JP4203183B2 - 貯湯式ボイラーのコントロールバルブ - Google Patents

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    • F23N2235/12Fuel valves

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、缶体内の湯温を設定温度に自動制御する常火パイロット方式の貯湯式ボイラーのコントロールバルブに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種の貯湯式ボイラーのコントロールバルブは、たとえば、図3に例示されているように、メインガス流路にメインバーナ用ガバナ弁MGV′を備え、パイロットガス流路にはパイロットバーナ用ガバナ弁PGV′を備えており、上記メインバーナ用ガバナ弁MGV′は、不使用時には点火ツマミ1′と一体の点火操作軸2′の先端に設けられたテーパカム2a′でそのガスバルブV′をダイヤフラム15′とともに連動レバー30′を介して調圧バネ16′に抗して持上げ閉止した状態に保持する構造となっており、パイロットバーナ用ガバナ弁PGV′はダイヤフラム15″とガスバルブV″及び調圧バネ16″からなる構造となっている。
そこで、点火に際し、先ず、点火ツマミ1′を「止」の位置から「パイロット」の位置まで回動した後、一定のストロークだけ押動すると、電磁安全弁装置MV′のマグネット弁V′を点火操作軸2′で押し開くため、ガス入口5a′からのガスはパイロットガス流路に装備されたパイロットバーナ用ガバナ弁PGV′を経てパイロットバーナPB′に供給され、マッチ、ライター等でパイロット点火を行うことによりパイロット炎c′を形成しマグネット弁V′を開弁保持する。このとき、メインバーナ用ガバナ弁MGV′のガスバルブV′は未だ閉止状態にある。その後、点火ツマミ1′の押圧を解いて点火ツマミ1′を「パイロット」の位置から「開」の位置まで回動すると、点火操作軸2′のテーパカム2a′によるメインバーナ用ガバナ弁MGV′のガスバルブV′の持上げ閉止が解除され、ガスバルブV′を開弁しフリー状態として以後はダイヤフラム15′と連動してガバナ弁として働くようになっている。
また、マグネット弁V′が器具栓を兼用しているため、マグネット弁V′を強制的に閉弁する機構が必要なことから、電磁安全弁装置MV′への電力の供給を遮断するスイッチS′をマグネット回路に備え、このスイッチS′を点火ツマミ1′が「止」位置になったときスイッチS′がOFFしてマグネット弁V′を閉じる構造となっている。
【0003】
さらに、缶体A′内の湯温が設定温度より低いときは、感熱棒B′によりスナップレバー23′を介してスナップ板25′を反転させスナップ弁V′を開いてメインバーナにガスを供給し先のパイロット炎c′でこれに着火し缶体A′内の湯温を設定温度にまで上昇する。缶体A′内の湯温が設定温度に達すると、感熱棒B′がこれを感知してスナップ板25′を元位置(スタンバイ位置)に戻すため、スナップ弁V′は閉じてメインバーナを消火しスタンバイ状態に復帰する構造となっている。図中F′はマグネット回路に組み込まれた温度ヒューズ、28′は温度設定用ネジで、スナップレバー23′の基端部を支承して備えられている。31′はパイロットフィルターである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のコントロールバルブでは、メインバーナ用のガバナ弁MGV′とパイロットバーナ用のガバナ弁PGV′とを各別に装備した2ガバナ方式を採っているため、構造の複雑化は勿論のこと、コントロールバルブ自体の大型化は免れ難く、コスト的にも高くなるという問題点があった。
また、マグネット回路に電気スイッチS′と温度ヒューズF′を組み込んでいるので、マグネット回路抵抗の経時的増加が懸念され、電気抵抗が増加するとマグネット回路に流れる電流が低下するという問題点も併せ有していた。
【0005】
この発明の貯湯式ボイラーのコントロールバルブは上記課題を解決し、パイロット流量からメイン流量までの広い制御域を1つのガバナで制御できるようにして、上記従来の技術の問題点を解消した貯湯式ボイラーのコントロールバルブの提供を目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するこの発明の請求項1記載の貯湯式ボイラーのコントロールバルブは、
上流のガス流路を開閉するマグネット弁を備えた電磁安全弁装置と、パイロットガス口に備えたパイロット弁と、メインバーナへの流路に備えた器具栓とを備え、
点火ツマミの点火操作軸には上記パイロット弁と上記器具栓をそれぞれ開閉する器具栓用カムとパイロット弁用カムとを一体に備えたカム体を回転方向にのみ固定して備え、
点火ツマミの押し操作により上記マグネット弁が開弁され、点火ツマミの回動操作により上記パイロット弁用カムで上記パイロット弁を開弁してパイロットバーナへガス供給され、パイロット炎で加熱される熱電対の起電力により上記マグネット弁が開弁保持され、点火ツマミの押圧を解いたその後の点火ツマミの回動操作により上記器具栓用カムで器具栓を開弁してメインバーナへガス供給されるものであり
一方、缶体内の湯温を感知して進退する感熱棒によりスナップ弁を開閉してメインバーナを点滅し缶体内の湯温を設定温度に自動制御する貯湯式ボイラーのコントロールバルブであって
上記パイロット弁と器具栓とにガスを供給する流路に、ガス圧により調圧バネとバランスするところまでダイヤフラム及びガスバルブが動き、バルブシートに対するガスバルブの接離によりガス流路の開度が調節され、上記メインバーナへのガス流量とパイロットバーナへのガス流量に見合ったガス量が常時正確に保たれてパイロット流量からメイン流量までの広い制御域が得られる1つのガバナ弁を備えたことを要旨とする。
【0008】
上記課題を解決するこの発明の請求項載の貯湯式ボイラーのコントロールバルブは、上記請求項記載の貯湯式ボイラーのコントロールバルブにおいて、
上記バルブに対するシート面はゴムモールド及び研磨によりシート性が高められていることを要旨とする。
【0009】
上記課題を解決するこの発明の請求項記載の貯湯式ボイラーのコントロールバルブは、上記請求項1または2記載の貯湯式ボイラーのコントロールバルブにおいて、
上記バルブはバルブ軸にガイドピンが遊挿されて倒れ防止を図っていることを要旨とする。
【0010】
上記課題を解決するこの発明の請求項記載の貯湯式ボイラーのコントロールバルブは、上記請求項1ないし3のいずれかに記載の貯湯式ボイラーのコントロールバルブにおいて、 上記パイロットバーナは熱電対の加熱を兼備する常火パイロットバーナであることを要旨とする。
【0011】
上記構成を有するこの発明の請求項1記載の貯湯式ボイラーのコントロールバルブは、点火ツマミの押し回し操作でマグネット弁の開弁とパイロットバーナへの点火が行れ、パイロット炎で加熱される熱電対の起電力によりマグネット弁が開弁保持され、点火ツマミの押圧を解いたその後の回動操作で器具栓を開弁してメインバーナへのガス供給を可能としたスタンバイ状態となり、一方、缶体内の湯温を感知して進退する感熱棒によりスナップ弁が開閉されてメインバーナを点滅することにより缶体内の湯温を設定温度に自動制御する貯湯式ボイラーにおいて、上記メインバーナへのガス流量とパイロットバーナへのガス流量をバルブとバルブシートとの関係位置がパイロット流量とメイン流量に見合ったガス量が常時正確に安定して得られるように保たれてパイロット流量からメイン流量までの広い制御域が得られる1つのガバナ弁で安定制御するようにした。この結果、従来の2ガバナ方式のものに比べ構造の簡略化は勿論のこと、コスト的にも安く提供できる。
【0012】
また、ガバナ弁のバルブとバルブシートの加工精度の確保とバルブの倒れ防止に対する配慮とがなされているから、パイロット流量からメイン流量までの広い制御域を1つのガバナ弁で対処できる。
【0013】
上記構成を有するこの発明の請求項2、3記載の貯湯式ボイラーのコントロールバルブは、バルブに対するシート面はゴムモールド及び研磨によりシート性が高められ、また、バルブはバルブ軸にガイドピンが遊挿されて倒れ防止を図っているから、バルブとバルブシートとの関係位置が常に正確に保たれる。
【0014】
上記構成を有するこの発明の請求項記載の貯湯式ボイラーのコントロールバルブは、パイロットバーナが熱電対の加熱を兼備する常火パイロットバーナであるため、パイロット炎の消火によりマグネット弁は閉弁される。この結果、マグネット回路に電気スイッチを設けたもののように、回路抵抗の経時的増加による起電力の低下はなく信頼性が高い。
【0015】
【発明の実施の形態】
以上説明したこの発明の構成、作用を一層明かにするために、以下この発明の貯湯式ボイラーのコントロールバルブの好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
【0016】
図1及び図2において、1は点火ツマミで、この点火ツマミ1の押し回し操作でマグネット弁Vの開弁とパイロットバーナPBへの点火が行いうるようになっている。すなわち、点火ツマミ1と一体の点火操作軸2に器具栓用カム3aとパイロット弁用カム3bとを一体に備えたカム体3を回転方向にのみ固定して備え、上記点火操作軸2の先端延長軸4を点火操作軸2と同一軸線上のガス流路5の上流側に備えられた電磁安全弁装置MVと関連させている。
上記電磁安全弁MVは、バネ6で閉止方向に付勢して備えられたマグネット弁Vと、このマグネット弁Vと一体の吸着板7を電磁石Mの吸着面8に接離するように対向して備えた構造となっており、上記点火操作軸2と一体の先端延長軸4は上記電磁安全弁MVのマグネット弁Vに同一軸心を保って接離するように位置している。そして、この先端延長軸4を有する点火操作軸2はバネ9で復帰方向(後退方向)に付勢されている。
【0017】
そこで、点火ツマミ1を軸方向に一定のストロークだけ復帰バネ9に抗して押し込むと、点火操作軸2と一体の先端延長軸4でマグネット弁Vを押し開くと同時にマグネット弁Vと一体の吸着板7を電磁石Mの吸着面8に押し当てる。次いで、点火ツマミ1を押したまま「止」位置から「パイロット」位置まで図示反時計方向へ一定の角度(略90度)aだけ回動すると、点火操作軸2に備えたカム体3も回動してパイロット弁用カム3bでパイロット弁Vを閉止用バネ10に抗して押し開き、ガス流路5のガス入口5aからのガスをマグネット弁Vから後述するガバナ弁GVでパイロット流量に見合った安定したガス圧に制御してパイロット弁Vからパイロットガス入口11→パイロットガス流路12を経てパイロットバーナPBに供給する。そこで、パイロットバーナPBにマッチ、ライター等で点火すると、パイロットバーナPBにパイロット炎cが形成される。
【0018】
上記パイロットバーナPBに点火されると、パイロット炎cで熱電対TCを加熱するため、加熱される熱電対TCの起電力でマグネット弁Vは開弁保持される。すなわち、パイロット炎cで熱電対TCが加熱されると、熱電対TCと接続されている上記電磁安全弁装置MVの電磁石Mが熱電対TCの起電力により励磁されて吸着板7を電磁石Mの吸着面8に吸着し、吸着板7と一体のマグネット弁Vを開弁保持する。
上記マグネット弁Vが開弁保持された後、点火ツマミ1の押圧を解くと、点火ツマミ1だけが「パイロット」位置を保ったまま復帰バネ9で点火操作軸2、先端延長軸4とともに元位置まで後退して戻る。しかし、パイロット弁Vはカム体3のパイロット弁用カム3bで開弁されていて、パイロットバーナPBは燃焼を続けているので、引き続き熱電対TCは加熱されてマグネット弁Vを開放状態に維持している。
【0019】
次いで、上記点火ツマミ1の押圧を解いたその後の回動操作で器具栓Vを開弁してメインバーナMBへのガス供給を可能とする。すなわち、点火ツマミ1の押し回し及び押圧解除後、点火ツマミ1を「パイロット」位置から「開」位置まで図示反時計方向へ一定の角度(略90度)bだけ回動すると、点火操作軸2に備えたカム体3も回動して器具栓用カム3aで器具栓Vを閉止用バネ14に抗して押し開き、ガス流路5のガス入口5aからのガスをマグネット弁Vから後述するガバナ弁GVでメイン流量に見合った安定したガス圧に制御して器具栓Vからスナップ弁Vを経てメインバーナMBに供給する。そこで、メインバーナMBには先のパイロット炎cで着火されメイン炎dを形成する。
【0020】
上記ガバナ弁GVは、二次ガス圧によりダイヤフラム15を押し、その力が調圧バネ16とバランスするところまでダイヤフラム15及びガスバルブVが動き、そのバルブシート17に対するガスバルブVの接離によりガス流路5の開度を調節し、上流側の供給ガス圧に変動があっても使用中のガス量を下流側において一定に保ってガス圧を安定させるもので、ダイヤフラム15と連動するガスバルブVに対するシート面17はゴムモールド17a及び研磨によりシート性を高めてガスバルブVとバルブシート17の加工精度の向上を図り、併せて、ガスバルブVはそのバルブ軸18に備えたガイド孔19に固定ガイドピン20を同一軸心を保って遊挿しガスバルブVの倒れ防止を図ることにより、ガスバルブVとバルブシート17との関係位置が常時正確に保たれるようになしている。
したがって、点火操作にともなうパイロット点火時にはパイロット弁Vの開弁によりパイロットバーナPBへ、たとえば、100キロカロリー/時間のガス量が、また、後述する缶体A内の湯温を感知して開閉するスナップ弁体SVのスナップ弁Vの開弁によるメイン着火時にはメインバーナMBへ、たとえば、2万〜3万キロカロリー/時間のガス量が安定して供給されるようにパイロットガス量からメインガス量までの広い制御域が1つのガバナ弁GVで正確、かつ、安定して制御できるように構成されている。図中21は調圧バネ16のバネ力を調節する調節ネジ、22はキャップである。
【0021】
上記、スナップ弁体SVは、缶体A内の湯温を感知してガス流路5を開閉するためのもので、缶体A内に挿入される感熱棒Bが湯温を感知して伸縮することにより、スナップレバー23を介して押圧体24でスナップ板25を押圧又は押圧解除することでスナップ弁Vを開閉するようになっている。
上記感熱棒Bは湯温を感知して伸縮する線膨張率の大きい、たとえば、銅ケース26に線膨張率の小さい、たとえば、アンバー27を組み込んで湯温の高低変化により銅ケース26が伸縮することでアンバー27が進退移動するようになっており、また、スナップ板25は一方(スナップ弁Vの閉止方向)へは自動復帰する反転バネ板で椀状に形成され、このスナップ板25の外周寄りを押圧体24で押圧するようになっている。28は温度調節ネジで、スナップレバー23の基端部を支承してスナップレバー23の作動支点を兼ねており、この温度調節ネジ28でアンバー27の押動力に対する押圧体24でのスナップ板25の押圧力の強弱を調整することにより、スナップ弁Vの開閉時間をコントロールして湯温調節ができるようになっている。
【0022】
そこで、缶体A内の湯温が設定温度より低くなると、感熱棒Bがこれを感知して銅ケース26が収縮するため、アンバー27が前進(図示左方)しスナップレバー23を図示左方へ温度調節ネジ28を支点として押動するから、スナップ板25はスナップレバー23の先端部で押圧体24を介して図示左方へその復元力に抗して押され反転する(図1の鎖線の状態参照)。したがって、スナップ弁Vはスナップ板25の反転力によりその復帰発条29に抗して図示左方へ移動し開弁されるためにメインバーナMBへのガス流路5は開かれメインバーナMBへガスが供給され、先に点火しているパイロット炎cでこれに着火しメインバーナMBにメイン炎dを形成することで、たとえば、自然対流方式の集熱器(図示せず)を加熱して缶体A内の湯温を昇温せしめる。
メインバーナMBの燃焼により缶体A内の湯温が上昇して設定温度にまで達すると、感熱棒Bがこれを感知して銅ケース26が伸長するため、アンバー27が後退(図示右方)してスナップレバー23によるスナップ板25の押圧が解かれ、スナップ板25は図1の実線の状態に自力復帰しスナップ弁Vは復帰発条29で図示右方へ押動されて閉弁する。したがって、メインバーナMBへのガス流路5は閉ざされメインバーナMBへのガス供給は停止されメインバーナMBのメイン炎dは消火する。
このようにして缶体A内の湯温は常時設定温度に維持されるものである。なお、Fは温度ヒューズで、マグネット回路に備えられ、缶体A内の湯温が異常に温度上昇したときに溶断しマグネット弁Vを閉じガスを遮断するものである。
【0023】
上記構成において、点火ツマミ1を「止」の位置から「パイロット」の位置まで押し回してパイロットバーナPBにパイロット炎cが形成された後、その押圧を解いて点火ツマミ1を「パイロット」位置から「開」の位置まで回動してスタンバイ状態となした後は、缶体A内の湯温の高低を感熱棒Bが感知してメインバーナMBへのガス流路5をスナップ弁体SVで開閉してメインバーナMBの燃焼、消火を自動的に行うことにより缶体A内の湯温を常時設定温度に維持するものであり、また、点火ツマミ1を「開」の位置から「止」の位置まで逆に回動することでパイロット弁V及び器具栓Vが閉止してパイロット炎cは消火しパイロット炎cによる熱電対TCの加熱も停止されるので、熱電対TCによる起電力はなくなってマグネット弁Vも閉弁するものであるが、ガス流路5に装備されたガバナ弁GVは、ガスバルブVとその弁シート17との加工精度の確保及びガスバルブVの倒れ防止に対する配慮がなされていることにより、パイロット流量からメイン流量までの広い制御域を1つのガバナ弁GVで安定制御することができる。そして、缶体A内の湯温制御は感熱棒Bとスナップ弁体SVとを組み合せて自動的にコントロールする。
また、常火パイロットバーナPBを用いてマグネット弁Vが閉弁される構造としたから、マグネット回路抵抗の経時的増加による起電力の低下が懸念されることもない。なお、上記実施の形態のように、換気不良時(酸欠時)等の安全性を高めるにはパイロット炎の消火によりマグネット弁を即座に閉弁させる不燃防止の構造とするのが望ましい。
【0024】
以上この発明の実施の形態の一例について説明したが、この発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【0025】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【0026】
この発明の請求項1記載の貯湯式ボイラーのコントロールバルブによれば、点火ツマミの押し回し操作でマグネット弁の開弁とパイロットバーナへの点火が行れ、パイロット炎で加熱される熱電対の起電力によりマグネット弁が開弁保持され、点火ツマミの押圧を解いたその後の回動操作で器具栓を開弁してメインバーナへのガス供給を可能としたスタンバイ状態となり、一方、缶体内の湯温を感知して進退する感熱棒によりスナップ弁が開閉されてメインバーナを点滅することにより缶体内の湯温を設定温度に自動制御する貯湯式ボイラーにおいて、上記メインバーナへのガス流量とパイロットバーナへのガス流量をバルブとバルブシートとの関係位置がパイロット流量とメイン流量に見合ったガス量が常時正確に安定して得られるように保たれてパイロット流量からメイン流量までの広い制御域が得られる1つのガバナ弁で安定制御するようにしたから、従来の2ガバナ方式のものに比べ構造の簡略化は勿論のこと、コスト的にも安く提供できる。
【0027】
また、ガバナ弁のバルブとバルブシートの加工精度の確保とバルブの倒れ防止に対する配慮とがなされているから、パイロット流量からメイン流量までの広い制御域を1つのガバナ弁で対処できる。
【0028】
この発明の請求項2、3記載の貯湯式ボイラーのコントロールバルブによれば、バルブに対するシート面はゴムモールド及び研磨によりシート性が高められ、また、バルブはバルブ軸にガイドピンが遊挿されて倒れ防止を図っているから、バルブとバルブシートとの関係位置が常に正確に保たれる。
【0029】
この発明の請求項記載の貯湯式ボイラーのコントロールバルブによれば、パイロットバーナが熱電対の加熱を兼備する常火パイロットバーナであるため、パイロット炎の消火によりマグネット弁は閉弁されるから、マグネット回路に電気スイッチを設けたもののように、回路抵抗の経時的増加による起電力の低下はなく安全である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の貯湯式ボイラーのコントロールバルブの一例を示した概略展開断面図である。
【図2】点火ツマミの回動操作範囲の一例を示した正面図である。
【図3】従来のこの種のコントロールバルブを示した概略展開断面図である。
【符号の説明】
1…点火ツマミ
MV…電磁安全弁装置
…マグネット弁
PB…パイロットバーナ
TC…熱電対
…器具栓
A…缶体
B…感熱棒
SV…スナップ弁体
…スナップ弁
MB…メインバーナ
GV…ガバナ弁
…ガスバルブ
17…バルブシート
17a…ゴムモールド
20…ガイドピン

Claims (4)

  1. 上流のガス流路を開閉するマグネット弁を備えた電磁安全弁装置と、パイロットガス口に備えたパイロット弁と、メインバーナへの流路に備えた器具栓とを備え、
    点火ツマミの点火操作軸には上記パイロット弁と上記器具栓をそれぞれ開閉する器具栓用カムとパイロット弁用カムとを一体に備えたカム体を回転方向にのみ固定して備え、
    点火ツマミの押し操作により上記マグネット弁が開弁され、点火ツマミの回動操作により上記パイロット弁用カムで上記パイロット弁を開弁してパイロットバーナへガス供給され、パイロット炎で加熱される熱電対の起電力により上記マグネット弁が開弁保持され、点火ツマミの押圧を解いたその後の点火ツマミの回動操作により上記器具栓用カムで器具栓を開弁してメインバーナへガス供給されるものであり
    一方、缶体内の湯温を感知して進退する感熱棒によりスナップ弁を開閉してメインバーナを点滅し缶体内の湯温を設定温度に自動制御する貯湯式ボイラーのコントロールバルブであって
    上記パイロット弁と器具栓とにガスを供給する流路に、ガス圧により調圧バネとバランスするところまでダイヤフラム及びガスバルブが動き、バルブシートに対するガスバルブの接離によりガス流路の開度が調節され、上記メインバーナへのガス流量とパイロットバーナへのガス流量に見合ったガス量が常時正確に保たれてパイロット流量からメイン流量までの広い制御域が得られる1つのガバナ弁を備えたことを特徴とする貯湯式ボイラーのコントロールバルブ。
  2. 上記バルブに対するシート面はゴムモールド及び研磨によりシート性が高められていることを特徴とする請求項に記載の貯湯式ボイラーのコントロールバルブ。
  3. 上記バルブはバルブ軸にガイドピンが遊挿されて倒れ防止を図っていることを特徴とする請求項1または2記載の貯湯式ボイラーのコントロールバルブ。
  4. 上記パイロットバーナは熱電対の加熱を兼備する常火パイロットバーナであることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の貯湯式ボイラーのコントロールバルブ。
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