JP2945068B2

JP2945068B2 - 燃焼量可変装置における流量調整弁

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Publication number: JP2945068B2
Application number: JP9901190A
Authority: JP
Inventors: 邦彦石坂; 繁文安永; 靖夫濱田; 久寿広田; 文夫渡部
Original assignee: NIPPON YUPURO KK; TEE JII KEE KK; TOTO KIKI KK
Current assignee: NIPPON YUPURO KK; TEE JII KEE KK; TOTO KIKI KK
Priority date: 1990-04-13
Filing date: 1990-04-13
Publication date: 1999-09-06
Anticipated expiration: 2014-09-06
Also published as: JPH04111A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は、家庭用石油給湯機等に使用される燃焼量可
能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７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。

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の弁開度を変え、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、弁ケーシング
内に、一側開口を戻り油管の上流側に連結するととも
に、他側開口を戻り油管の下流側に連結した流量調整流
路を形成し、同流量調整流路の途中に弁座を設け、同弁
座に針状弁体を接離自在に当接して流量調整流路を開閉
自在となし、かつ、針状弁体の後方に、ソレノイドによ
って駆動される弁体進退杆を配設し、同ソレノイドへの
印加電流を可変することによって、弁体進退杆の進退量
を微調整可能とした構成としている。

そして、ソレノイドへの印加電圧を変えたことによっ
て、弁体進退杆及びその先端に取付けた針状弁体を弁座
に向けて進退して、弁座の閉度調整を行い、弁座の流入
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。

なお、第７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。

（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は、未だ、以下の解決す
べき課題を具備していた。

即ち、上記構成においては、弁体が針状弁体によって
形成されているため、印加電流と弁座の流入側の圧力P₂
との間に比例関係を確保することができない。

従って、上記圧力P₂に比例する戻り油量Q_Rの変化も不
安定となり、正確の燃焼制御を行うことができなかっ
た。

本発明は、上記した課題を解決することができる新規
な燃焼量可変装置を提供することを目的とする。

（ニ）課題を解決するための手段本発明は、ポンプで加圧した灯油を往き油管を通して
戻り式圧力噴霧ノズルに供給し、かつ、戻り油管の途中
に流量調整弁を設け、流量調整弁を制御することによ
り、前記ノズルからの噴霧量を増減して燃焼量を変化さ
せることができる燃焼量可変装置において、弁ケーシン
グの上部に流量調整流路を形成し、同流量調整流路の中
途に弁座を設け、同弁座に球状弁体を接離自在に当接し
て流量調整流路を開閉自在となし、かつ、球状弁体の下
方に、ソレノイドによって駆動させる弁体進退杆を配設
し、さらに、弁体進退杆の側面に所定の広さをもって区
画された複数の間隙を設け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、本
発明は、前記複数の間隙は、空気流出用縦溝であること
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。

弁体として球状弁体を用いたので、印加電流と弁座の
流入側の圧力との間に比例関係を確保することができ、
上記圧力に比例する戻り油量の変化も印加電流に正確に
比例して変化し、正確な燃焼制御を行うことができる。

また、流量調整流路を弁ケーシングの上部に設けると
ともに、その下方に配設した弁体進退杆の側面に所定の
広さをもって区画された複数の間隙を設けたので、ソレ
ノイドを含めた弁体進退機構内に滞留した空気を効果的
に浮上させて灯油中に混入して戻り式圧力噴霧ノズルよ
り排出することができる。

従って、始運転開始前や、流量調整弁のメンテナンス
後の再運転開始時における空気の混入に起因する流量調
整の不正解さを解消でき、さらに正確な燃焼制御を行う
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を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、こ
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、燃焼量を変化されることができる。

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を通して灯油か
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より戻る式圧力
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
噴霧のノズル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21を介してファン22と接続してい
る。

また、ダクト21内には、燃焼用空気供給量を調節する
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とが取付けらてれい
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
取付ることになる。

本発明は、上記構成を有する燃焼量可変装置Ａまたは
同燃焼量可変装置Ａを具備する石油式給湯機Ｂにおい
て、第１図及び第３図に示すように、流量調整弁FC内
を、戻り油管Ｒの終端が往き油管Ｓの上流側に連結され
る個所に配設したことを特徴とする。

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を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字形状の屈曲流路から
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を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。

従って、流量調節弁FCの取付個所で、チーズ等の接続
金具を用いることなく、往き油管Ｓと戻り油管Ｒと流量
調整弁FCとを一度に接続することができ、配管作業を極
めて容易かつ安価に行うことができる。

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、かかる弁体進退機構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の軸線上の進
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を基端部は、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
央に設けられたガイドスリーブ46内に形成した長孔52内
に、進退自在に配置されている。

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。

さらに、第３図及び第４図に示すように、弁体進退杆
47は、その両側に、所定の広さをもって区画された複数
の間隙として、対向する２本の十分な幅Ｗと深さＤとを
有する空気流出用縦溝69を設けている。

そして、かかる空気流出縦溝69によって、後述するよ
うに、弁体進退機構Ｋ内への空気の滞留を効果的に防止
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進退力調整機構60を
具備している。

かかる進退力調整機構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
を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を後端61aを弁
ケーシング40の他側分割体40bを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。

次に、上記構成を有する流量調整弁FCの作動につい
て、第５図及び第６図を参照して説明する。

まず、石油燃焼装置の始運転開始時または流量調整弁
FCのメンテナンス後の再運転開始時には、空気が弁体進
退機構Ｋ内に形成された空気流出縦溝69内に滞留するこ
とになる。

しかし、本発明では、上述したように、弁ケーシング
40の上部に流量調整流路43を形成するとともにその下部
に弁体進退機構Ｋを配設し、かつ、弁体進退杆47は空気
流出縦溝69を具備するので、石油燃焼装置の運転の再開
とともに、灯油が空気流出縦溝69内に流入するととも
に、空気はその浮力によって上方に移動し、灯油ととも
に、戻り油管Ｒ及び往き油管Ｓを通して完全に戻り式圧
力噴霧ノズルＮから外部に流出されることができる。

従って、流量調整弁FCは、以下に説明する要領で、正
確かつ緻密な灯油の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。

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
に支持される球状弁体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５図に示すように、印加電流Ｉと、流量調
整流路43の一側開口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、前記したように、本実施例では、弁体進退杆47
は自動調芯機能を有するので、弁座44と球状弁体45との
距離、即ち、弁開度を正確に制御することができるの
で、上記した球体弁体45による効果と協働して、さらに
正確な燃焼制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る流量調整弁を装備する燃焼量可変
装置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図は第３図Ｉ−Ｉ線による断
面図、第５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６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７
図は従来の燃焼量可変装置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 69:空気流出用縦溝

フロントページの続き (72)発明者安永繁文兵庫県神戸市東灘区魚崎浜町43番１号日本ユプロ株式会社内 (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 (72)発明者広田久寿東京都八王子市椚田町1211番地４株式会社テージーケー内 (72)発明者渡部文夫東京都八王子市椚田町1211番地４株式会社テージーケー内 (56)参考文献特開昭63−72978（ＪＰ，Ａ) 実開昭58−194312（ＪＰ，Ｕ) 実開平２−46177（ＪＰ，Ｕ) 実開平２−6870（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F23N 1/00 F16K 31/06

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ポンプ（Ｐ）で加圧した灯油を往き油管
（Ｓ）を通して戻り式圧力噴霧ノズル（Ｎ）に供給し、
かつ、戻り油管（Ｒ）の途中に流量調整弁（Ｆ）を設
け、流量調整弁（Ｆ）を制御することにより、前記ノズ
ル（Ｎ）からの噴霧量を増減して燃焼量を変化させるこ
とができる燃焼量可変装置において、弁ケーシング（40）の上部に流量調整流路（43）を形成
し、同流量調整流路（43）の中途に弁座（44）を設け、
同弁座（44）に球状弁体（45）を接離自在に当接して流
量調整流路（43）を開閉自在となし、かつ、球状弁体
（45）の下方に、ソレノイド（51）によって駆動される
弁体進退杆（47）を配設し、さらに、弁体進退杆（47）
の側面に所定の広さをもって区画された複数の間隙を設
け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】前記複数の間隙は、空気流出用縦溝（69）
であ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。