JP2017026229A

JP2017026229A - 予混合装置

Info

Publication number: JP2017026229A
Application number: JP2015145749A
Authority: JP
Inventors: 万之赤木; Kazuyuki Akagi
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2015-07-23
Filing date: 2015-07-23
Publication date: 2017-02-02

Abstract

【課題】ファン２と、ファンの上流側又は下流側に配置された空気が通る空気筒３と、空気筒内のガス筒５とを備えると共に、空気筒内の空気の流れの上流側を向く方向をＸ軸プラス方向として、空気筒のＸ軸プラス方向の端部に位置する空気流入口３１に対向してＸ軸方向に進退する空気調節弁６と、ガス筒のＸ軸プラス方向の端部に位置するガス流出口５１に対向してＸ軸方向に進退するガス調節弁７と、空気調節弁とガス調節弁とを駆動する共通のアクチュエータ８とを備える予混合装置において、空気流入口から流入する空気の動圧の影響がガス流出口に及ぶことを防止して、バーナに要求燃焼量に応じた量の空気及び燃料ガスを確実に供給できるようにする。
【解決手段】ガス調節弁７を、周縁にＸ軸マイナス方向にのびる筒状部７１を有するカップ状に形成し、ガス筒５のＸ軸プラス方向の端部の周囲を筒状部７１で囲う。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気に燃料ガスを混合し、混合気をバーナに供給する予混合装置に関する。

従来、この種の予混合装置として、特許文献１により、空気を供給するファンと、ファンの上流側に配置された空気が通る空気筒とを備えると共に、空気筒の長手方向をＸ軸方向、Ｘ軸方向のうち空気の流れの上流側を向く方向をＸ軸プラス方向、空気の流れの下流側を向く方向をＸ軸マイナス方向として、燃料ガスを供給するガス供給路の下流端に接続される、空気筒内に配置したＸ軸マイナス方向の端部が閉塞された有底筒状のガス筒と、空気筒のＸ軸プラス方向の端部の開口で構成される空気流入口に対向してＸ軸方向に進退し空気流入口の開度を可変する空気調節弁と、ガス筒のＸ軸プラス方向の端部の開口で構成されるガス出口に対向してＸ軸方向に進退しガス流出口の開度を可変するガス調節弁と、空気調節弁とガス調節弁とをＸ軸方向に駆動する共通のアクチュエータとを備えるものが知られている。

ここで、ガス供給路には、一般に、二次ガス圧を大気圧に維持するゼロガバナが介設されている。この場合、燃料ガスの供給量は、二次ガス圧である大気圧とファンの吸引負圧との差圧に応じて変化することになる。そして、ファン吸引負圧はファン回転数に応じて変化するため、燃料ガスの供給量はファン回転数即ち空気供給量に応じて変化する。従って、要求燃焼量に応じてファン回転数を制御することにより、要求燃焼量に応じた量の空気及び燃料ガスがバーナに供給されることになる。

然し、ファン回転数が送風量の比例特性を維持できる下限回転数未満になると、要求燃焼量に応じた量の空気や燃料ガスを供給できなくなる。そのため、上記従来例のものでは、要求燃焼量がファン回転数の下限値に対応する所定値未満になる領域では、ファン回転数を下限回転数に維持した状態で、空気調節弁及びガス調節弁により空気流入口及びガス流出口の開度を調節して、所定値未満の要求燃焼量に応じた量の空気及び燃料ガスを供給できるようにしている。

尚、ガス供給路にゼロガバナに代えて比例弁を介設したものもある。この場合は、空気筒をファンの上流側と下流側の何れに配置してもよい。ここで、比例弁は、これへの通電電流（比例弁電流）に比例した量の燃料ガスを供給するものであり、要求燃焼量に応じた量の燃料ガスが供給されるように比例弁電流が制御される。但し、要求燃焼量が所定値未満になって、比例弁電流がガス供給量の比例特性を維持できる下限電流未満になった場合には、要求燃焼量に応じた量の燃料ガスを供給できなくなる。従って、ガス供給路に比例弁を介設するものでも、要求燃焼量が所定値未満になる領域では、ファン回転数を下限回転数に維持すると共に比例弁電流を下限電流に維持した状態で、空気調節弁及びガス調節弁により空気流入口及びガス流出口の開度を調節して、所定値未満の要求燃焼量に応じた量の空気及び燃料ガスを供給できるようにしている。

ところで、上記従来例において、ガス流出口をガス筒のＸ軸プラス方向の端部の開口で構成するのは、ガス調節弁を共通のアクチュエータで駆動される空気調節弁の近傍に配置するためであるが、これでは以下の不具合を生ずる。即ち、空気筒のＸ軸プラス方向の端部の開口で構成される空気流入口から流入する空気の動圧の影響がガス流出口に及んで、燃料ガス供給量が不安定になりやすい。また、空気流入口から空気と一緒に流入してきた塵埃がガス流出口に付着堆積して、燃料ガス供給量の誤差要因となることもある。

特表２０１４−５０２３３７号公報

本発明は、以上の点に鑑み、空気流入口から流入する空気の動圧の影響がガス流出口に及んだり、空気流入口から流入する塵埃がガス流出口に付着堆積することを防止できるようにした予混合装置を提供することをその課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は、空気に燃料ガスを混合し、混合気をバーナに供給する予混合装置であって、空気を供給するファンと、ファンの上流側又は下流側に配置された空気が通る空気筒とを備えると共に、空気筒の長手方向をＸ軸方向、Ｘ軸方向のうち空気の流れの上流側を向く方向をＸ軸プラス方向、空気の流れの下流側を向く方向をＸ軸マイナス方向として、燃料ガスを供給するガス供給路の下流端に接続される、空気筒内に配置したＸ軸マイナス方向の端部が閉塞された有底筒状のガス筒と、空気筒のＸ軸プラス方向の端部の開口で構成される空気流入口に対向してＸ軸方向に進退し空気流入口の開度を可変する空気調節弁と、ガス筒のＸ軸プラス方向の端部の開口で構成されるガス流出口に対向してＸ軸方向に進退しガス流出口の開度を可変するガス調節弁と、空気調節弁とガス調節弁とをＸ軸方向に駆動する共通のアクチュエータとを備えるものにおいて、ガス調節弁は、周縁にＸ軸マイナス方向にのびる、ガス流出口よりも大径の筒状部を有するカップ状に形成され、ガス調節弁がＸ軸プラス方向の全開位置に存する状態で、筒状部のＸ軸マイナス方向の端部がガス筒のＸ軸プラス方向の端部の周囲を径方向の隙間を存して囲うことを特徴とする。

本発明によれば、ガス流出口がガス調節弁の筒状部で常時囲われることになる。従って、空気流入口から流入する空気の動圧の影響がガス流出口に及んだり、空気流入口から流入する塵埃がガス流出口に付着堆積することをガス調節弁の筒状部で阻止できる。その結果、燃料ガス供給量が不安定になったり、燃料ガス供給量の誤差を生じたりすることを防止できる。

本発明の実施形態の予混合装置を示す斜視図。実施形態の予混合装置の切断側面図。図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した断面図。

図１を参照して、１は、空気に燃料ガスを混合し、混合気を図外のバーナに供給する本発明の実施形態の予混合装置である。この予混合装置１は、図２、図３に示す如く、空気を供給するファン２と、ファン２の上流側に配置された空気が通る空気筒３とを備えている。

ここで、空気筒３の長手方向をＸ軸方向、Ｘ軸方向のうち空気の流れの上流側を向く方向をＸ軸プラス方向、空気の流れの下流側を向く方向をＸ軸マイナス方向として、予混合装置１は、更に、燃料ガスを供給するガス供給路４の下流端に接続孔５２を介して接続される、空気筒３内に配置したＸ軸マイナス方向の端部が閉塞された有底筒状のガス筒５と、空気筒３のＸ軸プラス方向の端部の開口で構成される空気流入口３１に対向してＸ軸方向に進退し空気流入口３１の開度を可変する空気調節弁６と、ガス筒５のＸ軸プラス方向の端部の開口で構成されるガス流出口５１に対向してＸ軸方向に進退しガス流出口５１の開度を可変するガス調節弁７と、空気調節弁６とガス調節弁７とをＸ軸方向に駆動する共通のアクチュエータ８とを備えている。ガス供給路４には、二次ガス圧を大気圧に維持するゼロガバナ４１が介設されている。

ファン２は、吸込み口２１とバーナに連なる吹出し口２２とを有するファンケーシング２３に、モータ２４で回転駆動される羽根車２５を収納した遠心型ファンで構成されている。そして、ファン２の上流側に、空気筒３をそのＸ軸マイナス方向の端部が吸込み口２１に連通するように配置している。また、空気筒３を空隙を存して囲う給気ケース９を設け、空気が給気ケース９の内部空間を介して空気筒３内に流れるようにしている。

アクチュエータ８は、モータ８１と、その出力側の送りネジ機構８２とで構成されている。送りネジ機構８２は、モータ８１により回転駆動されるナット８３と、ナット８３に螺合する雄ネジ部を有するロッド８４と、ロッド８４を回り止めした状態でＸ軸方向に移動自在に挿通支持するガイドスリーブ８５とで構成され、モータ８１の作動でロッド８４がＸ軸方向に進退する。ロッド８４には、空気調節弁６とガス調節弁７とが固定されており、ロッド８４と一緒に空気調節弁６及びガス調節弁７がＸ軸方向に進退する。

ここで、要求燃焼量に応じたファン回転数が送風量の比例特性を維持できる下限回転数以上になる領域では、空気調節弁６及びガス調節弁７をＸ軸プラス方向の全開位置(図２に示す位置)に保持し、ファン回転数の制御で要求燃焼量に対応する量の空気と燃料ガスを供給する。要求燃焼量がファン回転数の下限値に対応する所定値未満になる領域では、ファン回転数を下限回転数に維持した状態で、空気調節弁６及びガス調節弁７を全開位置からＸ軸マイナス方向に変位させて、空気流入口３１及びガス流出口５１の開度を調節し、所定値以下の要求燃焼量に応じた量の空気及び燃料ガスを供給する。

ところで、ガス流出口５１が空気流入口３１と同じＸ軸プラス方向を向いていると、空気流入口３１から流入する空気の動圧の影響がガス流出口５１に及んで、燃料ガス供給量が不安定になりやすい。特に、ガス供給路４にゼロガバナ４１を介設するものでは、ガス流出口５１に作用する圧力が動圧の影響でファン回転数に対応する吸引負圧よりも高くなると、燃料ガス供給量が空気供給量に応じた量より減少してしまう。また、空気流入口３１から空気と一緒に流入してきた塵埃がガス流出口５１に付着堆積して、燃料ガス供給量の誤差要因となることもある。

そこで、本実施形態では、ガス調節弁７を、周縁にＸ軸マイナス方向にのびる、ガス流出口５１よりも大径の筒状部７１を有するカップ状に形成している。そして、ガス調節弁７がＸ軸プラス方向の全開位置に存する状態で、筒状部７１のＸ軸マイナス方向の端部がガス筒５のＸ軸プラス方向の端部の周囲を径方向の隙間を存して囲うようにしている。

これによれば、ガス流出口５１がガス調節弁７の筒状部７１で常時囲われることになる。従って、空気流入口３１から流入する空気の動圧の影響がガス流出口５１に及んだり、空気流入口３１から流入する塵埃がガス流出口５１に付着堆積することをガス調節弁７の筒状部７１で阻止できる。その結果、燃料ガス供給量が不安定になったり、燃料ガス供給量の誤差を生じたりすることを防止できる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ガス供給路４にゼロガバナ４１に代えて比例弁を介設してもよい。この場合、空気筒３をファン２の下流側に配置することも可能である。また、上記実施形態では、アクチュエータ８をモータ８１及び送りネジ機構８２で構成しているが、電磁ソレノイド等の他のアクチュエータを用いることも可能である。

１…予混合装置、２…ファン、３…空気筒、３１…空気流入口、４…ガス供給路、５…ガス筒、５１…ガス流出口、６…空気調節弁、７…ガス調節弁、７１…筒状部、８…アクチュエータ。

Claims

空気に燃料ガスを混合し、混合気をバーナに供給する予混合装置であって、空気を供給するファンと、ファンの上流側又は下流側に配置された空気が通る空気筒とを備えると共に、空気筒の長手方向をＸ軸方向、Ｘ軸方向のうち空気の流れの上流側を向く方向をＸ軸プラス方向、空気の流れの下流側を向く方向をＸ軸マイナス方向として、燃料ガスを供給するガス供給路の下流端に接続される、空気筒内に配置したＸ軸マイナス方向の端部が閉塞された有底筒状のガス筒と、空気筒のＸ軸プラス方向の端部の開口で構成される空気流入口に対向してＸ軸方向に進退し空気流入口の開度を可変する空気調節弁と、ガス筒のＸ軸プラス方向の端部の開口で構成されるガス流出口に対向してＸ軸方向に進退しガス流出口の開度を可変するガス調節弁と、空気調節弁とガス調節弁とをＸ軸方向に駆動する共通のアクチュエータとを備えるものにおいて、
ガス調節弁は、周縁にＸ軸マイナス方向にのびる、ガス流出口よりも大径の筒状部を有するカップ状に形成され、ガス調節弁がＸ軸プラス方向の全開位置に存する状態で、筒状部のＸ軸マイナス方向の端部がガス筒のＸ軸プラス方向の端部の周囲を径方向の隙間を存して囲うことを特徴とする予混合装置。