JPH04109A - 燃焼量可変装置における流量調整弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

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

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

なお、第７図において、７６は戻り油管７４の中途に設
けた逆止弁である。

かかる構成によって、この石油燃焼装置は、戻り油管７
４に設けた流量調整弁７５の弁開度を変え、戻り油量を
調節することで、噴霧量を広範囲に制御し、燃焼量を変
えることができる。

即ち、ポンプ７２より戻り大圧力噴霧ノズル７３へ供給
される灯油供給量ＱＴは、戻り大圧力噴霧ノズル７３か
らの噴霧量Ｑ８と、戻り油管７４を通り、往き油管７１
の上流側に戻る戻り油量Ｑ、とに分流するので、噴霧量
Ｑ、は、灯油供給量Ｑアから戻り油量Ｑ、を引いた量と
なるが、この戻り油量Ｑ、を変えることによって、噴霧
量Ｑ、を調節することができる。

また、従来、上記した流量調整弁７５は、第８図に概念
的に説明するように、弁ケーシング８０内に、−側聞口
を戻り油管７４の上流側に連結するとともに、他側開口
を戻り油管７４の下流側に連結した流量調整流路８１を
形成し、同流量調整流路８１の中途に弁座８２を設け、
同弁座８２に針状弁体８３を接離自在に当接して流量調
整流路８１を開閉自在となし、かつ、針状弁体８３の後
方に、ソレノイド８４によって駆動される弁体進退杆８
５を配設し、同ソレノイド８５への印加電流を可変とす
ることによって、弁体進退杆８５の進退量を微調整可能
とした構成としている。

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

しかし、かかる石油燃焼装置は、未だ、以下の解決すべ
き課題を具備していた。

即ち、上記構成においては、弁ケーシング８０の下部に
流量調整流路８１が配設されており、一方、流量調整流
路８１の中途に設けた弁座８２に針状弁体８３を接離自
在に当接するソレノイド８４や弁体進退杆８５等の弁体
駆動機構は、弁ケーシング８０の下方に配設されている
。

従って、石油燃焼装置の非運転時等において、ソレノイ
ド８４と弁体進退杆８５との間の狭い環状空間８６等に
空気が流入することになる。

しかるに、空気は燃焼油と比較して比重が相当小さいの
で、石油燃焼装置の運転を再開しても、かかる流入空気
は灯油とともに、戻り油管７４及び往き油管７１を通し
て戻り大圧力噴霧ノズル７３から完全には外部に流出せ
ず、その一部が同環状空間８６内に滞留し、そのため、
流量調整弁７５は精密な流量調整、及びそれに伴う燃焼
制御を行うことができなかった。

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

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、ポンプで加圧した燃料を往き油管を通して戻
り大圧力噴霧ノズルに供給し、かつ、戻り油管の途中に
流量調整弁を設け、流量調整弁を制御することにより、
前記ノズルからの噴霧量を増減して燃焼量を変化させる
ことができる燃焼両可変装置において、弁ケーシングの
上部に、−側聞口を戻り油管の下流側に連結するととも
に他側開口を戻り油管の上流側に連結した流量調整流路
を形成し、かつ、同弁ケーシングの下部に、流量調整流
路の中途に設けた弁座に弁体を接離自在に当接する弁体
駆動機構を配設したことを特徴とする燃焼両可変装置に
おける流量調整弁に係るものである。

そして、上記構成において、弁体駆動機構は、弁ケーシ
ングの中央部に進退自在に配設し、その頂面に球状弁体
を載置した弁体進退杆と、同弁体進退杆の周りに、環状
空気空間を介して同心円的にかつ遊嵌状態に配設したソ
レノイドとを具備する。

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

ケーシングの上部に流量調整流路を形成するとともにそ
の下部に弁体駆動機構を配設したので、石油燃焼装置の
非運転時に弁体駆動機構内の環状空気空間等に流入した
空気は、運転の再開とともに、燃料とともに完全に戻り
大圧力噴霧ノズルから外部に流出させることができる。

従って、正確かつ緻密な流量調整が可能となり、正確な
燃焼制御を行うことができる。

（へ）実施例 以下、本発明を添付図に示す実施例に基づいて、詳説す
る。

第１図に、本発明に係る燃焼両可変装置Ａを組み込んだ
石油式給湯機Ｂの全体構成を概念的に示す。

まず、燃焼両可変装置Ａの構成について説明すると、第
１図において、Ｔは灯油を充填した貯油タンクであり、
同貯油タンクＴから、フィルタＦ。

を介し、往き油管Ｓ内に流入落下した灯油は、ポンプＰ
で加圧され、戻り大圧力噴霧ノズルＮに供給されること
になる。

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

即ち、第１図において、戻り油管Ｒは往き油管Ｓと並設
状態に設けられている。

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

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

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

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

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

なお、第１図において、ＱアはポンプＰより戻り大圧力
噴霧ノズルＮへ供給される灯油供給量、Ｑｓは戻り大圧
力噴霧ノズルＮがらの噴霧量、そして、Ｑ、は戻り油管
Ｒを通る戻り油量である。

次に、石油式給湯機Ｂの構成について、第１図を参照し
て説明すると、２０は内部に上記した戻り大圧力噴霧ノ
ズルＮを配設したガンタイプバーナであり、同バーナ２
０は、その後部をダクト２１を介してファン２２と接続
している。

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

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

一方、熱交換器２５の給湯側に接続した給湯配管２８に
は、流量調整弁２９と湯温センサ３０とが取付けられて
いる。

また、給湯配管２日からは風呂用配管３１を分岐させる
こともでき、この場合、風呂用水量センサ３２と閉止弁
３３を取付けることになる。

本発明は、上記構成を有する燃焼両可変装置Ａまたは同
燃焼両可変装置Ａを具備する石油式給湯機Ｂにおいて、
第３図に示すように、流量調整弁ＦＣ内に設けた流量調
整流路４３を弁ケーシング４０の上方に設けるとともに
、同流量調整流路４３に設けた弁座４４を開閉する球状
弁体４５を進退するための弁体進退機構Ｋを弁ケーシン
グ４０の下方に形成したことを特徴とする。

即ち、第３図において、２分割体４０ａ、４０ｂから構
成され、かつ、長尺筒状体を形成する弁ケーシング４０
は、その−個分割体４０ａの上部に、Ｌ字形状の屈曲流
路からなる流量調整流路４３を形成している。

そして、同流量調整流路４３の一側開口４２は、戻り油
管Ｒの上流側、即ち、戻り式圧力噴霧ノズルＮ側に連通
連結しており、一方、他側開口４１は、戻り油管Ｒの下
流側、即ち、電磁ポンプＰに接続する側に連通連結して
いる。

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

また、球状弁体４５の弁座４４と対向する側、即ち、弁
ケーシング４０の下部には弁体駆動機構Ｋが設けられて
おり、本実施例におて、かかる弁体駆動機構には、以下
の構成を有する。

球状弁体４５は、筒状の弁ケーシング４０の軸線上に位
置しており、その前部に支持リング４６を一体的に連結
している。

支持リング４６は、上記した弁ケーシング４０の軸線上
を進退する弁体進退杆４７の先端に設けた円形凹溝４８
内に嵌入されている。

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

そして、同ソレノイド５１に電流を印加することによっ
て、弁体進退杆４７を軸線に沿って進退させ、弁体進退
杆４７の先端に嵌入した弁体支持リング４６及び球状弁
体４５を、弁座４４に向けて接離することができ、戻り
油管Ｒを流れる戻り油量を調整することができる。

また、弁体進退杆４７は、その中途に環状のスプリング
ワッシャ５３の内周縁を連結しており、同ワッシャ５３
の外周縁５４は、２分割体４０ａ、４０ｂからなる弁ケ
ーシング４０の分割面５５に挟持状態に固定されている
。

かかる構成によって、弁体進退杆４７は、その進退にお
いて、スプリングワッシャ５３を変形させることになる
が、同変形に基づく復元力によって、弁体進退杆４７の
軸線は、常時、弁ケーシング４０の軸線に向けて自動調
芯されることになる。

また、第３図に示すように、流量調整弁ＦＣは、弁体進
退杆４７の進退力の調整を行うための進退力調整機構６
０を具備している。

かかる進退力調整機構６０は、弁ケーシング４０の後部
端面に設けたナツト６１を設け、同ナツト６１に螺杵６
２を螺着し、同螺杵６２の先端をソレノイド５１のボビ
ン４９内に進退自在に挿入し、かつ、螺杵６２の内部に
おいて、スプリング受は板６３とスプリング受はプラグ
６４との間にスプリング６５を介設し、同スプリング受
は板６３の前面に連結杆６６の基端を支持し、同連結杆
６６の他端を弁体進退杆４７内に設けた挿入孔６７に挿
入することによって構成している。

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

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

まず、石油燃焼装置の非運転時には、空気が弁体駆動機
構に内に形成された環状空気空間６８内に滞留すること
になる。

しかし、本発明では、上述したように、弁ケーシング４
０の上部に流量調整流路４３を形成するとともにその下
部に弁体進退機構Ｋを配設したので、石油燃焼装置の非
運転時に弁体進退機構Ｋに流入した空気は、石油燃焼装
置の運転の再開とともに、その浮力によって上方に移動
し、灯油とともに、戻り油管Ｒ及び往き油管Ｓを通して
完全に戻り式圧力噴霧ノズルＮから外部に流出させるこ
とができる。

従って、流量調整弁ＦＣは、以下に説明する要領で、正
確かつ緻密な灯油の流量調整を行うことができ、正確な
燃焼制御を行うことができる。

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

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

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

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

また、前記したように、本実施例では、弁体進退杆４７
は自動調芯機能を有するので、弁座４４と球状弁体４５
との距離、即ち、弁開度を正確に制御することができる
ので、上記した球状弁体４５による効果と協働して、さ
らに正確な燃焼制御を行うことができる。

また、第６図に、本発明に係る流量調整弁ＦＣの他の実
施例を示しており、図示するように、本実施例は、実質
的に、第３図に示した流量調整弁ＦＣの構成の内、弁体
駆動機構Ｋを簡単な構造としたことに構成上の特徴を有
する。

即ち、本実施例では、弁体進退杆１４７は、連結杆６６
を介することなく、直接的に、スプリング１６５を介し
て、スプリング受はプラグ１６４に支持されている。

また、弁体進退杆１４７は、その外周面上であって１８
０°対向する位置に、一対の縦長溝２００を設けており
、かかる縦長溝２００によって、弁体進退杆１４７の往
復道退勤を円滑なものとしている。

さらに、本実施例においては、流！調整弁ＦＣは、−側
倒壁に設けた他側開口１４１の軸線の延長上をなす弁ケ
ーシング１４０の他側側壁に第３開口２０１を設けてお
り、両開口１４１と第３開口２０１　とは直線状の連通
流路２０２によって相互に連通されている。また、第３
開口２０１は戻り式圧力噴霧ノズルＮと連通している。

即ち、本実施例は、第１図に示す往き油管Ｓと戻り油管
Ｒの終端との結合部に流量調整弁ＦＣを配設しており、
これによって、配管構成を簡単にすることができる。

なお、その他の構成部材は、第３図に示す流量調整弁Ｆ
Ｃと実質的に同様なので、それぞれ、第３図の符合に１
００を足して示している。

かかる流量調整弁ＦＣの構成においても、弁ケーシング
１４０の上部に流量調整流路１４３を形成するとともに
その下部に弁体進退機構Ｋを配設したので、石油燃焼装
置の非運転時に弁体進退機構Ｋに流入した空気は、石油
燃焼装置の運転の再開とともに、その浮力によって上方
に移動し、灯油とともに、戻り油管Ｒ及び往き油管Ｓを
通して完全に戻り式圧力噴霧ノズルＮから外部に流出さ
せることができる。

従って、流量調整弁ＦＣは、第３図に示す流量調整弁Ｆ
Ｃと同様に、正確かつ緻密な灯油の流量調整を行うこと
ができ、正確な燃焼制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る流量調整弁を装備する燃焼両可変
装置を具備する石油式給湯機の概念的構成説明図、第２
図は戻り式圧力噴霧ノズルの断面側面図、第３図は流量
調整弁の断面正面図、第４図は印加電流と流量調整弁の
二次側圧力の相関関係を示すグラフ、第５図は流量調整
弁の二次側圧力と戻り油量及び噴霧量との相関関係を示
すグラフ、第６図は流量調整弁の他の実施例の断面正面
図、第７図は従来の燃焼両可変装置の概念的構成説明図
、第８図は同燃焼両可変装置における流量調整弁の概念
的構成説明図である。 図中、 Ａ：燃焼両可変装置 Ｂ：石油式給湯機 Ｃ：循環流路 ＦＣ二流量調整弁 Ｇ；逆止弁 Ｎ：戻り式圧力噴霧ノズル Ｓ：往き油管 Ｐ：ポンプ Ｒ：戻り油管 ＢＰ：バイパス管 Ｔ：貯油タンク ４０：弁ケーシング ４１ニ一側開口 ４２：他側開口 ４３：流量調整流路 ４４：弁座 ４５：球状弁体 ４７：弁体進退杆 ５１：ソレノイド

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ポンプ（Ｐ）で加圧した燃料を往き油管（Ｓ）を通
   して戻り式圧力噴霧ノズル（Ｎ）に供給し、かつ、戻り
   油管（Ｒ）の途中に流量調整弁（ＦＣ）を設け、流量調
   節弁（ＦＣ）を制御することにより、前記ノズル（Ｎ）
   からの噴霧量を増減して燃焼量を変化させることができ
   る燃焼量可変装置において、 弁ケーシング（４０）の上部に、一側開口（４１）を戻
   り油管（Ｒ）の下流側に連結するとともに他側開口（４
   ２）を戻り油管（Ｒ）の上流側に連結した流量調整流路
   （４３）を形成し、かつ、同弁ケーシング（４０）の下
   部に、流量調整流路（４３）の中途に設けた弁座（４４
   ）に球状弁体（４５）を接離自在に当接する弁体駆動機
   構（Ｋ）を配設したことを特徴とする燃焼量可変装置に
   おける流量調整弁。 ２、弁体駆動機構（Ｋ）は、弁ケーシング（４０）の中
   央部に進退自在に配設し、その頂面に球状弁体（４５）
   を載置した弁体進退杆（４７）と、同弁体進退杆（４７
   ）の周りに、環状空気空間（６８）を介して同心円的に
   かつ遊嵌状態に配設したソレノイド（５１）とを具備す
   ることを特徴とする請求項１記載の燃焼両可変装置にお
   ける流量調整弁。