JP2739235B2 - ガスバーナ装置 - Google Patents
ガスバーナ装置Info
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- JP2739235B2 JP2739235B2 JP1134196A JP13419689A JP2739235B2 JP 2739235 B2 JP2739235 B2 JP 2739235B2 JP 1134196 A JP1134196 A JP 1134196A JP 13419689 A JP13419689 A JP 13419689A JP 2739235 B2 JP2739235 B2 JP 2739235B2
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- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
- Feeding And Controlling Fuel (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、全一次予混合方式ガスバーナ装置に関す
るものである。
るものである。
燃焼負荷を比例制御させる給湯機等のガスバーナを全
一次予混合方式で行う場合、その燃焼範囲がブンゼン方
式に比べてかなり狭い為に、空気比制御の質が問題とな
る。
一次予混合方式で行う場合、その燃焼範囲がブンゼン方
式に比べてかなり狭い為に、空気比制御の質が問題とな
る。
このため、従来においては、燃焼状態をセンサで検知
しフィードバックしながらガス量と空気量を個別に制御
するという電子制御方法を採用していた。
しフィードバックしながらガス量と空気量を個別に制御
するという電子制御方法を採用していた。
一方、従来にあっては、第７図に示すように、比率制
御弁部Ｃとして、三個のダイヤフラム11,12,13と弁体14
とを連動（上下方向に）するように構成し、ダイヤフラ
ム11によってガスバーナＧにおける燃焼用空気のファン
圧を感知することにより、ガスバーナ部Ｇに供給される
生ガスの二次圧を制御するというガスバーナ装置が存在
する。
御弁部Ｃとして、三個のダイヤフラム11,12,13と弁体14
とを連動（上下方向に）するように構成し、ダイヤフラ
ム11によってガスバーナＧにおける燃焼用空気のファン
圧を感知することにより、ガスバーナ部Ｇに供給される
生ガスの二次圧を制御するというガスバーナ装置が存在
する。
しかしながら、前者にあっては、 （１）．電子制御を採用していたため、フィードバック
回路における要素変換や部品点数が複雑になるとともに
多量となり、この結果、メイテンナンスに手間がかかる
ゆえ信頼性に乏しく、その上、生産コストが高額化する
という不都合を有した。
回路における要素変換や部品点数が複雑になるとともに
多量となり、この結果、メイテンナンスに手間がかかる
ゆえ信頼性に乏しく、その上、生産コストが高額化する
という不都合を有した。
又、 （２）．突風等によって空気量の変化をできるだけ少な
くするために、燃焼用空気の元圧を上げる必要上、送風
ファンの回転数を大きくするかファン径を大きくせざる
を得ず、このため、送風ファンの生産コストが高額化
し、更に、騒音等が発生しやすいという不都合を有し
た。
くするために、燃焼用空気の元圧を上げる必要上、送風
ファンの回転数を大きくするかファン径を大きくせざる
を得ず、このため、送風ファンの生産コストが高額化
し、更に、騒音等が発生しやすいという不都合を有し
た。
一方、後者にあっては、 比率制御弁部Ｃにおいて、生ガスの二次圧に対してバ
ランス制御すべき対向力として、空気圧以外に可動部重
量およびバネ15の反発力が加味されるため、空気比を生
ガス量に対して常時一定に制御しにくいという不都合を
有した。
ランス制御すべき対向力として、空気圧以外に可動部重
量およびバネ15の反発力が加味されるため、空気比を生
ガス量に対して常時一定に制御しにくいという不都合を
有した。
その上、突風がガスバーナの排気口に加わった時に、
空気流量が低下するにも関わらず、空気室Ａの内圧は上
昇するため、比率制御弁部Ｃの作動が弁14を開放する方
向に作動し、空気比を変化させる結果、全一次予混合バ
ーナの様に、狭い燃焼範囲のものにあっては、突風等の
外乱を受けながら高精度の空燃比制御を行いにくいとい
う不都合を有した。
空気流量が低下するにも関わらず、空気室Ａの内圧は上
昇するため、比率制御弁部Ｃの作動が弁14を開放する方
向に作動し、空気比を変化させる結果、全一次予混合バ
ーナの様に、狭い燃焼範囲のものにあっては、突風等の
外乱を受けながら高精度の空燃比制御を行いにくいとい
う不都合を有した。
この発明の課題はこれらの不都合を解消することであ
る。
る。
上記課題を達成するために、この発明のガスバーナ装
置においては、ガスバーナ部と送風手段と比率制御弁部
とを備え、 前記ガスバーナ部に前記比率制御弁部およびノズルを
介して生ガスを供給するとともに前記送風手段によって
燃焼用空気を供給する、強制燃焼のガスバーナ装置にお
いて、 前記比率制御弁部を構成するにあたって、略円筒状の
筒体内にその軸心に沿って一端から順に第一ダイヤフラ
ム、第二ダイヤフラム、第三ダイヤフラム及び弁体を配
置するとともに前記各々のダイヤフラムおよび弁体の中
心に作動杆を固定することにより、これらのダイヤフラ
ムおよび弁体を連動可能とし、 且つ、前記第一ダイヤフラムと前記筒体の一端の底板
との間を第一室、前記第一ダイヤフラムと前記第二ダイ
ヤフラムとの間を第二室、前記第二ダイヤフラムと前記
第三ダイヤフラムとの間を第三室、前記第三ダイヤフラ
ムと弁体との間を第四室、前記板弁と前記筒体の他端の
底板との間を第五室とするとともに前記筒体にガス導入
口およびガス排出口を設け、このガス導入口によって前
記第四室内に生ガスを導入可能とするとともに前記ガス
排出口によって前記第五室と生ガスを前記ガスバーナ部
に供給可能とし、 且つ、前記第一室と、前記ノズルの出口側とを第一連
通路を介して連通させるとともに前記第五室と前記ノズ
ルの入口側とをガス供給管を介して連通させ、前記第二
室と前記バーナ部入口側とを第二連通路を介して連通さ
せるとともに前記第三室と前記バーナ部の出口側とを第
三連通路を介して連通させ、 且つ、第一ダイヤフラムおよび前記第三ダイヤフラム
と前記弁体との受圧面積を略等しくするとともに前記第
二ダイヤフラムの受圧面積を前記第一ダイヤフラムおよ
び前記第三ダイヤフラムと前記弁体との受圧面積よりも
大とし、 更に、前記第二連通路と前記第三連通路とをバイパス
路によって連通させ、前記第二連通路と前記第三連通路
の何れか一方および前記バイパス路に各々圧損手段を設
置し、これらの圧損手段の少なくとも一つを調節可能と
したものである。
置においては、ガスバーナ部と送風手段と比率制御弁部
とを備え、 前記ガスバーナ部に前記比率制御弁部およびノズルを
介して生ガスを供給するとともに前記送風手段によって
燃焼用空気を供給する、強制燃焼のガスバーナ装置にお
いて、 前記比率制御弁部を構成するにあたって、略円筒状の
筒体内にその軸心に沿って一端から順に第一ダイヤフラ
ム、第二ダイヤフラム、第三ダイヤフラム及び弁体を配
置するとともに前記各々のダイヤフラムおよび弁体の中
心に作動杆を固定することにより、これらのダイヤフラ
ムおよび弁体を連動可能とし、 且つ、前記第一ダイヤフラムと前記筒体の一端の底板
との間を第一室、前記第一ダイヤフラムと前記第二ダイ
ヤフラムとの間を第二室、前記第二ダイヤフラムと前記
第三ダイヤフラムとの間を第三室、前記第三ダイヤフラ
ムと弁体との間を第四室、前記板弁と前記筒体の他端の
底板との間を第五室とするとともに前記筒体にガス導入
口およびガス排出口を設け、このガス導入口によって前
記第四室内に生ガスを導入可能とするとともに前記ガス
排出口によって前記第五室と生ガスを前記ガスバーナ部
に供給可能とし、 且つ、前記第一室と、前記ノズルの出口側とを第一連
通路を介して連通させるとともに前記第五室と前記ノズ
ルの入口側とをガス供給管を介して連通させ、前記第二
室と前記バーナ部入口側とを第二連通路を介して連通さ
せるとともに前記第三室と前記バーナ部の出口側とを第
三連通路を介して連通させ、 且つ、第一ダイヤフラムおよび前記第三ダイヤフラム
と前記弁体との受圧面積を略等しくするとともに前記第
二ダイヤフラムの受圧面積を前記第一ダイヤフラムおよ
び前記第三ダイヤフラムと前記弁体との受圧面積よりも
大とし、 更に、前記第二連通路と前記第三連通路とをバイパス
路によって連通させ、前記第二連通路と前記第三連通路
の何れか一方および前記バイパス路に各々圧損手段を設
置し、これらの圧損手段の少なくとも一つを調節可能と
したものである。
なお、前記操作動杆と前記筒体の他端の底板との間に
圧縮ばねを介在させるとともにこの圧縮ばねのばね力を
調整可能とすることもできる。
圧縮ばねを介在させるとともにこの圧縮ばねのばね力を
調整可能とすることもできる。
この説明に係るガスバーナ装置は上記のように構成さ
れているため、 前記ノズル出口圧P5を比率制御弁部の第一室71で検知
できるとともに前記ノズル入口圧P2を前記第五室で検知
でき、 バーナ部入口圧P3とバーナ部出口圧P4との差圧（P3−
P4）の分圧（P3′−P4）を第二室と第三室で検知でき
る。また、供給ガス圧は第四室で検知できる。
れているため、 前記ノズル出口圧P5を比率制御弁部の第一室71で検知
できるとともに前記ノズル入口圧P2を前記第五室で検知
でき、 バーナ部入口圧P3とバーナ部出口圧P4との差圧（P3−
P4）の分圧（P3′−P4）を第二室と第三室で検知でき
る。また、供給ガス圧は第四室で検知できる。
このため、送風量（燃焼用空気量）を増加させると、
バーナ部両側（「バーナ部出口側とバーナ部入口側」、
以下同じ）の差圧（P3−P4）の分圧（P3′−P4）によっ
て、第二ダイヤフラム（空気差圧受圧部）62は下方向
（図において）に押し出され、この結果、作動杆８を介
して板弁92は開方向へ変位し、バーナ部Ｇへ流れる生ガ
ス量が増加する。そうすると、ノズル両側（「ノズル出
口側とノズル入口側」、以下同じ）の差圧P2−P5が増加
し、第一ダイヤフラム61および板弁（生ガス差圧受圧
部）92が受圧し、作動杆８に前記板弁92の閉方向への荷
重が増加し、これら２つの差圧（P3−P4とP2−P5）が作
動杆８を介して対向する向きで荷重をかけるため、作動
杆８はこれらの荷重がバランスするまで変位し、バーナ
部両側差圧受圧部62とノズル両側差圧受圧部61,92の対
向力が釣り合った位置に収束し、生ガス量の供給が行わ
れる。
バーナ部両側（「バーナ部出口側とバーナ部入口側」、
以下同じ）の差圧（P3−P4）の分圧（P3′−P4）によっ
て、第二ダイヤフラム（空気差圧受圧部）62は下方向
（図において）に押し出され、この結果、作動杆８を介
して板弁92は開方向へ変位し、バーナ部Ｇへ流れる生ガ
ス量が増加する。そうすると、ノズル両側（「ノズル出
口側とノズル入口側」、以下同じ）の差圧P2−P5が増加
し、第一ダイヤフラム61および板弁（生ガス差圧受圧
部）92が受圧し、作動杆８に前記板弁92の閉方向への荷
重が増加し、これら２つの差圧（P3−P4とP2−P5）が作
動杆８を介して対向する向きで荷重をかけるため、作動
杆８はこれらの荷重がバランスするまで変位し、バーナ
部両側差圧受圧部62とノズル両側差圧受圧部61,92の対
向力が釣り合った位置に収束し、生ガス量の供給が行わ
れる。
このとき、空気比は、ガス、空気等の物性定数や通路
の流体的定数、それぞれの受圧部の面積比等によっての
み定まり、空気量を変動しても、この空気比は一定とな
る。
の流体的定数、それぞれの受圧部の面積比等によっての
み定まり、空気量を変動しても、この空気比は一定とな
る。
また、前記圧損手段を調節して、第二ダイヤフラム62
にかかる差圧を調整すれば、容易に空気比を調節するこ
とができる。
にかかる差圧を調整すれば、容易に空気比を調節するこ
とができる。
なお、前記操作動杆と前記筒体の他端の底板との間に
圧縮ばねを介在させるとともにこの圧縮ばねのばね力を
調節可能とすれば、圧縮ばね（作動杆と筒体と他端の底
板との間の圧縮ばね）のばね特性のバラツキに対する微
調整ができるとともに空気比特性をバーナーに適合させ
ることが容易にできる。
圧縮ばねを介在させるとともにこの圧縮ばねのばね力を
調節可能とすれば、圧縮ばね（作動杆と筒体と他端の底
板との間の圧縮ばね）のばね特性のバラツキに対する微
調整ができるとともに空気比特性をバーナーに適合させ
ることが容易にできる。
以下この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図〜第３図において、Ｇはガス給湯器１のガスバ
ーナ部、Ｃは比率制御弁部である。
ーナ部、Ｃは比率制御弁部である。
第一に、ガスバーナ部Ｇについて説明する。
21は空気室ケース、22は空気室ケース21内に設置され
た混合室ケース、23は空気室ケース21の上部に設置され
た熱交内胴である。この場合、空気室ケース21と混合室
ケース22との間は空気室Ａを構成し、混合室ケース22内
は混合室Ｍを構成する。24は送風ファンであり、前記空
気室ケース21に突設されている。この送風ファン24によ
って空気室Ａに燃焼用空気が供給される。３はガス供給
管であり、前記空気室ケース21の底面に配置されてい
る。このガス供給管３を介して前記比率制御弁部Ｃから
ガスバーナ部Ｇへ生ガスが供給される。31はノズルであ
り、前記ガス供給管３に突設されている。このノズル31
は前記混合室Ｍ内に突出し、噴出孔311,311,…を介して
混合室Ｍ内に生ガスを噴出する。41,41,…は透孔であ
り、前記混合室ケース22の底板に形成されている。この
透孔41,41,…を介して燃焼用空気（送風ファン21によっ
て供給された燃焼用空気）は混合室Ｍ内に供給され、生
ガスと混合される。42は均圧整流板であり、前記ノズル
31の上方近傍に設置されている。この均圧整流板42は混
合空間を保持するとともに混合ガス（生ガスと燃焼用空
気との混合したもの、以下同じ）を均圧化させるもので
ある。43は炎孔板であり、前記混合室ケース22の開口端
に設置されている。又、431,431,…は細孔であり、前記
炎孔板43に形成されている。この細孔431,431,…を介し
て混合ガスは熱交内胴23内に噴出し、燃焼される。44は
熱交換器であり、熱交内胴23内における炎孔板43の上方
に設置されている。この熱交換器44は水管441とフィン4
42,442,…とから構成され、混合ガスの燃焼熱によって
水管441を通過する水を加熱するものである。
た混合室ケース、23は空気室ケース21の上部に設置され
た熱交内胴である。この場合、空気室ケース21と混合室
ケース22との間は空気室Ａを構成し、混合室ケース22内
は混合室Ｍを構成する。24は送風ファンであり、前記空
気室ケース21に突設されている。この送風ファン24によ
って空気室Ａに燃焼用空気が供給される。３はガス供給
管であり、前記空気室ケース21の底面に配置されてい
る。このガス供給管３を介して前記比率制御弁部Ｃから
ガスバーナ部Ｇへ生ガスが供給される。31はノズルであ
り、前記ガス供給管３に突設されている。このノズル31
は前記混合室Ｍ内に突出し、噴出孔311,311,…を介して
混合室Ｍ内に生ガスを噴出する。41,41,…は透孔であ
り、前記混合室ケース22の底板に形成されている。この
透孔41,41,…を介して燃焼用空気（送風ファン21によっ
て供給された燃焼用空気）は混合室Ｍ内に供給され、生
ガスと混合される。42は均圧整流板であり、前記ノズル
31の上方近傍に設置されている。この均圧整流板42は混
合空間を保持するとともに混合ガス（生ガスと燃焼用空
気との混合したもの、以下同じ）を均圧化させるもので
ある。43は炎孔板であり、前記混合室ケース22の開口端
に設置されている。又、431,431,…は細孔であり、前記
炎孔板43に形成されている。この細孔431,431,…を介し
て混合ガスは熱交内胴23内に噴出し、燃焼される。44は
熱交換器であり、熱交内胴23内における炎孔板43の上方
に設置されている。この熱交換器44は水管441とフィン4
42,442,…とから構成され、混合ガスの燃焼熱によって
水管441を通過する水を加熱するものである。
次に、比率制御弁部Ｃについて説明する。
５は円筒状の筒体、51,52はこの筒体５の底板であ
る。この底板51,52によって前記筒体５の両端（上下
端）は密封されている。また、53は大径部であり、前記
筒体５に形成されている。この大径部53は前記筒体５と
軸心を同一にしている。８は作動杆であり、前記筒体５
の軸心に沿って配置されている。この作動杆８は筒体５
の軸方向に進退可能である。91は環状の弁座であり、前
記筒体５の側壁内面に形成されている。又、92は円板状
の板弁（この発明の「弁体」に相当する）であり、前記
作動杆８の先端（下端）にボルト81止めされている。こ
の板弁92と前記弁座91とによって弁部９が構成される。
93はばね座であり、ボルト81によって前記板弁92ととも
に共締めされている。又、931は圧縮ばねであり、前記
ばね座93と底板（筒体５の）52との間に設置されてい
る。この圧縮ばね931は作動杆８、板弁92および後記す
るダイヤフラム61,62,63等の可動部の重量を相殺するた
めのものである。なお、前記弁部９は前記底板52との間
に第５室75を形成する。63は第三ダイヤフラムであり、
前記作動杆８に嵌挿されている。この第三ダイヤフラム
63は前記弁部９の上方（第１図において）に配置され、
前記弁部９との間に第四室74を形成する。なお、この第
三ダイヤフラム63は前記板弁92と受圧面積が等しい。62
は第二ダイヤフラムであり、管状のスペーサ83を介して
前記作動杆８に嵌挿されている。この第二ダイヤフラム
62は前記筒体５内の大径部53に設置されている。この第
二ダイヤフラム62は前記第三ダイヤフラム63よりも受圧
面積が大きいとともにこの第三ダイヤフラム63との間に
第三室73を形成する。この第三室73は第三連通管731に
よって前記熱交内胴23内（この発明の「バーナ部出口
側」に相当する）と連通されている。このため、第三室
73の内圧は熱交内胴23内の内圧P4に等しいものである。
61は第一ダイヤフラムであり、管状のスペーサ84を介し
て前記作動杆８に嵌挿されている。この第一ダイヤフラ
ム61は前記第二ダイヤフラム62の上方（第１図におい
て）に配置され、前記第二ダイヤフラム62との間に第二
室72を形成し、底板（筒体５の）51との間に第一室71を
形成する。前記第二室72は第二連通管721によって前記
空気室（この発明の「バーナ部入口側」に相当する）Ａ
と後記固定しぼり部722（この発明の「圧損手段」に相
当する）を介して連通されている。このため、第二室72
の内圧は空気室Ａの内圧P3に等しいから固定しぼり部72
2（圧損手段）による圧力降下した圧力が加わる。又、
前記第一室71は第一連通管711によって前記ノズル31出
口側に連通されている。このため、第一室71の内圧は前
記ノズル31出口側の内圧にP5に等しいものである。な
お、第一ダイヤフラム61は前記第三ダイヤフラム63と受
圧面積が等しいものである。
る。この底板51,52によって前記筒体５の両端（上下
端）は密封されている。また、53は大径部であり、前記
筒体５に形成されている。この大径部53は前記筒体５と
軸心を同一にしている。８は作動杆であり、前記筒体５
の軸心に沿って配置されている。この作動杆８は筒体５
の軸方向に進退可能である。91は環状の弁座であり、前
記筒体５の側壁内面に形成されている。又、92は円板状
の板弁（この発明の「弁体」に相当する）であり、前記
作動杆８の先端（下端）にボルト81止めされている。こ
の板弁92と前記弁座91とによって弁部９が構成される。
93はばね座であり、ボルト81によって前記板弁92ととも
に共締めされている。又、931は圧縮ばねであり、前記
ばね座93と底板（筒体５の）52との間に設置されてい
る。この圧縮ばね931は作動杆８、板弁92および後記す
るダイヤフラム61,62,63等の可動部の重量を相殺するた
めのものである。なお、前記弁部９は前記底板52との間
に第５室75を形成する。63は第三ダイヤフラムであり、
前記作動杆８に嵌挿されている。この第三ダイヤフラム
63は前記弁部９の上方（第１図において）に配置され、
前記弁部９との間に第四室74を形成する。なお、この第
三ダイヤフラム63は前記板弁92と受圧面積が等しい。62
は第二ダイヤフラムであり、管状のスペーサ83を介して
前記作動杆８に嵌挿されている。この第二ダイヤフラム
62は前記筒体５内の大径部53に設置されている。この第
二ダイヤフラム62は前記第三ダイヤフラム63よりも受圧
面積が大きいとともにこの第三ダイヤフラム63との間に
第三室73を形成する。この第三室73は第三連通管731に
よって前記熱交内胴23内（この発明の「バーナ部出口
側」に相当する）と連通されている。このため、第三室
73の内圧は熱交内胴23内の内圧P4に等しいものである。
61は第一ダイヤフラムであり、管状のスペーサ84を介し
て前記作動杆８に嵌挿されている。この第一ダイヤフラ
ム61は前記第二ダイヤフラム62の上方（第１図におい
て）に配置され、前記第二ダイヤフラム62との間に第二
室72を形成し、底板（筒体５の）51との間に第一室71を
形成する。前記第二室72は第二連通管721によって前記
空気室（この発明の「バーナ部入口側」に相当する）Ａ
と後記固定しぼり部722（この発明の「圧損手段」に相
当する）を介して連通されている。このため、第二室72
の内圧は空気室Ａの内圧P3に等しいから固定しぼり部72
2（圧損手段）による圧力降下した圧力が加わる。又、
前記第一室71は第一連通管711によって前記ノズル31出
口側に連通されている。このため、第一室71の内圧は前
記ノズル31出口側の内圧にP5に等しいものである。な
お、第一ダイヤフラム61は前記第三ダイヤフラム63と受
圧面積が等しいものである。
741はガス導入口であり、前記第四室74の側壁（筒体
５）に設置されている。又、751はガス排出口であり、
前記第五室75の側壁（筒体５）に設置されている。前記
生ガス導入口741を介して生ガスは比率制御弁部Ｃ、即
ち、第４室74に導入され、弁部９を通過した後、第五室
75に入り、排出口751を介して筒体５から排出される。
筒体５から排出された生ガスは前記ガス供給管３を介し
てバスバーナ部Ｇの混合室Ｍ内に流れる。
５）に設置されている。又、751はガス排出口であり、
前記第五室75の側壁（筒体５）に設置されている。前記
生ガス導入口741を介して生ガスは比率制御弁部Ｃ、即
ち、第４室74に導入され、弁部９を通過した後、第五室
75に入り、排出口751を介して筒体５から排出される。
筒体５から排出された生ガスは前記ガス供給管３を介し
てバスバーナ部Ｇの混合室Ｍ内に流れる。
Ｈはバイパス路であり、高圧側連通管721Aと低圧側連
通管731とを２つ（複数）の後記固定しぼり部（この発
明の「圧損手段」に相当する）722と後記可変しぼり部
（この発明の「圧損手段」に相当する）Ｖを直列に介し
て連通している。このバイパス路Ｈを気体が通過すると
それぞれの圧損手段（722とＶ）には分圧された差圧が
発生する。722は固定絞り部であり、前記第二連通管721
に設置されている。又、Ｖは可変絞り部であり、前記バ
イパス路Ｈに設置されている。この可変絞り部Ｖの圧損
抵抗を調節することにより、第二ダイヤフラム62の差圧
は固定絞り部722と可変絞り部Ｖとの圧損比で分圧され
た大きさとなるので可変しぼり部Ｖの圧損抵抗を可変す
ることで空気比の調整ができる。また、固定絞り部は第
三連通管731に設置することもできる（仮想線の図にお
いて符号732参照）。この場合、第二連通管721と第三連
通管731の差圧は固定絞り部732と可変絞り部Ｖとの圧損
比で分圧され、前記第三室73へ導入される。また、バイ
パス路Ｈに固定絞り部を設置し、第二連通管721又は第
三連通管731のいずれか一方又は両方に可変絞り部を設
置することもできる。なお、前記固定絞り部722,732お
よび前記可変絞り部Ｖはこの発明の「圧損手段」を構成
する。
通管731とを２つ（複数）の後記固定しぼり部（この発
明の「圧損手段」に相当する）722と後記可変しぼり部
（この発明の「圧損手段」に相当する）Ｖを直列に介し
て連通している。このバイパス路Ｈを気体が通過すると
それぞれの圧損手段（722とＶ）には分圧された差圧が
発生する。722は固定絞り部であり、前記第二連通管721
に設置されている。又、Ｖは可変絞り部であり、前記バ
イパス路Ｈに設置されている。この可変絞り部Ｖの圧損
抵抗を調節することにより、第二ダイヤフラム62の差圧
は固定絞り部722と可変絞り部Ｖとの圧損比で分圧され
た大きさとなるので可変しぼり部Ｖの圧損抵抗を可変す
ることで空気比の調整ができる。また、固定絞り部は第
三連通管731に設置することもできる（仮想線の図にお
いて符号732参照）。この場合、第二連通管721と第三連
通管731の差圧は固定絞り部732と可変絞り部Ｖとの圧損
比で分圧され、前記第三室73へ導入される。また、バイ
パス路Ｈに固定絞り部を設置し、第二連通管721又は第
三連通管731のいずれか一方又は両方に可変絞り部を設
置することもできる。なお、前記固定絞り部722,732お
よび前記可変絞り部Ｖはこの発明の「圧損手段」を構成
する。
よって、このガスバーナ装置は次のように作動する。
燃焼用空気量が増加するとバーナーの両側差圧（P3−
P4）および（P3′−P4）が大となり、第二ダイヤフラム
62を下方向（図において）に押し出し、この結果、作動
杆８を介して板弁92は開方向へ変位し、バーナ部Ｇへ流
れる生ガス量が増加する。そうすると、ノズル両側
（「ノズル出口側とノズル入口側」、以下同じ）の差圧
P2−P5が増加し、第一ダイヤフラム61および板弁（生ガ
ス差圧受圧部）92が受圧し、作動杆８に前記板弁92の閉
方向への荷重が増加し、これら２つの差圧（P3′−P4）
と（P2−P5）が作動杆８を介して対向する向きで荷重を
かけるため、作動杆８はこれらの荷重がバランスするま
で変位し、バーナ部両側差圧受圧部62とノズル両側差圧
受圧部61,92の対向力が釣り合った位置に収束し、生ガ
ス量の供給が行われる。
P4）および（P3′−P4）が大となり、第二ダイヤフラム
62を下方向（図において）に押し出し、この結果、作動
杆８を介して板弁92は開方向へ変位し、バーナ部Ｇへ流
れる生ガス量が増加する。そうすると、ノズル両側
（「ノズル出口側とノズル入口側」、以下同じ）の差圧
P2−P5が増加し、第一ダイヤフラム61および板弁（生ガ
ス差圧受圧部）92が受圧し、作動杆８に前記板弁92の閉
方向への荷重が増加し、これら２つの差圧（P3′−P4）
と（P2−P5）が作動杆８を介して対向する向きで荷重を
かけるため、作動杆８はこれらの荷重がバランスするま
で変位し、バーナ部両側差圧受圧部62とノズル両側差圧
受圧部61,92の対向力が釣り合った位置に収束し、生ガ
ス量の供給が行われる。
このとき、空気比は、ガス、空気等の物性定数や通路
の流体的定数、それぞれの受圧部の面積比等によっての
み定まり、空気量を変動しても、この空気比は一定とな
る。このことを前記実施例において説明する。この場
合、第一ダイヤフラム61,第三ダイヤフラム63および部
体92の受圧面積をＳ、Ｃを受圧面積比（大ダイヤフラム
面積／小ダイヤフラム面積）（Ｃ＞１）、又、ダイヤフ
ラムおよび板弁にかかる荷重方向は上方向を正とする。
の流体的定数、それぞれの受圧部の面積比等によっての
み定まり、空気量を変動しても、この空気比は一定とな
る。このことを前記実施例において説明する。この場
合、第一ダイヤフラム61,第三ダイヤフラム63および部
体92の受圧面積をＳ、Ｃを受圧面積比（大ダイヤフラム
面積／小ダイヤフラム面積）（Ｃ＞１）、又、ダイヤフ
ラムおよび板弁にかかる荷重方向は上方向を正とする。
（１）．ガス関係 第一ダイヤフラムにかかる荷重 −P5Ｓ … 第三ダイヤフラムにかかる荷重 P1Ｓ … 板弁にかかる荷重 P2Ｓ−P1Ｓ … ＋＋は、 （P2−P5）Ｓ … （２）．空気関係 第一ダイヤフラムにかかる荷重 P3′Ｓ … 第二ダイヤフラムにかかる荷重 P4CS−P3′CS … 第三ダイヤフラムにかかる荷重 −P4Ｓ … ＋＋は、 （P4−P3′）（Ｃ−１）Ｓ … 前記と前記の荷重差が弁部開閉力となってこれら
が釣り合うまで変位する。よって、平衡状態では、＝
となり、 （P2−P5）／（P4−P3′）＝（Ｃ−１） となり、ガス差圧と空気差圧との比が、定数Ｃ−１とな
り、この結果、空気量を変化させても空気比が一定の状
態で生ガス量が変化する。
が釣り合うまで変位する。よって、平衡状態では、＝
となり、 （P2−P5）／（P4−P3′）＝（Ｃ−１） となり、ガス差圧と空気差圧との比が、定数Ｃ−１とな
り、この結果、空気量を変化させても空気比が一定の状
態で生ガス量が変化する。
そして、本願発明は、一方の圧損抵抗を可変すること
により、ガス差圧が変化する。すなわち、空気比が容易
に調整できる構造により、各種ガス燃料や各種バーナー
に対して広い適応性（汎用性）を持つものである。
により、ガス差圧が変化する。すなわち、空気比が容易
に調整できる構造により、各種ガス燃料や各種バーナー
に対して広い適応性（汎用性）を持つものである。
第４図は第一連通管711を大気に開放したものであ
る。ガスバーナ部Ｇを、バーナ構造上、ノズル出口圧を
ノズル入口圧に比べて無視できる程小さい場合には、こ
のように第一連通管711を大気に開放でき、この結果、
構成を簡易にすることができる。
る。ガスバーナ部Ｇを、バーナ構造上、ノズル出口圧を
ノズル入口圧に比べて無視できる程小さい場合には、こ
のように第一連通管711を大気に開放でき、この結果、
構成を簡易にすることができる。
第５図は第三実施例であり、ファン混合タイプのガス
バーナに本発明装置を適用したものである。
バーナに本発明装置を適用したものである。
第６図は第四実施例を示したものである。この実施例
において、55は筒体５の底板51に螺合された調節ボル
ト、551はこのボルト55の先端に設置されたばね座、552
はこのばね座551と前記作動杆８の上端（図において）
との間に掛け渡された圧縮ばねである。前記調整ボルト
55を螺動することにより、前記圧縮ばね552を調整可能
としたのは、．圧縮ばね（可動部分の重量を相殺する
ためのもの）931のばね特性のばらつきに対する微調整
を可能にするため、．空気比特性をバーナーに適合さ
せるためのものである。
において、55は筒体５の底板51に螺合された調節ボル
ト、551はこのボルト55の先端に設置されたばね座、552
はこのばね座551と前記作動杆８の上端（図において）
との間に掛け渡された圧縮ばねである。前記調整ボルト
55を螺動することにより、前記圧縮ばね552を調整可能
としたのは、．圧縮ばね（可動部分の重量を相殺する
ためのもの）931のばね特性のばらつきに対する微調整
を可能にするため、．空気比特性をバーナーに適合さ
せるためのものである。
なお、上記実施例では、作動杆８を構成するにあたっ
て、一本の杆体を使用したが、複数の杆体を端面を接触
させて、一本の杆状とし、作動杆を構成することもでき
る。
て、一本の杆体を使用したが、複数の杆体を端面を接触
させて、一本の杆状とし、作動杆を構成することもでき
る。
この発明のガスバーナ装置は、ガスバーナ部と送風手
段と比率制御弁部とを備え、 前記ガスバーナ部に前記比率制御弁部およびノズルを
介して生ガスを供給するとともに前記送風手段によって
燃焼用空気を供給する、強制燃焼のガスバーナ装置にお
いて、 前記比率制御弁部を構成するにあたって、略円筒状の
筒体内にその軸心に沿って一端から順に第一ダイヤフラ
ム、第二ダイヤフラム、第三ダイヤフラム及び弁体を配
置するとともに前記各々のダイヤフラムおよび板弁の中
心に作動杆を固定することにより、これらのダイヤフラ
ムおよび弁体を連動可能とし、 且つ、前記第一ダイヤフラムと前記筒体の一端の底板
との間を第一室、前記第一ダイヤフラムと前記第二ダイ
ヤフラムとの間を第二室、前記第二ダイヤフラムと前記
第三ダイヤフラムとの間を第三室、前記第三ダイヤフラ
ムと弁体との間を第四室、前記板弁と前記筒体の他端の
底板との間を第五室とするとともに前記筒体にガス導入
口およびガス排出口を設け、このガス導入口によって前
記第四室内に生ガスを導入可能とするとともに前記ガス
排出口によって前記第五室の生ガスを前記ガスバーナ部
に供給可能とし、 且つ、前記第一室と、前記ノズルの出口側とを第一連
通路を介して連通させるとともに前記第五室と前記ノズ
ルの入口側とをガス供給管を介して連通させ、前記第二
室と前記バーナ部入口側とを第二連通路を介して連通さ
せるとともに前記第三室と前記バーナ部の出口側とを第
三連通路を介して連通させ、 且つ、第一ダイヤフラムおよび前記第三ダイヤフラム
と前記弁体との受圧面積を略等しくするとともに前記第
二ダイヤフラムの受圧面積を前記第一ダイヤフラムおよ
び前記第三ダイヤフラムと前記弁体との受圧面積よりも
大とし、 更に、前記第二連通路と前記第三連通路とをバイパス
路によって連通させ、前記第二連通路と前記第三連通路
の何れか一方および前記バイパス路に各々圧損手段を設
置し、これらの圧損手段の少なくとも一つを調節可能と
したため、、 前記ノズル出口圧P5を比率制御弁部の第一室で検知で
きるとともに前記ノズル入口圧P2を前記第五室で検知で
き、 バーナ部入口圧P3とバーナ部出口圧P4との差圧（P3−
P4）の分圧（P3′−P4）を第二室と第三室で検知でき
る。また、供給ガス圧は第四室で検知できる。
段と比率制御弁部とを備え、 前記ガスバーナ部に前記比率制御弁部およびノズルを
介して生ガスを供給するとともに前記送風手段によって
燃焼用空気を供給する、強制燃焼のガスバーナ装置にお
いて、 前記比率制御弁部を構成するにあたって、略円筒状の
筒体内にその軸心に沿って一端から順に第一ダイヤフラ
ム、第二ダイヤフラム、第三ダイヤフラム及び弁体を配
置するとともに前記各々のダイヤフラムおよび板弁の中
心に作動杆を固定することにより、これらのダイヤフラ
ムおよび弁体を連動可能とし、 且つ、前記第一ダイヤフラムと前記筒体の一端の底板
との間を第一室、前記第一ダイヤフラムと前記第二ダイ
ヤフラムとの間を第二室、前記第二ダイヤフラムと前記
第三ダイヤフラムとの間を第三室、前記第三ダイヤフラ
ムと弁体との間を第四室、前記板弁と前記筒体の他端の
底板との間を第五室とするとともに前記筒体にガス導入
口およびガス排出口を設け、このガス導入口によって前
記第四室内に生ガスを導入可能とするとともに前記ガス
排出口によって前記第五室の生ガスを前記ガスバーナ部
に供給可能とし、 且つ、前記第一室と、前記ノズルの出口側とを第一連
通路を介して連通させるとともに前記第五室と前記ノズ
ルの入口側とをガス供給管を介して連通させ、前記第二
室と前記バーナ部入口側とを第二連通路を介して連通さ
せるとともに前記第三室と前記バーナ部の出口側とを第
三連通路を介して連通させ、 且つ、第一ダイヤフラムおよび前記第三ダイヤフラム
と前記弁体との受圧面積を略等しくするとともに前記第
二ダイヤフラムの受圧面積を前記第一ダイヤフラムおよ
び前記第三ダイヤフラムと前記弁体との受圧面積よりも
大とし、 更に、前記第二連通路と前記第三連通路とをバイパス
路によって連通させ、前記第二連通路と前記第三連通路
の何れか一方および前記バイパス路に各々圧損手段を設
置し、これらの圧損手段の少なくとも一つを調節可能と
したため、、 前記ノズル出口圧P5を比率制御弁部の第一室で検知で
きるとともに前記ノズル入口圧P2を前記第五室で検知で
き、 バーナ部入口圧P3とバーナ部出口圧P4との差圧（P3−
P4）の分圧（P3′−P4）を第二室と第三室で検知でき
る。また、供給ガス圧は第四室で検知できる。
このため、バーナ部両側の差圧（P3′−P4）によっ
て、第二ダイヤフラム（空気差圧受圧部）62は下方向
（図において）に押し出され、この結果、作動杆８を介
して板弁92は開方向へ変位し、バーナ部Ｇへ流れる生ガ
ス量が増加する。そうすると、ノズル両側（「ノズル出
口側とノズル入口側」、以下同じ）の差圧P2−P5が増加
し、第一ダイヤフラム61および板弁（生ガス差圧受圧
部）92が受圧し、作動杆８に前記板弁92の閉方向への荷
重が増加し、これら２つの差圧（P3−P4とP2−P5）が作
動杆８を介して対向する向きで荷重をかけるため、作動
杆８はこれらの荷重がバランスするまで変位し、バーナ
部両側差圧受圧部62とノズル両側差圧受圧部61,92の対
向力が釣り合った位置に収束し、生ガス量の供給が行わ
れる。
て、第二ダイヤフラム（空気差圧受圧部）62は下方向
（図において）に押し出され、この結果、作動杆８を介
して板弁92は開方向へ変位し、バーナ部Ｇへ流れる生ガ
ス量が増加する。そうすると、ノズル両側（「ノズル出
口側とノズル入口側」、以下同じ）の差圧P2−P5が増加
し、第一ダイヤフラム61および板弁（生ガス差圧受圧
部）92が受圧し、作動杆８に前記板弁92の閉方向への荷
重が増加し、これら２つの差圧（P3−P4とP2−P5）が作
動杆８を介して対向する向きで荷重をかけるため、作動
杆８はこれらの荷重がバランスするまで変位し、バーナ
部両側差圧受圧部62とノズル両側差圧受圧部61,92の対
向力が釣り合った位置に収束し、生ガス量の供給が行わ
れる。
このとき、空気比は、ガス、空気等の物性定数や通路
の流体的定数、それぞれの受圧部の面積比等によっての
み定まり、空気量を変動しても、この空気比は一定とな
る。
の流体的定数、それぞれの受圧部の面積比等によっての
み定まり、空気量を変動しても、この空気比は一定とな
る。
よって、このガスバーナ装置を使用すれば、ガスバー
ナ部の空気比を一定に保持することができるにも関わら
ず、比率制御弁部の構成が単なる機械的構成であるた
め、従来と異なり、構成が簡単となるとともに部品点数
が少なくなり、この結果、メンテナンスに手間がかから
ず信頼性が向上するとともに生産コストも低額化する。
ナ部の空気比を一定に保持することができるにも関わら
ず、比率制御弁部の構成が単なる機械的構成であるた
め、従来と異なり、構成が簡単となるとともに部品点数
が少なくなり、この結果、メンテナンスに手間がかから
ず信頼性が向上するとともに生産コストも低額化する。
又、 突風等の空気量の急激な変化に容易に対応できるた
め、送風ファンの元圧を大きくする必要がない結果、送
風ファンの生産コストを低額化でき、更に、騒音等の発
生を防止することができる。
め、送風ファンの元圧を大きくする必要がない結果、送
風ファンの生産コストを低額化でき、更に、騒音等の発
生を防止することができる。
更に、排気口（熱交内胴の）へのゴミや枯れ葉等の付
着、熱交換器のフィン詰まり、吸気系の通路やフィルタ
ー等の目詰まり等による風量変化に対しても空気比が影
響を受けることはない。
着、熱交換器のフィン詰まり、吸気系の通路やフィルタ
ー等の目詰まり等による風量変化に対しても空気比が影
響を受けることはない。
この発明に係るガスバーナ装置は、第三ダイヤフラム
と板弁の受圧面積が等しいため、供給ガス圧P1の変動に
影響されないものである。
と板弁の受圧面積が等しいため、供給ガス圧P1の変動に
影響されないものである。
更に、前記第二連通路と前記第三連通路とをバイパス
路によって連通させ、前記第二連通路と前記第三連通路
の何れか一方および前記バイパス路に各々圧損手段を設
置し、これらの圧損手段の少なくとも一つを調節可能と
したため、 一方の圧損抵抗を可変させることにより、ガス差圧を
変化させ、空気比を容易に調整できる構造になり、各種
ガス燃料や各種バーナーに対して広い適応性（汎用性）
を持つことができる。
路によって連通させ、前記第二連通路と前記第三連通路
の何れか一方および前記バイパス路に各々圧損手段を設
置し、これらの圧損手段の少なくとも一つを調節可能と
したため、 一方の圧損抵抗を可変させることにより、ガス差圧を
変化させ、空気比を容易に調整できる構造になり、各種
ガス燃料や各種バーナーに対して広い適応性（汎用性）
を持つことができる。
このため、この発明の比率制御弁装置を使用すれば、
あらゆくガス種に対して簡易に適応できるものである。
あらゆくガス種に対して簡易に適応できるものである。
なお、前記操作作動杆と前記筒体の他端の底板との間
に圧縮ばねを介在させるとともにこの圧縮ばねのばね力
を調整可能とすれば、圧縮ばね（作動杆と筒体の他端の
底板との間の圧縮ばね）のばね特性のバラツキに対する
微調整ができるとともに空気比特性をバーナーに適合さ
せることが容易にできる。
に圧縮ばねを介在させるとともにこの圧縮ばねのばね力
を調整可能とすれば、圧縮ばね（作動杆と筒体の他端の
底板との間の圧縮ばね）のばね特性のバラツキに対する
微調整ができるとともに空気比特性をバーナーに適合さ
せることが容易にできる。
第１図はこの発明に係るガスバーナ装置の実施例の断面
図、 第２図は第１図におけるII−II線拡大断面図、 第３図は第１図におけるIII−III線拡大断面図、 第４図は第二実施例の断面部分図、 第５図は第三実施例の第１図に相当する図、 第６図は第四実施例の部分断面図、 第７図は従来例の断面図である。 Ｃ……比率制御弁部 Ｇ……ガスバーナ部 Ｈ……バイパス路 Ｖ……可変絞り部（圧損手段） 24……送風手段（送風ファン） ３……生ガス供給管 31……生ガスノズル ５……筒体 51……底板 52……底板 61……第一ダイヤフラム 62……第二ダイヤフラム 63……第三ダイヤフラム 71……第一室 711……第一連通管（第一連通路） 72……第二室 721……第二連通管（第二連通路） 722……固定しぼり（圧損手段） 73……第三室 731……第三連通管（第三連通路） 732……固定しぼり（圧損手段） 74……第四室 741……ガス導入管 75……第五室 751……ガス排出管 ８……作動杆 92……板弁（弁体）
図、 第２図は第１図におけるII−II線拡大断面図、 第３図は第１図におけるIII−III線拡大断面図、 第４図は第二実施例の断面部分図、 第５図は第三実施例の第１図に相当する図、 第６図は第四実施例の部分断面図、 第７図は従来例の断面図である。 Ｃ……比率制御弁部 Ｇ……ガスバーナ部 Ｈ……バイパス路 Ｖ……可変絞り部（圧損手段） 24……送風手段（送風ファン） ３……生ガス供給管 31……生ガスノズル ５……筒体 51……底板 52……底板 61……第一ダイヤフラム 62……第二ダイヤフラム 63……第三ダイヤフラム 71……第一室 711……第一連通管（第一連通路） 72……第二室 721……第二連通管（第二連通路） 722……固定しぼり（圧損手段） 73……第三室 731……第三連通管（第三連通路） 732……固定しぼり（圧損手段） 74……第四室 741……ガス導入管 75……第五室 751……ガス排出管 ８……作動杆 92……板弁（弁体）
Claims (2)
- 【請求項１】ガスバーナ部と送風手段と比率制御弁部と
を備え、 前記バスバーナ部に前記比率制御弁部およびノズルを介
して生ガスを供給するとともに前記送風手段によって燃
焼用空気を供給する、強制燃焼のガスバーナ装置におい
て、 前記比率制御弁部を構成するにあたって、略円筒状の筒
体内にその軸心に沿って一端から順に第一ダイヤフラ
ム、第二ダイヤフラム、第三ダイヤフラム及び弁体を配
置するとともに前記各々のダイヤフラムおよび弁体の中
心に作動杆を固定することにより、これらのダイヤフラ
ムおよび弁体を連動可能とし、 且つ、前記第一ダイヤフラムと前記筒体の一端の底板と
の間を第一室、前記第一ダイヤフラムと前記第二ダイヤ
フラムとの間を第二室、前記第二ダイヤフラムトと前記
第三ダイヤフラムとの間を第三室、前記第三ダイヤフラ
ムと弁体との間を第四室、前記板弁と前記筒体の他端の
底板との間を第五室とするとともに前記筒体にガス導入
口およびガス排出口を設け、このガス導入口によって前
記第四室内に生ガスを導入可能とするとともに前記ガス
排出口によって前記第五室の生ガスを前記ガスバーナ部
に供給可能とし、 且つ、前記第一室と、前記ノズルの出口側とを第一連通
路を介して連通させるとともに前記第五室と前記ノズル
の入口側とをガス供給管を介して連通させ、前記第二室
と前記バーナ部入口側とを第二連通路を介して連通させ
るとともに前記第三室と前記バーナ部の出口側とを第三
連通路を介して連通させ、 且つ、第一ダイヤフラムおよび前記第三ダイヤフラムと
前記弁体との受圧面積を略等しくするとともに前記第二
ダイヤフラムの受圧面積を前記第一ダイヤフラムおよび
前記第三ダイヤフラムと前記弁体との受圧面積よりも大
とし、 更に、前記第二連通路と前記第三連通路とをバイパス路
によって連通させ、前記第二連通路と前記第三連通路の
何れか一方および前記バイパス路に各々圧損手段を設置
し、これらの圧損手段の少なくとも一つを調節可能とし
たことを特徴とするガスバーナ装置。 - 【請求項２】前記操作動杆と前記筒体の他端の底板との
間に圧縮ばねを介在させるとともにこの圧縮ばねのばね
力を調整可能としたことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載のガスバーナ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1134196A JP2739235B2 (ja) | 1989-05-28 | 1989-05-28 | ガスバーナ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1134196A JP2739235B2 (ja) | 1989-05-28 | 1989-05-28 | ガスバーナ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH031009A JPH031009A (ja) | 1991-01-07 |
| JP2739235B2 true JP2739235B2 (ja) | 1998-04-15 |
Family
ID=15122680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1134196A Expired - Lifetime JP2739235B2 (ja) | 1989-05-28 | 1989-05-28 | ガスバーナ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2739235B2 (ja) |
-
1989
- 1989-05-28 JP JP1134196A patent/JP2739235B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH031009A (ja) | 1991-01-07 |
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