JP2959675B2

JP2959675B2 - 燃焼量可変装置

Info

Publication number: JP2959675B2
Application number: JP2085672A
Authority: JP
Inventors: 清次板東; 繁文安永; 譲中村
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: 1999-10-06
Anticipated expiration: 2014-10-06
Also published as: JPH03282110A

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
変装置に関する。

（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６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、燃料量を変え
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７図に示す
ように、弁ケーシング内75aに、一側開口75bを戻り油管
74の上流側に連結するとともに、他側開口75cを戻り油
管74の下流側に連結した流量調整流路75dを形成し、同
流量調整流路75dの中途に弁座75eを設け、同弁座75eに
弁体75fを接離自在に当接して流量調整流路75dを開閉自
在となし、かつ、弁体75fの後方に、ソレノイド75gによ
って駆動される弁体進退杆75hを配設し、同ソレノイド7
5gへの印加電流を可変とすることによって、弁体進退杆
75h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75hへの印加電圧を変えることに
よって、弁体進退杆75h及びその先端に取付けた弁体75f
を弁座75eに向けて進退し、弁座75eの開度調整を行い、
弁座75e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６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、タンク70の下流側に設けた
ストレーナ71aによってタンク70内に混入されている各
種ゴミは予め除去できる。

しかし、燃焼量可変装置の運転に際して、噴出ノズル
73付近は温度が上昇し灯油が変質すると微細な固形物を
生成し、また、流量調整弁75中には切削加工時の微細な
切削粉等が残留付着しているおそれがあり、さらに、往
き油管71と戻り油管74とからなる循環流路の管内表面に
スケールが発生し、同スケールが管内表面から剥離する
おそれもある。

しかるに、上記したストレーナ71aは専らタンク70内
の灯油中に混入されているゴミを除去するものであるた
め、上記した固形物、切削粉やスケール等の微細なゴミ
（例えば、30μｍ〜50μｍ）は、何ら除去されることな
く、循環流路内を循環することになり、場合によって
は、流量調整弁75の弁座と弁体との間に食い込み、流量
調整弁75の作動不良を生じ、正確な流量調整を行わせる
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上記課題を解決するために、本発明では、ポンプで加
圧した燃料を、タンクから戻り式圧力噴霧ノズルに供給
する往き油管と、前記戻り式圧力噴霧ノズルからの燃料
の一部を、往き油管のポンプに還流する戻り油管と、同
戻り油管の途中に設けた流量調整弁とを具備し、同流量
調整弁の作動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ようにした燃焼量
可変装置において、前記戻り油管上における流量調整弁
の真上流側に、流量調整弁専用フィルタを設け、同流量
調整弁専用フィルタの流出口を、同フィルタ内に収納し
たフィルタエレメントの上側面に対応する位置に設け
た。

また、流量調整弁専用フィルタは、流量調整弁と一体
的に連結した。

（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。

本発明では、戻り油管上において、流量調整弁の真上
流側に、流量調整弁専用フィルタを設けたので、往き油
管と戻り油管とから構成される循環流路中に、上述した
ノズル部に生成する固形物、切削粉やスケール等の微細
なゴミ（例えば、30μｍ〜50μｍ）は、流量調整弁に流
入する前に、流量調整弁専用フィルタによって確実に除
去されることになる。従って、上記した微細なゴミに起
因する流量調整弁の作動不良を確実に防止して、常時正
確な流量調整を行わせることができる。

しかも、流量調整弁専用フィルタの流出口を、同フィ
ルタ内に収納したフィルタエレメントの上側面に対応す
る位置に設けたことにより、流量調整弁専用フィルタ内
における空気の滞留を防止して、往き油管と戻り油管か
らなる循環流路から戻り式圧力噴霧ノズルを通して外部
に排出することができ、滞留空気に起因する流量調整弁
の作動不良を防止することができ、正確な流量制御を行
うことができる。

特に、流量調整弁専用フィルタと流量調整弁とを一体
的に連結することにより、燃焼量可変装置の小型化を図
ることができるとともに、メンテナンス性を向上させる
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は灯油を充槇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
の内部に噴出流路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と併
設状態に設けられている。

そいて、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、流量
調整弁専用フィルタ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、戻り油管Ｒ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。

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、その後部をダクタ21を介してファン22と接続してい
る。

また、ダクタ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。

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、流量調整弁用フィ
ルタF₂を流量調整弁FCの真上流側に配設し、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し、
流量調整弁FCの確実な作動を確保することができる構成
としたことを特徴とする。

まず、第３図を参照して、流量調整弁FCの構成につい
て説明する。

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4
3a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と接離自在に配設されている。

このように、本実施例では、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の下部には弁体進退機構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5
0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。

さらに、第３図に示すように、弁体進退杆47は、その
両側に、十分な幅と深さ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。

なお、上記した流量調整弁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、戻り流路中であれば、
任意の個所に取付けることができることはいうまでもな
い。

次に、第３図を参照して、流量調整弁FCの真上流側に
配設した流量調整弁用フィルタF₂の構成について説明す
る。

図示するように、本実施例では、流量調整弁用フィル
タF₂は、流量調整弁FCの真上に一体的に連結されて構成
されている。

流量調整弁FCの外殻を形成する弁ケーシング80は、一
側端部に戻り油管Ｒの上流側と連通する流入流路81を設
けるとともに、他側端部に流量調整弁FCの一側開口43に
連通する流出流路82を設けている。

また、弁ケーシング80は、その内部にフィルタ空間83
を形成しており、同フィルタ空間83内には、微細なゴミ
（例えば、30μｍ〜50μｍ）でも捕集可能なメッシュを
有するフィルタエレメント84が配設されている。また、
上述した流入流路81の他端はフィルタエレメント84の内
部と連通しており、一方、流出流路82の一端はフィルタ
エレメント84の外周に位置するフィルタ空間83と連通し
ている。

かかる構成によって、戻り油管Ｒの上流側から流量調
整弁FCに流入する灯油中のゴミは、流量調整弁用フィル
タF₂によって確実に捕集することができるので、清浄な
灯油を流量調整弁FCに供給することができる。

また、図示の実施例において、流出流路82に一端は凹
部85を有しており、同凹部85に流量調整弁FCの上端に設
けた筒状部86をＯリング87を介して嵌入することによっ
て、流出流路82を流量調整弁FCの一側開口43と連通する
ことができる。

さらに、流出流路82は、垂直流路82aと同垂直流路82a
から90゜屈曲してフィルタ空間83に向けて伸延する水平
流路82aとからなる屈曲流路を形成しており、水平流路8
2aの一端はフィルタ空間83の上方隅部に連通している。

次に、上記構成を有する流量調整弁FC及び流量調整弁
用フィルタF₂の作動について、第４図及び第５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、戻り式圧力噴
霧ノズルＮ付近は温度が上昇し灯油が変質すると微細な
固形物を生成し、また、流量調整弁FC中には切削加工時
の微細な切削粉等が残留付着しているおそれがあり、さ
らに、往き油管Ｓと戻り油管Ｒとからなる循環流路の管
内表面にスケールが発生し、同スケールが管内表面から
剥離するおそれもある。

しかして、本実施例では、戻り油管Ｒ上において、流
量調整弁FCの真上流側に、流量調整弁専用フィルタF₂を
設けたので、往き油管Ｓと戻り油管Ｒとから構成される
循環流路Ｃ中に、上述したノズル部に生成する固形物、
切削粉やスケール等の微細なゴミ（例えば、30μｍ〜50
μｍ）は、流量調整弁に流入する前に、流量調整弁専用
フィルタF₂によって確実に除去されることになる。

従って、上記した微細なゴミに起因する流量調整弁FC
の作動不良を確実に防止して、以下に説明するような要
領で、常時正確な流量調整を行わせることができる。

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４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、本実施例では、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、弁体進退桿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から外部に流出させることができる。

さらに、本実施例では、流量調整弁用フィルタF₂にお
ける屈曲流路からなる流出流路82は、その流入側開口を
フィルタ空間83の上部隅部に連通しているので、流量調
整弁用フィルタF₂内に空気が溜まるのを防止して、速や
かに循環流路Ｃから噴出量自動可変ノズルＮを通して外
部に排出することができ、滞留空気に起因する流量調整
弁FCの作動不良を防止することができ、この面からも流
量調整弁FC確実な作動を確保でき、正確に流量制御を行
うことができる。

また、燃料がフィルタ空間83内においてフィルタエレ
メント84を通過する際に、流量調整弁専用フィルタF₂の
流入流路81から流出流路82へ向けて下側から上側へ流れ
ることとなるため、燃料に混入したゴミを流量調整弁専
用フィルタF₂内部のフィルタ空間83の下側に沈澱させて
おくことができる。

【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図は従来の燃焼量可変装置の概念的構成
説明図、第７図は流量調整弁の構成説明図である。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:弁体進退桿 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)発明者中村譲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 (56)参考文献実開昭57−183439（ＪＰ，Ｕ) 実開平１−46644（ＪＰ，Ｕ) 実開昭51−161631（ＪＰ，Ｕ) 実開昭61−163020（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F23N 1/00 105 F23K 5/18

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ポンプ（Ｐ）で加圧した燃料を、タンク
（Ｔ）から戻り式圧力噴霧ノズル（Ｎ）に供給する往き
油管（Ｓ）と、前記戻り式圧力噴霧ノズル（Ｎ）からの燃料の一部を、
往き油管（Ｓ）に還流する戻り油管（Ｒ）と、同戻り油管（Ｒ）の途中に設けた流量調整弁（FC）とを
具備し、同流量調整弁（FC）の作動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
るようにした燃焼量可変装置において、前記戻り油管（Ｒ）上における流量調整弁（FC）の真上
流側に、流量調整弁専用フィルタ（F₂）を設け、同流量調整弁専用フィルタ（F₂）の流出口を、同フィル
タ（F₂）内に収納したフィルタエレメント（84）の上側
面に対応する位置に設けたことを特徴とする燃焼量可変
装置。
【請求項２】流量調整弁専用フィルタ（F₂）は、流量調
整弁（FC）と一体的に連結したことを特徴とする請求項
１記載の燃焼量可変装置。