JP4457282B2 - Combustion device and air amount adjustment device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼装置および燃焼装置の空気量調節装置に係り、更に詳しくは、液体燃料を燃焼させる燃焼装置に適し、特に、液体燃料を使用する暖房機器や給湯器、または、温水暖房機、ファンヒータなどに好適なものに関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に燃焼装置においては、燃料と空気とを予め混合した状態で炎孔から噴射させる。そして燃焼部には直接的に二次空気を供給し、燃料は予め混合された空気と二次空気によって燃焼する。従って燃料に予め混合する一次空気量及び、炎孔外に供給する二次空気量は、安定燃焼やターンダウン比(ガス量や空気量を大きく変動させた場合の変動比)の大小に応じて大幅に変動する。
そのため燃焼装置においては、空気量を調節する空気量調節装置が設けられている。
【0003】
空気量調節装置は空気供給を行う送風機(不図示)と予混合された燃料ガスに着火して炎を噴出する燃焼部(不図示)との間に設けられ、気化部あるいは炎孔ベースへの空気供給量を調節制御するものである。
則ち、上流側に送風機が配され、下流側に燃焼部が配されて、送風機の生み出す空気流を流量制御しながら燃焼部へ送り込むものである。
【0004】
このような空気量調節装置としては、例えば、開口の開けられた2枚の板状部材を互いに回転可能に取り付けて構成されたものがある。
則ち、一方の板状部材に対して他方の板状部材を回転させることにより、2枚の板状部材の開口の重なり具合(開口面積)を変化させ、これによって、開口を貫通する空気量を制御するものである。
ところで、このような構成の空気量調節装置では、板状部材を回転制御させるアクチュエータとしてステップモータなどを用いることが多い。
例えば、ステップモータの回転軸にカムなどを設け、板状部材の周辺に設けた係合部にカムを係合させることにより、モータの回転駆動力によって板状部材の係合部を接線方向へ向けて略直線方向へ回転駆動させる構成などが採られる。
また、別の構成としては、ステップモータに取り付けた歯車を板状部材の外周側縁に設けた歯に係合させ、ステップモータの回転に応じて板状部材を回転制御させる構成などが採られる。
【0005】
このような構成により、燃焼装置の燃焼部(不図示)で要求される空気量に対応した空気供給が得られるようにアクチュエータに制御信号を加えることにより、必要な空気供給を行うことが可能である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記した空気量調節装置では、機構部材の設計上、ステップモータに取り付けられたカムや歯車と板状部材に設けられる係合部や歯との間に、必然的に機械的な遊びが発生する。また、ステップモータ自体のセレーション毎の回転方向への遊びが伴う。
このため、ステップモータの回転方向によって制御のずれが発生し、正確な空気量を制御する妨げとなっていた。
則ち、本来、ステップモータの回転数に応じて、板状部材の回転位置が一義的に定まるべきであるにも拘わらず、機械的な遊びのために、ステップモータの回転方向(板状部材の駆動される方向)によって板状部材の回転位置が異なる不具合が生じていた。
【0007】
このため、ステップモータを回転させて板状部材を目的とする回転位置へ正確に駆動することができず、安定な燃焼に必要な空気量をきめ細かく制御する妨げとなっていた。
【0008】
本発明は、前記した事情に鑑みて提案されるもので、燃焼部に供給する空気量を正確に制御することのできる空気量調節装置を提供することを目的としている。また、同時に提案される本発明は、この空気量調節装置を用いて安定した燃焼を行うことのできる燃焼装置を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために提案される本発明は、燃焼装置の火炎を発生させる燃焼部と空気を送風する送風機の間に配置されて、燃焼部へ供給する空気量を調節する空気量調節装置であって、所定形状の開口を有し回転可能に重ね合わせられた固定側板状部材及び移動側板状部材と、前記固定側板状部材に対して前記移動側板状部材を回転駆動して開口同士で形成される開口面積を変化させるアクチュエータと、前記燃焼部の要求する空気量に対応した開口面積を得るために、前記移動側板状部材を目的の回転位置へ駆動する制御信号を生成して前記アクチュエータに送出する制御手段とを備えており、前記制御手段は、前記燃焼部の要求する空気量と、当該空気量を得るためのアクチュエータの制御信号とを対応づけて格納したデータテーブルを有しており、当該データテーブルは、前記移動側板状部材の回転駆動方向に応じて独立して設けられ、前記制御手段は、前記データテーブルを参照して前記燃焼部の要求する空気量に対応した制御信号を生成して前記アクチュエータへ送出し、移動側板状部材の回転駆動に伴って生じる機械的な遊びを補償する構成とされている。
【0010】
アクチュエータとして、例えば、ステップモータを用いる場合、ステップモータの駆動力によって移動側板状部材を回転駆動するには種々の構成を採ることができる。
例えば、ステップモータの回転軸にカムなどを設け、移動側板状部材の周辺に設けた係合部にカムを係合させることにより、モータの回転駆動力によって移動側板状部材の係合部を接線方向へ向けて略直線方向へ駆動させる構成などが採られる。また、ステップモータに取り付けた歯車を円板形の移動側板状部材の外周縁に設けた歯に係合させ、ステップモータの回転に応じて移動側板状部材を回転駆動させる構成などを採ることができる。
ところで、ステップモータは、通常、セレーション毎に機械的な僅かな遊びを伴う。また、ステップモータのカムと移動側板状部材の係合部との係合において機械的な遊びを生じる。
このため、燃焼部の要求する空気量を供給するべくステップモータに制御信号を送出して駆動しても、モータや係合部の機械的な遊びによって、移動側板状部材を目的の回転位置に回転駆動させることができない不具合が生じる。
【0011】
しかし、本発明の構成によれば、制御手段は、移動側板状部材の回転駆動に伴って生じる機械的な遊びを補償するように制御信号を生成してアクチュエータへ送出する。則ち、制御手段の信号処理(ソフトウェア処理)によって機械的な遊びを補償した制御信号をアクチュエータへ送出して、移動側板状部材を目的とする回転位置に正確に駆動することができる。
またこの構成によれば、燃焼部から供給空気量の要求があれば、制御手段はデータテーブルを参照して、空気量に対応した制御信号を求める。そして、求めた制御信号をアクチュエータへ送出することにより、移動側板状部材を直ちに目的の回転位置まで回転駆動することができる。
また、移動側板状部材の回転駆動方向に応じて生じる機械的な遊びを補償するように、回転駆動方向に応じて独立したデータテーブルを設けることができる。
この構成によれば、移動側板状部材の回転駆動方向に応じて、制御手段は対応したデータテーブルを参照して直ちに空気量に対応した制御信号をアクチュエータへ送出でき、しかも、機械的な遊びに伴う回転位置のずれが補償される。
即ち、空気量調節装置で生じる機械的な遊びをデータテーブルで補償することにより、回転方向に関わらず移動側板状部材を正確に駆動することができる。
また前記本発明において、燃焼装置の火炎を発生させる燃焼部と空気を送風する送風機の間に配置されて、燃焼部へ供給する空気量を調節する空気量調節装置であって、所定形状の開口を有し回転可能に重ね合わせられた固定側板状部材及び移動側板状部材と、前記固定側板状部材に対して前記移動側板状部材を回転駆動して開口同士で形成される開口面積を変化させるアクチュエータと、前記燃焼部の要求する空気量に対応した開口面積を得るために、前記移動側板状部材を目的の回転位置へ駆動する制御信号を生成して前記アクチュエータに送出する制御手段とを備えており、前記制御手段は、前記燃焼部の要求する空気量と、当該空気量を得るためのアクチュエータの制御信号とを対応づけて格納したデータテーブルを有しており、前記制御手段は、前記移動側板状部材を所定方向に駆動するときには、前記データテーブルを参照して制御信号を生成する一方、移動側板状部材を逆方向へ駆動するときには、目的とする回転位置を所定量だけ超える位置まで移動側板状部材を駆動する制御信号を生成して前記アクチュエータに送出し、移動側板状部材の回転駆動に伴って生じる機械的な遊びを補償する構成とすることができる。
この構成によれば、制御手段は、移動側板状部材を所定方向に駆動するときには、データテーブルを参照して制御信号を生成し、アクチュエータに送出する。
一方、移動側板状部材を所定方向とは逆方向へ向けて駆動するときには、目的とする回転位置へ回転駆動するのではなく、目的の回転位置から所定量だけ超える位置まで移動側板状部材を駆動する制御信号を生成する。
ここに、所定量とは、概ね、移動側板状部材を逆方向へ回転駆動する場合に生じる機械的な遊びの大きさに対応する量である。則ち、余分に回転駆動させることにより、機械的な遊びによる空転に伴う移動側板状部材の回転位置のずれを補償するようにしている。
また前記本発明において、燃焼装置の火炎を発生させる燃焼部と空気を送風する送風機の間に配置されて、燃焼部へ供給する空気量を調節する空気量調節装置であって、所定形状の開口を有し回転可能に重ね合わせられた固定側板状部材及び移動側板状部材と、前記固定側板状部材に対して前記移動側板状部材を回転駆動して開口同士で形成される開口面積を変化させるアクチュエータと、前記燃焼部の要求する空気量に対応した開口面積を得るために、前記移動側板状部材を目的の回転位置へ駆動する制御信号を生成して前記アクチュエータに送出する制御手段とを備えており、前記制御手段は、前記制御信号を生成して前記アクチュエータに送出すると共に、前記燃焼部の要求する空気量に応じた回転数で前記送風機を駆動するための制御信号を生成し、前記移動側板状部材の回転駆動に伴って生じる機械的な遊びを補償する構成とすることができる。
則ち、移動側板状部材の回転駆動方向を逆にすると、前記したように、アクチュエータとの間の機械的な遊びによって目的とする回転位置に駆動することができず、要求する空気量が得られない。
しかし、本発明の構成によれば、移動側板状部材の回転位置のずれにに伴う供給空気量のずれを、送風機の回転数を変えることによって補償することができ、必要な空気量を確保することができる。
例えば、移動側板状部材を開口面積を減少させる方向へ向けて目的の回転位置まで回転駆動させると、機械的な遊びによって開口面積が目的値よりも大きくなる。そこで、送風機の回転数を低減させることによって供給空気量を目的値に調節することができる。
【0012】
【0013】
【0014】
【0015】
【0016】
【0017】
前記本発明において、制御手段は、燃焼部の要求する空気量と、当該空気量を得るためのアクチュエータの制御信号とを対応づけて格納したデータテーブルを有しており、当該データテーブルを参照して燃焼部の要求する空気量に対応した制御信号を生成してアクチュエータに送出する構成とすることができる。
この構成によれば、燃焼部から供給空気量の要求があれば、制御手段はデータテーブルを参照して、空気量に対応した制御信号を求める。そして、求めた制御信号をアクチュエータへ送出することにより、移動側板状部材を直ちに目的の回転位置まで回転駆動することができる。
【0018】
前記本発明において、データテーブルは、移動側板状部材の回転駆動方向に応じて独立して設けられる構成とすることができる。
則ち、移動側板状部材の回転駆動方向に応じて生じる機械的な遊びを補償するように、回転駆動方向に応じて独立したデータテーブルを設けることができる。
この構成によれば、移動側板状部材の回転駆動方向に応じて、制御手段は対応したデータテーブルを参照して直ちに空気量に対応した制御信号をアクチュエータへ送出でき、しかも、機械的な遊びに伴う回転位置のずれが補償される。
則ち、空気量調節装置で生じる機械的な遊びをデータテーブルで補償することにより、回転方向に関わらず移動側板状部材を正確に駆動することができる。
【0019】
前記本発明において、制御手段は、移動側板状部材を所定方向に駆動するときには、データテーブルを参照して制御信号を生成する一方、移動側板状部材を逆方向へ駆動するときには、目的とする回転位置を所定量だけ超える位置まで移動側板状部材を駆動する制御信号を生成してアクチュエータに送出する構成とすることができる。
この構成によれば、制御手段は、移動側板状部材を所定方向に駆動するときには、データテーブルを参照して制御信号を生成し、アクチュエータに送出する。
一方、移動側板状部材を所定方向とは逆方向へ向けて駆動するときには、目的とする回転位置へ回転駆動するのではなく、目的の回転位置から所定量だけ超える位置まで移動側板状部材を駆動する制御信号を生成する。
【0020】
【0021】
前記本発明において、制御手段は、燃焼部の要求する空気量と、当該空気量に対応させた送風機の制御信号とを対応づけたデータテーブルを有しており、当該データテーブルを参照して燃焼部の要求する空気量に対応した制御信号を生成して送風機へ送出する構成とすることができる。
この構成によれば、燃焼部から供給空気量の要求があれば、制御手段はデータテーブルを参照し、空気量に対応した制御信号を求めて送風機へ送出することにより、送風機を直ちに目的の回転数で駆動することができる。
【0022】
前記本発明において、データテーブルは、送風機の回転数の増加方向と減少方向とに応じて独立して設けられる構成とすることができる。
例えば、前記した移動側板状部材の回転駆動方向に応じて生じる機械的な遊びや、送風機の回転の増加や減少に伴う慣性を考慮に入れて、送風機の回転数の増加および減少方向について独立したデータテーブルを設けることができる。
これにより、制御手段はデータテーブルを参照して直ちに空気量に対応した制御信号を送風機へ送出でき、安定した空気供給を行うことができる。
【0023】
前記本発明において、制御手段は、送風機の回転数を増加或いは減少のいずれかの状態へ向けて駆動する場合には、データテーブルを参照して制御信号を生成して送風機へ出力する一方、当該送風機の回転数を逆の状態へ向けて駆動する場合には、目的とする回転数を逆の状態へ向けて所定回転数だけ超える制御信号を生成して送風機へ送出する構成とすることができる。
例えば、制御手段によって送風機の回転数を減少状態へ向けて駆動する場合、移動側板状部材も固定側板状部材との間に形成される開口面積を減少させる方向へ向けて回転駆動される。
ところが、前記したように、制御手段からアクチュエータへ制御信号を送出して移動側板状部材を目的とする回転位置へ駆動しようとしても、機械的な遊びによって移動側板状部材は目的とする開口面積よりも多い状態に駆動される。
そこで、制御手段によって送風機へ送出する制御信号を目的とする回転数よりも所定回転数だけ低減させることにより、結果的に燃焼部へ供給される空気量を目的量に調節することができる。
ここに、所定回転数は、機械的な遊びに伴って移動側板状部材の回転位置のずれを補償する値に設定される。
【0024】
前記本発明において、前記制御手段は、前記移動側板状部材を所定方向へ向けて回転駆動するときには、目的の回転位置に対応した制御信号を生成して前記アクチュエータへ出力する一方、前記移動側板状部材を逆方向へ向けて回転駆動するときには、一旦、目的とする回転位置を所定量だけ超える回転位置に対応した制御信号を生成してアクチュエータに送出し、この後に、目的の回転位置に対応した制御信号をアクチュエータに生成出力して移動側板状部材を所定方向へ向けて駆動させる構成とすることができる。
前記したように、アクチュエータを用いて移動側板状部材を回転駆動する場合、アクチュエータの駆動力を移動側板状部材へ伝達する機構において機械的な遊びが発生する。
例えば、アクチュエータとしてステップモータを用い、ステップモータに取り付けたカムを、円板形の移動側板状部材の外周側縁に設けた係合部に係合させて駆動する構造を例に挙げて説明する。この構造では、ステップモータを一方向へ駆動する場合には、ステップモータに固定されたカムと移動側板状部材の係合部との間に機械的な遊びが発生し、ステップモータのセレーション毎の遊びも生じている。
しかし、ステップモータを所定方向へ向けて回転駆動する限り、回転駆動の初期段階で機械的な遊びに伴うカムの空転が生じ、以降は、ステップモータの制御信号と移動側板状部材の回転位置とは一義的に対応して駆動が行われる。
一方、ステップモータの回転駆動を所定方向から逆方向へ向けて反転させると、反転時点からステップモータの回転が進んで機械的な遊びが吸収されるまで、ステップモータの回転にも拘わらず移動側板状部材が駆動されない空転状態が生じる。そして、空転状態が終了すると、ステップモータの制御信号と移動側板状部材の回転位置とは前記所定方向とはずれた状態で一義的に対応して駆動が行われる。
則ち、ステップモータの回転方向に応じて、機械的な遊びが起因して所謂バックラッシュが発生する。
しかし、本発明の構成によれば、移動側板状部材は、所定方向とは逆方向へ回転駆動される場合でも、一旦、目的の回転位置を超える回転位置まで回転駆動された後に、再度、所定方向へ向けて目的の回転位置まで駆動される。則ち、移動側板状部材は、常に所定方向へ向けて回転駆動して目的の回転位置まで駆動される。
ここに、目的の回転位置を超える所定量は、移動側板状部材の実際の回転位置が目的の回転位置を越える範囲であれば、適宜に設定することができる。
則ち、所定量が少ない場合には、移動側板状部材の実際の回転位置が目的の回転位置を越えない。また、所定量が多い場合には、移動側板状部材は目的の回転位置を充分越えた位置まで一旦駆動できるが、目的の回転位置へ駆動するまでの時間が増大する。従って、これらの条件を満たす範囲でできる限り所定量を少なく設定するのが良い。
これにより、移動側板状部材を逆方向へ駆動することによって発生する機械的な遊びが除去され、アクチュエータの制御信号に対して移動側板状部材の回転位置を一義的に定めることができる。
また前記本発明において、前記制御手段は、現在の供給空気量に対して前記燃焼部の要求する空気量の変化が予め定められた所定値を超えないときには、アクチュエータの制御を行わない構成とすることができる。
制御手段は、燃焼部の要求に応じて、常に対応した制御信号をアクチュエータへ送出して空気量を調節する。しかし、現在の空気量に対して燃焼部の要求する空気量の変動分が微少な場合には、安定した燃焼に支障を生じない範囲で逐一移動側板状部材を制御する必要は生じない。特に、燃焼能力が高い場合には、最適な空気供給量に対して多少の空気量のずれが生じても充分安定した燃焼が得られる。
そこで、現在の空気量に対して、燃焼部の要求する空気量の変動分が少ないときには、アクチュエータの制御を行わず移動側板状部材の回転駆動を行なわない構成としても安定した燃焼を維持できる。
この構成によれば、空気量の変動分が少ない場合に、移動側板状部材の回転駆動を行わないので、アクチュエータを含む空気量調節装置の稼働時間を低減させることができ耐久性が向上する。
前記請求項1乃至11に記載した空気量調節装置は、燃料を気化させて生成される燃料ガスを燃焼部へ供給して燃焼させる燃焼装置に用いられ、気化された燃料へ混合される一次空気と燃焼部へ供給される二次空気の双方を調節する構成とすることができる。
則ち、空気量調節装置の固定側板状部材と移動側板状部材とに設ける開口を適宜に調整することにより、1つの空気量調節装置によって一次空気および二次空気を同時に適量に調節することができる。このような空気量調節装置を燃焼装置に用いることにより、構成を簡略化させると共に安定した空気供給を行うことができる。
【0025】
また、同時に提案される本発明の燃焼装置は、火炎を発生させる燃焼部と、当該燃焼部へ空気を送風する送風機と、前記した請求項1乃至12のいずれか1項に記載の空気量調節装置とを備えた構成とされている。
則ち、前記した空気量調節装置を用いた燃焼装置とすることにより、空気量調節装置の機械的な遊びに起因する供給空気量のずれを除去して正確な空気供給を行うことが可能となり、安定した燃焼を行なわせることが可能となる。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図1は本発明の実施形態に係る空気量調節装置5aの駆動系を示す分解斜視図、図2は空気量調節装置5aの移動側板状部材23および固定側板状部材22を示す斜視図、図3は空気量調節装置5aを組み立てた状態を示す斜視図である。
【0027】
空気量調節装置5aは、固定側板状部材22、移動側板状部材23、移動側板状部材23を回転駆動する駆動片(動力伝達部材)5b、駆動片5bを揺動可能に枢支する支持部材5m、及び、アクチュエータ(ステップモータ)121を備えて構成される。また、図には示していないが、燃焼装置の燃焼部から要求される信号に応じてステップモータ121へ印加する制御信号(位相シフト信号)を生成する制御手段を備えている。
【0028】
駆動片5bは、金属板を断面が略「弓」字形状になるように6カ所を折曲して形成され、3つの垂直部、3つの水平部及び1つの傾斜部5fを備えた形状である。中央の2つの垂直部には枢支軸5hを貫通させる枢支孔5d,5dが設けられ、端部の垂直部には、ステップモータ121の回転軸5tを嵌合させるスリット状の嵌合孔5cが設けられている。これらの枢支孔5d,5dおよび嵌合孔5cは、各々の孔中心が一軸となるように形成されている。
また、傾斜部5fは隣接する水平部に対して略45度の傾斜を持たせており、、傾斜部5fに隣接する水平部両側縁は曲面状に切り起こされて、押圧部5e,5eを形成している。尚、傾斜部5fは押圧部5eを補強する機能を有すると共に、後述する枢支軸の取り付けを容易にするために傾斜させている。
【0029】
支持部材5mは、駆動片5bを揺動可能に枢支するもので、長尺帯状の固定部5nと、固定部5nの長手左右側縁中央に垂直に切り起こされた枢支部5p,5pを備えている。枢支部5p,5pの上縁中央部は略半円状に上方へ向けて突出し、この半円状の中心に軸孔5q,5qが設けられている。
この支持部材5mは、固定部5nに設けられた複数の固定孔5rにネジを通して後述する固定側板状部材22に取り付け固定される。
【0030】
前記した、駆動片5bは枢支軸5hを用いて支持部材5mに揺動可能に取り付けられる。則ち、駆動片5bの中央の2カ所の垂直部を支持部材5mの枢支部5p,5pの外側に跨ぐようにして被せ、枢支軸5hを駆動片5bの枢支孔5d,5dおよび枢支部5pの軸孔5q,5qを貫通させるように挿入する。
これにより、駆動片5bは枢支軸5hの回りに所定角度だけ揺動可能な状態で支持部材5mに取り付けられる。
【0031】
移動側板状部材23は、図1,2に示すように円板形であり、周辺部には垂直に切り起こされた係合部33が設けられている。この係合部33は円板の接線方向へ向けて設けられ、係合部33の中央は切り欠かれて溝状部33aを形成している。この溝状部33aの両側縁は上方へ向けて広がるように傾斜させて被押圧部33b,33bを形成している。
被押圧部33bを傾斜させて形成するのは、駆動片5bの回転力を受けて略直線運動に変換するときに、駆動片5bの押圧部5eによって被押圧部33bが押し上げられることを防止するためのものである。
この移動側板状部材23の中心には、固定側板状部材22に対して回転可能に取り付けるための軸挿通孔25が設けられている。また、円板面には略3角形の開口26が軸挿通孔25を中心として等間隔で放射状に設けられ、円板の周辺近傍には、略長方形の開口27が軸挿通孔25を中心として等間隔で放射状に設けられている。
【0032】
一方、固定側板状部材22は、図2に示すように長方形状をしており、中央部には移動側板状部材23を回転可能に取り付けるための軸挿通孔25'が設けられている。また、移動側板状部材23の開口26,27と対応させて、軸挿通孔25'を中心として放射状に略三角形の開口26'および略長方形の開口27'が等間隔に設けられている。
【0033】
本実施形態の空気量調節装置5aは、このような構成の移動側板状部材23を固定側板状部材22へ回転可能に取り付けて構成される。則ち、移動側板状部材23の軸挿通孔25を固定側板状部材22の軸挿通孔25'に合わせて固定具(不図示)で回転可能に取り付けることにより、移動側板状部材23は固定側板状部材22の上で自由に回転できる。従って、ある回転位置では開口26,27と開口26',27'とが一致して開口面積が最大となり、別の回転位置では開口面積が最小となる。
則ち、移動側板状部材23の回転位置を変化させることにより、開口面積を最小から最大まで連続的に変化させ、これによって、移動側板状部材23および固定側板状部材22の上下方向への空気流量を調節するものである。
【0034】
空気量調節装置5aは、図3に示すように、固定側板状部材22に移動側板状部材23が回転可能に取り付けられ、移動側板状部材23の近傍には、駆動片5bを枢支した支持部材5mが固定側板状部材22に取付固定されている。そして、駆動片5bの押圧部5eが移動側板状部材23の係合部33に設けられた被押圧部33bに当接している。
固定側板状部材22の周縁は箱体(ケース部)13で囲まれており、ステップモータ121の回転軸5tは、箱体13に設けられた開口13aを通して駆動片5bの嵌合孔5cに嵌合している。
【0035】
次に、図3,4,5を参照して、空気量調節装置5aの機械的な遊びに伴って生じる回転位置のずれについて説明する。尚、図4,5は、図3に示した空気量調節装置5aを枢支軸5hの軸方向から見た要部拡大図である。
図4(a)に示すように、駆動片5bの両側の押圧部5e,5eが最下部に位置する状態で、ステップモータ121を反時計方向(図において)へ向けて角度αだけ回転駆動する。すると、係合部33の被押圧部33bは駆動片5bの右側の押圧部5eで押圧され、図4(b)に示すように、移動側板状部材23は右方(時計方向)へ回転する。
ところが、図4(c)に示すように、駆動片5bが角度αだけ回転した位置(図の波線で示す位置)から逆方向へ向けて駆動片5bを回転させると、左側の押圧部5eが左側の被押圧部33bに当接するまで、駆動片5bは角度βだけ空転し、移動側板状部材23は駆動されない。
【0036】
そして、駆動片5bが角度βだけ時計方向へ向けて回動した後は、図5(a)に示すように、左側の押圧部5eが左側の被押圧部33bに当接した状態で係合部33が押圧され、移動側板状部材23は左方(反時計方向)へ回転する。
更に、図5(a)に示すように、駆動片5bが時計方向へ向けて角度αだけ回転した状態から、逆方向へ向けて回転すると、図5(b)に示すように、角度βだけ空転する。そして、駆動片5bの押圧部5eが被押圧部33bに当接して、図5(c)に示す状態、則ち、図4(a)と同一の状態に戻る。
【0037】
このように、駆動片5bの押圧部5eと係合部33の被押圧部33bとの間に機械的な遊びが存在すると、駆動片5bが同一角度の位置まで回転しているにも拘わらず、移動側板状部材23の回転位置がずれるバックラッシュが生じる。
言い換えれば、ステップモータ121へ供給する制御信号に対して移動側板状部材の回転位置が一義的に定まらない不具合が生じる。
また、機械的な遊びは、駆動片5bと係合部33の係合部分のみならず、ステップモータ121自体のセレーション毎にも存在する。
【0038】
このバックラッシュは、駆動片5b(ステップモータ121)の回転方向を逆転させたときの、機械的な遊びによる駆動片5bの空転によって発生する。
則ち、駆動片5bを反時計方向へ向けて回転させると、回転初期において駆動片5bは空転し、その後、押圧部5eが被押圧部33bに当接して駆動される。次いで、駆動片5bを時計方向へ向けて逆回転させると、逆回転初期において駆動片5bは空転し、その後、押圧部5eが被押圧部33bに当接して駆動される。
従って、駆動片5bの押圧部5eが、係合部33の被押圧部33bに当接した状態で駆動される場合は、ステップモータ121の制御信号と移動側板状部材23の回転位置が一義的となる。
本発明は、このようなバックラッシュの発生を、制御手段(不図示)の信号処理によってソフトウェアで補償することに特徴を有したものである。
【0039】
次に、機械的な遊びに伴うバックラッシュの発生を信号処理によって補償する本発明の実施形態を順次説明する。
本実施形態の空気量調節装置5aに採用される制御手段の構成は特に示していないが、CPUを用いたデジタル処理回路の構成を採ることができる。
則ち、CPU、RAM、ROM、I/Oポート、および、必要に応じて、アナログのセンサ信号をデジタル信号に変換するA/D変換回路などを備えたデジタル処理回路を用いて構成され、燃焼部から伝送される空気量の要求に応じてステップモータ121を駆動する制御信号を生成させることができる。
尚、以下の説明では、ステップモータ121へ送出する制御信号は、ステップモータ121を駆動するためのパルス信号を指すもので、1ステップとは、ステップモータ121を1セレーションだけ回転させる制御信号である。
【0040】
(第1参考例)
図6は本発明の第1参考例に係る空気量調節装置5aの動作を示すフローチャートである。図に従って動作を説明する。
本構成では、制御手段(不図示)が、燃焼部の要求する空気量に応じた制御信号を生成するための基本プログラム(基本式)を保有しているものとして述べる。
【0041】
(1)制御手段は、常時、燃焼部からの要求空気量の変動の有無を監視する。要求空気量の変動があると、現在の空気供給量に対して要求空気量が増加であるか減少であるかを判別する。そして、増加であれば、ステップ205の処理へ分岐し、減少であれば、ステップ202の処理へ進む(以上、図6ステップ200,201参照)。
【0042】
(2)現在の空気供給量に対して要求空気量が減少である場合には、制御手段は、ステップ202において、現在の空気供給量に対する要求空気量の変動分が予め定められた所定値以上であるか判別する。そして、空気量の変動分が所定値未満であれば、ステップモータ121の制御信号を生成せず、ステップ200に戻る。
一方、空気量の変動分が所定値以上の場合は、燃焼部の要求する空気量に対応した制御信号から50ステップだけ少ないステップ数の制御信号を生成してステップモータ121へ送出する。
これにより、移動側板状部材23は、一旦、目的とする回転位置よりも開口面積の少ない位置まで回転駆動される(以上、図6ステップ202〜204参照)。
【0043】
(3)また、ステップ201で現在の空気量に対して要求空気量が増加するときは、および、ステップ204に続く処理として、制御手段は、燃焼部の要求する空気量に対応した制御信号を生成してステップモータ121へ送出する。
そして、ステップ206でステップモータ121の駆動が完了すると、ステップ200に戻って、燃焼部からの要求空気量の変動の有無を監視する(以上、図6ステップ200,205,206参照)。
【0044】
このように、本構成の空気量調節装置5aによれば、供給空気量を増加させる場合には、開口面積を増加させるべく移動側板状部材23を目的の回転位置まで直ちに駆動する。また、供給空気量を減少させる場合には、一旦、移動側板状部材を目的とする回転位置よりも開口面積を減少させる位置まで回転させ、その後に、目的の回転位置まで駆動させる。
これにより、供給空気量を増減させるいずれの場合でも、移動側板状部材23はステップモータ121によって常に開口面積を増加させる方向へ向けて駆動されることになり、機械的な遊びに起因する開口面積の変動を除去することができる。
【0045】
(第2実施形態)
図7(a)は、本発明の第2実施形態に係る空気量調節装置5aの動作を示すフローチャート、図7(b)は、要求空気量に対するステップモータ121の駆動ステップ数を示したグラフである。
【0046】
本実施形態では、予め、制御手段には、移動側板状部材23を開口面積を増加させる方向へ駆動する場合のデータテーブルと、移動側板状部材23を開口面積を減少させる方向へ駆動する場合のデータテーブルとを独立して保有している。
則ち、例えば、移動側板状部材23を開口面積が全閉となるように駆動したときを基準として、移動側板状部材23を開口面積が増加する方向へ駆動するときの回転位置に対応したステップモータ121へ供給するステップパルス数を、予め、増加データテーブルとしてメモリに保有している。一方、移動側板状部材23を全開状態から開口面積が減少する方向へ駆動するときの回転位置に対応したステップモータ121へ供給するパルス数を、全閉状態を基準として、予め、減少データテーブルとしてメモリに保有している。
従って、空気量とステップモータ121の駆動ステップ数とをグラフにすると図7(b)に示すようになる。則ち、同一空気量を供給するためのステップモータ121の駆動ステップ数は、空気量を増加させる場合に比べて減少させる場合は機械的な遊びの分だけ少なくなることが分かる。
【0047】
次に、この実施形態の空気量調節装置5aの動作を、図7(a)のフローチャートを参照して説明する。
(1)制御手段は、常時、燃焼部から要求される空気量の変動の有無を監視する。要求空気量の変動があると、現在の空気供給量に対して要求空気量が増加であるか減少であるかを判別する。そして、増加であれば、ステップ212の処理へ進み、減少であれば、ステップ214の処理へ進む(以上、図7(a)ステップ210〜212,214参照)。
【0048】
(2)制御手段は、要求空気量が増加するときは、増加データテーブルを参照し、要求空気量を得るための制御信号を求めてステップモータ121へ送出する(以上、図7(a)ステップ212,213)。
【0049】
(3)一方、制御手段は、要求空気量が減少するときは、減少データテーブルを参照し、要求空気量を得るための制御信号を求めてステップモータ121へ送出する。そして、ステップ213でステップモータ121の駆動が終了すると、ステップ210に戻って、燃焼部からの空気量要求の有無を監視する(以上、図7(a)ステップ213,214,210参照)。
【0050】
このように、本実施形態の空気量調節装置5aによれば、機械的な遊びを考慮して、駆動方向に応じた増加データテーブルまたは減少データテーブルを用意することにより、これらのデータテーブルを参照して直ちにステップモータ121を駆動する。これにより、要求する空気量と移動側板状部材23の回転位置とを一義的に対応させることができ、機械的な遊びに伴う空気量のずれを除去することができる。
【0051】
(第3実施形態)
図8は、本発明の第3実施形態に係る空気量調節装置5aの動作を示すフローチャート、図9は、燃焼能力に対して、ステップモータ121のステップパルス数、移動側板状部材23による開口面積、送風機の回転数および供給空気量の増減を示したグラフである。
本実施形態では、移動側板状部材23の駆動を、最閉、中開および最開の3段階制御としている。則ち、最閉が開口面積が最小の状態であり、最開が開口面積が最大の状態である。また、中開は開口面積が最閉と最開の略中間状態を指している。また、移動側板状部材23の開閉状態に応じて、送風機の回転数を段階的に変化させる構成としている。
【0052】
次に、この実施形態の空気量調節装置5aの動作を、図8のフローチャートを参照して説明する。
(1)制御手段は、常時、燃焼部からの要求空気量の変動の有無を監視する。要求空気量の変動があると、現在の空気供給量に対して要求空気量が増加であるか減少であるかを判別する。そして、要求空気量が増加するときは、ステップ227の処理へ進み、要求空気量が減少であれば、ステップ222の処理へ進む(以上、図8ステップ220〜222,227参照)。
【0053】
(2)要求空気量が減少するときは、ステップ222において、制御手段は現在の開口状態を判別し、最閉であればステップ220へ戻る。一方、ステップ223において更に開口状態を判別し、現在の開口状態が中開であればステップ225に進み、最閉制御信号から所定ステップ数だけ少ないステップ数の制御信号を生成してステップモータ121へ送出する。また、ステップ223において現在の開口状態が最開であれば、ステップ224に進んで、中開制御信号から所定ステップ数だけ少ないステップ数の制御信号を生成してステップモータ121へ送出する(以上、図8ステップ222〜225参照)。
【0054】
(3)一方、ステップ221において、要求空気量が増加するときは、ステップ227において、制御手段は現在の開口状態を判別し、最開であればステップ220へ戻る。一方、ステップ228において更に開口状態を判別し、現在の開口状態が中開であれば、ステップ230に進んで、最開制御信号を生成してステップモータ121へ送出する。また、ステップ228において現在の開口状態が最閉であれば、ステップ229に進んで、中開制御信号を生成してステップモータ121へ送出する。
そして、ステップ226でステップモータ121の駆動が完了すると、ステップ220に戻って、燃焼部からの要求空気量の変動の有無を監視する(以上、図8ステップ221,226〜230参照)。
【0055】
また、本実施形態では、図9に示すように、移動側板状部材23の駆動に対応させて、送風機の回転数制御を同時に行っている。
則ち、移動側板状部材23の最閉、中開および最開の状態に合わせて、図9に示すように、送風機の回転数を段階状に制御することにより、各状態における供給空気量をきめ細かく調整する構成としている。
また、図9に示すように、移動側板状部材23を閉じる方向へ駆動する場合は、ステップモータ121の制御信号のステップ数を所定量だけ多くして、機械的な遊びに起因するずれを除去している。
このように、本実施形態の空気量調節装置5aによれば、移動側板状部材23を3段階制御するので、無段階制御に比べて移動側板状部材23の駆動回数を低減させることができ、耐久性が向上する。
また、送風機の回転数を同時に制御することによって、供給空気量をきめ細かく制御して目的の空気量に調節することが可能である。
【0056】
(第4実施形態)
図10は、本発明の第4実施形態に係る空気量調節装置5aの動作を示すフローチャートである。また、図11は、燃焼能力に対して、ステップモータ121のステップパルス数、移動側板状部材23による開口面積、送風機の回転数を示したグラフ(図の下方のグラフ)と、燃焼能力に対して供給される空気量(一次空気および二次空気)を示したグラフ(図の上方のグラフ)との2つのグラフを、燃焼能力を対応させて示したものである。
本実施形態では、移動側板状部材23の機械的な遊びに伴う回転位置のずれを送風機の回転数によって補償するものである。
本実施形態の構成では、移動側板状部材23の駆動を、最閉、中開および最開の3段階制御としている。則ち、最閉が開口面積が最小の状態であり、最開が開口面積が最大の状態である。また、中開は開口面積が最閉と最開の略中間状態を指している。また、燃焼能力に応じて、送風機の回転数を段階的に変化させる構成とし、移動側板状部材23の駆動に伴う機械的な遊びを送風機の回転数の変化で補償させるものである。
【0057】
次に、この実施形態の空気量調節装置5aの動作を、図10のフローチャートを参照して説明する。尚、移動側板状部材23の制御については、図8に示したフローチャートにおいて、ステップ224,225における所定ステップの減少を行わない動作と同一である。
(1)制御手段は、常時、燃焼部からの要求空気量の変動の有無を監視する。要求空気量の変動があると、現在の空気供給量に対して要求空気量が増加であるか減少であるかを判別する。そして、増加であれば、ステップ244の処理へ進み、減少であれば、ステップ242の処理へ進む(以上、図10ステップ240〜242,244参照)。
【0058】
(2)ステップ241において、要求空気量が減少するときは、制御手段は、空気量に対応した制御信号から所定回転数だけ低い制御信号を生成して送風機へ送出する。一方、ステップ241において、要求空気量が増加するときは、制御手段は、空気量に対応した制御信号を生成して送風機へ送出する。
そして、ステップ243で送風機の駆動設定が完了すると、ステップ240に戻って、燃焼部からの空気量要求の有無を監視する(以上、図10ステップ241〜244,240参照)。
【0059】
このように、本実施形態の空気量調節装置5aによれば、移動側板状部材23で生じる機械的遊びに起因する空気量のずれを、送風機の回転数を調節することによって効果的に補償させている。
則ち、図11に示すように、供給空気量を減少させる場合には、機械的な遊びに起因する移動側板状部材23の回転位置のずれを補償するように、送風機の回転数を低減させている。
【0060】
ところで、前記図3に示した空気量調節装置5aは、カム形状の駆動片5bをステップモータ121で駆動して移動側板状部材23を回転させる構成であった。しかし、本発明に適用される空気量調節装置はこのような構成に限られるものではない。
図12は、別の構成の空気量調節装置5a'の駆動系を示す分解斜視図であり、前記図3に示した空気量調節装置5aと同一構成部分には同一の符号を付している。
【0061】
この例では、移動側板状部材23の外周縁の一部に歯23aが設けられており、ステップモータ121の回転軸に取り付けられた歯車121aが歯23aに係合して移動側板状部材23を回転駆動させるものである。
この空気量調節装置5a'においても、ステップモータ121のセレーション毎の遊び、あるいは、歯車121aと歯23aの係合部分の遊びが生じる。
しかし、前記した本発明を適用することによって機械的な遊びに起因する供給空気量のずれを除去した安定した空気供給を行うことが可能である。
【0062】
【実施例】
次に、前記した本発明の空気量調節装置5aを燃焼装置に採用した実施例を説明する。なお以下の説明において上下の関係は、燃焼装置を給湯器等に設置した状態を基準とする。
図13は、本発明の燃焼装置を内蔵する給湯器の断面図である。図14は、本発明の実施例の燃焼装置の正面図及び箱体の開口部分の斜視図である。図15は、本発明の実施例の燃焼装置の断面図である。図16は、本発明の実施例の燃焼装置の全体の分解斜視図である。図17は、図14の燃焼装置の流路形成部材周辺の分解斜視図である。図18は、流路形成部材に燃料供給管を取り付ける際の構成を示す斜視図である。図19は、図14の燃焼装置の燃焼部近傍を上から見た斜視図である。図20は、図14の燃焼装置で採用する空気量調節部の固定側板状部材の正面図である。図21は、図20の固定側板状部材の側面図である。図22は、図14の燃焼装置で採用する空気量調節部の移動側板状部材の正面図である。図23は、図14の燃焼装置で採用する空気量調節部の正面図であり、開口を開いた状態を示す。図24は、図14の燃焼装置で採用する空気量調節部の正面図であり、開口を閉じた状態を示す。図25は、図14の燃焼装置で採用する分流部材の正面図である。
【0063】
また、図26は、図14の燃焼装置で採用する炎孔ベースの上面側(気体流路側)の図面である。図27は、図26の炎孔ベースの下面側(炎孔側)の図面である。図28は、図14の燃焼装置で採用する炎孔ベースと、炎孔部材、網状部材及び補炎部材を組み合わせた状態の正面図である。図29は、炎孔部材の正面図である。図30は、網状部材の正面図である。図31は、補炎部材の正面図である。図32は、図31のA−A断面図である。図33は、図14の燃焼装置で採用するロータリーカップの正面図及び平面図である。図34は、図27のA−A断面図である。図35は、図27のB−B断面図である。図36は、図14の燃焼装置で採用する炎孔ベースの気体流路側の構成を説明する説明図である。図37は、図14の燃焼装置の炎孔近傍を下側から見た斜視図である。図38は、燃料ガスの流れを説明する説明図である。図39は、二次空気の流れを説明する説明図である。図40は、炎孔部材と網状部材及び補炎部材の重ね合わせ構造を示す斜視図である。図41は、図14の燃焼装置を下側から見た概略斜視図である。図42は、本発明の他の実施例の燃焼装置を下側から見た概略斜視図である。図43(a)は、図14の燃焼装置の点火装置取り付け部分の拡大図であり、(b)はその変形例である。
【0064】
本実施例では、空気量調節部5は、前記図1〜図3で示した空気量調節装置5aを用いて構成しており、同一部分には同一の符号を付すと共に、説明に際しては、空気量調節部5と空気量調節装置5aとを同一として扱っている。
また、本実施例の空気量調節装置5aは、前記した第1実施形態から第4実施形態のいずれの制御構成を用いて構成することも可能である。
【0065】
図13〜16において、1は、本発明の実施例の燃焼装置を示す。本実施例の燃焼装置1は、図の様に炎孔を下に向けて給湯器21に内蔵されるものであり、上から送風機2、駆動機械部3、空気量調節部5、混合部6及び燃焼部7が順次積み重ねられて作られたものである。また混合部6及び燃焼部7の近傍に気化部8が設けられている。さらに空気量調節部5と気化部8の間は、流路形成部材70によって接続されている。本実施例では、空気量調節部5は整流手段の機能を兼ねている。
【0066】
上部側から順次説明すると、送風機2は、鋼板を曲げ加工して作られた凹状のハウジング10の中にファン11が回転可能に配されたものである。ハウジング10の中央部には、開口12が設けられている。
【0067】
駆動機械部3は、箱体13を有し、その天板15の中央にモータ16が取り付けられている。モータ16は、両端部から回転軸17,18が突出しており、回転軸17,18は、燃焼装置1の略全長を貫通している。そして後記する様に、モータ16の上方側の回転軸17は、ファン11に接続され、下方側の回転軸18は、気化部8のロータリーカップ(回転部材)63に接続されている。
また駆動機械部3には、温度センサー32が設けられている。
【0068】
空気量調節部5は、図3,図16の様に移動側板状部材23と固定側板状部材22によって構成されている。移動側板状部材23は、図16、図22の様に円板状をしており、中央に軸挿通孔25が設けられている。そしてその周囲に空気孔となる開口26,27が設けられている。空気孔となる開口26,27は、概ね内外二重のエリアに分かれて設けられている。中心側のエリアに設けられた開口26は、略三角形であり、12個、等間隔に設けられている。
一方、外側を取り巻くエリアに設けられた開口27は12個であり、略長方形の溝状である。
上記した様に、移動側板状部材23には、2種類の開口26,27が設けられているが、これらの周方向の辺は、いずれも移動側板状部材23の中心と同一中心の円弧である。
【0069】
また移動側板状部材23の一部には、図2,図16の様な係合部33が設けられている。係合部33は、図2の様に開口が設けられた部位から垂直方向に折り曲げられた垂直壁を持ち、当該垂直壁に切り欠き部33aが設けられたものである。
【0070】
一方、空気量調節部5の固定側板状部材22は、図2,図20に示すように長方形の板体であり、周囲が折り返されてフランジ部24が設けられている。固定側板状部材22の面積は、前記した移動側板状部材23よりも大きく、両者を重ねたとき、移動側板状部材23は固定側板状部材22にすっぽりと覆われる。逆にいえば、固定側板状部材22の端部は移動側板状部材23からはみ出す。
【0071】
板状の部位の中心部分には、前記した移動側板状部材23と略同一形状の開口が設けられている。則ち空気量調節部5の固定側板状部材22には、中央に軸挿通孔25'が設けられている。そしてその周囲に空気孔となる開口が二重のエリアに分かれて設けられている。中心側のエリアに設けられた開口26'は、略三角形であり、12個、等間隔に設けられている。
外側のエリアにも12個の開口27'が設けられているが、外側の開口はいずれも略長方形の溝状のものである。
固定側板状部材22の他の部位には、多数の小孔31が設けられている。小孔31が設けられた位置は、固定側板状部材22の上に移動側板状部材23を重ねた時に、両者が重複しない部位である。則ち小孔31は、固定側板状部材22のはみ出し部分に設けられている。
【0072】
空気量調節部5は、図3,16,20に示すように、固定側板状部材22の上に移動側板状部材23が重ねられている。空気量調節部5は、全体として平面的である。
また駆動片5bを駆動するステップモータ121が燃焼装置1のハウジングに図14,15に示す様に外付けされており、図3に示すように、当該モータ121の回転軸5tが駆動片5bの嵌合孔5cと係合している。
【0073】
移動側板状部材23は、固定側板状部材22の上にあり、中央の軸挿通孔25を中心として相対的に回転可能である。また図14,15に示す外付けされたステップモータ121を回転させると、前記したように駆動片5bが枢支軸5hを中心として揺動し、移動側板状部材23の係合部33を動かす。その結果、移動側板状部材23が、固定側板状部材22の上で中央の軸挿通孔25を中心として相対的に回転する。
移動側板状部材23の回転により、移動側板状部材23と固定側板状部材22を連通する開口の面積が変化し、これによって空気量が調節される。
【0074】
流路形成部材70は、薄板を曲げて作られたものであり、図15,17の様に円錐形をしている。流路形成部材70の内部は空洞であり、上下に連通している。則ち流路形成部材70は、上部と下部に開口54,83を持ち、両者は連通している。流路形成部材70の上部の開口54は、前記した移動側板状部材23の中心側のエリアの直径に等しい。また下部の開口83は、後記する分流部材35の中央の開口37の直径に等しい。
また前記した様に流路形成部材70は円錐形をしており、上部の開口54は、下部の開口83に対して相当に大きい。より具体的には、上部の開口54の直径は、下部のそれの1.5倍以上の大きさを持つ。またより好ましくは、上部の開口54の直径は、下部のそれの2倍以上である。
【0075】
流路形成部材70の上下の開口には、それぞれフランジ55,56が設けられている。
流路形成部材70の内側には、燃料パイプ(燃料供給管)79が固定されている。則ち燃料パイプ79は、図17の様に上部の開口54側から流路形成部材70の内部に入る。ここで流路形成部材70の燃料パイプ79の導入部位においては、図17の様にフランジ55の一部が燃料パイプ79の外周に沿って円形に変形されている。また燃料パイプ79は、図18に示す取り付け金具62によって流路形成部材70の内壁に沿って配管されている。
則ち燃料パイプ79は、流路形成部材70の母線に沿うと共に流路形成部材70の内壁に密着して配管されている。
【0076】
混合部6、燃焼部7及び気化部8は、分流部材35と炎孔ベース36を中心として構成され、これに気化室60と炎孔部材51,網状部材77及び補炎部材78が設けられて作られている。そしてこれらの構成部品がハウジング122内に収納されたものである。
【0077】
則ち分流部材35は、図25に示すように、長方形をした板状の部材であり、中央に大きな開口37が設けられている。また周部には、小さな開口40,89,90が多数設けられている。
但し本実施例では、小さな開口は、内外二箇所のエリアに分かれて分布している。則ち二点鎖線で囲んだ内側のエリアには、小さな開口40が列となって長手方向に連なって設けられている。
一方、二点鎖線の外側のエリアには、二列且つ環状に開口89,90が設けられている。
分流部材35の面積は、後記する炎孔ベース36の面積よりも大きい。
【0078】
炎孔ベース36は、アルミダイカストによって作られたものであり、図26,27の様に長方形をしている。そして炎孔ベース36には、複雑な枠組と開口及び溝が設けられている。炎孔ベース36の上面側は、主として燃料ガス及び二次空気の流路構成面として機能し、下面側は炎孔取付け面として機能する。
則ち炎孔ベース36は、外周を囲む外側燃焼壁41を持つ。この外側燃焼壁41の内部は、実際に火炎が発生する部分であり、燃焼部7として機能する。
外側燃焼壁41には、図19,34,35,38,41に示すように孔(開口)53が設けられている。
【0079】
さらに外側燃焼壁41内は、図19,26,27,34,35の様に、多数の垂直壁50によって仕切られて設けられた溝48が設けられている。
そして溝48を構成する垂直壁50は、図19,36の様に二組づつがループを構成していて、島状の部位75を形成している。則ち外側燃焼壁41内には、ループ状に閉塞された垂直壁50の組によって構成される閉塞された溝48aと、それ以外の開放された溝48bを持つ。そして島状の部位75は、図19,36の様に長手方向に部分的に切れており、当該切れ目52の部分で島状以外の部位の溝48b同士が連通している。
【0080】
また図19,34,35の様に、炎孔ベース36の上面側(流路構成面側)には、中央部と、島状の部位75の切れ目部分を除いて天井壁57が設けられている。但し、前記した垂直壁50で構成された島状の部位75の溝48aの上部については、天井壁57に開口58が設けられている。
垂直壁50同士の島を構成しない部位の溝48bの上部には開口はない。
また各溝48は、いずれも炎孔ベース36の下面側(炎孔取付け面側)に連通している。
従って島によって囲まれた溝48aは、図39の様に上部の天井壁57に開口58が設けられていると共に下面側(炎孔取付け面側)にも開放されているから、炎孔ベース36を上下方向(厚さ方向)に貫通する。
一方、島を構成しない溝48bは、図38の様に上部側が天井壁57によって閉塞され、下面側(炎孔取付け面側)にのみ連通する。
なお、島状の部位75の切れ目52部分については、垂直壁50の底側(炎孔取付け面側)同士が繋がり、さらに当該部位に炎孔部材51等を取り付けるための突起38が設けられている。
【0081】
炎孔ベース36の中央部には、図36に示すように開口82が設けられている。
そして開口82の内部には、8本のリブ66が設けられ、中央に一次空気導入筒88が支持されている。本実施例の燃焼装置1では、この一次空気導入筒88及びリブ66は、炎孔ベース36と一体的に成形されたものである。
また炎孔ベース36の下面側(炎孔取付け面側)であって、開口82の近傍には、炎孔ベース36の長手方向にのびる内壁43が設けられている。内壁43の高さは、前記した外側燃焼壁41の高さと等しい。
さらに炎孔ベース36の下面側(炎孔取付け面側)であって、気化室60の開口47の近傍には、炎孔ベース36の短手方向に延びる内壁59が設けられている。
これらの内壁43,59は、燃焼部7から熱を受けて炎孔ベース36を保温し、燃料の再液化を防ぐものである。
【0082】
次に炎孔部材51について説明する。炎孔部材51は、図29の様に略長方形の板状であり、気化室用の開口76と、空気孔71と炎孔72及び取付孔150が設けられたものである。
則ち炎孔部材51は、中央に略四角形の気化室用の開口76を持つ。
また炎孔部材51は、板をプレスすることによって多数の長孔(空気孔)71と小孔(炎孔たる開口)72を設け、これらによって炎孔列aと空気孔列bが形成されている。また空気孔列bの長孔(空気孔)71同士の間に、取付孔150が設けられている。
【0083】
則ち図29に示される多数の長孔71は、空気孔である。長孔(空気孔)71は、長手方向に並べられ、さらにそれが10列に渡って設けられている。そして各列の長孔(空気孔)71に、取付孔150がある。また取付孔150は、周部にも設けられている。
一方、小孔72は炎孔として機能する。小孔(炎孔)72は、図の様に小さな長孔状であり、炎孔列aの中心軸に対して千鳥状に設けられている。
本実施例では、炎孔列aは11列設けられており、前記した空気孔列bと互い違いに隣接して配されている。
【0084】
網状部材77は、細い金属糸で網目状に構成したもので、前記した炎孔部材51と略同一の面積を持つものであり、図30に示すように略長方形をしている。
網状部材77には、前記した炎孔部材51の気化室用の開口76に相当する部位に開口69が設けられている。また網状部材77の前記した炎孔部材51の炎孔列に相当する部分は、浅い溝155が列状に設けられている。さらに網状部材77には、前記した炎孔部材51の長孔(空気孔)71に相当する部位に長孔73が設けられている。また長孔73の周囲(図40の斜線の濃い部分)には、シール剤が塗布されている。シール剤74が塗布されているのは、炎孔ベース36の垂直壁50の端面と当接する部位である。
さらに炎孔部材51の取付孔150に相当する部位に取付孔151が設けられている。
【0085】
補炎部材78は、図31の様な長方形をしており、前記した炎孔部材51及び網状部材77と同様に中央に開口68が設けられている。また補炎部材78には、長孔65と列状に並んだ丸孔67が設けられている。補炎部材78の長孔65は、前記した炎孔部材51の炎孔を構成する小孔72が設けられたエリアに相当する部位にある。一方、丸孔67は、炎孔部材51の、長孔(空気孔)71に相当する部位に設けられている。この丸孔67の多くは、前記した炎孔ベース36の突起38よりも小さく、丸孔67の多くには突起38は入らない。しかしながら炎孔ベース36の突起38に相当する位置(炎孔部材51の取付孔150)に相当する位置の孔152だけは他の孔よりも大きく、炎孔ベース36の突起38が挿通可能である。
また前記した補炎部材78の長孔65の周囲は、図32の様に約45°に曲げられている。当該折り曲げ部68は、火炎の基端部を保持する効果を発揮するものである。
【0086】
炎孔部材51は、図16,19,40の様に、網状部材77を及び補炎部材78と共に炎孔ベース36の下面に配され、炎孔ベース36に設けられた突起38によって炎孔ベース36の下面に取り付けられている。則ち図40に示すように炎孔ベースに網状部材77が接し、さらにそれに重ねて炎孔部材51が配され、最後に補炎部材78が設けられる。このとき、炎孔ベース36に設けられた突起38に、網状部材77の取付孔151、炎孔部材51の取付孔150及び補炎部材78の取付孔152が挿通されて位置決めがなされる(図35)。そして所定の治具によって炎孔ベース36に設けられた突起38をかしめて変形させる。
【0087】
こうして位置決め及び取付が成された状態では、炎孔部材51の空気孔列bは、炎孔ベース36の垂直壁50によって構成される島状の部位75によって構成される溝48aの真下に位置する。なお空気孔列bと島状の部位75によって構成される溝48aの間には網状部材77が介在されるが、当該部位は図40の様に網状部材77の長孔73に相当する。また炎孔部材51の空気孔列bの外側(下部側)には補炎部材78が存在するが、当該部位は、補炎部材78の丸孔67が位置する。
そのため島状の部位75は、網状部材77の長孔73、炎孔部材51の空気孔列b及び補炎部材78の丸孔67を経て外部と連通する。
【0088】
一方、島状を構成していない組み合わせの垂直壁50によって挟まれた溝48bの真下には、炎孔部材51の炎孔列aが位置する。
炎孔部材51の炎孔列aと島状を構成していない組み合わせの垂直壁50によって挟まれた溝48bの間には網状部材77が介在される。また炎孔部材51の炎孔列aの外側(下部側)には補炎部材78が存在するが、当該部位は、補炎部材78の長孔65が位置する。
そのため島状を構成していない組み合わせの部位は、網状部材77の溝155部の網目、炎孔部材51の炎孔列a及び補炎部材78の長孔65を経て外部と連通する。
ここで、網状部材77の炎孔ベース36の垂直壁50の端面と当接する部位にはシール剤が塗布されているので、垂直壁50部位におけるガスの横方向の流通は無い。
【0089】
炎孔ベース36の裏面には、図16の様に分流部材35が装着されている。なお、分流部材35の面積は、前記した様に炎孔ベース36よりも大きく、分流部材35は、図28の様に炎孔ベースからはみ出す。
炎孔ベース36の上面側(流路形成側)では、前記したように垂直壁50は、図16,29の様に二組づつがループを構成していて、島状の部位75を形成し、さらに垂直壁50の突端部分に分流部材35が当接しているので、島状の部位75によって形成される溝48aは他の部位から隔離されている。則ち、島状の部位75の溝48aと他の部位との間に通気性はない。従って、前記した様に島状の部位75以外の部位は気化した燃料ガスと空気との混合を促進しつつ炎孔部材51に混合ガスを送る流路として機能する。また当該部位は、混合部6としても機能する。島状の部位75によって囲まれた溝48aは、二次空気流路として機能する。
【0090】
分流部材35の中央の大きな開口37は、炎孔ベース36の中央に設けられた一次空気導入筒88と連通する。また分流部材35のその他の開口40,89,90の内、列となって設けられている開口40は、炎孔ベース36の島状を構成する組み合わせの垂直壁50同士の間の部位に位置する。則ち分流部材35の小さな開口40は、二次空気流路たる島状の部位75によって囲まれた溝48aに開口する。炎孔部材51に設けられた島状を構成していない組み合わせの垂直壁同士の間には、分流部材35の開口は無い。則ち混合部6には分流部材35の開口は無い。
【0091】
また分流部材35の面積は、前記した様に炎孔ベース36よりも大きく、分流部材35を炎孔ベース36に装着した状態の時、図28の様に分流部材35は、炎孔ベースからはみ出す。そしてこの状態では、分流部材35の外側のエリアに設けられた開口89,90は、いずれも炎孔ベース36の外側に露出する。
【0092】
炎孔ベース36と分流部材35は、上記した状態に組み合わされ、ハウジング122内に配置されている。
ハウジング122は、外形が略四角形の箱であるが、内部が二重構造となっている。則ちハウジング122の内部には、全面に遮熱壁85が設けられいる。遮熱壁85は、4面が組合わさっていて四角形の筒状を呈し、支持部材86によってハウジング122の外壁部100の内面に取りつけられている。遮熱壁85の下端は、内側に向かって90°に折り返され、内側向きのフランジ102が形成されている。
ハウジング122の外壁部100と、遮熱壁85との間には空気流路101となる空隙が形成されている。
【0093】
炎孔ベース36と分流部材35は、上記したハウジング122に配置されるが、炎孔ベース36の外周を囲む外側燃焼壁41は、ハウジング122内部の遮熱壁85よりも更に小さく、炎孔ベース36の外側燃焼壁41と遮熱壁85の間にも空気流路103となる空隙が形成される。
また分流部材35の、炎孔ベース36からはみ出した部位の孔89,90の内、外側の孔90は、ハウジング122と遮熱壁85の間に形成される空気流路101と連通し、内側の孔89は、炎孔ベース36の外側燃焼壁41と遮熱壁85の間に形成される空気流路103と連通する。
【0094】
次に気化部8について説明する。気化部8は、気化室60と、ロータリーカップ(回転部材)63によって構成されている。
また気化室60は、図15,16,19,37の様に底部91と周部92を持つ円筒体であり、底部91は閉塞し、上部は開口している。則ち気化室60は窪んだ形状をしており、底部91及び周部92は閉塞していて気密・水密性を持ち、上部は開放されている。
【0095】
気化室60は、前記した様に底部91及び周部92を持ち、あたかもコップの様な形状をしていて、図15,16,19,37の様に、炎孔ベース36の中央の開口82部分に取り付けられている。気化室60の位置は、炎孔ベース36の内壁43に囲まれた部位であって炎孔ベース36の中央にあり、炎孔(小孔72)に囲まれていて燃焼部7に近接して位置する。また気化室60の大部分は、燃焼部7側に露出する。より具体的には、気化室60の底部91の全部と、周部92の大部分が燃焼部7側に露出する。従って後記する様に燃焼時には炎孔(小孔72)から発生する火炎により、気化室60が外側から加熱される。
【0096】
また前記した気化室60の底部91内には、電気ヒータ64が内蔵されている。則ち気化室60の底部91は加熱機能を持つ。電気ヒータ64に通電することにより、底部91が発熱し、さらにこの熱が気化室60の壁を伝導し、気化室60の内壁が全体的に加熱される。
また気化室60には、温度センサー61が埋め込まれている。
【0097】
ロータリーカップ63は、底部91と周部92を持つ有底の円筒形をしている。但し、ロータリーカップ63の底部には、9個の孔が設けられている。この内、中央に設けられた孔95は、半円形状をしており、図37の様に回転軸18が取り付けられるものである。
一方、周囲の9個の孔87は、円形であり、灯油等の液体燃料を落下させるための孔である。
またロータリーカップ63の底部と周部との境の角の部分にも、12個の開口97が設けられている。
【0098】
さらにロータリーカップ63の周部には、12個のスリット98が設けられている。スリット98は、いずれもロータリーカップ63の上端側に開口している。またスリット98の形状は、略三角形である。またスリットの一辺には、図15,16,33の様に内側に折り返された羽根部99が設けられている。
則ちスリット98は、ロータリーカップ63の側面に斜め方向にスリットを設け、そのスリットの一方の縁を内側に折り返して羽根部99を形成させたものである。
そしてロータリーカップ63の下部中央の開口87には、一次空気導入筒88が挿入されている。一次空気導入筒88の最先端(下側)の開口部の位置は、気化室60の内部に位置する。
【0099】
また一次空気導入筒88の内部には、流路形成部材70から垂下された燃料パイプ79が挿入され、燃料パイプ79は図15,16の様にロータリーカップ63内に至っている。
より具体的に説明すると、燃料パイプ79はロータリーカップ63の上部の開口から真っ直ぐに垂下され、上からロータリーカップ63内に至る。そして燃料パイプ79からロータリーカップ63の底部に灯油等の液体燃料が滴下される。
【0100】
次に、本実施例の燃焼装置1の各部の組み立て構造について説明する。
本実施例の燃焼装置1は、最初に説明した様に、送風機2、駆動機械部3、空気量調節部5が中心軸を一致させて順次積み重ねられたものであり、駆動機械部3の天板15に送風機2が直接的にネジ止めされている。則ち本実施例では、送風機2の回転中心と空気量調節部5の軸挿通孔25(移動側板状部材23の回転中心)とロータリーカップ63の回転中心が同一軸線上に直線的に並べられている。
【0101】
そして駆動機械部3の上部に空気量調節部5がネジ止めされている。
また空気量調節部5の下部には、混合部6及び燃焼部7が設けられているが、混合部6と空気量調節部5の境界たる分流部材35に、円錐形の流路形成部材70が設けられている。
則ち前記した様に空気量調節部5の中心部に、パッキン80を介して流路形成部材70の大きいほうの開口54が取り付けられている。一方、分流部材35の中心部の開口37にはパッキン81を介して空気量調節部5の小さいほうの開口83が接続されている。なおこれらのパッキン80,81は、断熱性に優れ、且つ灯油等の液体燃料がしみ込まないものが望ましい。具体的に、パッキンの素材には、シリコンが採用されている。
【0102】
流路形成部材70の中心軸は、空気量調節部5の移動側板状部材23のそれと一致し、且つ前記した様に流路形成部材70の開口54の直径は、移動側板状部材23の中心側のエリアの直径に略等しいので、流路形成部材70は移動側板状部材23の中心側のエリアを覆う様に位置することとなる。従って移動側板状部材23の中心側のエリアから排出された空気は、流路形成部材70によって捕捉される。
【0103】
また流路形成部材70の開口端にはフランジ55が設けられており、さらにフランジ55と空気量調節部5の間にはパッキン80が介在されているので、空気の漏れはなく、移動側板状部材23の中心側のエリアから排出された空気は、漏れなく流路形成部材70の中に入る。
そして流路形成部材70の他方の開口83は、パッキン81を介して分流部材35に取り付けられ、前記した一次空気導入筒88に直接的に連通し、一次空気導入筒88は前述の様に直接的に気化部8の気化室60内に開口している。従って移動側板状部材23の中心側のエリアの開口群から排出された空気は、前記した様に主として流路形成部材70によって捕捉され、一次空気導入筒88を経由して直接的に気化部8の気化室60内に一次空気として導入される。
【0104】
また駆動機械部3のモータ16の回転軸18は、空気量調節部5の中央の軸挿通孔25,25'を連通して流路形成部材70(一次空気導入筒88)を通過し、気化室60のロータリーカップ63に接続されている。
従ってロータリーカップ63は、モータ16の動力によって回転する。またモータ16の後端側の回転軸17は、ファン11にも接続されているから、本実施例では、単一のモータ16によって気化部8のロータリーカップ63とファン11の双方が駆動される。
なお軸挿通孔25は、移動側板状部材23の回転中心でもあるから、移動側板状部材23が回転する際に移動することはない。そのため軸挿通孔25,25'にモータ16の回転軸18があっても、移動側板状部材23の回転の妨げとならない。
【0105】
また電気ヒータ64の配線及び気化室60の温度センサー61の配管は、空気量調節部5と分流部材35の間の空隙105を通り、側面に設けられた開口106(図14)から外部に引き出される。
より詳細に説明すると、箱体13の側面であって空気量調節部5と分流部材35の中間部分には、図14(b)の様な開口106が設けられている。開口106の形状は、大きな長方形部分110と、小さな円形部分111が合体したものである。そして大きな長方形部分110には、図示しないネジによって長方形の蓋112が装着される。一方、円形部分111は、ゴム性の装着具113が嵌め込まれる。装着具113は、円盤状であり、外周部に円形孔の端部が嵌合する溝が114が設けられている他、中央部に貫通孔115が設けられている。
【0106】
当該部分を組み立てる際は、予め装着具113の孔に電気ヒータ64等の配線116を通し、面積の大きい長方形部分110からこれらの配線116を引き出す。そして装着具113を小さな円形部分111に嵌め込み、最終的に長方形の蓋112を閉じる。
【0107】
空気量調節部5と分流部材35の間の空隙105は、送風が通過する領域であるから、比較的温度が低い。そのため電気ヒータ64等の配管の被覆は、耐熱性の低いもので足る。
【0108】
点火装置96は、図15,図43(a)に示すように、ハウジング122を貫通させ、さらに遮熱壁85及び炎孔ベース36の外側燃焼壁41に開口125,126を設け、三者を貫通して炎孔部に近接させている。
また他の方策として、図43(b)の様にハウジング122を貫通させた後、大きく「コ」の字状に曲げ、遮熱壁85と炎孔ベース36の外側燃焼壁41を跨ぎ、先端部を炎孔部に近接させて固定してもよい。
【0109】
本実施例の燃焼装置1は、炎孔を下に向けて使用される。以下、燃焼装置1の取付方向について説明する。
本実施例の燃焼装置1は、図13の様な給湯器21に使用される。そして燃焼装置1は、熱交換器19が内蔵された缶体4の上部に設置され、下部の熱交換器19に向かって火炎を発生させる。
【0110】
次に本実施例の燃焼装置1の機能について説明する。
本実施例の燃焼装置1では、モータ16を起動してファン11とロータリーカップ63を回転させる。
ファン11の回転により、図15の矢印の様に送風機2のハウジング10の中央部に設けられた開口12から空気が吸い込まれ、空気は駆動機械部3に入る。そして空気は、駆動機械部3から上部の空気量調節部5を経て混合部6側に流れるが、本実施例の燃焼装置1では、空気量調節部5(空気量調節装置5a)によって流量調整される。
【0111】
則ち空気量調節装置5aは、前記した様に固定側板状部材22の上に移動側板状部材23が回転可能に重ねられており、両者には略同一形状の開口26,26',27,27'が設けられている。そして移動側板状部材23は、外部に取りつけられたステップモータ121を回転させることにより、固定側板状部材22に対して相対的に回転することができる。
そのため図24の様に、両者の開口26,26',27,27'が重なる様な回転位置にある時は、両者の開口26,26',27,27'が連通し、空気量調節部5全体として大きな開口面積を持つこととなる。従って移動側板状部材23が固定側板状部材22に対して図23の様な位置関係にある時は、混合部6及び気化部8に大量の空気が送風される。
なお図23の様な空気量調節部5が全開状態の時、空気量調節部5の中心側のエリアの開口面積は、他の部位の開口面積の約2倍となる。
【0112】
逆に、図24に示した位置からステップモータ121を回転して移動側板状部材23を回転させると、一方の開口と他方の閉塞部が重なり、空気量調節部5全体としての開口面積が小さくなる。従って移動側板状部材23が固定側板状部材22に対して図24の様な位置関係にある時は、混合部6及び気化部8に送風される風量は減少する。但し、固定側板状部材22の両脇側に設けられた開口31は、固定的なものであって閉塞されることはないので、相対的に中心側の開口比率が減少し、気化部8に送風される空気の比率が減少する。
また、このような開閉動作の際に、燃焼量の増加に伴い、空気量を増加させるように開口すると共に、二次空気に対して一次空気の比率が大きくなるように全体の開口が設定されている。
図24の様に、閉状態におけるエリアの開口面積は、他の部位の開口面積の約4分の1である。
【0113】
則ち、本実施形態の燃焼装置1では、高出力燃焼を行なっている場合に、予混合部8に供給される一次空気の比率が上昇するので、予混合されて炎孔72から噴射される燃料の濃度が下がる。その結果、混合気が希薄となり火炎の温度が低下してNOXの排出量が減少する。なお高出力燃焼を行なっている場合は、火勢が強いので、炎孔72から噴射される燃料の濃度が低くても、火飛び等の悪影響は少ない。高出力燃焼を行なっている際の一次空気の比率は、二次空気よりも高いことが望ましく、理想的には、本実施形態の燃焼装置1で採用する空気量調節部5を全開にした時のように、
(一次空気:二次空気=2:1)
となることが推奨される。
【0114】
一方、低出力燃焼を行なう場合は、火勢が弱いので燃料濃度を上昇させざるを得ないが、本実施形態の燃焼装置1では、燃焼部7に供給される二次空気の比率が増大するので、火炎の周囲に多量に二次空気が供給され、二次空気によって火炎が冷却される。そのため、結果的にNOXの排出量が抑制される。
低出力燃焼を行なっている際の一次空気の比率は、二次空気よりも低いことが望ましく、理想的には、本実施形態の燃焼装置1で採用する空気量調節部5を閉じた時のように、
(一次空気:二次空気=1:4)
となることが推奨される。
【0115】
本発明者らの実験によると、高出力燃焼時に供給空気の比率を
(一次空気:二次空気=2:1)
とし、低出力燃焼時に供給空気の比率を
(一次空気:二次空気=1:4)
とすることにより、全出力領域におけるNOX排出量の平均を100ppm未満とすることができた。
特に、本実施例の燃焼装置1では、空気量調節部5における機械的な遊びに起因する空気供給量のずれを信号処理によって完全に除去する構成としている。これにより、必要な空気量をきめ細かく正確に供給することができ、NOXの排出を低減した安定した燃焼を可能にしている。
【0116】
本実施例の燃焼装置1では、送風機2の送風量が多い場合は、空気量調節部5を開いて中心側のエリアから高い比率で空気を排出する。その結果、気化部8により多くの割合で空気が導入される。一方、送風機2の送風量が少ない場合は、図24の様に空気量調節部5を閉じ、中心側以外の部位から排出される空気の比率を高める。そして一次空気の比率が減少し、二次空気の比率が上昇する。
【0117】
空気量調節部5を通過した空気は、二つの方向に別れて下流側に流れる。則ち中心部のエリアを通過した空気は、直接的に円錐状の流路形成部材70に捕捉され、これと連通する一次空気導入筒88から気化室60の中に送風される。
ここで本実施例の燃焼装置1では、流路形成部材70は、空気量調節部5側の開口54が気化部側の開口83に比べて大きいから、大量の空気が流路形成部材70に取り込まれ、気化部8側に送られることとなる。機能的に説明すると、空気量調節部5の中心側のエリアの開口群によって送風機2から発生する全送風の一部が一次空気として分離され、面積の大きい流路形成部材70の上部の開口54に入る。そして流路形成部材70を流れる内に風速が増加し、分流部材35の開口37から一次空気導入筒88に入り、気化室60に供給される。なお本実施例では、流路形成部材70は円錐形であり、内部がテーパー状であるから、空気が通過する際の渦損失等が少なく、空気の流れはスムーズである。
【0118】
さらに本実施例の燃焼装置1では、燃料パイプ79が流路形成部材70の内側に母線に沿って固定されているので、燃料パイプ79が送風の妨げとならない。そのため気化室60に入る空気のパターンは均等的である。また本実施例の燃焼装置1では、燃料パイプ79がしっかりと固定されているので、ぐらつかず、気化室60に入る空気のパターンが変化することもない。
【0119】
また送風の他の一部は、分流部材35に列状に設けられた多数の小口径の開口40の多くから、炎孔ベース36の島状のループを構成する組み合わせの垂直壁50同士の間の溝48aに流れる。則ち分流部材35に設けられた開口40及び溝48aを経て、燃焼部7に二次空気が供給される。より具体的には、分流部材35の列状の開口40、網状部材77の長孔73、炎孔部材51の空気孔列b及び補炎部材78の丸孔67を経て燃焼部7に二次空気が供給される。
【0120】
さらに分流部材35の外側のエリアに設けられた開口89,90を通過した送風は、炎孔ベース36の外周部を流れる。
具体的には、内側の開口89を通過した送風は、炎孔ベース36の外側燃焼壁41と遮熱壁85の間に形成される空気流路103を流れ、遮熱壁85の下端に設けられたフランジ102と衝突して炎孔ベース36の内側に向きを変え、燃焼部7側に向かって流れる。また空気流路103を流れる空気の一部は、外側燃焼壁41に設けられた孔(開口)53からも炎孔ベース36の内側に流れ込む。
上記した炎孔ベース36の外側燃焼壁41と遮熱壁85の間に形成される空気流路103を流れる空気は、遮熱壁85を冷却する作用を持つ。またこの空気は、フランジ102と衝突して炎孔ベース36の内側に向きを変え、その多くが二次空気として消費される。外側燃焼壁41に設けられた孔(開口)53からも炎孔ベース36の内側に流れ込む空気も、その多くが二次空気として燃焼に寄与する。
【0121】
さらに分流部材35の外側の開口90を通過した送風は、ハウジング122の外壁部100と遮熱壁85の間に形成される空気流路101を流れる。
当該空気流路101を流れる空気は、主としてハウジング122の外壁部100や下部の熱交換器の外壁を冷やす機能を果たす。
【0122】
そして送風機2の送風により、上記した様に気化部8内に大量に一次空気が導入され、気化室60を通風雰囲気とする。また周部92に内蔵された電気ヒータ64に通電して発熱させ、気化室60の内壁全体を昇温させる。この状態において、燃料パイプ79から灯油をロータリーカップ63内に滴下する。
滴下された灯油は、ロータリーカップ63から遠心力を受け、ロータリーカップのスリット98及び角の部分の開口97から飛散する。そして飛散した灯油は、ロータリーカップ63の周囲に配された気化室60の内面に接触し、熱を受けて気化する。
また灯油の一部は、遠心力によってスリット98及び角の部分の開口97に至る前にロータリーカップの底の孔87から気化室60の底部91に落下し、気化室60の底部91に接触し、熱を受けて気化する。
そしてロータリーカップ63の内面に設けられた羽根部99によって気化室60内の空気が攪拌され、燃料ガスと空気との混合が促進される。
【0123】
こうして発生した混合ガスは、図19の矢印の様に、ロータリーカップ63の外壁と気化室60の周壁92によって形成される空隙94を流れて下流に向かう。則ち混合ガスは、気化室60の円筒状の周壁92に沿って一旦上方に流れる。ここで気化室60の開口部近傍には一次空気導入筒88が挿入されているので、混合ガスの流路は極めて狭い。そのため混合ガスの攪拌は、当該部位においてさらに進行する。
【0124】
こうして流路形成部材70から一次空気導入筒88を介して気化室60の内部に供給された空気は、飛散した燃料と混合され、高温状態となって気化室60の上部の開口部84から排出される。そして気化室60を出た混合ガスは、一旦炎孔ベース36の上部側の通路に流れ込む。
【0125】
そして混合ガスは、図19,36の様に島状のループを構成していない組み合わせの垂直壁50同士の間の溝48bに流れ込む。
そして前記した様に燃料ガスは、下部に設けられた炎孔(小孔72)から放出される。本実施例では、炎孔部材55に網状部材77が積層されているので、燃料ガスは、炎孔部材55から放出される直前に網状部材77によって攪拌される。
なお、網状部材77の炎孔ベース36の垂直壁50の端面と当接する部位にシール剤が塗布されているので垂直壁50部位におけるガスの横方向の流通は無く、燃料ガスは横に逃げることなく全量が炎孔(小孔72)から放出される。
【0126】
一方、他の部位から下流側に流れた空気は、燃料と混合されることなく、直接燃焼部7側に流れ込み、二次空気として燃焼に寄与する。則ち二次空気は、分流部材35に設けられた多数の開口40から、炎孔ベース36のループを構成する組み合わせの垂直壁50同士の間の溝48aに流れ、炎孔(小孔72)の側面部に供給される。
【0127】
また前記した様に、分流部材35の外側のエリアに設けられた開口89から炎孔ベース36の外側燃焼壁41と遮熱壁85の間に形成される空気流路103を流れる空気や、分流部材35の開口90からハウジング122の外壁部100と遮熱壁85の間に形成される空気流路101を流れる空気についても二次空気として機能する。特に前者の分流部材35の開口89を経て外側燃焼壁41と遮熱壁85の間に形成される空気流路103を流れる空気は、その一部が外側燃焼壁41に設けられた孔(開口)53からも炎孔ベース36の内側に流れ込み、また残部は遮熱壁85の下端に設けられた折り返し部分(フランジ102)と衝突して燃焼部7側に流れるので、二次空気として消費される割合が高い。
【0128】
そして図43(a)の様に遮熱壁85と外側燃焼壁41を貫通して取り付けられた点火装置96によって燃料ガスに点火されると、炎孔(小孔72)から下向きの火炎が発生する。
【0129】
ここで本実施例の燃焼装置1では、気化部8が、燃焼部7の中央に直接的に露出しているので、燃焼が開始されると、気化室60が火炎によって加熱される。そのため気化室60内の温度が上昇し、燃料の気化がさらに促進される。
また炎孔ベース36に内壁43,59が設けられており、これらが燃焼部7から熱を受けて炎孔ベース36を保温し、燃料の再液化を防ぐ。
加えて本実施例では、流路形成部材70は、断熱性に優れたパッキン80を介して混合部の一部たる分流部材35に取り付けられているので、混合部や燃料ガス流路の熱が流路形成部材70に逃げない。そのため燃料の再液化はさらに発生しにくい。また万一、燃料が再液化しても、パッキン80には灯油等の液体燃料がしみ込まないものが選定されているので、焼損事故の心配は無い。
【0130】
加えて本実施例の燃焼装置1では、一次空気導入筒88についても、炎孔ベース36と一体的であるから、燃焼によって炎孔ベース36の温度が上昇すると、気化室60に導入される空気の温度も高まる。そのため本実施例の燃焼装置1では、燃料の気化状態が安定している。
【0131】
また本実施例の燃焼装置1では、燃焼出力の変化に応じて外付けされたステップモータ121が回動され、空気量調節部5の開口量を変化させる。則ち燃焼量が増加し、送風機2が発生する送風量が多いときは、ステップモータ121を回動して固定側板状部材22と移動側板状部材23の開口26,26',27,27'が連通する方向に移動側板状部材23を回す。その結果、燃焼に寄与する空気量が増大するだけでなく、気化部8に供給される一次空気の比率が上昇する。
その結果、炎孔72から放出される燃料ガスの濃度が低下する。
【0132】
逆に燃焼量が減少し、送風機2が発生する送風量が減少した場合は、移動側板状部材23の開口26,27を固定側板状部材22の閉塞部と合致させる方向に移動側板状部材23を回す。その結果、燃焼に寄与する空気量が減少するだけでなく、気化部8に供給される一次空気の比率が減少する。則ち、放出する燃料ガスの濃度が濃くなり、その周囲に供給される空気が相対的に多くなる。
このように、高出力燃焼を行なっている場合に、気化部8に供給される一次空気の比率を上げ、逆に低出力燃焼を行なっている場合に一次空気の比率を下げることによって、NOX(窒素酸化物)の排出量を減少させることが可能となる。
【0133】
【発明の効果】
請求項1に記載の本発明によれば、必要な空気量を正確に供給して安定した燃焼を行わせることのできる空気量調節装置を提供できる。
また、データテーブルを参照して、制御信号を直ちにアクチュエータへ送出して必要な空気供給を行うことが可能となり、制御を簡略化することができる。
また、機械的な遊びをデータテーブルで補償することにより、正確な空気供給を行うことのできる空気量調節装置を提供できる。
請求項2に記載の本発明によれば、機械的な遊びを移動側板状部材を余分に回転させることによって吸収する簡単な構成によって正確な空気供給を行うことが可能となる。
請求項3に記載の本発明によれば、移動側板状部材の回転位置のずれに伴う供給空気量のずれを、送風機の回転数を変えることによって補償することができ、必要な空気量を正確に供給することのできる空気量調節装置を提供することができる。
請求項4に記載の本発明によれば、データテーブルを参照して、制御信号を直ちにアクチュエータへ送出して必要な空気供給を行うことが可能となり、制御を簡略化することができる。
請求項5に記載の本発明によれば、機械的な遊びをデータテーブルで補償することにより、正確な空気供給を行うことのできる空気量調節装置を提供できる。
請求項6に記載の本発明によれば、機械的な遊びを移動側板状部材を余分に回転させることによって吸収する簡単な構成によって正確な空気供給を行うことが可能となる。
請求項7に記載の本発明によれば、要求される空気量に応じてデータテーブルを参照して、直ちに送風機へ制御信号を送出することができ、正確な空気供給を行うことのできる空気量調節装置を提供できる。
請求項8に記載の本発明によれば、データテーブルを参照して直ちに空気量に対応した制御信号を送風機へ送出でき、安定した空気供給を行うことができる。
請求項9に記載の本発明によれば、移動側板状部材の回転位置のずれを送風機の回転数によって補償して供給される空気量を目的量に調節することが可能となる。
請求項10に記載の本発明によれば、空気量の増減に拘わらず、移動側板状部材を常に所定方向へ向けて正確に目的の回転位置まで駆動することにより、機械的な遊びに起因する供給空気量のずれを除去した空気量調節装置を提供できる。
請求項11に記載の本発明によれば、空気量の変動分が少ない場合に、移動側板状部材の回転駆動を行わないので、空気量調節装置の耐久性を向上させることができる。
請求項12に記載の本発明によれば、空気量調節装置によって一次空気および二次空気を同時に調節することができ構成を簡略化させると共に安定した空気供給を行うことができる。
また、請求項13に記載の本発明によれば、請求項1乃至12のいずれか1項に記載の空気量調節装置を備えることによって、安定した燃焼を行なわせることのできる燃焼装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態に係る空気量調節装置の駆動系を示す分解斜視図である。
【図2】 図1の空気量調節装置の移動側板状部材および固定側板状部材を示す斜視図である。
【図3】 本発明の実施形態に係る空気量調節装置の斜視図である。
【図4】 (a)〜(c)は、図3に示す空気量調節装置の動作を示す説明図である。
【図5】 (a)〜(c)は、図3に示す空気量調節装置の動作を示す説明図である。
【図6】 図3に示す空気量調節装置に適用される第1参考例の制御動作を示すフローチャートである。
【図7】 (a)は、図3に示す空気量調節装置に適用される本発明の別の実施形態に係る制御動作を示すフローチャート、(b)は要求空気量に対するステップモータの駆動ステップ数を示すグラフである。
【図8】 図3に示す空気量調節装置に適用される、更に別の実施形態に係る制御動作を示すフローチャートである。
【図9】 図8に示す空気量調節装置の特性を示すグラフである。
【図10】 図3に示す空気量調節装置に適用される、更に別の実施形態に係る制御動作を示すフローチャートである。
【図11】 図10に示す空気量調節装置の特性を示すグラフである。
【図12】 本発明の別の実施形態に係る空気量調節装置の駆動系を示す分解斜視図である。
【図13】 本発明の燃焼装置を内蔵する給湯器の断面図である。
【図14】 本発明の実施例の燃焼装置の正面図及び箱体の開口部分の斜視図である。
【図15】 本発明の実施例の燃焼装置の断面図である。
【図16】 本発明の実施例の燃焼装置の全体の分解斜視図である。
【図17】 図14の燃焼装置の流路形成部材周辺の分解斜視図である。
【図18】 流路形成部材に燃料供給管を取り付ける際の構成を示す斜視図である。
【図19】 図14の燃焼装置の燃焼部近傍を上から見た斜視図である。
【図20】 図14の燃焼装置で採用する空気量調節部の固定側板状部材の正面図である。
【図21】 図20の固定側板状部材の側面図である。
【図22】 図14の燃焼装置で採用する空気量調節部の移動側板状部材の正面図である。
【図23】 図14の燃焼装置で採用する空気量調節部の正面図であり、開口を開いた状態を示す。
【図24】 図14の燃焼装置で採用する空気量調節部の正面図であり、開口を閉じた状態を示す。
【図25】 図14の燃焼装置で採用する分流部材の正面図である。
【図26】 図14の燃焼装置で採用する炎孔ベースの上面側(気体流路側)の図面である。
【図27】 図26の炎孔ベースの下面側(炎孔側)の図面である。
【図28】 図14の燃焼装置で採用する炎孔ベースと、炎孔部材、網状部材及び補炎部材を組み合わせた状態の正面図である。
【図29】 炎孔部材の正面図である。
【図30】 網状部材の正面図である。
【図31】 補炎部材の正面図である。
【図32】 図31のA−A断面図である。
【図33】 図14の燃焼装置で採用するロータリーカップの正面図及び平面図である。
【図34】 図27のA−A断面図である。
【図35】 図27のB−B断面図である。
【図36】 図14の燃焼装置で採用する炎孔ベースの気体流路側の構成を説明する説明図である。
【図37】 図14の燃焼装置の炎孔近傍を下側から見た斜視図である。
【図38】 燃料ガスの流れを説明する説明図である。
【図39】 二次空気の流れを説明する説明図である。
【図40】 炎孔部材と網状部材及び補炎部材の重ね合わせ構造を示す斜視図である。
【図41】 図14の燃焼装置を下側から見た概略斜視図である。
【図42】 本発明の他の実施例の燃焼装置を下側から見た概略斜視図である。
【図43】(a)は、図14の燃焼装置の点火装置取り付け部分の拡大図であり、(b)はその変形例である。
【符号の説明】
1 燃焼装置
2 送風機
5a,5a' 空気量調節装置
5b 動力伝達部材(駆動片)
7 燃焼部
22 板状部材(固定側板状部材)
23 板状部材(移動側板状部材)
26,27,26',27' 開口
121 アクチュエータ(ステップモータ)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a combustion device and an air amount adjustment device for the combustion device, and more particularly, suitable for a combustion device that burns liquid fuel, and in particular, a heating device or a water heater that uses liquid fuel, or a hot water heater, It is related with a thing suitable for a fan heater etc.
[0002]
[Prior art]
In general, in a combustion apparatus, fuel and air are injected from a flame hole in a state of being mixed in advance. And secondary air is directly supplied to a combustion part, and a fuel burns with the air and secondary air which were mixed beforehand. Therefore, the amount of primary air premixed in the fuel and the amount of secondary air supplied to the outside of the flame hole depend on the magnitude of stable combustion and turndown ratio (variation ratio when the amount of gas and air is greatly varied). It fluctuates greatly.
Therefore, in the combustion apparatus, an air amount adjusting device for adjusting the air amount is provided.
[0003]
The air amount adjusting device is provided between a blower (not shown) for supplying air and a combustion part (not shown) for igniting the premixed fuel gas and ejecting flames, and supplies the air to the vaporizing part or the flame hole base. The air supply amount is adjusted and controlled.
In other words, a blower is arranged on the upstream side, and a combustion unit is arranged on the downstream side, and the air flow generated by the blower is sent to the combustion unit while controlling the flow rate.
[0004]
As such an air amount adjusting device, for example, there is one that is configured by two plate-like members having openings that are rotatably attached to each other.
That is, by rotating the other plate-like member with respect to one plate-like member, the overlapping degree (opening area) of the openings of the two plate-like members is changed, and thereby the amount of air passing through the openings Is to control.
By the way, in the air amount adjusting device having such a configuration, a step motor or the like is often used as an actuator for controlling the rotation of the plate member.
For example, a cam or the like is provided on the rotating shaft of the step motor, and the cam is engaged with an engaging portion provided around the plate-like member, whereby the engaging portion of the plate-like member is moved in the tangential direction by the rotational driving force of the motor. The structure etc. which are rotationally driven to a substantially linear direction are taken.
Further, as another configuration, a configuration in which a gear attached to the step motor is engaged with teeth provided on an outer peripheral side edge of the plate member, and the plate member is rotationally controlled according to the rotation of the step motor, or the like is adopted. .
[0005]
With such a configuration, it is possible to supply the necessary air by adding a control signal to the actuator so that an air supply corresponding to the amount of air required by the combustion unit (not shown) of the combustion apparatus is obtained. is there.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the air amount adjusting device described above, due to the design of the mechanism member, mechanical play inevitably occurs between the cam or gear attached to the step motor and the engaging portion or tooth provided on the plate-like member. appear. Further, there is play in the rotation direction for each serration of the step motor itself.
For this reason, a control shift occurs depending on the rotation direction of the step motor, which hinders accurate control of the air amount.
In other words, although the rotational position of the plate member should be uniquely determined according to the number of rotations of the step motor, the rotation direction of the step motor (plate member) The rotational position of the plate-like member differs depending on the direction in which the plate is driven.
[0007]
For this reason, the step motor cannot be rotated to accurately drive the plate-like member to the intended rotational position, which hinders fine control of the amount of air necessary for stable combustion.
[0008]
The present invention has been proposed in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide an air amount adjusting device that can accurately control the amount of air supplied to a combustion section. Another object of the present invention proposed at the same time is to provide a combustion apparatus capable of performing stable combustion using the air amount adjusting apparatus.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention proposed to achieve the above object is an air amount adjusting device that is disposed between a combustion unit that generates a flame of a combustion device and a blower that blows air and adjusts the amount of air supplied to the combustion unit. A fixed-side plate-shaped member and a movable-side plate-shaped member that have a predetermined-shaped opening and are rotatably stacked, and the movable-side plate-shaped member is rotationally driven with respect to the fixed-side plate-shaped member. In order to obtain an actuator for changing the formed opening area and an opening area corresponding to the amount of air required by the combustion section, a control signal for driving the moving plate member to a target rotational position is generated to generate the opening area. Control means for sending toThe control means has a data table in which an air amount required by the combustion unit and an actuator control signal for obtaining the air amount are stored in association with each other, and the data table is in the form of a plate on the moving side. Provided independently according to the rotational drive direction of the member,The control means includesCorresponding to the amount of air required by the combustion section with reference to the data tableGenerate a control signal and send it to the actuatorAndThe mechanical play caused by the rotational drive of the moving side plate member is compensated.
[0010]
For example, when a step motor is used as the actuator, various configurations can be adopted to rotationally drive the moving side plate member by the driving force of the step motor.
For example, a cam or the like is provided on the rotating shaft of the step motor, and the cam is engaged with an engaging portion provided around the moving plate member, so that the engaging portion of the moving plate member is tangent by the rotational driving force of the motor. The structure etc. which drive to a substantially linear direction toward a direction are taken. Further, the gear attached to the step motor may be engaged with the teeth provided on the outer peripheral edge of the disc-shaped moving side plate member, and the moving side plate member may be driven to rotate according to the rotation of the step motor. it can.
By the way, a step motor usually involves a slight mechanical play for each serration. Further, mechanical play is generated in the engagement between the cam of the step motor and the engaging portion of the movable plate member.
For this reason, even if a control signal is sent to the stepping motor and driven to supply the air amount required by the combustion unit, the moving side plate-like member is brought to the target rotational position by mechanical play of the motor and the engaging unit. A malfunction that cannot be driven to rotate occurs.
[0011]
However, according to the structure of this invention, a control means produces | generates a control signal and sends it to an actuator so that the mechanical play which arises with the rotational drive of a movement side plate-shaped member may be compensated. In other words, a control signal compensated for mechanical play by signal processing (software processing) of the control means can be sent to the actuator to accurately drive the moving side plate-like member to the intended rotational position.
Further, according to this configuration, if there is a request for the supply air amount from the combustion unit, the control means refers to the data table and obtains a control signal corresponding to the air amount. Then, by sending the obtained control signal to the actuator, the moving-side plate member can be immediately driven to the target rotational position.
In addition, an independent data table can be provided according to the rotational drive direction so as to compensate for mechanical play that occurs according to the rotational drive direction of the moving plate member.
According to this configuration, the control means can immediately send a control signal corresponding to the air amount to the actuator by referring to the corresponding data table in accordance with the rotational drive direction of the moving side plate-like member. The accompanying rotational position shift is compensated.
That is, by compensating the mechanical play caused by the air amount adjusting device with the data table, the moving side plate-like member can be accurately driven regardless of the rotation direction.
In the present invention,An air amount adjusting device that is disposed between a combustion unit that generates a flame of a combustion device and a blower that blows air and adjusts the amount of air supplied to the combustion unit, and has an opening of a predetermined shape and is rotatable. The fixed side plate member and the movement side plate member that are overlaid, the actuator that rotationally drives the movement side plate member relative to the fixed side plate member, and changes the opening area formed by the openings, and the combustion unit Control means for generating a control signal for driving the movable plate member to a target rotational position and sending it to the actuator in order to obtain an opening area corresponding to the air amount required byThe control means has a data table in which the amount of air required by the combustion unit and an actuator control signal for obtaining the amount of air are stored in association with each other,The control means includesWhen the moving side plate member is driven in a predetermined direction, a control signal is generated with reference to the data table, while when the moving side plate member is driven in the reverse direction, a position exceeding a target rotational position by a predetermined amount. Drive the plate member on the moving sideGenerate control signal and send to the actuatorAndCompensates for mechanical play caused by the rotational drive of the moving plate memberIt can be configured.
According to this configuration, when the moving side plate member is driven in a predetermined direction, the control unit generates a control signal with reference to the data table and sends it to the actuator.
On the other hand, when the moving side plate member is driven in the direction opposite to the predetermined direction, the moving side plate member is driven to a position exceeding the predetermined rotation position by a predetermined amount instead of rotating to the target rotation position. A control signal is generated.
Here, the predetermined amount is generally an amount corresponding to the magnitude of mechanical play that occurs when the moving-side plate member is rotationally driven in the reverse direction. In other words, extra rotation driving is used to compensate for a shift in the rotational position of the moving side plate member due to idling due to mechanical play.
In the present invention,An air amount adjusting device that is disposed between a combustion unit that generates a flame of a combustion device and a blower that blows air and adjusts the amount of air supplied to the combustion unit, and has an opening of a predetermined shape and is rotatable. The fixed side plate member and the movement side plate member that are overlaid, the actuator that rotationally drives the movement side plate member relative to the fixed side plate member, and changes the opening area formed by the openings, and the combustion unit Control means for generating a control signal for driving the moving plate member to a target rotational position and sending it to the actuator in order to obtain an opening area corresponding to the amount of air required by the control means, Generates the control signal and sends it to the actuatorAnd generating a control signal for driving the blower at a rotational speed corresponding to the amount of air required by the combustion unit,Compensates for mechanical play caused by the rotational drive of the moving plate memberIt can be configured.
In other words, if the rotational drive direction of the moving side plate-like member is reversed, as described above, it cannot be driven to the target rotational position due to mechanical play with the actuator, and the required amount of air can be obtained. I can't.
However, according to the configuration of the present invention, it is possible to compensate for the deviation of the supply air amount due to the deviation of the rotational position of the moving plate member by changing the rotation speed of the blower, and to secure the necessary air amount. be able to.
For example, when the moving side plate-like member is rotationally driven to the target rotation position in the direction of decreasing the opening area, the opening area becomes larger than the target value due to mechanical play. Therefore, the amount of supplied air can be adjusted to the target value by reducing the rotational speed of the blower.
[0012]
[0013]
[0014]
[0015]
[0016]
[0017]
In the present invention, the control means has a data table in which the air amount required by the combustion section and the control signal of the actuator for obtaining the air amount are stored in association with each other, refer to the data table. Thus, a control signal corresponding to the amount of air required by the combustion unit can be generated and sent to the actuator.
According to this configuration, if there is a request for the supply air amount from the combustion section, the control means refers to the data table and obtains a control signal corresponding to the air amount. Then, by sending the obtained control signal to the actuator, the moving-side plate member can be immediately driven to the target rotational position.
[0018]
In the present invention, the data table can be provided independently according to the rotational driving direction of the moving side plate-like member.
In other words, an independent data table can be provided in accordance with the rotational drive direction so as to compensate for mechanical play that occurs in accordance with the rotational drive direction of the moving-side plate member.
According to this configuration, the control means can immediately send a control signal corresponding to the air amount to the actuator by referring to the corresponding data table in accordance with the rotational drive direction of the moving side plate-like member. The accompanying rotational position shift is compensated.
In other words, by compensating the mechanical play caused by the air amount adjusting device with the data table, the moving side plate-like member can be accurately driven regardless of the rotation direction.
[0019]
In the present invention, when the moving plate member is driven in a predetermined direction, the control means generates a control signal with reference to the data table, while when the moving plate member is driven in the reverse direction, the target rotation is performed. A control signal for driving the moving-side plate member to a position exceeding a predetermined amount can be generated and sent to the actuator.
According to this configuration, when the moving side plate member is driven in a predetermined direction, the control unit generates a control signal with reference to the data table and sends it to the actuator.
On the other hand, when the moving side plate member is driven in the direction opposite to the predetermined direction, the moving side plate member is driven to a position exceeding the predetermined rotation position by a predetermined amount instead of rotating to the target rotation position. A control signal is generated.
[0020]
[0021]
In the present invention, the control means has a data table in which the air amount required by the combustion section is associated with the blower control signal corresponding to the air amount, and combustion is performed with reference to the data table. It can be set as the structure which produces | generates the control signal corresponding to the air quantity which a part requires, and sends it out to a fan.
According to this configuration, if there is a request for the amount of supply air from the combustion unit, the control means refers to the data table, obtains a control signal corresponding to the amount of air, and sends it to the blower to immediately rotate the blower to the target rotation. Can be driven by numbers.
[0022]
In the present invention, the data table may be provided independently according to the increasing direction and decreasing direction of the rotational speed of the blower.
For example, taking into account the mechanical play that occurs according to the rotational drive direction of the moving plate-like member described above and the inertia associated with the increase or decrease of the rotation of the blower, the rotation speed of the blower is increased and decreased independently. A data table can be provided.
Thereby, the control means can send a control signal corresponding to the amount of air to the blower immediately with reference to the data table, and can supply air stably.
[0023]
In the present invention, the control means generates a control signal with reference to the data table and outputs the control signal to the blower when the rotational speed of the blower is driven to increase or decrease. When the rotational speed of the blower is driven in the reverse state, a control signal that exceeds the target rotational speed by the predetermined rotational speed toward the reverse state can be generated and sent to the blower. .
For example, when the rotation speed of the blower is driven toward the reduced state by the control means, the moving side plate member is also driven to rotate in the direction of reducing the opening area formed between the fixed side plate member.
However, as described above, even if an attempt is made to send a control signal from the control means to the actuator to drive the moving side plate-like member to the target rotational position, the moving-side plate-like member is larger than the target opening area due to mechanical play. It is driven to many states.
Therefore, by reducing the control signal sent to the blower by the control means by a predetermined number of rotations from the target number of rotations, the amount of air supplied to the combustion unit can be adjusted to the target amount as a result.
Here, the predetermined number of rotations is set to a value that compensates for a shift in the rotational position of the moving side plate-like member with mechanical play.
[0024]
In the present invention,The control means generates a control signal corresponding to a target rotation position and outputs the control signal to the actuator while rotating the moving-side plate member in a predetermined direction, while the moving-side plate-like member is reversed. When rotating toward the target, a control signal corresponding to the rotational position that exceeds the target rotational position by a predetermined amount is generated and sent to the actuator. Thereafter, the control signal corresponding to the target rotational position is sent to the actuator. Generate and output to drive the moving side plate member in a predetermined directionIt can be configured.
As described above, when the moving plate member is driven to rotate using the actuator, mechanical play occurs in the mechanism that transmits the driving force of the actuator to the moving plate member.
For example, a structure in which a step motor is used as an actuator and a cam attached to the step motor is engaged with an engaging portion provided on an outer peripheral side edge of a disc-shaped moving side plate member will be described as an example. . In this structure, when the step motor is driven in one direction, mechanical play occurs between the cam fixed to the step motor and the engaging portion of the moving side plate-like member, and each step motor serration is generated. There is also play.
However, as long as the stepping motor is driven to rotate in a predetermined direction, the idling of the cam occurs due to mechanical play at the initial stage of the rotation driving, and thereafter, the control signal of the stepping motor and the rotational position of the moving side plate-like member Is driven correspondingly uniquely.
On the other hand, if the rotation drive of the step motor is reversed from the predetermined direction to the reverse direction, the moving side plate is rotated regardless of the rotation of the step motor until the rotation of the step motor advances from the point of reversal and mechanical play is absorbed. An idling state in which the member is not driven occurs. When the idling state ends, the control signal of the step motor and the rotational position of the moving side plate-like member are unambiguously driven in a state of deviating from the predetermined direction.
In other words, so-called backlash occurs due to mechanical play depending on the rotation direction of the step motor.
However, according to the configuration of the present invention, even when the moving side plate-like member is rotationally driven in the direction opposite to the predetermined direction, the moving side plate-like member is once again rotationally driven to the rotational position exceeding the target rotational position, and then again the predetermined side. Driven in the direction to the target rotational position. In other words, the moving-side plate-like member is always driven to rotate in a predetermined direction and is driven to a target rotational position.
Here, the predetermined amount exceeding the target rotational position can be appropriately set as long as the actual rotational position of the moving-side plate member exceeds the target rotational position.
In other words, when the predetermined amount is small, the actual rotational position of the moving-side plate member does not exceed the target rotational position. When the predetermined amount is large, the moving side plate-like member can be once driven to a position sufficiently beyond the target rotational position, but the time until it is driven to the target rotational position increases. Therefore, it is preferable to set the predetermined amount as small as possible within the range satisfying these conditions.
Thereby, the mechanical play which generate | occur | produces by driving a movement side plate-shaped member to a reverse direction is removed, and the rotation position of a movement side plate-shaped member can be uniquely defined with respect to the control signal of an actuator.
In the present invention,The control means does not control the actuator when the change in the air amount required by the combustion unit does not exceed a predetermined value with respect to the current supply air amount.It can be configured.
The control means always sends a corresponding control signal to the actuator in accordance with the demand of the combustion section to adjust the air amount. However, when the fluctuation amount of the air amount required by the combustion unit is small with respect to the current air amount, it is not necessary to control the moving side plate-like member one by one in a range that does not hinder stable combustion. In particular, when the combustion capacity is high, sufficiently stable combustion can be obtained even if a slight deviation in the air amount occurs with respect to the optimum air supply amount.
Therefore, when the amount of change in the amount of air required by the combustion unit is small relative to the current amount of air, stable combustion can be maintained even if the actuator is not controlled and the moving side plate member is not driven to rotate..
According to this configuration, when the fluctuation amount of the air amount is small, the moving side plate-like member is not rotationally driven, so that the operation time of the air amount adjusting device including the actuator can be reduced and durability is improved.
In other words, by appropriately adjusting the openings provided in the fixed side plate-like member and the movable side plate-like member of the air amount adjusting device, the primary air and the secondary air can be adjusted to appropriate amounts simultaneously by one air amount adjusting device. it can. By using such an air amount adjusting device for the combustion device, the configuration can be simplified and stable air supply can be performed.
[0025]
The combustion apparatus of the present invention proposed at the same time includes a combustion section that generates a flame, a blower that blows air to the combustion section, and the above-described
In other words, by using a combustion device that uses the air amount adjusting device described above, it becomes possible to remove the deviation of the supplied air amount due to mechanical play of the air amount adjusting device and to perform accurate air supply. Thus, stable combustion can be performed.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a drive system of an air
[0027]
The air
[0028]
The
In addition, the inclined portion 5f has an inclination of approximately 45 degrees with respect to the adjacent horizontal portion, and both side edges of the horizontal portion adjacent to the inclined portion 5f are cut and raised in a curved shape, so that the
[0029]
The
The
[0030]
The
As a result, the
[0031]
As shown in FIGS. 1 and 2, the moving side plate-
The
A
[0032]
On the other hand, the fixed-side plate-
[0033]
The air
That is, by changing the rotational position of the moving side plate-
[0034]
As shown in FIG. 3, the air
The periphery of the stationary plate-
[0035]
Next, with reference to FIGS. 3, 4, and 5, a description will be given of the displacement of the rotational position caused by the mechanical play of the air
As shown in FIG. 4 (a), the stepping
However, as shown in FIG. 4C, when the
[0036]
Then, after the
Further, as shown in FIG. 5 (a), when the
[0037]
As described above, when there is mechanical play between the
In other words, there arises a problem that the rotational position of the moving plate member is not uniquely determined with respect to the control signal supplied to the
Further, mechanical play exists not only in the engaging portion of the
[0038]
This backlash occurs due to idling of the
In other words, when the
Therefore, when the
The present invention is characterized in that the occurrence of such backlash is compensated by software by signal processing of a control means (not shown).
[0039]
Next, embodiments of the present invention that compensate for the occurrence of backlash due to mechanical play by signal processing will be sequentially described.
Although the configuration of the control means employed in the air
That is, it is configured using a digital processing circuit including a CPU, RAM, ROM, I / O port and, if necessary, an A / D conversion circuit that converts an analog sensor signal into a digital signal. A control signal for driving the
In the following description, the control signal sent to the
[0040]
(FirstReference example)
FIG. 6 shows the first of the present invention.Reference exampleIt is a flowchart which shows operation | movement of the air
BookConstitutionIn the following description, it is assumed that the control means (not shown) has a basic program (basic formula) for generating a control signal corresponding to the amount of air required by the combustion section.
[0041]
(1)The control means constantly monitors the presence or absence of fluctuations in the required air amount from the combustion section. If there is a change in the required air amount, it is determined whether the required air amount is increasing or decreasing with respect to the current air supply amount. If it is increased, the process branches to step 205. If it is decreased, the process proceeds to step 202 (see
[0042]
(2)In the case where the required air amount is decreased with respect to the current air supply amount, the control means determines in
On the other hand, when the fluctuation amount of the air amount is equal to or larger than the predetermined value, a control signal having a number of steps smaller by 50 steps is generated from the control signal corresponding to the air amount required by the combustion unit and sent to the
Thereby, the moving side plate-
[0043]
(3)Further, when the required air amount increases with respect to the current air amount in
When the drive of the
[0044]
Like thisConstitutionAccording to the air
As a result, in any case where the amount of supplied air is increased or decreased, the moving side plate-
[0045]
(Second Embodiment)
FIG. 7A is a flowchart showing the operation of the air
[0046]
In the present embodiment, in advance, the control means includes a data table for driving the moving side plate-
In other words, for example, the step corresponding to the rotational position when the moving
Therefore, when the amount of air and the number of driving steps of the
[0047]
Next, operation | movement of the air
(1)The control means always monitors the presence or absence of fluctuations in the amount of air required from the combustion section. If there is a change in the required air amount, it is determined whether the required air amount is increasing or decreasing with respect to the current air supply amount. If it is increased, the process proceeds to step 212. If it is decreased, the process proceeds to step 214 (see
[0048]
(2)When the required air amount increases, the control means obtains a control signal for obtaining the required air amount with reference to the increase data table and sends it to the step motor 121 (
[0049]
(3)On the other hand, when the required air amount decreases, the control means refers to the decrease data table, obtains a control signal for obtaining the required air amount, and sends it to the
[0050]
As described above, according to the air
[0051]
(Third embodiment)
FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the air
In the present embodiment, driving of the moving side plate-
[0052]
Next, operation | movement of the air
(1)The control means constantly monitors the presence or absence of fluctuations in the required air amount from the combustion section. If there is a change in the required air amount, it is determined whether the required air amount is increasing or decreasing with respect to the current air supply amount. When the required air amount increases, the process proceeds to step 227. When the required air amount decreases, the process proceeds to step 222 (see
[0053]
(2)When the required air amount decreases, in
[0054]
(3)On the other hand, when the required air amount increases in
When the driving of the
[0055]
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 9, the rotational speed control of the blower is simultaneously performed in correspondence with the driving of the moving
In other words, the amount of air supplied in each state is controlled by controlling the rotational speed of the blower stepwise as shown in FIG. The configuration is finely adjusted.
Further, as shown in FIG. 9, when the moving
Thus, according to the air
Further, by simultaneously controlling the rotational speed of the blower, it is possible to finely control the supply air amount and adjust it to the target air amount.
[0056]
(Fourth embodiment)
FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the air
In the present embodiment, the rotational position shift caused by the mechanical play of the moving side plate-
In the configuration of the present embodiment, the driving of the moving side plate-
[0057]
Next, operation | movement of the air
(1)The control means constantly monitors the presence or absence of fluctuations in the required air amount from the combustion section. If there is a change in the required air amount, it is determined whether the required air amount is increasing or decreasing with respect to the current air supply amount. If it is increased, the process proceeds to step 244. If it is decreased, the process proceeds to step 242 (see
[0058]
(2)In
Then, when the drive setting of the blower is completed in
[0059]
As described above, according to the air
That is, as shown in FIG. 11, when the amount of supplied air is reduced, the rotational speed of the blower is reduced so as to compensate for the deviation of the rotational position of the moving
[0060]
Incidentally, the air
FIG. 12 is an exploded perspective view showing a drive system of an air
[0061]
In this example,
Also in the air
However, by applying the above-described present invention, it is possible to perform stable air supply in which a deviation in the supply air amount due to mechanical play is removed.
[0062]
【Example】
Next, an embodiment in which the above-described air
FIG. 13 is a cross-sectional view of a water heater incorporating the combustion apparatus of the present invention. FIG. 14 is a front view of a combustion apparatus according to an embodiment of the present invention and a perspective view of an opening portion of a box. FIG. 15 is a cross-sectional view of a combustion apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 16 is an exploded perspective view of the entire combustion apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 17 is an exploded perspective view of the periphery of the flow path forming member of the combustion apparatus of FIG. FIG. 18 is a perspective view showing a configuration when the fuel supply pipe is attached to the flow path forming member. FIG. 19 is a perspective view of the vicinity of the combustion section of the combustion apparatus of FIG. 14 as viewed from above. FIG. 20 is a front view of the fixed-side plate member of the air amount adjustment unit employed in the combustion apparatus of FIG. FIG. 21 is a side view of the fixed-side plate member of FIG. FIG. 22 is a front view of the moving side plate member of the air amount adjusting unit employed in the combustion apparatus of FIG. FIG. 23 is a front view of an air amount adjusting unit employed in the combustion apparatus of FIG. 14 and shows a state in which an opening is opened. FIG. 24 is a front view of the air amount adjusting unit employed in the combustion apparatus of FIG. 14 and shows a state in which the opening is closed. FIG. 25 is a front view of a flow dividing member employed in the combustion apparatus of FIG.
[0063]
FIG. 26 is a drawing of the upper surface side (gas flow path side) of the flame hole base employed in the combustion apparatus of FIG. 27 is a drawing of the lower surface side (flame hole side) of the flame hole base of FIG. FIG. 28 is a front view of a state in which a flame hole base, a flame hole member, a net-like member, and a flame assisting member employed in the combustion apparatus of FIG. FIG. 29 is a front view of the flame hole member. FIG. 30 is a front view of the mesh member. FIG. 31 is a front view of the flameproof member. 32 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 33 is a front view and a plan view of a rotary cup employed in the combustion apparatus of FIG. 34 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 35 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. FIG. 36 is an explanatory diagram for explaining the configuration of the flame hole-based gas flow path used in the combustion apparatus of FIG. FIG. 37 is a perspective view of the vicinity of the flame hole of the combustion apparatus of FIG. 14 as viewed from below. FIG. 38 is an explanatory diagram for explaining the flow of the fuel gas. FIG. 39 is an explanatory diagram for explaining the flow of secondary air. FIG. 40 is a perspective view showing an overlapping structure of a flame hole member, a net-like member, and an auxiliary flame member. FIG. 41 is a schematic perspective view of the combustion apparatus of FIG. 14 as viewed from below. FIG. 42 is a schematic perspective view of a combustion apparatus according to another embodiment of the present invention as viewed from below. FIG. 43 (a) is an enlarged view of an ignition device mounting portion of the combustion device of FIG. 14, and FIG. 43 (b) is a modification thereof.
[0064]
In this embodiment, the air
Further, the air
[0065]
13-16, 1 shows the combustion apparatus of the Example of this invention. The
[0066]
If it demonstrates sequentially from an upper side, the
[0067]
The
The
[0068]
As shown in FIGS. 3 and 16, the air
On the other hand, the number of
As described above, the moving-side plate-
[0069]
Further, an engaging
[0070]
On the other hand, the fixed-side plate-
[0071]
An opening having substantially the same shape as that of the above-described moving-
Twelve
A large number of
[0072]
As shown in FIGS. 3, 16, and 20, the air
Further, a
[0073]
The moving side plate-
The rotation of the moving
[0074]
The flow
Further, as described above, the flow
[0075]
A fuel pipe (fuel supply pipe) 79 is fixed inside the flow
That is, the
[0076]
The mixing unit 6, the
[0077]
That is, as shown in FIG. 25, the
However, in this embodiment, the small openings are distributed in two areas, the inside and outside. That is, in the inner area surrounded by the two-dot chain line,
On the other hand,
The area of the
[0078]
The
That is, the
As shown in FIGS. 19, 34, 35, 38 and 41, the
[0079]
Further, as shown in FIGS. 19, 26, 27, 34, and 35, the
Further, as shown in FIGS. 19 and 36, the
[0080]
Further, as shown in FIGS. 19, 34, and 35, a
There is no opening in the upper part of the
Each of the
Accordingly, the
On the other hand, as shown in FIG. 38, the
In addition, about the cut |
[0081]
An
Eight ribs 66 are provided inside the
Further, an
Further, an
These
[0082]
Next, the
That is, the
The
[0083]
That is, the many
On the other hand, the
In this embodiment, eleven flame hole rows a are provided, and are arranged adjacent to the air hole row b alternately.
[0084]
The
The
Further, a mounting
[0085]
The
Further, the periphery of the
[0086]
As shown in FIGS. 16, 19, and 40, the
[0087]
In the state where the positioning and mounting are thus performed, the air hole row b of the
Therefore, the island-
[0088]
On the other hand, the flame hole row a of the
A
Therefore, the combination portion not forming the island shape communicates with the outside through the mesh of the
Here, since the sealant is applied to the portion of the
[0089]
On the back surface of the
On the upper surface side (flow path forming side) of the
[0090]
The
[0091]
The area of the
[0092]
The
The
A gap serving as the
[0093]
Although the
Of the
[0094]
Next, the
Further, the vaporizing
[0095]
The vaporizing
[0096]
An
A
[0097]
The
On the other hand, the nine surrounding
Twelve
[0098]
Further, twelve
That is, the
A primary
[0099]
A
More specifically, the
[0100]
Next, the assembly structure of each part of the
As described above, the
[0101]
An air
A mixing unit 6 and a
That is, as described above, the
[0102]
The central axis of the flow
[0103]
Further, a
The
[0104]
Further, the rotating
Accordingly, the
The
[0105]
Further, the wiring of the
More specifically, an
[0106]
When assembling the part, the
[0107]
Since the
[0108]
As shown in FIGS. 15 and 43 (a), the
As another measure, after penetrating the
[0109]
The
The
[0110]
Next, the function of the
In the
With the rotation of the
[0111]
That is, in the air
Therefore, as shown in FIG.,When the
When the air
[0112]
Conversely, when the stepping
Further, during such an opening / closing operation, the opening is set to increase the amount of air as the combustion amount increases, and the entire opening is set so that the ratio of the primary air to the secondary air increases. ing.
As shown in FIG. 24, the opening area of the area in the closed state is about one-fourth of the opening area of other parts.
[0113]
That is, in the
(Primary air: Secondary air = 2: 1)
It is recommended that
[0114]
On the other hand, when performing low-power combustion, the fuel concentration is unavoidable because the fire is weak, but in the
The ratio of primary air during low-power combustion is preferably lower than that of secondary air, and ideally, when the air
(Primary air: Secondary air = 1: 4)
It is recommended that
[0115]
According to our experiments, the ratio of supply air during high power combustion
(Primary air: Secondary air = 2: 1)
And the ratio of supply air during low power combustion
(Primary air: Secondary air = 1: 4)
So that NO in all output regionsXThe average discharge amount could be less than 100 ppm.
In particular, the
[0116]
In the
[0117]
The air that has passed through the
Here, in the
[0118]
Furthermore, in the
[0119]
The other part of the air flow is between the
[0120]
Further, the air that has passed through the
Specifically, the air that has passed through the
The air flowing through the
[0121]
Further, the air that has passed through the
The air flowing through the
[0122]
Then, as described above, a large amount of primary air is introduced into the
The dripped kerosene receives centrifugal force from the
A part of kerosene falls to the bottom 91 of the vaporizing
And the air in the
[0123]
The mixed gas thus generated flows downstream through a
[0124]
Thus, the air supplied from the flow
[0125]
Then, the mixed gas flows into the
As described above, the fuel gas is discharged from the flame hole (small hole 72) provided in the lower part. In this embodiment, since the
Since the sealant is applied to the part of the
[0126]
On the other hand, air that has flowed downstream from other parts flows directly into the
[0127]
Further, as described above, the air flowing through the
[0128]
When the fuel gas is ignited by the
[0129]
Here, in the
Further, the
In addition, in the present embodiment, since the flow
[0130]
In addition, in the
[0131]
Further, in the
As a result, the concentration of the fuel gas discharged from the
[0132]
Conversely, when the amount of combustion decreases and the amount of air generated by the
Thus, when high power combustion is performed, the ratio of primary air supplied to the
[0133]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, it is possible to provide an air amount adjusting device capable of accurately supplying a necessary air amount and performing stable combustion.
In addition, referring to the data table, it is possible to immediately send a control signal to the actuator to perform the necessary air supply, thereby simplifying the control.
Further, it is possible to provide an air amount adjusting device that can perform accurate air supply by compensating mechanical play with a data table.
According to the invention as claimed in
According to the invention as claimed in
According to the fourth aspect of the present invention, the control signal can be immediately sent to the actuator by referring to the data table to perform the necessary air supply, and the control can be simplified.
According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to provide an air amount adjusting device capable of supplying an accurate air by compensating mechanical play with a data table.
According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to perform accurate air supply with a simple configuration that absorbs mechanical play by rotating the moving side plate-shaped member excessively.
According to the present invention as set forth in
According to the present invention as set forth in
According to the invention as claimed in claim 9,It is possible to adjust the amount of supplied air to a target amount by compensating for the shift of the rotational position of the moving-side plate member by the rotational speed of the blower.
According to the invention of
According to the invention of
According to the invention as claimed in
Moreover, according to the present invention described in
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a drive system of an air amount adjusting device according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view showing a moving-side plate-like member and a fixed-side plate-like member of the air amount adjusting device in FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a perspective view of an air amount adjusting device according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 4A to 4C are explanatory views showing the operation of the air amount adjusting device shown in FIG.
FIGS. 5A to 5C are explanatory views showing the operation of the air amount adjusting device shown in FIG. 3;
6 is applied to the air amount adjusting device shown in FIG.Of the first reference exampleIt is a flowchart which shows control operation.
7A is a flowchart showing a control operation according to another embodiment of the present invention applied to the air amount adjusting device shown in FIG. 3, and FIG. It is a graph which shows.
FIG. 8 is a flowchart showing a control operation according to still another embodiment applied to the air amount adjusting device shown in FIG. 3;
FIG. 9 is a graph showing characteristics of the air amount adjusting device shown in FIG. 8;
FIG. 10 is a flowchart showing a control operation according to still another embodiment applied to the air amount adjusting device shown in FIG. 3;
11 is a graph showing the characteristics of the air amount adjusting device shown in FIG. 10;
FIG. 12 is an exploded perspective view showing a drive system of an air amount adjusting device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a cross-sectional view of a water heater incorporating the combustion device of the present invention.
FIG. 14 is a front view of a combustion apparatus according to an embodiment of the present invention and a perspective view of an opening portion of a box.
FIG. 15 is a cross-sectional view of a combustion apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 16 is an exploded perspective view of the entire combustion apparatus according to the embodiment of the present invention.
17 is an exploded perspective view of the periphery of a flow path forming member of the combustion apparatus of FIG.
FIG. 18 is a perspective view showing a configuration when a fuel supply pipe is attached to a flow path forming member.
FIG. 19 is a perspective view of the vicinity of the combustion section of the combustion apparatus of FIG. 14 as viewed from above.
20 is a front view of a fixed side plate member of an air amount adjusting unit employed in the combustion apparatus of FIG. 14;
21 is a side view of the fixed-side plate member in FIG.
22 is a front view of a moving side plate member of an air amount adjusting unit employed in the combustion device of FIG. 14;
23 is a front view of an air amount adjusting unit employed in the combustion apparatus of FIG. 14, showing a state in which an opening is opened.
24 is a front view of an air amount adjusting unit employed in the combustion apparatus of FIG. 14, showing a state in which the opening is closed.
25 is a front view of a flow diverting member employed in the combustion apparatus of FIG.
FIG. 26 is a drawing of the upper surface side (gas flow path side) of the flame hole base employed in the combustion apparatus of FIG. 14;
27 is a drawing of the lower surface side (flame hole side) of the flame hole base of FIG. 26. FIG.
28 is a front view of a state in which a flame hole base, a flame hole member, a net-like member, and a flame assisting member employed in the combustion apparatus of FIG. 14 are combined.
FIG. 29 is a front view of a flame hole member.
FIG. 30 is a front view of a mesh member.
FIG. 31 is a front view of a flameproof member.
32 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 31. FIG.
FIG. 33 is a front view and a plan view of a rotary cup employed in the combustion apparatus of FIG.
34 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 27. FIG.
35 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 27. FIG.
FIG. 36 is an explanatory diagram for explaining a configuration of a flame hole-based gas flow path used in the combustion apparatus of FIG. 14;
FIG. 37 is a perspective view of the vicinity of the flame hole of the combustion apparatus of FIG. 14 as viewed from below.
FIG. 38 is an explanatory diagram illustrating the flow of fuel gas.
FIG. 39 is an explanatory diagram illustrating the flow of secondary air.
FIG. 40 is a perspective view showing an overlapping structure of a flame hole member, a net-like member, and an auxiliary flame member.
41 is a schematic perspective view of the combustion device of FIG. 14 as viewed from below.
FIG. 42 is a schematic perspective view of a combustion apparatus according to another embodiment of the present invention as viewed from below.
43 (a) is an enlarged view of an ignition device mounting portion of the combustion apparatus of FIG. 14, and FIG. 43 (b) is a modified example thereof.
[Explanation of symbols]
1 Combustion device
2 Blower
5a, 5a 'air quantity adjustment device
5b Power transmission member (drive piece)
7 Combustion section
22 Plate member (fixed side plate member)
23 Plate member (moving side plate member)
26, 27, 26 ', 27' opening
121 Actuator (Step motor)
Claims (13)
所定形状の開口を有し回転可能に重ね合わせられた固定側板状部材及び移動側板状部材と、前記固定側板状部材に対して前記移動側板状部材を回転駆動して開口同士で形成される開口面積を変化させるアクチュエータと、前記燃焼部の要求する空気量に対応した開口面積を得るために、前記移動側板状部材を目的の回転位置へ駆動する制御信号を生成して前記アクチュエータに送出する制御手段とを備えており、
前記制御手段は、前記燃焼部の要求する空気量と、当該空気量を得るためのアクチュエータの制御信号とを対応づけて格納したデータテーブルを有しており、当該データテーブルは、前記移動側板状部材の回転駆動方向に応じて独立して設けられ、前記制御手段は、前記データテーブルを参照して前記燃焼部の要求する空気量に対応した制御信号を生成して前記アクチュエータへ送出し、移動側板状部材の回転駆動に伴って生じる機械的な遊びを補償することを特徴とする空気量調節装置。An air amount adjusting device that is disposed between a combustion unit that generates a flame of a combustion device and a blower that blows air, and adjusts the amount of air supplied to the combustion unit,
A fixed-side plate-shaped member and a movable-side plate-shaped member that have a predetermined-shaped opening and are rotatably overlapped, and an opening formed by rotating the moving-side plate-shaped member relative to the fixed-side plate-shaped member. In order to obtain an actuator that changes the area and an opening area corresponding to the amount of air required by the combustion section, a control signal that generates a control signal for driving the moving plate member to a target rotational position and sends it to the actuator Means and
The control means has a data table in which an air amount required by the combustion unit and an actuator control signal for obtaining the air amount are stored in association with each other, and the data table is in the form of a plate on the moving side. Provided independently according to the rotational drive direction of the member, the control means generates a control signal corresponding to the amount of air required by the combustion section with reference to the data table , sends it to the actuator, and moves An air amount adjusting device that compensates for mechanical play caused by rotational driving of a side plate member.
所定形状の開口を有し回転可能に重ね合わせられた固定側板状部材及び移動側板状部材と、前記固定側板状部材に対して前記移動側板状部材を回転駆動して開口同士で形成される開口面積を変化させるアクチュエータと、前記燃焼部の要求する空気量に対応した開口面積を得るために、前記移動側板状部材を目的の回転位置へ駆動する制御信号を生成して前記アクチュエータに送出する制御手段とを備えており、
前記制御手段は、前記燃焼部の要求する空気量と、当該空気量を得るためのアクチュエータの制御信号とを対応づけて格納したデータテーブルを有しており、
前記制御手段は、前記移動側板状部材を所定方向に駆動するときには、前記データテーブルを参照して制御信号を生成する一方、移動側板状部材を逆方向へ駆動するときには、目的とする回転位置を所定量だけ超える位置まで移動側板状部材を駆動する制御信号を生成して前記アクチュエータに送出し、移動側板状部材の回転駆動に伴って生じる機械的な遊びを補償することを特徴とする空気量調節装置。An air amount adjusting device that is disposed between a combustion unit that generates a flame of a combustion device and a blower that blows air, and adjusts the amount of air supplied to the combustion unit,
A fixed-side plate-shaped member and a movable-side plate-shaped member that have a predetermined-shaped opening and are rotatably overlapped, and an opening formed by rotating the moving-side plate-shaped member relative to the fixed-side plate-shaped member. In order to obtain an actuator that changes the area and an opening area corresponding to the amount of air required by the combustion section, a control signal that generates a control signal for driving the moving plate member to a target rotational position and sends it to the actuator Means and
The control means has a data table in which the amount of air required by the combustion unit and an actuator control signal for obtaining the amount of air are stored in association with each other,
The control means generates a control signal by referring to the data table when driving the moving plate member in a predetermined direction, and determines a target rotational position when driving the moving plate member in the reverse direction. An air amount characterized by generating a control signal for driving the moving plate member to a position exceeding a predetermined amount and sending it to the actuator to compensate for mechanical play caused by the rotational drive of the moving plate member. Adjusting device.
所定形状の開口を有し回転可能に重ね合わせられた固定側板状部材及び移動側板状部材と、前記固定側板状部材に対して前記移動側板状部材を回転駆動して開口同士で形成される開口面積を変化させるアクチュエータと、前記燃焼部の要求する空気量に対応した開口面積を得るために、前記移動側板状部材を目的の回転位置へ駆動する制御信号を生成して前記アクチュエータに送出する制御手段とを備えており、
前記制御手段は、前記制御信号を生成して前記アクチュエータに送出すると共に、前記燃焼部の要求する空気量に応じた回転数で前記送風機を駆動するための制御信号を生成し、前記移動側板状部材の回転駆動に伴って生じる機械的な遊びを補償することを特徴とする空気量調節装置。An air amount adjusting device that is disposed between a combustion unit that generates a flame of a combustion device and a blower that blows air, and adjusts the amount of air supplied to the combustion unit,
A fixed-side plate-shaped member and a movable-side plate-shaped member that have a predetermined-shaped opening and are rotatably overlapped, and an opening formed by rotating the moving-side plate-shaped member relative to the fixed-side plate-shaped member. In order to obtain an actuator that changes the area and an opening area corresponding to the amount of air required by the combustion section, a control signal that generates a control signal for driving the moving plate member to a target rotational position and sends it to the actuator Means and
The control means generates the control signal and sends it to the actuator, and also generates a control signal for driving the blower at a rotational speed corresponding to the amount of air required by the combustion unit. An air amount adjusting device that compensates for mechanical play caused by rotational driving of a member.
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