JP2017180870A

JP2017180870A - 予混合装置

Info

Publication number: JP2017180870A
Application number: JP2016063670A
Authority: JP
Inventors: 智行島津; Tomoyuki Shimazu; 充宮田; Mitsuru Miyata
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2016-03-28
Filing date: 2016-03-28
Publication date: 2017-10-05
Anticipated expiration: 2036-03-28
Also published as: JP6608749B2

Abstract

【課題】流量調節弁を介設したガス供給路４の下流端がファン２の上流側の空気供給路３に設けられたガス吸引部３１に接続され、ガス吸引部より上流側の空気供給路の部分の通気抵抗を大小に切換える空気抵抗切換手段たるバタフライ弁７と、流量調節弁よりも下流側のガス供給路の部分の通気抵抗を大小に切換えるガス抵抗切換手段たる切換弁８とを備える予混合装置において、運転停止中に、バーナ１からファンを介して空気供給路内に侵入した異物がガス吸引部を経由してガス供給路に侵入しても、切換弁の配置部に異物が落下することを防止できるようにする。【解決手段】切換弁８をガス吸引部３１よりも上方に配置する。【選択図】図１

Description

本発明は、空気に燃料ガスを混合し、混合気をファンを介して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、燃料ガスを供給する流量調節弁を介設したガス供給路の下流端がファンの上流側の空気供給路に設けられたガス吸引部に接続され、ガス吸引部より上流側の空気供給路の部分の通気抵抗を大小に切換える空気抵抗切換手段と、流量調節弁よりも下流側のガス供給路の部分の通気抵抗を大小に切換えるガス抵抗切換手段とを備えるものが知られている。

ところで、流量調節弁として比例弁を用いる場合は、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が制御され、更に、バーナに供給される混合気の空燃比が一定になるように、要求燃焼量に応じてファン回転数が制御される。但し、要求燃焼量が所定値以下になって、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下になったり、比例弁電流（比例弁への通電電流）がガス供給量の比例特性を維持できる下限電流以下になった場合には、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。

また、流量調節弁として、二次ガス圧を大気圧に維持するゼロガバナを用いることもある。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空気供給路内の負圧との差圧に応じて変化する。そして、空気供給路内の負圧が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の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。

このものでも、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下になると、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、要求燃焼量が所定値以下になったときに、空気抵抗切換手段で空気供給路の通気抵抗を大きくして、ファン回転数を上記下限回転数以下にせずに、所定値以下の要求燃焼量に応じた量の空気を供給できるようにする必要がある。また、空気供給路の通気抵抗を大きくするだけでは、空気供給路内の負圧の増加で燃料ガスの供給量が要求燃焼量に応じた量を超えてしまうため、空気供給路の通気抵抗を大きくするのに合わせて、ガス供給路の通気抵抗も大きくする必要がある。

そこで、上記従来例では、要求燃焼量が所定値以下になったときに、空気抵抗切換手段で空気供給路の通気抵抗を大きくすると共にガス抵抗切換手段でガス供給路の通気抵抗を大きくし、所定値以下の要求燃焼量に応じた量の空気や燃料ガスを供給できるようにしている。

ここで、特許文献１に記載のものにおいて、空気抵抗切換手段は、ガス吸引部よりも上流側の空気供給路の部分に回動自在に設けられたバタフライ弁で構成され、ガス抵抗切換手段は、ガス供給路内に開閉動作自在に設けられた切換弁で構成され、バタフライ弁の開き姿勢と閉じ姿勢への回動に連動して切換弁を開閉動作させる連動機構を備えている。

然し、このものでは、切換弁がガス吸引部よりも下方に配置されており、以下の不具合を生ずることが判明した。即ち、運転停止中に、バーナからファンを経由して空気供給路内に異物が侵入し、この異物がガス吸引部からガス供給路に侵入する可能性がある。すると、ガス吸引部よりも下方の切換弁の配置部に異物が落下し、切換弁や弁座に異物が付着して、弁洩れを生じ、燃焼状態が悪化することがある。

特開２０１５−２３０１１３号公報

本発明は、以上の点に鑑み、ガス抵抗切換手段たる切換弁の配置部に異物が落下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、混合気をファンを介してバーナに供給する予混合装置であって、燃料ガスを供給する流量調節弁を介設したガス供給路の下流端がファンの上流側の空気供給路に設けられたガス吸引部に接続され、ガス吸引部より上流側の空気供給路の部分の通気抵抗を大小に切換える空気抵抗切換手段と、流量調節弁よりも下流側のガス供給路の部分の通気抵抗を大小に切換えるガス抵抗切換手段とを備え、空気抵抗切換手段は、ガス吸引部よりも上流側の空気供給路の部分に回動自在に設けられたバタフライ弁で構成され、ガス抵抗切換手段は、ガス供給路内に開閉動作自在に設けられた切換弁で構成され、バタフライ弁の開き姿勢と閉じ姿勢への回動に連動して切換弁を開閉動作させる連動機構を備えるものにおいて、切換弁は、ガス吸引部よりも上方に配置されることを特徴とする。

本発明によれば、運転停止中に、バーナからファンを経由して空気供給路内に異物が侵入し、この異物がガス吸引部からガス供給路に侵入しても、ガス吸引部より上方に位置する切換弁の配置部に異物が落下することはない。そのため、切換弁や弁座への異物の付着による弁洩れで燃焼状態が悪化することを防止できる。

尚、バタフライ弁がガス吸引部よりも下方に配置されるものにおいては、連動機構を、バタフライ弁の弁軸に連結したカムと、カムに下端が当接する、上方にのびて切換弁に連結されるロッドとで構成し、弁軸の回転でカムを介してロッドが上下動して切換弁が開閉動作されるようにすればよい。

本発明の実施形態の予混合装置を示す切断側面図。図１のＩＩ−ＩＩ線で切断した切断平面図。図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した断面図。図１のＩＶ−ＩＶ線で切断した断面図。

図１を参照して、１は、混合気が噴出して燃焼する燃焼面１ａを有する全一次燃焼式バーナ等から成るバーナである。バーナ１にはファン２が接続されており、本発明の実施形態の予混合装置Ａにより、空気に燃料ガスを混合して、混合気をファン２を介してバーナ１に供給するようにしている。

予混合装置Ａは、ファン２の上流側の空気供給路３と、燃料ガスを供給するガス供給路４とを備えている。ガス供給路４の上流部には、図４に示す如く開閉弁５と比例弁やゼロガバナから成る流量調節弁６とが介設されている。更に、ガス供給路４の下流端は、空気供給路３に設けられたガス吸引部３１に接続されている。また、予混合装置Ａは、ガス吸引部３１より上流側の空気供給路３の部分の通気抵抗を大小に切換える空気抵抗切換手段と、流量調節弁６よりも下流側のガス供給路４の部分の通気抵抗を大小に切換えるガス抵抗切換手段とを備えている。

ガス吸引部３１よりも上流側の空気供給路３の部分には、空気供給路３の周壁面３２との間に間隙を存して内筒３３が設けられている。そして、空気供給路３の周壁面３２と内筒３３の外周面との間の間隙により、内筒３３内の主通路３ａに並列な副通路３ｂが構成される。内筒３３の下流端（図１、図３で上端）のフランジ部３３ａには、図２に明示する如く、副通路３ｂの出口となる円弧状の透孔３３ｂが複数形成されている。

また、内筒３３内には、弁軸７１を中心にして回動自在な円板から成るバタフライ弁７が設けられており、このバタフライ弁７により空気抵抗切換手段が構成される。バタフライ弁７の弁軸７１には、ステッピングモータ等のアクチュエータ７２が連結されている。そして、要求燃焼量が所定値以下になったときに、アクチュエータ７２の作動で、バタフライ弁７を、図３に仮想線で示す、主通路３ａの長手方向に沿った開き姿勢から、図１乃至図３に実線で示す、主通路３ａの長手方向に直交する閉じ姿勢になるように回動させる。このようにバタフライ弁７を閉じ姿勢に回動させると、主通路３ａがほぼ閉じられ、空気が流れるのは実質的に副通路３ｂに制限され、空気供給路３の通気抵抗が大きくなる。

ガス吸引部３１の上流側に隣接する空気供給路３の部分には、内筒３３が配置された空気供給路３の部分よりも小径なベンチュリ部３４が設けられている。ベンチュリ部３４の下流側に隣接する空気供給路３の部分は、ベンチュリ部３４よりも大径の筒部３５で囲われている。そして、ベンチュリ部３４の下流端部を筒部３５の上流端部に環状の間隙を存して挿入し、この間隙によりガス吸引部３１が構成されるようにしている。また、副通路３ｂとベンチュリ部３４との間の空気供給路３の部分の周壁面は、ベンチュリ部３４に向けて縮径するテーパー面３６に形成されている。

ガス供給路４には、ガス吸引部３１に連通する、筒部３５と筒部３５を囲う外壁面４１ａとの間の間隙で構成される下流端のガス室４１の上流側に位置して、ガス室４１に常時連通する通路部分４２に対して並列の弁室８１が設けられている。そして、弁室８１内に、弁室８１の下端の弁座８２に形成した、通路部分４２に連通する弁孔８３を開閉する切換弁８を設け、この切換弁８によりガス抵抗切換手段を構成している。切換弁８を閉弁させると、弁室８１を介してのガスの流れが遮断され、ガス供給路４の通気抵抗が大きくなる。

ここで、図１、図３、図４の上下方向は、実際の上下方向に一致している。そして、切換弁８がガス吸引部３１よりも上方に配置され、バタフライ弁７がガス吸引部３１よりも下方に配置されていることが、図１、図３、図４から明らかである。また、切換弁８は、バタフライ弁７の回動に伴い連動機構９を介して開閉動作される。この連動機構９は、図１、図４に示す如く、バタフライ弁７の弁軸７１に連結したカム９１と、カム９１に下端が当接する、上方にのびて切換弁８に連結されるロッド９２とで構成され、弁軸７１の回転でカム９１を介してロッド９２が上下動して切換弁８が開閉動作される。即ち、バタフライ弁７を開き姿勢に回動させると、カム９１によりロッド９２が押し上げられ、切換弁８が弁バネ８４の付勢力に抗して上動して開弁され、また、バラフライ弁７を閉じ姿勢に回動させると、カム９１によるロッド９２の押し上げが解除され、切換弁８が弁バネ８４の付勢力で下動して閉弁される。

ところで、運転停止中に、バーナ１からファン２を経由して空気供給路３内に異物が侵入し、この異物がガス吸引部３１からガス供給路４に侵入する可能性がある。この場合、ガス吸引部３１よりも下方に切換弁８が配置されていると、ガス吸引部３１からガス供給路４に侵入した異物が切換弁８の配置部に落下し、切換弁８や弁座８２に異物が付着してしまうことがある。すると、切換弁８の閉弁時、弁洩れで燃料ガスが過度に供給されて燃焼状態が悪化する。

これに対し、本実施形態では、運転停止中に、バーナ１からファン２を経由して空気供給路３内に異物が侵入し、この異物がガス吸引部３１からガス供給路４に侵入しても、ガス吸引部３１より上方に位置する切換弁８の配置部に異物が落下することはない。そのため、切換弁８や弁座８２への異物の付着による切換弁８の閉弁時の弁洩れで燃焼状態が悪化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るものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することができる。

Ａ…予混合装置、１…バーナ、２…ファン、３…空気供給路、３１…ガス吸引部、４…ガス供給路、６…流量調節弁、７…バタフライ弁、７１…弁軸、８…切換弁、９…連動機構、９１…カム、９２…ロッド。

Claims

空気に燃料ガスを混合し、混合気をファンを介してバーナに供給する予混合装置であって、
燃料ガスを供給する流量調節弁を介設したガス供給路の下流端がファンの上流側の空気供給路に設けられたガス吸引部に接続され、ガス吸引部より上流側の空気供給路の部分の通気抵抗を大小に切換える空気抵抗切換手段と、流量調節弁よりも下流側のガス供給路の部分の通気抵抗を大小に切換えるガス抵抗切換手段とを備え、
空気抵抗切換手段は、ガス吸引部よりも上流側の空気供給路の部分に回動自在に設けられたバタフライ弁で構成され、ガス抵抗切換手段は、ガス供給路内に開閉動作自在に設けられた切換弁で構成され、バタフライ弁の開き姿勢と閉じ姿勢への回動に連動して切換弁を開閉動作させる連動機構を備えるものにおいて、
切換弁は、ガス吸引部よりも上方に配置されることを特徴とする予混合装置。
請求項１記載の予混合装置であって、バタフライ弁がガス吸引部よりも下方に配置されるものにおいて、連動機構は、バタフライ弁の弁軸に連結したカムと、カムに下端が当接する、上方にのびて切換弁に連結されるロッドとで構成され、弁軸の回転でカムを介してロッドが上下動して切換弁が開閉動作されることを特徴とする予混合装置。