JP2935869B2

JP2935869B2 - 燃焼量可変装置における流量調整弁

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Publication number: JP2935869B2
Application number: JP2085679A
Authority: JP
Inventors: 弁吉永田; 繁文安永; 靖夫濱田
Original assignee: NIPPON YUPURO KK; TOTO KIKI KK
Current assignee: NIPPON YUPURO KK; TOTO KIKI KK
Priority date: 1990-03-30
Filing date: 1990-03-30
Publication date: 1999-08-16
Anticipated expiration: 2014-08-16
Also published as: JPH03282119A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は、各種機器、特に、家庭用石油給湯機等に使
用される燃焼量可変装置の流量調整弁に関する。

（ロ）従来の技術従来、この種の石油燃焼装置の一形態として、第９図
に示すように、灯油タンク70からヘッド差によりストレ
ーナ71aを通して往き油管71に導かれた灯油を、ポンプ7
2によって加圧し、戻り式圧力噴霧ノズル73に供給し
て、同ノズル73の先端部より噴霧し、灯油の一部を戻り
油管74を通り、流量調整弁75を介して往き油管71のポン
プ72の上流側に戻す構成のものがある。

なお、第９図において、76は戻り油管74の中途に設け
た逆止弁である。

かかる構成によって、この石油燃焼装置は、戻り油管
74に設けた流量調整弁75の開度を変え、戻り油量を調節
することで、噴霧量を広範囲に制御し、燃焼量を変える
ことができる。

即ち、ポンプ72より戻り式圧力噴霧ノズル73へ供給さ
れる灯油供給量Q_Tは、戻り式圧力噴霧ノズル73からの噴
霧量Q_Nと、戻り油管74を通り、往き油管71の上流側に戻
る戻り油量Q_Rとに分流するので、噴霧量Q_Nは、灯油供給
量Q_Tから戻り油量Q_Rを引いた量となるが、この戻り油量
Q_Rを変えることによって、噴霧量Q_Nを調節することがで
きる。

また、従来、上記した流量調整弁75は、第10図に概念
的に説明するように、弁ケーシング80内に、一側開口を
戻り油管74の上流側に連結するとともに、他側開口を戻
り油管74の下流側に連結した流量調整流路81を形成し、
同流量調整流路81の中途に弁座82を設け、同弁座82に針
状弁体83を接離自在に当接して流量調整流路81を開閉自
在となし、かつ、針状弁体83の後方に、ソレノイド84に
よって駆動される弁体進退杆85を配設し、同ソレノイド
85への印加電流を可変とすることによって、弁体進退杆
85の進退量を微調整可能とした構成としている。

そして、ソレノイド84への印加電圧を変えることによ
って、弁体進退杆85及びその先端に取付けた針状弁体83
を弁座82に向けて進退して、弁座82の開度調整を行い、
弁座82の流入側の圧力P₂を変化して、戻り油量Q_Rを変
え、噴霧量Q_Nを調節することができる。

（ハ）発明が解決しようとする課題しかし、かかる石油燃焼装置における流量調整弁は、
未だ、以下の解決すべき課題を具備していた。

即ち、工場出荷時の流量調整弁や、メンテナンス後に
交換する流量調整弁は、製作時の製作精度のバラツキ等
によって、ソレノイドに印加する電流値に対する流量特
性曲線がそれぞれ異なっている。

しかして、かかる流量調整弁を制御装置内にプログラ
ムされている流量制御パターンに基づいて制御するため
には、流量調整弁を流れる最大流量と最小流量とを調整
することが必要になる。

かかる調整方法として、ガス式給湯機におけると同様
に最大流量・最小流量とも給湯機の制御装置内の調整ボ
リュームを変更することによって行うことや、最大流量
の調整は流量調整弁の調圧ねじの調整によって行う一
方、最小流量の調整は制御装置の調整ボリュームを変更
することによって行うことが考えられる。

しかし、両方法とも、制御装置、流量調整弁又は噴出
量自動可変ノズルのいずれが故障した場合であっても、
流量調整弁及び噴出量自動可変ノズルのみならず制御装
置も一体的に交換しなければならず、メンテナンスコス
トを高価なものとしていた。

本発明は、上記した課題を解決することができる流量
調整弁の最大・最小流量調整方法を目的とする。

（ニ）課題を解決するための手段本発明は、制御装置からの駆動信号に基づきソレノイ
ドへの印加電流値を変えて燃料の流量値を制御する流量
調整弁において、制御装置に、燃料の流量値に対応する
電流値を調整するための電流調整装置を、分離可能なコ
ネクタを介して接続したことを特徴とする燃焼量可変装
置における流量調整弁に係るものである。

また、電流値に対応する燃料の流量値を調整するため
の手動調圧機構を具備し、しかも、手動調圧機構により
固定電流値に対応する燃料の最大流量値を調整するとと
もに、電流調整装置により燃料の最小流量値に相当する
電流値を調整することにも特徴を有する。

（ホ）作用及び効果上記した構成によって、本発明は、以下の作用及び効
果を奏する。

最大流量値と最小流量値をそれぞれ、制御装置とは別
体に構成した流量調整弁の手動調圧機構及び電流調整装
置によって行うようにしたので、流量調整弁又は噴出量
自動可変ノズルのいずれが故障した場合であっても高価
な制御装置の交換を何ら必要とすることなくメンテナン
スを行うことができ、メンテナンスコストを低減するこ
とができる。

また、制御装置自体が故障した場合は、制御装置のみ
を交換すればよく、この面からもメンテナンスコストの
低減を図ることができる。

（ヘ）実施例以下、本発明を添付図に示す実施例に基づいて、詳説
する。

第１図に、本発明に係る流量調整弁を具備する燃焼量
可変装置Ａを組み込んだ石油式給湯機Ｂの全体構成を概
念的に示す。

まず、燃焼量可変装置Ａの構成について説明すると、
第１図において、Ｔは灯油を充填した貯油タンクであ
り、同貯油タンクＴから、フィルタF₁を介し、往き油管
Ｓ内に流入落下した灯油は、ポンプＰで加圧され、戻り
式圧力噴霧ノズルＮに供給されることになる。

第２図に示すように、戻り式圧力噴霧ノズルＮは、そ
の内部に噴霧流路10と戻り流路11とを形成しており、往
き油管Ｓを通して戻り式圧力噴霧ノズルＮに供給されて
きた灯油の一部が霧化されて先端ノズル開口部12から噴
出されるとともに、灯油の残部が、戻り流路11を通して
後述する戻り油管Ｒに還流されることになる。

即ち、第１図において、戻り油管Ｒは往き油管Ｓと並
設状態に設けられている。

そして、同戻り油管Ｒは、その一端を戻り式圧力噴霧
ノズルＮの戻り流路11に連通連結するとともに、その他
端を、往き油管ＳのポンプＰの上流側に連通連結してお
り、これによって、循環流路Ｃを形成している。

また、戻り油管Ｒの中途には、流量調整弁FCと、フィ
ルタF₂と、逆止弁Ｇとが直列状態に取付けられている。

そして、流量調整弁FCを制御することにより、戻り油
量を調節して、戻り式圧力噴霧ノズルＮからの噴霧量を
増減して、燃焼量を変化させることができる。

また、往き油管Ｓの中途に設けた逆止弁Ｇによって、
電磁作動のポンプＰ停止時、、戻り油管Ｒを通して灯油
が戻り式圧力噴霧ノズルＮに逆流するのを防止する。

さらに、フィルタF₂によって、流量調整弁FCに流入す
る灯油内に含まれる微細な不純物を除去することがで
き、流量調整弁FCの確実な作動を確保することができ
る。

なお、第１図において、Q_TはポンプＰより戻り式圧力
噴霧ノズルＮへ供給される灯油供給量、Q_Nは戻り式圧力
噴霧ノズルＮからの噴霧量、そして、Q_Rは戻り油管Ｒを
通る戻り油量である。

次に、石油式給湯機Ｂの構成について、第１図を参照
して説明すると、20は内部に上記した戻り式圧力噴霧ノ
ズルＮを配設したガンタイプバーナであり、同バーナ20
は、その後部をダクト12を介してファン22と接続してい
る。

また、ダクト21内には、燃焼用エア供給量を調節する
ためのダンパー23が配設されている。

ガンタイプバーナ20の下方には熱交換器24が配設され
ており、同熱交換器24の給水側は給水配管25と連通連結
しており、同給水配管25には、水量センサ26と、水温セ
ンサ27とが取付けられている。

一方、熱交換器24の給湯側に接続した給湯配管28に
は、流量調整弁29と湯温センサ30とが取付けられてい
る。

また、給湯配管28からは風呂用配管31を分岐させるこ
ともでき、この場合、風呂用水量センサ32と閉止弁33を
取付けることになる。

次に、流量調整弁FCの構成について説明する。

即ち、第３図において、２分割体40a,40bから構成さ
れ、かつ、長尺筒状体を形成する弁ケーシング40は、そ
の一側分割体40aの上部に、同上部を水平に貫通する連
絡流路43aを設けている。

そして、この連絡流路43aの一側開口43bは、第１図に
示すように、往き油管Ｓの上流側に連絡しており、その
他側開口43cは往き油管Ｓの下流側に連絡している。

一方、弁ケーシング40の上面には、第３図に示すよう
にニップル43dが取付けられており、同ニップル43d内に
設けた戻り油流路43eは、連絡流路43aの中途に、後述す
る弁座44を介して、連絡され、Ｌ字形状の屈折流路から
なる流量調整流路43を形成している。

そして、かかる流量調整流路43の一側開口（流入側開
口）42は、戻り油管Ｒの上流側、即ち、戻り式圧力噴霧
ノズルＮ側に連通連結している。

また、上記流量調整流路43の中途には弁座44が設けら
れており、同弁座44の一側には、球状弁体45が、同弁座
44と接離自在に配設されている。

このように、本実施例は、第１図及び第３図を参照し
て上述してきたように、戻り油管Ｒの終端を往き油管Ｓ
の上流側に接続した個所に流量調節弁FCを取付け、か
つ、流量調整弁FC内に、往き油管Ｓの上流側と下流側と
を連絡する連絡流路43aと、戻り油管Ｒの終端を上記連
絡流路43aの中途に接続する流量調整流路43とを設けて
いる。

また、本実施例では、球状弁体45の弁座44と対向する
側、即ち、弁ケーシング40の下部には弁体駆動機構Ｋが
設けられており、かかる弁体駆動機構Ｋは、以下の構成
を有する。

球状弁体45は、上記した弁ケーシング40の軸線上を進
退する弁体進退杆47の先端に設けた円形凹溝48内に嵌入
されている。

一方、弁体進退杆47の基端部は、弁ケーシング40の他
側分割体40b内に配設され、かつ、筒状ボビン49にコイ
ル50を巻回することによって構成したソレノイド51の中
央に設けたガイドスリーブ46内に形成した長孔52内に、
進退自在に配設されている。

そして、同ソレノイド51に電流を印加することによっ
て、弁体進退杆47を軸線に沿って進退させ、弁体進退杆
47の先端に嵌入した球状弁体45を、弁座44に向けて接離
することができ、戻り油管Ｒを流れる戻り油量を調整す
ることができる。

また、第３図に示すように、流量調整弁FCは、弁体進
退杆47の進退力の調整を行うための手動調圧機構60を具
備している。

かかる手動調圧機構60は、弁ケーシング40の後部端面
に設けた筒状ナット61を設け、同ナット61に螺杆62を螺
着し、同螺杆62の先端をガイドスリーブ46内に進退自在
に挿入し、かつ、筒状ナット61の内部において、螺杆62
の上端に形成したスプリング受け板63と弁体進退杆47の
下端に形成したスプリング受けプラグ64との間にスプリ
ング65を介設し、さらに筒状ナット61の後端61aを弁ケ
ーシング40の他側分割体40bの底板にかしめることによ
って固定連結している。

かかる構成によって、螺杆62を所望の手段によって回
転することによって弁ケーシング40の軸線方向に進退
し、同進退によって、弁体進退杆47の進退力、即ち、弁
座44から球状弁体45を離隔する力を調整することができ
る。

また、弁体進退杆47は、その外周面上であって180゜
対向する位置に、一対の縦長溝66を設けており、かかる
縦長溝66によって、弁体進退杆47の往復進退動を円滑な
ものとしている。

なお、流量調整弁FCの取付位置及び形状は、上記に限
定されるものではなく、戻り油管Ｒ中であれば、任意と
することができる。

次に、上記構成を有する流量調整弁FCの作動につい
て、第４図及び第５図を参照して説明する。

即ち、給湯機Ｂの要求熱負荷に応じて、図示しない操
作部上のスイッチを操作して制御信号を制御装置に送
り、同制御装置より流量調整弁駆動回路を通して所望の
電流をソレノイド51に印加して、弁体進退杆47及びそれ
に支持させる球状弁体45を一体的に進退させ、正確に流
量調整を行うことができ、正確な燃焼制御を行うことが
できる。

また、本実施例では、弁体として球状弁体45を用いて
いるので、第４図に示すように、印加電流Ｉと、流量調
整流路43の流入側開口42に発生する二次側圧力P₂との相
関関係を、略直線的に変化させることができる。

一方、二次側圧力P₂と、戻り油管Ｒを通り、往き油管
Ｓの上流側に戻る戻り油量Q_R及び戻り式圧力噴霧ノズル
53からの噴霧量Q_N（灯油供給量Q_T−油量Q_N）との間に
は、第５図に示す直線的な相関関係がある。

従って、本実施例では、印加電流Ｉを微調整すること
によって、戻り油量Q_R、即ち、噴霧量Q_Nを直線的に正確
に変化することができ、燃焼制御を正確に行うことがで
きる。

また、上記構成及び作用をなす流量調整弁FCが故障し
た場合、又は戻り式圧力噴霧ノズルＮが故障した場合
は、共に交換する必要があるが、その際の最大流量及び
最小流量の調整は以下に説明する調整方法によって行
う。

まず、第６図を参照して、調整方法に用いる制御回路
を説明する。

図示するように、制御装置SEは、結合・分離可能なコ
ネクタを90を介して、流量調整弁FC及び電流調整装置CA
に接続されている。

そして、かかる回路構成を用いて流量調整弁FCの最大
及び最小流量の調整を行うに際しては、まず、第７図に
示すように、最大流量値に対して固定電流値を設定す
る。

手動調圧機構60を操作して調整前の流量調整弁FCの電
流−流量パターンQ₁を下方に垂直移動して、この一部が
最大流量値と固定電流値の交点に至るまで流量調整し
て、調整後の電流−流量パターンをQ₂とする。

その後、第８図に示すように、電流調整装置CAによっ
て電流調整を行うことによって、制御装置SE内に記憶さ
せていた電流−流量パターンの最小流量に調整する。

このように、本実施例では、流量調整弁FCの最大流量
値と最小流量値をそれぞれ、制御装置SEとは別体に構成
した流量調整弁FCの手動調圧機構60及び電流調整装置CA
によって行うようにしたので、流量調整弁FC又は噴出量
自動可変パズルＮのいずれが故障した場合であってもこ
れらのみを交換すればよく、高価な制御装置SEの交換を
何ら必要とすることなくメンテナンスを行うことができ
るので、メンテナンスコストを大幅に低減することがで
きる。

また、制御装置SE自体が故障した場合は、制御装置SE
のみを交換すればよく、この面からもメンテナンスコス
トの低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る流量調整弁を具備する石油式給湯
機の概念的構成説明図、第２図は戻り式圧力噴霧ノズル
の断面側面図、第３図は流量調整弁の断面正面図、第４
図は印加電流と流量調整弁の二次側圧力の相関関係を示
すグラフ、第５図は流量調整弁の二次側圧力と戻り油量
及び噴霧量との相関関係を示すグラフ、第６図は制御回
路のブロック図、第７図及び第８図は最大流量と最小流
量の調整方法を示すグラフ、第９図は従来の燃焼量可変
装置をの概念的構成説明図、第10図は同燃焼量可変装置
における流量調整弁の概念的構成説明図である。図中、 A:燃焼量可変装置 B:石油式給湯機 C:循環流路 FC:流量調整弁 G:逆止弁 N:戻り式圧力噴霧ノズル S:往き油管 P:ポンプ R:戻り油管 T:貯油タンク 40:弁ケーシング 41:一側開口 42:他側開口 43:流量調整流路 43a:連絡流路 44:弁座 45:球状弁体 47:弁体進退杆 51:ソレノイド 60:手動調圧機構 90:コネクタ A:燃焼量可変装置 CA:電流調整装置 SE:制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者濱田靖夫神奈川県茅ケ崎市本村２丁目８番１号東陶機器株式会社茅ケ崎工場内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F23N 1/00 105 F16K 31/06 310 F16K 31/06 340

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】制御装置からの駆動信号に基づきソレノイ
ドへの印加電流値を変えて燃料の流量値を制御する流量
調整弁において、制御装置に、燃料の流量値に対応する電流値を調整する
ための電流調整装置を、分離可能なコネクタを介して接
続したことを特徴とする燃焼量可変装置における流量調
整弁。
【請求項２】電流値に対応する燃料の流量値を調整する
ための手動調圧機構を具備し、しかも、手動調圧機構に
より固定電流値に対応する燃料の最大流量値を調整する
とともに、電流調整装置により燃料の最小流量値に相当
する電流値を調整することを特徴とする請求項１記載の
燃焼量可変装置における流量調整弁。