７、第２
鉄心１０９は、夫々対応する第１コイル１０６、第２コ
イル１０８が弁シャフト１０２をストローク調整用スプ
リング１０５の方向へ牽引できるようなシャフト上の位
置に固定する。且つ全鉄心の合計重量が通電停止により
調整弁を全開するに充分であるものを用いる。夫々の鉄
心の重量配分とコイルの電磁力をこれに見合うように製
作すると、ガバナ特性のシフトを任意に多様化すること
ができる。

【００５０】このように構成した均圧弁の動作は次のと
おりである。先ずコントローラが起動すると、ガバナ特
性未シフトの状態に対応するため、直ちに全コイルに通
電される。全コイルの合計牽引力とスプリング１０５の
弾性との合算値が全鉄心の総重量を持ち上げるに充分で
あるため、調整弁１０１は全閉の位置に来る。コントロ
ーラの指令により駆動圧導入口１０４から駆動流体圧が
加わると、ダイヤフラム１０３が押し下げられて弁シャ
フト１０２が調整弁１０１の方向へ動き、調整弁が開
き、被制御流体が調整弁を通過して流れる。調整弁を通
過した被制御流体の二次圧がダイヤフラム１０３に加わ
る力と均衡するまで調整弁が開き、従来の均圧弁と同じ
均圧化作用により弁の開度はこのまま維持され、被制御
流体二次圧は駆動流体圧に対して一定比に維持される。

【００５１】コントローラが第１段のガバナ特性を選択
する指令を発すると、例えば第１ソレノイドが通電停止
となり、第１鉄心１０７が自重により弁シャフトを調整
弁の方向に所定のストロークだけ押し下げることにより
ダイヤフラム１０３の作動基準位置をシフトする。ダイ
ヤフラムの基準位置シフトにより、調整弁の開度がこの
シフトに対応する開度だけ加算される。シフト後は、ダ
イヤフラム１０３が駆動流体圧とバランスした位置にお
いて、均圧化作用により弁の開度がこのまま維持され、
被制御流体二次圧は駆動流体圧に対してシフト前と同じ
一定比に維持される。第２段の指令以下についても同様
である。

【００５２】第２の本発明に係るガバナ特性多段シフト
型均圧弁を模式的に例示した図２に沿って、実施の形態
を説明する。図２は均圧弁を弁シャフト及び被制御流体
導管の中心線に沿って縦断した概略断面を示す。被制御
流体は図１の形態と同様に導管から流量調整弁１０１と
弁座との間隙を通って均圧弁のダイヤフラム室１００に
入り、ダイヤフラム１０３に二次圧を及ぼしながら導管
内を流れて行く。ダイヤフラム１０３で隔てられた他方
のダイヤフラム室１００には駆動圧導入口１０４を設け
てあり、駆動流体導管（図示せず）を接続する。

【００５３】弁シャフト１０２は、図１の形態と同様に
駆動流体側ダイヤフラム室にまで伸長し、ダイヤフラム
を貫通する部分は気密状に固定し、弁シャフト１０２の
端はストローク調整スプリング１０５に固定し、スプリ
ング１０５はダイヤフラム室１００の上部室壁に固定す
る。弁シャフト１０２が円環状の第１コイル１０６及び
第２コイル１０８を自由に滑動するように中空中心部を
貫通し、弁シャフト１０２が各コイル内をプランジャの
ように往復動できるように、図１と同様に各コイルをス
テー１１０、１１１により夫々室壁に固定する。

【００５４】図２に例示した形態において、各コイルに
対応する第１鉄心１０７、第２鉄心１０９は、弁シャフ
トに沿って自由に滑動する中空円環状の形状であり、各
鉄心の下端に弁シャフトに沿って同様に滑動する円環状
の第１ウエイト１２１、第２ウエイト１２３を固設す
る。また、これらのウエイトを受け止めるように、各コ
イルの下方側の弁シャフト部分に夫々第１ウエイト受板
１２０、第２ウエイト受板１２２を固定する。

【００５５】第１コイル１０６と第１鉄心１０７とで構
成する第１ソレノイドに対して第２コイル１０８と第２
鉄心１０９とで構成する第２ソレノイドを配置する相対
的位置については、図１の形態と同様、一方のコイルの
磁力線が他方のソレノイドに属する鉄心の作動に支障を
来すことの無いような間隔を空ける。各ソレノイドが互
いに独立に作動できるように、各コイルを電源に独立に
接続する。

【００５６】次に、この構成による均圧弁の動作を説明
する。コントローラが起動すると、ガバナ特性未シフト
の状態に対応するため直ちに全コイルに通電される。各
コイルは、夫々ウエイトが固設された鉄心を磁力により
引き上げる。その結果、軽くなった弁シャフト１０２を
スプリング１０５が引き寄せ、調整弁１０１は全閉の位
置に来る。コントローラの指令により駆動圧導入口１０
４から駆動流体圧が加わると、ダイヤフラム１０３が押
し下げられて弁シャフト１０２が動き、調整弁１０１が
開き、従来の均圧弁と同じ均圧化作用により、被制御流
体二次圧が駆動流体圧力に対し一定比に維持される。

【００５７】コントローラが第１段のガバナ特性を選択
する指令を発すると、例えば第１ソレノイドが通電停止
となり、第１ウエイト１２１を固着した第１鉄心１０７
が電磁力による牽引から解放されるため、弁シャフトを
滑落して第１ウエイト受板１２０に受け止められる。そ
の結果、弁シャフトが調整弁の方向に所定のストローク
だけ押し下げられることによりダイヤフラム１０３の作
動基準位置をシフトする。これにより、調整弁の開度が
このシフトに対応する開度だけ加算される。シフト後
は、均圧化作用により被制御流体二次圧が駆動流体圧に
対し一定比となるように維持される。

【００５８】第２段のシフト指令以下についても同様で
あり、ソレノイドの個数とガバナ特性のシフト段数との
関係も前記第１発明と同様である。また、夫々のウエイ
トの重量配分と電磁石の牽引力をこれに見合うように製
作することによるシフトの多様化についても前記第１発
明と同様である。第２発明に係る電磁的シフト様式にお
いては、ダイヤフラムの作動基準位置をシフトするため
に重量一定のウエイトを使用する結果、シフトが常に正
確に行われるという利点がある。

【００５９】第３の本発明に係るガバナ特性多段シフト
型均圧弁を模式的に例示した図３に沿って、実施の形態
を説明する。図３は均圧弁を弁シャフト及び被制御流体
導管の中心線に沿って縦断した概略断面を示す。被制御
流体は図１の形態と同様に導管から流量調整弁１０１と
弁座との間隙を通って均圧弁のダイヤフラム室１００に
入り、ダイヤフラム１０３に二次圧を及ぼしながら導管
内を流れて行く。ダイヤフラム１０３で隔てられた他方
のダイヤフラム室１００には駆動圧導入口１０４を設け
てあり、駆動流体導管（図示せず）を接続する。

【００６０】弁シャフト１０２は、図１の形態と同様に
駆動流体側ダイヤフラム室にまで伸長し、ダイヤフラム
を貫通する部分は気密状に固定し、弁シャフト１０２の
端はストローク調整スプリング１０５に固定し、スプリ
ング１０５はダイヤフラム室１００の上部室壁に固定す
る。駆動流体側のダイヤフラム室に第１コイル１０６及
び第２コイル１０８を複層同軸円筒状に設け、弁シャフ
ト１０２が複層コイル最内層の中を自由に滑動する形態
のプランジャ型ソレノイドを構成する。各ソレノイドが
互いに独立に作動できるように、各コイルを電源に独立
に接続する。

【００６１】最外層コイル（この事例では第２コイル１
０８）の外面を所望により磁性体薄板製の枠１２５によ
り密着して蔽い、磁性体枠をステー１１０、１１１によ
り室壁に固定する。次に、図３の通り弁シャフト１０２
に円柱状のシフト用磁石１２４を固設し、調整弁１０１
が全開のときシフト用磁石１２４が複層コイルの最下端
に来るように、また調整弁が全閉のときシフト用磁石が
複層コイルの最上端に（点線で図示）来るように、固設
位置およびスプリング１０５を調整する。

【００６２】図３に示す構成によるソレノイドの作用を
説明する。円筒状コイルの巻線密度が一様であれば、ソ
レノイド内部の磁束密度も一様である。磁束の方向を変
化させないため、全てのコイルに印加する電圧は正負同
方向の直流電圧とする。例えば、ＡＣ単相１００Ｖをダ
イオード整流器４個で全波整流したＤＣ実効値約９０Ｖ
を印加する。

【００６３】これにより、原理的に各コイル巻数と電流
値との積に比例した磁束密度をコイル個別に又は加算し
て生成することができる。所望によりコイル最外部を透
磁率の大きい磁性体枠１２５により蔽い、磁束の伝導路
を設けたことによって、磁気回路としての磁気抵抗が低
下し、同一電流に対してソレノイド内部の磁束密度を大
きくできる。

【００６４】シフト用磁石１２４は棒磁石であり、円筒
状コイル長さが充分に長ければ、コイルに流す電流方向
と棒磁石の極性方向により決定される移動方向へ、複層
コイルが生成する磁束の密度に比例した牽引力により牽
引される。この事例ではソレノイド２個によりシフト用
磁石のシフト量は、通電ゼロ個、第１ソレノイドへ通
電、第２ソレノイドへ通電、ソレノイド２個へ同時通電
の４段階可変である。なお、ソレノイド１個に通電する
電流値を調節することにより、シフト量を変更すること
も可能であるが、シフトを高頻度で繰り返し再現する用
途の場合には、シフト量の正確性、制御器の簡明性を期
して複層コイルを採用する。

【００６５】次に、図３に示した均圧弁の動作を説明す
る。コントローラが起動すると、ガバナ特性未シフトの
状態に対応するため、全コイルは通電停止状態にあり、
スプリング１０５が弁シャフト１０２を引き上げ、調整
弁１０１は全閉の位置に来ている。この段階では、シフ
ト用磁石１２４は図３に点線で示すようにコイルの最上
端にあり、コントローラの指令により駆動圧導入口１０
４から駆動流体圧が加わると、ダイヤフラム１０３が押
し下げられて弁シャフト１０２が動き、調整弁１０１が
開き、従来の均圧弁と同じ均圧化作用により、被制御流
体二次圧が駆動流体圧に対し一定比に維持される。

【００６６】コントローラが第１段のガバナ特性を選択
する指令を発すると、例えば第１ソレノイドに通電さ
れ、シフト用磁石１２４は第１コイルの磁束密度に対応
して予め指定したシフト量だけ下方に引き下げらる。そ
の結果、弁シャフトが調整弁の方向に所定のストローク
だけ押し下げられることによりダイヤフラム１０３の作
動基準位置をシフトする。これにより、調整弁の開度が
このシフトに対応する開度だけ加算される。シフト後
は、均圧化作用により被制御流体二次圧が駆動流体圧に
対し一定比になるように維持される。

【００６７】第２段のシフト指令を発すると、例えば第
２ソレノイドに通電され、シフト用磁石１２４は第２コ
イルの磁束密度に対応して上記と別のシフト量だけ下方
に引き下げられる。第３段のシフト指令では例えば第１
コイルと第２コイルの加算磁束密度に対応したシフト量
だけ移動する。このように、円筒状コイルの長さが充分
であればソレノイドの個数ｎに対してガバナ特性のシフ
ト段数は数式４の関係になる。 （数式４） （１＋ｎC １＋ｎC ２＋ｎC ３＋・・＋ｎC ｎ）＝１＋
ｎ（ｎ＋１）／２ なお、夫々のコイル巻線密度の配分とソレノイド内の牽
引方向ストロークによるシフト量の多様化については前
記第１発明と同様である。

【００６８】第７の本発明は、前記均圧弁を用いてＴＤ
Ｒの大きい燃焼器の燃料制御を実施する燃焼装置に係
り、ＴＤＲの大きい燃焼器を模式的に示した図５に沿っ
て実施態様を説明する。ＴＤＲの大きい燃焼器１３は、
各単位バーナ１を複数個、この事例では４個、燃焼面に
おいて互いに接合して構成する。各単位バーナ１ａ等に
個別のガス混合室２ａ等を付設する。各混合室２ａ等に
夫々ガスノズル３ａ等を配設し、燃料はガスノズル３ａ
等から混合室２ａ等へ噴出させる。各ガスノズル３ａ等
に電磁開閉式の燃料切替弁４ａ等を介して燃料枝管６ａ
等を接続し、各枝管６ａ等を１本の燃料幹管７に接続
し、前記本発明に係るガバナ特性多段シフト型均圧弁８
を通過して燃料が幹管７へ流入するように接続する。

【００６９】各ガス混合室の下端を切開し、燃焼器１３
内に燃焼空気を配分する空間である共通空気室５へ夫々
接続する。燃焼空気用ファン１１の回転により燃焼空気
を共通空気室５へ送入する。これにより、燃焼空気は各
ガス混合室３が同時に等しい圧力となるように流入す
る。燃料切替弁が開放している単位バーナ１ａ等におい
ては燃料と燃焼空気が混合し、単位バーナの燃焼面へ押
し出されて燃焼する。一方、燃料切替弁が閉止している
例えば単位バーナ１ｄにおいては、燃焼空気のみが当該
単位バーナの燃焼面へ押し出され、この部分では燃焼が
起らない。

【００７０】前記本発明に係るガバナ特性多段シフト型
均圧弁８のダイヤフラムを駆動するに必要な空気圧を得
るため、燃焼空気用ファン１１と共通空気室５とを接続
する空気流路に空気オリフィス１０を挿設する。空気オ
リフィス１０の入口側つまり上流側から均圧弁８の駆動
流体側ダイヤフラム室の駆動圧導入口１０４（図１参
照）へ、空気圧を伝達する駆動空気圧導管９を接続す
る。

【００７１】コントローラ１２から均圧弁８へガバナ特
性をシフトする指令を送信する信号線を接続する。均圧
弁８において、信号を受けて図１−図４に例示したダイ
ヤフラムの作動基準位置を電磁的にシフトさせる機構
（ソレノイド）に通電する制御部は、通常用いられるも
のであり、コントローラ１２内に設けても良いがこの事
例では均圧弁に自立機能として内蔵している。但し、ソ
レノイドに通電する電線は図示を省略してある。

【００７２】コントローラ１２から各燃料切替弁４へ、
電磁的開閉を指令する信号線を接続する。切替弁におい
て、信号を受けて電磁開閉弁のコイルに通電する制御部
は通常用いられるものであり、コントローラ１２内に設
けても良いが、この事例では夫々の切替弁に自立機能と
して内蔵している。但し、コイルに通電する電線は図示
を省略してある。所望によりガス混合室内の燃焼空気圧
力を検知する圧力センサ１４を設置する。

【００７３】また、コントローラ１２から燃焼空気用フ
ァン１１へ回転数を指令する信号線及び検知された回転
数を送信する信号線を接続する。信号を受けて燃焼空気
用ファン１１のモータを駆動する交流電圧を調整する制
御部は、通常用いられるものであり、コントローラ１２
内に設けても良いがこの事例ではファンに自立機能とし
て内蔵している。モータへ通電する電線は図示を省略し
てある。なお、回転数センサも通常用いられる例えばパ
ルス等でカウントする型式のものであり、この事例では
ファン１１に内蔵している。

【００７４】第５の本発明は、上記のように構成した燃
焼装置において実施する燃料制御方法の発明であり、前
記図５及び制御フローを示す図６及び要求燃焼量の単位
バーナへの配分と均圧弁ガバナ特性シフトの割り付け関
係を例示する図7を参照して説明する。但し以下の説明
において、視覚的に理解を容易にするため線図を用いて
説明したが、実際にはこの数値データ全てを一組として
表に収めた燃焼テーブルをＭＰＵに記憶させて使用す
る。

【００７５】図６の制御フローをスタートし、ＴＤＲの
大きい燃焼器１３の燃焼中においてステップ１（Ｓ１）
でコントローラ１２が燃焼制御部（図示せず）から要求
燃焼量に係る信号を受信すると、コントローラは予め記
憶した燃焼面切替線図（図７参照）に基づき、Ｓ２で要
求燃焼量から燃料切替弁を開弁する個数を選択する。こ
れは、各単位バーナのＴＤＲには限界があり、限度を超
えた要求燃焼量が指令された場合には、燃焼するバーナ
の個数すなわち燃焼面の数を切り替えて、各単位バーナ
の燃焼量がこのＴＤＲ限度内に入るように調整するため
である。

【００７６】図７は、ＴＤＲが２．５で最大燃焼量が５
０００ｋｃａｌ／ｈ、最小燃焼量が２０００ｋｃａｌ／
ｈである単位バーナ４個の燃焼を切替して、ＴＤＲが１
０の燃焼器を実現する場合の燃焼面切替を例示したもの
である。縦軸に単位バーナ当りの燃焼量を、横軸に要求
燃焼量を表し、要求燃焼量に対応する燃焼バーナ個数と
各バーナにおける燃焼量の関係を示した。例えば、要求
燃焼量が８０００ｋｃａｌ／ｈという信号を受けると、
コントローラはバーナ２個を夫々４０００ｋｃａｌ／ｈ
で燃焼させるように判断し、また、要求燃焼量を１００
００ｋｃａｌ／ｈに増加する信号を受けると、バーナ４
個を夫々２５００ｋｃａｌ／ｈで燃焼するように切替す
る判断を行う。

【００７７】なお、８０００ｋｃａｌ／ｈの要求のと
き、計算上はバーナ４個を夫々２０００ｋｃａｌ／ｈで
燃焼させることが考えられるが、バーナ４個とも最小燃
焼量で運転される状態は避けるように線図を組むのが好
ましい。同様に、１００００ｋｃａｌ／ｈの要求のと
き、計算上はバーナ２個を夫々５０００ｌｃａｌ／ｈで
燃焼させることが考えられるが、バーナ２個は最大燃焼
量で運転されながら他の２個を全く燃焼させない運転
は、加熱の偏りが著しく、このような状態を避けるよう
に線図を組むのが好ましい。

【００７８】コントローラ１２は上記判断に基づき、燃
料切替弁４に開閉を指令し、切替弁は前記自立機能によ
り開閉する。次いでコントローラ１２は、Ｓ３で上記切
替に対応するガバナ特性シフト段数を選択し、ガバナ特
性多段シフト型均圧弁８にガバナ特性のシフトを指令す
る。指令を受けた均圧弁は、前記自立機能により電磁的
にダイヤフラムの作動基準位置をシフトさせる。

【００７９】更にコントローラ１２は、予め記憶した燃
焼空気線図（図９参照）に基づき、Ｓ４で要求燃焼量か
ら適正空気比を維持する燃焼空気量を送風するに要する
燃焼空気用ファン１１の回転数を演算し、ファン１１に
回転数の調整を指令する。指令を受けたファンは、前記
自立機能によりモータに印加されている電圧を指定回転
数に対応する電圧に調整する。続いてＳ５で燃焼停止か
否か判断し、燃焼が継続する限り再びＳ１に戻り、燃料
制御動作を反復する。

【００８０】図９に例示した燃焼空気線図の作成原理に
ついて説明する。単位バーナを予混合燃料ガスが通過す
る流動抵抗は既定値であるから、要求燃焼量と燃焼する
バーナ個数が与えられると、標準温度において適正空気
量が混合された予混合燃料ガスの総体積流量及びこれを
燃焼する単位バーナに配分した流量が決定され、燃料を
噴出しているガス混合室の圧力を算出することができ
る。

【００８１】次いで、この圧力と等しい圧力で燃焼空気
のみが、燃焼しない単位バーナを通過する際の単位バー
ナ当り流量を算出することができる。従って、燃焼空気
の総体積流量は数式５により計算できる。 （数式５） Ｑ_ａ ＝Ｑ_ｇ Ａ＋Ｎ_ｅ （Ｑ_ｇ Ａ＋Ｑ_ｇ ）／Ｎ_ｆ ＝Ｑ_ｇ ｛Ａ＋（Ａ＋１）Ｎ_ｅ ／Ｎ_ｆ ｝ ここで Ｑ_ａ 燃焼空気総体積流量（ｍ^３ ／ｈ） Ｑ_ｇ 要求燃焼量に対応する燃料の体積流量（ｍ^３ ／
ｈ） Ａ 燃料の単位体積当り理論空気量（ｍ^３ ／ｍ^３ ） Ｎ_ｆ 燃焼する単位バーナ個数 Ｎ_ｅ 燃焼しない単位バーナ個数

【００８２】更に、与えられた空気オリフィスにおい
て、上記総体積流量の燃焼空気を通過させるに要する差
圧から空気オリフィス入口側の燃焼空気圧力Ｐ_ａを算出
することができる。次いで、与えられた燃焼空気用ファ
ンについて、この圧力Ｐ_ａにおいて燃焼空気流量Ｑ_ａを
送風するに要する回転数を実測することができる。これ
により、要求燃焼量対ファン回転数を一組のデータとし
て取得し、関係を示す燃焼空気線図を作成することがで
きる。

【００８３】図８に例示したガバナ多段特性線図の作成
原理について説明する。前記の通り均圧弁は、ダイヤフ
ラムにかかる駆動流体の圧力と均圧弁出口の被制御流体
の圧力との比を一定に制御する作用がある。つまり、要
求燃焼量に対応する前記空気オリフィス入口側の燃焼空
気圧力Ｐ_ａを駆動流体の圧力として用い、均圧弁出口の
燃料圧力すなわち燃料二次圧Ｐ'_ｇが所要流量の燃料の
ガスノズル通過に要する差圧と対応するように、Ｐ_ａ
／Ｐ'_ｇ比を計算し、ダイヤフラムの作動基準位置を調
整することができる。

【００８４】そこで、要求燃焼量が与えられた時、単位
バーナ当り体積燃料流量Ｑ_ｇ／Ｎ_ｆ が各ガスノズルから
噴出する際、均圧弁において燃料総体積流量Ｑ_ｇを通過
させるに必要な弁の開度に対応するダイヤフラムの作動
基準位置、つまり、ソレノイドの鉄心をこの位置に牽引
する印加電圧の数値と燃料二次圧Ｐ'_ｇを実測する。

【００８５】均圧弁に供給される燃料の一次圧（燃料供
給管末端における燃料圧力）は常時概ね一定と見做せる
から、燃料二次圧と弁の開度から均圧弁を通過する燃料
流量が一義的に定まる。これにより、燃料切替弁の開弁
個数つまり均圧弁のソレノイド鉄心のシフト位置に対応
する印加電圧をパラメータとして要求燃焼量即ち燃料二
次圧と駆動圧即ち燃焼空気圧を一組のデータとして取得
し、関係を示すガバナ多段特性線図を作成することがで
きる。

【００８６】このようにして、要求燃焼量が指令される
と多段ガバナ特性線図に基づいて均圧弁ダイヤフラムの
作動基準位置がシフトされ、燃焼空気線図に基づいてダ
イヤフラムを駆動する空気圧が指定される。駆動空気圧
が一定であれば、燃料二次圧は均圧化作用により駆動空
気圧に対し一定比に制御され、燃料流量が一定に制御さ
れる。要求燃焼量の増減が多段ガバナ特性線図の或る特
性線の範囲内で変動すれば、要求燃焼量の増減に比例し
て駆動空気圧が増減し、燃料流量は特性線図により規定
された比例定数に従って燃焼空気流量と一定の比に制御
される。

【００８７】気体の流動抵抗は流量の自乗に比例して増
減するので、燃焼している単位バーナの個数が多く、既
に流量調整弁１０１の開度が大きいときに更に燃料流量
を増加させるには、僅かの駆動圧増加に対して燃料二次
圧が大きく増加する必要があり、駆動圧対二次圧の比例
定数が大であることが望ましい。つまり、ダイヤフラム
の作動基準位置を燃料二次圧が高くなる方向すなわち流
量調整弁１０１の開度が増加する方向へシフトする場
合、駆動圧対二次圧の比例定数も大きくなり、ダイヤフ
ラムの作動基準位置を燃料二次圧が低くなる方向すなわ
ち弁１０１の開度が小さくなる方向へシフトする場合
は、この比例定数も小さくなるように対応して変化させ
ることが望ましい。

【００８８】しかし、ダイヤフラムの作動基準位置をシ
フトするのみでは、このような機能は獲得できない。本
発明においては、図８において単純に燃焼量が最大とな
る第３段シフトにおける駆動圧対二次圧の比例定数を採
用した場合、この比例定数を用いて第１段シフトにおい
て最小燃焼量が得られるようにダイヤフラムの作動基準
位置を設定した事例について、５０００ｋｃａｌ／ｈの
単位バーナによる燃焼量のずれを測定した。結果は、第
１段の最大燃焼量付近で約＋１７％、第２段の最大燃焼
量付近で約＋１２％、第３段の最大燃焼量付近では当然
０％となった。なお、第２段の最小燃焼量付近では−４
％〜０％のずれであったから、第１段シフトの４４００
ｋｃａｌ／ｈ付近から第２段シフトへ切替えることによ
り、ずれを実用上差し支え無い程度に抑えることが可能
である。

【００８９】第４の本発明は、前記３タイプに代表され
る均圧弁を燃料制御のような制約無しに用いる場合の多
段シフト動作を制御する制御装置の発明である。制御ブ
ロック図を表す図１０に沿って説明する。外部センサ２
０１又は外部センサ２０２、若しくは両者から被制御流
体に係る要求流量に関連する信号を被制御流体流量演算
部２１１が受信する。同演算部２１１は通常用いられる
ＭＰＵであり、予め与えられている計算式に基づいて、
上記信号の情報から被制御流体の所要流量を演算する。
例えばセンサ２０１から水温、センサ２０２から水の流
量に関する情報を得て、所定温度まで加熱するに要する
熱量を算出し、所定発熱量を有する燃料に関する所要流
量を演算する。

【００９０】上記の被制御流体流量に係る情報を、均圧
弁ガバナ特性選択部２１２が演算部２１１から受信す
る。同選択部２１２も通常用いられるＭＰＵであり、予
め与えられている被制御流体流量とダイヤフラムの作動
基準位置シフトとの関係、例えば前記図７に示した燃焼
面切替線図に従ってダイヤフラムの作動基準位置シフト
を選択し、前記均圧弁ソレノイド制御部２１３に電磁的
動作を指令する。制御部２１３はソレノイドに電圧を印
加し、ダイヤフラムの作動基準位置が指定位置にシフト
される。

【００９１】均圧弁８のダイヤフラムが所定シフト位置
に設定された後、同選択部２１２は選択されたシフト位
置が外部センサからの情報に対応していることを常時チ
ェックする。シフト位置が前記情報に対応している場
合、均圧弁に与えられているガバナ特性による比例定
数、例えば図８に示したガバナ多段特性図で対応する勾
配に従って、自動的に均圧弁が均圧化動作を継続する。

【００９２】一方、駆動流体流量演算部２２１は、被制
御流体流量に係る情報を前記演算部２１１から受信す
る。駆動流体流量演算部２２１も通常用いられているＭ
ＰＵであり、予め与えられている計算式、例えば前記数
式５に基づいて、上記信号の情報から駆動流体に係る所
要流量を演算し、流体輸送機動作量演算部２２２へ情報
を送る。

【００９３】同演算部２２２も通常用いられるＭＰＵで
あり、予め与えられている計算式例えば数式１に基づい
て、上記信号の情報から駆動流体の圧力を算出する。更
に同演算部２２２は、予め与えられている駆動流体の所
要流量と圧力と流体輸送機器動作量との関係、例えば図
９に示した燃焼空気線図における関係に従って機器動作
量を演算し、前記流体輸送機器制御部２２３に動作量に
係る情報を指令する。同制御部２２３は動作量情報に対
応して、流体輸送機器１１に印加する電圧を調整する。
なお、上記各ＭＰＵは、通常１個のＭＰＵ機能により満
足される。

【００９４】第６の本発明は、前記燃料制御に用いるガ
バナ特性多段シフト型均圧弁の多段シフト動作を制御す
る制御装置の発明である。制御ブロック図を示す図１１
に沿って説明する。本発明に係る燃料制御においては、
通常の燃焼器が搭載している燃焼制御部２００が要求燃
焼量に係る数値を燃料流量制御部２３０へ送信する。従
って、本発明に係る制御装置１２においては、前記第４
発明における被制御流体流量演算部２１１（図１０参
照）は必要ない。

【００９５】図１１において、均圧弁ガバナ特性選択部
２１２は前記燃料制御部２００から要求燃焼量に係る情
報を受信し、予め与えられている要求燃焼量と均圧弁ガ
バナ特性のシフト段数との関係、即ち前記図７に示した
燃焼面切替線図に従って燃焼するバーナ個数を選択する
と共に均圧弁のシフト段数を選択し、前記均圧弁ソレノ
イド制御部２１３に対応電磁動作を指令する。制御部２
１３はソレノイドに電圧を印加し、ダイヤフラムの作動
基準位置が指定位置にシフトされる。

【００９６】均圧弁８のダイヤフラムが所定シフト位置
に設定された後、同選択部２１２は選択されたシフト位
置が燃焼制御部２００からの燃料流量情報に対応してい
ることを常時確認する。シフト位置が前記情報に対応し
ている場合、与えられているガバナ特性による比例定
数、即ち図８に示したガバナ多段特性図で対応する勾配
に従って、均圧弁が自動的に燃料二次圧を駆動圧に対し
一定比に制御する。

【００９７】上記のようにして均圧弁ガバナ特性選択部
２１２が選択した使用バーナ個数に係る情報は、燃料切
替制御部２３３に伝達される。同制御部２３３は、予め
与えられた単位バーナ使用マップ（図１３参照）に従っ
て燃焼すべき単位バーナの燃料切替弁４ａ等に電磁開閉
を指令する。

【００９８】一方、燃焼空気流量演算部２４１は、燃料
流量に係る情報を前記選択部２１２から受信する。同演
算部２４１も通常用いられるＭＰＵであり、予め与えら
れている計算式、例えば前記数式５に基づいて、上記情
報から燃焼空気に係る所要流量を演算し、ファン回転数
演算部２４２へ情報を送る。

【００９９】同演算部２４２も通常用いられるＭＰＵで
あり、予め与えられている計算式、例えば数式１に基づ
いて、上記信号の情報から燃焼空気の圧力を算出する。
更に同演算部２４２は、使用するファン１１について予
め与えられている燃焼空気の所要流量つまり要求燃焼量
と空気圧と回転数との関係、即ち図９に示した燃焼空気
線図における関係に従ってファン回転数を演算し、燃焼
空気用ファン制御部２４３に所要回転数に係る情報を指
令する。同制御部２４３は回転数に対応してファン１１
に印加する電圧を調整する。なお、通常実施されている
ように、上記各ＭＰＵは１個のＭＰＵ機能により満足さ
れる。

【０１００】図１２は、本発明に係る燃料制御装置の別
の態様を説明する制御ブロック図である。均圧弁ガバナ
特性選択部２１２は、燃料制御部２００から要求燃焼量
に係る情報を受け、予め記憶した要求燃焼量と燃料切替
弁の開弁個数と均圧弁多段ガバナ特性とを関係付けたデ
ータテーブルから切替弁開弁個数及び均圧弁シフト段数
を選択し、切替弁及び均圧弁内蔵のソレノイド制御部に
動作を指令する。

【０１０１】燃焼空気用ファン回転数選択部２４２は、
燃焼制御部２００から要求燃焼量に係る情報を受け、予
め記憶した要求燃焼量と燃焼空気用ファン回転数とを関
係付けたデータテーブルから回転数を選択し、燃焼空気
用ファン内蔵のファン制御部２４３に動作を指令する。
上記夫々のデータテーブルは、一定規格の部品を使用し
て製作した燃焼装置において、実測データを取得するこ
とにより、比較的容易に作成することができる。

【０１０２】

【発明の効果】本発明に係る均圧弁は、ダイヤフラムの
均圧化作用の作動基準位置を、外部からの指令により多
段階に自動的にシフトすることができる。従って、駆動
流体の圧力に一定の制約がある場合に、従来の均圧弁よ
り著しく広い制御範囲において被制御流体の二次圧を調
整することができる。

【０１０３】本発明に係る燃焼装置は、上記の新しい均
圧弁を使用して構成することにより従来２−２．５程度
であるＴＤＲが例えば１０程度と飛躍的に増大した。然
も最小負荷時と最大負荷時では例えば１００倍も増加す
る燃料流量を１個の均圧弁により制御することができる
上、燃料流量に対し燃焼空気量を一定比率に制御するこ
とができる。その結果、本発明に係る燃焼装置は構造が
極めて簡明かつコンパクトであり、本発明を適用して高
性能ガス湯沸器などを経済的に製作できる。

【０１０４】本発明に係る燃料制御方法は、前記の新し
い均圧弁を用いることにより、最小負荷時と最大負荷時
の変動比率が極めて大きい燃料流量を１個の均圧弁によ
り制御することができる上、同一均圧弁により燃焼空気
の混合比も一定比率に制御することができる。然も、均
圧弁の駆動源は燃焼空気であり、停電などの事故時にお
いて燃焼空気の圧力が低下すると、自動的に燃料の流量
調整弁が閉止する方向に作動する均圧弁を選択できるた
め、安全性が一層向上する。

【０１０５】本発明に係る制御装置は、通常汎用されて
いる超小型ＭＰＵを使用することができるため、ガス湯
沸器等で従来用いられている燃焼制御器に付加すること
が構造的に可能であり、燃焼装置全体のコンパクト化に
有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るガバナ特性多段シフト型均圧弁
の概略構造を例示する断面図。

【図２】 本発明に係るガバナ特性多段シフト型均圧弁
の別の概略構造を例示する断面図。

【図３】 本発明に係るガバナ特性多段シフト型均圧弁
の更に別の概略構造を例示する断面図。

【図４】 本発明に係るガバナ特性多段シフト型均圧弁
の更に別の概略構造を例示する断面図。

【図５】 本発明に係る燃焼装置の概略構造を例示する
模式的断面図。

【図６】 本発明に係る燃料制御方法を説明する制御フ
ロー図。

【図７】 燃焼面切替線図

【図８】 ガバナ多段特性線図

【図９】 燃焼空気線図

【図１０】本発明に係る均圧弁制御装置の機能を説明す
る制御ブロック図。

【図１１】 本発明に係る燃料制御装置の機能を説明す
る制御ブロック図。

【図１２】 本発明に係る別態様の燃料制御装置の機能
を説明する制御ブロック図。

【図１３】 本発明に係る燃料制御装置における単位バ
ーナの選択例を説明する単位バーナ使用マップ。

【図１４】 従来の均圧弁の作用に係る説明図。

【図１５】 従来型の均圧弁を例示する概略断面図。

【符号の説明】

１ 単位バーナ ２ ガス混合室 ３ ガスノズル ４ 燃料切替弁 ５ 共通空気室 ６ 燃料枝管 ７ 燃料幹管 ８ ガバナ特性多段シフト型均圧弁 ９ 駆動空気圧導入管 １０ 空気オリフィス １１ 流体輸送器（燃焼空気用ファン） １２ 制御装置（コントローラ） １３ ＴＤＲの大きい燃焼器 １４ 圧力センサ ２２ 燃料配分制御手段 ２３ 燃焼空気用ファン制御手段 １００ ダイヤフラム室 １０１ 流量調整弁 １０２ 弁シャフト １０３ ダイヤフラム １０４ 駆動圧導入口 １０５ ストローク調整スプリング １０６ 第１コイル １０７ 第１鉄心 １０８ 第２コイル １０９ 第２鉄心 １１０ ステー １１１ ステー １２０ 第１ウエイト受板 １２１ 第１ウエイト １２２ 第２ウエイト受板 １２３ 第２ウエイト １２４ シフト用電磁石 １２５ 磁性体枠 ２００ 燃料制御部 ２０１ 外部センサ１ ２０２ 外部センサ２ ２１０ 被制御流体制御部 ２１１ 被制御流体流量演算部 ２１２ 均圧弁ガバナ特性選択部 ２１３ 均圧弁ソレノイド制御部 ２２０ 駆動流体制御部 ２２１ 駆動流体流量演算部 ２２２ 流体輸送器動作量演算部 ２２３ 流体輸送器制御部 ２３０ 燃料流量制御部 ２３３ 燃料切替弁制御部 ２４０ 燃焼空気量制御部 ２４１ 燃焼空気流量演算部 ２４２ ファン回転数演算部 ２４３ 燃焼空気用ファン制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K003 AA01 AB02 AC02 BB01 CA02 CA04 CB03 CB05 CC01 DA03 3K068 FA03 FB05 FC02 FD07 GA07 HA05 5H307 AA12 BB02 BB04 CC07 DD20 EE04 EE09 EE12 EE22 ES02 FF13 FF28 GG05 GG11 HH08 JJ03 KK01 KK02 KK10

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流量調整弁、伸長した該弁シャフト、弁
   シャフトに固定したダイヤフラム、弁シャフトストロー
   ク調整用のスプリングを含む均圧弁において、ダイヤフ
   ラムの均圧化動作の基準作動位置を電磁手段により任意
   の複数段階にシフトさせることを特徴とするガバナ特性
   多段シフト型均圧弁。
2. 【請求項２】 前記均圧化動作を行う駆動圧は、大気圧
   若しくは駆動流体による圧力である請求項１記載のガバ
   ナ特性多段シフト型均圧弁。
3. 【請求項３】 流量調整弁、伸長した該弁シャフト、弁
   シャフトに固定したダイヤフラム、弁シャフトストロー
   ク調整用のスプリングを含む均圧弁において、該弁シャ
   フトと円環状電磁石とがプランジャ型ソレノイドを構成
   するように単数個若しくは互いに磁力線が干渉しない間
   隔を置いた複数個の電磁石を駆動流体側ダイヤフラム室
   内に配設し、夫々の電磁石がストローク調整用スプリン
   グに抗して弁シャフトを調整弁の方向に牽引するように
   夫々対応する鉄心を弁シャフトに固定し、コントローラ
   からの指令により夫々の電磁石に独立に通電するように
   電源を接続してなること、を特徴とする請求項１又は２
   記載のガバナ特性多段シフト型均圧弁。
4. 【請求項４】 前記夫々の鉄心は、夫々対応する電磁石
   が弁シャフトをストローク調整用スプリングに近付く方
   向へ牽引するように弁シャフトに固定し、且つ全鉄心の
   合計重量が通電停止により調整弁を全開するに充分であ
   ること、を特徴とする請求項３記載のガバナ特性多段シ
   フト型均圧弁。
5. 【請求項５】 流量調整弁、伸長した該弁シャフト、弁
   シャフトに固定したダイヤフラム、弁シャフトストロー
   ク調整用のスプリング及びウエイトを含む均圧弁におい
   て、円環状電磁石を弁シャフトが緩やかに貫通してプラ
   ンジャを構成するように単数個若しくは互いに磁力線が
   干渉しない間隔を置いた複数個の電磁石を駆動流体側ダ
   イヤフラム室内に配設し、各電磁石の下方側に位置する
   弁シャフト部分に固定したウエイト受板上に弁シャフト
   に沿って滑動する円環状ウエイトを配し、該ウエイト夫
   々の上端に弁シャフトに沿って滑動し且つ前記電磁石と
   プランジャ型ソレノイドを構成するように鉄心を固設
   し、通電により各電磁石が夫々のウエイトを上方向に持
   ち上げることによりスプリングが弁シャフトを上方向に
   牽引し、通電停止により各電磁石が夫々のウエイトを下
   方のウエイト受板へ落下させることにより弁シャフトを
   下方向へ押し下げる動作を行うように、コントローラか
   らの指令により夫々の電磁石に独立に通電するように電
   源を接続してなること、を特徴とする請求項１又は２記
   載のガバナ特性多段シフト型均圧弁。
6. 【請求項６】 前記ウエイトは、鉄心と同一部材により
   一体的に形成されてなることを特徴とする請求項５記載
   のガバナ特性多段シフト型均圧弁。
7. 【請求項７】 流量調整弁、伸長した該弁シャフト、弁
   シャフトに固定したダイヤフラム、弁シャフトストロー
   ク調整用のスプリングを含む均圧弁において、弁シャフ
   トと単数個又は複数個の複層同軸円筒状電磁石とがプラ
   ンジャ型ソレノイドを構成するように該円筒状電磁石を
   駆動流体側ダイヤフラム室内に配設し、夫々の円筒状電
   磁石がストローク調整用スプリングに抗して弁シャフト
   を調整弁の方向に牽引するように鉄心若しくはシフト用
   永久磁石を弁シャフトに固定し、コントローラからの指
   令により夫々の電磁石に独立に通電するように電源を接
   続してなること、を特徴とする請求項１又は２記載のガ
   バナ特性多段シフト型均圧弁。
8. 【請求項８】 前記複層同軸円筒状電磁石の外表面を磁
   性体薄板により密着被覆してなることを特徴とする請求
   項７記載のガバナ特性多段シフト型均圧弁。
9. 【請求項９】 前記鉄心若しくはシフト用永久磁石は、
   前記電磁石が弁シャフトをストローク調整用スプリング
   に近付く方向へ牽引するように弁シャフトに固定し、且
   つ前記鉄心若しくはシフト用永久磁石の重量が通電停止
   により調整弁を全開にするに充分であること、を特徴と
   する請求項７又は８記載のガバナ特性多段シフト型均圧
   弁。
10. 【請求項１０】 単位当りの燃焼負荷の最大値と最小値
    の比（ＴＤＲ）が或る範囲に限られた単位バーナを複数
    個用いて予混合燃料ガスを燃焼する燃焼器において、燃
    料を請求項１−９何れかに記載の単数個のガバナ特性多
    段シフト型均圧弁から各単位バーナへ供給し、燃焼空気
    の圧力を用いて該均圧弁の均圧化動作を行わせ、且つ燃
    焼する単位バーナの個数に連動して該均圧弁のガバナ特
    性をシフトさせることを特徴とする燃焼器の燃料制御方
    法。
11. 【請求項１１】 単位当りの燃焼負荷の最大値と最小値
    の比が或る範囲に限られた単位バーナを複数個用いて予
    混合燃料ガスを燃焼する燃焼器において、燃料は請求項
    １−９何れかに記載の単数個のガバナ特性多段シフト型
    均圧弁から各単位バーナに配設された各燃料切替弁を経
    由して各単位バーナへ供給し、燃焼空気は単数個の燃焼
    空気用ファンから空気オリフィスを介して前記各単位バ
    ーナ共通用に設けた共通空気室へ供給することにより各
    単位バーナに等圧に供給し、前記空気オリフィス入口側
    の燃焼空気圧力Ｐ_ａを駆動流体圧として前記均圧弁のダ
    イヤフラムを駆動し、前記各単位バーナへの前記燃料の
    配分は要求燃焼量と燃料切替弁の開弁個数との関係から
    選択される均圧弁多段ガバナ特性を予め記憶させた燃料
    配分制御手段により均圧弁にガバナ特性シフト動作を指
    令し且つ切替弁に開閉を指令することにより制御し、前
    記燃焼空気の供給量は要求燃焼量に適正混合比において
    見合う燃焼空気の圧力Ｐ_ａと燃焼空気用ファン回転数と
    の対応関係を予め記憶させたファン制御手段により演算
    し且つファンに回転数を指令して制御すること、を特徴
    とする請求項１０記載の燃焼器の燃料制御方法。
12. 【請求項１２】 ＴＤＲの値がｒである単位バーナをｎ
    個（但しｎは、ｎ＞１の整数）、及び請求項１−９何れ
    かに記載のガバナ特性ｎ段シフト型均圧弁を用いて、請
    求項１１記載の燃料制御方法により燃焼器全体としての
    ＴＤＲの値ｎｒを達成することを特徴とするＴＤＲの大
    きい燃焼器の燃料制御方法。
13. 【請求項１３】 単数若しくは複数個の外部センサから
    の信号に基づき被制御流体の所要流量を演算し且つ該所
    要流量に対応して請求項１−９何れかに記載した均圧弁
    の多段ガバナ特性を選択し且つ該均圧弁にガバナ特性シ
    フト動作を指令する被制御流体制御部と、予め与えられ
    た被制御流体流量と駆動流体圧力との相関関係に基づい
    て前記被制御流体所要流量に対応する駆動流体の所要圧
    力を演算し且つ駆動流体輸送器の動作を指令する駆動流
    体制御部と、を含むことを特徴とする請求項１−９何れ
    かに記載した均圧弁のガバナ特性の多段シフトを制御す
    る制御装置。
14. 【請求項１４】 燃焼制御部が指令した要求燃焼量に基
    づいて燃料切替弁を開弁する個数及び請求項１−９何れ
    かに記載した均圧弁の多段ガバナ特性を選択し且つ該要
    求燃焼量から適正混合比において見合う燃焼空気の所要
    流量並びに圧力Ｐ_ａを演算し且つ該均圧弁のガバナ特性
    シフト動作と各開閉弁の開閉動作を指令する燃料配分制
    御手段と、前記燃焼空気の所要流量及び圧力Ｐ_ａに対応
    する燃焼空気用ファン回転数を演算し且つ指令する燃焼
    空気用ファン制御手段と、を含むことを特徴とする請求
    項１０−１２何れかに記載の燃料制御を行う制御装置。
15. 【請求項１５】 要求燃焼量と燃料切替弁の開弁個数と
    請求項１−９何れかに記載した均圧弁の多段ガバナ特性
    とを関係付けたデータを予め記憶し且つ燃焼制御部が指
    令した要求燃焼量に基づいて該開弁個数及び該多段ガバ
    ナ特性を選択し且つ該均圧弁のガバナ特性シフト動作と
    前記各切替弁の開閉動作とを指令する燃料配分制御手段
    と、要求燃焼量に適正混合比において見合う燃焼空気の
    所要流量に対応する燃焼空気用ファン回転数と要求燃焼
    量とを関係付けたデータを予め記憶し且つ燃焼制御部が
    指令した要求燃焼量に基づいて該回転数を選択し且つ該
    燃焼空気用ファンに指令する燃焼空気用ファン制御手段
    と、を含むことを特徴とする請求項１０−１２何れかに
    記載の燃料制御を行う制御装置。
16. 【請求項１６】 単位当りの燃焼負荷容量が或る範囲内
    に限られ且つ個別のガス混合室に配設された単位バーナ
    を複数個結合して構成される燃焼器において、各単位バ
    ーナに燃料を個別供給する電磁開閉弁を設け、該開閉弁
    への燃料流量を制御する請求項１−９何れかに記載した
    単数個の均圧弁を設け、前記各ガス混合室へ燃焼空気を
    等圧に同時供給する共通空間を設け、該共通空間の一端
    を単数個の空気オリフィスを介して燃焼空気用ファンに
    接続し、該空気オリフィスの上流側から空気圧を伝達す
    る駆動空気圧導管を前記均圧弁ダイヤフラム室の駆動流
    体側に接続し、燃焼空気用ファン制御手段と燃料配分制
    御手段とを含むコントローラを設けたこと、を特徴とす
    る均圧弁式燃焼制御を行う燃焼装置。
17. 【請求項１７】 前記燃焼空気用ファン制御手段と燃料
    配分制御手段とを含むコントローラは、請求項１４又は
    １５記載の制御装置であることを特徴とする請求項１６
    に記載したＴＤＲの大きい燃焼装置。
18. 【請求項１８】 前記単位バーナのＴＤＲは２−２．５
    であり、前記均圧弁は請求項１−９何れかに記載した均
    圧弁であり、前記コントローラは請求項１３−１５何れ
    かに記載した制御装置であり、且つＴＤＲが４−１０で
    あることを特徴とする請求項１６記載の燃焼装置。