JP2716347B2 - ガス調合装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ファン等の流れ発生装
置に接続され、主ガス流のための入口端を有するフロー
ダクトと、主ガスに所定量で混合ガスを供給するための
混合ガス調合ユニットとを備えるガス調合装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、このようなガス調合装置は、一般
に知られており、例えば暖房装置のバーナにおける燃焼
のために、天然ガスなどの引火性ガスを空気に加えるた
めに用いられている。ここで、混合ガス調合ユニット
は、引火性ガスが所定の圧力で供給されるガス供給用パ
イプに接続されたガス噴射器によって例えば形成されて
いる。そして、主ガスと混合ガスの正確な混合比が調整
できるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特別な用途に
おいては、混合されたガスの量を変えうることが要求さ
れている。暖房装置の場合、条件に応じてより低いある
いはより高い能力で動作できるバーナを使用することが
すでに知られている。低い能力と最大負荷の両方におい
て正確に決められたガスと空気の混合を得るには、複雑
な制御システムが要求される。多くの場合、付随する費
用が、このような可変ガス調合装置の使用に対する障害
となっている。

【０００４】そこで、本発明の目的は、流量が相当変化
しても、正確に一定の混合比でもって、ガスを簡単かつ
経済的に混合することができる上述の種類のガス調合装
置を提供することである。

【０００５】

【発明の構成，作用，効果】上記目的は、請求項１に記
載のガス調合装置によって達成される。即ち、主ガス用
バルブ要素は、末広がりのフローダクト内で、流れ発生
装置の動作の結果として生じるフローダクト内のガス流
の流量に依存する位置をとる。多量のガスが上記ダクト
に流れる場合、上記主ガス用バルブ要素は、上記フロー
ダクトのより広い部分に位置する。主ガス用バルブ要素
の位置は、流れるガスの流量の測定であり、従って、混
合ガス調合ユニットは、ガスの流量に適合する量の混合
ガスを供給する。かくて、主ガスの非常に広い流量範囲
に亘って、最適の混合比が得られる。

【０００６】請求項１の特徴によって、非常に簡単な装
置が得られる。多量の主ガスが流れる場合、主ガス用バ
ルブ要素は、主ガス用ダクトのより広い部分に位置し、
同時に、混合用バルブ要素が、混合ガス用ダクトのより
広い部分に位置するので、これに比例した多量の混合ガ
スが流れうる。

【０００７】請求項２の構成により、頻繁なメインテナ
ンスを必要とする輸送やシールが不要になる。

【０００８】請求項３によって、非常に好ましいさらな
る発展が特徴付けられる。一体接続された混合ガス用バ
ルブ要素と主ガス用バルブ要素によって、これらの移動
が摩擦によって妨げられない。従って、バルブ要素の動
作不良によって不正確な混合比が生じる虞れはない。

【０００９】請求項４の構成によって、信頼性の増進を
伴ったさらなる簡単化が達成される。この構成によっ
て、混合ガス用バルブ要素と主ガス用バルブ要素は、自
由に動くことができる。この要素が、ガス調合装置の唯
一の動く部分を形成する。

【００１０】また、本発明は、ファンに接続されるフロ
ーダクトを構成する手段を備え、流れ方向に沿って順に
請求項１乃至４のいずれかに記載のガス調合装置とバー
ナと熱輸送媒体が貫流しうる熱交換器とを少なくとも有
する暖房装置に関連し、かかる暖房装置を提供する。上
記ガス調合装置の入口端は、大気に連通し、上記付加ガ
ス供給用パイプは、引火性のガス源に接続されている。
この暖房装置は、条件に応じて低能力あるいは高能力で
運転でき、全ての設定条件下で高い効率が達成される。
同時に、この暖房装置は、経済的に製造できる。

【００１１】

【実施例】以下、暖房装置に用いられた本発明のガス調
合装置を、図示の実施例により詳細に説明する。

【００１２】図１に示す装置１は、フローダクト２を有
し、このフローダクト内で内蔵のファン６によってガス
の輸送が行われるいわゆる高効率ボイラである。流れ方
向にフローダクト２に沿って、ガス調合装置３、この実
施例では完全プレミックス型のバーナ４、熱交換器５お
よび上記ファン６が順に配置されている。ファン６は、
供給された燃焼ガスを吸上管７から放出する。別の実施
例においては、ファン６はバーナ４より手前のフローダ
クト内に取り付けてもよい。この場合、ファンは高温と
凝結液にさらされない。

【００１３】熱交換器５には、暖房用の水の供給パイプ
１１と暖房用の水の放出パイプ１２が接続されており、
これらのパイプには、熱交換器５において暖房用の水に
供給された熱を所望の箇所に送るべく、ラジエータと対
流放熱器が周知の方法で接続されている。

【００１４】上記ガス調合装置３において、ファン６の
駆動によって吸い込まれる空気は、最適の燃焼が生じる
ような予め決められた所望の混合比で、付加ガス供給用
パイプとしてのガス供給用パイプ８からのガスと混合さ
れる。

【００１５】上記ガス供給用パイプ８には、ガスの供給
の開閉を行うガス用の電動のバルブ９が取り付けられて
いる。また、ガス供給用パイプ８には、ガス供給用パイ
プ８内のガス圧力を一定値に保つ減圧弁１０が取り付け
られている。

【００１６】上記装置１全体は、制御装置１５によって
制御され、ここでは概略的に、数本の接続線のみが示さ
れている。制御装置１５には、流量センサ１６、点火装
置１９、上述のガス用の電動のバルブ９およびファン６
が接続されている。流量センサ１６は、ライン１７とラ
イン１８の間の圧力差に応答する圧力差センサであり得
る。これらライン１７,１８は、バーナと熱交換器アセ
ンブリの互いに対向する側のフローダクト２に接続され
ている。制御装置１５によってファン６のスイッチが入
れられと直ちに、ダクト２内の流れが開始する。この流
れによって、バーナ４と熱交換器５を通して圧力差が生
じ、従ってライン１７,１８の間に圧力差が生じる。こ
の圧力差はセンサ１６で検出され、このセンサは、制御
装置１５への関連する出力信号を発生する。そして、制
御装置１５は、ガス用のバルブ９と点火装置１９を起動
して、ガスが空気の流れに加えられ、空気とガスの混合
気がバーナ４の表面で点火される。高温の燃焼ガスは熱
交換器５を貫流し、この熱交換器内の暖房用の水に周知
の方法で熱が伝達される。冷たくなった燃焼ガスは、フ
ァン６によって吸上管７に運ばれる。

【００１７】仮に、図示しない検出器が、例えばごく少
量の熱の発生が必要だと制御装置１５に指示するなら
ば、制御装置１５は、ファン６を低速で動作させる。逆
に、多量の熱が必要な場合には、ファン６は、高速動作
側に切り換えられる。これら低速，高速の両極端の情況
およびその間の情況において、空気とガスの一定の混合
比が、常に空気ミキサたるガス調合装置３において得ら
れる。

【００１８】本発明によるガス調合装置の好ましい実施
例を示す図２から判るように、この発明の目的は、非常
に簡単で効果的、しかも確実な方法で達成される。

【００１９】ガス調合装置３は、末広ダクト２５を形成
するハウジング２４を備えている。この末広ダクト２５
は、広い側の端部でフローダクト２に接続されて、その
一部分を形成している。末広ダクト２５の狭い側の端部
は、大気に自由に連通する空気供給開口部２６に接続さ
れている。末広ダクト２５内には、このダクトの横方向
に広がる主ガス用バルブ要素としての空気用バルブ要素
２７が収容されている。この空気用バルブ要素２７は、
ダクト２５と同軸をなして、すなわち図２から判るよう
に垂直に移動可能である。空気用バルブ要素２７には、
棒状の混合ガス用バルブ要素としてのガス用バルブ要素
２８が接続されており、このガス用バルブ要素は、上記
ガス調合装置のハウジング２４に固定されたガスレギュ
レータのハウジング２９の混合ガス用ダクトとしての末
広ダクト３０内に突き出している。ガス供給用パイプ８
は、末広ダクト３０の狭い側の端部に接続されている。

【００２０】図２に示されている上記ガス調合装置３は
次のように動作する。

【００２１】上記ガス調合装置の図２に示すような垂直
配置のおかげで、一体接続された上記空気用バルブ要素
とガス用バルブ要素２８は下方に、つまり末広ダクト２
５,３０それぞれの狭い側の端部に向かう方向に動かさ
れる。ダクト２５を通る流れが生じていない場合、上記
バルブ要素は、夫々破線で示す最低位置にあり、ここで
は空気用ダクト２５と末広ダクト３０は、共に閉じられ
ている。

【００２２】今、ファンが所定の速度になるようにスイ
ッチが入れられると直ちに、空気ダクト２内に空気が流
れ始める。この流れの強さに応じて、空気用バルブ要素
２７は、そのバルブアセンブリに働く重力に抗して末広
ダクト２５内を上方へ押しやられる。空気用バルブ２７
が上方へ移動するほど、この空気用バルブの周縁とダク
ト２５の壁との間の間隙は大きくなるので、上方への力
は減少し、その結果、所定の空気流速の下で、円錐状の
ダクト２５内の空気用バルブ要素２７の所定高さにおい
て、平衡状態が調整される。空気用バルブ要素２７をガ
ス用バルブ要素２８に直接接続しているので、末広ダク
ト３０内でのガス用バルブ要素２８の対応する位置が調
整され、この結果、ガス用バルブ要素２８の下端部と末
広ダクト３０の壁との間の間隙が調整される。ガス用バ
ルブ要素２８の下端部と末広ダクト３０の壁との間の間
隙を流れるガスの流量は、この間隙の幅に依存し、従っ
てガス用バルブ要素２８の垂直位置に依存する。末広ダ
クト３０の円錐の頂角を空気用ダクト２５のそれとの組
み合わせにおいて適切に選択することによって、ダクト
２５内の空気流によって決まる空気用バルブ要素２７の
各位置において、所望の混合比が得られるように、正確
な量のガスを末広ダクト２５に供給することが達成でき
る。このようにして、空気速度が非常に幅広く変化して
も、正確な混合比が達成できる。図２に明らかに判るよ
うに、上記ガス調合装置は、使用時に妨げられずに自由
に動いて適切な位置をとることができる唯一の移動要素
しか有しないという格別簡単な構成である。従って、上
述のガス調合装置は、経済的に製造することができ、長
期間に亘って確実に機能する。

【００２３】空気用ダクト２５と末広ダクト３０の円錐
の寸法は、試験で決定することができ、ある程度、暖房
装置の実施態様に依存する。上記ガス調合装置の制御範
囲は、もちろん上記暖房装置の所望の制御範囲に適合さ
せなければならない。

【００２４】所望の混合比の設定は、減圧弁１０を調整
することによって得ることができる。

【００２５】図示された装置は、好ましい実施例であっ
て、本発明は、この実施例に限定されない。たとえば、
上記ガス調合装置を垂直に配置する必要はなく、水平あ
るいは別の位置に配置することもできる。だだし、この
場合は上記空気用バルブを末広ダクト２５の狭い側の端
部に向けて付勢するバネを装着する必要があろう。ま
た、空気用バルブ要素２７のガス用バルブ要素２８への
直接接続も、好ましい実施例であって、間接的な接続を
用いることもできる。

【００２６】本発明によるガス調合装置は、特に暖房装
置への使用に向いてはいるが、この使用に限られるもの
ではない。本発明は、主ガスの流量が大きく変化する一
方で、主ガスに一定の比で付加ガスを加えなければなら
ない全ての情況に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるガス調合装置の一実施例を使用
した暖房装置の概略図である。

【図２】 上記ガス調合装置を一部破断した拡大斜視図
である。

【符号の説明】

１…暖房装置、２…フローダクト、３…ガス調合装置、
４…バーナ、５…熱交換器、６…ファン、７…吸上管、
８…ガス供給用パイプ、９…バルブ、 １０…減圧弁、
１１…供給パイプ、１２…放出パイプ、１５…制御装
置、１６…流量センサ、１７,１８…ライン、１９…点
火装置、２４,２９…ハウジング、２５,３０…末広ダク
ト、２６…空気供給開口部、２７…空気用バルブ要素、
２８…ガス用バルブ要素。

フロントページの続き (72)発明者 フランク・ヴォルテリング ドイツ連邦共和国デー−4422アハウス、 シュレージエンシュトラーセ２番 (56)参考文献 実開 昭62−192016（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭49−139633（ＪＰ，Ｕ)

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ファン等の流れ発生装置に接続され、主
   ガス流のための入口端と出口端を有するフローダクトを
   備えるガス調合装置において、 上記フローダクトは、流れ方向に向かって末広がりにな
   っており、上記フローダクトの中心軸に直交する平面内
   に広がる主ガス用バルブ要素が、上記フローダクト内に
   収容され、上記主ガス用バルブ要素は、上記フローダク
   トと同軸をなして移動するように案内され、かつ上記フ
   ローダクト内の流れ方向と逆方向に付勢され、かつ混合
   ガス調合ユニットに接続される一方、 上記混合ガス調合ユニットは、上記流れ方向と平行な方
   向に向かって末広がりをなす混合ガス用ダクトと、上記
   主ガス用バルブ要素に固定されてこの主ガス用バルブ要
   素と共に同軸をなして移動するように案内される混合ガ
   ス用バルブ要素とを備え、上記混合ガス用ダクトは、小
   径の一端が付加ガス供給用パイプに接続され、他端が上
   記フローダクトに接続されていて、上記主ガス用バルブ
   要素の上記フローダクト内での位置に応じた量の付加ガ
   スを供給することができるようになっていることを特徴
   とするガス調合装置。
2. 【請求項２】 上記混合ガス用ダクトは、上記フローダ
   クトと同軸に配置され、このフローダクトに直接流れ込
   んでいる請求項１に記載のガス調合装置。
3. 【請求項３】 上記混合ガス用バルブ要素は、棒状であ
   り、上記主ガス用バルブ要素は、上記混合ガス用バルブ
   要素に固定された円板であり、上記棒状の混合ガス用バ
   ルブ要素は、上記混合ガス用ダクト内で自由に移動する
   ように案内される請求項２に記載のガス調合装置。
4. 【請求項４】 上記流れ方向は、垂直方向に上へ方向付
   けられて、上記主ガス用バルブ要素が、上記流れ方向と
   逆方向に重力によって付勢されるように配置されている
   請求項１乃至３のいずれかに記載のガス調合装置。
5. 【請求項５】 ファンに接続されるフローダクトを構成
   する手段を備え、流れ方向に沿って順に請求項１乃至４
   のいずれかに記載のガス調合装置とバーナと熱輸送媒体
   が貫流しうる熱交換器とを少なくとも有する暖房装置に
   おいて、 上記ガス調合装置の入口端は、大気に連通し、上記付加
   ガス供給用パイプは、引火性のガス源に接続されている
   ことを特徴とする暖房装置。
6. 【請求項６】 上記付加ガス供給用パイプに取り付けら
   れた電気操作式のガス用バルブと、上記バーナの点火装
   置と、上記フローダクト内の流れを検出するためのフロ
   ーセンサとが接続される制御装置をさらに備え、この制
   御装置は、上記フローセンサの出力信号に応じて上記ガ
   ス用バルブと上記点火装置を起動する請求項５に記載の
   暖房装置。