JP2020200973A - Heating power control device - Google Patents
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Description
本発明は、バーナ用のノズルへのガス供給路に介設された流量調節弁と、当該ガス供給路に流量調節弁の上流側に位置して介設されたガバナとを備える火力調節装置に関する。 The present invention relates to a thermal power control device including a flow rate control valve provided in a gas supply path to a nozzle for a burner and a governor located in the gas supply path on the upstream side of the flow rate control valve. ..
従来、この種の火力調節装置において、ガバナは、上流側の一次圧室と、流量調節弁に連通する下流側の二次圧室と、一次圧室と二次圧室との間の弁座と、二次圧室の弁座とは反対側の端面を覆うダイヤフラムと、二次圧室に対しダイヤフラムで仕切られた背圧室と、弁座に形成した弁孔の開度を可変する、ダイヤフラムに連結されたガバナバルブとを有し、二次圧室内のガス圧である二次圧と背圧室内の圧力である背圧との差圧を所定の設定圧に調圧するように構成されている(例えば、特許文献1、2参照)。ここで、背圧室は大気開放されていて、背圧は大気圧になる。 Conventionally, in this type of thermal power regulation device, the governor is a valve seat between the primary pressure chamber on the upstream side, the secondary pressure chamber on the downstream side communicating with the flow control valve, and the primary pressure chamber and the secondary pressure chamber. The diaphragm that covers the end face on the opposite side of the valve seat of the secondary pressure chamber, the back pressure chamber that is partitioned by the diaphragm from the secondary pressure chamber, and the opening of the valve hole formed in the valve seat are variable. It has a governor valve connected to the diaphragm, and is configured to adjust the differential pressure between the secondary pressure, which is the gas pressure in the secondary pressure chamber, and the back pressure, which is the pressure in the back pressure chamber, to a predetermined set pressure. (See, for example, Patent Documents 1 and 2). Here, the back pressure chamber is open to the atmosphere, and the back pressure becomes atmospheric pressure.
このものでは、一次圧室内のガス圧である一次圧が変動しても、流量調節弁に供給される二次圧は設定圧に調圧される。そのため、ノズルに供給されるガス圧であるノズル圧、即ち、ノズルからの噴出ガス流量(バーナの火力)を流量調節弁により一次圧の変動の影響を受けずに調節することができる。 In this case, even if the primary pressure, which is the gas pressure in the primary pressure chamber, fluctuates, the secondary pressure supplied to the flow control valve is adjusted to the set pressure. Therefore, the nozzle pressure, which is the gas pressure supplied to the nozzle, that is, the flow rate of the gas ejected from the nozzle (the thermal power of the burner) can be adjusted by the flow rate adjusting valve without being affected by the fluctuation of the primary pressure.
但し、一次圧の変動で、一次圧が設定圧を下回ると、ガバナバルブが全開となって二次圧が一次圧と等しくなり、二次圧を設定圧に調圧できなくなる。そこで、従来は、設定圧を一次圧の予想される変動範囲の下限圧以下に設定している。そのため、強火力時に、流量調節弁を全開状態にすることで、ノズル圧が二次圧、即ち、設定圧に昇圧しても、設定圧自体が低いため、ノズルからのガス噴出速度が十分に上がらず、エゼクタ吸引される一次空気量が不足してガスリッチ状態になり、燃焼不良を生ずることがあった。 However, when the primary pressure falls below the set pressure due to the fluctuation of the primary pressure, the governor valve is fully opened and the secondary pressure becomes equal to the primary pressure, and the secondary pressure cannot be adjusted to the set pressure. Therefore, conventionally, the set pressure is set to be equal to or lower than the lower limit pressure in the expected fluctuation range of the primary pressure. Therefore, by fully opening the flow control valve during high heat, even if the nozzle pressure is boosted to the secondary pressure, that is, the set pressure, the set pressure itself is low, so the gas ejection speed from the nozzle is sufficient. It did not rise, and the amount of primary air sucked by the ejector was insufficient, resulting in a gas-rich state, which sometimes caused combustion failure.
本発明は、以上の点に鑑み、強火力時の燃焼不良を防止できるようにした火力調節装置を提供することをその課題としている。 In view of the above points, it is an object of the present invention to provide a thermal power adjusting device capable of preventing combustion defects at high thermal power.
上記課題を解決するために、本発明は、バーナ用のノズルへのガス供給路に介設された流量調節弁と、当該ガス供給路に流量調節弁の上流側に位置して介設されたガバナとを備える火力調節装置であって、ガバナは、上流側の一次圧室と、流量調節弁に連通する下流側の二次圧室と、一次圧室と二次圧室との間の弁座と、二次圧室の弁座とは反対側の端面を覆うダイヤフラムと、二次圧室に対しダイヤフラムで仕切られた背圧室と、弁座に形成した弁孔の開度を可変する、ダイヤフラムに連結されたガバナバルブとを有し、二次圧室内のガス圧である二次圧と背圧室内の圧力である背圧との差圧を所定の設定圧に調圧するように構成されるものにおいて、背圧室は、流量調節弁とノズルとの間のガス供給路の部分に連通され、ノズルに供給されるガス圧であるノズル圧が背圧になることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention is provided with a flow rate control valve provided in the gas supply path to the nozzle for the burner and located in the gas supply path on the upstream side of the flow rate control valve. A thermal power regulator equipped with a governor, the governor is a valve between a primary pressure chamber on the upstream side, a secondary pressure chamber on the downstream side communicating with a flow control valve, and a primary pressure chamber and a secondary pressure chamber. The opening of the valve hole formed in the seat, the diaphragm covering the end surface opposite to the valve seat of the secondary pressure chamber, the back pressure chamber partitioned by the diaphragm from the secondary pressure chamber, and the valve seat is changed. It has a governor valve connected to the diaphragm, and is configured to adjust the differential pressure between the secondary pressure, which is the gas pressure in the secondary pressure chamber, and the back pressure, which is the pressure in the back pressure chamber, to a predetermined set pressure. The back pressure chamber is characterized in that the back pressure chamber is communicated with a portion of a gas supply path between the flow rate control valve and the nozzle, and the nozzle pressure, which is the gas pressure supplied to the nozzle, becomes the back pressure.
本発明によれば、ガバナにより二次圧とノズル圧との差圧、即ち、流量調節弁で生ずる圧力損失が設定圧になるように調圧される。従って、一次圧室に供給されるガス圧である一次圧が変動しても、流量調節弁を通過するガス流量が当該弁の開度に応じた一定量(設定圧の圧力損失を生ずる量)になるようにガバナの調圧機能が発揮され、一次圧の変動によるバーナの火力変動を低減できる。更に、強火力時には、流量調節弁を全開状態にすることで二次圧とノズル圧との差圧が零になるため、ガバナの調圧機能が発揮されずに、ガバナバルブが全開状態となり、一次圧がそのままノズルに供給される。従って、強火力時に、ノズル圧が不足せず、エゼクタ吸引される一次空気量を適正に確保でき、燃焼不良は生じない。 According to the present invention, the governor adjusts the pressure so that the differential pressure between the secondary pressure and the nozzle pressure, that is, the pressure loss generated by the flow rate control valve, becomes the set pressure. Therefore, even if the primary pressure, which is the gas pressure supplied to the primary pressure chamber, fluctuates, the gas flow rate passing through the flow rate control valve is a constant amount (amount that causes a pressure loss of the set pressure) according to the opening degree of the valve. The pressure regulation function of the governor is exerted so as to be, and the fluctuation of the thermal power of the burner due to the fluctuation of the primary pressure can be reduced. Furthermore, at high heat, the differential pressure between the secondary pressure and the nozzle pressure becomes zero by opening the flow control valve fully, so the governor valve is not fully opened and the governor valve is fully open, and the primary pressure is primary. The pressure is supplied to the nozzle as it is. Therefore, when the heat is high, the nozzle pressure is not insufficient, the amount of primary air sucked by the ejector can be appropriately secured, and combustion failure does not occur.
また、本発明において、設定圧は、一次圧の予想される変動範囲の下限圧以下に設定されることが望ましい。これによれば、ガバナの調圧機能が発揮される弱、中火力時のノズル圧が、一次圧の変動に拘わらず安定し、失火などの不具合を生じない。 Further, in the present invention, it is desirable that the set pressure is set to be equal to or lower than the lower limit pressure in the expected fluctuation range of the primary pressure. According to this, the nozzle pressure at the time of weak and medium heat, in which the pressure adjusting function of the governor is exerted, is stable regardless of the fluctuation of the primary pressure, and problems such as misfire do not occur.
更に、本発明においては、設定圧を可変設定自在とし、使用する燃料ガスのウォッベ指数が高くなるほど設定圧を低くすることが望ましい。ここで、燃料ガスのウォッベ指数が高くなるほどノズル圧を全体的に低くする必要がある。ノズル圧を全体的に変更するために、流量調節弁を交換したのではコスト的に不利である。上記の如く設定圧を可変設定自在とすれば、設定圧の変更でノズル圧を全体的に変更できるため、ガス種切換えの際、流量調節弁を交換する必要がなく、コスト的に有利である。 Further, in the present invention, it is desirable that the set pressure can be variably set and the set pressure is lowered as the Wobbe index of the fuel gas used becomes higher. Here, it is necessary to lower the nozzle pressure as a whole as the Wobbe index of the fuel gas becomes higher. It is costly to replace the flow control valve in order to change the nozzle pressure as a whole. If the set pressure can be variably set as described above, the nozzle pressure can be changed as a whole by changing the set pressure, so that it is not necessary to replace the flow rate control valve when switching the gas type, which is advantageous in terms of cost. ..
図1を参照して、本発明の実施形態の火力調節装置は、バーナ用のノズル1へのガス供給路に介設された流量調節弁2と、当該ガス供給路に流量調節弁2の上流側に位置して介設されたガバナ3とを備えている。ノズル1は、図示省略したバーナの混合管部の上流端の流入口に臨んでいる。そして、ノズル1から流入口に向けて燃料ガスが噴射され、この噴射に伴い一次空気がエゼクタ吸引(エゼクタ効果による吸引)される。
With reference to FIG. 1, the thermal power adjusting device according to the embodiment of the present invention has a flow
流量調節弁2は、ガバナ3の下流側に連通口21aを介して連通する弁室21と、弁室21からノズル1に向けて燃料ガスを流す弁孔22aを形成した弁座22と、弁室21内に設けられた、弁座22に対し進退自在なニードル状の弁体23とを有している。そして、弁体23に一体の弁軸23aに連結される図外のアクチュエータにより弁体23を進退させることで、流量調節弁2の開度(具体的には、弁孔22aの開度)を可変する。
The flow
ガバナ3は、ガス供給路の上流側部分から流入口31aを介して燃料ガスが流入する一次圧室31と、側面に上記連通口21aが開設された二次圧室32と、一次圧室31と二次圧室32との間の弁座33と、二次圧室32の弁座33とは反対側の端面を覆うダイヤフラム34と、二次圧室32に対しダイヤフラム34で仕切られた背圧室35と、弁座33に形成した弁孔33aの開度を可変する、ダイヤフラム34に連結されたガバナバルブ36と、ダイヤフラム34を弁座33に接近する方向に付勢する背圧室35内のバネ37とを有している。ここで、弁孔33aの開口面積をS1、ダイヤフラム34の有効受圧面積をS2、一次圧室31に供給されるガス圧である一次圧をP1、二次圧室32内のガス圧である二次圧をP2、背圧室35内の圧力である背圧をPB、バネ37の付勢力をFとして、ダイヤフラム34を弁座33から離隔する方向に押圧する力は、P1・S1+P2・S2になり、ダイヤフラム34を弁座33に接近する方向に押圧する力は、P2・S1+PB・S2+Fになる。これら両力が等しくなるようにガバナバルブ36が変位するため、次式、
P1・S1+P2・S2=P2・S1+PB・S2+F…(1)
が成立し、(1)式から次式、
P2−PB=(P2−P1)・S1/S2+F/S2…(2)
が得られる。S1はS2に比しかなり小さいため、(2)式の右辺第1項は零と看做すことができ、次式、
P2−PB=F/S2…(3)
が成立する。これは、P2−PB、即ち、二次圧と背圧との差圧が所定の設定圧(=F/S2)に調圧されることを意味する。
The governor 3 has a
P1, S1 + P2, S2 = P2, S1 + PB, S2 + F ... (1)
Is established, and from equation (1) to the following equation,
P2-PB = (P2-P1) · S1 / S2 + F / S2 ... (2)
Is obtained. Since S1 is considerably smaller than S2, the first term on the right side of equation (2) can be regarded as zero, and the following equation,
P2-PB = F / S2 ... (3)
Is established. This means that P2-PB, that is, the differential pressure between the secondary pressure and the back pressure is adjusted to a predetermined set pressure (= F / S2).
そして、本実施形態では、背圧室35が、流量調節弁2とノズル1との間のガス供給路の部分に連通口35aを介して連通している。そのため、ノズル1に供給されるガス圧であるノズル圧が背圧になる。従って、ガバナ3により二次圧とノズル圧との差圧が設定圧になるように調圧されることになる。
Then, in the present embodiment, the
本実施形態によれば、流量調節弁2の開度が変化しても、二次圧とノズル圧との差圧は変化しないが、そのためには、流量調節弁2を通過するガス流量(この流量はノズル1からの噴出ガス流量に等しい)を、流量調節弁2で生ずる圧力損失(二次圧とノズル圧との差圧)が一定になるように、流量調節弁2の開度変化に応じて変化させる必要がある。従って、ノズル1からの噴出ガス流量、即ち、バーナの火力を流量調節弁2により可変調節できる。そして、一次圧が変動しても、流量調節弁2を通過するガス流量が当該弁2の開度に応じた一定量(設定圧の圧力損失を生ずる量)になるようにガバナ3の調圧機能が発揮され、一次圧の変動によるバーナの火力変動を低減できる。更に、強火力時には、流量調節弁2を全開状態にすることで二次圧とノズル圧との差圧が零になるため、ガバナ3の調圧機能が発揮されずに、ガバナバルブ36が全開状態となり、一次圧がそのままノズル1に供給される。従って、強火力時に、ノズル圧が不足せず、エゼクタ吸引される一次空気量を適正に確保でき、燃焼不良は生じない。
According to the present embodiment, even if the opening degree of the flow
ところで、上記設定圧は、一次圧の予想される変動範囲の下限圧以下に設定される。これによれば、ガバナ3の調圧機能が発揮される弱、中火力時のノズル圧が、一次圧の変動に拘わらず安定し、失火などの不具合を生じない。
By the way, the set pressure is set to be equal to or lower than the lower limit pressure in the expected fluctuation range of the primary pressure. According to this, the nozzle pressure at the time of weak and medium heat power at which the pressure adjusting function of the
また、本実施形態では、背圧室35内に、バネ37用のバネ受け38を設けて、このバネ受け38を調節ネジ39で位置調節可能としている。そして、調節ネジ39によるバネ受け38の位置調節で、上記設定圧を可変設定自在としている。
Further, in the present embodiment, a
ここで、燃料ガスのウォッベ指数が高くなるほどノズル圧を全体的に低くする必要がある。この場合、流量調節弁2を交換して、ノズル圧を全体的に変更することも考えられるが、これではコスト的に不利になる。これに対し、本実施形態の如く設定圧を可変設定自在とすれば、設定圧の変更でノズル圧を全体的に変更できる。そして、使用する燃料ガスのウォッベ指数が高くなるほど設定圧を低く設定すれば、ガス種切換えの際、流量調節弁2を交換する必要がなく、コスト的に有利である。
Here, it is necessary to lower the nozzle pressure as a whole as the Wobbe index of the fuel gas becomes higher. In this case, it is conceivable to replace the flow
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、上記実施形態では、流量調節弁2として進退自在なニードル状の弁体23を有するものを用いているが、回転自在な弁体等を有する他の型式の流量調節弁を用いることも可能である。
Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings, the present invention is not limited thereto. For example, in the above embodiment, the
1…ノズル、2…流量調節弁、3…ガバナ、31…一次圧室、32…二次圧室、33…弁座、33a…弁孔、34…ダイヤフラム、35…背圧室、36…ガバナバルブ、37…バネ。 1 ... Nozzle, 2 ... Flow control valve, 3 ... Governor, 31 ... Primary pressure chamber, 32 ... Secondary pressure chamber, 33 ... Valve seat, 33a ... Valve hole, 34 ... Diaphragm, 35 ... Back pressure chamber, 36 ... Governor valve , 37 ... Spring.
Claims (3)
背圧室は、流量調節弁とノズルとの間のガス供給路の部分に連通され、ノズルに供給されるガス圧であるノズル圧が背圧になることを特徴とする火力調節装置。 A thermal power control device including a flow rate control valve provided in a gas supply path to a nozzle for a burner and a governor located upstream of the flow rate control valve in the gas supply path. Is the primary pressure chamber on the upstream side, the secondary pressure chamber on the downstream side communicating with the flow control valve, the valve seat between the primary pressure chamber and the secondary pressure chamber, and the valve seat of the secondary pressure chamber. It has a diaphragm that covers the end face on the opposite side, a back pressure chamber that is partitioned by a diaphragm from the secondary pressure chamber, and a governor valve that is connected to the diaphragm and that changes the opening of the valve hole formed in the valve seat. In a device configured to adjust the differential pressure between the secondary pressure, which is the gas pressure in the secondary pressure chamber, and the back pressure, which is the pressure in the back pressure chamber, to a predetermined set pressure.
The back pressure chamber is a thermal power adjusting device characterized in that the nozzle pressure, which is the gas pressure supplied to the nozzle, is the back pressure, which is communicated with the portion of the gas supply path between the flow control valve and the nozzle.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2019106692A JP2020200973A (en) | 2019-06-07 | 2019-06-07 | Heating power control device |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114962095A (en) * | 2022-05-28 | 2022-08-30 | 浙江睿峰电喷系统有限公司 | Novel pressure regulating valve plastic seat assembly of automobile electronic injection fuel pump support assembly |
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2019
- 2019-06-07 JP JP2019106692A patent/JP2020200973A/en active Pending
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CN114962095A (en) * | 2022-05-28 | 2022-08-30 | 浙江睿峰电喷系统有限公司 | Novel pressure regulating valve plastic seat assembly of automobile electronic injection fuel pump support assembly |
CN114962095B (en) * | 2022-05-28 | 2024-05-17 | 浙江睿峰电喷系统有限公司 | Pressure regulating valve plastic seat assembly of automobile electronic injection fuel pump bracket assembly |
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